JPH04262856A - スラグ除去方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高炉、或いは転炉等から
溶融金属容器に取り出された溶鋼表面のスラグを、スラ
グ受け容器に排出除去するためのスラグ除去方法及びそ
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来のスラグ除去方法及びその装
置を示す模式図であり、図中１は溶融金属容器、２はス
ラグ除去作業機、３はスラグの受け容器を示している。 溶融金属容器１は外周壁の両側に突き出したトラニオン
軸１ａを介してレードルクレーン４から垂設した主巻フ
ック５に回転可能に支持されており、図示しない溶融炉
で溶融金属を供給された後、鋳型等に移動する途中でス
ラグ除去作業機２に対向して停止せしめられ、表面のス
ラグ除去が行われるようになっている。スラグ除去作業
機２は基台Ｂに敷設したレール（図示せず）を走行する
走行台車１１上に旋回台１２を設け、該旋回台１２に掻
出し板１３を備えた上，下方向に傾動可能なアーム１４
を設けて構成されており、掻出し板１３を前記走行台車
１１，　旋回台１２，　アーム１４の操作によって溶融
金属容器１に対し前，後、左，右及び上，下方向の３次
元的に移動せしめ得るようになっている。

【０００３】スラグ除去作業機２に対向して停止せしめ
られた溶融金属容器１はオペレータの操作によって、こ
れとレードルクレーン４とを連結している補巻１ｃの操
作によって溶融金属容器１内のスラグが注湯口１ｂ近傍
に臨む状態となるよう傾斜せしめられる。傾斜させた溶
融金属容器１の開口部に対向するようテレビカメラ３３
が設置されており、該テレビカメラ３３による映像は監
視モニタ３４に出力されるようになっている。

【０００４】監視モニタ３４は操作室（運転室）等に配
置され、オペレータに対する指示に用いられる。オペレ
ータはスラグ除去作業機２を操作して掻出し板１３に対
し、図５に示す如き掻出し動作パターンを行わせ、その
ときの掻出し板１３の移動軌跡を位置信号としてスラグ
除去制御装置３６へ入力する。

【０００５】図５（ａ）　は掻出し板１３の掻き出し動
作パターンの一例を示す側面図、図５（ｂ）　は同じく
平面図であり、掻出し板１３は側面視では図５（ａ）　
に示す如く、先ずアーム１４を略水平に保持して走行台
車１１を駆動し、溶融金属容器１側に向けて前進する。 所定位置迄前進した後はアーム１４を緩やかに下降しつ
つ前進し、掻出し板１３が溶融金属容器１の最奥部近傍
に達するとその位置で走行台車１１を停止すると共に、
アーム１４を更に下降して掻出し板１３をスラグ内に差
し込み、走行台車１１を後退させる。この後退過程では
掻出し板１３の下端は溶融金属表面と略平行となるよう
アーム１４の角度を調節し、掻出し板１３が溶融金属容
器１の注湯口１ｂ近傍に達すると注湯口１ｂ近傍の周壁
に沿うよう掻き出し板２３を上昇させつつ、注湯口１ｂ
上端縁に沿わせて後退させる。

【０００６】このような動作を溶融金属容器１内のスラ
グ表面形状に対して１サイクル分、例えば図５（ｂ）　
に示す如く中央部、左，　右周壁寄りのＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
，Ｅ５通りの掻出し動作パターンを行わせる。オペレー
タが手動的に上述した如きスラグ掻出し動作を掻出し板
１３の動作軌跡としてスラグ除去制御装置３６へ入力し
、記憶させる。その後はスラグ除去制御装置３６から制
御信号によってスラグ除去作業機２が自動的に操作され
、スラグ除去動作が反復されることとなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述した如き
従来装置にあっては、溶融金属容器１のスラグを掻出し
て１又は複数サイクル分の動作を終えるとスラグ量が減
少し、スラグの掻出しが困難となってくるから、再び溶
融金属容器１の傾斜角θを変数する。しかし溶融金属容
器１の傾斜角を変更すると、これによって溶融金属容器
１内のスラグ表面形状が変化するため、掻出し板１３の
ストローク範囲も異なってくることとなり、動作軌跡を
変更しなければならないが、その都度オペレータが動作
軌跡を設定しなければならず、作業が煩わしく、作業能
率が悪いという問題があった。またオペレータによる掻
出し板１３の動作軌跡の設定は直接的には目視によりス
ラグ状態を監視しつつ行わねばならず、熟練を要し、設
定を誤って溶融金属を掻き出してしまう等の問題もあっ
た。

【０００８】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは溶融金属容器の位置及
び傾斜装置に応じて自動的に適正なスラグ除去具のスラ
グ除去動作軌跡を設定し、効率的なスラグの除去を行い
得るようにしたスラグ除去方法及び装置を提供するにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るスラグ除去
方法は、スラグ除去装置本体に対向位置させた溶融金属
容器を傾斜させ、前記スラグ除去装置本体のスラグ除去
具に予め定めた所定の掻き出し動作を行わせて溶融金属
表面のスラグを溶融金属容器外に排出するようにしたス
ラグ除去方法において、スラグ除去装置本体に対向させ
た溶融金属容器の３次元的位置を求めた後、該溶融金属
容器を予め定めたスラグ排出に最適な姿勢に傾斜させ、
そのときの溶融金属容器の傾斜角及びスラグと溶融金属
を識別してスラグ表面形状を求め、該表面形状に基づい
て前記スラグ除去具の除去動作軌跡を決定し、スラグ除
去具を前記動作軌跡に沿わせるべくスラグ除去装置本体
を制御することを特徴とする。

【００１０】本発明に係るスラグ除去装置は、スラグ除
去具を備えたスラグ除去装置本体と、該スラグ除去装置
本体に対向位置させた溶融金属容器を傾斜させ、前記ス
ラグ除去装置本体のスラグ除去具に予め定めた所定のス
ラグ除去動作を行わせて溶融金属容器表面のスラグを溶
融金属容器外に排出すべく制御するスラグ除去制御装置
とを備えるスラグ除去装置において、前記溶融金属容器
の３次元的位置を求める手段と、前記溶融金属容器を予
め定めたスラグ排出に最適な姿勢に傾斜させる手段と、
溶融金属容器を最適姿勢に傾斜させたときの溶融金属容
器の傾斜角及びスラグ表面形状を求める手段と、スラグ
表面形状に基づいてスラグ除去具のスラグ除去動作軌跡
を設定する手段と、スラグ除去具をスラグ除去動作軌跡
に沿わせるべくスラグ除去装置本体を制御する手段とス
ラグと溶融金属とを識別する手段とを具備することを特
徴とする。

【００１１】

【作用】本発明に係るスラグ除去方法及び装置にあって
は、溶融金属容器の３次元的位置データ、溶融金属容器
の最適傾斜姿勢のときの傾斜角に基づき、そのときのス
ラグ表面形状が自動的に求められ、これに対するスラグ
除去具のスラグ除去動作軌跡が求まり、スラグ除去を自
動化することが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。図１は本発明に係るスラグ除去装置
を示す模式図であり、図中１は溶融金属容器、２はスラ
グ除去装置本体たるスラグ除去作業機、３はスラグの受
け容器、４は無線操縦式のレードルクレーン、５は主巻
フック、２６はスラグ除去制御装置を示している。溶融
金属容器１はトラニオン軸１ａを介して主巻フック５に
回転可能に係止された状態でレードルクレーン４に吊設
されており、溶融金属容器１の底部近傍に連結した補巻
１ｃの操作によって溶融金属容器１をトラニオン軸１ａ
回りに開口部を上方に向けた搬送姿勢と、この位置から
図に示す如き姿勢に適宜傾斜させ得るようになっており
、図示しない溶解炉等から溶融金属を供給された後、鋳
型等に搬送される途中スラグ除去作業機２に対向して停
止し、スラグを除去されるようになっている。

【００１３】スラグ除去作業機２は走行台車１１上に旋
回台１２を設けると共に、この旋回台１２に、先端にス
ラグ除去具たる掻出し板１３を備える上，　下移動可能
なアーム１４を設置して構成されており、走行台車１１
による前，　後方向移動、旋回台１２による左，　右方
向移動、アーム１４による上，下方向移動により掻出し
板１３を溶融金属表面に対し図５（ａ），図５（ｂ）　
に示す如くに動作させ得るようになっている。

【００１４】スラグ除去作業機２に対向して停止した溶
融金属容器１の側方には第１のテレビカメラ２１及び距
離計２４が、また上方には第２，第３のテレビカメラ２
２，２３　が配設されている。

【００１５】第１のテレビカメラ２１は溶融金属容器１
がスラグ除去位置において正立した状態にあるとき、そ
の側面、具体的には一のトラニオン軸１ａが設けられて
いる部分の側面と正対してこれを視野内に納め得るよう
配設されており、その映像信号は画像処理部２５を経て
、スラグ除去制御装置２６へ入力されるようになってい
る。

【００１６】また、第２のテレビカメラ２２はスラグ除
去位置において溶融金属容器１を傾斜させたとき、その
注湯口１ｂ及びその近傍を視野内に納め得るよう配設さ
れ、更に第３のテレビカメラ２３はスラグ除去位置にお
いて溶融金属容器１を傾斜させたとき、その開口面全域
を視野内に納めてスラグ表面形状を捉え得るよう配設さ
れており、夫々の映像信号は画像処理部２７を経て同じ
くスラグ除去制御装置２６へ入力されるようになってい
る。そして距離計２４は第１のテレビカメラ１２と近接
した位置で溶融金属容器１の側面に対向させて配設され
ており、その位置信号は直接スラグ除去制御装置２６へ
入力されるようになっている。

【００１７】スラグ除去制御装置２６は上記した第１〜
第３のテレビカメラ２１，２２，２３からの映像信号及
び距離計２４の位置信号に基づいて、先ず、溶融金属容
器１の３次元的位置を決定し、溶融金属容器１をスラグ
排除に最適の姿勢に傾斜させ、そのときの溶融金属容器
１の傾斜角θを求めると共に、そのときのスラグ表面形
状を決定し、このスラグ表面形状に基づいて掻出し板１
３に、例えば図５（ａ），図５（ｂ）　に示す如き掻出
し動作パターンを行わせる場合の動作軌跡を決定し、こ
れに基づきスラグ除去作業機２を駆動制御するようにな
っている。

【００１８】以下各動作について具体的に説明する。 （溶融金属容器１の位置の特定）いま溶融金属容器１の
一方のトラニオン軸１ａの軸中心を原点Ｏとし、トラニ
オン軸１ａの軸心線方向にＸ軸を、またＯからスラグ除
去作業機の走行方向と平行な向きにＹ軸を、更に垂直方
向にＺ軸をとる座標軸を設定したとすると、図２に示す
如き態様で溶融金属容器１の３次元位置を決定する。先
ず、Ｘ軸座標値は距離計２４の検出信号から直接的に求
める。

【００１９】またＹ軸座標値は第１のカメラ２１の映像
信号を画像処理部２５へ入力し、これを２値化して溶融
金属容器１とスラグ除去作業機２を設置してある基台Ｂ
の垂直壁とを識別し、垂直壁面から溶融金属容器１の側
壁迄の画像上の距離Ｗ２　を求め、溶融金属容器１の側
壁からトラニオン軸１ａの中心迄の水平距離Ｗ１　（既
知）とから、Ｗ１　＋αＷ２　（α：画像の倍率）に基
づき求める。

【００２０】更にＺ軸座標値は同じく第１のテレビカメ
ラ２１による映像信号を画像処理部にて２値化した画像
データに基づき溶融金属容器１と地面Ｆとを判別し、地
面Ｆから溶融金属容器１底部迄の画像上の距離ｈ２　と
溶融金属容器１の底部からトラニオン軸１ａの中心迄の
距離ｈ１　（既知）とからｈ１　＋βｈ２　（β：画像
の倍率）により求める。

【００２１】（溶融金属容器１の最適傾斜姿勢）溶融金
属容器１の最適傾斜姿勢は、第２のテレビカメラ２２に
よって捉えた映像信号を画像処理部２７にて２値化して
溶融金属容器１の注湯口１ｂとスラグとを識別し、溶融
金属容器１内のスラグ表面が注湯口１ｂ先端と同一面に
達したときの姿勢として求められる。

【００２２】（溶融金属容器１の最適傾斜角θ）溶融金
属容器１の最適傾斜角θは第１のテレビカメラ２１の画
像による映像信号を画像処理部にて２値化したデータに
基づき溶融金属容器１と背景とを判別し、画像上の水平
線（地面Ｆと平行）となす角により求める。

【００２３】（スラグ表面形状）溶融金属容器１が最適
傾斜姿勢に設定されたときのスラグ表面形状をｆ（ｘ，
ｙ，ｚ，θ）として求める。（最適傾斜姿勢時のスラグ
表面形状は、そのときの傾斜角θにより一義的に求まる
。）

【００２４】（掻出し板１３のスラグ除去動作軌跡の決
定）　スラグ表面形状ｆ（ｘ，ｙ，ｚ，θ）に基づいて
、予め求めてテーブル化した掻出し板１３の掻出し開始
点、掻出し終了点、ストローク、掻出し板２３の差し込
み深さ等を選択的に設定し、掻出し板１３の動作軌跡を
スラグ表面形状上にトレースさせ、スラグ除去作業機２
に対する制御信号を生成し、これをスラグ除去作業機２
に出力させる。

【００２５】次にこのような装置に基づくスラグ除去動
作を図３に示すフローチャートに従って説明する。先ず
無線操作によってレードルクレーン４を作動し、溶融金
属容器１をスラグ除去作業機２と対向する位置、即ちス
ラグ除去位置に移動する（ステップＳ１）　。レードル
クレーン４を停止し、第１のテレビカメラ２１の映像信
号及び距離計２４の位置信号に基づいて溶融金属容器１
の位置特定が可能か否かを判断し　（ステップＳ２）　
、特定不可の場合は無線送信器２８を通じて再度レード
ルクレーン４を作動して溶融金属容器１の位置を調節し
、溶融金属容器１をスラグ除去位置又はその許容範囲に
位置させる。位置特定可能になると距離計２４の検出信
号及び第１のテレビカメラ２１の映像信号に基づいて溶
融金属容器１のＸ，Ｙ，Ｚ座標値を求めた後、溶融金属
容器１を傾動させる（ステップＳ３）　。

【００２６】第２テレビカメラ２２による映像信号に基
づいてスラグ表面が注湯口１ｂ先端縁と面一となる最適
傾斜姿勢に設定されたか否かを判断し　（ステップＳ４
）　、最適傾斜姿勢に達すると、そのときの傾斜角θを
第１のテレビカメラ２１の映像信号に基づいて検出し　
（ステップＳ５）　、続いて傾斜角θに基づいてスラグ
表面形状ｆ（ｘ，ｙ，ｚ，θ）を算出する（ステップＳ
６）　。

【００２７】次にこのスラグ表面形状ｆ（ｘ，ｙ，ｚ，
θ）に基づいて図５（ａ），図５（ｂ）　に示す如き掻
出し板１３のスラグ除去動作パターンＡ〜Ｅ及び■〜■
を設定して、掻出し板１３の動作軌跡を算出し　（ステ
ップＳ７）　、これに基づいてスラグ除去作業機２に対
する制御信号を生成し、これをスラグ除去制御装置２６
からスラグ除去作業機２に出力し、スラグ除去作業機２
を動作させる（ステップＳ８）　。

【００２８】Ａ〜Ｅの５回の１サイクル分の掻出し動作
が終了すると、第３のテレビカメラ２３の映像信号に基
づき溶融金属容器１表面に溶融金属表面が露出したか否
かを判断し（ステップＳ９）　、露出していないときは
ステップＳ３に戻って溶融金属容器１を再度最適傾斜姿
勢に設定し直して前述した過程を反復する。また溶融金
属表面が露出したときは掻出し板１３の差し込み深さを
小さく設定し　（ステップＳ１０）、露出している溶融
金属の表面が第３のテレビカメラ２３による映像信号中
の８０％に達したか否かを判断し　（ステップＳ１１）
、達していないときはステップＳ３に戻って前述した過
程を反復し、また８０％に達したときは第３のテレビカ
メラ２３の映像信号から残りスラグの重心位置ｆ（ｘ１
　，ｙ１　，ｚ１　）を算出し　（ステップＳ１２）、
前述したＡ〜Ｅの掻出し板１３の動作のうちからスラグ
を効率的に掻出し得るいずれかの動作を選定し　（ステ
ップＳ１３）、スラグ除去作業機２により残留スラグの
掻出し動作を行わせる（ステップＳ１４）。

【００２９】露出する溶融金属の露出面積が略　１００
％に達したか否かを判断し　（ステップＳ１５）、達し
ていないときはステップＳ１２　に戻って前述した過程
を反復し、また略　１００％に達したときは溶融金属容
器１を搬送時の位置に戻し（ステップＳ１６）、スラグ
除去動作を終了する。

【００３０】

【発明の効果】以上の如く本発明方法及び装置にあって
は溶融金属容器の傾斜姿勢夫々におけるスラグ表面形状
に合わせてスラグ除去動作軌跡を自動的に設定出来て、
スラグ除去具の掻出し動作を迅速、且つ効率的に行い得
る等本発明は優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を本発明装置にて実施している態様
を示す模式図である。

【図２】溶融金属容器と第１，　第２テレビカメラ及び
距離計の位置関係を示す説明図である。

【図３】本発明方法及び装置の動作手順を示すフローチ
ャートである。

【図４】従来方法及び装置を示す模式図である。

【図５】従来方法及び装置におけるスラグ掻出し板の動
作パターンを示す説明図である。

【符号の説明】

１　　溶融金属容器 ２　　スラグ除去作業機 ３　　スラグの受け容器 ４　　レードルクレーン ５　　主巻フック １１　　走行台車 １２　　旋回台 １３　　掻出し板 １４　　アーム ２１　　第１のテレビカメラ ２２　　第２のテレビカメラ ２３　　第３のテレビカメラ ２４　　距離計 ２５　　画像処理部 ２６　　スラグ除去制御装置 ２７　　画像処理部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　スラグ除去装置本体に対向位置させた
   溶融金属容器を傾斜させ、前記スラグ除去装置本体のス
   ラグ除去具に予め定めた所定の掻き出し動作を行わせて
   溶融金属表面のスラグを溶融金属容器外に排出するよう
   にしたスラグ除去方法において、スラグ除去装置本体に
   対向させた溶融金属容器の３次元的位置を求めた後、該
   溶融金属容器を予め定めたスラグ排出に最適な姿勢に傾
   斜させ、そのときの溶融金属容器の傾斜角及びスラグ表
   面形状を求め、該表面形状に基づいて前記スラグ除去具
   の除去動作軌跡を決定し、スラグ除去具を前記動作軌跡
   に沿わせるべくスラグ除去装置本体を制御することを特
   徴とするスラグ除去方法。
2. 【請求項２】　　スラグ除去具を備えたスラグ除去装置
   本体と、該スラグ除去装置本体に対向位置させた溶融金
   属容器を傾斜させ、前記スラグ除去装置本体のスラグ除
   去具に、予め定めた所定のスラグ除去動作を行わせて溶
   融金属容器表面のスラグを溶融金属容器外に排出すべく
   制御するスラグ除去制御装置を備えるスラグ除去装置に
   おいて、前記溶融金属容器の３次元的位置を求める手段
   と、前記溶融金属容器を予め定めたスラグ排出に最適な
   姿勢に傾斜させる手段と、溶融金属容器を最適姿勢に傾
   斜させたときの溶融金属容器の傾斜角及びスラグ表面形
   状を求める手段と、スラグ表面形状に基づいてスラグ除
   去具のスラグ除去動作軌跡を設定する手段と、スラグ除
   去具をスラグ除去動作軌跡に沿わせるべくスラグ除去装
   置本体を制御する手段と、スラグと溶融金属とを識別す
   る手段とを具備することを特徴とするスラグ除去装置。