JP7317253B1 - 酸素開孔装置 - Google Patents

Abstract

【課題】閉塞した取鍋の注湯孔を、高い信頼性で適時に開孔させるのに有効な酸素開孔装置を提供する。
【解決手段】酸素開孔装置８は、酸素を導く酸素ランスパイプの先端部を、溶鋼の取鍋２の下に設けられた注湯孔３と、注湯孔３から離れて位置する熱源により加熱される位置とに配置するように酸素ランスパイプを搬送する搬送装置１０と、先端部を熱源により加熱される位置に配置して着火させるように搬送装置１０を制御する着火制御部１１４と、着火済みの先端部を注湯孔３内に配置して、閉塞された注湯孔３を開孔させるように搬送装置１０を制御する開孔制御部１１５と、を備える。
【選択図】図２

Description

本開示は、酸素開孔装置に関する。

特許文献１には、自動酸素開孔装置が開示されている。自動酸素開孔装置は、パイプ送給装置と、傾転装置と、旋回装置と、酸素供給装置と、を備える。パイプ送給装置は、酸素注入パイプを巻き付けた巻きドラムと、酸素注入パイプを巻きドラムから巻き戻して連続送給する送給ロールと、酸素注入パイプを下方からスライディングゲートノズル内に案内するパイプガイドと、を有する。傾転装置は、パイプ送給装置を鉛直方向に回動する。旋回装置は、パイプ送給装置を水へ方向に回動する。酸素供給装置は、酸素注入パイプに酸素ガスを供給する。

特開平６－１８２５２６号公報

本開示は、閉塞した取鍋の注湯孔を、高い信頼性で適時に開孔させるのに有効な酸素開孔装置を提供する。

本開示の一側面に係る酸素開孔装置は、酸素を導く酸素ランスパイプの先端部を、溶鋼の取鍋の下に設けられた注湯孔と、注湯孔から離れて位置する熱源により加熱される位置とに配置するように酸素ランスパイプを搬送する搬送装置と、先端部を熱源により加熱される位置に配置して着火させるように搬送装置を制御する着火制御部と、着火済みの先端部を注湯孔内に配置して、閉塞された注湯孔を開孔させるように搬送装置を制御する開孔制御部と、を備える。

閉塞された注湯孔の開孔が適時に行われないと、取鍋内の溶鋼が排出されないまま凝固し、取鍋内の全溶鋼及び取鍋を廃棄せざるを得ない場合もある。このため、注湯孔の開孔作業は重要な作業である。これに対し、本装置によれば、予め着火された酸素ランスパイプが注湯孔に挿入される。このため、注湯孔内における着火を待つことなく、注湯孔内における酸素ランスパイプの燃焼継続によって注湯孔の開孔が適時に行われる。従って、注湯孔内の残存熱量に影響されることなく、注湯孔を高い信頼性で適時に開孔させることができる。

着火制御部は、取鍋外に貯留された溶鋼を熱源として、熱源により加熱される位置に先端部を配置するように搬送装置を制御してもよい。溶鋼の熱を先端部の着火に有効活用することで、装置構成の簡素化を図ることができる。

取鍋の周囲に配置される着火装置を更に備え、着火制御部は、着火装置を熱源として、熱源により加熱される位置に先端部を配置するように搬送装置を制御してもよい。溶鋼の貯留量が少なく、先端部を溶鋼内に配置し難い状況においても、先端部を着火させることができる。

注湯孔の下には、注湯孔から出た溶鋼を案内するノズルが取り付けられ、開孔制御部は、着火済みの先端部を上に向け、ノズルの隣の待機位置に配置し、ノズルの取外し後に注湯孔内に配置するように搬送装置を制御してもよい。ノズルの取外し後に、酸素ランスパイプを注湯孔に迅速に挿入し、注湯孔をより迅速に開孔させることができる。

注湯孔から出た溶鋼を案内するノズルを、注湯孔の下の取付位置と、取付位置から退避した退避位置との間で搬送する第二搬送装置を更に備えてもよい。ノズルに対する作業と、酸素ランスパイプに対する作業とを並行して行うことができる。従って、注湯孔をより迅速に開孔させることができる。

注湯孔を開閉するゲートの状態と、ノズルにより案内された溶鋼を収容するタンディッシュの重量変化とに基づいて、注湯孔の閉塞を検出する閉塞検出部を更に備え、着火制御部は、閉塞検出部により注湯孔の閉塞が検出された後、第二搬送装置が取付位置からノズルを退避させる前に、先端部を熱源に配置するように搬送装置を制御してもよい。先端部を着火させる作業と、ノズルを退避させる作業とを並行して行うことで、閉塞の検出から開孔までの時間を更に短縮することができる。

開孔制御部は、第二搬送装置が取付位置からノズルを退避させる前に、着火済みの先端部を上に向け、ノズルの隣の待機位置に配置し、第二搬送装置が取付位置からノズルを退避させた後に、着火済みの先端部を注湯孔内に配置するように搬送装置を制御してもよい。着火済みの酸素ランスパイプを、ノズルの退避後により迅速に挿入することができる。

取鍋の外から注湯孔の三次元データを取得するセンサと、センサにより取得された三次元データに基づいて、注湯孔の位置を検出する位置検出部と、を更に備え、開孔制御部は、位置検出部により検出された注湯孔の位置に基づいて、先端部を注湯孔内に配置してもよい。酸素ランスパイプを高い精度で注湯孔に挿入することができる。

着火済みの先端部の画像データを取得する第二センサと、第二センサにより取得された画像データに基づいて、先端部の燃焼が継続しているか否かを検出する燃焼検出部と、を更に備え、着火制御部は、燃焼検出部により先端部の燃焼が継続していないことが検出された場合に、先端部を熱源により加熱される位置に再配置するように搬送装置を制御してもよい。先端部が着火済みの状態で酸素ランスパイプを挿入することをより確実に実行することができる。

搬送装置は、酸素ランスパイプを保持するランス保持部と、取鍋の下の周囲に固定された基部と、ランス保持部を基部に連結し、基部に対するランス保持部の位置及び姿勢を変更する多関節アームと、を有してもよい。着火と開孔という二種類の作業を一装置で簡単に実現することができる。

ランス保持部に設けられた力センサを更に備え、開孔制御部は、力センサによる検出結果に基づいて、注湯孔内への先端部の推進力を制限しながら、先端部を注湯孔内に挿入するように搬送装置を制御してもよい。注湯孔内のライニングが、酸素ランスパイプとの衝突により破損することを容易に回避することができる。

開孔制御部は、先端部を注湯孔内の第一深さまで挿入した状態にて、注湯孔の内面の複数箇所に先端部を接触させるように搬送装置を制御し、複数箇所に接触する際の先端部の位置に基づいて注湯孔の中心位置を算出し、注湯孔の中心位置に先端部の中心位置を合わせるように搬送装置を制御し、第一深さよりも深い第二深さまで先端部を挿入するように搬送装置を制御してもよい。先端部が第一深さまで挿入された状態にて、先端部の中心位置を注湯孔の中心位置に合わせることで、先端部が第二深さに到達するまでの過程におけるライニングの破損等をより確実に回避することができる。

取鍋の下から離れた位置にて、複数の酸素ランスパイプを収容するラックと、使用済みの酸素ランスパイプをラックに配置ように搬送装置を制御し、ラックに収容された未使用の酸素ランスパイプをランス保持部に保持させるように搬送装置を制御するランス交換制御部と、を更に備えてもよい。ランス保持部への酸素ランスパイプの付け替えも自動化することで、酸素開孔作業の更なる省力化を図ることができる。

本開示によれば、閉塞した取鍋の注湯孔を、高い信頼性で適時に開孔させるのに有効な酸素開孔装置を提供することができる。

連続鋳造システムの構成を例示する模式図である。 制御システムの機能的な構成を例示するブロック図である。 制御システムのハードウェア構成を例示するブロック図である。 取鍋からタンディッシュへの注湯手順を例示するフローチャートである。 酸素開孔手順を例示するフローチャートである。 酸素ランスパイプを着火させている状態を例示する模式図である。 ノズルの退避を待機している状態を例示する模式図である。 酸素開孔手順を例示するフローチャートである。 酸素ランスパイプの挿入動作を開始した状態を例示する模式図である。 酸素開孔手順を例示するフローチャートである。 酸素ランスパイプの位置調節手順を例示するフローチャートである。 位置調節手順における先端部の位置と、注湯孔の中心位置との関係を例示する模式図である。

以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

〔連続鋳造システム〕
図１は、連続鋳造システムの構成を例示する模式図である。図１に示す連続鋳造システム１は、連続鋳造（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｃａｓｔｅｒ）により鋼片を製造するシステムである。連続鋳造システム１は、取鍋２と、注湯孔３と、ゲート４と、ノズル５と、タンディッシュ６と、モールド７と、酸素開孔装置８とを備える。取鍋２は、高炉又は電気炉にて生成された溶鋼を収容する。取鍋２は、注湯孔３と、ゲート４とを下部に有する。注湯孔３は、溶鋼を下方に排出する。ゲート４は注湯孔３を開閉する。

ノズル５は、注湯孔３から出た溶鋼を下方に案内する。タンディッシュ６は、ノズル５により上方から案内された溶鋼を収容し、下方に排出する。モールド７は、タンディッシュ６により上方から排出された溶鋼を収容し、成型しながら下方に送り出す。溶鋼は、モールド７を通りながら徐々に凝固する。モールド７を通過して下方に送り出された溶鋼は、複数の搬送ロールによって搬送され、ガス切断機などによって鋼片に切り分けられる。

酸素開孔装置８は、取鍋２内で高粘度化又は凝固した溶鋼等によって注湯孔３が閉塞された場合に、酸素を導く酸素ランスパイプ３０の先端部３３を注湯孔３内に配置し、酸素ランスパイプ３０の燃焼熱によって注湯孔３を開孔させる装置である。作業者に代わって酸素ランスパイプ３０による注湯孔３の開口作業を行う酸素開孔装置８によれば、作業者の負担が大幅に軽減される。

酸素開孔装置８は、酸素ランスパイプ３０を搬送する搬送装置１０と、搬送装置１０を制御する制御システム１００とを備える。連続鋳造において、閉塞された注湯孔３の開孔が適時に行われないと、取鍋２内の溶鋼が排出されないまま凝固し、取鍋２内の全溶鋼及び取鍋２を廃棄せざるを得ない場合もある。このため、注湯孔３の開孔作業は重要な作業である。

そこで、搬送装置１０は、注湯孔３内と、注湯孔３から離れて位置する熱源により加熱される位置とに先端部３３を配置するように酸素ランスパイプ３０を搬送するように構成されている。制御システム１００は、先端部３３を熱源に配置して着火させるように搬送装置１０を制御することと、着火済みの先端部３３を注湯孔３内に配置して、閉塞された注湯孔３を開孔させるように搬送装置１０を制御することと、を実行するように構成されている。

これにより、予め着火された酸素ランスパイプ３０が注湯孔３に挿入される。このため、注湯孔３内における着火を待つことなく、注湯孔３内における酸素ランスパイプ３０の燃焼継続によって注湯孔３の開孔が適時に行われる。従って、注湯孔３内の残存熱量に影響されることなく、注湯孔３を高い信頼性で適時に開孔させることができる。

搬送装置１０は、注湯孔３内と、注湯孔３から離れて位置する熱源とに先端部３３を配置し得る限り、いかに構成されていてもよい。一例として、図１に示す搬送装置１０は、シリアルリンク型の垂直多関節ロボットにより構成されている。例えば搬送装置１０は、ランス保持部１１と、基部１２と、多関節アーム１３とを有する。

ランス保持部１１は、酸素ランスパイプ３０を保持する。例えばランス保持部１１は、オートツールチェンジャのマスタであり、酸素ランスパイプ３０に予め装着されたツールアダプタ１５を保持する。例えば酸素ランスパイプ３０は、ツールアダプタ１５から延びる支持部３１と、支持部３１に対して屈曲した挿入部３２とを有する。支持部３１は、不図示のホースなどによって酸素の供給源に接続され、酸素ランスパイプ３０は支持部３１から挿入部３２に酸素を導く。挿入部３２に導かれた酸素は挿入部３２の端部から吹き出す。この構成においては、挿入部３２の端部が酸素ランスパイプ３０の先端部３３である。ランス保持部１１は、ツールアダプタ１５を保持するロック状態と、ツールアダプタ１５を解除するアンロック状態とを制御信号に従って切り替えるように構成されている。

基部１２は、取鍋２の下の周囲に固定される。例えば基部１２は、取鍋２の下に位置するタンディッシュ６の周囲に設けられたステージ９の上に固定されている。多関節アーム１３は、ランス保持部１１を基部１２に連結するように延び、複数の関節軸の動きによって、基部１２に対するランス保持部１１の位置及び姿勢を変更する。

多関節アーム１３は、複数の関節軸を駆動する複数の駆動軸１４を有する。一例として、多関節アーム１３は、互いに垂直な３方向におけるランス保持部１１の位置と、当該３方向まわりのランス保持部１１の姿勢とを変更し得るように、６の駆動軸１４を有している。

このように、多関節ロボットにより構成された搬送装置１０によれば、着火と開孔という二種類の作業を一装置で簡単に実現することができるが、上述のとおり搬送装置１０は垂直多関節ロボットに限られない。例えば搬送装置１０は、所謂スカラ型ロボットと、酸素ランスパイプ３０を昇降させる昇降アクチュエータと、先端部３３の向きを変更するように酸素ランスパイプ３０を回転させる回転アクチュエータとにより構成されていてもよい。例えば搬送装置１０は、酸素ランスパイプ３０を水平方向に移動させるＸＹテーブルと、酸素ランスパイプ３０を昇降させる昇降アクチュエータと、先端部３３の向きを変更するように酸素ランスパイプ３０を回転させる回転アクチュエータとにより構成されていてもよい。

連続鋳造システム１は、上記熱源として着火装置４１を更に備えていてもよい。着火装置４１は取鍋２の周囲に配置される。例えば着火装置４１は、取鍋２の下においてタンディッシュ６の周囲に配置される。一例として、着火装置４１は、上記ステージ９の上に配置されている。

例えば着火装置４１は、ガスにより火炎を発生さるバーナである。着火装置４１により加熱される位置は、着火装置４１が発生させる火炎内である。着火装置４１は、コイルの電磁誘導によって先端部３３を発熱させる誘導加熱装置であってもよい。この場合、着火装置４１により加熱される位置は、コイル内である。着火装置４１は、摩擦により先端部３３を加熱するグラインダーであってもよい。この場合、着火装置４１により加熱される位置は、グラインダーに接触する位置である。

連続鋳造システム１は、センサ４２を更に備えていてもよい。センサ４２は、取鍋２の外から注湯孔３の三次元データを取得する。例えばセンサ４２は、ゲート４を経て取鍋２外に開口する注湯孔３の三次元データを取得する。三次元データは、三次元空間に配置されたオブジェクトの三次元形状を、三次元空間における点列等で表したデータである。センサ４２が取得する三次元データは、注湯孔３に対する先端部３３の位置調節に利用可能である。

センサ４２は、例えばＴＯＦ（Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ）カメラである。ＴＯＦカメラは、オブジェクトに照射した光がオブジェクトで反射して撮像部に入射するまでの時間に基づいて、オブジェクトまでの距離を検出するカメラである。ＴＯＦカメラは、撮像したオブジェクトまでの距離情報を画素ごとに含む距離画像データを三次元データとして取得する。

センサ４２は、三次元データを取得可能であればいかなるセンサであってもよい。例えばセンサ４２はステレオカメラであってもよく、レーザスキャン式の三次元形状センサであってもよい。センサ４２は、注湯孔３に対する相対位置が既知である画像認識用のマーカの位置・姿勢の情報を三次元データとして取得してもよい。注湯孔３に対する相対位置が既知であるマーカの位置・姿勢に基づけば、注湯孔３の位置・姿勢が導出可能であるため、マーカの位置・姿勢も、注湯孔３の三次元データに含まれる。センサ４２は、搬送装置１０により位置・姿勢が変更される部分（例えばランス保持部１１）に固定されていてもよい。この場合、センサ４２の位置・姿勢を搬送装置１０により変更することで、センサ４２を様々な対象の三次元データの取得に共用することができる。また、複数の視点からの三次元データを組み合わせることで、注湯孔３の位置をより高い精度で認識することも可能となる。

連続鋳造システム１は、第二センサ４３を更に備えていてもよい。第二センサ４３は、着火済みの先端部３３の画像データを取得する。第二センサ４３は、例えば白黒の可視光カメラであってもよく、カラーの可視光カメラであってもよい。例えば第二センサ４３は、ノズル５の退避を待機するために、上に向けられたノズル５の隣の待機位置Ｐ１１に配置された先端部３３を撮像し得るように配置されている。第二センサ４３が取得する画像データは、例えばノズル５の退避の待機中に先端部３３の燃焼が途切れてしまい、先端部３３の再着火が必要であることを検知するのに利用可能である。なお、第二センサ４３は、搬送装置１０により位置・姿勢が変更される部分（例えばランス保持部１１）に固定されていてもよい。この場合、第二センサ４３の位置・姿勢を搬送装置１０により変更することで、第二センサ４３を様々な対象の画像データの取得に共用することができる。また、第二センサ４３の死角を減らし、先端部３３の状態をより高い信頼性で検知することも可能となる。

連続鋳造システム１は、力センサ１６を更に備えていてもよい。力センサ１６は、酸素ランスパイプ３０に作用する力を検出する。力センサ１６は、少なくとも挿入部３２に沿って酸素ランスパイプ３０に作用する力を検出する。力センサ１６は、挿入部３２に交差する方向に沿って酸素ランスパイプ３０に作用する力を更に検出してもよい。

例えば力センサ１６は、ランス保持部１１に設けられている。力センサ１６の例としては、ひずみゲージ式のロードセル等が挙げられる。

連続鋳造システム１は、ラック４４を更に備えていてもよい。ラック４４は、取鍋２の下から離れた位置にて、複数の酸素ランスパイプ３０を収容する。例えばラック４４は、上記ステージ９の上に配置されている。ラック４４が収容する複数の酸素ランスパイプ３０のそれぞれには、予めツールアダプタ１５が装着されていてもよい。これにより、使用済みの酸素ランスパイプ３０を新たな酸素ランスパイプ３０に持ち替える作業を搬送装置１０に実行させることが可能である。

ラック４４は、使用済みの酸素ランスパイプ３０を収容する使用済みラックと、未使用の酸素ランスパイプ３０を収容する未使用ラックとに分かれていてもよい。使用済みラックと未使用ラックとは、互いに隣接していてもよく、上下に並んでいてもよく、互いに離れて配置されていてもよい。

連続鋳造システム１は、重量センサ４５を更に備えていてもよい。重量センサ４５は、タンディッシュ６の重量を検出する。重量センサ４５による検出結果は、注湯孔３の閉塞の検出等に利用可能である。

連続鋳造システム１は、第二搬送装置２０を更に備えていてもよい。第二搬送装置２０は、ノズル５を、注湯孔３の下の取付位置Ｐ１と、取付位置Ｐ１から退避した退避位置Ｐ２との間で搬送する。退避位置Ｐ２は、取鍋２の下の周囲に位置している。例えば第二搬送装置２０は、取鍋２の下から離れた位置にて鉛直な軸線周りに旋回することで、円弧状の軌道に沿ってノズル５を取付位置Ｐ１と退避位置Ｐ２との間で搬送する。

ノズル５を搬送する第二搬送装置２０を、酸素ランスパイプ３０を搬送する連続鋳造システム１とは別に備えることで、ノズル５に対する作業と、酸素ランスパイプ３０に対する作業とを並行して行うことができる。従って、注湯孔３をより迅速に開孔させることができる。

図２は、制御システムの構成を例示するブロック図である。図２に示すように、制御システム１００は、機能上の構成要素（以下、「機能ブロック」という。）として、開閉制御部１１１と、閉塞検出部１１２と、ノズル搬送制御部１１３と、着火制御部１１４と、開孔制御部１１５とを有する。

開閉制御部１１１は、ゲート４を開閉させる。閉塞検出部１１２は、ゲート４の状態と、タンディッシュ６の重量変化とに基づいて、注湯孔３の閉塞を検出する。ここでの閉塞とは、ゲート４が注湯孔３を開放しているにもかかわらず、高粘度化又は凝固した溶鋼等によって、注湯孔３からの溶鋼の流出が完全に、又は著しく妨げられている状態を意味する。例えば閉塞検出部１１２は、ゲート４の状態の情報を開閉制御部１１１から取得し、タンディッシュ６の重量の情報を重量センサ４５から取得する。閉塞検出部１１２は、ゲート４が注湯孔３を開放させた後、重量センサ４５から時系列の複数の検出結果を取得し、複数の検出結果に基づき単位時間あたりのタンディッシュ６の重量変化を算出する。閉塞検出部１１２は、算出した重量変化が所定の閾値よりも小さい場合に、注湯孔３の閉塞を検出する。閾値は、注湯孔３の閉塞が生じていない場合に想定される重量変化よりも低い値に予め設定されている。

ノズル搬送制御部１１３は、取付位置Ｐ１と退避位置Ｐ２との間で第二搬送装置２０にノズル５を搬送させる。例えばノズル搬送制御部１１３は、開閉制御部１１１がゲート４に注湯孔３を開放させる前に、第二搬送装置２０によりノズル５を取付位置Ｐ１に配置させる。ノズル搬送制御部１１３は、開閉制御部１１１がゲート４に注湯孔３を開放させた後、閉塞検出部１１２により注湯孔３の閉塞が検出された場合に、第二搬送装置２０によりノズル５を取付位置Ｐ１から退避位置Ｐ２に搬送させる。

着火制御部１１４は、先端部３３を熱源により加熱される位置に配置して着火させるように搬送装置１０を制御する。例えば着火制御部１１４は、先端部３３を熱源により加熱される位置に配置するように予め定められた目標位置及び目標姿勢までランス保持部１１を変位させるように搬送装置１０を制御する。例えば着火制御部１１４は、ランス保持部１１を現在位置及び現在姿勢から上記目標位置及び目標姿勢まで移動させるための複数の駆動軸１４の動作角度を逆運動学等により算出し、算出結果に従って複数の駆動軸１４を動作させる。

着火制御部１１４は、取鍋２外に貯留された溶鋼を熱源として、熱源により加熱される位置に先端部３３を配置するように搬送装置１０を制御してもよい。例えば着火制御部１１４は、タンディッシュ６に収容された溶鋼の近傍、又はタンディッシュ６に収容された溶鋼内に先端部３３を配置するように搬送装置１０を制御してもよい。溶鋼の熱を先端部３３の着火に有効活用することで、装置構成の簡素化を図ることができる。

着火制御部１１４は、着火装置４１を熱源として、熱源により加熱される位置に先端部３３を配置するように搬送装置１０を制御してもよい。タンディッシュ６等における溶鋼の貯留量が少なく、先端部３３を溶鋼の近傍、又は溶鋼内に配置し難い状況においても、先端部３３を着火させることができる。

着火装置４１がバーナである場合、着火制御部１１４は、着火装置４１が発生させる火炎内に先端部３３を配置するように搬送装置１０を制御する。着火装置４１が誘導加熱装置である場合、着火制御部１１４は、コイル内に先端部３３を配置するように搬送装置１０を制御する。着火装置４１がグラインダである場合、着火制御部１１４は、グラインダと接する位置に先端部３３を配置するように搬送装置１０を制御する。

開孔制御部１１５は、着火済みの先端部３３を注湯孔３内に配置して、閉塞された注湯孔３を開孔させるように搬送装置１０を制御する。例えば開孔制御部１１５は、挿入部３２を注湯孔３内に挿入して、着火済みの先端部３３を注湯孔３内に配置するように搬送装置１０を制御する。注湯孔３の燃焼熱によって、高粘度化又は凝固した溶鋼が溶解され、注湯孔３の閉塞が解消される。

開孔制御部１１５は、着火済みの先端部３３を上に向け 、ノズル５の隣の待機位置Ｐ１１に配置し、ノズル５の取外し後に注湯孔３内に配置するように搬送装置１０を制御してもよい。例えば開孔制御部１１５は、ツールアダプタ１５から待機位置Ｐ１１の下に向かって支持部３１が水平に延び、挿入部３２が支持部３１の端部から上方に向かって延び、先端部３３が待機位置Ｐ１１に配置されるように予め定められた第一目標位置及び第一目標姿勢までランス保持部１１を変位させるように搬送装置１０を制御する。例えば開孔制御部１１５は、ランス保持部１１を現在位置及び現在姿勢から上記第一目標位置及び第一目標姿勢まで変位させるための複数の駆動軸１４の動作角度を逆運動学等により算出し、算出結果に従って複数の駆動軸１４を動作させる。なお、待機位置Ｐ１１に配置される際の先端部３３の向きは、必ずしも上向きに限られない。例えば開孔制御部１１５は、先端部３３を水平方向に向けて待機位置Ｐ１１に配置するように搬送装置１０を制御してもよい。

ノズル５の取外し後に、開孔制御部１１５は、上に向いた先端部３３が、下方から注湯孔３の中心に向かうように予め定められた第二目標位置及び第二目標姿勢までランス保持部１１を変位させるように搬送装置１０を制御する。例えば開孔制御部１１５は、ランス保持部１１を第一目標位置及び第一目標姿勢から上記第二目標位置及び第二目標姿勢まで移動させるための複数の駆動軸１４の動作角度を逆運動学等により算出し、算出結果に従って複数の駆動軸１４を動作させる。

その後、開孔制御部１１５は、挿入部３２を注湯孔３内に挿入し、先端部３３を注湯孔３内に配置するように予め定められた第三目標位置及び第三目標姿勢までランス保持部１１を直線状に変位させるように搬送装置１０を制御する。例えば開孔制御部１１５は、ランス保持部１１を現在位置及び現在姿勢から上記第三目標位置及び第三目標姿勢まで直線状に変位させるための複数の駆動軸１４の動作角度を逆運動学等により算出し、算出結果に従って複数の駆動軸１４を動作させる。

このように、着火済みの先端部３３を上に向け、待機位置Ｐ１１に配置してノズル５の取外しを待機することで、ノズル５の取外し後に、酸素ランスパイプ３０を注湯孔３に迅速に挿入し、注湯孔３をより迅速に開孔させることができる。ノズル５の取外しとは、例えば、注湯孔３への酸素ランスパイプ３０の挿入が可能となる位置まで、注湯孔３の下からノズル５を退避させることを意味する。

連続鋳造システム１が第二搬送装置２０を更に備える場合、着火制御部１１４は、閉塞検出部１１２により注湯孔３の閉塞が検出された後、第二搬送装置２０が取付位置Ｐ１からノズル５を退避させる前に、先端部３３を記熱源に配置するように搬送装置１０を制御してもよい。ノズル５が取付位置Ｐ１から退避した状態とは、ノズル５が取付位置Ｐ１から退避位置Ｐ２に向かって移動することで、注湯孔３への酸素ランスパイプ３０の挿入が可能となった状態を意味する。先端部３３を着火させる作業と、ノズル５を取付位置Ｐ１から退避させる作業とを並行して行うことで、注湯孔３の閉塞の検出から注湯孔３の開孔までの時間を更に短縮することができる。

開孔制御部１１５は、第二搬送装置２０が取付位置Ｐ１からノズル５を退避させる前に、着火済みの先端部３３を上に向け、ノズル５の隣の待機位置Ｐ１１に配置し、第二搬送装置２０が取付位置Ｐ１からノズル５を退避させた後に、着火済みの先端部３３を注湯孔３内に配置するように搬送装置１０を制御してもよい。例えば開孔制御部１１５は、ノズル５が取付位置Ｐ１から退避したか否かをノズル搬送制御部１１３による第二搬送装置２０の動作状況に基づいて確認する。着火済みの酸素ランスパイプ３０を、ノズル５の退避後に迅速に挿入することができる。

制御システム１００は、位置検出部１１６を更に有してもよい。位置検出部１１６は、センサ４２により取得された三次元データに基づいて、注湯孔３の位置を検出する。例えば位置検出部１１６は、予め記憶された注湯孔３及びその周辺の三次元モデルと、三次元データとのマッチングによって、三次元データ内における三次元モデルの位置及び姿勢を特定し、特定された三次元モデルの位置及び姿勢に基づいて注湯孔３の位置を検出する。

制御システム１００が位置検出部１１６を更に有する場合、開孔制御部１１５は、位置検出部１１６により検出された注湯孔３の位置に基づいて、先端部３３を注湯孔３内に配置してもよい。、例えば開孔制御部１１５は、位置検出部１１６により検出された位置に基づいて、挿入部３２の中心軸を注湯孔３の中心軸に沿わせるように、予め定められたランス保持部１１の目標位置及び目標姿勢（例えば上記第二目標位置、第二目標姿勢、第三目標位置、及び第三目標姿勢）を補正し、補正済みの目標位置及び目標姿勢に合わせてランス保持部１１を動作させる。酸素ランスパイプ３０を高い精度で注湯孔３に挿入することができる。

開孔制御部１１５は、力センサ１６による検出結果に基づいて、注湯孔３内への先端部３３の推進力を制限しながら、先端部３３を注湯孔３内に挿入するように搬送装置１０を制御してもよい。例えば開孔制御部１１５は、力センサ１６による検出結果に基づいて、先端部３３の挿入に対する反力を算出する。開孔制御部１１５は、算出した反力が予め定められた反力閾値を超えている場合に、反力が反力閾値よりも小さくなるまでランス保持部１１の変位速度を小さくするように搬送装置１０を制御する。注湯孔３内のライニングが、酸素ランスパイプ３０との衝突により破損することを容易に回避することができる。

開孔制御部１１５は、力センサ１６による検出結果に基づいて、注湯孔３に対する先端部３３の位置合わせを搬送装置１０に実行させてもよい。例えば開孔制御部１１５は、先端部３３を注湯孔３内の第一深さまで挿入した状態にて、注湯孔３の内面の複数箇所に先端部３３を接触させるように搬送装置１０を制御する。例えば開孔制御部１１５は、力センサ１６による検出結果に基づいて先端部３３が注湯孔３の内面に接触しているか否かを確認しながら、先端部３３が注湯孔３の内面に接触するまでランス保持部１１を変位させることを、水平な複数方向に対して実行するように搬送装置１０を制御する。開孔制御部１１５は、先端部３３が注湯孔３の内面に接触する度に、ランス保持部１１の位置に基づいて、注湯孔３の内面に接触する際の先端部３３の位置を算出する。これにより、注湯孔３の内面の複数箇所に接する際の先端部３３の位置が算出される。

開孔制御部１１５は、注湯孔３の内面の複数箇所に接触する際の先端部３３の位置に基づいて注湯孔３の中心位置を算出し、注湯孔３の中心位置に先端部３３の中心位置を合わせるように搬送装置１０を制御する。例えば開孔制御部１１５は、注湯孔３の中心位置と先端部３３の中心位置との差分をゼロにするように、ランス保持部１１の現在位置及び現在姿勢を補正するように搬送装置１０を制御する。その後、開孔制御部１１５は、先端部３３の中心位置を注湯孔３の中心位置に合わせた状態を維持したまま、第一深さよりも深い第二深さまで先端部３３を挿入するように搬送装置１０を制御する。先端部３３が第一深さまで挿入された状態にて、先端部３３の中心位置を注湯孔３の中心位置に合わせることで、先端部３３が第二深さに到達するまでの過程におけるライニングの破損等をより確実に回避することができる。

制御システム１００は、燃焼検出部１１７を更に有してもよい。燃焼検出部１１７は、第二センサ４３により取得された画像データに基づいて、先端部３３の燃焼が継続しているか否かを検出する。例えば画像データにおいて、先端部３３に対応する部分の輝度等に基づいて、先端部３３の燃焼が継続しているか否かを検出する。

制御システム１００が燃焼検出部１１７を更に有する場合、開孔制御部１１５は、燃焼検出部１１７により先端部３３の燃焼が継続していないことが検出された場合に、先端部３３を熱源により加熱される位置に再配置するように搬送装置１０を制御してもよい。先端部３３が着火済みの状態で酸素ランスパイプ３０を挿入することをより確実に実行することができる。

制御システム１００は、ランス交換制御部１１８を更に有してもよい。ランス交換制御部１１８は、使用済みの酸素ランスパイプ３０をゲート４に配置するように搬送装置１０を制御し、ラック４４に収容された未使用の酸素ランスパイプ３０をランス保持部１１に保持させるように搬送装置１０を制御する。例えばランス交換制御部１１８は、使用済みの酸素ランスパイプ３０をゲート４に配置した後、ランス保持部１１をロック状態からアンロック状態に切り替えるように搬送装置１０を制御する。その後、ランス交換制御部１１８は、ラック４４に収容された未使用の酸素ランスパイプ３０に装着されたツールアダプタ１５にランス保持部１１を接続し、ランス保持部１１をアンロック状態からロック状態に切り替えるように搬送装置１０を制御する。ランス保持部１１への酸素ランスパイプ３０の付け替えも自動化することで、酸素開孔作業の更なる省力化を図ることができる。

図３は、制御システムのハードウェア構成を例示するブロック図である。図３に示すように、制御システム１００は、回路１９０を有する。回路１９０は、プロセッサ１９１と、メモリ１９２と、ストレージ１９３と、入出力ポート１９４と、制御回路１９５，１９６，１９７とを有する。

ストレージ１９３は、フラッシュメモリ、又はハードディスク等の１以上の不揮発性メモリデバイスにより構成されている。ストレージ１９３は、先端部３３を熱源に配置して着火させるように搬送装置１０を制御することと、着火済みの先端部３３を注湯孔３内に配置して、閉塞された注湯孔３を開孔させるように搬送装置１０を制御することと、を制御システム１００に実行させるためのプログラムを記憶している。例えばストレージ１９３は、上述した各機能ブロックを制御システム１００に構成させるためのプログラムを記憶している。

メモリ１９２は、例えばランダムアクセスメモリ等の１以上の揮発性メモリデバイスにより構成されている。メモリ１９２は、ストレージ１９３からロードされたプログラムを一時的に記憶する。プロセッサ１９１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の１以上の演算デバイスにより構成されている。プロセッサ１９１は、メモリ１９２にロードされたプログラムを実行することで、上述した各機能ブロックを制御システム１００に構成させる。プロセッサ１９１による演算結果は一時的にメモリ１９２に格納される。

入出力ポート１９４は、プロセッサ１９１からの要求に応じて、センサ４２、第二センサ４３、力センサ１６、及び重量センサ４５等との間で情報の入出力を行う。制御回路１９５は、プロセッサ１９１からの要求に応じて搬送装置１０を動作させる。制御回路１９６は、プロセッサ１９１からの要求に応じて第二搬送装置２０を動作させる。制御回路１９７は、プロセッサ１９１からの要求に応じてゲート４を開閉させる。以上に示したハードウェア構成はあくまで一例であり、適宜変更可能である。例えば回路１９０は、互いに追伸可能な複数の回路に分かれていてもよい。

〔注湯手順〕
注湯方法の一例として、連続鋳造システム１において実行される取鍋２からタンディッシュ６への注湯手順を例示する。図４は、注湯手順を例示するフローチャートである。図４に示すように、制御システム１００は、まずステップＳ０１，Ｓ０２を実行する。ステップＳ０１では、開閉制御部１１１が、ゲート４を開いて注湯孔３からの溶鋼の排出を開始させる。ステップＳ０２では、閉塞検出部１１２が、ゲート４の状態と、タンディッシュ６の重量変化とに基づいて、注湯孔３が閉塞しているか否かを確認する。

ステップＳ０２において注湯孔３の閉塞を検出した場合、制御システム１００はステップＳ０３を実行する。ステップＳ０３の内容については後述する。次に、制御システム１００はステップＳ０４を実行する。ステップＳ０２において注湯孔３の閉塞を検出しなかった場合、制御システム１００はステップＳ０３を実行することなくステップＳ０４を実行する。ステップＳ０４では、開閉制御部１１１が、注湯の完了を待機する。例えば開閉制御部１１１は、タンディッシュ６による検出結果に基づいて、ゲート４を開放した時点からの注湯量が予定量に達するのを待機する。

次に、制御システム１００はステップＳ０５を実行する。ステップＳ０５では、開閉制御部１１１が、ゲート４を閉じて注湯孔３からの溶鋼の排出を停止させる。

（酸素開孔手順）
図５は、上述のステップＳ０３における酸素開孔手順を例示するフローチャートである。図５に示すように、制御システム１００は、まずステップＳ１１，Ｓ１２を実行する。ステップＳ１１では、着火制御部１１４が、先端部３３を熱源により加熱される位置に配置して着火させるための搬送装置１０の動作を開始させる。ステップＳ１２では、ノズル搬送制御部１１３が、取付位置Ｐ１から退避位置Ｐ２へのノズル５の搬送を第二搬送装置２０に開始させる。ステップＳ１２は、ステップＳ１１よりも先に実行されてもよく、ステップＳ１１と同時に実行されてもよい。

次に、制御システム１００はステップＳ１３を実行する。ステップＳ１３では、着火制御部１１４が、先端部３３の着火を待機する。例えば着火制御部１１４は、熱源により加熱される位置に先端部３３が配置された後に、着火のために予め設定された着火時間が経過するのを待機する（図６参照）。

次に、制御システム１００はステップＳ１４，Ｓ１５を実行する。ステップＳ１４では、開孔制御部１１５が、着火済みの先端部３３を上に向け、ノズル５の隣の待機位置Ｐ１１に配置するように搬送装置１０を制御する（図７参照）。ステップＳ１５では、燃焼検出部１１７が、第二センサ４３により取得された画像データに基づいて、先端部３３の燃焼が継続しているか否かを検出する。

ステップＳ１５において、先端部３３の燃焼が継続していると判定した場合、制御システム１００はステップＳ１６を実行する。ステップＳ１６では、ノズル搬送制御部１１３による第二搬送装置２０の動作状況に基づいて、取付位置Ｐ１からのノズル５の退避が完了しているか否かを開孔制御部１１５が確認する。

ステップＳ１６において、取付位置Ｐ１からのノズル５の退避が完了していないと判定した場合、制御システム１００は処理をステップＳ１５に戻す。以後、取付位置Ｐ１からのノズル５の退避が完了するまで、先端部３３の燃焼が継続していることを確認しながら、取付位置Ｐ１からのノズル５の退避を待機することが継続される。ステップＳ１５において、先端部３３の燃焼が継続していないと判定した場合、制御システム１００はステップＳ１７を実行する。ステップＳ１７では、着火制御部１１４が、先端部３３を熱源により加熱される位置に配置して再着火させるための搬送装置１０の動作を開始させる。その後、制御システム１００は処理をステップＳ１３に戻す。

ステップＳ１６において、取付位置Ｐ１からのノズル５の退避が完了していると判定した場合、制御システム１００は、図８に示すようにステップＳ２１，Ｓ２２を実行する。ステップＳ２１では、位置検出部１１６が、センサ４２により取得された三次元データに基づいて、注湯孔３の位置を検出する。ステップＳ２２では、開孔制御部１１５が、位置検出部１１６により検出された位置に基づいて、挿入部３２の中心軸を注湯孔３の中心軸に沿わせるように、予め定められた目標位置及び目標姿勢を補正する。例えば開孔制御部１１５は、上に向いた先端部３３が、下方から注湯孔３の中心に向かうように予め定められた上記第二目標位置及び第二目標姿勢と、先端部３３を注湯孔３内に配置するように予め定められた第三目標位置及び第三目標姿勢とを補正する。

次に、制御システム１００はステップＳ２３，Ｓ２４，Ｓ２５を実行する。ステップＳ２３では、補正済みの第二目標位置、第二目標姿勢、第三目標位置、及び第三目標姿勢に基づいて、先端部３３を注湯孔３内の第一深さまで挿入するように搬送装置１０を制御する（図９参照）。ステップＳ２４では、注湯孔３の内面の複数箇所に先端部３３を接触させるように搬送装置１０を制御して注湯孔３に対する注湯孔３の位置合わせを行う。ステップＳ２４の内容については後述する。ステップＳ２５では、開孔制御部１１５が、先端部３３の中心位置を注湯孔３の中心位置に合わせた状態を維持したまま、第一深さよりも深い第二深さまで先端部３３を挿入するように搬送装置１０を制御する。

次に、制御システム１００は、図１０に示すように、ステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３３を実行する。ステップＳ３１では、開孔制御部１１５が、酸素ランスパイプ３０の燃焼熱による注湯孔３の開孔を待機する。例えば開孔制御部１１５は、開孔のために予め定められた開孔時間が経過するのを待機する。開孔制御部１１５は、重量センサ４５による検出結果に基づいて、注湯孔３の開孔によりタンディッシュ６の重量増加が始まるのを待機してもよい。開孔制御部１１５は、注湯孔３からの出湯状態を検出可能なカメラ等により、注湯孔３からの出湯が開始されるのを待機してもよい。

ステップＳ３２では、開孔制御部１１５が、注湯孔３から酸素ランスパイプ３０を抜去するように搬送装置１０を制御する。例えば開孔制御部１１５は、注湯孔３に酸素ランスパイプ３０を挿入する前における上記第二目標位置及び第二目標位置までランス保持部１１を変位させるように搬送装置１０を制御する。ステップＳ３３では、開孔制御部１１５が、注湯孔３の下から酸素ランスパイプ３０を退避させるように搬送装置１０を制御する。

次に、制御システム１００はステップＳ３４，Ｓ３５，Ｓ３６，Ｓ３７を実行する。ステップＳ３４では、開閉制御部１１１が、ゲート４を閉じて注湯孔３からの出湯を一時停止させる。ステップＳ３５では、ノズル搬送制御部１１３が、第二搬送装置２０により退避位置Ｐ２から取付位置Ｐ１にノズル５を搬送させる。ステップＳ３６では、開閉制御部１１１が、ゲート４を開いて注湯孔３からの出湯を再開させる。ステップＳ３７では、ランス交換制御部１１８が、使用済みの酸素ランスパイプ３０をゲート４に配置ように搬送装置１０を制御し、ラック４４に収容された未使用の酸素ランスパイプ３０をランス保持部１１に保持させるように搬送装置１０を制御する。以上で酸素開口手順が完了する。

（位置調節手順）
図１１は、ステップＳ２４における酸素ランスパイプ３０の位置調節手順を例示するフローチャートである。図１１に示すように、制御システム１００は、まずステップＳ４１，Ｓ４２を実行する。ステップＳ４１では、酸素ランスパイプ３０が注湯孔３の内面に接触するまで、開孔制御部１１５が水平な第一方向にランス保持部１１を変位させるように搬送装置１０を制御する。ステップＳ４２では、開孔制御部１１５が、ランス保持部１１の現在位置及び現在姿勢に基づいて、先端部３３の中心位置Ｐ２１を算出する（図１２参照）。

次に、制御システム１００はステップＳ４３，Ｓ４４を実行する。ステップＳ４３では、酸素ランスパイプ３０が注湯孔３の内面に接触するまで、開孔制御部１１５が水平な第二方向にランス保持部１１を変位させるように搬送装置１０を制御する。ステップＳ４４では、開孔制御部１１５が、ランス保持部１１の現在位置及び現在姿勢に基づいて、先端部３３の中心位置Ｐ２２を算出する。

次に、制御システム１００はステップＳ４５，Ｓ４６を実行する。ステップＳ４５では、酸素ランスパイプ３０が注湯孔３の内面に接触するまで、開孔制御部１１５が水平な第三方向にランス保持部１１を変位させるように搬送装置１０を制御する。ステップＳ４６では、開孔制御部１１５が、ランス保持部１１の現在位置及び現在姿勢に基づいて、先端部３３の中心位置Ｐ２３を算出する。

次に、制御システム１００は、ステップＳ４７，Ｓ４８を実行する。ステップＳ４７では、開孔制御部１１５が、算出済みの中心位置Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３に基づいて、注湯孔３の中心位置ＣＰを算出する。例えば開孔制御部１１５は、中心位置Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３までの距離が互いに等しくなる位置を中心位置ＣＰとして算出する。ステップＳ４８では、開孔制御部１１５が、注湯孔３の中心位置に先端部３３の中心位置を合わせるように搬送装置１０を制御する。以上で酸素ランスパイプ３０の位置調節手順が完了する。

〔まとめ〕
以上の実施形態は、以下の構成を含む。
（１） 酸素を導く酸素ランスパイプの先端部を、溶鋼の取鍋２の下に設けられた注湯孔３と、注湯孔３から離れて位置する熱源により加熱される位置とに配置するように酸素ランスパイプを搬送する搬送装置１０と、先端部を熱源により加熱される位置に配置して着火させるように搬送装置１０を制御する着火制御部１１４と、着火済みの先端部を注湯孔３内に配置して、閉塞された注湯孔３を開孔させるように搬送装置１０を制御する開孔制御部１１５と、を備える酸素開孔装置８。
閉塞された注湯孔３の開孔が適時に行われないと、取鍋２内の溶鋼が排出されないまま凝固し、取鍋２内の全溶鋼及び取鍋２を廃棄せざるを得ない場合もある。このため、注湯孔３の開孔作業は重要な作業である。これに対し、本装置によれば、予め着火された酸素ランスパイプが注湯孔３に挿入される。このため、注湯孔３内における着火を待つことなく、注湯孔３内における酸素ランスパイプの燃焼継続によって注湯孔３の開孔が適時に行われる。従って、注湯孔３内の残存熱量に影響されることなく、注湯孔３を高い信頼性で適時に開孔させることができる。

（２） 着火制御部１１４は、取鍋２外に貯留された溶鋼を熱源として、熱源により加熱される位置に先端部を配置するように搬送装置１０を制御する、（１）記載の酸素開孔装置８。
溶鋼の熱を先端部の着火に有効活用することで、装置構成の簡素化を図ることができる。

（３） 取鍋２の周囲に配置される着火装置４１を更に備え、着火制御部１１４は、着火装置４１を熱源として、熱源により加熱される位置に先端部を配置するように搬送装置１０を制御する、（１）記載の酸素開孔装置８。
溶鋼の貯留量が少なく、先端部を溶鋼内に配置し難い状況においても、先端部を着火させることができる。

（４） 注湯孔３の下には、注湯孔３から出た溶鋼を案内するノズル５が取り付けられ、開孔制御部１１５は、着火済みの先端部を上に向け、ノズル５の隣の待機位置Ｐ１１に配置し、ノズル５の取外し後に注湯孔３内に配置するように搬送装置１０を制御する、（１）～（３）のいずれか一項記載の酸素開孔装置８。
ノズル５の取外し後に、酸素ランスパイプを注湯孔３に迅速に挿入し、注湯孔３をより迅速に開孔させることができる。

（５） 注湯孔３から出た溶鋼を案内するノズル５を、注湯孔３の下の取付位置と、取付位置から退避した退避位置との間で搬送する第二搬送装置２０を更に備える、（１）～（４）のいずれか一項記載の酸素開孔装置８。
ノズル５に対する作業と、酸素ランスパイプに対する作業とを並行して行うことができる。従って、注湯孔３をより迅速に開孔させることができる。

（６） 注湯孔３を開閉するゲート４の状態と、ノズル５により案内された溶鋼を収容するタンディッシュ６の重量変化とに基づいて、注湯孔３の閉塞を検出する閉塞検出部を更に備え、着火制御部１１４は、閉塞検出部により注湯孔３の閉塞が検出された後、第二搬送装置２０が取付位置からノズル５を退避させる前に、先端部を熱源に配置するように搬送装置１０を制御する、（５）記載の酸素開孔装置８。
先端部を着火させる作業と、ノズル５を退避させる作業とを並行して行うことで、閉塞の検出から開孔までの時間を更に短縮することができる。

（７） 開孔制御部１１５は、第二搬送装置２０が取付位置からノズル５を退避させる前に、着火済みの先端部を上に向け、ノズル５の隣の待機位置Ｐ１１に配置し、第二搬送装置２０が取付位置からノズル５を退避させた後に、着火済みの先端部を注湯孔３内に配置するように搬送装置１０を制御する、（６）記載の酸素開孔装置８。
着火済みの酸素ランスパイプを、ノズル５の退避後により迅速に挿入することができる。

（８） 取鍋２の外から注湯孔３の三次元データを取得するセンサ４２と、センサ４２により取得された三次元データに基づいて、注湯孔３の位置を検出する位置検出部１１６と、を更に備え、開孔制御部１１５は、位置検出部１１６により検出された注湯孔３の位置に基づいて、先端部を注湯孔３内に配置する、（１）～（７）のいずれか一項記載の酸素開孔装置８。
酸素ランスパイプを高い精度で注湯孔３に挿入することができる。

（９） 着火済みの先端部の画像データを取得する第二センサ４３と、第二センサ４３により取得された画像データに基づいて、先端部の燃焼が継続しているか否かを検出する燃焼検出部１１７と、を更に備え、着火制御部１１４は、燃焼検出部１１７により先端部の燃焼が継続していないことが検出された場合に、先端部を熱源により加熱される位置に再配置するように搬送装置１０を制御する、（８）記載の酸素開孔装置８。
先端部が着火済みの状態で酸素ランスパイプを挿入することをより確実に実行することができる。

（１０） 搬送装置１０は、酸素ランスパイプを保持するランス保持部１１と、取鍋２の下の周囲に固定された基部１２と、ランス保持部１１を基部１２に連結し、基部１２に対するランス保持部１１の位置及び姿勢を変更する多関節アーム１３と、を有する、（１）～（９）のいずれか一項記載の酸素開孔装置８。
着火と開孔という二種類の作業を一装置で簡単に実現することができる。

（１１） ランス保持部１１に設けられた力センサ１６を更に備え、開孔制御部１１５は、力センサ１６による検出結果に基づいて、注湯孔３内への先端部の推進力を制限しながら、先端部を注湯孔３内に挿入するように搬送装置１０を制御する、（１０）記載の酸素開孔装置８。
注湯孔３内のライニングが、酸素ランスパイプとの衝突により破損することを容易に回避することができる。

（１２） 開孔制御部１１５は、先端部を注湯孔３内の第一深さまで挿入した状態にて、注湯孔３の内面の複数箇所に先端部を接触させるように搬送装置１０を制御し、複数箇所に接触する際の先端部の位置に基づいて注湯孔３の中心位置を算出し、注湯孔３の中心位置に先端部の中心位置を合わせるように搬送装置１０を制御し、第一深さよりも深い第二深さまで先端部を挿入するように搬送装置１０を制御する、（１０）又は（１１）記載の酸素開孔装置８。
先端部が第一深さまで挿入された状態にて、先端部の中心位置を注湯孔３の中心位置に合わせることで、先端部が第二深さに到達するまでの過程におけるライニングの破損等をより確実に回避することができる。

（１３） 取鍋２の下から離れた位置にて、複数の酸素ランスパイプを収容するラック４４と、使用済みの酸素ランスパイプをラック４４に配置ように搬送装置１０を制御し、ラック４４に収容された未使用の酸素ランスパイプをランス保持部１１に保持させるように搬送装置１０を制御するランス交換制御部１１８と、を更に備える、（１０）～（１２）のいずれか一項記載の酸素開孔装置８。
ランス保持部１１への酸素ランスパイプの付け替えも自動化することで、酸素開孔作業の更なる省力化を図ることができる。

２…取鍋、３…注湯孔、４…ゲート、５…ノズル、６…タンディッシュ、８…酸素開孔装置、１０…搬送装置、１１…ランス保持部、１２…基部、１３…多関節アーム、４１…着火装置、４２…センサ、４３…第二センサ、Ｐ１１…待機位置、１６…力センサ、４４…ラック、２０…第二搬送装置、１１４…着火制御部、１１５…開孔制御部、１１６…位置検出部、１１７…燃焼検出部、１１８…ランス交換制御部。

Claims (12)

1. 酸素を導く酸素ランスパイプの先端部を、溶鋼の取鍋の下に設けられた注湯孔と、前記注湯孔から離れて位置する熱源により加熱される位置とに配置するように前記酸素ランスパイプを搬送する搬送装置と、
   前記注湯孔から出た溶鋼を案内するノズルを、前記注湯孔の下の取付位置と、前記取付位置から退避した退避位置との間で搬送する第二搬送装置と、
   前記先端部を前記熱源により加熱される位置に配置して着火させるように前記搬送装置を制御する着火制御部と、
   前記第二搬送装置が前記ノズルを前記取付位置から退避させた状態にて、着火済みの前記先端部を前記注湯孔内に配置して、閉塞された前記注湯孔を開孔させるように前記搬送装置を制御する開孔制御部と、
   を備える酸素開孔装置。
2. 前記着火制御部は、前記取鍋外に貯留された溶鋼を前記熱源として、前記熱源により加熱される位置に前記先端部を配置するように前記搬送装置を制御する、
   請求項１記載の酸素開孔装置。
3. 前記取鍋の周囲に配置される着火装置を更に備え、
   前記着火制御部は、前記着火装置を前記熱源として、前記熱源により加熱される位置に前記先端部を配置するように前記搬送装置を制御する、
   請求項１記載の酸素開孔装置。
4. 前記注湯孔の下には、前記注湯孔から出た溶鋼を案内するノズルが取り付けられ、
   前記開孔制御部は、着火済みの前記先端部を上に向け、前記ノズルの隣の待機位置に配置し、前記ノズルの取外し後に前記注湯孔内に配置するように前記搬送装置を制御する、
   請求項１～３のいずれか一項記載の酸素開孔装置。
5. 前記注湯孔を開閉するゲートの状態と、前記ノズルにより案内された溶鋼を収容するタンディッシュの重量変化とに基づいて、前記注湯孔の閉塞を検出する閉塞検出部を更に備え、
   前記着火制御部は、前記閉塞検出部により前記注湯孔の閉塞が検出された後、前記第二搬送装置が前記取付位置から前記ノズルを退避させる前に、前記先端部を前記熱源に配置するように前記搬送装置を制御する、
   請求項１～３のいずれか一項記載の酸素開孔装置。
6. 前記開孔制御部は、
   前記第二搬送装置が前記取付位置から前記ノズルを退避させる前に、着火済みの前記先端部を上に向け、前記ノズルの隣の待機位置に配置し、
   前記第二搬送装置が前記取付位置から前記ノズルを退避させた後に、着火済みの前記先端部を前記注湯孔内に配置するように前記搬送装置を制御する、
   請求項５記載の酸素開孔装置。
7. 前記取鍋の外から前記注湯孔の三次元データを取得するセンサと、
   前記センサにより取得された前記三次元データに基づいて、前記注湯孔の位置を検出する位置検出部と、を更に備え、
   前記開孔制御部は、前記位置検出部により検出された前記注湯孔の位置に基づいて、前記先端部を前記注湯孔内に配置する、
   請求項１～３のいずれか一項記載の酸素開孔装置。
8. 着火済みの前記先端部の画像データを取得する第二センサと、
   前記第二センサにより取得された前記画像データに基づいて、前記先端部の燃焼が継続しているか否かを検出する燃焼検出部と、を更に備え、
   前記着火制御部は、前記燃焼検出部により前記先端部の燃焼が継続していないことが検出された場合に、前記先端部を前記熱源により加熱される位置に再配置するように前記搬送装置を制御する、
   請求項７記載の酸素開孔装置。
9. 前記搬送装置は、
   前記酸素ランスパイプを保持するランス保持部と、
   前記取鍋の下の周囲に固定された基部と、
   前記ランス保持部を前記基部に連結し、前記基部に対する前記ランス保持部の位置及び姿勢を変更する多関節アームと、
   を有する、
   請求項１～３のいずれか一項記載の酸素開孔装置。
10. 前記ランス保持部に設けられた力センサを更に備え、
    前記開孔制御部は、前記力センサによる検出結果に基づいて、前記注湯孔内への前記先端部の推進力を制限しながら、前記先端部を前記注湯孔内に挿入するように前記搬送装置を制御する、
    請求項９記載の酸素開孔装置。
11. 前記開孔制御部は、
    前記先端部を前記注湯孔内の第一深さまで挿入した状態にて、前記注湯孔の内面の複数箇所に前記先端部を接触させるように前記搬送装置を制御し、
    前記複数箇所に接触する際の前記先端部の位置に基づいて前記注湯孔の中心位置を算出し、
    前記注湯孔の中心位置に前記先端部の中心位置を合わせるように前記搬送装置を制御し、
    前記第一深さよりも深い第二深さまで前記先端部を挿入するように前記搬送装置を制御する、
    請求項９記載の酸素開孔装置。
12. 前記取鍋の下から離れた位置にて、複数の酸素ランスパイプを収容するラックと、
    使用済みの前記酸素ランスパイプを前記ラックに配置するように前記搬送装置を制御し、前記ラックに収容された未使用の酸素ランスパイプを前記ランス保持部に保持させるように前記搬送装置を制御するランス交換制御部と、
    を更に備える、
    請求項９記載の酸素開孔装置。

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