JPS6256535A - 焼結原料の水分制御方法 - 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〕 本発明は品質の安定した焼結鉱を製造ずべく焼結原料の
水分を制御する方法に関する。

（従来技術〕 高炉へ装入される主原料たる焼結鉱は粉鉱等の焼結原料
を焼結設備にて焼成して製造されており、焼結原料は通
気性を確保して焼結設備での生産性を向上させ、また焼
結鉱品質を安定化させるために擬似粒化されて粗大化せ
しめられる。

この擬似粒化のためには焼結設備へ供給する焼結原料中
へ水分を適当量含有せしめることが重要であり、このた
め焼結設備には一般に焼結機の前段に混合造粒設備が設
置されており、ここで水分管理を行っている。

さて、焼結設備における操業内容については、第２図に
示すように原料槽２から切り出された焼結原料は、ベル
トコンベア３にて焼結機４０へ移送される間に第１造粒
ミキサー１０．第２造粒ミキサー２０にて注水され、こ
れらにおいて擬似粒化して粗大化し、焼結機４０の原料
サージホッパー４１へ装入され、次いでここから切り出
された焼結染料は焼結機４０にて焼成されて焼結鉱とな
る。

上記造粒ミキサーでは焼結原料の水分を適当量に調整す
べく注水量制御が行われており、その注水量制御は中性
子水分計方式と赤外線水分計方式とに大別される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前者の中性子水分計方式は、第２図の原料サージホッパ
４１へ取付けた中性子水分計４２にて原料中の水分を測
定し、この測定値に基づき水分が目標値となるようにバ
ルブ２１の開度を調整して第２造粒ミキサー２０での注
水量を制御している。しかしながらこの方式の場合は対
象原料の水分応答遅れが生じ、焼結原料中の水分を十分
に調整できなかった。これは水分側定位ぽ〜注水位置間
距離が離れているためであり、具体的には造粒ミキサー
内での混合滞留時間が約１〜４分、造粒ミキサー原料サ
ージホッパーーまでのベルトコンへアによる搬送時間が
約０．５〜２分、原料サージホッパー内での中性子水分
計の検出位置までの原料滞留時間が約１〜２分掛かり、
更に中性子水分計での測定誤差低減のために時定数が約
０．５〜１分必要だからである。

後者の赤外線水分計方式は、第３図に示す如く第２造粒
ミキザー２０の後に赤外線水分計３０を配してこれにて
原料中の水分を測定し、このＩＩＩ定値に基づいて水分
が目標値となるようにバルブ２１の開度を調整して第２
造粒ミキサー２０での注水量を制御している。

この方式の場合は中性子水分計方式の場合と異なり制御
の遅れが少ないが、赤外線水分計の測定精度、制御内容
等に問題がある。即ち、赤外線水分計は測定に際して焼
結原料の色１粒度及び太陽光等の外来光等によって影響
を受け、例えば原料銘柄毎の配合率の変化、注水量変化
による色変化等により影響を受けて測定誤差を生じ、こ
のため水分を目標値に調整できなかった。

また赤外線水分計が層状に積載された焼結原料の表面性
状、測定距離変化等によっても影響を受ける。したがっ
てこの影響を防止すべくベルトコンベア３上の原料高さ
を一定にするように掻き坂９　（第３図に示す）を設け
ている。

更に、この方式の場合には、測定位置が上流側にあるた
め、注水された焼結原料が焼結機４０へ供給される迄の
期間に蒸発する水分量を把握し稚く、このため焼結原料
中の水分量を目的値に一致させることが困難であった。

なお、前述の焼結原料の色５粒度等による赤外線水分計
の測定誤差を解消すべく特開昭５８−３１０３８号が提
案されているが、この方法は測定誤差を無くずことが可
能であるが、他の問題については解決できなかった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは焼結原料への注水をフィードフォワ
ード制御及びフィードバック；ｌＩ制御することによっ
て制御遅れがなく、しかも焼結原料中の水分の調整精度
が高い焼結原料の水分制御方法を提供するにある。

本発明に係る焼結原料の水分制御方法は、造粒ミキサー
を備えた焼結設備にて焼結原料の水分を目標水分に制御
する方法において、焼結原料の水分を最終目標水分にす
べく注水する造粒ミキサーの上流側及び下流側に赤外線
水分計を配してこれらにて水分を測定し、上流側の赤外
線水分計の測定値に基づいて造粒ミキサーでの注水量を
フィードフォワード制御し、また下流側の赤外線水分計
の測定値に基づいて造粒ミキサーでの注水量をフィード
バック制御し、上記フィードフォワード制御系へ補正を
加えることを特徴とする。

〔実施例〕

以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。

第１図は本発明の実施状態を示す模式図であり、図中１
は混合造粒設備を示す、原料槽２は混合造粒設備１の上
流側に配してあり、これには焼結原料が貯留されており
、焼結原料はこの下部よりベルトコンベア３上へ所定量
切り出されて白抜矢符方向へ移送される。

原料槽２の下流側には重量計量計４が設置されており、
ヘルドコンベア３上の焼結原料はこれにて重量が測定さ
れて第１造粒ミキサー１０へ導入される。重量側定値は
第１造粒ミキサー用制御器５及び第２造粒ミキサー用制
御器６へ与えられる。

第１造粒ミキザー１０へ導入された焼結原料はここで注
水される。このとき水流量調節器１３は制御器５からの
出力信号に基づきバルブ１１の開度を調整し、この開度
に基づいた水量がバルブ１工を通って第ｊ造粒ミキサー
１０へ供給されている。また水流量調節器１３にはバル
ブ１１よりも水源（図示せず）側に取付けられた流量計
１２がらのフィードバンク信号が入力されるようになっ
ており、流量計１２は水／ｊＬ量波節器１３の外に制御
器５へ測定信号を出方している。そして第工造粒ミキサ
ーエ０にて注水された焼結原料は第１造粒ミキサー１０
の下流側に設けた掻き板９にて掻かれた後、第２造粒ミ
キサー２０の方へ送られていく。

第１３ｒｉ粒ミキサー１０〜第２造粒ミキサー２０間の
掻き板９の下流側には焼結原料を臨む位置に例えば３波
長方式の赤外線水分計３０ａが設置されており、赤外線
水分計３０ａは第１造粒ミキサー１０にて注水された焼
結原料中の水分を測定し、測定信号は水分計液接部３０
ｂにて水分量に関する電気信号に変襖されて前記制御器
５及び６へ出力される。

水分が測定された後、焼結原料は第２造粒ミキサー２０
へ導入されてここで更に注水される。このとき水流量調
節器２３は制御器６の出力信号に基づきバルブ２Ｉの開
度を４節し、この開度に基づいた水量がバルブ２１を通
って第２造粒ミキサー２０へ供給されている。また水流
量調節器２３及びホ１ｊ御器６にはバルブ２１よりも水
源（図示せず）側に取付けられた流量計２２からのフィ
ードバック信号が入力されるようになっている。

第２造粒ミキサー２０にて注水された焼結原料はその下
流便Ｉに設けた橿き板９′にて掻かれた後、焼結機４０
の方へ送られていく。

上記撞き板９′の下流側には焼結原料を臨む位置に例え
ば３波長方式の赤外線水分計３１ａが設置されており、
赤外線水分計３１．１は第２造粒ミキザー２０までに注
水された焼結原料中の水分を測定し、測定信号は水分計
変換部３１　ｂにて水分量に関する電気信号に変倹され
て前記制御器６へ出力される。

水分が測定された後、焼結原料は焼結機４０の染料サー
ジホッパー４１へ装入される。

前記制御器５及び制御器６には目標水分設定器８から注
水比率設定器７を会して夫々目標水分値、例えば制御器
６へは最終目標水分値、制御器５へは最終目標水分より
僅かに少ない水分値に関する信号が入力されるようにな
っており、制御器５ば重量計量計４．水分計変換部３０
ｂからの各入力信号及び上記目標水分値の信号より第１
造粒ミキサー１０での注水量を次に説明する水分制御内
容に基づいて算出し、算出信号を水流量調節器１３へ出
力する。

一方、制御器６はＭ量計量計４．水分計変換部３０ｂ、
３１ｂ及び４２ｂからの各入力信号及び注水比率設定器
７からの目標水分値の信号より第２造粒ミキサー２０で
の注水量を、次に説明する水分制御内容に基づいて算出
し、算出信号を水流量調節器２３へ出力する。

水流量調節器１．３．２３夫には入力信号及び流量計１
２、２２からの水流量に関するフィードバック信号に基
づいてバルブ１１．２１の開度を制御する。

このように構成された焼結設備、即ち混合造粒設備及び
焼結機における水分制御内容につき説明する。

重量計量計４にてヘルドコンヘア３上を所定速度で移送
されている焼結原料の積載輸送量（Ｗ、ｔ／ｈ）が測定
される。また第１造粒ミキサー１０にて注水された焼結
原料中の水分ｍ１が赤外線水分計３０ａにより測定され
る。

さて、このときＷ、ｍｌ、流量計１２の測定値ｆ１及び
目標水分値Ｍ１とするに必要な注水ｆｆ１Ｆ＋は次の＋
１１式により求められる。

ｐ、、に、　　ｉ、±（１−に＋）　・Ｗ（Ｋ２・（Ｍ
＋−Ｉｌｌｏ）＋（１−に：り　・（Ｍｌ−ｍｌ）　１
・・・　　（１） 但し、ｍｏ　：注水される前の焼結原料中に含有する水
分 に、、に２　：定数 この（１＋式を制御器５へ予め設定しておく、水分計変
換部３０ｂ等からのｒＪ　、Ｗ、、ｒ、　１Ｍ、信号が
入力されると制御器５はＦ、を算出する。そして制御器
５はこの水流量に関する信号を水流量調節器１３へ出力
して第１造粒ミキサー１０の注水量をフィードハック制
御する。

ナオＷ　、　ｍ　Ｏはベルトコンベアの速度によりトラ
ッキングしておき、第１造粒ミキサー通過時のタイミン
グに合わせた値により計算する。

またｍ。の値が予め決められない場合はに２をゼロとし
てもよい。

一方、制御器６には第２造粒ミキサー２０での注水ＩＦ
２に関する下記（２）式が予め設定されており、Ｆ２−
に３・ｆ２±（１−に３）　・Ｗ（Ｌ値Ｍ２−ｍｌ　）
＋　（１−に４）値Ｍ２−１１１２）　）・・・　　（
２） 但し、Ｋ３．に、：定数 ｍ２　：赤外線水分計３１ｂの水分測定値ｆ２　：流量
計２２の測定値 水分計変換部３０ｂ、３１ｂ等からの信号ｍｌ　、　ｍ
２　。

ｗ、Ｆ２及び最終目標水分値Ｍ２よりＦ２を求める。な
お（２）式においてＷ及び注水量Ｆ２は第２造粒ミキサ
ー通過時のタイミングに合わせてトラッキングした値で
ある。

そして制御器６はこの注水量Ｆ２に関する信号を水流量
調節器２３へ出力し、赤外線水分計３０ａからの信号ｍ
１成分に基づき第２造粒ミキサー２０の注水量をフィー
ドフォワード制御し、また赤外線水分計３１ａからの信
号ｍ２成分に基づきフィードバンク制御する。

これにより水分が最終目標水分値となった焼結原料は焼
結機４０にて焼成されて品質の安定した焼結鉱となる。

なお、上記説明では赤外線水分計３０ａによる水分測定
値に基づいて第１造粒ミキサーでの注水量をフィードバ
ック制御しているが、本発明はこの場合に限らず第１造
粒ミキサーでの注水量が一定である場合であっても実施
できる。

また、本発明は第１．第２造粒ミキサーにて注水する場
合に限らず、一方の造粒ミキサーにて注水する場合にあ
っても実施できる。この場合は該当造粒ミキサーの上流
側に設けた赤外線水分計での測定値に基づいてフィード
フォワード制御を行い、また該当造粒ミキサーの下流側
に設けた赤外線水分計での測定値に基づいてフィートバ
ック制御を行うことにより焼結原料中の水分を目標値に
調整できる。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明は最終目標水分にすべく注水す
る造粒ミキサーの上、下流側夫々に設けた赤外線水分計
の測定値夫々に基づいてフィードフォワード制御及びフ
ィードバック制御を行うので、従来の中性子水分計のみ
による制御の場合に生じていた制御遅れを解消でき、ま
た従来の赤外線水分計１個のみによる制御の場合の原料
配合変更による色３粒度の変化、測定距離変動及び茄発
等による水損失等に基づき生じていた制御不良を改善で
き、上記の下流側に設けた赤外線水分計での測定値に基
づくフィードバック制御により水分制御が可能であり、
従って精度よく焼結原料中の水分を目標値に制御でき、
品質の安定した焼結鉱の製造が可能となる等優れた効果
を奏する。

また本発明による場合は、上流側又は下流側の赤外線水
分計のどちらか一方が故障したときでも直ちに一方の赤
外線水分計による注水制御が可能である利点を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施状態を示す模式図、第２図、第３
図は従来技術の説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、造粒ミキサーを備えた焼結設備にて焼結原料の水分
   を目標水分に制御する方法において、焼結原料の水分を
   最終目標水分にすべく注水する造粒ミキサーの上流側及
   び下流側に赤外線水分計を配してこれらにて水分を測定
   し、上流側の赤外線水分計の測定値に基づいて造粒ミキ
   サーでの注水量をフィードフォワード制御し、 また下流側の赤外線水分計の測定値に基づいて造粒ミキ
   サーでの注水量をフィードバック制御することを特徴と
   する焼結原料の水分制御方法。