(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ヤード内で、俯仰および旋回するブームを備えたリクレーマにより原料山の払い出しを行う方法において、
途中まで払い出しを行った第１銘柄の原料山の階段状の払い出し端面に上被せする形で第２銘柄を積み付けて一体とした新原料山を形成し、この新原料山の第２銘柄から払い出しを行う際に、上記ブーム先端の掻き取り位置を上記新原料山内の両銘柄間の境界面から所定間隔だけ離して、該掻き取りを終了することを特徴とするリクレーマによる払い出し方法。
【請求項２】
三次元座標管理された原料ヤード内で、俯仰および旋回するブームを備えたリクレーマにより原料山の払い出しを行う方法において、
途中まで払い出しを行った第１銘柄の原料山の階段状の払い出し端面に上被せする形で第２銘柄を積み付けて一体とした新原料山を形成し、この新原料山の第２銘柄から払い出しを行う際に、新原料山内の両銘柄間の境界面を表す三次元座標情報に基づいて、上記ブーム先端の掻き取り位置を上記境界面から所定間隔だけ離して、該掻き取りを終了することを特徴とするリクレーマによる払い出し方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の方法において、上記階段状の払い出し端面で構成される階段状の上記境界面の踏面より上方で且つ蹴上げより手前で、上記ブーム先端の掻き取り位置をそれぞれ所定間隔だけ離して、上記掻き取りを終了することを特徴とするリクレーマによる払い出し方法。
【請求項４】
請求項１または２記載の方法において、上記階段状の払い出し端面で構成される階段状の上記境界面の踏面より下方で且つ蹴上げより奥で、上記ブーム先端の掻き取り位置をそれぞれ所定間隔だけ離して、上記掻き取りを終了することを特徴とするリクレーマによる払い出し方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製鉄所等の原料ヤードにおいてリクレーマにより原料山から鉄鉱石等の原料の払い出しを行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鉄所等の原料ヤードでは、典型的にはシーバースで輸送船から荷揚げされた粒状の原料を受入れ、その種類（鉱石、石炭等）および銘柄（出産地等）が混入しないように別々の原料山として積み付け、操業スケジュールに応じて焼結機、高炉等の後工程に払い出す。そのために、積み付け機（スタッカー）により原料山を積み付け、また原料山から払い出し機（リクレーマ）により原料を払い出す作業が行われている。そこで、例えば、輸送船が到着しても原料の置き場が無ければ船を待たせることになり、待ち時間に応じたペナルティーを支払わなければならず、製造コストを押し上げる大きな要因の一つとなる。
【０００３】
したがって、原料ヤードの運用効率を高めることは、製鉄所全体としての生産性向上あるいは製造コスト低減のために極めて重要であり、その基本的要因の一つは、一定のヤード面積をどこまで有効に活用するかである。
一般に、原料ヤード内では異種銘柄の原料は混入を避けるため別の山として積み付けられており、異種銘柄の混入防止と積み付け機や払い出し機の作動空間の確保のために原料山間は所定の間隔が空けられていて、ヤード面積の利用効率の観点から無視できないロスになっていた。
【０００４】
そこで、ある銘柄の原料山に別の銘柄を上被せして積み付け、２銘柄で１つの原料山にすることができれば、ヤード面積の利用効率をかなり向上することができる。そのためには、原料山内での異種銘柄間の境界面を管理し、払い出し時に銘柄間の混入を制御する必要がある。
従来、原料ヤード上の原料山の管理は、原料山の底面の存在範囲を底面輪郭線上の代表的な数点で管理する二次元管理であった。これでは、異種銘柄を上被せした場合の銘柄間の境界面を管理することができず、異種銘柄の上被せ積み付けができない。
【０００５】
そこで近年、原料ヤードの運用効率向上のため管理精度を向上させる必要から、従来の二次元管理に代えて三次元管理を採用することが考えられ始めている。その主たる目的は、一定面積のヤード内に異種銘柄の原料をより高密度に積み付け及び払い出しすることである。具体的には、原料山の存在範囲および原料山内の各銘柄領域の存在範囲を三次元座標空間で把握し管理するものである。これにより、銘柄間の境界面を管理することが可能になり、異種銘柄の上被せ積み付けを実現することができる。
【０００６】
しかし、このように三次元座標管理された原料ヤードにおいて、異種銘柄を上被せして一体とした原料山からの払い出しには、銘柄間の混入を制御するために特別の方法が必要になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、三次元管理された原料ヤードにおいて、異種銘柄を上被せ積み付けした原料山から、銘柄間の混入を制御してリクレーマにより払い出す方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、原料ヤード内で、俯仰および旋回するブームを備えたリクレーマにより原料山の払い出しを行う方法において、
途中まで払い出しを行った第１銘柄の原料山の階段状の払い出し端面に上被せする形で第２銘柄を積み付けて一体とした新原料山を形成し、この新原料山の第２銘柄から払い出しを行う際に、上記ブーム先端の掻き取り位置を上記新原料山内の両銘柄間の境界面から所定間隔だけ離して、該掻き取りを終了することを特徴とするリクレーマによる払い出し方法が提供される。
【０００９】
また、上記の目的を達成するために、本発明によれば、三次元座標管理された原料ヤード内で、俯仰および旋回するブームを備えたリクレーマにより原料山の払い出しを行う方法において、
途中まで払い出しを行った第１銘柄の原料山の階段状の払い出し端面に上被せする形で第２銘柄を積み付けて一体とした新原料山を形成し、この新原料山の第２銘柄から払い出しを行う際に、新原料山内の両銘柄間の境界面を表す三次元座標情報に基づいて、上記ブーム先端の掻き取り位置を上記境界面から所定間隔だけ離して、該掻き取りを終了することを特徴とするリクレーマによる払い出し方法も提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の方法は、典型的には下記(A),(B) のいずれかの実施形態を採る。
(A) 階段状の払い出し端面で構成される階段状にしたベンチの上記境界面の踏面より上方へ且つ蹴上げ（踏込み）より手前にそれぞれ所定間隔だけ離して、上記ブーム先端の掻き取り位置を移動させる。
【００１１】
(B) 階段状の払い出し端面で構成されるベンチの上記境界面の踏面より下方へ且つ蹴上げより奥へそれぞれ所定間隔だけ離して、上記ブーム先端の掻き取り位置を移動させる。
以下、本発明の上記実施形態について更に具体的に説明する。
まず図１(A),(B) に、原料の積み付け機（スタッカー）および払い出し機（リクレーマ）の操作の例を示す。
【００１２】
スタッカー１０の基本構造は、原料ヤードに沿って敷設された軌道１２上を走行するための走行部１４と、走行部１４から延びた腕（ブーム）１６とから成り、図示しないベルトコンベアで搬送されてきた原料をブーム１６の先端から原料ヤード上に落下させて積み付け、原料山Ｒを形成する。なお、図示はしていないが、スタッカー１０は走行位置検出装置および積み付け高さ検出装置を装備している。
【００１３】
リクレーマ２０の基本構造は、原料ヤードに沿って敷設された軌道２２上を走行するための走行部２４と、走行部２４から延びた腕（ブーム）２６とから成り、ブーム２６の先端にある掻き取り装置２８で原料山Ｒから原料を掻き取ることにより払い出しを行い、図示しないベルトコンベアにより後工程へ搬送する。掻き取り装置２８は例えば外周に沿って掻き取り爪を配列した回転ホイルである。
【００１４】
通常の払い出し手順においては、先ず原料山Ｒの最上段に回転ホイル２８を配置し、ブーム２６を水平に旋回させて原料山Ｒの全幅に渡り一段分を払い出し、次いで図１(B) に矢印で示したように２段目、３段目、・・・最下段の順に払い出す。その結果、払い出し端面は図示のように階段状になる。なお、図示はしていないが、リクレーマ２０は、走行位置検出装置、ブーム２６の俯仰角度検出装置、およびブーム２６の旋回角度検出装置を装備している。
【００１５】
図２(1) (2) (3) を参照して、(1) 積み付け、(2) 払い出し、および(3) 上被せ積み付けの処理手順を説明する。
図２(1) の積み付け操作においては、図１（Ａ）のような走行式積み付け機（スタッカー）１０のブーム１６の先端から原料粒を原料ヤード上に積み付けて、円錐形第一領域Ｒ１，上被せ領域Ｒ2 〜Ｒn を順次形成することにより一つの原料山Ｒを積み付ける。そして原料山Ｒの三次元的な存在範囲を管理する。
【００１６】
図２(2) の払い出し操作においては、図１（Ｂ）のような走行式払い出し機（リクレーマ）２０のブーム２６の先端にある回転ホイル２８により原料山Ｒの一端面から原料を掻き取って原料を払い出す。そして払い出し後の原料山Ｒの三次元的な存在範囲を管理する。
図２(3) の上被せ積み付け操作は、図２(1) の積み付け操作の第２領域以降を積み付ける操作と基本的に同様であり、第１銘柄の原料山の端面Ｆに被せて第２銘柄を積み付けて新原料山Ｒ’を形成する。そして新原料山Ｒ’内にある第１銘柄と第２銘柄との境界面Ｆ（上記端面Ｆ）の三次元座標を管理する。
【００１７】
図３に、新原料山Ｒ’の構造を（Ａ）平面図および（Ｂ）側面図で示す。途中まで払い出しを行った第１銘柄Ｇ１の階段状の払い出し端面Ｆに上被せする形で第２銘柄Ｇ２を積み付けて一体の新原料山Ｒ’が形成されている。
この２銘柄Ｇ１，Ｇ２から成る新原料山Ｒ’から、たとえば銘柄Ｇ２の方から払い出すが、その際に、銘柄が切り替わる範囲については境界面Ｆに沿って掻き取れば銘柄間の混入はゼロあるいは最少になるはずである。
【００１８】
しかし実際には、掻き取り時に崩落が起きることは避けられないため、境界面Ｆに沿った掻き取りで混入をゼロあるいは最少にすることはできない。また、崩落による混入の程度を制御することは現実的に無理である。
本発明は、このように混入をゼロとはできない現実を踏まえ、逆に人為的に混入を発生させることにより、混入を制御する。
【００１９】
その手段として、新原料山Ｒ’内の両銘柄間の境界面Ｆを表す三次元座標情報に基づいて、ブーム先端の掻き取り位置を境界面から所定間隔だけ離して移動させて払い出しを行う。典型的には図４または図５のようにブーム先端を移動させる。
図４に、前述した実施形態(A) の具体例として、右から左へ銘柄Ｇ２の払い出しを進行させる場合を示す。
【００２０】
先ず図４(1) のようにブーム２６先端の掻き取りホイル２８を銘柄境界面Ｆの踏面Ｓより上方へ所定間隔Ｌ１離れた高さに維持して払い出しを進行させる。
そして、図４(2) のように境界面Ｆの蹴上げＵより所定間隔Ｌ２手前まで払い出しが済んだら、その段の払い出しを終了する。次に、図４(2) に示すように、その下の段についてやはり踏面Ｓより上方へ所定間隔Ｌ１離れた高さに維持して払い出しを進め、境界面Ｆの蹴上げＵより所定間隔Ｌ２手前まで払い出す。以下、図４(2) に示すように順次下段に移行して払い出してゆく。
【００２１】
図４の態様では、銘柄Ｇ２の払い出しをその進行方向に対して銘柄境界面Ｆより手前で止めるので、銘柄Ｇ２への銘柄Ｇ１の混入は起きない。
図５には実施形態(B) の具体例として、図４の例と同様に右から左へ銘柄Ｇ２の払い出しを進行させる場合を示す。
先ず図５(1) のようにブーム２６先端の掻き取りホイル２８を銘柄境界面Ｆの踏面Ｓより下方へ所定間隔Ｌ１離れた高さに維持して払い出しを進行させる。
【００２２】
そして、図５(2) のように境界面Ｆの蹴上げＵより所定間隔Ｌ２だけ奥まで払い出しを進めた時点で、その段の払い出しを終了する。次に、図５(2) に示すように、その下の段についてやはり踏面Ｓより下方へ所定間隔Ｌ１離れた高さに維持して払い出しを進め、境界面Ｆの蹴上げＵより所定間隔Ｌ２だけ奥まで払い出す。以下、図５(2) に示すように順次下段に移行して払い出してゆく。
【００２３】
図５の態様では、銘柄Ｇ２の払い出しをその進行方向に対して銘柄境界面Ｆより奥すなわち銘柄Ｇ１に入り込んだ位置まで行うので、残りの原料山は銘柄Ｇ１のみから成るため、銘柄Ｇ１へのＧ２の混入は起きない。
このように、図４、図５のいずれの態様においても、混入の発生は銘柄Ｇ１，Ｇ２の両方の払い出しロットで起こることはなく、いずれか一方の払い出しロットに限定される。そのため、混入への対処を両方の払い出しロットに行う必要はなく、一方の払い出しロットにのみ行えばよい。これは実操業上極めて大きな利点となる。
【００２４】
掻き取り位置と階段状境界面の踏面との間隔Ｌ１および蹴上げとの間隔Ｌ２は、その払い出し時の踏面の長さ（ベンチ長さ、すなわち払い出しにより形成される段の平坦部分の奥行き）、原料銘柄、水分、ホイル回転数、等により異なるが、ベンチ長さ内で任意に選択できる。ただし下記の点に留意する。銘柄Ｇ１と銘柄Ｇ２の成分・性質を比較し、後工程（コークス、焼結、高炉その他）への影響が強い銘柄に影響が弱い銘柄を混入させる。例えば、操業に及ぼす影響が銘柄Ｇ２より銘柄Ｇ１の方が強い場合には、図４のように払い出しを境界面の手前で止める形態とする。これにより、後の払い出しで銘柄Ｇ１中に銘柄Ｇ２が混入した際に、操業に及ぼす影響は小さく抑えられる。逆に、Ｇ１よりＧ２の方が影響が強い場合には、図５のように払い出しを境界面を越えた位置まで行う形態とする。この払い出しで銘柄Ｇ２中に銘柄Ｇ１が混入するが、操業に及ぼす影響が小さく抑えることができる。
【００２５】
本発明による払い出しは、具体的には例えば図６のような制御システムにより行うことができる。図示のシステムは、三次元管理系、機側（リクレーマ（ＲＣ）内部）系、プロコン（プロセスコンピュータ）系、ＯＰ−ＣＲＴ（オペレータ用画面表示）系、およびシーケンサ系（ＰＣ１５００）で構成されている。
このように、本発明による銘柄境界面に沿った払い出しは、三次元管理されている原料ヤードに適用することが好ましい。
【００２６】
本発明の適用対象とする三次元管理方法あるいは三次元座標情報は特に限定する必要はなく、種々の方法が含まれる。典型的には、原料ヤード上の空間を多数の小さい立方体で区切り各立方体を単位として座標管理しても良いし、ｙ軸を多数のｚ−ｘ平面で区切り（原料ヤード長さ，幅、高さ方向の座標軸：ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸）、各ｚ−ｘ平面における山の輪郭をｙ軸方向に積層した形で座標管理しても良いし、また本出願人が特願平１０−０７５５９８号にて提案しているようにｙ−ｚ平面を多数のメッシュに区切り、個々のメッシュの代表点を通ってｘ軸に沿った直線が山の外形と交差する２点のｘ座標（From X1 To X2)で山の存在範囲を三次元的に管理する方法を適用してもよい。
【００２７】
このように、途中まで払い出しを行った第１銘柄の原料山の階段状の払い出し端面に上被せする形で第２銘柄を積み付けて一体とした新原料山から払い出しを行う際に、新原料山内の両銘柄間の境界面を表す三次元座標情報に基づいて、ブーム先端の掻き取り位置を上記境界面から所定間隔だけ離して移動させるて払い出しを行うので、異種銘柄間の混入の発生を第１銘柄，第２銘柄の一方に限定することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、原料ヤードにおいて、払い出し時に異種銘柄間の混入を一方の銘柄にのみ発生するように制御できるので、異種銘柄同士を上被せ積み付けして一体の原料山とすることができるため、原料ヤードを高密度で利用し運用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）および（Ｂ）（は、（Ａ）積み付け機（スタッカー）および（Ｂ）払い出し機（リクレーマ）の基本構造および操作の例を示す正面図である。
【図２】図２(1) 〜(3) は、(1) 積み付け、(2) 払い出し、(3) 上被せ積み付けの操作を示す断面図である。
【図３】図３（Ａ）および（Ｂ）は、途中まで払い出した原料山へ異種銘柄の原料を上被せ積み付けて形成した新たな一体の原料山およびその内部における銘柄間の境界面を示す（Ａ）平面図および（Ｂ）側面図である。
【図４】図４は、本発明により銘柄間境界面より所定間隔だけ手前で払い出しを終了するようにブーム先端の掻き取り位置を移動させる態様を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明により銘柄間境界面より所定間隔だけ奥まで払い出した時点で払い出しを終了するようにブーム先端の掻き取り位置を移動させる態様を示す断面図である。
【図６】図６は、三次元管理された原料ヤードにおいて本発明にしたがってリクレーマにより払い出しを行うための制御システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
２０…リクレーマ（払い出し機）
２２…リクレーマ走行用軌道
２４…リクレーマの走行部
２６…リクレーマの腕（ブーム）
２８…ブーム先端の掻き取り装置（掻き取りホイル）
【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】
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