スラグ選別設備
【課題】スラグに含有する地金を効率的に選別可能なスラグ選別設備を提供する。
【解決手段】スラグを搬送するベルトコンベア２８と、前記ベルトコンベア２８の搬送経路上に配置され、前記スラグから前記スラグに含有する地金を磁力により吸着して前記ベルトコンベア２８外に搬送する磁選機４４と、前記磁選機４４に吸着する前記地金の吸着量を検出する検出手段（重量計７４）と、前記検知手段が検出した吸着量が前記磁選機の許容吸着量以上となる場合には前記ベルトコンベア２８の搬送速度を下げる制御、及び／または、前記磁選機４４の搬送速度を上げる制御を行なう制御部と、を有することを特徴とする。
【解決手段】スラグを搬送するベルトコンベア２８と、前記ベルトコンベア２８の搬送経路上に配置され、前記スラグから前記スラグに含有する地金を磁力により吸着して前記ベルトコンベア２８外に搬送する磁選機４４と、前記磁選機４４に吸着する前記地金の吸着量を検出する検出手段（重量計７４）と、前記検知手段が検出した吸着量が前記磁選機の許容吸着量以上となる場合には前記ベルトコンベア２８の搬送速度を下げる制御、及び／または、前記磁選機４４の搬送速度を上げる制御を行なう制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラグ選別設備に関し、スラグに含有する地金を効率的に選別可能とする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属の精錬過程にて発生するスラグは、溶融地金を含有し、精錬の方法およびそのスラグ組成によって、多種多様である。従来より、このスラグは、冷却凝固破砕処理された有効金属成分は回収してリサイクルされ、スラグは分別調整されて路盤材及び埋め立て用として供給されてきた。
【０００３】
例えば製鋼スラグの処理過程は、先ず、転炉より転炉鍋車に排出された地金を含むスラグを、ピットまたはヤードに鍋傾動放流する。ここでスラグは、散水等によって強制的に冷却され、その後ある時間放置されて所定の温度まで自然冷却される。
【０００４】
次に、ピットやヤードにて冷却凝固したスラグを、重機またはブルドーザー等によって適度の大きさに掘削・破砕し、トラック等によって別置のヤードへ搬入する。ここでもスラグを所定の期間を野外にて放置し、この間にスラグは自然崩壊によって一部は微細化する。次いでスラグを最終段階の加工プラントに搬入し、クラッシャー等によりさらに破砕分別し、路盤材及び埋め立て用に適したサイズに調整する。
【０００５】
以上のスラグ処理工程での従来の地金の回収においては、磁選機が使用されており、回転ドラム式のものが多用されている（特許文献１乃至特許文献３参照）。これらの特許文献においては、スラグを搬送するベルトコンベアの下流側のローラが磁選機となっており、ベルトコンベアの下流の端部に到達したスラグに包含される地金を、磁力により吸いつけてスラグから分離している。しかしこの方式ではスラグと地金との分離を十分に行なうことができない、といった問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３２９４４９号公報
【特許文献２】特開平５−１２３６０５号公報
【特許文献３】特開２００６−２７２２４６号公報
【特許文献４】特開２００９−１２７０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで特許文献４においては、スラグを搬送するベルトコンベアと磁選機とを分離し、ベルトコンベアを複数段配置するととともにベルトコンベア間にスラグを破砕する破砕機またはスラグを篩い分ける篩を介装し、各ベルトコンベア上に磁選機を配置した構成を開示している。しかし、このような構成を採用しても効率的な地金の回収は十分ではなく、またベルトコンベアのような搬送手段を複数用いるためコストがかかるといった問題がある。
そこで本発明は、上記問題点に着目し、スラグから地金の回収を低コスト且つ効率的に行なうことを可能にするスラグ選別設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係るスラグ選別設備は、第１には、スラグを搬送する搬送手段と、前記搬送手段の搬送経路上に配置され、前記スラグから前記スラグに含有する地金を磁力により吸着して前記搬送手段外に搬送する磁選機と、前記磁選機に吸着する前記地金の吸着量を検出する検出手段と、前記検知手段が検出した吸着量が前記磁選機の許容吸着範囲以上となる場合には前記搬送手段の搬送速度を下げる制御、及び／または、前記磁選機の搬送速度を上げる制御を行なう制御部と、を有することを特徴とするスラグ選別設備。
【０００９】
スラグに含有される地金は不均一に分布するため、搬送手段に搬送される際に磁選機に到来する地金の量は時間を追って変化する。一方、磁選機により同時に吸着できる量は限られているため、磁選機は地金の許容吸着範囲を有する。よって、磁選機に吸着した地金の吸着量が、予め決められた磁選機の許容吸着範囲以上となった場合には、磁選機が吸着すべき地金を取りこぼす虞がある。しかし、上記構成により、地金の磁選機の吸着量が許容吸着範囲以上とならないように搬送手段の搬送速度、磁選機の搬送速度を調整することができるので、磁選機において地金を取りこぼすことを抑制し、効率的に地金を回収することができる。
【００１０】
第２には、前記制御部は、前記検知手段が検出した吸着量が前記磁選機の許容吸着範囲以下となる場合には前記搬送手段の搬送速度を上げる制御、及び／または、前記磁選機の搬送速度を下げる制御を行なうことを特徴とする。
上記構成により、地金の回収の作業効率の低下を抑制することができるとともに、磁選機の電力コストを抑制することができる。
【００１１】
第３には、前記検出手段は、前記磁選機の前記地金の搬送経路に対して交差する方向にレーザ光を照射する照射手段と、前記レーザ光を受光する受光手段と、前記受光手段が前記レーザ光を受光する時間に基づいて前記レーザ光の光路を遮る前記地金の吸着量を算出する演算手段と、を有することを特徴とする。
上記構成により、地金の磁選機の吸着量を被接触で算出して、効率的に地金を回収することができる。
【００１２】
第４には、前記検出手段は、前記磁選機を支持するとともに、前記磁選機の荷重に基づいて伸長する弾性体と、前記弾性体の変位に基づいて前記地金の吸着量を算出する演算手段と、を有することを特徴とする。
上記構成により、地金の磁選機の吸着量を機械的に算出して、効率的に地金を回収することができる。
【００１３】
第５には、前記磁選機は、前記搬送手段上において、前記搬送手段の搬送経路に沿って一列に複数配置されるとともに、前記搬送手段との隙間が前段の磁選機から後段の磁選機に行くに従って狭くなるように配置されたことを特徴とする。
【００１４】
上記構成により、前段の磁選機で径の大きい地金を回収し、後段に向かうととともに径の小さな地金が回収可能となり、効率的に地金を回収することができる。またこのように地金を多段階に回収する場合においても、搬送手段は１つでよいのでコストを抑制することができる。
【００１５】
第６には、前記磁選機の前記搬送手段の搬送経路の上流側には前記磁選機と前記搬送手段との隙間と同程度の隙間を有するスクレーパーが配置され、前記スクレーパーは、前記搬送手段の搬送経路と鋭角に交差するように配置されたことを特徴とする。
上記構成により、搬送手段上を搬送中のスラグの磁選機への干渉を防止して効率的に地金を回収することができる。
【００１６】
第７には、前記磁選機は、前記磁選機の搬出経路と、前記搬送手段の搬出経路とが鋭角に交差するように配置されたことを特徴とする。
上記構成により、磁選機の搬出経路と搬送手段の搬出経路とが重なる長さを長くすることができる。よって、磁選機の搬出経路を長く形成して地金を回収することができるので、効率的に地金を回収することができる。
【００１７】
第８には、前記搬送手段には前記スラグに加振する加振手段が設けられたことを特徴とする。
上記構成により、径の大きい地金の隙間に径の小さな地金が入り込み、結果的に大きな径の地金が搬送中のスラグの上部に移動するので、効率的に地金を吸着することができる。
【００１８】
第９には、前記搬送手段は、ベルトコンベアであって、前記ベルトコンベアのベルトを支持するローラのうち、前記磁選機に対向する位置に配置されたローラは、前記ベルトが前記磁選機に対向する位置において幅方向に平坦となるように配置されたことを特徴とする。
上記構成により、磁選機とベルトとの距離がベルトの幅方向に均一になるので、ベルトの幅方向でムラなく地金を回収することができる。
【００１９】
第１０には、前記搬送手段には、前記搬送手段が搬送する前記スラグに水または界面活性剤の水溶液を供給する供給手段が設けられたことを特徴とする。
上記構成により、搬送手段によるスラグの搬送過程において、スラグからの粉塵の発生を抑制し、作業者が粉塵を吸引する虞を回避することができる。
【００２０】
第１１には、前記スラグをその粒径ごとに多段階に選別し、選別されたスラグごとに出力するスラグ選別手段が配置され、前記搬送手段は、前記スラグ選別手段により選別される段数に対応して複数配置され、各搬送手段は、前記選別されたスラグを搬送することを特徴とする。
【００２１】
上記構成により、スラグを搬送手段に供給する前にスラグを粒径に対応して選別して、搬送手段に供給するスラグの粒径のバラつきを小さくすることにより、スラグの磁選機までの距離のバラつきを小さくし、磁選機における地金の吸着効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るスラグ選別設備によれば、スラグに地金の含有率が変動しても地金を取りこぼすことなく回収することができるとともに、搬送手段と磁選機との配置を最適化し、スラグと磁選機との干渉も回避して効率的な地金の回収を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係るスラグ選別設備の正面図である。
【図２】本実施形態に係るスラグ選別設備の平面図である。
【図３】図１の部分詳細図である。
【図４】本実施形態のベルトコンベアの断面図である。
【図５】本実施形態のベルトコンベアの磁選機に対向する部分の断面図と磁選機等を示す図である。
【図６】本実施形態の検出手段の変形例であって、レーザ光の光軸方向からみた模式図である。
【図７】本実施形態の検出手段の変形例であって、磁選機の搬送方向からみた模式図である。
【図８】本実施形態の磁選機の変形例を示す図である。
【図９】スラグ選別手段にベルトコンベアを複数配置した平面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２５】
本実施形態に係るスラグ選別設備の概要図を図１（正面図）、図２（平面図）に示し、図１の部分詳細図を図３に示す。本実施形態に係るスラグ選別設備１０は、受け入れホッパー１２、グリズリー１６、エプロンフィーダー２０、ベルトコンベア２８、磁選機４４等を有し、エプロンフィーダー２０、ベルトコンベア２８、磁選機４４を制御する制御部（不図示）を有している。
【００２６】
グリズリー１６は、受け入れホッパー１２の傾斜した開口部１４に一定の間隔で形成された格子であり、ショベル等により運ばれるスラグを篩い分けるものである。格子の寸法より小さいスラグが受け入れホッパー１２に投入され、格子の寸法より大きなスラグはグリズリー１６の傾斜面を滑り、開口部１４に取り付けられたシューター１８を通って排出される。
【００２７】
エプロンフィーダー２０は、受け入れホッパー１２の下端に配置され、下端に蓄えられたスラグをベルトコンベア２８に供給するものである。エプロンフィーダー２０は、モータ２６に駆動されたロータ２４によりベルト２２を駆動させ、ベルト２２上に載ったスラグをベルトコンベア２８に供給する。
【００２８】
スラグの搬送手段となるベルトコンベア２８は、エプロンフィーダー２０から供給されたスラグから地金を回収するために搬送するものである。ベルトコンベア２８は、スラグの搬送経路（矢印４２）の上流側がエプロンフィーダー２０のスラグの排出側の真下に来るように配置され、ベルトコンベア２８の搬送経路（矢印４２）の下流側が上流側より高くなるように配置される。ベルトコンベア２８は、ベルトコンベア２８全体の骨組みとなるプレート３０と、プレート３０の長手方向の両端に配置されたロータ３２と、プレート３０の両面に所定の間隔で設けられた軸受け３４（図３）と、軸受け３４に取り付けられた小型ロータ３６（図３）、ロータ３２、小型ロータ３６にかけられたベルト３８と、を有する。そしてロータ３２の少なくとも一方にはモータ４０が取り付けられている。よって、ベルト３８はロータ３２、小型ロータ３６に当接し、ロータ３２に取り付けられたモータ４０により駆動（周回運動）する。なおベルトコンベア２８からスラグが溢れないように、エプロンフィーダー２０のモータ２６の出力と、ベルトコンベア２８のモータ２６の出力は、後述の制御部（不図示）により一定の比例関係を維持するように調整される。
【００２９】
磁選機４４は、ベルトコンベア２８上に搬送されるスラグから地金を選別してベルトコンベア２８外に排出するものである。ここで、地金とはスラグのうち金属の含有率が高く磁力により吸着可能なものをいう。磁選機４４は、図１、図３に示すように、例えばベルトコンベア２８の傾斜に合わせて磁選機４４を傾斜させた状態でワイヤー５８等により吊り下げられる。そして図２に示すように、磁選機４４は、ベルトコンベア２８の搬送経路（矢印４２）に交差する方向に地金の搬送経路（矢印６０）が向くように配置される。
【００３０】
また本実施形態においては、磁選機４４は複数（図１では２つ）用いられベルトコンベア２８の搬送経路（矢印４２）に沿って一列に配置される。そして、ベルトコンベア２８と磁選機４４との隙間６２は、ベルトコンベア２８の搬送経路（矢印４２）の上流側（前段）の磁選機４４から下流側（後段）の磁選機４４に行くにつれて狭くなるように配置される。
【００３１】
さらにベルトコンベア２８上において配列された磁選機４４の間の位置には、スクレーパー６４が配置されている。スクレーパー６４は、ベルト３８を迂回してプレート３０に接続する金具（不図示）等により固定される。スクレーパーは、図３に示すように、ベルトコンベア２８の搬送経路（矢印４２）の下流側の磁選機４４の隙間６２と同程度の隙間６６を有するとともに、図２に示すようにスクレーパー５６の長手方向（矢印６８）とベルトコンベア２８の搬送経路（矢印４２）とが鋭角に交差するように配置されている。
【００３２】
これによりスクレーパー５６より上流側の磁選機４４を通過した径の大きいスラグはスクレーパー５６により矢印７０の方向に向かってシューター７２から排出され、スクレーパー５６の隙間６６を通過した径の小さな地金を含むスラグが下流側の磁選機４４に搬送される。よって下流側の磁選機４４はベルトコンベア２８との隙間６２を小さくして地金を効率よく選別することができるとともに、下流側の磁選機４４の隙間６２より大きな径のスラグとの干渉を回避することができる。またこのように地金を多段階に回収する場合においても、ベルトコンベア２８は１つでよいのでコストを抑制することができる。そして全ての磁選機４４を通過したスラグはベルトコンベア２８の端部から放出され、スラグ貯蔵場に蓄えられる。
【００３３】
本実施形態では磁選機４４を２つ配置しているが、磁選機４４を３つ以上配置し、磁選機４４の間にスクレーパー５６（シューター７２）を配置してもよい。なおグリズリー１６の格子の間隔が最前段の磁選機４４とベルトコンベア２８との隙間６２と同程度、若しくはその隙間６２より小さい場合は、図１に示すように、最前段の磁選機４４の上流側にはスクレーパー５６を取り付ける必要はない。またシューター７２から排出されたスラグをスラグ貯蔵場に搬送するベルトコンベア（不図示）を配置してもよい。
【００３４】
図４にベルトコンベアの断面図を示す。図４に示すように、ベルトコンベア２８の軸受け３４、小型ロータ３６は、例えば、プレート３０の幅方向に３箇所設けられ、各軸受け３４（３４ａ）に小型ロータ３６が取り付けられる。そして、幅方向の中央の軸受け３４ａが、プレート３０を基準とした高さが幅方向の両端の軸受け３４より低くなるように取り付けられる。よって中央の小型ロータ３６は、プレート３０を基準とした高さが両端の小型ロータ３６より低くなる。これによりベルト３８は幅方向の中央部が、その両端より凹んだ状態となるので、スラグがベルト３８の脇からこぼれることを防止することができる。
【００３５】
図５にベルトコンベアの磁選機に対向する部分の断面図と磁選機等を示す。一方、図５に示すように、磁選機４４に対向する位置に取り付けられたベルトコンベア２８の軸受け３４は、それぞれ同じ高さとなるように取り付けられる。よって磁選機４４に対向する位置において小型ロータ３６のプレート３０を基準とした高さも同じとなる。よってベルト３８は、磁選機４４に対向する位置において、幅方向に平坦となるので、磁選機４４との距離（隙間）が均一となる。したがって、磁選機４４は、磁選機４４の真下を通過するスラグから地金を効率的に吸着することができる。
【００３６】
図５に示すように、磁選機４４は、骨組みとなるプレート４６と、プレート４６の両端に取り付けられたロータ４８と、ロータ４８にかけられたベルト５０と、を有し、ロータ４８の少なくとも一方にモータ５４が取り付けられる。ベルト５０は、例えばキャタピラー構造を有し、キャタピラーを構成する複数の金属板５２には磁石（不図示、永久磁石でも電磁石でも良い）がそれぞれ取り付けられている。そして磁選機４４は、ベルトコンベア２８により搬送され磁選機４４の真下に来た地金を、磁石の磁力により吸引してベルト５０に吸着させる。そしてロータ４８の回転によりベルト５０が周回運動をし、吸着した地金を磁選機４４の搬送経路（矢印６０）に沿って移動させることができる。
【００３７】
さらに磁選機４４の搬送経路（矢印６０）の下流側には吸着した地金をベルト５０から取り払って排出するスクレーパー５６が取り付けられている。スクレーパー５６は、磁選機４４のベルト５０との干渉を回避して磁選機４４のプレート４６と接続する金具（不図示）等により固定される。これによりベルト５０を構成する金属板５２はスクレーパー５６を通過すると、地金が取り払われた状態となる。よって、磁選機４４は、ベルトの５０の周回運動により、吸着面となる金属板５２をベルトコンベア２８に次々と対向させることができる。したがって、磁選機４４は、ベルトコンベア２８と対向する位置において、地金を順次吸着するとともに、スクレーパー５６により順次排出することができる。
【００３８】
図５（図１、図２参照）に示すように、磁選機４４の搬送経路（矢印６０）の先には、開口部７８が傾斜した受け入れホッパー７６が配置され、開口部７８にはグリズリー８０及びシューター８２が取り付けられている。グリズリー８０は、磁選機４４から排出された地金を大塊のものと細粒のものとに選別する寸法に格子が設計されている。よって、大塊の地金は受け入れホッパー７６には入らず、シューター８２を通って矢印８４の方向に排出される。一方、細粒の地金は矢印８６に示すようにグリズリー８０の格子を通過して受け入れホッパー７６に投入される。この受け入れホッパー７６、グリズリー８０、シューター８２は、各磁選機４４に対応して配置される。そして受け入れホッパー７６の下端にはベルトコンベア７７が配置され、受け入れホッパー７６から細粒の地金が供給されスラグ貯蔵場に搬送される。
【００３９】
ところで、スラグに含有される地金は不均一に分布するため、ベルトコンベア２８に搬送される際に磁選機４４に到来する地金の量は時間を追って変化する。一方、磁選機４４により同時に吸着できる量は限られているため、磁選機４４は地金の許容吸着範囲を有する。よって、磁選機４４に吸着した地金の吸着量が、予め決められた磁選機４４の許容吸着範囲以上となった場合には、磁選機４４が吸着すべき地金を取りこぼす虞がある。
【００４０】
そこで本実施形態では、後述の重量計７４により磁選機４４に吸着した地金の吸着量を測定し、後述の制御部（不図示）により、磁選機４４に吸着した地金の吸着量がその磁選機４４の許容吸着範囲以上となった場合に、ベルトコンベア２８の搬送速度を下げる、及び／または、磁選機４４の搬送速度を上げる制御等を行なう。
【００４１】
図１乃至図３に示すように、磁選機４４を吊るすワイヤー５８には、磁選機４４に対する地金の吸着量を検出する検出手段となる重量計７４が介装されている。重量計７４は、磁選機４４をワイヤー５８を介して支持するとともに、磁選機４４の荷重に基づいて伸長する例えばバネ定数の高いバネ等の弾性体（不図示）と、弾性体（不図示）の変位に基づいて地金の吸着量を算出する演算手段（不図示）とからなる。弾性体（不図示）としてバネ定数の高いバネ等を用いることにより、地金の吸着による磁選機４４の鉛直方向の変位を抑制して、磁選機４４とベルトコンベア２８との隙間６２の変化を抑制して、磁選機４４に安定的に地金を吸着させることができる。
【００４２】
制御部（不図示）は、演算手段（不図示）とエプロンフィーダー２０のモータ２６、ベルトコンベア２８のモータ４０、磁選機４４のモータ５４と電気的に接続されている。そして制御部は、演算手段から入力される吸着量のデータに基づいて、各モータの出力を調整することができる。
【００４３】
制御部（不図示）においては、磁選機４４に対する地金の吸着量が許容吸着範囲以上となる場合はモータ２６及びモータ４０の出力を低下する制御を行なう。これにより、スラグの供給速度を低下させ、磁選機４４の地金の取りこぼしを抑制するとともに電力コストを抑制することができる。同様に磁選機４４に対する地金の吸着量が許容吸着範囲以上となる場合は、モータ５４の出力を上昇させる制御を行なう。これにより、磁選機４４の搬送速度を高めて磁選機４４の地金の取りこぼしを抑制することができる。
【００４４】
逆に磁選機４４に対する地金の吸着量が許容吸着範囲以下となる場合は、モータ２６及びモータ４０の出力を上昇させて地金の回収の作業効率の低下を抑制することができる。同様に磁選機４４に対する地金の吸着量が許容吸着範囲以下となる場合は、モータ５４の出力を低下させて磁選機４４の電力コストを抑制することができる。
【００４５】
ここでモータ２６及びモータ４０の制御と、モータ５４の制御は、いずれか一方を行なっても良いし、両方同時に行ってもよい。また同時に制御する場合には、スラグ選別設備１０の使用状況に合わせて各モータの出力の変化量の比に適当に重み付けを行なってもよい。
【００４６】
なお本実施形態において磁選機４４は複数設けられているが、制御部（不図示）は、各磁選機４４の重量のデータを入力し、いずれかの磁選機４４に係る吸着量がその磁選機４４の許容吸着範囲外となった場合は、モータ２６及びモータ４０の出力の制御、及び／または、対応する磁選機４４のモータ５４の出力の制御を行なうことができる。
【００４７】
図６、図７に本実施形態の検出手段の変形例を示し、図６はレーザ光の光軸方向からみた模式図、図７は磁選機の搬送方向からみた模式図である。よって図６においては、レーザ光９０は紙面から奥に向かって進行し、図７においては、磁選機４４の搬送経路９４（図６の矢印６０に対応する）は紙面から手前に向かって進行する。図６、図７に示すように、検出手段は、磁選機４４の地金の搬送経路９４（矢印６０）に対して交差する方向にレーザ光９０を照射する照射手段８８と、レーザ光９０を受光する受光手段９２と、受光手段９２がレーザ光９０を受光する時間に基づいてレーザ光９０の光路を遮る地金の吸着量を算出する演算手段（不図示）と、からなる。
【００４８】
照射手段８８は、照射手段８８から照射されるレーザ光９０が磁選機の搬送経路９４（矢印６０）と交差する方向に向けられるとともにベルトコンベア２８のベルト３８の真上から外れた位置に固定される。そして受光手段９２は、照射手段８８から照射されるレーザ光９０の光軸上に配置される。この配置により照射手段８８及び受光手段９２は、磁選機４４により搬送される地金との干渉、及びベルトコンベア２８上で搬送されるスラグとの干渉を回避される一方、受光手段９２に向けて照射されるレーザ光９０は、レーザ光９０の光路上を通過する地金により遮られる。なお、照射手段８８及び受光手段９２は、磁選機４４のベルト５０との干渉を回避して磁選機４４のプレート４６に接続する金具（不図示）等により固定される。
【００４９】
演算手段（不図示）は、一定の時間間隔で受光手段９２がレーザ光９０を受光した時間を算出する。ここで、受光した時間が短いほど磁選機４４に吸着した地金の吸着量が多く、逆に受光した時間が長いほど地金の吸着量が少ないことになる。よって演算手段（不図示）はレーザ光９０を受光した時間に基づいて地金の吸着量のデータを制御部（不図示）に出力する。なお、磁選機４４に吸着する地金の寸法は均一ではないので、レーザ光９０は高さ方向の幅を有する状態で照射して受光手段９２が高さ方向に多チャンネルで受信し、演算手段（不図示）は、レーザ光９０を受信するチャンネル数とその受信時間にもとづいて地金の吸着量を算出するようにしてもよい。検出手段を上記構成とすることにより、地金の磁選機４４の吸着量を被接触で算出して、効率的に地金を回収することができる。
【００５０】
図８に本実施形態の磁選機の変形例を示す。また本実施形態においては、図８に示すように、磁選機９６（磁選機４４と同じ機能を有するものとする）の搬出経路（矢印９８）と、ベルトコンベア２８の搬出経路（矢印４２）とが鋭角に交差するように配置することも好適である。上記構成により、磁選機９６の搬出経路（矢印９８）とベルトコンベア２８の搬出経路（矢印４２）とが重なる長さを長くすることができる。よって、図８に示すように、磁選機９６の搬出経路（矢印９８）を長く形成して地金を回収することができるので、効率的に地金を回収することができる。
【００５１】
図９に、スラグ選別手段にベルトコンベアを複数配置した平面図を示し、図１０に図９のＡ−Ａ線断面図を示す。図９、図１０においては、スラグをその粒径ごとに多段階に選別し、選別されたスラグごとに出力するスラグ選別手段１００が配置されている。そしてベルトコンベア２８（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）は、スラグ選別手段１００により選別される段数に対応して複数配置され、各ベルトコンベア２８は、前記選別されたスラグを搬送する構成を示している。
【００５２】
スラグ選別手段１００は、スラグをスラグ選別設備１０に供給する前にその粒径に対応して予め選別して出力するものである。スラグは、その直径が大小さまざまなものがあるが、スラグ選別手段１００は、例えば直径が２００ｍｍ以上（大粒径のスラグ）のもの、２０ｍｍから２００ｍｍのもの（中粒径のスラグ）、２０ｍｍ以下のもの（小粒径のスラグ）に選別する。スラグ選別手段１００は、第１グリズリー１０２、第２グリズリー１０４、受け入れホッパー１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、シューター１０８、シューター１１０を有し、各受け入れホッパーの下端にはそれぞれエプロンフィーダー２０が配置され、各エプロンフィーダー２０の真下にはスラグ選別設備１０を構成するベルトコンベア２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃが配置される。
【００５３】
第１グリズリー１０２は、格子構造を有し、選別前のスラグ（矢印１１２）が最初に供給される部分であり、第１グリズリー１０２のスラグの選別先は受け入れホッパー１０６Ａに接続され、スラグが通過する格子の真下にはシューター１０８が配置される。
【００５４】
第１グリズリー１０２は、その格子間隔（２００ｍｍ程度）が大粒径のスラグの直径よりやや小さくなるように設計される。よって大粒径のスラグ（矢印１１４）は格子を通過することなく選別されて受け入れホッパー１０６Ａに供給され、中粒径のスラグ（矢印１１６）、小粒径のスラグ（矢印１１８）は格子を通過してシューター１０８に供給される。
【００５５】
第２グリズリー１０４は、格子構造を有するとともにシューター１０８の排出先に接続される。そして第２グリズリー１０４の選別先はシューター１１０に接続され、シューター１１０の排出先には受け入れホッパー１０６Ｃが配置される。また第２グリズリー１０４のスラグが通過する格子の真下には受け入れホッパー１０６Ｂが配置される。
【００５６】
第２グリズリー１０４は、その格子間隔（２０ｍｍ程度）が中粒径のスラグの直径よりやや小さくなるように設計される。よって中粒径のスラグ（矢印１１６）は格子を通過することなく選別されてシューター１１０を介して受け入れホッパー１０６Ｃに供給され、小粒径のスラグ（矢印１１８）は格子を通過して受け入れホッパー１０６Ｂに供給される。
【００５７】
よってベルトコンベア２８Ａには大粒径のスラグ（矢印１１４）が供給され、ベルトコンベア２８Ｃには中粒径のスラグ（矢印１１６）が供給され、ベルトコンベア２８Ｂには小粒径のスラグ（矢印１１８）が供給される。このように、ベルトコンベア２８に供給する前にスラグの粒径に対応してスラグを選別して、ベルトコンベア２８に供給するスラグの粒径のバラつきを小さくすることにより、スラグの磁選機４４（金属板５２）までの距離のバラつきを小さくし、磁選機４４における地金の吸着効率を高めることができる。
【００５８】
本実施形態において、ベルトコンベア２８には、スラグに加振する加振手段（不図示）が設けることも好適である。これにより、径の大きい地金（スラグ）の隙間に径の小さな地金（スラグ）が入り込み、結果的に大きな径の地金が搬送中のスラグの上部に移動するので、効率的に地金を吸着することができる。なお加振は、スラグがベルトコンベア２８のベルト３８の脇からこぼれない程度の強度で行なうことは当然であるが、図４に示すように、ベルト３８は幅方向の中央が凹んだ状態となっているので、加振手段（不図示）は、ベルト３８が図４のように凹んだ状態となっている位置に取り付けるとよい。
【００５９】
さらに本実施形態において、スラグ選別設備１０は、ベルトコンベア２８で搬送されるスラグに水または界面活性剤の水溶液を供給する供給手段（不図示）を配置することが好ましい。供給手段は、例えばベルトコンベア２８上の全面、または、ベルトコンベア２８上のスラグが最初に供給されるエプロンフィーダー２０の真下となる位置において、供給されたスラグに水や界面活性剤の水溶液をスプレー状に供給する。これにより、ベルトコンベア２８によるスラグの搬送過程において、スラグからの粉塵の発生を抑制し、作業者が粉塵を吸引する虞を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
スラグに地金の含有率が変動しても地金を取りこぼすことなく回収することができるとともに、ベルトコンベアと磁選機との配置を最適化し、スラグと磁選機との干渉も回避して効率的な地金の回収を行なうことが可能なスラグ選別設備として利用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１０………スラグ選別設備、１２………受け入れホッパー、１４………開口部、１６………グリズリー、１８………シューター、２０………エプロンフィーダー、２２………ベルト、２４………ロータ、２６………モータ、２８………ベルトコンベア、３０………プレート、３２………ロータ、３４………軸受け、３４ａ………軸受け、３６………小型ロータ、３８………ベルト、４０………モータ、４２………矢印、４４………磁選機、４６………プレート、４８………ロータ、５０………ベルト、５２………金属板、５４………モータ、５６………スクレーパー、５８………ワイヤー、６０………矢印、６２………隙間、６４………スクレーパー、６６………隙間、６８………矢印、７０………矢印、７２………シューター、７４………重量計、７６………受け入れホッパー、７７………ベルトコンベア、７８………開口部、８０………グリズリー、８２………シューター、８４………矢印、８６………矢印、８８………照射手段、９０………レーザ光、９２………受光手段、９４………搬送経路、９６………磁選機、９８………矢印、１００………スラグ選別手段、１０２………第１グリズリー、１０４………第２グリズリー、１０６Ａ………受け入れホッパー、１０６Ｂ………受け入れホッパー、１０６Ｃ………受け入れホッパー、１０８………シューター、１１０………シューター、１１２………矢印、１１４………矢印、１１６………矢印、１１８………矢印。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラグ選別設備に関し、スラグに含有する地金を効率的に選別可能とする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属の精錬過程にて発生するスラグは、溶融地金を含有し、精錬の方法およびそのスラグ組成によって、多種多様である。従来より、このスラグは、冷却凝固破砕処理された有効金属成分は回収してリサイクルされ、スラグは分別調整されて路盤材及び埋め立て用として供給されてきた。
【０００３】
例えば製鋼スラグの処理過程は、先ず、転炉より転炉鍋車に排出された地金を含むスラグを、ピットまたはヤードに鍋傾動放流する。ここでスラグは、散水等によって強制的に冷却され、その後ある時間放置されて所定の温度まで自然冷却される。
【０００４】
次に、ピットやヤードにて冷却凝固したスラグを、重機またはブルドーザー等によって適度の大きさに掘削・破砕し、トラック等によって別置のヤードへ搬入する。ここでもスラグを所定の期間を野外にて放置し、この間にスラグは自然崩壊によって一部は微細化する。次いでスラグを最終段階の加工プラントに搬入し、クラッシャー等によりさらに破砕分別し、路盤材及び埋め立て用に適したサイズに調整する。
【０００５】
以上のスラグ処理工程での従来の地金の回収においては、磁選機が使用されており、回転ドラム式のものが多用されている（特許文献１乃至特許文献３参照）。これらの特許文献においては、スラグを搬送するベルトコンベアの下流側のローラが磁選機となっており、ベルトコンベアの下流の端部に到達したスラグに包含される地金を、磁力により吸いつけてスラグから分離している。しかしこの方式ではスラグと地金との分離を十分に行なうことができない、といった問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３２９４４９号公報
【特許文献２】特開平５−１２３６０５号公報
【特許文献３】特開２００６−２７２２４６号公報
【特許文献４】特開２００９−１２７０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで特許文献４においては、スラグを搬送するベルトコンベアと磁選機とを分離し、ベルトコンベアを複数段配置するととともにベルトコンベア間にスラグを破砕する破砕機またはスラグを篩い分ける篩を介装し、各ベルトコンベア上に磁選機を配置した構成を開示している。しかし、このような構成を採用しても効率的な地金の回収は十分ではなく、またベルトコンベアのような搬送手段を複数用いるためコストがかかるといった問題がある。
そこで本発明は、上記問題点に着目し、スラグから地金の回収を低コスト且つ効率的に行なうことを可能にするスラグ選別設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係るスラグ選別設備は、第１には、スラグを搬送する搬送手段と、前記搬送手段の搬送経路上に配置され、前記スラグから前記スラグに含有する地金を磁力により吸着して前記搬送手段外に搬送する磁選機と、前記磁選機に吸着する前記地金の吸着量を検出する検出手段と、前記検知手段が検出した吸着量が前記磁選機の許容吸着範囲以上となる場合には前記搬送手段の搬送速度を下げる制御、及び／または、前記磁選機の搬送速度を上げる制御を行なう制御部と、を有することを特徴とするスラグ選別設備。
【０００９】
スラグに含有される地金は不均一に分布するため、搬送手段に搬送される際に磁選機に到来する地金の量は時間を追って変化する。一方、磁選機により同時に吸着できる量は限られているため、磁選機は地金の許容吸着範囲を有する。よって、磁選機に吸着した地金の吸着量が、予め決められた磁選機の許容吸着範囲以上となった場合には、磁選機が吸着すべき地金を取りこぼす虞がある。しかし、上記構成により、地金の磁選機の吸着量が許容吸着範囲以上とならないように搬送手段の搬送速度、磁選機の搬送速度を調整することができるので、磁選機において地金を取りこぼすことを抑制し、効率的に地金を回収することができる。
【００１０】
第２には、前記制御部は、前記検知手段が検出した吸着量が前記磁選機の許容吸着範囲以下となる場合には前記搬送手段の搬送速度を上げる制御、及び／または、前記磁選機の搬送速度を下げる制御を行なうことを特徴とする。
上記構成により、地金の回収の作業効率の低下を抑制することができるとともに、磁選機の電力コストを抑制することができる。
【００１１】
第３には、前記検出手段は、前記磁選機の前記地金の搬送経路に対して交差する方向にレーザ光を照射する照射手段と、前記レーザ光を受光する受光手段と、前記受光手段が前記レーザ光を受光する時間に基づいて前記レーザ光の光路を遮る前記地金の吸着量を算出する演算手段と、を有することを特徴とする。
上記構成により、地金の磁選機の吸着量を被接触で算出して、効率的に地金を回収することができる。
【００１２】
第４には、前記検出手段は、前記磁選機を支持するとともに、前記磁選機の荷重に基づいて伸長する弾性体と、前記弾性体の変位に基づいて前記地金の吸着量を算出する演算手段と、を有することを特徴とする。
上記構成により、地金の磁選機の吸着量を機械的に算出して、効率的に地金を回収することができる。
【００１３】
第５には、前記磁選機は、前記搬送手段上において、前記搬送手段の搬送経路に沿って一列に複数配置されるとともに、前記搬送手段との隙間が前段の磁選機から後段の磁選機に行くに従って狭くなるように配置されたことを特徴とする。
【００１４】
上記構成により、前段の磁選機で径の大きい地金を回収し、後段に向かうととともに径の小さな地金が回収可能となり、効率的に地金を回収することができる。またこのように地金を多段階に回収する場合においても、搬送手段は１つでよいのでコストを抑制することができる。
【００１５】
第６には、前記磁選機の前記搬送手段の搬送経路の上流側には前記磁選機と前記搬送手段との隙間と同程度の隙間を有するスクレーパーが配置され、前記スクレーパーは、前記搬送手段の搬送経路と鋭角に交差するように配置されたことを特徴とする。
上記構成により、搬送手段上を搬送中のスラグの磁選機への干渉を防止して効率的に地金を回収することができる。
【００１６】
第７には、前記磁選機は、前記磁選機の搬出経路と、前記搬送手段の搬出経路とが鋭角に交差するように配置されたことを特徴とする。
上記構成により、磁選機の搬出経路と搬送手段の搬出経路とが重なる長さを長くすることができる。よって、磁選機の搬出経路を長く形成して地金を回収することができるので、効率的に地金を回収することができる。
【００１７】
第８には、前記搬送手段には前記スラグに加振する加振手段が設けられたことを特徴とする。
上記構成により、径の大きい地金の隙間に径の小さな地金が入り込み、結果的に大きな径の地金が搬送中のスラグの上部に移動するので、効率的に地金を吸着することができる。
【００１８】
第９には、前記搬送手段は、ベルトコンベアであって、前記ベルトコンベアのベルトを支持するローラのうち、前記磁選機に対向する位置に配置されたローラは、前記ベルトが前記磁選機に対向する位置において幅方向に平坦となるように配置されたことを特徴とする。
上記構成により、磁選機とベルトとの距離がベルトの幅方向に均一になるので、ベルトの幅方向でムラなく地金を回収することができる。
【００１９】
第１０には、前記搬送手段には、前記搬送手段が搬送する前記スラグに水または界面活性剤の水溶液を供給する供給手段が設けられたことを特徴とする。
上記構成により、搬送手段によるスラグの搬送過程において、スラグからの粉塵の発生を抑制し、作業者が粉塵を吸引する虞を回避することができる。
【００２０】
第１１には、前記スラグをその粒径ごとに多段階に選別し、選別されたスラグごとに出力するスラグ選別手段が配置され、前記搬送手段は、前記スラグ選別手段により選別される段数に対応して複数配置され、各搬送手段は、前記選別されたスラグを搬送することを特徴とする。
【００２１】
上記構成により、スラグを搬送手段に供給する前にスラグを粒径に対応して選別して、搬送手段に供給するスラグの粒径のバラつきを小さくすることにより、スラグの磁選機までの距離のバラつきを小さくし、磁選機における地金の吸着効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るスラグ選別設備によれば、スラグに地金の含有率が変動しても地金を取りこぼすことなく回収することができるとともに、搬送手段と磁選機との配置を最適化し、スラグと磁選機との干渉も回避して効率的な地金の回収を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係るスラグ選別設備の正面図である。
【図２】本実施形態に係るスラグ選別設備の平面図である。
【図３】図１の部分詳細図である。
【図４】本実施形態のベルトコンベアの断面図である。
【図５】本実施形態のベルトコンベアの磁選機に対向する部分の断面図と磁選機等を示す図である。
【図６】本実施形態の検出手段の変形例であって、レーザ光の光軸方向からみた模式図である。
【図７】本実施形態の検出手段の変形例であって、磁選機の搬送方向からみた模式図である。
【図８】本実施形態の磁選機の変形例を示す図である。
【図９】スラグ選別手段にベルトコンベアを複数配置した平面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２５】
本実施形態に係るスラグ選別設備の概要図を図１（正面図）、図２（平面図）に示し、図１の部分詳細図を図３に示す。本実施形態に係るスラグ選別設備１０は、受け入れホッパー１２、グリズリー１６、エプロンフィーダー２０、ベルトコンベア２８、磁選機４４等を有し、エプロンフィーダー２０、ベルトコンベア２８、磁選機４４を制御する制御部（不図示）を有している。
【００２６】
グリズリー１６は、受け入れホッパー１２の傾斜した開口部１４に一定の間隔で形成された格子であり、ショベル等により運ばれるスラグを篩い分けるものである。格子の寸法より小さいスラグが受け入れホッパー１２に投入され、格子の寸法より大きなスラグはグリズリー１６の傾斜面を滑り、開口部１４に取り付けられたシューター１８を通って排出される。
【００２７】
エプロンフィーダー２０は、受け入れホッパー１２の下端に配置され、下端に蓄えられたスラグをベルトコンベア２８に供給するものである。エプロンフィーダー２０は、モータ２６に駆動されたロータ２４によりベルト２２を駆動させ、ベルト２２上に載ったスラグをベルトコンベア２８に供給する。
【００２８】
スラグの搬送手段となるベルトコンベア２８は、エプロンフィーダー２０から供給されたスラグから地金を回収するために搬送するものである。ベルトコンベア２８は、スラグの搬送経路（矢印４２）の上流側がエプロンフィーダー２０のスラグの排出側の真下に来るように配置され、ベルトコンベア２８の搬送経路（矢印４２）の下流側が上流側より高くなるように配置される。ベルトコンベア２８は、ベルトコンベア２８全体の骨組みとなるプレート３０と、プレート３０の長手方向の両端に配置されたロータ３２と、プレート３０の両面に所定の間隔で設けられた軸受け３４（図３）と、軸受け３４に取り付けられた小型ロータ３６（図３）、ロータ３２、小型ロータ３６にかけられたベルト３８と、を有する。そしてロータ３２の少なくとも一方にはモータ４０が取り付けられている。よって、ベルト３８はロータ３２、小型ロータ３６に当接し、ロータ３２に取り付けられたモータ４０により駆動（周回運動）する。なおベルトコンベア２８からスラグが溢れないように、エプロンフィーダー２０のモータ２６の出力と、ベルトコンベア２８のモータ２６の出力は、後述の制御部（不図示）により一定の比例関係を維持するように調整される。
【００２９】
磁選機４４は、ベルトコンベア２８上に搬送されるスラグから地金を選別してベルトコンベア２８外に排出するものである。ここで、地金とはスラグのうち金属の含有率が高く磁力により吸着可能なものをいう。磁選機４４は、図１、図３に示すように、例えばベルトコンベア２８の傾斜に合わせて磁選機４４を傾斜させた状態でワイヤー５８等により吊り下げられる。そして図２に示すように、磁選機４４は、ベルトコンベア２８の搬送経路（矢印４２）に交差する方向に地金の搬送経路（矢印６０）が向くように配置される。
【００３０】
また本実施形態においては、磁選機４４は複数（図１では２つ）用いられベルトコンベア２８の搬送経路（矢印４２）に沿って一列に配置される。そして、ベルトコンベア２８と磁選機４４との隙間６２は、ベルトコンベア２８の搬送経路（矢印４２）の上流側（前段）の磁選機４４から下流側（後段）の磁選機４４に行くにつれて狭くなるように配置される。
【００３１】
さらにベルトコンベア２８上において配列された磁選機４４の間の位置には、スクレーパー６４が配置されている。スクレーパー６４は、ベルト３８を迂回してプレート３０に接続する金具（不図示）等により固定される。スクレーパーは、図３に示すように、ベルトコンベア２８の搬送経路（矢印４２）の下流側の磁選機４４の隙間６２と同程度の隙間６６を有するとともに、図２に示すようにスクレーパー５６の長手方向（矢印６８）とベルトコンベア２８の搬送経路（矢印４２）とが鋭角に交差するように配置されている。
【００３２】
これによりスクレーパー５６より上流側の磁選機４４を通過した径の大きいスラグはスクレーパー５６により矢印７０の方向に向かってシューター７２から排出され、スクレーパー５６の隙間６６を通過した径の小さな地金を含むスラグが下流側の磁選機４４に搬送される。よって下流側の磁選機４４はベルトコンベア２８との隙間６２を小さくして地金を効率よく選別することができるとともに、下流側の磁選機４４の隙間６２より大きな径のスラグとの干渉を回避することができる。またこのように地金を多段階に回収する場合においても、ベルトコンベア２８は１つでよいのでコストを抑制することができる。そして全ての磁選機４４を通過したスラグはベルトコンベア２８の端部から放出され、スラグ貯蔵場に蓄えられる。
【００３３】
本実施形態では磁選機４４を２つ配置しているが、磁選機４４を３つ以上配置し、磁選機４４の間にスクレーパー５６（シューター７２）を配置してもよい。なおグリズリー１６の格子の間隔が最前段の磁選機４４とベルトコンベア２８との隙間６２と同程度、若しくはその隙間６２より小さい場合は、図１に示すように、最前段の磁選機４４の上流側にはスクレーパー５６を取り付ける必要はない。またシューター７２から排出されたスラグをスラグ貯蔵場に搬送するベルトコンベア（不図示）を配置してもよい。
【００３４】
図４にベルトコンベアの断面図を示す。図４に示すように、ベルトコンベア２８の軸受け３４、小型ロータ３６は、例えば、プレート３０の幅方向に３箇所設けられ、各軸受け３４（３４ａ）に小型ロータ３６が取り付けられる。そして、幅方向の中央の軸受け３４ａが、プレート３０を基準とした高さが幅方向の両端の軸受け３４より低くなるように取り付けられる。よって中央の小型ロータ３６は、プレート３０を基準とした高さが両端の小型ロータ３６より低くなる。これによりベルト３８は幅方向の中央部が、その両端より凹んだ状態となるので、スラグがベルト３８の脇からこぼれることを防止することができる。
【００３５】
図５にベルトコンベアの磁選機に対向する部分の断面図と磁選機等を示す。一方、図５に示すように、磁選機４４に対向する位置に取り付けられたベルトコンベア２８の軸受け３４は、それぞれ同じ高さとなるように取り付けられる。よって磁選機４４に対向する位置において小型ロータ３６のプレート３０を基準とした高さも同じとなる。よってベルト３８は、磁選機４４に対向する位置において、幅方向に平坦となるので、磁選機４４との距離（隙間）が均一となる。したがって、磁選機４４は、磁選機４４の真下を通過するスラグから地金を効率的に吸着することができる。
【００３６】
図５に示すように、磁選機４４は、骨組みとなるプレート４６と、プレート４６の両端に取り付けられたロータ４８と、ロータ４８にかけられたベルト５０と、を有し、ロータ４８の少なくとも一方にモータ５４が取り付けられる。ベルト５０は、例えばキャタピラー構造を有し、キャタピラーを構成する複数の金属板５２には磁石（不図示、永久磁石でも電磁石でも良い）がそれぞれ取り付けられている。そして磁選機４４は、ベルトコンベア２８により搬送され磁選機４４の真下に来た地金を、磁石の磁力により吸引してベルト５０に吸着させる。そしてロータ４８の回転によりベルト５０が周回運動をし、吸着した地金を磁選機４４の搬送経路（矢印６０）に沿って移動させることができる。
【００３７】
さらに磁選機４４の搬送経路（矢印６０）の下流側には吸着した地金をベルト５０から取り払って排出するスクレーパー５６が取り付けられている。スクレーパー５６は、磁選機４４のベルト５０との干渉を回避して磁選機４４のプレート４６と接続する金具（不図示）等により固定される。これによりベルト５０を構成する金属板５２はスクレーパー５６を通過すると、地金が取り払われた状態となる。よって、磁選機４４は、ベルトの５０の周回運動により、吸着面となる金属板５２をベルトコンベア２８に次々と対向させることができる。したがって、磁選機４４は、ベルトコンベア２８と対向する位置において、地金を順次吸着するとともに、スクレーパー５６により順次排出することができる。
【００３８】
図５（図１、図２参照）に示すように、磁選機４４の搬送経路（矢印６０）の先には、開口部７８が傾斜した受け入れホッパー７６が配置され、開口部７８にはグリズリー８０及びシューター８２が取り付けられている。グリズリー８０は、磁選機４４から排出された地金を大塊のものと細粒のものとに選別する寸法に格子が設計されている。よって、大塊の地金は受け入れホッパー７６には入らず、シューター８２を通って矢印８４の方向に排出される。一方、細粒の地金は矢印８６に示すようにグリズリー８０の格子を通過して受け入れホッパー７６に投入される。この受け入れホッパー７６、グリズリー８０、シューター８２は、各磁選機４４に対応して配置される。そして受け入れホッパー７６の下端にはベルトコンベア７７が配置され、受け入れホッパー７６から細粒の地金が供給されスラグ貯蔵場に搬送される。
【００３９】
ところで、スラグに含有される地金は不均一に分布するため、ベルトコンベア２８に搬送される際に磁選機４４に到来する地金の量は時間を追って変化する。一方、磁選機４４により同時に吸着できる量は限られているため、磁選機４４は地金の許容吸着範囲を有する。よって、磁選機４４に吸着した地金の吸着量が、予め決められた磁選機４４の許容吸着範囲以上となった場合には、磁選機４４が吸着すべき地金を取りこぼす虞がある。
【００４０】
そこで本実施形態では、後述の重量計７４により磁選機４４に吸着した地金の吸着量を測定し、後述の制御部（不図示）により、磁選機４４に吸着した地金の吸着量がその磁選機４４の許容吸着範囲以上となった場合に、ベルトコンベア２８の搬送速度を下げる、及び／または、磁選機４４の搬送速度を上げる制御等を行なう。
【００４１】
図１乃至図３に示すように、磁選機４４を吊るすワイヤー５８には、磁選機４４に対する地金の吸着量を検出する検出手段となる重量計７４が介装されている。重量計７４は、磁選機４４をワイヤー５８を介して支持するとともに、磁選機４４の荷重に基づいて伸長する例えばバネ定数の高いバネ等の弾性体（不図示）と、弾性体（不図示）の変位に基づいて地金の吸着量を算出する演算手段（不図示）とからなる。弾性体（不図示）としてバネ定数の高いバネ等を用いることにより、地金の吸着による磁選機４４の鉛直方向の変位を抑制して、磁選機４４とベルトコンベア２８との隙間６２の変化を抑制して、磁選機４４に安定的に地金を吸着させることができる。
【００４２】
制御部（不図示）は、演算手段（不図示）とエプロンフィーダー２０のモータ２６、ベルトコンベア２８のモータ４０、磁選機４４のモータ５４と電気的に接続されている。そして制御部は、演算手段から入力される吸着量のデータに基づいて、各モータの出力を調整することができる。
【００４３】
制御部（不図示）においては、磁選機４４に対する地金の吸着量が許容吸着範囲以上となる場合はモータ２６及びモータ４０の出力を低下する制御を行なう。これにより、スラグの供給速度を低下させ、磁選機４４の地金の取りこぼしを抑制するとともに電力コストを抑制することができる。同様に磁選機４４に対する地金の吸着量が許容吸着範囲以上となる場合は、モータ５４の出力を上昇させる制御を行なう。これにより、磁選機４４の搬送速度を高めて磁選機４４の地金の取りこぼしを抑制することができる。
【００４４】
逆に磁選機４４に対する地金の吸着量が許容吸着範囲以下となる場合は、モータ２６及びモータ４０の出力を上昇させて地金の回収の作業効率の低下を抑制することができる。同様に磁選機４４に対する地金の吸着量が許容吸着範囲以下となる場合は、モータ５４の出力を低下させて磁選機４４の電力コストを抑制することができる。
【００４５】
ここでモータ２６及びモータ４０の制御と、モータ５４の制御は、いずれか一方を行なっても良いし、両方同時に行ってもよい。また同時に制御する場合には、スラグ選別設備１０の使用状況に合わせて各モータの出力の変化量の比に適当に重み付けを行なってもよい。
【００４６】
なお本実施形態において磁選機４４は複数設けられているが、制御部（不図示）は、各磁選機４４の重量のデータを入力し、いずれかの磁選機４４に係る吸着量がその磁選機４４の許容吸着範囲外となった場合は、モータ２６及びモータ４０の出力の制御、及び／または、対応する磁選機４４のモータ５４の出力の制御を行なうことができる。
【００４７】
図６、図７に本実施形態の検出手段の変形例を示し、図６はレーザ光の光軸方向からみた模式図、図７は磁選機の搬送方向からみた模式図である。よって図６においては、レーザ光９０は紙面から奥に向かって進行し、図７においては、磁選機４４の搬送経路９４（図６の矢印６０に対応する）は紙面から手前に向かって進行する。図６、図７に示すように、検出手段は、磁選機４４の地金の搬送経路９４（矢印６０）に対して交差する方向にレーザ光９０を照射する照射手段８８と、レーザ光９０を受光する受光手段９２と、受光手段９２がレーザ光９０を受光する時間に基づいてレーザ光９０の光路を遮る地金の吸着量を算出する演算手段（不図示）と、からなる。
【００４８】
照射手段８８は、照射手段８８から照射されるレーザ光９０が磁選機の搬送経路９４（矢印６０）と交差する方向に向けられるとともにベルトコンベア２８のベルト３８の真上から外れた位置に固定される。そして受光手段９２は、照射手段８８から照射されるレーザ光９０の光軸上に配置される。この配置により照射手段８８及び受光手段９２は、磁選機４４により搬送される地金との干渉、及びベルトコンベア２８上で搬送されるスラグとの干渉を回避される一方、受光手段９２に向けて照射されるレーザ光９０は、レーザ光９０の光路上を通過する地金により遮られる。なお、照射手段８８及び受光手段９２は、磁選機４４のベルト５０との干渉を回避して磁選機４４のプレート４６に接続する金具（不図示）等により固定される。
【００４９】
演算手段（不図示）は、一定の時間間隔で受光手段９２がレーザ光９０を受光した時間を算出する。ここで、受光した時間が短いほど磁選機４４に吸着した地金の吸着量が多く、逆に受光した時間が長いほど地金の吸着量が少ないことになる。よって演算手段（不図示）はレーザ光９０を受光した時間に基づいて地金の吸着量のデータを制御部（不図示）に出力する。なお、磁選機４４に吸着する地金の寸法は均一ではないので、レーザ光９０は高さ方向の幅を有する状態で照射して受光手段９２が高さ方向に多チャンネルで受信し、演算手段（不図示）は、レーザ光９０を受信するチャンネル数とその受信時間にもとづいて地金の吸着量を算出するようにしてもよい。検出手段を上記構成とすることにより、地金の磁選機４４の吸着量を被接触で算出して、効率的に地金を回収することができる。
【００５０】
図８に本実施形態の磁選機の変形例を示す。また本実施形態においては、図８に示すように、磁選機９６（磁選機４４と同じ機能を有するものとする）の搬出経路（矢印９８）と、ベルトコンベア２８の搬出経路（矢印４２）とが鋭角に交差するように配置することも好適である。上記構成により、磁選機９６の搬出経路（矢印９８）とベルトコンベア２８の搬出経路（矢印４２）とが重なる長さを長くすることができる。よって、図８に示すように、磁選機９６の搬出経路（矢印９８）を長く形成して地金を回収することができるので、効率的に地金を回収することができる。
【００５１】
図９に、スラグ選別手段にベルトコンベアを複数配置した平面図を示し、図１０に図９のＡ−Ａ線断面図を示す。図９、図１０においては、スラグをその粒径ごとに多段階に選別し、選別されたスラグごとに出力するスラグ選別手段１００が配置されている。そしてベルトコンベア２８（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）は、スラグ選別手段１００により選別される段数に対応して複数配置され、各ベルトコンベア２８は、前記選別されたスラグを搬送する構成を示している。
【００５２】
スラグ選別手段１００は、スラグをスラグ選別設備１０に供給する前にその粒径に対応して予め選別して出力するものである。スラグは、その直径が大小さまざまなものがあるが、スラグ選別手段１００は、例えば直径が２００ｍｍ以上（大粒径のスラグ）のもの、２０ｍｍから２００ｍｍのもの（中粒径のスラグ）、２０ｍｍ以下のもの（小粒径のスラグ）に選別する。スラグ選別手段１００は、第１グリズリー１０２、第２グリズリー１０４、受け入れホッパー１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、シューター１０８、シューター１１０を有し、各受け入れホッパーの下端にはそれぞれエプロンフィーダー２０が配置され、各エプロンフィーダー２０の真下にはスラグ選別設備１０を構成するベルトコンベア２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃが配置される。
【００５３】
第１グリズリー１０２は、格子構造を有し、選別前のスラグ（矢印１１２）が最初に供給される部分であり、第１グリズリー１０２のスラグの選別先は受け入れホッパー１０６Ａに接続され、スラグが通過する格子の真下にはシューター１０８が配置される。
【００５４】
第１グリズリー１０２は、その格子間隔（２００ｍｍ程度）が大粒径のスラグの直径よりやや小さくなるように設計される。よって大粒径のスラグ（矢印１１４）は格子を通過することなく選別されて受け入れホッパー１０６Ａに供給され、中粒径のスラグ（矢印１１６）、小粒径のスラグ（矢印１１８）は格子を通過してシューター１０８に供給される。
【００５５】
第２グリズリー１０４は、格子構造を有するとともにシューター１０８の排出先に接続される。そして第２グリズリー１０４の選別先はシューター１１０に接続され、シューター１１０の排出先には受け入れホッパー１０６Ｃが配置される。また第２グリズリー１０４のスラグが通過する格子の真下には受け入れホッパー１０６Ｂが配置される。
【００５６】
第２グリズリー１０４は、その格子間隔（２０ｍｍ程度）が中粒径のスラグの直径よりやや小さくなるように設計される。よって中粒径のスラグ（矢印１１６）は格子を通過することなく選別されてシューター１１０を介して受け入れホッパー１０６Ｃに供給され、小粒径のスラグ（矢印１１８）は格子を通過して受け入れホッパー１０６Ｂに供給される。
【００５７】
よってベルトコンベア２８Ａには大粒径のスラグ（矢印１１４）が供給され、ベルトコンベア２８Ｃには中粒径のスラグ（矢印１１６）が供給され、ベルトコンベア２８Ｂには小粒径のスラグ（矢印１１８）が供給される。このように、ベルトコンベア２８に供給する前にスラグの粒径に対応してスラグを選別して、ベルトコンベア２８に供給するスラグの粒径のバラつきを小さくすることにより、スラグの磁選機４４（金属板５２）までの距離のバラつきを小さくし、磁選機４４における地金の吸着効率を高めることができる。
【００５８】
本実施形態において、ベルトコンベア２８には、スラグに加振する加振手段（不図示）が設けることも好適である。これにより、径の大きい地金（スラグ）の隙間に径の小さな地金（スラグ）が入り込み、結果的に大きな径の地金が搬送中のスラグの上部に移動するので、効率的に地金を吸着することができる。なお加振は、スラグがベルトコンベア２８のベルト３８の脇からこぼれない程度の強度で行なうことは当然であるが、図４に示すように、ベルト３８は幅方向の中央が凹んだ状態となっているので、加振手段（不図示）は、ベルト３８が図４のように凹んだ状態となっている位置に取り付けるとよい。
【００５９】
さらに本実施形態において、スラグ選別設備１０は、ベルトコンベア２８で搬送されるスラグに水または界面活性剤の水溶液を供給する供給手段（不図示）を配置することが好ましい。供給手段は、例えばベルトコンベア２８上の全面、または、ベルトコンベア２８上のスラグが最初に供給されるエプロンフィーダー２０の真下となる位置において、供給されたスラグに水や界面活性剤の水溶液をスプレー状に供給する。これにより、ベルトコンベア２８によるスラグの搬送過程において、スラグからの粉塵の発生を抑制し、作業者が粉塵を吸引する虞を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
スラグに地金の含有率が変動しても地金を取りこぼすことなく回収することができるとともに、ベルトコンベアと磁選機との配置を最適化し、スラグと磁選機との干渉も回避して効率的な地金の回収を行なうことが可能なスラグ選別設備として利用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１０………スラグ選別設備、１２………受け入れホッパー、１４………開口部、１６………グリズリー、１８………シューター、２０………エプロンフィーダー、２２………ベルト、２４………ロータ、２６………モータ、２８………ベルトコンベア、３０………プレート、３２………ロータ、３４………軸受け、３４ａ………軸受け、３６………小型ロータ、３８………ベルト、４０………モータ、４２………矢印、４４………磁選機、４６………プレート、４８………ロータ、５０………ベルト、５２………金属板、５４………モータ、５６………スクレーパー、５８………ワイヤー、６０………矢印、６２………隙間、６４………スクレーパー、６６………隙間、６８………矢印、７０………矢印、７２………シューター、７４………重量計、７６………受け入れホッパー、７７………ベルトコンベア、７８………開口部、８０………グリズリー、８２………シューター、８４………矢印、８６………矢印、８８………照射手段、９０………レーザ光、９２………受光手段、９４………搬送経路、９６………磁選機、９８………矢印、１００………スラグ選別手段、１０２………第１グリズリー、１０４………第２グリズリー、１０６Ａ………受け入れホッパー、１０６Ｂ………受け入れホッパー、１０６Ｃ………受け入れホッパー、１０８………シューター、１１０………シューター、１１２………矢印、１１４………矢印、１１６………矢印、１１８………矢印。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラグを搬送する搬送手段と、
前記搬送手段の搬送経路上に配置され、前記スラグから前記スラグに含有する地金を磁力により吸着して前記搬送手段外に搬送する磁選機と、
前記磁選機に吸着する前記地金の吸着量を検出する検出手段と、
前記検知手段が検出した吸着量が前記磁選機の許容吸着範囲以上となる場合には前記搬送手段の搬送速度を下げる制御、及び／または、前記磁選機の搬送速度を上げる制御を行なう制御部と、を有することを特徴とするスラグ選別設備。
【請求項２】
前記制御部は、前記検知手段が検出した吸着量が前記磁選機の許容吸着範囲以下となる場合には前記搬送手段の搬送速度を上げる制御、及び／または、前記磁選機の搬送速度を下げる制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載のスラグ選別設備。
【請求項３】
前記検出手段は、前記磁選機の前記地金の搬送経路に対して交差する方向にレーザ光を照射する照射手段と、前記レーザ光を受光する受光手段と、前記受光手段が前記レーザ光を受光する時間に基づいて前記レーザ光の光路を遮る前記地金の吸着量を算出する演算手段と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載のスラグ選別設備。
【請求項４】
前記検出手段は、前記磁選機を支持するとともに、前記磁選機の荷重に基づいて伸長する弾性体と、前記弾性体の変位に基づいて前記地金の吸着量を算出する演算手段と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載のスラグ選別設備。
【請求項５】
前記磁選機は、前記搬送手段上において、前記搬送手段の搬送経路に沿って一列に複数配置されるとともに、前記搬送手段との隙間が前段の磁選機から後段の磁選機に行くに従って狭くなるように配置されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスラグ選別設備。
【請求項６】
前記磁選機の前記搬送手段の搬送経路の上流側には前記磁選機と前記搬送手段との隙間と同程度の隙間を有するスクレーパーが配置され、
前記スクレーパーは、前記搬送手段の搬送経路と鋭角に交差するように配置されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスラグ選別設備。
【請求項７】
前記磁選機は、前記磁選機の搬出経路と、前記搬送手段の搬出経路とが鋭角に交差するように配置されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスラグ選別設備。
【請求項８】
前記搬送手段には前記スラグに加振する加振手段が設けられたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスラグ選別設備。
【請求項９】
前記搬送手段は、ベルトコンベアであって、前記ベルトコンベアのベルトを支持するローラのうち、前記磁選機に対向する位置に配置されたローラは、前記ベルトが前記磁選機に対向する位置において幅方向に平坦となるように配置されたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のスラグ選別設備。
【請求項１０】
前記搬送手段には、前記搬送手段が搬送する前記スラグに水または界面活性剤の水溶液を供給する供給手段が設けられたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のスラグ選別設備。
【請求項１１】
前記スラグをその粒径ごとに多段階に選別し、選別されたスラグごとに出力するスラグ選別手段が配置され、
前記搬送手段は、前記スラグ選別手段により選別される段数に対応して複数配置され、各搬送手段は、前記選別されたスラグを搬送することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のスラグ選別設備。
【請求項１】
スラグを搬送する搬送手段と、
前記搬送手段の搬送経路上に配置され、前記スラグから前記スラグに含有する地金を磁力により吸着して前記搬送手段外に搬送する磁選機と、
前記磁選機に吸着する前記地金の吸着量を検出する検出手段と、
前記検知手段が検出した吸着量が前記磁選機の許容吸着範囲以上となる場合には前記搬送手段の搬送速度を下げる制御、及び／または、前記磁選機の搬送速度を上げる制御を行なう制御部と、を有することを特徴とするスラグ選別設備。
【請求項２】
前記制御部は、前記検知手段が検出した吸着量が前記磁選機の許容吸着範囲以下となる場合には前記搬送手段の搬送速度を上げる制御、及び／または、前記磁選機の搬送速度を下げる制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載のスラグ選別設備。
【請求項３】
前記検出手段は、前記磁選機の前記地金の搬送経路に対して交差する方向にレーザ光を照射する照射手段と、前記レーザ光を受光する受光手段と、前記受光手段が前記レーザ光を受光する時間に基づいて前記レーザ光の光路を遮る前記地金の吸着量を算出する演算手段と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載のスラグ選別設備。
【請求項４】
前記検出手段は、前記磁選機を支持するとともに、前記磁選機の荷重に基づいて伸長する弾性体と、前記弾性体の変位に基づいて前記地金の吸着量を算出する演算手段と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載のスラグ選別設備。
【請求項５】
前記磁選機は、前記搬送手段上において、前記搬送手段の搬送経路に沿って一列に複数配置されるとともに、前記搬送手段との隙間が前段の磁選機から後段の磁選機に行くに従って狭くなるように配置されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスラグ選別設備。
【請求項６】
前記磁選機の前記搬送手段の搬送経路の上流側には前記磁選機と前記搬送手段との隙間と同程度の隙間を有するスクレーパーが配置され、
前記スクレーパーは、前記搬送手段の搬送経路と鋭角に交差するように配置されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスラグ選別設備。
【請求項７】
前記磁選機は、前記磁選機の搬出経路と、前記搬送手段の搬出経路とが鋭角に交差するように配置されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスラグ選別設備。
【請求項８】
前記搬送手段には前記スラグに加振する加振手段が設けられたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスラグ選別設備。
【請求項９】
前記搬送手段は、ベルトコンベアであって、前記ベルトコンベアのベルトを支持するローラのうち、前記磁選機に対向する位置に配置されたローラは、前記ベルトが前記磁選機に対向する位置において幅方向に平坦となるように配置されたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のスラグ選別設備。
【請求項１０】
前記搬送手段には、前記搬送手段が搬送する前記スラグに水または界面活性剤の水溶液を供給する供給手段が設けられたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のスラグ選別設備。
【請求項１１】
前記スラグをその粒径ごとに多段階に選別し、選別されたスラグごとに出力するスラグ選別手段が配置され、
前記搬送手段は、前記スラグ選別手段により選別される段数に対応して複数配置され、各搬送手段は、前記選別されたスラグを搬送することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のスラグ選別設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１９６６０２（Ｐ２０１２−１９６６０２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６０９０８（Ｐ２０１１−６０９０８）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（３９４０１０１９３）宇部テクノエンジ株式会社 (37)
【出願人】（０００１７０３２５）鴻池運輸株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（３９４０１０１９３）宇部テクノエンジ株式会社 (37)
【出願人】（０００１７０３２５）鴻池運輸株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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