特許 7467791 スラブ搬送用クレーンの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】スラブ搬送用クレーンの制御方法

(51)【国際特許分類】

   B66C 13/18 20060101AFI20240409BHJP

   B66C 13/46 20060101ALI20240409BHJP

   B66C 1/44 20060101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

B66C13/18

B66C13/46 H

B66C1/44 D

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020201227

(22)【出願日】2020-12-03

(65)【公開番号】P2022089020

(43)【公開日】2022-06-15

【審査請求日】2023-02-13

(73)【特許権者】

【識別番号】504005781

【氏名又は名称】株式会社日立プラントメカニクス

(74)【代理人】

【識別番号】100102211

【弁理士】

【氏名又は名称】森 治

(72)【発明者】

【氏名】岸本 至康

【審査官】長尾 裕貴

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０３７６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００００８６６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】実開昭５７－１７８０７９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｃ １３／１８

Ｂ６６Ｃ １３／４６

Ｂ６６Ｃ １／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スラブ掴み装置でスラブを掴んで巻き上げた時に、スラブの両端に発生する垂れ下がりに反してスラブ中央が盛り上がる状態を検出する、スラブ中央のスラブ高さ位置の検出装置をスラブ掴み装置に装備し、スラブを降ろして掴みを解放する際に、前記スラブ高さ位置の検出装置の検出値が、前記スラブ高さ位置の検出装置により予め検出、記憶しておいたスラブ中央が盛り上がる前のスラブが載置状態の値に戻るまで、スラブ掴み装置をスラブの荷重が掛かった状態に保持しつつ、徐々に巻き下げるように制御し、スラブ中央付近の盛り上がりが小さく又は無くなってから掴みを解放するようにすることを特徴とするスラブ搬送用クレーンの制御方法。

【請求項2】

スラブの荷重をスラブ掴み装置の爪に受けることにより爪がせり出し、スラブ掴み装置の掴み力を発生する構造のスラブ掴み装置に、爪の出入り状態を検出する検出装置を装備し、爪に掛かるスラブの荷重が掛かった状態を保持するように制御することを特徴とする請求項１に記載のスラブ搬送用クレーンの制御方法。

【請求項3】

クレーン又はクレーン吊具に荷重検出器を装備し、該荷重検出器の検出値により、スラブ掴み装置にスラブの荷重が掛かった状態を保持するように制御することを特徴とする請
求項１に記載のスラブ搬送用クレーンの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、製鋼工場で連続鋳造され、所定長さに切断されたスラブをクレーンの自動運転で掴み、次工程に搬送し積み降ろす工程において、専用のスラブ掴み装置を装備した自動クレーンの掴みと解放を自動制御するスラブ搬送用クレーンの制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

製鋼工場で鋳造されたスラブは、次の熱延工程や厚板工程にスラブを流すために、スラブ搬送用の専用のスラブ掴み装置を装備した有人クレーンを用いて、ストックヤードに搬送したり、次工程への搬送台車に積載するなどの有人作業を行っている。
近年では、このクレーン搬送工程の効率化を図るため、クレーンの自動化技術が求められ、種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１～５参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－２０７９５号公報

【文献】特開２０１３－２２０８９８号公報

【文献】特開２０１９－１８９３９８号公報

【文献】実開昭５９－４６９７９号公報

【文献】実開昭６２－２０３１８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、長尺のスラブをスラブリフター或いはスラブトングなどのスラブ掴み装置を装着したクレーンでスラブ中央付近を掴み持ち上げると、スラブの両端が自重で下に垂れ下がり、それに反して中央部が盛り上がる現象が発生する。
スラブ掴み装置は、掴んだスラブの自重で掴み力が出る構造をしているが、スラブの両端が垂れ下がった状態でスラブを降ろそうとすると、掴んだスラブの両端の垂れ下がり部分が着床した時に、スラブ掴み装置に掛かるスラブの荷重が無くなり、それによりスラブの掴み力が無くなり掴んでいるスラブを解放してしまう。
この時、スラブ両端の垂れ下がりに反して中央部が盛り上がっているため、その中央の盛り上がり部分と下段との隙間を解放したスラブが一気に落下し、解放されたスラブの下面が下段スラブと衝突し、過大な衝撃と音が発生する。

【0005】

本発明は、上記スラブの両端が垂れ下がった状態でスラブを降ろす際に生じる問題点に鑑み、過大な衝撃と衝突音が発生しないように掴みスラブを降ろすことができるスラブ搬送用クレーンの制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明のスラブ搬送用クレーンの制御方法は、スラブ掴み装置でスラブを掴んで巻き上げた時に、スラブの両端に発生する垂れ下がりに反してスラブ中央が盛り上がる状態を検出する、スラブ中央のスラブ高さ位置の検出装置をスラブ掴み装置に装備し、スラブを降ろして掴みを解放する際に、前記スラブ高さ位置の検出装置の検出値が、前記スラブ高さ位置の検出装置により予め検出、記憶しておいたスラブ中央が盛り上がる前のスラブが載置状態の値に戻るまで、スラブ掴み装置をスラブの荷重が掛かった状態に保持しつつ、徐々に巻き下げるように制御し、スラブ中央付近の盛り上がりが小さく又は無くなってから掴みを解放するようにすることを特徴とする。

【0007】

この場合において、スラブの荷重をスラブ掴み装置の爪に受けることにより爪がせり出し、スラブ掴み装置の掴み力を発生する構造のスラブ掴み装置に、爪の出入り状態を検出する検出装置を装備し、爪に掛かるスラブの荷重が掛かった状態を保持するように制御することができる。

【0008】

また、クレーン又はクレーン吊具に荷重検出器を装備し、該荷重検出器の検出値により、スラブ掴み装置にスラブの荷重が掛かった状態を保持するように制御することができる。

【0009】

本発明のスラブ搬送用クレーンの制御方法の作用は、以下のとおりである。
スラブ両端が垂れ下がるとスラブ中央部分が盛り上がる。
掴み装置の中央部分に装備したスラブの上面位置を検出するセンサーの値を管理し、スラブの地切り時にスラブの中央部分が盛り上がった量を、該センサーにより検出しコンピューターに記憶する。

【0010】

スラブを置場に降ろす際は、荷重計或いは掴み装置の爪に取り付けたスイッチでスラブの重量がクレーンに掛かっていることを監視しながら、該重量が完全に無くならないように、かつ前記で検出のスラブ中央部の盛り上がり量が無くなるまで少しずつゆっくりと巻き下げる。
これにより、スラブ中央部の盛り上がりが無くなり下段のスラブと密着した状態でスラブの掴みが解放されるので、下段スラブとの当りによる衝撃や音が解消される。

【発明の効果】

【0011】

スラブのクレーン搬送にはトングやリフターと言ったスラブ掴み装置を用いて搬送をするが、その掴み装置によるスラブの掴み、解放操作がベテランのクレーン運転士の手動運転技量によるところが大きくスラブ運搬用クレーンによる荷役作業の自動化が困難な状況であった。
従来、ベテランの手動運転技量に頼っていたスラブの掴みと解放部分を、自動制御を可能とした本発明は、スラブ搬送クレーン全工程の自動化を可能とするもので、その意義は大きい。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】スラブリフターにより搬送台車にスラブを降ろす状態を示す説明図である。

【図2】スラブリフターのアーム部位の詳細図である。

【図3】スラブリフターを用いてスラブを掴み解放する工程を示すフロー図である。

【図4】スラブトングでスラブを釣り上げた状態を示す説明図である。

【図5】スラブトングを用いてスラブを掴み解放する工程を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の自動クレーンによる高温スラブの掴み解放方法について、図面に基づいて説明する。

【0014】

図１～図２及び図４に、本発明のスラブ搬送用クレーンの制御方法に使用するスラブ運搬用のクレーンに装備するスラブ把握用の掴み装置の一例としてスラブリフターＳＬとスラブトングＳＴを示す。

【0015】

製鉄所の連続鋳造機により排出された鉄は一定長さに切断され、図１に示すスラブリフターＳＬや図４に示すスラブトングＳＴなどのスラブ掴み装置を装備した専用のクレーンＣＲによりスラブを把握し、ストックヤードなどに運搬したり、次工程の運搬台車ＴＣなどに運搬する。

【0016】

図１～図２に示すスラブリフターＳＬ方式のスラブ掴み装置は、スラブリフターＳＬの中央付近にスラブ上面高さ検出用にスラブ接触用重錘ＷＴがスラブ高さ測定用ワイヤーＳＷにより吊り下げられ、スラブ高さ測定用ワイヤーはセルシンモーターＳＭにより巻き取られ該ワイヤーＳＷが緊張された状態にある。これにより、セルシンモーターＳＭの位相検出で該ワイヤーＳＷの長さを測定し、爪ＴＡとスラブＳＢの上面との相関距離を把握しクレーンの巻上位置を調節し、爪ＴＡの高さ位置を合わせた後に掴み動作に移行する。

【0017】

掴み動作では、左右のアーム部位ＡＢを図２に示すアームスライドＡＳ方向に動かしてスラブの側面に爪ＴＡを接触させ押し込む。
この状態で巻ドラムＤＲにワイヤーロープＷＬを巻き取りスラブリフターＳＬを巻き上げると、爪ＴＡがスラブＳＢの自重により、スプリングＳＰの力に勝って斜め方向である爪の出入り方向ＴＳに出てくる。これによりスラブＳＢの自重により爪ＴＡがスラブＳＢに押さえ込まれ、把握力が出る構造となっている。

【0018】

このスラブ掴み動作を自動で行う場合は、爪ＴＡの出入り状態を、爪出入り検出器ＬＳで検出し、この値を管理することで掴んでいる状態か否かが把握でき、自動運転の情報として使用する。
自動運転時に掴んでいる状態か否かを把握する方法は、クレーンＣＲ上のロードセルＬＣの荷重値を管理する方法でもできるが、検出の応答性はロードセルＬＣよりも爪ＴＡの検出値の方が確実なので、爪出入り検出器ＬＳが検出器として使用できるのであれば、爪出入り検出器ＬＳを用いる方が良い。

【0019】

クレーンＣＲの巻ドラムＤＲでワイヤーロープＷＬを巻き取り高温のスラブＳＢを低速で巻き上げると、爪出入り検出器ＬＳにより爪が出たことが確認され、その時のセルシンモーターＳＭの値をコンピューターにＡ値として記憶しておく。（図３の０００４の工程）更に巻き上げると高温のスラブＳＢは、スラブリフターＳＬの２か所の掴み点を支点とし、スラブＳＢの両側が垂れ下がりＤＰ、スラブリフターＳＬの２か所の掴み点の内側は盛り上がりＲＳが発生する。この盛り上がり量をセルシンモーターＳＭの値で確認する。

【0020】

ロードセルＬＣの読み取り値でスラブの地切りが完全に行われたことが確認されると、高速でスラブを巻き上げ、クレーンＣＲの横行、走行を行い、運搬台車ＴＣ等のスラブの卸し位置に位置決め停止し、巻ドラムＤＲのワイヤーロープＷＬを解き巻下げを開始し、着床位置手前で巻下げ速度を低速に切り替える。

【0021】

スラブＳＢを着床手前から低速で巻き下げていくと、先ず垂れ下がりＤＰが生じているスラブＳＢの両端が着床する。そして更に低速巻下げをすると湾曲したスラブが突っかかって、爪ＴＡに掛かるスラブＳＢの荷重が抜けて爪出入り検出器が爪の戻りを検出する。そこで巻下げを一旦止めると、中央の盛り上がりＲＳが小さくなり爪にスラブの重量が掛かり爪出入り検出器ＬＳが爪が出た状態を再び検出する。それを受けてクレーンＣＲの定速巻下げを再び行い爪出入り検出器ＬＳが引っ込み出したことを検出すると再び巻下げを停止する。この低速巻下げと停止を繰り返した後（図３の０００７～００１０）にセルシンモーターＳＭの読み取り値がコンピューターに記録したＡ値に戻ったことを確認し（図３の００１０から００１１への移行工程）、爪出入り検出器ＬＳが爪が完全に引っ込んだ状態を検出するところまで低速巻下げを行い、巻下げを停止し、アームＡＭをアームスライドＡＳさせてアームＡＭを完全に開く。

【0022】

スラブＳＢの盛り上がりＲＳが残ったままでアームＡＭを開放してしまうと、盛り上がりＲＳ部分が、その下の置場上面或いは下段スラブ上に落下衝突し、衝突音や衝撃が発生してしまうが、前記のとおりセルシンモーターＳＭの読み取り値からスラブＳＢの盛り上がりＲＳが解消されるまで爪ＴＡをスラブＳＢに引っ掛けるように制御することで、衝突音や衝撃を解消することができる。

【0023】

図４に示すスラブトングＳＴは、パンタグラフ状にアームＡＭを組まれた構造のスラブ掴み装置で、巻上ワイヤーＨＷを巻き上げて、上フレームＨＦと下フレームＢＦとの寸法を広げると爪ＴＡがスラブＳＢに食い込んで、掴み力が出る構造である。また開閉ワイヤーＣＷを巻き上げて、上フレームと下フレームの寸法を縮めると爪ＴＡを解放できる構造である。

【0024】

スラブトングＳＴのスラブ高さ検出は、スラブリフターＳＬと同様にスラブ接触用重錘ＷＴを吊るすスラブ高さ測定用ワイヤーＳＷを巻き取るセルシンモーターＳＭにより検出可能であるが、スラブトングＳＴの爪ＴＡの構造は、スラブリフターＳＬの様な構造は困難であることから、爪の出入り検出ではなく、クレーンＣＲ上のロードセルＬＣを用いて爪の掛かり具合を図５の工程に従って制御する。

【0025】

クレーン横行走行を行い、掴みスラブＳＢ上に停止すると、巻下げを行いセルシンモーターＳＭの値で位置決め停止する。続いて、開閉ワイヤーを巻下げてスラブトングＳＴの爪ＴＡをスラブＳＢに接触させる。（図５の０１０１～０１０３）
この状態で巻上ワイヤーＨＷを巻き上げてスラブトングに掴み力を発生させスラブＳＢを低速で巻き上げる。この時、クレーン上のロードセルＬＣが荷重が掛かり出したことを検出ところでセルシンモーターＳＭの値を読み取り、コンピューターにその時のセルシンモーターＳＭの値をＡ値として記憶する。（図５の０１０４）
記憶が終わると巻上速度を上げて移動高さまで巻き上げ、横行、走行をしてスラブ降ろし位置上方まで移動する。

【0026】

スラブＳＢの卸し位置でクレーンの巻下げを行い、着床手前で減速し低速に切り替え巻き下げる。（図５の０１０６）この時、最初に両側の垂れ下がり部分が着床し、クレーン上のロードセルＬＣの値が下がってくる。このロードセルＬＣの読み取り値が規定値のＢ値以下になった時、巻下げを停止する。するとスラブＳＢの垂れ下がりが解消されるにつれて、スラブトングＳＴの爪ＴＡに掛かる重量が重くなり、ロードセルＬＣの値がＢ値を超えてくる。すると巻下げを入れて、Ｂ値より超えたところで巻下げを停止する。
これを繰り返すうちにスラブ中央部の盛り上がりが解消されてきてセルシンモーターＳＭの値がＡ値に近づいてくる。なお、Ｂ値は、セルシンモーターＳＭの値がＡ値に近づくにつれて数値を小さく変化させる変数である。
最後にセルシンモーターＳＭの値がＡ値に戻った時、開閉ワイヤーＣＷを巻き上げ、スラブを完全に解放する。

【0027】

ここで、スラブリフターＳＬについては、爪ＴＡの出入り状態で制御し、スラブトングＳＴについては、爪ＴＡの出入り状態をロードセルＬＣの値で制御することで説明したが、何れの掴み装置に対しても、これに限定したものではない。

【0028】

以上、本発明のスラブ搬送用クレーンの制御方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

【産業上の利用可能性】

【0029】

本発明のスラブ搬送用クレーンの制御方法は、今までベテランクレーン運転士による手動運転でスラブの掴み解放操作を行っていたものを、手動のスラブ搬送用クレーンに一般的に装備されている機構を活用し、自動クレーンに必要とされる最低限の機器の追加で、スラブの掴み解放を自動で制御できるようにしたもので、スラブ搬送用クレーン運転の無人化、省人化の目的で良好に用いることができる。

【符号の説明】

【0030】

ＣＲ クレーン
ＤＲ 巻ドラム
ＬＣ ロードセル
ＷＬ ワイヤーロープ
ＳＬ スラブリフター（スラブ掴み装置）
ＳＢ スラブ
ＷＴ スラブ接触用重錘
ＳＷ スラブ高さ測定用ワイヤー
ＳＭ セルシンモーター
ＡＢ アーム部位
ＡＭ アーム
ＴＡ 爪
ＲＳ 盛り上がり
ＤＰ 垂れ下がり
ＴＣ 運搬台車
ＳＫ 積み重ね
ＢＭ スライドガイドビーム
ＳＰ スプリング
ＬＳ 爪出入り検出器
ＡＳ アームスライド
ＴＳ 爪の出入り方向
ＳＴ スラブトング（スラブ掴み装置）
ＣＷ 開閉ワイヤー
ＨＷ 巻上ワイヤー
ＨＦ 上フレーム
ＢＦ 下フレーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】