JP2003294375A - 開孔機の自動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 本発明は、溶融炉本体の出湯口を開孔する場
合に、開孔直後に素早くドリルの前進を停止し、即座に
後退させる方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 溶融炉本体３の出湯口１１を開孔する油
圧式開孔機２１の自動制御方法において、フィード流量
Ｒｆの変化に基づいて出湯口１１の開孔直前を検出し、
この検出時点から所定距離Ｌａほど開孔機２１のドリル
Ｄが前進した後に開孔したと判断して、該ドリルＤを後
退させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製鉄所の高炉、ゴ
ミ溶融炉、灰溶融炉等において、溶融物排出用の出湯口
の開孔作業に使用する油圧式の開孔機及びその自動制御
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高炉等の開孔作業用の開孔機
としては、油圧式削岩機が使用されている。この油圧式
削岩機は、先端にビッドを装着したロッドからなるドリ
ルを有しており、該ロッドに打撃力、回転力、フィード
力（ロッドを軸線方向に移動させる力）を付与して出湯
口の開孔作業を行っている。

【０００３】通常は、作業者が、この打撃操作、回転操
作、フィード操作を適切に組合せ、且つこれらの強さや
タイミング等を調整しながら開孔作業を行っている。こ
の場合、作業者によってバラツキがあるために、最適な
開孔作業を行うにはかなりの熟練度を必要としていた。
また、出湯口内には固化した溶融メタルが散在している
場合がある。そのために、ビッド先端が、固化した溶融
メタルに当接した場合には、開孔が進まず、このような
場合に無理やり開孔作業を進めると、ロッドが抜けなく
なる事故いわゆるジャミングが生じる。また、無理やり
開孔作業を進めるとドリルやロッドの早期磨損、削岩機
のシャンクロッドの早期磨耗等が起こり、作業能率が著
しく低下したり、開孔のコストがアップしたりするとい
う問題が発生する。

【０００４】そのことに対し、作業状況の変化に対応し
て自動的に打撃、回転、フィードの各操作を適切に組合
せて、開孔作業を行なう油圧式開孔機として、例えば、
特開平０８−３３３６１０号公報や特開２０００−１１
９７１５号公報に開示されているものが知られている。

【０００５】特に上記特開２０００−１１９７１５号公
報には、ロッドを回転させる作動油の圧力（回転圧
力）、ロッドに打撃力を作用させる作動油の圧力（打撃
圧力）、ロッドを軸方向に進退させる作動油の圧力（フ
ィード圧力）をそれぞれ検出し、回転圧力もしくはフィ
ード圧力が所定値以下では打撃を行わないようにする空
打ち防止制御、回転圧力が所定値まで上昇したらフィー
ドを前進から後退に切り替え、回転圧力が所定値まで低
下したら再度フィードを後退から前進に切り替えるジャ
ミング防止制御、回転圧力が上昇するとそれに応じてフ
ィード圧力を低下させるフィード力自動制御、回転圧力
が上昇するとそれに応じてフィード速度を低下させるフ
ィード速度自動制御、回転圧力が上昇すると打撃圧力も
上昇させ、フィード圧力が低下すると打撃圧力も低下さ
せる打撃力自動制御、打撃圧力が上昇すると回転数を所
定値まで低下させ、打撃圧力が低下すると回転数を所定
値まで上昇させる回転数自動制御、前進フィード圧力が
設定圧力に達しない場合には打撃を行わないように制御
する打撃開始制御、前進フィード圧力が設定圧力以上に
なるとフィードを後退側に切り替えるフィード方向制御
を行うことが開示されている。

【０００６】この公報に開示された油圧式開孔機の制御
方法によれば、空打ち防止制御、ジャミング防止制御、
フィード力自動制御、フィード速度自動制御、打撃力自
動制御、回転数自動制御、打撃開始制御、フィード方向
制御の少なくとも一つの制御を自動的に行うので、開孔
作業を行う作業者の負担は軽減される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記後者の従来例（特
開２０００−１１９７１５号）の油圧式開孔機の制御方
法によって、さく孔前進中の不具合や後退中の不具合を
改善して、開孔作業の負担低減を期待できる。しかし、
この公報では、出湯口を完全に開孔した開孔時期の操作
作業については、何も論じられてない。特に、出湯口を
開孔した後は、速やかにドリルを後退させることが好ま
しいが、この公報には、この開孔後の操作作業について
も開示されてない。即ち、出湯口を開孔すると、ドリル
の先端のビッドは溶融炉の高温の溶融物内に突入する結
果となる。そのために、ドリルを奥まで突っ込むと、抜
くまでにロッドの先端側やビッドが溶融物に浸っている
時間が長くなり、それらが変形して再使用できなくなっ
たり、抜けなくなったりするトラブルが発生する。ま
た、ビッド及びロッドが抜けたとしても、その寿命は著
しく低下したものになっている。逆にドリルを早く後退
させると、形成された出湯口の湯道が不完全なものとな
って円滑な出湯ができない。

【０００８】そのために、開孔直後にできるだけ速やか
にドリルを後退させることが強く望まれている。その１
つの方法として、ドリルを一定距離前進させた後に後退
させることが考えられる。即ち、溶融炉の炉壁の厚さは
所定厚さに設定されているので、この設定された厚さ分
ほどドリルを前進させた時に、出湯口を開孔したとし
て、ドリルを後退させることが考えられる。しかし、溶
融炉の内壁には固化物が形成されており、この固化物の
生成量は溶融炉の状態によって常に変化している。この
固化物を貫通して、初めて出湯口を開孔できるものであ
るが、この固化物の厚さが一定ではないために、所定距
離ドリルを前進させた後に後退させると、開孔する場合
もあるが、開孔しない場合もあり、安定した開孔を得ら
れない。

【０００９】また、特開２００１−１１６２４０号公報
に見られるように、ドリルの開孔速度を検出し、この開
孔速度の変化を検出して開孔したとするものが知られて
いる。開孔状態を検出して制御するので、所定距離前進
させて後退させるものに比べて、開孔したことを検出す
る精度が向上する。また、この公報のものでは、開孔し
た時を検出してドリルを後退させるので、従来手作業で
後退させていたことに比較して、ドリルの曲がりは少な
くなり、ドリルの寿命は長くなる。しかし、この公報の
方法は、あくまでも開孔した時を検出するものであり、
ドリルの前進を停止させて後退させるのは、開孔したこ
とを検出した後の検出信号からの作業である。そのため
に、ドリルを停止する位置は溶融炉に少し突っ込んだ位
置となり、ドリル先端の長寿命化が困難であった。

【００１０】そこで、本発明では、上記不具合を解消す
るために、開孔直後にできるだけ速やかにドリルの前進
を停止し、即座に後退させるために、開孔した状態を精
度良く検出する方法を提供するものである。特に、開孔
した時を検出してドリルの後退制御を行うのではなく、
開孔直前を検出して完全に開孔するタイミングを予測
し、この予測に応じてドリルを後退制御するようにした
ものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、油圧
式開孔機のドリルのフィード・打撃・回転によって溶融
炉の出湯口を開孔する油圧式開孔機の自動制御方法にお
いて、上記油圧式開孔機のドリルの前進距離Ｌｂを検出
して、該ドリルが溶融炉の出湯口を開孔する直前付近に
あることを検出し、上記ドリルが出湯口を開口する直前
付近にあることを検出した後において、上記油圧式開孔
機のフィード流量Ｒｆの変化を検出し、該変化の大きさ
により出湯口の開孔直前を検出し、上記出湯口の開孔直
前を検出した時点から所定距離Ｌａほどドリルが前進し
た後に出湯口が開孔したと判断し、上記所定距離Ｌａを
ドリルのフィード量から直接検出し、該所定距離Ｌａは
該溶融炉内の溶融物の溶融状態に応じて変更可能になっ
ていることを特徴とする。この制御方法では、開孔状態
を高精度に検出することができるとともに開孔直後に素
早くドリルを後退でき、ドリルの寿命を向上できる。特
に、溶融炉の内壁に固化物が生成されていても、この固
化物の厚さに影響されること無く確実に開孔直前を検出
でき、且つ開孔状態を精度良く予測できる。更に、フィ
ード量は該溶融炉の溶融状態に応じて変更可能になって
いるので、固化物を貫通して開孔した状態を精度良く予
測できる。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１記載の開孔機
の自動制御方法において、さく孔長さの所定長さＬｃ毎
に、ドリル先端が出湯口から出るまで該ドリルを後退さ
せて開孔部分を掃除する孔掃除制御と、さく孔中に、ド
リルのフィード圧Ｐｆが所定圧Ｐｆ１以上になり、且つ
ドリルの前進距離Ｌが所定値Ｌ１以下に低下した場合
に、ドリルを小刻みに前後進させて、さく孔するインチ
ングさく孔制御と、さく孔中に、回転圧Ｐｒが所定圧Ｐ
ｒ２まで上昇したらフィードを一旦停止し、それでも回
転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ３に上昇すると前進から後退に切
り替え、回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ４まで低下したら再度
前進に切り替えるジャミング防止制御と、さく孔中に、
該ドリルの回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ５以上及びフィード
圧Ｐｆが所定圧Ｐｆ２以上になると、数回ドリルを前後
進させる孔曲がり矯正さく孔制御と、さく孔後の後退中
に、回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ６以上で、且つフィード後
退圧Ｐｆが所定圧Ｐｆ３以上になると、所定時間ｔ１ほ
どフィード前進させ、その後、弱逆打撃で所定時間ｔ２
後退させ、更に強逆打撃で所定時間ｔ３後退させるイン
チング逆打撃制御とのうち、少なくとも１つ以上の制御
を行なう制御方法である。この方法では、作業状況の変
化に対応して、開孔機の打撃、回転、フィード等の各操
作を適切に自動制御できるので、作業者の負担を軽減で
き、開孔時間を短縮でき、さらにビッド、ロッド等のさ
く孔工具の磨耗等も低減できる。特に、長期間油圧式開
孔機を使用して、正規の開孔サイクルの打撃、回転、フ
ィード圧力値が変化した場合でも、安定して作業状況の
変化に対応した適切な制御を行うことができる。

【００１３】請求項３の発明は、回転・打撃およびフィ
ードの組合せにより溶融炉の出湯口の開孔を行う油圧式
開孔機において、回転圧力Ｐｒ、打撃圧力Ｐｓ、フィー
ド圧力Ｐｆ、フィード流量Ｒｆ、フィード距離Ｌをそれ
ぞれ検出する検出センサを設け、該検出センサの検出結
果に基づいて、上記油圧式開孔機のドリルの前進距離Ｌ
ｂを検出して、該油圧式開孔機が溶融炉の出湯口を開孔
する直前付近にあることを検出する第１検出手段と、上
記第１検出手段による検出後、油圧式開孔機のフィード
流量Ｒｆの変化を検出し、該変化の大きさで、開孔直前
であることを検出する第２検出手段と、上記第２検出手
段による検出後から、ドリルが所定距離Ｌａ前進した時
を検出する第３検出手段と、上記第３検出手段によりド
リルが所定距離Ｌａ前進した時を検出した後、ドリルの
前進を中断して後退させるフィード制御手段とを備える
構成である。この構成では、出湯口を開孔した直後にド
リルを後退できるので、ドリルの損傷を防止でき、確実
にドリルを後退できるとともにドリルの寿命を向上でき
る。それとともに、緻密な制御でさく孔及び／或は後退
できるので、効率良く且つ確実にさく孔作業を行うこと
ができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。図１及び図２は、出湯装置２０の一
例を示す。出湯装置２０には、出湯口１１を開孔する油
圧式開孔機２１と、出湯口１１を閉塞するマッドガン２
２とが設けられ、さらに、開孔機２１及びマッドガン２
２を所定方向へ移動させる移動支持機構２３と、開孔機
２１、マッドガン２２及び移動支持機構２３を夫々自動
制御する制御装置２４が設けられている。

【００１５】開孔機２１は、溶融炉本体３の炉底に溜っ
た溶融物（溶融メタル）Ｍを排出する際に、出湯口１１
内に充填したマッド材２５を掘削除去して出湯口１１を
開口するものである。開孔機２１は、移動支持機構２３
のスライドフレーム３５の下面側に固定され、出湯口１
１と平行なガイドセル２７と、ガイドセル２７の下面側
にスライド可能に支持されたドリフターヘッド２８と、
ガイドセル２７の下方位置に溶融炉本体３の方向に進退
可能で且つ出湯口１１と平行に配置され、先端にビッド
２９を備えるとともに出湯口１１と対向可能なロッド３
０と、ドリフターヘッド２８に設けられ、ロッド３０に
打撃力及び回転力を与えるドリフター３１と、ガイドセ
ル２７に設けられ、ドリフター３１を前後移動（溶融炉
本体３の方向に進退）させてロッド３０を前後進（溶融
炉本体３の方向に進退）させる駆動装置３２とから構成
されている。

【００１６】ドリフター３１は公知の逆打撃装置付き油
圧削岩機、例えば、特許第２９１３５３８号公報のもの
が使用される。油圧ポンプ（図示せず）からの油圧が油
圧式開孔機２１に供給され、ドリフター３１と駆動装置
３２とを駆動するようになっている。駆動装置３２は、
ガイドセル２７の両端部に設けたスプロケット３２ａ
と、両スプロケット３２ａに捲き回されドリフターヘッ
ド２８に連動連結されたチェーン（図示せず）と、チェ
ーンを周回させるフィードモータ３２ｂとからなり、フ
ィードモータ３２ｂによりチェーンを周回させると、ド
リフターヘッド２８が前後動し、これに伴ってロッド３
０及びドリフター３１が前後進するようになっている。

【００１７】前後移動支持機構２３には、一対のスライ
ドレール３３，３３が、水平姿勢でかつ出湯口１１に対
して直交するように配置されている。スライドフレーム
３５が、スライドレール３３，３３に複数のガイドロー
ラ３４を介して走行自在に支持されており、該スライド
フレーム３５は出湯口１１に対して直交する方向へ水平
移動可能となっている。スライドシリンダ３６により、
スライドフレーム３５をスライドレール３３，３３に沿
って移動させることによって、開孔機２１及びマッドガ
ン２２を出湯口１１と直交する方向（図１の上下方向）
へ同期的に移動させる。

【００１８】溶融炉本体３内の溶融メタルＭの出湯に際
しては、先ず出湯装置２０の開孔機２１を作動させ、先
端にビッド２９を備えたロッド３０からなるドリルＤを
出湯口１１内へ押し込み、これを適宜に前進、打撃・回
転、後退させることにより、充填されているマッド材２
５及び炉壁３ａの内面に固着したメタル層Ｍａの掘削並
びに掘削物の排出を行なう。すなわち、上記前進、打撃
・回転、後退の各動作を複数回繰り返すことにより、溶
融炉本体３内の溶融メタルＭの貯留空間に連通する湯道
を貫通する。湯道が貫通されると、ドリルＤを出湯口１
１の外方へ退避させ、出湯口１１を通して溶融メタルＭ
を出湯させる。

【００１９】図５に示すように、開孔機２１には、フィ
ードの位置を検出するエンコーダＳ１と、ドリフター３
１の回転装置に供給される作動油の圧力を検出する圧力
センサＳ２と、ドリフター３１の打撃装置に供給される
作動油の圧力を検出する圧力センサＳ３と、駆動装置３
２に供給される作動油の圧力を検出する圧力センサＳ４
と、駆動装置３２に供給される作動油の流量（フィード
流量）を検出する流量センサＳ５とが設けられ、それぞ
れが制御装置２４に接続されている。更にドリルＤが、
基準位置からの前進距離Ｌを検出する距離検出センサＳ
６も制御装置２４に接続されている。また、これらの検
出センサＳ１からＳ６の検出結果に基づいて、油圧式開
孔機２１のドリルＤの前進距離Ｌｂを検出して、該油圧
式開孔機２１が溶融炉３の出湯口１１を開孔する直前付
近にあることを検出する第１検出手段Ａ１と、該第１検
出手段Ａ１による検出後、該油圧式開孔機２１のフィー
ド流量Ｒｆの変化を検出し、該変化の大きさで、開孔直
前であることを検出する第２検出手段Ａ２と、該第２検
出手段Ａ２による検出後から、ドリルＤが所定距離Ｌａ
前進した時を検出する第３検出手段Ａ３とが制御装置２
４に接続されている。また、制御装置２４は、第３検出
手段Ａ３によりドリルＤの前進を検出した後、Ｄの前進
を中断して後退させるフィード制御手段Ｆａを備える。
図５において、Ｐは打撃装置、Ｒは回転装置、Ｆはフィ
ード装置を示しており、各装置Ｐ、Ｒ、Ｆは制御装置２
４からの制御信号により以下に述べる制御を行なうよう
になっている。

【００２０】本発明において、出湯口１１を完全に開孔
して、さく孔を完了する際の制御について説明する。図
３に見られるように、出湯口１１を完全に開孔（貫通）
する前後において、打撃圧、回転圧、フィード圧、打撃
流量（ドリフター３１の打撃装置へ供給される作動油の
流量）、回転流量（ドリフター３１の回転装置へ供給さ
れる作動油の流量）、フィード流量の変化を測定した。
その結果、貫通した後には、各圧力や流量に変化は見ら
れる。そして貫通直前では、打撃圧、回転圧、フィード
圧、打撃流量、回転流量には、ほとんど変化が見られな
いか、或は微細な変化であったが、フィード流量では明
確な変化が見られた。

【００２１】これは、貫通直前に、まず、図４（ａ）に
示すようにメタル層Ｍａにひび割れが発生し（Ｈ１）、
その後、同図（ｂ）に示すようにひび割れが拡大して
（Ｈ２）メタル層Ｍａの塊が移動し、フィード流量が増
加するものと思われる。そして、同図（ｃ）に示すよう
に、貫通後は、塊が完全にメタル層Ｍａから分離し（Ｈ
３）、空打ち状態になる。即ち、貫通直前で、メタル層
Ｍａの一部がひび割れてフィード流量が増加し、通常の
フィード流量とは異なる流量になると考えられる。

【００２２】本発明は、この現象、即ち、貫通直前にフ
ィード流量に明らかな変化が見られることを利用して、
貫通状態を予測するものである。先ず、ドリルＤの前進
距離Ｌｂを測定し、貫通直前近傍に達したか否かを検出
する。尚、この前進距離Ｌｂは、例えばドリルＤの先端
が溶融炉本体３の炉壁３ａの内面と略同一面に位置する
ような距離とすれば良い。その検出以降において、フィ
ード流量の変化を測定する。フィード流量Ｒｆが急激に
変化しＲｆ１になった場合、例えば、Ｒｆ１＝１．５Ｒ
ｆになった場合に貫通直前と判断する。また、Ｒｆ１＝
１．５Ｒｆに限らず、Ｒｆ１＝（ｋ）Ｘ（Ｒｆ）とし
て、（ｋ）を任意に設定するようにしてもよい。或は、
溶融炉のメタル層Ｍの厚さを考慮し、例えば、溶融炉の
温度に応じて（ｋ）を変更するようにしてもよい。ま
た、Ｒｆ１が所定の倍率になった場合を検出するのでな
く、設定した流量値になった場合を検出しても良い。そ
の場合でも設定流量を、溶融炉の温度等で変更できるよ
うにしても良い。更には、そのように直接フィード流量
の値で貫通を判断するのではなく、フィード流量の変化
率を見て、その推移を検査して、変化率の大きさが所定
値に達した場合、或は、フィード流量変化率が所定時間
継続して所定値を越えた場合等のように、間接的にフィ
ード流量の変化から貫通直前を検出しても良い。フィー
ド流量の値とフィード流量の変化率や時間等を組み合わ
せて検出することも可能である。又、フィード流量とフ
ィード圧、回転圧、打撃圧等とを組み合せても良い。

【００２３】このようにして、出湯口１１の貫通直前を
検出すると、それから所定距離Ｌａ前進したら、そこで
貫通したと判断する。所定距離Ｌａ前進後に、直ちに前
進を停止し、即座に後退させる。尚、この所定距離Ｌａ
は、上記図４（ｃ）に示すように、メタル層Ｍａの塊全
体が完全にメタル層Ｍａの本体から分離したときに対応
する距離とすれば良い。これにより、貫通したことを検
出して制御するのに比較して、貫通直後を高精度で検出
できるので、ドリルＤが溶融炉本体３の溶融メタルＭに
浸かっている時間を削減でき、ドリルＤの寿命を大幅に
長くできる。それとともに、ドリルＤやロッド３０の変
形も大幅に低減できるので、次回のさく孔時のトラブル
を削減でき、スムーズなさく孔を実現できる。

【００２４】なお、所定距離Ｌａ程前進した時点をさく
孔完了、即ち貫通したとしているが、この所定距離Ｌａ
は、僅かな距離であり、ドリルＤの移動距離を直接計測
して判断することが好ましい。なお、溶融炉の種類等に
よっては、ドリルＤの移動が継続している時間、ドリル
Ｄの移動速度等によってさく孔完了を判断するようにし
てもよい。

【００２５】次に、さく孔時における前進、打撃・回
転、後退等の制御を説明する。先ず炉壁検知制御につい
て説明する。さく孔開始時には、ドリルＤが炉壁３ａに
到着してないので、無打撃、無回転或は弱回転圧、且つ
低フィード圧でドリフター３１はフィード前進する。ド
リルＤが炉壁３ａに当たると、フィード速度が０にな
る。一定時間以上フィード速度が０或は設定値以下であ
る場合に、炉壁３ａに到着したと判断して、ここから正
規のさく孔サイクルを開始する。即ち、低回転力、中打
撃力、低フィード圧で座ぐりを自動的に行う。

【００２６】次に、さく孔中のジャミング防止制御につ
いて説明する。ジャミング防止制御は、さく孔作業中に
マッド材２５の硬化部分やマッド欠損部分等に出くわす
ことで無理やりビッド２９が食い込んで抜けなくなった
り（ジャミング）、開孔の孔曲がりを起こしたりするの
を防止する制御である。さく孔中に減速度が大きくな
り、回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ２まで上昇したらフィード
を一旦停止し、回転圧ＰｒがＰｒ２よりも低い所定圧力
Ｐｒ４まで低下したら再度前進に切り替える制御を行な
い、一方、フィードを一旦停止しても回転圧Ｐｒが上昇
しＰｒ２よりも高いＰｒ３に達するとフィードを前進か
ら後退に切り替え、回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ４まで低下
したら再度前進に切り替える制御を行なう。再前進する
時は、後退開始位置に到達するまでは空走となるため、
その間はフィード前進圧力、フィード前進用油の流量を
低下させ高速での再突入を防止する。また、空打ちを防
止するため、打撃圧力を０または低打撃力とし、ドリル
Ｄ等の打撃工具の磨耗を防止する。

【００２７】この動作により、ロッド３０が抜けなくな
る程突っ込む前にロッド３０を後退させるので、ジャミ
ングを防止でき、スムーズに開孔できる。また、ロッド
３０後退により、ドリルＤが高温のマッド材２５から一
時的に離れるため、ビッド２９の冷却効果も向上する。

【００２８】通常、加熱されたメタルＭが冷却されて生
成される繰り粉は、ある程度の大きさ、質量を持ったツ
ブ状の塊になる。この塊が出湯口１１から排出されるよ
うにブローするが、一部は出湯口１１内に停滞する。こ
の状態が継続すると、開孔後の退避時にドリルＤ等が噛
み込み退避不能となる。孔掃除制御とは、所定長さＬｃ
をさく孔する毎に、ドリルＤの先端が出湯口１１から抜
け出るまで開孔機２１を後退させて、ブローするととも
にドリルＤの掻きだし動作によって停滞している繰り粉
を出湯口１１の外部に排出する、所謂出湯口１１を掃除
する制御である。

【００２９】上記で説明したように出湯口１１内にはメ
タルＭの固化した繰り粉が点在している。さく孔中にビ
ッド２９がこの繰り粉に当った際には、さく孔負荷が高
くなり、さく孔能力が低下する。そして無理やりさく孔
を続けると、繰り粉の噛み込みを生じて抜けなくなるこ
とがある。そのために、さく孔中に、ドリルＤのフィー
ド圧Ｐｆが所定圧Ｐｆ１以上になり、且つドリルＤの前
進距離Ｌが所定値Ｌ１以下に低下した場合に、ドリルＤ
をその先端が出湯口１１から抜け出ない範囲で小刻みに
前後進させてさく孔するインチングさく孔制御を行な
う。このインチングさく孔制御中に繰り粉をブローして
排出する。

【００３０】また、例えば、さく孔の領域がマッド層２
５からメタル層Ｍａへ移行した際等では、メタルＭの流
れ込んだ形状によってドリルＤが上方に逃げる現象が発
生していると推測される。この際、逃げ量が大きい時に
は、回転圧が過大となり、ジャミング防止制御が作動す
る、もしくは噛み込みが起こりさく孔不能となる。しか
し、逃げ量が小さい時は、そのままさく孔を継続して孔
曲がりが発生する。同様に、硬いマッド層から比較的柔
らかいマッド層へ移行する際も、柔らかいマッド層の状
態（上部が柔らかい）によってはドリルＤが柔らかいマ
ッド層方向へ逃げる現象が起こり、開孔時に噛み込み発
生の原因となっている。そのために、さく孔中に、ドリ
ルＤの回転圧ＰｒがＰｒ２よりも低い所定圧Ｐｒ５以上
及びフィード圧Ｐｆが所定圧Ｐｆ２以上になると、数回
ドリルＤを前後進させる孔曲がり矯正さく孔制御を行な
う。

【００３１】さく孔後にドリルＤを後退させる時には、
出湯口１１の開孔状態によっては、繰り粉が停滞してい
たり、出湯口１１が必ずしも直線的に開孔しているとは
限らないために、スムーズに後退できない、或は後退で
きないことがある。このことを防止するために、さく孔
後の後退中に、回転圧ＰｒがＰｒ２よりも低い所定圧Ｐ
ｒ６以上で、且つフィード後退圧ＰｆがＰｆ２よりも高
い所定圧Ｐｆ３以上になると、所定時間ｔ１ほどフィー
ド前進させ、その後、弱逆打撃で所定時間ｔ２後退さ
せ、更に強逆打撃で所定時間ｔ３後退させるサイクルを
繰り返すインチング逆打撃制御を行なう。

【００３２】

【発明の効果】本発明では、溶融炉の出湯口を開孔する
開孔機の自動制御方法において、該出湯口の開孔直前を
検出し、この検出時点から所定距離Ｌａほどドリルが前
進した後に開孔したと判断して、ドリルを後退させるの
で、出湯口が貫通開孔したタイミングを高精度で検出す
ることが可能となり、このことで、開孔直後に素早くド
リルを後退でき、ドリルの寿命を向上できる。特に、貫
通付近の油圧式開孔機のフィード流量Ｒｆの変化を検出
し、該変化の大きさで該出湯口の開孔直前と判断するの
で、貫通開孔直前の予測精度が高く、溶融炉の内壁に固
化物が生成されていても、この固化物の厚さに影響され
ること無く確実に開孔直前を検出でき、且つ開孔状態を
精度良く予測できる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の一実施形態である出湯装置の外観図を
示す。

【図２】図１の出湯装置に設けた開孔機を示す。

【図３】開孔前後の各種計測データを示す。

【図４】貫通直前の出湯口の開孔状態を説明する図であ
り、（ａ）はメタル層にひび割れが発生した状態を示
し、（ｂ）はひび割れが拡大した状態を示し、（ｃ）は
出湯口が開孔した状態を示す。

【図５】本発明の一実施形態の制御システムを説明する
ブロック図である。

【符号の説明】

Ｍ 溶融メタル Ｍａ メタル層 Ｄ ドリル ３ 溶融炉本体 ３ａ 炉壁 １１ 出湯口 ２０ 出湯装置 ２１ 油圧式開孔機 ２２ マッドガン ２３ 移動支持機構 ２４ 制御装置 ２５ マッド材 ２７ ガイドセル ２８ ドリフターヘッド ２９ ビッド ３０ ロッド ３１ ドリフター ３２ 駆動装置 ３２ａ スプロケット ３２ｂ フィードモータ ３３ スライドレール ３４ ガイドローラ ３５ スライドフレーム ３６ スライドシリンダ Ｌ 前進距離 Ｌａ 開孔直前の前進距離 Ｌｂ 開孔直前付近までの前進距離 Ｌ１ インチングさく孔時の前進距離 Ｐｓ 打撃圧 Ｐｒ 回転圧 Ｐｆ フィード圧 Ｒｆ フィード流量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 考太郎 大阪府大阪市北区堂島浜１丁目３番23号 株式会社タクマ内 (72)発明者 小林 豊彦 広島県広島市南区仁保２丁目１番26号 マ ツダアステック株式会社内 (72)発明者 塩成 大樹 広島県広島市南区仁保２丁目１番26号 マ ツダアステック株式会社内 (72)発明者 今田 崇 広島県広島市南区仁保２丁目１番26号 マ ツダアステック株式会社内 Ｆターム(参考） 3K061 NB01 NB23 NB26 NB30 4K055 AA00 AA01 JA11

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧式開孔機のドリルのフィード・打撃
   ・回転によって溶融炉の出湯口を開孔する油圧式開孔機
   の自動制御方法において、 上記油圧式開孔機のドリルの前進距離Ｌｂを検出して、
   該ドリルが溶融炉の出湯口を開孔する直前付近にあるこ
   とを検出し、 上記ドリルが出湯口を開口する直前付近にあることを検
   出した後において、上記油圧式開孔機のフィード流量Ｒ
   ｆの変化を検出し、該変化の大きさにより出湯口の開孔
   直前を検出し、 上記出湯口の開孔直前を検出した時点から所定距離Ｌａ
   ほどドリルが前進した後に出湯口が開孔したと判断し、 上記所定距離Ｌａをドリルのフィード量から直接検出
   し、該所定距離Ｌａは該溶融炉内の溶融物の溶融状態に
   応じて変更可能になっていることを特徴とする油圧式開
   孔機の自動制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の油圧式開孔機の自動制御
   方法において、 さく孔長さの所定長さＬｃ毎に、ドリル先端が出湯口か
   ら出るまで該ドリルを後退させて開孔部分を掃除する孔
   掃除制御と、 さく孔中に、ドリルのフィード圧Ｐｆが所定圧Ｐｆ１以
   上になり、且つドリルの前進距離Ｌが所定値Ｌ１以下に
   低下した場合に、ドリルを小刻みに前後進させて、さく
   孔するインチングさく孔制御と、 さく孔中に、回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ２まで上昇したら
   フィードを一旦停止し、それでも回転圧Ｐｒが所定圧Ｐ
   ｒ３に上昇すると前進から後退に切り替え、回転圧Ｐｒ
   が所定圧Ｐｒ４まで低下したら再度前進に切り替えるジ
   ャミング防止制御と、 さく孔中に、該ドリルの回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ５以上
   及びフィード圧Ｐｆが所定圧Ｐｆ２以上になると、数回
   ドリルを前後進させる孔曲がり矯正さく孔制御と、 さく孔後の後退中に、回転圧Ｐｒが所定圧Ｐｒ６以上
   で、且つフィード後退圧Ｐｆが所定圧Ｐｆ３以上になる
   と、所定時間ｔ１ほどフィード前進させ、その後、弱逆
   打撃で所定時間ｔ２後退させ、更に強逆打撃で所定時間
   ｔ３後退させるインチング逆打撃制御とのうち、少なく
   とも１つ以上の制御を行なうことを特徴とする油圧式開
   孔機の自動制御方法。
3. 【請求項３】 回転・打撃およびフィードの組合せによ
   り溶融炉の出湯口の開孔を行う油圧式開孔機において、 回転圧力Ｐｒ、打撃圧力Ｐｓ、フィード圧力Ｐｆ、フィ
   ード流量Ｒｆ、フィード距離Ｌをそれぞれ検出する検出
   センサを設け、該検出センサの検出結果に基づいて、 上記油圧式開孔機のドリルの前進距離Ｌｂを検出して、
   該油圧式開孔機が溶融炉の出湯口を開孔する直前付近に
   あることを検出する第１検出手段と、 上記第１検出手段による検出後、油圧式開孔機のフィー
   ド流量Ｒｆの変化を検出し、該変化の大きさで、開孔直
   前であることを検出する第２検出手段と、 上記第２検出手段による検出後から、ドリルが所定距離
   Ｌａ前進した時を検出する第３検出手段と、 上記第３検出手段によりドリルが所定距離Ｌａ前進した
   時を検出した後、ドリルの前進を中断して後退させるフ
   ィード制御手段とを備えることを特徴とする油圧式開孔
   機。