JPH052731B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は品質の安定した焼結鉱を製造すべく焼
結原料の水分を制御する方法に関する。

〔従来技術〕

高炉へ装入される主原料たる焼結鉱は粉鉱等の
焼結原料を焼結設備にて焼成して製造されてお
り、焼結原料は通気性を確保して焼結設備での生
産性を向上させ、また焼結鉱品質を安定化させる
ために擬似粒化されて粗大化せしめられる。

この擬似粒化のためには焼結設備へ供給する焼
結原料中へ水分を適当量含有せしめることが重要
であり、このため焼結設備には一般に焼結機の前
段に混合造粒設備が設置されており、ここで水分
管理を行つている。

さて、焼結設備における操業内容については、
第２図に示すように原料槽２から切り出された焼
結原料は、ベルトコンベア３にて焼結機４０へ移
送される間に第１造粒ミキサー１０、第２造粒ミ
キサー２０にて注水され、これらにおいて擬似粒
化して粗大化し、焼結機４０の原料サージホツパ
ー４１へ装入され、次いでここから切り出された
焼結原料は焼結機４０にて焼成されて焼結鉱とな
る。

上記造粒ミキサーでは焼結原料の水分を適当量
に調整すべく注水量制御が行われており、その注
水量制御は中性子水分計方式と赤外線水分計方式
とに大別される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前者の中性子水分計方式は、第２図の原料サー
ジホツパ４１へ取付けた中性子水分計４２にて原
料中の水分を測定し、この測定値に基づき水分が
目標値となるようにバルブ２１の開度を調整して
第２造粒ミキサー２０での注水量を制御してい
る。しかしながらこの方式の場合は対象原料の水
分応答遅れが生じ、焼結原料中の水分を十分に調
整できなかつた。これは水分測定位置〜注水位置
間距離が離れているためであり、具体的には造粒
ミキサー内での混合滞留時間が約１〜４分、造粒
ミキサー〜原料サージホツパーまでのベルトコン
ベアによる搬送時間が約0.5〜２分、原料サージ
ホツパー内での中性子水分計の検出位置までの原
料滞留時間が約１〜２分掛かり、更に中性子水分
計での測定誤差低減のために時定数が約0.5〜１
分必要だからである。

後者の赤外線水分計方式は、第３図に示す如く
第２造粒ミキサー２０の後に赤外線水分計３０を
配してこれにて原料中の水分を測定し、この測定
値に基づいて水分が目標値となるようにバルブ２
１の開度を調整して第２造粒ミキサー２０での注
水量を制御している。

この方式の場合は中性子水分計方式の場合と異
なり制御の遅れが少ないが、赤外線水分計の測定
精度、制御内容等に問題がある。即ち、赤外線水
分計は測定に際して焼結原料の色、粒度及び太陽
光等の外来光等によつて影響を受け、例えば原料
銘柄毎の配合率の変化、注水量変化による色変化
等により影響を受けて測定誤差を生じ、このため
水分を目標値に調整できなかつた。

また赤外線水分計が層状に積載された焼結原料
の表面性状、測定距離変化等によつても影響を受
ける。したがつてこの影響を防止すべくベルトコ
ンベア３上の原料高さを一定にするように掻き板
９（第３図に示す）を設けている。

更に、この方式の場合には、測定位置が上流側
にあるため、注水された焼結原料が焼結機４０へ
供給される迄の期間に蒸発する水分量を把握し難
く、このため焼結原料中の水分量を目的値に一致
させることが困難であつた。

なお、前述の焼結原料の色、粒度等による赤外
線水分計の測定誤差を解消すべく特開昭58−
31038号が提案されているが、この方法は測定誤
差を無くすことが可能であるが、他の問題につい
ては解決できなかつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは焼結原料への注水を
フイードフオワード制御及びフイードバツク制御
することによつて制御遅れがなく、しかも焼結原
料中の水分の調整精度が高い焼結原料の水分制御
方法を提供するにある。

本発明に係る焼結原料の水分制御方法は、造粒
ミキサーを備えた焼結設備にて焼結原料の水分を
目標水分に制御する方法において、焼結原料の水
分を最終目標水分にすべく注水する造粒ミキサー
の上流側及び下流側に赤外線水分計を配してこれ
らにて水分を測定し、上流側の赤外線水分計の測
定値に基づいて造粒ミキサーでの注水量をフイー
ドフオワード制御し、また下流側の赤外線水分計
の測定値に基づいて造粒ミキサーでの注水量をフ
イードバツク制御し、上記フイードフオワード制
御系へ補正を加えることを特徴とする。

〔実施例〕

以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。
第１図は本発明の実施状態を示す模式図であり、
図中１は混合造粒設備を示す。原料槽２は混合造
粒設備１の上流側に配してあり、これには焼結原
料が貯留されており、焼結原料はこの下部よりベ
ルトコンベア３上へ所定量切り出されて白抜矢符
方向へ移送される。

原料槽２の下流側には重量計量計４が設置され
ており、ベルトコンベア３上の焼結原料はこれに
て重量が測定されて第１造粒ミキサー１０へ導入
される。重量測定値は第１造粒ミキサー用制御器
５及び第２造粒ミキサー用制御器６へ与えられ
る。

第１造粒ミキサー１０へ導入された焼結原料は
ここで注水される。このとき水流量調節器１３は
制御器５からの出力信号に基づきバルブ１１の開
度を調整し、この開度に基づいた水量がバルブ１
１を通つて第１造粒ミキサー１０へ供給されてい
る。また水流量調節器１３にはバルブ１１よりも
水源（図示せず）側に取付けられた流量計１２か
らのフイードバツク信号が入力されるようになつ
ており、流量計１２は水流量調節器１３の外に制
御器５へ測定信号を出力している。そして第１造
粒ミキサー１０にて注水された焼結原料は第１造
粒ミキサー１０の下流側に設けた掻き板９にて掻
かれた後、第２造粒ミキサー２０の方へ送られて
いく。

第１造粒ミキサー１０〜第２造粒ミキサー２０
間の掻き板９の下流側には焼結原料を臨む位置に
例えば３波長方式の赤外線水分計３０ａが設置さ
れており、赤外線水分計３０ａは第１造粒ミキサ
ー１０にて注水された焼結原料中の水分を測定
し、測定信号は水分計変換部３０ｂにて水分量に
関する電気信号に変換されて前記制御器５及び６
へ出力される。

水分が測定された後、焼結原料は第２造粒ミキ
サー２０へ導入されてここで更に注水される。こ
のとき水流量調節器２３は制御器６の出力信号に
基づきバルブ２１の開度を調節し、この開度に基
づいた水量がバルブ２１を通つて第２造粒ミキサ
ー２０へ供給されている。また水流量調節器２３
及び制御器６にはバルブ２１よりも水源（図示せ
ず）側に取付けられた流量計２２からのフイード
バツク信号が入力されるようになつている。

第２造粒ミキサー２０にて注水された焼結原料
はその下流側に設けた掻き板９′にて掻かれた後、
焼結機４０の方へ送られていく。

上記掻き板９′の下流側には焼結原料を臨む位
置に例えば３波長方式の赤外線水分計３１ａが設
置されており、赤外線水分計３１ａは第２造粒ミ
キサー２０までに注水された焼結原料中の水分を
測定し、測定信号は水分計変換部３１ｂにて水分
量に関する電気信号に変換されて前記制御器６へ
出力される。

水分が測定された後、焼結原料は焼結機４０の
原料サージホツパー４１へ装入される。

前記制御器５及び制御器６には目標水分設定器
８から注水比率設定器７を会して夫々目標水分
値、例えば制御器６へは最終目標水分値、制御器
５へは最終目標水分より僅かに少ない水分値に関
する信号が入力されるようになつており、制御器
５は重量計量計４、水分計変換部３０ｂからの各
入力信号及び上記目標水分値の信号より第１造粒
ミキサー１０での注水量を次に説明する水分制御
内容に基づいて算出し、算出信号を水流量調節器
１３へ出力する。

一方、制御器６は重量計量計４、水分計変換部
３０ｂ，３１ｂ及び４２ｂからの各入力信号及び
注水比率設定器７からの目標水分値の信号より第
２造粒ミキサー２０での注水量を、次に説明する
水分制御内容に基づいて算出し、算出信号を水流
量調節器２３へ出力する。

水流量調節器１３，２３夫々は入力信号及び流
量計１２，２２からの水流量に関するフイードバ
ツク信号に基づいてバルブ１１，２１の開度を制
御する。

このように構成された焼結設備、即ち混合造粒
設備及び焼結機における水分制御内容につき説明
する。

重量計量計４にてベルトコンベア３上を所定速
度で移送されている焼結原料の積載輸送量（Ｗ、
ｔ／ｈ）が測定される。また第１造粒ミキサー１
０にて注水された焼結原料中の水分m₁が赤外線
水分計３０ａにより測定される。

さて、このときＷ、m₁、流量計１２の測定値
f₁及び目標水分値M₁とするに必要な注水量F₁は
次の(1)式により求められる。

F₁＝K₁・f₁±（１−K₁）・Ｗ ｛K₂・（M₁−m₀）＋（１−K₂）・（M₁−m₁）｝
…(1) 但し、 m₀：注水される前の焼結原料中に含有する水分 K₁、K₂：定数 この(1)式を制御器５へ予め設定していく。水分
計変換部３０ｂ等からのm₁、W₁、f₁、M₁信号が
入力されると制御器５はF₁を算出する。そして
制御器５はこの水流量に関する信号を水流量調節
器１３へ出力して第１造粒ミキサー１０の注水量
をフイードバツク制御する。

なおＷ、m₀はベルトコンベアの速度によりト
ラツキキングしておき、第１造粒ミキサー通過時
のタイミングに合わせた値により計算する。

またm₀の値が予め決められない場合はK₂をゼ
ロとしてもよい。

一方、制御器６には第２造粒ミキサー２０での
注水量F₂に関する下記(2)式が予め設定されてお
り、 F₂＝K₃・f₂±（１−K₃）・Ｗ ｛K₄・（M₂−m₁）＋（１−K₄）・（M₂−m₂）｝
…(2) 但し、 K₃、K₄：定数 m₂：赤外線水分計３１ｂの水分測定値 f₂：流量計２２の測定値 水分計変換部３０ｂ，３１ｂ等からの信号m₁、
m₂、Ｗ、f₂及び最終目標水分値M₂よりF₂を求め
る。なお(2)式においてＷ及び注水量F₂は第２造
粒ミキサー通過時のタイミングに合わせてトラツ
キングした値である。

そして制御器６はこの注水量F₂に関する信号
を水流量調節器２３へ出力し、赤外線水分計３０
ａからの信号m₁成分に基づき第２造粒ミキサー
２０の注水量をフイードフオワード制御し、また
赤外線水分計３１ａからの信号m₂成分に基づき
フイードバツク制御する。

これにより水分が最終目標水分値となつた焼結
原料は焼結機４０にて焼成されて品質の安定した
焼結鉱となる。

なお、上記説明では赤外線水分計３０ａによる
水分測定値に基づいて第１造粒ミキサーでの注水
量をフイードバツク制御しているが、本発明はこ
の場合に限らず第１造粒ミキサーでの注水量が一
定である場合であつても実施できる。

また、本発明は第１、第２造粒ミキサーにて注
水する場合に限らず、一方の造粒ミキサーにて注
水する場合にあつても実施できる。この場合は該
当造粒ミキサーの上流側に設けた赤外線水分計で
の測定値に基づいてフイードフオワード制御を行
い、また該当造粒ミキサーの下流側に設けた赤外
線水分計での測定値に基づいてフイードバツク制
御を行うことにより焼結原料中の水分を目標値に
調整できる。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明は最終目標水分にすべ
く注水する造粒ミキサーの上、下流側夫々に設け
た赤外線水分計の測定値夫々に基づいてフイード
フオワード制御及びフイードバツク制御を行うの
で、従来の中性子水分計のみによる制御の場合に
生じていた制御遅れを解消でき、また従来の赤外
線水分計１個のみによる制御の場合の原料配合変
更による色、粒度の変化、測定距離変動及び蒸発
等による水損失等に基づき生じていた制御不良を
改善でき、上記の下流側に設けた赤外線水分計で
の測定値に基づくフイードバツク制御により水分
制御が可能であり、従つて精度よく焼結原料中の
水分を目標値に制御でき、品質の安定した焼結鉱
の製造が可能となる等優れた効果を奏する。

また本発明による場合は、上流側又は下流側の
赤外線水分計のどちらか一方が故障したときでも
直ちに一方の赤外線水分計による注水制御が可能
である利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施状態を示す模式図、第２
図、第３図は従来技術の説明図である。 １……混合造粒設備、２０……第２造粒ミキサ
ー、３０ａ，３１ｂ……赤外線水分計、４０……
焼結機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 造粒ミキサーを備えた焼結設備にて焼結原料
   の水分を目標水分に制御する方法において、 焼結原料の水分を最終目標水分にすべく注水す
   る造粒ミキサーの上流側及び下流側に赤外線水分
   計を配してこれらにて水分を測定し、上流側の赤
   外線水分計の測定値に基づいて造粒ミキサーでの
   注水量をフイードフオワード制御し、 また下流側の赤外線水分計の測定値に基づいて
   造粒ミキサーでの注水量をフイードバツク制御す
   ることを特徴とする焼結原料の水分制御方法。