JPH05147735A - 粉体流量制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶銑または溶鋼内に浸漬ランスまたはノズル
を用いて粉体を吹き込むための粉体切り出し量制御シス
テムに関し、特に、溶銑または溶鋼への吹き込み中の吹
き込み速度の変更時点に於いて、その速度の応答性が著
しく向上し、設定変更後１分以内に設定点に到達できる
制御システムを提供する。 【構成】 圧力容器下部に粉体用のバルブを取り付け、
切り出し速度変更に際してその速度に対応した予定開度
まで予めバルブ開度を強制的に変更した後、内部圧力の
追従を待ち、バルブの開度を圧力容器に取り付けられた
重量計からの時間微分信号によるフィードバック制御に
切り替えるもので、急激な設定変更に対する応答性を向
上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶銑または溶鋼内に浸
漬ランスまたはノズルを用いて粉体を吹き込むための粉
体流量制御システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧力容器からの粉体の切り出しに
際しては、その速度制御のために、次の方法が行なわれ
ていた。

【０００３】（１）圧力容器の内部圧力を変更する方法 一般に空気輸送で粉体を輸送する場合、その輸送圧力は
輸送用の配管経路、サイズ等の設備条件と粉体輸送速度
及び輸送用空気流量により決定され、圧力容器内部圧力
は輸送圧力よりも若干高い圧力で制御される。このとき
粉体の切り出し速度は圧力容器内部圧力と輸送圧力の差
圧によって決定され、従って圧力容器の内部圧力を変更
した場合、その圧力に対応して差圧値も変化し、粉体の
切り出し速度が制御される。

【０００４】（２）圧力容器下部に取り付けられたテー
ブルフィーダー又はロータリーバルブの回転数を変更す
る方法 ロータリーバルブを切り出し速度制御に用いる場合、圧
力容器の下部にロータリーバルブを取り付け、その回転
数を制御することにより、切り出し速度の制御を行う。
この場合、切り出し速度に対応して輸送圧力が上昇する
ため、圧力容器の内部圧力も切り出し速度に対応して制
御せねばならない。

【０００５】（３）粉体輸送用のガス量を変更して圧力
容器との相対的な圧力差を調節する方法。 上述のように、輸送圧力は粉体の切り出し速度と輸送用
ガス流量によって決まるため、ガス流量を変更すること
により差圧値も変更でき、切り出し速度の変更が可能と
なる。しかし粉体輸送のためには、最低必要なガス流量
を確保せねばならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】

（１）圧力容器の内部圧力を変更する方法では、圧力容
器の内部容量が大きい場合、速度制御の応答性はその加
圧減圧の圧力調節弁の性能及び圧力源の供給能力に依存
し、特に圧力制御弁を選定する場合、定常状態での制御
性が問題となるため、選定弁口径は急激な圧力変更には
追従できず、急速な圧力変更のためには、加圧／減圧の
ためだけに、別途、加圧／減圧ラインを設けねばならな
い欠点があった。

【０００７】（２）テーブルフィーダーまたはロータリ
ーバルブを使用する場合でも、圧力容器内部と輸送配管
圧力とは均一にせねばならず、切り出し速度の応答性は
ロータリーバルブの回転数変更速度よりも圧力容器の加
圧減圧速度に依存しなければならない欠点があった。

【０００８】（３）粉体輸送用のガス量を変更する方法
の場合は、圧力容器内部の圧力は均一であっても問題は
無いが、溶銑や溶鋼内に粉体を吹き込む場合、輸送用の
ガス量も独立して制御する必要があり、制御の自由度が
失われる欠点があった。

【０００９】以上のように、従来の技術では、圧力容器
からの切り出し速度制御に於いては、圧力容器内部圧力
の制御が不可欠であり、加圧／減圧の速度がその速度制
御の応答性を決定していた。

【００１０】本発明では、圧力容器下部に粉体用のバル
ブを取り付け、切り出し速度変更に際してその速度に対
応した予定開度まで予めバルブ開度を強制的に変更した
後、内部圧力の追従を待ち、バルブの開度を圧力容器に
取り付けられた重量計からの時間微分信号によるフィー
ドバック制御に切り替えるもので急激な設定変更に対す
る応答性を向上させることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、粉体を下部か
ら供給するガスで流動化し、内部に圧力をかけて粉体を
切り出す装置に、圧力容器内部圧力の検出機構、粉体輸
送管の圧力検出機構、圧力容器内部粉体の重量検出機構
を取り付けた装置において、圧力容器下端またはその他
の抜き出し口に、流路の断面積を連続的に変化せしめ得
る粉体用バルブ、内部圧力と輸送管圧力の差圧の演算機
構、粉体切り出し速度の演算機構、及び差圧をパラメー
ターとした粉体用バルブの開度と粉体切り出し速度の相
関関係の記憶機構を設け、切り出し速度制御を単純に粉
体重量の時間微分によるフィードバック制御とするだけ
でなく、設定変更時の切り出し速度の偏差が特に大きい
場合、切り出し速度の設定値に対する予定開度まで予め
変更しておき、予定の開度において内部圧力の追従を待
ち、差圧値が設定値まで回復した後、切り出し速度をフ
ィードバック制御するものである。

【００１２】

【作用】このように粉体用バルブを設定変更の際に予定
開度まで予め開閉することにより、従来のフィードバッ
ク制御に掛かっていた時間を短縮することができ、設定
変更後の追従時間の短縮と共に、設定値まで到達した後
の制御の安定性も確保できるようになる。

【００１３】また、本発明を使用することにより、特に
溶銑または溶鋼への吹き込み中の吹き込み速度の変更時
点において、その速度の応答性が著しく向上し、設定変
更後１分以内に設定点に到達できるようになる。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例を示し、その内容を操
業順序に従い説明する。図１は本発明の典型的フローを
例示した全体構成図である。また、図２はその制御フロ
ーを示すチャートである。

【００１５】本装置においては、圧力容器１に粉体を投
入し、圧力調節弁２より圧力容器内部を加圧し、下部フ
ラッシング流量調節弁９より流動化ガスを供給しつつ切
り出し弁７及び粉体用バルブ８を経由して粉体を輸送用
管路へ供給する。このとき流量調節弁４から輸送用ガス
を供給し粉体輸送を実現する。粉体用バルブ８は常に切
り出し速度演算装置からの制御信号を受け取り、切り出
し速度が適正になるように制御される。なお、図１にお
いて、３は容器内部圧力発信器、５は計重器、６は切り
出し速度演算装置、１０は切り出し速度調節用データ記
憶装置である。

【００１６】本装置では、予めバルブ開度をパラメータ
ーとした切り出し速度と差圧値の相関関係を記憶装置に
入力しておく。粉体を受け入れ、加圧の終了した圧力容
器１において、切り出し速度設定機構に設定値を入力す
ると、粉体用バルブは予め予定された開度まで開閉し、
粉体の切り出し開始後差圧値が設定値に達するまで一定
に保持される。この差圧値の設定値も予め切り出し速度
に対するデータとして記憶装置に入力しておく。

【００１７】差圧値が一定値になると粉体の切り出し用
バルブは粉体重量の時間微分信号によりフィードバック
制御される。このとき差圧値は切り出し速度に対して独
立して一定値に制御され、切り出し速度制御に対する干
渉を防いでいる。

【００１８】次に設定値が変更され従来の設定値に対す
る新しい設定値の偏差が一定値以上の場合、粉体用バル
ブの開度をフィードバック制御によらず、予め記憶装置
に入力しておいたバルブ開度のデータにより決定し、強
制的にその開度を予定の開度に変更する。その後圧力容
器内部の圧力が予定の圧力まで追従してきたら粉体用の
バルブをフィードバック制御により開閉する。

【００１９】図２を具体的に説明すると、内部圧力は圧
力容器１の上部から取り出された圧力発信器３により検
知され、吹き込み圧力は粉体輸送用ＦＩＣの二次側圧力
の発信器により検知される。切り出し開始前に、圧力容
器内部圧力を初期圧力設定機能により設定調節し、粉体
切り出しの準備とする。

【００２０】次いで、切り出し開始操作により、内部圧
力と吹き込み圧力の差圧を演算し、これが一定値になる
ように差圧調節弁を調節する。これと同時に粉体重量を
検知し、これを時間微分して粉体の切り出し速度を演算
する。この切り出し速度が所定の設定値になるように、
粉体用バルブ８の開度を調節する。

【００２１】切り出し開始操作後、粉体切り出し速度変
更を行う場合、変更後の設定値に対応した差圧値及びバ
ルブ開度を各々圧力設定相関データ（図４ 切り出し速
度に対する差圧設定値）及びバルブ開度相関データ（図
３ 各バルブ開度における切り出し速度）から取り出
し、これを変更後の設定値として差圧値及び弁開度を所
定の値まで強制的に変更し、制御が安定した後、通常の
フィードバック制御に切り替える。

【００２２】図３は、バルブ開度をパラメーターとした
各差圧に対する切り出し速度の相関関係の例を示す。一
般に差圧値は０．５から１．５kg／cm²の範囲で制御さ
れ、図３は全開時のバルブ口径が３０mmのものである
が、この場合５０kg／minから３５０kg／minまでの制御
が可能となっている。

【００２３】図４は、各切り出し速度に対する差圧設定
値を示したグラフである。このグラフのデータは、図２
の圧力設定相関データのうち速度設定に対する差圧の設
定値を決定するためのデータであり、差圧演算からのＰ
ＩＤ処理において設定値として使用される。この図４と
同様に、各切り出し速度に対して圧力容器内部圧力のデ
ータも制御装置のメモリーに入れておき、切り出し速度
設定値の変更の場合や初期加圧値の決定の場合などに、
内部圧力制御の設定値として参照される。

【００２４】

【発明の効果】このように粉体用バルブを設定変更の際
に予定開度まで予め開閉することにより、従来のフィー
ドバック制御に掛かっていた時間を短縮することがで
き、設定変更後の追従時間の短縮と共に、設定値まで到
達した後の制御の安定性も確保できるようになった。

【００２５】また、本発明を使用することにより、特に
溶銑または溶鋼への吹き込み中の吹き込み速度の変更時
点において、その速度の応答性が著しく向上し、設定変
更後１分以内に設定点に到達できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例システムの全体構成図である。

【図２】その制御システムを説明するフローチャートで
ある。

【図３】バルブ開度をパラメーターとした各差圧値に対
する切り出し速度の相関関係を示したグラフである。

【図４】切り出し速度に対する差圧値の関係を示したグ
ラフである。

【符号の説明】

１ 圧力容器 ２ 圧力調節弁 ３ 容器内部圧力発信器 ４ 粉体輸送用ガス流量調節弁 ５ 計重器 ６ 切り出し速度演算装置 ７ 切り出し弁 ８ 粉体用バルブ ９ 下部フラッシング流量調節弁 １０ 切り出し速度調節用データ記憶装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉体をガスで流動化して圧力容器から所
   定の流量で抜き出し、溶融金属へ吹き込む粉体流量制御
   システムにおいて、当該圧力容器下端に設けられた粉体
   抜き出し口に流路断面積を変化せしめ得る粉体用バルブ
   を取り付け、且つ圧力容器の内部圧力、吹き込み輸送配
   管の輸送圧力、輸送用ガス流量、及び圧力容器内部粉体
   重量の検出機構及び圧力容器内部圧力、粉体用バルブ開
   度の調節機構、並びに圧力容器内部圧力と吹き込み圧力
   の差圧、内部粉体重量の減少速度の演算機構を設け、粉
   体の吹き込み速度を差圧及び粉体用バルブの開度の組み
   合わせにより任意の吹き込み速度を得られるように構成
   したことを特徴とする粉体流量制御システム。
2. 【請求項２】 差圧をパラメーターとして、吹き込み速
   度とバルブ開度の相関曲線を制御装置のメモリーに予め
   入力し、設定変更の際にバルブ開度を強制的に所定の開
   度に変更し吹き込み速度制御の応答性を向上させること
   を特徴とする請求項１記載の粉体流量制御システム。
3. 【請求項３】 粉体を下部から供給するガスで流動化
   し、内部に圧力をかけて粉体を切り出す装置に、圧力容
   器内部圧力の検出機構、粉体輸送管の圧力検出機構、圧
   力容器内部粉体の重量検出機構を取り付けた装置におい
   て、圧力容器下端またはその他の抜き出し口に、流路の
   断面積を連続的に変化せしめ得る粉体用バルブ、内部圧
   力と輸送管圧力の差圧の演算機構、粉体切り出し速度の
   演算機構、及び差圧をパラメーターとした粉体用バルブ
   の開度と粉体切り出し速度の相関関係の記憶機構を設
   け、切り出し速度制御を単純に粉体重量の時間微分によ
   るフィードバック制御とするだけでなく、設定変更時の
   切り出し速度の偏差が特に大きい場合、切り出し速度の
   設定値に対する予定開度まで予め変更しておき、予定の
   開度において内部圧力の追従を待ち、差圧値が設定値ま
   で回復した後、切り出し速度をフィードバック制御する
   ことを特徴とする粉体流量制御システム。