JP2005134301A

JP2005134301A - 粒度分布測定の校正方法

Info

Publication number: JP2005134301A
Application number: JP2003372523A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Yamamoto; 修一山本; Shingo Sugioka; 真吾杉岡; Yasuo Nagashima; 康雄長島
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-05-26

Abstract

【課題】粉粒物が複数の系列から合流・混合する設備において、各系列ごとの粒度分布測定精度調整作業を極力簡易化させ、長期間の粒度測定でも精度を維持するための粒度分布測定の校正方法を提供することにある。
【解決手段】系列ごとの搬送コンベアが合流した後で合流物すなわちで混合した石炭を自動サンプリングし、ロボットなどを用いて篩による粒度測定を行う。そして、この粒度測定データを基に系列ごとの粒度分布計の測定値についての検量線を自動的に決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、粉粒物の粒度分布測定の校正方法に関するものであり、特に、コークス製造過程における石炭の粒度分布測定の校正方法に関するものである。

石炭を乾留してコークスを製造する工程においては、石炭の粒度分布を測定することが操業管理上重要である。従来の石炭粒度測定方法として、特開２００３−８３８６８号公報（特許文献１）に記載されるような技術が提案されている。この方法は、カメラでコンベア上の石炭表面を連続的に撮影し、画像処理手法及び石炭粒度の理論式を用いて粒度指数を求め、予め手分析データに合うように決定した検量線を用いて粒度指数を補正して粒度とするものであり、画像処理により測定対象物の粒度を正確に求めることができるとしている。
特開２００３−８３８６８号公報

しかしながら、特許文献１で示される方法を長期間継続して行うと、カメラや照明へのダスト付着、石炭水分変動に伴う蒸気の影響、石炭銘柄ごとの反射率変化などにより測定誤差を生じるようになる。例えば、６ヵ月後で５％も誤差が発生していたということもある。このため、粒度測定精度を維持するためには、定期的に手分析を行い、検量線を合わせる必要がある。

また、複数の系列で、この方法を実施するためには、各系列ごと個別に粒度を手分析し、検量線を変更することになるが、搬送の系統数が多い場合には、この手分析と検量線校正作業の負荷が増え、精度維持管理が非常に大変になる。

本発明は上記問題を解決し、調整作業を極力簡易化させ、長期間の粒度測定でも精度を維持するための粒度分布測定の校正方法を提供することにある。

本発明は、複数系列から粒度が異なる粉粒物を合流させることにより、混合物を形成する装置において、前記混合物の粒度分布測定を行い、当該混合物の粒度分布データに基き前記粒度が異なる粉粒物の粒度分布データを校正することを特徴とする粒度分布測定の校正方法である。

また本発明は、請求項１に記載の粒度分布測定の校正方法において、前記混合物はコークス製造過程における石炭であることを特徴とする粒度分布測定の校正方法である。

また本発明は、請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の粒度分布測定の校正方法において、前記混合物の粒度分布測定は、サンプルを自動サンプリングしての篩による粒度分布測定であることを特徴とする粒度分布測定の校正方法である。

また本発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の粒度分布測定の校正方法において、前記前記粒度が異なる粉粒物の粒度分布データの校正は、前記混合物の測定値および推定値に関する評価値を最小とする検量線パラメータを求めることを特徴とする粒度分布測定の校正方法である。

さらに本発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の粒度分布測定の校正方法を用いることを特徴とする粒度分布測定方法である。

本発明によれば、複数系列が合流した後の混合物を粒度分布測定するだけで、各系列の粒度分布測定手段による粒度分布の検量線を校正できるため、従来のように系列毎に検量線作成の粒度分布測定を行うことなく、簡便に粒度測定の精度を維持できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を用いて説明する。図１は、本発明を実施するための最良の形態の一例である石炭の粒度測定方法を応用した設備の概要図である。図中、１は石炭ヤード、２は配合槽、３はクラッシャー、４は粒度分布計、および５は配合炭をそれぞれ示す。

石炭は、銘柄ごと一時貯蔵されている石炭ヤード１からコークス炉（（図示せず）で必要な銘柄だけ配合槽２に送られる。そして、配合槽２では決められた銘柄ごとの配合率となるように切出され、配合槽系列ごとのクラッシャー３で粉砕される。系列ごとの石炭は、粉砕後に系列ごとに設置した粒度分布計４にて、その粒度分布が測定される。そして、系列ごとの石炭は、合流・混合され配合炭５となり、コークス炉に送られる。

通常、配合炭５の粒度分布は、各系列ごとの粒度分布計４の測定値と、系列送炭量から計算にて求めている。粒度分布の制御は、全系列の石炭を混合する前に粒度分布を測定しているので、各系列の粒度分布を最適にするように、クラッシャー３の運転にフィードバックすることにより行っている。ここで、各系列ごとの粒度分布計は、上述した特許文献１で示された光学式のものでもよいし、その他の方式のいずれのものを用いても良い。

本発明では、系列ごとの搬送コンベアが合流した後で合流物すなわちで混合した石炭を自動サンプリングし、ロボットなどを用いて篩による粒度測定を行う。そして、この粒度測定データを基に系列ごとの粒度分布計の測定値についての検量線を自動的に決定する。以下、この方法について、式を用いて説明する。

まず、ｍ系列が合流する場合を考えると、系列ごとの粒度測定値と合流後の合成粒度測定値の関係は、以下の（１）式で表される。通常、この（１）式にて、配合炭の粒度分布すなわち合成粒度測定値を求めている。

（１）式中の系列ごとの粒度測定値ｘは、（２）式のように粒度分布計の測定値Ｉと検量線パラメータａおよびｂの１次式で表わされる。

合流後の合成粒度をロボットなどを用いて篩による粒度測定で求めることにより、合流前の各系列の検量線パラメータａ、ｂを求めようとするものである。これは、測定値と推定値に関する二次評価を設定し、これを最小にすることにより行う。

簡単な例として、２系統（ｍ＝２）で各ラインに石炭が流れる場合で説明する。まず、（３）式で示される合成粒度の推定値と合成粒度測定値に関して、（４）式の評価Ｑを定義する。

そして、（５）式のように、この評価Ｑが最小となる検量線パラメータを最小２乗法で決定する。

Ｎ組の実績データ（ｗ_1k、ｗ_2k、I_1k、I_2k、ｙ_k）を用いて、検量線パラメータａ₁、ａ₂、ｂ₁、ｂ₂に関する連立方程式となるので、これを解くことにより、適正な検量線パラメータを決定することができる。検量線パラメータは、それぞれ（６）式から（９）式のように求められる。

系列１の送炭量が２５０ｔｏｎ／ｈｒ一定、系列２の送炭量が２４５ｔｏｎ／ｈｒ一定の場合における、それぞれの系列での画像処理粒度データと合流後篩分析データが、図２のような場合（Ｎ＝２６）に本発明を適用した例について説明する。図は、横軸の篩による粒度測定を行った結果（重量割合）に対応する系列１および２の粒度測定結果および篩による粒度測定結果を縦軸にプロットしている。系列１および２とも、篩分析値より上回っていることが分かる。

系列１および２での粒度分布データを用いて、（１）式で合成粒度を計算し、篩分析との関係をプロットすると、図３のようになる。合成粒度の値が篩分析の値を明らかに上回っており、それぞれの系列での検量線が変化していることが推測される。

そこで、２６組の実績データより各系列の検量線パラメータについての連立1次方程式を作成し、ガウス消去法を用いて各パラメータを求めると、以下の（１０）式のようになる。

当初、ａ₁＝ａ₂＝１．０、ｂ₁＝ｂ₂＝０．０であったものが、上のように変化している。そこで、（１０）式のように変った検量線パラメータを用いて各系列の粒度測定値を求め直し、合流後の合成粒度を計算しなおした結果が、図４である。篩分析の値と良く合っていることが分かる。

図５と図６は、検量線を作成前後の篩分析による粒度分布と系列ごとの粒度分布の関係を示しており、図５は検量線作成前であり、図６は検量線作成後である。図５と図６を比べると、検量線作成前に系列２の粒度分布の値が高めに出ていたことが見て取れる。

石炭の粒度測定方法を応用した設備の概要図である。各系列の粒度分布と篩分析による粒度分布との対応を示す図である。合成粒度分布と篩分析による粒度分布との対応を示す図である。本発明を適用した合成粒度分布と篩分析による粒度分布を示す図である。本発明を適用前の各系列の粒度分布と篩分析による粒度分布との対応を示す図である。本発明を適用後の各系列の粒度分布と篩分析による粒度分布との対応を示す図である。

符号の説明

１石炭ヤード
２配合槽
３クラッシャー
４粒度分布計
５配合炭

Claims

複数系列から粒度が異なる粉粒物を合流させることにより、混合物を形成する装置において、前記混合物の粒度分布測定を行い、当該混合物の粒度分布データに基き前記粒度が異なる粉粒物の粒度分布データを校正することを特徴とする粒度分布測定の校正方法。
請求項１に記載の粒度分布測定の校正方法において、前記混合物はコークス製造過程における石炭であることを特徴とする粒度分布測定の校正方法。
請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の粒度分布測定の校正方法において、前記混合物の粒度分布測定は、サンプルを自動サンプリングしての篩による粒度分布測定であることを特徴とする粒度分布測定の校正方法。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の粒度分布測定の校正方法において、前記粒度が異なる粉粒物の粒度分布データの校正は、前記混合物の測定値および推定値に関する評価値を最小とする検量線パラメータを求めることを特徴とする粒度分布測定の校正方法。
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の粒度分布測定の校正方法を用いることを特徴とする粒度分布測定方法。