JPS61287461A - 閉回路チユ−ブミルの粉砕制御方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、閉回路粉砕系の制御方法、さらに言えば、セ
メントクリンカを被粉砕物とする開回路デユープミルの
粉砕制御方法に関するものである。

［従来の技術］ 第５図は代表的な開回路デユープミルの概略図である。

原料供給装置１により供給される被粉砕原料は、エアセ
パレータ４で分級された粒径の大きな被粉砕物（戻粉）
といっ１ノよになり、ミル２に送入される。ミル２から
排出された被粉砕物は、バケットエレベータ３によりエ
アセパレータ４に運ばれ、そこで系外に取り出される精
粉と、ふただびミル２内に送入される粗粉（戻粉）とに
分級される。この粉砕系の制御に用いる被制御変数とし
ては、バケットエレベータ３の消費電力、戻粉の量、サ
ーキュレーティングロード（−戻粉量／被粉砕原料供給
量）、ミル２本体の発Ｊ′る振動や音響、またバケット
エレベータ消費電力と音響とを絹み合わせたものが使用
されている。

これらの被制御変数はその応答性の而から大きく２つに
分けることができ、それぞれ次のＪ：うイ【特徴がある
。

（１）バケットエレベータ消費電力、戻粉量、サーキュ
レーティングロード バケットエレベータ消費電力を被制御変数とげる制御方
法は、ミル内原料通過用を制御することを目的どするが
、常に最適粉砕条件を与えるものではなく、粉砕系の持
つむだ時間の影響を受（）外乱に対する応答も遅いため
、ハンティングを生じやすく、制御性が悪い。場合によ
っては、ミル閉塞を引き起こし、それを防ぐことができ
ない。ただし、ミル内通風量が大きい場合には比較的良
好な応答を承り。

戻ｙ１■やサーキコレーティングロードを被制御変数と
する場合も同様なことが言えるが、これらの方法は、エ
アセパレータの変化に対する応答はよい。

一般に言って、これらの被制御変数は応答性や制御性に
おいて欠点を持つ。

（２）撮動、＠響 振動または音響を被制御変数とする制御方法は、外乱に
対する応答に優れ、ミル閉塞を防ぐことができるが、ミ
ル内通風量が多い場合、エアセパレータに入る被粉砕原
料の半や粒度が変動し、エアセパレータに悪影響を与え
、ミルの粉砕効率を低下させる。また、ミル内散水最に
よって振動や音響のレベルが変化するため、設定値を散
水量に合わせて補正しければならない。

音響を被制御変数とする場合には、さらに音響を検出す
るマイクロフォンのダストからの保護や隣接ミルの音響
の影響を受けやすいことなどの欠点がある。

したがって、ミルの粉砕効率や制御性の面から言えば上
記の２グループの長所を兼ね備えるよう被制御変数を決
めなければならない。

そこで、音響とバケツ１〜エレベータ消費電力のある加
重平均を被制御変数とする制御方法が発明され、かつ実
施されている。しかしながら、これにはマイクロフォン
の管理やミル内散水量および隣接ミルの影響の問題があ
り、音響の代りに振動を用いてもミル内散水量の問題は
依然として残されている。

被制御変数の制御方法としては、一般に定値制御方法が
とられている。その設定値は、試行錯誤により人為的に
長い時間をかけて求められた被粉砕物の供給量あるいは
精粉の吊を最大にするような値が用いられ、最適設定値
とされている。確かに、粉砕系に対して何等外乱が生じ
なりればその最適設定値を変更する必要はない。しかし
、セメントクリンカを被粉砕原料とする場合、この粉砕
系には以下に示すような外乱が存在する。

（１）セメントクリンカの被粉砕性や粒度セメントクリ
ンカの被粉砕性や粒度は常に変化し、それは粉砕速度に
影響を与える。セメントクリンカの被粉砕性が低下し、
粉砕しにくくなると、ミル内での粉砕速度が低下する。

したがって、ミル内に滞留する被粉砕物の量は増加する
こととなる。また、比較的粒痘の大きな粉がバケツ１〜
エレベータによってセパレータに運ばれ、エアセパレー
タで分級されてミルに戻される粗粉の量が増え、さらに
ミル内の滞留量は増加して行く。

（２）供給セメントクリンカ温度 セメントクリンカの被粉砕性は、キルンでの焼成条件に
大きく左右される。特に焼成されたタリンカ温度によっ
てセメントクリンカの被粉砕性は大きく変化し、粉砕速
度もこの被粉砕性の変化に影響を受ける。キルンで焼成
しミルに供給するセメントクリンカを一時貯゛蔵してお
くためのサイロなどの容量が小さい場合には、ミルに供
給するセメントクリンカの温度が焼成された時の温度に
したがって変化するため、ミルに供給するセメントクリ
ンカの温度をミルへの外乱要因の一つとしてとらえるこ
とができる。

（３）ミル内散水量 上記にように供給セメントクリンカの！、　［ｆｆｌが
変動し、特に高くなるような時は、製品である精粉の温
度が上昇するため、精粉温度が所定の溝面よりも上が！
うないようにミル内に散水をする。またミル内散水がセ
メントクリンカの粉砕を１ｖｌＩプる粉砕助剤的効果を
持っているため、ミル内に散水を１−ることがある。す
なわち、このミル内散水によって音響や振動が変化する
とともに、粉砕速度も変化する。

（４）エアセパレータ回転数 精粉の粒度が所定の値になるようにエアセパレータの回
転数を制御するが、これによってミル内の被粉砕物の滞
留量が変化する。

この他にもいろいろな外乱があるが、これらの外乱が生
ずることによりミル内の原料滞留時間が変化し、最適設
定値は変化することになる。このような外乱は自動運転
中に随意に発生し、ミルオペレータによって人為的に設
定値を変更しないかぎり、ミルは最適な条件から離れた
ところで運転されることになる。したがって、最適な条
！−［で運転を行なうために、ミルのオペ１ノータが個
々の経験と感覚により設定値を変更していくのが一般的
である。

しかし、このような設定値の変更方法ではオペレータ個
人個人の差が坦れ、オペレータが経験不足の場合、最適
条件が保たれるよう設定値変更がなされているとは言い
難い。

そこで、自動的な設定値の変更方法として、最適値探索
による方法が従来行われてきた。これは、ミルの粉砕効
率とミル負荷との間に第６図のような関係があることを
利用している。現在のミルの状態が図の点Ａの状態にあ
るとすると、設定値はこの方法により以下に示すように
変更される。

まず、バケットエレベータ消￥１電力を被制御変数とし
、この設定値を任意に一定時間毎に増加させることとす
る。これによって、設定値変更前後のたとえば精粉量の
出力信号の一定時間内の積算値が、変更前の積算値より
も増大したならば、さらにその設定値を増大せしめる。

そして同様の比較をする。これを数回繰り返したある時
点で、第６図の点Ｂの右側に状態が移動し、設定値変更
後の積算値が変更前の積算値より減少する点を確認する
ことになる。最後の設定値変更の直前の設定値が最適設
定値、この場合ならば精粉量を最大にする設定値となり
、その値に自動的に設定される。

粉砕系の持つ時定数が小さい場合には上）本の方法は有
効であるが、開回路チコーブミルのような時定数が大き
く応答が遅い場合には次のような問題点がある。

「発明が解決しようとする問題点］ 粉砕系の持つ時定数が人ぎいために積算時間をあまり小
さくすることができず、設定値変更前後の差を検出する
ためにはある程度積算時間を大きくとる必要がある。一
方、このように積算時間を大きくすれば、急激に最適設
定値が変化した場合、その値への追従がむだ時間が伴い
好ましくない。

本発明は、上述のような従来の制御方法の有する問題点
を解消することを目的とするものである。

［問題を解決するための手段および作用コ原料供給装置
によって非粉砕物をミルに供給して粉砕し、粉砕された
被粉砕物をバケットエレベータなどの輸送装置によりエ
アセパレータに移送し、このエアセパレータにおいて粉
砕系外に取り出される所定の粒度の精粉とふたたびミル
内に送入される粗粉とに分級し、粗粉を前記原料供給装
置によりミルに戻して再粉砕する閉回路粉砕系において
、ミルから発する振動とミルから排出された被粉砕物を
エアセパレータに輸送するバケットエレベータなどの前
記輸送装置の消費電力の２変数を組み合わせたものを、
被制御変数、非粉砕原料供給量を操作変数とし、また、
供給非粉砕原料温度とミル内散水量の２変数を設定値変
更のための補助変数に用いて、振動とバケットエレベー
タなどの前記輸送装置の消費電力にそれぞれ所定の重み
係数を掛けそれらの和で表されるミル内の負荷状態を所
定の設定値になるように非粉砕原料供給量によって制御
し、かつ、供給非粉砕原料温度とミル内取水■の信号処
理により最適設定値を８１算し、ミルの時定数に合った
最適周期で設定値変更を行う。

［実施例］ 以下に、本発明による１ｌＩｌｌＯ１１方法を１？メン
トクリン力粉砕に適用した場合を第１図および第３図に
示して、その詳細を述べる。

非粉砕原料であるセメントクリンカは、原料供給装置１
によってミル２に送入され、粉砕される。

ミル２から排出された被粉砕物はバケツ１〜エレベータ
３によってエアセパレータ４に送られる。このエアセパ
レータ４において、所定の粒度より小さい精粉とその以
外の粗粉に分級され、精粉は経路５より粉砕系外に製品
として取り出される。一方、粗粉は経路６を経て、ミル
２に戻され再粉砕される。

このような粉砕系において本発明による制御方法を実施
するために、バケットエレベータ３のモータ７には電力
側８が、ミル軸受メタル９には振動計１０が取り付（プ
られている。この電力計８によって検出された信号は、
所定の周波数帯の信号を取り出すために、ＬＰＦ　（ロ
ーパスフィルタ）１１に送られる。前）本の振動計１０
によって検出された信号も、Ｉ−Ｐ　Ｆ　１２およびｌ
−Ｉ　Ｐ　Ｆ　（バイパスフィルタ）１３を通り、同様
に必要な周波数を持った信号が取り出され、さらに、前
述の電力側８からの信号と相殺しないよう信号の向ぎを
そろえるために、反転器１４に送られる。フィルタ１１
〜１３を通過した、あるいは、さらに反転器１４を通過
したこれらの信号は、調節計１５５内の加鋒演算部１６
に導入され、この演算部１６内でそれぞれの信号にあら
かじめ定められた重み係数を掛は算し、さらに、それら
を加算したものが粉砕系のプロセス信号、ずなわち、被
制御変数となる。

調節計１５内にはまた設定部１７が設【プてあり、ここ
に送られて来るミル内散水量と供給セメン１〜クリン力
温度の信号は、それぞれ流量８１１８と湿度計１９によ
って検出される。ミル内散水量は製品の品質上の問題か
ら、被粉砕セメントクリンカの温度が所定の温度以上に
ならないように、バルブ２０によって制御されている。

流量計１８から検出されたミル内散水量の信号は、ＬＰ
Ｆ２１を通って前述の調節剤１５内の設定部１７に送ら
れる。同様に、温度計１９によって検出された供給セメ
ントクリンカ温度もフィルタ２２を通り設定部１７に送
られるのであるが、この場合のフィルタリングは特に注
意が払われている。なぜならば、最適設定値（、未供給
セメンミルクリンカ温石の影響を受け、供給セメントク
リンカ温度に従って変化覆るのであるが、最適設定値は
セメントクリンカ温度の特定の周波数帯において特に大
きく変化でる傾向を見い出すことができたからである。

すなわち、供給セメントクリンカの被粉砕性は供給セメ
ン１〜クリン力湿度の長期的な変化には相関がなく最適
設定値は変化しないが、短期的に供給セメントクリンカ
温度が変化する場合には供給セメントクリンカの被粉砕
性が変わり、最適設置値が変化する。したがって、供給
セメントクリンカ温度の信号の中で最適設定値に大きな
影響を与える周波数だけを選択的に取り出すようなフィ
ルタリングを行っている。

フィルタ２１．２２を通ったこれら流量計１８、１３一 温度泪１９からの信号は前述の調節計１５内の設定部１
７に導入され、そこで最適設定値が演算される。この最
適設定値の演算は、あらかじめ設定しである多重回帰式
を用いて行われており、設定値は粉砕系の時定数に合わ
せた最適な周期で変更される。設定値の変更周期がミル
時定数に対し長すぎる場合、ミルが最適状態から外れて
運転される時間が長くなり、粉砕効率が低下する。逆に
短すぎるときは、設定値の変更幅によってはハンティン
グを生ずる可能性があり、この場合も粉砕効率が低下す
る。そのため設定値変更は、前）ホのようにミルの時定
数に合わせた最適な周期で変更することが好ましい。

セメントクリンカ原料供給量の制御量は、制御量演算部
２３において、この設定値と前述の被制御変数の偏差に
基づいて演算され、非線形補償ブロック２４に送られる
。非線形補償ブロック２４は、第３図に示すように、粉
砕系の最適状態点Ｐを基準として被制御変数と操作変数
であるセメンリフリンカ供給量に非線形な関係があるた
めに、これを補正する必要から設【ノられている。非線
形補償ブロック２４で補正された制御量にしたがって、
セメントタリンカ供給装置１は制御される。

このような制御方法は、ミル内散水吊ど供給セメントク
リンカ濡麿から粉砕系の最適状態を予測し、それに従っ
て制御を行うことから、予測制御に基いた追値制御と言
うことができる。

また、第４図に示すように、第２図の非線形補償ブロッ
ク２４はリニアライザ２５として被制御変数の入力処理
部に組込むことができ、さらに散水量補正も補助変数の
入力処理として散水量補正演算部２６で扱うことが可能
である。

［効　　果］ 以上のように、本発明による制御方法は次のような特長
を有する。

（１）被制御変数にミルから発生する振動が用いられて
いるため、外乱に対しては優れた応答性を示し、また制
御の安定性もよい。

（２）上記（１）の理由によりミル閉塞を防止すること
ができる。

（３）音響の場合はど信号の検出器に注意を払う必要が
なく、隣接ミルの影響もない。

（４）ミル内通風量に合わせ、被制御変数に占める振動
とバケットエレベータ消費電力の重みの割合を変えるこ
とにより、エアセパレータへ供給される非粉砕物の量の
変動を抑え、エアセパレータの効率の低下を防ぐことが
できる。

（５）被制御変数の最適値があらかじめ設定された多重
回帰式によって迅速に演算され、粉砕系の時定数に合っ
た最適周期で変更されるため、最適値探索方式のように
むだ時間を伴うことがなく、常に粉砕系を最適状態に維
持することが可能である。

当然のことながら、本発明はセメントの粉砕系だけでな
く、すべてのチューブミルによる開回路粉砕系に適用す
ることができ、その実施によって粉砕効率の向上と、安
定した制御性を得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御方法をセメントクリンカの閉
回路粉砕系に適用した場合の１実施例を示す説明図、第
２図は第１図における調節計の詳細を示すブロック線図
、第３図は被制御変数と操作変数の関係を表わす線図、
第４図は第１図とは構成の異なる調節ＨＩの詳細を示す
ブロック線図、第５図は一般的１＞閉回路チューブミル
の粉砕系を表わす正面図、第６図はミル負荷と粉砕効率
の関係を表わす線図である。 １・・・原料供給装置、２・・・ミル、３・・・バフラ
１−エレベータ、４・・・エアセパレータ、５・・・経
路〈精粉）、６・・・経路（戻粉）、７・・・モータ、
８・・・電力計、９・・・ミル軸受１メタル、１０・・
・振動甜、１１．１２．２１・・・ＬＰＦ、１３・・・
Ｉ−ＩＰＦ、１４．１５・・・調節計、１６・・・加算
演棹部、１７・・・設定部、１Ｂ・・・流量計、１９・
・・温度計、２０・・・バルブ、２２・・・フィルタ、
２３・・・制御開演輝部、２４・・・非線形補償ブロッ
ク、２５・・・リニアライザ、２Ｇ・・・散水量補正演
算部 特許出願人　　宇部興産株式会社 手続補正書 昭和６０年　と月」ン日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原料供給装置によつて被粉砕物をミルに供給して粉砕し
   、粉砕された被粉砕物をバケットエレベータなどの輸送
   装置によりエアセパレータにおいて粉砕系外に取り出さ
   れる所定の粒度の精粉とふたたびミル内に送入される粗
   粉とに分級し、粗粉を前記原料供給装置よりミルに戻し
   て再粉砕する閉回路粉砕系において、ミルから発する振
   動とミルから排出された被粉砕物をエアセパレータに輸
   送するバケットエレベータなどの前記輸送装置の消費電
   力の２変数を、被制御変数、被粉砕原料供給量を操作変
   数とし、また供給被粉砕原料温度とミル内散水量の２変
   数を設定値変更のための補助変数に用いて、振動とバケ
   ットエレベータなどの前記輸送装置の消費電力にそれぞ
   れ所定の重み係数を掛けそれらの和で表されるミル内の
   負荷状態を所定の設定値になるように被粉砕原料供給量
   によつて制御することと、供給被粉砕原料温度とミル内
   散水量の信号処理により最適設定値を計算し、ミルの時
   定数に合つた最適周期で設定値変更を行うことを特徴と
   する閉回路チューブミルの粉砕制御方法。