JP5776568B2 - 連続式アンローダによる原料の荷役方法 - Google Patents

Description

本発明は、船倉内の原料を連続式アンローダで荷役する方法に関し、詳細には、水分を含んでいる製鉄原料を連続式アンローダで荷役する方法に関する。

岸壁に接岸した船舶の船倉から鉄鉱石や石炭などの製鉄原料を荷役する作業では、短時間で効率的に製鉄原料を揚陸するため、連続式アンローダが使用される。連続式アンローダは旋回及び起伏可能なブームを有し、ブームの先端部には、上下方向に配置された無端チェーンに所定間隔を隔てて複数のバケットが装着されたバケットコンベアが取り付けられている。連続式アンローダによる製鉄原料の荷役作業では、バケットコンベアの下部（掻取部）を船倉内に挿入し、バケットコンベアを作動させて船倉内の製鉄原料をバケットで連続的に掻き取って上方のブームコンベアに移送する。

しかし、製鉄原料は一般に水分を含んでいるため、付着性を有している。そのため、バケットに製鉄原料が付着してバケット容積が減少し、荷役効率が低下するという問題がある。また、バケットコンベア側の重量がカウンタウェイト側の重量よりも重くなってブームの水平バランスがくずれ、ブームを起伏する起伏シリンダに過負荷が掛かるという問題もある。

そこで、特許文献１では、バケットエレベータ（バケットコンベア）下端のバケット下降側に水配管を設け、バケットエレベータの空運転時に下降するバケットの通り道に向けて水を噴射するノズルを前記水配管に設ける発明が開示されている。
また、特許文献２では、連続式アンローダの掻取部を収容可能なバケット洗浄槽を桟橋に設け、バケットに向けて放水する放水具を前記バケット洗浄槽の内周部に設置する発明が開示されている。

特開２００２−１５４６３４号公報 特開２００２−１９３４２９号公報

特許文献１及び特許文献２に記載された発明はいずれも、連続式アンローダにバケット洗浄手段を設け、バケットに放水してバケットに付着した原料を取り除くことにより、荷役効率の低下及び起伏シリンダの過負荷を防止するものである。
しかし、製鉄原料は一般に水分を多く含んでいるため、バケットへの原料付着の問題だけではなく、連続式アンローダより後段の原料搬送ライン、特にベルトコンベアの上り部や落下シュートなどにおいて製鉄原料がスリップして落下するという問題がある。そのため、原料搬送ラインの搬送速度を落とさなければならず荷役効率の低下を招いている。従って、水分を多く含む製鉄原料の荷役作業では、船倉内原料の掻き取りから原料ヤードへの製鉄原料の積付けまでの原料搬送ライン全体に亘る荷役効率（荷役能力）が重要となる。

揚陸される製鉄原料は、原料搬送ラインを構成する連続式アンローダ、一又は複数のベルトコンベア、スタッカー等の個々の搬送装置を順に経て原料ヤードに積み付けられる。この一連の作業における荷役効率は、前記搬送装置のうち搬送能力（例えば単位時間当たりの搬送トン数）の最も低い搬送装置に制約されて決定される。水分の割合が多い製鉄原料の場合、ベルトコンベア上の製鉄原料のスリップが原因となり、原料搬送ライン全体に亘る荷役効率がベルトコンベアの搬送能力によって制約されることがある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、水分が含まれている製鉄原料の荷役作業において、原料搬送ラインにおける製鉄原料のスリップを防止し、以て原料搬送ライン全体に亘る荷役効率の改善を図ることが可能な、連続式アンローダによる原料の荷役方法を提供することを目的とする。
なお、本明細書では、「製鉄原料」を単に「原料」と呼ぶことがある。

上記目的を達成するため、本発明は、船倉内の製鉄原料を連続式アンローダのバケットで掻き取って船外に移送する原料の荷役方法において、
積載された前記製鉄原料の表面部を前記バケットで掻き取って該製鉄原料の表面に凹部を形成し、該製鉄原料の荷役作業を一旦停止する第１工程と、前記製鉄原料から浸み出す水分を前記凹部に溜める第２工程と、前記凹部に溜めた水を前記バケットで掬い取って船外に放出する第３工程と、前記製鉄原料の荷役作業を再開し、水分を放出した前記製鉄原料を前記バケットで掻き取って船外に移送する第４工程とを備えることを特徴としている。

本発明では、製鉄原料を連続式アンローダを用いて揚陸する際、連続式アンローダより後段の原料搬送ラインに水分を含んだ製鉄原料を移送しないようにするため、船倉内で製鉄原料と水分を分離して水分だけを系外に排出する。具体的には、製鉄原料に含まれる水分の溜まり場となる凹部を、積載された製鉄原料の表面に形成することにより、製鉄原料と水分を分離することができる。これにより、製鉄原料から容易に水分を除去することが可能となる。

また、本発明では、凹部に溜めた水を船外に放出するための排水設備を新たに設ける必要がなく、凹部の形成から凹部に溜めた水の船外放出まで連続式アンローダを用いて行うことができる。

本発明に係る連続式アンローダによる原料の荷役方法では、製鉄原料に含まれる水を効率的に分離して除去することができる。即ち、バケットで原料の表面に凹部を形成し、凹部に溜めた水を船外に放出した後、水分を放出した製鉄原料をバケットで掻き取って船外に移送することにより、原料搬送ライン上で製鉄原料がスリップすることがない。そのため、製鉄原料の搬送速度を低下させる必要が無く、原料搬送ライン全体に亘る荷役効率の改善を図ることができる。
また、凹部に溜めた水をバケットで掬い取って船外に放出すれば、排水設備を新たに設ける必要が無く、効率的に製鉄原料の荷役作業を行うことができる。

一般的な連続式アンローダの模式図である。 連続式アンローダから原料ヤードまで敷設された原料搬送ラインの配置図である。 本発明の一実施の形態に係る連続式アンローダによる原料の荷役方法の手順を説明するための模式図であり、（Ａ）は原料表面に凹部を形成している状態、（Ｂ）は凹部に水が溜まっている状態、（Ｃ）は凹部内の水を掬い取っている状態をそれぞれ示している。 荷役開始から完了までの荷役効率の変動を示す時刻歴グラフである。 荷役開始から完了までの平均荷役効率の棒グラフである。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態に付き説明し、本発明の理解に供する。

連続式アンローダ１０の一例を図１に示す。また、連続式アンローダ１０から原料ヤード３６まで敷設された原料搬送ライン（ベルトコンベア３１、３２、３３）の一例を図２に示す。
連続式アンローダ１０は、船舶４２が接岸する岸壁４０に沿って埠頭４１上を移動可能とされ、旋回及び起伏可能なブーム２１の先端部に取り付けられたバケットコンベア１５により船倉４３内の原料Ｓを掻き取って、船外に設置されたベルトコンベア３１に移送する港湾設備である。

原料Ｓ（製鉄原料）は一般に水Ｗを多く含んでおり、平均すると７〜１４質量％程度の水Ｗを含んでいる。原料Ｓ中の水Ｗは、重力や原料Ｓの粒度分布の影響等により偏在するため、局所的に見ると、平均値よりも高い水Ｗを含んだ原料Ｓも多く存在する。

連続式アンローダ１０は、岸壁４０に沿って敷設された一対のレール３４上を移動可能な走行フレーム２９と、走行フレーム２９上に旋回可能に設置され、側面視して三角形状とされた旋回フレーム２４と、旋回フレーム２４の頂点を支点として起伏するバランシングビーム２３とを有している。バランシングビーム２３と旋回フレーム２４との間には、バランシングビーム２３を起伏するための起伏シリンダ２７が装備されている。

バランシングビーム２３の船舶４２側の先端部には、該先端部を支点として鉛直面内で回動する支持リンク２５が取り付けられ、支持リンク２５の先端部には、上下方向に延在するバケットコンベア１５が収納されたバケットエレベータ１６が取り付けられている。また、支持リンク２５の先端部と旋回フレーム２４を構成する斜材２６の中間部との間には、原料Ｓを搬送するためのブームコンベア２２を備えるブーム２１が取り付けられている。支持リンク２５、斜材２６、ブーム２１、及びバランシングビーム２３は平行リンクを構成し、バランシングビーム２３が起伏したとき、バケットエレベータ１６は鉛直状態を保持したまま昇降する。
一方、バランシングビーム２３の原料ヤード３６側の先端部には、バケットエレベータ１６側の重量と釣り合うだけのカウンタウェイト２８が取り付けられている。

バケットエレベータ１６は、支持リンク２５の先端部に固定された筒形フレーム１１と、筒形フレーム１１から下方に延出し、筒形フレーム１１に旋回可能に支持された筒状のコラム部材１２とを備えている。バケットコンベア１５は、コラム部材１２の上部に配置された一対のスプロケット１７並びにコラム部材１２の下方に配置された一対のスプロケット１８に巻回された無端チェーン１３と、無端チェーン１３に所定間隔を隔てて装着された複数のバケット１４とから概略構成されている。バケットコンベア１５の下部は、側面視してＬ字状とされ、原料Ｓを掻き取る掻取部１９の機能を有している。

原料Ｓを掻き取ったバケット１４は上方に搬送され、コラム部材１２の上部に配置された一対のスプロケット１７の位置で反転する。その際、バケット１４内の原料Ｓが、スプロケット１７の下方に配置された回転フィーダ２０上に投下され、回転フィーダ２０を介してブーム２１内に設置されたブームコンベア２２に移送される。ブームコンベア２２によって旋回フレーム２４まで搬送された原料Ｓは、旋回フレーム２４内に設置されたホッパー３０を介して、連続式アンローダ１０の直下に配置されたベルトコンベア３１に投下される。
図２に示すように、ベルトコンベア３１に投下された原料Ｓは、埠頭４１に配置されたベルトコンベア３１、３２、３３により原料ヤード３６まで搬送され、スタッカー３７によって山状に積み付けられる。

次に、本発明の一実施の形態に係る連続式アンローダによる原料の荷役方法、即ち、水Ｗを多く含む鉄鉱石や石炭などの原料Ｓを連続式アンローダ１０を用いて揚陸する方法について説明する。
（１）船倉４３に積載されている原料Ｓの表面部をバケットコンベア１５のバケット１４で掻き取って原料Ｓの表面に擂り鉢状の凹部４５を形成する（図３（Ａ）参照）。掻き取った原料Ｓは、バケットコンベア１５から回転フィーダ２０を介してブームコンベア２２に移送する。
（２）原料Ｓから水Ｗが凹部４５に浸み出してくるので、浸み出してきた水Ｗを凹部４５に溜める（図３（Ｂ）参照）。

凹部４５への水Ｗの浸み出しは、船倉４３内の原料積載量（トン）が、船舶４２が有する積載能力（トン）の５０％以下になると、鉄鉱石において頻繁に見られるようになり、４０％以下になると、石炭においても見られるようになる。これは、原料Ｓに含まれる水Ｗの高さ方向分布が、水Ｗに作用する重力と表面張力による毛細管現象との釣合に影響されるため、上記した程度に原料積載量が減少した段階で、水Ｗの浸み出しが起き易いためであると考えられる。

（３）凹部４５に溜まった水Ｗをバケットコンベア１５のバケット１４で掬い取る（図３（Ｃ）参照）。掬い取った水Ｗが回転フィーダ２０上に放出されないようにするため、掬い取った水Ｗがはいったバケット１４が反転する前にバケットコンベア１５を停止する。次いで、バランシングビーム２３の船舶４２側を上方に回動させてバケットコンベア１５を船倉４３から抜き出した後、バランシングビーム２３を旋回させてバケットコンベア１５を船外に移動させる。そして、原料Ｓを掻き取る方向と逆の方向にバケットコンベア１５を作動させてバケット１４内の水Ｗをバケット１４から放出する。
（４）凹部４５に溜まった水Ｗをほぼ全て船外に放出した後、船倉４３内の原料Ｓのバケット１４による掻き取り及び移送を再開する。

次に、本発明の効果を検証するために実施した試験について説明する。
本発明（実施例）と従来方法（比較例）の各方法で船倉内原料の荷役作業を実施し、荷役開始から完了までの荷役効率（単位時間当たりの原料移送量）の変動を調べた。図４に、実施例と比較例の各荷役効率の時刻歴変化を対比して示す。なお、比較例はバケット洗浄のみ実施し、実施例はバケット洗浄を併用しなかった。

比較例では、バケット洗浄を行っているのでバケット容量の減少は無い。そのため、荷役開始から３時間後までは高い荷役効率を維持している。しかし、荷役作業が進行するにつれて、原料に含まれる水分量が増加する。そのため、荷役開始から４時間目以降になると、ベルトコンベアの搬送速度を落として原料のスリップを防止しなければならなかった。その結果、荷役開始から完了までに３２時間を要した。

一方、実施例では、バケット洗浄を行わないのでバケット容量が減少し、荷役開始から１時間経過すると、荷役効率が徐々に低下しだした。このため、荷役を一旦停止し、原料表面に凹部を形成して原料に含まれる水分を船外に排出（５時間目と６時間目の間と１１時間目と１２時間目の間の計２回）した後、原料の荷役作業を再開した。これにより、高い荷役効率が維持され、荷役開始から１８時間で荷役作業が完了した。なお、バケットに原料が一定量付着すると、それ以上バケットに原料が付着することはないため、バケット容量の減少が荷役効率に与える影響は限られている。

図５は、実施例と比較例のそれぞれについて、移送した原料全量を荷役開始から完了までの荷役時間で除した平均荷役効率を棒グラフ化して示したものである。同図より、実施例のほうが比較例に比べて平均荷役効率が１．４倍以上大きくなっていることがわかる。即ち、本発明を実施することにより荷役効率の改善が図られていることがわかる。

以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、バケット洗浄を併用しなかったが、併用しても良いことは言うまでもない。

１０：連続式アンローダ、１１：筒形フレーム、１２：コラム部材、１３：無端チェーン、１４：バケット、１５：バケットコンベア、１６：バケットエレベータ、１７、１８：スプロケット、１９：掻取部、２０：回転フィーダ、２１：ブーム、２２：ブームコンベア、２３：バランシングビーム、２４：旋回フレーム、２５：支持リンク、２６：斜材、２７：起伏シリンダ、２８：カウンタウェイト、２９：走行フレーム、３０：ホッパー、３１、３２、３３：ベルトコンベア（原料搬送ライン）、３４：レール、３６：原料ヤード、３７：スタッカー、４０：岸壁、４１：埠頭、４２：船舶、４３：船倉、４５：凹部、Ｓ：原料（製鉄原料）、Ｗ：水（水分）

Claims (1)

1. 船倉内の製鉄原料を連続式アンローダのバケットで掻き取って船外に移送する原料の荷役方法において、
   積載された前記製鉄原料の表面部を前記バケットで掻き取って該製鉄原料の表面に凹部を形成し、該製鉄原料の荷役作業を一旦停止する第１工程と、前記製鉄原料から浸み出す水分を前記凹部に溜める第２工程と、前記凹部に溜めた水を前記バケットで掬い取って船外に放出する第３工程と、前記製鉄原料の荷役作業を再開し、水分を放出した前記製鉄原料を前記バケットで掻き取って船外に移送する第４工程とを備えることを特徴とする連続式アンローダによる原料の荷役方法。

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