JPH044379B2 - - Google Patents
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- JPH044379B2 JPH044379B2 JP3776087A JP3776087A JPH044379B2 JP H044379 B2 JPH044379 B2 JP H044379B2 JP 3776087 A JP3776087 A JP 3776087A JP 3776087 A JP3776087 A JP 3776087A JP H044379 B2 JPH044379 B2 JP H044379B2
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Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は焼結原料の水分制御方法に関するもの
である。
である。
従来の技術
製鉄業における焼結工程では、粉鉱石、石灰
石、粉コークス等の焼結原料はミキサーで混合さ
れると共に一定水分となるように水が添加され、
焼結機へと供給されて焼結鉱となる。この焼結工
程において、焼結原料の水分は焼結鉱の生産性、
品質（焼結鉱粒度、焼結鉱還元粉化率等）を安定
化させる重要な要因であり、この水分を目標の値
に制御する方法として、特公昭47−9035号公報、
特公昭50−20528号公報、特公昭60−22051号公報
などに記載の方法が提案されている。
石、粉コークス等の焼結原料はミキサーで混合さ
れると共に一定水分となるように水が添加され、
焼結機へと供給されて焼結鉱となる。この焼結工
程において、焼結原料の水分は焼結鉱の生産性、
品質（焼結鉱粒度、焼結鉱還元粉化率等）を安定
化させる重要な要因であり、この水分を目標の値
に制御する方法として、特公昭47−9035号公報、
特公昭50−20528号公報、特公昭60−22051号公報
などに記載の方法が提案されている。
第３図は特公昭47−9035号公報に記載の方法を
示す図であり、同図においてW1〜W4は原料ホツ
パー、C1は切出コンベヤー、C2は装入コンベヤ
ー、C3は移送コンベヤー、Ｍはミキサー、Ｈは
ホツパーであり、３１は水分計、３３−１，３３
−２は演算制御器、３４−１，３４−２は流量調
節器を含む散水装置、３５は遅延回路である。こ
の第３図に示した制御方法は、水分添加前の原料
の水分の予測値またの測定値によるフイード・フ
オワード制御と水添加後の原料水分の測定値によ
るフイード・バツク制御を組合わせた方法であ
り、ミキサーへの添加水素系統を前後二段に分割
し、前段ではフイード・フオワード制御に基く添
加水量のウエイトを大きくしてハンギングを防
ぎ、後段においてはフイード・バツク制御に基ず
く添加水量のウエイトを大きくしてその補正効果
を高めるようにしたものである。
示す図であり、同図においてW1〜W4は原料ホツ
パー、C1は切出コンベヤー、C2は装入コンベヤ
ー、C3は移送コンベヤー、Ｍはミキサー、Ｈは
ホツパーであり、３１は水分計、３３−１，３３
−２は演算制御器、３４−１，３４−２は流量調
節器を含む散水装置、３５は遅延回路である。こ
の第３図に示した制御方法は、水分添加前の原料
の水分の予測値またの測定値によるフイード・フ
オワード制御と水添加後の原料水分の測定値によ
るフイード・バツク制御を組合わせた方法であ
り、ミキサーへの添加水素系統を前後二段に分割
し、前段ではフイード・フオワード制御に基く添
加水量のウエイトを大きくしてハンギングを防
ぎ、後段においてはフイード・バツク制御に基ず
く添加水量のウエイトを大きくしてその補正効果
を高めるようにしたものである。
発明が解決しようとする問題点
前記した従来の方法でもある程度の水分制御は
できるが、次に述べるような点から、制御精度は
未だ不充分であつた。即ち、ミキサーへの添加
水量を算出するにあたつて用いるところの水添加
前の原料水分は、実際は刻々変動しているもので
あるが、従来法においては予測または実測した水
添加前の原料水分を長時間に亘つて一定値とみな
して制御を行つていたので、目標水分への制御精
度は不充分であつた。ミキサーへの添加水量の
算出式は比較的に単純な式が用いられ、且つ、こ
の算出式に含まれるところの各係数は、予め経験
的に定めた値を、原料輸送量や水分の変動に係わ
りなく長時間に亘つて修正することなく用いてい
たため、目標水分への制御精度は不充分であつ
た。
できるが、次に述べるような点から、制御精度は
未だ不充分であつた。即ち、ミキサーへの添加
水量を算出するにあたつて用いるところの水添加
前の原料水分は、実際は刻々変動しているもので
あるが、従来法においては予測または実測した水
添加前の原料水分を長時間に亘つて一定値とみな
して制御を行つていたので、目標水分への制御精
度は不充分であつた。ミキサーへの添加水量の
算出式は比較的に単純な式が用いられ、且つ、こ
の算出式に含まれるところの各係数は、予め経験
的に定めた値を、原料輸送量や水分の変動に係わ
りなく長時間に亘つて修正することなく用いてい
たため、目標水分への制御精度は不充分であつ
た。
本発明は上記の点に鑑み、目標水分の制御精度
を一層高めた焼結原料水分制御方法を提供するこ
とを目的とする。
を一層高めた焼結原料水分制御方法を提供するこ
とを目的とする。
問題点を解決するための手段
この目的を達成するための本発明方法は、焼結
原料への添加水量を制御して原料水分が目標値に
なるように制御する焼結工程における原料水分制
御方法において、水添加前の原料水分にもとづく
フイード・フオワード制御系と水添加後の原料水
分にもとずくフイード・バツク制御系とを組合わ
せて全体の制御系を構成し、水添加後の原料水分
の目標値をフイード・フオワード制御系の目標値
とフイード・バツク制御系の目標値とにある分割
比率をもつて仮想分割し、フイード・フオワード
制御系においては、添加水量と水添加後の原料水
分と水添加前の原料輸送量の各実測値とをもとに
時々刻々算出した水添加前の原料水分の予測値を
用いてフイード・フオワード制御系の必要添加水
量を算出し、フイード・バツク制御系において
は、水添加後の原料水分実測値を前記フイード・
バツク制御系の目標値に応じて補正した値を用
い、且つ原料水分と原料輸送量との変動に応じて
補正される係数を含む添加水量算出式を用いてフ
イード・バツク制御系の必要添加水量を算出し、
これら算出したフイード・フオワード制御系の必
要添加水量およびフイード・バツク制御系の必要
添加水量の合計値をもつて焼結原料への添加水量
とすることを特徴とする焼結原料の水分制御方法
である。
原料への添加水量を制御して原料水分が目標値に
なるように制御する焼結工程における原料水分制
御方法において、水添加前の原料水分にもとづく
フイード・フオワード制御系と水添加後の原料水
分にもとずくフイード・バツク制御系とを組合わ
せて全体の制御系を構成し、水添加後の原料水分
の目標値をフイード・フオワード制御系の目標値
とフイード・バツク制御系の目標値とにある分割
比率をもつて仮想分割し、フイード・フオワード
制御系においては、添加水量と水添加後の原料水
分と水添加前の原料輸送量の各実測値とをもとに
時々刻々算出した水添加前の原料水分の予測値を
用いてフイード・フオワード制御系の必要添加水
量を算出し、フイード・バツク制御系において
は、水添加後の原料水分実測値を前記フイード・
バツク制御系の目標値に応じて補正した値を用
い、且つ原料水分と原料輸送量との変動に応じて
補正される係数を含む添加水量算出式を用いてフ
イード・バツク制御系の必要添加水量を算出し、
これら算出したフイード・フオワード制御系の必
要添加水量およびフイード・バツク制御系の必要
添加水量の合計値をもつて焼結原料への添加水量
とすることを特徴とする焼結原料の水分制御方法
である。
作 用
以下、本発明を詳しく説明する。
焼結原料の水分制御プロセスにおいて、水添加
前の原料水分Riと添加水量Uw（ton／hr）と水添
加後の原料水分ROと水添加前の原料輸送量Ui
（ton／hr）との間には次の関係がある。
前の原料水分Riと添加水量Uw（ton／hr）と水添
加後の原料水分ROと水添加前の原料輸送量Ui
（ton／hr）との間には次の関係がある。
Ro＝Ui・Ri＋Uw／Ui＋Uw ……(1)
この(1)式は、本発明におけるフイード・フオワ
ード制御系において、水添加前の原料水分を他の
実測値から予測し、この予測値に基いて添加水量
を算出する際に用いる。
ード制御系において、水添加前の原料水分を他の
実測値から予測し、この予測値に基いて添加水量
を算出する際に用いる。
また、ミキサー内の物質バランスを記述する方
程式は下式 ∂w／∂t＝−D1∂2Un／∂x 2−∂Un／∂x＋UH ……(2) で水分バランスを記述する方程式は下式 ∂w・Ｒ／∂t＝−D2・∂2R／∂x2−∂Un・Ｒ／∂x＋U
H……(3) で表される。
程式は下式 ∂w／∂t＝−D1∂2Un／∂x 2−∂Un／∂x＋UH ……(2) で水分バランスを記述する方程式は下式 ∂w・Ｒ／∂t＝−D2・∂2R／∂x2−∂Un・Ｒ／∂x＋U
H……(3) で表される。
ここでｔ；時刻
ｘ；ミキサー内での水添加位置（ｍ）
D1；原料逆流係数（ｍ）
ｗ；位置ｘにおける単位長の原料重量（ton／ｍ）
Un；位置ｘにおける原料輸送量（ton／hr）
UH；位置ｘにおける単位長の添加水量（ton／hr.
m） Ｒ；位置ｘにおける原料水分 D2；水分逆流係数（ton・ｍ／hr） 但し、(2)式、(3)式は実際の制御に用いるには複
雑すぎるので、近似式として次式を用いる。
m） Ｒ；位置ｘにおける原料水分 D2；水分逆流係数（ton・ｍ／hr） 但し、(2)式、(3)式は実際の制御に用いるには複
雑すぎるので、近似式として次式を用いる。
dW／dt＝Ui＋Uw−Up ……(4)
dW・ｒ／dt＝Ui・Ri＋Uw−Up・Rp ……(5)
ｒ＝α（Ri＋Uw／Ui）
＋（１−α）｛β・Rp＋(1-β)・θ・dR／dt｝
……(6)
ここでＷ；散水スパン内の原料重量（ton）
α；０＜α＜１の係数
β；０＜β＜１の係数
θ；時間換算係数（hr）
Up；水添加後の原料輸送量（ton／hr）
(4)式、(5)式および(6)式の意味は、(4)式は物質バ
ランス、(5)式は水分バランス、および(6)式は散水
スパン内の原料水分の平均値を表す方程式であ
る。
ランス、(5)式は水分バランス、および(6)式は散水
スパン内の原料水分の平均値を表す方程式であ
る。
(4)式の左辺は制御系としては微小なため０とす
る。
る。
なお、上記(4)式、(5)式および(6)式は、ミキサー
内の散水スパンが短い場合（散水系統が一段の場
合）の方程式であり、散水スパンが長い場合（散
水系統が多段の場合）は、(4)式、(5)式および(6)式
における入出力の関係を利用して必要な次数の近
似方程式を得ることができる。
内の散水スパンが短い場合（散水系統が一段の場
合）の方程式であり、散水スパンが長い場合（散
水系統が多段の場合）は、(4)式、(5)式および(6)式
における入出力の関係を利用して必要な次数の近
似方程式を得ることができる。
(4)式、(5)式および(6)式において、水添加位置か
ら水分計取り付け位置迄の輸送遅れ時間Ｌ（hr）
を考慮し、制御理論の状態方程式にまとめると次
の方程式系が得られる。
ら水分計取り付け位置迄の輸送遅れ時間Ｌ（hr）
を考慮し、制御理論の状態方程式にまとめると次
の方程式系が得られる。
dX（ｔ）／dt＝Ａ・Ｘ（ｔ）＋Ｂ・｛Uw（ｔ−Ｌ）
＋UE（ｔ−Ｌ）｝ ……(7)
ただし、
Ｘ＝x1
x2、
x1＝Rp（ｔ）、x2（ｔ）＝dx1（ｔ）／dtの
２×１マトリクス ……（８−１）
Ａ＝０ １
−K2・UO／Ｗ−Ｋ
の２×２マトリクス ……（８−２）
Ｂ＝０
K2/Wの２×１マトリクス …(8-3)
K1＝β／〔（１−β）・θ〕 ……（８−４）
K2＝ｌ／〔（１−α）・（１−β）・θ〕
……（８−５） UE（ｔ）＝Ui（ｔ）・Ri（ｔ）−α・Ｗ・ ［dRi／dt−ｄ／dt（Uw（ｔ）／Ui（ｔ））］（８
−６） である。さらに各種誤差を外乱項ｄ（ｔ）として
(7)式に加え、(9)式を得る。
……（８−５） UE（ｔ）＝Ui（ｔ）・Ri（ｔ）−α・Ｗ・ ［dRi／dt−ｄ／dt（Uw（ｔ）／Ui（ｔ））］（８
−６） である。さらに各種誤差を外乱項ｄ（ｔ）として
(7)式に加え、(9)式を得る。
dX（ｔ）／dt＝Ａ・Ｘ（ｔ）＋Ｂ・Ｕ（ｔ−Ｌ）
＋ｄ（ｔ−Ｌ） ……(9)
ただしＵ（ｔ−Ｌ）＝Uw（ｔ−Ｌ）
＋UE（ｔ−Ｌ） ……(10)
である。
以下、（８−１）〜（８−６）式を(8)式と略称
する。
する。
この(9)式、(10)式は、本発明におけるフイード・
バツク制御系において、原料輸送量、散水スパン
内の原料重量、添加水量、水添加後の原料水分量
の各実測値に応じてマトリクスＡ，Ｂを修正設定
したうえで添加水量を算出する際に用いる。
バツク制御系において、原料輸送量、散水スパン
内の原料重量、添加水量、水添加後の原料水分量
の各実測値に応じてマトリクスＡ，Ｂを修正設定
したうえで添加水量を算出する際に用いる。
実施例
第１図は本発明の実施例における制御系の構成
を示す図である。本実施例の制御系は、フイー
ド・フオワード制御系とフイード・バツク制御系
で構成され、フイード・バツク制御系は適応型プ
ロセス・モデル制御系である。第１図で、第３図
と同じ符号を付した各装置は焼結工程の各装置で
あつて、第３図の各装置と同様の装置である。第
１図において１は目標水分設定器であり、水添加
後の水分目標値Raをフイード・フオワード制御
系の目標値Rffとフイード・バツク制御系の目標
値Rfbにある分割比率ｍをもつて仮想的に分割し
て設定する。即ち、 Ra＝Rff＋Rfb ……（11−１） Rfb＝ｍ・Ra ……（11−２） Rff＝（１−ｍ）・Ra ……（11−３） ただし ０＜ｍ＜１ ここで分割比率ｍは予め実験により定めた値を
用いてもよいが、本実施例では水添加前の原料水
分Riに対応させた表を予め作成しておき、後述
の原料水分Riの予備値に対応した値を抽出する。
を示す図である。本実施例の制御系は、フイー
ド・フオワード制御系とフイード・バツク制御系
で構成され、フイード・バツク制御系は適応型プ
ロセス・モデル制御系である。第１図で、第３図
と同じ符号を付した各装置は焼結工程の各装置で
あつて、第３図の各装置と同様の装置である。第
１図において１は目標水分設定器であり、水添加
後の水分目標値Raをフイード・フオワード制御
系の目標値Rffとフイード・バツク制御系の目標
値Rfbにある分割比率ｍをもつて仮想的に分割し
て設定する。即ち、 Ra＝Rff＋Rfb ……（11−１） Rfb＝ｍ・Ra ……（11−２） Rff＝（１−ｍ）・Ra ……（11−３） ただし ０＜ｍ＜１ ここで分割比率ｍは予め実験により定めた値を
用いてもよいが、本実施例では水添加前の原料水
分Riに対応させた表を予め作成しておき、後述
の原料水分Riの予備値に対応した値を抽出する。
目標値Rffはフイード・フオワード制御系の添
加水量を算出する演算器３に対して設定され、目
標値Rfbはフイード・バツク制御系の添加水量を
算出する演算器５に対して設定される。２は水添
加前の原料水分Riを予測演算する演算器であり、
添加水流量計９からの添加水量Uwの実測値と
原料水分検出計８からの水添加後の原料水分Ro
の実測値と水添加前原料重量検出器１０からの
水添加前の原料輸送量Uiの実測値とを用いて(1)
式から水添加前の原料水分Riの予測値を算出す
る。なお、この演算において用いる各実測値の測
定タイミングの遅れを補償することは云うまでも
ない。また予測値の算出の周期は、水添加前原料
重量検出器１０の位置から原料水分検出計８の位
置まで焼結原料を輸送するのに要する時間に合わ
せて定め、その都度の算出値をそのまま予測値と
して用いてもよいが、移動平均法、自己回帰モデ
ル法（AR法）等の手法により、周期的な変動や
突発的な異常値を補正したうえで予測値とするこ
とが好ましい。
加水量を算出する演算器３に対して設定され、目
標値Rfbはフイード・バツク制御系の添加水量を
算出する演算器５に対して設定される。２は水添
加前の原料水分Riを予測演算する演算器であり、
添加水流量計９からの添加水量Uwの実測値と
原料水分検出計８からの水添加後の原料水分Ro
の実測値と水添加前原料重量検出器１０からの
水添加前の原料輸送量Uiの実測値とを用いて(1)
式から水添加前の原料水分Riの予測値を算出す
る。なお、この演算において用いる各実測値の測
定タイミングの遅れを補償することは云うまでも
ない。また予測値の算出の周期は、水添加前原料
重量検出器１０の位置から原料水分検出計８の位
置まで焼結原料を輸送するのに要する時間に合わ
せて定め、その都度の算出値をそのまま予測値と
して用いてもよいが、移動平均法、自己回帰モデ
ル法（AR法）等の手法により、周期的な変動や
突発的な異常値を補正したうえで予測値とするこ
とが好ましい。
３はフイード・フオワード制御系の添加水量を
演算する演算器であり、水添加前水分予測演算器
２からの水添加前の原料水分Riの予測値と目標水
分設定器１からのフイード・フオワード系御系の
水分目標値Rffと水添加前原料重量検出器１０か
らの水添加前の原料輸送量Uiの実測値とを用い
て(1)式からフイード・フオワード制御系の添加水
量Uw
演算する演算器であり、水添加前水分予測演算器
２からの水添加前の原料水分Riの予測値と目標水
分設定器１からのフイード・フオワード系御系の
水分目標値Rffと水添加前原料重量検出器１０か
らの水添加前の原料輸送量Uiの実測値とを用い
て(1)式からフイード・フオワード制御系の添加水
量Uw
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 焼結原料への添加水量を制御して原料水分が
目標値になるよう制御する焼結工程における原料
水分制御方法において、 水添加前の原料水分にもとずくフイード・フオ
ワード制御系と水添加後の原料水分にもとずくフ
イード・バツク制御系とを組合わせて全体の制御
系を構成し、水添加後の原料水分の目標値をフイ
ード・フオワード制御系の目標値とフイード・バ
ツク制御系の目標値とにある分割比率をもつて仮
想分割し、フイード・フオワード制御系において
は、添加水量と水添加後の原料水分と水添加前の
原料輸送量の各実測値とをもとに時々刻々算出し
た水添加前の原料水分の予測値を用いてフイー
ド・フオワード制御系の必要添加水量を算出し、
フイード・バツク制御系においては、水添加後の
原料水分実測値を前記フイード・バツク制御系の
目標値に応じて補正した値を用い、且つ原料水分
と原料輸送量との変動に応じて補正される係数を
含む添加水量算出式を用いてフイード・バツク制
御系の必要添加水量を算出し、これら算出したフ
イード・フオワード制御系の必要添加水量および
フイード・バツク制御系の必要添加水量の合計値
をもつて焼結原料への添加水量とすることを特徴
とする焼結原料の水分制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3776087A JPS63206434A (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 焼結原料の水分制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3776087A JPS63206434A (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 焼結原料の水分制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63206434A JPS63206434A (ja) | 1988-08-25 |
| JPH044379B2 true JPH044379B2 (ja) | 1992-01-28 |
Family
ID=12506425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3776087A Granted JPS63206434A (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 焼結原料の水分制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63206434A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100415931B1 (ko) * | 1999-10-26 | 2004-01-31 | 주식회사 포스코 | 소결광 배합원료의 살수제어방법 |
-
1987
- 1987-02-23 JP JP3776087A patent/JPS63206434A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63206434A (ja) | 1988-08-25 |
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