JP4147045B2 - Automatic control method of hole opening machine - Google Patents

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Description

【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2000−119715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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
【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基準位置からの前進距離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孔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ドリルが前進した後に出湯口が開孔したと判断し、該所定距離La前進した後、ドリルの前進を中断して後退させる油圧式開孔機の制御方法であって、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。
【0016】
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、ドリルを所定範囲内で前後進させて、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。
【0017】
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。
【0018】
【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。
【0019】
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22とが設けられ、さらに、開孔機21及びマッドガン22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。
【0020】
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を開孔するものである。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11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30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。
【0021】
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30及びドリフター31が前後進するようになっている。
【0022】
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。
【0023】
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25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11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。
【0024】
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31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32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S6も制御装置24に接続されている。
【0025】
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24に接続されている。
【0026】
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、ドリル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24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。
【0027】
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。
【0028】
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、開孔(貫通)した後には、各圧力や流量に変化は見られる。そして開孔(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。
【0029】
これは、開孔(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、駆動装置32に供給される作動油の流量、即ち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、開孔(貫通)後は、塊が完全にメタル層Maから分離し(H3)、空打ち状態になる。
【0030】
即ち、開孔(貫通)直前で、メタル層Maの一部がひび割れて、駆動装置32に供給される作動油の流量、即ち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。
【0031】
本発明は、この現象、即ち、開孔(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、開孔(貫通)状態を予測するものである。
【0032】
先ず、ドリルDの前進距離Lbを測定し、開孔(貫通)する直前付近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=1.5Rfになった場合に開孔(貫通)直前と判断する。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
このようにして、出湯口11の開孔(貫通)直前を検出すると、それから所定距離La前進したら、そこで開孔(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、開孔(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。
【0036】
なお、所定距離La前進した時点をさく孔完了、即ち開孔(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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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(所定範囲内で)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。
【0045】
また、例えば、さく孔の領域がマッド層25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。
【0046】
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。
【0047】
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Pr6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。
【0048】
【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、出湯口が開孔(貫通)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。
【0049】
特に、開孔 ( 貫通 ) する直前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、開孔(貫通)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 開孔する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
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hydraulic opening machine used for opening a hot water outlet for discharging a melt in a blast furnace, a refuse melting furnace, an ash melting furnace, etc. in an ironworks, and an automatic control method thereof.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, a hydraulic rock drill has been used as an opening machine for opening work such as a blast furnace. This hydraulic rock drill has a drill composed of a rod with a bid attached to the tip, and gives a striking force, rotational force, and feed force (force to move the rod in the axial direction) to the rod. The gate is being opened.
[0003]
  Usually, an operator performs an opening operation while appropriately combining the striking operation, the rotation operation, and the feed operation, and adjusting the strength, timing, and the like. In this case, since there is a variation depending on the operator, a considerable skill level is required to perform an optimum opening operation. Further, solidified molten metal may be scattered in the outlet. For this reason, when the tip of the bid comes into contact with the solidified molten metal, the hole does not advance, and if the hole is forcibly advanced in such a case, an accident that prevents the rod from being pulled out, that is, jamming occurs. In addition, if the drilling operation is forcibly advanced, drills and rods will be worn out early, and the shank rods of rock drills will wear out prematurely, causing problems that work efficiency will be significantly reduced and drilling costs will increase. To do.
[0004]
  On the other hand, as a hydraulic hole opening machine that performs hole opening work by appropriately combining the operations of hammering, rotation, and feed automatically in response to changes in work conditions, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 08-333610. Those disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-119715 and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-119715 are known.
[0005]
  In particular, the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-119715 discloses the pressure of hydraulic oil that rotates a rod (rotational pressure), the pressure of hydraulic oil that causes a striking force to act on the rod (stroke pressure), and the hydraulic oil that causes the rod to advance and retreat in the axial direction. Control (feed pressure) is detected to prevent blow when the rotational pressure or feed pressure is less than the predetermined value. When the rotational pressure rises to the predetermined value, the feed is switched from forward to backward. Jamming prevention control that switches the feed from reverse to forward again when the pressure drops to a predetermined value, automatic feed force control that lowers the feed pressure accordingly when the rotational pressure rises, and feed speed is lowered accordingly when the rotational pressure rises Automatic feed speed control, when the rotational pressure increases, the impact pressure also increases and the feed pressure decreases Automatic control of striking force that also reduces the striking pressure, automatic control of the revolving speed that lowers the rotational speed to a predetermined value when the striking pressure increases, and the rotational speed to a predetermined value when the striking pressure decreases, the forward feed pressure reaches the set pressure It is disclosed that a striking start control for controlling so as not to perform striking when not performed, and a feed direction control for switching the feed to the reverse side when the forward feed pressure becomes equal to or higher than a set pressure.
[0006]
  According to the control method for the hydraulic hole opening machine disclosed in this gazette, idle driving prevention control, jamming prevention control, feed force automatic control, feed speed automatic control, impact force automatic control, rotation speed automatic control, impact start control Since at least one control of the feed direction control is automatically performed, the burden on the operator who performs the hole opening operation is reduced.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
  By the control method of the hydraulic opening machine of the latter conventional example (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-119715), it is possible to improve the trouble during the drilling forward and the trouble during the backward movement and reduce the burden of the opening work. However, this publication does not discuss anything about the operation work at the time of opening when the tap is completely opened. In particular, it is preferable to quickly retract the drill after opening the hot water outlet, but this publication does not disclose the operation work after the opening.
[0008]
  That is, when the tap is opened, the bid at the tip of the drill enters the hot melt in the melting furnace. For this reason, when the drill is pushed in all the way, it takes a long time for the tip end of the rod and the bid to be immersed in the melt before it is pulled out, causing problems that they can deform and become unusable and cannot be removed. . Moreover, even if the bid and the rod come off, the service life is significantly reduced.
[0009]
  On the other hand, if the drill is moved backwards quickly, the hot water outlet at the hot water outlet is incomplete and smooth hot water cannot be discharged.
[0010]
  Therefore, it is strongly desired to retract the drill as soon as possible immediately after opening. As one of the methods, it is conceivable to move the drill forward after a certain distance and then retract it. That is, since the thickness of the furnace wall of the melting furnace is set to a predetermined thickness, when the drill is advanced by the set thickness, the drill can be moved backward as if the hot water outlet has been opened. Conceivable. However, a solidified product is formed on the inner wall of the melting furnace, and the amount of the solidified product is constantly changing depending on the state of the melting furnace. It is possible to open the tap for the first time through this solidified material, but since the thickness of this solidified material is not constant, if the drill is moved backward after a predetermined distance, it may be opened. However, there are cases where no holes are formed, and stable openings cannot be obtained.
[0011]
  Further, as can be seen in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-116240, it is known that a drilling speed is detected and a change in the drilling speed is detected to make a hole. Since the opening state is detected and controlled, the accuracy of detecting the opening is improved as compared with the case where the opening state is moved forward by a predetermined distance. Also, in this publication, the drill is retracted by detecting when the hole is opened, so that the bending of the drill is reduced and the life of the drill is prolonged as compared with the conventional manual retraction.
[0012]
  However, the method of this publication only detects the time when the hole is opened, and stopping the advancing of the drill and retracting it is an operation from a detection signal after detecting that the hole has been opened. For this reason, the position where the drill is stopped is a position where the drill is slightly pushed into the melting furnace, and it is difficult to extend the life of the drill tip.
[0013]
  Therefore, the present invention provides a method for accurately detecting the state of drilling in order to stop the advancement of the drill as soon as possible immediately after opening the hole and to retreat immediately in order to solve the above-mentioned problems. is there.
[0014]
  In particular, instead of detecting when a hole is drilled and performing drill retraction control, the timing immediately before drilling is detected and the complete drilling timing is predicted, and the drill is retreated according to this prediction. Is.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
  According to a first aspect of the present invention, there is provided an automatic control method for a hydraulic hole opening machine in which a hot water outlet of a melting furnace is opened by feeding, striking, and rotating a drill of the hydraulic hole opening machine.From the reference positionThe advance distance Lb is detected, and it is detected that the drill is in the vicinity immediately before opening the outlet of the melting furnace.OpeningA change in the feed flow rate Rf of the hydraulic opening device is detected, and the immediately before opening of the pouring gate is detected based on the magnitude of the change, and the opening of the pouring gate is detected. From the time of detecting the previous timePredetermined distance LaJudging that the tap has opened after the drill has advanced,After the predetermined distance La has advanced, a control method for a hydraulic hole punching machine that interrupts and reverses the advancement of the drill,The predetermined distance La is directly detected from the feed amount of the drill, and the predetermined distance La can be changed according to the molten state of the melt in the melting furnace. In this control method, the state of the hole can be detected with high accuracy, and the drill can be quickly retracted immediately after the hole is opened, so that the life of the drill can be improved. In particular, even if a solidified product is generated on the inner wall of the melting furnace, it is possible to reliably detect the immediately before opening without being affected by the thickness of the solidified product, and to predict the state of opening accurately. Furthermore, since the feed amount can be changed according to the melting state of the melting furnace, it is possible to accurately predict the state of opening through the solidified material.
[0016]
  According to a second aspect of the present invention, there is provided an automatic control method for a hole opening machine according to the first aspect, wherein the drill is retracted until the drill tip comes out from the tap for every predetermined length Lc of the drilling length. When the drill feed pressure Pf exceeds the predetermined pressure Pf1 and the advance distance L of the drill decreases to the predetermined value L1 or less, the drill is controlled.Within the prescribed rangeInching drilling control that drills forward and backward, and once the rotational pressure Pr rises to the predetermined pressure Pr2 in the drilling hole, the feed is temporarily stopped, and if the rotational pressure Pr still rises to the predetermined pressure Pr3, the forward travels backward. When the rotation pressure Pr is reduced to the predetermined pressure Pr4, the jamming prevention control is switched to advance again, and when the drill rotation pressure Pr exceeds the predetermined pressure Pr5 and the feed pressure Pf exceeds the predetermined pressure Pf2, When the rotational pressure Pr is equal to or higher than the predetermined pressure Pr6 and the feed backward pressure Pf is equal to or higher than the predetermined pressure Pf3 during the hole bending correction drill control for moving the turning drill back and forth, and retreating after the drilling, the feed is performed for the predetermined time t1. At least one of the inching reverse impact control that moves forward, then reverses for a predetermined time t2 by weak reverse impact, and further reverses for a predetermined time t3 by strong reverse impact One or more of a control method for controlling. In this method, each operation such as striking, rotating, feeding, etc. of the hole opening machine can be appropriately and automatically controlled in response to changes in the work situation, so that the burden on the operator can be reduced, the hole opening time can be shortened, Wear of drilling tools such as bids and rods can be reduced. In particular, using a long-term hydraulic opening machine, it is possible to stably perform appropriate control corresponding to changes in work conditions even when the regular opening cycle impact, rotation, and feed pressure values change. it can.
[0017]
  According to a third aspect of the present invention, there is provided a hydraulic hole opening machine that opens the outlet of a melting furnace by a combination of rotation, hammering, and feed. A detection sensor for detecting each of L is provided, and based on the detection result of the detection sensor, the advance distance Lb of the drill of the hydraulic hole opening machine is detected, and the hydraulic hole opening machine opens the outlet of the melting furnace. A first detecting means for detecting that the position is immediately before opening, and a change in the feed flow rate Rf of the hydraulic opening machine after detection by the first detecting means; A second detecting means for detecting that it is immediately before, a third detecting means for detecting when the drill has advanced a predetermined distance La after detection by the second detecting means, and a predetermined distance for the drill by the third detecting means. When La moves forward After detecting a configuration and a feed control means to retract to interrupt the advancement of the drill. In this configuration, since the drill can be retracted immediately after opening the tap, the drill can be prevented from being damaged, the drill can be reliably retracted and the drill life can be improved. At the same time, drilling and / or retraction can be performed with precise control, so that drilling can be performed efficiently and reliably.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
  1 and 2 show an example of the hot water supply device 20. The pouring device 20 is provided with a hydraulic hole opening machine 21 for opening the hot water outlet 11 and a mud gun 22 for closing the hot water outlet 11 and further moving the hole opening machine 21 and the mud gun 22 in a predetermined direction. A control device 24 that automatically controls the support mechanism 23 and the hole opening machine 21, the mud gun 22, and the moving support mechanism 23 is provided.
[0020]
  When discharging the molten material (molten metal) M accumulated in the furnace bottom of the melting furnace main body 3, the hole opening machine 21 excavates and removes the mud material 25 filled in the outlet 11 to remove the outlet 11.OpeningTo do. The hole opening machine 21 is fixed to the lower surface side of the slide frame 35 of the movement support mechanism 23, the guide cell 27 parallel to the hot water outlet 11, the drifter head 28 supported slidably on the lower surface side of the guide cell 27, A rod 30 that can be moved back and forth in the direction of the melting furnace main body 3 at a position below the guide cell 27 and that is arranged in parallel to the hot water outlet 11, has a bid 29 at the tip and can face the hot water outlet 11, and a drifter head 28. A drifter 31 that gives a striking force and a rotational force to the rod 30 and a guide cell 27 are provided. The drifter 31 is moved back and forth (moves forward and backward in the direction of the melting furnace body 3) to move the rod 30 back and forth (melting furnace body 3). And a drive device 32 that moves forward and backward in the direction of.
[0021]
  As the drifter 31, a known hydraulic rock drill with a reverse impact device, for example, the one disclosed in Japanese Patent No. 2913538 is used. Hydraulic pressure from a hydraulic pump (not shown) is supplied to the hydraulic aperture machine 21 to drive the drifter 31 and the drive device 32. The drive device 32 includes a sprocket 32a provided at both ends of the guide cell 27, a chain (not shown) wound around both the sprockets 32a and interlocked to the drifter head 28, and a feed motor 32b that circulates the chain. Thus, when the chain is rotated by the feed motor 32b, the drifter head 28 moves back and forth, and the rod 30 and the drifter 31 move forward and backward accordingly.
[0022]
  A pair of slide rails 33, 33 are disposed in the front-rear movement support mechanism 23 so as to be in a horizontal posture and orthogonal to the tap 11. A slide frame 35 is supported on the slide rails 33 and 33 via a plurality of guide rollers 34 so that the slide frame 35 can run freely. The slide frame 35 can move horizontally in a direction orthogonal to the hot water outlet 11. By moving the slide frame 35 along the slide rails 33, 33 by the slide cylinder 36, the opening machine 21 and the mud gun 22 are moved synchronously in the direction perpendicular to the tap 11 (up and down direction in FIG. 1). .
[0023]
  When the molten metal M in the melting furnace main body 3 is poured out, first, the opening machine 21 of the pouring unit 20 is operated, and the drill D composed of the rod 30 having the bid 29 at the tip is pushed into the pouring spout 11. By appropriately moving forward, striking / rotating, and retreating, the filled mud material 25 and the metal layer Ma fixed to the inner surface of the furnace wall 3a are excavated and the excavated material is discharged. That is, the above-mentioned forward, impact / rotation, and reverse operations are repeated a plurality of times, thereby penetrating the runner communicating with the storage space for the molten metal M in the melting furnace body 3. When the runner is penetrated, the drill D is retreated to the outside of the hot water outlet 11, and the molten metal M is discharged through the hot water outlet 11.
[0024]
  As shown in FIG. 5, the hole opening machine 21 includes an encoder S <b> 1 that detects the position of the feed, a pressure sensor S <b> 2 that detects the pressure of hydraulic oil supplied to the rotation device of the drifter 31, and a striking device for the drifter 31. A pressure sensor S3 for detecting the pressure of the hydraulic oil supplied to the pressure sensor, a pressure sensor S4 for detecting the pressure of the hydraulic oil supplied to the drive device 32, and a flow rate (feed flow rate) of the hydraulic oil supplied to the drive device 32. And a flow rate sensor S5 for detecting the flow rate, and each is connected to the control device 24. Further, a distance detection sensor S6 for detecting the advance distance L from the reference position by the drill D is also connected to the control device 24.
[0025]
  Further, based on the detection results of these detection sensors S 1 to S 6, the advance distance Lb of the drill D of the hydraulic hole opening machine 21 is detected, and the hydraulic hole opening machine 21 opens the outlet 11 of the melting furnace 3. First detection means A1 for detecting that the vicinity is just before opening, and after detection by the first detection means A1, a change in the feed flow rate Rf of the hydraulic opening machine 21 is detected, and the magnitude of the change Then, the second detection means A2 for detecting that it is immediately before opening and the third detection means A3 for detecting when the drill D has advanced a predetermined distance La after detection by the second detection means A2 are the control device. 24.
[0026]
  Further, the control device 24 detects the advance of the drill D by the third detection means A3,DrillFeed control means Fa for interrupting and advancing D is provided. In FIG. 5, P represents a striking device, R represents a rotating device, and F represents a feed device. Each device P, R, and F performs control described below by a control signal from the control device 24. .
[0027]
  In the present invention, the control when the tap hole 11 is completely opened and the drilling is completed will be described.
[0028]
  As shown in FIG. 3, before and after completely opening (penetrating) the tap 11, the impact pressure, the rotational pressure, the feed pressure, the impact flow rate (the flow rate of hydraulic oil supplied to the impact device of the drifter 31), Changes in rotational flow rate (flow rate of hydraulic oil supplied to the rotating device of the drifter 31) and feed flow rate were measured. as a result,Opening (through)After that, there is a change in each pressure and flow rate. AndOpening (through)Immediately before, the impact pressure, rotational pressure, feed pressure, impact flow rate, and rotational flow rate were hardly changed or slightly changed, but a clear change was observed in the feed flow rate.
[0029]
  this is,Opening (through)Immediately before, cracks are first generated in the metal layer Ma as shown in FIG. 4A (H1), and then cracks are expanded as shown in FIG. 4B. (H2) Mass of the metal layer Ma Moved,The flow rate of hydraulic oil supplied to the drive device 32, that is,The feed flow rate is likely to increase. And as shown in FIG.Opening (through)After that, the lump is completely separated from the metal layer Ma (H3) and is in an idle state.
[0030]
  That is,Opening (through)Immediately before, a part of the metal layer Ma cracked,The flow rate of hydraulic oil supplied to the drive device 32, that is,It is considered that the feed flow rate increases and becomes a flow rate different from the normal feed flow rate.
[0031]
  The present invention describes this phenomenon, namelyOpening (through)Taking advantage of the obvious change in the feed flow rate just before,Opening (through)The state is predicted.
[0032]
  First, the advance distance Lb of the drill D is measured,Near just before opening (penetrating)Detect whether or not. The advance distance Lb may be a distance such that, for example, the tip of the drill D is positioned on substantially the same plane as the inner surface of the furnace wall 3a of the melting furnace body 3. After the detection, the change in the feed flow rate is measured. When the feed flow rate Rf suddenly changes to Rf1, for example, when Rf1 = 1.5RfOpening (through)Judge as just before.
[0033]
  Further, not only Rf1 = 1.5Rf, but (f) may be arbitrarily set as Rf1 = (k) X (Rf). Alternatively, in consideration of the thickness of the metal layer M of the melting furnace, for example, (k) may be changed according to the temperature of the melting furnace.
[0034]
  Further, instead of detecting the case where Rf1 becomes a predetermined magnification, the case where the flow rate value is set may be detected. Even in that case, the set flow rate may be changed by the temperature of the melting furnace or the like. Furthermore, instead of directly determining the feed rate based on the value of the feed flow rate, the change rate of the feed flow rate is checked and the transition is inspected, and the magnitude of the change rate reaches a predetermined value, or May be detected indirectly from a change in feed flow rate indirectly, such as when the feed flow rate change rate exceeds a predetermined value for a predetermined time. It is also possible to detect by combining the value of the feed flow rate, the rate of change of the feed flow rate, the time, and the like. Further, the feed flow rate and the feed pressure, rotation pressure, impact pressure, etc. may be combined.
[0035]
  In this way, the outlet 11Opening (through)After detecting the last minute, if you move forward a predetermined distance La,Opening (through)Judge that Immediately after the predetermined distance La has advanced, the advance is stopped and immediately retreated. The predetermined distance La may be a distance corresponding to the case where the entire lump of the metal layer Ma is completely separated from the main body of the metal layer Ma as shown in FIG. As a result, compared to detecting and controlling the penetration,Opening (through)Immediately after detection, the time during which the drill D is immersed in the molten metal M of the melting furnace body 3 can be reduced, and the life of the drill D can be greatly increased. At the same time, since the deformation of the drill D and the rod 30 can be greatly reduced, troubles during the next drilling can be reduced, and a smooth drilling can be realized.
[0036]
  In addition,Predetermined distance LaComplete the hole at the point of advance, ieOpening (through)However, the predetermined distance La is a slight distance, and it is preferable to determine by directly measuring the moving distance of the drill D. Depending on the type of the melting furnace and the like, the completion of drilling may be determined by the time during which the movement of the drill D continues, the moving speed of the drill D, and the like.
[0037]
  Next, control of forward movement, striking / rotation, backward movement, etc. during drilling will be described.
[0038]
  First, the furnace wall detection control will be described. At the start of drilling, since the drill D has not arrived at the furnace wall 3a, the drifter 31 moves forward with no blow, no rotation or weak rotation pressure, and a low feed pressure. When the drill D hits the furnace wall 3a, the feed speed becomes zero. If the feed speed is 0 or less than the set value for a certain time or longer, it is determined that it has arrived at the furnace wall 3a, and a normal drilling cycle is started from here. That is, the counterbore is automatically performed with a low rotational force, a medium striking force, and a low feed pressure.
[0039]
  Next, jamming prevention control in the drill holes will be described. The jamming prevention control prevents the bid 29 from forcibly biting out and coming off (jamming) or causing the hole to be bent due to encountering a hardened part or a mud missing part of the mud material 25 during the drilling operation. It is control to do.
[0040]
  When the deceleration increases in the drilling hole and the rotational pressure Pr rises to the predetermined pressure Pr2, the feed is temporarily stopped, and when the rotational pressure Pr drops to the predetermined pressure Pr4 lower than Pr2, the control is performed to switch forward again. Even if the feed is temporarily stopped, when the rotational pressure Pr rises and reaches Pr3 higher than Pr2, the feed is switched from forward to backward, and when the rotational pressure Pr decreases to a predetermined pressure Pr4, the control is switched to forward again. When re-advancing, the vehicle runs idle until it reaches the reverse start position. During this time, the feed advance pressure and the flow rate of the feed advance oil are reduced to prevent re-entry at high speed. Further, in order to prevent idling, the striking pressure is set to 0 or a low striking force, and wear of the striking tool such as the drill D is prevented.
[0041]
  By this operation, the rod 30 is retracted before it is pushed into the rod 30 so that the rod 30 cannot be pulled out, so that jamming can be prevented and a hole can be smoothly opened. Moreover, since the drill D is temporarily separated from the high-temperature mud material 25 by the retreat of the rod 30, the cooling effect of the bid 29 is also improved.
[0042]
  Usually, the flour produced by cooling the heated metal M is a lump-like lump having a certain size and mass. Although this lump is blown so as to be discharged from the tap 11, a part of the lump stagnates in the tap 11. If this state continues, the drill D or the like bites during retraction after opening and cannot be retreated.
[0043]
  The hole cleaning control means that every time a predetermined length Lc is drilled, the hole drilling machine 21 is retracted until the tip of the drill D comes out of the outlet 11 and blows and is stagnated by the scraping operation of the drill D. This is a control for cleaning the so-called hot water outlet 11, which discharges the floured powder to the outside of the hot water outlet 11.
[0044]
  As described above, in the tap 11, the powdered powder in which the metal M is solidified is scattered. When the bid 29 comes into contact with the flour in the drilling hole, the drilling load is increased and the drilling ability is reduced. If the hole is forcibly continued, the flour may be caught and become unable to come off. Therefore, when the feed pressure Pf of the drill D becomes equal to or higher than the predetermined pressure Pf1 and the advance distance L of the drill D decreases below the predetermined value L1 in the drill hole, the tip of the drill D extends from the outlet 11 In small increments without slipping out(Within a predetermined range)Inching drilling control is performed to drill forward and backward. During this inching drilling control, the flour is blown and discharged.
[0045]
  In addition, for example, when the drill hole region moves from the mud layer 25 to the metal layer Ma, it is estimated that the drill D escapes upward due to the shape into which the metal M has flowed. At this time, when the escape amount is large, the rotational pressure becomes excessive, and jamming prevention control is activated, or biting occurs and the hole becomes impossible. However, when the escape amount is small, the hole is bent as it is and the hole is bent. Similarly, when moving from a hard mud layer to a relatively soft mud layer, depending on the state of the soft mud layer (the upper part is soft), the phenomenon that the drill D escapes toward the soft mud layer occurs, and biting occurs at the time of opening. It is the cause.
[0046]
  Therefore, when the rotation pressure Pr of the drill D is higher than the predetermined pressure Pr5 lower than Pr2 and the feed pressure Pf is higher than the predetermined pressure Pf2, the drill bending correction drilling control for moving the drill D forward and backward several times is performed. Do.
[0047]
  When the drill D is retracted after drilling, depending on the open state of the pouring spout 11, the flouring is not stagnant or the pouring spout 11 is not necessarily opened linearly. You may not be able to retreat or you may not be able to retreat. In order to prevent this, if the rotational pressure Pr is equal to or higher than the predetermined pressure Pr6 lower than Pr2 and the feed reverse pressure Pf is equal to or higher than the predetermined pressure Pf3 higher than Pf2 during the retreat after drilling, the predetermined time t1 is reached. The inching reverse impact control is repeated, in which the feed is advanced forward, and then the cycle is repeated for a predetermined time t2 with a weak reverse impact and further with the strong reverse impact for a predetermined time t3.
[0048]
【The invention's effect】
  In the present invention, in the automatic control method of the opening machine for opening the pouring gate of the melting furnace, immediately before the pouring of the pouring gate is detected, and after the drill advances by a predetermined distance La from this detection time, the hole is opened. Judgment and retreat the drill, so the tap isOpening (through)As a result, the drill can be quickly retracted immediately after opening the hole, and the life of the drill can be improved.
[0049]
  In particular,Opening ( Penetration ) Just beforeSince a change in the feed flow rate Rf of a nearby hydraulic hole opening machine is detected, and it is determined that the change amount is just before opening of the tap hole,Opening (through)Prediction accuracy just before is high, even if solidified material is generated on the inner wall of the melting furnace, it is possible to reliably detect just before opening without being affected by the thickness of this solidified material, and accurately predict the open state it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an external view of a hot water apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a hole opening machine provided in the hot water supply apparatus of FIG.
FIG. 3 shows various measurement data before and after opening.
FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining an opening state of a tap just before penetration, where FIG. 4A shows a state in which a crack has occurred in a metal layer, FIG. 4B shows a state in which the crack has expanded, and FIG. Indicates a state in which the tap is opened.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a control system according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
M Molten metal
Ma metal layer
D drill
3 Melting furnace body
3a Furnace wall
11 Outlet
20 Hot spring equipment
21 Hydraulic opening machine
22 Mad Gun
23 Movement support mechanism
24 Control device
25 Mud material
27 Guide cell
28 Drifter head
29 Bid
30 rods
31 Drifter
32 Drive unit
32a sprocket
32b Feed motor
33 Slide rail
34 Guide roller
35 slide frame
36 Slide cylinder
L Advance distance
La Advance distance just before opening
Lb Advance distance to just before opening
L1 Advance distance when inching drilling
Ps impact pressure
Pr Rotation pressure
Pf Feed pressure
Rf Feed flow rate

Claims (3)

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基準位置からの前進距離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孔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ドリルが前進した後に出湯口が開孔したと判断し、該所定距離La前進した後、ドリルの前進を中断して後退させる油圧式開孔機の制御方法であって、
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。
In the automatic control method of the hydraulic hole opening machine that opens the outlet of the melting furnace by feeding, striking and rotating the drill of the hydraulic hole opening machine,
Detecting the advance distance Lb from the reference position of the drill of the hydraulic opening machine, and detecting that the drill is in the vicinity immediately before opening the outlet of the melting furnace;
After detecting that the drill is in the vicinity immediately before opening the tap, the change in the feed flow rate Rf of the hydraulic punch is detected, and immediately before the tap is detected based on the magnitude of the change. And
It is determined that the hot water outlet has opened after a predetermined distance La drill has advanced from the point in time immediately before the opening of the hot water outlet is detected, and after the predetermined distance La has advanced, the hydraulic opening is interrupted and retracted. A control method for a drilling machine,
The predetermined distance La is directly detected from the feed amount of the drill, and the predetermined distance La can be changed according to the molten state of the melt in the melting furnace. Control method.
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、ドリルを所定範囲内で前後進させて、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ことを特徴とする油圧式開孔機の自動制御方法。
In the automatic control method of the hydraulic opening machine according to claim 1,
Hole cleaning control for cleaning the opening portion by retracting the drill until the drill tip comes out of the tap hole for every predetermined length Lc of the drill length;
Inching that drills the drill by moving the drill back and forth within a predetermined range when the feed pressure Pf of the drill exceeds a predetermined pressure Pf1 and the advance distance L of the drill decreases to a predetermined value L1 or less. Drilling control,
When the rotational pressure Pr rises to the predetermined pressure Pr2 in the drilling hole, the feed is temporarily stopped. Even when the rotational pressure Pr rises to the predetermined pressure Pr3, the feed is switched from forward to backward. When the rotational pressure Pr decreases to the predetermined pressure Pr4, the feed is advanced again. Jamming prevention control to switch to,
In the drilling hole, when the rotational pressure Pr of the drill is equal to or higher than the predetermined pressure Pr5 and the feed pressure Pf is equal to or higher than the predetermined pressure Pf2, the hole bending correction drilling control for moving the drill back and forth several times,
If the rotational pressure Pr is equal to or higher than the predetermined pressure Pr6 and the feed reverse pressure Pf is equal to or higher than the predetermined pressure Pf3 during the retreat after drilling, the feed is advanced by a predetermined time t1, and then the reverse reverse strike is performed for the predetermined time t2. An automatic control method for a hydraulic hole opening machine, wherein at least one or more of the inching reverse impact control for reversing the predetermined time t3 by a strong reverse impact is performed.
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。
In the hydraulic opening machine that opens the outlet of the melting furnace by a combination of rotation, hammering and feed,
A detection sensor for detecting the rotational pressure Pr, the striking pressure Ps, the feed pressure Pf, the feed flow rate Rf, and the feed distance L is provided, and based on the detection result of the detection sensor,
A first detecting means for detecting a forward distance Lb of the drill of the hydraulic hole opening machine and detecting that the hydraulic hole opening machine is in the vicinity immediately before opening the outlet of the melting furnace;
A second detection means for detecting a change in the feed flow rate Rf of the hydraulic opening machine after the detection by the first detection means, and detecting that the change is just before the opening by the magnitude of the change;
Third detection means for detecting when the drill has advanced a predetermined distance La after detection by the second detection means;
A hydraulic opening machine comprising: a feed control means for detecting a time when the drill advances by a predetermined distance La by the third detection means, and for stopping the advance of the drill and moving it backward.
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