JPS601558A - 溶銑自動サンプリング方法及び装置 - 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】 本発明は溶銑自動サンプリング方法及び装置に関し、高
炉よシ出銑されたスキンマー直後の溶銑を炉前中樋のサ
ンプリングロよシ微量採取して硅素分析装＠まで搬送し
溶銑中の硅素含有量の分析を行なうようにしたものであ
る。

高炉から出銑した銑鉄を精練して鋼を製造する場合、従
来では炭素、硅素若しくは燐等の微分゛元素の量は転炉
で一括して′ｔＡ整されていた。

しかし、近年、転炉では鋼の性質を最も犬きく左右する
炭素の骨のみを調整し、それ以外の微量元素は転炉に入
る前の工程で調整が行なわれるようになってきている。

例えば、硅素の量全調整するには転炉に入る前の溶銑に
マンガン鉱石等の酸化剤を投入して硅素を酸化させこの
硅素を所定量だけ除去することにより訴１整している。

このような調整を行なうには高炉から出銑した溶銑をサ
ンプリングしてその中に含捷れる硅素の量ヲ調べ、この
量に対応した量のマンガン鉱を投入しなければならない
。なお、硅素は鋼の硬さや機械的性質を向上させる反面
、伸びや衝撃値全低下させ、結晶を粗大化させ、また鍛
合性を減するという性質がるる。

従来技術における溶銑のサンプリングは、第１図に示す
ように、高炉から出銑されスキンマー直後２を樋（湯道
）１から柄杓３で作業者４が直接汲み取シ、との溶銑２
をサンプル型５に流し込んで成形試料を作っている。そ
して、この成形試料を分析装置で分析し硅素の量を調べ
ている。なお、第１図中６は中樋カバーである。

ところで、第１図に示すような従来技術では、人手によ
、！ｌ）　＠銑２を採取し、人手によシ分析装置によシ
硅素量の分析全行なっているので次の様な欠点がるる。

イ）試料全採取した時期と硅素量を分析してマンガン鉱
を投入する時期との間に大きな遅れが生じ高価なマンガ
ン鉱を必要以上に投入するという経済的な無駄全生起す
る。

口）中樋ｌに鉄製の重量の大きな柄杓３を挿入し試料を
採取する作業が高温雰囲気の過酷な重筋作業であり、ま
た（容銑の飛散により受傷する危険性もあるため労働力
の確保が難かしい。

本発明は、上記従来技術に鑑み、人力を要せず溶銑のサ
ンプリング及び分析を自動的にリアルタイムで行ない得
る溶銑目動サンプリング方法及び装置を提供すること全
目的とする。かかる目的を達成する本発明は、耐熱）・
ンドを有するロボットとこのロボットを搭載して走行す
る移動装置とからなるサンプリング装置により前記耐熱
ハンドに把持するサンプリング捧に溶銑を付着せしめこ
のサンプリング捧を硅素分析装置にかけることによシ溶
銑甲の硅素含有量の分析を行なうようにした点をその技
術思想の基礎とするものでるる。

以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。な
お、従来技術と同一部分には同一番号を付し重複する説
明は省略する。第２図に示すように、溶銑２が流れる中
樋１には開閉目在なサンプリング口ｌａが形成されてお
シ、このサンプリング口ｌａに向かって一対の平行な案
内軌道７が敷設されている。この案内軌道７の手前側の
側方には硅素の分析装置８が設置されている。案内軌道
７上を走行する移動装置９にハ耐熱ハンドｌＯｉ有する
ロボン）１１が搭載されており、これら移動装置９及び
ロボット１１テサンプリング装９１２が形成されておす
、給電ケーブルや制御クープル等が束ねられて移動装置
９の移動に伴ない折曲されるケーブルベア１３によシ所
定の電力及び制御信号が供給される。

このときサンプリング装置１２のロボット１１は、この
部分を抽出して更に詳細に第３図に示すように、多関節
ハンドリングロボッ）１４の第５軸部に耐熱ハンド１０
を装着し、ロボット１１に内装の駆動モータと連結し耐
熱ノ・ンド１０を軸受１５を中心に回動して先端部を昇
降し得るようになっている。また、第４図（ａ）は耐熱
ハンド１０Ｔｈ抽出して示す縦断面図、第４図（ｂ）は
そのＡ−Ａ線矢視断面図、第４図（ｃ）は第４図（ｃ）
の１３−Ｂ綜矢視断面図でめる。これら第４図（ａ）〜
第４図（ｃ）に示すように、第３図に示すハンドリング
ロボット１４の先端に形成されたブラケット１６には、
揺動筒１７の基端部にこれど一体に突設された揺動軸１
８及び補助リンク１９の基端部にこれと一体に突設され
たビン２０がそれぞれ回動自在に枢着されており、揺動
筒１７の長手方向に対して直角に交差する前記揺動軸１
８と、補助リンク１９の長手方向に対して直角に交差す
る前記ビン２０とは、相互に平行をなすように位置決め
されている。これら揺動筒１７の先端部と補助リンク１
９の先端部とは、揺動筒１７と補助リンク１９とが平行
となるように支持ブロック２１ｅ介してビン結合されて
おり、支持ブロック２１と揺動筒１７及び補助リンク１
９とを回動自在に枢着する相互に平行な連結ビン２２に
よって揺動筒１７と補助リンク１９とが平行四辺形のリ
ンクの一部を構成する。前記揺動軸１８には図示しない
駆動源に連結され且つブラケソ）１６に回転自在に支持
された駆動傘歯車２３と噛み合う伝達傘歯車２４が一体
的に固着さｎておシ、従ってこの駆動傘歯車２３の駆動
回転によシ揺動＠１１８全中心として揺動筒１７が補助
リンク１９と共にブラケット１６に対して揺動するよう
になっている。揺動筒１７にはとの揺動筒１７を貫通す
る操作枠２５が揺動筒１７の両端に嵌着されたブンシュ
２６よシ摺動自在に支持さｎており、揺動軸１Ｂ及び連
結ビン２２と平行なビン２７を介して支持ブロック２１
に回動目在に枢着さ九た回動アーム２８の一端が操作枠
２５の先端にビン結合されている。この回動アーム２８
の他端には支持ブロック２１に一体的に形成されたサン
プリング棒受け２９と共働して溶銑中に浸漬されるサン
プリング棒３０を垂直に把持し得る把持部３１が形成さ
れており、操作枠２５が第４図（ａ）中布側に変位する
ことにより把持部３１が同図中左側に変位してサンプリ
ング棒３０金サンプリング棒受け２９側へ押圧するよう
にしている。操作枠２５の基端に一体的に設けられた連
結ブロック３２とフ１ンシュ２６との間には圧縮はね３
３が介装されておシ、連結ブロック３２に突設畑れたビ
ン３４はブラケット１６に固設された流体圧シリンダ３
５のピストンロッド３６の先端部に形成した長孔３７に
係合している、つまり、圧縮ばね３３のばね力に抗して
流体圧シリンダ３５のピストンロッド３６が第４図（ａ
）中左惧ｊへ伸張すると、把持部３１がサンプリング棒
弁え２９からｒ／ｍｒ’−る方向に変位してサンプリン
グ朴３０の着脱操作を可能とするが、流体圧シリンダ３
５から加圧流体を抜くと圧縮ばね３３のばね力によシ、
サンプリング棒３０はサンプリング棒弁え２９に押し付
は固定される。揺動筒１７にはとの揺動筒１７と補助リ
ンク１９とを空気層３Ｂを介して取シ囲む耐熱断熱材で
形成された矩形の保護筒３９かスペーサ４０を介して取
り付けられており、同様に支持ブロック２１の周囲にも
耐熱断熱材で形成された箱形の保許ケース４１が図示し
ないブラケットを介して支持ブロック２１に一体に取シ
付けられている。な♂、これら保護筒３９及び保護ケー
ス４１には補強用の金属薄板が内張りさ詐ており、又、
保徹筒３９が保護ケース４１に対して移動するようにな
っているため、保護筒３９には切り欠き４２が形成され
ている。本実施例ではブラケット１６側から空気層３８
を介して保護ケース４１内に冷却空気を吸き込むように
なっており、この保護ケース４１内に達した冷却空気は
切り欠き４２や保護ケース４１とサンブリング棒３０と
の隙間等から外部に流れ出て常に新たな冷却空気が保護
筒３９及び保護ケース４１内に送給される。また、図中
の符号で４３は釣り合い用のノくランスウェイトである
。

かかる本実施例装置におけるサンプリング装置１２の移
動装置９及びロボシ）１１と分析装置８は制御装置によ
り制御される力ｉ１この市制御の態様を第６図（ａ）　
、　（ｂ）〜第２２図（ａ）　、（ｂ）に基づき説明し
ておく。

■）第６図（ａ）、　（ｂ）に示すように、サンプリン
グ指令によりロボット１１の耐熱ノ・ンド１０は原点復
帰姿勢よりサンノリング棒３０力玉載置されている架台
４４　’ｆ向く。

２）第７図（ａ）　、　（ｂ）に示すように、ロボット
１１は腕を伸し架台４４よりヤーンフ”リング棒３０を
取る。

３）第８図（ａ）　、　（ｂ）に示すように、耐熱ノ・
ンドｌＯがサンプリング棒３０を把持しサンプリング口
ｌａ’に向いブＣ走行姿勢でロボツ）１１５：停止する
。

４）ロボット停止信号により移動装置９力５サンプリン
グロｌａに向けて走行を開始する。

５）第９図に示すように、移動装置９力；サンプリング
口１ａの前で停止する。その結果耐熱ノ１ンドｌＯは中
樋１に挿入された状態となる。この状態ではサンプリン
グ棒３０は耐熱ハンド１０に絶縁把持されて垂下すると
ともに電圧が印加されている。

６）第１Ｏ図に示すように、台車停止信号によシ耐熱ハ
ンド１０が回動してサンプリングが開始される。このと
きサンプリング棒３０の先端（下端）が溶銑２の表面に
接触すると、浴銑２が建屋等を介して電気的に接地され
ているため、サンプリング棒３０から溶銑２に向い接地
電流が流れ始める。これによシサンプリング棒３０の先
端が溶銑２の表面に遅したことを検知する。

更に、この時点から所定時間だけ前記サンプリング棒３
０を一定速度で下降させ、その後停止せしめる。このこ
とによりサンプリング棒３０の先端は溶銑２の表面から
所定の深さにまで浸漬され、溶銑２の表面の動揺の影響
を受けることはない。停止後サンプリングに必要な時間
が経過した時点でサンプリング棒３０を上昇させて溶銑
２から引き上げサンプリング棒３０の先端に溶銑２を何
着せしめてサンプリングを終了する。

７）第１１図に示すように、サンプリング終了により移
動装置９は後退姿勢となる。

８）第１２図（ａ）　、　（ｂ）に示すように、サンブ
リング終了信号により移動装置９は分析装置８を収納す
る分析室の前進後退する。

９）第１３図（ａ）、　（ｂ）に示すように、移動装置
停止信号によりロボット１１は旋回姿勢をとる。

１０）　第１４図（ａ）、　（ｂ）に示すように、分析
室４５側に９０°旋回し旋回姿勢のま′まサンプルセン
タ４６にサンプリング棒３０の受入準備要求を出す。

１１）　第１５図に示すように、サンプルセンタ４６か
らの受入準備完了信号により分析室４５に耐熱ハンド１
０に挿入しサンプリング棒３０の投入口４７上に停止せ
しめる。

１２）　第１６図に示すように、サンプリング棒３０を
投入口４７に投入した後サンプルセンタ４６ヘサンプリ
ング棒支持要求を出し、その後耐熱ハンドｌＯを分析室
４５の外に出して旋回姿勢をとる。

１３）第１７図（ａ）　、　（ｂ）に示すように、旋回
姿勢のま一１ＴｊＡ点位置まで回動し原点復帰信号金と
る。

１４）原点復帰姿勢となるとロボットｌｌは電綜遮断を
行ない分析装置８による分析待ちとなる。このときの分
析は、例えばサンプリング棒３０に電圧を印加して放電
させこれによる光を分光分析することにより行なってい
る。

１５）　サンプルセンタ４６より分析終了、サンプル棒
受堆り要求信号が送出されるとロボット１１１ｄ電源投
入され一度原点復帰を行なう。

１６）　第１８図に示すように、サンプル棒受取シ動作
信号によりロボット１１は旋回姿勢とな夛分析室４５仙
に方向転換する。

１７）第１９図に示すように、ロボッ）１１が分析室４
５に向くと分析室４５へ耐熱ハンド１０を挿入しサンプ
リング棒３０を把持する。

１８）　第２０図に示すように、サンプリング棒３０を
把持すると耐熱ノ〜ンドｌｏｔ分析室４５より抜き出し
て旋回姿勢をとりサンプリング棒受取り完了信号を出す
。

１９）　第２１図に示すように、架台４４の方向に方向
転換しサンプリング棒３０を架台４４の所定位置に返却
する。

２０）サンプリング棒３０を返却すると原点復帰姿勢を
とり原点位置に戻って次Ｄサンプリング指令まで時期す
る。

２１）　原点復帰信号で所定時間のカウントを開始し所
定時間経過後再度のサンプリング指令により前記ｌ）〜
２０）迄の動作を繰り返し停止信号が出るまでサンプリ
ングヲ繰り返す。

なお、ロボット１１の所定の動作は、予めティーチング
工程により所定の動作を倣わせることにより教え込まれ
る。

以上実施例とともに具体的に説明したように、本発明に
よれば次の効果がおる。

ｌ）試料採取を機械で自動的に行なうことができるので
作業者を高炉前の危険作業から開放し得る。

２）人手による試料採取と分析ではサンプリング回数に
制限がらり、マンガン鉱石の投入量の制御も時間遅れが
大きく不経済であったが、本発明によシリアルタイムの
管理が可能になｐマンガン鉱石を節約し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術全概念的に示す説明図、第２図は本発
明の実施例の全体を概念的に示す説明図、第３図はその
サンプリング装置を抽出して示す正面図、第４図（ａ）
はその耐熱ハンド全抽出して示す縦断面図、第４図（ｂ
）はそのＡ−Ａ線矢視断面図、第４図（ｃ）はそのＢ−
Ｂ線矢視断面図、第９図（ａ）　、　（ｂ）　〜第２１
図（ａ）。 （ｂ）はサンプリング装置によるサンプリング時の各一
時点におけるこのサンプリング装置の状態全概念的に示
す説明図で各図（ａ）は正面若しくは側面から見た場合
、各図（ｂ）は平面から見た場合である。 図　面　中 ｌは中樋 １ａはサンプリング口 ８は分析装置 ９は移動装置 １１はロボット １２はサンプリング装置 ３０はサンプリング棒でちる。 特許出願人　住友金属工業株式会社 株式会社明電舎 代理人　弁理士　光　石　士　部（他１名）第５図 （ａ）　（ｂ） 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 （ａ）　（ｂ） ｎ 第１２図 （ａ）　（ｂ） 第１３図 （Ｑ）　（ｂ） 第１４図 第１５図 第１６図 （Ｑ）　（ｂ） ソ 第１７図 第１８図 第１９図 第２０図 第２Ｉ図 （σ）　（ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）Ｗｒ定始動位置に待期したサンプリング装置にサン
   プリング指令を与えてサンプリング棒を把持した前記サ
   ンプリング装置を移動装置にょシサンプリングロ前迄移
   動せしめ前記サンプリング棒の先端を所定量溶銑中に浸
   漬して溶銑全採取し、分析宝前所定位置迄移動し前記サ
   ンプリング棒を分析装置に装着し分析終了まで待期し分
   析終了後一定時間待期して同様の動作を繰り返すように
   したこと′ｔ−特徴とする溶銑自動サンプリング方法。 ２）先端部でサンプリング棒を把持し得るようになって
   いる耐熱ハンドを有しているロボットとこのロボットを
   搭載して軌道を移動する移動装置とからなるサンプリン
   グ装置と、このサンプリング装置をサンプリングロ前迄
   移動させその先端を所定量溶銑中に浸漬して溶銑を採取
   するサンプリング棒とこのサンプリング棒を分析装置に
   セントするとともにこの動作を一定時間毎に繰り返すよ
   う制御装置を設けたことを特徴上する溶銑目動サンプリ
   ング装置。