JP2014104411A - 造粒機制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この造粒機制御装置は、造粒された造粒物をサンプリングしてそのサンプリングした造粒物の見かけ密度および圧壊強度を測定し(ステップS10)、その実測値が、予め定められた造粒物品質目標値に近づくように造粒機の各運転設定値調整手段(4,6,7)を制御する(ステップS20〜S60)。
【選択図】図2
Description
従来、ブリケット品質を調整する造粒機の制御は、造粒機の状態、たとえばロールの押付け荷重やロールの動力などをオペレータが適正に保つよう行われていた。ここで、造粒機による造粒物の製造工程における品質管理は、製造された造粒物の一部をオペレータが定期的にサンプリングし、サンプリングした造粒物(ブリケットサンプル)の状態を、見掛け密度や圧壊強度等の物理的性質から造粒物の状態を数値として判別することができる。なお、見掛け密度は、造粒物の体積と重量から求めることができる。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、造粒物の品質を向上させることができる造粒機制御装置を提供することを目的とする。
この造粒物製造設備は、図1に示すように、上部に原料供給口1を有する造粒機10を備えている。原料供給口1の上流側には原料ホッパ21が設けられ、原料ホッパ21内の原料は原料コンベア22を介して原料供給口1に供給可能になっている。原料供給口1に供給された原料は、造粒機10のフィードホッパ2に導かれる。
フィードホッパ2下部には開口部が形成され、この開口部に対して、一対のロール5,5が左右両側に対向配置されている。一対のロール5,5には、各ロール5,5を同時に同調駆動しつつその回転数を調整するロール調整手段としてロール駆動部6が設けられ、さらに、一対のロール5,5の一方には、油圧装置7と、ロール後退量計測センサ8とが設けられている。ロール後退量計測センサ8は、対向するロール5,5同士の距離(後退量)を測定可能な計測器である。また、油圧装置7は、ロール5,5の押付け力を調整する押付力調整手段である。なお、上記フィーダ駆動部4、ロール駆動部6および油圧装置7が、「課題を解決するための手段」に記載の「運転設定値調整手段」に対応する。
詳しくは、原料特性測定装置32は、原料コンベア22の近傍に設けられており、造粒機10に供給される原料をサンプリングしてその特性を測定することができるものである。原料特性測定装置32は、原料の特性として、粒度、かさ密度、含有する水分量、内部摩擦角、および圧縮係数を測定可能に構成されている。原料特性測定装置32で測定された原料特性の実測値(測定データ)は、制御部31に出力される。
「造粒物品質目標値」は、予め、造粒機に供給される原料をサンプリングし、当該原料の特性を原料特性測定装置32にて予め測定するとともに、造粒物検査装置33にて測定した当該原料により製造された造粒物の品質(ここでは見かけ密度と圧壊強度)の結果から、図3(a)に示すような品質相関線(ここでは見かけ密度と圧壊強度との関係のグラフ)を初期設定用のベースラインとして得ておく。この結果は、制御部31で、例えばテーブルデータとして記憶してもよいし、同図に示すような相関を示す関数式として記憶してもよい。図3(a)に示すように、造粒物の見かけ密度に対する造粒物の圧壊強度の関係は、ある値以上に見かけ密度を上げようとしても、成形時に割れてしまうので成形することができないことから山形の相関を示す。造粒物の特性としては、圧壊強度が高い方が好ましいことから、本実施形態では、品質相関線の山の頂点をねらい目として山の両側に所定の許容範囲を造粒物の見かけ密度の許容範囲に設定している。なお、品質相関線の山の頂点をねらい目とするのは一例であり、ピークとして明確な山があらわれない場合もある。このような場合には、ピークでなく、所望する品質として密度を所定の範囲に設定することができる。
具体的には、図3(b)に示すように、一対のロール5,5の押付け力に対し、造粒物の見かけ密度は正の相関を示す。つまり、一対のロール5,5による挟圧力が高ければ造粒物の見かけ密度が上がり、挟圧力が低ければ造粒物の見かけ密度が下がる。また、同図(c)に示すように、一対のロール5,5の回転数に対し、造粒物の見かけ密度は負の相関を示す。つまり、一対のロール5,5のロール回転数が上がると造粒物の見かけ密度が下がり、回転数が低いと造粒物の見かけ密度が上がる。特に所定回転数を超えると見かけ密度は極端に低下する。また、同図(d)に示すように、スクリューフィーダ3の回転数に対し、造粒物の見かけ密度は正の相関を示すところ、この相関関係は、上記「ロールkW」との比例関係をもつ。
例えば図4においては品質相関線Aがベースラインとされており、上述の実施形態では、これに基づき運転設定値を制御する例を示すところ、異なる原料が投入された場合には、その原料特性において、同図に示す品質相関線A’がベースラインとして設定されることもある。つまり、原料特性毎に原料の水分量や粒度分布などの差異によって品質相関線が移動する場合がある。そのため、品質相関線は、原料特性の差異によって個別に設定され、ねらいの見かけ密度の範囲がそれに応じて変わる。
上述した造粒物製造設備が運転されると、制御部31は、上記フィーダ駆動部4、ロール駆動部6および油圧装置7を、予め定められた造粒機10の運転設定値を初期運転設定値として、この初期運転設定値に基づき運転を開始する。運転が開始されると、回転する一対のロール5,5間に原料が連続して供給され、供給された原料Mに一対のロール5,5で高圧縮力が加えられることにより造粒物Bが製造される。
例えば、上記実施形態では、原料特性測定装置32で測定された原料の特性の測定データについては、予め、造粒機に供給される原料をサンプリングし、当該原料の特性を予め測定して、造粒物検査装置33にて測定した当該原料により製造された造粒物の品質の結果から品質相関線を初期設定用のベースラインとして得ておく例で説明し、制御装置の制御部31での制御対象としての説明を行わなかったが、制御部31は、原料特性測定装置32で測定された原料の特性の測定データに基づいて、予め定められた造粒物品質目標値を補正する構成(造粒物品質目標値補正手段)を更に備えるものとすることができる。そして、制御部31が、造粒物検査装置33で測定した造粒物の実測値の測定データが、造粒物品質目標値補正手段で補正後の造粒物品質目標値に近づくように造粒機10のフィーダ駆動部4、駆動モータ5および油圧装置7を制御する構成とすることができる。
この第一変形例の造粒物製造設備で造粒物を製造する際は、造粒機10に供給される原料をサンプリングしてその特性を原料特性測定装置32で測定し(ステップS1)、その測定された原料の特性に基づいて造粒物品質目標値を補正し(ステップS2)、その後に、上記実施形態同様にして造粒物の製造を行う。
2 フィードホッパ
3 スクリューフィーダ
4 フィーダ駆動部
5 ロール
6 ロール駆動部
7 油圧装置
8 ロール後退量計測センサ
10 造粒機(ブリケッティングマシン)
21 原料ホッパ
22 原料コンベア
23 搬送コンベア
31 制御部
32 原料特性測定装置
33 造粒物検査装置
B 造粒物(ブリケット)
M 原料
Claims (3)
- スクリューフィーダの回転数を調整するフィーダ調整手段、一対のロールの押付け力を調整する押付力調整手段、および一対のロールの回転数を調整するロール調整手段を運転設定値調整手段として有し、回転する一対のロール間に原料を連続して供給し、供給された原料に高圧縮力を加えることにより造粒物を製造する造粒機に用いられる造粒機制御装置であって、
前記造粒機で造粒された造粒物をサンプリングしてそのサンプリングした造粒物の品質を測定する造粒物検査装置と、前記造粒物検査装置で測定した造粒物の品質実測値が、予め定められた造粒物品質目標値に近づくように前記造粒機の各運転設定値調整手段を制御する制御部とを有することを特徴とする造粒機制御装置。 - 当該造粒機制御装置は、前記造粒機に供給される原料をサンプリングしてその特性を測定する原料特性測定装置を更に備え、
前記制御部は、前記原料特性測定装置で測定された原料の特性に基づいて、前記造粒物品質目標値を補正する造粒物品質目標値補正手段を備えており、
前記制御部は、前記造粒物検査装置で測定した造粒物の実測値が、前記造粒物品質目標値補正手段で補正後の造粒物品質目標値に近づくように前記造粒機の各運転設定値調整手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の造粒機制御装置。 - 前記制御部は、前記各運転設定値調整手段の各運転設定値を、前記原料特性測定装置で実測された原料の特性に基づいて定めてから前記造粒機の各運転設定値調整手段の制御の実行を開始するとともに、その後、前記定めた運転設定値に対し、前記造粒物検査装置で測定された造粒物の品質実測値と前記造粒物品質目標値とを比較して、前記造粒物の品質実測値が前記造粒物品質目標値に近づくように前記各運転設定値を補正し、その補正した各運転設定値に基づいて前記造粒機の各運転設定値調整手段を制御することを特徴とする請求項2に記載の造粒機制御装置。
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