JPH0634532A - 焼結原料の水分測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 赤外線の水による吸収を利用して含有水分を
オンライン測定する焼結原料の水分測定方法において、
混合原料の性質を生かした測定方法により測定精度の向
上を図る。 【構成】 間欠的に実施される焼結原料の配合変更の都
度その直後に絶乾式水分計６により精密水分測定を行
い、この測定値と常時測定されている赤外線水分計４に
よる相対水分測定値とをメモリ操作により同時刻データ
として選出し、規定回数の精密水分測定値と相対水分測
定値との１次回帰を行って相対水分測定値の新たな検量
線を作成し、この検量線を用いて正確な水分値を求め
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焼結原料例えば焼結鉱
の粉体原料の含有水分を精度よく、しかも連続的に測定
する焼結原料の水分測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】焼結鉱の製造工程において、焼結鉱の原
料となる鉄鋼石、石灰石等を混合した混合原料（これま
で焼結原料といってきたもの）に含まれる水分値は、焼
結機上の原料，通気度を管理するために重要な因子であ
り、この水分を一定にするような制御が行われている。
これまで、この混合原料の水分値の測定手段としては、
絶対乾燥式によるものがある。これは採取した混合原料
の重量と、それを完全乾燥した後の重量とを比較するこ
とによって水分値を非常に精度よく求めることができる
ものである。しかしこの方法は、原料採取という間欠的
な作業の後に行われるものである上に、原料採取から試
料の完全乾燥を経て水分値を得るに至るまでに長時間を
要するという欠点がある。

【０００３】そこで、乾燥等の操作を必要とせずに迅速
に例えば粉体原料の水分値を測定する方法として、特開
昭59-72047号公報によって開示された赤外線式による方
法が提案されている。この方法は、検出した赤外線量
（より正確には、照射した赤外線が水によって吸収され
た赤外線吸収量）を換算器に導き、予め設定した赤外線
量と水分値との関係を示す検量線により試料中の水分値
に換算して出力するものである。また、同様の赤外線水
分計を使いながら、焼結原料固有の外乱要因を取り除い
て測定精度を高める方法として、特開昭62-839号公報に
よって提案された測定方法が開示されている。この方法
は、水分制御における定常偏差を検出して定常偏差分の
上乗せを行うことにより、配合変更時に特に発生しがち
な誤差を吸収しようとするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の焼
結原料の水分測定方法では、まず、特開昭59-72047号公
報の赤外線式水分計は、大気水分の影響をうけることの
他に、原理的に試料の表面の光学的性質を測定対象とす
るものであり、また、試料の形状、粒度、色等の影響も
受ける。また、焼結原料のような塊状物に外面から撒水
した試料を対象にした場合、測定対象が真の試料を代表
していないという問題がある。また、特開昭62-839号公
報により開示されている方法は、水分制御における定常
偏差的誤差が発生したときにはじめて校正を行うもので
あり、配合変更といった特定の事象に起因する誤差発生
に対しては対策措置が遅れるおそれがある。また、水分
計に関係のない外乱要因、例えば撒水系の異常に対して
も、水分計の問題であるかのように自動的に校正してし
まい、あたかも正当に制御されているかのように処理さ
れてしまうおそれがあり、自動制御系に適用するには危
険を伴うという問題がある。

【０００５】本発明は上述のような問題点を解決するた
めになされたもので、焼結原料の性質を生かした測定手
順の採用により、測定精度の優れた焼結原料の水分測定
方法を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る焼結原料の
水分測定方法は、照射した赤外線の水による吸収を利用
して被検体中の含有水分をオンライン測定する焼結原料
の水分測定方法であって、間欠的に実施される前記焼結
原料の配合変更の都度その直後に絶対乾燥式の水分測定
手段により精密水分測定を行い、この精密水分測定値と
常時測定されている前記赤外線吸収による相対水分測定
値とをメモリ操作により同時刻データとして選出し、規
定回数の前記精密水分測定値と前記相対水分測定値との
１次回帰を行ってこの相対水分測定値の新たな検量線を
算出し、この検量線を用いて正確な水分値を求めるもの
である。

【０００７】

【作用】本発明においては、間欠的に実施される焼結原
料の配合の度毎に、その直後に絶対乾燥式の水分測定手
段による精密水分測定を行い、この測定値と同時刻に測
定した赤外線水分計の測定値との１次回帰を行う演算処
理によって自動的に検量線を作成し、この検量線を用い
て焼結原料の水分値を得るようになっているから、配合
変更が行われたときに、この配合に適した検量線が得ら
れ、この検量線を用いて赤外線水分計の測定値によって
高精度の水分値が得られる。

【０００８】なお、焼結原料の従来技術による水分測定
における外乱要素、すなわち試料の形状、粒度や色は、
原料配合に大きく依存するものである。この配合変更
は、原料事情にもよるが７日程度の周期で行われる。配
合変更から配合変更間での間は、上記の外乱要因はほぼ
一定であり、その間であれば赤外線量と水分値との関係
を示す検量線は一定であると考えられる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明による焼結原料の水分測定方法
の一実施例を模式的に示す測定装置構成図を兼ねる測定
フロー図である。図において、原料配合槽１から送り出
された焼結原料（図示せず）は、連続的に矢印方向に移
動する搬送コンベア２上に載せられミキサードラム３中
で混合されながらそのまま矢印方向に搬送される。ミキ
サードラム３をでた搬送コンベア２の上部には赤外線水
分計４が配置されていて、赤外吸収による相対的な水分
測定がおこなわれる。そして、ここに近接して設置され
た試料サンプリング手段５によって採取された試料の絶
対乾燥式水分計６による水分の精密測定が行われるよう
になっている。赤外線水分計４による水分値も絶対乾燥
式水分計６による水分値も測定値記憶手段や演算手段を
有するプロセスコンピュータ７に記憶保持される。演算
された測定結果は表示手段のディスプレイ装置８によっ
て表示される。なお、９はプロセスコンピュータ７の指
令により焼結原料への水分の供給・制御等を行う水分制
御手段である。

【００１０】次に、測定手順乃至測定方法について説明
する。混合原料の配合変更が行われると、実績情報が取
り込まれた後これまで用いられていた検量線が一旦消去
され、新たな検量線の作成が行われる。配合変更後ただ
ちに絶対乾燥式水分計（以下絶乾式水分計という）６に
よる水分測定が行われると、試料採取時刻がプロセスコ
ンピュータ（以下プロコンという）７に通知され、当該
時刻における赤外線水分計４の測定値すなわち指示値が
同時に記録される。絶乾式水分計６が試料を採取してか
ら乾燥・秤量を経てその水分値を得るまでには概ね１時
間を要するが、プロコン７は常時赤外線水分計４の指示
値を連続的に記憶しており、１時間前の指示値も容易に
取り出し可能である。この場合、絶乾式水分計６による
水分測定が配合変更後規定回数（通常５〜６回）行わ
れ、その都度試料採取時刻における赤外線量が同時に記
憶される。規定回数の測定がすむと絶乾式水分計６によ
る精密な測定値と赤外測定値との１次回帰がプロコン７
で行われ、新たな検量線が作成される。その後は、この
次に行われる配合変更まで、この新たな検量線によって
赤外線水分計４の指示値から正確な水分値をオンライン
で得るようになっている。

【００１１】なお、配合変更直後は従前の検量線を用い
るが、配合変更後１回でも絶乾式水分計６による水分測
定が行われると、その試料採取時刻における赤外線水分
計４の指示値に対して従前の検量線を用いて得た水分値
との誤差が、定常偏差分としてその後の赤外線水分計４
の指示値に上乗せされて補正される。

【００１２】さらに、絶乾式水分計６による水分測定が
規定回数行われた後も、定期的（１日１回）に絶乾式水
分計による測定が行われて、この測定による水分値と赤
外線量とのデータの対が新たに記憶され、その都度それ
までに蓄積されていたデータの対と合わせて新たな１次
回帰が行われ、検量線の微修正が行われるようになって
いる。

【００１３】上述のようなプロコン７による測定値の演
算処理は、混合原料の配合変更という特定の事象情報を
起点として行われるものであり、本発明による焼結原料
の水分測定における一つの特徴となっているものであ
る。この方法の採用により、前述の従来の測定方法の問
題点として指摘したような、例えば撒水等の操作によっ
て惹起するような水分計の精度とは無関係の外乱によっ
て誤った測定動作をするということはなくなり、オンラ
イン測定による精度の良い水分測定が可能となる。

【００１４】以下に、検量線作成のための演算処理の内
容について説明する。配合変更後、絶乾式水分計６によ
る測定が行われる度に、以下に示す式によって演算処理
が行われ、その後の赤外線水分計４の指示値の取扱に反
映されるようになっている。この場合、絶乾式水分計６
による水分測定回数をｎとし、配合変更前に用いられて
いた検量線の回帰式をＹ＝ａＸ＋ｂとする。つまり、配
合変更後に赤外線量Ｘを得て水分値を得る式を示すもの
である。なお、一般的なケースを含めて、ｎ＝０，０＜
ｎ＜Ｎ及びＮ≦ｎの３つの場合についてそれぞれ示して
おく。ここで、 Ｙ＝ａＸ＋ｂ：配合変更前に用いられていた検量線の式 Ｙ ：水分値 Ｘ ：赤外線量 ｎ ：配合変更後の絶乾式水分計による水分測定回
数 ｉ ：絶乾式水分計の測定順 ｙｉ ：絶乾式水分計によるｉ回目の測定値 ｘｉ ：ｙｉ に対応する赤外線水分計の指示値 Ｎ ：新たな検量線を得るのに必要な絶乾式水分計
の測定規定回数とする。

【００１５】（イ）ｎ＝０のとき、従前の検量線（１）
式を用いて演算する。

【００１６】

【数１】 Ｙ＝ａＸ＋ｂ …（１） （ロ）０＜ｎ＜Ｎのとき、従前の検量線に誤差分をバイ
アス成分として上乗せする（２）式を用いて演算する。

【００１７】

【数２】 （ハ）Ｎ≦ｎのとき、従前の検量線のａ，ｂの代わり
に、最小二乗法を用いて式（３），（４）によって求め
たそれぞれα，βを用いて（５）式によって演算する。

【００１８】

【数３】

【００１９】

【数４】

【００２０】

【数５】 Ｙ＝αＸ＋β …（５）

【００２１】図２は、図１の実施例装置で示した水分表
示手段のディスプレイ装置８の図示しないＣＲＴに表示
された校正用の検量線の一例を示す線図である。図の縦
軸は絶乾式水分計による水分値（Ｙ）であり、横軸はこ
の水分値Ｙと同時点で測定した赤外線水分計の水分値
（Ｘ）を示すものである。この検量線は、上述の式
（２）を用いて演算して得た結果を示している。この場
合の条件は、Ｎ＝７，ｎ＝５であった。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、焼結原料
の配合変更の都度その直後に絶乾式水分計により水分測
定を行い、この精密水分測定値と同時に測定されている
赤外線水分計による水分測定値とを用いて１次回帰を行
って新たな検量線を作成するから、従来方法の水分測定
における外乱要素、すなわち、試料の形状、粒度や色等
の考慮した上で、絶対乾燥式測定に準ずる精度のよい焼
結原料の水分測定をオンラインで実施することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による水分測定方法の一実施例を模式的
に説明する装置ブロック図を兼ねる測定フロー図であ
る。

【図２】本発明による水分測定に使用する校正用の検量
線の一例を示す線図である。

【符号の説明】

１ 原料配合槽 ２ 搬送コンベア ３ ミキサードラム ４ 赤外線水分計 ５ 試料サンプリング手段 ６ 絶乾式水分計 ７ プロセスコンピュータ（プロコン） ８ ディスプレイ装置 ９ 水分制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照射した赤外線の水による吸収を利用し
   て被検体中の含有水分をオンライン測定する焼結原料の
   水分測定方法において、 間欠的に実施される前記焼結原料の配合変更の都度その
   直後に絶対乾燥式の水分測定手段により精密水分測定を
   行い、 この精密水分測定値と常時測定されている前記赤外線吸
   収による相対水分測定値とをメモリ操作により同時刻デ
   ータとして選出し、 規定回数の前記精密水分測定値と前記相対水分測定値と
   の１次回帰を行ってこの相対水分測定値の新たな検量線
   を算出し、 この検量線を用いて正確な水分値を求めることを特徴と
   する焼結原料の水分測定方法。