(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼の製造のための電気炉（３）の連続供給コンベヤ（２）によって搬送される充填材料の制御及び追跡方法であって、
前記連続供給コンベヤ（２）は、その入口端からその出口端に向かって順番に、前記炉（３）に供給される充填材料を堆積させる堆積セクション（２Ａ）、堆積させた充填材料を予熱する予熱セクション（２Ｂ）、及び予熱された充填材料を前記炉（３）に導入する導入セクション（２Ｃ）を含み、前記堆積セクション（２Ａ）に沿って、充填材料の少なくとも１番目の堆積ステーション（２００）が設けられ、前記方法は、
（ａ）１番目の堆積ステーション（２００）に堆積させる１番目の充填材料部分の類型及び重量を、予め決められた充填レシピの関数（１００）を用いて決定するステップ（１０１）と、
（ｂ）１番目の堆積ステーション（２００）に１番目の充填材料部分を供給するステップ（１０２）と、
（ｃ）１番目の充填材料部分の重量を検出するステップ（１０３）と、
（ｄ）１番目の充填材料部分（Ｃ１）を前記連続供給コンベヤ（２）上に排出するステップ（１０４）と、
（ｅ）１番目の充填材料部分（Ｃ１）を、識別手段（Ｍ１、Ｍ１’、Ｍ１’’）を用いてマーキングするステップ（１０５）と、
（ｆ）前記連続供給コンベヤ（２）上に排出された１番目の充填材料部分（Ｃ１）の全体寸法を検出するステップ（１０６）と、
（ｇ）前記連続供給コンベヤ（２）の堆積セクション（２Ａ）に沿う１番目の充填材料部分（Ｃ１）の前進速度を見積り、存在すれば２番目以降の充填材料部分の堆積ステーション（２００ｎ）又は前記予熱セクション（２Ｂ）に入る１番目の充填材料部分（Ｃ１）の到着時間を見積るステップ（１０７、１０８）と、
（ｈ）前記予熱セクション（２Ｂ）への入口の近くで、前記連続供給コンベヤ（２）上に排出された充填材料における１番目の充填材料部分（Ｃ１）及び存在すれば前記連続供給コンベヤ（２）上に続いて排出された追加の充填材料部分（Ｃｎ）を、それぞれの識別手段（Ｍ１、Ｍｎ）を用いて認識するステップ（１１５）と、
（ｌ）前記予熱セクション（２Ｂ）に沿う、前記連続供給コンベヤ（２）上に排出された１番目の充填材料部分（Ｃ１）及び存在すれば追加の充填材料部分（Ｃｎ）の前進速度を見積り、かかる充填材料部分の前記炉（３）への前記導入セクション（２Ｃ）へのそれぞれの到着時間を見積るステップ（１１７、１１８）と、を含む方法。
【請求項２】
さらに、
（ｉ）前記予熱セクション（２Ｂ）への入口において、１番目の充填材料部分（Ｃ１）及び存在すれば前記連続供給コンベヤ（２）上に続いて排出される追加の充填材料部分（Ｃｎ）を含む前記充填材料の実際の全体寸法を検出するステップ（１１６）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ｎ≧２である場合、前記堆積セクション（２Ａ）に沿って、前記堆積ステーション（２００）に続いて少なくともｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）が設けられ、前記方法は、
（ａ’）ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）に堆積させるｎ番目の充填材料部分（Ｃｎ）の種類及び重量を、予め決められた充填レシピの関数（１００）を用いて決定するステップ（１０１）と、
（ｂ’）ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）にｎ番目の充填材料部分（Ｃｎ）を供給するステップ（１０２’）と、
（ｃ’）ｎ番目の充填材料部分（Ｃｎ）の重量を検出するステップ（１０３’）と、
（ｄ’）ｎ番目の充填材料部分（Ｃｎ）を前記連続供給コンベヤ（２）上に排出するステップ（１０４’）と、
（ｅ’）識別手段（Ｍｎ）を用いて、ｎ番目の充填材料部分（Ｃｎ）をマーキングするステップ（１０５’）と、
（ｆ’）前記連続供給コンベヤ（２）上に排出され、かつ、前記ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）から出た充填材料の全体寸法を検出するステップ（１０６’）と、
（ｇ’）前記連続供給コンベヤ（２）上に排出され、且つ、前記堆積セクション（２Ａ）に沿うｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）から出た充填材料の前進速度、及び、ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）から出て、存在すれば次の堆積セクション（２００ｎ＋１）に入る又は前記予熱セクション（２Ｂ）に入る充填材料の到着時間を見積るステップ（１０７’、１０８’）と、を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
排出する前記ステップ（ｄ’）の前に、
（Ｉ）ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）に入る充填材料において、それ以前の堆積ステーションで排出された（ｎ−１）個の充填材料部分（Ｃｎ）を、それぞれの識別手段（Ｍ１、Ｍｎ）を用いて認識するステップ（１１２）と、
（ＩＩ）ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）に入る充填材料の実際の全体寸法を検出するステップ（１００）と、
（ＩＩＩ）ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）に入る充填材料の前記全体寸法及び前記連続供給コンベヤ（２）上に以前に排出された（ｎ−１）個の充填材料部分の分布の関数を用いて、ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）に入る充填材料部分に対するｎ番目の充填材料部分の排出を行う排出位置を見積るステップと、
（ＩＶ）前記堆積セクション（２Ａ）に沿ってｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）に入る充填材料の前進速度、及び、かかる充填材料のｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）の見積った前記排出位置への到着時間を見積るステップ（１１１）と、
（Ｖ）前記排出位置とｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）との間の一致を確認するステップ（１１３）と、を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
さらに、
（ｍ）前記ステップａ〜ｌ、前記ステップａ’〜ｇ’における見積り、検出したデータの関数を用いて、予め決められた時間間隔で前記炉（３）に導入され且つ処理される充填材料の重量及び種類を見積るステップ（１１９）を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
さらに、
（ｎ）前記炉から取出される溶融金属の重量を検出するステップ（１２２）と、
（ｏ）前記炉（３）に導入され且つ処理された充填材料の歩留まりを見積るステップ（１２３）と、
（ｐ）次の溶融金属の充填レシピを決定するステップ（１００）と、を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
１番目の充填材料部分の密度及びｎ番目の充填材料部分の密度を、検出されたそれらの重量及び全体寸法の関数を用いて見積るステップを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
マーキングする前記ステップ（ｅ）及び（ｅ’）は、それぞれの電磁波放射体を、１番目の充填材料部分（Ｃ１）及び存在すれば２番目以降のｎ番目の充填材料部分（Ｃｎ）に結合させるステップを含み、
１番目の充填材料部分及びｎ番目の充填材料部分を認識する前記ステップは、それぞれの電磁波放射体から放射された電磁波を受信して認識するステップを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
１番目の充填材料部分の全体寸法を検出する前記ステップ（ｆ）、ｎ番目の堆積ステーションに入る充填材料の全体寸法を検出する前記ステップ（ＩＩ）、ｎ番目の堆積ステーションから出る充填材料の全体寸法を検出する前記ステップ（ｆ’）、及び前記予熱セクションに入る充填材料の全体寸法を検出する前記ステップ（ｉ）は、少なくとも前記連続供給コンベヤの前進方向に対して横断方向の平面上の充填材料の輪郭の取得を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記堆積セクション（２Ａ）に沿う１番目の充填材料部分の前進速度を見積る前記ステップ（ｇ）、ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）に入る充填材料の前進速度を見積る前記ステップ（ＩＶ）、ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）から出る充填材料の前進速度を見積る前記ステップ（ｇ’）、及び前記予熱セクションに沿って前進する充填材料の前進速度を見積るステップ（ｌ）は、１番目の堆積ステーションから出る充填材料、ｎ番目の堆積ステーションから出る充填材料、ｎ番目の堆積ステーションに入る充填材料、及び前記予熱セクションに入る充填材料の一連の連続する画像を遅延時間において取得するステップと、取得した画像及び時間データを相関させて処理し、前記前進速度の見積りを得るステップと、を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
鋼の製造のための電気炉（３）の連続供給コンベヤ（２）によって搬送される充填材料の制御及び追跡システム（１）であって、
前記連続供給コンベヤ（２）は、その入口端からその出口端に向かって順番に、前記炉（３）に供給される充填材料を堆積させる堆積セクション（２Ａ）、堆積させた充填材料を予熱する予熱セクション（２Ｂ）、及び予熱された充填材料を前記炉（３）に導入する導入セクション（２Ｃ）を含み、前記堆積セクション（２Ａ）に沿って、充填材料の少なくとも１番目の堆積ステーション（２００）が設けられ、前記システムは、
１番目の堆積ステーション（２００）のところに、前記連続供給コンベヤ（２）に差し向けられた少なくとも１つの堆積ホッパ（２０１）と、前記堆積ホッパ（２０１）内に堆積させた充填材料の重量を検出する重量検出手段（２０２）と、前記堆積ホッパ（２０１）に供給された１番目の充填材料部分を、識別手段（Ｍ１）を用いてマーキングするマーキング手段（２０３）と、前記連続供給コンベヤ（２）上に排出された１番目の充填材料部分（Ｃ１）の全体寸法を検出する全体寸法検出手段（２０５）と、前記連続供給コンベヤ（２）の堆積セクション（２Ａ)に沿う１番目の充填材料部分（Ｃ１）の前進速度を検出する前進速度検出手段（２０６）と、を有し、
前記予熱セクション（２Ｂ）への入口の近くに、前記連続供給コンベヤ（２）上に排出された充填材料における１番目の充填材料部分（Ｃ１）及び存在すれば前記連続供給コンベヤ（２）上に続いて排出されるさらなる充填材料部分（Ｃｎ）を、それぞれの前記識別手段（Ｍ１、Ｍｎ）を用いて認識する認識手段（２４０）を有し、
さらに、処理及び制御ユニット（１０）を有し、前記処理及び制御ユニット（１０）は、１番目の堆積ステーション（２００）の堆積ホッパ（２０１）内に堆積されるべき少なくとも１番目の充填材料部分（Ｃ１）の種類及び重量を、予め決められた充填レシピの関数を用いて決定するように構成され、前記重量検出手段（２０２）、前記全体寸法検出手段（２０５）、前記前進速度検出手段（２０６）及び前記認識手段（２４０）によって検出されたデータを処理するように構成され、それにより、１番目の充填材料部分（Ｃ１）の実際の位置、１番目の充填材料部分（Ｃ１）の前記堆積セクション（２Ａ）に沿う前進速度、存在すれば１番目の充填材料部分（Ｃ１）が追加の充填材料部分の堆積ステーション（２００ｎ）又は前記予熱セクション（２Ｂ）に入る到着時間、及び１番目の充填材料部分及び存在すれば前記連続供給コンベヤ上に続いて排出される追加の充填材料部分の実際の位置、追加の充填材料部分の前記予熱セクション（２Ｂ）に沿う前進速度、及び追加の充填材料部分の前記炉（３）への前記導入セクション（２Ｃ）への前記到着時間を見積る、システム（１）。
【請求項１２】
さらに、前記予熱セクション（２Ｂ）に入るところに、１番目の充填材料部分及び存在すれば前記連続供給コンベヤ（２）上に続いて排出される追加の充填材料部分（Ｃｎ）を含む充填材料の実際の全体寸法を検出する全体寸法検出手段（２５０）と、１番目の充填材料部分及び存在すれば前記連続供給コンベヤ（２）上に続いて排出される追加の充填材料部分（Ｃｎ）の前進速度を検出する前進速度検出手段（２６０）と、を有する請求項１１に記載のシステム（１）。
【請求項１３】
ｎ≧２である場合、前記堆積セクション（２Ａ）に沿って、前記堆積ステーション（２００）に続いて少なくともｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）が設けられ、前記システムは、
ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）において前記連続供給コンベヤ（２）に差し向けられる少なくとも１つのｎ番目の堆積ホッパ（２０１ｎ）と、
ｎ番目のホッパ（２０１ｎ）内に堆積させた充填材料の重量を検出する重量検出手段（２０２ｎ）と、ｎ番目のホッパ（２０１ｎ）に供給されたｎ番目の充填材料部分（Ｃｎ）を、識別手段（Ｍｎ）を用いてマーキングするマーキング手段（２０３ｎ）と、ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）を出た充填材料の全体寸法を検出する全体寸法検出手段（２０５ｎ）と、ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）を出た充填材料の前記堆積セクション（２Ａ）に沿う前進速度を検出する前進速度検出手段（２０６ｎ）と、を有し、
前記処理及び制御ユニット（１０）は、ｎ番目の充填ステーション（２００ｎ）に堆積させるｎ番目の充填材料部分（Ｃｎ）の種類及び重量を、予め決められた前記充填レシピの関数を用いて決定するように構成され、存在すればｎ番目の堆積ステーションを出る充填材料の前記堆積セクションに沿う前進速度、及び、追加の充填材料部分の追加の堆積ステーション又は前記予熱セクションに入る到着時間を見積るように構成される、請求項１１又は１２に記載のシステム（１）。
【請求項１４】
さらに、前記連続供給コンベヤ（２）の前進方向に関してｎ番目の堆積ホッパ（２０１ｎ）の上流に、ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）に入る充填材料におけるそれ以前の堆積ステーションで排出された（ｎ−１）個の充填材料部分を、識別手段（Ｍ１〜Ｍｎ−１）を用いて認識する認識手段（２０４ｎ）と、ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）に入る充填材料の実際の全体寸法を検出する全体寸法検出手段（２１５ｎ）と、ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）に入る充填材料の前記堆積セクション（２Ａ）に沿う前進速度を検出する前進速度検出手段（２１６ｎ）と、を有し、
前記処理及び制御ユニット（１０）は、ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）に入る充填材料について、ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）に入る充填材料の実際の全体寸法及びそれ以前に前記連続供給コンベヤ（２）上に排出された（ｎ−１）個の充填材料部分の分布の関数を用いて、ｎ番目の充填材料部分（Ｃｎ）の排出を行う排出位置を見積るように構成され、ｎ番目の堆積ステーション（２００ｎ）の見積った前記排出位置への到着時間を見積るように構成され、前記排出位置とｎ番目の堆積ステーションとの一致を確認するように構成される、請求項１３に記載のシステム（１）。
【請求項１５】
前記全体寸法検出手段（２０５、２０５ｎ、２５０、２１５ｎ）及び前記前進速度検出手段（２０６、２０６ｎ、２６０、２１６）は、前記連続供給コンベヤ上に存在する充填材料の画像を取得するための手段、又は光学走査手段、レーダー、レーザ又は同様のものを含む、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項１６】
前記全体寸法検出手段（２０５、２０５ｎ、２５０、２１５）は、少なくとも前記連続供給コンベヤの前進方向に対して横断方向の平面上の充填材料の輪郭を取得するための手段を含む、請求項１１〜１５のいずれかに記載のシステム（１）。
【請求項１７】
前記前進速度検出手段（２０６、２０６ｎ、２６０、２１６）は、充填材料の一連の連続画像を遅延時間において取得する手段を含み、
前記処理及び制御ユニット（１０）は、前記前進速度の見積りを得るために、前記連続画像及び前記取得された時間データを相関させ且つ処理するように構成される、請求項１１〜１６のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項１８】
前記マーキング手段（２０３、２０３ｎ）は、電磁波放射の放射体の種類を識別するために、１番目の充填材料部分及び存在すれば２番目以降のｎ番目の充填材料部分のそれぞれの手段と関連付けるための手段を含み、
前記認識手段は、前記それぞれの放射体から放射される電磁波を受ける手段を有する、請求項１１〜１７のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冶金炉、特に鋼の製造のための電気炉の連続供給コンベヤによって搬送される材料の充填の方法及び制御追跡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気アーク炉（ＥＡＦ）を用いて鋼を製造する技術が確立されており、かかる技術は、異なる種類の材料（鉄鉱物、還元鉄、屑鉄／屑鋼等）を、異なる比率で含む充填混合物から始まり、かかる比率は、得ることを望む鋼の種類及び質の関数である。
【０００３】
炉への充填材料の供給は、非連続的であってもよいし、連続的であってもよい。
【０００４】
Ｐｏｓｃｏへの特許文献１、ＧＮ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ  Ｃｏｒｐ．への特許文献２、Ｓｉｂａｇ  Ｓｃｈｍｉｄ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｂｅｒａｔｕｎｇへの特許文献３は各々、充填材料を冶金炉に非連続的な方法で供給するための装置、及び充填材料の単一の供給バッチを制御するための関連システムを説明する。
【０００５】
対照的に、本発明は、例えば、特許文献４に説明されるような装置により、冶金炉、特に鋼の製造のための電気炉に連続的に供給される材料の充填の方法、制御及び追跡システムに関し、特許文献４の内容を本明細書に援用する。
【０００６】
例えば特許文献４に説明されるような供給装置は、一般的に、炉と平行に延び、入口端と、炉の一方の側に設けられた供給口付近に配置された出口端とを有しており、例えば、振動型又はベルト型の連続コンベヤを含む。
【０００７】
連続コンベヤに沿って、入口端から出口端に向かって順番に、炉に供給される充填材料を堆積させる堆積セクション、堆積させた充填材料を予熱する予熱セクション、及び予熱された充填材料を炉に導入する導入セクションが設けられる。
【０００８】
堆積セクションにおいて、取扱う充填材料は、クレーン式又はマニピュレータ・アーム式の適切な操作装置を用いて、連続コンベヤ上に堆積される。
【０００９】
予熱セクションは、閉じたトンネルからなり、その内部の充填材料が、適切な燃焼器によって発生させた熱によって及び／又は炉から出るフュームから直接的に又は間接的に回収された熱によって、実際に予熱される。
【００１０】
予熱された充填材料を炉内に導入する導入セクションは、炉の供給口に可動式に接続された、連続コンベヤと炉を接続するための装置を含む。
【００１１】
一般に、鋼を製造するための技術及び充填材料の連続供給に関する技術により、特に、連続コンベヤによって搬送された充填材料が供給される炉のるつぼにおいて所定の最低レベルの液体金属が保持される。
【００１２】
こうした状況において、特に、任意の単一の充填材料の歩留まりを検証し、かつ、取得することを望む鋼の品質の関数における充填材料の組成を最適化できることの必要性が特に感じられる。
【００１３】
Ｄａｖｉｄ  Ｊ．Ｊｏｓｅｐｈ  Ｃｏｍｐａｎｙへの特許文献５から、冶金炉に連続供給される充填材料の重量を求め、組成を分析するためのシステムが知られており、ここで、組成の分析は、いわゆる「即発ガンマ線中性子放射化分析」（Ｐｒｏｍｐｔ  Ｇａｍｍａ−Ｒａｙ  Ｎｅｕｔｒｏｎ  Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  Ａｎａｌｙｓｉｓ、ＰＧＮＡＡ）形式の分析装置を用いて行われる。しかしながら、こうしたシステムは、こうした分析装置の複雑さ及び据付け及び管理コスト、並びに、こうした分析装置が動作しなければならない冶金現場の劣悪な安全条件の両方が原因で、産業レベルでの実施が困難である。
【００１４】
Ｔｅｃｈｉｎｔ  Ｃｏｍｐａｇｎｉａ  Ｔｅｃｎｉｃａ  Ｉｎｔｅｒｎａｚｉｏｎａｌｅへの特許文献６から、連続的に鋼を製造するための工程を制御するための方法及び装置が知られており、ここでは、予熱セクションの入口の近傍において、対応する堆積セクションに沿って連続コンベヤ上に以前に供給された充填材料の重量及び前進速度を検出する手段が配置される。検出された堆積物の重量及び前進速度を用いて、炉に供給される充填材料の流量を見積り、炉内に挿入される熱及びレベル・プローブにより検出された信号の関数を用いて、同様に炉内の浴レベルも見積る。
【００１５】
しかしながら、特許文献６に説明される方法及び制御装置により、炉に徐々に供給される充填材料の類型又は構造的特徴（質／組成）を見つけることはできず、従って、それぞれの歩留まりを評価すること、及び、結果として、得ることを望む鋼の質の関数を用いて、溶融金属のレシピに介入することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】韓国特許第１００６８５０４９号明細書
【特許文献２】米国特許第４，５７９，５２４号明細書
【特許文献３】欧州特許第０５２６６６４号明細書
【特許文献４】米国特許第６，４５０，８０４号明細書
【特許文献５】米国特許第５，９４８，１３７号明細書
【特許文献６】米国特許第６，００４，５０４号明細書
【特許文献７】欧州特許第１８７２０７４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、前述の従来技術の欠点を回避することを可能にする、冶金炉、特に鋼の製造のための電気炉の連続供給コンベヤにより搬送された材料の充填の方法及び制御及び追跡システムを提供することにある。
【００１８】
かかる一般的な目的の分野において、本発明の１つの目的は、冶金炉に供給される充填材料を質（種類）及び量に関して十分な精度で見積ること、及び、充填材料が炉自体に導入される時間を十分な精度で見積ることを可能にする、冶金炉、特に鋼の製造のための電気炉の連続供給コンベヤにより搬送される材料の充填の方法及び制御及び追跡システムを提供することにある。
【００１９】
本発明の別の目的は、各充填材料の歩留まりを見積ること、及び、充填材料の異なる質（種類）及び量の堆積を、溶融金属のレシピ及び得ることを望む鋼の質の関数を用いて柔軟な方法で管理することを可能にする、冶金炉、特に鋼の製造のための電気炉の連続供給コンベヤにより搬送される材料の充填の方法及び制御及び追跡システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明によるこれらの目的は、請求項１に概説されるように、冶金炉、特に鋼の製造のための電気炉の連続供給コンベヤにより搬送される材料の充填の方法及び制御及び追跡システムを実現することにより達成される。
【００２１】
さらなる特徴が、従属請求項２〜１０において与えられる。
【００２２】
これらの目的は、請求項１１に概説されるように、冶金炉、特に鋼の製造のための電気炉の連続供給コンベヤにより搬送される材料の充填の方法及び制御及び追跡システムによりさらに達成される。
【００２３】
さらなる特徴が、従属請求項１２〜１８において与えられる。
【００２４】
本発明による、冶金炉、特に鋼の製造のための電気炉の連続供給コンベヤにより搬送される材料の充填の方法及び制御及び追跡システムの特徴及び利点は、添付する概略的な図面を参照して、例証となる限定的ではない以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】電気アーク炉の連続供給コンベヤに適用された本発明によるシステムの概略的な側面図である。
【図２】引続いて異なる充填材料部分を多くの異なる堆積ステーションにおいて連続コンベヤ上に堆積させる堆積ステップを概略的に示す。
【図３】引続いて異なる充填材料部分を多くの異なる堆積ステーションにおいて連続コンベヤ上に堆積させる堆積ステップを概略的に示す。
【図４】引続いて異なる充填材料部分を多くの異なる堆積ステーションにおいて連続コンベヤ上に堆積させる堆積ステップを概略的に示す。
【図５】本発明による方法のブロックダイヤグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図を参照すると、冶金炉３、特に鋼を製造するための電気炉に、充填材料を供給するための連続コンベヤ２によって搬送される充填材料の制御及び追跡システム１が示されている。
【００２７】
炉３は、限定ではないが、電気アーク炉であることが好ましいが、誘導型又はプラズマ型の炉であってもよい。
【００２８】
コンベヤ２は、限定ではないが、振動型のコンベヤであることが好ましいが、ベルト型又はそれと類似したコンベヤであってもよい。
【００２９】
コンベヤ２は、入口端から出口端に向かって順番に、炉３に供給すべき充填材料を堆積させる堆積セクション２Ａと、堆積させた充填材料を予熱する予熱セクション２Ｂと、予熱された充填材料を炉３に導入する導入セクション２Ｃを含んでいる。
【００３０】
堆積セクション２Ａに沿って、充填材料の少なくとも１番目の堆積ステーション２００と、２番目以降の１つ又は２つ以上のｎ番目の堆積ステーション２００ｎが設けられる。
【００３１】
堆積セクション２Ａの下流に、予熱セクション２Ｂが設けられ、予熱セクション２Ｂは、通常、閉じたトンネル４からなり、充填材料は、予熱セクション２Ｂにおいて、適切な燃焼器によって発生させた熱によって及び／又は炉３から出るフューム（fume）から直接的に又は間接的に回収された熱によって予熱される。
【００３２】
予熱セクション２Ｂの出口は、導入セクション２Ｃに結合され、導入セクション２Ｃは、典型的には、炉３の一方の側に設けられた供給口６に連結するための装置５を含む。
【００３３】
コンベヤ２、炉３、堆積セクション２Ａ、予熱セクション２Ｂ、及び導入セクション２Ｃは、例えば特許文献４に説明されるように既知の形式のものであるため、これ以上詳細には説明せず、特許文献４の内容を本明細書に援用する。
【００３４】
１番目の堆積ステーション２００及び２番目以降のｎ番目の堆積ステーション２００ｎの各々のところにそれぞれ、コンベヤ２に属する固定式又は可動式の堆積ホッパ２０１、２０１ｎが設けられている。
【００３５】
１番目のホッパ２０１及び２番目以降のｎ番目のホッパ２０１ｎの各々は、その中の充填材料の重量を検出するそれぞれの重量検出手段２０２、２０２ｎと結合され、充填材料は、製鉄所に通常装備されている堆積装置によって堆積され、かかる堆積装置は、例えば、クレーンホイスト７を有する型のもの等である。
【００３６】
重量検出手段２０２、２０２ｎは、例えば、センサ、堆積セル及びそれと類似したものからなる。
【００３７】
１番目のホッパ２０１のところに、さらに、それによってコンベヤ２上に排出された１番目の充填材料部分Ｃ１のマーキング手段２０３が設けられ、２番目以降のｎ番目のホッパ２０１ｎの各々のところに、さらに、それによってコンベヤ２上に排出された２番目以降のｎ番目の充填材料部分Ｃｎのそれぞれのマーキング手段２０３ｎが設けられ、マーキング手段２０３、２０３ｎは、識別手段Ｍ１、Ｍｎを利用する。
【００３８】
識別手段Ｍ１、Ｍｎは、例えば、電磁波放射体からなるのがよく、充填材料部分の各々が複数の異なる材料からなる場合、各充填材料をそれぞれの識別手段Ｍ１、Ｍ１’、Ｍ１’’、Ｍ１’’’及びＭｎ、Ｍｎ’、Ｍｎ’’、Ｍｎ’’’等でマーキングするのがよい。
【００３９】
ｎ番目の堆積ステーション２００ｎの各々の入口のところにそれぞれ、それ以前の堆積ステーションで排出された（ｎ−１）個の充填材料部分の認識手段２０４ｎが設けられ、認識手段２０４ｎは、入口に入る充填材料の堆積物の中に設けられた識別手段Ｍ１、Ｍｎを利用する。
【００４０】
類似の認識手段２４０が、予熱セクション２Ｂの入口に設けられる。
【００４１】
識別手段Ｍ１、Ｍｎが電磁波放射型のものである場合、認識手段２００、２０４ｎは受信型のものである。
【００４２】
しかしながら、例えば、異なる充填材料部分への適用、又は、適切な塗料の各充填材料部分を形成する異なる材料への適用に基づく異なる識別及び認識手段は排除されない。
【００４３】
コンベヤ２の前進方向に対して、１番目のホッパ２０１の下流に、１番目の充填材料部分Ｃ１の全体寸法を検出するための全体寸法検出手段２０５が配置され、２番目以降のｎ番目のホッパ２０１ｎの各々の下流に、２番目以降のｎ番目の充填材料部分の各々の全体寸法、すなわち、コンベヤ２上に設けられているｎ番目の堆積ステーション２００ｎから出た充填材料部分の全体寸法を検出するための全体寸法検出手段２０５ｎが配置される。
【００４４】
全体寸法を検出するための類似の全体寸法検出手段２１５ｎ、２５０が、ｎ番目の堆積ステーション２００ｎの各々の入口及び予熱セクション２Ｂの入口に配置される。
【００４５】
全体寸法検出手段２０５、２０５ｎ、２１５ｎ、２５０はそれぞれ、コンベヤ２の前進方向に対して横断方向の少なくとも１つの平面上で、１番目の堆積ステーション２００から出た１番目の充填材料部分Ｃ１の輪郭、２番目以降のｎ番目の堆積ステーション２００ｎの各々から出た充填材料の輪郭、ｎ番目の堆積ステーション２００ｎに入る充填材料の輪郭、予熱セクション２Ｂに入る充填材料の輪郭を取得するための手段を含む。
【００４６】
好ましい実施形態では、コンベヤ２上に存在している充填材料の輪郭を取得するための手段は、レーダー走査式のものである。しかしながら、例えば、光学式又はレーザ走査式等の変形実施形態も排除されない。
【００４７】
コンベヤ２の堆積セクション２Ａに沿って、コンベヤ２の前進方向に対して、１番目のホッパ２０１の下流に、１番目の充填材料部分Ｃ１の前進速度を検出するための前進速度検出手段２０６が配置され、２番目以降のｎ番目のホッパ２０１ｎの各々の下流に、２番目以降のｎ番目の充填材料部分Ｃｎの各々の前進速度、すなわち、ｎ番目の堆積ステーション２００ｎから出る充填材料の前進速度を検出するための前進速度検出手段２０６ｎが配置される。
【００４８】
充填材料の前進速度を検出するための類似の前進速度検出手段２１６ｎ、２６０がそれぞれ、ｎ番目の堆積ステーション２００ｎの各々の入口及び予熱セクション２Ｂの入口に配置される。
【００４９】
好ましい実施形態では、１番目の充填材料部分Ｃ１の前進速度検出手段２０６、ｎ番目の堆積ステーション２００ｎから出た充填材料の前進速度検出手段２０６ｎ、ｎ番目の堆積ステーション２００ｎに入る充填材料の前進速度検出手段２１６ｎ、予熱セクション２Ｂに入る充填材料の前進速度検出手段２６０は、それぞれの充填材料の複数の画像を遅れて取得するための手段を含み、また、画像及び相対的な取得時間は、適切な組成及び処理アルゴリズムを介して相互に結合され且つ処理され、それにより、それぞれの充填材料の前進速度の見積りを得る。
【００５０】
しかしながら、例えば、ある形式の放射装置及びレーザ装置等の種類の、充填材料の前進速度検出手段の異なる実施形態も排除されない。
【００５１】
充填材料の前進速度検出手段が、充填材料自体の一連の画像の取得に基づく種類のものである場合、かかる画像は、その充填材料、それらを形成する部分、又は各部分を形成する異なる材料のサイズ及び全体寸法に関する情報を取得するために使用され且つ処理されてもよい。
【００５２】
さらに、充填材料の前進速度検出手段が充填材料自体の一連の画像の取得に基づく場合、充填材料の全体寸法検出手段が、同一の充填材料の前進速度検出手段と実際に一致してもよいことは排除されない。
【００５３】
また、システム１は、処理及び制御ユニット１０を有し、処理及び制御ユニット１０は、入口のところで、重量検出手段２０２、２０２ｎ、マーキング手段２０３、２０３ｎ、認識手段２０４ｎ、２４０、全体寸法検出手段２０５、２０５ｎ、２１５ｎ、２５０、及び前進速度検出手段２０６、２０６ｎ、２１６ｎ、２６０の各々が送信した検出データ及び信号を受信する。
【００５４】
処理及び制御ユニット１０は、さらに、炉３から出された溶融金属の重量を検出するために炉３から出された溶融金属を回収する取鍋と結合された重量検出手段（詳細には図示せず）が送信した信号、又は、例えば特許文献７に記載されているように炉から出された量（差）を利用する炉の重量測定システムが送信した信号を入口のところで受信する。
【００５５】
処理及び制御ユニット１０は、さらに、溶融金属のレシピの記録を含むメモリ手段（図示せず）、及び、充填材料を供給する際に作動する堆積装置（クレーンホイスト７）を制御し且つ駆動する手段（図示せず）と結合される。
【００５６】
以下、特に図５のブロックダイヤグラム及び図２〜図４に示した一連のステップを参照して、上述したシステムによって実施される本発明による方法を説明する。
【００５７】
得るべきｎ番目の溶融金属のために予め決められた充填レシピを設定すると（図５のステップ１００）、予め決められたレシピを得るために、処理及び制御ユニット１０は、１番目の堆積ステーション２００に堆積させるべき１番目の充填材料部分Ｃ１の類型及び重量、及び、存在すれば２番目以降のｎ番目の堆積ステーション２００ｎに堆積させるべきｎ番目の充填材料部分Ｃｎの各々の類型及び重量を決定する（ステップａ及びａ’；図５のステップ１０１）。
【００５８】
量及び質について上述したように確立された異なる充填材料部分Ｃ１〜Ｃｎへの充填材料の分割に基づいて、堆積装置（クレーンホイスト７）は、１番目の充填材料部分を１番目の堆積ステーション２００の１番目のホッパ２０１に供給し（ステップｂ；図５のステップ１０２）、重量検出手段２０２は、１番目の充填材料部分の実際の重量を検出する（ステップｃ）。
【００５９】
検出された実際の重量が、ステップａで決定された値に到達したら（図５のステップ１０３）、１番目の充填材料部分Ｃ１をコンベヤ２の上に排出する（ステップｄ；図５のステップ１０４）。
【００６０】
マーキング手段２０３は、１番目の充填材料部分Ｃ１に、識別手段Ｍ１を結合させ（ステップｅ；図５のステップ１０５）、又は、例えば１番目の充填材料部分Ｃ１が複数の異なる材料を含む場合には、識別手段Ｍ１、Ｍ１’、Ｍ１’’、Ｍ１’’’を結合させる。
【００６１】
次いで、全体寸法を検出する全体寸法検出手段２０５が、１番目の堆積ステーション２００の出口において、１番目の充填材料部分Ｃ１の全体的な２次元又は３次元寸法を検出し（ステップｆ；図５のステップ１０６）、速度を検出する速度検出手段２０６が、コンベヤ２の堆積セクション２Ａに沿う１番目の充填材料部分Ｃ１の前進速度を検出し又はそれを見積ることを可能にし（ステップｇ；図５のステップ１０７）、存在すれば２番目以降のｎ番目の充填材料部分Ｃｎのｎ番目の堆積ステーション２００ｎに入る又は予熱セクション２Ｂに入る１番目の充填材料部分Ｃ１の到着時間を検出し又はそれを見積ることを可能にする（ステップｇ；図５のステップ１０８）。
【００６２】
存在すれば２番目以降のｎ番目の堆積ステーション２００ｎ及び前記予熱セクション２Ｂに入る充填材料部分Ｃ１の到着時間の見積りは、見積った前進速度とコンベヤ２の長さを処理することによって行われ、コンベヤ２の長さは、１番目の堆積ステーション２００と、ｎ番目の堆積ステーション２００ｎの入口又は予熱セクション２Ｂの入口の間の距離である。
【００６３】
さらにｎ番目（ｎ≧２）の堆積ステーション２００ｎが設けられる場合、コンベヤ２上に排出した１番目の充填材料部分又は（ｎ−１）個の充填材料部分は、ｎ番目の堆積ステーション２００ｎに向かって前進する（図５のステップ１０９）。
【００６４】
ｎ番目の堆積ステーション２００ｎの入口のところで、それ以前の堆積ステーションで排出された（ｎ−１）個の充填材料部分を、識別手段Ｍ１、Ｍｎを用いるそれぞれの認識手段２０４ｎによって識別する（ステップＩ；図５のステップ１１２）。
【００６５】
全体寸法検出手段２１５ｎは、常に、ｎ番目の堆積ステーション２００ｎの入口のところで、そこに入る充填材料の実際の全体寸法を検出する（ステップＩＩ；図５のステップ１１０）。
【００６６】
次いで、ｎ番目の堆積ステーション２００ｎに入る充填材料の実際の全体寸法及びコンベヤ２上に以前に排出された（ｎ−１）個の充填材料部分の分布の関数を用いて、ｎ番目の堆積ステーション２００ｎに入る充填材料部分に対するｎ番目の充填材料部分Ｃｎの排出を行う排出位置を見積る（ステップＩＩＩ）。
【００６７】
前進速度検出手段２１６ｎは、常に、ｎ番目の堆積ステーション２００ｎの入口のところで、堆積セクション２Ａに沿うｎ番目の堆積ステーション２００ｎに入る充填材料部分の前進速度、及び、ｎ番目の堆積ステーション２００ｎのところで見積った排出位置への到着時間を検出し又は見積ることを可能にする（ステップＩＶ；図５のステップ１１１）。
【００６８】
ｎ番目の堆積ステーションに入る充填材料の位置が、見積った排出位置と一致したら、ｎ番目の充填材料部分Ｃｎをコンベヤ２上に排出する（ステップＶ；図５のステップ１１３）。
【００６９】
ｎ番目の堆積ステーション２００ｎごとに、１番目の堆積ステーション２００と類似する仕方で、処理及び制御ユニット１０によって確立された異なる充填材料部分Ｃ１〜Ｃｎにおける充填材料の量及び質に関する分割に基づいて、堆積装置（クレーンホイスト７）は、ｎ番目の充填材料部分Ｃｎをｎ番目の堆積ステーション２００ｎのｎ番目のホッパ２０１ｎに供給し（ステップｂ’；図５のステップ１０２’）、重量を検出するための手段２０２ｎは、ｎ番目の充填材料部分Ｃｎの実際の重量を検出する（ステップｃ’）。
【００７０】
検出された実際の重量が、ステップａ’（図５のステップ１０３’）で決定された値に到達したら、ｎ番目の充填材料部分Ｃｎをコンベヤ２の上に排出する（ステップｄ’；図５のステップ１０４’）。
【００７１】
マーキング手段２０３は、それぞれの識別手段Ｍｎとｎ番目の充填材料部分Ｃｎを結合させる（ステップｅ’；図５のステップ１０５’）。
【００７２】
次いで、全体寸法検出手段２０５ｎは、ｎ番目の充填材料部分Ｃｎ、すなわち、ｎ番目の堆積ステーション２００ｎから出る充填材料の二次元又は三次元の全体寸法を検出し（ステップｆ’；図５のステップ１０６’）、前進速度検出手段２０６ｎは、コンベヤ２の堆積セクション２Ａに沿うｎ番目の充填材料部分Ｃｎ、すなわち、ｎ番目の堆積ステーション２００ｎから出る充填材料の前進速度を検出し又は見積ることを可能にし（ステップｇ’；図５のステップ１０７’）、存在すればｎ番目の堆積ステーション２００ｎから出る充填材料の、次の充填材料部分Ｃｎ＋１の堆積ステーション２００ｎ＋１又は予熱セクション２Ｂに入る到着時間を検出し又は見積ることを可能にする（ステップｇ’；図５のステップ１０８’）。
【００７３】
種々の充填材料部分Ｃ１、Ｃ２、…Ｃｎからなる充填材料は、最後の堆積ステーションから出て（図５のステップ１１４）、予熱セクション２Ｂに入り、充填材料部分Ｃ１、Ｃ２、…Ｃｎの各々の種類（質）、重量、位置、実際の速度、及び相対的な全体寸法は、検出した又は見積ったデータに基づいて既知である。
【００７４】
ここで、認識手段２４０は、コンベヤ２上に排出された充填材料において、１番目の充填材料部分Ｃ１、及び、存在すればそれ以降に追加の充填材料部分Ｃｎをそれぞれの識別手段Ｍ１、Ｍｎを用いて認識する。
【００７５】
予熱セクション２Ｂの入口において、全体寸法検出手段２５０は、常に、充填材料の実際の全体寸法を検出し、かかる充填材料は、１番目の充填材料部分Ｃ１と、存在すればコンベヤ２上に排出された追加の充填材料部分Ｃｎを含む（ステップｉ；図５のステップ１１６）。
【００７６】
同様に、前進速度検出手段２６０は、コンベヤ２の堆積セクション２Ａに沿う、１番目の充填材料部分Ｃ１の前進速度、存在すれば引続いて予熱セクション２Ｂに沿うコンベヤ２上に排出された追加の充填材料部分Ｃｎの前進速度、及び、炉への導入セクション２Ｃへの相対的な到着時間を検出し又は見積ることを可能にする（ステップｌ；図５のステップ１１７及び１１８）。
【００７７】
このような場合でも、炉３への導入セクション２Ｃへの充填材料又は異なる充填材料部分の到着時間を、事前に処理された充填材料部分の速度データ及びコンベヤ２の長さデータに基づいて見積る。
【００７８】
単一の充填材料部分の種類（質）、重量、実際の位置、前進速度、及び全体寸法に関するデータに基づいて、炉３内に実際に導入されかつ存在している充填材料の重量及び類型を見積ることができる（ステップｍ；図５のステップ１１９）。
【００７９】
単一の充填材料部分の種類（質）、重量、及び全体寸法に関するデータはまた、各単一の充填材料部分の平均密度を見積ることを可能にする。
【００８０】
溶融及び精錬処理（図５のステップ１２０）及び溶融金属の取出し（図５のステップ１２１）の終わりに、溶融金属を回収する鍋又は炉と関連した重量を検出するための手段が、引き算によって直接的又は間接的に、取出された溶融金属の重量を取得する（ステップｎ；図５のステップ１２２）。
【００８１】
かかるデータは、処理された充填材料の歩留まりを見積るために（ステップｏ；図５のステップ１２３）処理及び制御ユニット１０により処理され、かくして、記録を形成し、この記録に基づいて、生産される鋼の質の関数を用いて溶融金属のレシピの配合を最適化することが可能である。
【００８２】
次いで、次の溶融金属のレシピを決定する。
【００８３】
ステップの時間系列は、説明したものと異なることがあることに留意すべきである。例えば、単一充填材料部分のマーキングは、コンベヤ２上に排出する前に行ってもよく、全体寸法の検出は、速度の検出の前に行ってもよいし、その後に行ってもよく、さらに、全体寸法及び速度の最終検出は、連続する瞬間における充填材料の一連の共通の連続画像に基づいてもよい。
【００８４】
さらに、本発明による方法の各種ステップは、炉への充填材料の連続供給工程とともにリアルタイムで行われる。
【００８５】
本発明による方法及びシステムにより、各堆積ステーションで連続コンベヤ上に排出された充填材料部分の類型（質）及び重量を知ることを可能にし、任意の瞬間の、堆積ステーションに沿った及びコンベヤ自体の予熱セクションに沿った、充填材料部分の位置、全体寸法及び速度を決定することを可能にし、かくして、充填材料部分の追跡を可能にする。
【００８６】
かかる情報に基づいて、本発明による方法及びシステムは、具体的に、特定の間隔をおいて炉内に導入され処理される充填材料の類型（質）及び重量を見積り、それにより、歩留まりを見積ることを可能にする。
【００８７】
本発明による方法及びシステムにより、連続コンベヤに沿った経路において「マーキングされた」及び「監視された」ものと同じ既知の種類（質）の特定の充填材料部分の位置、重量、全体寸法及び前進速度を、任意の瞬間に知ることができるので、本発明による方法及びシステムは、生産することを望む金属の異なる品質の関数を用いておいて、柔軟な方法で溶融金属レシピを決定し、修正し、プログラムすることを可能にする。
【００８８】
品質、重量並びに寸法に関して、連続コンベヤに沿う水平方向及び垂直方向の両方における充填材料のより良い分布のために、各堆積ステーションに入ってそこから出る充填材料の全体寸法の検出、及び、単一の充填材料部分の重量の検出は、次の充填材料の選択及び位置決めの評価を可能にする。
【００８９】
単一の充填材料部分の各々及び／又は組成物のマーキング、及び、連続コンベヤ全体にわたるそれら認識は、連続コンベヤに沿うそれらの前進速度の検出又は見積りと併せて、それらの実際の位置及び炉に向かう前進速度を知ること、及び、炉内で決められた時間間隔で処理される充填材料の類型及び重量を決定することを可能にする。
【００９０】
このように考えられた方法及びシステムは、多数の変形例及び変更例を受入れ、これら全ては、本発明によってカバーされ、さらに、全ての詳細は、技術的に同等の要素と置き換えが可能である。実際に、使用される材料、並びに寸法は、技術ニーズに応じて、どのようなものとしてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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