JPH0587465A - 焼結操業異常の原因検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】通気性異常等の焼結操業異常の原因を特定し
て、該原因に則した操業の対応を可能にすることを目的
としている。 【構成】異常原因となる水分量等の各因子での変動が検
出されてから、該変動による通気度の変動や焼成点の変
動が発生するまでには該因子に応じた所定の遅れ時間が
存在する。この遅れ時間は該因子によって異なっている
が、これは各因子の変動の測定位置及びその因子の特性
の相違によって発生しているものである。これを利用し
て、該因子の変動を時系列的に記録を取るか、変動発生
時刻のみ記憶しておき、通気性や焼成点の変動を検出し
た時点で、該検出時刻から各因子に対応する時間だけ前
に該因子で変動が発生していないか検査し、該変動が発
生している因子を検出したら、該因子の変動を焼結操業
異常の原因と特定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉原料としての粉鉄
鉱石にコークス，石灰石，蛇紋岩等の副原料をドラムミ
キサーで混合し注水造粒の焼結原料に形成した後、その
焼結原料をＤＬ式焼結機に装入し、該焼結機にて焼結鉱
を製造する焼結操業において、該操業時で発生する異常
の原因を検出する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】焼結操業中の操業異常の原因の検出、例
えば通気性異常の原因の検出方法としては、従来、該通
気性異常が発生した時点で、作業員が操業異常の原因に
なるであろう各ホッパー等の設備の操業異常発生時点で
の状態を検査し、該設備トラブルに伴う操業異常の有
無、あるいは焼結原料の粒度や水分等、焼結操業の通気
性に影響を与える因子が大幅に変動しているかどうかチ
ェックして該通気性異常の原因を推定していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、原因が
複合していたり、異常原因となる因子の変化が少ない場
合には異常の原因を見過ごしやすく、また、該通気性の
異常を検出した時点では因子の変動が正常値に戻ってい
て特定不能になっていることもあるという問題がある。

【０００４】即ち、焼結操業の通気性の異常原因となる
因子は数多くあり、例えば原料の粒度偏析をきたす原料
ホッパーの在庫レベル，原料中の水分量，銘柄毎（鉱石
やコークス）の切り出し量（粒径）の変動，焼結機の原
料を給鉱するための給鉱ホッパーの原料在庫レベル，給
鉱ホッパーからのパレット上へ供給される原料の給鉱ゲ
ート幅方向の切り出し量のバラツキ，及びパレットに装
着されているグレートバー（火格子）の部分的な脱落等
がある。

【０００５】そして、上記異常原因の因子の変動量に対
する通気性異常の程度の評価方法が通気性異常発生時の
状態で判定しているために不明確であり、さらに、複数
の因子が原因して異常が生じている場合には、錯綜した
状態になっているために異常原因の発見が難しくなって
いる。本発明は、上記問題点に着目してなされたもの
で、通気性異常等の焼結操業異常の原因を特定して、該
原因に則した操業の対応を可能にすることを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の焼結操業異常の原因検出方法は、焼結原料
の通気性や焼成点の変動に影響を与える各因子に変動が
発生してから、その変動による焼結原料の通気性への影
響、及び焼成点への影響が検出されるまでの前記各因子
毎の所定の遅れ時間を予め求めておき、焼結操業時に操
業異常である通気性異常，若しくは焼成点の変動を検出
したとき、その検出時刻より前記各因子に応じた所定時
間前における前記各因子での変動の有無を検査すること
で操業異常の原因を特定することを特徴としている。

【０００７】

【作用】操業異常である通気性や焼成点の変動の原因と
なる各因子毎に、その因子の測定位置での変動の検出時
刻に対する給鉱側の風箱１番で測定している通気性の変
動発生時刻の遅れ時間、及び焼成点の変動発生時刻の遅
れ時間を予め求めておく。

【０００８】そして、該通気性の異常を検出した時点
で、該検出時刻よりも各因子毎の前記遅れ時間に応じた
所定時間前に夫々の各因子で変動が発生していないか検
査する。その検査の結果、所定量以上変動している因子
を検出したら該因子を通気性異常の原因とみなす。該変
動している因子が複数検出された場合には、該通気性異
常の原因が複数あったと判定する。これにより、該通気
性の異常原因を精度良く推定し、該異常因子に合った操
業の対応が可能になる。

【０００９】例えば、通気性が異常に良くなった原因
が、原料槽内の鉱石の在庫レベルが異常に下がったこと
による場合には、その後に、原料槽内に鉱石が供給され
て該鉱石の在庫レベルが上がり通気性が一次的に悪くな
ることが鉱石の在庫レベルの変動から予想されるので、
該変動パターンに応じた早期対処が可能となる。さら
に、通気性異常の原因となる因子が特定されると、該因
子の特性に対応した焼成点の変動が予測できる。

【００１０】焼成点の変動を検出した場合も、前記通気
性異常の原因の場合と同様にして、該検出時刻から各因
子に対応する時間だけ前の各因子の変動の有無を検査
し、該変動のあった因子を該焼成点の異常の原因とす
る。なお、前記遅れ時間は、各因子の測定位置と操業異
常の検出位置との相違，及びその因子の特性からくるも
ので、例えば因子の一つである水分量の変動に対する通
気性での変動の発生の遅れ時間は、ドラムミキサーの出
側で焼結原料の水分を測定しているとすると、該測定し
た焼結原料が給鉱ホッパーを介してパレットに装入さ
れ、通気性を測定している位置まで搬送されるのに要す
る時間である。また、焼成点への影響の遅れ時間は、各
因子の特性による。

【００１１】また逆に、通気性や焼成点の他の因子の変
動との時間的なずれが予め学習されていると、該因子の
変動から該変動による操業異常である通気性異常や焼成
点の変動が発生する時刻が予測することも可能である。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず構成を説明すると、図１に示すように、１は原料槽
であって、夫々の中には粉鉄鉱石，コークス，石灰石，
蛇紋岩等の原料及び副原料が別々に装入されて各原料を
夫々切り出し可能となっていて、その各原料槽１内には
該原料槽１内の原料の在庫レベルを測定する在庫レベル
測定器２が設置され、該在庫レベル測定器２によって各
原料槽１内の鉄鉱石やコークスの量が測定され、該測定
値が在庫レベル記録器３に供給可能となっている。図中
３ａは鉱石用の在庫レベル記録器であり，３ｂはコーク
ス用の在庫レベル記録器である。

【００１３】前記各原料槽２の下方にはベルトコンベヤ
４が水平に架設され、各原料槽２から切り出された粉鉄
鉱石，コークス，石灰石等の原料を給鉱ホッパー５側に
搬送可能にしている。そのベルトコンベヤ４の途中に
は、ドラムミキサー６が設置されており、ベルトコンベ
ヤ４で搬送されてきた原料に水分を添加し混練する。そ
のドラムミキサー６の出側には赤外線を利用した非接触
式の水分計７が配設され、該ドラムミキサー６で混練さ
れた焼結原料中の水分量を連続測定している。その水分
計７は水分量記録器１８に接続されて、該水分計７で測
定された水分量に応じた信号が水分量記録器１８に供給
可能となっている。

【００１４】また、前記ベルトコンベヤ４の一方の側の
下方には給鉱ホッパー５が配設され、該ベルトコンベヤ
４で搬送されてきた焼結原料が装入可能となっている。
その給鉱ホッパー５の下側にあるゲート部分には、軸を
パレット幅方向に水平にして回転可能なドラムフィーダ
８が設けられ、該ドラムフィーダ８の下方に焼結原料を
パレット９上に案内するシュート１０が設置されてい
る。

【００１５】該パレット９は無端環状に形成され、パレ
ット駆動装置１１によって上行側が給鉱側から排鉱側に
向けて移動可能に横架されている。また、パレット駆動
装置１１は駆動制御装置２４によって駆動制御可能とな
り、これによってパレット９の移動速度が制御可能とな
っている。該パレット９の下方には搬送方向に複数の風
箱１２が配設されており、その複数の風箱１２は、夫々
排気管１３を介して集塵機１４及び主排風機１５に接続
されている。

【００１６】その風箱１２においては、一番給鉱側の風
箱１２には、圧力計２０と流量計２１が接続され、その
風箱１２を通過した排風の圧力と流量が計測されて該測
定値に応じた信号が通風抵抗測定器２２に供給可能とな
っていて、その通風抵抗測定器２２では、該圧力と流量
から通風抵抗を算出して、その情報を制御ユニット２３
に供給可能となっている。また、その他の風箱１２に
は、温度計２５が接続されて該各風箱１２に吸引された
排風の温度が測定され、その温度情報が焼成点検出装置
２６に供給可能となっている。

【００１７】前記制御ユニット２３は、前記在庫レベル
記録器３，水分量記録器１８，及び装入偏析記録器１９
に接続されていて、その記録器の記録情報を参照可能に
なっている。また該制御ユニット２３は前記駆動制御装
置２４と接続されている。また、前記給鉱ホッパー５か
ら排鉱側に所定距離離れた位置に点火炉１６が設置さ
れ、該点火炉１６によってパレット９上に装入され、所
定距離移動した焼結原料の表面に着火可能になってい
る。その点火炉１６の給鉱ホッパー５側には、装入嵩高
計１７が設置され、パレット９上に装入された焼結原料
のパレット幅方向の装入偏析が測定可能になっている。
その装入嵩高計１７は装入偏析記録器１９に接続され
て、パレット９に装入された焼結原料の嵩高を計測し該
嵩高から幅方向の装入偏析が解析されて該装入偏析記録
器１９に供給可能となっている。

【００１８】前記ような構成の焼結操業の装置において
は、各原料槽１から所定量ずつ粉鉄鉱石やコークスなど
が切り出されてベルトコンベヤ４に載せられ、該ベルト
コンベヤ４の移動によって先ずドラムミキサー６に搬送
される。このとき、前記原料槽１に装入されている鉄鉱
石及びコークスは夫々在庫レベル測定器２によって在庫
レベルが測定され、装入量が少なくなると随時，原料槽
１内に原料が装入されている。また、該在庫レベル測定
器２で測定された鉱石及びコークスの在庫量に応じた信
号が、在庫レベル記録器３に夫々供給されて記録されて
いる。

【００１９】前記ドラムミキサー６では、水分を添加し
て搬送されてきた原料を混練して焼結原料にする。形成
された焼結原料は、該ドラムミキサー６の出側で非接触
式の水分計７によって水分量が測定されて、該水分量に
応じた信号が水分量記録器１８に供給される。該水分量
が測定された焼結原料は、そのままベルトコンベヤ４で
給鉱ホッパー５まで搬送されて、該給鉱ホッパー５内に
装入される。

【００２０】給鉱ホッパー５に装入された焼結原料は、
下側のゲートからドラムフィーダ８によって切り出さ
れ、シュート１０に案内されながらパレット９上に装入
される。パレット９に装入された焼結原料は、該パレッ
ト９の移動と共に排鉱側に搬送され、途中において点火
炉１６によって表面に着火されると共に、下側から風箱
１２を介して主排風装置１５によって排ガスが吸引され
る。これによって、該点火された焼成部Ｓは、排鉱側に
移動するにつれて下方へ移動し所定位置で焼成が完了す
る。

【００２１】このとき、該所定の目的位置で焼成が完了
するように操業を制御するため、及び操業異常を検出す
るために、一番給鉱側の風箱１２ａに配設した圧力計２
０及び流量計２１で該風箱１２ａを通過した排風の圧力
と所定時間単位の流量が測定され、該測定値に応じた信
号が通風抵抗測定器２２に供給され、該通風抵抗測定器
２２によって通風抵抗が測定されて該情報を制御ユニッ
ト２３に供給し、該制御ユニット２３が該情報を元に駆
動制御装置２４を介してパレット駆動装置１１を駆動制
御させ、前記パレット９の速度を制御している。

【００２２】即ち、一般に通気性，即ち通気抵抗が悪く
なっていれば、焼成速度が遅くなるため、該パレット速
度を基準速度より遅くし、通気性が良くなっていれば、
焼成速度が早くなるため、該パレット速度を基準速度よ
りも早くする。前記のような焼結操業において、操業異
常の一つである通気性や焼成点の異常を発見したら該原
因を検出する。

【００２３】このとき、その異常原因となる水分量等の
各因子での変動が夫々の測定位置で検出されてから、該
変動による通気度の変動や焼成点の変動が発生するまで
には該因子に応じた所定の遅れ時間が存在する。この遅
れ時間は該因子によって異なっているが、これは各因子
の変動の測定位置及びその因子の特性の相違によって発
生しているものである。これを利用して、該因子の変動
を時系列的に記録を取るか、変動発生時刻のみ記憶して
おき、通気性や焼成点の変動を検出した時点で、該検出
時刻から各因子に対応する時間だけ前に該因子で変動が
発生していないか検査し、該変動が発生している因子を
検出したら、該因子の変動を焼結操業異常の原因と特定
する。

【００２４】該通気性の変動等の操業異常の原因となる
ものとして、本実施例では該原因となる因子として重要
な次のものを取り上げる。 （１）焼結原料中の水分 （２）各原料（粉鉄鉱石やコークス）の原料粒度 （３）パレットに装入された焼結原料の幅方向の装入偏
析 この各因子の変動と、該変動による一番給鉱よりの風箱
１２ａでの通気度への影響及び焼成点の影響の発生時刻
を調べてみると、図２〜図５に示すような結果が得られ
た。

【００２５】図２は、水分量の変動に対する通気抵抗の
変動及び焼成点の変動を示している図で、ドラムミキサ
ー６の出側で水分計７にて測定している焼成原料中の水
分量が時刻Ｔ１で異常に高くなると該時刻Ｔ１からΔＴ
１経過した時刻Ｔ２において通気抵抗の変動（図中では
急激に良くなっている）が風箱１２ａで検出され、該通
気抵抗の変動によって焼成スピードが変わって焼成点の
変動が前記時刻Ｔ１からΔＴ２経過した時刻Ｔ３に発生
するのが分かる。

【００２６】この実施例では上記ΔＴ１は５〜１０分程
度であり、ΔＴ２は３０〜４０分程度である。また、図
３及び図４は、原料槽１内の在庫レベルによって発生す
る原料偏析による切り出し時の原料粒度の変化による通
気性及び焼成点の変動を表しており、該変動の原因とし
て考えられる粉鉱石とコークスについて調べたものであ
る。

【００２７】図３は、鉱石の在庫レベルの変動に応じた
通気性及び焼成点の影響を調べたもので、原料槽１で測
定されている鉱石の在庫レベルが時刻Ｔ１で異常に下が
ると、ΔＴ１時間後通気性が異常に良くなる。これは、
該在庫レベルが下がることによって切り出される鉱石の
粒度が粗くなるためである。そして、該在庫レベルがさ
がると鉱石が原料槽１に装入されるため、該在庫レベル
が上がり切り出される鉱石の粒度が細かくなって該鉱石
の装入時刻Ｔ２からΔＴ２だけ経過したときには通気性
は悪化する。上記鉱石のレベルの変動に対する焼成点の
変動への影響は、夫々時刻Ｔ１からΔＴ３時間後、及び
時刻Ｔ２からΔＴ４時間後に発生するのが分かる。

【００２８】この実施例では、上記ΔＴ１は５〜１０分
程度，ΔＴ２は４０〜６０分程度，ΔＴ３は３０〜４０
分程度，ΔＴ４は６０〜８０分程度である。また、図４
は、コークスの在庫レベルの変動に応じた通気性及び焼
成点の影響を調べたもので、原料槽１で測定されている
コークスの在庫レベルが時刻Ｔ１に異常に下がり時刻Ｔ
２に原料槽に装入されて在庫レベルが上がったとき、図
からわかるように通気抵抗には影響は発生せず、焼成ス
ピードのみ影響が発生することが分かる。これは、焼結
原料中のコークスの配合比が約３％と低いためである。
この実施例では、ΔＴ１は４０〜６０分程度である。

【００２９】また、図５は、パレット９に装入された焼
結原料の幅方向で装入偏析が発生したときの通気抵抗へ
の影響を調べたもので、該装入偏析の変動と通気抵抗の
変動がほぼ同時刻に発生することが分かる。なお、該装
入偏析が発生する原因としては、パレット９に焼結原料
を供給する給鉱ホッパー５のゲートに塊が引っ掛かり、
その部分からのパレット９への焼結原料の切り出しが実
施されないことが考えられる。

【００３０】以上のようにして、現在の焼結操業条件に
対応した各因子毎の遅れ時間の情報を予め求めておき、
焼結原料の通気性を測定している一番給鉱側の風箱１２
ａでの通気抵抗を圧力計１０と流量計１１からの信号を
もとに連続測定している際に、該通気抵抗の大幅な変動
（焼結操業異常）を通風抵抗測定器２２で検出される
と、該通風抵抗器２２はその情報を制御ユニット２３に
供給する。すると、該制御ユニット２３は、その検出時
刻から夫々各因子に応じた所定時間前において各因子で
大幅な変動がないか検査するため、在庫レベル記録器３
中の該検出時刻から５〜１０分前の在庫レベル推移、水
分量記録器１８の該検出時刻から５〜１０分前の水分量
の推移、及び装入偏析記録器１９の該検出時刻での装入
偏析量を参照する。

【００３１】即ち、前記検出時刻より５〜１０分前にド
ラムミキサー７の出側で連続測定している水分量に大幅
な変動があれば該焼結原料内の水分量異常のために該通
気性の異常が発生したとみなし、該検出時刻より５〜１
０分前に鉱石用の鉱石槽にて該鉱石の在庫レベルが大幅
に変動していれば該鉱石の切り出し量の影響で通気性の
変動が発生したとみなし、該検出時刻とほぼ同時刻にパ
レット幅方向の装入に偏析が発生していれば該装入偏析
が該通気性の異常の原因と見なせる。このとき、水分量
の大幅な変動があり、且つ鉱石の在庫レベルにも大きな
変動があれば該水分異常と鉱石の在庫レベルの変動の両
方が通気性異常の原因とみなせ、前記どの因子にも変動
が発生していない場合には、他の因子による原因か、通
気抵抗を測定している圧力計若しくは流量計の故障が原
因とみなせる。

【００３２】このように、通気抵抗の大幅な変動、即ち
焼結操業異常である通気性異常が検出された際、該検出
時刻から各因子毎の所定時間だけ前に大幅な変動がない
かどうか個々のデータを検査することにより、該通気性
異常の原因を特定が可能となり、該通気性異常の原因に
則した操業対応が可能となる。例えば、図３に示すよう
に鉱石の在庫レベルが異常に下がったために、通気性が
異常に良くなっている場合には、図からわかるように、
原料槽側でその後鉱石の装入がされて在庫レベルが上が
って通気性が悪くなることを前もって予想することがで
きる。

【００３３】なお、前記実施例では、水分量，原料の在
庫レベル、パレット幅方向の装入偏析に限って通気性異
常の因子の分析をしているが、これに限ることはなく、
他の因子に対しても同様に因子の変動に対する通気性の
変動発生の遅れ時間を予め測定しておき、該検査する因
子を多くしておいてもよい。以上は、操業異常としての
通気性異常の原因の特定であるが、同様にして操業異常
である焼成点の変動の原因となる因子の特定も可能であ
る。

【００３４】この場合には、各風箱１２を通過した排風
の温度が温度計２５にて夫々測定され、該温度計２５に
て測定された測定信号が焼成点検出器２６に供給され、
該焼成点検出器２６では、該供給された温度分布をもと
にその時刻での実績焼成点を求め、該焼成点情報を制御
ユニット２３に供給する。そして、該制御ユニット２３
では、該実績焼成点に大きな変動を検出すると、該検出
時刻より所定時間前の各記録器３，１８，１９を参照す
る。

【００３５】即ち、在庫レベル記録器３の該検出時刻よ
り例えば４０〜６０分前の在庫レベルの推移状態を検査
し、水分量記録器１８の該検出時刻より３０〜４０分前
の水分量の推移を検査する。該検査によって、例えば図
２に示すように３０分前に水分量の変動の発生があった
ことをを検出したら、該焼成点の異常原因は該水分量と
特定でき、図３や４に示すような原料の在庫レベルの変
動を検出したら該鉱石やコークスが焼成点の異常原因と
特定可能となる。

【００３６】逆に、前記のように変動因子に対する通気
性や焼成点の変動発生の遅れ時間を各変動因子毎に予め
求めておくと、該変動因子に大幅な変動が発生すると、
該変動発生時刻から所定時刻経過後に通気性の異常や焼
成点の異常が発生することが前もって予測可能となる。
即ち、ドラムミキサー６で混練されて形成された焼結原
料の水分量が、図２に示すように所定時刻Ｔ１に大幅に
増加したことが水分計７にて検出されると、該所定時刻
Ｔ１からΔＴ１である５分から１０分後に通気性が異常
に良くなることが予測できると共に、焼結スピードが早
くなって、時刻Ｔ１からΔＴ２である３０分から４０分
後に焼成点が目標位置より給鉱側によることが予測可能
となり、該変動に合わせたパレット速度の制御等の対応
が早期に可能となる。

【００３７】特に、原料槽１におけるコークスの在庫レ
ベルの変動は、配合比が小さいために図４に示すように
通気抵抗の変動には影響が出ずに焼成点の異常をもたら
し、従来であれば、例えばパレット長手方向における風
箱での排風温度の温度推移からしかわからず対応時間が
短く大きな変動に対処不能であると共に、該焼成点の変
動の原因が不明であったが、該焼結原料への点火前に焼
成スピードに変動が予測されて大きな変動に対しても早
期の対応が可能となる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の焼結
操業異常の原因検出方法は、焼結操業異常である通気性
異常や焼成点の変動を検出した時、該通気性異常や焼成
点の変動の原因が特定可能となって、該原因に則した操
業の対応が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例の焼結操業を示す概略構成
図である。

【図２】本実施例に係る水分量の変動に対する通気抵抗
及び焼成点の変動を示す図である。

【図３】本実施例に係る鉱石の在庫レベルの変動に対す
る通気抵抗及び焼成点の変動を示す図である。

【図４】本実施例に係るコークスの在庫レベルの変動に
対する通気抵抗及び焼成点の変動を示す図である。

【図５】本実施例に係るパレット幅方向の焼結原料の装
入偏析の変動に対する通気抵抗及び焼成点の変動を示す
図である。

【符号の説明】

１ 原料槽 ２ 在庫レベル測定器 ３ 在庫レベル記録器 ４ ベルトコンベヤ ５ 給鉱ホッパー ６ ドラムミキサー ７ 水分計 ８ ドラムフィーダ ９ パレット １２ 風箱 １６ 点火炉 １７ 装入嵩高計 １８ 水分量記録器 １９ 装入偏析記録器 ２２ 通風抵抗測定器 ２３ 制御ユニット ２６ 焼成点検出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼結原料の通気性や焼成点の変動に影響
   を与える各因子に変動が発生してから、その変動による
   焼結原料の通気性への影響、及び焼成点への影響が検出
   されるまでの前記各因子毎の所定の遅れ時間を予め求め
   ておき、焼結操業時に操業異常である通気性異常，若し
   くは焼成点の変動を検出したとき、その検出時刻より前
   記各因子に応じた所定時間前における前記各因子での変
   動の有無を検査することで操業異常の原因を特定するこ
   とを特徴とする焼結操業異常の原因検出方法。