(57)【要約】  本発明は、移送装置及び、金属学的プラントのための投入材料（１）の移送のためのこのタイプの移送装置を有する移送システムに関し、移送装置は、投入材料（１）で少なくとも部分的に充填することができる移送容器（２）と、搬送装置（３）と、を備える。金属学的プラントによって達成することができる生産品質を上げるために、導入部分において記載した種類の移送装置が提案され、この移送装置は少なくとも１つの第１のセンサ（４）を備え、この少なくとも１つの第１のセンサ（４）は移送容器（２）と搬送装置（３）との間に配置され、少なくとも１つの第１のセンサ（４）によって移送容器（２）の質量及び／又は移送容器（２）の中の投入材料（１）の質量を特定することができる。最終的に、移送システムが少なくとも１つの上述した移送装置、少なくとも１つの第２の通信ユニット（１１）及びＩＴ若しくはオートメーションシステム（１２）を備えることが提案される。
2017512295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属学的なプラントのための投入材料（１）の移送のための移送装置であって、該移送装置が、
‐少なくとも部分的に前記投入材料（１）によって充填することができる移送容器（２）と、
‐搬送装置（３）と、
を備え、
少なくとも１つの第１のセンサ（４）によって特徴づけられ、
前記少なくとも１つの第１のセンサ（４）が前記移送容器（２）と前記搬送装置（３）との間に配置され、前記少なくとも１つの第１のセンサ（４）によって、前記移送容器（２）の質量及び／又は前記移送容器（２）中にある前記投入材料（１）の質量を測定することができ、前記移送装置は演算ユニット（５）を有し、
前記少なくとも１つの第１のセンサ（４）によって獲得されたデータを、前記演算ユニット（５）に通信することができ、
前記演算ユニット（５）は、前記質量の測定のために設計されている、移送装置。
【請求項２】
前記移送容器（２）は、前記少なくとも１つの第１のセンサ（４）上に置かれており、前記少なくとも１つのセンサ（４）は、前記搬送装置（３）上に置かれていることを特徴とする請求項１に記載の移送装置。
【請求項３】
前記移送装置は少なくとも１つの第２のセンサ（６）を有し、
前記少なくとも１つの第２のセンサ（６）によって、前記移送装置の傾斜及び／又は加速度を測定することができることを特徴とする請求項１又は２に記載の移送装置。
【請求項４】
前記移送装置は少なくとも１つの第３のセンサ（７）を有し、
前記少なくとも１つの第３のセンサ（７）によって、温度を測定することができることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の移送装置。
【請求項５】
前記移送装置が少なくとも１つのエネルギートランスデューサ（８）を有し、前記少なくとも１つのエネルギートランスデューサ（８）のそれぞれによって電気的エネルギーを発生することができることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の移送装置。
【請求項６】
前記移送装置は少なくとも１つのエネルギー貯蔵手段（９）を有し、前記少なくとも１つのエネルギー貯蔵手段（９）によって、前記少なくとも１つのセンサ（４、６、７）及び／又は必要に応じて前記演算ユニット（５）に電気的エネルギーを供給することができることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の移送装置。
【請求項７】
前記移送装置は少なくとも１つの第１の通信ユニット（１０）を有し、前記少なくとも１つの第１の通信ユニット（１０）によって、測定される前記質量を通信することができることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の移送装置。
【請求項８】
前記移送装置は、電気アーク炉用のスクラップバスケット又は転炉（ＢＯＦ／ＡＯＤ）用のスクラップクリップの形態にあることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の移送装置。
【請求項９】
金属学的プラント用の、投入材料（１）の移送のための移送システムであって、前記移送システムが、
‐請求項１〜８のいずれか一項に記載の少なくとも１つの移送装置；
‐少なくとも１つの第２の通信ユニット（１１）；及び
‐ＩＴ又はオートメーションシステム（１２）
を備える、移送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属学的プラントのための投入材料の移送用の移送装置及びそのような移送装置を有する移送システムに関し、移送装置は移送容器及び搬送装置を組み込み、この移送容器は少なくとも部分的に投入材料で充填することができる。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置は、例えば転炉を有する製錬所における鋼の生産に使用される。製錬所では、スクラップ金属容器、例えばスクラップクリップ又はスクラップバスケットを使用して、スクラップ金属がスクラップヤードから、転炉又は電気アーク炉に近接した装入ホールへ移送される。スクラップの正確な重量がわかっていることがプロセスの精密な管理にとって非常に重要である。
【０００３】
スクラップの重量が正確にわかっていればいるほど、例えばＢＯＦ（「酸素転炉」又はＬＤ転炉法（Ｌｉｎｚ−Ｄｏｎａｗｉｔｚ  ｍｅｔｈｏｄ））、ＡＯＤ（「アルゴン酸素脱炭法」）、ＥＡＦ（「電気アーク炉」）  のような実際の鋼製造プロセスにおける計算モデルの計算がより正確となる。この手段によって、脱炭プロセスをより正確に制御することができる。重量が正確でない場合には、脱炭の精度はそれに応じて不正確であり、酸素による「再吹錬」又は例えばアルミニウムのようなさらなる補充材料を追加することが必要とされる。
【０００４】
したがって、不正確に測定されたスクラップの重量は、計画された生産プロセスを着実に実行することができず、物流計画を変更しなければならないので、製鋼所における生産性の低下をもたらす。補助材料、特にアルミニウムの追加もまた、実質的なコスト増をもたらす。
【０００５】
ＢＯＦ／ＡＯＤ／ＥＡＦプロセスにおける装入のために、どのくらいの量のスクラップをそのために供給しなければならないかに関して決定が行われる。製鋼所の作業員はここで、スクラップの選択によって、できる限り正確にバッチの目標とする化学分析を達成するようにしようとする。この理由で、スクラップはスクラップヤードにおいて鋼のタイプに分類される場合が多い。スクラップヤードの職員は、それぞれの責任に対して、どのタイプの鋼及びいくらの量がスクラップコンテナに積み込まれるかということに関する指示を与えられる。
【０００６】
重量の測定は、取り外せないように設置された重量計を使用して行うことができ、これは非常に正確な方法である。スクラップヤードのサイズによって、スクラップ容器を置くことができ、貨車又は自動車のいずれかで運転することができるクレーンによって充填することができる、取り外せないように設置された、いくつかの重量計が存在し得る。しかし、クレーンはスクラップの積み込み地点から重量計まで長い距離を進まなければならないので、重量計は重大な物流上の制約をもたらす。
【０００７】
結果として、重量計の使用又は設置は先立って行われる場合が多い。次いで、スクラップコンテナが、スクラップヤードに自由に、理想的にはスクラップコンテナの中に積み込まれるスクラップに近接して配置される。このことは、積み込みに必要とされる時間を大幅に短縮する。これは、スクラップヤードの生産性を、すなわち、それぞれの時間に積み込むことができるスクラップコンテナの数を増加させ、材料の使用、すなわちスクラップコンテナを減少させ、対象にされた距離をより短くすることによって、及び自動車及び重量計に対するメンテナンスの費用を削減することによって、種々のコストを低下させる。
【０００８】
次いで、スクラップの計量が、クレーンの構造中のロードセルを使用して、直接的にクレーン上で行われる。クレーンの運転者は、ロードセルによって測定され、運転者に対して表示された重量を正しいものとして確認する。確認された重量は電子的に合計され、積み込み手順の終わりに製鋼所へ、通常はプロセス最適化システム（レベル２）へ、送信される。しかし、正確な計量を確保するために、積み荷は揺れないことが必要である。しかし、クレーンの運転者は、製鋼所がスクラップ無しで生産できないので、厳しい時間的プレッシャーの下にあり、そのため、クレーンの積み荷の揺れが止まるのを待たない場合が多い。クレーンの運転者が、スクラップバスケットの迅速な積み込みによって「余裕（ｌｅａｄ）」を作ることができる場合にのみ、例えばその運転者は休憩をとることができる。
【０００９】
重量の計量中の積み荷の揺れのために、大きな誤りがスクラップバスケットの全重量の計算に生じる。測定された重量は、実際の重量から１０〜１５％ずれることが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明に内在する目的は、金属学的プラントにおいて達成することができる生産性を増加させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、導入部に記載されたタイプの移送装置によって達成され、この移送装置は少なくとも１つの第１のセンサを組み込んでおり、この少なくとも１つの第１のセンサは、移送容器と搬送装置との間に配置され、この少なくとも１つの第１のセンサによって、移送容器の質量及び／又は移送容器中にある投入材料の質量を測定することができる。
【００１２】
特に、鋼の生産のための金属学的プラントは、この金属学的プラントが、例えば転炉の形態にあるように設計される。スクラップが、好ましくは投入材料として使用される。
【００１３】
少なくとも１つの第１のセンサは、移送容器と運搬装置との間に配置され、移送容器の質量又は移送容器中にある投入材料の質量を測定することができる。したがって、この少なくとも１つの第１のセンサによって、関連する質量を非常に正確にかつ確実に測定することができる。典型的には、金属学的プラントにおける移送装置は、投入材料を、特に転炉中で進行しているプロセス中に供給するために使用され、供給される投入材料の正確な量もまた、最終製品の品質に対して決定的に重要である。関連する質量の正確かつ確実な測定のおかげで、金属学的プラントによって達成することができる製品品質を上げることができる。
【００１４】
関連する第１のセンサとして、例えば、歪ゲージ、ピエゾ素子、又は圧力トランスデューサ―を使用することができる。
【００１５】
移送装置は、例えば、フレーム構造上に配置されたスクラップ容器の形態に構成することができ、少なくとも１つの第１のセンサは容器とフレームとの間に貼付される。移送容器又は搬送装置の設計によっては、幾つかの第１のセンサを提供することも可能である。さらに、関連する第１のセンサを、ロードセルの形状とすることができる。移送装置は、クレーン又はいくつかの他の操縦機を使用して、好ましくは貨車で移送可能である。
【００１６】
移送装置は演算ユニットを有し、少なくとも１つの第１のセンサによって獲得されたデータをこの演算ユニットと通信することができ、演算ユニットは質量を測定するように設計されている。
【００１７】
演算ユニットは、例えばプロセッサ、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ、制御電子回路、又は制御装置とすることができ、演算ユニットは、無線又は有線によって適切なセンサデータの通信のための少なくとも１つの第１のセンサにリンクされている。対応して、少なくとも１つのセンサからのセンサデータは、演算ユニットに通信することができ、その手段によって、関連する質量を、通信されたセンサデータに基づいて決定することができる。
【００１８】
本発明の有利な一実施形態によれば、移送容器は少なくとも１つの第１のセンサ上にあり、少なくとも１つの第１のセンサは搬送装置上ある。
【００１９】
移送装置のそのような設計は、一方で容易かつコスト効率良く製造することができ、他方で関連する質量の確実な測定を可能にする。
【００２０】
好ましくは、演算ユニットは電子筐体の中に収容され、この電子筐体は演算ユニットを塵、熱、及び／又は鋼の液体金属の飛沫から保護する。
【００２１】
特に、電子筐体又は演算ユニットは、該当する場合には、Ｉ／Ｏコンポーネントを有し、このＩ／Ｏコンポーネントによって、少なくとも１つの第１のセンサからの測定された値を受信することができ、必要に応じて予備処理（ｐｒｅ−ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ）し、次いで、最終的に実際の演算ユニットに供給することができる。少なくとも１つの第１のセンサから通信された、測定された値から、該当する場合には、演算ユニットは移送容器の全質量、又は移送容器中にある投入材料の質量を決定する。
【００２２】
特に、このタイプのいくつかの移送装置を有する移送システムの場合には、移送システムの個々の機能を必要に応じて局所的に又は分散して行うことができるので、演算ユニットを関連する移送装置の中に統合することによって、移送システムの複雑さを軽減することができる。同時にこれは、データの量又は、該当する場合には関連する移送装置と移送システムの残りの部分との間のリンクのバンド幅を縮小することを可能とし、コストを節約し、移送システムの可用性を上げるのに役立つ。
【００２３】
本発明のさらなる有利な一実施形態の場合には、移送装置は少なくとも１つの第２のセンサを有し、この少なくとも１つの第２のセンサの手段によって、移送装置の傾き（ｔｉｌｔ）及び／又は加速度を測定することが可能である。
【００２４】
移送装置が傾斜している場合、又は移送装置が加速されている場合には、移送容器の質量及び／又は移送容器中にある投入材料の質量の重みを付けられた力から離れた少なくとも１つの第１のセンサにさらなる力が働く。移送装置の傾斜の際には、特に、関連する第１のセンサに通常かかる力だけが検知されることが可能である。特に、幾つかの第１のセンサがある場合には、重量の移動がさらに生じる場合があり、それによって低い位置に配置されている関連する第１のセンサは、より大きな力に曝される。ここでもまた、移送装置の加速がある場合にはさらなる力が生じ、加速は、例えば速度の増減及び／又は移動の方向の変化の形とすることができる。
【００２５】
したがって、関連する第２のセンサは、検知される移送装置の傾斜及び／又は加速を許容し、関連する質量を測定する際に、それに関連するさらなる力が考慮に入れられる。特に、関連する第２のセンサは、上述に説明した演算ユニットへの無線又は有線のリンクを有し、演算ユニットは特に、関連のある第２のセンサからの関連のあるデータを使用する関連のある質量を測定するように配置され、関連のある第２のセンサからのデータを考慮に入れる。
【００２６】
したがって、演算ユニットは、さらなる入力として、例えば傾斜センサ又は加速度センサの形態にある少なくとも１つの第２のセンサを参照することができる。関連する第２のセンサは、好ましくは、必要に応じて移送容器又はスクラップ容器に、又は必要に応じて搬送装置又はフレーム構造に貼付されている。関連する第２のセンサの助けによって、特に移送装置の傾斜が測定され、それによって、該当する場合には、関連している質量又は重量のより正確な計算が可能となる。演算ユニットが、関連している第１のセンサの、若しくはロードセルの許容される最大の傾斜を超えてしまったことよるように、容器の加速の傾斜によって重量の正確な測定ができないと決定する場合には、例えば使用者は確認することができないという条件をつけることができる。また、「積み込みの完了」動作というトリガーの後に、許容される傾斜又は加速度が確立されているかどうかを確認するために、例えば１０秒等の規定の待ち時間があり、したがって、該当する場合には、関連する質量に対して測定された値が受け入れられるか又は通信される、ということが考えられる。
【００２７】
好ましくは、少なくとも１つのセンサは、移送容器の質量及び／又は移送容器の中の投入材料の質量の重量による力を直接的に検知することができるように配置されている。これは、例えば、移送容器が少なくとも１つの第１のセンサ上に鉛直に存在している、及び／又は少なくとも１つの第１のセンサが搬送装置上に垂直に存在していることによって達成することができる。
【００２８】
本発明のさらなる有利な一実施形態の場合には、移送装置は少なくとも１つの第３のセンサを有し、温度をこの少なくとも１つの第３のセンサによって測定することができる。
【００２９】
大きな温度変動が、特に製鋼所の回り‐スクラップヤードにおいて生じる場合が多く、例えばそれは−２０℃であり、製鋼所内では＋２０℃である。この状況では、関連する第１のセンサとして使用することができる多くの測定装置は温度依存性の挙動を有し、それによって測定データは、環境温度に依存してある程度改ざんされるか、若しくは関連する第１のセンサは、該当する場合には、所定の温度範囲内の信頼できる測定データのみを供給することができる。
【００３０】
関連する第３のセンサのおかげで、移送装置において、特に関連する第１のセンサにおいて優勢な（ｐｒｅｖａｉｌｉｎｇ）温度を検知することができ、それによって、関連する第１及び／又は第２のセンサによる測定の温度によって誘発された誤差を相殺することを可能にする。これは、関連する質量の正確な測定を、移送装置が運転されている周囲温度から独立して可能にする。例えば、関連する第３のセンサが、上述に説明した演算ユニットに無線で、若しくは有線でリンクされている場合には、演算ユニットは、関連する第１のセンサからのデータを使用し、関連する第３のセンサ、及び、もしあるとすれば第２のセンサからのデータを考慮して、関連している質量を特に測定するように設計される。
【００３１】
したがって、演算ユニットは、追加的な入力として少なくとも１つの第３のセンサを参照することができ、特に温度補正の無い第１のセンサ又は温度補正の無いロードセルが使用しようされる場合には、少なくとも１つの第３のセンサのそれぞれは、温度センサとして設計される。関連する第３のセンサ又は、該当する場合には温度センサは、好ましくは移送容器又はスクラップ容器に配置されるか、又は該当する場合には搬送装置又はフレーム構造に、好ましくは関連している第１のセンサに近接して配置される。
【００３２】
温度データが、無線でスクラップヤードの中心に取り付けられた温度センサから送信されるか、又は天気予報サービスからインターネットを通じて依頼されていることが同等に想到可能である。演算ユニットは、第１のセンサ、又は該当する場合には、関連するロードセルからのデータ項目が外部温度に依存するので、該当する場合には関連する質量又は関連する重量を計算する際に温度データを考慮に入れる。好適に配置される場合には、関連する第３のセンサ又は該当する場合には温度センサもまた、該当する場合には関連する第１のセンサ又はロードセルの最大許容温度をモニタするために使用することができる。演算ユニットが、最大許容温度を超えたと決定する場合には、これはリンクされた状態モニタシステム又はメンテナンス管理システムに報告することができる。特に、該当する場合には、状態モニタシステム又はメンテナンス管理システムは、後述する移送システムの一部として配置される。
【００３３】
本発明のさらなる有利な一実施形態では、移送装置は少なくとも１つのエネルギートランスデューサを有し、このエネルギートランスデューサによって、電気的エネルギーを発生させることができる。
【００３４】
特に、関連するエネルギートランスデューサは、振動から、温度差から、及び／又は移送装置の加速度から電気的エネルギーを得るように設計されている。したがって、例えば、移送装置が加速されるか、又はブレーキがかけられる際に生じる力は、とくにペンデュラム又はフライホイールの形状に設計された、電気的エネルギーを得るために使用することができるエネルギートランスデューサを駆動することができる。ここで、原理的には、いずれかの好適な形態のいわゆる「環境発電」をエネルギートランスデューサに対して使用して、必要とされる電気的エネルギーを少なくとも部分的に得ることが可能である。
【００３５】
ここで、既に説明したセンサの少なくとも１つが、必要に応じて、エネルギー的にそれ自体で十分（ｅｎｅｒｇｙ−ｓｅｌｆ−ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ）であるか、又はエネルギートランスデューサの形態にあることが好ましい。特に、関連するエネルギートランスデューサは、上述に説明した演算ユニット、及び、必要に応じて、既に説明した他のセンサにリンクされて、それらに電気的エネルギーを供給する。
【００３６】
本発明のさらなる有利な一実施形態の場合には、移送装置は少なくとも１つのエネルギー貯蔵メカニズムを有し、このエネルギー貯蔵メカニズムによって、少なくとも１つのセンサ及び／又は必要に応じて演算ユニットに電気的エネルギーを供給することができる。
【００３７】
関連するエネルギーの貯蔵は、例えばバッテリー或いはキャパシタ、又はその種のものの形状とすることができる。特に、関連するエネルギーの貯蔵は、関連する質量の測定を、規定することができる時間中に確実に行うことができるように所定の容量を有することができる。好ましくは、関連するエネルギーの貯蔵は、電気的エネルギーを供給する目的で上述に説明した演算ユニットに、及び必要に応じて１つ以上の上述に説明したセンサにリンクしている。
【００３８】
特に、演算ユニットは、関連するエネルギーの貯蔵、特にその温度、電圧、又は電流の強さを、該当する場合はモニタすることができるような態様で設計されている。例えば、演算ユニットが関連するエネルギーの貯蔵が危機的な状態に達したことを決定すると、このことは作業員に、後述される移送システムのユーザコントロール設備を介して報告することができる。同様に、演算ユニットがリンクされた状態モニタシステムに警報を発するか、又はメンテナンス管理システムのメンテナンス指令を生成することが想到できる。特に、該当する場合には、状態モニタシステム又はメンテナンス管理システムは、ここでは後述に説明する移送システムの一部として配置される。
【００３９】
本発明のさらなる有利な一実施形態の場合には、移送装置は少なくとも１つの第１の通信ユニットを有し、この第１の通信ユニットによって、測定される質量を通信することができる。
【００４０】
該当する場合には、測定される質量、又は測定された質量の数値は、特に無線で、少なくとも１つの第１の通信ユニットによって、移送装置の外にある１つ以上の受信機、特に後述に説明する移送システムの第２の通信ユニットに通信することができる。例えば、少なくとも１つの第１の通信ユニットは送信用電子機器と、この送信用電子機器にリンクされたアンテナとを有し、送信用電子機器は好ましくは上述に説明した演算ユニットにリンクされている。この明細書において、送信用電子機器は、データの送信及び受信の両方ができるように配置されていることが想到できる。
【００４１】
本発明のさらなる有利な一実施形態の場合には、移送装置は電気アーク炉用のスクラップバスケット又は転炉（ＢＯＦ／ＡＯＤ）用のスクラップクリップである。
【００４２】
最後に、上述に記載された目的は、導入部に記載されたタイプの移送システムによって達成され、移送システムは上述に説明した少なくとも１つの移送装置、少なくとも１つの第２の通信ユニット、及びＩＴ又はオートメーションシステムを組み込んでいる。
【００４３】
例えば、第２の通信ユニットは、有線のネットワークに直接リンクされた受信設備として設計することができる。同様に、この受信設備は、さらなる受信設備を有するいわゆる網形回線網を介してネットワーク化することができる。網形回線網では、少なくとも１つの受信設備が有線ネットワークへのインターフェースを有し、このインターフェースは好ましくは独立してリンクを設定する。無線ネットワークは、ここではＷＬＡＮのためのＩＥＥＥ  ８０２．１１標準又はＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴのためのＩＥＥＥ  ８０２．１５．４標準に従って配置することができる。
【００４４】
作業員用端末もまた、有線ネットワークまたは無線ネットワークを介してリンクインさせることができる。測定された質量はこれに送信され、作業員は「バランスアップ」又は「積み込み完了」のような動作を開始させ、それによって送信を直接路（ｏｎ  ａ  ｄｉｒｅｃｔ  ｐａｔｈ）で、又はリンクされたオートメーション／ＩＴシステム、例えばレベル２を通じて達成することができる。好ましくは、該当する場合には作業員もまた、システムの中で、現在の移送容器又は現在の移送装置を、例えば該当する場合には、関連する容器又は関連する装置に描かれた数字から特定することができる。同様に、容器の特定がカメラシステム又はＲＦＩＤを介して自動的に達成されることが想到可能である。
【００４５】
次いで、動作「積み込み完了」が開始される際に、特に測定された質量がリンクされたオートメーション／ＩＴシステムに通信される。さらに、例えばバッチ、スクラップバスケットの識別コード、日付、時間、ユーザＩＤ、等のような特殊な識別する特徴を通信することができる。そうすることで、該当する場合には、作業員の端末から、又は演算ユニット或いは制御電子回路からの両方で測定を達成することができる。また、演算ユニット又は制御電子回路が、該当する場合には、オートメーション／ＩＴシステムに測定される質量及びそれが手渡すべき識別する特徴を連続的に送信し、ユーザコントローラにおける「積み込み完了」の動作の開始によって、これら値はオートメーション／ＩＴシステムにおいて「受け取られた」としてラベル付けされ、さらなるプロセスステップがそれによって開始される。
【００４６】
上述に説明された移送装置及び上述に説明された移送システムは、既に項目として挙げられた利点とは別の、またさらなる有利な面を提示する。例えば、該当する場合には＋／−０．５％の精度まで質量を測定する、又は重量を測定することが可能となり、確実な値がプロセスモデルに対して使用可能であるので、その手段によって、特に鉄及び鋼のプラントからの製品の品質を改善することができる。さらに、例えば連続的に行われるより正確な質量の測定のおかげで、低いコストしか原材料、特に選別されたスクラップに対してかからない。例えば、該当する場合に、追加的な急冷（ｒｅｆｒｅｓｈ）作業又は酸素を使用する再吹込み作業がほとんど若しくは全く必要とされないので、鋼の生産のために必要とされる生産時間を削減することができる。さらに、投入材料の量を、今からはその移送中に計量することができるので、該当する場合には、これまでは必要であった、投入材料又はスクラップの固定された計量プラットホームへの移送のための遅延を減少させる又は回避することができ、それによって実際の金属学的プロセスを直ちに開始することができる。また、結果的に、金属学的プロセス中の時間及び固定された重量計のコスト、例えば、固定された重量計のメンテナンスのコストの両方をも節約することが可能である。投入材料の取り扱い作業、物流管理、及び貯蔵のコスト、特にスクラップヤードにおけるコストを、とりわけ、選別をより迅速に行うことができるという理由で、減少させることができる。さらに、該当する移送容器中の投入材料の現在の質量を、人／機械のインターフェースに、例えば積み込みクレーンにおけるスクリーンに表示すること、及び該当する場合には、殆ど即時にオートメーションシステムに現状の値を転送するか、又は貯蔵することが可能になる。特に、移送容器の追加的な積み込み又は部分的な荷卸しを必要に応じて回避し、それによって望ましい量の投入材料を入手することが可能である。それによって、とりわけ、投入材料のための取扱時間を削減することが可能であり、同時に、特にスクラップヤードにおいて、より少ない装置しか必要とされないので、追加的な貯蔵スペースが入手可能となる。該当する質量の迅速な測定はさらに、該当する場合には計算若しくは行われる金属学的プロセス、例えばＥＡＦプロセスの最適化の即時の開始を可能にする。特に、金属学的プラントの全体を通じてより大きな透明性が可能となり、確実な測定データの獲得と通信とのための拡張された選択肢が使用可能となる。金属学的なプロセス及び環境状態の改善されたプラニング及びより良いコントロールを可能とし、最終的には金属学的プラントの実績を上げることが可能になる。ここで、説明された移送装置及び説明された移送システムを、平行して進行している生産を邪魔することなく、設置し実行することは比較的容易である。特に、投資コストは低く、短い償却期間を達成することができる。さらに、該当する場合には、移送装置又は移送システムの修理及びメンテナンスに対する経費は、使用を低い電力で電子機器で行うことができるので、比較的小さい。したがって、全体的に、改善されたプロセス制御を達成することが可能であり、高い生産率を達成することができる。さらに、投入材料を、特に関連するバッチに対して、原材料のためのコストと共に、正確に検知し追跡することが可能となり、それによって、また、特に説明した移送装置のために、大きな費用をかけることなく、状態のモニタリングを実行することが直接可能である。
【００４７】
以下に、本発明が、図面に示された例示の実施形態を参照することによって、より詳細に記載され、説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の移送装置の第１の例示の実施形態の図である。
【図２】本発明の移送システムの例示の実施形態と一緒の、本発明の移送装置の第２の例示の実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図１は、本発明の移送装置の第１の例示の実施形態を示す。
【００５０】
この移送装置は、投入材料１の、例えばスクラップの移送のために設計されており、移送容器２、搬送装置３、及び第１のセンサ４を有し、移送容器２は少なくとも部分的に投入材料１で充填することができる。ここで、第１のセンサ４は、移送容器２と搬送装置３との間に配置される。第１のセンサ４によって、移送容器２の質量及び／又は移送容器２内に存在する投入材料１の質量を測定することができる。
【００５１】
図２は、本発明の移送システムの例示の実施形態と一緒に、本発明の移送装置の第２の例示の実施形態を示す。移送装置は、移送容器２と、搬送装置３と、を２つの第１のセンサ４と共に有し、移送容器２は少なくとも部分的に移送される投入材料１で充填することができる。ここで、該当する第１のセンサ４は、移送容器２と搬送装置３との間に配置され、それによって、移送容器２は２つの第１のセンサ４上に置かれ、関連する第１のセンサ４は搬送装置２上に置かれる。２つの第１のセンサ４によって、移送容器２の質量及び／又は移送装置２内に存在する投入材料１の質量を測定することができる。
【００５２】
関連している質量を測定する目的で、移送装置はさらに演算ユニット５を有し、この演算ユニット５は、２つの第１のセンサ４によって検知されたデータの通信のために２つの第１のセンサ４にリンクされている。移送装置は、第２のセンサ６をさらに備え、この第２のセンサ６によって、移送装置の傾斜及び／又は加速度を測定することができる。測定される傾斜及び／又は加速度を、関連している質量の測定において、演算ユニット５によって考慮することができる。さらに、移送装置は第３のセンサ７を有し、この第３のセンサ７によって、温度を測定することができ、それによって測定された温度もまた、演算ユニット５によって、関連している質量の測定において考慮することができる。測定された質量の電波１４による無線通信の目的のために、演算ユニット５は、移送装置に組み込まれた第１の通信ユニット１０にリンクされている。例示の実施形態の記載内容において、演算ユニット５、第２のセンサ６、及び第１の通信ユニット１０は、ここでは少なくとも部分的に電子筐体１３の中に収容されている。
【００５３】
移送装置用の局所的なエネルギー供給のために、移送装置は演算ユニット５にリンクされたエネルギートランスデューサ８を有し、このエネルギートランスデューサ８によって、電気的エネルギーを発生させることができる。好ましくは、エネルギートランスデューサ８は、上述されているいわゆる「環境発電」技術を使用する。さらに、移送装置は演算ユニット５にリンクされたエネルギー貯蔵手段９を有し、このエネルギー貯蔵手段９によって、演算ユニット５に電気的エネルギーを供給することができる。また、演算ユニットを介して、ここでは第１の通信ユニット１０と共に様々なセンサ４、６、７に電気的エネルギーを供給することができる。さらに、又は代替的に、エネルギートランスデューサ８はエネルギー貯蔵手段９にリンクされている。さらに、様々なセンサ４、６、７を、エネルギー的にそれ自体で十分に（ｅｎｅｒｇｙ−ｓｅｌｆ−ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ）運転することができ、「環境発電」技術をここでも使用することができる。
【００５４】
移送システムは、説明した移送装置に加えて、及びそれとは別に、第２の通信ユニット１１を含み、この第２の通信ユニット１１によって、第１の通信ユニット１０を介した、関連する移送装置の演算ユニット５との無線通信が可能とされる。さらに、移送システムはＩＴ又はオートメーションシステム１２を有し、ＩＴ又はオートメーションシステム１２は第２の通信ユニット１１にリンクされている。例えば、ＩＴ又はオートメーションシステム１２は、該当する場合には状態モニタシステム又はメンテナンス管理システムとして設計されているか、又は該当する場合にはそのようなシステムとリンクされている。ここで、ＩＴ又はオートメーションシステム１２は好ましくは金属学的プラントのプロセス制御装置とリンクされている。
【００５５】
要約すると、本発明は、移送装置及び金属学的プラントのための投入材料の移送のためのこのタイプの移送装置を有する移送システムに関し、移送装置は移送容器及び搬送装置を組み込み、移送容器は少なくとも部分的に投入材料で充填することができる。金属学的プラントの達成可能な製品品質を上げるために、導入部において引用したタイプの移送装置が提案され、移送装置は少なくとも１つの第１のセンサを組み込み、少なくとも１つの第１のセンサは、移送容器と搬送装置との間に配置され、移送容器の質量及び／又はこの移送容器中にある投入材料の質量を、少なくとも１つの第１のセンサによって測定することができる。最後に、移送システムが、上述に説明したような少なくとも１つの移送装置、少なくとも１つの第２の通信ユニット、及びＩＴ又はオートメーションシステムを組み込むことが提案されている。
【符号の説明】
【００５６】
１          投入材料
２          移送容器
３          搬送装置
４          第１のセンサ
５          演算ユニット
６          第２のセンサ
７          第３のセンサ
８          エネルギートランスデューサ
９          エネルギー貯蔵手段
１０        第１の通信ユニット
１１        第２の通信ユニット
１２        ＩＴ又はオートメーションシステム
【図１】
2017512295.tif 000003
【図２】
2017512295.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月5日(2016.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属学的なプラントのための投入材料（１）の移送のための移送装置であって、該移送装置が、少なくとも部分的に前記投入材料（１）によって充填することができる移送容器（２）と、搬送装置（３）と、を備え、
‐前記移送装置は、少なくとも１つの第１のセンサ（４）を備え、該少なくとも１つの第１のセンサは、前記移送容器（２）と、前記搬送装置（３）と、の間に配置され、前記少なくとも１つの第１のセンサ（４）によって、前記移送容器（２）の質量及び／又は前記移送容器（２）中にある前記投入材料（１）の質量を測定することができ、
‐前記移送装置は演算ユニット（５）を有し、該演算ユニット（５）に、前記少なくとも１つの第１のセンサ（４）によって獲得されたデータを通信することができ、前記演算ユニット（５）は、前記移送容器（２）の質量及び／又は前記移送容器（２）中の前記投入材料（１）の質量の測定のために設計されており、 
‐前記移送装置は少なくとも１つの第２のセンサ（６）を有し、該少なくとも１つの第２のセンサによって、前記移送装置の傾斜及び／又は加速度を測定することができ、
‐前記移送装置の傾斜又は加速度によって生じるさらなる力が、前記演算ユニット（５）によって、関連する前記質量の測定において考慮され、
‐前記移送装置は少なくとも１つの第３のセンサ（７）を有し、該少なくとも１つの第３のセンサ（７）によって、前記第１のセンサにおける優勢な温度を測定することができ、
‐前記第３のセンサ（７）によって測定された温度が、前記温度によって引き起こされた前記少なくとも１つの第１のセンサの測定誤差を補償するために使用される、移送装置。
【請求項２】
前記第３のセンサ（７）によって測定された前記温度はまた、前記温度によって引き起こされた前記第２のセンサ（６）の測定誤差を補償するためにさらに使用されることを特徴とする請求項１に記載の移送装置。
【請求項３】
前記移送容器（２）は前記少なくとも１つの第１のセンサ（４）上に置かれており、前記第１のセンサ（４）は前記搬送装置（２）上に置かれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の移送装置。
【請求項４】
前記移送装置が少なくとも１つのエネルギートランスデューサ（８）を有し、前記少なくとも１つのエネルギートランスデューサ（８）のそれぞれによって電気的エネルギーを発生することができることを特徴とする請求項１、２、又は３に記載の移送装置。
【請求項５】
前記移送装置は少なくとも１つのエネルギー貯蔵手段（９）を有し、前記少なくとも１つのエネルギー貯蔵手段（９）によって、前記センサ（４、６、７）及び前記演算ユニット（５）に電気的エネルギーを供給することができることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の移送装置。
【請求項６】
前記移送装置は少なくとも１つの第１の通信ユニット（１０）を有し、前記少なくとも１つの第１の通信ユニット（１０）によって、測定される前記質量を通信することができることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の移送装置。
【請求項７】
前記移送装置は、電気アーク炉用のスクラップバスケット又は転炉（ＢＯＦ／ＡＯＤ）用のスクラップクリップの形態にあることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の移送装置。
【請求項８】
金属学的プラント用の、投入材料（１）の移送のための移送システムであって、前記移送システムが、
‐請求項１〜７のいずれか一項に記載の少なくとも１つの移送装置；
‐少なくとも１つの第２の通信ユニット（１１）；及び
‐ＩＴ又はオートメーションシステム（１２）
を備える、移送システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属学的プラントのための投入材料の移送用の移送装置及びそのような移送装置を有する移送システムに関し、移送装置は移送容器及び搬送装置を組み込み、この移送容器は少なくとも部分的に投入材料で充填することができ、
‐移送装置は、少なくとも１つの第１のセンサを備え、この少なくとも１つの第１のセンサは移送容器と搬送装置との間に配置され、この少なくとも１つの第１のセンサによって、移送容器の質量及び／又はこの移送容器の中にある投入材料の質量を測定することができ、
‐移送装置は演算ユニットを有し、この演算ユニットに少なくとも１つの第１のセンサによって獲得されたデータを通信することができ、演算ユニットは、移送容器の質量及び／又はこの移送容器の中にある投入材料の質量を測定するように設計されている。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置は、例えば転炉を有する製錬所における鋼の生産に使用される。製錬所では、スクラップ金属容器、例えばスクラップクリップ又はスクラップバスケットを使用して、スクラップ金属がスクラップヤードから、転炉又は電気アーク炉に近接した装入ホールへ移送される。スクラップの正確な重量がわかっていることがプロセスの精密な管理にとって非常に重要である。
【０００３】
導入部に記載されたタイプの移送装置は、例えば特許文献１から既知である。
【０００４】
特許文献２からは、荷重センサを有し、この荷重センサによって移送に対する荷重を測定することができる、刈り取り機が知られている。さらに、特許文献２の刈り取り機は傾斜センサを有し、この傾斜センサからの出力は、傾斜によって引き起こされた測定誤差を補償している。内部に、傾斜センサは温度センサを有し、それによってその温度依存する測定誤差を修正する。他方で、荷重センサからの出力信号は、温度依存性が無いか、又は温度依存性は少なくとも最小である。特許文献２では、温度依存性を補償する目的で、すべての場合で木の刈り取りの直後に、荷重センサによる風袋の測定が行われることが提案されている。
【０００５】
スクラップの重量が正確にわかっていればいるほど、例えばＢＯＦ（「酸素転炉」又はＬＤ転炉法（Ｌｉｎｚ−Ｄｏｎａｗｉｔｚ  ｍｅｔｈｏｄ））、ＡＯＤ（「アルゴン酸素脱炭法」）、ＥＡＦ（「電気アーク炉」）  のような実際の鋼製造プロセスにおける計算モデルの計算がより正確となる。この手段によって、脱炭プロセスをより正確に制御することができる。重量が正確でない場合には、脱炭の精度はそれに応じて不正確であり、酸素による「再吹錬」又は例えばアルミニウムのようなさらなる補充材料を追加することが必要とされる。
【０００６】
したがって、不正確に測定されたスクラップの重量は、計画された生産プロセスを着実に実行することができず、物流計画を変更しなければならないので、製鋼所における生産性の低下をもたらす。補助材料、特にアルミニウムの追加もまた、実質的なコスト増をもたらす。
【０００７】
ＢＯＦ／ＡＯＤ／ＥＡＦプロセスにおける装入のために、どのくらいの量のスクラップをそのために供給しなければならないかに関して決定が行われる。製鋼所の作業員はここで、スクラップの選択によって、できる限り正確にバッチの目標とする化学分析を達成するようにしようとする。この理由で、スクラップはスクラップヤードにおいて鋼のタイプに分類される場合が多い。スクラップヤードの職員は、それぞれの責任に対して、どのタイプの鋼及びいくらの量がスクラップコンテナに積み込まれるかということに関する指示を与えられる。
【０００８】
重量の測定は、取り外せないように設置された重量計を使用して行うことができ、これは非常に正確な方法である。スクラップヤードのサイズによって、スクラップ容器を置くことができ、貨車又は自動車のいずれかで運転することができるクレーンによって充填することができる、取り外せないように設置された、いくつかの重量計が存在し得る。しかし、クレーンはスクラップの積み込み地点から重量計まで長い距離を進まなければならないので、重量計は重大な物流上の制約をもたらす。
【０００９】
結果として、重量計の使用又は設置は先立って行われる場合が多い。次いで、スクラップコンテナが、スクラップヤードに自由に、理想的にはスクラップコンテナの中に積み込まれるスクラップに近接して配置される。このことは、積み込みに必要とされる時間を大幅に短縮する。これは、スクラップヤードの生産性を、すなわち、それぞれの時間に積み込むことができるスクラップコンテナの数を増加させ、材料の使用、すなわちスクラップコンテナを減少させ、対象にされた距離をより短くすることによって、及び自動車及び重量計に対するメンテナンスの費用を削減することによって、種々のコストを低下させる。
【００１０】
次いで、スクラップの計量が、クレーンの構造中のロードセルを使用して、直接的にクレーン上で行われる。クレーンの運転者は、ロードセルによって測定され、運転者に対して表示された重量を正しいものとして確認する。確認された重量は電子的に合計され、積み込み手順の終わりに製鋼所へ、通常はプロセス最適化システム（レベル２）へ、送信される。しかし、正確な計量を確保するために、積み荷は揺れないことが必要である。しかし、クレーンの運転者は、製鋼所がスクラップ無しで生産できないので、厳しい時間的プレッシャーの下にあり、そのため、クレーンの積み荷の揺れが止まるのを待たない場合が多い。クレーンの運転者が、スクラップバスケットの迅速な積み込みによって「余裕（ｌｅａｄ）」を作ることができる場合にのみ、例えばその運転者は休憩をとることができる。
【００１１】
重量の計量中の積み荷の揺れのために、大きな誤りがスクラップバスケットの全重量の計算に生じる。測定された重量は、実際の重量から１０〜１５％ずれることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０２９８９４１号明細書
【特許文献２】米国特許第７２１１７４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明に内在する目的は、金属学的プラントにおいて達成することができる生産性を増加させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、導入部に記載されたタイプの移送装置によって達成され、
‐移送装置は少なくとも１つの第２のセンサを有し、この第１のセンサによって、移送装置の傾斜（ｔｉｌｔ）及び／又は加速度を測定することができ；
‐移送装置の傾斜又は加速度によって生じるさらなる力は、演算ユニットによって、関連する質量の測定において考慮され；
‐移送装置は少なくとも１つの第３のセンサを有し、この第３のセンサによって、第１のセンサにおける優勢な温度を測定することができ；
‐第３のセンサによって測定された温度は、温度によって引き起こされた少なくとも１つの第１のセンサの測定誤差を補償するために使用される。
【００１５】
特に、鋼の生産のための金属学的プラントは、この金属学的プラントが、例えば転炉の形態にあるように設計される。スクラップが、好ましくは投入材料として使用される。
【００１６】
少なくとも１つの第１のセンサは、移送容器と運搬装置との間に配置され、移送容器の質量又は移送容器中にある投入材料の質量を測定することができる。したがって、この少なくとも１つの第１のセンサによって、関連する質量を非常に正確にかつ確実に測定することができる。典型的には、金属学的プラントにおける移送装置は、投入材料を、特に転炉中で進行しているプロセス中に供給するために使用され、供給される投入材料の正確な量もまた、最終製品の品質に対して決定的に重要である。関連する質量の正確かつ確実な測定のおかげで、金属学的プラントによって達成することができる製品品質を上げることができる。
【００１７】
関連する第１のセンサとして、例えば、歪ゲージ、ピエゾ素子、又は圧力トランスデューサ―を使用することができる。
【００１８】
移送装置は、例えば、フレーム構造上に配置されたスクラップ容器の形態に構成することができ、少なくとも１つの第１のセンサは容器とフレームとの間に貼付される。移送容器又は搬送装置の設計によっては、幾つかの第１のセンサを提供することも可能である。さらに、関連する第１のセンサを、ロードセルの形状とすることができる。移送装置は、クレーン又はいくつかの他の操縦機を使用して、好ましくは貨車で移送可能である。
【００１９】
移送装置は演算ユニットを有し、少なくとも１つの第１のセンサによって獲得されたデータをこの演算ユニットと通信することができ、演算ユニットは質量を測定するように設計されている。
【００２０】
演算ユニットは、例えばプロセッサ、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ、制御電子回路、又は制御装置とすることができ、演算ユニットは、無線又は有線によって適切なセンサデータの通信のための少なくとも１つの第１のセンサにリンクされている。対応して、少なくとも１つのセンサからのセンサデータは、演算ユニットに通信することができ、その手段によって、関連する質量を、通信されたセンサデータに基づいて決定することができる。
【００２１】
本発明の有利な一実施形態によれば、移送容器は少なくとも１つの第１のセンサ上にあり、少なくとも１つの第１のセンサは搬送装置上ある。
【００２２】
移送装置のそのような設計は、一方で容易かつコスト効率良く製造することができ、他方で関連する質量の確実な測定を可能にする。
【００２３】
好ましくは、演算ユニットは電子筐体の中に収容され、この電子筐体は演算ユニットを塵、熱、及び／又は鋼の液体金属の飛沫から保護する。
【００２４】
特に、電子筐体又は演算ユニットは、該当する場合には、Ｉ／Ｏコンポーネントを有し、このＩ／Ｏコンポーネントによって、少なくとも１つの第１のセンサからの測定された値を受信することができ、必要に応じて予備処理（ｐｒｅ−ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ）し、次いで、最終的に実際の演算ユニットに供給することができる。少なくとも１つの第１のセンサから通信された、測定された値から、該当する場合には、演算ユニットは移送容器の全質量、又は移送容器中にある投入材料の質量を決定する。
【００２５】
特に、このタイプのいくつかの移送装置を有する移送システムの場合には、移送システムの個々の機能を必要に応じて局所的に又は分散して行うことができるので、演算ユニットを関連する移送装置の中に統合することによって、移送システムの複雑さを軽減することができる。同時にこれは、データの量又は、該当する場合には関連する移送装置と移送システムの残りの部分との間のリンクのバンド幅を縮小することを可能とし、コストを節約し、移送システムの可用性を上げるのに役立つ。
【００２６】
移送装置が傾斜している場合、又は移送装置が加速されている場合には、移送容器の質量及び／又は移送容器中にある投入材料の質量の重みを付けられた力から離れた少なくとも１つの第１のセンサにさらなる力が働く。移送装置の傾斜の際には、特に、関連する第１のセンサに通常かかる力だけが検知されることが可能である。特に、幾つかの第１のセンサがある場合には、重量の移動がさらに生じる場合があり、それによって低い位置に配置されている関連する第１のセンサは、より大きな力に曝される。ここでもまた、移送装置の加速がある場合にはさらなる力が生じ、加速は、例えば速度の増減及び／又は移動の方向の変化の形とすることができる。
【００２７】
したがって、関連する第２のセンサは、検知される移送装置の傾斜及び／又は加速を許容し、関連する質量を測定する際に、それに関連するさらなる力が考慮に入れられる。特に、関連する第２のセンサは、上述に説明した演算ユニットへの無線又は有線のリンクを有し、演算ユニットは特に、関連のある第２のセンサからの関連のあるデータを使用する関連のある質量を測定するように配置され、関連のある第２のセンサからのデータを考慮に入れる。
【００２８】
したがって、演算ユニットは、さらなる入力として、例えば傾斜センサ又は加速度センサの形態にある少なくとも１つの第２のセンサを参照することができる。関連する第２のセンサは、好ましくは、必要に応じて移送容器又はスクラップ容器に、又は必要に応じて搬送装置又はフレーム構造に貼付されている。関連する第２のセンサの助けによって、特に移送装置の傾斜が測定され、それによって、該当する場合には、関連している質量又は重量のより正確な計算が可能となる。演算ユニットが、関連している第１のセンサの、若しくはロードセルの許容される最大の傾斜を超えてしまったことよるように、容器の加速の傾斜によって重量の正確な測定ができないと決定する場合には、例えば使用者は確認することができないという条件をつけることができる。また、「積み込みの完了」動作というトリガーの後に、許容される傾斜又は加速度が確立されているかどうかを確認するために、例えば１０秒等の規定の待ち時間があり、したがって、該当する場合には、関連する質量に対して測定された値が受け入れられるか又は通信される、ということが考えられる。
【００２９】
好ましくは、少なくとも１つのセンサは、移送容器の質量及び／又は移送容器の中の投入材料の質量の重量による力を直接的に検知することができるように配置されている。これは、例えば、移送容器が少なくとも１つの第１のセンサ上に鉛直に存在している、及び／又は少なくとも１つの第１のセンサが搬送装置上に垂直に存在していることによって達成することができる。
【００３０】
大きな温度変動が、特に製鋼所の回り‐スクラップヤードにおいて生じる場合が多く、例えばそれは−２０℃であり、製鋼所内では＋２０℃である。この状況では、関連する第１のセンサとして使用することができる多くの測定装置は温度依存性の挙動を有し、それによって測定データは、環境温度に依存してある程度改ざんされるか、若しくは関連する第１のセンサは、該当する場合には、所定の温度範囲内の信頼できる測定データのみを供給することができる。
【００３１】
関連する第３のセンサのおかげで、移送装置において、特に関連する第１のセンサにおいて優勢な（ｐｒｅｖａｉｌｉｎｇ）温度を検知することができ、それによって、関連する第１及び／又は第２のセンサによる測定の温度によって誘発された誤差を相殺することを可能にする。これは、関連する質量の正確な測定を、移送装置が運転されている周囲温度から独立して可能にする。例えば、関連する第３のセンサが、上述に説明した演算ユニットに無線で、若しくは有線でリンクされている場合には、演算ユニットは、関連する第１のセンサからのデータを使用し、関連する第３のセンサ、及び、もしあるとすれば第２のセンサからのデータを考慮して、関連している質量を特に測定するように設計される。
【００３２】
したがって、演算ユニットは、追加的な入力として少なくとも１つの第３のセンサを参照することができ、特に温度補正の無い第１のセンサ又は温度補正の無いロードセルが使用しようされる場合には、少なくとも１つの第３のセンサのそれぞれは、温度センサとして設計される。関連する第３のセンサ又は、該当する場合には温度センサは、好ましくは移送容器又はスクラップ容器に配置されるか、又は該当する場合には搬送装置又はフレーム構造に、好ましくは関連している第１のセンサに近接して配置される。
【００３３】
温度データが、無線でスクラップヤードの中心に取り付けられた温度センサから送信されるか、又は天気予報サービスからインターネットを通じて依頼されていることが同等に想到可能である。演算ユニットは、第１のセンサ、又は該当する場合には、関連するロードセルからのデータ項目が外部温度に依存するので、該当する場合には関連する質量又は関連する重量を計算する際に温度データを考慮に入れる。好適に配置される場合には、関連する第３のセンサ又は該当する場合には温度センサもまた、該当する場合には関連する第１のセンサ又はロードセルの最大許容温度をモニタするために使用することができる。演算ユニットが、最大許容温度を超えたと決定する場合には、これはリンクされた状態モニタシステム又はメンテナンス管理システムに報告することができる。特に、該当する場合には、状態モニタシステム又はメンテナンス管理システムは、後述する移送システムの一部として配置される。
【００３４】
本発明のさらなる有利な一実施形態では、移送装置は少なくとも１つのエネルギートランスデューサを有し、このエネルギートランスデューサによって、電気的エネルギーを発生させることができる。
【００３５】
特に、関連するエネルギートランスデューサは、振動から、温度差から、及び／又は移送装置の加速度から電気的エネルギーを得るように設計されている。したがって、例えば、移送装置が加速されるか、又はブレーキがかけられる際に生じる力は、とくにペンデュラム又はフライホイールの形状に設計された、電気的エネルギーを得るために使用することができるエネルギートランスデューサを駆動することができる。ここで、原理的には、いずれかの好適な形態のいわゆる「環境発電」をエネルギートランスデューサに対して使用して、必要とされる電気的エネルギーを少なくとも部分的に得ることが可能である。
【００３６】
ここで、既に説明したセンサの少なくとも１つが、必要に応じて、エネルギー的にそれ自体で十分（ｅｎｅｒｇｙ−ｓｅｌｆ−ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ）であるか、又はエネルギートランスデューサの形態にあることが好ましい。特に、関連するエネルギートランスデューサは、上述に説明した演算ユニット、及び、必要に応じて、既に説明した他のセンサにリンクされて、それらに電気的エネルギーを供給する。
【００３７】
本発明のさらなる有利な一実施形態の場合には、移送装置は少なくとも１つのエネルギー貯蔵メカニズムを有し、このエネルギー貯蔵メカニズムによって、少なくとも１つのセンサ及び／又は必要に応じて演算ユニットに電気的エネルギーを供給することができる。
【００３８】
関連するエネルギーの貯蔵は、例えばバッテリー或いはキャパシタ、又はその種のものの形状とすることができる。特に、関連するエネルギーの貯蔵は、関連する質量の測定を、規定することができる時間中に確実に行うことができるように所定の容量を有することができる。好ましくは、関連するエネルギーの貯蔵は、電気的エネルギーを供給する目的で上述に説明した演算ユニットに、及び必要に応じて１つ以上の上述に説明したセンサにリンクしている。
【００３９】
特に、演算ユニットは、関連するエネルギーの貯蔵、特にその温度、電圧、又は電流の強さを、該当する場合はモニタすることができるような態様で設計されている。例えば、演算ユニットが関連するエネルギーの貯蔵が危機的な状態に達したことを決定すると、このことは作業員に、後述される移送システムのユーザコントロール設備を介して報告することができる。同様に、演算ユニットがリンクされた状態モニタシステムに警報を発するか、又はメンテナンス管理システムのメンテナンス指令を生成することが想到できる。特に、該当する場合には、状態モニタシステム又はメンテナンス管理システムは、ここでは後述に説明する移送システムの一部として配置される。
【００４０】
本発明のさらなる有利な一実施形態の場合には、移送装置は少なくとも１つの第１の通信ユニットを有し、この第１の通信ユニットによって、測定される質量を通信することができる。
【００４１】
該当する場合には、測定される質量、又は測定された質量の数値は、特に無線で、少なくとも１つの第１の通信ユニットによって、移送装置の外にある１つ以上の受信機、特に後述に説明する移送システムの第２の通信ユニットに通信することができる。例えば、少なくとも１つの第１の通信ユニットは送信用電子機器と、この送信用電子機器にリンクされたアンテナとを有し、送信用電子機器は好ましくは上述に説明した演算ユニットにリンクされている。この明細書において、送信用電子機器は、データの送信及び受信の両方ができるように配置されていることが想到できる。
【００４２】
本発明のさらなる有利な一実施形態の場合には、移送装置は電気アーク炉用のスクラップバスケット又は転炉（ＢＯＦ／ＡＯＤ）用のスクラップクリップである。
【００４３】
最後に、上述に記載された目的は、導入部に記載されたタイプの移送システムによって達成され、移送システムは上述に説明した少なくとも１つの移送装置、少なくとも１つの第２の通信ユニット、及びＩＴ又はオートメーションシステムを組み込んでいる。
【００４４】
例えば、第２の通信ユニットは、有線のネットワークに直接リンクされた受信設備として設計することができる。同様に、この受信設備は、さらなる受信設備を有するいわゆる網形回線網を介してネットワーク化することができる。網形回線網では、少なくとも１つの受信設備が有線ネットワークへのインターフェースを有し、このインターフェースは好ましくは独立してリンクを設定する。無線ネットワークは、ここではＷＬＡＮのためのＩＥＥＥ  ８０２．１１標準又はＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴのためのＩＥＥＥ  ８０２．１５．４標準に従って配置することができる。
【００４５】
作業員用端末もまた、有線ネットワークまたは無線ネットワークを介してリンクインさせることができる。測定された質量はこれに送信され、作業員は「バランスアップ」又は「積み込み完了」のような動作を開始させ、それによって送信を直接路（ｏｎ  ａ  ｄｉｒｅｃｔ  ｐａｔｈ）で、又はリンクされたオートメーション／ＩＴシステム、例えばレベル２を通じて達成することができる。好ましくは、該当する場合には作業員もまた、システムの中で、現在の移送容器又は現在の移送装置を、例えば該当する場合には、関連する容器又は関連する装置に描かれた数字から特定することができる。同様に、容器の特定がカメラシステム又はＲＦＩＤを介して自動的に達成されることが想到可能である。
【００４６】
次いで、動作「積み込み完了」が開始される際に、特に測定された質量がリンクされたオートメーション／ＩＴシステムに通信される。さらに、例えばバッチ、スクラップバスケットの識別コード、日付、時間、ユーザＩＤ、等のような特殊な識別する特徴を通信することができる。そうすることで、該当する場合には、作業員の端末から、又は演算ユニット或いは制御電子回路からの両方で測定を達成することができる。また、演算ユニット又は制御電子回路が、該当する場合には、オートメーション／ＩＴシステムに測定される質量及びそれが手渡すべき識別する特徴を連続的に送信し、ユーザコントローラにおける「積み込み完了」の動作の開始によって、これら値はオートメーション／ＩＴシステムにおいて「受け取られた」としてラベル付けされ、さらなるプロセスステップがそれによって開始される。
【００４７】
上述に説明された移送装置及び上述に説明された移送システムは、既に項目として挙げられた利点とは別の、またさらなる有利な面を提示する。例えば、該当する場合には＋／−０．５％の精度まで質量を測定する、又は重量を測定することが可能となり、確実な値がプロセスモデルに対して使用可能であるので、その手段によって、特に鉄及び鋼のプラントからの製品の品質を改善することができる。さらに、例えば連続的に行われるより正確な質量の測定のおかげで、低いコストしか原材料、特に選別されたスクラップに対してかからない。例えば、該当する場合に、追加的な急冷（ｒｅｆｒｅｓｈ）作業又は酸素を使用する再吹込み作業がほとんど若しくは全く必要とされないので、鋼の生産のために必要とされる生産時間を削減することができる。さらに、投入材料の量を、今からはその移送中に計量することができるので、該当する場合には、これまでは必要であった、投入材料又はスクラップの固定された計量プラットホームへの移送のための遅延を減少させる又は回避することができ、それによって実際の金属学的プロセスを直ちに開始することができる。また、結果的に、金属学的プロセス中の時間及び固定された重量計のコスト、例えば、固定された重量計のメンテナンスのコストの両方をも節約することが可能である。投入材料の取り扱い作業、物流管理、及び貯蔵のコスト、特にスクラップヤードにおけるコストを、とりわけ、選別をより迅速に行うことができるという理由で、減少させることができる。さらに、該当する移送容器中の投入材料の現在の質量を、人／機械のインターフェースに、例えば積み込みクレーンにおけるスクリーンに表示すること、及び該当する場合には、殆ど即時にオートメーションシステムに現状の値を転送するか、又は貯蔵することが可能になる。特に、移送容器の追加的な積み込み又は部分的な荷卸しを必要に応じて回避し、それによって望ましい量の投入材料を入手することが可能である。それによって、とりわけ、投入材料のための取扱時間を削減することが可能であり、同時に、特にスクラップヤードにおいて、より少ない装置しか必要とされないので、追加的な貯蔵スペースが入手可能となる。該当する質量の迅速な測定はさらに、該当する場合には計算若しくは行われる金属学的プロセス、例えばＥＡＦプロセスの最適化の即時の開始を可能にする。特に、金属学的プラントの全体を通じてより大きな透明性が可能となり、確実な測定データの獲得と通信とのための拡張された選択肢が使用可能となる。金属学的なプロセス及び環境状態の改善されたプラニング及びより良いコントロールを可能とし、最終的には金属学的プラントの実績を上げることが可能になる。ここで、説明された移送装置及び説明された移送システムを、平行して進行している生産を邪魔することなく、設置し実行することは比較的容易である。特に、投資コストは低く、短い償却期間を達成することができる。さらに、該当する場合には、移送装置又は移送システムの修理及びメンテナンスに対する経費は、使用を低い電力で電子機器で行うことができるので、比較的小さい。したがって、全体的に、改善されたプロセス制御を達成することが可能であり、高い生産率を達成することができる。さらに、投入材料を、特に関連するバッチに対して、原材料のためのコストと共に、正確に検知し追跡することが可能となり、それによって、また、特に説明した移送装置のために、大きな費用をかけることなく、状態のモニタリングを実行することが直接可能である。
【００４８】
以下に、本発明が、図面に示された例示の実施形態を参照することによって、より詳細に記載され、説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の移送装置の第１の例示の実施形態の図である。
【図２】本発明の移送システムの例示の実施形態と一緒の、本発明の移送装置の第２の例示の実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１は、本発明の移送装置の第１の例示の実施形態を示す。
【００５１】
この移送装置は、投入材料１の、例えばスクラップの移送のために設計されており、移送容器２、搬送装置３、及び第１のセンサ４を有し、移送容器２は少なくとも部分的に投入材料１で充填することができる。ここで、第１のセンサ４は、移送容器２と搬送装置３との間に配置される。第１のセンサ４によって、移送容器２の質量及び／又は移送容器２内に存在する投入材料１の質量を測定することができる。
【００５２】
図２は、本発明の移送システムの例示の実施形態と一緒に、本発明の移送装置の第２の例示の実施形態を示す。移送装置は、移送容器２と、搬送装置３と、を２つの第１のセンサ４と共に有し、移送容器２は少なくとも部分的に移送される投入材料１で充填することができる。ここで、該当する第１のセンサ４は、移送容器２と搬送装置３との間に配置され、それによって、移送容器２は２つの第１のセンサ４上に置かれ、関連する第１のセンサ４は搬送装置２上に置かれる。２つの第１のセンサ４によって、移送容器２の質量及び／又は移送装置２内に存在する投入材料１の質量を測定することができる。
【００５３】
関連している質量を測定する目的で、移送装置はさらに演算ユニット５を有し、この演算ユニット５は、２つの第１のセンサ４によって検知されたデータの通信のために２つの第１のセンサ４にリンクされている。移送装置は、第２のセンサ６をさらに備え、この第２のセンサ６によって、移送装置の傾斜及び／又は加速度を測定することができる。測定される傾斜及び／又は加速度を、関連している質量の測定において、演算ユニット５によって考慮することができる。さらに、移送装置は第３のセンサ７を有し、この第３のセンサ７によって、温度を測定することができ、それによって測定された温度もまた、演算ユニット５によって、関連している質量の測定において考慮することができる。測定された質量の電波１４による無線通信の目的のために、演算ユニット５は、移送装置に組み込まれた第１の通信ユニット１０にリンクされている。例示の実施形態の記載内容において、演算ユニット５、第２のセンサ６、及び第１の通信ユニット１０は、ここでは少なくとも部分的に電子筐体１３の中に収容されている。
【００５４】
移送装置用の局所的なエネルギー供給のために、移送装置は演算ユニット５にリンクされたエネルギートランスデューサ８を有し、このエネルギートランスデューサ８によって、電気的エネルギーを発生させることができる。好ましくは、エネルギートランスデューサ８は、上述されているいわゆる「環境発電」技術を使用する。さらに、移送装置は演算ユニット５にリンクされたエネルギー貯蔵手段９を有し、このエネルギー貯蔵手段９によって、演算ユニット５に電気的エネルギーを供給することができる。また、演算ユニットを介して、ここでは第１の通信ユニット１０と共に様々なセンサ４、６、７に電気的エネルギーを供給することができる。さらに、又は代替的に、エネルギートランスデューサ８はエネルギー貯蔵手段９にリンクされている。さらに、様々なセンサ４、６、７を、エネルギー的にそれ自体で十分に（ｅｎｅｒｇｙ−ｓｅｌｆ−ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ）運転することができ、「環境発電」技術をここでも使用することができる。
【００５５】
移送システムは、説明した移送装置に加えて、及びそれとは別に、第２の通信ユニット１１を含み、この第２の通信ユニット１１によって、第１の通信ユニット１０を介した、関連する移送装置の演算ユニット５との無線通信が可能とされる。さらに、移送システムはＩＴ又はオートメーションシステム１２を有し、ＩＴ又はオートメーションシステム１２は第２の通信ユニット１１にリンクされている。例えば、ＩＴ又はオートメーションシステム１２は、該当する場合には状態モニタシステム又はメンテナンス管理システムとして設計されているか、又は該当する場合にはそのようなシステムとリンクされている。ここで、ＩＴ又はオートメーションシステム１２は好ましくは金属学的プラントのプロセス制御装置とリンクされている。
【００５６】
要約すると、本発明は、移送装置及び金属学的プラントのための投入材料の移送のためのこのタイプの移送装置を有する移送システムに関し、移送装置は移送容器及び搬送装置を組み込み、移送容器は少なくとも部分的に投入材料で充填することができる。金属学的プラントの達成可能な製品品質を上げるために、導入部において引用したタイプの移送装置が提案され、移送装置は少なくとも１つの第１のセンサを組み込み、少なくとも１つの第１のセンサは、移送容器と搬送装置との間に配置され、移送容器の質量及び／又はこの移送容器中にある投入材料の質量を、少なくとも１つの第１のセンサによって測定することができる。最後に、移送システムが、上述に説明したような少なくとも１つの移送装置、少なくとも１つの第２の通信ユニット、及びＩＴ又はオートメーションシステムを組み込むことが提案されている。
【符号の説明】
【００５７】
１          投入材料
２          移送容器
３          搬送装置
４          第１のセンサ
５          演算ユニット
６          第２のセンサ
７          第３のセンサ
８          エネルギートランスデューサ
９          エネルギー貯蔵手段
１０        第１の通信ユニット
１１        第２の通信ユニット
１２        ＩＴ又はオートメーションシステム
【国際調査報告】
2017512295.tif 000005
2017512295.tif 000006
2017512295.tif 000007
2017512295.tif 000008