JPH02254111A - 高炉ベルレス装入設備の制御方法 - 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］ この発明は高炉ベルレス装入設備の制御方法に関する。

［従来の技術］ 従来高炉ベルレス装入設備の原料流量調整弁（以下ＦＣ
Ｃという）の開度の制御は次の方法によって行われてい
る。

例えば特開昭８ＣＩ−４Ｂ８０Ｂ号公報に開示されてい
る制御方法は、原料の排出中に下部バンカー内の重量を
ロードセル等で計測し、目標重量パターンと一致するよ
うにＦＣＣの開度を制御している。

また、特開昭６ｌ−２３８９Ｈ号公報に開示されている
制御方法は、過去の複数チャージの排出時間と設定値と
の差に基づいて開度の修止量を算出し、次回の必要開度
を補正してＦＣＣの開度を制御している。

また、レザーピングホッパー等の排出時間のブタと下部
バンカーでの排出時間のデータとを複数持ち、ＦＣＣの
開度毎にこれらの関係を直線回帰し２、ＦＣＣの開度と
上記ホッパーとの関係を求め、この関係に基づいてこの
ホッパー等の排出時間からのＦＣＣの開度を制御する制
御方法もある（以下フィードフォワード制御という）。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような特開昭８０−４８３０６号公報に開示され
ている制御方法では、高圧操業のための炉体と下部バン
カーとが一体化していること、更に、炉内圧の変化が外
乱となるために、下部バンカーの高ｔｌ’ｉ度な重量計
測は困難であり、従って十分な制御精度が得られないと
いう問題点がある。

また、特開昭１１ｉＩ−２３８９０６号公報に開示され
ている制御方法では、得られた修正データを次回の制御
データに利用するので、原料の性状変化に伴うＦＣＧの
流量特性変化に追従するのは困難であった。更に、フィ
ードフォワード制御においては、原料の性状変化に追従
できるか、レザーピングポツパー等の排出時間とＦＣＣ
関係式の精度により制御精度か決定され、十分な精度が
得られていなかった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
のてあり、ＦＣＧの開度を高精度に制御し、原１−１装
入開始点と終了点とを一致させることを可能にした高炉
ベルレス装入設備の制御方法を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る高炉ベルレス装入設備の制御方法は、実
績に基づく装入速度とＦＣＣの開度との関係から基準開
度関数を発生する工程と、今回装入する原料の重量と旋
回シュータによる旋回数とから目標装入速度を求める工
程と、基準開度関数と目標装入速度とからＦＣＣの基準
開度を求める工程とを有する。

更に、前回の装入速度、前回の目標装入速度及び基準開
度関数並びに前回のフィードバック補正量に基づいてフ
ィードバック補正量を求める工程と、実績に基づくホッ
パーからの原料の排出重量と排出時間とから両者の関係
を示す近似式を求める］二程と、今回装入される原料の
ホッパーからの排出重量、排出時間及び前記近似式に話
づいてフィードフォワード補正量を求める工程とを有す
る。

更に、ＦＣＧの基準開度、フィードバック補正量及びフ
ィードフォワード補正量に基づいてＦＣＣの開度指令値
を求め、この開度指令値に基づいてＦＣＣの開度を調整
する工程ををする。

［作　用］ この発明においては、ＦＣＣの基準開度を求める他に、
過去の実績に基づいてフィードバック補正量を求めると
共に、今回装入される原料の性状に基づいたフィードフ
ォワード補正量を求めて基準開度を補正してＦＣＣの開
度指令値を求める。

そして、このＦＣＧＯ開度指令値に基づいてＦＣＣの開
度を調整する。このＦＣＣの開度調整により原料の装入
速度か適切に制御される。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例に係る方法を実施した制御
装置及びその関連設備の説明図ある。図において、（１
０）は下部バンカー、（１ｊ）は下部バンカー（１０）
の下に設けられたＦＣＣである。（１２）は高炉の炉頂
て、（１３）は炉内に設けられた旋回シュツである。（
１４）は秤量ホッパーであり、秤量ホッパー（１４）よ
り排出された原料はベルトコンベア（図示せず）により
搬送されて下部バンカー（１０）に搬入され、Ｆ　ＣＣ
（１１）を介して炉内の旋回ンユタ（］３）の旋回動作
により炉内に装入される。

（２０）はＦＣＧ開度計て、Ｆ　ＣＧ　（１１）の開度
を検出する。（２１）は原料通過センサで、原料装入の
開始及び終了を検出する。（２２）はロードセルで、秤
量ホッパー（１４）から排出される原料の重量を検出す
る。

（３０）は装入時間計測回路で、原料通過センサ（２］
）の出力に基づいて原料の装入時間を計測する。

（３１）は装入速度演算回路で、ロードセル（２２）か
らの装入重量及び装入時間計測回路（３０）からの装入
時間に基づいて原料の装入速度を演算する。

（５０）はデータファイルで、装入速度ｇ−１側回路（
３１）からの装入速度情報及びＦＣＣ開度１１（２０）
からの開度情報を蓄積し、装入速度とＦＣＣの開度との
実績データを常時ファイルしていく。このときのデータ
ファイルの内容は例えば原料銘柄別それぞれが第２図に
示すように設定されたＦ　ＣＣ（１１）の開度区間（１
０’）につき０．１゛毎にその装入速度データをファイ
ルしである。

（５１）は演算装置であり、データファイル（５０）の
データに基づいて、各開度ことに装入速度の平均値を求
め、次に第３図（Ａ）に示すように、装入速度に対する
開度の散布図を作成し、散布図を第３図（Ｂ）に示すよ
うに曲線（例えば３次関数）に近似した基準開度関数を
発生させる。例えば次式に示す関数を発生ずる。

θ＝ａｖ　　＋ｂｖ２＋ｃｖ＋ｄ　　　　　（１）（３
２）は］」標速度演算回路であり、装入重量と予め設定
された旋回シュータの旋回数に基ついて、ＶＱ−装入重
量−（に定旋回数×１旋回時間）により、目標装入速度
ＶＱを求める。（３３）は基準開度演算回路であり、目
標装入速度ｖｏと演算装置（５１）からの基準開度関数
とに基づいて次式によりＦＣＣの基準開度θ０を演算す
る。

ｖｏ　＝ａｖｏ　　＋ｂｖｏ２＋ｃｖｏ　＋ｄ　　（２
）（３５）は切り替えスイッチであり、基準開度演算回
路（３３）からの基準開度θ０を制御信号として自動制
御する場合と、自動制御によらず所定のＦＣＧの設定開
度によって制御する場合とを択一的に選択する。この実
施例では自動制御が選択されている場合について以下説
明する。（３５）及び（３Ｇ）はそれぞれバッファであ
り、バッファ（３５）には前回の実績の装入速度が記憶
され、バッファ（３６）には前回の目標装入速度が記憶
される。

（３７）はフィートハック補正量演算回路（以下ＦＢ補
正量演算回路という）であり、以下の演算によりフィー
ドバック補正量（以下ＦＢ補正量という）Δθ１を求め
る。

第４図はＦＢ補正量△θＪを求めるための説明図であり
、先ず前回の同一銘柄の装入時の誤差△■を、ハソファ
（３５）、　　（３Ｇ）からのデータを読み出して次式
により求める。

△Ｖ−前回の実績装入速度 前回の目標装入速度　　　　（３） そして、この△Ｖと今回の目標装入速度ＶＱに対する基
準開度θｏ　　（−ｆ　（ｖｏ））とから次式により誤
差補正後の基準開度００°を求める。

θ０’−ｆ（ｖｏ−△Ｖ　）　　　　　　　　（４）基
準開度補正量（理論値）Δθ０１を次式により求める。

△θｏ１−θ０°−θｏ（５） 次に、この△θｏ１、補正ゲインＧ１　（０〜１）及び
前回のＦＢ補正量により、ＦＢ補正瓜△θ１を求める。

△θ１＝Ｇ１．Ｘ△θ０１＋前回ＦＢ補正量（３Ｂ）は
排出時間計１ｔＩＩＪ回路であり、ロードセル（２２）
の出力に基づいて原料の排出時間を計ｆｌｌｌ＋する。

（５２）はデータファイルであり、ｕｊｌｆｆ時１ｎノ
測定回路（３８）からの排出時間情報及びロードセル（
２２）からのυ１出重量情報を格納し、両者の関係につ
いてのデータを蓄積していく。このときのデータの内容
は例えば第５図に示すとおりてあり、原料銘柄別に巻下
秤ユ器の排出重量−排出時１ｊｊｌの関係について、最
新のデータが原料銘柄別に例えば３０００個ずつ格納さ
れている。

（５３）は演算回路であり、データファイル（５２）の
データに基づいて、第６図（Ａ）に示すように重量に対
する排出時間の散布図を作成し、第６図（Ｂ）に示すよ
うに散布図を例えば次式に示すように直線近似する。

ω−αｔ＋β　　　　　　　　　　　　（７）（３９）
はフィードフォワード補正量演算回路（以下ＦＦ補正量
演算回路という）であり、今回の装入重量ω′及び排出
時間ｔ°に基づいて今回の排出速度α”を次式により求
める。

α′＝（ω゛−β）　／　ｔ　’　　　　　　　　（８
）次に、この排出速度α゛の標準ＪＪｌ出速変速度対す
る割合α′／αから、今回の目標装入速度ｖ。

に対する基準開度Ｏｏ　　（−ｆ　（ｖｏ　）　）で装
入した場合の予ｔ１すされる速度■°を求め、更に予測
される速度誤差△Ｖを求める。

ｖ　　＝ｖｏｘａ’／ａ　　　　　　　　　（９）Δｖ
＝ｖ’　−ｖｏ　　　　　　　　　　　　（１０）次に
、この△ＶからＦＢ補正量演算と同様の演算を行なって
補正量（理論値）△θｏ２を求め、この△θ０２と補正
ゲインＧ２（０〜１）とにより、フィードフォワード補
正量（以下ＦＦ補正量という）△θ２を求める。

△θ２−Ｇ２　Ｘ△θ０２　　　　　　　　　（ｉ　ｌ
　）（４０）は演算・制御回路であり、選択スイッチ（
３４）で選択された基準開度θ０とＦＢ補正量演算回路
（３７）からのＦＢ補正量△θ１とＦＦ補正量演算回路
（３９）からのＦＦ補正量△θ２とを加算して、その加
算された信号（＝θ０＋θＩ＋０２）をＦＣＣの開度指
令値としてその駆動装置（図示せず）に出力する。

以上のように構成された実施例においては、ブタファイ
ル（５ｏ）には装入速度とＦＣＣの開度との関係を示す
実績データが蓄積されており、演算装置（５１）はその
データに基づいて（１）式により基準開度関数を求め、
基準開度発生回路（３３）はその基準開度関数と目標装
入速度ＶＱに基づいて（２）式によりＦＣＧ基準開度θ
０を求める。

ＦＢ補正量演算回路（３７）はバッファ（３７）、　（
３１１ｔ）からの前回の装入速度及び前回の］］標速度
との差異を（３）式より求め、更に（４）〜（６）式に
よりＦＢ補正量△θ１を求める。

一方、データファイル（５２）は秤量ポツパー（Ｉ４）
の排出重量と排出時間との関係を示す実績データを蓄積
しており、演算回路（５３）はそのデータに基づいて（
７）式により排出時間と排出重量との関係を示す近似式
を得る。そして、ＦＦ補正量演算回路（３９）は（４）
、　（５）、　（８）〜（ｌＯ）式によりＦＦ補正量△
θ２を求める。

以」二のようにして求められたＦＣＧ基準開度θｏ、Ｆ
Ｂ補正量△θ１及びＦＦ補正量Δθ２は演算・制御回路
（４０）で加算されて、その加算値はＦＣＣ開度指令値
としてＦ　ＣＧ　（１１）の駆動回路（図示せず）に供
給され、Ｆ　ＣＣ（１，１，）の開度を調コ１ 整する。

以上のようにして、前回の実績に基づいてＦＢ補正量θ
１を求めてそれによりフィードバック制御を行って過去
の実績による補正を行い、更に、今回装入される原料の
性状に基づいてＦＦ補正量θ２を求めてそれによりフィ
ードフォワード補正をするようにしたので、原料の装入
速度が適格に制御でき、原料の装入開始点と終了点とを
一致させることができ、原料を均一に装入することがで
きる。

なお、演算囲路（５１）、　　（５３）の出力は毎回出
力する必要はなく、データファイル（５０）　（５２）
にある程度新たなデータが蓄積された段階で出力させれ
ばよく、その場合には適当なタイミングでスイッチ（Ｓ
ｌ）、　　（Ｓ２）を閉成すればよい。また、ＦＢ補正
量及びＦＦ補正量による補正をしない場合には、スイッ
チ（Ｓ；３）、　（Ｓ４）を開成する。

また、上記実施例において、第１図のデータファイル（
５０）、　　（５２）及び演算回路（５１）、　　（５
３）はプロセス計算機に含まれ、それ以外は装入制御装
置に含まれた構成にすることができるが、その場合には
各演算回路等はそれ自体をハード構成でも実現できるが
、コンピュータのソフトウェアによっても実現できるこ
とはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、過去の実績に基づいて
ＦＢ補正量を求めると共に、今回装入される原料の性状
に基づいたＦＦ補正量を求めて基準開度を補正するよう
にしたので、原料の性状に応じた制御が可能になってお
り、高精度な制御が可能になっている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る方法を実施した装置
及びその関連設備を示す説明図、第２図はある原料銘柄
におけるＦＣＣ開度と装入速度との関係を示したデータ
ファイルの内容説明図、第３図（Ａ）（Ｂ）は平均装入
速度とＦＣＣ開度との関係を示した特性図、第４図はＦ
Ｂ補正値を求めるだめの説明図、第５図は排出重量と排
出時間との関係を示したデータファイルの説明図、第６
図（Ａ）（Ｂ）はυ１出時間と排出重量との関係を示し
た特性図、第７図は今回の原料の排出重量と排出時間と
の関係を求めるための説明図である。 図において、（１０）は下部バンカー、（１１）はＦＣ
Ｃ，（＋３）は旋回シュータ、（１４）はホ・ソノクー
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 実績に基づく装入速度と原料流量調節弁の開度との関係
   から基準開度関数を発生する工程と、今回装入する原料
   の重量と旋回シュータの設定旋回数とから目標装入速度
   を求める工程と、基準開度関数と目標装入速度とから原
   料流量調節弁の基準開度を求める工程と、 前回の装入速度、前回の目標装入速度及び基準開度関数
   並びに前回のフィードバック補正量に基づいてフィード
   バック補正量を求める工程と、実績に基づくホッパーか
   らの原料の排出重量と排出時間とから両者の関係を示す
   近似式を求める工程と、 今回装入される原料のホッパーからの排出重量、排出時
   間及び前記近似式に基づいてフィードフォワード補正量
   を求める工程と、 原料流量調節弁の基準開度、フィードバック補正量及び
   フィードフォワード補正量に基づいて原料流量調節弁の
   開度指令値を求め、この原料流量調節弁の開度指令値に
   基づいて原料流量調節弁の開度を調整する工程と を有することを特徴とする高炉ベルレス装入設備の制御
   方法。