JPH0735523B2 - 出銑口開孔装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は出銑口開孔装置に関し、より具体的には、高
炉の出銑口を開口する作業を行うための装置に関する。

《従来の技術》 まず、高炉の出銑口を開孔り場合には、タングステンカ
ーバイドからなる掘削ドリルと用い、高炉の側壁を一度
に最後まで貫通して開口する手段が考えれる。しかし、
高炉の場合には、開口と同時に高炉中に貯蔵されていた
高温度の液体が、掘削ドリルによって形成された湯道を
通って外部へ放出される。その結果、側壁を完全に貫通
させる際にも上記ドリルを用いてしまうと、高価なタン
グステンカーバイドからなる掘削ドリルが、高炉内に貯
蔵された高温度の液体に接触して溶解されてしまい、一
度で使用不能となってしまう。

従って、従来は、まず高炉の側壁の所定位置まで掘削ド
リルにだ第１次掘削し、次いで、掘削ドリルを退避させ
て比較的安価な金棒に交換し、該金棒を掘削ドリルにて
掘削した孔内に進入させ、金棒打込みにより第２次掘削
して側壁を貫通させていた。

そして、従来では、上記したごとく第１次掘削で完全に
貫通することなく所定深さまで掘削したり、第１次掘削
で形成した孔内に第２次掘削するための金棒を正確に位
置決めしつつ挿入配置する等、様々な作業・操作条件が
必要となり、操作に熟練を要するため、例えば実公昭57
−18420号に示された高炉出銑口開孔装置のごくボタン
等のスイッチ操作にて上記操作を行うことができるよう
にし、操作に比較的熟練度を要しないとともに個人差を
なくようにしたものがあった。

《発明が解決しようとする問題点》 しかしながら、上記した従来の装置によれば、多数のボ
タンスイッチのオン・オフにより出銑口開孔装置を駆動
させていたため、その作業が煩雑であるといった問題が
あった。特に、多数のスイッチの中からほぼ同時に複数
のスイッチを押さなければならない場合があり、上記問
題はなおさらであるとともに、押し間違いによる誤動作
を生じるおそれがある。

また、従来の装置では、実際に開孔する場所から離れて
スイッチのオン・オフ操作を行っていたため、正確に位
置決めを行うことは難しかった。

この発明は上記した問題点に鑑みてなされたものでい、
その目的とするところは、よるい熱練度を要せず、個人
差をなくすとともに、正確かつ容易に高炉の出銑口を開
孔することのできる出銑口開孔装置を提供するにある。

《問題点を解決するための手段》 上記した目的を達成するため、本発明に係る出銑口開孔
装置は、旋回可能なブーム装置と、該ブーム装置の先端
に回転可能に取り付けられた出銑口開孔機とを有する出
銑口開孔装置において、該出銑口開孔機の位置を検出す
る位置検出器手段と、該検出手段により検出された出銑
口開孔機の位置信号により、該出銑口開孔機の出銑口に
対する移動、位置決め、退避をおこなわせる第１制御手
段と、該出銑口開孔機に取り付けられた掘削ドリル或い
は金棒の前進移動量に応じた回転数及び打撃力をパラメ
ータとして菊するパラメータ記憶手段と、該前進移動量
を検出する移動検出手段と、該移動量検出手段で検出さ
れた値と上記パラメータ記憶手段に記憶された値とを比
較する比較手段と、該比較手段によって検出された上記
開孔機の回転数及び打撃力のパラメータに従って出銑口
開孔機を制御する第２制御手段とを設けた。

《作用》 位置検出手段と、位置検出手段から送られる信号により
作動する第１制御手段とにより、出銑口開孔機が所定の
出銑口の前に正確に位置決めされる。

次いで、出銑口開孔機を作動させ所定の位置に出銑口を
開孔するが、このとき、出銑口開孔機に取り付けた第２
制御手段により掘削ドリル或いは金棒の前進移動量に応
じてその回転、前進速度等を最適な値に制御することが
できので、正確かつ確実に出銑口を設ける側壁を貫通さ
せ、出銑口を開孔することができる。

《実施例》 以下、本発明に係る出銑口開孔装置の好適な実施例につ
いて添付図面を参照にして説明する。

まず、この発明の出銑口開孔装置の概略構成を第１図に
従って説明すると、本発明の装置はブーム装置10と、ブ
ーム装置10の先端部に取り付けられた出銑口開孔機20
と、ブーム装置10並びに出銑口開孔機20の各可動要素に
近設配置された位置検出手段たるリミットスイッチLS1
〜LS9と、これらリミットスイッチLS1〜LS9等からの信
号を取り入れ、各可動要素に駆動を制御する第１〜第19
のソレノイドバルブSo11〜19を有する制御部40とから構
成されている。

ブーム装置10は、後端部が支持部材11に揺動可能に枢着
されたブーム12内に旋回モータM1が配設されて構成され
ており、この旋回モータM1によって旋回駆動されるよう
になっている。またブーム12の後端部には位置検出手段
たるリミットスイッチLS1〜LS4が近接配置されており、
これらリミットスイッチLS1〜LS4の検出信号は、制御部
40内の第１〜第４のソレノイドバルブSo11〜14に取り込
まれるようになっている。そして、この出銑口開孔機20
がブーム装置10の先端部に回動可能に取り付けられ、ブ
ーム装置10によって３次元的に移動可能となっている。

出銑口開孔機20は、メインフレーム21と、そのメインフ
レーム21の下方に揺動可能に取り付けられたハンガーフ
レーム22並びにリンクフレーム23と、それら両フレーム
を介して上下動可能に配設されたガイドセル24とを有し
ている。

また、メインフレーム21の後端部にはホスト駆動モータ
M2が配設されており、このホイスト駆動モータM2により
駆動されるホイスト（図示せず）にハンガーフレーム22
の下端部が連繋されており、ホイスト駆動モータM2の駆
動によりハンガーフレーム22すなわちガイドセル24の後
端部が上下動するようになっている。そして、メインフ
レーム21の後方側方部には第１のエアシリンダ26に連繋
されたフック27が揺動可能に配設されており、ハンガフ
レーム２の側面中央部に突出形成された突起22aと係合
可能となっている。すなわち、ハンガーフレーム22の上
昇位置ではフック27と突起22aが係合して、その上昇位
置を安定的に維持するようになっている。そして、上記
ホイスト駆動モータM2並びにフック27の連繋された第１
のエアシリンダ26の駆動は、メインフレーム21の側方部
所定位置に配設されたリミットスイッチLS5〜LS7並びに
それらリミットスイッチLS5〜７から供給される検出信
号を受け取る第５〜第７のソレノイドバルブSo15〜７に
より制御駆動されるようになっている。

一方、メインフレーム21の先端部には、第２のエアシリ
ンダ28が配設され、このエアシリンダ28の駆動ロッド28
aは上記リンクフレーム23に連繋されている。そして、
この第２のエアシリンダ28は、所定位置に近設位置され
たリミッドスイッチLS8,LS9並びに第18,19のソレノイド
バルブSol18,19により制御駆動されるようになってお
り、これにより、ガイドセル24の先端部の位置決めの微
調整を行うようになっている。つまり、ガイドセル24の
先端部に配設したハッカー29を高炉の側面所定位置に配
設されたハッカーストッパー30に係合させているのであ
る。

また、ガイドセル24の下方後端部には、打撃機31並びに
逆打撃機32が配設されており、これら打撃機31,逆打撃
機32にタングステンカーバイドからなる掘削ドリル33又
は打撃用金棒を着脱可能に配設してある。そして、掘削
ドリル33は打撃用金棒は、ガイドセル24の後端部に配設
されるとともに制御部40内の第8,9のソレノイドバルブS
ol8,9に連繋されたフィードモータM3により、前後進移
動されるようになっているすなわち、フィードモータM3
と掘削ドリル33等とはウォームギヤー（図示せず）によ
り接続されており、フィードモータM3が正回転すると前
進移動し、逆回転すると後退移動するようになってい
る。そして、その移動速度は第14のソレノイドバルブSo
l14によって制御されている。また、掘削ドリル33のオ
ン・オフ並びに回転速度は、第12並びに第16のソレノイ
ドバルブSol12,14によって制御駆動され、打撃用金棒の
打撃，逆打撃のオンオフ並びにその強度は第10,11並び
に第15のソレノイドバルブSol10,11,15によって制御駆
動されている。さらに、出銑口開孔機20には掘削ドリル
33,打撃用金棒の前進移動量検出手段を備えており、そ
の検出手段からの信号によって、上記掘削ドリル33,打
撃用金物用のソレノイドバルブSol10〜12,15,16オン・
オフ駆動されるようになっている。そして、その前進移
動量検出手段としては、例えば、フィードモータM3の回
転数により掘削ドリル33の移動量は決定されるため、回
転数を直接、或いは、回転速度と回転時間を検出するこ
とにより行う手段がある。

さらに、本実施例では、ガイドセル24に空気噴き出し用
の中央孔を付設し、この中央孔が第13のソレノイドバル
ブSol13に連繋されている。そして、第13のソレノイド
バルブSol13をオンにすることにより、その中空孔から
空気が噴き出し、掘削した層を吹き飛ばすブロー行うこ
とができるようになっている。

また、制御部40は、出銑口開孔機20を制御する第１〜7,
18,19のソレノイドバルブSol1〜7,18,19からなる第１制
御部と、出銑口開孔機に取り付けられた掘削ドリル33な
どの作動を制御する第８〜13,14〜16のソレノイドバル
ブSol8〜13,14〜16からなる第２制御部と、上記したブ
ロー駆動を制御する第13のソレノイドバルブSol13を有
し、さらに、基栓となる第17のソレノイドバルブSo117
が配設されており、これ第17のソレノイドバルブSol17
をオフすることにより制御部40全体をオフにすることが
できるようになっている。さらに、第17のソレノイドバ
ルブSol17は駆動ボタンPSに連繋されており、この起動
ボタンPSは無線操作により駆動されるようになってい
る。

また、第２制御部の各ソレノイドバルブは、掘削ドリル
33等の前進移動量に対応する最適なる回転速度、移動速
度等のデータをパラメータとして記憶するパラメータ記
憶手段と、このパラメータ記憶手段に記憶されたデータ
と移動量検出手段から送られたデータとを比較する比較
手段とを有するコンピュータ（図示せず）に連繋されて
いる。そして、このコンピュータにより第２制御部の各
ソレノイドバルブが制御駆動され、正確に掘削作業を行
えるようになっている。

次に本実施例における作用について説明する。

まず、第２図は、出銑口開孔機20を高炉前の所定位置に
セットするためのフローチャートを示している。ななわ
ち、起動ボタンPSをオンにすることにより、第17のソレ
ノイドバルブSol17をオンにし、制御部40を駆動させる
（ステップ101）。その後、一定時間のタイムアウト
（遊び時間）を経て（ステップ102）、ステップ103から
107の操作により、横方向（旋回方向）の位置決めを完
了する。このとき、出銑口開孔機20の旋回開始当初は高
速旋回させ、その後微速旋回させせることにより旋回方
向の慣性力を弱め、瞬時に旋回を停止させ、より正確に
位置決めを行うことができるようになっている。

次に、所定のタイムアウトを経た後（ステップ108）、
ハンガーフレーム22の後端部を上昇させるとともに第１
図のシリンダ27を伸ばし、フック26を外してハンガーフ
レーム22並びにガイドセル24をフリーの状態とする（ス
テップ109〜113）。そして、ホイストを下降させ、ハン
ガーフレーム22の下端部、ガイドセル24の後端部を最下
端部まで下降させ（ステップ114から117）、さらに、第
２のエアシリンダ28を収縮させることによりリンクフレ
ーム23を下方へ旋回移動させ、ガイドセル24に設けたハ
ッカー29をハッカーストッパー30に係合させる（ステッ
プ118から120）ことにより、位置決めセットが完了す
る。

そして、上記位置決めセットが完了すると、出銑口開孔
機20は第３図に示すように配置される。

次に、第３図並びに第４図に示すフローチャートを用い
て、高炉の出銑口を開孔する作用について説明する。

まず、ガイドセル24に掘削ドリル33を配設した状態で第
１次掘削を行う（ステップ201から211）。すなわち、起
動ボタンをオンにしてフィードモータM3を高速前進させ
高炉の側壁50の近傍位置L1まで掘削ドリルを前進移動さ
せる（ステップ201から203）。次に、掘削位置がずれな
いように、ゆっくりと回転，前進させるとともに、ブロ
ーを行い掘削層を排除しながら所定深さL2まで掘削して
ザクリを形成した（ステップ204,205）後、回転，前進
速度を最高にして、側壁50の中間深さL3まで一気に掘削
する（ステップ206,207）。そして、回転速度などを弱
回転にするとともに、フィードモータM3を逆回転させて
一気に掘削ドリル33を最初の位置まで後退させて、回
転、後退移動等をすべて停止させる（ステップ208から2
11）。これにより、第１次掘削が終了する。

次に、ロッドステップにより、掘削ドリル33を取り外
し、ガイドセル24の下方に金棒を取り付け交換する（ス
テップ212）。

そして、その金棒を用いて第２次掘削を行い、高炉の側
壁50を貫通させる（ステップ213から227）。すなわち、
再度、起動ボタンをオンにすることにより、上記第１次
掘削と同様に高炉の側壁50の近傍位置L1まで一気に高速
前進移動させた後、弱打撃，ブロー等を行いつつ定速前
進させて第１次掘削におけるザクリ位置L2まで移動さ
せ、正確に第１次掘削で形成した孔内に金棒を挿入配置
する（ステップ213から217）。そして、金棒の前進移動
速度のみ高速にして、第１次掘削で形成しら孔の奥部近
傍位置L4まで移動させる（ステップ218,219）。次に、
再び移動速度を低速にして掘削を行い、第２掘削におけ
るザグリ（L5まで）を形成した後、すべてを高速運転に
切り替え、側壁50の内側部L6まで一気に打ち抜き、貫通
させる（ステップ220から223）。そして、貫通後は一度
すべての動作を停止させ、次いでフィードモータM3を逆
回転するとともに、高速逆打撃を行うことにより一気に
金棒を最初の位置まで後退させ、逆打撃，後退移動等す
べてを停止する（ステップ224から227）。これにより第
２次掘削が終了し、高炉の側壁50の所定位置に出銑口を
開孔することができる。

そして、開孔作業終了後は、第５図に示す出銑口開孔機
退避フローチャートに基づいて、初期状態、すなわち、
メインフレーム21に設けられたフック27とカバーフレー
ム22に設けられた突起22aとが係合し、ガイドセル24が
メインフレーム21に固定されるとともに、ブーム12が旋
回して元の位置に復帰されるのである。具体的手順は、
上記した出銑口開孔機セットフローチャート（第２図）
の逆の手順により行うことができるため、詳細な説明は
省略する。

なお、上記実施例では、位置検出手段としてリミットス
イッチを用いたが、本発明ではこれに限ることはなく、
位置センサーその他種々のものを用いることができると
ともに、掘削ドリルなどの前進移動量を検出する手段と
しても例えば長音波等を用いたソーナー、その他種々の
ものを用いることができる。

また、上記実施例では、無線により駆動ボタンをオンに
するようにしたが、有線によって直接操作するようにし
ても良いことはいうまでもない。

《発明の効果》 以上のように、本発明に係る出銑口開孔装置は、位置検
出手段と、その位置検出手段から供給される検出信号に
基づき出銑口開孔機の駆動を制御する第１制御手段を設
けたことにより、一度装置を作動させると、所望の出銑
口の位置に出銑口開孔機を自動的に正確に位置決めする
ことができる。

また、掘削作業においても、掘削ドリルなどの前進移動
量を検知する手段を設けるとともに、掘削ドリル等の前
進移動量に合わせて、その回転数，前進移動速度等を制
御する第２制御手段を設けたので、掘削当初は低速運転
して正確に位置決めしつつ掘削してザクリを形成するこ
とができるとともに、その後高速運連により短時間で掘
削作業を行うことができる。さらに、従来専ら作業者の
勘に頼っていた第１次掘削での所定深さの孔を形成する
ことが正確にできるとともに、第１次掘削で形成した孔
をさらに第２次掘削において完全に貫通する場合にも、
該孔の奥部の位置を正確に検索することができるので、
第２次掘削も上記同様正確に位置決めをしつつ掘削作業
を行うことができる。

その結果、高炉の出銑口を開孔するのに際し、熟練度を
要せず、個人差をなくすとともに、たとえ掘削現場から
離れていても正確かつ容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の出銑口開孔装置の一実施例の概略を示
す構成図、第２図は出銑口開孔機の位置決めセットフロ
ーチャート、第３図は出銑口開孔機が位置決めされた状
態を示す側面図、第４図は出銑口開孔機の掘削フローチ
ャート、第５図は出銑口開孔機の退避フローチャートを
示している。 10……ブーム装置、20……出銑口開孔機 33……掘削ドリル、40……制御部 LS1〜９……リミットスイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】旋回可能なブーム装置と、該ブーム装置の
   先端に回転可能に取り付けられた出銑口開孔機とを有す
   る出銑口開孔装置において、該出銑口開孔機の位置を検
   出する位置検出手段と、該検出手段により検出された出
   銑口開孔機の位置信号により該出銑口開孔機の出銑口に
   対する移動，位置決め，退避をおこなわせる第１制御手
   段と、該出銑口開孔機に取り付けられた掘削ドリル或い
   は金棒の前進移動量に応じた回転数及び打撃力をパラメ
   ータとして記憶するパラメータ記憶手段と、該前進移動
   量を検出する移動量検出手段と、該移動量検出手段で検
   出された値と上記パラメータ記憶手段に記憶された値と
   を比較する比較手段と、該比較手段によって検出された
   上記開孔機の回転数及び打撃力のパラメータに従って出
   銑口開孔機を制御する第２制御手段とを備えてなること
   を特徴とする出銑口開孔装置。