JPH01212A - 原料コントロ−ルゲ−トの開度調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ベルレス高炉、一般シャフト炉などの炉頂か
ら塊粒状原料を炉内に装入するために使用される原料コ
ントロールゲートの開度調整方法に関するものである。

［従来の技術］ ベルレス高炉などの炉頂から鉄鉱石、コークスなどの塊
粒状原料を炉内に装入する一般的な炉頂装入装置は、例
えば第３図、第４図に示すように、ベルトコンベヤー２
１で搬送された原料２２を一時貯蔵し下部に原料コント
ロールゲート２３を設けた炉頂ホッパー２４２個を並列
（第３図）、または直列（第４図）に配置し、炉体２５
上部に分配シュート駆動装置２６を設け、該分配シュー
ト駆動装置２６に駆動され炉体中心をセンターとして炉
内を一定速度で旋回し、且つ上下方向に傾斜角度を調節
し得る分配シュート２７を設けた構成としている。なお
、図中２８は下部シール弁、２９は上部シール弁である
。

該炉頂装入装置の運転は、通常プログラマブルコントロ
ーラーを用いて実施している例が多く、・原料コントロ
ールゲート２３の開度の設定もこのプログラマブルコン
トローラーを用いて実施されている。その設定方法は、
先ず、使用するゲート開度を「原料コントロールゲート
開度テーブル」に登録する。通常、ゲート開度漱として
、工ないしＩＯ程度をを設け、この魔に対応させて、例
えば、Ｎ１１：３Ｇ＠、１１ｋＬ２．３３＠、嵐３：３
５・・・の様に、原料コントロールゲートの開度を「ダ
ンプモードテーブル」に設定入力する。このダンプとは
、ある量の原料を一回炉内に装入することを言う。さら
に、当該ダンプを実行する時の原料コントロールゲート
の開度魔を入力する。例えば、！１ｋＬ１ダンプではゲ
ート開度隠１、磁２ダンプではゲート磁２と入力すると
、磁１ダンプ実行時には原料コントロールゲート２３の
開度は３０＠、Ｎａ２ダンプ実行時には原料コントロー
ルゲート２３の開度は３３″となる。

原料を炉内に装入する際は、コークスと鉄鉱石に分けて
別々に投入するのが通例であり、それぞれの１ダンプ分
の原料を計画時間内に一定流量で排出し得るように、上
述のごとく原料コントロールゲート２３の開度を設定す
ると共に、原料を炉内にできるだけ均等に分配、散布す
るため、原料排出中は、分配シュート２７の傾斜角度を
徐々に変えながら連続旋回させつつ１ダンプの投入を行
い、分配シュート２７の旋回数の合計が整数となるよう
にしている。この場合、分配シュート２７の旋回速度（
を秒／旋回）は一定としているので、旋回数合計（Ｎ）
が決まれば、旋回時間即ち原料排出時間（Ｔ）は、Ｔ−
ＮＸｔ（秒）となり、ある一定値である。

しかし、実際に装入作業を行ってみると、排出時間内の
原料切り出し量に過不足を生じたり、あるいは原料切り
出し完了時点における分配シュー）２７の旋回数に過不
足を生じ、そのため炉内の原料分配が不均一になる。最
近高炉の運転は、ＡＩ（人工頭脳）を用いたシステムで
実施されることが多くなってきているが、炉内ガスの炉
体半径方向の流れ分布を支配することがその要諦の一つ
であり、該流れ分布の制御手段として炉内の原料分布が
大切なポイントであって、予定した原料分配が達成され
ないと高炉の安定操業を確保できないという問題があっ
た。

上記問題の発生要因としては、１）実際に原料の切り出
しが開始された時点、および完了した時点の把握が不充
分であるため、実際の原料排出時間と分配シュート２７
の旋回時間との間に時間のずれがある、２）炉頂ホッパ
ー２４内の原料貯蔵量を正確に把握できない、あるいは
炉頂ホッパー２４内の閉塞、棚吊り現象のため実際の原
料排出量を把握できない、３）原料の粒度が種々変化す
るため原料コントロールゲート２３の開度設定が不適当
であるなどが考えられ、上記問題解′決のため、１）分
配シュート２７人口側に音響または振動検知器を配置す
る、２）前記のほか、さらに炉頂ホッパー２４に質量計
を配置する、３）過去の蓄積データに基づいて原料コン
トロールゲート２３の開度を設定するなどの対策が実施
された（特公昭５７−４７７２８号公報、特公昭５９−
３８４２４号公報、特公昭５７−５２４０４号公報参照
）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記対策を実施したのに拘らず、１ダンプ当り
約１４回の分配シュート２７の旋回数に対し旋回数誤差
が±０．５〜±１．０旋回、甚だしいときは±２旋回に
達することがあり、さらに改善の必要が認められた。

本件の発明者は、原料の粒度分布幅が予想外に大きいた
め、過去の蓄積データのみに基づい−て原料コントロー
ルゲート２３のゲート開度を平均的に修正することの不
合理に着眼し、原料装入前に、前回装入時における原料
排出速度と、そのときの原料コントロールゲート２３の
ゲート開度を、予め設定した基準排出特性値と比較照合
し、次回の原料コントロールゲート２３のゲート開度を
設定する方法を新たに発明した。以下発明の詳細な説明
する。

高炉へ装入する原料は、複数基の原料ビンに貯蔵され、
１ダンプ分に見合う量が原料ビンから順次切り出され高
炉に供給される。従って、成る原料ビン内の残存原料は
少しづつ減少し、成る全以下になると他の原料ビンに切
り替えられ、引き続き切り出しが行われ、その間、次回
の切り出しに備えて残存量の少ない原料ビンに原料を補
給するというサイクルが繰り返される。

一方、原料、特にコークスの原料サイズは平均粒径約５
０中で、個々の粒径は１０中〜７０中の間に幅広く分布
しており、これら原料を上方から原料ビンに投入すると
、一般粉粒体の貯蔵と同様、原料ビン中心部に細粒が、
また外側に大塊が多く堆積する。そのため原料ビンから
切り出される原料中の細粒と大塊の混合比が切り出し前
後で大幅に変化する。従って、平均的な蓄積データを利
用して原料コントロールゲートのゲート開度を設定する
従来の方法は、平均的な粒径混合比を有する原料に限っ
て適用できるものであり、前述の旋回数誤差を招く原因
になっている。一方、本発明は一回前の実績データに従
って修正を行うことができ、原料コントロールゲートの
的確なゲート開度制御を期待できる。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前述の考察に立脚し、精度の高い原料コント
ロールゲートのゲート開度を設定する方法を提供するた
めになしたもので、炉頂ホッパーから原料コントロール
ゲートおよび分配シュートを介して炉内に塊粒状原料を
装入、分配する際の原料コントロールゲートの開度調整
方法において、原料銘柄毎の原料コントロールゲート開
度と原料排出速度の関係を表す基準排出特性曲線を予め
設定し、前回原料装入時における原料排出速度を、その
時の実際の原料コントロールゲート開度における前記基
準排出特性曲線上の原料排出速度の値と比較して、その
偏差値を求め、該偏差値を次回の原料予定排出速度から
差し引いて次回原料排出速度を求め、前記基準排出特性
曲線により、前記求めた次回原料排出速度に対応した原
料コントロールゲート開度を求め、得られたゲート開度
を次回の原料コントロールゲート開度として使用するも
のであ−る。

［作　　　用］ 原料装入前に、前回装入時の原料排出速度を把握し、基
準排出特性曲線に照合して、次回の原料コントロールゲ
ート開度を調整するので、炉頂ホッパー内の粒径混合比
が大幅に変化しても的確にゲート開度を設定することが
でき、分配シュートの旋回数の誤差を極小にすることが
できる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する
。

第１図および第２図は、本発明の方法を実施するための
装置の一例を示すもので、図示されていない原料貯蔵槽
の下に配設された秤量ホッパー１と、秤量ホッパー１内
の原料を秤量する秤量器２と、前記秤量器２の計測結果
を集計し、高炉へ装入する各ダンプ毎の原料の重ＱＷ＋
　Ｋｇを電気信号ａとして出力する秤量装置３と、図示
されていない炉体の頂部に配設され、原料を一時貯蔵し
下部に原料コントロールゲート４を存する炉頂ホッパー
５と、前記原料コントロールゲート４を作動させるアク
チュエーター６と、該アクチュエーター６に連動して原
料コントロールゲート開度θ１を電気信号すとして出力
するゲート開度発信器７と、該炉頂ホッパー５の直下に
あって、炉内に原料を散布する分配シュート８と、該分
配シュート８の各ダンプ毎の合計旋回数Ｎを入力保存し
、電気信号Ｃとして出力する設定器９と、前記各ダンプ
毎の前回装入原料重量実測値Ｗｉ　を原料銘柄Ｍ毎に電
気信号ａとして人力し、前記合計旋回数Ｎと原料コント
ロールゲート４の原料コントロールゲート開度θｉおよ
び原料排出時間Ｔｉをそれぞれ電気信号ｃ、ｂ、ｄとし
て入力保存し、電気信号ｅとして出力するメモリ一部ｌ
Ｏと、蓄積した過去ノ情報に基づいて原料銘柄Ｍ毎の原
料コントロールゲート開度θと原料排出速度Ｑの関係を
まとめて関数とした、第２図に示す基準排出特性曲線イ
を記憶し、メモリ一部ＩＯから入力する各種データの電
気信号ｅを基にして演算を行い、その算出結果を前記基
準排出特性曲線イに対比し、次回原料装入時の原料コン
トロール開度を求め、その設定開度を電気信号ｆとして
出力する演算部１１と、電気信号ｆを入力し、次回原料
装入時の分配シュート８の傾斜角度や旋回数Ｎと原料コ
ントロールゲート開度θをメモリーし、電気信号９とし
て出力する次回ダンプ実行モード設定器１２と、電気信
号９を入力し、原料装入開始指令を電気信号りとして発
信する原料コントロールゲート開度制御器１３などから
なる。

なお、第２図に示す上述の基準排出特性曲線イは、高炉
が使用する原料の銘柄毎にその数だけ保有する。また、
原料排出時間Ｔｉの測定には、音響もしくは振動検知器
、質量計などを用いてもよい。又添字ｉは炉頂ホッパー
１から投入完了したダンプの計測値であり、ｌ◆１はｉ
番目の投入完了時に投入された同一銘柄の原料を次に投
入する場合の実測値若しくは計画値である。

メモリ一部ｌＯが保存している前回装入原料重量実測値
Ｗｉ　、前回装入原料排出時間実測値Ｔｉ　、前回装入
原料排出速度Ｑｉ、次回装入原料重量実測値Ｗ１，１、
前回装入時分間シュートの合計旋回数Ｎが出力電気信号
ｅとして演算部１１に入力されると、演算部１１は、前
記の各データと固定値の分配シュート旋回速度ｔ（秒／
旋回）より、下記の（１）式、および（２）式に従って
前回装入原料排出速度Ｑ　ｉ　、および次回装入原料排
出速度Ｑ　ｉｅｌを演算する。

Ｑ＋　−ＷＢ　／Ｔ；　　　　Ｋｇ／ｓｅｃ　　　　（
１）式Ｑ；ｅ＋−ＷＢｎ／　（Ｎ　ｘ　ｔ　）　Ｋｇ／
ｓｅｅ　　　　（２）式この演算結果を演算部１１に入
力されている、同一銘柄原料の基準排出特性曲線イと対
比する。

例えば前回の原料コントロールゲート開度θｉと前回装
入原料排出速度Ｑｉの座標を記入した場合、両輪の交点
が第２図の基準排出特性曲線イのＡ点ではなく、ΔＱだ
け外れた点Ｂにあるとすれば、それは基準排出特性曲線
イを作成したときの原料の性状と前回装入原料性状が変
化してきているということであり、本発明の方法では原
料コントロールゲート開度θが変動しても原料の排出特
性は近似するものとして、第２図に示す点Ｂを通り基準
排出特性曲線イに平行する曲線口を仮想し、この曲線口
を現在使用中の原料の排出特性曲線とみなすことにより
、分配シュートの合計旋回数の誤差の要因であるΔＱな
る偏差を解消している。

次に前記演算によって求めた次回装入原料排出速度Ｑ　
ｉｎと曲線口との交点りを求め、該交点りを通る垂線上
の０２が次回原料装入時の原料コントロールゲート開度
となる。Ｑｌ、１と曲線イの交点Ｃから求めた開度θ１
ではない。

本発明の方法では次回装入原料排出速度Ｑ　ｉｅｌを修
正して基準排出特性曲線イと対比し、次回原料装入時の
原料コントロールゲート開度を得ている。

次回装入原料排出速度修正値Ｑｉ　ｓは、次回装入原料
排出速度Ｑ　ｉｅｌ、前回装入原料排出速度偏差値ＡＱ
、前回装入原料排出速度修正値Ｑ。

より、下記の（３）式に従って演算する。

Ｑ　１　ｓ　−Ｑ　Ｉｌｌ　−Δ　Ｑ−Ｑｉ−＋−（Ｑ
；　　　−Ｑｏ　　）（３）式 この演算結果を第２図の基準排出特性曲線イに対比する
と該曲線イとの交点Ｅを得て、該交点Ｅを通る垂線上の
０２が次回原料装入時の原料コントロールゲートの開度
となる。

一般に、貯蔵槽から排出される原料の性状は毎ダンプ毎
に変化する。通常１つの槽から排出する回数は１６〜２
０回で、ある残量になると別の貯蔵槽、に切替え、この
後再充填を行う。従って同一銘柄の原料であっても、第
１回目と第１８〜２０回目とではその性状が大きく異る
ことになる。

しかしながら、第１回目と第２回目の性状は近似してお
り、第１０．１１回目も近似しているため、同一銘柄の
前回投入原料の投入結果を用いて、次回投入原料の原料
コントロールゲート開度を求めることが可能となる。

次に、炉頂ホッパーから原料の排出を開始する時の原料
コントロールゲート４の作動と、そのゲート開度制御の
手順について説明する。

原料コントロールゲート開度制御器１３から原料装入開
始の指令信号がアクチュエーター６に入力されると、該
アクチュエーター６が作動して原料コントロールゲート
４が開き始め、前記アクチュエーター６に連設されたゲ
ート開度発信器７が原料コントロールゲート４のゲート
開度θを電気信号すとして逐次前記原料コントロールゲ
ート開度制御１３に出力し、該電気信号すによるゲート
開度θを受けた原料コントロールゲート開度制御器１３
は、該ゲート開度θが先にダンプ実行モード設定器１２
に入力されている次回原料装入時の原料コントロールゲ
ート開度θ２と同じになった時点で、アクチュエーター
６に原料コントロールゲート４の作動停止指令を発信し
、原料コントロールゲート開度θを所定の開度θ２に保
持する。このとき、機器の作動誤差などにより、ゲート
開度に若干の誤差が発生するので、この影響を次回原料
装入時の原料コントロールゲート開度の設定に反映させ
るため、実際のゲート開度θｉｅｌ°をメモリ一部へ入
力し、メモリ一部は演算部が出力したゲート開度設定値
θｉｅ＋ではなく、θｉ＋Ｉ゛を記憶し、［Ｗｉ、１＋
　　θｉ、１’　、　Ｔｉ１１］を保存する。

高炉に使用する種々の原料に関し過去に蓄積した各種の
情報をまとめ、原料銘柄別に作成した基準排出特性曲線
と、前回装入時の原料排出速度の実測値を比較検討し、
両者の偏差値を加味して前記基準排出特性曲線を適宜に
修正しつつ、毎回の原料装入時の原料コントロールゲー
ト開度を自動的に設定する方法としたので、炉頂ホッパ
ー内の原料の粒径混合比が大幅に変化してもこれに追随
して的確なゲート開度の設定が可能となり、分配シュー
トの旋回数の誤差を極小にできるようになった。

なお、本発明は前述の実施例にのみ限定されるものでは
なく、例えば、メモリ一部に記憶保有されている最新の
データを基にして基準排出特性曲線を修正し、最新の装
入原料の性状を反映した特性曲線にチェンジしてもよい
こと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て種々の変更を加え得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の原料コントロールゲートの
開度調整方法によれば、下記のごとき種々の優れた効果
を奏し得る。

（Ｄ　原料コントロールゲートのゲート開度の再設定を
する必要がない。

（ｎ）　　各ダンプに対する分配シュートの旋回数の過
不足が最小となる。

■　原料性状の変化に追従し得る。

面　前＜Ｄ（ＩＤ（０）各項により高炉の運転に与える
効果は甚大である。

【図面の簡単な説明】

第１図、および第２図は本発明の原料コントロールゲー
トの開度調整方法の一実施例を示し、第１図は本発明の
方法を実施するための演算装置のブロック線図、第２図
は本発明の方法を実施するための基準排出特性曲線図、
第３図、および第４図は一般的な炉頂芸人装置の概念図
である。 図中、■は秤量ホッパー、３は秤量装置、４は原料コン
トロールゲート、５は炉頂ホッパー、６はアクチュエー
ター、７はゲート開度発信器、８は分配シュート、１０
はメモリ一部、１１は演算部、１２はダンプ実行モード
設定器、１３は原料コントロールゲート開度制御器を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）炉頂ホッパーから原料コントロールゲートおよび分
   配シュートを介して炉内に塊粒状原料を装入、分配する
   際の原料コントロールゲートの開度調整方法において、
   原料銘柄毎の原料コントロールゲート開度と原料排出速
   度の関係を表す基準排出特性曲線を予め設定し、前回原
   料装入時における原料排出速度を、その時の実際の原料
   コントロールゲート開度における前記基準排出特性曲線
   上の原料排出速度の値と比較して、その偏差値を求め、
   該偏差値を次回の原料予定排出速度から差し引いて次回
   原料排出速度を求め、前記基準排出特性曲線により、前
   記求めた次回原料排出速度に対応した原料コントロール
   ゲート開度を求め、得られたゲート開度を次回の原料コ
   ントロールゲート開度として使用することを特徴とする
   原料コントロールゲートの開度調整方法。