JPH05215596A - 原料秤量ホッパーの切出し量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原料秤量ホッパーからの毎回の原料切出し量
を、予め設定された設定切出し量に正確に制御する。 【構成】 原料を秤量する原料秤量ホッパー６、７を用
いて所定量の原料を切出す方法において、原料秤量ホッ
パー６、７への原料受入れ完了時の秤量値が、予め設定
した設定切出し量より多い場合に、設定切出し量に対す
る秤量値の過剰分を求め、該過剰分を切出し完了秤量設
定値として設定し、原料の切出しが開始されると、秤量
値と切出し完了秤量設定値を常に監視し、秤量値が切出
し完了秤量設定値に到達した時点で切出しを停止する。 【効果】 原料秤量ホッパーからの原料切出し量を、予
め設定した設定切出し量に正確に制御することができ、
高炉内のガス流れ等の制御に有効である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高炉等に装入する鉱
石、コークス等の原料を秤量する原料秤量ホッパーにお
ける切出し量の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉等に装入する鉱石、コークス等の原
料は、図６に示すとおり、並列に設置された複数の原料
貯槽３１の下部に設けた切出しフィーダ３２によって搬
送コンベア３３上に切り出される。搬送コンベア３３上
に切出された原料は、ロードセル式、衝桿式の秤量機３
４、３５を有する原料秤量ホッパー３６、３７まで搬送
され、切替えシュート３８を介して交互に空となってい
る原料秤量ホッパー３６または３７に装入される。上記
原料秤量ホッパー３６、３７には、予め設定された目標
秤量値から所定量を差引いた秤量値まで、切出しフィー
ダ３２、搬送コンベア３３を高速運転し、その後目標秤
量値までは低速運転し、目標秤量値まで原料が装入され
ると切替えシュート３８を切替えるか、あるいは切出し
フィーダ３２、搬送コンベア３３を停止する。目標秤量
値まで装入され原料は、必要に応じて秤量ホッパー３６
または３７の下部に設けたゲート３９または４０を開放
して切出し、装入コンベア４１を介して次の工程、例え
ば高炉まで搬送装入される。上記運転を繰返すことによ
って、所定量の原料を必要に応じて供給するのである。

【０００３】前記したような貯槽からの切出し量制御方
法としては、貯槽下部に設けた電動フィーダと、該電動
フィーダを電動駆動するモータと、目標切出し量を設定
する切出し量設定装置と、ＰＩＤ設定値を設定するＰＩ
Ｄ設定装置と、電動フィーダにより切出される粉粒体を
計量する計量装置と、該計量装置により検出された計量
信号と前記切出し量設定装置により設定された設定信号
との偏差を演算し、該偏差値をＰＩＤ設定装置のＰＩＤ
設定値にしたがってサンプリングＰＩＤ制御しフィード
バック信号として出力する演算装置と、該演算装置から
のフィードバック信号に従って前記電動フィーダ用モー
タの回転数を制御する可変電圧装置とを具備した装置
（特開平１−１７３１１５号公報）、貯槽内に収納され
た粒粉状の原料のゲートおよびフィーダを介しての切出
し量を、切出された原料の量と設定された切出し量との
偏差値をＰＩＤ調節器によりＰＩＤ処理してフィードバ
ック制御信号として前記フィーダの駆動源に入力する切
出し量制御装置において、前記原料の銘柄と貯槽番号と
から予め登録したＰＩＤ適性値を抽出してＰＩＤ基本設
定値とする影響信号と、起動時のプロセス同定結果によ
り前記ＰＩＤ基本設計値の補正演算をさせる探索信号
と、制御途中で偏差値が大きくなる制御不安定時に前記
探索信号による補正演算に代わって一時的に強制介入し
て該偏差値により前記ＰＩＤ基本設定値の補正演算をさ
せる偏差信号とを発して段階的な制御を行うＰＩＤ設定
値を成形し、該ＰＩＤ設定値を前記ＰＩＤ調節器に出力
するＰＩＤ設定演算装置を設けた装置（特開平１−３０
８３２０号公報）等が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記原料秤量ホッパー
の受入れ量および切出し量の制御は、例えば、設定切出
し量がＡｋｇの場合、秤量機に対して秤量目標値として
Ａｋｇの設定を行い、前記した運転方法にしたがって原
料を搬送してＡｋｇになるまで秤量を行い、Ａｋｇにな
ると原料受入れを停止する。すなわち、設定切出し量と
秤量目標値が同一量となる。しかるのち、原料秤量ホッ
パーから原料をＡｋｇ切出し、高炉等に装入するのであ
る。しかし上記方法は、原料秤量ホッパーへの原料の受
入れにおいて、搬送コンベア等の停止時の停止時間遅れ
による原料の流れ込み等があり、原料秤量ホッパー内に
は設定切出し量よりも多く原料が供給されることが多
い。このため、原料秤量ホッパーからの原料切出しにお
いては、原料秤量ホッパー内の原料を全量切出すと、設
定切出し量よりも多くの原料が供給されてしまうことに
なり、高炉内への装入物の供給量が過剰となり、ガス流
れの制御が予定通りできない場合や、転炉での成分調整
が正確にできない場合が発生する。さらに、原料秤量ホ
ッパーの切出しゲート部の開から閉への切替えの応答遅
れによる切出し過剰量は、搬送コンベアの応答遅れによ
る受入れ過剰量に較べると少量であるが、さらに原料秤
量ホッパーからの切出し量を正確に制御するためには、
切出し完了秤量設定値と、実際に切出し完了後に残って
いる原料の秤量値が受入れ過剰量に等しくなるようにす
る必要がある。

【０００５】また、特開平１−１７３１１５号公報、特
開平１−３０８３２０号公報に開示の装置は、いずれも
フィーダによる貯槽内からの単位時間当りの原料切出し
量を一定に保つものであって、原料秤量ホッパーからの
原料切出し量を、設定切出し量に正確に制御するもので
はない。

【０００６】この発明の目的は、原料秤量ホッパーから
設定された切出し量の原料を正確に切出すことができる
原料秤量ホッパーにおける切出し量の制御方法を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討を重ねた。その結果、原料秤量ホ
ッパーへの原料受入れ完了時点の秤量値が、予め設定し
た設定切出し量より多いことに着目し、原料秤量ホッパ
ーからの原料切出し完了時点の設定秤量値としてその余
剰分を残留せしめることによって、実際に切出された原
料の実績切出し量を予め設定した設定切出し量に保持で
きること、また、毎回の原料切出し完了時点の設定秤量
値と切出し完了後の実際の秤量値との関係を記憶し、記
憶したデータを統計処理することによって、切出し完了
秤量設定値と切出し完了後の実際の秤量値との関係式を
求め、その関係式に基いて切出し完了秤量設定値を補正
することによって、原料秤量ホッパーからの原料切出し
量を、設定切出し量に正確に制御できることを究明し、
この発明に到達した。

【０００８】すなわちこの発明は、原料を秤量する原料
秤量ホッパーを用いて所定量の原料を切出す方法におい
て、原料秤量ホッパーへの原料受入れ完了時点での秤量
値が、予め設定した設定切出し量より多い場合に、設定
切出し量に対する秤量値の過剰分を求め、該過剰分を原
料秤量ホッパーからの切出し完了秤量設定値として設定
すると共に、原料切出し開始以降、原料秤量ホッパーの
秤量値を切出し完了秤量設定値と常時比較し、該秤量値
が切出し完了秤量設定値に到達した時点で、切出しを完
了するのである。

【０００９】また、原料を秤量する原料秤量ホッパーへ
の原料受入れ完了時点での秤量値が、予め設定した設定
切出し量より多い場合に、設定切出し量に対する秤量値
の過剰分を求め、該過剰分を原料秤量ホッパーからの切
出し完了秤量設定値として設定すると共に、原料切出し
開始以降の原料秤量ホッパーの秤量値の監視を継続し、
該秤量値が先に設定した切出し完了秤量設定値に到達し
た時点で、切出しを完了する原料秤量ホッパーの切出し
量制御方法において、毎回の切出し完了秤量設定値と、
切出し完了後の実績秤量値との関係を記憶し、記憶した
毎回の切出し完了秤量設定値と、切出し完了後の実績秤
量値との関係データを統計処理して切出し完了秤量設定
値と切出し完了後の実績秤量値、すなわち切出し完了後
の原料秤量ホッパー内の残存量との関係式を求め、その
関係式に基いて切出し完了秤量設定値を補正するのであ
る。

【００１０】

【作用】この発明においては、原料秤量ホッパーからの
実績切出し量が予め設定された設定切出し量と等しくな
るように、原料秤量ホッパーへの原料受入れ完了時点で
の秤量値が予め設定した設定切出し量より多い場合は、
その余剰分を原料秤量ホッパーからの原料切出し完了時
の切出し完了秤量設定値として設定し、原料秤量ホッパ
ーの秤量値が切出し完了秤量設定値となると切出しを停
止するから、実績切出し量を予め設定した設定切出し量
に正確に制御することができる。

【００１１】また、上記原料秤量ホッパーからの原料切
出しにおいて、毎回の切出し完了秤量設定値と、切出し
完了後の実績秤量値との関係を記憶し、記憶した毎回の
切出し完了秤量設定値と、切出し完了後の実績秤量値と
の関係データを統計処理して切出し完了秤量設定値と切
出し完了後の実績秤量値との関係式を求め、その関係式
に基いて切出し完了秤量設定値を補正するから、設定切
出し量を高精度で切出すことができる。

【００１２】前記したとおり、この発明の対象とする原
料秤量ホッパーへの原料受入れにおいては、原料受入れ
完了時の秤量値が設定切出し量をオーバーする場合が多
い。このため、原料受入れ完了時の過剰受入分、すなわ
ち受入れ完了時の秤量値と設定切出し量との偏差を求
め、得られた偏差を切出し完了秤量設定値として設定す
る。そして、原料秤量ホッパーからの原料切出し過程で
の秤量値の経時変化を監視し、秤量値が先に求めた過剰
受入分に相当する値、すなわち、切出し完了秤量設定値
になった時、原料秤量ホッパーの切出しゲートを閉じ、
切出しを完了する。

【００１３】さらに、実際に切出しが完了した時の原料
秤量ホッパー内の原料秤量値と、その時の切出し完了秤
量設定値の関係に基き、切出し完了秤量設定値に対する
補正量を求める。この補正量の求め方は、毎回の切出し
完了秤量設定値ｙと切出し完了後の実績秤量値ｘを記憶
しておき、両者の関係を例えば一次式で、ｙ＝ａｘ＋ｂ
の形に回帰する。したがって、例えば前記受入れ完了時
の秤量値と設定切出し量との偏差を求め、得られた偏差
を切出し完了秤量設定値ｚとすると、上記一次回帰式に
したがって補正した補正切出し完了秤量設定値ｙ₁は、
ｙ₁＝Ａｚ＋ｂとして得られることになる。

【００１４】

【実施例】

実施例１ 以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図１の制御ブ
ロック図、図２の制御流れ図に基いて説明する。図１に
おいて、１は並列に設置された複数の原料貯槽、２は原
料貯槽１の下部に設けた切出しフィーダで、原料は切出
しフィーダ２によって搬送コンベア３上に切り出され
る。搬送コンベア３上に切出された原料は、ロードセル
式、衝桿式の秤量機４、５を有する原料秤量ホッパー
６、７上まで搬送され、切替えシュート８を介して交互
に空となっている原料秤量ホッパー６または７に装入さ
れる。上記原料秤量ホッパー６、７には、予め設定され
た秤量目標値から所定量を差引いた秤量値まで、切出し
フィーダ２、搬送コンベア３を高速運転し、その後目標
秤量値までは低速運転し、目標秤量値まで原料が装入さ
れると切替えシュート８を切替えるか、あるいは切出し
フィーダ２、搬送コンベア３を停止する。原料秤量ホッ
パー６または７に目標秤量値まで装入され原料は、必要
に応じて秤量ホッパー６または７の下部に設けたゲート
９または１０を開放して切出し、装入コンベア１１を介
して次の工程、例えば高炉まで搬送装入される。

【００１５】上記秤量機４、５の秤量値は、アナログ信
号でＡ／Ｄ変換器により数値データに変換されて演算装
置１２に入力される。演算装置１２は、予め設定器１３
から設定された秤量目標値から所定量を差引いた秤量値
まで、切出しフィーダ２、搬送コンベア３を高速運転
し、その後目標秤量値までは低速運転するよう切出しフ
ィーダ２、搬送コンベア３の制御部１４に指令すると共
に、目標秤量値まで原料が装入されると、切替えシュー
ト８の制御部１５に切替えシュート８の切替え指令を出
力するか、あるいは切出しフィーダ２、搬送コンベア３
の制御部１４に切出しフィーダ２、搬送コンベア３の停
止指令を出力して受入を停止するよう構成する。

【００１６】また、演算装置１２は、図２に示すとお
り、原料秤量ホッパー６、７の原料受入れ完了時の秤量
機４、５からＡ／Ｄ変換器を介して入力される秤量値
が、予め設定器１３から入力された設定切出し量と等し
い場合は、ゲート９または１０および装入コンベア１１
の制御部１６に切出し開始指令を出力し、原料秤量ホッ
パー６または７のゲート９または１０を開放し、装入コ
ンベア１１を起動して次工程への原料の切出しを開始
し、全量を切出すよう構成する。一方、原料秤量ホッパ
ー６、７の原料受入れ完了時の秤量機４、５からＡ／Ｄ
変換器を介して入力される秤量値が、予め設定器１３か
ら入力された設定切出し量より多い場合は、秤量値から
設定切出し量を減じて過剰受入分を求め、該過剰受入分
を切出し完了秤量設定値として設定する。そして原料秤
量ホッパー６、７からゲート９または１０を開放し、装
入コンベア１１を起動して次工程への原料の切出しが開
始されると、秤量機４、５からＡ／Ｄ変換器を介して入
力される秤量値と切出し完了秤量設定値を比較演算し、
秤量機４、５からＡ／Ｄ変換器を介して入力される秤量
値が切出し完了秤量設定値と等しくなると、ゲート９ま
たは１０および装入コンベア１１の制御部１６に切出し
停止を出力して切出しを停止するよう構成する。

【００１７】また、演算装置１２は、上記原料秤量ホッ
パー６、７からの切出し制御を実施するに当り、毎回の
切出し完了秤量設定値と、切出し完了後の実際の秤量値
との関係を記憶し、記憶したデータを統計処理すること
によって、切出し完了秤量設定値と、切出し完了後の実
際の秤量値との関係式を決定し、その関係式に基いて切
出し完了秤量設定値を補正する。この補正量の求め方
は、毎回の切出し完了秤量設定値ｙと切出し完了後秤量
機４、５からＡ／Ｄ変換器を介して入力される実績秤量
値ｘ（原料秤量ホッパー内の残存量）を記憶しておき、
両者の関係を例えば一次式で、ｙ＝ａｘ＋ｂの形に回帰
する。したがって、例えば前記受入れ完了時の秤量値と
設定切出し量との偏差を求め、得られた偏差を切出し完
了秤量設定値ｚとすると、上記一次回帰式にしたがって
補正した補正切出し完了秤量設定値ｙ₁は、図５に示す
とおり、ｙ₁＝Ａｚ＋ｂとして得られることになる。

【００１８】上記のとおり構成したから、演算装置１２
は、設定器１３から予め設定された設定切出し量より原
料秤量ホッパー６または７への原料受入量が多い場合、
その偏差を演算して切出し完了秤量設定値として設定す
るから、秤量機４または５から入力される秤量値が切出
し完了秤量設定値に達すると、原料秤量ホッパー６また
は７の切出しが停止される。したがって、実績切出し量
を予め設定された設定切出し量に保持することができ
る。また、毎回の切出し完了秤量設定値と、切出し完了
後の実際の秤量値との関係を記憶し、記憶したデータを
統計処理することによって、切出し完了秤量設定値と、
切出し完了後の実際の秤量値との関係式を決定し、その
関係式に基いて切出し完了秤量設定値を補正するから、
さらに高精度で実績切出し量を予め設定された設定切出
し量に保持することができる。

【００１９】実施例２ 鉱石の秤量ホッパーへの適用例として、実施例１の装置
を使用し、設定切出し量１０ｔｏｎの場合について切出
し制御を実施した。その結果を図３に示す。図３に示す
とおり、鉱石の受入において秤量値が１０ｔｏｎにな
り、搬送コンベアを停止したが、実際には１０．７ｔｏ
ｎが受入られている（図３中の△Ｗ＝０．７ｔｏｎ）。
したがって切出し完了秤量設定値△Ｗを０．７ｔｏｎに
設定して切出しを開始し、秤量値が０．７ｔｏｎに到達
した時点で下部のゲートを閉じて切出しを完了させた。
実際の切出し完了後の秤量値は、０．５５ｔｏｎで切出
し完了秤量設定値△Ｗとの偏差△Ｗ₁は０．１５ｔｏｎ
であり、実績切出し量は１０．１５ｔｏｎであった。こ
れは従来法の全量を切出した場合の１０．７ｔｏｎに比
較し、大幅に改善された。

【００２０】さらに、上記方法を１ケ月間実施した場合
の切出し完了秤量設定値と、切出し完了後の実績秤量値
のデータを基に、一次回帰を行った結果、回帰式が、ｙ
＝１．２５ｘ＋０．０１２となった。これに基いて補正
切出し完了秤量設定値を求めて切出し制御を実施した。
その結果を図４に示す。図４に示すとおり、秤量値が１
０ｔｏｎになり、搬送コンベアを停止したが、実際には
１０．８ｔｏｎが受入られている（図４中の△Ｗ＝０．
８ｔｏｎ）。したがって切出し完了秤量設定値を０．８
ｔｏｎ、前記回帰式に基いて補正した補正切出し完了秤
量設定値は１．０１２ｔｏｎとなったので、補正切出し
完了秤量設定値を１．０ｔｏｎに設定し、切出しを開始
して秤量値が１．０ｔｏｎになった時点で下部ゲートを
閉じて切出しを停止した。切出し完了後の実際の秤量値
は０．８５ｔｏｎで、実績切出し量は９．９５ｔｏｎで
あった。これは全量を切出した場合の１０．８ｔｏｎに
比較し、大幅に改善されている。また、△Ｗ₁は図３の
場合の０．１５ｔｏｎに比較し、０．０５ｔｏｎと１／
３に低減している。

【００２１】実施例３ この発明法による制御方法を、現場のコークス秤量ホッ
パーの秤量に適用した。受入完了時の秤量値から切出し
設定値を差引いた値を切出し完了秤量設定値として制御
する本発明法１と、本発明法１における切出し完了秤量
設定値と、切出し完了後の実績切出し量との関係を記憶
し、記憶したデータを統計処理して切出し完了秤量設定
値と切出し完了後の実績切出し量との関係式を求め、そ
の関係式に基いて切出し完了秤量設定値を補正した本発
明法２について、毎回の設定切出し量は１０．０Ｔｏｎ
に固定し、約１ケ月間操業した。その場合の設定切出し
量と実績切出し量の絶対値差の平均値と標準偏差を求め
た。その結果を従来法と比較し表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１に示すとおり、本発明法１は、従来法
に比較し、設定切出し量と実績切出し量の絶対値差の平
均値と標準偏差共に１／３以下に大きく低下しており、
本発明法２は、本発明法１よりさらに設定切出し量と実
績切出し量の絶対値差の平均値と標準偏差共に大幅に低
下している。このことは、原料秤量ホッパーからの切出
し量制御の精度向上を図ることができることを示すもの
である。また、今回の実施例では毎回の設定切出し量が
全て等しい場合を示したが、特に毎回の設定切出し量を
変更することにより、高炉への装入原料の装入量を制御
し、高炉内のガス流れ等を制御する場合には、特に有効
である。なお、本実施例では、高炉へ装入する原料の切
出し制御について説明したが、同様の形式で秤量を行う
プロセスであれば、高炉に限定されるものではなく、他
のプラントにも適用できることは言うまでもない。ま
た、本明細書の制御では、原料の水分補正等について触
れていないが、いうまでもなく設定切出し量、実績切出
し量ぉよび秤量目標値等は、全て水分補正後の値をとる
ものとする。なお、いかなる水分補正を行っても、本発
明法は有効にその作用、効果を発揮することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、原料秤量ホッパーからの原料の実績切出し量を、設
定切出し量に精度よく制御することができ、毎回の設定
切出し量を変更することにより、高炉への装入物の装入
量を調整し、炉内のガス流れ等を制御する場合に特に有
効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の制御方法の実施の一例を示す系統図
である。

【図２】この発明の制御流れ図である。

【図３】実施例２における秤量値と搬送コンベアの運
転、停止、下部ゲートの開閉と時間との関係の一例を示
す説明図である。

【図４】実施例２における秤量値と時間との関係の他の
一例を示す説明図である。

【図５】切出し完了秤量設定値の一次回帰式による補正
の原理を示す説明図である。

【図６】一般的な原料処理設備の系統図である。

【符号の説明】

１，３１ 原料貯槽 ２，３２ 切出しフィーダ ３，３３ 搬送コンベア ４，５，３４，３５ 秤量機 ６，７，３６，３７ 原料秤量ホッパー ８，３８ 切替えシュート ９，１０，３９，４０ ゲート １１，４１ 装入コンベア １２ 演算装置 １３ 設定器 １４，１５，１６ 制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料を秤量する原料秤量ホッパーを用い
   て所定量の原料を切出す方法において、原料秤量ホッパ
   ーへの原料受入れ完了時点での秤量値が、予め設定した
   設定切出し量より多い場合に、設定切出し量に対する秤
   量値の過剰分を求め、該過剰分を原料秤量ホッパーから
   の切出し完了秤量設定値として設定すると共に、原料切
   出し開始以降の原料秤量ホッパーの秤量値の監視を継続
   し、該秤量値が先に設定した切出し完了秤量設定値に到
   達した時点で、切出しを完了することを特徴とする原料
   秤量ホッパーの切出し量制御方法。
2. 【請求項２】 原料を秤量する原料秤量ホッパーへの原
   料受入れ完了時点での秤量値が、予め設定した設定切出
   し量より多い場合に、設定切出し量に対する秤量値の過
   剰分を求め、該過剰分を原料秤量ホッパーからの切出し
   完了秤量設定値として設定すると共に、原料切出し開始
   以降の原料秤量ホッパーの秤量値の監視を継続し、該秤
   量値が先に設定した切出し完了秤量設定値に到達した時
   点で、切出しを完了する原料秤量ホッパーの切出し量制
   御方法において、毎回の切出し完了秤量設定値と、切出
   し完了後の実績秤量値との関係を記憶し、記憶した毎回
   の切出し完了秤量設定値と、切出し完了後の実績秤量値
   との関係データを統計処理して切出し完了秤量設定値と
   切出し完了後の実績秤量値との関係式を求め、その関係
   式に基いて切出し完了秤量設定値を補正することを特徴
   とする原料秤量ホッパーの切出し量制御方法。