JPH04371507A - 出銑口開孔機 - 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、溶鉱炉の出銑口を開孔
する出銑口開孔機に関し、特に、出銑口穴深さの測定に
関する。

【０００２】

【従来技術】出銑口穴深さの測定と管理は溶鉱炉の操業
にとって非常に重要なものである。出銑時、溶銑は炉内
の圧力により炉外に押し出される。一方、溶銑が出銑口
穴のなかを通過するとき、圧力損失が発生する。圧力損
失は出銑口穴深さ、すなわち出銑口の開孔長に比例して
増大する。つまり、単位時間当たりの出銑量（出銑速度
と呼ぶ）は、炉内の圧力と出銑中の圧力損失が均衡する
点で決まる事になる。出銑速度を溶鉱炉の溶銑生成速度
と同じにすることができれば、連続出銑操業ができるが
、実際には出銑時間の経過につれて出銑口穴の耐火物が
溶損し、穴径が拡大するので、出銑速度が徐々に増大す
るため、連続出銑操業は困難である。しかしながら、出
銑口穴深さの管理の正確さが向上すれば、出銑速度を溶
鉱炉の溶銑生成速度に近ずけることが可能となり、１回
当りの合計出銑量を多くして、出銑回数（回／日）を減
らすことができ、このことにより、操業者の作業負荷軽
減、出銑口穴塞ぎ用のマッドの節減等、大きなメリット
を得ることができる。

【０００３】以上のように、出銑速度を溶鉱炉の溶銑生
成速度に近づけるための手段としての出銑口穴深さの管
理は溶鉱炉の操業にとって非常に重要なものである。

【０００４】実際の出銑口穴深さの管理は、出銑口穴塞
ぎ時、充填するマッドの量を増減することによって行わ
れる。すなわち、出銑口開孔時に出銑口穴深さ（開孔長
）を測定し、穴深さ不足の場合は充填するマッドの量を
増加して、穴深さを増加させ、穴深さ過大の場合は充填
するマッドの量を減少させることにより、穴深さを減少
させる。つまり、充填するマッドの量を決定するための
指標として、出銑口穴深さ（出銑口開孔長）の正確な測
定が必要とされる。

【０００５】図３に、従来の出銑口開孔機の一例を示す
。削孔具２は削孔機３に保持され打撃と回転を与えられ
、出銑口炉壁１の出銑口１ｈを開孔する。削孔機３はガ
イドセル６の下に吊り下げられ、ガイドセル６上に設置
されたフィ−ド用エア−モ−タ４によって、チェ−ンホ
イ−ル５ａおよびチェ−ン５ｂを介して、前進駆動およ
び後退駆動される。目盛板７が、削孔機３が移動した距
離を操作者が読み取るために、ガイドセル６の側面に設
置されている。従来の出銑口開孔機の駆動源はほとんど
圧縮空気が使用されており、図３に示す削孔機３とエア
−モ−タ４も圧縮空気で駆動される。出銑口穴深さの測
定は、削孔機３に連結された出銑口開孔機２により出銑
口１ｈを開孔する時に行なわれる。すなわち、削孔機３
を前進駆動し開孔機２が開孔を開始したときの削孔機３
の位置を作業者が目盛板７から読取り開孔が終了したと
きの位置を目盛板７から読取って、読取値を記録する方
法で行われていた。すなわち、出銑口開孔機は、耐火物
で作られた炉壁１の出銑口１ｈを開孔する機械であり、
削孔具２を保持し、削孔機３で削孔具２に打撃と回転と
フィ−ド（前進移動）を与えて出銑口１ｈを削孔する。 削孔中はフィ−ド速度が遅く、削孔完了時は炉壁からの
抵抗が小さくなるのでフィ−ド速度が早くなる。操作者
は、このフィ−ド速度の変化を認知して削孔開始と削孔
完了を判断し、この間のフィ−ド距離（削孔機３の移動
距離）を出銑口穴深さ（開孔長）として記録していた。 ところで従来は、例えば特開昭６３−６２８０７号公報
に、出銑口開孔機の運転制御の提示があるが、出銑口穴
深さを自動測定する装置は無い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、正確な
出銑口穴深さの測定が重要であるが、測定対象が溶銑が
入った耐火物に開ける穴の深さである事から、前述の測
定方法しかなく、測定を作業者に依存し、正確さに欠け
るという問題が残っていた。そこで本発明の目的は、正
確な出銑口穴深さの測定ができる出銑口穴深さ測定装置
を備えた出銑口開孔機を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明に係る出銑口開孔機は、削孔機（３）でそ
れに連結した削孔具（２）に打撃と回転を与えて出銑口
（１ｈ）を開孔する出銑口開孔機において、削孔機（３
）をフィ−ドするアクチュエ−タとして従来使用されて
いたエア−モ−タ４を定量型油圧アクチュエ−タ（８）
に変更してガイドセル（６）に設置し、アクチュエ−タ
（８）と油圧ユニット（９）を連絡する油圧配管（１０
）に圧油流量計（１１）を設置し、開孔開始信号および
開孔終了信号を発生する信号発生手段（１２）、および
、圧油流量計（１１）の測定に基づいて開孔開始信号が
発生してから開孔終了信号が発生するまで定量型油圧ア
クチュエ−タ（８）へ供給された圧油量（Ｑ）を開孔長
（Ｌ）に変換する演算手段（１３）を備える。カッコ内
の記号は、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対
応物理量を示すものである。

【０００８】なお、後述の実施例では、信号発生手段を
油圧配管中に設けた圧力スイッチ（１２）として、開孔
開始時の油圧配管（１０）の圧力上昇による圧力スイッ
チ（１２）の開（ＯＦＦ）から閉（ＯＮ）への切換わり
を開孔開始信号とし、開孔終了時の油圧配管（１０）の
圧力低下による圧力スイッチ（１２）のＯＮからＯＦＦ
への切換わるを開孔終了信号としているが、信号発生手
段を、操作者が操作する押し釦スイッチとし、操作者が
出銑口開孔開始と開孔終了を目視判断して押し釦を押す
ものとしてもよい。

【０００９】

【作用】１）出銑口開孔機（３）に削孔具（２）を装着
し、定量型油圧アクチュエ−タ（８）にフィ−ド用圧油
を送ると、削孔機（３）が炉壁（１）に対して前進し、
削孔具（２）の先端が出銑口炉壁の外面に押し付けられ
る。この時、削孔具（２）が空間を前進している間は抵
抗がないため、油圧配管（１０）の圧油の圧力は低いが
、削孔具（２）の先端が炉壁外面に押し付けられると抵
抗が発生するため、圧油の圧力が上昇する。このとき信
号発生手段（１２）が開孔開始信号を発生する。後述の
実施例では、油圧の上昇に応答して圧力スイッチ（１２
）がＯＦＦからＯＮに転ずる。

【００１０】２）削孔機（３）の前進と削孔具（２）の
打撃と回転により炉壁（１）に削孔具（２）が進入し開
孔が炉壁内部に進行する。

【００１１】３）削孔具（２）の先端が炉壁（１）を貫
通すると同時に削孔具（２）が炉壁（１）から受けてい
た抵抗が小さくなり、フィ−ド用アクチュエ−タ（８）
の油圧が低下し、このとき信号発生手段（１２）が開孔
終了信号を発生する。後述の実施例では、油圧の低下に
応答して圧力スイッチ（１２）がＯＮからＯＦＦに転ず
る。

【００１２】４）演算手段（１３）が、圧油流量計（１
１）の測定に基づいて開孔開始信号が発生してから開孔
終了信号が発生するまで（すなわち開孔中）の、定量型
油圧アクチュエ−タ（８）へ供給された圧油量（Ｑ）を
開孔長（Ｌ）に変換する。開孔中、定量型油圧アクチュ
エ−タ（８）は開孔長さに比例する圧油の供給を受ける
ので、逆に開孔中にアクチュエ−タ（８）に供給された
圧油の累積流量（Ｑ）から、演算装置（１３）が開孔長
さ（Ｌ）を計算する。

【００１３】以上の作用により、従来の出銑口開孔機に
、実在する簡単な装置を付加することで、出銑口穴深さ
の測定を自動的に正確に行う事ができる。

【００１４】なお、後述の実施例では圧油流量計（１１
）に積算型のものを用いて、開孔開始信号によりその積
算値を０にし、開孔終了信号によりその積算値を演算装
置（１３）に読込むようにしているが、圧油流量計（１
１）を瞬時流量型（単位時間当りの流量を表わすもの）
のものとし、開孔開始信号が発生してから開孔終了信号
が発生するまで、演算装置（１３）において圧油流量計
の検出流量を積分するようにしてもよい。すなわち、累
積流量＝Σ（瞬時流量×瞬時時間）として計算するよう
にしてもよい。

【００１５】

【実施例】図１に、本発明の出銑口穴深さ測定装置を備
えた出銑口開孔機の側面と深さ測定系のブロック構成を
示す。図中１，２，３，５，６，７は前述した従来の出
銑口開孔機と同じ物であるので、ここでの説明は省略す
る。フィ−ド用油圧アクチュエ−タ８は、供給された圧
油の量と出力軸の回転数とが比例するタイプのピストン
型油圧アクチュエ−タであり、該油圧アクチュエ−タ８
に圧油を供給する油圧ユニット９および油圧配管１０に
より駆動される。油圧配管１０の途中に累積流量計１１
が接続されこれがアクチュエ−タ８に供給された圧油の
累積流量を測定する。油圧配管１０には圧力スイッチ１
２が接続されている。圧力スイッチ１２は、アクチュエ
−タ８へのフィ−ド油圧ライン（アクチュエ−タ８を削
孔機３前進方向に駆動するとき高圧が供給されるライン
）の圧力を検出し、検出圧が設定値以上のときＯＮ信号
を、設定値未満のときＯＦＦ信号を発生しこれを演算装
置１３に与える。演算装置１３は、削孔機３を前進駆動
しているとき、圧力スイッチ１２がＯＦＦからＯＮに転
じたときに累積流量計１１の累積値を０にリセット（正
確には、そのときの累積流量計１１の累積値を読込んで
、これを基点値として記憶）し、圧力スイッチ１２がＯ
ＮからＯＦＦに転じたときに累積流量計１１の累積値を
読込み、累積値Ｑ（正確には読込んだ累積値−基点値＝
Ｑ）を開孔長Ｌに変換する。

【００１６】この装置によって実際に出銑口開孔を行う
場合、フィ−ド用油圧アクチュエ−タ８に供給される圧
油の圧力値は、無負荷時約１０ｋｇ／ｃｍ２、開孔時７
０ｋｇ／ｃｍ２以上、開孔終了時約３０ｋｇ／ｃｍ２と
なる。従って圧力スイッチ１２に設定する設定値Ａを５
０ｋｇ／ｃｍ２程度にすれば、圧油の圧力値をＢとする
とＡ＞Ｂの場合圧力スイッチ１２はＯＦＦ信号を発生し
、これは無負荷又は、開孔終了を示し、Ａ≦Ｂの場合は
ＯＮ信号を発生しこれは「開孔中（穴開け中）」を示す
。 演算装置１２は、圧力スイッチ１２から信号を受け、信
号がＯＮからＯＦＦに切換わったときに、ＯＮ（Ａ≦Ｂ
）の開孔中にフィ−ド用定量型油圧アクチュ−タ８に供
給された圧油の累積流量Ｑを読み込み、その累積流量Ｑ
から開孔長さＬを計算し、それを出銑口穴深さの測定結
果として表示する。なお、本実施例ではフィ−ド用定量
型油圧アクチュエ−タ８をピストン型油圧アクチュエ−
タとしたが、これを油圧シリンダ等に変えることもでき
る。

【００１７】図２に、図１に示す出銑口開孔機の、開孔
時の開孔長さ測定動作のフロ−チャ−トを示す。以下に
フロ−チャ−トによる説明を行う。まずガイドセル６を
出銑口炉壁１にセットした後、フィ−ドアクチュエ−タ
８の前進を開始する。フィ−ドアクチュエ−タ８の前進
は操作者がスイッチを押すことで行われ、この操作によ
り、削孔具２が装着された削孔機３は、フィ−ド用定量
型油圧アクチュエ−タ８によって、前進駆動され、削孔
具２を、出銑口炉壁１の外面の、開孔する位置に押し付
ける。（ステップ１０１）この時、削孔具２が空間を前
進している間は抵抗がないため、圧油の圧力は小さいが
、削孔具２の先端が炉壁１の外面に押し付けられると抵
抗が発生するため、圧油の圧力が増加する。

【００１８】油圧力の増加を圧力スイッチ１２が検知し
、あらかじめ設定した圧力Ａより検知した圧力Ｂが高く
（Ａ≦Ｂ）なれば、圧力スイッチ１２がその出力信号を
ＯＦＦからＯＮに切換える（ステップ１０２）。このＯ
ＦＦからＯＮへの切換わりは、出銑口開孔開始を意味す
る。これに応答して演算装置１３が、そのときの流量計
１１の累積流量を読込んで基点値として記憶する（ステ
ップ１０３）。これは流量計１１の累積流量のリセット
に相当する。

【００１９】削孔具２に打撃と回転とフィ−ド（前進）
を与えて開孔を行う。開孔中、フィ−ド用定量型油圧ア
クチュエ−タ８は開孔長さに比例する圧油の供給を受け
、流量計１１が圧油の供給量を累積する。削孔具２の先
端が炉壁１を貫通すると同時に削孔具２が炉壁１から受
けていた抵抗が小さくなり、フィ−ド用アクチュエ−タ
８の油圧力の低下（Ａ＞Ｂ）に応答して圧力スイッチ１
２がその出力をＯＮからＯＦＦに転ずる（ステップ１０
４）。この信号の切換わりは、出銑口開孔が終了したこ
とを意味し、これに応答して演算装置１３が、流量計１
１の累積流量を読み込む（ステップ１０５）。

【００２０】演算装置１３は、開孔中の累積流量Ｑ（ス
テップ１０５で読込んだ値−ステップ１０３で読込んだ
値）を算出し、この累積流量Ｑを、開孔長さＬ＝α・Ｑ
に変換する（ステップ１０６）。αは変換係数（圧油単
位流量に対する削孔機３のフィ−ド距離）である。演算
装置１３は、開孔長さＬを算出すると、これを表示器に
表示し、プリンタが備わっている場合にはプリントアウ
トする。（ステップ１０７）。

【００２１】

【発明の効果】出銑口穴深さの管理は、溶鉱炉の操業に
とって非常に重要であり、穴深さの管理は穴深さの正確
な測定結果が必要とされる。従来、穴深さの測定は、操
作者に依存し、正確さに欠けていたが、本発明の出銑口
穴深さ測定装置を備えた出銑口開孔機を使用することに
より、穴深さの測定が自動的に、正確に行なわれ、出銑
口穴深さの管理の正確さが向上し、出銑口開孔回数減少
による削孔具損耗コストの削減、出銑口穴塞ぎ用マッド
コストの削減のみならず出銑作業量の削減と作業環境快
適化に大いに役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例の、機構部と電気計装部
の概要を示すブロック図である。

【図２】　　図１に示す出銑開孔機の、開孔長さ測定動
作を示すフロ−チヤ−トである。

【図３】　　従来の１つの出銑口開孔機を示す側面図で
ある。

【符号の説明】

１：出銑口炉壁　　　　　　　　　　　　　　　　１ｈ
：出銑口２：削孔具　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　３：削孔機４：フィ−ド用エア−モ−タ　
　　　５ａ：チェ−ンホィ−ル ５ｂ：チェ−ン　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　６：ガイドセル７：目盛板 ８：ピストン型油圧アクチュエ−タ（定量型油圧アクチ
ュエ−タ） ９：油圧ユニット　　　　　　　　　　　　　　１０：
油圧配管１１：累積流量計　　　　　　　　　　　　　
　　　１２：圧力スィッチ１３：演算装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】削孔具，削孔具に連結されそれに打撃と回
   転を与える削孔機，該削孔機を支持するガイドセル，定
   量型油圧アクチュエ−タを含み前記削孔機をガイドセル
   に沿って進退移動させる駆動手段，前記定量型油圧アク
   チュエ−タへの圧油供給量を測定するための圧油流量計
   ，開孔開始信号および開孔終了信号を発生する信号発生
   手段、および、前記圧油流量計の測定に基づいて前記開
   孔開始信号が発生してから開孔終了信号が発生するまで
   前記定量型油圧アクチュエ−タへ供給された圧油量を開
   孔長に変換する演算手段、を備える出銑口開孔機。