JP7100376B2

JP7100376B2 - マッド材供給装置およびその制御方法

Info

Publication number: JP7100376B2
Application number: JP2020015069A
Authority: JP
Inventors: 俊明池田; 健治藤江; 廣一堀越
Original assignee: 栗田鑿岩機株式会社
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2022-07-13
Anticipated expiration: 2040-01-31
Also published as: JP2021121691A

Description

本発明は、高炉の出銑口にマッドを充填するマッドガンへブロック状のマッド材を供給するマッド材供給装置およびその制御方法に関する。

従来、高炉の出銑口にマッドを充填するマッドガンへブロック状のマッド材を供給するマッド材装填装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されるマッド材装填装置は、後方から前方に間欠的に移動するパレット上に左右方向にマッド材を整列させて配置し、押出しシリンダーと切出しシリンダーを設けたものである。特許文献１のマッド材装填装置は、パレットの前端のマッド材を押出しシリンダーにより押出し、押出しシリンダーで押し出されたマッド材を切出しシリンダーで搬送コンベヤの搬送方向に切り出し、マッド材を搬送コンベヤで搬送するものである。

特開平１０－８１１５号公報

特許文献１に開示されるマッド材装填装置は、パレット上にマッド材を整列させて配置するものであるため、多数のマッド材を整列して配置するのに十分な広さを有するパレットが必要である。そのため、マッド材を配置するためのパレットが占有する面積が大きくなり、装置を小型化することが困難である。また、特許文献１に開示されるマッド材装填装置は、パレット上にマッド材を整列させるために多大な時間を要してしまい、マッド材を装填する作業の作業効率が低下してしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、装置を小型化するとともにマッドガンへマッド材を供給する作業の作業効率を向上させることが可能なマッド材供給装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明の一態様にかかるマッド材供給装置は、高炉の出銑口にマッドを充填するマッドガンへブロック状のマッド材を供給するマッド材供給装置であって、第１軸線に沿って円筒状に延びるとともに前記第１軸線に沿った一端に向けて開口する開口部と前記第１軸線に沿った他端を閉塞させた底部とを有し、前記開口部の上方から投下される前記マッド材を収容する容器と、前記容器の内周面に沿って前記第１軸線回りに螺旋状に延びるとともに前記底部から前記開口部へ向けて前記マッド材を導く積載面を有する積載部と、前記積載部を前記第１軸線回りに回転させる第１駆動部と、前記容器を水平方向に延びる第２軸線回りに回転可能に支持する支持部と、前記支持部により支持される前記容器を前記第２軸線回りに回転させる第２駆動部と、前記容器の前記開口部から供給される前記マッド材を前記マッドガンへ前記マッド材を導く供給口へ搬送する搬送部と、前記第１駆動部と前記第２駆動部と前記搬送部とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記容器の前記軸線が鉛直方向に延びる鉛直軸線に対して所定傾斜角度で傾斜するように前記第２駆動部を制御する状態で前記積載部を前記第１軸線回りに所定方向に回転させるよう前記第１駆動部を制御して前記積載部に積載された前記マッド材を前記開口部から前記搬送部へ供給する。

本発明の一態様にかかるマッド材供給装置によれば、容器の開口部から底部に向けて複数のマッド材を投入することにより、複数のマッド材を面上に整列させることなく容器に収容することができる。そのため、マッド材を整列して並べる作業やマッド材を整列して配置する場所が不要となり、装置を小型化するとともにマッドガンへマッド材を供給する作業の作業効率を向上させることができる。

また、本発明の一態様にかかるマッド材供給装置によれば、容器の第１軸線が鉛直軸線に対して所定傾斜角度で傾斜する状態で積載部を第１軸線回りに所定方向に回転させることにより、容器の底部近傍に存在する多数のマッド材の一部のみが積載面により底部から開口部へ向けて漸次移動する。積載面に積載される一部のマッド材のみが開口部へ向けて移動するため、容器の第１軸線回りの回転速度に応じた数のマッド材を容器から搬送部へ順次供給することができる。

本発明の一態様にかかるマッド材供給装置は、前記容器を水平方向に延びる第２軸線回りに回転可能に支持する支持部と、前記支持部により支持される前記容器を前記第２軸線回りに揺動させる第２駆動部と、を備え、前記制御部は、前記容器の前記軸線が前記鉛直軸線に対して前記所定傾斜角度で傾斜するように前記第２駆動部を制御する状態で前記積載部を前記第１軸線回りに前記所定方向に回転させるよう前記第１駆動部を制御して前記積載部に積載された前記マッド材を前記開口部から前記搬送部へ供給する構成が好ましい。

本構成のマッド材供給装置によれば、制御部により第２駆動部を制御して容器の第１軸線が鉛直軸線に対して所定傾斜角度で傾斜する状態とし、制御部により第１駆動部を制御して積載部を第１軸線回りの所定方向に回転させることにより、容器の底部近傍に存在する多数のマッド材の一部のみを積載面により底部から開口部へ向けて漸次移動させることができる。

上記構成のマッド材供給装置において、前記制御部は、前記容器の前記第１軸線が前記鉛直軸線と一致するように前記第２駆動部を制御する状態で前記積載部を前記第１軸線回りに前記所定方向の逆方向に回転させるよう前記第１駆動部を制御してもよい。
容器の第１軸線が鉛直軸線と一致する状態で積載部を第１軸線回りに所定方向の逆方向に回転させることにより、多数のマッド材の一部を積載面により開口部から底部へ向けて移動させることができる。これにより、鉛直方向の上方へ向けて開口した開口部に向けてマッド材を投下する際に、容器に収容される複数のマッド材の積載密度を増加させ、多くのマッド材を容器に収容させることができる。

本発明の一態様にかかるマッド材供給装置は、前記開口部に近接した位置に配置されるとともに前記積載面に接触する前記マッド材の上方に積み上げられた他の前記マッド材と接触するように配置される接触部材を備えるのが好ましい。
開口部に近接した位置において他のマッド材が接触部材と接触することにより、積載面に接触するマッド材の上方に他のマッド材が積載されない状態となる。これにより、複数のマッド材が積み重ねられた状態で開口部から搬送部に導かれて搬送不良が発生する可能性を低減することができる。

本発明の一態様にかかるマッド材供給装置は、前記開口部に配置されるとともに前記開口部の上方へ向けて突出する刃部を有する。
本発明の一態様にかかるマッド材供給装置によれば、開口部の上方へ向けて突出する刃部を有するため、多数のマッド材を梱包するバッグ（袋）を開口部の上方に吊り下げて刃部へ向けて上下動させることにより、袋の下部に刃部が接触してバッグの底面が破断する。これにより、比較的簡易な作業により、バッグに梱包された多数のマッド材を開口部に向けて確実に投下することができる。

本発明の一態様にかかるマッド材供給装置において、前記容器の前記第１軸線が前記鉛直軸線に対して所定傾斜角度で傾斜する状態で前記積載面から前記開口部の外側へ導かれる前記マッド材を前記搬送部の搬送面へ供給するシュート部を備え、前記搬送面は、前記マッド材を搬送する搬送方向に直交する幅方向に第１長さを有し、前記シュート部は、前記開口部から前記搬送面へ向けて前記幅方向に沿った長さが前記第１長さよりも長い第２長さから前記第１長さに漸次縮小する形状を有するのが好ましい。

本発明の一態様にかかるマッド材供給装置によれば、シュート部の幅方向の長さを搬送面の幅方向の第１長さよりも広い第２長さから第１長さに漸次縮小する形状となっている。そのため、容器の開口部から外側にマッド材が投下される範囲を第１長さよりも広い第２長さとしてマッド材を確実に回収しつつ、搬送面へ向けて幅方向の長さを第１長さに漸次縮小させてマッド材を確実に搬送面に導くことができる。

本発明の一態様にかかるマッド材供給装置において、前前記積載部は、前記容器の前記内周面に接合されており、前記第１駆動部は、前記容器を前記第１軸線回りに回転させるのが好ましい。
本発明の一態様にかかるマッド材供給装置によれば、容器を第１軸線回りに回転させることで、容器の内周面に接合された積載部を第１軸線回りに回転させ、容器の底部近傍に存在する多数のマッド材の一部のみを積載面により底部から開口部へ向けて漸次移動させることができる。

本発明の一態様にかかるマッド材供給装置において、前記搬送部は、前記マッド材を搬送する搬送方向に沿って移動するとともに少なくとも１つの前記マッド材を積載可能な間隔を空けて配置される複数の仕切板を有する。
本発明の一態様にかかるマッド材供給装置によれば、搬送方向に沿って移動する複数の仕切板の間にマッド材を導くことにより、仕切板からマッド材に搬送方向への搬送力を付与し、マッド材を搬送方向へ確実に導くことができる。

本発明の一態様にかかるマッド材供給装置の制御方法は、高炉の出銑口にマッドを充填するマッドガンへブロック状のマッド材を供給するマッド材供給装置の制御方法であって、前記マッド材供給装置は、第１軸線に沿って円筒状に延びるとともに前記第１軸線に沿った一端に向けて開口する開口部と前記第１軸線に沿った他端を閉塞させた底部とを有し、前記開口部の上方から投下される前記マッド材を収容する容器と、前記容器の内周面に沿って前記第１軸線回りに螺旋状に延びるとともに前記底部から前記開口部へ向けて前記マッド材を導く積載面を有する積載部と、前記積載部を前記第１軸線回りに回転させる第１駆動部と、前記容器の前記開口部から供給される前記マッド材を前記マッドガンへ前記マッド材を導く供給口へ搬送する搬送部と、を備え、前記容器の前記第１軸線が鉛直方向に延びる鉛直軸線に対して所定傾斜角度で傾斜した状態で前記積載部を前記第１軸線回りに所定方向に回転させるよう前記第１駆動部を制御して前記積載部に積載された前記マッド材を前記開口部から前記搬送部へ供給し、前記搬送部へ供給された前記マッド材を前記マッドガンへ搬送するよう前記搬送部を制御する搬送工程を備える。

本発明の一態様にかかるマッド材供給装置の制御方法によれば、容器の開口部から底部に向けて複数のマッド材を投入することにより、複数のマッド材を面上に整列させることなく容器に収容することができる。そのため、マッド材を整列して並べる作業やマッド材を整列して配置する場所が不要となり、装置を小型化するとともにマッドガンへマッド材を供給する作業の作業効率を向上させることができる。

また、本発明の一態様にかかるマッド材供給装置の制御方法によれば、容器の第１軸線が鉛直軸線に対して所定傾斜角度で傾斜する状態で積載部を第１軸線回りに所定方向に回転させることにより、容器の底部近傍に存在する多数のマッド材の一部のみが積載面により底部から開口部へ向けて漸次移動する。積載面に積載される一部のマッド材のみが開口部へ向けて移動するため、容器の第１軸線回りの回転速度に応じて数のマッド材を容器から搬送部へ順次供給することができる。また、搬送部へ供給されたマッド材を搬送してマッドガンへ供給することができる。

本発明によれば、装置を小型化するとともにマッドガンへマッド材を供給する作業の作業効率を向上させることが可能なマッド材供給装置およびその制御方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るマッド材供給装置を示す側面図である。図１に示すホッパを上方からみた平面図である。図１に示すホッパが備えるスクリューを側方からみた図である。図１に示すホッパのＡ－Ａ矢視断面図である。図１に示すホッパの上方部分の部分拡大図である。図１に示すシュートを上方からみた平面図である。図１に示すホッパの部分拡大図であり、ホッパが所定傾斜角度で傾斜した状態を示す。本発明の一実施形態に係るマッド供給装置が実行する処理を示すフローチャートである。ホッパが鉛直方向に延びる軸線に対して所定傾斜角度で傾斜する状態でスクリューを回転させた状態を示す図である。ホッパが鉛直方向に延びる軸線に対して所定傾斜角度で傾斜する状態でスクリューを回転させた状態を示す図である。ホッパが鉛直方向に延びる軸線に対して所定傾斜角度で傾斜する状態でスクリューを回転させた状態を示す図である。

以下、本発明の一実施形態のマッド材供給装置１００について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態のマッド材供給装置１００を示す側面図である。

図１に示す本実施形態のマッド材供給装置１００は、高炉の出銑口にマッドを充填するマッドガン２００へブロック状のマッド材Ｍを供給する装置である。マッド材Ｍは、微粉コークス、アルミナ系耐火物粉および粘度粉を混錬したものであり、例えば、直方形状に形成されている。マッド材Ｍは、変形や他のマッド材との固着を防止するために、薄膜状の樹脂シートで被うのが望ましい。

図１に示すように、マッド材供給装置１００は、マッド材Ｍを収容するホッパ１０と、シュート部２０と、コンベヤ（搬送部）３０と、油圧ポンプ４０と、油圧タンク５０と、旋回油圧モータ（第１駆動部）６０と、チルトシリンダ（第２駆動部）７０と、支持フレーム８０と、クローラ８５と、制御部９０と、を備える。

ホッパ１０は、上方に配置される梱包バッグＢに収容されるマッド材Ｍを収容するとともに、マッド材Ｍをシュート部２０へ導くものである。図１および図２に示すように、ホッパ１０は、容器１１と、一対のスクリュー（積載部）１２と、ホッパフレーム１３と、マッド払いプレート（接触部材）１４と、一対のカッター（刃部）１５と、突起部１６と、を有する。

容器１１は、軸線（第１軸線）Ｘに沿って略円筒状に延びるとともに複数のマッド材Ｍを内部に収容するものである。図１に示すように、容器１１は、軸線Ｘに沿った上方側端部（一端）に向けて開口する開口部１１ａと、軸線Ｘに沿った下方側端部（他端）を閉塞させた底部１１ｂとを有する。容器１１は、開口部１１ａの上方に配置される梱包バッグＢから投下されるマッド材Ｍを内部に収容する。

図２は、図１に示すホッパ１０を上方からみた平面図である。図３は、図１に示すホッパが備えるスクリューを側方からみた図である。

スクリュー１２は、図２および図３に示すように、容器１１の内周面１１ｃに沿って軸線Ｘ回りに螺旋状に延びるように形成される部材である。スクリュー１２は、底部１１ｂに接続される下端部１２ｂから開口部１１ａに接続される上端部１２ｃへ向けてマッド材Ｍを導く積載面１２ａを有する。本実施形態のホッパ１０は、底部１１ｂから開口部１１ａへ向けて軸線Ｘ回りに約５７０度（約１周半）で周回する。

図２および図３に示すように、一対のスクリュー１２は、容器１１の底部１１ｂと連結される下端部１２ｂが軸線Ｘと点対称の位置となるように配置されている。すなわち、一対のスクリュー１２の一方の下端部１２ｂと他方の下端部１２ｂとは、軸線Ｘ回りに１８０度周回した位置に配置されている。一対のスクリュー１２のそれぞれは、容器１１の内周面１１ｃに対して溶接等により接合されている。

図２および図３に示すように、一対のスクリュー１２は、容器１１を開口部１１ａ側からみた場合に、軸線Ｘ回りに反時計回りに旋回するように螺旋状に形成されている。スクリュー１２が反時計回りに旋回するように形成されているため、スクリュー１２を時計回りの旋回方向ＴＵＤに沿って回転させることにより、マッド材Ｍが積載面１２ａに沿って底部１１ｂから開口部１１ａへ向けて上昇する。

図３に示すように、容器１１の内周面１１ｃの軸線回りの所定の位置において、一対のスクリュー１２が容器１１の内周面１１ｃに接合される位置の軸線Ｘ方向の長さは、底部１１ｂから開口部１１ａへ向けてそれぞれ長さＬ１，長さＬ２，長さＬ３となっている。長さＬ１，長さＬ２，長さＬ３は、略同一の長さとなっている。

図３に示すように、スクリュー１２の軸線Ｘの径方向の幅ＳＷは、軸線Ｘに対する容器１１の内周面１１ｃの内径Ｄ１に対して、マッド材Ｍを積載面１２ａに確実に積載することができる長さ以上に設定される。また、幅ＳＷは、内径Ｄ１に対して、積載面１２ａの径方向に複数のマッド材Ｍが同時に積載される長さ未満に設定される。

ホッパフレーム１３は、容器１１の外周面１１ｄ（図３参照）を支持するとともに支持フレーム８０に取り付けられる部材である。支持フレーム８０は、水平方向に延びる軸線Ｙ１回りに回転可能にホッパフレーム１３を支持する。

図４は、図１に示すホッパ１０のＡ－Ａ矢視断面図である。
マッド払いプレート１４は、図２および図４に示すように、容器１１の開口部１１ａに近接した位置に、軸線Ｘに直交する軸線Ｙ２に沿って延びるように形成される板状部材である。図４に示すように、マッド払いプレート１４は、スクリュー１２の積載面１２ａに接触するマッド材Ｍ（実線で示す）の上方に積み上げられる他のマッド材Ｍ（破線で示す）と接触するように配置される。

他のマッド材Ｍは、積載面１２ａに沿って移動する際にマッド払いプレート１４と接触することにより、スクリュー１２の積載面１２ａに接触するマッド材Ｍから落下する。これにより、スクリュー１２の積載面１２ａに接触するマッド材Ｍに他のマッド材が積み上げられた状態で積載面１２ａに沿って移動し、開口部１１ａから複数のマッド材Ｍが同時に投下されることを防止することができる。

カッター１５は、開口部１１ａに配置されるとともに開口部１１ａの上方へ向けて突出する部材である。図４に示すように、カッター１５は、先端が鋭利な２つの突起部１５ａを有する鋸状に形成されている。カッター１５は、締結ボルト１５ｂによりマッド払いプレート１４に取り付けられている。

突起部１６は、開口部１１ａの中心位置に配置されるとともに開口部１１ａの上方へ向けて突出する棒状部材である。図４に示すように、突起部１６は、軸線Ｘに沿った上端が針状に形成されている。突起部１６は、マッド払いプレート１４に取り付けられている。

ここで、カッター１５および突起部１６を用いて梱包バッグＢに収容されるマッド材Ｍを容器１１へ投下する作業について説明する。作業者は、梱包バッグＢの持ち手Ｂｂを支持する支持部材３００を昇降させる昇降機（図示略）を動作させ、梱包バッグＢを鉛直方向に延びる軸線Ｚに沿って下方位置（図５に実線で示す位置）と上方位置（図５に破線で示す位置）との間で昇降させる。

図５は、図１に示すホッパ１０の上方部分の部分拡大図である。
図５に示すように、梱包バッグＢを鉛直方向に延びる軸線Ｚに沿って下方位置に移動させると、突起部１６が梱包バッグＢの底面Ｂａに挿入され、ホッパ１０に対する梱包バッグＢの位置が固定される。また、カッター１５の突起部１５ａが梱包バッグＢの底面Ｂａに接触し、梱包バッグＢの底面Ｂａが破断する。

作業者は、昇降機を動作させ、梱包バッグＢを下方位置と上方位置との間で複数回に渡って昇降させることにより、梱包バッグＢの底面Ｂａを破断させる。これにより、梱包バッグＢに梱包されたマッド材Ｍが底面Ｂａの破断した箇所から開口部１１ａへ向けて投下される。

シュート部２０は、容器１１が延びる軸線Ｘが鉛直方向に延びる軸線Ｚに対して所定傾斜角度θで傾斜する状態（図７参照）で、スクリュー１２の積載面１２ａから開口部１１ａの外側へ導かれるマッド材Ｍをコンベヤ３０の搬送面３１へ供給する装置である。図６（図１に示すシュート部２０を上方からみた平面図）に示すように、搬送面３１は、マッド材Ｍを搬送する搬送方向ＴＲＤに直交する幅方向ＷＤに第１長さＷ１を有する。

シュート部２０は、幅方向ＷＤの両端部に壁部２１，２２が設けられており、容器１１の開口部１１ａから投下されたマッド材Ｍが幅方向ＷＤの両端部から外側へ排出されないようになっている。シュート部２０は、開口部１１ａから搬送面３１へ向けた搬送方向ＴＲＤに沿って、幅方向ＷＤに沿った長さが第１長さＷ１よりも長い第２長さＷ２から第１長さＷ１に漸次縮小する形状を有する。第２長さＷ２は、開口部１１ａから投下されるマッド材Ｍを確実に収容できる長さに設定されている。

シュート部２０は、容器１１に近接した位置よりもコンベヤ３０の搬送面３１に近接した位置の方が、鉛直方向の高さが低い。シュート部２０は、容器１１側から搬送面３１側へ向けて下方に傾斜する形状となっている。そのため、開口部１１ａからシュート部２０に投下されたマッド材Ｍは、自重によりシュート部２０を滑って搬送面３１に到達する。

コンベヤ３０は、容器１１の開口部１１ａからシュート部２０を介して供給されるマッド材Ｍをマッドガン２００へマッド材Ｍを導く供給口２１０へ搬送する装置である。コンベヤ３０は、金属材料により形成される搬送面３１と、幅方向ＷＤの両端に配置される一対の駆動チェーン３２と、複数のスクレーパ（仕切板）３３と、駆動チェーン３２を回転させる一対の駆動機構３４，３５と、を備える。

一対の駆動機構３４，３５のいずれか一方には、駆動機構を回転させる駆動モータ（図示略）が取付けられている。駆動モータが取付けられた駆動機構を動作させることにより、一対の駆動機構３４，３５に掛けまわされた一対の駆動チェーン３２が回転する。

駆動チェーン３２には、搬送方向ＴＲＤに沿って所定間隔Ｇ（図６参照）を空けて幅方向ＷＤに延びる板状のスクレーパ３３が複数箇所に取り付けられている。所定間隔Ｇは、少なくとも１つのマッド材Ｍを積載可能な間隔となっている。駆動機構により駆動チェーン３２が回転することにより、複数のスクレーパ３３が搬送方向ＴＲＤに沿って移動する。

シュート部２０からコンベヤ３０の搬送面３１へマッド材Ｍが供給された場合、一対のスクレーパ３３の間にマッド材Ｍが供給される。マッド材Ｍは、搬送方向ＴＲＤの下流側に配置されるスクレーパ３３により搬送方向ＴＲＤへ向けた搬送力が付与され、搬送方向ＴＲＤに沿って搬送面３１を移動する。コンベヤ３０は、マッド材Ｍが搬送方向ＴＲＤに沿ったマッドガン２００側の端部へ到達すると、マッド材Ｍをマッドガン２００の供給口２１０へ向けて投下する。

油圧ポンプ４０は、電動モータ（図示略）の駆動力により油タンクから吸入した作動油の圧力を高めて油圧タンク５０へ供給する装置である。油圧ポンプ４０から油圧タンク５０に供給された高圧の作動油は、旋回油圧モータ６０およびチルトシリンダ７０を駆動する動力として用いられる。

旋回油圧モータ６０は、ホッパ１０のスクリュー１２を軸線Ｘ回りに回転させる駆動力を発生する装置である。旋回油圧モータ６０の駆動力は、油圧タンク５０から供給される。油圧タンク５０から旋回油圧モータ６０への作動油の供給状態は、制御部９０により制御される。旋回油圧モータ６０は、容器１１を軸線Ｘ回りの旋回方向ＴＵＤに沿って回転させることにより、ホッパ１０のスクリュー１２を軸線Ｘ回りの旋回方向ＴＵＤに沿って回転させる。

チルトシリンダ７０は、支持フレーム８０により軸線Ｙ１回りに回転可能に支持されるホッパフレーム１３を軸線Ｙ１回りに揺動させる駆動力をホッパフレーム１３に付与する装置である。チルトシリンダ７０の駆動力は、油圧タンク５０から供給される。油圧タンク５０からチルトシリンダ７０への作動油の供給状態は、制御部９０により制御される。チルトシリンダ７０は、ホッパフレーム１３を軸線Ｙ１回りに揺動させることにより、容器１１を軸線Ｙ１回りに揺動させる。

図７は、図１に示すホッパ１０の部分拡大図であり、ホッパ１０が所定傾斜角度θで傾斜した状態を示す。図７に示す所定傾斜角度θは、容器１１の開口部１１ａの下端がシュート部２０に近接した位置に配置する角度である。所定傾斜角度θは、例えば、４０度～６０度の角度に設定される。チルトシリンダ７０は、制御部９０からの制御指令に応じて、軸線Ｘの軸線Ｚに対する傾斜角度が任意の角度となるようにホッパフレーム１３を揺動させる。

支持フレーム８０は、水平方向に延びる軸線Ｙ１回りに回転可能にホッパフレーム１３を支持する筐体である。支持フレーム８０には、シュート部２０，コンベヤ３０，油圧ポンプ４０，油圧タンク５０を含むマッド材供給装置１００の各部が取付けられる。

クローラ８５は、支持フレーム８０の下方に取り付けられるとともにマッド材供給装置１００を任意の位置に移動させる移動機構である。クローラ８５は、マッド材供給装置１００の幅方向の両端に一対で設けられる。制御部９０は、一方のクローラ８５と他方のクローラ８５の回転速度および回転方向を制御することにより、マッド材供給装置１００を任意の位置に移動させる。

制御部９０は、旋回油圧モータ６０およびチルトシリンダ７０を含むマッド材供給装置１００の各部を制御する装置である。制御部９０は、マッド材供給装置１００の各部を制御して、梱包バッグＢからホッパ１０に投下されるマッド材Ｍをシュート部２０からコンベヤ３０を経由して、マッドガン２００の供給口２１０へ供給する。

次に、制御部９０が実行するマッド材供給装置１００の制御方法について、図面を参照して説明する。図８は、本発明の一実施形態に係るマッド供給装置が実行する処理を示すフローチャートである。図９～図１１は、ホッパ１０が鉛直方向に延びる軸線に対して所定傾斜角度で傾斜する状態でスクリュー１２を回転させた状態を示す図である。図１０は、図９に示す状態からスクリュー１２を３６０度（１周）回転させた状態を示す。図１１は、図９に示す状態からスクリュー１２を約５４０度（１周半）回転させた状態を示す。

ステップＳ１０１で、作業者は、梱包バッグＢを支持する支持部材３００を昇降させる昇降機を動作させて梱包バッグＢを下方位置と上方位置との間で複数回に渡って昇降させることにより、梱包バッグＢの底面Ｂａを破断させる。これにより、梱包バッグＢに梱包されたマッド材Ｍが底面Ｂａの破断した箇所から開口部１１ａへ向けて投下される。

ステップＳ１０１において、制御部９０は、ホッパ１０の容器１１が延びる軸線Ｘが鉛直方向に延びる軸線（鉛直軸線）Ｚと一致するようにチルトシリンダ７０を制御する。軸線Ｘを軸線Ｚと一致させているのは、開口部１１ａの上方から投下されるマッド材Ｍを確実に容器１１の内部に収容するためである。

ステップＳ１０１において、制御部９０は、マッド材Ｍを収容する際にマッド材同士の間に生成される隙間を少なくするために、容器１１を軸線Ｘ回りの旋回方向ＴＵＤに沿って回転させるよう旋回油圧モータ６０を制御する。なお、制御部９０は、容器１１を軸線Ｘ回りの旋回方向ＴＵＤの逆方向に回転させるよう旋回油圧モータ６０を制御してもよい。制御部９０は、例えば、旋回方向ＴＵＤへの正方向の回転と、旋回方向ＴＵＤの逆方向への回転を周期的に切り換えるようにしてもよい。これにより、鉛直方向の上方へ向けて開口した開口部１１ａに向けてマッド材Ｍを投下する際に、容器１１に収容される複数のマッド材Ｍの積載密度を増加させ、多くのマッド材Ｍを容器１１に収容させることができる。

ステップＳ１０２で、制御部９０は、作業者からの操作指示により、マッド材供給装置１００のコンベヤ３０の先端がマッドガン２００の供給口２１０の上方に配置されるようにクローラ８５を制御する。

ステップＳ１０３で、制御部９０は、容器１１の開口部１１ａの下端がシュート部２０に近接した位置に配置されるように、チルトシリンダ７０を制御する。制御部９０は、ホッパ１０の軸線Ｘが鉛直方向に延びる軸線Ｚに対して所定傾斜角度θで傾斜するようにチルトシリンダ７０を制御する。

ステップＳ１０４で、制御部９０は、容器１１に収容されるマッド材Ｍがマッドガン２００の供給口２１０へ搬送されるように旋回油圧モータ６０およびコンベヤ３０を制御する。制御部９０は、スクリュー１２を軸線Ｘ回りに旋回方向ＴＵＤに回転させるよう旋回油圧モータ６０を制御する。スクリュー１２が旋回方向ＴＵＤに回転することにより、スクリュー１２の積載面１２ａに積載されたマッド材Ｍが底部１１ｂから開口部１１ａへ移動する。そして、開口部１１ａからシュート部２０へ投下されたマッド材Ｍがコンベヤ３０の搬送面３１へ供給される。

ここで、図９から図１１を参照して、容器１１に収容されるマッド材Ｍが底部１１ｂから開口部１１ａへ移動してシュート部２０へ投下される動作について説明する。容器１１に収容される複数のマッド材Ｍは、ホッパ１０の軸線Ｘが鉛直方向に延びる軸線Ｚに対して所定傾斜角度θで傾斜すると、自重によって容器１１の鉛直方向の下方側へ集積した状態となる。

マッド材Ｍが容器１１の鉛直方向の下方側へ集積した状態でスクリュー１２を旋回方向ＴＵＤへ回転させると、積載面１２ａに接触して配置されるマッド材Ｍが積載面１２ａに沿って底部１１ｂから開口部１１ａへ向けて移動する。これは、マッド材Ｍが自重により容器１１の鉛直方向の下方側へ集積する一方で、積載面１２ａの容器１１の鉛直方向の下方側の位置が旋回方向ＴＵＤへの回転に伴って底部１１ｂから開口部１１ａ側へ移動するからである。

図９～図１１は、容器１１の鉛直方向の下方側へ集積するマッド材Ｍの１つを模式的に示したものである。図９は、底部１１ｂに配置されるマッド材Ｍがスクリュー１２の底部１１ｂに近接した位置に積載される状態を示す。図９に示す状態からスクリュー１２を旋回方向ＴＵＤに沿って３６０度回転させると図１０に示す状態となる。図９に示す状態からスクリュー１２を旋回方向ＴＵＤに沿って５４０度回転させると図１１に示す状態となる。

図１１に示す状態となると、マッド材Ｍが開口部１１ａに到達し、スクリュー１２の積載面１２ａに積載されたマッド材Ｍが開口部１１ａからシュート部２０へ投下される。シュート部２０へ投下されたマッド材Ｍは、自重によりシュート部２０を滑ってコンベヤ３０の搬送面３１に到達する。コンベヤ３０の搬送面３１に到達したマッド材Ｍは、駆動チェーン３２により搬送方向ＴＲＤへの搬送力が与えられたスクレーパ３３によって搬送方向ＴＲＤへ向けて搬送される。コンベヤ３０は、マッド材Ｍが搬送方向ＴＲＤに沿ったマッドガン２００側の端部へ到達すると、マッド材Ｍをマッドガン２００の供給口２１０へ向けて投下する。

ステップＳ１０５で、制御部９０は、マッドガン２００の供給口２１０へのマッド材Ｍの搬送が終了したかどうかを判断し、ＹＥＳであればステップＳ１０６へ処理を進め、ＮＯであればステップＳ１０４を繰り返す。制御部９０は、例えば、作業者がマッド材Ｍが容器１１に収容されていないことを確認して操作部（図示略）からマッド材Ｍの搬送終了を示す指示を入力した場合に、マッド材Ｍの搬送が終了したと判断する。

ステップＳ１０６で、制御部９０は、マッドガン２００の供給口２１０へのマッド材Ｍの充填が終了したかどうかを判断し、ＹＥＳであれば本フローチャートの処理を終了させ、ＮＯであればステップＳ１０１へ処理を戻す。制御部９０は、例えば、作業者がマッド材Ｍが容器１１に収容されていないことを確認して操作部（図示略）からマッド材Ｍの充填終了を示す指示を入力した場合に、マッド材Ｍの搬送が終了したと判断する。

以上説明した本実施形態のマッド材供給装置１００が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態のマッド材供給装置１００によれば、容器１１の開口部１１ａから底部１１ｂに向けて複数のマッド材Ｍを投入することにより、複数のマッド材Ｍを面上に整列させることなく容器１１に収容することができる。そのため、マッド材Ｍを整列して並べる作業やマッド材Ｍを整列して配置する場所が不要となり、装置を小型化するとともにマッドガン２００へマッド材Ｍを供給する作業の作業効率を向上させることができる。

また、本実施形態のマッド材供給装置１００によれば、容器１１の軸線Ｘが鉛直方向に延びる軸線Ｚに対して所定傾斜角度θで傾斜する状態でスクリュー１２を軸線Ｘ回りに旋回方向ＴＵＤに回転させることにより、容器１１の底部１１ｂ近傍に存在する多数のマッド材Ｍの一部のみが積載面１２ａにより底部１１ｂから開口部１１ａへ向けて漸次移動する。積載面１２ａに積載される一部のマッド材Ｍのみが開口部１１ａへ向けて移動するため、容器１１の軸線Ｘ回りの回転速度に応じた数のマッド材Ｍを容器１１からコンベヤ３０へ順次供給することができる。

また、本実施形態のマッド材供給装置１００によれば、制御部９０によりチルトシリンダ７０を制御して容器１１の軸線Ｘが鉛直方向に延びる軸線Ｚに対して所定傾斜角度θで傾斜する状態とし、制御部９０により旋回油圧モータ６０を制御してスクリュー１２を軸線Ｘ回りの旋回方向ＴＵＤに回転させることにより、容器１１の底部１１ｂ近傍に存在する多数のマッド材Ｍの一部のみを積載面１２ａにより底部１１ｂから開口部１１ａへ向けて漸次移動させることができる。

また、本実施形態のマッド材供給装置１００によれば、容器１１の軸線Ｘが鉛直方向に延びる軸線Ｚと一致する状態でスクリュー１２を軸線Ｘ回りに旋回方向ＴＵＤの逆方向に回転させることにより、多数のマッド材Ｍの一部を積載面１２ａにより開口部１１ａから底部１１ｂへ向けて移動させることができる。これにより、鉛直方向の上方へ向けて開口した開口部１１ａに向けてマッド材Ｍを投下する際に、容器１１に収容される複数のマッド材Ｍの積載密度を増加させ、多くのマッド材Ｍを容器１１に収容させることができる。

また、本実施形態のマッド材供給装置１００は、開口部１１ａに近接した位置に配置されるとともに積載面１２ａに接触するマッド材Ｍの上方に積み上げられた他のマッド材Ｍと接触するように配置されるマッド払いプレート１４を備える。
開口部１１ａに近接した位置において他のマッド材Ｍがマッド払いプレート１４と接触することにより、積載面１２ａに接触するマッド材Ｍの上方に他のマッド材Ｍが積載されない状態となる。これにより、複数のマッド材Ｍが積み重ねられた状態で開口部１１ａからコンベヤ３０に導かれて搬送不良が発生する可能性を低減することができる。

また、本実施形態のマッド材供給装置１００によれば、開口部１１ａの上方へ向けて突出するカッター１５を有するため、多数のマッド材Ｍを梱包する梱包バッグＢを開口部１１ａの上方に吊り下げてカッター１５へ向けて上下動させることにより、梱包バッグＢの下部にカッター１５が接触して梱包バッグＢの底面Ｂａが破断する。これにより、比較的簡易な作業により、梱包バッグＢに梱包された多数のマッド材Ｍを開口部１１ａに向けて確実に投下することができる。

また、本実施形態のマッド材供給装置１００によれば、シュート部２０の幅方向ＷＤの長さを搬送面３１の幅方向ＷＤの第１長さＷ１よりも広い第２長さＷ２から第１長さＷ１に漸次縮小する形状となっている。そのため、容器１１の開口部１１ａから外側にマッド材Ｍが投下される範囲を第１長さＷ１よりも広い第２長さＷ２としてマッド材Ｍを確実に回収しつつ、搬送面３１へ向けて幅方向ＷＤの長さを第１長さＷ１に漸次縮小させてマッド材Ｍを確実に搬送面３１に導くことができる。

また、本実施形態のマッド材供給装置１００によれば、搬送方向ＴＲＤに沿って移動する複数のスクレーパ３３の間にマッド材Ｍを導くことにより、スクレーパ３３からマッド材Ｍに搬送方向ＴＲＤへの搬送力を付与し、マッド材Ｍを搬送方向ＴＲＤへ確実に導くことができる。

〔他の実施形態〕
以上の説明において、スクリュー１２は容器１１の内周面１１ｃに接合されており、旋回油圧モータ６０は、容器１１を軸線Ｘ回りの旋回方向ＴＵＤへ回転させることによりスクリュー１２を軸線Ｘ回りの旋回方向ＴＵＤへ回転させるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、容器１１を軸線Ｘ回りに回転しないように固定し、容器１１に対して軸線Ｘ１回りに回転可能にスクリュー１２を容器１１の内周面１１ｃに沿って配置してもよい。この場合、スクリュー１２は、旋回油圧モータ６０により軸線Ｘ回りの旋回方向ＴＵＤへ回転する。

１０ホッパ
１１容器
１１ａ開口部
１１ｂ底部
１１ｃ内周面
１２スクリュー（積載部）
１２ａ積載面
１４マッド払いプレート（接触部材）
１５カッター（刃部）
１６突起部
２０シュート部
３０コンベヤ（搬送部）
３１搬送面
３３スクレーパ（仕切板）
６０旋回油圧モータ（第１駆動部）
７０チルトシリンダ（第２駆動部）
９０制御部
１００マッド材供給装置
２００マッドガン
２１０供給口
Ｂ梱包バッグ
Ｍマッド材

Claims

高炉の出銑口にマッドを充填するマッドガンへブロック状のマッド材を供給するマッド材供給装置であって、
第１軸線に沿って円筒状に延びるとともに前記第１軸線に沿った一端に向けて開口する開口部と前記第１軸線に沿った他端を閉塞させた底部とを有し、前記開口部の上方から投下される前記マッド材を収容する容器と、
前記容器の内周面に沿って前記第１軸線回りに螺旋状に延びるとともに前記底部から前記開口部へ向けて前記マッド材を導く積載面を有する積載部と、
前記積載部を前記第１軸線回りに回転させる第１駆動部と、
前記容器の前記開口部から供給される前記マッド材を前記マッドガンへ前記マッド材を導く供給口へ搬送する搬送部と、
前記第１駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記容器の前記第１軸線が鉛直方向に延びる鉛直軸線に対して所定傾斜角度で傾斜する状態で前記積載部を前記第１軸線回りに所定方向に回転させるよう前記第１駆動部を制御し、前記積載部に積載された前記マッド材を前記開口部から前記搬送部へ供給するマッド材供給装置。
前記容器を水平方向に延びる第２軸線回りに回転可能に支持する支持部と、
前記支持部により支持される前記容器を前記第２軸線回りに揺動させる第２駆動部と、
を備え、
前記制御部は、前記容器の前記第１軸線が前記鉛直軸線に対して前記所定傾斜角度で傾斜するように前記第２駆動部を制御する状態で前記積載部を前記第１軸線回りに前記所定方向に回転させるよう前記第１駆動部を制御して前記積載部に積載された前記マッド材を前記開口部から前記搬送部へ供給する請求項１に記載のマッド材供給装置。
前記制御部は、前記容器の前記第１軸線が前記鉛直軸線と一致するように前記第２駆動部を制御する状態で前記積載部を前記第１軸線回りに前記所定方向の逆方向に回転させるよう前記第１駆動部を制御する請求項２に記載のマッド材供給装置。
前記開口部に近接した位置に配置されるとともに前記積載面に接触する前記マッド材の上方に積み上げられた他の前記マッド材と接触するように配置される接触部材を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載されるマッド材供給装置。
前記開口部に配置されるとともに前記開口部の上方へ向けて突出する刃部を有する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のマッド材供給装置。
前記容器の前記第１軸線が前記鉛直軸線に対して前記所定傾斜角度で傾斜する状態で前記積載面から前記開口部の外側へ導かれる前記マッド材を前記搬送部の搬送面へ供給するシュート部を備え、
前記搬送面は、前記マッド材を搬送する搬送方向に直交する幅方向に第１長さを有し、
前記シュート部は、前記開口部から前記搬送面へ向けて前記幅方向に沿った長さが前記第１長さよりも長い第２長さから前記第１長さに漸次縮小する形状を有する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のマッド材供給装置。
前記積載部は、前記容器の前記内周面に接合されており、
前記第１駆動部は、前記容器を前記第１軸線回りに回転させる請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のマッド材供給装置。
前記搬送部は、前記マッド材を搬送する搬送方向に沿って移動するとともに少なくとも１つの前記マッド材を積載可能な間隔を空けて配置される複数の仕切板を有する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のマッド材供給装置。
高炉の出銑口にマッドを充填するマッドガンへブロック状のマッド材を供給するマッド材供給装置の制御方法であって、
前記マッド材供給装置は、
第１軸線に沿って円筒状に延びるとともに前記第１軸線に沿った一端に向けて開口する開口部と前記第１軸線に沿った他端を閉塞させた底部とを有し、前記開口部の上方から投下される前記マッド材を収容する容器と、
前記容器の内周面に沿って前記第１軸線回りに螺旋状に延びるとともに前記底部から前記開口部へ向けて前記マッド材を導く積載面を有する積載部と、
前記積載部を前記第１軸線回りに回転させる第１駆動部と、
前記容器の前記開口部から供給される前記マッド材を前記マッドガンへ前記マッド材を導く供給口へ搬送する搬送部と、を備え、
前記容器の前記第１軸線が鉛直方向に延びる鉛直軸線に対して所定傾斜角度で傾斜した状態で前記積載部を前記第１軸線回りに所定方向に回転させるよう前記第１駆動部を制御して前記積載部に積載された前記マッド材を前記開口部から前記搬送部へ供給し、前記搬送部へ供給された前記マッド材を前記マッドガンへ搬送するよう前記搬送部を制御する搬送工程を備えるマッド材供給装置の制御方法。