JPH06306495A - 焼結用原料の造粒方法 - Google Patents
焼結用原料の造粒方法Info
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- JPH06306495A JPH06306495A JP5090116A JP9011693A JPH06306495A JP H06306495 A JPH06306495 A JP H06306495A JP 5090116 A JP5090116 A JP 5090116A JP 9011693 A JP9011693 A JP 9011693A JP H06306495 A JPH06306495 A JP H06306495A
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- sintering
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 焼結用原料の造粒方法を提供する。
【構成】 焼結ミキサー２を用いて焼結用原料の混合・
造粒を行うに当たり、前記ミキサー２に回転数制御手段
を設けて回転数制御を行うとともに、原料給鉱量による
占積率変動に対し、上流の配合槽からの原料切出し量の
信号を基にして、これを焼結ミキサー内での占積率の変
動の過渡現象を数式モデル化して表わすことにより最適
なる回転数を演算して焼結ミキサー２を制御することに
より、常に最適な占積率で運転することを可能とする。
造粒を行うに当たり、前記ミキサー２に回転数制御手段
を設けて回転数制御を行うとともに、原料給鉱量による
占積率変動に対し、上流の配合槽からの原料切出し量の
信号を基にして、これを焼結ミキサー内での占積率の変
動の過渡現象を数式モデル化して表わすことにより最適
なる回転数を演算して焼結ミキサー２を制御することに
より、常に最適な占積率で運転することを可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、焼結用原料の造粒方法
に係り、特に焼結用ドラムミキサーによる焼結用原料の
造粒性向上を図るための方法に関する。
に係り、特に焼結用ドラムミキサーによる焼結用原料の
造粒性向上を図るための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄鋼業の従来の焼結プロセスでは、粉鉱
石に粉コークスを配合させた原料層の上部から下部に向
かって空気を吸引させることにより、配合した粉コーク
スを順次燃焼させ、鉱石粒子相互の焼結反応および溶融
反応を促進し、気孔率の高い塊状の焼結鉱を得ている。
その際、熱源としての粉コークスを効率よく燃焼させる
ために原料層の通気性を十分に確保することと、一方、
成品焼結鉱の強い結合を得るために鉱石相互の接触を密
にすることの背反する二つの条件が求められる。このよ
うな条件を満足する原料の粒度範囲を見出すことは難し
い。そのため、焼結プロセスでは焼結工程に先立って、
回転ドラム型の焼結用ドラムミキサー（以下、単にミキ
サーという）により、混合、調湿、粒化の事前処理を行
なっている。
石に粉コークスを配合させた原料層の上部から下部に向
かって空気を吸引させることにより、配合した粉コーク
スを順次燃焼させ、鉱石粒子相互の焼結反応および溶融
反応を促進し、気孔率の高い塊状の焼結鉱を得ている。
その際、熱源としての粉コークスを効率よく燃焼させる
ために原料層の通気性を十分に確保することと、一方、
成品焼結鉱の強い結合を得るために鉱石相互の接触を密
にすることの背反する二つの条件が求められる。このよ
うな条件を満足する原料の粒度範囲を見出すことは難し
い。そのため、焼結プロセスでは焼結工程に先立って、
回転ドラム型の焼結用ドラムミキサー（以下、単にミキ
サーという）により、混合、調湿、粒化の事前処理を行
なっている。
【０００３】図２に焼結プロセスフローを示す。この図
において、複数の配合槽１から切り出された複数の原料
はミキサー２において混合・造粒されて給鉱ホッパ３へ
導かれ、ドラムフィーダ４，ベルトフィーダ５を介して
焼結機６上へ定量切出しがなされ、点火炉７により原料
中のコークスに着火され、保熱炉８を経てパレット６の
移動とともに下向き吸引通風により焼成される。
において、複数の配合槽１から切り出された複数の原料
はミキサー２において混合・造粒されて給鉱ホッパ３へ
導かれ、ドラムフィーダ４，ベルトフィーダ５を介して
焼結機６上へ定量切出しがなされ、点火炉７により原料
中のコークスに着火され、保熱炉８を経てパレット６の
移動とともに下向き吸引通風により焼成される。
【０００４】なお、原料としては、たとえば配合槽１の
No. 101 からNo. 108 までの８槽には均鉱・単味鉱９
が、No. 109, 110の２槽には石灰石10が、No. 111, 112
の２槽にはコークス11がそれぞれ装入され、またNo. 11
3, 114の２槽には焼結機６からの返し鉱12がパンコンベ
ア13を介して装入される。さらに、焼結機６上に設けら
れた床敷ホッパ15からは床敷鉱14が供給される。
No. 101 からNo. 108 までの８槽には均鉱・単味鉱９
が、No. 109, 110の２槽には石灰石10が、No. 111, 112
の２槽にはコークス11がそれぞれ装入され、またNo. 11
3, 114の２槽には焼結機６からの返し鉱12がパンコンベ
ア13を介して装入される。さらに、焼結機６上に設けら
れた床敷ホッパ15からは床敷鉱14が供給される。
【０００５】ミキサー２内においては、微粉を含む原料
を擬似粒子化させることにより、通気面では充填層空間
保持力を、また反応の面では擬似粒子中の微粉部分の易
反応性を利用している。このようにしてミキサー２は原
料の混合と擬似粒子化という重要な役割を担っている。
図３(a) ，(b) はミキサー２の全体外形とその駆動系と
を示したものであるが、ドラム本体16は鋼板製の円筒形
とされ、一方の端部に給鉱口16ａがもう一方に排鉱口16
ｂと散水管17とが設けられる。そして、ドラム円周に取
り付けられたタイヤ18がサポートローラ19によって回転
自在に支持され、ガースギア20がピニオンギア21および
減速機22を介して高圧かご形誘導電動機などの駆動源23
により回転駆動される。ドラム本体16には原料の流れを
よくするため、例えば3/100 程度の傾斜が設けられてい
る。
を擬似粒子化させることにより、通気面では充填層空間
保持力を、また反応の面では擬似粒子中の微粉部分の易
反応性を利用している。このようにしてミキサー２は原
料の混合と擬似粒子化という重要な役割を担っている。
図３(a) ，(b) はミキサー２の全体外形とその駆動系と
を示したものであるが、ドラム本体16は鋼板製の円筒形
とされ、一方の端部に給鉱口16ａがもう一方に排鉱口16
ｂと散水管17とが設けられる。そして、ドラム円周に取
り付けられたタイヤ18がサポートローラ19によって回転
自在に支持され、ガースギア20がピニオンギア21および
減速機22を介して高圧かご形誘導電動機などの駆動源23
により回転駆動される。ドラム本体16には原料の流れを
よくするため、例えば3/100 程度の傾斜が設けられてい
る。
【０００６】図４はミキサー２の内部での原料の挙動を
示すもので、給鉱口16ａから供給された原料24は掻き揚
げ（輸送）およびころがり落下（転動）を繰り返しなが
ら排鉱口16ｂへ移動していき、排鉱口16ｂから排鉱25と
して排出される。この過程で先述の原料24の混合と疑似
粒子化が促進される。ところで、このミキサー２の駆動
源23としては、従来より前記したように高圧かご形誘導
電動機、もしくは水抵抗起動方式の高圧巻線形誘導電動
機による定速回転が適用されている。ミキサー２内での
原料の運動状態、すなわち疑似粒子の生成過程の評価を
表すものとして、図５に示すフリュード数Ｆr と占積率
Φ（％、ミキサー内容積中での原料体積の占める割合）
の関係についての報告があり、図中の正常転動域におい
て原料の混合、疑似粒子化が進むとされている。
示すもので、給鉱口16ａから供給された原料24は掻き揚
げ（輸送）およびころがり落下（転動）を繰り返しなが
ら排鉱口16ｂへ移動していき、排鉱口16ｂから排鉱25と
して排出される。この過程で先述の原料24の混合と疑似
粒子化が促進される。ところで、このミキサー２の駆動
源23としては、従来より前記したように高圧かご形誘導
電動機、もしくは水抵抗起動方式の高圧巻線形誘導電動
機による定速回転が適用されている。ミキサー２内での
原料の運動状態、すなわち疑似粒子の生成過程の評価を
表すものとして、図５に示すフリュード数Ｆr と占積率
Φ（％、ミキサー内容積中での原料体積の占める割合）
の関係についての報告があり、図中の正常転動域におい
て原料の混合、疑似粒子化が進むとされている。
【０００７】 Ｆr ＝Ｄ・Ｎ2 ／（ｇ×3600） ……………(1) Φ＝４Ｑ・Ｔ／（Ｄ2 ・π・Ｌ・ρ） ……………(2) ここで、Ｄ：ミキサー径（m), Ｎ：ミキサー回転数（rp
m), ｇ：重力加速度,Ｑ：原料給鉱量（t/min), Ｔ：ミ
キサー内原料滞留時間(min), Ｌ：ミキサー胴長(m),
ρ：原料嵩密度（t/m3）である。
m), ｇ：重力加速度,Ｑ：原料給鉱量（t/min), Ｔ：ミ
キサー内原料滞留時間(min), Ｌ：ミキサー胴長(m),
ρ：原料嵩密度（t/m3）である。
【０００８】一方、模型のミキサーの実験により得られ
た回転数と占積率の適正範囲を図６に示す。ここで、臨
界回転数Ｎc は原料が高速の遠心力によりミキサー内周
と一体運動を行う値で、Ｎc ＝42.3／√Ｄで示される。
これらの式にはいずれも原料水分率の要素が入っていな
いが、これは常に最適な水分率一定制御がなされている
ことを前提としている。
た回転数と占積率の適正範囲を図６に示す。ここで、臨
界回転数Ｎc は原料が高速の遠心力によりミキサー内周
と一体運動を行う値で、Ｎc ＝42.3／√Ｄで示される。
これらの式にはいずれも原料水分率の要素が入っていな
いが、これは常に最適な水分率一定制御がなされている
ことを前提としている。
【０００９】このようにして、ミキサー２において適正
な疑似粒子化を促進させることは、図７のフローに示す
ように、連鎖的に焼結機の操業改善に大きく寄与するも
のである。すなわち、造粒性が向上すると、まず焼結ベ
ッドの通気が向上し、これによって生石灰使用量が低減
するとともに粉鉱石の使用比率を高めることができる。
また焼結ベッドの高層厚化が可能であるから、焼結鉱製
品歩留りと生産性の向上を図ることが可能で、さらに焼
結ベッドの熱効率が向上するから、コークス原単位を向
上することが可能となる。
な疑似粒子化を促進させることは、図７のフローに示す
ように、連鎖的に焼結機の操業改善に大きく寄与するも
のである。すなわち、造粒性が向上すると、まず焼結ベ
ッドの通気が向上し、これによって生石灰使用量が低減
するとともに粉鉱石の使用比率を高めることができる。
また焼結ベッドの高層厚化が可能であるから、焼結鉱製
品歩留りと生産性の向上を図ることが可能で、さらに焼
結ベッドの熱効率が向上するから、コークス原単位を向
上することが可能となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前出の
図５、図６および(1) 、(2) 式より明らかなように適正
な疑似粒子化を行う操業には難解な操作が必要とされ
る。すなわち、改めて整理してみると、 (a) (1) 、(2) 式にみられるように、さまざまな多くの
要素によって成り立っており、適正な造粒域の操業状態
に設定するのは実際上、非常に難解である。
図５、図６および(1) 、(2) 式より明らかなように適正
な疑似粒子化を行う操業には難解な操作が必要とされ
る。すなわち、改めて整理してみると、 (a) (1) 、(2) 式にみられるように、さまざまな多くの
要素によって成り立っており、適正な造粒域の操業状態
に設定するのは実際上、非常に難解である。
【００１１】(b) 操業上、長期的には生産量の変化によ
り、また短期的には焼結機の焼成点制御によるパレット
速度の変化に伴うミキサーへの原料給鉱量Ｑの変動によ
り安定操業の外乱が生じる。なかでも、短期的変動であ
るパレット速度変化によるものは、速度変化による前出
図２の焼結プロセスフローに示す給鉱ホッパ３のレベル
変動から上流の配合槽の原料切り出し量変化に伴い、ミ
キサー２への原料給鉱量Ｑの変化がほぼ定常的に発生
し、図５および図６において原料給鉱量Ｑが変わること
から、占積率が変動して造粒状態は大きく変化すること
になる。なお、生産量変化を伴う場合も同じ状況にな
る。
り、また短期的には焼結機の焼成点制御によるパレット
速度の変化に伴うミキサーへの原料給鉱量Ｑの変動によ
り安定操業の外乱が生じる。なかでも、短期的変動であ
るパレット速度変化によるものは、速度変化による前出
図２の焼結プロセスフローに示す給鉱ホッパ３のレベル
変動から上流の配合槽の原料切り出し量変化に伴い、ミ
キサー２への原料給鉱量Ｑの変化がほぼ定常的に発生
し、図５および図６において原料給鉱量Ｑが変わること
から、占積率が変動して造粒状態は大きく変化すること
になる。なお、生産量変化を伴う場合も同じ状況にな
る。
【００１２】(c) 操業状態を示す例えば占積率をセンシ
ングする適当な手段や手法がなく、それ故センシング情
報を基にしての閉ループ制御を実現することは未知の分
野である。などの不安定要素があり、常時一定の適正な
る造粒性を得ることは、従来の操業方法では不可能とさ
れていたのである。
ングする適当な手段や手法がなく、それ故センシング情
報を基にしての閉ループ制御を実現することは未知の分
野である。などの不安定要素があり、常時一定の適正な
る造粒性を得ることは、従来の操業方法では不可能とさ
れていたのである。
【００１３】ところで、上記したようなミキサー２の制
御を試みる方法としては、例えば特公昭58− 44136号公
報にはミキサーの排口側に排出を邪魔する調整板を配置
してこの調整板の位置を調整することにより占積率を一
定にするように制御する技術が、また特公昭60− 28888
号公報には占積率とフリュード数を特定する技術が、さ
らに特公昭63− 24408号や特開昭59−213432号の公報に
は焼結用原料の循環ラインを付加することにより、占積
率を一定に制御して一定品質となる焼結造粒制御を達成
する技術がそれぞれ提案されている。
御を試みる方法としては、例えば特公昭58− 44136号公
報にはミキサーの排口側に排出を邪魔する調整板を配置
してこの調整板の位置を調整することにより占積率を一
定にするように制御する技術が、また特公昭60− 28888
号公報には占積率とフリュード数を特定する技術が、さ
らに特公昭63− 24408号や特開昭59−213432号の公報に
は焼結用原料の循環ラインを付加することにより、占積
率を一定に制御して一定品質となる焼結造粒制御を達成
する技術がそれぞれ提案されている。
【００１４】しかし、前記した特公昭58− 44136号の制
御では、調整板への原料付着による変動および原料給鉱
量が変化した場合に調整板位置の調節を行おうとして
も、占積率の適当なセンシング手段がないため自由に制
御する事が出来ないという問題がある。また、その他の
特公昭60− 28888号や特公昭63− 24408号、特開昭59−
213432号の技術の場合は原料給鉱量が変化した場合には
制御が不安定になるという欠点がある。
御では、調整板への原料付着による変動および原料給鉱
量が変化した場合に調整板位置の調節を行おうとして
も、占積率の適当なセンシング手段がないため自由に制
御する事が出来ないという問題がある。また、その他の
特公昭60− 28888号や特公昭63− 24408号、特開昭59−
213432号の技術の場合は原料給鉱量が変化した場合には
制御が不安定になるという欠点がある。
【００１５】本発明は、上記したような従来技術の有す
る課題を解決すべくしてなされたものであって、前出
(1) 、(2) 式における固定値により束縛されるミキサー
径（Ｄ）、回転数（Ｎ）、重力加速度（ｇ）、ミキサー
胴長（Ｌ）に対しても、また変動値である原料給鉱量
（Ｑ）やミキサー内原料滞留時間（Ｔ）の変化に対して
も、さらに操業状態を示す例えば占積率をセンシングす
る手段、手法に依存することなく、ましてやセンシング
情報を基にしての閉ループ制御手段を用いることなく、
常に最適かつ一定の造粒性が得られる操業方法を提供す
ることを目的とする。
る課題を解決すべくしてなされたものであって、前出
(1) 、(2) 式における固定値により束縛されるミキサー
径（Ｄ）、回転数（Ｎ）、重力加速度（ｇ）、ミキサー
胴長（Ｌ）に対しても、また変動値である原料給鉱量
（Ｑ）やミキサー内原料滞留時間（Ｔ）の変化に対して
も、さらに操業状態を示す例えば占積率をセンシングす
る手段、手法に依存することなく、ましてやセンシング
情報を基にしての閉ループ制御手段を用いることなく、
常に最適かつ一定の造粒性が得られる操業方法を提供す
ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、焼結ミキサー
を用いて焼結用原料の混合・造粒を行うに当たり、前記
ミキサーに回転数制御手段を設けて回転数制御を行うと
ともに、原料給鉱量による占積率変動に対し、上流の配
合槽からの原料切出し量の信号を基にして、これを焼結
ミキサー内での占積率の変動の過渡現象を数式モデル化
して表わすことにより最適なる回転数を演算して焼結ミ
キサーを制御することを特徴とする焼結用原料の造粒方
法である。
を用いて焼結用原料の混合・造粒を行うに当たり、前記
ミキサーに回転数制御手段を設けて回転数制御を行うと
ともに、原料給鉱量による占積率変動に対し、上流の配
合槽からの原料切出し量の信号を基にして、これを焼結
ミキサー内での占積率の変動の過渡現象を数式モデル化
して表わすことにより最適なる回転数を演算して焼結ミ
キサーを制御することを特徴とする焼結用原料の造粒方
法である。
【００１７】
【作用】本発明者は、上記のような課題を解決すべく、
その手立ての一つとして各種のミキサーの特性について
実験調査した。それらのデータの解析結果により、ミキ
サーを運転するトルクＴq (kg ・m)は原料給鉱量Ｑ (t/
min)，ミキサーの回転数Ｎ (rpm)等によらずして、占積
率Φ (％）のみによって一義的に決定できることを実証
した。これを数式表現すると下記(3) 式のごとくであ
る。
その手立ての一つとして各種のミキサーの特性について
実験調査した。それらのデータの解析結果により、ミキ
サーを運転するトルクＴq (kg ・m)は原料給鉱量Ｑ (t/
min)，ミキサーの回転数Ｎ (rpm)等によらずして、占積
率Φ (％）のみによって一義的に決定できることを実証
した。これを数式表現すると下記(3) 式のごとくであ
る。
【００１８】 Ｔq ＝ａ・Φ＋ｂ ……………(3) ちなみに、本発明を適用したミキサーの場合はａ＝29.
2, ｂ＝94.5となった。この結果を図８に示した。した
がって、原料給鉱量Ｑの変化に対しても最適なる占積率
Φで運転を維持するためには回転数Ｎを操作することに
よって、トルクＴq を一定に制御してやればよいことが
わかる。
2, ｂ＝94.5となった。この結果を図８に示した。した
がって、原料給鉱量Ｑの変化に対しても最適なる占積率
Φで運転を維持するためには回転数Ｎを操作することに
よって、トルクＴq を一定に制御してやればよいことが
わかる。
【００１９】一方、この図８の横軸である占積率Φは
(2) 式にミキサー内原料滞留時間Ｔを表す別の関係式で
ある下記(4) 式 Ｔ＝Ｌ／（π・Ｄ・tan ν・Ｎ） ……………(4) ここで、νは、ミキサー傾斜角をＳ（°）とし、原料安
息角をθ（°）とすると、sin ν＝sin Ｓ／sin θであ
る。を代入することにより、 Φ＝４×Ｑ／（π2 ・Ｄ3 ・tan ν・Ｎ・ρ） ……………(5) を得る。さらに、この(5) 式に本発明を適用した場合の
固有値を入れて表現すると、 Φ＝ 0.07871×Ｑ／Ｎ ……………(6) となる。前記(3) 式が原料給鉱量Ｑ，ミキサーの回転数
Ｎの変化に係わらず成立することは、(6) 式についても
すべての原料給鉱量Ｑ，回転数Ｎにわたって成立し、ま
た検証した事象である。
(2) 式にミキサー内原料滞留時間Ｔを表す別の関係式で
ある下記(4) 式 Ｔ＝Ｌ／（π・Ｄ・tan ν・Ｎ） ……………(4) ここで、νは、ミキサー傾斜角をＳ（°）とし、原料安
息角をθ（°）とすると、sin ν＝sin Ｓ／sin θであ
る。を代入することにより、 Φ＝４×Ｑ／（π2 ・Ｄ3 ・tan ν・Ｎ・ρ） ……………(5) を得る。さらに、この(5) 式に本発明を適用した場合の
固有値を入れて表現すると、 Φ＝ 0.07871×Ｑ／Ｎ ……………(6) となる。前記(3) 式が原料給鉱量Ｑ，ミキサーの回転数
Ｎの変化に係わらず成立することは、(6) 式についても
すべての原料給鉱量Ｑ，回転数Ｎにわたって成立し、ま
た検証した事象である。
【００２０】そこで、本発明は、上記(6) 式を変形した
下記(7) 式によって、回転数Ｎを直接制御して、結果的
にトルクＴq 強いては占積率Φを一定に制御しようとす
る考えである。 Ｎ＝ 0.07871×Ｑ／Φ ……………(7) ここで、(7) 式でのΦはつねに一定に運転を維持しよう
とする最適なる占積率の設定値であり、Ｑは前出図２の
複数の配合槽１からの切出し量のトータル実績値すなわ
ち原料給鉱量である。
下記(7) 式によって、回転数Ｎを直接制御して、結果的
にトルクＴq 強いては占積率Φを一定に制御しようとす
る考えである。 Ｎ＝ 0.07871×Ｑ／Φ ……………(7) ここで、(7) 式でのΦはつねに一定に運転を維持しよう
とする最適なる占積率の設定値であり、Ｑは前出図２の
複数の配合槽１からの切出し量のトータル実績値すなわ
ち原料給鉱量である。
【００２１】このようにして、(7) 式に基づいて制御を
するようにすれば、前出図８からも明らかなように、目
的のトルクＴq および占積率Φを得ることができる。し
かしながら、この(7) 式には時間的要素がないことか
ら、この式の結果を直接ミキサーの回転数制御にとり込
むわけにはいかない。すなわち、本発明では原料給鉱量
Ｑに対してむだ時間と時定数の２つの事前処理を施すこ
とが特徴である。
するようにすれば、前出図８からも明らかなように、目
的のトルクＴq および占積率Φを得ることができる。し
かしながら、この(7) 式には時間的要素がないことか
ら、この式の結果を直接ミキサーの回転数制御にとり込
むわけにはいかない。すなわち、本発明では原料給鉱量
Ｑに対してむだ時間と時定数の２つの事前処理を施すこ
とが特徴である。
【００２２】ここでいうむだ時間とは、前出図２の複数
の配合槽１からミキサー２までの原料搬送時間をＴL と
して付加する。このむだ時間ＴL は固定値としてよい。
また時定数とは、ミキサー内での原料滞留時間Ｔを意味
している。これを表現すると図10のようになる。すなわ
ち、縦軸が原料給鉱量Ｑで横軸が時間軸である。実線は
複数の配合槽１からの切出し量のトータル実績値の変化
を示しており、点線はそれがミキサーの占積率として影
響を与える原料給鉱量Ｑの変化として表現したものであ
る。ここで、ｔ1 は切出し量トータル実績値が変化した
タイミングを、またｔ2 はその変化量がミキサー入口に
到達したタイミングを、さらにｔ3 はそれがミキサー出
口に到達したタイミングをそれぞれ示すものである。し
たがって、ｔ2 とｔ1 との差の時間がむだ時間ＴL に相
当することになる。
の配合槽１からミキサー２までの原料搬送時間をＴL と
して付加する。このむだ時間ＴL は固定値としてよい。
また時定数とは、ミキサー内での原料滞留時間Ｔを意味
している。これを表現すると図10のようになる。すなわ
ち、縦軸が原料給鉱量Ｑで横軸が時間軸である。実線は
複数の配合槽１からの切出し量のトータル実績値の変化
を示しており、点線はそれがミキサーの占積率として影
響を与える原料給鉱量Ｑの変化として表現したものであ
る。ここで、ｔ1 は切出し量トータル実績値が変化した
タイミングを、またｔ2 はその変化量がミキサー入口に
到達したタイミングを、さらにｔ3 はそれがミキサー出
口に到達したタイミングをそれぞれ示すものである。し
たがって、ｔ2 とｔ1 との差の時間がむだ時間ＴL に相
当することになる。
【００２３】このむだ時間の事前処理としては単にむだ
時間ＴL 分だけ信号をずらす処置でよく、また時定数Ｔ
の処理としてはミキサー内での原料滞留時間のモデルと
してよく近似できる移動平均処理方式を用いるものとす
るが、一次遅れフィルタ（指数平滑法）で処理するよう
にしてもよい。ここで、時定数であるミキサー内の原料
滞留時間は前出(4) 式ですでに示したように、回転数Ｎ
に反比例して変化するものであるが、これを本発明に適
用したミキサーの特性で表現すると、図９のようにな
る。すなわち、時定数Ｔは回転数Ｎによって変化させる
必要があることがわかる。そこで、本発明では、下記
(8)式の関数を使って時定数Ｔを変動させることとす
る。
時間ＴL 分だけ信号をずらす処置でよく、また時定数Ｔ
の処理としてはミキサー内での原料滞留時間のモデルと
してよく近似できる移動平均処理方式を用いるものとす
るが、一次遅れフィルタ（指数平滑法）で処理するよう
にしてもよい。ここで、時定数であるミキサー内の原料
滞留時間は前出(4) 式ですでに示したように、回転数Ｎ
に反比例して変化するものであるが、これを本発明に適
用したミキサーの特性で表現すると、図９のようにな
る。すなわち、時定数Ｔは回転数Ｎによって変化させる
必要があることがわかる。そこで、本発明では、下記
(8)式の関数を使って時定数Ｔを変動させることとす
る。
【００２４】 Ｔ＝Ｃ／Ｎ ……………(8) ここで、Ｃは定数で、回転数Ｎによって時定数すなわち
滞留時間を決定するものである。
滞留時間を決定するものである。
【００２５】
【実施例】以下に、本発明の実施例を示す図１の制御系
統図に基づき、制御順序に従って本発明の制御方法につ
いて説明する。まず起動時は速度設定器31により予め比
較的高い速度設定値を与えておき、ＳＷ1 、リミッタ32
を介して強制的に高い速度にて可変電圧可変周数制御装
置（ＶＶＶＦ）33、および高圧かご型誘導電動機23によ
り、ミキサー２を回転させる。これは高い回転数で起動
させて、ミキサー２内に原料が異常に滞留させることを
防止するためである。
統図に基づき、制御順序に従って本発明の制御方法につ
いて説明する。まず起動時は速度設定器31により予め比
較的高い速度設定値を与えておき、ＳＷ1 、リミッタ32
を介して強制的に高い速度にて可変電圧可変周数制御装
置（ＶＶＶＦ）33、および高圧かご型誘導電動機23によ
り、ミキサー２を回転させる。これは高い回転数で起動
させて、ミキサー２内に原料が異常に滞留させることを
防止するためである。
【００２６】この高速度にてミキサー２内の原料が安定
に搬送されるであろう一定時間後にＳＷ1 を開放してＳ
Ｗ2 を閉じて、回転数設定器35にて設定され回転数目標
値演算器36より指定される回転数Ｎに切り換えられる。
以降は上述と同様に、この回転数Ｎにてミキサー２が回
転する。以上がミキサー２の回転数制御方法についての
説明であり、これにより回転数一定制御が実行される。
に搬送されるであろう一定時間後にＳＷ1 を開放してＳ
Ｗ2 を閉じて、回転数設定器35にて設定され回転数目標
値演算器36より指定される回転数Ｎに切り換えられる。
以降は上述と同様に、この回転数Ｎにてミキサー２が回
転する。以上がミキサー２の回転数制御方法についての
説明であり、これにより回転数一定制御が実行される。
【００２７】一方、上記の回転数一定制御が実行される
間に、回転数変換演算器38において前出(7) 式の演算が
実行される。すなわち、適正なる占積率設定値Φは占積
率設定器37から入力され、また原料給鉱量Ｑは配合槽切
出し制御装置39から抽出された配合槽切出し量トータル
実績値がフィルタ40でノイズ除去された後、むだ時間処
理装置41でむだ時間ＴL だけ遅延する処理が施され、次
に時定数処理装置42において時定数Ｔに応じて緩慢な変
化に抑制されてから回転数変換演算器38に入力される。
なお、時定数Ｔは回転数変換演算器38の出力である回転
数Ｎを基にして時定数演算器43により、前出(8) 式の演
算が実行され、その結果である時定数処理装置42に与え
られることになる。
間に、回転数変換演算器38において前出(7) 式の演算が
実行される。すなわち、適正なる占積率設定値Φは占積
率設定器37から入力され、また原料給鉱量Ｑは配合槽切
出し制御装置39から抽出された配合槽切出し量トータル
実績値がフィルタ40でノイズ除去された後、むだ時間処
理装置41でむだ時間ＴL だけ遅延する処理が施され、次
に時定数処理装置42において時定数Ｔに応じて緩慢な変
化に抑制されてから回転数変換演算器38に入力される。
なお、時定数Ｔは回転数変換演算器38の出力である回転
数Ｎを基にして時定数演算器43により、前出(8) 式の演
算が実行され、その結果である時定数処理装置42に与え
られることになる。
【００２８】そして、回転数一定制御の実施から一定時
間後にＳＷ2 を開放してＳＷ3 を閉じることにより、ミ
キサー２は占積率モードによる制御を行う。これによ
り、占積率設定器37の設定占積率Φに対して、原料給鉱
量Ｑの変化に追従して柔軟な回転数の変化による占積率
の一定制御を行うことが可能となる。
間後にＳＷ2 を開放してＳＷ3 を閉じることにより、ミ
キサー２は占積率モードによる制御を行う。これによ
り、占積率設定器37の設定占積率Φに対して、原料給鉱
量Ｑの変化に追従して柔軟な回転数の変化による占積率
の一定制御を行うことが可能となる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ミキサーに占積率一定の回転数制御手段を設けるように
したので、ミキサーの機械仕様上の固定値で拘束される
ミキサー径、ミキサー胴長に対しても、また変動値であ
る原料給鉱量、ミキサー内原料滞留時間の変動に対して
も常に最適かつ一定の造粒性の焼結用原料を得ることが
できる。
ミキサーに占積率一定の回転数制御手段を設けるように
したので、ミキサーの機械仕様上の固定値で拘束される
ミキサー径、ミキサー胴長に対しても、また変動値であ
る原料給鉱量、ミキサー内原料滞留時間の変動に対して
も常に最適かつ一定の造粒性の焼結用原料を得ることが
できる。
【図１】本発明の実施例を示す制御系統図である。
【図２】焼結プロセスフローを示す系統図である。
【図３】ミキサーの(a) 全体外形側面図、(b) 駆動部を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図４】ミキサー内原料運動状態を説明する(a) 斜視
図、(b) Ｘ−Ｘ矢視断面図である。
図、(b) Ｘ−Ｘ矢視断面図である。
【図５】フリュード数Ｆr と占積率の関係を示す特性図
である。
である。
【図６】ミキサー回転数と適正造粒範囲の関係を示す特
性図である。
性図である。
【図７】造粒性向上の波及関連を示す特性図である。
【図８】ミキサー回転数と出力、トルクとの関係を示す
特性図である。
特性図である。
【図９】ミキサー回転数と原料滞留時間との関係を示す
特性図である。
特性図である。
【図10】時定数の処理を説明する図である。
２ ミキサー（焼結用ドラムミキサー） 16 ドラム本体 16ａ 給鉱口 16ｂ 排鉱口 17 散水管 18 タイヤ 19 サポートローラ 20 ガースギア 21 ピニオンギア 22 減速機 23 駆動源（高圧かご形誘導電動機） 24 原料 25 排鉱 31 速度設定器 32 リミッタ 33 可変電圧可変周数制御装置（ＶＶＶＦ） 35 回転数設定器 36 回転数目標値演算器 37 占積率設定器 38 回転数変換演算器 39 配合槽切出し制御装置 40 フィルタ 41 むだ時間処理装置 42 時定数処理装置 43 時定数演算器
Claims (1)
- 【請求項１】 焼結ミキサーを用いて焼結用原料の混合
・造粒を行うに当たり、前記ミキサーに回転数制御手段
を設けて回転数制御を行うとともに、原料給鉱量による
占積率変動に対し、上流の配合槽からの原料切出し量の
信号を基にして、これを焼結ミキサー内での占積率の変
動の過渡現象を数式モデル化して表わすことにより最適
なる回転数を演算して焼結ミキサーを制御することを特
徴とする焼結用原料の造粒方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09011693A JP3305404B2 (ja) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | 焼結用原料の造粒方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09011693A JP3305404B2 (ja) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | 焼結用原料の造粒方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06306495A true JPH06306495A (ja) | 1994-11-01 |
| JP3305404B2 JP3305404B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=13989550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09011693A Expired - Fee Related JP3305404B2 (ja) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | 焼結用原料の造粒方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3305404B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007262454A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Nippon Steel Corp | 微粉原料の造粒方法 |
| JP2009013492A (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Daido Steel Co Ltd | 含金属副産物の造粒物整粒設備 |
| JP2009287122A (ja) * | 2009-09-01 | 2009-12-10 | Nippon Steel Corp | 微粉原料の造粒方法 |
| JP2016036769A (ja) * | 2014-08-07 | 2016-03-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鉄鋼原料の混合機の調整方法 |
| JP2016036768A (ja) * | 2014-08-07 | 2016-03-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鉄鋼原料の混合機の運転方法 |
| JP2019218614A (ja) * | 2018-06-21 | 2019-12-26 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 焼結鉱の製造方法 |
-
1993
- 1993-04-16 JP JP09011693A patent/JP3305404B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007262454A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Nippon Steel Corp | 微粉原料の造粒方法 |
| JP2009013492A (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Daido Steel Co Ltd | 含金属副産物の造粒物整粒設備 |
| JP2009287122A (ja) * | 2009-09-01 | 2009-12-10 | Nippon Steel Corp | 微粉原料の造粒方法 |
| JP4677040B2 (ja) * | 2009-09-01 | 2011-04-27 | 新日本製鐵株式会社 | 微粉原料の造粒方法 |
| JP2016036769A (ja) * | 2014-08-07 | 2016-03-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鉄鋼原料の混合機の調整方法 |
| JP2016036768A (ja) * | 2014-08-07 | 2016-03-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鉄鋼原料の混合機の運転方法 |
| JP2019218614A (ja) * | 2018-06-21 | 2019-12-26 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 焼結鉱の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3305404B2 (ja) | 2002-07-22 |
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