JP2005187841A - Method for controlling pallet speed in sintering machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for controlling pallet speed in a sintering machine with which the pallet speed can be controlled with good followability by compensating a time delaying characteristic in a temperature measuring means, in the sintering process. <P>SOLUTION: In the pallet speed control method for controlling speed of the pallet 3 when sintering raw material 20 is supplied on the pallet 3 in the sintering machine and carried to an ore discharging part, exhaust gas temperature is measured with thermocouples 5 set in a plurality of wind boxes 4 in the machine length direction, and the time delaying characteristic of the measured temperature is compensated with a reverse filter 6. The burning point is assumed based on the relation between the wind box position in the machine length direction and the exhaust gas temperature at an BTP assumption part 7 based on the output of the reverse filter 6, and a deviation between the target value set at a target value setting part 8 and the assumed burning point, is inputted to a PID control part 10, and thus a driving motor 11 is controlled. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ドワイトロイド式の焼結機におけるパレット速度の制御方法に関し、特に、機長方向の複数箇所で排ガス温度を測定し、測定結果に基づきパレット速度を最適に制御するパレット速度の制御方法に関する。   The present invention relates to a method for controlling pallet speed in a dwy-toroid type sintering machine, and more particularly to a method for controlling pallet speed in which exhaust gas temperature is measured at a plurality of locations in the machine length direction and pallet speed is optimally controlled based on the measurement result. .

従来から、焼結プロセスに用いられる焼結機としては、大量生産に適した連続式のドワイトロイド方式が主流となっている。ドワイトロイド方式の焼結機において生産性の向上を図るため、焼結原料を移送する際にパレット速度を適正に制御することが求められる。従来のパレット速度制御方法としては、種々の技術が提案されている。例えば、焼結機の機長方向における複数箇所の排ガス温度を測定し、その測定温度から機長方向における排ガス温度の推定曲線式を求め、この推定曲線式において所定温度になる位置を算出し、それが設定位置になるように焼結機のパレット速度を制御する方法がある(例えば、特許文献1参照)。また、焼結機の機長方向に設置された風箱の排ガス温度の推移に基づいて焼結機の幅方向の平均焼成点を算出して、それを目標値に一致させるようにパレット速度を調整する方法がある(例えば、特許文献2参照)。   Conventionally, as a sintering machine used for the sintering process, a continuous dwy-toroid system suitable for mass production has been mainstream. In order to improve productivity in a dwy-toroid type sintering machine, it is required to appropriately control the pallet speed when transferring the sintering raw material. Various techniques have been proposed as conventional pallet speed control methods. For example, the exhaust gas temperature at a plurality of locations in the machine length direction of the sintering machine is measured, an estimated curve equation of the exhaust gas temperature in the machine length direction is obtained from the measured temperature, and a position at which the predetermined temperature is reached in this estimated curve equation is calculated. There is a method of controlling the pallet speed of the sintering machine so as to reach the set position (see, for example, Patent Document 1). Also, calculate the average firing point in the width direction of the sintering machine based on the transition of the exhaust gas temperature of the wind box installed in the length direction of the sintering machine, and adjust the pallet speed so that it matches the target value (For example, refer to Patent Document 2).

ドワイトロイド方式の焼結機において生産性を高めるには、焼成点の推定位置が機長方向終端の排鉱部に近づくように制御すればよい。一般に、焼結原料が排鉱部に近づくに従って焼結層の収縮が増大し、これに伴う割れが漏風を生じさせる。この場合、この漏風量が時間的に一様にならないために排ガス温度の変動を招き、これにより焼成点の推定位置が見かけ上変動してしまう。このような変動の影響を軽減するため、特許文献1の方法によれば、焼成点に至る以前の所定温度位置を基準にパレット速度を操作するように制御を行っている。また、特許文献2の方法によれば、幅方向に不均一となる焼成度変動の影響を避けるべく、幅方向の複数箇所に設置した排ガス温度計の平均値を使って制御を行っている。
特開平3−211241号公報 特開昭60−13032号公報
In order to increase productivity in a dwy-toroid-type sintering machine, the estimated position of the firing point may be controlled so as to approach the end of the machine direction. In general, the shrinkage of the sintered layer increases as the sintered raw material approaches the exhausted portion, and the accompanying cracks cause air leakage. In this case, since the amount of air leakage is not uniform over time, the exhaust gas temperature varies, and the estimated position of the firing point apparently varies. In order to reduce the influence of such fluctuations, according to the method of Patent Document 1, control is performed so as to operate the pallet speed based on a predetermined temperature position before reaching the firing point. Further, according to the method of Patent Document 2, control is performed using the average value of exhaust gas thermometers installed at a plurality of locations in the width direction in order to avoid the influence of the firing degree variation that is not uniform in the width direction.
JP-A-3-211241 JP-A-60-13032

上記従来のパレット速度制御方法において、機長方向に設置された複数の風箱の温度を測定するには一般に熱電対が用いられる。しかし、この熱電対の応答は、真の温度に対して時間遅れを持ち、その特性は一般に1次遅れ特性で表される。そのため、風箱に設置された熱電対は、真の排ガス温度よりも遅れたタイミングで測定温度が得られるため、その影響がパレット速度制御に及ぶことになる。そして、上記従来のパレット速度制御方法では、焼結機の規模によっても異なるが、例えば機長方向に所定の個数の風箱及び熱電対が設置された焼結機において、焼成時間によっては風箱1個分を超えるような応答遅れが生じることが問題となる。さらには、熱電対の1次遅れによる温度の平均化効果によって実際の温度変動が鈍った形で温度が測定されてしまう。この場合、上記従来のパレット速度制御方法では、その鈍った形の温度変動を反映して焼成点の推定が行われるので、そのような測定結果に判断を頼るパレット速度制御系も緩慢な動作となり、焼結プロセスにおける生産性の低下や焼結鉱品質の低下を招くことが問題となる。   In the conventional pallet speed control method, a thermocouple is generally used to measure the temperatures of a plurality of wind boxes installed in the machine direction. However, the response of this thermocouple has a time delay with respect to the true temperature, and its characteristic is generally expressed by a first order lag characteristic. For this reason, the thermocouple installed in the wind box can obtain the measured temperature at a timing later than the true exhaust gas temperature, so that the influence thereof affects the pallet speed control. In the conventional pallet speed control method described above, although depending on the scale of the sintering machine, for example, in a sintering machine in which a predetermined number of wind boxes and thermocouples are installed in the machine length direction, depending on the firing time, the wind box 1 A problem arises in that a response delay exceeding the number is generated. Furthermore, the temperature is measured in such a manner that the actual temperature fluctuation is dull due to the temperature averaging effect due to the first-order lag of the thermocouple. In this case, in the conventional pallet speed control method, the firing point is estimated by reflecting the dull form of temperature fluctuation, and thus the pallet speed control system that relies on the determination based on such measurement results also operates slowly. The problem is that the productivity in the sintering process is lowered and the quality of the sintered ore is lowered.

そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、焼結プロセスにおいて熱電対等の温度測定手段が持つ時間遅れ特性を簡単な構成で補償し、高い精度で機長方向の位置と排ガス温度の関係を推定し、パレット速度を的確かつ良好な追従性で制御することが可能な焼結機におけるパレット速度の制御方法を実現することを目的としている。   Therefore, the present invention has been made to solve these problems, and compensates for the time delay characteristic of temperature measuring means such as a thermocouple in the sintering process with a simple configuration, and can accurately detect the position in the machine direction. The purpose is to realize a method of controlling the pallet speed in a sintering machine capable of estimating the relationship of the exhaust gas temperature and controlling the pallet speed accurately and with good followability.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、焼結機のパレット上に焼結原料を供給して排鉱部に移送させる際にパレット速度を制御する焼結機におけるパレット速度制御方法であって、機長方向の複数箇所における排ガス温度を測定し、測定温度の時間遅れ特性を逆フィルタにより補償し、当該逆フィルタの出力に基づき機長方向の位置と前記排ガス温度の関係を推定し、推定結果に基づいて前記パレット速度を制御することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is directed to a pallet speed in a sintering machine that controls a pallet speed when supplying a sintering raw material onto a pallet of a sintering machine and transferring it to an exhausting section. A control method that measures exhaust gas temperatures at multiple locations in the longitudinal direction, compensates for the time delay characteristics of the measured temperature with an inverse filter, and estimates the relationship between the longitudinal position and the exhaust gas temperature based on the output of the inverse filter The pallet speed is controlled based on the estimation result.

この発明によれば、焼結プロセスにおけるパレット速度の制御に際し、機長方向の複数箇所(例えば、複数の風箱の位置)にて温度測定手段(例えば、熱電対)により測定された排ガス温度は、逆フィルタによって時間遅れ特性が補償される。その結果、真の排ガス温度を用いて推定演算が行われ、例えば、焼成点など所望の機長方向の位置を推定し、それによりパレット速度が制御される。よって、温度測定手段の応答遅れの影響により不適切なパレット速度の制御が行われることを防止し、操業状態の変動の影響を受けにくく、的確かつ良好な追従性でパレット速度を制御でき、焼結プロセスにおける生産性の向上と焼結鉱の品質向上を図ることができる。   According to this invention, when controlling the pallet speed in the sintering process, the exhaust gas temperature measured by the temperature measuring means (for example, thermocouple) at a plurality of locations in the machine length direction (for example, the positions of a plurality of wind boxes) is The time delay characteristic is compensated by the inverse filter. As a result, an estimation calculation is performed using the true exhaust gas temperature, and for example, a desired longitudinal position such as a firing point is estimated, and thereby the pallet speed is controlled. Therefore, it is possible to prevent inappropriate pallet speed control due to the influence of the response delay of the temperature measurement means, to be less susceptible to fluctuations in the operating state, and to control the pallet speed accurately and with good followability. It is possible to improve the productivity in the sintering process and improve the quality of the sintered ore.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記排ガス温度は1次遅れ特性を有する複数の温度測定手段により測定され、前記逆フィルタは前記1次遅れ特性の逆伝達関数で表される特性を有することを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the exhaust gas temperature is measured by a plurality of temperature measuring means having a first-order lag characteristic, and the inverse filter is an inverse transfer function of the first-order lag characteristic. It has the characteristic represented by these.

この発明によれば、請求項1に記載の発明の作用に加えて、熱電対等の温度測定手段が一般的に有する1次遅れ特性は、逆特性を持つ逆フィルタにより確実に補償可能となり、高い精度で所望のパレット速度の制御を行うことができる。   According to the present invention, in addition to the operation of the first aspect of the invention, the first-order lag characteristic generally possessed by the temperature measuring means such as a thermocouple can be reliably compensated by the inverse filter having the inverse characteristic, and is high. The desired pallet speed can be controlled with accuracy.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記排ガス温度の推定曲線式におけるピークを焼成点として推定し、推定された前記焼成点に基づいて前記パレット速度を制御することを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the peak in the estimated curve formula of the exhaust gas temperature is estimated as a firing point, and the pallet speed is based on the estimated firing point. It is characterized by controlling.

この発明によれば、請求項1に記載の発明の作用に加えて、排ガス温度の推定曲線式を用いて、そのピークを焼成点として推定し、それによりパレット速度を制御するので、焼成点が排鉱部に十分近づくように制御でき、焼結プロセスにおける生産性を一層高めることができる。   According to this invention, in addition to the effect of the invention of claim 1, the peak is estimated as the firing point using the estimated curve formula of the exhaust gas temperature, and the pallet speed is thereby controlled, so the firing point is It can be controlled to be sufficiently close to the waste mining part, and the productivity in the sintering process can be further increased.

請求項4に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記排ガス温度の推定曲線式において温度上昇位置からピークに至る範囲にて予め設定された所定温度となる位置を推定し、推定結果に基づいて前記パレット速度を制御することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a position at which the predetermined temperature is set in advance in a range from a temperature rise position to a peak in the estimation curve formula of the exhaust gas temperature. And estimating the pallet speed based on the estimation result.

この発明によれば、請求項1に記載の発明の作用に加えて、排ガス温度の推定曲線式を用いて、変化の大きい領域に設定された所定温度となる位置を推定し、それによりパレット速度を制御するので、焼結プロセスの状況に応じた所望の位置を目標にパレット速度を制御でき、焼結プロセスにおける生産性を一層高めることができる。   According to the present invention, in addition to the operation of the invention described in claim 1, the estimated curve position of the exhaust gas temperature is used to estimate the position at which the predetermined temperature is set in the large change region, thereby the pallet speed. Therefore, the pallet speed can be controlled with a desired position corresponding to the state of the sintering process as a target, and productivity in the sintering process can be further increased.

本発明によれば、焼結プロセスにおいて温度測定手段が持つ時間遅れ特性を逆フィルタにより補償し、機長方向の位置に応じた真の排ガス温度を推定可能とし、それによりパレット速度を制御するように構成したので、機長方向における焼成点の位置を高い精度で推定することができ、正確かつ良好な追従性でパレット速度を制御することができる。これにより、焼結プロセスにおける生産性の向上と焼結鉱の品質向上を図ることが可能となる。   According to the present invention, the time delay characteristic of the temperature measuring means in the sintering process is compensated by the inverse filter, so that the true exhaust gas temperature can be estimated according to the position in the longitudinal direction, thereby controlling the pallet speed. Since it comprised, the position of the baking point in a machine length direction can be estimated with a high precision, and a pallet speed can be controlled with an exact and favorable followable | trackability. Thereby, it becomes possible to improve the productivity in the sintering process and improve the quality of the sintered ore.

以下、本発明の好ましい実施の形態に図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係る焼結機の構成を示す図である。図1においては、サージホッパ1、点火炉2、パレット3、風箱4、熱電対5、逆フィルタ6、BTP(焼成点)推定部7、目標値設定部8、減算部9、PID制御部10、駆動モータ11を含んで構成されるドワイトロイド式の焼結機を示している。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a sintering machine according to the present embodiment. In FIG. 1, surge hopper 1, ignition furnace 2, pallet 3, wind box 4, thermocouple 5, inverse filter 6, BTP (burning point) estimation unit 7, target value setting unit 8, subtraction unit 9, PID control unit 10 2 shows a dwelloid-type sintering machine including the drive motor 11.

図1に示す焼結機の操業時においては、予め適当に配合された焼結原料20が、サージホッパ1によって連続的に給鉱される。焼結原料20は、図1の右方向(図中矢印で示す)に移動するパレット3に装入された状態で、点火炉2により焼結原料20の上部表面が着火される。そして、パレット3上の焼結原料20は、排鉱部へ向かって所定の速度で移送されながら、上方から下方に向かって燃焼が進行していく。   At the time of operation of the sintering machine shown in FIG. 1, a sintering raw material 20 appropriately mixed in advance is continuously fed by the surge hopper 1. The upper surface of the sintered raw material 20 is ignited by the ignition furnace 2 in a state where the sintered raw material 20 is loaded in the pallet 3 that moves in the right direction of FIG. Then, the sintering raw material 20 on the pallet 3 is combusted from the upper side to the lower side while being transferred at a predetermined speed toward the mining part.

一方、パレット3の下方には、機長方向に沿って多数の風箱4が設けられ、燃焼ガスを各々の風箱4から負圧吸引することにより焼結原料20の焼成が順次進行してく。このとき、各々の風箱4に設置された熱電対5により、燃焼によって発生した排ガスの温度が測定される。それぞれの熱電対5の測定温度に基づき、焼結原料20の焼成の進行具合を判断することができる。なお、風箱4及び熱電対5の設置個数は、焼結プロセスの状況に応じて適宜に定めることができるが、焼結機の機長方向の長さと風箱4のサイズとの関係による制約を受ける。   On the other hand, a large number of wind boxes 4 are provided below the pallet 3 along the longitudinal direction, and the sintering raw material 20 is sequentially fired by sucking the combustion gas from each wind box 4 under a negative pressure. At this time, the temperature of the exhaust gas generated by the combustion is measured by the thermocouple 5 installed in each wind box 4. Based on the measured temperature of each thermocouple 5, it is possible to determine the progress of firing of the sintered raw material 20. The number of installed windboxes 4 and thermocouples 5 can be determined as appropriate according to the state of the sintering process. However, there are restrictions due to the relationship between the length of the sintering machine in the machine length direction and the size of the windbox 4. receive.

ここで、熱電対5の有する1次遅れ特性により、真の排ガス温度に対して、熱電対5の測定温度に時間遅れが生じる。従来の構成では、熱電対5の1次遅れ特性の影響を受けた測定温度を用いて、後述のBTPの推定演算を行っていたが、本実施形態では、逆フィルタ6を設けることにより、熱電対5の1次遅れ特性を補償して真の排ガス温度を推定し、その結果を用いてBTPの推定演算を行う構成を採用している。   Here, due to the first-order lag characteristic of the thermocouple 5, a time delay occurs in the measured temperature of the thermocouple 5 with respect to the true exhaust gas temperature. In the conventional configuration, the BTP estimation calculation described later is performed using the measured temperature affected by the first-order lag characteristic of the thermocouple 5. However, in this embodiment, by providing the inverse filter 6, A configuration is adopted in which the true exhaust gas temperature is estimated by compensating the first-order lag characteristic of the pair 5, and the BTP estimation calculation is performed using the result.

以下、逆フィルタ6の構成について説明する。上述したように、熱電対5の特性は1次遅れフィルタとみなすことができる。ここで、1次遅れフィルタの伝達関数は次の(1)式のように記述することができる。   Hereinafter, the configuration of the inverse filter 6 will be described. As described above, the characteristics of the thermocouple 5 can be regarded as a first-order lag filter. Here, the transfer function of the first-order lag filter can be described as the following equation (1).

Figure 2005187841
ただし、X:入力
Y:出力
s:伝達関数の周波数領域を意味するs
T:時定数
一方、逆フィルタ6の特性は、1次遅れ特性を補償すべく、(1)式に対する逆伝達関数で表され、(2)式のように記述することができる。
Figure 2005187841
X: Input
Y: Output
s: s meaning the frequency domain of the transfer function
T: Time constant On the other hand, the characteristic of the inverse filter 6 is expressed by an inverse transfer function with respect to the expression (1) and can be described as the expression (2) in order to compensate the first-order lag characteristic.

Figure 2005187841
この(2)式の伝達関数は周波数領域で表現されたものであるが、これを時間領域で表現すると、(3)式のようになる。
Figure 2005187841
The transfer function of the equation (2) is expressed in the frequency domain. When this is expressed in the time domain, the equation (3) is obtained.

Figure 2005187841
ここで、(2)式及び(3)式に関し、それぞれ入力と出力を入れ替えて一般的に表現すると、次の(2)’式及び(3)’式を得ることができる。
Figure 2005187841
Here, regarding the expressions (2) and (3), the following expressions (2) ′ and (3) ′ can be obtained when the input and output are interchanged and generally expressed.

Figure 2005187841
Figure 2005187841

Figure 2005187841
上記の(3)’式により求められるy(t)は、熱電対5の測定信号を表すx(t)と、その時間微分の時定数倍とを加えたものである。そして、逆フィルタ6は、この(3)’式に対応するフィルタ演算を行うものであり、その伝達関数は(2)’式で与えられる。これにより、熱電対5の1次遅れ特性が補償され、時間遅れのない真の排ガス温度を算出することが可能となる。
Figure 2005187841
Y (t) calculated | required by said (3) 'formula adds x (t) showing the measurement signal of the thermocouple 5, and the time constant multiple of the time differentiation. The inverse filter 6 performs a filter operation corresponding to the expression (3) ′, and the transfer function is given by the expression (2) ′. As a result, the first-order lag characteristic of the thermocouple 5 is compensated, and the true exhaust gas temperature without time delay can be calculated.

図2は、逆フィルタ6の構成を表すブロック図である。図2においては、風箱4及び熱電対5がN個設置されていることを想定し、N個の熱電対5からの出力が逆フィルタ6にそれぞれ入力されるものとする。図2に示すように、第1の熱電対5の測定信号X1は、加算部A1と微分部B1にそれぞれ入力され、さらに微分部B1の出力が加算部A1に入力される。その結果、加算部A1からは、(2)’式あるいは(3)’式の演算結果に対応する出力信号Y1が得られることになる。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the inverse filter 6. In FIG. 2, it is assumed that N wind boxes 4 and thermocouples 5 are installed, and outputs from the N thermocouples 5 are respectively input to the inverse filters 6. As shown in FIG. 2, the measurement signal X1 of the first thermocouple 5 is input to the adding unit A1 and the differentiating unit B1, and the output of the differentiating unit B1 is input to the adding unit A1. As a result, the output signal Y1 corresponding to the calculation result of the expression (2) ′ or the expression (3) ′ is obtained from the adder A1.

さらに、第2〜Nの熱電対5の測定信号X1〜XNに対しても、加算部A1〜AN及び微分部B1〜BNによって同様の演算が行われる。その結果、それぞれ1次遅れ特性が補償されたN個の出力信号Y1〜YNが得られ、後段のBTP推定部7に入力される。   Further, the same calculation is performed on the measurement signals X1 to XN of the second to Nth thermocouples 5 by the adding units A1 to AN and the differentiating units B1 to BN. As a result, N output signals Y1 to YN, each of which is compensated for the first-order lag characteristics, are obtained and input to the BTP estimation unit 7 in the subsequent stage.

次に図1に戻って、BTP推定部7は、逆フィルタ6の出力信号に基づいて、機長方向における焼成点(BTP:Burn Through Point)を演算によって推定する。焼成点とは、移送される焼結原料20の燃焼が下面に達する点のことである。一般に、パレット3の移動に伴い焼結原料20の燃焼が進行する際、排ガス温度は有効機長の最後の領域で急減に上昇する傾向がある。   Next, referring back to FIG. 1, the BTP estimation unit 7 estimates a firing point (BTP: Burn Through Point) in the longitudinal direction based on the output signal of the inverse filter 6 by calculation. The firing point is a point where combustion of the transferred sintering raw material 20 reaches the lower surface. In general, when combustion of the sintering raw material 20 proceeds with the movement of the pallet 3, the exhaust gas temperature tends to rapidly decrease in the last region of the effective machine length.

例えば、図3は、焼結機における排ガスの温度分布の一例を示す図である。この例では、風箱4の個数Nを23に設定した場合に対応し、風箱4の位置に応じて排ガス温度が変化する様子を示している。図3に示すように、17番目の風箱4の位置までは排ガス温度の変化が小さいが、18〜19番目の風箱4の位置から急激に排ガス温度が上昇することがわかる。そして、22番目の風箱4の近辺で排ガス温度のピークを生じ、それ以降は減少に転ずることがわかる。この例の場合、排ガス温度に適合する推定曲線式に基づきピークとなる位置を求めれば、それを焼成点として推定することができる。   For example, FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a temperature distribution of exhaust gas in a sintering machine. This example corresponds to the case where the number N of wind boxes 4 is set to 23, and shows a state in which the exhaust gas temperature changes according to the position of the wind box 4. As shown in FIG. 3, the change in the exhaust gas temperature is small up to the position of the 17th wind box 4, but it can be seen that the exhaust gas temperature suddenly increases from the position of the 18th to 19th wind box 4. And it turns out that the peak of exhaust gas temperature arises in the vicinity of the 22nd wind box 4, and turns to decrease after that. In the case of this example, if the peak position is obtained based on the estimated curve formula that matches the exhaust gas temperature, it can be estimated as the firing point.

BTP推定部7には、上述の逆フィルタ6からのN個の出力信号が入力され、これらの出力信号を用いてBTPの推定演算を実行する。ここで、i番目の風箱4に対し、その位置をPiと表すとともに、i番目の熱電対5について逆フィルタ6で求めた温度をTiと表した場合、焼成点近傍の排ガス温度の推定曲線式を次の(4)式によって与えるものとする。   The N output signals from the above-described inverse filter 6 are input to the BTP estimation unit 7, and BTP estimation calculation is executed using these output signals. Here, when the position of the i-th wind box 4 is represented by Pi and the temperature obtained by the inverse filter 6 for the i-th thermocouple 5 is represented by Ti, the estimated curve of the exhaust gas temperature in the vicinity of the firing point. The equation is given by the following equation (4).

Figure 2005187841
ただし、Ai:2次項の係数
Bi:1次項の係数
Ci:定数
このように排ガス温度の推定曲線式は2次関数で表され、図3に示すような温度分布に対応する変化を含む式となっている。BTP推定部7では、風箱4の位置Piと排ガス温度Tiを用いて(4)式に含まれるAi、Bi、Ciを求め、(4)式が極大値をとるP(実数)を算出し、それをBTP(焼成点)として推定する。
Figure 2005187841
Where Ai: coefficient of quadratic term
Bi: coefficient of first-order term
Ci: Constant As described above, the estimated curve formula of the exhaust gas temperature is expressed by a quadratic function, and includes a change corresponding to the temperature distribution as shown in FIG. The BTP estimation unit 7 obtains Ai, Bi, and Ci included in the equation (4) using the position Pi of the wind box 4 and the exhaust gas temperature Ti, and calculates P (real number) where the equation (4) takes a maximum value. This is estimated as BTP (baking point).

図4は、図1の構成においてBTP推定部7により推定されるBTPの時間的推移の一例を示す図であり、従来の構成と比較して示している。この例では、風箱4の個数Nを23とし、3時間の経過時間内におけるBTPの変化を表している。図4において、本実施形態の構成により推定されたBTP(図中(A)の曲線で示す)を、従来の場合(図中(B)の曲線で示す)と比較すると、より鋭敏にBTPの変化を捉えることが可能となっている。従来の構成では、かかるBTPの時間的な変化を十分捉えることができなかったのに対し、本実施形態の構成では、熱電対5の1次遅れ特性が逆フィルタ6により補償されるので、測定温度の応答遅れがなくなり、高い精度でBTPの変化を識別することができる。   FIG. 4 is a diagram showing an example of a temporal transition of BTP estimated by the BTP estimation unit 7 in the configuration of FIG. 1, and shows a comparison with the conventional configuration. In this example, the number N of wind boxes 4 is 23, and represents the change in BTP within an elapsed time of 3 hours. In FIG. 4, the BTP estimated by the configuration of the present embodiment (indicated by the curve (A) in the figure) is more sensitive than the conventional case (indicated by the curve (B) in the figure). It is possible to capture changes. In the conventional configuration, the time change of the BTP could not be sufficiently captured, but in the configuration of the present embodiment, the first-order lag characteristic of the thermocouple 5 is compensated by the inverse filter 6, so that the measurement is performed. The response delay of the temperature is eliminated, and the BTP change can be identified with high accuracy.

なお、排ガス温度の推定曲線のピークに対応するBTPを(4)式により算出する場合に限られず、排ガス温度の推定曲線式における温度上昇位置からピークに至る範囲にて、予め設定された所定温度となる位置を(4)式により算出する場合であっても本発明を適用することができる。例えば、図3に示す温度分布において、排ガス温度が300度となる位置Pを算出してもよい。   The BTP corresponding to the peak of the estimated curve of the exhaust gas temperature is not limited to the case of calculating by the formula (4), but a predetermined temperature set in advance in the range from the temperature rise position to the peak in the estimated curve formula of the exhaust gas temperature. The present invention can be applied even when the position to be obtained is calculated by the equation (4). For example, in the temperature distribution shown in FIG. 3, the position P at which the exhaust gas temperature is 300 degrees may be calculated.

次に図1に戻って、目標値設定部8は、焼結機の操業に適したBTPについての所望の目標値が設定される。例えば、風箱4の個数Nが23である場合、有効機長の最後に近接する22番目の風箱4の位置を目標値として設定することができる。目標値設定部8においては、予め好適な目標値を固定的に設定してもよいが、オペレータの外部操作により、その時点の操業状態に応じた目標値を適宜に切り替えて設定可能としてもよい。   Next, returning to FIG. 1, the target value setting unit 8 sets a desired target value for BTP suitable for the operation of the sintering machine. For example, when the number N of wind boxes 4 is 23, the position of the 22nd wind box 4 close to the end of the effective captain can be set as the target value. In the target value setting unit 8, a suitable target value may be fixedly set in advance, but it may be set by appropriately switching the target value according to the operation state at that time by an external operation of the operator. .

次に、減算部9では、目標値設定部8で設定された目標値から、BTP推定部7で推定されたBTPの値を減算して偏差を求め、その偏差をPID制御部10に送出する。そして、PID制御部10では、入力された偏差が小さくなるように、比例制御、積分制御、微分制御の3つを組み合せた操作量を求める。具体的には、PID制御部10では、入力信号X(s)、出力信号Y(s)に対応して、次の(5)式で表される演算が行われる。   Next, the subtraction unit 9 subtracts the BTP value estimated by the BTP estimation unit 7 from the target value set by the target value setting unit 8 to obtain a deviation, and sends the deviation to the PID control unit 10. . Then, the PID control unit 10 obtains an operation amount that combines three of proportional control, integral control, and differential control so that the input deviation becomes small. Specifically, the PID control unit 10 performs an operation represented by the following equation (5) corresponding to the input signal X (s) and the output signal Y (s).

Figure 2005187841
ただし、K :比例項の定数
Ki:積分項の定数
Kd:微分項の定数
このように(5)式によって求めた出力信号Y(s)は、駆動モータ11に供給される操作量となり、これにより駆動モータ11における回転制御が行われる。駆動モータ11においては、PID制御部10からの操作量に適合する回転制御を行うことにより、適切なパレット速度を制御することができる。
Figure 2005187841
Where K: constant of proportional term
Ki: Constant of integral term
Kd: Constant of differential term Thus, the output signal Y (s) obtained by the equation (5) becomes the operation amount supplied to the drive motor 11, and thereby the rotation control in the drive motor 11 is performed. In the drive motor 11, an appropriate pallet speed can be controlled by performing rotation control suitable for the operation amount from the PID control unit 10.

なお、本実施形態におけるPID制御部10は基本的な制御方法を実現するものであるが、これ以外の周知な制御方法を適用した場合であっても、本発明の効果を同様に達成することができる。例えば、ロバスト制御やモデル予測制御などの高度な制御方法を採用してもよい。   Although the PID control unit 10 in the present embodiment realizes a basic control method, the effect of the present invention can be similarly achieved even when a known control method other than this is applied. Can do. For example, advanced control methods such as robust control and model predictive control may be employed.

次に、本実施形態に係るパレット速度制御方法の効果について図5及び図6を参照しながら説明する。図5は、逆フィルタ6を設けない従来の構成によるパレット速度制御方法を適用する場合のBTPの時間的推移を示す図であり、図6は、本実施形態の構成によるパレット速度制御方法を適用する場合のBTPの時間的推移を示す図である。それぞれ、風箱4の個数Nを23として構成された焼結機において、3時間の経過時間内にて(4)式により推定されるBTPの変化を表している。   Next, the effect of the pallet speed control method according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram showing a temporal transition of BTP in the case of applying a pallet speed control method according to a conventional configuration in which the inverse filter 6 is not provided, and FIG. 6 is an application of the pallet speed control method according to the configuration of the present embodiment. It is a figure which shows the time transition of BTP in the case of doing. In each of the sintering machines configured with the number N of wind boxes 4 being 23, the change in BTP estimated by the equation (4) within the elapsed time of 3 hours is shown.

図5に示すように、従来のパレット速度制御方法を適用する場合、推定されるBTPの変動は時間経過とともに比較的広い範囲で分布している。これに対し、図6に示すように、本実施形態に係るパレット速度制御方法を適用する場合、推定されるBTPの変動が図5と比べて狭い範囲に分布している。すなわち、本実施形態において設けた逆フィルタ6により熱電対5の1次遅れ特性を補償して真の排ガス温度を求め、その結果に基づきBTPを算出したので、BTPの変動をより鋭敏に捉えることができる。そして、このようなBTPに基づきパレット速度を制御するので、BTPの変動分布を狭い範囲に制限することができるのである。   As shown in FIG. 5, when the conventional pallet speed control method is applied, the estimated BTP fluctuation is distributed over a relatively wide range with time. On the other hand, as shown in FIG. 6, when the pallet speed control method according to the present embodiment is applied, the estimated BTP fluctuation is distributed in a narrower range than FIG. That is, since the true exhaust gas temperature is obtained by compensating the first-order lag characteristic of the thermocouple 5 by the inverse filter 6 provided in the present embodiment, and the BTP is calculated based on the result, the fluctuation of the BTP can be captured more sensitively. Can do. Since the pallet speed is controlled based on such BTP, the variation distribution of BTP can be limited to a narrow range.

ここで、図5及び図6に示すように、BTPの変動分布の最大値が22.0になるように調整を行った。この場合、図5においては、BTPの平均値が21.7となり、図6においては、BTPの平均値が21.9となった。このように、本実施形態に係るパレット速度制御方法を採用することにより、BTPの平均値(中心値)の変動が小さくなるため、より排鉱部に近い位置にBTPを制御することができる。これにより、焼結機において得られる焼結鉱の品質が向上するとともに、焼結プロセス全体の生産性の向上に効果がある。   Here, as shown in FIGS. 5 and 6, the maximum value of the BTP fluctuation distribution was adjusted to 22.0. In this case, the average value of BTP is 21.7 in FIG. 5, and the average value of BTP is 21.9 in FIG. Thus, by adopting the pallet speed control method according to the present embodiment, since the fluctuation of the average value (center value) of BTP is reduced, it is possible to control the BTP closer to the excavation part. This improves the quality of the sintered ore obtained in the sintering machine and improves the productivity of the entire sintering process.

なお、本実施形態においては、焼結機の各風箱4にそれぞれ熱電対5を設置する場合を説明したが、それ以外の温度測定手段を設置する場合であっても本発明を適用することができる。また、温度測定手段の時間遅れ特性は、1次遅れ特性に限られず、逆フィルタ6で補償可能な範囲でより高次の時間遅れ特性を有する場合であっても本発明を適用することができる。   In addition, in this embodiment, although the case where the thermocouple 5 was each installed in each wind box 4 of a sintering machine was demonstrated, this invention is applied even when it is a case where other temperature measuring means is installed. Can do. In addition, the time delay characteristic of the temperature measuring means is not limited to the first order delay characteristic, and the present invention can be applied even when the temperature measurement means has a higher order time delay characteristic within a range that can be compensated by the inverse filter 6. .

以上説明した実施形態に含まれる逆フィルタ6、BTP推定部7、目標値設定部8、減算部9、PID制御部10を構成する場合、ディジタル回路等の組み合せにより実現する方法に加え、これらを一体的に機能させるプログラムをコンピュータに実装して動作させることにより実現する方法もある。   When configuring the inverse filter 6, the BTP estimation unit 7, the target value setting unit 8, the subtraction unit 9, and the PID control unit 10 included in the embodiment described above, in addition to a method realized by a combination of digital circuits and the like, There is also a method that is realized by mounting and operating a program that functions integrally in a computer.

本実施形態に係る焼結機の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the sintering machine which concerns on this embodiment. 逆フィルタの構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure of an inverse filter. 焼結機における排ガスの温度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the temperature distribution of the waste gas in a sintering machine. 図1の構成においてBTP推定部により推定されるBTPの時間的推移の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time transition of BTP estimated by the BTP estimation part in the structure of FIG. 逆フィルタを設けない従来の構成によるパレット速度制御方法を適用する場合のBTPの時間的推移を示す図である。It is a figure which shows the time transition of BTP in the case of applying the pallet speed control method by the conventional structure which does not provide an inverse filter. 本実施形態の構成によるパレット速度制御を適用する場合のBTPの時間的推移を示す図である。It is a figure which shows the time transition of BTP in the case of applying the pallet speed control by the structure of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…サージホッパ
2…点火炉
3…パレット
4…風箱
5…熱電対
6…逆フィルタ
7…BTP推定部
8…目標値設定部
9…減算部
10…PID制御部
11…駆動モータ
20…焼結原料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Surge hopper 2 ... Ignition furnace 3 ... Pallet 4 ... Wind box 5 ... Thermocouple 6 ... Inverse filter 7 ... BTP estimation part 8 ... Target value setting part 9 ... Subtraction part 10 ... PID control part 11 ... Drive motor 20 ... Sintering material

Claims (4)

焼結機のパレット上に焼結原料を供給して排鉱部に移送させる際にパレット速度を制御する焼結機におけるパレット速度制御方法であって、
機長方向の複数箇所における排ガス温度を測定し、測定温度の時間遅れ特性を逆フィルタにより補償し、当該逆フィルタの出力に基づき機長方向の位置と前記排ガス温度の関係を推定し、推定結果に基づいて前記パレット速度を制御することを特徴とする焼結機におけるパレット速度制御方法。
A pallet speed control method in a sintering machine for controlling a pallet speed when supplying a sintering raw material onto a pallet of a sintering machine and transferring it to an exhausting section,
Measure the exhaust gas temperature at multiple locations in the machine length direction, compensate the time delay characteristics of the measured temperature with an inverse filter, estimate the relationship between the position in the aircraft length direction and the exhaust gas temperature based on the output of the inverse filter, and based on the estimation result A pallet speed control method in a sintering machine, wherein the pallet speed is controlled.
前記排ガス温度は1次遅れ特性を有する複数の温度測定手段により測定され、前記逆フィルタは前記1次遅れ特性の逆伝達関数で表される特性を有することを特徴とする請求項1に記載の焼結機におけるパレット速度制御方法。   The exhaust gas temperature is measured by a plurality of temperature measuring means having a first-order lag characteristic, and the inverse filter has a characteristic represented by an inverse transfer function of the first-order lag characteristic. Pallet speed control method in a sintering machine. 前記排ガス温度の推定曲線式におけるピークを焼成点として推定し、推定された前記焼成点に基づいて前記パレット速度を制御することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の焼結機におけるパレット速度制御方法。   In the sintering machine according to claim 1 or 2, wherein a peak in the estimated curve formula of the exhaust gas temperature is estimated as a firing point, and the pallet speed is controlled based on the estimated firing point. Pallet speed control method. 前記排ガス温度の推定曲線式において温度上昇位置からピークに至る範囲にて予め設定された所定温度となる位置を推定し、推定結果に基づいて前記パレット速度を制御することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の焼結機におけるパレット速度制御方法。
2. A position at which a predetermined temperature is set in advance in a range from a temperature rise position to a peak in the estimation curve formula of the exhaust gas temperature, and the pallet speed is controlled based on the estimation result. Or the pallet speed control method in the sintering machine of Claim 2.
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