JPS58130147A - セメント原料の調合制御方法 - Google Patents

セメント原料の調合制御方法

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JPS58130147A
JPS58130147A JP1114282A JP1114282A JPS58130147A JP S58130147 A JPS58130147 A JP S58130147A JP 1114282 A JP1114282 A JP 1114282A JP 1114282 A JP1114282 A JP 1114282A JP S58130147 A JPS58130147 A JP S58130147A
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JP
Japan
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ratio
equation
raw material
raw materials
cement raw
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Pending
Application number
JP1114282A
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English (en)
Inventor
宮本 一正
都丸 隆夫
赤星 宏輝
常松 正巳
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

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】 本発明は、3種のセメント原料を調合して調合原料中の
水硬率、硫酸率、鉄車の各比率を予め定めた目標値に制
御するセメント原料の調合制御方法に関する。
一般に各種セメントの製品は、夫々JIBの規定に合格
しなければならない。このためこの規定に合格するよう
に原料調合の基本をなす水硬率(HM)、硅酸率(SM
)、鉄車(IM)の時比率等を連用して正確なる調合を
行いその調合原料を微粉砕し、キルンで十分に焼成して
いる。
従来、3種セメント原料の調合は、次に示す各計算式に
基づき制御していた。
1 HM =               (3)12 
+13 +14 1m =−一と−(5) 84 ただしxl、;第1原料中(DCaOの含有重量比x、
2;    ’8102    ’”15  ;   
 ’  At203    ’”14  :    ’
  l’@203    #x21 :第2N科中のC
aO’ X22*    ’  11102 !23:′   ムt2o3’ ”24  :    ’   F*20s    #x
3.;第3.;中のCaO’ ”52  :    ’  j!102    ’”5
3;    ’  At203    ’”sa:”・
205   ′ y、;第1原料の切出し比率 y2 :第2原料の  l y、;第3原料Q   1 寡、;調合原料のCaO含有重量比 12  ;    ’  aso2   ’15  ;
    ’   At203   ’s、  a   
 #  p・20s  ′HM;  水硬率 SM ; 硫酸率 夏舅;鉄車 即ち(1)式は3禰のセメント原料と調合原料との質量
のバランス関係を示し、(2)式は、3種セメント原料
の各切出し比率を示し、(3) 、 (4) 、 (5
)式は水硬率、硅酸率、鉄車を夫々求める計算式を示し
、(6)式はこれら(1)〜(5)式からs1〜z4を
消去した連立方程式を示す。そして、この(6)式にお
ける1行目の方程式は、3種セメント原料の各切出し比
率の合計が1になるというもので、又2行目の方程式は
水硬率を、3行目の方程式は硅酸率を、4行目の方程式
砿鉄車を夫々の設定値に一致させるためのものである。
3種セメント原料の調合は、夫々の切出し比率yt  
l F!  + 3’lを(6)式から求めればよいの
であるが、(6)式の4つの方程式を全て満足すること
はできない。そこで従来は、4つの方程式のうちから3
つを選んで上記(6)式の連立方程式を解き、上記3種
セメント原料の各切出し比率)’l  + y重 1 
ymを求めている。しかしこの制御方法では、4つの方
程式のうち1行目の方程式は、必ず選定しなければなら
ない丸め、水硬率、硅酸率、鉄車のうちいずれか1つ拡
全く制御できなくなる。この結果、制御されない比率が
所望の値から大きくずれることとなシ、製品の品質が著
しく低下する問題がある。
このような問題を解消すべく本発明者は鋭意研究の結果
、以下のことに着目した。
切出し比率の和が1ということにより、(6)式の第1
式は絶対に必要である。水硬率、硅酸率、鉄車の3比率
のうち、水硬率が1番重要であるので(6)式の第2式
を選ぶ、(6)の第1式および第2式を解けば下記(7
)式の直線の方程式となる。
というのは(6)式の第1式(1,0,0)、(0,1
,0)。
(o、o、i)の3点をふくむ平面であり、(6)式の
第2式は原点をふくむ平面であり、その交線tは第1図
に示すような直線となるからである。
なお、(ア、。、 y2゜、 o)は上記(7)式の直
線がy1y2平面とまじわる点であり、ベクトル(a、
b。
C)は(7)式の直線が点(yl。、72g+ 0 )
がら出発して最初にy1y3平面又はy2 y5平面と
交じわった点を終点とするベクトルの成分である。この
ように(7)式を決定すると、媒介変数λを用いて(7
)式は下記(8)式の如く記述できる。
)’1:)’10”λ )’2 ”F20 +bλ   )(8)75 ” C
λ ここでλは切出し比率F1+ 72+ 73がすべて非
負という条件から下記(9)式の範囲となる。
O≦λ≦1(9) 従って、(8)式の71+ 721 F3を(4)、(
5)式の右辺に代入すれば(転)式、00式を得る。
sM = sM(λ)     aO 工麓=Im(λ)    Uυ αQ、α゛υ式を(9)の範囲でSMI IM平面にグ
ロ、トすると一般に第2図に示すような曲線を得る。
これは、水硬率が一定となるように切出し比率を連続的
に変更していった時のSMI IMの値の変化を表わし
ている。以下これを3原料HM%性曲lsfと称する・
。この特性曲線を見れば調合制御に関する重要な情報が
わかる。たとえば、sMの目標値を2.5、その許容範
囲を2.1から2.7とし、1.の目標値を1.9、そ
の許容範囲を1.0から2.0とすれば(第2図に2点
鎖線で示す矩形内)、λ=0.66から0.78の間で
Sm−1麗共々詐容範囲P内にある切出し比率があるこ
とがわかる。
従来は、(6)式の1番目、2番目、3番目の式を用い
た場合、硅酸率8Mを48Mだけ変化させて、上式を解
き、非負の解が求まるまでΔ8hiを変化させ続けてお
り、このため、非能率的であり、かつ調合比率の全貌が
つかめない欠点を持っている。例えば第2図に示す3原
料Higl性曲線の場合は、SM=2.5と設定すると
それに相当する切出し比率が存在せず、調合不能という
結果が出る。また仮シに8M−2,4と設定しても、I
M=2.45となり1.の許容範囲を大巾に越えること
になる。
さて、第2図の特性曲線が与えられた時、その曲線上の
点(IMI Sm )を選ぶ方式はSM+IMの両者を
考慮に入れて、たとえば次のような評価関数りを最小に
するように決めればよい。
L(λ)=(SMo SM(λ))2+ar2(x、。
−xM(λ))2133ただし% SMQ+ IMQは
それぞれSMI IMの目標値であり、QJ ハl5M
0 SM(λ)lとIIMO−IM(λ)1の重みづけ
をした重み係数で適宜設定される。F13式は楕円の方
程式であり、Lに種々の値を取った場合第3図に示すよ
うに点(aMg=2s 、 I舅・=1.9)を中心に
相似形の楕円l#eを形成する。従って、特性曲線fが
楕円群eのうちの1つと接するから、その接点に対応す
る8M(λ) 、 IM(λ)が評価関数’13式を最
小にすることになる。
本発明は、上記知見に着目してなされたもので、その目
的とするところは、3原料HM%性曲線を利用してSM
I IMを設定することにより、従来の如く収束演算を
おこなうことなく、容易に各比率を許容範囲内で設定し
、もってセメント品質の低下を防止することができるセ
メント原料の調合制御方法を得んとするものである。
すなわち本発明は、3種のセメント原料を調合して調合
原料中の水硬率(HM)、硅酸率(SM)、鉄車(LM
)の各比率を予め定めた目標値に制御するセメント原料
の調合制御方法において、所定の水硬率(HA!0)に
対する8M(λ)対IM(λ)曲線をつくり、この曲線
から下記評価関数L(λ)を最小にするSM+ IMの
組合せを設定値とすることを特徴とするセメント原料の
調合制御方法である。
L= (8MO8M(λ))2+#2(IMO−IM(
λ))2但しsMoは硅酸率sMの目標値 ■緘。は鉄車xMの目標値 λは媒介変数 Wは重み係数 以下本発明の実施例を第4図および第5図に基づいて説
明する。まず、第4図において収納ホッパ11〜ICに
夫々種類の異なるセメント原料を収納する。これら原料
は咳収納ホッノ411〜ICからフィードウェア21〜
2Cによって定量ずつ切出し調合し、この調合原料をベ
ルトコンベア3で原料粉砕ミル4に導き粉砕する。
そして、同ミル4で粉砕された調合原料をiRケ、トエ
レベータ5を介して七ΔレータCに導き、ここで分級す
る。そして調合原料のうち粗粉を再び核原料粉砕ミル4
に送り精粉を成分分析針7を備えた経路を経てプレ/デ
ィングサイロに導く。
一方上記成分分析計7では、調合原料の含有成分(Ca
b、 5t02.Az2o、、 Fe2O2)比データ
を分析、検出し、この検出信号を電子計算機8に送る。
同電子計算機8では、3種セメント原料の夫々の切出し
量検出器91〜9eで検出した夫々の切出し量を記録す
る。
尚、上記3種セメント原料の各成分比は、上記調合原料
の成分比データと、核3種セメント原料中のあらかじめ
測定したいくつかの成分比データとに基づき、他の成分
比データを更新させるようにすることもでき、又各収納
ホツノ9ノ&〜ICに夫々成分分析針(図示せず)を設
けて、逐次各原科の成分比データを更新し、上記電子計
算機8に記録することも勿論可能である。
また、電子計算機8は、あらかじめ例えば水硬率を2.
1に設定し、硫酸率を2.1〜2.7に、鉄車を1.0
〜2.OK夫々許容範囲とし丸値に設定している。
そして、電子計算機8において、3種セメント原料の各
成分比により上記3原料HM%性曲線((ト)式、aυ
式)と評価関数’13式より第5図に示すように、特性
曲線fと楕円群eとの接点(○印)をsMおよびIMの
設定値とする。ただ、S、、 IMのいずれかに上下限
リミ、りを設けて、設定値をある範囲内に押えたい場合
には、これを考慮する。例えばBMに上限2,7、下限
2.1のリミ、りを設は九場合O印では8M=2.04
程度のため、リミ、りによfisM=2、lに設定した
ことになる。すなわち第5図の特性曲線S4のように設
定値が○印をつけた点からΔ印に移動することになる。
なお、SM+ IMの設定方法として、上記方法に限ら
ない。例えば、特性曲線が第5図の最大の矩形で示し九
許容範囲Pと交じわる場合は、その範囲内で評価関数り
を最小にする点を選び、上記許容範囲Pと交じわらない
場合は、その境界から特性曲線fまでの距離が最小とな
る特性曲線上の点をSM+IMの設定値としてもよい。
要は3原料HM%性曲線と8M、 Igの許容範囲との
相対的位置関係に従って、適切なSM、IM設定値を選
択できるような評価関数を設定すれば、電子計算機8は
その評価関数を最小とする3種セメント原料の各切出し
比率を計算し、その比率結果を各比例設定器101〜1
0cに出力する。
同各比率設定器101〜10eは同電子計算機8から出
力される切出し比率信号11m〜11aと総切出し量信
号12とにより3種のセメント原料の夫々の切出し量を
計算し、その計算結果を原料切出し量調節計13a〜1
3cの設定値として出力する。
そして、同原料切出し量調節針13h〜13cは上記比
率設定器10m〜10cによって設定値と切出し量検出
器91〜9cで検出される切出し量と一致するようにフ
ィードウェア21〜2cの駆動モータ141〜141!
を制御し、このようにしてセメント原料の調合制御をお
こなう。
なお上述した実施例では、水硬率HMを一定値として調
合制御したが、本発明は、これに限らす水硬率H,を許
容範囲を持つ値としてもよい。
この場合3原料島特性曲線は、幅を持った帯状(3原料
HM特性・臂ンF)となるが、上記実施例と同様にセメ
ント原料を調合制御することができる。
以上説明したように本発明によれば、3原料HMcff
性曲線を導入したことによシ、硫酸率Caw>鉄車(I
M)の両者を考慮に入れた3原料切出し比率計算を、従
来の如く収束演算をおこなうことなく容易に求めること
ができる。
更に3原料切出し比率を決定する際に、3原料H,!性
曲線と、SMI IMの許容範囲との相対的位置関係が
2次子面に幾何的に与えられるため、この決定アルゴリ
ズムを柔軟性に富んだものとすることができる。
更にまたこの方法によれば、SMI IMの許容範囲内
に3原料HM特性曲線が横切れば、8M + IMが共
に許容範囲内に収まり、そうでなければ収まることが不
可能であるので、原料成分が変動した場合に8M r 
IMが共に許容範囲内に収まるか否かの原理的チェ、り
を容易におこなうことができる。
以上の如く本発明によれば、3原料HM特性曲線を導入
することにより容易にコ原料切出し比率を設定してセメ
ント品質の低下を防止することができる顕著な効果を発
揮することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は明細書中(6)式の第1式と第2式との関係を
示す説明図、第2図は3原料HM%性曲線を示す図、第
3図は同特性曲線群と評価関数りにもとづく楕円群との
関係を示す図、第4図は本発明に係る調合制御方法の一
例を示す図、第5図は同制御方法による切出し比率決定
方法の一例を示す図である。 JmA−1c・・・収納ホy /# 、j息〜2c・・
・フィードウェア、3・・・ベルトコンベア、4・・・
原料粉砕ミル、5・・・バク、トエレベータ、6・・・
セノ譬レータ、7・・・成分分析針、8・・・電子計算
機、9a〜9C・・・切出し量検出器、10a〜10e
・・・比率設定器、Ila〜Ile・・・切出し比率信
号、12・・・総切出し量信号、13a〜13e・・・
原料切出し量調節針、141〜14e・・・駆動モータ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 3棟のセメント原料を調合して脚台原料中の水硬率(H
    M)、硅酸率(8M)、鉄車(IM)の各比率を予め定
    めた目標値に制御するセメント原料の調合制御方法にお
    いて、所定の水硬率(HM o )に対するSM(λ)
    対Iig(λ)曲線をつくシ、この曲線から下記評価関
    数L(λ)を最小にする8M r IMの組合せを設定
    値とすることを特徴とするセメント原料の一合制御方法
    。 L(λ)=(Sigo  8M(λ))2+伽2(IM
    OIM(λ))2但しsMoは硅酸率8Mの目標値 IMoは鉄車■Mの目標値 λは媒介変数(O≦λ≦1) 曽は重み係数
JP1114282A 1982-01-27 1982-01-27 セメント原料の調合制御方法 Pending JPS58130147A (ja)

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