(57)【要約】    【課題】高炉の出銑口を開孔または閉孔する際に用いる高炉出銑口装置とその運転制御方法で、溶銑の飛散や発塵を抑制することができる装置と運転制御方法を提供する。    【解決手段】マッドガン１、孔前樋カバー３、開孔装置２および出銑口機器制御演算装置を備える高炉出銑口装置で、出銑口閉孔運転時に、孔前樋カバーの出銑樋上から退避位置への移動時における現在位置を検出して移動速度を求め、更に、マッドガンの旋回軌跡外に出る時間を予測し、その予測に基づき、マッドガンが孔前樋カバーと衝突しないタイミングで自動的に旋回を開始して出銑口を閉孔する。また、出銑口開孔運転時に、開孔完了後、開孔装置の開孔位置から退避位置への旋回時における現在位置から移動速度を求め、孔前樋カバーの移動範囲外に出る時間を予測し、その予測に基づき、孔前樋カバーが開孔機と衝突しないタイミングで自動的に移動を開始して出銑樋をカバーする。【選択図】図１
2005194579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マッド充填位置とマッドガン退避位置との間の移動が可能で、高炉出銑口にマッドを充填するマッドガンと、孔前樋カバー装着位置と孔前樋カバー退避位置との間の移動が可能で、出銑樋をカバーする孔前樋カバーと、開孔位置と開孔装置退避位置との間の移動が可能で、出銑口を開孔する開孔装置と、前記マッドガン、前記孔前樋カバーおよび前記開孔装置のそれぞれの移動を制御する出銑口機器制御演算装置とを備える高炉出銑口装置の運転制御方法であって、出銑口閉孔運転時に、前記孔前樋カバーが孔前樋カバー装着位置から退避位置へ移動する際の現在位置を検出し、検出された現在位置を前記出銑口機器制御演算装置に連続的に出力し、出力されたそれぞれの現在位置の変化に基づき、前記孔前樋カバーの移動速度を計算し、この移動速度を用いて孔前樋カバーがマッドガンの旋回軌跡外に出る時間を予測し、更に、その予測とマッドガンの設定旋回速度に基づきマッドガンが孔前樋カバーと衝突しないタイミングを演算し、そのタイミングで前記マッドガンが自動的に旋回を開始してマッド充填位置まで移動し、マッド充填位置で出銑口を閉孔することを特徴とする高炉出銑口装置の運転制御方法。
【請求項２】
マッド充填位置とマッドガン退避位置との間の移動が可能で、高炉出銑口にマッドを充填するマッドガンと、孔前樋カバー装着位置と孔前樋カバー退避位置との間の移動が可能で、出銑樋をカバーする孔前樋カバーと、開孔位置と開孔装置退避位置との間の移動が可能で、出銑口を開孔する開孔装置と、前記マッドガン、前記孔前樋カバーおよび前記開孔装置のそれぞれの移動を制御する出銑口機器制御演算装置とを備える高炉出銑口装置の運転制御方法であって、出銑口開孔運転時に、開孔完了後、開孔装置が開孔位置から退避位置へ旋回後退する際の現在位置を検出し、検出された現在位置を前記出銑口機器制御演算装置に連続的に出力し、出力されたそれぞれの現在位置の変化に基づき、前記開孔装置の旋回後退速度を計算し、この旋回後退速度を用いて開孔装置が孔前樋カバーの移動範囲外に出る時間を予測し、更に、その予測と孔前樋カバーの設定移動速度に基づき孔前樋カバーが開孔装置と衝突しないタイミングを演算し、そのタイミングで前記孔前樋カバーが自動的に移動を開始して孔前樋カバー装着位置まで移動し、出銑樋上に孔前樋カバーを装着することを特徴とする高炉出銑口装置の運転制御方法。
【請求項３】
マッド充填位置とマッドガン退避位置との間の移動が可能で、高炉出銑口にマッドを充填するマッドガンと、孔前樋カバー装着位置と孔前樋カバー退避位置との間の移動が可能で、出銑樋をカバーする孔前樋カバーと、開孔位置と開孔装置退避位置との間の移動が可能で、出銑口を開孔する開孔装置と、前記マッドガン、前記孔前樋カバーおよび前記開孔装置のそれぞれの移動を制御する出銑口機器制御演算装置とを備え、前記出銑口機器制御演算装置には、装着位置から退避位置へ移動する際の孔前樋カバーの現在位置の変化に基づき計算した移動速度を用いて孔前樋カバーがマッドガンの旋回軌跡外に出る時間を予測し、その予測とマッドガンの設定旋回速度に基づき演算したマッドガンが孔前樋カバーと衝突しないタイミングで、前記マッドガンが退避位置からマッド充填位置へ自動的に旋回を開始する回路、または／および、開孔位置から退避位置へ旋回後退する際の開孔装置の現在位置の変化に基づき計算した旋回後退速度を用いて開孔装置が孔前樋カバーの移動範囲外に出る時間を予測し、その予測と孔前樋カバーの設定移動速度に基づき演算した孔前樋カバーが開孔装置と衝突しないタイミングで、前記孔前樋カバーが退避位置から装着位置へ自動的に移動を開始する回路が組み込まれていることを特徴とする高炉出銑口装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉の出銑口を開孔または閉孔する際に用いる高炉出銑口装置とその運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉出銑口装置が具備するマッドガン、孔前樋カバーおよび開孔装置（以下、これらそれぞれを、便宜上「機器」ともいう）はいずれも出銑口の前方に、移動可能に設けられ、これらの機器をそれぞれの退避位置と出銑口前の所定位置との間で適宜移動することにより、出銑口の開孔と閉孔が行われる。
【０００３】
すなわち、出銑口の開孔に際しては、先ず、マッドガンをマッドガン退避位置へ移動し、次いで、開孔装置を出銑口前の開孔位置まで移動して出銑口を開孔し、その後、開孔装置を退避位置へ移動し、次いで出銑樋からの溶銑の飛散（吹き散らし）を防止するために孔前樋カバーを出銑樋の孔前樋カバー装着位置まで移動する運転が行われる。
【０００４】
一方、出銑口の閉孔に際しては、先ず、孔前樋カバーを退避位置に移動し、次いで、マッドガンを出銑口前のマッド充填位置まで移動し、出銑口に耐火物（マッド）を充填する運転が行われる。
【０００５】
開孔装置、マッドガンおよび孔前樋カバーの各機器には、それぞれの位置を検出する手段が設けられており、各機器の移動の際には、操作者が前記手段により各機器の位置を確認し、出銑口前の所定位置へ向けての移動、位置決め、または出銑口前からの退避が行われる。
【０００６】
例えば、特許文献１には、出銑口開孔機の位置を検出する位置検出手段と、その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、退避を行わせる制御手段を備えた出銑口開孔装置が記載されている。また、特許文献２には、開孔機本体を出銑口前にセッティングするための諸動作を順序的に行わせる開孔機本体セッティング用シーケンサと、開孔金棒遠隔操作用シーケンサを備えた出銑口開孔装置の遠隔運転装置が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、マッドガンと、孔前樋カバーと、開孔装置と、これら各機器の移動を制御する出銑口機器制御装置とを備え、前記出銑口機器制御装置には、各機器のそれぞれの現在位置を検出し、それに基づき、各機器それぞれの運転の開始時には、他の機器の移動を共に停止する、すなわち、それぞれ退避位置にあって動作しないようにする回路が組み込まれている高炉出銑口装置とその運転制御方法が開示されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１または２に記載される出銑口開孔装置またはその遠隔運転装置を操作するに際しては、その操作者が、マッドガンや孔前樋カバーの位置を操作のつど確認する必要があり、操作者が誤操作をした場合、これら機器間の衝突が生じるおそれがある。
【０００９】
特許文献３に記載される高炉出銑口装置とその運転制御方法によれば、この問題を解決し、孔前樋カバー、マッドガンおよび開孔装置の相互の衝突を確実に防止することができる。さらに、孔前樋カバー移動装置、マッドガンおよび開孔装置の運転を連続して行う連続運転が可能となり、開孔および閉孔作業を操作室等の遠隔から行うことができるので、省力化に加え、安全性を高め得るという利点もある。
【００１０】
しかし、これら機器間の衝突を回避するために、各機器は、他の機器がそれぞれ退避を完了して退避位置にいることを確認してから、それぞれの運転を開始するように設定されているので、連続運転の際に時間ロスが生じる。なお、特許文献１または２に記載の開孔装置を用いる場合も、孔前樋カバーの移動装置やマッドガンと連携させて連続的に運転する際は、退避の完了を操作者が確認してから運転を開始することとなるため、やはり時間ロスが避けられない。
【００１１】
特に、閉孔時において、孔前樋カバーを孔前樋カバー装着位置から退避位置へ移動する操作と、続いて行う、マッドガンを出銑口前のマッド充填位置まで移動する操作を連続して実施する場合、孔前樋カバーが退避位置まで戻ってからマッドガンの旋回動作を開始するのでは、孔前樋カバーの退避位置への移動開始とマッドガンのマッド充填位置への移動完了との間の時間ロスが大きく、その間は出銑樋がカバーされていないので、出銑末期の溶銑の飛散や発塵のため作業環境が悪化する。
【００１２】
また、開孔装置を出銑口前の開孔位置まで移動して出銑口を開孔した後の、開孔装置を退避位置へ移動する操作と、次の、孔前樋カバーを出銑樋の装着位置まで移動して出銑樋をカバーする操作を連続して行う場合も、開孔装置が退避位置まで戻ってから孔前樋カバーの移動動作を開始するのでは、孔前樋カバーが装着位置へ移動するまでの間の開孔直後の溶銑の飛散や発塵を抑えることはできない。
【００１３】
【特許文献１】特公平７−３５５２３号公報
【００１４】
【特許文献２】特開平８−３３３６１０号公報
【特許文献３】特開２００２−３７１３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前述したように、従来の技術においては、開孔装置、マッドガン、孔前樋カバー移動装置の運転を連続して行う際、時間ロスが避けられず、特に、閉孔時における孔前樋カバーの退避位置への移動とマッドガンの出銑口前（マッド充填位置）までの移動を連続して行う場合、あるいは、開孔時における開孔装置の退避位置への移動と孔前樋カバーの出銑樋（装着位置）への移動を連続して実施する場合には、溶銑の飛散や発塵が生じる。
【００１６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、閉孔直前または開孔直後における、孔前樋カバーが樋上のカバー装着位置に装着されずに出銑が行われる状態にある時間を極力短縮し、溶銑の飛散や発塵を抑制することができる高炉出銑口装置とその運転制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前述したように、開孔装置、マッドガンおよび孔前樋カバーの各機器はそれぞれ出銑口前の所定位置と退避位置との間を、例えば旋回により移動可能に設けられており、各機器の移動軌跡が二以上重複する領域に同時に二以上の機器が存在する場合には、各機器の間で衝突が生じる。
【００１８】
したがって、このような重複領域内に存在していた機器がこの領域外に移動すると同時に別の機器がこの領域内に侵入するように制御することによって、各機器の移動を連続して行う場合の時間ロスを最小とし、連続運転を最短時間で行うことができる。
【００１９】
本発明は、このような考え方に基づいてなされたもので、その要旨は、下記（１）および（２）に記載の高炉出銑口装置の運転制御方法と、下記（３）に記載の高炉出銑口装置にある。
【００２０】
（１）マッド充填位置とマッドガン退避位置との間の移動が可能で、高炉出銑口にマッドを充填するマッドガンと、孔前樋カバー装着位置と孔前樋カバー退避位置との間の移動が可能で、出銑樋をカバーする孔前樋カバーと、開孔位置と開孔装置退避位置との間の移動が可能で、出銑口を開孔する開孔装置と、前記マッドガン、前記孔前樋カバーおよび前記開孔装置のそれぞれの移動を制御する出銑口機器制御演算装置とを備える高炉出銑口装置の運転制御方法であって、出銑口閉孔運転時に、前記孔前樋カバーが孔前樋カバー装着位置から退避位置へ移動する際の現在位置を検出し、検出された現在位置を前記出銑口機器制御演算装置に連続的に出力し、出力されたそれぞれの現在位置の変化に基づき、前記孔前樋カバーの移動速度を計算し、この移動速度を用いて孔前樋カバーがマッドガンの旋回軌跡外に出る時間を予測し、更に、その予測とマッドガンの設定旋回速度に基づきマッドガンが孔前樋カバーと衝突しないタイミングを演算し、そのタイミングで前記マッドガンが自動的に旋回を開始してマッド充填位置まで移動し、マッド充填位置で出銑口を閉孔する高炉出銑口装置の運転制御方法。
【００２１】
（２）マッド充填位置とマッドガン退避位置との間の移動が可能で、高炉出銑口にマッドを充填するマッドガンと、孔前樋カバー装着位置と孔前樋カバー退避位置との間の移動が可能で、出銑樋をカバーする孔前樋カバーと、開孔位置と開孔装置退避位置との間の移動が可能で、出銑口を開孔する開孔装置と、前記マッドガン、前記孔前樋カバーおよび前記開孔装置のそれぞれの移動を制御する出銑口機器制御演算装置とを備える高炉出銑口装置の運転制御方法であって、出銑口開孔運転時に、開孔完了後、開孔装置が開孔位置から退避位置へ旋回後退する際の現在位置を検出し、検出された現在位置を前記出銑口機器制御演算装置に連続的に出力し、出力されたそれぞれの現在位置の変化に基づき、前記開孔装置の旋回後退速度を計算し、この旋回後退速度を用いて開孔装置が孔前樋カバーの移動範囲外に出る時間を予測し、更に、その予測と孔前樋カバーの設定移動速度に基づき孔前樋カバーが開孔装置と衝突しないタイミングを演算し、そのタイミングで前記孔前樋カバーが自動的に移動を開始して孔前樋カバー装着位置まで移動し、出銑樋上に孔前樋カバーを装着する高炉出銑口装置の運転制御方法。
【００２２】
（３）マッド充填位置とマッドガン退避位置との間の移動が可能で、高炉出銑口にマッドを充填するマッドガンと、孔前樋カバー装着位置と孔前樋カバー退避位置との間の移動が可能で、出銑樋をカバーする孔前樋カバーと、開孔位置と開孔装置退避位置との間の移動が可能で、出銑口を開孔する開孔装置と、前記マッドガン、前記孔前樋カバーおよび前記開孔装置のそれぞれの移動を制御する出銑口機器制御演算装置とを備え、前記出銑口機器制御演算装置には、装着位置から退避位置へ移動する際の孔前樋カバーの現在位置の変化に基づき計算した移動速度を用いて孔前樋カバーがマッドガンの旋回軌跡外に出る時間を予測し、その予測とマッドガンの設定旋回速度に基づき演算したマッドガンが孔前樋カバーと衝突しないタイミングで、前記マッドガンが自動的に旋回を開始する回路、または／および、開孔位置から退避位置へ旋回後退する際の開孔装置の現在位置の変化に基づき計算した旋回後退速度を用いて開孔装置が孔前樋カバーの移動範囲外に出る時間を予測し、その予測と孔前樋カバーの設定移動速度に基づき演算した孔前樋カバーが開孔装置と衝突しないタイミングで、前記孔前樋カバーが自動的に移動を開始する回路が組み込まれていることを特徴とする高炉出銑口装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の高炉出銑口装置およびその運転制御方法によれば、マッドガン、孔前樋カバーおよび開孔装置の相互の衝突を確実に防止しつつ、孔前樋カバーとマッドガン、および開孔装置と孔前樋カバーの連動同時運転を実施することが可能となる。具体的には、出銑口の閉孔運転時に、孔前樋カバーが退避位置への移動を開始した後速やかにマッドガンをマッド充填位置へ移動させ、開孔運転時に、開孔が完了して開孔装置が退避位置への移動を開始した後速やかに孔前樋カバーを出銑樋の装着位置まで移動させることができる。これにより、孔前樋カバーが樋上に装着されずに出銑が行われる状態を短時間とし、溶銑の飛散や発塵を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明の高炉出銑口装置およびその運転制御方法の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明の高炉出銑口装置の要部の構成例を模式的に示す説明図である。図１に示すように、この出銑口装置はマッドガン１、孔前樋カバー３、開孔装置２および出銑口機器制御演算装置７（図２参照）を備えている。
【００２６】
マッドガン１は旋回可能な支持アーム１ａによって支持されており、退避位置（マッドガン１がある位置）から破線で示したマッドガン旋回軌跡１″に沿ってマッド充填位置（マッドガン１′がある位置）まで旋回移動し、マッドを高炉本体４の出銑口５に充填して出銑口５を閉孔する。閉孔が完了すると、マッド充填位置にあるマッドガン１′はマッドガン旋回軌跡１″に沿って元の退避位置へ戻る。
【００２７】
孔前樋カバー３は孔前樋カバー移動装置（図示せず）に取り付けられており、退避位置（孔前樋カバー３がある位置）から破線で示した孔前樋カバー移動軌跡３″に沿って孔前樋カバー装着位置（孔前樋カバー３′がある位置）まで移動し、出銑樋上に装着され、溶銑の飛散や発塵を抑える。閉孔時には、孔前樋カバー３′は移動軌跡３″に沿って元の退避位置へ退避する。
【００２８】
開孔装置２は退避位置（開孔装置２がある位置）から破線で示した開孔装置旋回軌跡２″に沿って開孔位置（開孔装置２′がある位置）まで旋回移動し、出銑口５を開孔する。開孔後、開孔装置２′は開孔装置旋回軌跡２″に沿って旋回後退し、元の退避位置へ戻る。
【００２９】
図１中の出銑口前の破線（太線）で囲んだ領域は、開孔装置、マッドガンおよび孔前樋カバーの移動軌跡が重複する出銑口装置の稼働範囲重複領域６である。
【００３０】
マッドガン１、孔前樋カバー３および開孔装置２は、図示していないが、それぞれ自身の位置を検出する位置検出器（位置検出センサー）を備えている。これらの位置検出器としては、例えば、パルスジェネレータ、リミットスイッチ、液量積算方式の検出器など、公知の位置検出器が使用可能である。また、マッドガン１、孔前樋カバー３および開孔装置２は、それぞれ旋回、移動のための油圧駆動装置を備えている。なお、これら各機器の退避位置と出銑口前の所定位置間の移動方法は、図１に例示した旋回（マッドガン、開孔装置）や直線的な移動（孔前樋カバー）に限定されず、それ以外の方法であってもよい。
【００３１】
出銑口機器制御演算装置７は、前記のマッドガン、孔前樋カバーおよび開孔装置のそれぞれの移動を制御する。図２は、本発明の高炉出銑口装置の運転制御方法を示す制御系統図であるが、この図２に示すように、出銑口機器制御演算装置７は、マッドガンの運転を制御するマッドガン制御装置８と、孔前樋カバーが取り付けられている孔前樋カバー移動装置の運転を制御する孔前樋カバー移動制御装置９と、開孔装置の運転を制御する開孔機制御装置１０を備え、さらに、マッドガン、孔前樋カバーおよび開孔装置の位置検出センサー１２ｂ、１３ｃおよび１４ｂで検出される位置信号を入力してこれら各機器の移動位置を予測する移動位置予測演算装置１１を有し、マッドガン制御装置８、孔前樋カバー移動制御装置９および開孔機制御装置１０に、マッドガン、孔前樋カバーおよび開孔装置の運転・停止指令信号を出力して、マッドガン、孔前樋カバーおよび開孔装置の運転を統括制御する。
【００３２】
具体的に説明すると、出銑口機器制御演算装置７には、次の二つの回路のうちの何れか一方または両方が組み込まれている。
【００３３】
一つは、装着位置にある孔前樋カバー３′が退避位置へ移動する際の孔前樋カバーの現在位置（時々刻々変化するその時その時の位置）の変化に基づいて、移動位置予測演算装置１１で、移動速度の計算、およびその移動速度を用いて移動位置の予測がなされ、それに基づき、出銑口機器制御演算装置７（正確には、マッドガン、孔前樋カバーおよび開孔装置の運転を統括制御する「出銑口機器制御演算装置」の演算部を指す）で孔前樋カバーがマッドガンの旋回軌跡２″外に出る時間の予測がなされ、その予測とマッドガンの予め設定された旋回速度とに基づきマッドガンが孔前樋カバーと衝突しないタイミングの演算が行われ、そのタイミングで前記マッドガンが退避位置からマッド充填位置へ自動的に旋回を開始する回路である。
【００３４】
他の一つは、開孔位置にある開孔装置２′が退避位置へ旋回後退する際の開孔装置の現在位置の変化に基づいて、移動位置予測演算装置１１で、旋回後退速度の計算、およびその速度を用いて移動位置の予測がなされ、それに基づき、出銑口機器制御演算装置７（同じく、「出銑口機器制御演算装置」の演算部を指す）で開孔装置が孔前樋カバーが移動範囲外に出る時間の予測がなされ、その予測と孔前樋カバーの予め設定された移動速度とに基づき孔前樋カバーが開孔装置と衝突しないタイミングの演算が行われ、そのタイミングで前記孔前樋カバーが退避位置から装着位置へ自動的に移動を開始する回路である。
【００３５】
前者は出銑口閉孔運転時に作動する回路であり、後者は出銑口開孔運転時に作動する回路である。これら二つの回路は、いずれか一方が組み込まれていてもよいが、両方が組み込まれていれば、出銑口閉孔運転時、出銑口開孔運転時のいずれにも使用できるので、望ましい。
【００３６】
本発明の運転制御方法は、このように構成された高炉出銑口装置の運転制御方法である。以下、図１および図２を参照して説明する。
【００３７】
前記（１）に記載の運転制御方法は、マッドガン１を用いて出銑口５を閉孔する際の高炉出銑口装置の運転制御方法である。
【００３８】
先ず、樋上のカバー装着位置にある孔前樋カバー３′がその位置から退避位置へ移動する際の現在位置を位置検出センサー１３ｃ（図２参照）で検出する。
【００３９】
検出された時々刻々変化する現在位置の信号は出銑口機器制御演算装置７に連続的に出力される。その際、孔前樋カバーが出銑口装置の稼働範囲重複領域６からの離脱を検知するリミットスイッチ１３ｂの信号も出力される。出力されたそれぞれの（すなわち、時々刻々変化する）現在位置の変化に基づいて、移動位置予測演算装置１１で、孔前樋カバーの移動速度が計算で求められ、この移動速度を用いて、孔前樋カバーの移動位置の予測がなされ、さらに出銑口機器制御演算装置７（「出銑口機器制御演算装置」の演算部を指す）で、孔前樋カバーがマッドガンの旋回軌跡外に出る時間の予測がなされる。この予測とマッドガンの予め設定されている旋回速度に基づき、マッドガンが旋回移動を開始しても孔前樋カバーと衝突しないタイミングの演算が行われる。すなわち、孔前樋カバーが出銑口装置の稼働範囲重複領域６から離脱すると同時に（正確には、直後に）マッドガンが前記重複領域６内に入るようにマッドガンが旋回移動を開始するタイミングが演算により求められる。
【００４０】
出銑口機器制御演算装置７は、前記演算で求められたタイミングでの運転指令信号をマッドガン制御装置８に出力し、マッドガン制御装置８からマッドガンの油圧駆動装置１２ａにその信号が伝達され、マッドガンが自動的に旋回を開始してマッド充填位置まで移動し、マッド充填位置で出銑口を閉孔する。
【００４１】
前記（２）に記載の運転制御方法は、開孔装置２を用いて出銑口５の開孔が完了した後の高炉出銑口装置の運転制御方法である。
【００４２】
この制御方法では、先ず、開孔位置にある開孔装置２′がその位置から退避位置へ旋回後退する際の現在位置を位置検出センサー１４ｂ（図２参照）で検出する。
【００４３】
検出された時々刻々変化する現在位置の信号は出銑口機器制御演算装置７に連続的に出力される。出力されたそれぞれの現在位置の変化に基づいて、開孔装置の移動速度が計算で求められ、この移動速度を用いて、前記のように、開孔装置の移動位置の予測がなされ（ここまでは、移動位置予測演算装置１１で行われる）、さらに出銑口機器制御演算装置７（「出銑口機器制御演算装置」の演算部を指す）で、開孔装置が孔前樋カバーの移動範囲外に出る時間の予測がなされる。この予測と孔前樋カバーの予め設定されている移動速度に基づき、孔前樋カバーが移動を開始しても開孔装置と衝突しないタイミング（すなわち、開孔装置が出銑口装置の稼働範囲重複領域６から離脱した直後に孔前樋カバーが前記重複領域６内に入るように孔前樋カバーが移動を開始するタイミングの演算が行われる。
【００４４】
出銑口機器制御演算装置７は、前記演算で求められたタイミングでの運転指令信号を孔前樋カバー移動制御装置９に出力し、孔前樋カバー移動制御装置９から孔前樋カバーの油圧駆動装置１３ａにその信号が伝達され、孔前樋カバーが自動的に移動を開始して孔前樋カバー装着位置まで移動し、出銑樋上に孔前樋カバーを装着する。
【００４５】
前述した高炉出銑口装置およびその運転制御方法によれば、マッドガン、孔前樋カバーおよび開孔装置の相互の衝突を確実に防止することができ、特に、マッドガンと孔前樋カバー、および開孔装置と孔前樋カバーの連動同時運転の実施が可能となる。
【実施例】
【００４６】
図２に示した制御系統を備える高炉出銑口装置を用い、出銑口閉孔時および出銑口開孔時に本発明の運転制御方法を適用して、閉孔時における孔前樋カバーの退避位置への移動開始からマッドガンのマッド充填位置までの移動（これを、以下「出銑口閉孔時の運転」という）に要する時間および発塵時間と、開孔時における開孔装置の退避位置への移動開始から孔前樋カバーの出銑樋上の装着位置までの移動（これを、以下「出銑口開孔時の運転」という）に要する時間および発塵時間を調査した。比較のために、従来の運転方法についても同様の調査を実施した。なお、前記の「発塵時間」とは、出銑中であって、出銑樋がカバ−されていない（すなわち、孔前樋カバーが出銑樋上に装着されていない）、したがって、溶銑の飛散や発塵が生じている時間をいう。
【００４７】
以下に、図面（図１、図２、および次に述べる図３〜図８）を参照して説明する。なお、図３〜図８に示す各出銑口機器の動作時間ｔ１〜ｔ１６は実測結果で、実測値を５秒単位での切り上げまたは切り捨てにより丸めてある。
【００４８】
１．出銑口閉孔時の運転
図３は、従来の方法（単独運転）による出銑口閉孔時における孔前樋カバーとマッドガンの運転フローチャートである（これを「従来法１」という）。なお、この方法で行う一連の動作は、図２に示した出銑口機器制御演算装置７（マッドガン制御装置８、樋カバ−制御装置９を使用）により、孔前樋カバーの退避位置での停止を確認した後、マッドガンが充填位置へ向けての旋回を開始するというプログラムに基づいて自動運転制御された。
【００４９】
この従来法１では、出銑口の閉孔運転をスタートすると、孔前樋カバー装着位置にセッティングされている樋カバ−３′を吊り上げ、水平に移動する。次いで、出銑口機器制御演算装置７は、孔前樋カバーの位置検出センサー１３ｃからの信号に基づき、孔前樋カバーが退避位置にあるか否かを判定する。前記退避位置にあれば、樋カバーを吊り下げ、停止し、退避位置になければ、再度樋カバーを水平に退避位置まで移動し、吊り下げ、停止する。試運転で、この一連の運転に要した動作時間ｔ１は６０秒であった。
【００５０】
孔前樋カバーの退避位置での停止を確認した後、退避位置にあるマッドガン１が旋回を開始し、マッド充填位置まで移動してマッドガンの先端部に取り付けられているノズルを出銑口５に圧着させ、マッドを充填し、出銑口閉孔運動を完了した。これに要した動作時間ｔ２は、試運転では２０秒であった。
【００５１】
この従来法１では、合計運転時間（ｔ１＋ｔ２）は８０秒であり、また、発塵時間も同じ８０秒であった。
【００５２】
図４は、従来の方法（連動運転）による出銑口閉孔時における孔前樋カバーとマッドガンの運転フローチャートで（これを「従来法２」という）、発塵時間の短縮を狙った運転方法である。なお、この方法で行う一連の動作は、従来法１の場合と同様に、図２に示した出銑口機器制御演算装置７（マッドガン制御装置８、樋カバ−制御装置９を使用）により、樋カバ−移動装置に装着された出銑口装置の稼働範囲重複領域６からの離脱確認用のリミットスイッチ１３ｂを用いて孔前樋カバーが前記重複領域６から離脱したことを確認した後、マッドガンが旋回を開始するというプログラムに基づいて自動運転制御された。
【００５３】
この従来法２では、出銑口の閉孔運転をスタートすると、孔前樋カバー装着位置にセッティングされている樋カバ−３′を吊り上げ、水平に移動する。次いで、出銑口機器制御演算装置７は、前記重複領域離脱確認用のリミットスイッチ１３ｂからの信号に基づき、孔前樋カバーが出銑口装置の稼働範囲重複領域６を離脱しているか否かを判定する。前記重複領域６から外れていれば、樋カバ−を宙吊り状態のまま一時停止し、重複領域６内にあれば、再度樋カバーを水平に移動して前記重複領域６から離脱させ、一時停止する。試運転で、この一連の運転に要した動作時間ｔ３は３０秒であった。
【００５４】
続いて、退避位置にあるマッドガンが旋回移動を開始する。出銑口機器制御演算装置７は、マッドガンの位置検出センサー１２ｂからの信号に基づき、マッド充填位置にあるか否かを判定して、マッド充填位置にあれば、マッドガンはそのノズルを出銑口に圧着させてマッドを充填し、マッド充填位置になければ、マッドガンは再度旋回してマッド充填位置まで移動し、出銑口にマッドを充填する。この一連の運転に要した動作時間ｔ４は２０秒であった。
【００５５】
次に、宙吊り状態のまま停止中の孔前樋カバ−の水平移動が再スタートし、退避位置で吊り下げて、樋カバ−を停止し、出銑口閉孔運動を完了した。これに要した動作時間ｔ５は３０秒であった。
【００５６】
この従来法２では、合計運転時間（ｔ３＋ｔ４＋ｔ５）は、前記従来法１の場合と同じ８０秒であったが、発塵時間（ｔ３＋ｔ４）は５０秒に短縮された。
【００５７】
図５は、本発明の運転制御方法（連続自動運転）を適用した場合の出銑口閉孔時における孔前樋カバーとマッドガンの運転フローチャートである（これを「本発明法１」という）。
【００５８】
本発明法１では、出銑口の閉孔運転をスタートした後、孔前樋カバー装着位置に装着されている樋カバ−３′を吊り上げ、水平移動を開始すると、図２に示した移動位置予測演算装置１１により、孔前樋カバーの位置検出センサー１３ｃで検出される現在位置の時間変化から孔前樋カバ−の移動速度の計算および移動位置の予測演算がなされる。さらに、出銑口機器制御演算装置７で、図１に示した出銑口装置の稼働範囲重複領域６との位置関係に基づき重複領域６からの離脱タイミングの予測がなされる。
【００５９】
出銑口機器制御演算装置７は、さらに、前記の離脱タイミングの予測と予め設定されているマッドガンの旋回速度に基づき、マッドガンが旋回を開始してもよいかどうか（マッドガンが孔前樋カバーと衝突しないかどうか）を判定する。すなわち、マッドガンの旋回開始のタイミングを求める演算を行う。衝突しないと判断すれば、孔前樋カバ−の移動を継続すると同時に、そのタイミングでマッドガンが旋回移動を開始するように、出銑口機器制御演算装置７がマッドガン制御装置８を介してマッドガンの油圧駆動装置１２ａに運転指令の信号を発し、マッドガンの旋回移動がスタートする。衝突しないという判断が得られなければ、前記の演算が繰り返され、衝突しないと判断された後、孔前樋カバ−の移動が継続され、マッドガンの旋回がスタートする。試運転では、マッドガンの旋回開始までの所要時間ｔ６は１５秒であった。
【００６０】
それ以降は、マッドガンの旋回移動と孔前樋カバ−の移動が同時に進行し、孔前樋カバ−が重複領域６から離脱した直後にマッドガンが重複領域６に侵入した。図５中に示した横向きの両端矢印は、「カバ−重複領域離脱」と「マッドガン重複領域侵入」とが同じタイミングで行われることを表している。その後、マッドガンはマッド充填位置まで移動し、ノズルを出銑口に圧着させてマッドを充填し、一方、孔前樋カバ−は水平移動を続け、退避位置で樋カバ−を吊り下げて停止し、出銑口閉孔運動を完了した。この間のマッドガンの運転に要した動作時間ｔ７は２０秒であり、孔前樋カバ−の運転に要した動作時間ｔ８は４５秒であった。
【００６１】
この本発明法１では、合計運転時間（ｔ６＋ｔ８）は６０秒、発塵時間（ｔ６＋ｔ７）は３５秒と、従来法１または従来法２に比べ大幅に短縮された。
【００６２】
２．出銑口開孔時の運転
開孔運転時、開孔装置は図２に示した出銑口機器制御演算装置７からの開孔運転スタートの指令により退避位置から出銑口前の開孔位置に旋回移動し、ドリルロッドにより出銑口を開孔し、開孔貫通するとドリルロッドは後退し、後退が完了すると、開孔装置は逆方向に旋回後退（逆旋回）して退避位置に戻る。ここでいう「出銑口開孔時の運転」とは、開孔装置の逆旋回スタート以降の運転である。
【００６３】
図６は、従来の方法（単独運転）による出銑口開孔時における開孔装置と孔前樋カバーの運転フローチャートである（これを「従来法３」という）。ここで行う一連の動作は、図２に示した出銑口機器制御演算装置７（開孔機制御装置１０、樋カバ−制御装置９を使用）により、開孔装置の退避位置での停止を確認した後、孔前樋カバーの移動を開始するというプログラムに基づいて自動運転制御された。
【００６４】
従来法３では、出銑口の開孔運転がスタートし、開孔装置２′による出銑口５の開孔（貫通）が完了し、ドリルロッドの後退が完了した後、開孔装置は逆旋回し、退避位置に向けて移動する。次いで、出銑口機器制御演算装置７は、開孔装置の位置検出センサー１４ｂからの信号に基づき、開孔装置が退避位置にあるか否かを判定する。退避位置にあれば、開孔装置を停止し、退避位置になければ、開孔装置を再度逆旋回させて退避位置で停止する。試運転で、この一連の運転に要した動作時間ｔ９は３０秒であった。
【００６５】
開孔装置の退避位置での停止を確認した後、退避位置にある孔前樋カバー３は移動を開始し、出銑樋の孔前樋カバー装着位置まで移動し、出銑樋上でのカバーの装着が完了した。これに要した動作時間ｔ１０は６０秒であった。
【００６６】
この従来法３では、合計運転時間（ｔ９＋ｔ１０）は９０秒であり、また、発塵時間も同じ９０秒であった。
【００６７】
図７は、従来の方法（連動運転）による出銑口開孔時における開孔装置と孔前樋カバーの運転フローチャートである（これを「従来法４」という）。ここで行う一連の動作は、図２に示す出銑口機器制御演算装置７（開孔機制御装置１０、孔前樋カバ−移動制御装置９を使用）により、開孔装置に装着された位置検出センサー１４ｂを用いて、開孔装置が図１に示した出銑口装置の稼働範囲重複領域６から離脱したことを確認した後、孔前樋カバ−が移動を開始するというプログラムに基づいて自動運転制御された。
【００６８】
この従来法４では、出銑口の開孔運転がスタートし、開孔装置２′による出銑口５の開孔（貫通）が完了し、ドリルロッドの後退が完了した後、開孔装置が逆旋回し、退避位置に向けて移動する。次いで、出銑口機器制御演算装置７は、開孔装置の位置検出センサー１４ｂからの信号に基づき、開孔装置が図１に示した出銑口装置の稼働範囲重複領域６を離脱しているか否かを判定する。前記重複領域６から外れていれば、開孔装置を一時停止し、重複領域６内にあれば、開孔装置を再度逆旋回させて前記重複領域６から離脱させ、一時停止する。試運転では、この一連の運転に要した動作時間ｔ１１は２０秒であった。
【００６９】
続いて、退避位置にある孔前樋カバ−が移動を開始する。出銑口機器制御演算装置７は、孔前樋カバ−の位置検出センサー１３ｃからの信号に基づき、孔前樋カバ−が出銑樋の孔前樋カバー装着位置まで移動しているか否かを判定して、孔前樋カバー装着位置にあれば、出銑樋上にカバーを装着し、孔前樋カバー装着位置になければ、孔前樋カバ−をさらに移動し、出銑樋上にカバーを装着する。この一連の運転に要した動作時間ｔ１２は６０秒であった。
【００７０】
次に、停止中の開孔装置の逆旋回が再スタートし、退避位置で停止し、開孔運転を終了した。これに要した動作時間ｔ１３は１０秒であった。
【００７１】
この従来法４では、合計運転時間（ｔ１１＋ｔ１２＋ｔ１３）は、前記従来法３の場合と同じ９０秒であったが、発塵時間（ｔ１１＋ｔ１２）は８０秒に短縮された。
図８は、本発明の運転制御方法（連続自動運転）を適用した場合の出銑口開孔時における開孔装置と孔前樋カバーの運転フローチャートである（これを「本発明法２」という）。
【００７２】
本発明法２では、出銑口の開孔運転がスタートし、開孔装置による出銑口の開孔（貫通）が完了し、ドリルの後退が完了した後、開孔装置が逆旋回して移動すると、図２に示した移動位置予測演算装置１１は、開孔装置の位置検出センサー１４ｂで検出される現在位置の時間変化から開孔装置の逆旋回速度の計算および移動位置の予測演算をする。さらに、出銑口機器制御演算装置７は、図１に示した重複領域６との位置関係に基づき重複領域６からの離脱タイミングを予測する。
【００７３】
出銑口機器制御演算装置７は、さらに、前記の離脱タイミングの予測と予め設定されている孔前樋カバーの移動速度に基づき、孔前樋カバーが移動を開始してもよいかどうか（孔前樋カバーが開孔装置と衝突しないかどうか）を判定する。すなわち、孔前樋カバーの移動開始のタイミングを求める演算を行う。衝突しないと判断すれば、開孔装置の移動を継続させると同時に、そのタイミングで孔前樋カバーが移動を開始するように、出銑口機器制御演算装置７が孔前樋カバー移動制御装置９を介して孔前樋カバーの油圧駆動装置１３ａに運転指令の信号を発し、孔前樋カバーの移動がスタートする。衝突しないという判断が得られなければ、前記の演算が繰り返され、衝突しないと判断された後、開孔装置の逆旋回による移動が継続され、孔前樋カバーの移動がスタートする。試運転では、孔前樋カバーの移動開始までの所要時間ｔ１４は５秒であった。
【００７４】
それ以降は、孔前樋カバーの移動と開孔装置の逆旋回による移動が同時に進行し、開孔装置が重複領域６から離脱した直後に孔前樋カバーが重複領域６に侵入した。図８中に示した横向きの両端矢印は、「開孔装置重複領域離脱」と「樋カバー重複領域侵入」とが同じタイミングで行われることを表している。その後、孔前樋カバーは出銑樋の孔前樋カバー装着位置まで移動して樋上をカバーし、開孔装置は退避位置へ戻り、出銑口開孔運動を完了した。この間の孔前樋カバーの移動に要した動作時間ｔ１５は６０秒であり、開孔装置の運転に要した動作時間ｔ１６は２５秒であった。
【００７５】
この本発明の方法では、合計運転時間（ｔ１４＋ｔ１５）は６５秒、発塵時間（ｔ１４＋ｔ１５）も６５秒と、従来法３または従来法４に比べ大幅に短縮された。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の高炉出銑口装置およびその運転制御方法によれば、マッドガン、孔前樋カバーおよび開孔装置の相互の衝突を確実に防止しつつ、孔前樋カバーが出銑樋上に装着されずに出銑が行われる状態を短時間とし、溶銑の飛散や発塵を最小限に抑えることができる。したがって、本発明の高炉出銑口装置およびその運転制御方法は、出銑口の閉孔時あるいは開孔時に用いる装置、方法として極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の高炉出銑口装置の要部の構成例を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の高炉出銑口装置の運転制御方法を示す制御系統図である。
【図３】従来の方法（単独運転）による出銑口閉孔時における孔前樋カバーとマッドガンの運転フローチャートである。
【図４】従来の方法（連動運転）による出銑口閉孔時における孔前樋カバーとマッドガンの運転フローチャートである。
【図５】本発明の運転制御方法（連続自動運転）を適用した場合の出銑口閉孔時における孔前樋カバーとマッドガンの運転フローチャートである。
【図６】従来の方法（単独運転）による出銑口開孔時における開孔装置と孔前樋カバーの運転フローチャートである。
【図７】従来の方法（連動運転）による出銑口開孔時における開孔装置と孔前樋カバーの運転フローチャートである。
【図８】本発明の運転制御方法（連続自動運転）を適用した場合の出銑口開孔時における開孔装置と孔前樋カバーの運転フローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１：マッドガン（退避位置）
１′：マッドガン（マッド充填位置）
１″：マッドガン旋回軌跡
２：開孔装置（退避位置）
２′：開孔装置（開孔位置）
２″：開孔装置旋回軌跡
３：孔前樋カバー（退避位置）
３′：孔前樋カバー（孔前樋カバー装着位置）
３″：孔前樋カバー移動軌跡  ４：高炉本体
５：出銑口
６：出銑口装置の稼働範囲重複領域
７：出銑口機器制御演算装置
８：マッドガン制御装置
９：孔前樋カバー移動制御装置
１０：開孔機制御装置
１１：移動位置予測演算装置
１２ａ、１３ａ、１４ａ：油圧駆動装置
１２ｂ、１３ｃ、１４ｂ：位置検出センサー
１３ｂ：リミットスイッチ
【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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【図６】
2005194579.tif 000008
【図７】
2005194579.tif 000009
【図８】
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