JP3845592B2

JP3845592B2 - 石灰石の予熱装置、及びその制御方法

Info

Publication number: JP3845592B2
Application number: JP2002054011A
Authority: JP
Inventors: 正勝伊藤; 光明井上; 義己後藤
Original assignee: 矢橋工業株式会社
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2022-02-28
Also published as: JP2003252660A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チャージビンより供給されて回転床に貯留された石灰石を、下部にある焼成部からの排ガス等で予熱しながらプッシャーにより石灰石を押し出すことで下部の焼成部等へ石灰石を供給する予熱装置及びその制御方法に関し、特に均一な品質の生石灰等を得るための石灰石の予熱装置及びその制御方法に関する。
【従来の技術】
図４に典型的な竪型予熱装置の一例を概略的に示す。予熱装置はチャージビン１０、コンベア２０、回転床３０、プッシャー４０及び排ガスダクト５０からなる。チャージビン１０は、コンベア２０から供給される石灰石Ｌを一時貯留する。コンベア２０による石灰石の供給量は可変であり、例えば原石サイロ（図示していない）の出口に設けられた振動フィーダーと、原石サイロからの石灰石Ｌを受け取って搬送するベルトコンベア（図示していない）に設けられたベルトスケールとにより調節され、チャージビン１０内の石灰石Ｌの一時貯留量をほぼ一定に維持するようにしている。回転床３０はチャージビン１０から複数（６本）のシュート１２を通じて落とされた石灰石Ｌをその上に貯留し、貯留された石灰石Ｌは排ガスＧにより予熱される。プッシャー４０は６本設けられており、回転床３０の中心に向かう方向に沿って間欠的に往復動して回転床３０の上に貯留された石灰石Ｌを押し、回転床３０の中心近くに設けられた石灰石供給口３２に予熱された石灰石Ｌを落とし込む。プッシャー４０は例えば油圧シリンダにより駆動される。落とされた分の石灰石Ｌはシュート１２から補給される。回転床３０上に貯留された石灰石Ｌとの間で熱交換した排ガスを排出するための排ガスダクト５０も６本設けられており、複数の各プッシャー４０に対応して複数の各プッシャー４０の略上方にそれぞれ配置されている。シュート１２、プッシャー４０及び排ガスダクト５０からなる組は６組設けられている。予熱された石灰石Ｌは下方の焼成部６０に供給され、生石灰が生成される。排ガスＧは焼成部６０から供給される。各プッシャー４０は、所定の間隔で動作し、プッシャー４０の動作後に回転床３０は垂直軸回りに１／３２回転する。このような構成は独楽式焼成炉の予熱帯部分やロータリーキルンの予熱装置や再熱炉として利用されている。
【０００２】
回転床３０に貯留された石灰石Ｌはプッシャー４０により下部の焼成部６０に供給されるが、プッシャー1本（１ストローク）の押出し量が一定になることを前提としており、焼成部６０もこの前提に従って運転されていた。しかし実際にはプッシャー４０の１本(１ストローク）ごとの押出し量には変動があり、予熱温度を正確に制御できなかった。原因としては、石灰石の形状、大きさ、回転床で予熱された温度の違いによる。図示のように回転床３０上の石灰石Ｌは安息角によって留まっており、プッシャー４０により押し出された分がチャージビン１０から補充される。従って石灰石Ｌの形状や大きさが変わると安息角も変化し、プッシャー４０の一回の動作での落とし込み量や、石灰石ごとの回転床３０上で予熱される時間が変化することになる。また石灰石Ｌの充填度合いによってはプッシャー４０が動作しても充填密度を上げるだけで石灰石Ｌが落ちなかったり、温度が上がりすぎた部分の石灰石Ｌが相互に焼結して接着して石灰石Ｌがスムーズに供給できないこともあった。
【０００３】
以上のように図４のような構成では、予熱された石灰石の温度が変動することにより、均一な品質の生石灰が得られ難いという課題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、焼成部へ供給される石灰石の予熱温度を一定に維持することにより、加熱条件を一定に保持し、均一な品質の生石灰を得ることができる石灰石の予熱装置及びその制御方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、石灰石が一時貯留されるチャージビンと、前記チャージビンからシュートを通じて落とされた石灰石がその上に貯留され、貯留された石灰石がガスにより予熱される回転床と、前記回転床の中心に向かう方向に沿って間欠的に往復動して前記回転床の上に貯留された石灰石を押し、前記回転床の中心近くに設けられた石灰石供給口に予熱された石灰石を落とし込む複数のプッシャーと、前記複数の各プッシャーに対応して前記複数の各プッシャーの略上方にそれぞれ配置された複数の排ガスダクトとを含む石灰石の予熱装置であって、前記複数の各プッシャーそれぞれの動作は、前記複数の各排ガスダクトを通過する排ガスのそれぞれの温度が略同一になるように制御されるように石灰石の予熱装置を構成した。
【０００６】
本発明に係る石灰石の予熱装置によると、複数の各プッシャーそれぞれの動作は、複数の各排ガスダクトを通過する排ガスそれぞれの温度に応じて決定される。すなわち排ガスダクトを通過する排ガスの温度が比較的高いということは、その排ガスダクトに対応するプッシャーの周囲の回転床上に貯留されている石灰石は十分に加熱されていると推定でき、逆に排ガス温度の比較的低い排ガスダクトに対応するプッシャーの周囲に貯留されている石灰石はまだ加熱が十分でないと推定できる。そこで、排ガス温度の高い排ガスダクトに対応するプッシャーは多量に石灰石を落とし込んで新たな石灰石が供給されるように動作させ、及び／または排ガス温度の低い排ガスダクトに対応するプッシャーは石灰石をあまり落とさないように動作させ、結果的に各排ガスダクトを通過する排ガスの温度を略同一に近づけるようにする。これにより、より均一に予熱された石灰石を焼成炉等に供給することができ、従って均一な生石灰を得ることができる。なお、チャージビンに連続的に供給される石灰石の量は運転中一定であることが好ましいが、予熱温度を略同一に近づけた結果、変動させなければならない場合もあり得る。
【０００７】
請求項２に記載の発明によると、前記各プッシャーは、対応する前記排ガスダクトを通過する排ガスの温度が、他の前記排ガスダクトを通過する排ガスの温度と比較して、高い場合には前記各プッシャーのストローク量をより長くし、低い場合には前記ストローク量をより短くするようにそれぞれ制御される。プッシャーのストローク量を長くすればその周辺の石灰石がより多量に落とされ、その代わりにチャージビンから予熱されていない石灰石が供給されて排ガスの温度が下がる。逆にストローク量を短くすればプッシャーの周囲に貯留された石灰石はより長時間回転床上に貯留されて加熱され、排ガスの温度は上昇する。これにより各排ガスダクトを通過する排ガスの温度は同一に近づく。ここでのプッシャーの動作の制御は、ストローク量を調整する代わりに動作間隔や動作速度を調整しても同様の効果が得られる。プッシャーは典型的には油圧シリンダのピストンに取り付けられており、油圧シリンダはストローク量が可変のタイプが選択される。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記複数の各排ガスダクトを通過する排ガスのそれぞれの温度を計測して温度信号を出力する複数の温度計測手段と、前記複数の各温度計測手段から前記複数の各温度信号が入力され、前記各温度信号に基づく各現実温度と、各現実温度の平均値とを比較し、両者の偏差が所定の値を超えた場合、該当する前記排ガスダクトに対応する前記プッシャーの前記ストローク量を前記偏差が減少するように増減するプッシャー制御手段とを備えて請求項２に記載の石灰石の予熱装置を構成した。
【０００９】
請求項３に記載の石灰石の予熱装置においては、プッシャー制御手段には各温度計測手段から温度信号が入力される。プッシャー制御手段は各温度信号に基づく各現実温度と、各現実温度の平均値とを比較し、両者の偏差が所定の値を超えた場合、該当する排ガスダクトに対応するプッシャーのストローク量を増減する。プッシャーのストローク量は偏差が減少するように、すなわち温度の偏差が所定の値を超えて高くなった場合にはストローク量は長く、所定の値を超えて低くなった場合にはストローク量は短くなるように増減される。温度計測手段は典型的には熱電対であり、このとき温度信号は熱起電力により生ずる電圧である。またプッシャー制御手段は電子回路、プログラマブルコントローラ、マイコン、パソコン等により構成可能であることは明らかである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、石灰石が一時貯留されるチャージビンと、前記チャージビンからシュートを通じて落とされた石灰石がその上に貯留され、貯留された石灰石がガスにより予熱される回転床と、前記回転床の中心に向かう方向に沿って間欠的に往復動して前記回転床の上に貯留された石灰石を押し、前記回転床の中心近くに設けられた石灰石供給口に予熱された石灰石を落とし込む複数のプッシャーと、前記複数の各プッシャーに対応して前記複数の各プッシャーの略上方にそれぞれ配置された複数の排ガスダクトとを含む石灰石の予熱装置の制御方法であって、前記複数の排ガスダクトを通過する排ガスの温度を随時計測する温度計測過程と、前記温度計測過程において計測された前記温度の平均を算出する平均温度算出過程と、前記温度計測過程において計測された前記各温度と前記平均温度算出過程において算出された平均温度とを比較して両者の偏差を求める比較過程と、前記比較過程において求められた前記偏差が所定の値を超えているかどうか判断する判断過程と、前記判断過程において前記偏差が所定の値を超えていた場合に、該当する前記排ガスダクトに対応する前記プッシャーのストローク量を前記偏差が減少するように増減するストローク量調整過程とを含んで石灰石の予熱装置の制御方法を構成した。
【００１１】
請求項４に記載の発明に係る石灰石の予熱装置の制御方法によると、複数の排ガスダクトを通過する排ガスの温度が随時計測され、計測された温度の平均が算出され、温度と平均温度とが比較される。その偏差が所定の値を超えていた場合、該当する排ガスダクトに対応するプッシャーのストローク量は、偏差が減少するように増減される。すなわち温度が高い場合にはプッシャーのストローク量を長くして加熱された石灰石をより多く落とし込んで新たな石灰石をチャージビンから補充して排ガスの温度を下降させ、温度が低い場合にはプッシャーのストローク量を短くして石灰石を十分に加熱することにより排ガスの温度を上昇させる。これにより、各排ガスダクトを通過する排ガスの温度は平均に近くなり、その結果として予熱装置から供給される石灰石の温度も均一化される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお以下の実施の形態は、発明をより深く理解するためのものであって、発明の範囲を限定する目的のものではない。
【００１３】
図１は本発明に係る石灰石の予熱装置の一つの実施の形態を示す一部切り欠き正面図である。図４のものと同様の機能を果たす部材には、同じ符号を付して示してある。
【００１４】
図１において、各排ガスダクト５０には、各排ガスダクト５０内を通過する排ガスＧの温度を計測する熱電対８０がそれぞれ取り付けられている。各熱電対８０は後述するプッシャー制御装置９０に接続されている。
【００１５】
図２は、図１に示した石灰石の予熱装置の各プッシャー４０の動作を制御するプッシャー制御装置の主要な構成を示すブロック図である。同図において、プッシャー制御装置９０は温度記憶部９２と、演算制御部９４と、ストローク量記憶部９６とからなる。プッシャー制御装置９０には６個の熱電対８０及びベルトスケール２２が接続されてそれぞれからの検知信号が入力され、また６個のプッシャー４０それぞれのドライバ４２及び振動フィーダ２４が接続されて駆動信号を出力する。
【００１６】
温度記憶部９２には各熱電対８０から入力された温度Ｔ１〜Ｔ６が一時的に記憶される。演算制御部９４は、入力された検知信号の値に基づいて各種の演算を行い、駆動信号を生成する。ストローク量記憶部９６は各ドライバ４２ごとのストローク量Ｓ１〜６を記憶する。プッシャー制御装置９０はコンピュータであり、モニタ（図示していない）を参照しつつキーボード９８から入力操作を行うことができる。入力する値は、例えばベルトスケール２２の基準値などである。
【００１７】
ベルトスケール２２はコンベア２０に載置されている石灰石Ｌの重量を随時計量して信号をプッシャー制御装置９０に出力する。演算制御部９４はベルトスケール２２からの信号に基づいて、原石サイロ（図示していない）からコンベア２０上に供給される石灰石Ｌの重量を調節するために、原石サイロの出口に設けられた振動フィーダー２４の駆動を制御する。これにより、チャージビン１０に供給される単位時間毎の石灰石Ｌの量を、ほぼ一定に維持することもできる。維持しようとする重量は、例えば焼成炉６０の性能や得ようとする生石灰の活性などにより定められ、キーボード９８から入力される。また焼成炉６０の状態により一定重量を変更したり供給をストップしたりすることも可能である。
【００１８】
上述のように、各熱電対８０は各排ガスダクト８０内を通過する排ガスＧの温度（例えば２００〜５００℃の範囲）を計測して温度信号を出力する。プッシャー制御装置９０は６つの各熱電対８０からの温度信号に基づいてそれぞれの温度Ｔ１〜Ｔ６を算出して温度記憶部９２に記憶しておき、温度記憶部９２から各温度Ｔ１〜Ｔ６を読み出して平均である平均温度Ｔａｖｅを求め、温度Ｔ１〜Ｔ６と比較する。
【００１９】
各ドライバ４２は、プッシャー制御装置９０からの駆動信号に従って各プッシャー４０を駆動する。プッシャー制御装置９０は各ドライバ４２ごとに異なるストローク量を指定することができる。ストローク量Ｓ１〜Ｓ６の初期値は例えば１００ｃｍであり、５０〜１５０ｃｍの間で可変である。
【００２０】
次に図３を参照しつつ、図１、２に示した実施の形態の作用について説明する。
【００２１】
図３は図１、２に示した実施の形態の制御の流れを示すフローチャートである。
【００２２】
図３において、まず６つの各熱電対８０から温度信号がプッシャー制御装置９０に入力され、温度Ｔ１〜Ｔ６が温度記憶部９２に記憶される（ステップＳ４０１）。次に演算制御部９４は温度記憶部９２に記憶された温度Ｔ１〜Ｔ６を読み出し、その平均である平均温度Ｔａｖｅを求める（ステップＳ４０２）。続いて演算制御部９４は各温度Ｔ１〜Ｔ６と平均温度Ｔａｖｅとを順次比較する（ステップＳ４０３）。
【００２３】
もしも温度Ｔ１〜Ｔ６のうちの１つが平均温度Ｔａｖｅに許容偏差ｄを加えた値よりも高かった場合（ステップＳ４０４）、該当する温度を計測したいずれかの熱電対８０が取り付けられた排ガスダクト５０に対応するプッシャー４０のストローク量Ｓｎを長くする。すなわちストローク量記憶部９６からストローク量Ｓｎを読み出して（ステップＳ４０５）、１０ｃｍを加えて更新する（ステップＳ４０６）。
【００２４】
ステップＳ４０４において温度Ｔ１〜Ｔ６が平均温度Ｔａｖｅに許容偏差ｄを加えた値よりも低かった場合には、次に温度Ｔ１〜Ｔ６のうちの１つが平均温度Ｔａｖｅから許容偏差ｄを減じた値よりも低いかどうかが判断される（ステップＳ４０７）。もしもＴａｖｅ−ｄより低い温度があった場合には、その温度を計測した熱電対８０の取り付けられた排ガスダクト５０に対応するプッシャー４０のストローク量Ｓｎをストローク量記憶部９６から読み出し（ステップＳ４０８）、１０ｃｍを減じた値とする（ステップＳ４０９）。以上の過程は、予熱装置の運転中常時繰り返されていてもよく、一定間隔毎に、例えば１分間に一度繰り返されていてもよい。
【００２５】
以上のような制御によると、予熱装置から焼成炉６０に供給される石灰石Ｌの温度をより均一に近づけることができる。よって、焼成炉６０における加熱条件を安定させて、所望の品質の生石灰を得ることができる。
【００２６】
以上本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形可能であることはいうまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る石灰石の予熱装置及びその制御方法によると、加熱条件である石灰石の温度を安定させることができ、これにより石灰石を供給された焼成炉はより均一な品質の生石灰を生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る石灰石の予熱装置の一つの実施の形態を示す一部切り欠き正面図である。
【図２】図２は、図１の実施の形態の制御装置の一部を示すブロック図である。
【図３】図３は、図１、２に示した実施の形態の制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は、従来の石灰石の予熱装置の一例を示す一部切り欠き正面図である。
【符号の説明】
１０チャージビン
１２シュート
２０コンベア
３０回転床
３２石灰石供給口
４０プッシャー
５０排ガスダクト
６０焼成炉
８０熱電対
Ｌ石灰石
Ｇ排ガス

Claims

石灰石が一時貯留されるチャージビンと、前記チャージビンからシュートを通じて落とされた石灰石がその上に貯留され、貯留された石灰石がガスにより予熱される回転床と、前記回転床の中心に向かう方向に沿って間欠的に往復動して前記回転床の上に貯留された石灰石を押し、前記回転床の中心近くに設けられた石灰石供給口に予熱された石灰石を落とし込む複数のプッシャーと、前記複数の各プッシャーに対応して前記複数の各プッシャーの略上方にそれぞれ配置された複数の排ガスダクトとを含む石灰石の予熱装置であって、
前記複数の各プッシャーそれぞれの動作は、前記複数の各排ガスダクトを通過する排ガスのそれぞれの温度が略同一になるように制御されることを特徴とする石灰石の予熱装置。
前記各プッシャーは、対応する前記排ガスダクトを通過する排ガスの温度が、他の前記排ガスダクトを通過する排ガスの温度と比較して、高い場合には前記各プッシャーのストローク量をより長くし、低い場合には前記ストローク量をより短くするようにそれぞれ制御される請求項１に記載の石灰石の予熱装置。
前記複数の各排ガスダクトを通過する排ガスのそれぞれの温度を計測して温度信号を出力する複数の温度計測手段と、
前記複数の各温度計測手段から前記複数の各温度信号が入力され、前記各温度信号に基づく各現実温度と、各現実温度の平均値とを比較し、両者の偏差が所定の値を超えた場合、該当する前記排ガスダクトに対応する前記プッシャーの前記ストローク量を前記偏差が減少するように増減するプッシャー制御手段とを備えた請求項２に記載の石灰石の予熱装置。
石灰石が一時貯留されるチャージビンと、前記チャージビンからシュートを通じて落とされた石灰石がその上に貯留され、貯留された石灰石がガスにより予熱される回転床と、前記回転床の中心に向かう方向に沿って間欠的に往復動して前記回転床の上に貯留された石灰石を押し、前記回転床の中心近くに設けられた石灰石供給口に予熱された石灰石を落とし込む複数のプッシャーと、前記複数の各プッシャーに対応して前記複数の各プッシャーの略上方にそれぞれ配置された複数の排ガスダクトとを含む石灰石の予熱装置の制御方法であって、
前記複数の排ガスダクトを通過する排ガスの温度を随時計測する温度計測過程と、
前記温度計測過程において計測された前記温度の平均を算出する平均温度算出過程と、
前記温度計測過程において計測された前記各温度と前記平均温度算出過程において算出された平均温度とを比較して両者の偏差を求める比較過程と、
前記比較過程において求められた前記偏差が所定の値を超えているかどうか判断する判断過程と、
前記判断過程において前記偏差が所定の値を超えていた場合に、該当する前記排ガスダクトに対応する前記プッシャーのストローク量を前記偏差が減少するように増減するストローク量調整過程とを含むことを特徴とする石灰石の予熱装置の制御方法。