JP2724063B2 - 高炉炉頂における原料装入制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ベルレス炉頂装入装置
における炉頂バンカから原料を炉内に装入するに際し、
原料を目標速度で精度良く装入することができる高炉炉
頂における原料装入制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉の操業においては、原料種類毎にバ
ンカに蓄えられている高炉装入原料を高炉に装入する際
に、製造される製品の配合や装入スケジュールに従っ
て、まず秤量ホッパに所定の量の所定の種類の高炉装入
原料を切出した後、最終的には高炉上方から所定の装入
スケジュールと装入速度に従って、原料装入が行われ
る。

【０００３】一般に、高炉の操業においては、高炉装入
原料の原料性状や原料装入状態に大きく左右される高炉
内のガス分布や、通気性を適正な状態に維持しながら、
ガスの持つ顕熱と還元能力を効率良く利用して行わなけ
ればならない。

【０００４】このため、高炉の炉頂装入装置としては、
炉内原料分布の制御性の改善を図ることができると共
に、原料分布自由度を増加することができるベルレス炉
頂装入装置が採用されいる。

【０００５】図２１は、ベルレス方式の高炉における原
料装入方法の説明図である。

【０００６】この図２１において、炉頂バンカ１０に予
め収容された原料Ｍは、該炉頂バンカ１０の下端部に設
けられた流量調整ゲート１２により、所定の装入速度に
制御されながら高炉１４に装入される。

【０００７】又、この高炉１４への原料Ｍの装入の際に
は、同心円輪状のダンプパターン１８を設定し、旋回の
開始及び停止や旋回速度が制御された分配シユート１
６、即ち、流量調整ゲート１２の下方の高炉１４内部に
配置された分配シュート１６を用いて、該分配シュート
１６の先端の軌跡が該ダンプパターン１８に一致するよ
うに旋回させることにより、該高炉１４内部の上面に原
料が装入される。

【０００８】又、この分配シュート１６は、所定の旋回
速度で旋回中にも、傾斜角を制御可能となっている。

【０００９】従って、このような分配シュート１６を用
いた原料装入においては、この分配シュート１６の旋回
速度の制御と、傾斜角の制御とにより、高炉１４内の原
料分布を調整することが可能である。

【００１０】上述のような方法により、高炉１４内に原
料を装入する場合は、所定の炉内原料分布を形成するた
めに、ダンプパターン１８におけるダンプ開始点Ｓとダ
ンプ終了点Ｅに、実際の原料ダンプの開始と終了とを、
それぞれ一致させる“荷切れ”の精度を確保すること
や、装入速度の制御精度や、ダンプ開始点Ｓやダンプ終
了点Ｅの位置決め精度を向上させることが、重要であ
る。

【００１１】上記荷切れ精度を確保するためには、通
常、ダンプパターン１８におけるダンプ開始点Ｓに分配
シュート１６の先端が到来した時点で、流量調整ゲート
１２を所定の開度に開き、該分配シュート１６を角速度
ωで旋回させると共に、その傾動角θを変化させてい
き、規定の回数旋回させた後に該分配シュート１６の先
端がダンプパターン１８におけるダンプ終了点Ｅに一致
させると同時に、実際の原料ダンプも完了させることが
要求される。

【００１２】ところが、分配シュート１６を規定の回数
旋回させ、その先端を上記ダンプ終了点Ｅに一致させる
と同時に、原料Ｍのダンプをも完了するように荷切れを
制御することは非常に難しい。

【００１３】その結果、流量調整ゲート１２の開度を絞
り過ぎると、規定の回数の旋回が終了しても、炉頂バン
カ１０に原料Ｍが残留することになり、原料Ｍの全量を
装入するには規定の回数以上に分配シュート１６を旋回
させなければならない、オーバーシュートの状態にな
る。

【００１４】逆に、流量調整ゲート１２の開度を大きく
し過ぎると、予定のダンプ終了点Ｅに分配シュート１６
の先端が到達する前に原料Ｍが無くなり、該分配シュー
ト１６を規定の回数旋回させることができない、アンダ
ーシュートの状態になる。

【００１５】上記オーバーシュート及びアンダーシュー
トのいずれの状態になっても、炉内周方向における原料
ダンプ軌跡のバランスを崩し、所定の炉内原料分布を形
成することができないことになる。

【００１６】上述の荷切れは、例えば特開昭５８−１０
１８５５では以下のようにして制御している。

【００１７】まず、炉頂バンカ１０からの原料装入完了
を、例えば、流量調整ゲート１２の周辺に設置した振動
加速度ピックアップ方式の音響センサや、炉頂バンカ１
０に設置したロードセルの減衰比変化により判定するこ
とにより、実際に原料ダンプに要した実績旋回数を求め
る。

【００１８】次いで、上記実績旋回数について規定の設
定旋回数からの偏差を求め、オーバーシュート又はアン
ダーシュート等を判定する。

【００１９】オーバーシュートであれば、次回のダンプ
ではその偏差相当分だけ流量調整ゲート１２の開度を大
きくし、逆にアンダーシュートであれば、該開度を絞り
込む開度調整を、例えば手動設定で行っている。

【００２０】又、上記開度調整を特開昭５６−４７５０
６のように学習制御する方法も知られている。

【００２１】上述した従来の荷切れ精度の制御は、いず
れも実績旋回数に基づいて次回ダンプにおける流量調整
ゲートの開度を調整する方法である。

【００２２】これら従来の方法により、原料装入を制御
する場合の原料装入速度と装入終了時間との関係を図２
２に示す。横軸は時間を、縦軸は原料を炉頂バンカより
装入する時の装入速度を示している。

【００２３】図中、実線は荷切れ精度が高い場合の例を
示したものであり、決められたダンプ時間Ａで炉頂バン
カの原料の装入が完了している。

【００２４】一方、破線は、炉頂バンカの上流で原料を
秤量する際の秤量精度のバラツキが、原料装入制御の外
乱となった場合の例を示したもので、この例では原料重
量が小さく、且つ、アンダーシュートとなっている。従
って、このように分配シュートの実績旋回数が規定より
少ない時は、次回ダンプにおいて開度を小さくする制御
を行う。

【００２５】又、一点鎖線は原料の種類（銘柄等）、粒
度、水分等の物性の変化が外乱となった場合の例を示し
たもので、この例では装入速度が遅く、且つ、オーバー
シュートとなっている。従って、このように分配シュー
トの実績旋回数が規定より多い時は、次回ダンプにおい
ては開度を大きくする制御を行う。

【００２６】更に、原料の装入速度や、ダンプ開始点の
位置や、ダンプ終了点の位置の精度を向上させるための
技術としても、様々な技術が開示されている。

【００２７】例えば、特開昭５６−４７５０６では、旋
回速度を一定に保ちながら、蓄積した過去のシュート旋
回数情報と、前回の流量調節ゲート弁開度とから、次回
の流量調節ゲート弁開度を学習計算させるか、又は流量
調節ゲート弁開度を一定に保ちながら旋回速度を学習計
算させるという技術が開示されている。

【００２８】この特開昭５６−４７５０６で開示されて
いる技術によれば、原料の物理性状、あるいは流量調整
ゲート弁やシュートガイド部の機械的摩耗等の変動が生
じても、学習により正確に所定の旋回数で均等に装入し
て、高炉への原料の装入速度の精度を向上させることが
可能である。

【００２９】又、実公昭５９−３８４２４では、複数の
炉頂バンカと集合シュートと旋回シュートを介して高炉
内へ原料を装入するベルレス高炉の原料装入装置におい
て、炉頂バンカに質量計及び圧力計を設け、集合シュー
トの下方には音響センサ若しくは振動計を設け、前記音
響センサ若しくは振動計を用いて排出終了の検出や排出
時間測定を行い、設定排出時間と実排出時間とを比較し
て、次回の原料装入時における流調ゲート開度を制御す
るという技術が開示されている。

【００３０】この実公昭５９−３８４２４で開示されて
いる技術によれば、バンカ内原料の棚吊りや原料の種
類、性状の変化に影響されることなく、常に精度の高い
実排出時間を得、高炉内の装入物分布を適切に制御する
ことが可能である。

【００３１】又、分配シュート１６がダンプパターン１
８の円輪間を移行するに際して、分配シュート１６上の
原料Ｍに動揺を与えないように、分配シュート１６を滑
らかに傾動させる必要があり、又、円輪間の移行軌跡上
に無用な原料をダンプしないように分配シュート１６を
迅速に傾動させる必要がある。

【００３２】従来は、この分配シュート１６の傾動動作
の制御を図２３及び図２４に示す方法で行っていた。

【００３３】図２３は、分配シュート１６の傾動角度が
a deg で形成されるダンプパターン１８の外円輪a か
ら、傾動角度b deg で形成される内円輪b に分配シュー
ト１６の先端が移行する場合を示しており、図２４は、
移行の際の分配シュート１６の傾動角度（距離偏差）と
傾動速度との関係を示している。

【００３４】即ち、傾動角度a deg から移行する開始時
点で最高速度Ｖで分配シュート１６を加速させ、分配シ
ュート１６の移行間傾動角度偏差（a −b ）が１deg に
達したときに、傾動速度を最高速度Ｖの１／１０に減速
させる。そして、移行間角度偏差が０．１deg に達した
時点、即ちダンプパターン１８の内円輪b の手前０．１
deg に達した時点で電源を切り、分配シュート１６の傾
動にブレーキをかけて停止させることにより、外円輪a
から内円輪b への移行を行っていた。なお、分配シュー
ト１６の傾動速度、傾動角度等の数値については、一般
に適用されている値を代表するものとする。

【００３５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べた高炉炉頂における原料装入制御方法には、以下のよ
うな問題がある。

【００３６】通常、原料は炉頂バンカの上流で秤量する
が、その精度にバラツキがあるため、炉頂バンカの原料
重量はダンプ毎に微妙に変化する。しかし、その変化に
応じて精度良く原料装入を制御することは不可能であ
る。

【００３７】又、原料の粒度や原料に含まれている水分
の量や物性の変化により、装入速度やダンプ開始点やダ
ンプ終了点位置が変化するが、その変化に対応させて原
料装入を制御することは難しく、精度が悪い。

【００３８】即ち、このような原料の粒度や原料に含ま
れている水分や物性等の変化は、１回の原料装入におい
ても時間と共に変化してしまうものである。従って、高
炉への原料の装入にあたっては、このような原料の粒度
や原料に含まれている水分や物性の変化をリアルタイム
に判定して、流量調整ゲート等の開度を調整しなければ
ならない。

【００３９】しかしながら、前述の特開昭５６−４７５
０６や実公昭５９−３８４２４等のように、流量調整ゲ
ートの開度の調整やこの開度調整の補正は、連続した原
料装入毎に行うものである。即ち、原料装入制御の特性
に変化が生じても、１回の原料装入が完了しなければこ
れを検出することができず、又、この原料装入制御の変
化の検出は、次回の原料装入時に生かされるのみであっ
た。

【００４０】又、前述の従来の技術においては、適切な
ガス流分布を維持するという点についても満足できるも
のではなかった。

【００４１】高炉内に装入される原料の装入速度と原料
の粒径には次式に示されるような関係がある。

【００４２】 装入速度Ｖ×粒径Ｄ＝ほぼ一定 …（１）

【００４３】即ち、装入される原料の粒径Ｄが小さけれ
ば小さい程装入速度が速くなり、多くの原料が装入され
て堆積し、ガス流は小さくなってしまう。一方、装入さ
れる原料の粒径が大きくなると装入速度は遅くなり、高
炉内に装入される原料は少なくなり、ガス流は大きくな
っていく。

【００４４】従って、高炉に装入される原料の粒径に僅
かな変化があったとしても、高炉炉内の炉壁から炉心に
かけてのガス流分布は大きく変化してしまうことにな
る。

【００４５】又、装入される原料の装入速度を一定に制
御することができたとしても、装入されている原料の粒
径に変化が生じた場合には、高炉内のガス流分布を適正
に維持することができなくなってしまうという問題があ
る。

【００４６】例えば、高炉に装入された原料の粒径の分
布が、炉壁側においては細粒化し、炉心側においては粗
粒化している場合には、ガス流分布は炉心側に強くシフ
トされてしまうことになってしまう。

【００４７】仮に、荷切れ精度が良い場合でも、ダンプ
の途中で装入速度が変化すれば、ベルレスダンプパター
ン軌跡上の原料落下量が変動することになるため、所定
の炉内原料分布を形成できなくなり、操業上、極めて好
ましくない。

【００４８】又、前回のダンプ実績をもって、次回のダ
ンプの流量調整ゲートの開度を決めるフィードバック制
御であるが、前回の原料重量や装入速度等の実績が、次
回のダンプにおいても正確に再現されるという保証がな
い。

【００４９】更に、前述した分配シュート傾動動作制御
方法にあっては、外円輪a から分配シュート１６の移行
を開始する際に、いきなり最高速度Ｖmax で加速させる
ので、分配シュート１６や分配シュート１６上の原料Ｍ
に大きな衝撃を与えることになる。この衝撃は、移行間
傾動角偏差０．１degの時点で傾動速度を（１／１０）
Ｖmax に急激に減速させた場合にも同様に生じてしま
う。

【００５０】又、減速時以降、分配シュート１６が（１
／１０）Ｖmax という速度で傾動するので、移行間角度
偏差０．０１deg の位置に至るまでに約６秒も要し、図
２３に示すように、分配シュート１６の移行軌跡が略１
旋回の長さになる。この結果、移行軌跡上に分配シュー
ト１６が無用な多量の原料Ｍをダンプすることとなる。

【００５１】更に、（１／１０）Ｖmax という速度は、
分配シュート１６を急停止させるには大きすぎるので、
ダンプパターン１８の内円輪b の手前０．１deg に達し
た時点で分配シュート１６にブレーキをかけても、分配
シュート１６の先端が正確に内円輪b 上に停止せず、分
配シュート１６の内円輪b に対する位置精度が悪く、そ
の位置精度はせいぜい±０．１deg が限度である。

【００５２】このように、従来の分配シュート傾動動作
制御方法では、分配シュート１６や分配シュート１６上
の原料Ｍに衝撃を与え、又無用な多量の原料Ｍを円輪a
、b間上にダンプすると共に、更に、分配シュート１６
の内円輪b に対する位置精度が悪いので、望ましい炉内
原料分布が得られないという問題もあった。

【００５３】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、原料の物性等が変化する場合でも、
各ダンプについて所定の装入速度で原料を精度良く装入
することができる、高炉炉頂における原料装入制御方法
を提供することを第１の目的とする。

【００５４】本発明は、又、装入される原料の物性を判
定して、原料の装入速度制御等、このような装入される
原料の特性の変化による影響がある場合でも、この判定
結果により制御精度の向上等が可能な原料の物性判定方
法を提供することを第２の目的とする。

【００５５】本発明は、又、装入される原料の物性の変
化に制御特性が影響を受ける場合でも、又、原料の物性
に変化が生じてしまっても、炉内ガス流分布を一定に制
御可能な原料装入制御方法を提供することを第３の目的
とする。

【００５６】本発明は、又、分配シュートがダンプパタ
ーンの円輪間を移行するに際して、滑らかな移行開始と
移行停止を行うと共に、迅速且つ正確に移行して所望の
炉内原料分布を得ることができる、分配シュート傾動シ
フト制御方法を提供することを第４の目的とする。

【００５７】

【課題を解決するための手段】本発明は、炉頂バンカに
収容した原料を流量調整ゲートを通して高炉内に規定時
間で装入する高炉炉頂における原料装入制御方法におい
て、装入開始前の初期原料重量を規定時間で除した値を
目標装入速度に設定し、装入開始後の実装入速度が上記
目標装入速度と一致するように、装入中の実測原料重量
に基づいて、前記流量調整ゲートの開度をフィードバッ
ク制御することにより、前記第１の目的を達成したもの
である。

【００５８】更に、装入途中で炉頂バンカ内の残存原料
重量を実測し、該残存原料重量を残存時間で除した値を
第２目標装入速度に設定し、前記残存原料重量の実測後
の第２実装入速度が前記第２目標装入速度と一致するよ
うに、装入中の実測原料重量に基づいて、前記流量調整
ゲートの開度をフィードバック制御することにより、一
層確実に前記第１の目的を達成したものである。

【００５９】更に、前記原料の物性に応じて、前記流量
調整ゲートの開度を補正することにより、同じく前記第
１の目的を達成したものである。

【００６０】又、前記流量調整ゲートの開度を検出し、
該流量調整ゲートから高炉へ装入されている原料の装入
速度を検出し、これら検出された流量調整ゲートの開度
と原料の装入速度とに従って、装入されている原料の物
性を判定することにより、前記第２の目的を達成したも
のである。

【００６１】又、前記原料の物性あるいは炉内ガス流量
に従って、前記流量調整ゲートの開度を補正し、高炉内
上面各部の、装入される原料の装入量と粒径との比の分
布を一定とすることにより、炉内ガス流分布をも一定に
制御することにより、前記第３の目的を達成したもので
ある。

【００６２】又、前記原料の物性の指標として、前記流
量調整ゲートの開度に対応した操作信号（Ｍanipulate
Ｖariable ）ＭＶと、該流量調整ゲートの開度の制御結
果であるプロセス変量（ＰrocessＶariable ）ＰＶの比
ＭＶ／ＰＶを用いるようにしたものである。

【００６３】又、前記原料の装入を、傾動可能な分配シ
ュートを用いて、同心円輪状のダンプパターンで、外側
から内側へ行うようにしたものである。

【００６４】又、前記分配シュートが、その傾動動作に
より前記ダンプパターンの円輪間を外側から内側へ移行
するに際して、移行開始時は、分配シュートの傾動速度
を移行時間の関数で連続的に加速し、移行停止時には、
分配シュートの傾動速度を移行位置の関数で連続的に減
速することにより、前記第４の目的を達成したものであ
る。

【００６５】

【作用】本発明においては、高炉内に装入し、ダンプす
る前の原料を実測して初期原料重量を求め、この重量を
規定の時間で除して、得られる装入速度を目標装入速度
とし、原料の装入開始と同時に原料ダンプを開始すると
共に、装入開始後の炉頂バンカ内の原料を実測し、装入
中に連続して減少していく実測原料重量に基づいて、装
入開始後の実装入速度が上記目標装入速度に一致するよ
うに、流量調整ゲートの開度をフィードバック制御す
る。

【００６６】このように、流量調整ゲートの開度の制御
を実測値に基づいて、例えば、炉頂バンカの重量をロー
ドセルで計測し、その計測値を微分処理したデータを用
いて、リアルタイムで行うため、原料の物性等が変化し
た場合でも、高精度の制御が可能となる。

【００６７】又、実装入速度を目標装入速度に一致させ
て原料の装入が可能であるため、規定の時間で正確に、
しかも一定の速度で装入することが可能となる。その結
果、炉内における原料ダンプを、ダンプパターン軌跡上
に一定の原料落下量で、しかも高い荷切れ精度で行うこ
とが可能となり、バランスのとれた炉内原料分布を形成
することが可能となる。

【００６８】又、原料装入開始後、途中で炉頂バンカ内
の残存原料重量を実測し、該残存原料重量に基づいて同
様の制御を行うことにより、一段と精度の高い原料装入
制御が可能となる。

【００６９】なお、原料装入の開始時点における流量調
整ゲートの開度を、開度と装入速度との関係を表わした
初期テーブルから求めた目標装入速度に対応する初期開
度値に設定し、しかる後にフィードバック制御に移行す
ることにより、安定した制御が可能となる。

【００７０】又、高炉炉頂からの原料装入に際しては、
原料装入制御に関する特性、例えば装入速度やダンプ開
始点位置制御やダンプ終了点位置制御は、原料の粒度や
原料に含まれている水分の量や物性の変化によって大き
く左右されてしまう。従って、高炉への原料装入時の装
入速度の制御精度の向上等のためには、原料の物性判定
も行うことが望ましい。

【００７１】図１０は、高炉に装入される原料の粒径Ｄ
と装入速度Ｖとの一般的な関係を示すグラフである。

【００７２】この図１０において、流量調整ゲートの開
度等の他の条件が同一であった場合にも、原料の粒径Ｄ
が大きくなる程、装入速度Ｖは遅くなっていき、原料の
粒径Ｄが小さくなる程、装入速度Ｖは速くなっていく。

【００７３】一方、図１１は、高炉へ装入される原料に
含まれる水分Ｑと装入速度Ｖとの一般的な関係を示すグ
ラフである。

【００７４】この図１１において、流量調整ゲートの開
度等の他の条件が同一であったとしても、図１０の粒径
Ｄと装入速度Ｖとの関係に比べて顕著ではないが、原料
に含まれている水分Ｑと装入速度Ｖとの間には一定の関
係がある。

【００７５】即ち、この図１１に示される如く、原料に
含まれる水分Ｑが多くなる程、装入速度Ｖは速くなると
いう特性が一般的にある。

【００７６】図１０及び図１１を用いて説明した通り、
流量調整ゲートの開度等が同一であったとしても、装入
される原料の粒径や原料に含まれる水分の相違によって
装入速度が異なってしまう。

【００７７】従って、本発明の原料の物性判定方法にお
いては、高炉に装入される原料の装入速度の制御にあた
って、高炉に装入される原料の物性を、少なくとも装入
速度を用いて指標化するようにしている。

【００７８】例えば、ある所定の装入速度を、ある流量
調整ゲートの開度の制御結果と見ることができれば、こ
の装入速度をプロセス変量ＰＶ（Ｐrocess Ｖariable
）とすると、この装入される原料の物性の１つの指標
は次式の通りになる。

【００７９】 １／ＰＶ …（２）

【００８０】この（２）式の指標によれば、装入速度の
制御に関する流量調整ゲートの開度に対する特性を把握
することができる。即ち、この指標の値が小さければ、
例えば粒径が小さくあるいは含まれる水分の量が多く、
同一の流量調整ゲートの開度であったとしても、装入速
度は速くなる。

【００８１】又、流量調整ゲートの開度に対応した操作
信号ＭＶ（Ｍanipulate Ｖariable）と、前述の装入速
度に従ったプロセス変量ＰＶとによれば、例えばこの本
発明の１つの装入される原料の物性の指標は、次式のよ
うにも表わすことが可能である。

【００８２】 ＭＶ／ＰＶ …（３）

【００８３】この（２）式に示される指標と、（３）式
に示される指標とについて、図１２の符号Ａに示される
流量調整ゲートの開度一定の原料装入制御方法と、符号
Ｂに示される高炉へ装入される原料の装入速度一定の原
料装入制御方法においての関係は次の通りである。

【００８４】この図１２において、符号Ｃに示される如
く、高炉に装入される原料の粒径Ｄは、経過時間Ｔに従
って増大していくと仮定する。

【００８５】又、この図１２において、符号Ａは、流量
調整ゲートの開度一定の原料装入制御方法を示すもので
ある。即ち、この符号Ａにおいて、経過時間Ｔに従っ
て、流量調整ゲートの開度φは一定であるが、装入速度
Ｖは粒径Ｄの増大に従って減少していく。

【００８６】又、この図１２の符号Ｂは、高炉へ装入さ
れる原料の装入速度一定の原料装入制御方法を示すもの
である。即ち、この符号Ｂにおいて、経過時間Ｔに従っ
ても、装入速度Ｖは一定に制御されている。一方、流量
調整ゲートの開度φは、装入速度Ｖを一定とするため
に、粒径Ｄの増大に従って開かれていく。

【００８７】このような符号Ａに示される流量調整ゲー
トの開度一定の原料装入制御方法において、１ダンプ中
の流量調整ゲートの開度φ、即ち操作信号ＭＶ値は一定
であり、装入速度Ｖ、即ちプロセス変量ＰＶ値は１ダン
プ中の平均装入速度を用いることが可能である。

【００８８】又、この図１２の符号Ｂに示される高炉へ
装入される原料の装入速度一定の原料装入制御方法にお
いては、装入速度Ｖ、即ちプロセス変量ＰＶ値は一定で
あり、流量調整ゲートの開度φ、即ち操作信号ＭＶ値は
経過時間に従って変化するものである。従って、この高
炉へ装入される原料の装入速度一定の原料装入制御方法
においては、１ダンプ中にリアルタイムに変化するＭＶ
値は、１ダンプ中の代表値を得ることが多少困難であ
る。

【００８９】従って、前述の（２）式の指標は、流量調
整ゲートの開度一定の場合にも、高炉へ装入される原料
の装入速度一定の場合にもほぼ良好に用いることができ
る。

【００９０】一方、前述の（３）式の指標は、高炉へ装
入される原料の装入速度一定の原料装入制御方法に比
べ、流量調整ゲートの開度一定の原料装入制御方法の方
が、より良好に適用することが可能である。

【００９１】即ち、前述の（３）式の指標においても、
あるいは前述の（２）式の指標においても、流量調整ゲ
ートの開度一定の原料装入制御方法や、高炉へ装入され
る原料の装入速度一定の原料装入制御方法や、あるいは
他の原料装入制御方法において、より良好に原料の物性
（指標）を推定（判定）するためには、よりリアルタイ
ムに流量調整ゲートの開度φ、即ち操作信号ＭＶと、装
入速度、即ちプロセス変量ＰＶとを求めることが好まし
い。

【００９２】以下に、操作量ＭＶとプロセス変量ＰＶと
をほぼリアルタイムに求めるという手法の一例を、図９
のグラフを用いて説明する。

【００９３】この図９は、１ダンプ時における炉頂バン
カの原料重量と、流量調整ゲートの開度との経過時間に
従った変化を示すグラフである。

【００９４】図９において、原料重量Ｗは、図７の如
く、炉頂バンカ１０に設けられたロードセル２２により
測定される。又、流量調整ゲートの開度φは、図７の如
く、開度検出器１２２により測定される。

【００９５】図９において、装入開始時 t₁ の時点で
は、炉頂バンカ１０には原料重量Ｗ1の原料が貯えられ
ている。

【００９６】時刻 t₁ で流量調整ゲート１２が開度φ₁
まで開かれて、高炉１４への原料装入が開始されると、
炉頂バンカ１０に貯えられている原料は減少していく。

【００９７】炉頂バンカ１０に貯えられている原料の重
量は、時刻 t₂ においてはＷ2 であり、時刻 t₃ におい
てはＷ3 であり、時刻 t₄ においてはＷ4 （ほぼ零）と
なる。又、このような１ダンプ中の流量調整ゲートの開
度は、時刻 t₂ においてはφ₂ であり、時刻 t₃ におい
てはφ₃ であり、時刻 t₄ においてはφ₄ である。

【００９８】この図９のグラフに示される例において
は、操作量ＭＶである流量調整ゲートの開度φと、プロ
セス変量ＰＶである高炉へ装入される原料の装入速度Ｖ
とを、合計３つの時間区分内における平均値として求め
るようにしている。即ち、これら操作量ＭＶ及びプロセ
ス変量ＰＶは、 t₁ − t₂ 、 t₂ − t₃ 、 t₃ − t₄ の
合計３つの時間区分における平均値として求めている。
従って、従来これら操作量ＭＶ及びプロセス変量ＰＶ
は、１ダンプ中の平均値として求められていたことと比
べると、よりリアルタイムに測定することができること
になる。

【００９９】このような時間区分において、まず、プロ
セス変量ＰＶである高炉へ装入される原料の装入速度Ｖ
は次式の通りである。

【０１００】 Ａ． t₁ − t₂ の時間区分 （Ｗ1 −Ｗ2 ）／（ t₂ − t₁ ） …（４） Ｂ． t₂ − t₃ の時間区分 （Ｗ2 −Ｗ3 ）／（ t₃ − t₂ ） …（５） Ｃ． t₃ − t₄ の時間区分 （Ｗ3 −Ｗ4 ）／（ t₄ − t₃ ） …（６）

【０１０１】又、このような各時間区分において、操作
量ＭＶである流量調整ゲートの開度φは次のように求め
ることができる。

【０１０２】 Ａ． t₁ − t₂ の時間区分 （φ₁ ＋φ₂ ）／２ …（７） Ｂ． t₂ − t₃ の時間区分 （φ₂ ＋φ₃ ）／２ …（８） Ｃ． t₃ − t₄ の時間区分 （φ₃ ＋φ₄ ）／２ …（９）

【０１０３】即ち、各時間区分における操作量ＭＶであ
る流量調整ゲートの開度φは、各時間区分における平均
値となっている。

【０１０４】このような（４）〜（６）式のプロセス変
量ＰＶと、（７）〜（９）式の操作量ＭＶとにおいて、
前述の（３）式に対応した指標は、例えば、次のように
表わすことが可能である。

【０１０５】 Ａ． t₁ − t₂ の時間区分 ｛（φ₁ ＋φ₂ ）（ t₂ − t₁ ）／２×（Ｗ1 −Ｗ2 ）｝×α …（１０） Ｂ． t₂ − t₃ の時間区分 ｛（φ₂ ＋φ₃ ）（ t₃ − t₂ ）／２×（Ｗ2 −Ｗ3 ）｝×α …（１１） Ｃ． t₃ − t₄ の時間区分 ｛（φ₃ ＋φ₄ ）（ t₄ − t₃ ）／２×（Ｗ3 −Ｗ4 ）｝×α …（１２）

【０１０６】ここで、αは、開度（deg ）／装入速度
（ton ／hour）の単位系を調整して、粒径指数としての
レベル合せをするための係数である。

【０１０７】以上説明したように、流量調整ゲートの開
度と高炉へ装入される原料の装入速度とに従った原料の
物性の判定、例えば前述のような指標値を用いることに
より、原料の装入速度制御等の制御精度の向上等を図る
ことが可能である。

【０１０８】又、本発明の原料装入制御方法の一つは、
高炉内に装入される原料の分布を適正に調整するために
は、装入される原料の物性の判定を行って装入速度の制
御精度を向上しなければならないことに着目してなされ
たものである。

【０１０９】あるいは、この原料装入制御方法は、高炉
内において、ガスの持つ顕熱と還元能力とを効率良く利
用するためには、高炉炉内ガス流量を推定しながら、原
料の装入を制御すべきであることを見出だしてなされた
ものである。

【０１１０】例えば、図１２の符号Ａの流量調整ゲート
の開度一定の原料装入制御方法においては、粒径Ｄが経
過時間Ｔに従って増大していくと、装入速度Ｖは遅くな
っていく。

【０１１１】このように、原料の装入速度Ｖが遅くなっ
ていくと、高炉炉内における積上げられた原料の層厚は
薄くなっていく。

【０１１２】又、高炉炉内において積上げられた原料の
層厚の厚い部分においては、ガス流は抑制されてしまう
一方、積上げられた原料の層厚が薄い部分ではガス流が
多くなってしまい、経過時間Ｔに従った原料の粒径Ｄの
変化により、高炉炉内の炉壁から炉心にかけてのガス流
分布は不安定となってしまう。

【０１１３】又、図１２の符号Ｂに示されるように、高
炉へ装入される原料の装入速度が一定になるように原料
装入制御を行ったとしても、この図６の符号Ｃに示され
る如く、経過時間Ｔに従って粒径Ｄが変化した場合に
は、高炉内の原料の粒径の分布は不均一の状態で原料の
積上げ層厚が均一となっているので、やはり高炉内のガ
ス流分布は変動してしまうという問題が生じてしまう。

【０１１４】従って、本発明の１つにおいては、高炉内
上面各部の、装入される原料の装入量と粒径との比の分
布を一定とすることにより、高炉炉内ガス流分布をも一
定に制御するようにしている。即ち、高炉へ装入される
原料の装入速度Ｖとこの原料の粒径Ｄとについて、次式
が成り立つように流量調整ゲートの開度φ等の制御を行
うようにしている。

【０１１５】 装入速度Ｖ／粒径Ｄ＝ほぼ一定 …（１）

【０１１６】即ち、高炉に装入している原料の粒径が小
さい場合には、装入速度を遅くして高炉内に積上げられ
る原料の層厚を薄くし、一方、高炉に装入されている原
料の粒径が大きい場合には、高炉への原料の装入速度を
速くして、高炉内の積上げ層厚を厚くするようにしてい
る。

【０１１７】このような、原料の装入量と粒径との比の
分布を一定とする、本発明の原料装入制御方法を、図１
４〜図１６を用いて説明する。

【０１１８】これら図１４〜図１６は、同一の１ダンプ
中の時間的変化に関するグラフである。即ち、これらの
グラフは、それぞれ、流量調整ゲートの開度φ、高炉へ
装入される原料の装入速度Ｖ、この高炉へ装入される原
料の粒径Ｄの経過時間Ｔに従った変化を示すグラフであ
る。

【０１１９】又、これら図１４〜図１６においては、符
号Ａ〜Ｃにより、合計３種類の原料の装入が示されてい
る。即ち、これら図１４〜図１６において、同一符号は
同一の原料の装入に対応するものである。

【０１２０】これら図１４〜図１６の符号Ａ〜Ｃに示さ
れる３種類の原料の装入は、共に、図１６に示される如
く、経過時間Ｔに従って原料の粒径Ｄが変化するもので
ある。

【０１２１】即ち、基本状態である符号Ａで示される原
料装入は、図１６の如く、経過時間Ｔに従って緩やかに
粒径Ｄが大きくなる特性となっている。又、符号Ｂで示
される原料の装入は、図１６の如く、経過時間Ｔに従っ
て、符号Ａよりもやや急に装入される原料の粒径Ｄが大
きくなっていく。又、符号Ｃに示される原料の装入は、
図１６の如く、経過時間Ｔに従って、ほぼ一定の粒径Ｄ
となっている。

【０１２２】このような図１６に示される３種類の原料
の装入にあって、本発明の原料装入制御方法を適用し
て、装入される原料の装入量と粒径との比を一定とする
ようにした場合には、経過時間Ｔに対する装入速度Ｖの
変化は、図１５のグラフに示されるようになる。即ち、
この図１５のグラフにおいて、符号Ａの原料装入は、経
過時間Ｔに関して装入速度Ｖがほぼ一定である。又、符
号Ｂの原料装入は、経過時間Ｔに従って装入速度Ｖが緩
やかに上昇している。又、符号Ｃの原料の装入は、経過
時間Ｔに従って、装入速度Ｖが緩やかに減少するように
なっている。

【０１２３】なお、この図１５の符号Ａ〜Ｃで示される
合計３種類の原料装入においては、総原料装入量は等し
く、又高炉への原料装入を開始してから終了するまでの
原料装入時間が互いに等しくなるようにされている。即
ち、この図１５のグラフにおける符号Ａ〜Ｃの経過時間
に従った積分値は互いに等しく、即ちこれら符号Ａ〜Ｃ
の原料装入のそれぞれの装入速度Ｖの平均値は互いに等
しくなっている。

【０１２４】又、図１４は、符号Ａ〜Ｃで示されるそれ
ぞれの原料装入に関して、図１５に示されるような、経
過時間Ｔに従った装入速度Ｖの制御を行ったときの、経
過時間Ｔに従った流量調整ゲートの開度φの変化を示す
グラフである。

【０１２５】即ち、図１６に示されるような、粒径Ｄの
経過時間Ｔに従った変化の特性を有する符号Ａ〜Ｃのそ
れぞれの原料装入に関して、図１４に示されるような経
過時間Ｔに従った流量調整ゲートの開度φの制御を行う
ことにより、図１５のグラフに示されるような、経過時
間Ｔに従った装入速度Ｖの制御を行うことができ、これ
により、高炉に装入される原料の装入速度と粒径との比
を一定とすることができる。従って、高炉内上面各部に
おける、装入される原料の装入量と粒径との比の分布を
一定とし、炉内ガス流分布をも一定に制御することが可
能である。

【０１２６】なお、本発明の原料装入制御方法におい
て、原料の物性の判定、即ち原料の粒度の判定方法は限
定するものではないが、発明者は、次のようなものを見
出だしている。

【０１２７】Ａ．粒度センサにより直接的に検出する方
法 Ｂ．前述の本発明の原料の物性判定方法を適用して、Ｍ
Ｖ値とＰＶ値とにより原料の粒径を推定する方法 Ｃ．装入制御の最終的結果であるガス流分布測定によっ
て粒径変動を推定する方法

【０１２８】又、図１５に示されるような、経過時間Ｔ
に従った原料の装入速度Ｖのシフトの方法としては、次
のいずれの方法でもよい。

【０１２９】 Ａ．自動的に演算して設定する方法 Ｂ．作業者を介して、この作業者の判断と演算とにより
設定する方法

【０１３０】又、図１６に示されるような、経過時間Ｔ
に従った装入される原料の粒径Ｄの変化の状態の測定
（把握あるいは判定）や、装入速度Ｖと開度φとの関係
の実績値による修正等に関する設定変更タイミングにつ
いては、次のような方法がある。

【０１３１】 Ａ．１回のダンプ中にも、即座に設定変更していく方法 Ｂ．前回のダンプの結果により、次回のダンプ以降で設
定変更する方法（複数回のダンプに跨がった大きな流れ
のフィードバック方法）

【０１３２】又、本発明の分配シュート傾動シフト制御
方法によれば、分配シュートが移行時間の関数で加速さ
れて滑らかに円輪間の移行を開始し、移行位置の関数で
滑らかに移行停止に移る。

【０１３３】そして、分配シュートの傾動速度が所定の
速度を保って滑らかに減少するので、分配シュートは円
輪間を迅速に移行する。

【０１３４】更に、分配シュートの傾動速度は移行停止
寸前になると著しく減少するので、分配シュートは正確
に目標の円輪位置に達する。

【０１３５】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。

【０１３６】図１は、本発明の一実施例に適用される原
料装入制御装置を作用と共に示す概略構成図である。

【０１３７】上記制御装置は、炉頂バンカ１０の下端近
傍に設置されている流量調整ゲート１２の開度を各原料
ダンプ毎に適切に調整する機能を有するものであり、前
記図２１に示した高炉１４への原料装入に適用するもの
である。

【０１３８】上記炉頂バンカ１０には、上記流量調整ゲ
ート１２を駆動させるための油圧シリンダ２０と、バン
カ１０内に収容された原料Ｍを秤量するためのロードセ
ル２２とが設置されている。

【０１３９】本実施例方法は、前記ロードセル２２によ
る原料重量の実測値に基づいて、以下に説明する操作を
前記制御装置で実行し、その結果により上記油圧シリン
ダ２０を駆動させ、前記流量調整ゲート１２を適切な開
度に調節し、高炉１４に対する原料装入を行うものであ
る。

【０１４０】本実施例では、図２２に相当する図２に実
線で示すタイムチャートに従って、原料の装入速度を時
間Ｂまでは一定の第１目標値ＳＶ1 に制御し、その後一
定の第２目標値ＳＶ2 で制御し、規定のダンプ時間Ａで
原料装入を完了させる、原料装入制御を行う。

【０１４１】まず、炉頂バンカ１０に原料Ｍを装入し、
該原料Ｍの重量Ｗ1 を、ロードセル２２から入力される
信号に基づいて炉頂バンカ原料重量測定部２４で演算処
理することにより測定する。

【０１４２】上記重量測定部２４から原料重量Ｗ1 に相
当する信号が第１目標装入速度（ＳＶ1 ）演算部２６に
入力されると、該演算部２６において、別途にダンプ時
間演算部２８から信号入力された規定のダンプ時間Ｔと
の間で除算が行われ、速度値Ｗ1 ／Ｔを算出する。この
第１目標演算部２６は、計算速度値Ｗ1 ／Ｔに補正係数
βを乗じた値を第１目標装入速度ＳＶ1 ｛（Ｔ／
Ｈ）₁ ｝として、初期開度演算部３０に出力する。

【０１４３】なお、上記ダンプ時間Ｔは、規定のダンプ
パターンと分配シュートの旋回速度から決定され、又、
上記補正係数βは、第２目標装入速度（第２目標値ＳＶ
2 ）を設定して行う、後段の制御に円滑に移行できるよ
うに、制御幅を確保するための係数であり、例えば、
０．９＜β＜１．０の値を用いる。

【０１４４】上記初期開度演算部３０では、入力された
第１目標装入速度（Ｔ／Ｈ）₁ に対応する流量調整ゲー
トの初期開度値ψ₁ を算出し、該開度値ψ₁ をスイッチ
ＳＷ２を介して位置制御部３２に出力する。

【０１４５】上記制御部３２は、前記油圧シリンダ２０
に対して制御信号を出力し、流量調整ゲート１２を上記
初期開度値ψ₁ に設定し、同時に原料Ｍの装入を開始す
る。

【０１４６】なお、上記初期開度演算部３０には、原料
の種類（銘柄等）等に応じて予め作成された装入速度Ｔ
／Ｈと流量調整ゲートの開度ψとの関係を表わすグラフ
からなる初期テーブルが搭載されており、該テーブルに
基づいて上記初期開度値ψ₁ が算出されるようになって
いる。又、この初期開度値ψ₁ に、流量調整ゲート１２
を設定することにより、次に説明する閉ループ制御に円
滑に、且つ速やかに移行することが可能となる。

【０１４７】上述の如く、原料Ｍの装入が開始されると
同時に、前記ロードセル２２からは連続して検出信号が
前記炉頂バンカ原料重量測定部２４に入力され、該原料
重量測定部２４では、上記検出信号に基づいて連続して
減少していく炉頂バンカ１０内の原料重量が逐次測定さ
れる。

【０１４８】このように随時測定される原料重量Ｗは、
移動平均演算部３４に入力される、常に細かく変動して
いる原料重量Ｗは、上記演算部３４にて平均化処理さ
れ、安定した原料重量Ｗ′として、次の移動変化率演算
部３６に入力される。

【０１４９】上記移動変化率演算部３６では、一定時間
毎の原料重量Ｗ′の変化率を演算する、すなわち原料重
量Ｗ′を時間で微分処理することにより、炉頂バンカ１
０から流量調整ゲート１２を通して炉内に装入される原
料の装入速度Ｔ／Ｈを求める。次いで、この装入速度Ｔ
／Ｈは、１次遅れフィルタ３８に入力され、フィルタ処
理がなされ、微分処理結果からノイズによる大きな変動
成分が除去された状態で、比較部Ｃに出力され、フィー
ドバック信号として使用される。

【０１５０】上記比較部Ｃでは、上記１次遅れフィルタ
３８から入力される実装入速度Ｔ／Ｈと、前記第１目標
演算部２６から入力される第１目標装入速度（Ｔ／Ｈ）
₁ （ＳＶ1 に相当する）との間で比較演算が行われる。

【０１５１】流量調整ゲート１２が開き、原料装入が開
始されると、プロセス変量であるＰＶ（process variab
le）値、即ち、実装入速度Ｔ／Ｈは上昇していくが、該
実装入速度Ｔ／Ｈの値と第１目標装入速度（Ｔ／Ｈ）₁
の差がある範囲内に達すると、それを偏差切替判定部４
４が判定し、前記スイッチＳＷ２の切換えが行われ、前
段のフィードバック制御の状態に移行する。

【０１５２】なお、上記ＳＷ２は、次に示すＰＩＤ演算
部４０、Σ演算部４２から入力される信号により、バン
プレスに切換わるようになっている。

【０１５３】上記前段のフィードバック制御は、以下の
ようにして行われる。まず、ＰＩＤ演算部４０に入力さ
れる第１目標装入速度（Ｔ／Ｈ）₁ と、実装入速度Ｔ／
Ｈとの間の偏差に基づいて開度補正分Δψを算出し、該
補正分ΔψをΣ演算部４２に出力することにより、該Σ
演算部４２において、前記初期開度値ψ1 に対して上記
補正分Δψを順次加算した開度制御信号を作成し、該開
度制御信号をスイッチＳＷ２を介して位置制御部３２に
出力し、油圧シリンダ２０を駆動させることにより、上
記開度制御信号に相当する開度に流量調整ゲート１２を
調整する。

【０１５４】このように、上記流量調整ゲート１２から
の原料Ｍの装入速度はリアルタイムに、且つダイナミッ
クに制御することができる。

【０１５５】上述した第１目標装入速度（Ｔ／Ｈ）₁ を
基準とする、前段のフィードバック制御を図２のＢ時点
まで行った後、スイッチＳＷ１を切換え、以下に説明す
る第２目標装入速度（Ｔ／Ｈ）₂ （ＳＶ2 に相当する）
を基準とする、後段のフィードバック制御に移行する。

【０１５６】まず、第２目標値ＳＶ2 演算部４６に、Ｂ
時点において炉頂バンカ１０に残存している残存原料重
量Ｗ(l) を信号入力すると共に、前記規定のダンプ時間
Ｔとの差である残存ダンプ時間Ｔ(l) を信号入力し、該
ＳＶ2 演算部４６にて第２目標装入速度Ｗ（l)／Ｔ(l)
を算出する。このＳＶ2 演算部４６が、上記第２目標装
入速度Ｗ(l) ／Ｔ(l) に相当する信号（Ｔ／Ｈ）₂ を上
記ＳＷ１を介して前記比較部Ｃに出力することにより、
前述した第１目標装入速度（Ｔ／Ｈ）₁ を基準とする場
合と同様のフィードバック制御が、該Ｗ(l)／Ｔ(l) を
目標値（ＳＶ2）として開始される。

【０１５７】ここで、後段のフィードバック制御を開始
する時点、即ち目標装入速度を見直すＢ時点としては、
原料装入開始時点から分配シュートがＸ旋回した時点を
選定する。なお、このＸは設定値として制御系に予め入
力し、該Ｘに基づいて上記残存ダンプ時間Ｔ(l) も算出
される。

【０１５８】前記旋回数Ｘとしては、ダンプパターンに
基づく規定の旋回数が終了するまでに、少なくとも１回
の旋回を残している整数であることが、目標装入速度を
ＳＶ2 に変更した後の炉内円周方向における原料ダンプ
量の分布をバランスさせ、平均した炉内原料分布を形成
する上から重要である。このように整数の分配シュート
の旋回が残っている段階で、目標装入速度の再計算を行
い、求めた第２目標値ＳＶ2 に一致するように装入速度
を制御して原料装入を行うことにより、所定の旋回終了
位置（図２１のダンプパターンにおけるダンプ終了点
Ｅ）で、該原料装入を完了させることが可能となる。

【０１５９】又、上記旋回数Ｘとしては、原料装入開始
前の初期重量に対して、７０〜８０％の原料装入が進行
した段階であることが好ましい。Ｘが初期重量の７０％
未満の段階では、目標装入速度を再計算した後の制御誤
差により、分配シュートの実際の停止位置とダンプパタ
ーンにおける終了位置との間に偏差が生じ易く、荷切れ
精度が低下し易くなる。又、Ｘが８０％を超える場合に
は、残りの分配シュートの旋回数が少ないこともあり、
目標装入速度を変更したことに伴って変化した原料装入
量の炉内分布が半径方向における偏差となって、炉内原
料分布のバランスが崩れ、高炉操業に異常をきたし易く
なる。

【０１６０】なお、本実施例においては、原料ダンプ中
の流量調整ゲート１２は、閉方向に動作させると原料を
噛み込むことになり、機械的に無理が生じるため、開方
向にしか動作させることができない。ところが、図２２
に示したように、原料装入速度の特徴は、流量調整ゲー
ト１２が同一開度のときは経時的に装入速度が低下して
いくため、本実施例のように装入速度を一定に制御する
場合は、流量調整ゲート１２を開方向のみに制御してや
ればよく、そのため無理なく制御することが可能とな
る。

【０１６１】しかし、前述のように、後段のフィードバ
ック制御を行う場合には、第１目標装入速度ＳＶ1 と第
２目標装入速度ＳＶ2 との間には、ＳＶ1 ≦ＳＶ2 の関
係が成り立つように、それぞれの目標値を設定すること
が重要である。これを可能とする操作が、前述した第１
目標装入速度ＳＶ1 に対する補正係数βであり、このβ
はできるだけ大きい方が第１及び第２の目標装入速度間
の落差を小さくし、後段の制御に円滑に移行できるよう
にする上で有効である。

【０１６２】このようにすることにより、後段のフィー
ドバック制御においても充分な制御代を確保し、装入速
度の平坦性はもとより、荷切れ精度を確保することも可
能となる。

【０１６３】次に、分配シュートの規定の旋回数が１４
で、装入開始後１１旋回が終了した時点、即ち３旋回を
残した時点で、後段の制御に移行した場合で、補正係数
β＝０．９７の場合の制御結果を、従来法の場合と比較
して図３〜図６に示す。

【０１６４】図３及び図４は、それぞれ原料として鉱石
を用いた場合の実施例及び従来例の結果であり、図中
丸、四角及び三角はそれぞれ１バンカ、２バンカ及び３
バンカの原料装入の場合を示している。

【０１６５】又、図５及び図６は、それぞれ原料として
コークスを用いた場合の、前記図３及び図４の場合と同
様の結果を示している。

【０１６６】前記図３、図４、及び図５、図６の結果よ
り、本実施例の場合が、装入速度の平坦性と荷切れ精度
に極めて優れていることが明らかである。

【０１６７】なお、荷切れ精度については、規定旋回数
に対する誤差が、本実施例の場合は±０．１旋回であっ
たが、従来例では±０．３旋回であった。

【０１６８】以上詳述した本実施例によれば、原料装入
速度の実測値に基づいて、流量調整ゲートの開度をリア
ルタイムでフィードバック制御することにより、原料装
入を常時目標装入速度で行うことが可能となり、流量調
整ゲートの平坦化と、荷切れ精度の向上とが可能とな
り、ひいては良好な炉内原料分布の形成が可能となる。

【０１６９】又、原料装入開始後、分配シュートのＸ旋
回終了時点で目標装入速度を見直し、新たに第２目標値
ＳＶ2 を設定し、後段のフィードバック制御を行うた
め、前段で制御偏差が生じた場合でも、制御精度を向上
でき、同様に良好な炉内原料分布が形成できるため、高
炉操業性を向上することが可能となる。

【０１７０】又、本実施例では、流量調整ゲート１２の
初期開度を、予め用意した初期テーブルから求め、その
後フィードバック制御に移行するため、リアルタイムで
のフィードバック制御の安定性が増大する。

【０１７１】なお、高炉の原料装入制御方法としては、
以下に詳述する統計モデルを用いる高度な方法も考えら
れる。

【０１７２】この方法は、原料装入速度（Ｗ／Ｔ）と流
量調整ゲートの開度（ψ）との関係をグラフで管理して
おき、ダンプ実績時間が得られる度に、原料装入速度
（Ｗ／Ｔ）（そのダンプの炉頂バンカ原料重量／ダンプ
実績時間によって求める）と、そのときの開度（ψ）の
関係を複数個求め、最小自乗法で基幹となる前のグラフ
を順次修正して行く方法である。

【０１７３】この統計モデルによる手法は、炉頂バンカ
からの原料装入特性の解析が理論式では困難なため、多
数のデータを実プロセスから収録し、これを統計手法に
基づきモデルを決定するものであり、一般的に用いられ
る回帰分析法によるモデルの作成手法である。

【０１７４】回帰分析の目的は、１個の従属変数（モデ
ル）を数個の独立変数によって回帰することであり、前
記統計モデルによる制御では、従属変数が流調ゲート開
度（ψ）であり、独立変数が１つの原料装入速度（Ｗ／
Ｔ）であるから、｛ψ，（Ｗ／Ｔ）｝なるデータをＮ組
採取し、このデータを上記モデルに与え、 ψ＝a ×（Ｗ／Ｔ）×b ＋ε …（１３） と置いたときに、Ｎ組全てにわたって、誤差εが最小に
なるような係数a 、b を最小自乗法で求めるものであ
る。

【０１７５】この統計モデルを用いる方法によれば、ダ
ンプ毎に、その原料のあるべき原料装入速度（Ｗ／Ｔ）
（そのダンプの炉頂バンカ原料重量／ベルレスパターン
のダンプ設定時間）を求め、これを順次、修正されてき
た統計モデルのグラフに与え、望ましい流調ゲート開度
（ψ）を出力として得ることができるため、前述した従
来の手動設定方法もしくは自動的に学習制御する手法の
問題点は解消でき、これら従来方法に比較して、木目の
細かい制御ができ、精度を向上することができる利点が
ある。

【０１７６】しかし、前記統計モデルを用いる方法も、
実績旋回数に基づいて次回の流量調整ゲートの開度を調
整する方法であり、しかも膨大なデータ数を要し、且つ
複雑な計算のために上位の専用のコンピュータ（通常プ
ロセスコンピュータ）を必要とする。そのため、コスト
高であり、且つインターフェイス及び処理時間を要する
ため、制御遅れが生じるという欠点がある。

【０１７７】従って、本実施例のように、下位の制御コ
ントローラの範疇で、リアルタイムで適切な制御処理を
行うことはできない。

【０１７８】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は前記実施例に示したものに限定されるもの
でないことはいうまでもない。

【０１７９】例えば、実施例では途中で目標装入速度を
見直す２段階制御の場合を示したが、第１目標装入速度
を設定し、該装入速度を基準として最後まで制御する１
段階制御であってもよく、又、途中で２回以上の目標装
入速度の見直しを行う３段階以上の制御を行ってもよ
い。この場合は一段と制御精度を向上できる。

【０１８０】又、装入開始前の炉頂バンカ内に収容され
ている原料の初期重量が小さい場合には、図２に破線で
示すように、装入速度を小さくし、前記実施例の場合と
同様に流量調整ゲートの開度を制御すればよい。

【０１８１】又、実施例では、ロードセル２２から得ら
れる原料重量を微分処理して装入速度を求めたが、これ
に限るものでなく、原料重量の実測値に基づいて、その
装入速度を求める任意の演算方法を採用することができ
る。

【０１８２】図７は、本発明の原料の物性判定方法の実
施例と、本発明の原料装入制御方法の他の実施例とに用
いられる、高炉への原料装入設備の構成図である。

【０１８３】この図７において、符号１０、１２は、前
述の図２１の同符号のものと同一のものである。

【０１８４】図７において、流量調整ゲート１２の開度
は、入力される開度指令値θに従って作動する油圧シリ
ンダ２０により設定される。

【０１８５】又、開度検出器１２２は、このときの流量
調整ゲート１２の実際の開度を測定して、開度φとして
出力する。

【０１８６】又、ロードセル２２は、炉頂バンカ１０に
貯えられている原料Ｍの重量を測定して、原料重量Ｗと
して出力する。

【０１８７】音響センサ１２６は、炉頂バンカ１０の下
方に取付けられた流量調整ゲート１２から落下する原料
Ｍの落下通過時の音から原料の装入中を検出して、原料
装入中信号Ｆを出力するものである。

【０１８８】図８は、本発明の原料の物性判定方法の実
施例のブロック図である。

【０１８９】この図８において、流量調整ゲート制御演
算部１４２は、図１２を用いて前述した流量調整ゲート
の開度一定の原料装入制御、又は高炉へ装入される原料
の装入速度一定の原料装入制御を行う。

【０１９０】又、位置制御部１３０は、前記流量調整ゲ
ート制御演算部１４２から出力される開度出力信号をフ
ィードバック制御の指令値とし、図７の開度検出器１２
２から出力される開度φをフィードバック制御のフィー
ドバック値とする、図７の流量調整ゲート１２の開度の
フィードバック制御を行い、開度指令値θを図７の油圧
シリンダ２０へ出力する。

【０１９１】この図８の粒径指数演算部１４４は、流量
調整ゲートの開度と原料の装入速度とに従って、装入さ
れている原料の物性を判定する。

【０１９２】この粒径指数演算部１４４は、図７の開度
検出器１２２からの開度φから流量調整ゲート１２の開
度を検出する。

【０１９３】又、この粒径指数演算部１４４は、図７の
ロードセル２２からの原料重量Ｗの入力と、音響センサ
１２６からの原料装入中信号Ｆの入力による原料装入時
間（原料装入を開始してから終了するまでの時間）の演
算とにより、高炉へ装入される原料の装入速度の検出を
行う。

【０１９４】あるいは、この粒径指数演算部１４４は、
音響センサ１２６で原料の装入を確認しながら、所定時
間における原料重量Ｗの変化量ΔＷから、原料の装入速
度を演算する。

【０１９５】なお、この粒径指数演算部１４４で行われ
ている具体的な原料の物性判定方法は、前述の（１０）
〜（１２）式で示される粒径指数を演算するものであ
る。

【０１９６】又、求められた粒径指数は、表示装置１４
６から提示され、これに従って、作業者は所定の適切な
操作（修正）を行う。

【０１９７】又、この粒径指数演算部１４４で求められ
た粒径指数は、前述の流量調整ゲート制御演算部１４２
に出力され、流量調整ゲート１２の制御精度の向上が図
られている。即ち、この粒径指数に関する情報をリアル
タイムに求めて、フィードバック制御するようになって
いる。

【０１９８】なお、本実施例では、前述の図９や（１
０）〜（１２）式等のように、粒径指数の評価のタイミ
ングを１ダンプ中の３分割としているが、本発明はこれ
に限定するものではない。即ち、このような分割数は、
原料の装入の際、分配シュート１６を用いる場合には、
この分配シュートの１ダンプ中の旋回回転数等に従って
決定すればよい。

【０１９９】例えば、１回のダンプにおいて、分配シュ
ートが１０旋回であるならば、１〜３旋回と４〜７旋回
と７〜１０旋回との３分割タイミングとすることも可能
であるし、あるいは、１〜３旋回、４〜６旋回、７〜９
旋回の３分割タイミングとすることも可能である。ある
いは、例えば、粒径指数演算部１４４における演算時間
や、この粒径指数演算部１４４から出力される粒径指数
に従った対応速度が許す場合には、更に多くの分割数と
してもよい。又、この１ダンプの分割は、等分に分割す
る必要もなく、高炉操業あるいは流量調整ゲートの制御
向上等の利用用途に応じて、最適な設定で分割して運用
すればよい。なお、例えば、１ダンプ中に分配シュート
が１０旋回するときに、３分割の最終を１０旋回目とし
た場合、炉頂バンカに貯えられている原料が全て装入完
了するのが、この１０旋回目とならないことがある。即
ち、全ての原料の装入完了が９旋回目や１１旋回目とな
ってしまうことがある。

【０２００】このため、本実施例においては、音響セン
サ１２６で原料装入完了タイミングを検知して、１０旋
回目より速く装入完了となった場合は、このタイミング
を t₄ として、前述の（１２）式におけるφ₄ やＷ4 を
求めて、この（１２）式の演算をするように補正してい
る。

【０２０１】以上説明したように、本発明の原料の物性
判定方法の実施例によれば、装入されている原料の物性
を判定して、原料の装入速度の制御精度の向上等を図る
ことが可能である。

【０２０２】図１３は、本発明の原料装入制御方法の他
の実施例のブロック図である。

【０２０３】この図１３の原料装入制御装置において
は、本発明の原料装入制御方法が適用されているが、こ
の制御対象は、前述の図７に示されるような原料装入装
置である。

【０２０４】この図１３において、装入速度演算部１７
２は、ロードセル２２から入力される原料重量Ｗに従っ
て、単位時間当りの炉頂バンカ１０内の原料Ｍの重量の
所定時間における減少から、装入速度Ｖを求める。

【０２０５】又、原料重量演算部１６２は、ロードセル
２２から入力される原料重量Ｗに従って、原料重量値を
演算する。

【０２０６】又、これら装入速度演算部１７２の出力と
原料重量演算部１６２の出力と、ＳＶ値演算部１６４
と、ＰＩＤ演算部１６６と、位置制御部１３０とによ
り、所定の演算により得られた目標装入速度に実際の装
入速度が一致するように、流量調整ゲート１２の開度の
フィードバック制御が行われる。

【０２０７】又、ＭＶ／ＰＶ演算部１６８は、原料の装
入速度と原料の粒径との比であるＭＶ／ＰＶの値を演算
する。即ち、このＭＶ／ＰＶ演算部１６８は、その内部
に図８を用いて前述した粒径指数演算部１４４を備えて
おり、これにより、装入されている原料の粒径を求める
と共に、装入速度演算部１７２から入力される原料の装
入速度（ＰＶ値）とにより、ＭＶ／ＰＶ演算を行う。例
えば、開度値ＭＶ値のわりには装入速度ＰＶ値が小さい
場合には、ＭＶ／ＰＶ値は大きくなり、即ち粒径は大き
いと推定される。なお、このＭＶ／ＰＶ演算部１６８に
おける演算のタイミングは、図９に示される時刻 t₂ 、
t₃ 、 t₄ 等に対応したタイミングとなっている。

【０２０８】ＳＶ係数演算部１７０は、ＭＶ／ＰＶ演算
部１６８から入力されるＭＶ／ＰＶ値と、予め設定され
ている基本状態のＭＶs ／ＰＶs 値と比較する次式のよ
うな演算を行う。

【０２０９】 ｛（ＭＶ／ＰＶ）／（ＭＶs ／ＰＶs ）｝×γ …（１４）

【０２１０】なお、このγは、補正係数である。

【０２１１】この（１４）式により、基本状態に対する
粒径の特性の変化を捕らえる。

【０２１２】このＳＶ係数演算部１７０の出力は、ＳＶ
値演算部１６４に入力され、これにより、図１５に示さ
れるような経過時間Ｔに従った装入速度Ｖのシフトが自
動的に即座に行われる。

【０２１３】以上説明したように、本発明の原料装入制
御方法の実施例によれば、高炉に装入される原料の装入
速度と原料の粒径との比を一定とするように、流量調整
ゲートの開度を調整して原料装入速度を制御することが
できる。これにより、高炉内上面各部の、装入される原
料の装入量と粒径との比の分布を一定とすることがで
き、高炉炉内ガス流分布を一定にすることができる。

【０２１４】なお、この本発明の原料装入制御方法にお
いては、ＭＶ／ＰＶ演算部１６８において、前述の本発
明の原料の物性判定方法が用いられているが、本発明の
原料装入制御方法はこれに限定するものではない。即
ち、他の原料の物性判定方法によるものであってもよ
い。

【０２１５】次に、本発明の分配シュート傾動シフト制
御方法の実施例を図面を参照し説明する。

【０２１６】図１７は、本発明の一実施例の構成を示す
ブロック線図であり、本実施例は前述した図２１のベル
レス炉頂装入装置に適用される。

【０２１７】なお、本実施例では理解を容易にするた
め、図１８に示すダンプパターン１８において、傾動速
度a deg の外円輪a から傾動角度b deg の内円輪b に向
かって分配シュート１６を傾動移行させる場合を例にと
って説明する。

【０２１８】図において、２２０は、移行開始時に分配
シュート１６の傾動速度を加速するための傾動速度加速
時間関数器である。この傾動速度加速時間関数器２２０
は、図示省略のコントローラから移行開始指令Ｘを受け
て作動し、作動時において、式 v ＝k ・t …（１５） を演算して傾動速度値v を出力する。ここで、k は分配
シュート１６の機械的強度で決定される最大加速トルク
で定まる定数、t は分配シュート１６の移行時間を示
す。

【０２１９】従って、傾動速度値v は移行時間t の一次
関数であり、移行時間t に従って定率上昇する。

【０２２０】２２１は、前記傾動速度加速時間関数器２
２０から入力した定率上昇の傾動速度値v を最高速度Ｖ
max 以下に抑制して出力するリミッタである。

【０２２１】一方、２２２は比較器であり、分配シュー
ト１６の移行到達目標である傾動角度b deg を前述のコ
ントローラから入力すると共に、分配シュート１６の傾
動軸に取付けてある傾動角度検出器２２８が検出した実
際の現在値c deg を入力して、これらの距離偏差Ｓ、即
ち分配シュート１６の目標傾動角度b deg までの残距離
Ｓを出力するためのものである。

【０２２２】２２３は、移行停止時に分配シュート１６
の傾動速度を減速するための傾動速度減速位置関数器で
あり、前記傾動速度加速時間関数器２２０と並行に動作
する。この傾動速度減速位置関数器２２３は、比較器２
２２からの距離偏差Ｓを入力して、式

【数１】 を演算し、傾動速度値v を出力する。Ｋは前記k と同様
に、分配シュート１６の機械強度で定まる定数であり、
本実施例では距離偏差Ｓが３deg のときに傾動速度値v
が最高速度Ｖに等しくなるように定数Ｋが設定されてい
る。

【０２２３】ここで、前記（１６）式は、最も迅速な減
速が可能な式 v ＝Ｋ・t …（１７） を移行時間t で積分して、式 Ｓ＝１／２Ｋ・t ² …（１８） とし、上式（１７）と（１８）から得たもので、傾動速
度v が距離偏差Ｓの無理関数として減速されることを意
味するものである。

【０２２４】２２４は、傾動速度減速関数器２２３から
の傾動速度値v を最高速度Ｖmax 以下に飽和抑制するた
めのリミッタである。

【０２２５】そして、リミッタ２２１とリミッタ２２４
の出力側は、スイッチＳＷ２０１とＳＷ２０２とを介し
て傾動速度制御部（ＶＶＶＦ）２２５に接続されてい
る。これらのスイッチＳＷ２０１とＳＷ２０２の開閉動
作は、前述のコントローラによって制御されるようにな
っている。

【０２２６】具体的には、スイッチＳＷ２０１は、距離
偏差Ｓが３deg 以上のときはリミッタ２２１側に接続
し、距離偏差Ｓが３deg になるとシフトしてリミッタ２
２４側に接続する。又、スイッチＳＷ２０２は、距離偏
差Ｓが０．０１deg 以上のときは閉成状態にあり、０．
０１deg になった時点で開成するようになっている。

【０２２７】前記傾動速度制御部２２５は、リミッタ２
２１又はリミッタ２２４からの傾動速度値v を速度指令
値として入力し、この速度指令値と傾動速度検出器２２
７からの速度検出値とに基づいて、分配シュート１６を
傾動させる分配シュート用電動機（ＩＭ）２２６と、該
分配シュート用電動機２２６にブレーキをかけるための
機械ブレーキ２２９とを制御するためのものである。

【０２２８】具体的には、リミッタ２２１又はリミッタ
２２４からの速度指令値に基づいて分配シュート用電動
機２２６を作動させると共に、傾動速度検出器２２７か
らの速度検出値をフィードバックして、分配シュート用
電動機２２６の回転速度を制御する。

【０２２９】又、傾動速度制御部２２５は、傾動速度検
出器２２７からの速度検出値が最高速度Ｖmax の２％を
示した時点で機械ブレーキ２２９を作動させるようにな
っている。

【０２３０】次に、本実施例の作用について説明する。

【０２３１】分配シュート１６の移行開始時には、図示
省略のコントローラから移行開始指令Ｘが傾動速度加速
時間関数器２２０に入力されて、該傾動速度加速時間関
数器２２０から式（１５）に示す定率上昇の傾動速度値
v が出力され、この傾動速度値v がリミッタ２２１、Ｓ
Ｗ２０１、ＳＷ２０２を介して速度指令値として傾動速
度制御部２２５に入力される。

【０２３２】このとき、傾動速度制御部２２５に入力し
た速度指令値は、式（１５）に示す定率上昇の傾動速度
値v を指令しているので、傾動速度制御部２２５は、分
配シュート用電動機２２６を介して分配シュート１６の
傾動速度を、図１９の直線Ａで示すように定率上昇させ
る。

【０２３３】従って、分配シュート１６はダンプパター
ン１８の外円輪a からゼロスタートで滑らかに加速され
るので、移行開始時に分配シュート１６や分配シュート
１６上の原料Ｍに衝撃を生じることはない。

【０２３４】そして、傾動速度加速時間関数器２２０か
らの傾動速度値v が最高速度Ｖmaxに達すると、リミッ
タ２２１により抑制されて、傾動速度値v は最高速度Ｖ
maxに維持され、分配シュート１６は図の水平線Ｂで示
すように、最高速度Ｖmax の等速で傾動する。

【０２３５】そして、分配シュート１６の先端が内円輪
b に近付き、その傾動角度が３degになると、前述のコ
ントローラの制御によってスイッチＳＷ２０１がリミッ
タ２２４側に接続されて、傾動速度加速時間関数器２２
０と並行動作している傾動速度減速位置関数器２２３か
ら、式（１６）で示される傾動加速値v がリミッタ２２
４を介して傾動速度制御部２２５に出力される。

【０２３６】この傾動加速値v を速度指令値として入力
した傾動速度制御部２２５は、図１９の曲線Ｃで示すよ
うに、分配シュート１６の傾動加速値vを距離偏差Ｓの
関数として減速させて、分配シュート１６の移行停止制
御に移る。

【０２３７】このとき、式（１６）で示される傾動速度
値v は、前述したように距離偏差Ｓが３deg で最高速度
Ｖとなるように設定されているので、図１９の水平線Ｂ
及び曲線Ｃで示すように、分配シュート１６の傾動速度
値v は最高速度Ｖmax の状態から連続的に減速される。
従って、分配シュート１６は移行停止時に滑らかに減速
するので、分配シュート１６や分配シュート１６上の原
料Ｍに衝撃が生じることはない。

【０２３８】そして、分配シュート１６が更に内円輪b
に近付き、その距離偏差Ｓが０．０１deg になると、ス
イッチＳＷ２０２が開成し、分配シュート用電動機２２
６に対して回生制動がかけられ、分配シュート１６の傾
動速度値v は、図２０の直線Ｄに示すように、大きく減
速される。

【０２３９】この減速状態で傾動速度値v が最高速度Ｖ
max の２％になると、傾動速度制御部２２５が機械ブレ
ーキ２２９を作動させ、分配シュート１６が停止する。
このように、傾動速度値v が最高速度Ｖmax の２％とい
う極めて少ない速度になった時点で分配シュート１６に
ブレーキがかけられるので、分配シュート１６の片端は
正確にダンプパターン１８の内円輪b 上に停止させられ
ることとなる。従って、その位置精度は極めて高く、本
実施例では、±０．０１deg である。

【０２４０】又、移行停止動作に移った後の分配シュー
ト１６の傾動速度値vは、式（１７）及び図２０の直線
Ｄに示すように減速されるが、停止時までの平均速度
は、図２４に示した従来のものに比べて著しく大きい。
従って、移行停止動作開始（Ｓ＝３deg ）から停止（Ｓ
＝b deg ）までに要する時間は短く、本実施例では略３
sec で済む。この結果、ダンプパターン１８の円輪a 、
b 間の移行軌跡は極めて短くなり（図１８参照）、円輪
a 、b 間に無用な多量の材料Ｍをダンプすることはな
い。

【０２４１】

【発明の効果】前述したとおり、本発明によれば、原料
装入（ダンプ）毎に原料の物性等が変化する場合でも、
各原料ダンプについて所定の装入速度で精度良く原料を
装入することができるため、装入速度の平坦化と荷切れ
精度の向上とを同時に達成することが可能となる。

【０２４２】又、原料装入中の原料重量を実測し、その
実測値に基づいて、流量調整ゲートの開度をリアルタイ
ムでフィードバック制御するので、従来制御外乱であっ
た装入前の原料重量の変動や装入速度の変化の問題も解
消され、従来は制御の対象としていなかった装入速度の
平坦性と、従来からの課題であった荷切れ精度の向上と
を同時に解消し、ベルレス高炉における炉内原料分布の
制御性を飛躍的に向上することが可能となる。

【０２４３】又、本発明の原料の物性判定方法によれ
ば、炉頂バンカに収容した原料を、流量調整ゲートの開
度の調整で装入速度を加減しながら高炉へ装入する際の
装入される原料の物性を判定して、原料の装入速度制御
等、このような装入される原料の物性の変化による影響
がある場合でも、この判定結果により制御精度を向上す
ることができる。

【０２４４】又、本発明の原料装入制御方法の一例によ
れば、炉頂バンカに収容した原料を、流量調整ゲートの
開度の制御で装入速度を制御しながら、高炉内上面の各
部へ順次装入する原料装入制御方法において、装入され
る原料の物性の変化に制御特性が影響を受ける場合で
も、又、原料の物性に変化が生じてしまっても、高炉炉
内ガス流分布を一定に制御することができる。

【０２４５】又、本発明の分配シュートの傾動シフト制
御方法によれば、分配シュートが滑らかに移行開始及び
移行停止をするので、分配シュートや分配シュート上の
原料に衝撃を与えることなく、又、分配シュートはダン
プパターンの円輪間を迅速に移行するので、円輪間に無
用な多量の原料Ｍをダンプすることはなく、更に、分配
シュートが正確に目標の円輪に達成するので、位置精度
が極めて高い。この結果、所望の炉内原料分布を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に適用される制御装
置の一例を示す概略構成図である。

【図２】図２は、本実施例における原料装入速度の時間
的推移を示すタイムチャートである。

【図３】図３は、本実施例の効果を説明するためのグラ
フである。

【図４】図４は、本実施例の効果を説明するためのグラ
フである。

【図５】図５は、本実施例の効果を説明するためのグラ
フである。

【図６】図６は、本実施例の効果を説明するためのグラ
フである。

【図７】図７は、本発明の原料の物性判定方法の実施
例、及び本発明の原料装入制御方法の他の実施例に用い
られる原料装入設備の構成図である。

【図８】図８は、本発明の原料の物性判定方法の実施例
のブロック図である。

【図９】図９は、本発明の原料の物性判定方法を説明す
るための、経過時間に従った、炉頂バンカの原料重量と
流量調整ゲートの開度とのグラフである。

【図１０】図１０は、高炉に装入される原料の粒径と装
入速度との関係を示すグラフである。

【図１１】図１１は、高炉に装入される原料に含まれる
水分の量と装入速度との関係を示すグラフである。

【図１２】図１２は、流量調整ゲートの開度一定の原料
装入制御方法と高炉へ装入される原料の装入速度一定の
原料装入制御方法とを説明するためのグラフである。

【図１３】図１３は、本発明の原料装入制御方法の他の
実施例のブロック図である。

【図１４】図１４は、本発明の原料装入制御方法を説明
するための、経過時間に従った流量調整ゲートの開度の
グラフである。

【図１５】図１５は、本発明の原料装入制御方法を説明
するための、経過時間に従った装入速度のグラフであ
る。

【図１６】図１６は、本発明の原料装入制御方法を説明
するための、経過時間に従った装入される原料の粒径の
グラフである。

【図１７】図１７は、本発明の分配シュートの傾動シフ
ト制御方法の一実施例の構成を示すブロック線図であ
る。

【図１８】図１８は、図１８の実施例で制御される分配
シュートのダンプパターン移行軌跡を示す線図である。

【図１９】図１９は、前記実施例の分配シュートの傾動
速度と距離偏差との関係を示す線図である。

【図２０】図２０は、傾動速度と移行時間及び距離偏差
との関係を示す線図である。

【図２１】図２１は、高炉の炉頂バンカからの原料装入
を説明するための概略説明図である。

【図２２】図２２は、従来の原料装入速度の時間的推移
を示すタイムチャートである。

【図２３】図２３は、従来の分配シュート傾動動作制御
方法における分配シュートのダンプパターン移行軌跡を
示す線図である。

【図２４】図２４は、図２３の制御方法における分配シ
ュートの傾動速度と距離偏差との関係を示す線図であ
る。

【符号の説明】

１０…炉頂バンカ、 Ｍ…原料、 １２…流量調整ゲート、 １４…高炉、 １６…分配シュート、 １８…ダンプパターン、 a …外円輪、 b …内円輪、 ２０…油圧シリンダ、 ２２…ロードセル、 ２４…重量測定演算部、 ２６…ＳＶ1 演算部、 ２８…タンプ時間制御部、 ３２…位置制御部、 ３４…移動平均演算部、 ３６…移動変化率演算部、 ３８…１次遅れフィルタ、 ４０…ＰＩＤ演算部、 ４２…Σ演算部、 ４４…偏差切換判定部、 ４６…ＳＶ2 演算部、 １２６…音響センサ、 １３０…位置制御部、 １４２…流量調整ゲート制御演算部、 １４４…粒径指数演算部、 １６２…原料重量演算部、 １６４…ＳＶ値演算部、 １６６…ＰＩＤ演算部、 １６８…ＭＶ／ＰＶ演算部、 １７０…ＳＶ係数演算部、 １７２…装入速度演算部、 ２２０…傾動速度加速時間関数器、 ２２１、２２４…リミッタ、 ２２２…比較器、 ２２３…傾動速度減速位置関数器、 ２２５…傾動速度制御部、 ２２６…分配シュート用電動機、 ２２７…傾動速度検出器、 ２２８…傾動角度検出器。

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炉頂バンカに収容した原料を流量調整ゲー
   トを通して高炉内に規定時間で装入する高炉炉頂におけ
   る原料装入制御方法において、 装入開始前の初期原料重量を規定時間で除した値を目標
   装入速度に設定し、 装入開始後の実装入速度が前記目標装入速度と一致する
   ように、装入中の実測原料重量に基づいて、前記流量調
   整ゲートの開度をフィードバック制御することを特徴と
   する高炉炉頂における原料装入制御方法。
2. 【請求項２】請求項１において、更に、 装入途中で炉頂バンカ内の残存原料重量を実測し、 該残存原料重量を残存時間で除した値を第２目標装入速
   度に設定し、 前記残存原料重量の実測後の第２実装入速度が前記第２
   目標装入速度と一致するように、装入中の実測原料重量
   に基づいて、前記流量調整ゲートの開度をフィードバッ
   ク制御することを特徴とする高炉炉頂における原料装入
   制御方法。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、 前記原料の物性に応じて、前記流量調整ゲートの開度を
   補正することを特徴する高炉炉頂における原料装入制御
   方法。
4. 【請求項４】請求項３において、 前記流量調整ゲートの開度を検出し、 該流量調整ゲートから高炉へ装入されている原料の装入
   速度を検出し、 これら検出された流量調整ゲートの開度と原料の装入速
   度とに従って、装入されている原料の物性を判定するこ
   とを特徴とする高炉炉頂における原料装入制御方法。
5. 【請求項５】請求項１又は２において、 前記原料の物性あるいは炉内ガス流量に従って、前記流
   量調整ゲートの開度を補正し、 高炉内上面各部の、装入される原料の装入量と粒径との
   比の分布を一定とすることにより、炉内ガス流分布をも
   一定に制御することを特徴とする高炉炉頂における原料
   装入制御方法。
6. 【請求項６】請求項３〜５のいずれか一項において、 前記原料の物性の指標として、前記流量調整ゲートの開
   度に対応した操作信号（Ｍanipulate Ｖariable ）ＭＶ
   と、該流量調整ゲートの開度の制御結果であるプロセス
   変量（Ｐrocess Ｖariable ）ＰＶの比ＭＶ／ＰＶを用
   いることを特徴とする高炉炉頂における原料装入制御方
   法。
7. 【請求項７】請求項１又は２において、 前記原料の装入を、傾動可能な分配シュートを用いて、
   同心円輪状のダンプパターンで、外側から内側へ行うこ
   とを特徴とする高炉炉頂における原料装入制御方法。
8. 【請求項８】請求項７において、 前記分配シュートが、その傾動動作により前記ダンプパ
   ターンの円輪間を外側から内側へ移行するに際して、 移行開始時には、分配シュートの傾動速度が移行時間の
   関数で連続的に加速され、 移行停止時には、分配シュートの傾動速度が移行位置の
   関数で連続的に減速されることを特徴とする高炉炉頂に
   おける原料装入制御方法。