JP6033137B2 - 造粒装置の操業支援システム - Google Patents

Description

本発明は、鉄鉱石ペレットを製造する造粒装置において、当該造粒装置の稼働状態の判断を支援する操業支援システムに関する。

鉄鋼原料として高炉に装入される鉄鉱石ペレットは、造粒装置を用いて以下の手順で製造されている。まず、鉄鉱石ペレットの主原料となる粉鉱石に、必要に応じて石灰石などの副原料やベントナイトなどのバインダを添加し、さらに所定量の水分を加えることでペレット原料を得る。こうして得られたペレット原料をパン型造粒機などを用いて成形しペレット粒として造粒する。この成形されたペレット粒は、シードスクリーン等の篩いわけ機械によって所定の粒度幅に篩われ、規格内の粒径を有するペレット粒のみがグレート・キルンなどに送られて乾燥・焼成され、鉄鉱石ペレットが製造される。

ところで、ペレット粒の造粒段階において、主原料及び副原料の粒度や供給量の変動、添加水分量など造粒条件の変動、さらには造粒機の回転速度や回転角度に応じて造粒されたペレット粒の粒度が変わることは、よく知られている。
この造粒後のペレット粒は、グレート・キルンなどにより乾燥・焼成されるが、乾燥及び焼成の各工程においてペレット粒間の通気性を確保するためには、造粒後のペレット粒の粒度バラツキを小さく、望ましくは均一にすることが要求される。

そのため、造粒機で造粒されたペレット粒は振動篩等によって所定の粒度幅に篩われ、粒径が規格内にあるペレット粒のみが乾燥・焼成工程に送られる。規格外の粒径のペレット粒は、ペレット原料として再利用されるものの、鉄鉱石ペレットの生産量を確保し生産効率を向上させるためには、規格外のペレット粒の発生はできるだけ少ない方がよい。
そこで、操業者（造粒機のオペレータ）は、造粒機の回転速度などを変化させて、造粒後ペレット粒の粒度のバラツキを調整する。しかし、現状では、操業者がペレット粒の粒度をリアルタイムに把握するのは困難であり、操業者はペレット粒が搬送されている現場に出向いて目視にてペレット粒の粒度を確認している。そのため、ペレット粒の粒度のバラツキを調節する操業アクションを頻繁に行うことが出来ず、ペレット粒の粒度の均一性を向上させるのは困難である。

加えて、操業者は、ペレット粒の粒度のバラツキの要因が、造粒機における造粒過程にあるのか、あるいは、シードスクリーンなどの篩い分け機械におけるペレットの通過特性（例えば、シードスクリーンに目詰まりが起こり所望の粒度に篩分けができないこと）にあるのかを特定する術を有しておらず、操業中に粒度のバラツキの要因を特定することが非常に困難となっている。

斯かる状況の改善策として、特許文献１に開示された技術が考えられる。特許文献１には、自動粒度分布測定装置が開示されており、この自動粒度分布測定装置は、篩機により仕分けられた原料の重量を測定することにより、各粒度の篩目の透過率を算出することにより、粒度分布を測定することを特徴としている。また、上記の粒度分布をプリンタなどにてプリントすることにより、粒度分布を確認することができるものとされている。

特開昭５９−１４３９３８号公報

特許文献１に開示される自動粒度分布測定装置は、シードスクリーンによって得ていたペレット粒の粒度分布を自動で測定できるものとされているが、測定対象物は破砕された原料であり、本願発明が意図する造粒ペレットすなわちペレット粒ではない。粉砕された原料とペレット粒とでは、篩の通過特性など、測定中の挙動が大きく異なるため、ペレット粒の粒度分布の測定に特許文献１の技術を適用することは困難であると思われる。

また、一般に、篩い分け機械においては、メンテナンスを行わずに時間が経過した場合
、篩に目詰まりなどが発生して篩の特性が劣化することが知られている。ところが、特許文献１の手法では、篩の特性（原料の通過特性）の時間変化などを考慮していないため、粒度分布を正確に算出できない可能性が十分に考えられる。
すなわち、従来の技術では、篩い分け機械の特性の時間変化までも考慮した上で、造粒装置におけるペレット粒の粒度のバラツキの要因を確実に推定することは困難であった。言い換えれば、造粒装置において、当該造粒装置の稼働状態を確実に判断することは困難であった。

このとき、経験豊富な操作者であれば、過去の様々な経験を基に、ペレット粒の粒度のバラツキの要因を正確に推定することが可能かもしれないが、経験の浅いオペレータでは対応不可能である。
そこで、本発明は上記問題点を鑑み、鉄鉱石ペレット粒の造粒装置の操業を行うに際して、造粒装置の操業状態を判断する場合に、操業状態の判断を操作者の経験度合いに関係なく正確に行うための情報を提示することができる鉄鉱石ペレット粒の造粒装置の操業支援システムを提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、本発明は、以下の技術的手段を採用した。
本発明に係る造粒装置の操業支援システムは、焼結ペレットの元となるペレット粒を造粒する造粒機と、前記造粒機の出側に配備され且つ造粒されたペレット粒を篩分けする篩い分け機械とを有する造粒装置の操業を支援する操業支援システムであって、前記操業支援システムは、オペレータが確認可能な表示器を有し、前記造粒機で造粒された直後のペレット粒の粒径を正規分布関数にて規定し、前記篩い分け機械にてペレット粒が通過しない確率をシグモイド関数にて規定し、前記篩い分け機械を通過したペレット粒の粒径の実測値を基に、正規分布関数内の統計パラメータである「造粒機直後のペレット径の粒径の平均値μ」を算出すると共に、シグモイド関数内の統計パラメータである「篩い分け機械を通過しない確率が1/2となるペレット径の粒径A」を算出し、算出された平均値μ及び粒径Aを前記表示器に表示することで、前記平均値μ及び粒径Aが表示された表示器を確認したオペレータが、「前記平均値μが正常範囲を逸脱していれば造粒機の回転速度や回転角度を調整し、前記粒径Aが閾値を下回っていれば篩い分け機械のスクリーンを取り替える、あるいは清掃する」という操業を行うことを支援することを特徴とする。

本発明の造粒装置の操業支援システムによれば、鉄鉱石ペレット粒の造粒装置の操業を行うに際して、造粒装置の操業状態を判断する場合に、操業状態の判断を操作者の経験度合いに関係なく正確に行うための情報を提示することができる。

本実施形態による造粒装置の概略構成を示す図である。 造粒装置の篩い分け機械の原理を示す図である。 ペレット粒を搬送するコンベア上に配置されたペレット粒径検出装置の光源及び撮影装置の配置を示す図である。 シグモイド関数を表わすグラフである。 実測値である分布Ｆ’と、カーブフィッティングによって得られた統計パラメータＡに基づいて構築されたペレット粒の粒度分布Ｆを示す図である。 操業支援システムによって求められ、モニタに表示された統計パラメータμの推移を表わすグラフを示す図である。 操業支援システムによって求められ、モニタに表示された統計パラメータμの推移を表わすグラフを示す図である。 操業支援システムによって求められ、モニタに表示された統計パラメータＡの推移を表わすグラフを示す図である。 操業支援システムによって求められ、モニタに表示された統計パラメータＡの推移を表わすグラフを示す図である。 操業支援システムの動作及び操作者の行動の手順及び流れを示すフロー図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、その具体例をもって本発明の構成を限定するものではない。従って、本発明の技術的範囲は、本実施形態に開示内容だけに限定されるものではない。
以下、図面を参照しながら、本実施形態による造粒装置の操業支援システムについて説明する。造粒装置の操業支援システムは、造粒装置１が製造したペレット粒２の粒径を取得して、取得した粒径を基に造粒装置１の操業状態を造粒装置１のオペレータ（操業者）に提示するものである。ペレット粒２の粒径は、ペレット粒径検出装置３によって測定される。

以下、造粒装置１及びペレット粒径検出装置３の概略を説明し、造粒装置の操業支援システムについて説明する。
図１及び図２を参照し、造粒装置１について説明する。図１は、本実施形態による造粒装置１の概略構成を示す図であり、図２は、造粒装置１の篩い分け機械４の原理を示す図である。

まず、図１に示すように、造粒装置１は、ペレット原料をペレット粒２として造粒する造粒機５と、造粒されたペレット粒２を所定の粒度に篩い分ける篩い分け機械４と、篩い分けされたペレット粒２を次工程の乾燥・焼成工程に搬送するコンベア６とを有している。
造粒機５は、ペレット原料をペレット粒２として造粒するものであって、例えばパン型造粒機（パンペレタイザ）などである。造粒機５は、回転速度や回転角度を変化させることで、ペレット粒２の粒度を変化させることができる。

例えば鉄鋼原料として高炉に装入される鉄鉱石ペレット（焼結ペレット）を製造する場合、まず、鉄鉱石ペレットの主原料となる粉鉱石に、必要に応じて石灰石などの副原料やベントナイトなどのバインダを添加し、さらに所定量の水分を加えることでペレット原料を得る。こうして得られたペレット原料を、造粒機５などを用いて成形し鉄鉱石ペレットの元となるペレット粒２として造粒する。

このようなペレット粒２の造粒段階において、上述の造粒機５の回転速度や回転角度に加えて、主原料及び副原料の粒度や供給量の変動、及び添加水分量など造粒条件の変動に応じて、造粒されたペレット粒２の粒度が変わることはよく知られている。
篩い分け機械４は、造粒機５で造粒され搬送されてきたペレット粒２を所定の粒度に篩い分けるものであって、例えば、シードスクリーンなどである。

図２に示すように、篩い分け機械４は、ペレット粒２の搬送方向に沿って造粒機５側から、所定の粒径幅の下限未満のペレット粒２を除去する細スクリーン７と、所定の粒径幅の上限を超えるペレット粒２を除去する粗スクリーン８を順に有する。篩い分け機械４は、造粒機５から搬送されたペレット粒２を、細スクリーン７、粗スクリーン８の順で篩い分けることで、非常に粒径が小さいペレット粒２と非常に粒径が大きいペレット粒２を除去して、所定の粒径幅にある規格内の粒径を有するペレット粒２のみを得ることができる。

図１に示すように、篩い分け機械４で得られた所定の粒径幅にあるペレット粒２は、コンベア６などによって次工程の乾燥・焼成工程を実施するグレート・キルンなどに搬送されて、鉄鉱石ペレットとして製造される。
このとき、篩い分け機械４で除去された規格外の粒径のペレット粒２は、ペレット原料として再利用されるものの、鉄鉱石ペレットの生産量を確保し生産効率を向上させるためには、規格外のペレット粒２の発生はできるだけ少ない方がよい。

そこで、操業者（造粒機のオペレータ）は、造粒機５の回転速度や回転角度などを変化させて、造粒されたペレット粒２の粒度のバラツキを調整する。
そこで、図３に示すように、ペレット粒２の粒径のバラツキを監視するために、造粒装置１に対して、次工程の乾燥・焼成工程に搬送されるコンベア６上のペレット粒２の粒径を測定するペレット粒径検出装置３が設けられる。図３は、ペレット粒２を搬送するコンベア６上に配置されたペレット粒径検出装置３の光源９及び撮影装置１０の配置を示す図
である。

光源９は、ハロゲンランプやＬＥＤランプなどで構成されており、コンベア６の上方に設けられて、コンベア６で搬送される複数のペレット粒２に光を照射するものである。複数の光源９をコンベア６の上方に配置して、異なる方向からペレット粒２を照らしてもよい。
撮影装置１０は、ＣＣＤカメラなどで構成されており、光源９と同様にコンベア６の上方に設けられ、光源９によって照らされた複数のペレット粒２を撮影する。

ペレット粒径検出装置３は、図示しない粒径検出装置をさらに有し、粒径検出装置は、撮影装置１０が撮影したペレット粒２の画像を用いて、略球形状のペレット粒２の粒径を検出する。ペレット粒径検出装置３の構成、及び撮影されたペレット粒２の画像からペレット粒２の粒径を検出する方法については、公知の手法を用いればよく、例えば、特許公開公報（特開平８−８９７８０号公報及び特開２００７−１０８８３５号公報）に開示の技術などがある。

造粒装置１のオペレータは、ペレット粒径検出装置３によって検出されたペレット粒２の粒径が所定の粒径幅から外れるなど不適切な値を示した場合に、造粒機５の回転速度や回転角度などを変化させて、造粒後のペレット粒２の粒度を調整する。しかし、造粒機５の運転が適切であっても、後に続く篩い分け機械４が、スクリーンの目詰まりを起こして汚れているなどの悪い状態であれば、ペレット粒２の粒径が不適切な値となる。つまり、造粒機５のオペレータは、ペレット粒径検出装置３によって検出されたペレット粒２の粒径が不適切な値を示した場合に、ペレット粒２の粒径を見るだけでは、造粒機５を調整及び整備する必要があるのか、それとも篩い分け機械４を調整及び整備する必要があるのかを判断することができない。

そこで、本実施形態による造粒装置の操業支援システムは、造粒装置１のオペレータに対して篩い分け機械４（シードスクリーン）を通過したペレット粒２の粒径に関する統計情報を提示し、造粒機５及び篩い分け機械４のいずれを調整及び整備する必要があるのかの判断を支援する。
造粒装置１の操業支援システム（以下、単に操業支援システムという）は、ペレット粒径検出装置３が検出したペレット粒２の粒径を用いて、後述するペレット粒２の粒径に関する統計情報を算出し、算出した統計情報をモニタ等に出力するものである。操業支援システムは、モニタ等の出力装置（表示器）に接続されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などで動作するコンピュータプログラムとして構成される。

操業支援システムは、造粒機５による造粒後のペレット粒２の粒度分布、及び篩い分け機械４の篩特性（ペレット粒の通過特性）の双方を考慮し、粒度分布及び篩特性のそれぞれに関する統計情報を出力する。つまり、操業支援システムは、ペレット粒径検出装置３が検出した複数のペレット粒２の粒径分布を造粒後の複数のペレット粒２の粒度の特徴として表現する統計パラメータ（第１の統計情報）と、該複数のペレット粒２の篩い分け機械４（以下、篩機４という）における通過特性を表現する統計パラメータ（第２の統計情報）とを所定の時間毎に同時に算出し、算出した第１の統計情報及び第２の統計情報を出力する。

まず、第１の統計情報に関するものとして、造粒機５による造粒直後であって篩機４で篩い分けられる前のペレット粒２の粒度を表現する確率密度関数を“正規分布関数”で規定する。この正規分布関数を、ガウス関数の一種である以下の式（１）による関数ｆ_１で定義する。

次に、第２の統計情報に関するものとして、ペレット粒２が篩機４のスクリーンを通過しない特性を表現する確率密度関数を“シグモイド関数”で規定する。このシグモイド関数を、以下の式（２）による関数ｆ_２で定義する。

シグモイド関数の特性について説明する。シグモイド関数は、本実施形態において、ペレット粒２の粒径に対して篩機４のスクリーンを通過できず遮断される確率を表現する関数である。図４に示すシグモイド関数のグラフでは、ペレット粒２の粒径を示す横軸に対して、篩機４のスクリーンにより遮断される確率が縦軸に示されている。
つまり、図４に示すように、ペレット粒２の粒径がある値以上になると、篩機４のスクリーンを通過できず遮断される確率が値１に漸近し、ペレット粒２はほとんどスクリーンを通過せず遮断される。逆に、ペレット粒２の粒径が小さくなればなるほど、ペレット粒２はスクリーンを通過しやすくなるため、スクリーンにより遮断され通過できない確率は値０に漸近してゆく。

ここで、図４示すグラフ、つまりシグモイド関数において、篩機４により遮断される確率が値０.５（２分の１）となるときのペレット粒２の粒径が式（２）における統計パラメータ“Ａ”（第２の統計情報）である。ここで、統計パラメータ“Ａ”の値が小さくなることは、シグモイド関数全体がＸ軸の負方向に平行移動することであり、あるペレット粒２の粒径に対して篩機４のスクリーンにより遮断される確率の値が大きくなる。つまり、統計パラメータ“Ａ”の値が小さくなることは、篩機４におけるペレット粒２の通過特性が悪化していることを意味する。

逆に、統計パラメータ“Ａ”の値が大きくなることは、シグモイド関数全体がＸ軸の正方向に平行移動することであり、あるペレット粒２の粒径に対して篩機４のスクリーンにより遮断される確率の値が小さくなる。つまり、統計パラメータ“Ａ”の値が大きくなることは、篩機４におけるペレット粒２の通過特性が向上していることを意味する。
ここで、篩機４のスクリーンについての通過特性を考えると、スクリーンの目は篩機４の使用に伴って汚れて詰まる傾向にあるので、スクリーンが汚れて目詰まりすればシグモイド関数の統計パラメータ“Ａ”の値は小さくなってゆくと考えられる。

さて、図２に示して説明したように、篩機４が、造粒機５側に篩目サイズの小さい細スクリーン７を有し、細スクリーン７の下流側に篩目サイズの大きい粗スクリーン８を有する構成となっている場合を考える。この場合、造粒機５によって造粒されたペレット粒２のうち、非常に粒径の小さいペレット粒２が上流側の細スクリーン７を通過して除去される。続いて、下流側の粗スクリーン８で、細スクリーン７を通過しなかったペレット粒２のうち非常に粒径の大きいペレット粒２よりも粒径の小さいペレット粒２が、粗スクリーン８を通過して、コンベア６などにて次工程に搬送される。

このように、非常に粒径の小さいペレット粒２が上流側の細スクリーン７で除去され、
非常に粒径の大きいペレット粒２が粗スクリーン８で除去されることによって、所定の粒径範囲（粒度）にあるペレット粒２のみが、コンベア６にて次工程の乾燥・焼成工程に搬送される。
上述したように、造粒されたペレット粒２のうち、目的物である鉄鉱石ペレットに適した所定の粒径範囲（粒度）にあるペレット粒２は、篩目サイズの小さい細スクリーン７を通過せず、篩目サイズの大きい粗スクリーン８を通過してコンベア６で次工程に搬送される。そこで、ペレット粒径検出装置３にて検出されるコンベア６上のペレット粒２の粒度（ペレット粒２の粒径の分布）を、上述の関数ｆ_１及び関数ｆ_２を用いて、以下の式（３）による関数式Ｆで表現し定義することができる。

式（３）において、関数ｆ_１及び関数ｆ_２についての詳細は上述のとおりであるが、右辺の第２項の関数ｆ_２は、篩目サイズが小さい細スクリーン７を通過しない確率を表現しており、右辺の第３項の関数（１−ｆ_２）は、篩目サイズが大きい粗スクリーン８を通過する確率を表現している。つまり、右辺の第２項は細スクリーン７に関する関数であり、第３項は粗スクリーン８に関する関数であるので、それぞれの関数ｆ_２内の統計パラメータは互いに異なった値となる。

以上のように関数を定義した上で、ペレット粒径検出装置３にて検出されるコンベア６上のペレット粒２の粒径の分布を連続的に所定時間毎（例えば1時間毎）に構築し、その粒度分布を分布Ｆ’と定義する。つまり、分布Ｆ’は、前述したペレット粒径検出装置３にて測定されたペレット粒２の実測値を用いて構成される。通常、造粒装置１では、分布Ｆ’は、関数式Ｆが示す正規分布関数に似た分布となる。

そこで、関数式Ｆと分布Ｆ’の偏差が最小となるように、最小二乗法などの最適化手法を用いて関数式Ｆ内の各統計パラメータを算出する。この、カーブフィッティングによって得られた統計パラメータＡの値は、上述のように篩機４のスクリーンの状態を評価する値として扱うことができ、統計パラメータμ（第１の統計情報）の値は、上述のように造粒機５の状態を評価する値として扱うことができる。

図５に、実測値である分布Ｆ’と、カーブフィッティングによって得られた統計パラメータＡに基づいて構築されたペレット粒２の粒度分布Ｆを示す。図５によれば、統計パラメータを適切に設定した関数式Ｆにより、実測値である分布Ｆ’を凡そ表現できることが確認できる。ここで、カーブフィッティングを行う際に考慮する関数式Ｆと分布Ｆ’の偏差は次のように求められる。まず、各ペレット粒２の粒径に対して、関数式Ｆと分布Ｆ’が示す頻度の偏差の絶対値を計算し、計算された各ペレット粒２の粒径に対する偏差の絶対値の総和を求め関数式Ｆと分布Ｆ’の偏差とする。

操業支援システムは、上述の処理及び演算を実施して統計パラメータＡ及び統計パラメータμを求め、求めた統計パラメータＡ及び統計パラメータμを、ＰＣに接続されたモニタ等の出力装置に操業中リアルタイムで表示する。
図６〜図９に、統計パラメータＡ及び統計パラメータμのモニタへの出力内容を示す。図６及び図７は、操業支援システムのモニタに表示された統計パラメータμの推移を表わすグラフを示し、図８及び図９は、操業支援システムのモニタに表示された統計パラメータＡの推移を表わすグラフを示している。

まず、図６及び図７を参照して、統計パラメータμの推移について説明する。
図６において、操業者は、例えば時刻９：００の時間帯において、統計パラメータμの値が大きくなって正常範囲を逸脱していることを認識して、造粒直後のペレット粒２の粒径の平均値が正常範囲を逸脱して大きくなっていることを知る。このとき、ＰＣのモニタには時刻９：００の時間帯以降の結果は表示されていない。この結果を、造粒機５を直接に目視確認することなくモニタで認識できた操作者は、時刻９：００の時間帯において、直ちに造粒機５の調整を行うことができる。これによって、造粒直後のペレット粒２の粒径の平均値が正常範囲に制御され、ＰＣのモニタには、時刻９：００以降の時間帯では、
統計パラメータμの値が正常範囲内に保たれた結果が表示されている。

また、図７は、時刻８：００〜１８：００の間に、篩機４のスクリーンの交換などによってラインの操業が休止していた場合の統計パラメータμの推移を表わすグラフである。
図７を参照すると、操業者は、操業休止直後の時刻８：００の時間帯において、統計パラメータμの値が大きくなって正常範囲を逸脱していることを認識して、造粒直後のペレット粒２の粒径の平均値が正常範囲を逸脱して大きくなっていることを知る。このとき、ＰＣのモニタには時刻８：００の時間帯以降の結果は表示されていない。この結果を、造粒機５を直接に目視確認することなくモニタで認識できた操作者は、時刻８：００の時間帯において、直ちに造粒機５の調整を行うことができる。これによって、造粒直後のペレット粒２の粒径の平均値が正常範囲に制御され、ＰＣのモニタには、時刻８：００以降の時間帯、つまり、操業再開後において統計パラメータμの値が正常範囲内に保たれた結果が表示されている。

次に、図８及び図９を参照して、統計パラメータＡの推移について説明する。
図８において、操業者は、例えば時刻１４：００の時間帯において、時間の経過とともに小さくなった統計パラメータＡの値が閾値を下回っていることを認識して、篩機４における通過特性が悪くなっていることを知る。このとき、ＰＣのモニタには時刻１４：００の時間帯以降の結果は表示されていない。

この結果を、篩機４を直接に目視確認することなくモニタで認識できた操作者は、統計パラメータＡの値が小さくなっていることから、ペレット粒２の粉成分などが細スクリーン７に付着して目詰まりを起こしていると判断して、細スクリーン７の清掃を行うことができる。これによって、細スクリーン７の通過特性は改善され、ＰＣのモニタには、時刻１４：００以降の時間帯では、統計パラメータＡの値が閾値以上に保たれた結果が表示されている。

また、図９は、時刻８：００〜１８：００の間に、篩機４のスクリーンの交換などによってラインの操業が休止していた場合の統計パラメータＡの推移を表わすグラフである。
図９において、操業者は、操業休止直前の時刻８：００の時間帯において、統計パラメータＡの値が小さくなって閾値を下回っていることを認識して、細スクリーン７が目詰まりを起こしていることを知る。このとき、ＰＣのモニタには時刻８：００の時間帯以降の結果は表示されていない。しかし操業再開後は、操業休止中に篩機４のスクリーンが交換されたので、細スクリーン７の通過特性が改善されている。従って、ＰＣのモニタには、時刻１８：００以降の時間帯、つまり、操業再開後において統計パラメータＡの値が閾値以上に保たれた結果が表示されている。

図１０を参照して、操業支援システムの動作及び操作者の行動についてまとめる。図１０は、操業支援システムの動作及び操作者の行動の手順及び流れを示すフロー図である。
まず、ペレット粒径検出装置３は、コンベア６上のペレット粒２を撮影し、ペレット粒２の画像からペレット粒２の粒径を取得する（ステップＳ１：ペレット粒径取得工程）。
操業支援システムは、ステップＳ１で取得されたペレット粒２の粒径に基づいて、所定時間毎（例えば1時間毎）にペレット粒２の粒径の分布を連続的に構築し、その粒度分布である分布Ｆ’を得る（ステップＳ２：ペレット粒分布取得工程）。

操業支援システムは、ステップＳ２で構築した分布Ｆ’を基に、最適化手法を用いて関数式Ｆの各統計パラメータを同時に決定する（ステップＳ３：統計パラメータ決定工程）。
操業支援システムは、ステップＳ３で決定した統計パラメータの推移を、モニタ等の出力装置に表示し、操業者に提示する（ステップＳ４：統計パラメータ表示工程）。

操業者は、モニタ等に表示された統計パラメータの推移を確認し、統計パラメータμが正常範囲を逸脱していれば造粒機５の回転速度や回転角度を調整し、統計パラメータＡが閾値を下回っていれば篩機４のスクリーンを取り替える、あるいは清掃する（ステップＳ５：統計パラメータ改善工程）。
以上より、本実施形態による操業支援システムは、ステップＳ２〜ステップＳ４を実施し、操業者によるステップＳ５を支援するものであるといえる。

本実施形態による操業支援システムは、ペレット粒径検出装置３によってリアルタイムで連続的に測定されたペレット粒２の粒径を基に、ペレット粒２の粒径に関する統計情報である統計パラメータμ及び統計パラメータＡの推移を操業者にリアルタイムで提示することができる。これにより、操業者は、造粒機５や篩機４まで度々出向いて各機械の状態を確認する必要がなくなる。従って、操業者は、造粒機５や篩機４まで度々出向くことなく各機械を調節することができる。

これによって、本実施形態による操業支援システムは、以下に示す効果を上げることができる。まず、篩機４にて除外されるペレット粒２の割合を減少させることにより所定の粒径範囲にあるペレット粒２の割合を高め、ペレット粒２の生産性を向上させることができる。また、粒度のバラツキが安定したペレット粒２をグレート・キルン工程に搬送することにより、グレート・キルン内におけるペレット粒２間の通気性が改善されるなどして、ペレット粒２を焼成するための燃料原単位を低減することができる。

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種統計パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。

１ 造粒装置
２ ペレット粒
３ ペレット粒径検出装置
４ 篩い分け機械
５ 造粒機
６ コンベア
７ 細スクリーン
８ 粗スクリーン
９ 光源
１０ 撮影装置

Claims (1)

1. 焼結ペレットの元となるペレット粒を造粒する造粒機と、前記造粒機の出側に配備され且つ造粒されたペレット粒を篩分けする篩い分け機械とを有する造粒装置の操業を支援する操業支援システムであって、
   前記操業支援システムは、オペレータが確認可能な表示器を有し、
   前記造粒機で造粒された直後のペレット粒の粒径を正規分布関数にて規定し、
   前記篩い分け機械にてペレット粒が通過しない確率をシグモイド関数にて規定し、
   前記篩い分け機械を通過したペレット粒の粒径の実測値を基に、正規分布関数内の統計パラメータである「造粒機直後のペレット径の粒径の平均値μ」を算出すると共に、シグモイド関数内の統計パラメータである「篩い分け機械を通過しない確率が1/2となるペレット径の粒径A」を算出し、
   算出された平均値μ及び粒径Aを前記表示器に表示することで、
   前記平均値μ及び粒径Aが表示された表示器を確認したオペレータが、「前記平均値μが正常範囲を逸脱していれば造粒機の回転速度や回転角度を調整し、前記粒径Aが閾値を下回っていれば篩い分け機械のスクリーンを取り替える、あるいは清掃する」という操業を行うことを支援する
   ことを特徴とする造粒装置の操業支援システム。