特開 2024-16556 ブリケットマシン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024016556

(43)【公開日】2024-02-07

(54)【発明の名称】ブリケットマシン

(51)【国際特許分類】

   B01J 2/22 20060101AFI20240131BHJP

   B30B 11/16 20060101ALI20240131BHJP

【ＦＩ】

B01J2/22

B30B11/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022118777

(22)【出願日】2022-07-26

(71)【出願人】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100217249

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 耕一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100221279

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 健吾

(74)【代理人】

【識別番号】100207686

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 恭宏

(74)【代理人】

【識別番号】100224812

【弁理士】

【氏名又は名称】井口 翔太

(72)【発明者】

【氏名】舘林 尭

(72)【発明者】

【氏名】下部 友亮

(72)【発明者】

【氏名】清家 佑介

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 博

【テーマコード（参考）】

4G004

【Ｆターム（参考）】

4G004MA02

(57)【要約】

【課題】設備の更新や設計変更を行うことなく、ブリケットロールの耐摩耗性を向上したブリケットマシンを提供する。
【解決手段】第１ロール１０と第２ロール２０との間で粉体を固形物に成型するブリケットマシンであって、第１ロール１０の外周面には、第１ロール１０の外周面に設けられた窪みである第１ポケット１１と、第１ロール１０の周方向に隣り合う第１ポケット１１同士の間に位置する部分である第１バリ部１２と、が第１回転軸Ｏ１の周方向に沿って交互に配置され、第２ロール２０の外周面には、第２ロール２０の外周面に設けられた窪みである第２ポケット２１と、第２ロール２０の周方向に隣り合う第２ポケット２１同士の間に位置する部分である第２バリ部２２と、が第２回転軸Ｏ２の周方向に沿って交互に配置され、第１ロール１０と第２ロール２０とが最も近接する領域において、第１バリ部１２の全部又は一部が、第２ポケット２１と対向する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１回転軸を中心に回転する第１ロールと、
前記第１回転軸と平行な第２回転軸を中心に回転する第２ロールと、
を備え、
前記第１ロールと前記第２ロールとの間で、粉体を固形物に成型するブリケットマシンであって、
前記第１ロールの外周面には、前記第１ロールの外周面に設けられた窪みである第１ポケットと、前記第１ロールの周方向に隣り合う前記第１ポケット同士の間に位置する部分である第１バリ部と、が前記第１回転軸の周方向に沿って交互に配置され、
前記第２ロールの外周面には、前記第２ロールの外周面に設けられた窪みである第２ポケットと、前記第２ロールの周方向に隣り合う前記第２ポケット同士の間に位置する部分である第２バリ部と、が前記第２回転軸の周方向に沿って交互に配置され、
前記第１ロールと前記第２ロールとが最も近接する領域において、前記第１バリ部の全部又は一部が、前記第２ポケットと対向する、
ブリケットマシン。

【請求項2】

前記第１回転軸を中心とした中心角であって、前記第１ポケットに対する前記第２ポケットのずれ角度を第１角度とし、
かつ、前記第１回転軸を中心とした中心角であって、前記第１ロールの全周のうち前記第１バリ部の１つが占める割合を第２角度としたときに、
前記第１角度は、前記第２角度の０．２５倍を超えて２．５倍以下である、
請求項１に記載のブリケットマシン。

【請求項3】

前記粉体は石炭を含む、
請求項１又は２に記載のブリケットマシン。

【請求項4】

前記粉体は製鉄原料を含む、
請求項１又は２に記載のブリケットマシン。

【請求項5】

前記粉体はバイオマスを含む、
請求項１又は２に記載のブリケットマシン。

【請求項6】

前記粉体は鉄鋼スラグを含む、
請求項１又は２に記載のブリケットマシン。

【請求項7】

前記粉体は鉄鋼ダストを含む、
請求項１又は２に記載のブリケットマシン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブリケットマシンに関する。

【背景技術】

【0002】

石炭、鉄鉱石、バイオマスなどからなる粉体を固形物に成型するために、ブリケットマシンが用いられることがある。
特許文献１では、粉体を成型するブリケットロールの耐摩耗性を向上するために、粉体と接する外層を高炭素系ハイス材としたものが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６６７８１５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

既存の工場設備に備えられたブリケットマシンにおいて、設備の更新や設計変更を行うことなく、ブリケットロールの耐摩耗性を向上することが求められている。

【0005】

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、設備の更新や設計変更を行うことなく、ブリケットロールの耐摩耗性を向上したブリケットマシン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】

【0006】

＜１＞本発明の態様１に係るブリケットマシンは、第１回転軸を中心に回転する第１ロールと、前記第１回転軸と平行な第２回転軸を中心に回転する第２ロールと、を備え、前記第１ロールと前記第２ロールとの間で、粉体を固形物に成型するブリケットマシンであって、前記第１ロールの外周面には、前記第１ロールの外周面に設けられた窪みである第１ポケットと、前記第１ロールの周方向に隣り合う前記第１ポケット同士の間に位置する部分である第１バリ部と、が前記第１回転軸の周方向に沿って交互に配置され、前記第２ロールの外周面には、前記第２ロールの外周面に設けられた窪みである第２ポケットと、前記第２ロールの周方向に隣り合う前記第２ポケット同士の間に位置する部分である第２バリ部と、が前記第２回転軸の周方向に沿って交互に配置され、前記第１ロールと前記第２ロールとが最も近接する領域において、前記第１バリ部の全部又は一部が、前記第２ポケットと対向する。

【0007】

この発明によれば、第１ロールと第２ロールとが最も近接する領域において、第１バリ部の全部又は一部が、第２ポケットと対向する。つまり、第１ロールと第２ロールとが最も近接する領域において、第１バリ部と第２バリ部とは、完全には重ならない。これにより、第１バリ部と第２バリ部とが完全に重なることによって過大な粉圧が発生することを抑えることができる。よって、第１バリ部及び第２バリ部の摩耗を抑え、第１ロール及び第２ロールの寿命を長くすることができる。
上記態様は、既存の設備において、第１ロールと第２ロールとの角度を調整することのみによって実施することができる。したがって、新たな設計等は不要である。よって、設備を更新することなく、必要最小限の費用で、上述した作用効果を享受することができる。

【0008】

＜２＞本発明の態様２に係るブリケットマシンは、態様１に係るブリケットマシンにおいて、前記第１回転軸を中心とした中心角であって、前記第１ポケットに対する前記第２ポケットのずれ角度を第１角度とし、かつ、前記第１回転軸を中心とした中心角であって、前記第１ロールの全周のうち前記第１バリ部の１つが占める割合を第２角度としたときに、前記第１角度は、前記第２角度の０．２５倍を超えて２．５倍以下である。

【0009】

この発明によれば、第１角度は、第２角度の０．２５倍を超えて２．５倍以下である。これにより、第１ロール及び第２ロールの摩耗を十分に抑えることができる。粉体の成型性も十分に担保することができる。

【0010】

＜３＞本発明の態様３に係るブリケットマシンは、態様１又は態様２に係るブリケットマシンにおいて、前記粉体は石炭を含む。

【0011】

この発明によれば、粉体は石炭を含む。よって、粉体状の石炭を固形化することに寄与することができる。

【0012】

＜４＞本発明の態様４に係るブリケットマシンは、態様１又は態様２に係るブリケットマシンにおいて、前記粉体は製鉄原料を含む。

【0013】

この発明によれば、粉体は製鉄原料を含む。よって、粉体状の製鉄原料を固形化することに寄与することができる。

【0014】

＜５＞本発明の態様５に係るブリケットマシンは、態様１又は態様２に係るブリケットマシンにおいて、前記粉体はバイオマスを含む。

【0015】

この発明によれば、粉体はバイオマスを含む。よって、粉体状のバイオマスを固形化することに寄与することができる。

【0016】

＜６＞本発明の態様６に係るブリケットマシンは、態様１又は態様２に係るブリケットマシンにおいて、前記粉体は鉄鋼スラグを含む。

【0017】

この発明によれば、粉体は鉄鋼スラグを含む。よって、粉体状の鉄鋼スラグを固形化することに寄与することができる。

【0018】

＜７＞本発明の態様７に係るブリケットマシンは、態様１又は態様２に係るブリケットマシンにおいて、前記粉体は鉄鋼ダストを含む。

【0019】

この発明によれば、粉体は鉄鋼ダストを含む。よって、粉体状の鉄鋼ダストを固形化することに寄与することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、設備の更新や設計変更を行うことなく、ブリケットロールの耐摩耗性を向上したブリケットマシンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係るブリケットマシンの斜視図である。

【図2】第１ロール及び第２ロールの正面図である。

【図3】図２のＩＩＩ部の拡大図である。

【図4】第１ロール及び第２ロールの外周面の展開図である。

【図5】図４に示す展開図において、第１ロール及び第２ロールが回転を開始した時点の状態を示す図である。

【図6】図４に示す展開図において、第１ロール及び第２ロールが１／２周期だけ回転した時点の状態を示す図である。

【図7】図４に示す展開図において、第１ロール及び第２ロールが一周期だけ回転した時点の状態を示す図である。

【図8】第１ロール及び第２ロールに接している粉体の粉圧の、第１ロール及び第２ロールの回転に伴う粉圧の変化の解析結果である。

【図9】第１ロール及び第２ロールに接していない粉体の粉圧の、第１ロール及び第２ロールの回転に伴う粉圧の変化の解析結果である。

【図10】第１ロール及び第２ロールに接している粉体の粉圧の、一周期の最大値及び平均値である。

【図11】第１ロール及び第２ロールに接していない粉体の粉圧の、一周期の最大値及び平均値である。

【図12】粉圧の平均値と、第１角度と第２角度との比と、の関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

（ブリケットマシン１００の概要）
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係るブリケットマシン１００を説明する。ブリケットマシン１００は、後述する第１ロール１０と第２ロール２０との間で、粉体Ｐを固形物に成型する。粉体Ｐは、例えば、石炭、製鉄原料、バイオマス、鉄鋼スラグ、鉄鋼ダストなどである。
図１に示すように、ブリケットマシン１００は、第１ロール１０と、第２ロール２０と、ホッパ３０と、を備える。

【0023】

第１ロール１０は、第１回転軸Ｏ１を中心に回転する。第１ロール１０の外周面には、図２に示すように、第１ポケット１１と、第１バリ部１２とが、第１回転軸Ｏ１の周方向に沿って交互に配置される。第１ポケット１１は、第１ロール１０の外周面に設けられた窪みである。第１バリ部１２は、第１ロール１０の周方向に隣り合う第１ポケット１１同士の間に位置する部分である。

【0024】

第２ロール２０は、第１回転軸Ｏ１と平行な第２回転軸Ｏ２を中心に回転する。第２ロール２０の外周面には、図２に示すように、第２ポケット２１と、第２バリ部２２とが、第２回転軸Ｏ２の周方向に沿って交互に配置される。第２ポケット２１は、第２ロール２０の外周面に設けられた窪みである。第２バリ部２２は、第２ロール２０の周方向に隣り合う第２ポケット２１同士の間に位置する部分である。

【0025】

本実施形態において、第１ロール１０と第２ロール２０との形状及び大きさは、例えば、同じである。具体的には、第１ロール１０及び第２ロール２０の直径は同じである。第１ポケット１１及び第２ポケット２１の直径は同じである。第１ポケット１１及び第２ポケット２１の深さは同じである。第１バリ部１２の第１ロール１０の周方向の長さと、第２バリ部２２の第２ロール２０の周方向の長さとは同じである。

【0026】

本実施形態において、第１ロール１０及び第２ロール２０の直径は、２２４ｍｍである。第１ポケット１１及び第２ポケット２１の外縁部の直径は、３６ｍｍである。第１ポケット１１及び第２ポケット２１の深さは、７ｍｍである。第１バリ部１２及び第２バリ部２２の、第１ロール１０又は第２ロール２０の周方向の長さは、４ｍｍである。第１ロール１０と第２ロール２０との間の距離は、１ｍｍである。
ホッパ３０は、固形物に成型する前の粉体Ｐを貯蔵する部位である。ホッパ３０は、第１ロール１０及び第２ロール２０の上に配置される。ホッパ３０は、第１ロール１０と第２ロール２０との間に粉体Ｐを供給する。

【0027】

（ブリケットマシン１００による粉体Ｐの成型について）
ブリケットマシン１００は、ホッパ３０から第１ロール１０と第２ロール２０との間に供給された粉体Ｐを、最接近部Ａを通過する際に圧縮する。最接近部Ａとは、図３に示すように、第１ロール１０と第２ロール２０とが最も近接する領域をいう。具体的には、最接近部Ａは、第１ロール１０と第２ロール２０とが最も近接する点を基準として、上下方向にそれぞれ、第１バリ部１２の第１ロール１０の周方向の寸法に相当する幅を有する領域をいう。最接近部Ａは、第１ロール１０と第２ロール２０とが最も近接する点を基準として、上下方向にそれぞれ、第２バリ部２２の第２ロール２０の周方向の寸法に相当する幅を有する領域としてもよい。これにより、粉体Ｐは固形物に成型される。具体的には、以下の通りとなる。

【0028】

上述のように配置された第１ロール１０及び第２ロール２０は、次のように回転する。すなわち、第１ロール１０及び第２ロール２０の上側に位置する第１ポケット１１及び第２ポケット２１が、互いに接近するように回転する。これにより、ホッパ３０から供給される粉体Ｐは、第１ロール１０と第２ロール２０との間に巻き込まれるように移動する。

【0029】

第１ロール１０と第２ロール２０との間に供給された粉体Ｐは、第１ポケット１１と第２ポケット２１との間に移動する。粉体Ｐは、第１ロール１０と第２ロール２０との間を通過する際、第１ポケット１１と第２ポケット２１とが互いに対向することで形成される空間に移動する。このとき、第１ポケット１１の底と第２ポケット２１の底とが、第１ロール１０及び第２ロール２０の回転に伴って接近する。このとき、第１ポケット１１と第２ポケット２１との間で粉体Ｐが圧縮される。この圧縮力によって、粉体Ｐが固形物に成型される。

【0030】

（第１ロール１０と第２ロール２０との位置関係について）
粉体Ｐが第１ロール１０と第２ロール２０との間を通過する際、第１ポケット１１と第２ポケット２１とが互いに対向することで形成される空間に移動せず、第１バリ部１２と第２バリ部２２との間を通過することがある。このとき、粉体Ｐを媒介して第１ロール１０と第２ロール２０に付加される圧力（以下、粉圧）が第１バリ部１２及び第２バリ部２２に集中することによって、第１バリ部１２及び第２バリ部２２が摩耗することがある。これを抑えるために、第１ロール１０と第２ロール２０とは、次のような位置関係で配置される。

【0031】

すなわち、最接近部Ａにおいて、第１バリ部１２の全部又は一部が、第２ポケット２１と対向する。言い換えれば、図３に示すように、最接近部Ａにおいて、第１バリ部１２と第２バリ部２２とは、完全には重ならない。このような配置とすることで、第１バリ部１２と第２バリ部２２とが完全に重なることを原因とする過大な粉圧の発生を抑える。

【0032】

本実施形態において、第１バリ部１２と第２バリ部２２とのずれ量は、第１角度θｇと第２角度θｂとの比によって定義される。第１角度θｇは、図３に示すように、第１回転軸Ｏ１を中心とした中心角であって、第１ポケット１１に対する第２ポケット２１のずれ角度である。第１角度θｇは、図４に示すように、第１ロール１０及び第２ロール２０の外周面を展開図で示した時、第１ポケット１１と第２ポケット２１との周方向のずれとして示される。第２角度θｂは、図３に示すように、第１回転軸Ｏ１を中心とした中心角であって、第１ロール１０の全周のうち第１バリ部１２の１つが占める割合である。

【0033】

このとき、第１角度θｇは、第２角度θｂの０．２５倍以上２．５倍以下であることが好ましく、１倍以上１．５倍以下であることがより好ましい。すなわち、θｇ／θｂの値は、０．２５以上２．５以下であることが好ましく、１以上１．５以下であることがより好ましい。このような配置とすることで、第１バリ部１２と第２バリ部２２との間に過大な粉圧が発生することを抑えるとともに、固形物に成型性を担保する。

【0034】

（第１角度と第２角度との関係性の検証）
第１角度と第２角度との関係性を検証するため、第１角度θｇと第２角度θｂとの比の条件を変更した際の粉圧の変化について、以下の試験及び解析を実施した。本試験は、ブリケットマシン１００の実機において第１角度θｇと第２角度θｂとの比を変更し、粉圧を測定したものである。また、粉圧を測定したブリケットマシン１００をシミュレーション上で再現し、解析を実施した。

【0035】

ブリケットマシン１００の実機における測定結果について説明する。表１は、ブリケットマシン１００において、第１角度θｇと第２角度θｂとの比と、成型される固形物の成型率（％）及び線圧（Ｎ／ｃｍ）の関係の実測値を示すものである。ここで、成型率は、ブリケットマシン１００の直下で採取した固形物の１０ｍｍ篩上分率である。１０ｍｍ篩上分率とは、目開き１０ｍｍの篩で固形物試料を篩分けしたときに、篩上に残った質量の、試料全体の質量に対する百分率である。線圧は、第１ロール１０と第２ロール２０との間において、第１回転軸Ｏ１又は第２回転軸Ｏ２に沿う方向において１ｃｍあたりに付加される粉圧の大きさをいう。

【0036】

【表1】

【0037】

表１に示すように、θｇ／θｂの値が０である場合、すなわち、第１角度θｇが０であり、最接近部Ａにおいて、第１バリ部１２と第２バリ部２２とが完全に重なっている場合、成型率は９０．６％であり、線圧は３０８３Ｎ／ｃｍである。θｇ／θｂの値が１である場合、すなわち、第１角度θｇと第２角度θｂとが等しく、最接近部Ａにおいて、第１バリ部１２と第２バリ部２２とが完全に離れている場合、成型率は９１．９％であり、線圧は１９７３Ｎ／ｃｍである。

【0038】

このように、第１バリ部１２と第２バリ部２２とが重ならない場合は、第１バリ部１２と第２バリ部２２とが重なっている場合と比較して、線圧が大幅に減少している。これに対し、成型率は大きな変化がない。この結果によって、第１バリ部１２と第２バリ部２２とが重ならないようにすることによって、粉圧を減少させ、第１ロール１０及び第２ロール２０の耐摩耗性を向上することができることが確認された。

【0039】

次に、粉圧と、第１ロール１０及び第２ロール２０の角度と、の関係について、第１角度θｇと第２角度θｂの比の条件を分けて解析を行った結果について説明する。なお、粉圧は、図４に示す第１領域Ａ１において付加されるものとして、ＤＥＭ（個別要素法）による解析によって求めたものである。解析に用いた条件は、以下の通りである。

【0040】

図４に示すように、第１回転軸Ｏ１を中心とした中心角であって、第１ロール１０の全周のうち、第１ポケット１１のうちの１つの中心である第１ポケット第１中心１１Ｃ１から、前記１つの隣に位置する第１ポケット１１の中心である第１ポケット第２中心１１Ｃ２までが占める割合を、ポケット間隔θｐとする。

【0041】

上述したように、本実施形態において、第１ロール１０と第２ロール２０の形状及び大きさは同じである。このため、第２回転軸Ｏ２を中心とした中心角であって、第２ロール２０の全周のうち、第２ポケット２１のうちの１つの中心である第２ポケット第１中心２１Ｃ１から、前記１つの隣に位置する第２ポケット２１の中心である第２ポケット第２中心２１Ｃ２までが占める割合も、同様にポケット間隔θｐとする。

【0042】

第１ロール１０及び第２ロール２０は、図５、図６、図７に示す回転方向Ｄに沿って、等しい角速度で回転するものとする。本解析において、角速度は、３０°／ｓとした。
第１ロール１０及び第２ロール２０が、ポケット間隔θｐだけ回転する時間を、一周期時間Ｔとする。具体的には、一周期時間Ｔとは、第１ポケット第１中心１１Ｃ１が最接近部Ａを通過してから、第１ポケット第２中心１１Ｃ２が最接近部Ａを通過するまでの時間である。これに対し、最接近部Ａを第１ポケット第１中心１１Ｃ１が通過してからの経過時間を、回転時間ｔとする。これにより、回転時間ｔと一周期時間Ｔとの関係と、第１ロール１０及び第２ロール２０の位置の関係は、次のようになる。

【0043】

ｔ／Ｔの値が０のとき、すなわち、最接近部Ａを第１ポケット第１中心１１Ｃ１が通過した直後の状態である時、図５に示すように、第１ポケット第１中心１１Ｃ１と最接近部Ａとが接している。ｔ／Ｔの値が０．５のとき、すなわち、第１ロール１０がポケット間隔θｐの半分だけ回転した時、図６に示すように、第１バリ部１２と最接近部Ａとが接している。ｔ／Ｔの値が１のとき、すなわち、第１ロール１０がポケット間隔θｐだけ回転した時、図７に示すように、第１ポケット第２中心１１Ｃ２と最接近部Ａとが接している。

【0044】

第１領域Ａ１の詳細は、次の通りである。すなわち、第１ロール１０及び第２ロール２０が上述した大きさであるとして、周長Ａｄ１が３ｍｍ、軸長Ａｄ２が３０ｍｍ、厚さが１５ｍｍの直方体からなる領域である。周長Ａｄ１とは、第１領域Ａ１の、第１ロール１０又は第２ロール２０の周方向の寸法である。軸長Ａｄ２とは、第１領域Ａ１の、第１回転軸Ｏ１又は第２回転軸Ｏ２に沿う方向の寸法である。厚さとは、周長及び軸長に直交する方向、すなわち、第１ロール１０又は第２ロール２０の径方向の寸法である。

【0045】

第１領域Ａ１の周長Ａｄ１の中央は、最接近部Ａに位置するものとする。第１バリ部１２又は第２バリ部２２は、周長Ａｄ１の範囲内に完全に収まるものとする。つまり、第１ロール１０の周方向に隣り合う第１ポケット１１同士の間の寸法、及び、第２ロール２０の周方向に隣り合う第２ポケット２１同士の間の寸法は、周長Ａｄ１の長さ未満であるものとする。

【0046】

図８及び図９は、縦軸を粉圧（Ｎ）、横軸をｔ／Ｔとするグラフである。ここで粉圧は、第１領域Ａ１の中に存在する粉体が受ける力の大きさによって算出した。すなわち、第１領域Ａ１の内側に中心の座標が位置する粒子と、その粒子に接触する別の粒子又は第１ロール１０若しくは第２ロール２０との接触点において作用する力の大きさの平均値を、粉圧として算出した。図８は、粉体Ｐのうち、特に第１ロール１０及び第２ロール２０に触れる位置にあるものの粉圧の変化をプロットしたものである。図８に示す粉圧の変化は、第１ロール１０及び第２ロール２０の摩耗に寄与するものである。図９は、粉体Ｐのうち、特に第１ロール１０及び第２ロール２０に触れない位置にあるものの粉圧の変化をプロットしたものである。図９に示す粉圧の変化は、粉体Ｐの成型性に寄与するものである。

【0047】

前述のとおり、図８に示す粉圧の変化は、第１ロール１０及び第２ロール２０の摩耗に寄与するものである。θｇ／θｂが０～０．２５であるとき、ｔ／Ｔの値が０．２付近において粉圧が顕著に上昇している。θｇ／θｂが０．７６であるとき、ｔ／Ｔの値が０．２付近において粉圧の上昇はあるがその程度は小さい。θｇ／θｂの値が１．０１～１．５１であるとき、粉圧の上昇はさらに抑制される。θｇ／θｂの値が２．０１～３．７８であるときは、横軸全体を通して、全体的に粉圧が低い結果となる。この結果によれば、θｇ／θｂの値を１．０１以上とすることで、第１ロール１０及び第２ロール２０が摩耗する原因となる過大な粉圧の発生を抑えることができることがわかる。

【0048】

前述のとおり、図９に示す粉圧の変化は、粉体Ｐの成型性に寄与するものである。θｇ／θｂの値が２．５２～３．７８であるときは、横軸全体を通して、全体的に粉圧が低い結果となる。この結果によれば、θｇ／θｂの値を２．５２未満とすることで、成型性に寄与する粉圧の低減を抑え、ブリケットの著しい強度低下を抑えることができることがわかる。

【0049】

図１０は、図８に示す結果に基づき、縦軸を粉圧、横軸をθｇ／θｂとしたグラフである。図１０は、図８の結果に基づき、ｔ／Ｔの値が０～１の範囲のうちの最大値と平均値とをプロットしたものである。θｇ／θｂの値が１．０１以上では、粉圧の最大値及び平均値の変化が緩やかとなることがわかる。

【0050】

図１２は、図９に示す結果に基づき、縦軸を粉圧、横軸をθｇ／θｂとして、ｔ／Ｔの値が０．４～０．８の範囲における粉圧の平均値を算出したものである。図１２においては、粉圧の最大値及び最小値を除外して、平均値を算出した。
このとき、θｇ／θｂの値が２．５２以上では、粉圧の値が低下する。これにより、θｇ／θｂの値が２．５２以上では、粉体Ｐの固形物への成型性が悪化する懸念があることがわかる。
以上のように、θｇ／θｂの値が０．２５を超えると、第１ロール１０及び第２ロール２０が摩耗する原因となる過大な粉圧の発生が抑制でき、特にθｇ／θｂの値が１．０１以上では顕著に紛圧を抑えることができることがわかる。

【0051】

上述の考察結果をまとめたものを、表２に示す。表２は、図１２に基づき、θｇ／θｂの値に対する粉圧の最大値及び平均値をまとめたものである。なお、表２に示す△の評価は、過大な粉圧の抑制の効果が得られないか、粉体Ｐの固形物への成型性が悪化した場合を示すものである。〇の評価は、粉圧の抑制が見られ、かつ、成型性の悪化がみられない場合を示す。◎の評価は、粉圧の抑制が顕著に見られ、かつ、成型性の悪化がみられない場合を示す。

【0052】

【表2】

【0053】

表２に示すように、θｇ／θｂの値は、０．２５を超えて２．５以下であることが好ましく、概ね１以上１．５以下であることがより好ましい。すなわち、上述したように、第１角度θｇは、第２角度θｂの０．２５倍を超えて２．５倍以下であることが好ましく、１倍以上１．５倍以下であることがより好ましいことが確認された。

【0054】

以上説明したように、本実施形態に係るブリケットマシン１００によれば、第１ロール１０と第２ロール２０とが最も近接する領域において、第１バリ部１２の全部又は一部が、第２ポケット２１と対向する。つまり、第１ロール１０と第２ロール２０とが最も近接する領域において、第１バリ部１２と第２バリ部２２とは、完全には重ならない。これにより、第１バリ部１２と第２バリ部２２とが完全に重なることによって過大な粉圧が発生することを抑えることができる。よって、第１バリ部１２及び第２バリ部２２の摩耗を抑え、第１ロール１０及び第２ロール２０の寿命を長くすることができる。
上記態様は、既存の設備において、第１ロール１０と第２ロール２０との角度を調整することのみによって実施することができる。したがって、新たな設計等は不要である。よって、設備を更新することなく、必要最小限の費用で、上述した作用効果を享受することができる。

【0055】

また、第１角度θｇは、第２角度θｂの０．２５倍を超えて２．５倍以下である。これにより、第１ロール１０及び第２ロール２０の摩耗を十分に抑えることができる。粉体Ｐの成型性も十分に担保することができる。

【0056】

また、粉体Ｐは石炭を含む。よって、粉体状の石炭を固形化することに寄与することができる。

【0057】

また、粉体Ｐは製鉄原料を含む。よって、粉体状の製鉄原料を固形化することに寄与することができる。

【0058】

また、粉体Ｐはバイオマスを含む。よって、粉体状のバイオマスを固形化することに寄与することができる。

【0059】

また、粉体Ｐは鉄鋼スラグを含む。よって、粉体状の鉄鋼スラグを固形化することに寄与することができる。

【0060】

また、粉体Ｐは鉄鋼ダストを含む。よって、粉体状の鉄鋼ダストを固形化することに寄与することができる。

【0061】

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第１ロール１０及び第２ロール２０の直径は、２２４ｍｍであると説明したがこれに限らない。第１ロール１０及び第２ロール２０の直径は、２２４ｍｍ未満であってもよいし、２２４ｍｍ超であってもよい。最接近部Ａの周長Ａｄ１を３ｍｍとして説明したが、第１ロール１０及び第２ロール２０の直径に合わせて別途定義してもよい。
第１ロール１０と第２ロール２０との形状及び大きさは同じであると説明したが、例えば、粉体Ｐの固形化をすることができれば、第１ロール１０と第２ロール２０との形状及び大きさはそれぞれ任意の形状及び大きさであってもよい。

【0062】

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0063】

１０ 第１ロール
１１ 第１ポケット
１２ 第１バリ部
２０ 第２ロール
２１ 第２ポケット
２２ 第２バリ部
１００ ブリケットマシン
Ｏ１ 第１回転軸
Ｏ２ 第２回転軸
Ｐ 粉体
θｂ 第２角度
θｇ 第１角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】