JPH01296081A - キユポラの操業状態制御方法 - 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、鋳鉄溶解炉の一種であるキュポラの操業状態
を制御する方法に間する。

従来の技術 キュポラの操業に当っては装入物として地金やコークス
があり、また燃焼用空気が供給され、必要に応じて燃焼
補助材（粉炭なと）が供給される。

目標とされる組成を有する鋳鉄を製造するに当って、キ
ュポラ内の燃焼状態や装入されるコークスや地金の配合
、また地金においても合金鉄や故銑、戻銑、鋼屑および
銑鉄などの配合を適宜制御する必要がある。

キュポラに関しては、近年までこのような操業状態の制
御は熟練した操業技術者の勘と経験とに頼って行われて
おり、現在もその傾向は強く残っている。

発明が解決しようとする課題 近年、このような熟練技術者の高齢化などに伴って熟練
技術者の不足が票在化している。このような経験と勘と
に依存する操業制御方法では、技術者に十分な経験が備
わらない限り、操業状態の制御が不確実であって操業効
率を向上できず、生産される鋳鉄の品質も不安定になっ
てしまうという課題があった。

本発明の目的は、上述の技術的課題を解消し、キュポラ
の操業に当って熟練技術者の経験と勘とに頼ることなく
、目標操業状態に向って操業状態が効率的に制御される
ようにしたキュポラの操業状態制御方法を提供すること
である。

課題を解決するための手段 本発明は、キュポラ各部の温度、送風流量、溶湯や発生
ガスの組成および複数種類の装入物の各重量などの種類
の制御用測定データを検出し、予め定められたキュポラ
の目標操業状態における上記種類の制御用目標データと
、前記制御用測定データとに基づいて、当該種類のキュ
ポラの操業における上記複数種類の制御用測定データ相
互の相関を示す図表を含む出力を得て、該出力に基づい
て現在操業状態を目標操業状態に近接させる制御操作が
行われるようにしたことを特徴とするキュポラの操業状
態制御方法である。

作　　用 本発明に従えば、キュポラの操業を行うに当って、キュ
ポラ各部の温度、送風流量、溶湯や発生ガスの組成およ
び複数種類の装入物の各重量などの種類の制御用測定デ
ータを検出する。一方、予め定められたキュポラの目標
操業状態における前記種類の各制御用目標データと、前
記制御用測定データとに基づいて、当該種類のキュポラ
の操業における上記複数種類の制御用測定データ相互の
相関を示す図表を含む出力を得る。この出力は、たとえ
ば印字出力などとして出力されてもよく、また映像的表
示手段を用いて出力されてもよく、またこのような出力
を視覚に訴える体裁で出力することなしに、該出力に相
当するデータ処理結果を得て、これによって現在操業状
態を目標操業状態に近接させる制御操作を行うようにし
てもよい。

このような制御操作は、前記出力を、図表、印字出力や
映像表示手段による出力などとして行う場合には、操作
者がこの図表を視認して手動で制御操作を行うようにし
てもよい。

実施例 第１図は、本発明の一実施例に従うキュポラ１の操業に
必要な構成を示す系統図である。第１図を参照して、本
実施例の構成について説明する。

キュポラ１には、その装入口２からコークスや地金など
が交互に装入され、内部で層状に堆積される。このよう
なキュポラ１への装入物を燃焼するために、風箱３を介
してキュポラ１の羽口（図示せず）からキュポラ１内に
燃焼用空気が供給される。出湯口４からは溶湯５が出湯
される。

キュポラ１の装入物として合金鉄、コークス、故銑、戻
銑、鋼屑および銑鉄などが用いられている。これらは各
種類毎にホッパ６〜１１にそれぞれ貯留され、個別にフ
ィーダ１２〜１７によって搬送ベルト１８上に落下され
る。落下された装入物は搬送ベルト１８によってパケッ
ト１９に積載され、このパケット１９がキュポラ１の装
入口に搬送されて、内容物がキュポラ１内に投入される
。

ここで前記装入物は、これらがキュポラ１内に投入され
た際に、地金とコークスとが層状に交互に堆積されるよ
うに搬送される。

キュポラ１に供給される前記燃焼用空気は、除湿機２１
を経て送風ブロワ２２から送風される。

この送風ブロワ２２からの燃焼用空気は、熱交換器２３
で加熱昇温される。この熱交換器２３にはキュポラ１の
排ガスがダクト２４を介して供給され、熱源となる。

このようなキュポラ１に関連する構成において、各種デ
ータを計測するための計測器が多数設けられている。温
度を検出する計測器としては、生産された溶湯５の温度
を検出する出湯温度検出器２゛５、炉壁温度検出器２６
、炉頂ガス温度検出器２７、送風温度検出器２８および
熱交換器２３の出口排ガス温度検出器２９が備えられる
。また重量を計測する構成として、前記ホッパ６〜１１
またはフィーダ１２〜１７に関連して、各装入物毎に重
Ｉ検出器３０〜３５がそれぞれ設けられる。このような
装入物に関して投人材科レベル検出器３６や投入カウン
タ３７などが設けられる。

一方、前記燃焼用空気の供給路に関して、送風流量検出
器３８と風箱圧力を検出する風箱圧力検出器３９とが設
けられる。

また成分分析計としては、まず炉頂ガスに間して−酸化
炭素の組成を検出する第１分析器４０と、二酸化炭素の
組成を検出する第２分析器４１とが配置される。また出
湯される溶湯５の各種成分の組成を検出する溶湯組成分
析器４２が配置される。

またキュポラ１の燃焼状態を制御するために酸素富化空
気の供給量を調整する酸素富化空気調整部４３と、粉炭
（ブリース）の供給量を調整する粉炭ｌ調整部４４とが
設けられる。

前記送風ブロワ２２には、熱交換器２３に向かう燃焼用
空気の管路４５が接続され、熱交換器２３には風箱３に
向かう管路４６が接続される。熱交換器２３の前後の管
路４５，４６の間には、バイパス管路４７が設けられる
。管路４５と、バイパス管路４７とには、それぞれ流量
制御弁４８゜４９が設けられ、流過する空気量を調整す
る。

前記各検出器２５〜３６．３８，３９、投入カウンタ３
７および分析器４０〜４３からの検出信号は、信号変換
部５０でたとえばデジタル信号に変換され、コンピュー
タ装置５１に送信される。

コンピュータ装置５１は各種キーボードなどのキー人力
手段５２や、たとえばＣＲＴ（陰極線管）などの表示手
段５３、また各種プリンタ類である印字手段５４および
各種マイクロプロセッサなどを含んで構成されるデータ
処理を行う処理手段５５を含んで構成される。

コンピュータ装置５１からの出力信号は、キュポラ１に
関する各種構成の動作を制御する制御装置５６に出力さ
れ、制御装置５６は目標とする溶湯の組成を実現するた
めに、フィーダ１２〜１７の動作量をそれぞれ個別に制
御し、また搬送ベルト１７およびパケット１９の動作速
度などを制御する。このような動作速度の制御は、キュ
ポラ１内の温度管理に重要な要素となる。またキュポラ
１内の燃焼状態を制御するために流量制御弁４８゜４９
の開度を制御し、風箱３に供給される燃焼用空気の流量
や温度を制御する。またこれとともに前記酸素富化空気
調整部４３および粉炭ｌ調整部４４を制御して、やはり
キュポラ１内の燃焼状態を制御する。

上述したような構成において、表示手段５３はたとえば
第２図に示されるような表示を行う、この表示例はキュ
ポラ１に関してその各部の温度や流量、圧力および動作
回数などが実時間で表示される。このようにして操作者
は表示手段５３を注視するのみで、キュポラ１の現況を
知ることができる。

表示手段５３ではまた、第３図に示されるように炉頂ガ
スの二酸化炭素や一酸化炭素の組成、送風量、出湯温度
および原料投入タイミングなどを時間経過とともに表示
する。操作者はこのような表示を注視することによって
、操業状況の変動状態を容易に把握することができる。

また表示手段５３においては、第４図に示されるように
熱精算図を表示する。これにより、熱の有効利用などを
図ることができる。

以下、第１図に示される構成の運転手順について説明す
る。操作者はキー人力手段５２を用いて、用いられるキ
ュポラ１の仕様、目標溶湯組成およびその温度、装入物
毎の成分およびコークス性状などを予め入力する。コン
ピュータ装置５１では処理手段５５に各種記憶装置を備
えており、このような入力データが記憶される。一方、
記憶装置にはさまざまな種類のキュポラの仕様と、各仕
様毎に目標溶湯の温度および組成を実現するための炉内
温度分布および送風量、また各種原料の必要量などがデ
ータとして蓄積されている。処理手段５５はこの蓄積デ
ータと前記入力データとに基づき、キュポラ１の現況を
示す各種測定データに関する後述する線図などの図表を
表示する。

第５１１Ｊは溶湯５の出湯温度の時間変化を示すグラフ
であり、第６図は出湯温度と溶解速度とを座標軸とする
座標平面において、送風量と炭素比との関係を折線図で
示したグラフである。ここにいう炭素比とは、キュポラ
１に供給されたコークス中の燃焼に預った炭素の比率を
言う１表示手段５３では、このような図表などを表示す
る。このグラフに基づけば、所定の時刻から約７分間程
度経過した時刻ｔ１から出湯温度が急速に低下を開始し
ている。この低下開始前のキュポラ１の運転条件は、第
６図に示されている。すなわち送風量約７７　（Ｎｍ’
／ｍ”・ｍ　ｉ　ｎ　）　、炭素比的１１．３％の条件
下で、溶解速度６．８（ｔ／ｍ”・ｈ）と、出湯温成約
１４８０℃を達成している。このような４Ｎの運転条件
は、第６図の表示図表において点Ｐ１に丸印を表示する
ことによって一挙に示される。

しかしながら点Ｐ１で示される運転条件下では、出湯温
度が低下した炉況が示されている。このときの低下した
状態を第６図の点Ｐ２で示す。

本発明では、このような状況下において、たとえば操作
者が表示手段５３に表示された第６図示のような図表を
９照して、たとえば送風量、炭素比を増大させる操作を
行ってもよく、またそのような手動操作を行うことなく
コンピュータ装置５１が自動的に行うようにしてもよい
、いずれにしても、目標出湯温度に対して上方に６１℃
、下方に６２℃の許容幅が設定され、出湯温度の変動が
この許容幅を超えたときに、復帰制御操作が開始される
。他の制御用データについても同様な許容幅が制御され
る。

送風量などの操業条件が変更された後における第６図に
対応する図表表示例を第７図に示す、第６図の点Ｐ２と
対応する位置にやはり点Ｐ２を付し、変更後の操業条件
を表わす位置を点Ｐ３で示す、すなわち送風量と炭素比
とを変化させることにより、溶解速度を変化させること
なく出湯温度を復帰させるようにできた。

本発明では、このような図表表示例における変数として
、他の種類の変数を用いてもよく、いずれの変数の組合
せによる図表を表示させるかは、キュポラの種類や各時
点の操業条件および発生した異常事態の種類などに依存
して適宜選択することができる。

上述したようなキュポラ１に関する操作は、コンピュー
タ装置５１を用いる完全自動方式でもよく、また操作者
が第５図〜第７図のような図表表示例を注視して復帰操
作などを手動で行う手動操作方式でもよく、また操作者
が予め定める変数に限って手動または自動で行うように
してもよい。

また、上記実施例では、出湯温度を目標温度に制御する
事例を示したけれども、その他制御される重要な要素で
ある溶解速度、溶湯組成、および溶湯の吸戻率などにつ
いても、このような制御を行うことができる。

発明の効果 以上のように本発明に従えば、複数種類の制御用目標デ
ータが予め定められ、この制御用目標データと同種類の
制御用測定データとに基づいて、用いられている種類の
キュポラの操業における前記制御用測定データ相互の相
関を示す図表を含む出力を得ることができるようにした
。この出力に基づいて現在操業状態を目標操業状態に近
接する制御操作が確実に行われる。このような制御操作
は全自動で行われてもよく、また少なくとも一部分が手
動で行われてもよい、いずれの制御操作を行う場合であ
っても、従来技術の項で述べたように、このような制御
操作を熟練技術者の経験と勘とに頼る事態が防がれ、操
業効率を格段に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に従う構成を示す系統図、第
２図は現在の炉況の表示例を示す図、第３図は炉況の時
間変化を示すグラフの表示例を示す図、第４図は熱精算
図の表示例を示す図、第５図は出湯温度の時間変化のグ
ラフの表示例を示す図、第６図および第７図は出湯温度
や溶解速度などの複数の制御用データの相間関係を示す
線図の表示例を示す図である。 １・・・キュポラ、５・・・溶湯、２５・・・出湯温度
検出器、２６・・・炉壁温度検出器、２７・・・炉頂ガ
１ス温度検出器、２８・・・送風温度検出器、２９・・
・出口排ガス温度検出器、３０・・・銑鉄重量検出器、
３１・・・鋼屑重量検出器、３２・・・戻銑重Ｉ検出器
、３３・・・故銑重量検出器、３４・・・コークス重量
検出器、３５・・・合金鉄重量検出器、３６・・・役人
材料レベル検出器、３７・・・投入カウンタ、３８・・
・送風流量検出器、３９・・・風箱圧力検出器、４０・
・・第１分析器、４１・・・第２分析器、４２・・・溶
湯組成分析器、４３・・・酸素富化空気調整部、４４・
・・粉炭量調整部、５１・・・コンピュータ装置、５３
・・・表示装置、５４・・・印字装置、５５・・・処理
装置 代理人　　弁理士　画数　圭一部 ＄２図 愁　精 輻Ｎイのイ亡１；よる才ｉ夫　　２６．フ−ｚｍ＊＊　
　３２．６２”／。 第４図 ′Ｘ　図 第５図 罷晴Ｆｉｌ？（ケ］ 第６図 Ｃ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 キユポラ各部の温度、送風流量、溶湯や発生ガスの組成
   および複数種類の装入物の各重量などの種類の制御用測
   定データを検出し、 予め定められたキユポラの目標操業状態における上記種
   類の制御用目標データと、前記制御用測定データとに基
   づいて、当該種類のキユポラの操業における上記複数種
   類の制御用測定データ相互の相関を示す図表を含む出力
   を得て、該出力に基づいて現在操業状態を目標操業状態
   に近接させる制御操作が行われるようにしたことを特徴
   とするキユポラの操業状態制御方法。