JPS61266512A - 高炉に対する装入を制御する方法 - Google Patents

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】 本発明は高炉への装入を制御する方法に関するもので、
高炉は、炉の装入表面上に材料を分布する回転または振
動式スパウトと、炉上に材料を貯蔵する一つ以上のホッ
パーで、各々、ホッパーからスパウトへの装入材料の流
れを調節するに役立つ調合装置を備えているものと、ホ
ッパー内容を測定する秤量装置とを含んでおり、その方
法は、計算または実験により、ホッパーの内容を定めら
れた期間内に流出させるために最初に関かれて居なけれ
ばならぬ程度を決め、異るタイプの材料に対してと、異
る装入条件とに対して、決められた一定流れと、与えら
れた期間内の流出を確実にするに必要な調合バルブの該
当する位置との理論的カーブを記憶し、これらのカーブ
は各瞬間に、参考流れＱａ及びバルブの位置を指示し、
現実の流れＱｃは、ホッパーの内容の単位時間Δｐ当り
の重量減Δｐを測定し、現実の流れＱ、ｒを参考流れＱ
ｃと比較することにより決められる。

分布スパウトによる高炉の装入は普通には貯蔵ホッパー
の内容の助けにより装入面上に対角線的に対称でかつ円
形に均質的な層を沈積するような具合に行われる。この
目的の為には、一般に既定の期間が得られるが、それは
炉の収量と容量、分布の方法、バルブの開閉、装入材料
の必要位置への運搬等のような操作の調整によって支配
される。この手に入る時間が知られていると、ホッパー
からの流出を制御している調合バルブの開きは、必要と
される期間が切れてスパウトがそれの全軌道上を掃引し
た時に空になるような具合に調節されるべきである。

この目的のためには、バルブは上記された具合で、かつ
又、米国特許第３９２９２４０号及び第４０７４８１６
号に記されてるような具合に調節される。理論では、こ
の線上に操作される調整は、製錬所により要求される正
確な層を沈積することを可能にするようであるべきであ
る。実用上には、不幸にも、そうは行かない、何故なら
ばバルブの位置に関せず、あるパラメーターが流れに影
響するかも知れぬからである。

例えば、それの開きの程度が、記憶されてる標準データ
と装入される材料の性質とを基にして、ある決められた
流速を得るために選ばれる時、流れの相の始めには、排
出間隙上の材料の柱の重量のせいで該速度が増加するか
も知れない。

他方に於て、ホッパーが空になるにつれ、又、空になる
時に、流速はかくして参考流以下に減じていることにな
る。このことで操作が遅くされるにつれ、ホッパーの内
容が炉中に排出さるべき期間は不可避的に超過され、こ
れが装入プログラムを覆すのみでなく、装入面の円形軌
道の周りの材料の高さに起っている残りの対称的変化を
して装入することを阻止してしまう。流れはまた、材料
の湿気の程度とが、粒の大きさのような更に別の因子で
も影響されつる。

この欠点を治すために、流速の変動に従って調合バルブ
の位置を修正する、すなわち、ホッパーの重量の減小で
測定される如き、現実の流れが参考流を超える時、僅か
に閉じ、流れがこの後者の値以下に落ちるとより広く開
くというようにする試みが行われて来た。しかしながら
、現実には、バルブの成る位置に該当する流れは、この
位置が実際に到達された後にのみ決められることが出来
、この流れを決めるのにかかる時間の経過に鑑み、位置
的修正が行われている時のバルブの理想位置ないし参考
位置は、これが知られることが出来る前に変化し得ない
ように到達される。換言すると、バルブが動く方向かど
うであろうとも、すなわち、開こうと閉じようと、常に
過剰の距離だけ移動されるので、そうすると、反対方向
にそれを動かして修正しなければならない。その結果は
、現実の流速が参考値の周りに常に変動することになる
。

この方法で得られる唯一の好ましい結果は、ホッパーの
内容の排出に対して必要な時間に多かれ少なかれ正確に
くっついていることを可能にすることである。他方に於
て、流速の変動のせいで、装入材料の沈積は、修正が行
われないよりもずっと更に不均一になる。その上更に、
バルブが交代に開いたり閉じたりする際、バルブの移動
の反転をすると、けいれん状モーメントを惹起して秤量
装置内に“うそのインパルス”を起すことになるという
程の追加的不便をも含んでいる。

本発明の目的は、調合バルブの操作の新しい方法で、参
考流１こ該当するほぼ一定流速を確実ならしめるような
ものを提供することにある。

本発明によれば、高炉への装入を制御する方法が提案さ
れていて、高炉は回転または振動式のスパウトで、材料
を炉の装入面上に分布するものと、材料を炉上に貯蔵す
る一つ以上のホッパーで、その各々は、ホッパーからス
パウトへ装入材料の流れを調節するに役立つ調合装置を
備えているものと、ホッパーの内容を決める秤量装置と
を備えており、その方法は計算または実験によって、ホ
ッパーの内容が決められた期間内に流出するために始め
に開かれていなければならぬ程度を決め、異る型の材料
と異る装入条件とに対して決められた一定の流れと、調
合装置が決められた期間内の流出を確実にするに必要な
該当する位置との理論的カーブを記憶するようにし、こ
れらのカーブは各瞬間に参考流ＱＯとバルブの位置とを
示し、現実の流れＱｒは与えられた間隔に、ホッパの内
容の単位時間Δｔ内での重量減Δｐを測定し、現実の流
れＱｒを参考の流れｑｏと比較することで決めるように
なっており、その特徴とするところは、調合装置はいつ
でも現実の流れＱｒが参考の流れＱｃ以下になると開か
れ、現実の流れが参考の流れ９０以上であると、位置に
保たれていると言う事実である。

バルブの開放に対して選ばれる振幅Δｓは参考の流れＱ
ｃに該当するバルブ位置と、現実の流れＱｒに該当する
ものとの間の差に等しいと有利である。一つの有利な質
実では、バルブが作用するときの速度は差Δｓに比例し
ているので、もしもこの差Δｓが相当なものであるとす
ると、バルブは比較的迅速に移動され、他方、もしもこ
の差Δｓが僅かにしかない時は、バルブはゆっくりと移
動される。バルブが意図された位置を過ぎて動かぬこと
を確実にする追加の手段としては、それの移動速度が、
差Δｓが既定最小値に達すると、ゼロになるようになっ
ている。

更に別の特別の特徴と利点とは、付図を参照して以下に
詳細に記述された一つの好ましい態様から明かになろう
。

第１図では、太い線にしたカーブは現実の重量Ｐｒ、す
なわち、測定した重量を表しており、他方、点とダッシ
ュとの線は、必要とされる期間Ｔ内に平均した速度で装
入材料か流れることが出来るようにすべき参考重量を表
している。

Δｐ これらのカーブの勾配すなわち、コアは流速を表し、カ
ーブＰａに対しては一定である。

見られる如くに、これらのカーブＰｒ及びＰｃの水平部
分は調合バルブ開口相を表している。

バルブが、以前の装入操作で計算または実験に基いた、
記憶されたデータにより計算された設定または参考の流
れＱｃに該当するそれの開き位置に達した時には、ホッ
パーの速度の減少は、参考の流れＱｃに該当する一定流
速を確実にするために直線的であるべきである。しかし
ながら、成る瞬間から先の二つのカーブの展間に示され
ている如くに、ホッパー内に実際に在る重量と材料と、
流れＱｃの一定の速度を満すためにその中に存在すべき
材料との間の差はずんずんと大きくなって行くので、ホ
ッパーは必要な時間Ｔが終ってから長時間迄は空になら
ない。

上に説明した如くに、カーブＰｒとＰｃとの間の差を補
償する試みでのバルブの位置を修正する操作は、第２図
に示された如き事情に導き、そこでは現実の流れは参考
値の周りに振動する。

何故ならば、バルブは各場合に、それが動かされる方向
がどうであっても、過剰の距離へ移動されるからである
。

他方に於て、もしも操作が本発明によって実施されれば
、すなわち、もしもバルブの位置がカーブＰｃに合致す
るように開ける方向に修正されるだけならば、カーブＰ
ｒはそれにより直線化され、カーブＰｃと合致するよう
にされるので、第３図に示す如くに、参考の流れが満さ
れる。

もしも本発明による操作がバルブを過剰に開く結果にｉ
つたならば、すなわち、測定された流れが参考流れより
もつと大きいならば、バルブは動かされない。何故なら
ば、第１により与えられた情報から、流れはバルブの位
置を変えることなしに必然的に減少するからである。

このバルブ位置修正操作を行うに好ましい方法の第４図
を参照して、記述しよう。この図は、炉１０の頭部を示
し、駆動装置１４により炉の軸の周りに回転してそれの
排出角度を調整するようにさせられるスパウト１２を含
んでいる。

炉１０に担われた枠１６が一組の圧力セル（ｃｅｌｌ）
　２０を介してホッパー１８を支えている。

これらの圧力セルはホッパー１８の重量、又かくしてそ
れの内容の重量を常に示している。このホッパー１８の
排出オリフィスは調合バルブ２２により制御されて居り
、バルブは、炉の軸の周りに対称的移動をされている二
つの登録器から成っていてもよい。この調合バルブ２２
は水力シリンダ−２４により作動され、他方、バルブの
現実の位置は位置検知器２６により常に決められている
。

図は単に一つの単一の中実装入ホッパー１８だけを示し
ている。それにも拘らず、本発明は二つ以上のホッパー
を含んでいる他の腹膜にも等しく応用可能であることは
明かである。

調合装置２２の位置を制御している水力シリンダ−２４
は“比例的作用”型の水力ゲート８８で、加圧された油
を水力供給器３０から受けるものによって作動されてい
る。制御回路はコンピューター３２を含み、それが計算
を行い、総ての必要データを記憶する。このコンピュー
ター３２からの情報は制御装置３４へ伝達され、それが
油の流れ、すなわち、水力シリンダ−２４の速度及びバ
ルブ２２の速度を調節するために水力ゲート２８を制御
する。

コンピューター３２はホッパー１８の内容の現実の重量
と調合バルブ２２の現実の位置とをそれぞれ表す情報Ｐ
ｒ及びＳｒを常に受取っている。また、装入プログラム
を通ずる参考データ、特に、ホッパー１８の内容の流出
に対し選定された時間Ｔを装入プログラムの及び／また
は材料の分布の関数として受理する。コンピューター３
２は、装入材料の性質に関する種々のパラメーター、粒
状材料の成る出力を確実にするに要するバルブ位置など
のような制御作用に必要な情報を記憶する。この記憶さ
れた情報は、前の装入操作から得られた知識に照して、
情報を今日的にもって来る連続した操作から主として結
果する。コンピューターがバルブ２２の操作に対して、
制御装置３４へ指令を計算し提供するのはこれらのデー
タを基にしてである。例えば、ホッパー１８の内容の排
出に必要な時間Ｔを知り、又、これらの内容の重量と、
材料の性質に関するパラメーター、特にその粒の大きさ
、及び他の排出の速度に影響する多分他のバラメーター
ヲ知って、コンピューターは参考の流れＱｃを決め、又
、この後者から、バルブ２２の最初の開きの位置付けを
決める。制御装置３４はコンピューター３２から受取っ
た指令に基き、水力ゲート２８を制御し、それがシリン
ダー２４を、ゲート２２が参考開き位置を占める迄作動
させる。この操作は検知器２６により制御されていて、
それがバルブの瞬間的位置に関する情報を制御装置へ供
給し、制御装置が、現実位置Ｓｒと参考位置Ｓｃとの間
の差Δｓがほぼゼロである時にバルブ２２の開き運動を
停止する。この瞬間から先は、すなわち、バルブ２２が
その参考開き位置を占めると、コンピューターは目下の
間隔、例えば、３乃至４秒毎に、ホッパー１８の重量の
減少速度を決める。そうすると、環境の三つの異る組が
起り得る： １、もしも現実の流れＱｒ、すなわち、単位時間当りの
重量減が参考の流れＱｃに等しいか、または、それから
、先立って任意に固定した、無視しつる量だけ異ってい
るとすると、バルブ２２はそれの最初の開き位置に保た
れる。

２、もしも現実の流れＱｒが参考の流れＱｃより上であ
る。すなわち、もしもバルブの位置Ｓｒが過剰で、かつ
、Δ５＝Ｓｃ−３ｒか負であるならば、バルブ位置の修
正は行われない。第１図に示した詳細によって、流れＱ
ｒは、バルブ２２の位置に何らの変更なしに自動的に減
少し、又、参考Ｑａに近づくことが知られているからで
ある。予防の方途として、例えば、プログラム化の誤差
に対し備えるように、装置は、それにも拘らず、もしも
Δｓが例外的にある上限限度を越えて立上るときには、
バルブは該予め選定された制限に相当する程度まで自動
的に閉じられよう。

３、もしも現実の流れＱｒが参考ＱＯよりＴ１こ落ちる
とすると、これは、バルブ２２の前の参考位置Ｓｃが実
際事実では不充分だったことを意味し、その場合には、
バルブ位置修正が行われる。この目的のため１こは、コ
ンピューターは参考の流れＱｃと現実の流れｑｒとのそ
れぞれに該当するバルブ位置を計算し、これら二つの位
置間の差Δｓを決める。制御装置３４はそれから水力ゲ
ート２８を介してバルブ２２をΔｓに等しい値だけ開く
ように作用する。この修正はいつでもそれが必要になる
と、すなわち、いつでも、現実の流れが成る既定値だけ
参考の流れから偏倚すると、繰返される。

バルブ２２のこれらの連続的に修正された参考位置はコ
ンピューター内に記憶されるので比較しつる条件下に行
われる次の装入は、次第々々に修正が、もしあっても、
少くなろう。

本発明の一つの特に有利な応用法では、油の流れはバル
ブ２８により、制御装置３４により決められた如く、値
Δｓによって調節される。すなわち、バルブ２８はΔｓ
が可成りの時に一層迅速に移動され、Δｓが減少するに
つれ、又、減少すると段々ゆっくりと移動される。Δｓ
が既定の下部制限に到達した時には、バルブは第２図に
描かれた事情を繰返す危険のあるそれの参考位置を通過
しないことを確かにするために、バルブを停止すること
が好ましくさえもある。

最後に、強調さるべきことは、本法の実施の為に第４図
を参照して記述されたハードウェアは、説明としてのみ
採用されたものであり、成る要素は、同じ機能を行う他
のものと置換えることが出来る。例えば、調節用バルブ
の水力制御は空気力回路または電気的回路網で置換え出
来、その時は“比例的作用”型のバルブは、サーボバル
ブまたは、サイリスター回路で、それぞれ置換される。

【図面の簡単な説明】

第１図はバルブ位置が修正されない時のホッパーの重量
が受ける減量を示すカーブである。 第２図は双方の方向でのバルブ位置の修正をしたときの
ホッパーの重量の減少のカーブである。 第３図はバルブの位置が本発明によって一方向のみに修
正される時のホッパーの重量の減少に対するカーブであ
る。 第４図は本発明により提案された方法を行うための装置
の全体的略図である。 手続補正書 昭和ｔノ年Ｚ月漢日 ２、全ｖｊ８先１陛 島’Ｆ！＋つ何イ゛る４逅Ｘ＜ナリ軟ｔりするうシＥ・
３、補正をする者 事件との関係　　オ１’４ｔ４！人 蜘＝所＝千シ五 ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炉の装入表面上に材料を分布する回転または振動式
   分布スパウト（ｓｐｏｕｔ）と、炉の上に材料を貯蔵す
   る一つ以上のホッパーで、各々、ホッパーからスパウト
   への装入材料の流れを調節するに役立つ調合装置を備え
   ているものと、ホッパーの内容を決定する評量装置とを
   含み、方法は計算または実験により、ホッパーの内容を
   与えられた時間の間に流し出す為に最初にバルブが開い
   て居らねばならぬ程度を決め、かつ異る型の材料と異な
   る装入条件に対して、与えられた一定の流れと、与えら
   れた期間内の流出を確実にするに必要な調合バルブとの
   理論的カーブを記憶し、これらのカーブが各瞬間に参考
   流れＱｃとバルブの位置とを指示し、現実の流れＱｒは
   与えられた間隔に、単位時間Δｔ当りのホッパーの内容
   の重量減少Δｐを測定して現実の流れＱｒを参考の流れ
   Ｑｃと比較することにより決められるようになつている
   ものと、を含んでいる高炉に対する装入を制御する方法
   であつて調合バルブが現実の流れＱｒが参考流れＱｃ以
   下である時に何時でも開かれて居り、現実の流れＱｒが
   参考の流れＱｃ以上である時は位置に保たれているとい
   うことを特徴とするところの方法。 ２、バルブの最初の開きが、結果としての流れが計算さ
   れた参考の流れＱｃに該当することを確実にするように
   選ばれているところの特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ３、バルブの開きに対して選ばれた振幅Δｓが参考の流
   れＱｃに該当するバルブ位置と現実の流れＱｒに該当す
   るものとの間の差に等しくなつているところの特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ４、バルブの作用速度は必要なバルブ移動の差Δｓにに
   比例しているようになつているところの特許請求の範囲
   第１項か第３項かに記載の方法。 ５、差Δｓが既定の最小に到達すると、バルブ移動速度
   はゼロになるようになつているところの特許請求の範囲
   第４項記載の方法。