CN108411107A

CN108411107A - 冷却设备的风量控制装置

Info

Publication number: CN108411107A
Application number: CN201710260358.1A
Authority: CN
Inventors: 北乡和寿; 尾坂侑香
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2018-08-17
Anticipated expiration: 2037-04-20
Also published as: JP6638666B2; CN108411107B; JP2018127692A

Abstract

本发明涉及一种冷却设备的风量控制装置，通过设定满足排矿时的温度条件的最佳风量来降低能量消耗量。冷却设备具备储存容器、送风装置、以及出矿机。输入数据预测部(6e)基于烧结生产线数据的时间变化、出矿量限制值的时间变化及计测数据，预测包括储存容器的冷却器转速和向储存容器供给的烧结矿的供矿温度在内的输入数据的时间变化。输出修正部(6b)对储存容器内的烧结矿的移动路径按照相同容积的节点假想地进行分区，每当烧结矿移动过节点时，基于由输入数据预测部预测到的输入数据的时间变化分别计算位于各节点的烧结矿移动到出矿口时的预测出矿温度，以使最高预测出矿温度落入出矿温度允许范围内的方式计算对于送风装置的风量修正量。

Description

冷却设备的风量控制装置

技术领域

本发明涉及冷却设备的风量控制装置。特别涉及适合于向对烧结矿进行冷却的冷却设备供给的冷却用空气的风量控制的风量控制装置。

背景技术

在对烧结矿进行冷却的冷却设备中，对在上游侧的烧结生产线中烧结出的高温的烧结矿进行了冷却之后，向下游侧的搬运生产线出矿。在该工序中很重要的操作要求是，为了不将下游侧的搬运生产线的传送带烧断而将烧结矿冷却到目标温度以下。并且，冷却设备具有巨大的储存容器，能够暂时地储存烧结矿。因此，冷却设备被用于控制出矿量。

另一方面，近年来，以地球温室化等环境问题为背景而希望节能化。冷却设备具有使用送风装置对烧结矿进行冷却的机构，为了削减能量消耗量而进行送风装置的风量控制。在风量控制中应用了挡板控制、使用逆变器的送风装置的马达的转速控制。

对包含冷却设备的烧结工艺进行说明。图1是烧结工艺的设备构成图。烧结生产线2将焦炭与铁矿石烧结，生成高温的烧结矿2a。在生成烧结矿2a时，向通过点火装置点火的焦炭和铁矿石中吹入空气。温度计2b对此时产生的排风的温度进行计测。在烧结生产线2上设置有层厚水平线计测装置2c。层厚水平线计测装置2c对烧结矿2a的高度进行计测。在烧结生产线2中生成的高温的烧结矿2a被向冷却设备1搬运。

如图1所示那样，从冷却设备1的上部的供矿口供矿的烧结矿1a被送风装置进行空冷后从下部的出矿口出矿。通过在冷却设备1的出侧设置的温度计3a来计测出矿温度。所出矿的烧结矿1a被搬运生产线3向下游工序搬运。

专利文献1：日本特开平11-236629号公报

在专利文献1中，通过利用冷却设备出侧的温度计的输出而进行的反馈控制，将出矿温度控制为与用于保护下游的搬运设备的几乎上限温度相等的目标温度，由此抑制送风装置所消耗的能量。并且，利用表示冷却设备内所积蓄的烧结矿的高度的冷却器内水平线、冷却器转速、以及外部空气温度等的当前值，通过基于数学模型推测出的挡板开度来对反馈控制量进行修正，即使施加外部干扰也能够防止出矿温度成为上限温度以上。

然而，送风装置所进行的冷却，不是对冷却设备内的特定的烧结矿进行冷却，而是对冷却设备整体的烧结矿进行冷却，不能够变更对于特定的烧结矿的冷却风量。因此，如上述那样仅仅是使用冷却器内水平线、冷却器转速、以及外部空气温度等的当前时刻的计测值的话，那么决定的是对成为计测对象的烧结矿有效的控制量，而未必成为对冷却设备整体的烧结矿有效的风量设定。在为了决定将冷却设备内的全部烧结矿设为目标温度以下的最小风量而使风量变化的情况下，需要准确地预测处于冷却设备内的烧结矿整体的冷却履历的变化。

发明内容

本发明是为了解决上述那样的课题而进行的，其目的在于提供一种冷却设备的风量控制装置，对于冷却设备内的各位置的烧结矿分别预测出矿温度，以使冷却设备内的全部位置的烧结矿的出矿温度满足目标温度条件的方式决定送风装置的输出，由此能够在满足出矿时的目标温度条件的同时使能量消耗量最小化。

为了实现上述的目的，本发明所涉及的冷却设备的风量控制装置如以下那样构成。

在本发明的一个方式中，对烧结矿进行冷却的冷却设备具备储存容器、送风装置以及出矿机。储存容器具有被从上游的烧结生产线供给烧结矿的供矿口以及向下游的设备排出烧结矿的出矿口，沿着周方向旋转。送风装置向储存容器供给冷却用空气。出矿机随着储存容器的旋转而将烧结矿从出矿口掏出。

在本发明的一个方式中，冷却设备的风量控制装置具备上游侧信息管理部、下游侧信息管理部、输入数据收集部、输入数据预测部、输出修正部、以及输出决定部。

上游侧信息管理部收集供矿前规定期间的烧结生产线数据的时间变化。烧结生产线数据包括与烧结生产线有关的排风温度、烧结矿的高度、烧结矿的搬运速度。供矿前规定期间的烧结生产线数据的时间变化是指供矿口的从当前到经过规定时间之后为止的各时刻的烧结生产线数据。

下游侧信息管理部计算出矿前规定期间的出矿量限制值的时间变化。出矿量限制值是从储存容器排出的烧结矿的上限出矿量。出矿前规定期间的出矿量限制值的时间变化是指出矿口的从当前到经过规定时间之后为止的各时刻的出矿量限制值。

输入数据收集部收集包括储存容器内的当前的烧结矿的高度、以及储存容器的当前的冷却器转速在内的计测数据。

输入数据预测部基于烧结生产线数据的时间变化、出矿量限制值的时间变化、以及计测数据，预测包括储存容器的冷却器转速、以及向储存容器供给的烧结矿的供矿温度在内的输入数据的时间变化。

输出修正部为，对储存容器内的烧结矿的移动路径按照同容积的节点假想地进行分区，每当烧结矿移动过节点时，基于由输入数据预测部预测到的输入数据的时间变化，分别计算位于各节点的烧结矿移动到出矿口时的预测出矿温度。并且，输出修正部以使最高预测出矿温度落入出矿温度允许范围内的方式计算对于送风装置的风量修正量。优选为，在最高预测出矿温度超过出矿温度允许范围的情况下，设定使得能够冷却到出矿温度允许范围的上限值的风量修正量。并且，在最高预测出矿温度为出矿温度允许范围内的情况下，将风量修正量设定为0。

输出决定部基于风量修正量来决定送风装置的输出。

发明效果

根据本发明，通过虑及将来地预测对烧结矿的冷却履历产生影响的因素即冷却器转速以及供矿温度，能够以较高精度对冷却设备内的烧结矿的温度分布进行预测计算。由此，能够以较高精度对冷却设备内的各位置的烧结矿移动到出矿口时的出矿温度进行预测(温度下降计算)。而且，通过决定使最高预测出矿温度能够满足目标温度条件(用于保护下游的设备的上限温度以下的目标温度)的最小的送风装置的输出，能够满足出矿时的目标温度条件的同时使能量消耗量最小化。

附图说明

图1是烧结工艺的设备构成图。

图2是冷却设备的概要图。

图3是用于说明所供矿的烧结矿到出矿为止的流程的图。

图4是用于说明决定送风装置的风量的流程图的图。

图5是本发明的实施方式1所涉及的风量控制装置的功能框图。

图6是将储存容器1c在旋转方向上进行了分区的节点分割例。

图7是将储存容器1c在高度方向上进行了分区的节点分割例，是从横向观察将储存容器1c在旋转方向上分割为m份的1个分区的截面图。

图8是用于说明冷却设备1(储存容器1c)内的烧结矿的温度管理的图。

图9是用于说明冷却器转速的预测计算的图。

图10是为了说明各节点的温度下降计算而由输出修正部6b执行的流程图。

图11是用于说明节点[i][j]的位置决定方法的图。

图12是本发明的实施方式2所涉及的风量控制装置的功能框图。

图13是本发明的实施方式2所涉及的烧结工艺的设备构成图。

图14是本发明的实施方式3所涉及的风量控制装置的功能框图。

图15是本发明的实施方式3所涉及的烧结工艺的设备构成图。

图16是表示风量控制装置所具有的处理电路的硬件构成例的概念图。

符号的说明

1 冷却设备

1a 烧结矿

1b 送风装置

1c 储存容器

1d 出矿机

2 烧结生产线

2a 烧结矿

2b 温度计

2c 层厚水平线计测装置

3 搬运生产线

3a 温度计

6a 冷却器内烧结矿信息管理部

6b 输出修正部

6c 上游侧信息管理部

6d 下游侧信息管理部

6e 输入数据预测部

6f 输入数据收集部

6g 风量计测部

6h FB用输入数据收集部

6i FB控制部

6j 输出决定部

9a 烧结矿的层厚水平线

9b 出矿量限制值

13a 计测机

15a 温度计

91 处理器

92 存储器

93 硬件

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，对于在各图中共通的要素，赋予相同的符号而省略重复的说明。

实施方式1.

＜冷却设备的构成＞

本发明的实施方式1所涉及的系统的烧结工艺的基本构成与上述的图1相同。参照图2对图1所示的冷却设备1的构成进行说明。冷却设备1成为巨大的圆筒型。冷却设备1具备送风装置1b、储存容器1c、以及出矿机1d。

送风装置1b如图2的纵截面图所示那样设置在冷却设备1的中央部。送风装置1b经由送风路向储存容器1c供给冷却用空气。通过冷却用空气对储存容器1c内的烧结矿进行空冷。

储存容器1c如图2的平面图所示那样沿周方向旋转。储存容器1c的上部开口，作为被从上游的烧结生产线2供给烧结矿的供矿口起作用。从上游的烧结生产线2搬运来的烧结矿，向冷却设备1的储存容器1c供矿。储存容器1c的侧面下部的一部分开口，作为排出烧结矿的出矿口起作用。

出矿机1d为长方体状，在使用时插入于储存容器1c。出矿机1d随着储存容器1c的旋转而将烧结矿从出矿口掏出。

并且，冷却设备1(储存容器1c)能够对冷却器转速进行调整，对出矿量进行调整，能够保持冷却器内水平线(储存容器1c内的烧结矿的高度)。

接下来，参照图3对到所供矿的烧结矿被出矿为止的流程进行说明。储存容器1c沿周方向旋转，随着储存容器1c的旋转，烧结矿沿周方向移动。并且，从位于储存容器1c的下部的烧结矿依次出矿。从储存容器1c的上部供矿的烧结矿1a(图3(A))随着先被供矿的烧结矿从下部出矿而向下方移动(图3(B))。而且，烧结矿1a在到达储存容器1c的下部时，通过由出矿机1d掏出而被出矿(图3(C))。在冷却设备1的下游的搬运生产线3中，烧结矿由传送带搬运，并且经过被称为筛分机的筛子而按照大小进行分离。

如上所述，烧结矿1a从储存容器1c的上部供矿，先被供矿的烧结矿随时由出矿机1d掏出，由此逐渐向下部移动。在操作上，只要不存在由材料的欠缺、维护引起的休止，则烧结矿被不断地供矿、出矿。在该期间，冷却设备1通过从下游侧的出矿量限制、或冷却器内水平线控制，使冷却器转速变化。因此，烧结矿从供矿到出矿为止的时间不恒定。

接着，参照图4对决定送风装置的风量的流程图进行说明。在烧结矿温度读入(步骤5a)中，读入冷却设备1内的当前时刻的烧结矿的温度。接下来，在各烧结矿温度下降计算(步骤5b)中，对于冷却设备1内的各烧结矿，进行到出矿为止的温度下降计算，由此分别预测出矿温度。接着，在温度确认(步骤5c)中，确认各烧结矿是否为出矿温度允许范围以内。在存在未成为出矿温度允许范围以内的烧结矿的情况下，在风量修正量计算(步骤5d)中，计算风量修正量，并在考虑了风量修正量的基础上，再次进行温度下降计算。另一方面，在全部烧结矿为出矿温度允许范围以内的情况下，在烧结矿温度保存(步骤5e)中，不计算风量修正量，而保存所计算出的烧结矿温度。

＜风量控制装置的构成＞

图5是本发明的实施方式1所涉及的风量控制装置的功能框图。表示与图5的各部实现的功能之间的相关性的同时对图4的流程图的各处理进行具体说明。

(1)烧结矿温度读入(步骤5a)

冷却器内烧结矿信息管理部6a对储存容器1c内的烧结矿的位置、温度分布、以及温度履历(冷却履历)进行管理。如以下所示那样，按照将储存容器1c内在旋转方向和高度方向上假想地分区而得到的相同容积的节点单位来进行管理。将各节点内包含的烧结矿作为烧结矿组，来管理烧结矿组的位置和温度。

接着，对温度下降计算所使用的节点的分割例进行说明。图6是将储存容器1c在旋转方向上进行了分区的节点分割例。如图6所示那样，储存容器1c被假想地在旋转方向上分割为m份。图7是将储存容器1c在高度方向上进行了分区的节点分割例，是从横向观察将储存容器1c在旋转方向上分割为m份的1个分区的截面图。如图7所示那样，储存容器1c被假想地在高度方向上分割为n份。将通过这些分割而分区为相同容积的假想的区域称为“节点”。通过节点，储存容器1c内的烧结矿的移动路径被假想地分区。

图8是用于说明冷却设备1(储存容器1c)内的烧结矿的温度管理的图。在图8中，使用旋转方向j和高度方向i的符号，来指示烧结矿组的位置。烧结矿组的温度按照每节点1个分区来管理，各节点[i][j]的温度被表示为T[i][j]。并且，烧结矿组的温度随着时间变化，因此将时刻t的节点[i][j]的温度表示为T[i][j][t]。

冷却器内烧结矿信息管理部6a保存各节点[i][j]的当前时刻的烧结矿组的温度T[i][j][t₀]。输出修正部6b读入冷却器内烧结矿信息管理部6a所保存的各烧结矿组的温度，并对于各烧结矿组进行接下来说明的温度下降计算。

(2)各烧结矿温度下降计算(步骤5b)

分别说明用于执行各烧结矿温度下降计算(步骤5b)的上游侧信息管理部6c、下游侧信息管理部6d、输入数据预测部6e、以及输出修正部6b的处理。

上游侧信息管理部6c收集供矿前规定期间的烧结生产线数据的时间变化。烧结生产线数据包括与烧结生产线2有关的排风温度Tbwar、烧结矿的高度Hsin、以及烧结矿的搬运速度(烧结矿搬运速度指定值)Vsin。

具体地说，上游侧信息管理部6c收集由烧结生产线2的温度计2b计测的排风温度Tbwar(t₀)、由烧结生产线2的层厚水平线计测装置2c计测的烧结矿的高度Hsin(t₀)、以及预先计划的烧结矿搬运速度指定值Vsin(t₀～t_n)。在此，t₀表示为当前值的情况，t_n表示预测范围，t₀～t_n意味着从当前时刻到预测范围t_n后为止的期间。预测范围t_n根据冷却设备1的容量、计算负荷等来任意地指定。例如，如果烧结矿的平均冷却器内冷却时间为80分钟程度，则将从当前时刻到80分钟后为止作为预测范围。此外，在不能够得到搬运速度的指定值的情况下，例如，假设为继续当前的搬运速度。对于排风温度以及烧结矿的高度也相同。

下游侧信息管理部6d计算出矿前规定期间的与从储存容器1c排出的烧结矿有关的出矿量限制值Houtlim的时间变化。

具体地说，下游侧信息管理部6d收集出矿机的使用条件Scr(t₀～t_n)、由筛分机更换引起的出矿制约Scc(t₀～t_n)、以及出矿量制约指定值Soutlim(t₀～t_n)。在不能够得到出矿机的使用条件、出矿量制约指定值的情况下，假设为继续当前的出矿机的使用条件以及出矿量制约指定值。将这些参数代入后述的(4)式，计算出出矿量限制值的时间变化。

输入数据收集部6f收集包括储存容器1c内的当前的烧结矿的高度(冷却器内水平线)L_c ^act、以及储存容器1c的当前的冷却器转速ω_C ^act在内的计测数据。

具体地说，输入数据收集部6f收集冷却器内水平线的当前值L_c ^act、以及冷却器转速的当前值ω_C ^act，向输入数据预测部6e发送。

输入数据预测部6e基于由上游侧信息管理部6c收集的烧结生产线数据的时间变化、由下游侧信息管理部6d计算的出矿量限制值的时间变化、以及由输入数据收集部6f收集的计测数据，预测包括储存容器1c的冷却器转速ω_C和向储存容器供给的烧结矿的供矿温度T_in在内的输入数据的时间变化。

详细地说，输入数据预测部6e基于烧结生产线数据的时间变化，预测向储存容器1c供给的烧结矿的供矿量的时间变化。而且，基于供矿量的时间变化、出矿量限制值的时间变化、以及计测数据，输入数据预测部6e预测冷却器转速的时间变化。并且，输入数据预测部6e基于烧结生产线数据的时间变化，预测向储存容器1c供给的烧结矿的供矿温度的时间变化。

即，输入数据预测部6e至少虑及将来地预测冷却器转速ω_C(t)以及供矿温度T_in(t)。这些是对烧结矿的冷却履历产生影响的因素。输入数据预测部6e从上述上游侧信息管理部6c、下游侧信息管理部6d以及输入数据收集部6f得到计算所需要的数据，但在数据不足而不能够预测的情况下，例如，假设为继续当前值。

(冷却器转速的预测)

接着，对冷却器转速ω_C(t)的预测计算进行说明。图9是用于说明冷却器转速的预测计算的图。如果烧结矿的层厚水平线9a(冷却器内水平线)变大，则为了维持冷却器内水平线而应该使冷却器转速变大，使出矿量增加。另一方面，需要严守出矿量限制值9b。因此，冷却器转速被控制成，严守出矿量限制值9b的同时，尽可能维持冷却器内水平线。

因此，根据维持冷却器内水平线、以及严守出矿量限制值这2个条件，来变更冷却器转速。因此，能够基于与供矿量有关的数据即烧结矿层厚水平线Hsin、搬运速度Vsin、以及出矿量限制值Houtlim，使用(1)式～(4)式对冷却器转速ω_C(t)进行预测计算。

【数1】

h(t)：供矿量[m³/h]

ω_C ^act：冷却器转速计测值[rpm]

Lc^act：冷却器内水平线的当前值[m]

Houtlim(t)：出矿量限制值[m³/h]

在此，供矿量h(t)如以下那样计算。

h(t)＝α*Hsin(t’)*Vsin(t) (2)

Hsin(t’)：层厚水平线计测值(t’秒前)[m]

Vsin(t)：搬运速度[mps]

α：换算系数

t’＝t﹣LL/Vsin(ave) (3)

t’：层厚水平线计测位置到供矿口的时间延迟[s]

LL：层厚水平线计测位置到供矿口的距离[m]

Vsin(ave)：搬运速度平均值[mps]

并且，出矿量限制值Houtlim(t)如以下那样计算。除了存在出矿量制约指定值的情况以外，根据筛分机的更换预定、出矿机的使用不使用等操作条件，来决定出矿量限制值。

Houtlim(t)＝fout(Scr(t),Soutlim(t),Scc(t)) (4)

Scr(t)：出矿机的使用条件[﹣]

Soutlim(t)：出矿量制约指定值[m³/h]

Scc(t)：由筛分机更换引起的出矿制约[﹣]

(供矿温度的预测)

接着，对供矿温度T_in(t)的预测计算进行说明。基于由上游侧信息管理部6c收集的排风温度，使用下式来计算供矿温度T_in(t)。

T_in(t)＝ftin(Tbwar(t”),Tair,t”) (5)

t”＝t﹣L_BW/Vsin(ave) (6)

Tbwar：排风温度[degC]

Tair：大气温度[degC]

t”：排风口到供矿口为止的时间延迟[s]

(各烧结矿温度下降计算)

接着，使用由输入数据预测部6e预测的输入数据，说明节点[i][j]的烧结矿组到被出矿为止的温度下降计算。图10是为了说明各节点的温度下降计算而由输出修正部6b执行的流程图。输出修正部6b为，每当烧结矿移动过节点时，基于由输入数据预测部6e预测的输入数据的时间变化，分别计算位于各节点的烧结矿移动到出矿口时的预测出矿温度。

首先，在步骤10a中，输出修正部6b将变量i,j,t初始化。

接下来，在步骤10b中，输出修正部6b决定出矿预定时间。为了进行各烧结矿组到被出矿为止的温度下降计算，到出矿为止的预定时间、上述供矿时的温度成为重要的要素。到出矿为止的预定时间能够根据冷却器转速ω_c、节点的位置信息i,j来计算。

tout(i)(j)＝ftout(i,j,ω_C(t₀～t_n)) (7)

接下来，在步骤10c中，输出修正部6b决定时间间隔(以下，称为time step)。输出修正部6b对于各烧结矿组节点[i][j]，按照每个time step来计算温度下降量。根据由输入数据预测部6e预测的冷却器转速预测值来计算time step。time step例如为冷却设备旋转方向分区移动1个分区的时间。如(8)式所示那样，time step不是恒定时间，而受到冷却器转速的变化的影响。

Δt(t)＝(1/m)/ω_C(t) (8)

接下来，在步骤10d中，输出修正部6b决定节点位置。参照图11对节点[i][j]的位置决定方法进行说明。烧结矿按照每个time step来移动，因此需要预先识别当前时刻的各烧结矿组的位置。输出修正部6b基于冷却器内烧结矿信息管理部6a所保存的烧结矿的位置信息，决定节点位置。图11的实线11a表示烧结矿的冷却器内水平线，冷却器内水平线根据供矿量以及出矿量的变化而变动。该信息根据每个time step的供矿量h(t)[m³/h]来决定。烧结矿组按照每个time step向旋转方向前进(11b)。此时，位于下部的烧结矿组被出矿机1d掏出而出矿，因此在出矿机1d所处的旋转方向分区中存在的烧结矿组同时向高度方向移动(11c)。新供矿的烧结矿组的位置，根据冷却器内水平线来决定(11d)。此时，在输入数据收集部6f中，在能够得到冷却器内水平线实际值的情况下，对冷却器内水平线进行修正(11e)，对新供矿的烧结矿组的位置进行修正(11f)。

即，若将时刻t的供矿前的位于供矿口的最上位的烧结矿的节点设为iec,jec，则新供矿的烧结矿在高度方向上增加，因此新的节点的位置如以下那样计算。

新供矿的烧结矿的节点位置：iec+fw(h(t),ω_C(t)),jec

iec：位于供矿口的最上位的烧结矿的高度方向的节点编号

jec：表示供矿口的位置的节点编号

fw(h(t),ω_C(t))：根据供矿量和冷却器转速来计算高度方向节点增加量的函数

此时，在能够得到冷却器内水平线实际值的情况下，对节点位置进行修正。并且，通过使用利用(5)式预测出的供矿温度，由此能够如以下那样得到新供矿的烧结矿的温度。

T[iec+fw(h(t),ω_C(t))][jec]＝T_in(t) (9)

返回图10继续进行说明。接下来，在步骤10e中，输出修正部6b判断节点[i][j]是否已出矿。在判断为已出矿的情况下，进入步骤100f的处理。在判断为未出矿的情况下，进入步骤10l的处理。

在步骤10f中，输出修正部6b计算由空冷引起的温度下降量。作为烧结矿的空冷的要素，存在由与送风装置1b的送风之间的热传递引起的温度下降、以及由热辐射引起的温度下降。输出修正部6b根据下式来计算由空冷引起的time stepΔt(t)量的温度下降量。

ΔTair[i][j][t]：由空冷引起的温度下降量

ΔTair[i][j][t]＝fair(T[i][j][t],Ta,ω_B+Δω_B,i,j,Δt(t),ε,ρ_sin) (10)

Ta：送风装置的送风温度[degC]

ω_B：当前的送风装置的风量[m³/h](来自风量计测部6g)

Δω_B：送风装置的风量修正量[m³/h](来自后述的(19)式)

ρ_sin：烧结矿密度[kg/m³]

ε：放射率[﹣]

接下来，在步骤10g中，输出修正部6b计算由水冷引起的温度下降量。冷却设备1具备能够向烧结矿注水的水冷装置。输出修正部6b对于与冷却水接触的烧结矿组，根据下式计算由水冷引起的time stepΔt(t)量的温度下降量。

ΔTwrt[i][j][t]：由水冷引起的温度下降量[degC]

ΔTwrt[i][j][t]＝fwrt(T[i][j][t],Tw,Wflw,i,j,Δt(t),ρ_sin) (11)

Tw：水温[degC]

Wflw：水量[m³/h]

接下来，在步骤10h中，输出修正部6b计算节点间热传导量。输出修正部6b根据下式计算由与相邻的节点之间的热传导引起的time stepΔt(t)量的温度下降量。

ΔTtr(T[i][j][t]﹣T[i][j﹣1][t])：由与相邻的节点之间的热传导引起的温度下降量

ΔTtr(T[i][j][t]﹣T[i][j﹣1][t])＝ftr(T[i][j][t]﹣T[i][j﹣1][t],i,j,Δt(t),ρ_sin) (12)

接下来，在步骤10i中，输出修正部6b计算节点[i][j][t+Δt]。输出修正部6b使用上述步骤10b～10d的计算结果，计算time step后的温度。

T[i][j][t+1]＝T[i][j][t]﹣ΔTair[i][j][t]﹣ΔTwrt[i][j][t]﹣

ΔTtr(T[i][j][t]﹣T[i][j﹣1][t])﹣ΔTtr(T[i][j][t]﹣T[i][j+1][t])﹣

ΔTtr(T[i][j][t]﹣T[i﹣1][j][t])﹣ΔTtr(T[i][j][t]﹣T[i﹣1][j][t]) (13)

T[i][j][t]：时间t的节点[i][j]的温度[degC]

之后，在步骤10j～步骤10s的处理中，输出修正部6b进行各节点[i][j]到被出矿为止的温度下降计算。温度下降计算后的各节点的位置以及温度被保存于冷却器内烧结矿信息管理部6a。

(3)温度确认(步骤5c)以及风量修正量计算(步骤5d)

返回图4，对温度确认(步骤5c)以及风量修正量计算(步骤5d)进行说明。在此，在上述温度下降计算的结果为不是出矿温度允许范围内的情况下，计算风量修正量。出矿温度允许范围是指，为了进行搬运生产线3的设备保护而决定的可允许的出矿温度的范围。在一般情况下，最大允许温度被确定，超过该温度的情况在操作上不被允许。

例如，输出修正部6b选择在上述温度下降计算中计算出的预测出矿温度之中温度最高的烧结矿组，并确认其温度是否在可允许的范围内。

Toutlim(min)≦Max(T[i][j][tnout[i][j]])<Toutlim(max) (14)

Tnout[i][j]：节点[i][j]的出矿预测温度[degC]

Toutlim(min)：最小允许温度[degC]

Toutlim(max)：最大允许温度[degC]

在满足(14)式的条件的情况下，输出修正部6b不计算风量修正量，而不变更风量。如果变更风量的话，对送风装置1b进行驱动的马达产生加减速扭矩，会导致能量消耗量增加。因此，决定出矿温度允许范围(最大·最小允许温度)，而减少风量的变更次数。

ΔωB＝0 (15)

另一方面，在不满足(14)式的条件的情况下，输出修正部6b计算风量修正量。风量修正量Δω_B例如以下那样分情况进行变更。

1)在小于最小允许温度的情况下

Max(T[i][j][tnout(i)(j)])<Toutlim(min) (16)

Δω_B＝abs(dω_B/dt)*(Max(T[i][j][tnout(i)(j)])﹣Toutaim) (17)

2)在大于最大允许温度的情况下

Toutlim(max)≦Max(T[i][j][tnout(i)(j)]) (18)

Δω_B＝abs(dω_B/dt)*(Max(T[i][j][tnout(i)(j)])﹣Toutaim) (19)

在此，

Δω_B：输出修正部6b的风量变更量[％]

Toutaim：烧结矿出矿目标温度[degC]

dω_B/dt：影响系数

此时，输出修正部6b从风量计测部6g接收当前的风量ω_B，并确认是否超过根据风量修正量Δω_B而输出的风量的上下限。在超过上下限的情况下，风量控制装置发出警告等，向操作人员通知。

如此，输出修正部6b以使最高的预测出矿温度落入出矿温度允许范围内的方式计算对于送风装置1b的风量修正量。

(4)烧结矿温度保存(步骤5e)

在烧结矿温度保存(步骤5e)中，将计算出的各烧结矿组的温度向冷却器内烧结矿信息管理部6a发送。冷却器内烧结矿信息管理部6a保存计算结果，在time stepΔt(t)后的下次计算中使用。

并且，在由温度计3a计测到了当前的出矿温度计测值的情况下，风量控制装置组合将该温度加以利用的烧结矿的FB控制，来决定输出的风量。FB用输入数据收集部6h收集出矿温度计测值，并向FB控制部6i发送。FB控制部6i根据出矿温度计测值计算FB风量变更量。

Toutlim(min)≦Tout^mea(t)<Toutlim(max) (20)

Tout^mea(t)：出矿温度计测值[degC]

在满足(20)式的条件的情况下，不变更风量。

ΔωBfb＝0 (21)

Δω_Bfb：FB风量变更量[m³/h]

另一方面，在不满足(20)式的条件的情况下，变更风量。风量的变更量Δω_Bfb例如以下那样分情况来变更。

1)在小于最小允许温度的情况下

Tout^mea(t)<Toutlim(min) (22)

Δω_Bfb＝abs(dω_B/dt)*(Tout^mea(t)﹣Toutaim) (23)

2)在大于最大允许温度的情况下

Toutlim(max)≦Tout^mea(t) (24)

Δω_Bfb＝abs(dω_B/dt)*(Tout^mea(t)﹣Toutaim) (25)

输出决定部6j基于由输出修正部6b计算出的风量修正量、由FB控制部6i计算出的FB风量变更量、以及由风量计测部6g计测到的风量计测值，如下式那样决定风量的最终输出。

ω_B(t₀+Δt)＝f(Δω_B,Δω_Bfb,ω_B(t₀)) (26)

＜效果＞

如以上说明的那样，根据本实施方式所涉及的系统，能够以较高的精度预测计算对烧结矿的冷却履历产生影响的因素即冷却设备1内的烧结矿的温度分布。由此，能够以较高的精度预测冷却设备内的各位置的烧结矿移动到出矿口时的出矿温度(冷却履历)(温度下降计算)。因此，能够准确地计算为了将最高预测温度控制在出矿温度允许范围内所需的最小的送风装置的输出(风量)。通过如此地决定送风装置的输出，能够满足出矿时的目标温度条件的同时使能量消耗量最小化。

＜变形例＞

然而，在上述实施方式的系统中，控制对送风装置1b进行驱动的马达的转速，但是可以为，与送风装置1b一起、或者代替送风装置1b，对配置在送风装置1b附近的挡板的开度进行控制。此外，这一点在以下的实施方式中也是同样的。

并且，上述实施方式的系统的冷却器的冷却方式是从送风装置1b向储存容器1c吹入冷却用空气的吹入式，但不限定于此。冷却器的冷却方式也可以是从储存容器1c向送风装置1b导入冷却所使用的空气的导入式。此外，这一点在以下的实施方式中也是同样的。

并且，在上述实施方式的系统中冷却设备1具备2个出矿机1d，但是出矿机1d的数量不限定于此。出矿机1d为一个以上即可。此外，这一点在以下的实施方式中也是同样的。

＜硬件构成例＞

图16是表示上述风量控制装置所具有的处理电路的硬件构成例的概念图。图5的风量控制装置内的各部表示功能的一部分，各功能通过处理电路来实现。作为一个方式，处理电路具备至少一个处理器91和至少一个存储器92。作为其他方式，处理电路具备至少一个专用的硬件93。

在处理电路具备处理器91和存储器92的情况下，各功能通过软件、固件、或者软件与固件的组合来实现。软件以及固件的至少一方被表述为程序。软件以及固件的至少一方存储于存储器92。处理器91通过将存储器92所存储的程序读出而执行，由此实现各功能。

在处理电路具备专用的硬件93的情况下，处理电路例如是单一电路、复合电路、程序化了的处理器、或者这些的组合。各功能通过处理电路来实现。

实施方式2.

接下来，参照图12以及图13对本发明的实施方式2进行说明。冷却设备1的构成、动作与实施方式1相同。

＜风量控制装置的构成＞

实施方式2所涉及的风量控制装置基于烧结矿的直径，对由烧结矿与送风之间的热传递引起的烧结矿的温度下降量ΔTair进行修正。

图12是本发明的实施方式2所涉及的风量控制装置的功能框图。图12所示的风量控制装置，除了输入数据预测部6e以及输出修正部6b的处理的一部分不同这一点以外，与图5相同。在实施方式2中，输入数据预测部6e预测向储存容器1c供给的烧结矿的径长(直径或者半径)。输出修正部6b使用烧结矿的径长来计算由储存容器1c内的烧结矿与冷却用空气之间的热传递引起的烧结矿的温度下降量，并基于温度下降量来计算预测出矿温度。

输入数据预测部6e决定向储存容器1c供矿的烧结矿的直径(或者半径)。在烧结生产线2上能够计测到烧结矿的直径的情况下，输入数据预测部6e从上游侧信息管理部6c取得烧结矿的计测值。另一方面，在不能够计测的情况下，输入数据预测部6e从上游侧信息管理部6c得到为了决定烧结矿的直径而需要的信息。

图13是本发明的实施方式2所涉及的烧结工艺的设备构成图。图13所示的构成，除了追加了计测机13a这一点以外，与图1所示的构成相同。

计测机13a设置于烧结生产线2，对烧结矿的直径进行计测。例如，能够通过超声波测定机的连续计测对烧结矿的直径进行计测。并且，通常的摄像机也能够通过图像处理来对烧结矿的直径进行计测。并且，即使在没有计测机13a的情况下，也能够根据烧结矿的生成条件，使用下式来预测烧结矿的直径α_sin[mm]。此外，烧结矿不是完全的球形，此处所称的烧结矿的直径是指纵横高度方向的平均的径长。

α_sin＝f_α(Tbwar,Tair,t_burn,C_rate,α^mea) (27)

t_burn：燃烧时间[s]

C_rate：成分比(焦炭含有率)

α^mea：所计测的烧结矿的直径[mm]

烧结矿的直径被按照每个节点分区来管理。烧结矿的直径越大，则表面积相对于体积之比越变小，因此烧结矿的温度下降量越减少。使用将烧结矿的直径α_sin组入到由空冷带来的温度效果计算的公式((10)式)的下式，能够计算由空冷引起的温度下降量ΔTair。

ΔTair[i][j][t]＝fair(T[i][j][t],Ta,ω_B+Δω_B,i,j,Δt(t),ε,ρ_sin,α_sin[i][j]) (28)

＜效果＞

如以上说明的那样，根据本实施方式所涉及的系统，通过考虑烧结矿的直径，由此与实施方式1相比，能够更准确地预测由空冷引起的温度下降量ΔTair。因此，能够更准确地预测出矿温度。

实施方式3.

接下来，参照图14以及图15对本发明的实施方式3进行说明。冷却设备1的构成、动作与实施方式1或者2相同。

＜风量控制装置的构成＞

实施方式3所涉及的风量控制装置基于供矿温度计测值，对通过(5)式计算出的烧结矿的供矿温度预测值T_in进行修正。

图14是本发明的实施方式3所涉及的风量控制装置的功能框图。图14所示的风量控制装置，除了输入数据收集部6f以及输出修正部6b的处理的一部分不同这一点以外，与图12相同。在实施方式3中，输入数据收集部6f收集对供矿口的烧结矿的温度进行计测而得到的供矿温度计测值。输出修正部6b基于供矿温度计测值，对由输入数据预测部6e预测到的供矿温度的时间变化进行修正。

图15是本发明的实施方式3所涉及的烧结工艺的设备构成图。图15所示的构成，除了追加了温度计15a这一点以外，与图13所示的构成相同。温度计15a设置在冷却设备1的入侧，对烧结矿的供矿紧前的温度进行计测。使用将由温度计15a计测的供矿温度计测值包含在内的下式，对通过(5)式计算出的供矿温度预测值T_in(t)进行修正。

【数2】

β：修正增益

当前时刻的供矿温度预测值[degC]

＜效果＞

如以上说明的那样，根据本实施方式所涉及的系统，通过使用基于供矿温度计测值修正的供矿温度预测值，与实施方式1或者2相比，能够更准确地预测出矿温度。

＜变形例＞

然而，上述实施方式3的构成以实施方式2的构成(图12、图13)为基础，但是不限定于此。也可以以实施方式1的构成(图1、图5)、即不考虑烧结矿的直径的构成为基础。

Claims

1.一种冷却设备的风量控制装置，该冷却设备具备：储存容器，具有被从上游的烧结生产线供给烧结矿的供矿口以及向下游的设备排出烧结矿的出矿口，并沿着周方向旋转；送风装置，向上述储存容器供给冷却用空气；以及出矿机，随着上述储存容器的旋转而将烧结矿从上述出矿口掏出，其特征在于，该冷却设备的风量控制装置具备：

上游侧信息管理部，收集供矿前规定期间的包括与上述烧结生产线有关的排风温度、烧结矿的高度、烧结矿的搬运速度在内的烧结生产线数据的时间变化；

下游侧信息管理部，计算出矿前规定期间的与从上述储存容器排出的烧结矿有关的出矿量限制值的时间变化；

输入数据收集部，收集包括上述储存容器内的当前的烧结矿的高度和上述储存容器的当前的冷却器转速在内的计测数据；

输入数据预测部，基于上述烧结生产线数据的时间变化、上述出矿量限制值的时间变化、以及上述计测数据，预测包括上述储存容器的冷却器转速和向上述储存容器供给的烧结矿的供矿温度在内的输入数据的时间变化；

输出修正部，对上述储存容器内的烧结矿的移动路径以相同容积的节点假想地进行分区，每当烧结矿移动过节点时，基于由上述输入数据预测部预测到的上述输入数据的时间变化，分别计算位于各节点的烧结矿移动到上述出矿口时的预测出矿温度，以使最高预测出矿温度落入出矿温度允许范围内的方式计算对于上述送风装置的风量修正量；以及

输出决定部，基于上述风量修正量来决定上述送风装置的输出。

2.如权利要求1所述的冷却设备的风量控制装置，其特征在于，

上述输入数据预测部为，

基于上述烧结生产线数据的时间变化，预测向上述储存容器供给的烧结矿的供矿量的时间变化，

基于上述供矿量的时间变化、上述出矿量限制值的时间变化、以及上述计测数据，预测冷却器转速的时间变化，

基于上述烧结生产线数据的时间变化，预测向上述储存容器供给的烧结矿的供矿温度的时间变化。

3.如权利要求1或2所述的冷却设备的风量控制装置，其特征在于，

上述输入数据预测部预测向上述储存容器供给的烧结矿的径长，

上述输出修正部使用上述径长来计算由上述储存容器内的烧结矿与上述冷却用空气之间的热传递引起的烧结矿的温度下降量，基于上述温度下降量来计算上述预测出矿温度。

4.如权利要求1至3中任一项所述的冷却设备的风量控制装置，其特征在于，

上述输入数据收集部收集对上述供矿口的烧结矿的温度进行计测而得到的供矿温度计测值，

上述输出修正部基于上述供矿温度计测值，对由上述输入数据预测部预测到的上述供矿温度的时间变化进行修正。