JP4102577B2 - リクレーマによる積山の山裾払出方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉱石や石炭などのバラ物の貯蔵ヤードにおいて、これらバラ物の積山をリクレーマで払い出すにあたり、払出中断中の積山の山裾をリクレーマにより自動的に払い出す方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製鉄所の原料ヤードなどの貯蔵ヤードにおいて、鉱石や石炭などバラ物の積山がスタッカによって積み付けられ、リクレーマによって払い出される。
図１は貯蔵ヤードの一部を示し、紙面上下方向に多数のヤード１がたがいに平行に設けてあり、ヤード１に積山２が形成されている。ヤード１の間に道床３，４が設けてあり、道床３上をスタッカ５が走行し、道床４上をリクレーマ６が走行する。
【０００３】
スタッカ５は、搬入コンベア１６で搬入されてくるバラ物を積付位置１８に落下させ積付けて、積山２０を形成している。落下位置は機体１４を走行させブーム１５を旋回および俯仰させて定める。
リクレーマ６は、積山２１のバラ物を搬出コンベア１２に払い出している。払出位置は機体７を走行させブーム８を旋回（旋回角γ）および俯仰（俯仰角λ）させて定める。
スタッカ５およびリクレーマ６において、１３はカウンターウエイトである。
【０００４】
図２のように、リクレーマ６の機体７に取付けたブーム８には先端にホイル９が取付けてあり、ホイル９の外周にはバケット１０が取付けてある。ブーム８を図１のように旋回させつつ、ホイル９を回転させてバケット１０により積山２１のバラ物を掬い取り、ブームコンベア１１上に落下させて搬出コンベア７上に払い出す。図２はリクレーマ６の正面図の例を示し、機体７は道床４上を紙面垂直方向に走行し、搬出コンベア１２は紙面垂直方向に移動してバラ物を搬出する。
【０００５】
このようなリクレーマ６について、機体７の走行やブーム８の旋回および俯仰を自動化する自動運転の技術が、特開昭５５−７４９２２号公報、特開平１−２４２３２２号公報などに開示されている。これらの公知技術は、リクレーマ６にセンサーを取付けて積山との間の距離を計測し、機体７およびブーム８の動作を制御して積山の払出しを行うものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記公報等に開示されている従来技術では、初期山の払い出し開始時にはオペレータが手動でデータを入力し、初期設定してリクレーマのバケットを積山の適正な位置に着地させることが必要であった。
製鉄所等における貯蔵ヤードでは、多数のヤードに多数の積山が形成され、中央司令室からの遠隔操作により多数のスタッカおよびリクレーマを動かして操業している。
【０００７】
積山２は後工程の状況に応じて払い出されるので、通常は１回では払出完了せず、数回に分けて払い出される。そして、入荷した鉱石等を早期に荷揚げするため、図１の積付位置１９のように、払出中断中の積山２１と隣り合わせた位置に新規の積山を形成することが必要になる。
【０００８】
ところが、積山２は図３のように段状に払い出され、払出中断中の積山２１はリクレーマ６と反対側の山裾１７が長く伸びた形状をしているので、この山裾１７を払い出して、新規積山用のスペースを広くとることが必要になる。
このような山裾１７を自動的に払い出す従来技術はなく、しかも遠隔操作も困難であることから、従来はオペレータがリクレーマ６に乗って目視運転せざるを得なかった。
【０００９】
そこで本発明が解決しようとする課題は、鉱石や石炭などのバラ物の貯蔵ヤードにおいて、バラ物の積山をリクレーマで払い出すにあたり、払出中断中の積山の山裾払出作業をバケットの着地開始から払い出し終了まで自動化することで、操業を安定化するとともにオペレータの負荷を軽減することである。
【００１０】
上記課題を解決するための本発明は、バラ物を積み付けて形成した積山のうちリクレーマによる払出中断中の段状になった積山において、リクレーマと反対側でヤード長さ方向に延びた山裾の先端Ａからヤード長さ方向に距離ａだけ離れたＢ位置までバラ物を払い出すに際し、Ａ点を原点としてヤード長さ方向にｘ軸、ヤード幅方向にｙ軸、高さ方向にｚ軸をとり、払出開始時のホイル初期喰付点Ｃ₁ の座標を（ｘ₁ ，ｙ₁ ，ｚ₁ ）とするとき、下記（１）式によりｘ₁ を定め、ｘ₁ における最上段ベンチの高さをｚ₁ 、該最上段ベンチのｘ₁ におけるＡ点側端とｘ軸の間の距離をｙ₁ としてホイルを喰付かせ、該最上段ベンチのＡ点側を払い出した後、順次下段ベンチのＡ点側を払い出すことを特徴とするリクレーマによる積山の山裾払出方法である。
ｘ_１＝（１＋ｋ_１ ）ａ＋ｋ_２ …………… （１）
ただし、ｋ _１ は距離ａとホイルの幅および構造とによって、ｋ _２ はホイルの幅および構造によってそれぞれ決まる定数
【００１１】
本発明においては、前記下段ベンチのホイル初期喰付点のｘ座標を、ホイルが前記Ｃ_１ 点に位置したときと同一のｘ座標ｘ_１とし、ｙ座標を該下段ベンチのｘ_１ におけるＡ点側端とｘ軸の間の距離とし、ｚ座標を該下段ベンチの高さとするのが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、バラ物を積み付けて形成した積山のうち、リクレーマによる払出中断中で、図３の例のような段状になった積山２１の山裾１７を払い出す方法である。山裾１７は、ヤード１のリクレーマと反対側でヤード長さ方向に延びており、本発明法によって、その先端Ａを、図４あるいは図５のようにＢ点まで後退させ、ヤード空けを行う。
【００１３】
まず図３の例のように、山裾１７の先端Ａを原点（ｘ₀ ，ｙ₀ ，ｚ₀ ）として、ヤード長さ方向にｘ軸、ヤード幅方向にｙ軸、高さ方向にｚ軸をとり、ヤード空けに必要なＡＢ間距離ａを設定する。この距離ａをヤード空け距離という。Ｂ点の座標は（ｘ_a ，０，０）となる。
【００１４】
そして、払出開始時のホイル初期喰付点Ｃ₁ の座標を（ｘ₁ ，ｙ₁ ，ｚ₁ ）とするとき、ヤード空け距離ａに応じて前記（１）式によりｘ₁ を定め、ｘ₁ における最上段ベンチの高さをｚ₁ とし、該最上段ベンチのｘ₁ におけるＡ点側（リクレーマ６側）端とｘ軸の間の距離をｙ₁ とする。ヤード空け距離ａおよびＣ₁ の位置はあらかじめ設定しておくこともでき、オペレータがその都度入力することもできる。
設定や入力は、対象とするリクレーマの制御用シーケンサに対して行うことができる。なお（１）式において、ｋ₁ はヤード空け距離ａに応じて変化させてもよく、またホイルの幅および取付部の周辺構造によって変化させてもよい。
【００１５】
払出対象の積山２１の位置、形状および寸法は、リクレーマによる前回の払出動作を記録した積山情報としてプロセスコンピュータ等に入力されている。たとえば、積山２１の位置はヤード１の番地と該ヤード内の位置たとえばヤード１の端から積山２１の端までの距離で表され、積山２１の形状および寸法は積山２１内の主要点のｘｙｚ座標から得られる。
【００１６】
この積山情報に基づいて、山裾１７を払い出すためのリクレーマ６の制御用シーケンサに、上記Ａ点の座標（ｘ₀ ，ｙ₀ ，ｚ₀ ）およびＣ₁ 点の座標（ｘ₁ ，ｙ₁ ，ｚ₁ ）が入力される。
次にリクレーマ６を作動させると、制御用シーケンサの指令により自動的に機体７が走行し、ブーム８を俯仰および旋回させてホイル９の先端（図２に示すバケット１０）がＣ₁ 点に位置する。図３において、Ｐはブーム８の俯仰および旋回の中心点である。
【００１７】
そして作業開始指令により、ホイル９を回転させながら機体７を矢印の方向に寸動させてＣ₁ 点で積山２１に喰付かせ、バケット１０（図３では図示省略）でバラ物を掬い取り、適正な喰込み深さで寸動を停止させブーム８を矢印の方向に旋回させながら払い出し、寸動と旋回を繰返して、払出最上段ベンチ（本例では３段目）のＣ₁ 点よりＡ点側を払い出す。
なお本発明において「ホイル喰付」は、ホイル９の外周に図２のように取付けてあるバケット１０が積山に当接することである。
その後、順次下段ベンチについて同様に寸動と旋回を繰返してＡ点側（リクレーマ側）のバラ物を払い出し、最下段ベンチ（本例では５段目）についてＢ点まで払出を行い、山裾１７の払出が完了する。
【００１８】
払出完了後の例を図４および図５に示す。両図とも平面図であり、破線は払出開始前の状態を示す。
図４の例は、下段ベンチのホイル初期喰付点Ｃ₂ およびＣ₃ を、ホイル１０が最上段ベンチの初期喰付点Ｃ₁ に位置したときと同一のブーム旋回角とし、すなわちγ₁ ＝γ₂ ＝γ₃ として、ホイル１０を各段のＡ点側端に位置させた例である。本例では、払出量が少なく作業時間も短い。
【００１９】
図５の例は、下段ベンチのホイル初期喰付点Ｃ₂ およびＣ₃ のｘ座標を、ホイル１０が最上段ベンチの初期喰付点Ｃ₁ に位置したときと同一のｘ座標ｘ₁ とし、ｙ座標を該下段ベンチのｘ₁ におけるＡ点側端とｘ軸の間の距離とし、ｚ座標を該下段ベンチの高さとした例である。本例では、図４の例よりも払出量が多く作業時間が長くなる。しかし、次回の払出作業において積山２１を同側から払い出す場合、あるいは隣合う積山位置すなわち図１における積付位置１９に形成した積山を積山２１側から払い出す場合、ブーム８の旋回自由度が高く、払出作業がし易くなる。
【００２０】
払出完了後、図４，５のようにＢＣ間がステップ状になる。これは払出作業においてブーム８が積山２１に当らないようにするためであり、その作業形態を図６に示す。本例は積山２１の払出最上段ベンチを５ステップで払い出す場合を示し、ホイル９を回転させつつ外周のバケット１０を積山２１の払出最上段ベンチにＣ₁ 点で喰付かせた後、機体の寸動動作２２で喰込ませ、ブーム８を旋回動作２４で旋回させて払い出す。
【００２１】
図６において、破線２６は払出前のベンチ端線を示し、一点鎖線２７は払出後のベンチ端線を示す。実線の矢印はバケット１０の幅方向中心の軌跡を示す。まずホイル９を回転させつつ破線で示すように外周のバケット１０の幅方向中心ＱをＣ₁ 点に接地させて喰付かせ、寸動動作２２でＤ点まで喰込ませる。喰込深さはブーム８が積山２１に接触しない深さとする。
【００２２】
次いでブーム８を実線で示すように右方向に旋回させて払い出し、積山２１から外れたＥ点で旋回を停止させる。そして寸動動作２３でＦ点まで移動させたのち旋回動作２４で左方に旋回させて積山２１に喰付かせ、Ｇ点まで旋回させて払い出す。この寸動動作２３によるＥからＦまでの移動深さは、前記Ｃ₁ からＤまでの喰込深さと同様、ブーム８が積山２１に接触しない深さとする。
【００２３】
ＱがＧ点で停止したときベンチ端線は一点鎖線２７となる。このとき図示ＤＧ間の平行距離ｂを図示ｄより大とし、ブーム８が縦方向のベンチ端線２７に接触しないようにする。ｄは、ブーム８の側面とバケット１０の側面の間の段差である。
【００２４】
次に、旋回戻し動作２５でＱを右方向にＧ点からＨ点まで戻し、寸動動作２２でＨ点からＩ点まで喰込ませる。このとき、図示ＧＨ間の平行距離ｃを前記ｄより大とし、喰込時にブーム８が縦方向のベンチ端線２７に接触しないようにする。
そして旋回動作２４で右方に旋回させて同様に払い出し、積山２１から外れたＪ点で旋回を停止させる。以下、Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｒと移動させ、同様に払い出す。
【００２５】
また、本発明法においてホイル９を喰付かせるとき、機体７の移動を手前で一旦停止させ、ブームコンベア１１およびホイル９を無負荷状態で回転させながら機体７を寸動させ、負荷がかかって回転用の油圧が所定値以上となった時点を喰付と判定して次の動作に移行させるのが好ましい。こうすることでバケット１０やホイル９の損傷を防止することができる。
【００２６】
また、ホイル回転用の油圧が無負荷状態に低減した時点で、積山２１のスタッカ側にホイル９が抜けたと判断することができ、ブーム８の旋回動作２４を停止させて寸動動作２３に移行させることができる。このようにして、予めセットしたプログラムにより自動的に山裾払出作業を行うことができる。
【００２７】
【実施例】
図３に示すような払出中断中の積山２１について山裾１７の払出を行い、払出完了後の状態を図４のようにした。また図５のようにもした。ブーム８は長さ５７．５ｍ、幅６ｍ、ホイル９は外周のバケット１０先端までの直径が５．５ｍである。
【００２８】
図３においてヤード空け距離ａ＝１０ｍが必要で、Ｂ点の座標は（１０，０，０）であった。払出最上段ベンチのホイル初期喰付点Ｃ₁ 点の座標（ｘ₁ ，ｙ₁ ，ｚ₁ ）は次のようにして求め、（３０，９，１０）であった。
すなわち前記（１）式においてａ＝１０ｍ、ｋ₁ ＝１．５、ｋ₂ ＝５ｍとし、ｘ₁ ＝３０ｍであった。ｚ₁ は３段目のベンチ高さ１０ｍ、ｙ₁ はｘ₁ ＝３０ｍにおける３段目のベンチのＡ点側端とｘ軸の間の距離９ｍであった。
【００２９】
なお本例と同条件で、ヤード空け距離ａ＝２０ｍのときはｋ₁ ＝２．０、ａ＝３０ｍのときはｋ₁ ＝３．５であり、いずれの場合もｋ₂ ＝５ｍとなる。このようにヤード空け距離ａが長くなるとｋ₁ を大とするのは、払い出すベンチ段数が多くなり、前記旋回戻し動作２５が多くなるためである。
各段の払出は図６のように寸動と旋回を繰返して行い、寸動動作２２，２３では０．６ｍ喰込ませ、旋回戻し動作２５ではブーム８を２°〜３°旋回させた。
払出最上段ベンチより下段ベンチのホイル初期喰付点の座標は、次のようであった。すなわち図４の例の場合、Ｃ₂ （２７，９，６）、Ｃ₃ （２４，９，３）、図５の例の場合、Ｃ₂ （３０，１２，６）、Ｃ₃ （３０，１５，３）であった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明法により、鉱石や石炭などのバラ物の貯蔵ヤードにおいて、払出中断中の段状になった積山の長く伸びた山裾の払出を、自動的に安全かつ確実に行うことができる。したがって、鉱石や石炭などを早期荷揚げしたい場合などにおいて、スペースが確保され、かつ多数のリクレーマを使用する払出操作の自動化が達成され、オペレータの負荷も軽減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象とするヤードの例を示す平面図である。
【図２】本発明の対象とする積山の払出例を示す正面図である。
【図３】本発明例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側方斜視図である。
【図４】本発明例を示す平面図である。
【図５】本発明の別の例を示す平面図である。
【図６】本発明における払出動作の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１：ヤード ２：積山
３，４：道床 ５：スタッカ
６：リクレーマ ７：機体
８：ブーム ９：ホイル
１０：バケット １１：ブームコンベア
１２：搬出コンベア １３：カウンターウエイト
１４：機体 １５：ブーム
１６：搬入コンベア １７：山裾
１８，１９：積付位置 ２０，２１：積山
２２，２３：寸動動作 ２４：旋回動作
２５：旋回戻し動作 ２６：払出前のベンチ端線
２７：払出後のベンチ端線

Claims (2)

1. バラ物を積み付けて形成した積山のうちリクレーマによる払出中断中の段状になった積山において、リクレーマと反対側でヤード長さ方向に延びた山裾の先端Ａからヤード長さ方向に距離ａだけ離れたＢ位置までバラ物を払い出すに際し、Ａ点を原点としてヤード長さ方向にｘ軸、ヤード幅方向にｙ軸、高さ方向にｚ軸をとり、払出開始時のホイル初期喰付点Ｃ_１の座標を（ｘ_１ ，ｙ_１ ，ｚ_１ ）とするとき、下記（１）式によりｘ_１ を定め、ｘ_１における最上段ベンチの高さをｚ_１ 、該最上段ベンチのｘ_１ におけるＡ点側端とｘ軸の間の距離をｙ_１としてホイルを喰付かせ、該最上段ベンチのＡ点側を払い出した後、順次下段ベンチのＡ点側を払い出すことを特徴とするリクレーマによる積山の山裾払出方法。
   ｘ_１ ＝（１＋ｋ_１ ）ａ＋ｋ_２ …………… （１）
   ただし、ｋ _１ は距離ａとホイルの幅および構造とによって、ｋ _２ はホイルの幅および構造によってそれぞれ決まる定数
2. 前記下段ベンチのホイル初期喰付点のｘ座標を、ホイルが前記Ｃ _１ 点に位置したときと同一のｘ座標ｘ _１ とし、ｙ座標を該下段ベンチのｘ _１ におけるＡ点側端とｘ軸の間の距離とし、ｚ座標を該下段ベンチの高さとすることを特徴とする請求項１記載のリクレーマによる積山の山裾払出方法。

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