JP3259778B2 - 焼結機における焼結完了点制御方法 - Google Patents

焼結機における焼結完了点制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、DL式焼結機における
原料の焼結完了点を、原料を搬送するパレットの速度を
調節することで目標位置に制御する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の焼結操業における焼結完了点の制
御は、焼結操業の安定化をはかる上で重要である。その
焼結完了点は、焼結機におけるパレット上の原料が点火
炉で表面に着火され、パレットの進行と共に焼成が表面
から下方へ進んで行き焼成が完了する位置を表す指針で
あり、焼結された焼結鉱の品質や生産性と密接な関係が
ある。この焼結完了点は、目標値から給鉱側に変動する
と焼結鉱の品質は向上するが品質スペックは過剰となり
製造コストが高くなると共に焼結の生産性を低下させ
る。逆に、焼結完了点が排鉱側へ変動すると焼結鉱の品
質は悪化し、焼け残りの原因ともなり歩留りを低下させ
る。
【0003】従来、この焼結完了点の制御方法として
は、各風箱に備えた排風温度測定装置により焼結機の搬
送方向排風温度分布から、排風温度の立ち上がり点を検
出し、その立ち上がり点における排風温度から焼結完了
点を予測したり、着火前の原料通気度から焼結完了点を
予測し、該目標位置で焼結が完了するようにパレット速
度を逐次修正して、目標位置で焼結が完了するように制
御していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、 排風
温度の立ち上がり点での焼結完了点の予測は、予測精度
は高いものの、立ち上がり点と焼結完了点とが近く、大
きな外乱に対応して焼結完了点を目標位置で終了させる
には焼結完了点の変動予測地点が遅く対応不能である。
【0005】また、着火前の通気度による焼結完了点の
予測値によるパレット速度の制御は、大きな焼結完了点
の変動に対して早期に対応可能となるが、若干予測精度
が悪いといった問題がある。また、前記予測値の推定誤
差は常に一定とは限らず、操業状況により大きな誤差が
発生することがある。このとき、従来は該予測値の上下
の制限値を設け大幅な変動を防止する等の方法が取られ
ていたが、焼結完了点の変動方向を逆、即ち焼結完了点
の実績値が目標値より大きく、且つ予測値が目標値より
小さい時に、該制御によって焼結操業を乱すことがあ
る。
【0006】さらに、焼結完了点にのみ着目して制御を
実施しているため、焼結ベッドの熱レベルが低い時にパ
レット速度を増加すると焼け残り(焼結不良)を増加さ
せるという問題がある。本発明は、上記にような問題点
に着目してなされたもので、実績焼結完了点の目標位置
に対するバラツキが小さくなるように制御することを目
的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の焼結機における焼結完了点制御方法は、
下向き吸気焼結法における各風箱で測定した排風温度か
ら予測する焼結完了点をもとにパレット速度を制御して
焼結完了点を目標位置に近づける焼結完了点制御方法に
おいて、最新の実績焼結完了点の目標位置に対する偏差
が所定の範囲外のときは、その偏差をもとにパレット速
度を修正し、前記偏差が所定の範囲内であって、点火炉
前の風箱で測定した原料の通気度が所定値よりも悪く、
且つ該通気度から予測される焼結完了点が前記排風温度
から予測される焼結完了点よりも排鉱側になる場合に
は、該通気度から予測される焼結完了点の目標位置に対
する偏差をもとにパレット速度を修正することを特徴と
している。
【0008】このとき、前記排風温度から予測される焼
結完了点の実績焼結完了点に対する偏差が所定範囲以上
であるときには、前もって、前記排風温度から予測した
焼結完了点を、現在の実績焼結完了点,若しくは現在ま
での実績焼結完了点の推移傾向から予測した値に置き換
えるとよい。また、焼結完了点での風箱を通過する排風
温度が所定下限値以下の場合には、パレットの増速を中
止するとよい。
【0009】
【作用】最近の実績焼結完了点の目標位置に対する偏差
が所定範囲外であるときには、急激なプロセスの変動が
生じており、その変動に対応するため、該偏差をもとに
パレット速度を修正して実績焼結完了点を目標点に近づ
ける。最近の実績焼結完了点付近で急激なプロセスの変
動がなければ、通常、目標の焼結完了点に近い、排風温
度から予測される焼結完了点の目標位置に対する偏差を
もとにパレット速度を修正するが、着火前,即ち装入さ
れたばかりの原料の通気度が極端に悪い状態であれば、
該通気度の悪化に応じて早期にパレット速度の減速を実
施し焼け残りを防止するように、着火前の通気度をもと
に予測された焼結完了点の目標位置に対する偏差をもと
にパレット速度を修正する。
【0010】前記のような制御において、排風温度から
予測される焼結完了点を実績焼結完了点と比較してその
差が所定以上であれば、該予測した焼結完了点が異常と
見なして、今までの実績焼結完了点をもとに算出した予
測値に予め置き換えて予測値の適正化をする。また、前
記処理において、パレット速度を増速すると決定された
とき、排風温度が最高温度である焼結完了点での排風温
度が所定値以下であれば、焼結ベッドの熱量不足である
ため、該パレット速度の増速を中止し、これによって増
速することによって発生するであろう焼け残り(焼結不
良)を抑える。
【0011】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づき説明する。ま
ず構成を説明すると、図1に示すように、給鉱ホッパー
1内に原料2が供給されており、該給鉱ホッパー1のゲ
ートからドラムフィーダ14を介して該原料2がパレッ
ト3上に載置可能となっている。該パレット3は焼結機
の長手方向へ給鉱側に設けられた駆動装置4によって移
動可能であり、該駆動装置4は駆動制御装置12によっ
て駆動制御されている。該焼結機の該パレットの下方に
は長手方向に沿って複数の風箱5が配設されており、各
風箱5は集塵機6を介して主排風機7に連通している。
その風箱5には、夫々排風温度を測定する温度計8が接
続されて、該温度計8により測定された排風温度を焼結
点制御装置13に供給可能となっている。
【0012】前記給鉱ホッパー1から排鉱側に所定距離
離れた位置には点火炉9が配設され、前記パレット3に
載置された原料2の表面に点火可能となっている。ま
た、一番給鉱側の風箱5には圧力計10と流量計11が
設置されて通気度である通気抵抗が測定可能になってい
る。また、前記焼結点制御装置13は、排風温度及び通
気度から焼結完了点を予測し、該予測に基づき、駆動制
御装置12及び駆動装置4を介してパレット4の速度を
制御する。
【0013】前記構成において、給鉱ホッパー1からド
ラムフィーダ14を介してパレット3に原料2が装入さ
れ、点火炉9の真下に移動した時点で該原料2の表面に
該点火炉9によって点火される。点火された原料2は、
駆動装置4によってパレット3が排鉱側に向かって移動
中に主排風機7が作動することで、上方から下方の風箱
5に向かって空気が吸入され、焼成部15が上部から下
方に向かって移動する。
【0014】このとき、各風箱5に設置されている温度
計8によって排風温度が測定される。この排風温度の搬
送方向の排風温度推移は図1中Aで示されるようになっ
ている。そして、前記原料2を搬送するパレット3の速
度は、焼結完了点Bが目標位置にくるように図2及び図
3に示すように制御される。このために、点火前の原料
の通気度が、一番給鉱側の風箱5に配置される圧力計1
0及び流量計11にて測定され、各測定値が焼結点制御
装置13に供給される。焼結点制御装置13では、入力
した圧力値及び流量値から通気抵抗を求め、該通気抵抗
値によって、焼結完了点を予測する(以下、第1予測値
と呼称する)。また、各風箱5を通過した排風の温度が
温度計8によって測定されて、該温度信号が焼結点制御
装置13に供給される。
【0015】該焼結点制御装置13では、該入力した温
度分布から現在の焼結完了点Bの位置を求めると共に、
該温度分布の立ち上がり部Cの位置を検出し、該立ち上
がり部Cでの排風温度及び位置からも焼結完了点を予測
する(以下、第2予測値と呼称する)。また、前記焼結
点制御装置13は、前記第1,第2予測値とは別に、焼
結完了点の最新の三つの実測値の推移から、該実測値が
時系列的に単調増加若しくは単調減少している場合に
は、次式によって算出した値を簡易予測値とし、 簡易予測値 = 現在値 + α・(現在値 − 前回
値) (αは補正パラメータであって、0〜1の値をとる) 前記以外の場合には、簡易予測値=現在値 とする(ス
テップ1)。
【0016】前記各予測値を下に、次に示す手順でパレ
ットの速度を調整して、焼結完了点を目標位置に近づけ
る。まず、急激なプロセスの変動に対応するため現在の
実績焼結完了点が目標値の上限及び下限範囲内かどうか
のチェックを実施し、現在の実績焼結完了点が上限値ま
たは下限値を越えている場合には(ステップ2)、現在
値と目標値とが大幅に変動しているため、現在の実測値
から目標値を引いた値を偏差とする(ステップ6)。
【0017】次に、現在の実績焼結完了点が所定範囲内
にあるの場合には、第2予測値をチェックし、該第2予
測値と現在の実績焼結完了点との差が所定の許容範囲を
越える場合には(ステップ3)、該第2予測値が異常値
の可能性が大きいため、簡易予測値を第2予測値とする
(ステップ4)。次に、第1予測値が所定の許容範囲内
にあるかチェックし、該第1予測値が該許容範囲外にあ
って、且つ第2予測値よりも大きいときには、原料の通
気度が極端に悪い状態を示しているため(ステップ
5)、該第1予測値による制御を実施するため、該第1
予測値−目標値を偏差とする(ステップ7)。
【0018】その他の場合には、現在の実績焼結完了点
が目標値から大幅な変動を起こしておらず、且つ通気度
も極端に悪くなっておらず大きな外乱が発生していない
ため、予測値の精度の良い第2予測値をもとにして第2
予測値−目標値を偏差とする(ステップ8)。次に、前
記現在値,第1予測値,若しくは第2予測値のいずれか
をもとに求めた偏差に所定の補正値Kを乗算してアクシ
ョン量(パレット速度変更量)を求める(ステップ
9)。
【0019】そのアクション量が所定範囲内であれば、
不感帯としてパレット速度の変更をせず(ステップ1
0)、また、アクション量が負、即ち増速要求時には
(ステップ11)、焼結ベッドの熱量不足かどうか、排
風温度が最高値となっている実績焼結完了点での風箱を
通過する排風の温度を測定し、該温度が所定の下限値以
下であれば焼結ベッドの熱量不足なため(ステップ1
1)、パレット速度を増速すると焼け残りが発生するの
で、パレット速度の増速を実施しない。上記以外の場合
には、前記アクション量に応じて、パレット速度の増速
若しくは減速する(ステップ12)。該パレットの増速
若しくは減速は、予測した焼結完了点が排鉱側によって
いれば減速し、給鉱側であれば増速している。
【0020】前記処理を所定時間、例えば5分置きに実
施してパレット速度を調節することで焼結完了点を目標
値に近づける。以上の制御により、予測精度が高い第2
予測値をもとにパレット速度を調整しながら、第2予測
値の検出時点では対処不能な原料の通気度が極端に悪い
状態,即ち大きな外乱を第1予測値によって検出して該
第1予測値に応じたパレット速度に早期に対処する。
【0021】実験により前記第2予測値のみによる焼結
完了点の制御と比較してみると、該実績焼結完了点のバ
ラツキの標準偏差が6%から3%に低減されていること
が確認でき、これにより焼結完了点の目標値を3%大き
く設定可能になると共に、原料通気度の改善目的に使用
するバインダー(生石灰等の副原料等)の低減が図れ
る。
【0022】なお、前記実施例において、第2予測値を
求めるために排風温度の立ち上がり点を検出してその立
ち上がり部での排風温度を測定しているが、該立ち上が
り点が経験により決定可能であれば、固定位置の風箱の
排風温度から第2予測値を予測しても構わない。
【0023】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の焼結
機における焼結完了点制御方法では、実績の焼結完了点
のバラツキが従来に比べて小さくなり、また、これに伴
って原料通気の改善目的に使用するバインダー(生石灰
等の副原料等)の混入量の低減が図れた。
【0024】また、焼結ベッドの熱量状態をチェックし
てパレット速度を増速するようにしたことで、該熱量が
低いために起こる焼け残りを低減することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る焼結機を示す概略構成図である。
【図2】パレット速度を修正するための偏差を求める流
れ図である。
【図3】偏差からパレット速度の修正の有無及び修正を
求める流れ図である。
【符号の説明】
1 給鉱ホッパー 2 原料 3 パレット 4 駆動装置 5 風箱 8 温度計 9 点火炉 10 圧力計 11 流量計 12 駆動制御装置 13 焼結点制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−139502(JP,A) 特開 昭55−110740(JP,A) 特開 昭56−81638(JP,A) 特開 昭57−51224(JP,A) 特開 平2−228430(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22B 1/20 F27B 21/14

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下向き吸気焼結法における各風箱で測定
    した排風温度から予測する焼結完了点をもとにパレット
    速度を制御して焼結完了点を目標位置に近づける焼結完
    了点制御方法において、最新の実績焼結完了点の目標位
    置に対する偏差が所定の範囲外のときは、その偏差をも
    とにパレット速度を修正し、前記偏差が所定の範囲内で
    あって、点火炉前の風箱で測定した原料の通気度が所定
    値よりも悪く、且つ該通気度から予測される焼結完了点
    が前記排風温度から予測される焼結完了点よりも排鉱側
    になる場合には、該通気度から予測される焼結完了点の
    目標位置に対する偏差をもとにパレット速度を修正する
    ことを特徴とする焼結機における焼結完了点制御方法。
  2. 【請求項2】 前記排風温度から予測される焼結完了点
    の実績焼結完了点に対する偏差が所定範囲以上であると
    きには、前もって、前記排風温度から予測した焼結完了
    点を、現在の実績焼結完了点,若しくは現在までの実績
    焼結完了点の推移傾向から予測した値に置き換えること
    を特徴とする請求項1記載の焼結機における焼結完了点
    制御方法。
  3. 【請求項3】 焼結完了点での風箱を通過する排風温度
    が所定下限値以下の場合には、パレットの増速を中止す
    ることを特徴とする請求項1及び請求項2記載の焼結機
    における焼結完了点制御方法。
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