(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧式開孔機のドリルのフィード・打撃・回転によって溶融炉の出湯口を開孔する油圧式開孔機の自動制御方法において、
上記油圧式開孔機のドリルの基準位置からの前進距離Ｌｂを検出して、該ドリルが溶融炉の出湯口を開孔する直前付近にあることを検出し、
上記ドリルが出湯口を開孔する直前付近にあることを検出した後において、上記油圧式開孔機のフィード流量Ｒｆの変化を検出し、該変化の大きさにより出湯口の開孔直前を検出し、
上記出湯口の開孔直前を検出した時点から所定距離Ｌａドリルが前進した後に出湯口が開孔したと判断し、該所定距離Ｌａ前進した後、ドリルの前進を中断して後退させる油圧式開孔機の制御方法であって、
上記所定距離Ｌａをドリルのフィード量から直接検出し、該所定距離Ｌａは該溶融炉内の溶融物の溶融状態に応じて変更可能になっていることを特徴とする油圧式開孔機の自動制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の油圧式開孔機の自動制御方法において、
さく孔長さの所定長さＬｃ毎に、ドリル先端が出湯口から出るまで該ドリルを後退させて開孔部分を掃除する孔掃除制御と、
さく孔中に、ドリルのフィード圧Ｐｆが所定圧Ｐｆ１以上になり、且つドリルの前進距離Ｌが所定値Ｌ１以下に低下した場合に、ドリルを所定範囲内で前後進させて、さく孔するインチングさく孔制御と、
さく孔中に、回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ２まで上昇したらフィードを一旦停止し、それでも回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ３に上昇すると前進から後退に切り替え、回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ４まで低下したら再度前進に切り替えるジャミング防止制御と、
さく孔中に、該ドリルの回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ５以上及びフィード圧Ｐｆが所定圧Ｐｆ２以上になると、数回ドリルを前後進させる孔曲がり矯正さく孔制御と、
さく孔後の後退中に、回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ６以上で、且つフィード後退圧Ｐｆが所定圧Ｐｆ３以上になると、所定時間ｔ１ほどフィード前進させ、その後、弱逆打撃で所定時間ｔ２後退させ、更に強逆打撃で所定時間ｔ３後退させるインチング逆打撃制御とのうち、少なくとも１つ以上の制御を行なうことを特徴とする油圧式開孔機の自動制御方法。
【請求項３】
回転・打撃およびフィードの組合せにより溶融炉の出湯口の開孔を行う油圧式開孔機において、
回転圧力Ｐｒ、打撃圧力Ｐｓ、フィード圧力Ｐｆ、フィード流量Ｒｆ、フィード距離Ｌをそれぞれ検出する検出センサを設け、該検出センサの検出結果に基づいて、
上記油圧式開孔機のドリルの前進距離Ｌｂを検出して、該油圧式開孔機が溶融炉の出湯口を開孔する直前付近にあることを検出する第１検出手段と、
上記第１検出手段による検出後、油圧式開孔機のフィード流量Ｒｆの変化を検出し、該変化の大きさで、開孔直前であることを検出する第２検出手段と、
上記第２検出手段による検出後から、ドリルが所定距離Ｌａ前進した時を検出する第３検出手段と、
上記第３検出手段によりドリルが所定距離Ｌａ前進した時を検出した後、ドリルの前進を中断して後退させるフィード制御手段とを備えることを特徴とする油圧式開孔機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製鉄所の高炉、ゴミ溶融炉、灰溶融炉等において、溶融物排出用の出湯口の開孔作業に使用する油圧式の開孔機及びその自動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、高炉等の開孔作業用の開孔機としては、油圧式削岩機が使用されている。この油圧式削岩機は、先端にビッドを装着したロッドからなるドリルを有しており、該ロッドに打撃力、回転力、フィード力（ロッドを軸線方向に移動させる力）を付与して出湯口の開孔作業を行っている。
【０００３】
通常は、作業者が、この打撃操作、回転操作、フィード操作を適切に組合せ、且つこれらの強さやタイミング等を調整しながら開孔作業を行っている。この場合、作業者によってバラツキがあるために、最適な開孔作業を行うにはかなりの熟練度を必要としていた。また、出湯口内には固化した溶融メタルが散在している場合がある。そのために、ビッド先端が、固化した溶融メタルに当接した場合には、開孔が進まず、このような場合に無理やり開孔作業を進めると、ロッドが抜けなくなる事故いわゆるジャミングが生じる。また、無理やり開孔作業を進めるとドリルやロッドの早期磨損、削岩機のシャンクロッドの早期磨耗等が起こり、作業能率が著しく低下したり、開孔のコストがアップしたりするという問題が発生する。
【０００４】
そのことに対し、作業状況の変化に対応して自動的に打撃、回転、フィードの各操作を適切に組合せて、開孔作業を行なう油圧式開孔機として、例えば、特開平０８−３３３６１０号公報や特開２０００−１１９７１５号公報に開示されているものが知られている。
【０００５】
特に上記特開２０００−１１９７１５号公報には、ロッドを回転させる作動油の圧力（回転圧力）、ロッドに打撃力を作用させる作動油の圧力（打撃圧力）、ロッドを軸方向に進退させる作動油の圧力（フィード圧力）をそれぞれ検出し、回転圧力もしくはフィード圧力が所定値以下では打撃を行わないようにする空打ち防止制御、回転圧力が所定値まで上昇したらフィードを前進から後退に切り替え、回転圧力が所定値まで低下したら再度フィードを後退から前進に切り替えるジャミング防止制御、回転圧力が上昇するとそれに応じてフィード圧力を低下させるフィード力自動制御、回転圧力が上昇するとそれに応じてフィード速度を低下させるフィード速度自動制御、回転圧力が上昇すると打撃圧力も上昇させ、フィード圧力が低下すると打撃圧力も低下させる打撃力自動制御、打撃圧力が上昇すると回転数を所定値まで低下させ、打撃圧力が低下すると回転数を所定値まで上昇させる回転数自動制御、前進フィード圧力が設定圧力に達しない場合には打撃を行わないように制御する打撃開始制御、前進フィード圧力が設定圧力以上になるとフィードを後退側に切り替えるフィード方向制御を行うことが開示されている。
【０００６】
この公報に開示された油圧式開孔機の制御方法によれば、空打ち防止制御、ジャミング防止制御、フィード力自動制御、フィード速度自動制御、打撃力自動制御、回転数自動制御、打撃開始制御、フィード方向制御の少なくとも一つの制御を自動的に行うので、開孔作業を行う作業者の負担は軽減される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記後者の従来例（特開２０００−１１９７１５号）の油圧式開孔機の制御方法によって、さく孔前進中の不具合や後退中の不具合を改善して、開孔作業の負担低減を期待できる。しかし、この公報では、出湯口を完全に開孔した開孔時期の操作作業については、何も論じられてない。特に、出湯口を開孔した後は、速やかにドリルを後退させることが好ましいが、この公報には、この開孔後の操作作業についても開示されてない。
【０００８】
即ち、出湯口を開孔すると、ドリルの先端のビッドは溶融炉の高温の溶融物内に突入する結果となる。そのために、ドリルを奥まで突っ込むと、抜くまでにロッドの先端側やビッドが溶融物に浸っている時間が長くなり、それらが変形して再使用できなくなったり、抜けなくなったりするトラブルが発生する。また、ビッド及びロッドが抜けたとしても、その寿命は著しく低下したものになっている。
【０００９】
逆にドリルを早く後退させると、形成された出湯口の湯道が不完全なものとなって円滑な出湯ができない。
【００１０】
そのために、開孔直後にできるだけ速やかにドリルを後退させることが強く望まれている。その１つの方法として、ドリルを一定距離前進させた後に後退させることが考えられる。即ち、溶融炉の炉壁の厚さは所定厚さに設定されているので、この設定された厚さ分ほどドリルを前進させた時に、出湯口を開孔したとして、ドリルを後退させることが考えられる。しかし、溶融炉の内壁には固化物が形成されており、この固化物の生成量は溶融炉の状態によって常に変化している。この固化物を貫通して、初めて出湯口を開孔できるものであるが、この固化物の厚さが一定ではないために、所定距離ドリルを前進させた後に後退させると、開孔する場合もあるが、開孔しない場合もあり、安定した開孔を得られない。
【００１１】
また、特開２００１−１１６２４０号公報に見られるように、ドリルの開孔速度を検出し、この開孔速度の変化を検出して開孔したとするものが知られている。開孔状態を検出して制御するので、所定距離前進させて後退させるものに比べて、開孔したことを検出する精度が向上する。また、この公報のものでは、開孔した時を検出してドリルを後退させるので、従来手作業で後退させていたことに比較して、ドリルの曲がりは少なくなり、ドリルの寿命は長くなる。
【００１２】
しかし、この公報の方法は、あくまでも開孔した時を検出するものであり、ドリルの前進を停止させて後退させるのは、開孔したことを検出した後の検出信号からの作業である。そのために、ドリルを停止する位置は溶融炉に少し突っ込んだ位置となり、ドリル先端の長寿命化が困難であった。
【００１３】
そこで、本発明では、上記不具合を解消するために、開孔直後にできるだけ速やかにドリルの前進を停止し、即座に後退させるために、開孔した状態を精度良く検出する方法を提供するものである。
【００１４】
特に、開孔した時を検出してドリルの後退制御を行うのではなく、開孔直前を検出して完全に開孔するタイミングを予測し、この予測に応じてドリルを後退制御するようにしたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、油圧式開孔機のドリルのフィード・打撃・回転によって溶融炉の出湯口を開孔する油圧式開孔機の自動制御方法において、上記油圧式開孔機のドリルの基準位置からの前進距離Ｌｂを検出して、該ドリルが溶融炉の出湯口を開孔する直前付近にあることを検出し、上記ドリルが出湯口を開孔する直前付近にあることを検出した後において、上記油圧式開孔機のフィード流量Ｒｆの変化を検出し、該変化の大きさにより出湯口の開孔直前を検出し、上記出湯口の開孔直前を検出した時点から所定距離Ｌａドリルが前進した後に出湯口が開孔したと判断し、該所定距離Ｌａ前進した後、ドリルの前進を中断して後退させる油圧式開孔機の制御方法であって、上記所定距離Ｌａをドリルのフィード量から直接検出し、該所定距離Ｌａは該溶融炉内の溶融物の溶融状態に応じて変更可能になっていることを特徴とする。この制御方法では、開孔状態を高精度に検出することができるとともに開孔直後に素早くドリルを後退でき、ドリルの寿命を向上できる。特に、溶融炉の内壁に固化物が生成されていても、この固化物の厚さに影響されること無く確実に開孔直前を検出でき、且つ開孔状態を精度良く予測できる。更に、フィード量は該溶融炉の溶融状態に応じて変更可能になっているので、固化物を貫通して開孔した状態を精度良く予測できる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１記載の開孔機の自動制御方法において、さく孔長さの所定長さＬｃ毎に、ドリル先端が出湯口から出るまで該ドリルを後退させて開孔部分を掃除する孔掃除制御と、さく孔中に、ドリルのフィード圧Ｐｆが所定圧Ｐｆ１以上になり、且つドリルの前進距離Ｌが所定値Ｌ１以下に低下した場合に、ドリルを所定範囲内で前後進させて、さく孔するインチングさく孔制御と、さく孔中に、回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ２まで上昇したらフィードを一旦停止し、それでも回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ３に上昇すると前進から後退に切り替え、回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ４まで低下したら再度前進に切り替えるジャミング防止制御と、さく孔中に、該ドリルの回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ５以上及びフィード圧Ｐｆが所定圧Ｐｆ２以上になると、数回ドリルを前後進させる孔曲がり矯正さく孔制御と、さく孔後の後退中に、回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ６以上で、且つフィード後退圧Ｐｆが所定圧Ｐｆ３以上になると、所定時間ｔ１ほどフィード前進させ、その後、弱逆打撃で所定時間ｔ２後退させ、更に強逆打撃で所定時間ｔ３後退させるインチング逆打撃制御とのうち、少なくとも１つ以上の制御を行なう制御方法である。この方法では、作業状況の変化に対応して、開孔機の打撃、回転、フィード等の各操作を適切に自動制御できるので、作業者の負担を軽減でき、開孔時間を短縮でき、さらにビッド、ロッド等のさく孔工具の磨耗等も低減できる。特に、長期間油圧式開孔機を使用して、正規の開孔サイクルの打撃、回転、フィード圧力値が変化した場合でも、安定して作業状況の変化に対応した適切な制御を行うことができる。
【００１７】
請求項３の発明は、回転・打撃およびフィードの組合せにより溶融炉の出湯口の開孔を行う油圧式開孔機において、回転圧力Ｐｒ、打撃圧力Ｐｓ、フィード圧力Ｐｆ、フィード流量Ｒｆ、フィード距離Ｌをそれぞれ検出する検出センサを設け、該検出センサの検出結果に基づいて、上記油圧式開孔機のドリルの前進距離Ｌｂを検出して、該油圧式開孔機が溶融炉の出湯口を開孔する直前付近にあることを検出する第１検出手段と、上記第１検出手段による検出後、油圧式開孔機のフィード流量Ｒｆの変化を検出し、該変化の大きさで、開孔直前であることを検出する第２検出手段と、上記第２検出手段による検出後から、ドリルが所定距離Ｌａ前進した時を検出する第３検出手段と、上記第３検出手段によりドリルが所定距離Ｌａ前進した時を検出した後、ドリルの前進を中断して後退させるフィード制御手段とを備える構成である。この構成では、出湯口を開孔した直後にドリルを後退できるので、ドリルの損傷を防止でき、確実にドリルを後退できるとともにドリルの寿命を向上できる。それとともに、緻密な制御でさく孔及び／或は後退できるので、効率良く且つ確実にさく孔作業を行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
図１及び図２は、出湯装置２０の一例を示す。出湯装置２０には、出湯口１１を開孔する油圧式開孔機２１と、出湯口１１を閉塞するマッドガン２２とが設けられ、さらに、開孔機２１及びマッドガン２２を所定方向へ移動させる移動支持機構２３と、開孔機２１、マッドガン２２及び移動支持機構２３を夫々自動制御する制御装置２４が設けられている。
【００２０】
開孔機２１は、溶融炉本体３の炉底に溜った溶融物（溶融メタル）Ｍを排出する際に、出湯口１１内に充填したマッド材２５を掘削除去して出湯口１１を開孔するものである。開孔機２１は、移動支持機構２３のスライドフレーム３５の下面側に固定され、出湯口１１と平行なガイドセル２７と、ガイドセル２７の下面側にスライド可能に支持されたドリフターヘッド２８と、ガイドセル２７の下方位置に溶融炉本体３の方向に進退可能で且つ出湯口１１と平行に配置され、先端にビッド２９を備えるとともに出湯口１１と対向可能なロッド３０と、ドリフターヘッド２８に設けられ、ロッド３０に打撃力及び回転力を与えるドリフター３１と、ガイドセル２７に設けられ、ドリフター３１を前後移動（溶融炉本体３の方向に進退）させてロッド３０を前後進（溶融炉本体３の方向に進退）させる駆動装置３２とから構成されている。
【００２１】
ドリフター３１は公知の逆打撃装置付き油圧削岩機、例えば、特許第２９１３５３８号公報のものが使用される。油圧ポンプ（図示せず）からの油圧が油圧式開孔機２１に供給され、ドリフター３１と駆動装置３２とを駆動するようになっている。駆動装置３２は、ガイドセル２７の両端部に設けたスプロケット３２ａと、両スプロケット３２ａに捲き回されドリフターヘッド２８に連動連結されたチェーン（図示せず）と、チェーンを周回させるフィードモータ３２ｂとからなり、フィードモータ３２ｂによりチェーンを周回させると、ドリフターヘッド２８が前後動し、これに伴ってロッド３０及びドリフター３１が前後進するようになっている。
【００２２】
前後移動支持機構２３には、一対のスライドレール３３，３３が、水平姿勢でかつ出湯口１１に対して直交するように配置されている。スライドフレーム３５が、スライドレール３３，３３に複数のガイドローラ３４を介して走行自在に支持されており、該スライドフレーム３５は出湯口１１に対して直交する方向へ水平移動可能となっている。スライドシリンダ３６により、スライドフレーム３５をスライドレール３３，３３に沿って移動させることによって、開孔機２１及びマッドガン２２を出湯口１１と直交する方向（図１の上下方向）へ同期的に移動させる。
【００２３】
溶融炉本体３内の溶融メタルＭの出湯に際しては、先ず出湯装置２０の開孔機２１を作動させ、先端にビッド２９を備えたロッド３０からなるドリルＤを出湯口１１内へ押し込み、これを適宜に前進、打撃・回転、後退させることにより、充填されているマッド材２５及び炉壁３ａの内面に固着したメタル層Ｍａの掘削並びに掘削物の排出を行なう。すなわち、上記前進、打撃・回転、後退の各動作を複数回繰り返すことにより、溶融炉本体３内の溶融メタルＭの貯留空間に連通する湯道を貫通する。湯道が貫通されると、ドリルＤを出湯口１１の外方へ退避させ、出湯口１１を通して溶融メタルＭを出湯させる。
【００２４】
図５に示すように、開孔機２１には、フィードの位置を検出するエンコーダＳ１と、ドリフター３１の回転装置に供給される作動油の圧力を検出する圧力センサＳ２と、ドリフター３１の打撃装置に供給される作動油の圧力を検出する圧力センサＳ３と、駆動装置３２に供給される作動油の圧力を検出する圧力センサＳ４と、駆動装置３２に供給される作動油の流量（フィード流量）を検出する流量センサＳ５とが設けられ、それぞれが制御装置２４に接続されている。更にドリルＤが、基準位置からの前進距離Ｌを検出する距離検出センサＳ６も制御装置２４に接続されている。
【００２５】
また、これらの検出センサＳ１からＳ６の検出結果に基づいて、油圧式開孔機２１のドリルＤの前進距離Ｌｂを検出して、該油圧式開孔機２１が溶融炉３の出湯口１１を開孔する直前付近にあることを検出する第１検出手段Ａ１と、該第１検出手段Ａ１による検出後、該油圧式開孔機２１のフィード流量Ｒｆの変化を検出し、該変化の大きさで、開孔直前であることを検出する第２検出手段Ａ２と、該第２検出手段Ａ２による検出後から、ドリルＤが所定距離Ｌａ前進した時を検出する第３検出手段Ａ３とが制御装置２４に接続されている。
【００２６】
また、制御装置２４は、第３検出手段Ａ３によりドリルＤの前進を検出した後、ドリルＤの前進を中断して後退させるフィード制御手段Ｆａを備える。図５において、Ｐは打撃装置、Ｒは回転装置、Ｆはフィード装置を示しており、各装置Ｐ、Ｒ、Ｆは制御装置２４からの制御信号により以下に述べる制御を行なうようになっている。
【００２７】
本発明において、出湯口１１を完全に開孔して、さく孔を完了する際の制御について説明する。
【００２８】
図３に見られるように、出湯口１１を完全に開孔（貫通）する前後において、打撃圧、回転圧、フィード圧、打撃流量（ドリフター３１の打撃装置へ供給される作動油の流量）、回転流量（ドリフター３１の回転装置へ供給される作動油の流量）、フィード流量の変化を測定した。その結果、開孔（貫通）した後には、各圧力や流量に変化は見られる。そして開孔（貫通）直前では、打撃圧、回転圧、フィード圧、打撃流量、回転流量には、ほとんど変化が見られないか、或は微細な変化であったが、フィード流量では明確な変化が見られた。
【００２９】
これは、開孔（貫通）直前に、まず、図４（ａ）に示すようにメタル層Ｍａにひび割れが発生し（Ｈ１）、その後、同図（ｂ）に示すようにひび割れが拡大して（Ｈ２）メタル層Ｍａの塊が移動し、駆動装置３２に供給される作動油の流量、即ちフィード流量が増加するものと思われる。そして、同図（ｃ）に示すように、開孔（貫通）後は、塊が完全にメタル層Ｍａから分離し（Ｈ３）、空打ち状態になる。
【００３０】
即ち、開孔（貫通）直前で、メタル層Ｍａの一部がひび割れて、駆動装置３２に供給される作動油の流量、即ちフィード流量が増加し、通常のフィード流量とは異なる流量になると考えられる。
【００３１】
本発明は、この現象、即ち、開孔（貫通）直前にフィード流量に明らかな変化が見られることを利用して、開孔（貫通）状態を予測するものである。
【００３２】
先ず、ドリルＤの前進距離Ｌｂを測定し、開孔（貫通）する直前付近に達したか否かを検出する。尚、この前進距離Ｌｂは、例えばドリルＤの先端が溶融炉本体３の炉壁３ａの内面と略同一面に位置するような距離とすれば良い。その検出以降において、フィード流量の変化を測定する。フィード流量Ｒｆが急激に変化しＲｆ１になった場合、例えば、Ｒｆ１＝１．５Ｒｆになった場合に開孔（貫通）直前と判断する。
【００３３】
また、Ｒｆ１＝１．５Ｒｆに限らず、Ｒｆ１＝（ｋ）Ｘ（Ｒｆ）として、（ｋ）を任意に設定するようにしてもよい。或は、溶融炉のメタル層Ｍの厚さを考慮し、例えば、溶融炉の温度に応じて（ｋ）を変更するようにしてもよい。
【００３４】
また、Ｒｆ１が所定の倍率になった場合を検出するのでなく、設定した流量値になった場合を検出しても良い。その場合でも設定流量を、溶融炉の温度等で変更できるようにしても良い。更には、そのように直接フィード流量の値で貫通を判断するのではなく、フィード流量の変化率を見て、その推移を検査して、変化率の大きさが所定値に達した場合、或は、フィード流量変化率が所定時間継続して所定値を越えた場合等のように、間接的にフィード流量の変化から貫通直前を検出しても良い。フィード流量の値とフィード流量の変化率や時間等を組み合わせて検出することも可能である。又、フィード流量とフィード圧、回転圧、打撃圧等とを組み合せても良い。
【００３５】
このようにして、出湯口１１の開孔（貫通）直前を検出すると、それから所定距離Ｌａ前進したら、そこで開孔（貫通）したと判断する。所定距離Ｌａ前進後に、直ちに前進を停止し、即座に後退させる。尚、この所定距離Ｌａは、上記図４（ｃ）に示すように、メタル層Ｍａの塊全体が完全にメタル層Ｍａの本体から分離したときに対応する距離とすれば良い。これにより、貫通したことを検出して制御するのに比較して、開孔（貫通）直後を高精度で検出できるので、ドリルＤが溶融炉本体３の溶融メタルＭに浸かっている時間を削減でき、ドリルＤの寿命を大幅に長くできる。それとともに、ドリルＤやロッド３０の変形も大幅に低減できるので、次回のさく孔時のトラブルを削減でき、スムーズなさく孔を実現できる。
【００３６】
なお、所定距離Ｌａ前進した時点をさく孔完了、即ち開孔（貫通）したとしているが、この所定距離Ｌａは、僅かな距離であり、ドリルＤの移動距離を直接計測して判断することが好ましい。なお、溶融炉の種類等によっては、ドリルＤの移動が継続している時間、ドリルＤの移動速度等によってさく孔完了を判断するようにしてもよい。
【００３７】
次に、さく孔時における前進、打撃・回転、後退等の制御を説明する。
【００３８】
先ず炉壁検知制御について説明する。さく孔開始時には、ドリルＤが炉壁３ａに到着してないので、無打撃、無回転或は弱回転圧、且つ低フィード圧でドリフター３１はフィード前進する。ドリルＤが炉壁３ａに当たると、フィード速度が０になる。一定時間以上フィード速度が０或は設定値以下である場合に、炉壁３ａに到着したと判断して、ここから正規のさく孔サイクルを開始する。即ち、低回転力、中打撃力、低フィード圧で座ぐりを自動的に行う。
【００３９】
次に、さく孔中のジャミング防止制御について説明する。ジャミング防止制御は、さく孔作業中にマッド材２５の硬化部分やマッド欠損部分等に出くわすことで無理やりビッド２９が食い込んで抜けなくなったり（ジャミング）、開孔の孔曲がりを起こしたりするのを防止する制御である。
【００４０】
さく孔中に減速度が大きくなり、回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ２まで上昇したらフィードを一旦停止し、回転圧ＰｒがＰｒ２よりも低い所定圧力Ｐｒ４まで低下したら再度前進に切り替える制御を行ない、一方、フィードを一旦停止しても回転圧Ｐｒが上昇しＰｒ２よりも高いＰｒ３に達するとフィードを前進から後退に切り替え、回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ４まで低下したら再度前進に切り替える制御を行なう。再前進する時は、後退開始位置に到達するまでは空走となるため、その間はフィード前進圧力、フィード前進用油の流量を低下させ高速での再突入を防止する。また、空打ちを防止するため、打撃圧力を０または低打撃力とし、ドリルＤ等の打撃工具の磨耗を防止する。
【００４１】
この動作により、ロッド３０が抜けなくなる程突っ込む前にロッド３０を後退させるので、ジャミングを防止でき、スムーズに開孔できる。また、ロッド３０後退により、ドリルＤが高温のマッド材２５から一時的に離れるため、ビッド２９の冷却効果も向上する。
【００４２】
通常、加熱されたメタルＭが冷却されて生成される繰り粉は、ある程度の大きさ、質量を持ったツブ状の塊になる。この塊が出湯口１１から排出されるようにブローするが、一部は出湯口１１内に停滞する。この状態が継続すると、開孔後の退避時にドリルＤ等が噛み込み退避不能となる。
【００４３】
孔掃除制御とは、所定長さＬｃをさく孔する毎に、ドリルＤの先端が出湯口１１から抜け出るまで開孔機２１を後退させて、ブローするとともにドリルＤの掻きだし動作によって停滞している繰り粉を出湯口１１の外部に排出する、所謂出湯口１１を掃除する制御である。
【００４４】
上記で説明したように出湯口１１内にはメタルＭの固化した繰り粉が点在している。さく孔中にビッド２９がこの繰り粉に当った際には、さく孔負荷が高くなり、さく孔能力が低下する。そして無理やりさく孔を続けると、繰り粉の噛み込みを生じて抜けなくなることがある。そのために、さく孔中に、ドリルＤのフィード圧Ｐｆが所定圧Ｐｆ１以上になり、且つドリルＤの前進距離Ｌが所定値Ｌ１以下に低下した場合に、ドリルＤをその先端が出湯口１１から抜け出ない範囲で小刻みに（所定範囲内で）前後進させてさく孔するインチングさく孔制御を行なう。このインチングさく孔制御中に繰り粉をブローして排出する。
【００４５】
また、例えば、さく孔の領域がマッド層２５からメタル層Ｍａへ移行した際等では、メタルＭの流れ込んだ形状によってドリルＤが上方に逃げる現象が発生していると推測される。この際、逃げ量が大きい時には、回転圧が過大となり、ジャミング防止制御が作動する、もしくは噛み込みが起こりさく孔不能となる。しかし、逃げ量が小さい時は、そのままさく孔を継続して孔曲がりが発生する。同様に、硬いマッド層から比較的柔らかいマッド層へ移行する際も、柔らかいマッド層の状態（上部が柔らかい）によってはドリルＤが柔らかいマッド層方向へ逃げる現象が起こり、開孔時に噛み込み発生の原因となっている。
【００４６】
そのために、さく孔中に、ドリルＤの回転圧ＰｒがＰｒ２よりも低い所定圧Ｐｒ５以上及びフィード圧Ｐｆが所定圧Ｐｆ２以上になると、数回ドリルＤを前後進させる孔曲がり矯正さく孔制御を行なう。
【００４７】
さく孔後にドリルＤを後退させる時には、出湯口１１の開孔状態によっては、繰り粉が停滞していたり、出湯口１１が必ずしも直線的に開孔しているとは限らないために、スムーズに後退できない、或は後退できないことがある。このことを防止するために、さく孔後の後退中に、回転圧ＰｒがＰｒ２よりも低い所定圧Ｐｒ６以上で、且つフィード後退圧ＰｆがＰｆ２よりも高い所定圧Ｐｆ３以上になると、所定時間ｔ１ほどフィード前進させ、その後、弱逆打撃で所定時間ｔ２後退させ、更に強逆打撃で所定時間ｔ３後退させるサイクルを繰り返すインチング逆打撃制御を行なう。
【００４８】
【発明の効果】
本発明では、溶融炉の出湯口を開孔する開孔機の自動制御方法において、該出湯口の開孔直前を検出し、この検出時点から所定距離Ｌａほどドリルが前進した後に開孔したと判断して、ドリルを後退させるので、出湯口が開孔（貫通）したタイミングを高精度で検出することが可能となり、このことで、開孔直後に素早くドリルを後退でき、ドリルの寿命を向上できる。
【００４９】
特に、開孔(貫通)する直前付近の油圧式開孔機のフィード流量Ｒｆの変化を検出し、該変化の大きさで該出湯口の開孔直前と判断するので、開孔（貫通）直前の予測精度が高く、溶融炉の内壁に固化物が生成されていても、この固化物の厚さに影響されること無く確実に開孔直前を検出でき、且つ開孔状態を精度良く予測できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態である出湯装置の外観図を示す。
【図２】  図１の出湯装置に設けた開孔機を示す。
【図３】  開孔前後の各種計測データを示す。
【図４】  貫通直前の出湯口の開孔状態を説明する図であり、（ａ）はメタル層にひび割れが発生した状態を示し、（ｂ）はひび割れが拡大した状態を示し、（ｃ）は出湯口が開孔した状態を示す。
【図５】  本発明の一実施形態の制御システムを説明するブロック図である。
【符号の説明】
Ｍ      溶融メタル
Ｍａ    メタル層
Ｄ      ドリル
３      溶融炉本体
３ａ    炉壁
１１    出湯口
２０    出湯装置
２１    油圧式開孔機
２２    マッドガン
２３    移動支持機構
２４    制御装置
２５    マッド材
２７    ガイドセル
２８    ドリフターヘッド
２９    ビッド
３０    ロッド
３１    ドリフター
３２    駆動装置
３２ａ  スプロケット
３２ｂ  フィードモータ
３３    スライドレール
３４    ガイドローラ
３５    スライドフレーム
３６    スライドシリンダ
Ｌ      前進距離
Ｌａ    開孔直前の前進距離
Ｌｂ    開孔する直前付近までの前進距離
Ｌ１    インチングさく孔時の前進距離
Ｐｓ    打撃圧
Ｐｒ    回転圧
Ｐｆ    フィード圧
Ｒｆ    フィード流量
【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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