(57)【要約】      （修正有）【課題】銅製錬用転炉羽口打開機において、最初に打開する最も端に位置する羽口の位置に羽口打開機が戻った際に、羽口打開機が所定の位置よりオーバーランして停止しても、カウンタモジュールのパルスカウント値に誤差を生じることなく羽口打開機の位置決め精度を高めることができるようにすること。【解決手段】羽口打開機５の駆動方式にサーボモーター１０を用い、複数の羽口２に沿って移動可能な台車６の運転信号にカウンタモジュールを使用して羽口打開機５の位置決めを行う際、前記カウンタモジュールのゼロ点を、羽口打開機の移動範囲内であって、最初に打開する最も端に位置する羽口の位置より転炉外側に設定することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽口打開機の駆動方式にサーボモーターを用い、複数の羽口に沿って移動可能な台車の運転信号にカウンタモジュールを使用する羽口打開機の位置決め方法において、前記カウンタモジュールのゼロ点を、羽口打開機の移動範囲内であって、原点である最端の羽口位置より転炉外側に設定することを特徴とする銅製錬用転炉羽口打開機の位置決め方法。
【請求項２】
原点である最端の羽口位置と、この最端の羽口位置より転炉外側に設定されるゼロ点との距離をＷ、転炉に設けられた羽口間距離をｄとした場合、Ｗをｄの０．５倍以下（０を含まない）の値に設定することを特徴とする請求項１に記載の銅製錬用転炉羽口打開機の位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅やニッケルのマット等を吹錬するために用いられる転炉の羽口部を自動的に打開する転炉羽口打開機の位置決め技術に係り、より詳しくはサーボモーターを用いた位置決め制御により自動運転される羽口打開機をより精度よく位置決めする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
銅やニッケルのマット等の吹錬には、一般にピア・スミス型転炉（通称「ＰＳ転炉」、以下、説明の便宜上、単に「転炉」と呼ぶ）と称する縦断面円形の横長の転炉が用いられている。この転炉は、工業的に補修等のメンテナンスの容易性や操業効率等から、概ね直径４〜６ｍ、長さ１０〜１５ｍのサイズを有し、その側壁には数十個の羽口が等間隔で一列に設けられている。操業時には、この羽口から炉内のマット等の溶融材料中に圧風を吹き込んで、鉄や硫黄を酸化させて吹錬を行うが、羽口から送られる冷風のため溶融材料と接する羽口管の内端部に付着物が形成されて通風を阻害するようになる。そこで、この付着物を除去するため、古くは送風中に人力で羽口打開棒を用いて打ち開けていたが、近時これを機械化した各種の羽口打開機が使用されている。
【０００３】
羽口打開機には、各羽口に打開棒を取付けた形式のものもあるが、この他に単数の打開棒を備えるか、又は複数の打開棒を並列に備えた打開装置を転炉外部に移動可能に設置した羽口打開機がある。この転炉外部に移動可能に設けた羽口打開機では、転炉に沿って敷設されたレール上に、複数の打開棒を並列に備えた打開装置を搭載した台車が載置され、台車に乗った作業員が、目視で羽口位置と打開装置の打開棒の位置合わせを行いながら順次台車を移動して打開棒を羽口に押し込んで打開する作業がとられるが、この作業は、非常に熟練を要するものであり、かつ騒音下での作業であり、さらに転炉操業中はほぼ連続して行われることから完全自動化が求められ、現在は上記打開装置の位置合わせを自動化した羽口打開機が開発されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
特許文献１や特許文献２に開示されている羽口打開機は、転炉の外部に移動可能に設置された羽口打開機の羽口打開棒と羽口の位置合せを人力操作によらずに、台車の駆動モーターにサーボモーターを用いた位置決め制御方式を採用したもので、サーボモーターと連動するパルスジェネレータ（パルス発生機）より駆動モーターの回転角度毎に発信されるパルスをシーケンサのカウンタモジュールでカウントすることで位置情報を取得して、打開装置の位置合わせを自動化している。
即ち、特許文献１に開示されている転炉羽口打開機は、サーボモーターと連動するパルスジェネレータからのパルス数を一方の端の羽口中心を基準点として計数し、前回の羽口打開機の停止後の移動中のパルス数を、前回の停止時のパルス数合計値に、羽口打開機が基準点から遠ざかるときは加算し、羽口打開機が基準点に近づくときは減算して、羽口打開機を位置決めする方法を採用したものであり、又、特許文献２に開示されている転炉羽口打開機は、前回の台車の停止後の移動中のパルス数を停止直前の被検出部を基準点として距離積算カウンタが再計数したパルスの合計値と予め設定されたパルスカウント値を比較器で比較させながら、打開作業を行う方法を採用したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−５９８２２号公報
【特許文献２】特開平６−２１２２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１、２に開示されている転炉羽口打開機には、以下に記載する問題点があった。
転炉の外部に移動可能に設置された羽口打開機の羽口打開棒と羽口の位置合せを人力操作によらずに、台車の駆動モーターにサーボモーターを用いた位置決め制御方式の場合、自動運転中に「目標停止位置」と「実停止位置」に誤差が生じると、羽口打開機は打開棒を羽口に押し込むことができず、打開棒を羽口と羽口の間に押し当てた状態で停止してしまうため、作業員は羽口打開機が停止する毎に点検する必要が生じ、大きな作業負担となる。このため、特許文献１、２に開示されている転炉羽口打開機では、前記したようにサーボモーターと連動するパルスジェネレータよりサーボモーターの回転角度毎に発信されるパルスをシーケンサのカウンタモジュールでカウントすることで位置情報を取得している。
この位置情報に基づいて、羽口打開機はレール上を何度も往復移動しながら羽口の打開作業を行うのであるが、最初に打開する最も端に位置する羽口の位置（以下、「原点」と呼ぶ）に羽口打開機が戻った際に、機械重量やブレーキの能力等様々な要因が関係して、羽口打開機が原点よりも転炉の外側（以下、「マイナス側」と呼ぶ）に行き過ぎて、いわゆるオーバーランする状態となって原点よりマイナス側にずれて停止することがある。しかし、サーボモーターの回転角度毎に発信されるパルスをカウントするカウンタモジュールは、０以下の値をカウントできないため、羽口打開機が原点よりもマイナス側にずれた場合にはカウンタモジュールのカウント値に誤差を生じるという問題があり、位置決め精度の低下要因の一つとなっている。
【０００７】
本発明は、上記した従来の羽口打開機の、カウンタモジュールが負の値（０以下の値）に対応できないことに起因する問題点を解決するためになされたもので、カウンタモジュールのゼロ点の設定値を変えるという極めて簡易な手段により、羽口打開機が原点よりもマイナス側にずれてもカウンタモジュールのカウント値に誤差を生じることなく対応できて羽口打開機の位置決め精度を高めることができる、銅製錬用転炉羽口打開機の位置決め方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、前記課題を解決する手段について種々検討した結果、羽口打開機の運転信号にカウンタモジュールを使用する羽口打開機の、前記カウンタモジュールのゼロ点を原点よりマイナス側に設定することにより羽口打開機が原点よりもマイナス側にずれてもカウンタモジュールのカウント値に誤差を生じることなく対応できることを見出し、本発明を創案したものである。
即ち、本発明に係る銅製錬用転炉羽口打開機の位置決め方法は、羽口打開機の駆動方式にサーボモーターを用い、複数の羽口に沿って移動可能な台車の運転信号にカウンタモジュールを使用する羽口打開機の位置決め方法において、前記カウンタモジュールのゼロ点を、羽口打開機の移動範囲内であって、原点である最端の羽口位置より転炉外側即ち原点よりマイナス側に設定することを特徴とするものである。
又、本発明は、上記位置決め方法において、原点である最端の羽口位置と、この最端の羽口位置より転炉外側（原点よりマイナス側）に設定されるゼロ点との距離をＷ、転炉に設けられた羽口間の距離（羽口間隔）をｄとした場合、Ｗをｄの０．５倍以下（０を含まない）の値に設定することを好ましい態様とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の転炉羽口打開機の位置決め方法によれば、カウンタモジュールのゼロ点を、羽口打開機の移動範囲内であって、原点である最端の羽口位置より転炉外側即ち原点よりマイナス側に設定することにより、原点である最端の羽口位置よりマイナス側に羽口打開機が動いてもカウンタモジュールが機能するので、カウンタモジュールのカウント値に誤差を生じることなく対応できて羽口打開機の位置決め精度を高めることができる。又、本発明では、カウンタモジュールのゼロ点を意図的にずらすだけでよく、新たな検出手段や装置等を準備する必要がないため、コスト的にも有利である。さらに、本発明の方法は羽口打開機の自動運転制御系において誤差を抑制することができるので、作業員の熟練度にも影響されず、新たな作業員を配置する必要もない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例の銅製錬用転炉と羽口打開機の配置関係を示す概略平面図である。
【図２】図１に示す羽口打開機の概略を示す側面図である。
【図３】本発明の同上羽口打開機の位置決め方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１、図２において、本発明の対象とする銅製錬用転炉は、炉体１の側壁に羽口２が同じ水準に一定間隔で多数並列に配置されており、受けローラ３上に転炉タイヤ４を介して炉体１が傾転可能に支持されている。羽口打開機５は、前記炉体１の側壁に沿って敷設された走行用レール７上に載置された台車６上に、複数（通常は４本）の打開棒８とその流体圧シリンダー（エアシリンダー等）９を備えた打開装置が設置され、流体圧シリンダー９の往復運動により打開棒８が羽口２内を往復動して打ち開けるようになっている。台車６は、当該台車上に載置されたサーボモーター１０により減速機１１、チェーンホイル１２、ピニオンギア１３及びラックレール１４を介して走行用レール７上を移動できる仕組みとなっている。又、台車６には、前記チェーンホイル１２、ピニオンギア１３の軸の延長上に、歯車１５を介してパルス発生器１６が設置され、該パルス発生器の回転軸をサーボモーター１０の回転に伴って駆動させる仕組みとなしている。
【００１２】
次に、上記転炉羽口打開機による打開動作について説明すると、図示のように４本の打開棒８を備えた羽口打開機の場合、羽口４個分宛台車６を移動させて羽口を打開して行くが、その時の台車６の移動量及び移動中の速度は、予め設定されている制御プログラムに基づいて行われる。制御プログラムの設定は、１回に羽口２を４個宛打開する場合には、図３に示すように一方の端の羽口中心をカウンタモジュールの原点（基準点）として、これから各停止位置までの距離ｌ１、ｌ２、ｌ３、ｌ４、ｌ５…に見合う基準点からのパルス数が設定値として入力されており、その設定値に基づいて速度制御回路によりサーボモーター１０の動作制御が行われる。即ち、サーボモーター１０と連動するパルスジェネレータ（図示せず）よりサーボモーターの回転角度毎に発信されるパルスをシーケンサのカウンタモジュールでカウントすることで位置情報を取得し、この位置情報に基づいて、台車６が走行用レール７上を何度も往復移動しながら羽口２の打開作業が行われる。
【００１３】
ところが、従来のようにカウンタモジュールのゼロ点を、最初に打開する最も端に位置する羽口２の中心（原点）としている場合、当該位置に羽口打開機即ち台車６が戻った際に、機械重量やブレーキの能力等様々な要因が関係して、台車６が原点よりもマイナス側に行き過ぎて、いわゆるオーバーランする状態となって原点よりマイナス側にずれて停止した場合には、サーボモーター１０の回転角度毎に発信されるパルスをカウントするカウンタモジュールは、０以下の値をカウントできないため、カウンタモジュールのカウント値に誤差を生じる。即ち、カウンタモジュールの機能としては、０〜＋４２９４９６７２９５の値の範囲でしかカウントできないため、計測値がキャンセルされるなどして誤差が生じ、打開に支障が生じる。本発明は、かかる対策として、カウンタモジュールのゼロ点をマイナス側に、意図的にずらすことにより、擬似的に原点からマイナス側へのカウントを可能としたものである。
【００１４】
即ち、本発明の、転炉羽口打開機の位置決め方法は、最初に打開する最も端に位置する羽口２の中心（原点）から羽口２が多数並列されている側をプラス側、その反対側（炉体１の外側）をマイナス側とした場合、羽口打開機が移動する範囲であり、かつ、原点よりマイナス側にゼロ点を設定する。このようにカウンタモジュールのゼロ点がマイナス側に設定されている場合、仮に羽口打開機の台車６が原点よりマイナス側にずれて停止しても、カウンタモジュールはマイナスの値とは認識しないため、誤差を生じることがない。
又、本発明の転炉羽口打開機の位置決め方法において、カウンタモジュールのゼロ点の位置としては、転炉羽口打開機のスピードやブレーキ性能によって、マイナス側に動く最大値を適切に選択すればよいが、工業的には、原点である最端の羽口位置と、この最端の羽口位置より転炉外側に設定されるゼロ点との距離をＷ、転炉に設けられた羽口間距離をｄとした場合、Ｗをｄの０．５倍以下（０を含まない）の値に設定することが好ましい。即ち、カウンタモジュールのゼロ点の位置が０の場合は、前記したように最初に打開する最も端に位置する羽口２の中心（原点）となるので、下限値を０に設定することができないことから、Ｗの下限値はｄの０．５倍以下（０を含まない）の値とし、他方、羽口間距離ｄの０．５倍を超える距離まで羽口打開機がオーバーランするようであると、ピニオンギア１３の点検や、走行用レール７の清掃等、別の保守作業が必要な状態であることから、保守面からの監視により検知されることになり、これより大きな値に設定しても本発明により得られる効果は同じとなるためである。むしろ、０．５倍の距離より大きな値に設定すると、上記の保守作業が必要な場合に、羽口打開機のカウンタモジュールに誤差が発生しなくなるため、羽口打開機停止等のエラーが無くなり、保守作業が必要であることに気付くのが遅れる可能性が出てくる。
このため、カウンタモジュールのゼロ点の位置、即ち原点である最端の羽口位置と、この最端の羽口位置より転炉外側に設定されるゼロ点との距離Ｗは、羽口間距離ｄの０．５倍以下（０を含まない）の値に設定することが好ましい。その際、一般的に、羽口の間隔（羽口間距離ｄ）は等間隔であり、同じ転炉であれば、羽口間距離ｄは同じであるが、羽口間距離ｄの値が異なる場合には、例えば、最頻値、あるいは平均値を用いてもよい。
【００１５】
なお、本発明において、上記のようにカウンタモジュールのゼロ点の位置を羽口間距離ｄの０．５倍以下（０を含まない）の値とする場合、前記羽口打開機の台車６の移動速度（羽口打開中の羽口打開機の移動距離を羽口打開作業時間で割った値）は、特に限定するものではないが、１５〜１５０ｍｍ／秒が望ましい。即ち、移動速度が１５ｍｍ未満の場合、転炉で受け入れる溶融材料の量が例えば１００ｔ〜３００ｔの操業において、必要な速度で羽口打開を行うことが難しくなり、他方、移動速度が１５０ｍｍを超える場合、羽口打開機が停止する時、オーバーランする距離が大きくなるため、前記の原点とマイナス側に設定されたゼロ点との距離Ｗを羽口間距離ｄの０．５倍以下（０を含まない）の値とすると、羽口打開機の位置ずれの頻度が増加するなど工業的に羽口打開機の制御が難しくなるためである。
【符号の説明】
【００１６】
１  炉体
２  羽口
３  受けローラ
４  転炉タイヤ
５  羽口打開機
６  台車
７  走行用レール
８  打開棒
９  流体圧シリンダー
１０  サーボモーター
１１  減速機
１２  チェーンホイル
１３  ピニオンギア
１４  ラックレール
１５  歯車
１６  パルス発生器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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