(57)【要約】【課  題】打開機の打開位置停止精度を悪化させずかつ作業者の負担を増さずして、また吹上げによるトラブルなく転炉への送風量を増加させ得る転炉羽口打開方法を提供する。【解決手段】転炉の羽口列に沿って往復移動し打開位置に順次停止して羽口を打開することが可能に配置された打開機を用いて前記転炉の羽口を打開する転炉羽口打開方法において、前記打開機を２機同時に運転して羽口を打開する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉の羽口列に沿って往復移動し打開位置に順次停止して羽口を打開することが可能に配置された打開機を用いて前記転炉の羽口を打開する転炉羽口打開方法において、前記打開機を２機同時に運転して羽口を打開することを特徴とする転炉羽口打開方法。
【請求項２】
前記２機の打開機を無人方式で運転することを特徴とする請求項１記載の転炉羽口打開方法。
【請求項３】
前記２機の打開機を転炉幅方向中央部の両側に分けて配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の転炉羽口打開方法。
【請求項４】
前記２機の打開機の同時移動方向を互いに同じ方向とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の転炉羽口打開方法。
【請求項５】
前記２機の打開機は、往復運転開始時に各自の原点から同時発進され、往復運転途中では、各自の折返し点または原点から、これら各点での両機の到着時間差を先着機の待ち時間で補って、同時発進されることを特徴とする請求項４記載の転炉羽口打開方法。
【請求項６】
前記２機の打開機の往復運転途中でいずれか一機が異常停止したとき、該異常機が先走番ならば、後走番を先走番と衝突しない打開位置まで運転後、先走番が復旧するまでその位置で待機させ、また前記異常機が後走番ならば、先走番をその進行先の折返し点まで運転後、後走番が復旧してその進行先の折返し点まで運転され終わるまで、その位置で待機させることを特徴とする請求項４または５に記載の転炉羽口打開方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉羽口打開方法に関し、詳しくは、転炉の羽口に付着した付着物を、打開機（パンチングマシン）で打抜く転炉羽口打開方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
銅等の非鉄金属の製錬に用いるピアス・スミス式転炉の操業では、転炉の長さ方向に複数設けた羽口から空気が吹き込まれる。そのとき羽口が付着物により閉塞すると送風量（吹き込み空気量）が低下して操業が困難となるため、打開機を用いた打抜き（打開）によって付着物を取り除き、送風量の維持が図られている。
【０００３】
打開機は、転炉外部で羽口に沿って移動可能に設けた台車に、羽口に挿入可能な１本以上（例：４〜５本）の打開棒を、同数の羽口の一個ごとに一本ずつ同時一斉に挿入可能に配設してなる機械である。台車の移動は走行モータにより駆動される。打開棒の挿入（前進後退）動作は台車に配設されたエアシリンダ等のアクチュエータにより駆動される。
【０００４】
従来の転炉羽口打開作業では、上記のような打開機が１台使用され、これが転炉の幅方向（転炉回転軸方向）の一端から他端にかけて移動と停止（打開）を繰り返しながら往復運行される。この打開作業は、造かん期の全部から造銅期の前半にかけて常時行われている。
打開機は、有人方式と無人方式のいずれによっても運転できるように構成されており、適宜いずれかを選択して羽口打開作業が行われる。有人方式では、走行モータの起動とアクチュエータの起動とが台車搭乗員のボタン操作により制御される。無人方式では、走行モータの起動とアクチュエータの起動とが自動制御装置の合図信号により制御される。なお、打開機の自動制御方式に関し、例えば特許文献１、特許文献２に台車停止位置等の制御精度を改善するための技術が提案されている。
【０００５】
打開機が所定の原点位置から出発して該原点位置に復帰するまでの移動と停止（打開）の合計所要時間で定義される打開機１往復時間は、有人方式の場合、例えば羽口数約６０個の転炉で１２０  秒程度である。無人方式では制御系の都合で有人方式の場合よりも、打開位置での停止時間がやや長くなる分、打開機１往復時間がやや（数％程度）長くなる。
【０００６】
【特許文献１】
特公平１−２４２１４  号公報
【特許文献２】
特開平６−２１２２３４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の増産操業により転炉への送風量を現状の例えば４１０００Ｎｍ３／ｈ程度から例えば４２０００Ｎｍ３／ｈ程度以上へと増量する必要が生じてきた。しかるに転炉への送風量は例えば図２に示すような打開機１往復時間との負相関性を有する。この例でいえば転炉への送風量を例えば４２０００  Ｎｍ３／ｈ  維持するためには打開機１往復時間を現状の１２０  秒程度から９０秒程度以上へと短縮する必要がある。対策の一つとして走行モータの容量を大きくすることが挙げられるが、台車移動時の加減速ショックが大きくなるため、打開機の打開位置停止精度が悪化し、また、有人方式の場合、台車搭乗作業者の負担が大きくなるので、かかる対策は実施困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、打開機の打開位置停止精度を悪化させずかつ作業者の負担を増さずして、また、吹上げにより転炉炉口に溶体が付着・固化したり、炉外に溶体が吹き出るといったトラブル無く、転炉への送風量を増加させ得る転炉羽口打開方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成した本発明は以下のとおりである。
（１）転炉の羽口列に沿って往復移動し打開位置に順次停止して羽口を同時に打開することが可能に配置された打開機を用いて前記転炉の羽口を打開する転炉羽口打開方法において、前記打開機を２機同時に運転して羽口を打開することを特徴とする転炉羽口打開方法。
【００１０】
（２）前記２機の打開機を無人方式で運転することを特徴とする（１）記載の転炉羽口打開方法。
（３）前記２機の打開機を転炉幅方向中央部の両側に分けて配置したことを特徴とする（１）または（２）に記載の転炉羽口打開方法。
（４）前記２機の打開機の同時移動方向を互いに同じ方向とすることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の転炉羽口打開方法。
【００１１】
（５）前記２機の打開機は、往復運転開始時に各自の原点から同時発進され、往復運転途中では、各自の折返し点または原点から、これら各点での両機の到着時間差を先着機の待ち時間で補って、同時発進されることを特徴とする（４）記載の転炉羽口打開方法。
（６）前記２機の打開機の往復運転途中でいずれか一機が異常停止したとき、該異常機が先走番ならば、後走番を先走番と衝突しない打開位置まで運転後、先走番が復旧するまでその位置で待機させ、また前記異常機が後走番ならば、先走番をその進行先の折返し点まで運転後、後走番が復旧してその進行先の折返し点まで運転され終わるまで、その位置で待機させることを特徴とする（４）または（５）に記載の転炉羽口打開方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明では、転炉の羽口列に沿て往復移動し打開位置に順次停止して羽口を打開することが可能に配置された打開機を用いて転炉の羽口を打開する転炉羽口打開方法において、前記打開機を２機同時に運転して羽口打開作業を行うようにした。これにより、同時に打開される羽口本数が倍増する。なお、本発明では、２機の打開機を連結して用いる形態は除外される。連結して用いる形態は２機の相対位置が固定されるので、従来の単機運転に相当するものである。
【００１３】
いま１機での同時打開羽口数をｎ本、全羽口数をＮ本（簡単のためにＮはｎの偶数倍と仮定する）、羽口ピッチ（隣接羽口相互間隔）をｄとし、台車設定速さ（定常最高速さ）をｖ、台車が１つの打開位置からその次の打開位置に移動する間における加減速時の移動距離及び所要時間をｓ１及びｔ１、１回の打開に要する台車停止時間をｔ０とする。このとき停止位置はＮ／ｎ箇所である。打開機１往復時間は、
１機稼動の場合、
Ｔ１  ＝｛ｔ０＋ｔ１＋（ｎｄ−ｓ１）／ｖ｝×（２Ｎ／ｎ−１）、
２機同時稼動の場合、
Ｔ２  ＝｛ｔ０＋ｔ１＋（２ｎｄ−ｓ１）／ｖ｝×（Ｎ／ｎ−１）、
となる。これより、
Ｔ１  −Ｔ２  ＝（ｔ０＋ｔ１−ｓ１／ｖ）×（Ｎ／ｎ）＋ｎｄ／ｖ、
が得られる。ここで、加減速時の台車の平均速さ（＝ｓ１／ｔ１）は台車設定速さｖよりも常に小さいから、ｓ１／ｔ１＜ｖ、すなわちｔ１−ｓ１／ｖ＞０、すなわちＴ１  ＞Ｔ２  であり、よって、２機同時に運転することにより、打開機１往復時間を単機運転の場合よりも短縮することができる。
【００１４】
そして、台車設定速さｖは単機運転の場合と同じでよいから、走行モータの容量を大きくする必要はない。したがって、加減速ショックは大きくならないから、打開位置停止精度も悪化しない。
なお、３機以上を同時に運転すれば、打開機１往復時間をさらに短縮させうるが、現状の転炉サイズ等を考慮すると、このさらなる短縮による増産利益は小さく、むしろ、打開機の保有数の増加、有人方式の場合の搭乗作業員の増員、無人方式の場合の運転制御系のさらなる高度化・複雑化などの必要対応措置に伴うコスト負担が大きいので、本発明では打開機の同時運転機数を２機に限定した。
【００１５】
また、本発明において、作業者負担を最も軽減するためには、２機の打開機を無人方式で運転することが好ましい。無人方式での運転を実行するための自動制御系については通常の技術により構成しうるので詳細な説明は省略する。
また、造かん期などにおいては転炉の装入口からの吹き上げを防止するために転炉幅方向中央部での羽口打開を禁止する必要が生じる場合がある。これに有利に対応するために、２機の打開機を転炉幅方向中央部の両側に分けて配置するのが好ましい。
【００１６】
例えば図１に示すように、転炉１の幅方向の一端部に設けた点Ａから他端部に設けた点Ｂにわたる打開作業範囲において、転炉幅方向中央部に点Ｃ、該点Ｃより点Ｂ側に点Ｄをとり、ＡＣ間を第１区としてここに第１機を配置し、ＤＢ間を第２区としてここに第２機を配置する。さらに、ＡＣ間にいくつかの点Ｃ１  、Ｃ２  、‥‥、ＤＢ間にいくつかの点Ｄ１  、Ｄ２  、‥‥をとり、必要に応じて第１区をＡＣ１  間、ＡＣ２  間、‥‥のいずれかに切替え、また第２区をＤ１  Ｂ間、Ｄ２  Ｂ間、‥‥のいずれかに切替える。なお、点Ｃ１  、Ｃ２  、‥‥、点Ｄ１  、Ｄ２  、‥‥は、羽口３の打開が禁止される領域（打開禁止領域）の幅が複数設定される場合、その複数の幅の一端毎に点Ｃ１  、Ｃ２  、‥‥のいずれか１点ずつが、他端毎に点Ｄ１  、Ｄ２  、‥‥のいずれか１点ずつがそれぞれ対応するように、各々の位置を決定される。
【００１７】
これにより、装入口２の近傍で打開禁止領域が例えばＣ１  Ｄ１  間に設定されたとき、それに応じて第１区をＡＣ１  間、第２区をＤ１  Ｂ間に変更することにより、打開機の打開禁止領域への出入りを禁止することができるから、打開機が羽口を打開せず単に移動するだけの無為な時間を節減することができる。
なお、図１において、４は転炉を傾転させる傾転ローラ、（）内の＃１，＃２，‥‥，＃５８は複数の羽口３の通し番号である。
【００１８】
ここに図示されない打開機は各機が４本の打開棒を有し４個の連続する羽口を同時に打開可能に構成されている。例えば第１区がＡＣ間のとき、第１機は、点Ａの位置で羽口＃１〜＃４を打開し、羽口＃（４ｉ＋１）；（ｉ＝１〜６）対応点の位置で羽口＃（４ｉ＋１）〜＃（４ｉ＋４）；  （ｉ＝１〜６）を打開し、点Ｃの位置で羽口＃２９〜＃３２を打開する。また、例えば第２区がＤＢ間のとき、第２機は、点Ｄの位置で羽口＃３３〜＃３６を打開し、羽口＃（４ｉ＋１）；（ｉ＝８〜１３）  対応点の位置で羽口＃（４ｉ＋１）〜＃（４ｉ＋４）；  （ｉ＝８〜１３）  を打開し、点Ｂの位置で羽口＃５５〜＃５８を打開する。
【００１９】
また、本発明では、２機の打開機５，５ａの同時移動方向を互いに逆の方向にすると、例えば図３に示すように、開口域１０（打開されて間もない羽口列領域）と閉塞域１１（開口域以外の羽口列領域）とが転炉幅方向の中央部と両端部とに交互に集中するので、転炉幅方向の送風量分布が大きく変動して、安定送風が困難になる。とくに転炉幅方向中央部では閉塞域が２機で一気に打開されて送風がこの部分に強く集中するため、吹き上げが起こりやすくなる。これに対し、両機の同時移動方向を互いに同じ方向とすると、例えば図４に示すように、開口域１０と閉塞域１１とが転炉幅方向に均等に分散するので、転炉幅方向の送風量分布が均一化して、安定送風が可能となり、また、転炉幅方向中央部における打開時の送風集中も緩和されて、吹き上げもなくなる。
【００２０】
よって、本発明では、２機の打開機の同時移動方向を互いに同じ方向とすることが好ましい。
２機の打開機の同時移動方向を互いに同じ方向とするためには、前記２機の打開機を、往復運転開始時に各自の原点から同時発進させ、往復運転途中では、各自の折返し点または原点から、これら各点での両機の到着時間差を先着機の待ち時間で補って、同時発進させることが好ましい。
【００２１】
例えば図１でいうと、往復運転開始時（打開機稼動開始時）には第１機を第１区の原点（点Ａ）から、第２機を第２区の原点（点Ｄ）から同時に発進させる。この例では第１区は第２区よりも作業径路が長い（打開対象羽口数が多い）から、第２機の方が先に自折返し点（点Ｂ）に到着する。第１機が自折返し点（点Ｃ）に到着する前に第２機を発進させると第１機との同時移動方向が逆になる。そこで、第１機の点Ｃ到着（およびそこでの打開終了）を待って、第１機と第２機を各自の折返し点から同時発進させる。原点が折返し点になる場合も同様に、先着機が自原点で後着機の自原点到着（およびそこでの打開終了）を待って、両機を同時発進させる。
【００２２】
ところで、２機の打開機を同時に運転すると、いずれか一機が打開棒抜け不良などにより異常停止した場合、他機が接近してきて衝突することが懸念される。そこで、本発明では、２機の往復運転途中でいずれか一機が異常停止したとき、該異常機が先走番ならば、後走番を先走番と衝突しない打開位置まで運転後、先走番が復旧するまでその位置で待機させ、また前記異常機が後走番ならば、先走番をその進行先の折返し点まで運転後、後走番が復旧してその進行先の折返し点まで運転され終わるまで、その位置で待機させるように運転制御系を組むことが好ましい。このような運転制御系自体は通常の自動制御技術を適宜用いて構成しうる。
【００２３】
これによれば、先走番（逃げる側）が異常停止した場合、後走番（追う側）は先走番に近づく向きに移動しているが、先走番と衝突しない打開位置までその運転を続けた後、先走番の復旧までその位置で待機するから、先走番との衝突を回避しながら先走番の復旧までの間に可及的多数の羽口を打開することができる。また、後走番が異常停止した場合、先走番は後走番から離れる向きに移動して衝突の虞はないから、普段どおりその進行先の折返し点まで運転後、後走番が復旧してその進行先の折返し点まで運転され終わるまで、その位置で待機させることにより、後走番の復旧までの間に可及的多数の羽口を打開することができる。
【００２４】
【実施例】
図１に示した転炉において、造かん期の全部と造銅期の一部の期間に、従来ではＡＢ間で打開機（打開棒４本）を有人方式で単機往復運転して羽口を打開していた。なお、例えば造かん期における炉内溶体の炉口部への吹上げ防止のために、炉幅中央部の羽口打開禁止指示が出されたときは、該指示内容に応じてＣ１  Ｄ１  間またはＣ２  Ｄ２  間の羽口列の打開を中止して通過するようにしていた。このときの打開機１往復時間は最短で約  １２０秒であり、転炉への送風量は最大で約４１０００Ｎｍ３／ｈであった。
【００２５】
これに対し、本発明に従い、同じ打開機を２機用い、うち第１機をＡＣ間、第２機をＤＢ間に配置して、無人方式で同時往復運転し、その際、運転開始時の第１機の原点Ａ発進と第２機の原点Ｄ発進とを同時とし、以後、両機の折返し点または原点への到着時間差を先着機の待ち時間で補って、第１機の折返し点Ｃ発進と第２機の折返し点Ｂ発進とを同時としかつ第１機の原点Ａ発進と第２機の原点Ｄ発進とを同時として、両機の同時移動方向を互いに同じ方向とした。また、炉幅中央部の羽口打開禁止指示が出されたときは、該指示内容に応じて第１機の折返し点をＣ１  またはＣ２  に、第２機の原点（運転途中では折返し点になる）をＤ１  またはＤ２  にそれぞれ変更するようにして、打開機を打開禁止の羽口列領域に入らせずに方向転換させるようにした。さらに、いずれか一方の打開機が打開棒抜け不良等により異常停止した際には、該異常機が先走番ならば、後走番を先走番と衝突しない打開位置まで運転後、先走番が復旧するまでその位置で待機させ、また前記異常機が後走番ならば、先走番をその進行先の折返し点まで運転後、後走番が復旧してその進行先の折返し点まで運転され終わるまで、その位置で待機させるように運転制御系を構成した。
【００２６】
その結果、打開機１往復時間が約８０秒に短縮し、転炉への送風量を約４２７００Ｎｍ３／ｈへと安定的に上昇させることができるようになった。また、無人方式としたことで羽口打開作業者の負担を最大限まで軽減することができた。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、打開機の打開位置停止精度を悪化させずかつ作業者の負担を増さずして、また吹上げによるトラブルが生ずることなしに転炉への送風量を増加させることができ、転炉の生産性を向上させることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において２機の打開機を転炉幅方向中央部の両側に分けて配置する実施形態を示す模式図である。
【図２】転炉への送風量と打開機１往復時間の関係を示すグラフである。
【図３】本発明において２機の同時移動方向を互いに逆の方向とした実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明において２機の同時移動方向を互いに同じ方向とした実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
１  転炉
２  装入口
３  羽口
４  傾転ローラ
５，５ａ  打開機
１０  開孔域
１１  閉塞域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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