JPH0733529B2 - ベルレス炉頂装入装置における原料荷重の算出方法及び原料装入方法 - Google Patents
ベルレス炉頂装入装置における原料荷重の算出方法及び原料装入方法Info
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- JPH0733529B2 JPH0733529B2 JP2136210A JP13621090A JPH0733529B2 JP H0733529 B2 JPH0733529 B2 JP H0733529B2 JP 2136210 A JP2136210 A JP 2136210A JP 13621090 A JP13621090 A JP 13621090A JP H0733529 B2 JPH0733529 B2 JP H0733529B2
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Description
【産業上の利用分野】 本発明は、並列に設置された２以上のホッパを有するベ
ルレス炉頂装入装置において各ホッパの原料荷重を正確
に算出することができる原料荷重の算出方法、及び上記
ベルレス炉頂装入装置から、原料を炉内に均等な分布で
装入することができるベルレス炉頂装入装置による原料
装入方法に関する。
ルレス炉頂装入装置において各ホッパの原料荷重を正確
に算出することができる原料荷重の算出方法、及び上記
ベルレス炉頂装入装置から、原料を炉内に均等な分布で
装入することができるベルレス炉頂装入装置による原料
装入方法に関する。
高炉へ原料を装入するための炉頂装入装置としてベルレ
ス装入装置が知られている。第４図は、ベルレス装入装
置から高炉への原料装入方法の一例を示す概略説明図で
ある。 高炉10へホッパ12から原料を装入する場合は、該ホッパ
12に原料を装填し、該原料をロードセル14で秤量し、次
いで、その原料量に見合った開度に流量調整ゲート16を
調整し、シール弁18を開いて上記原料を所定の速度で高
炉10の炉頂部へ装入する。炉頂部へ順次装入されてくる
原料は、安定した炉況の下で操業が可能となるように、
旋回シュート20により高炉内に均等な分布になるように
分配される。 上述のように、高炉10内に原料を均等な分布で分配する
には、例えば旋回シュート20の旋回終了と該シュート20
からの原料の排出終了とを一致させる、即ち、上記旋回
シュート20の予定旋回数で過不足なくホッパ12から全原
料の分配を完了させる必要がある。そのためには、ホッ
パ12に装填された原料を正確に秤量し、且つ、その原料
量に見合った適切な開度に上記ゲート16を設定すること
が重要である。 ところで、原料は、前述の如く、ロードセル14で秤量さ
れるが、上記ベルレス装入装置では、ホッパ12とレシー
バ22との間に連結用の第１伸縮接手管24と、ホッパ12の
上部に給排気用の第２伸縮接手管26とが連設されてい
る。従って、上記ホッパ12内の圧力が上昇すると上記第
１及び第２伸縮接手管24、26の伸縮部24A、26Aには推力
が生じ、又、該ホッパ12の全重量が増すと、受梁（構造
物）28がたわみ、該ホッパ12が下方に変位するため、上
記両伸縮部24A、26Aにはばね反力が生じる、そのため、
上記ホッパ12内の原料を秤量するに際しては、上記ロー
ドセル14による測定値に対して、上記両伸縮部24A、26A
による影響を考慮した補正を行って秤量精度の向上を図
っていた（特開昭62−156527）。
ス装入装置が知られている。第４図は、ベルレス装入装
置から高炉への原料装入方法の一例を示す概略説明図で
ある。 高炉10へホッパ12から原料を装入する場合は、該ホッパ
12に原料を装填し、該原料をロードセル14で秤量し、次
いで、その原料量に見合った開度に流量調整ゲート16を
調整し、シール弁18を開いて上記原料を所定の速度で高
炉10の炉頂部へ装入する。炉頂部へ順次装入されてくる
原料は、安定した炉況の下で操業が可能となるように、
旋回シュート20により高炉内に均等な分布になるように
分配される。 上述のように、高炉10内に原料を均等な分布で分配する
には、例えば旋回シュート20の旋回終了と該シュート20
からの原料の排出終了とを一致させる、即ち、上記旋回
シュート20の予定旋回数で過不足なくホッパ12から全原
料の分配を完了させる必要がある。そのためには、ホッ
パ12に装填された原料を正確に秤量し、且つ、その原料
量に見合った適切な開度に上記ゲート16を設定すること
が重要である。 ところで、原料は、前述の如く、ロードセル14で秤量さ
れるが、上記ベルレス装入装置では、ホッパ12とレシー
バ22との間に連結用の第１伸縮接手管24と、ホッパ12の
上部に給排気用の第２伸縮接手管26とが連設されてい
る。従って、上記ホッパ12内の圧力が上昇すると上記第
１及び第２伸縮接手管24、26の伸縮部24A、26Aには推力
が生じ、又、該ホッパ12の全重量が増すと、受梁（構造
物）28がたわみ、該ホッパ12が下方に変位するため、上
記両伸縮部24A、26Aにはばね反力が生じる、そのため、
上記ホッパ12内の原料を秤量するに際しては、上記ロー
ドセル14による測定値に対して、上記両伸縮部24A、26A
による影響を考慮した補正を行って秤量精度の向上を図
っていた（特開昭62−156527）。
しかしながら、ベルレス装入装置が同一構造物上に２以
上のホッパが並設された構成を有している場合には、一
のホッパ内に装填される原料をロードセルで秤量しよう
とすると、そのロードセルによる測定値には、該ホッパ
における前記伸縮部24A、26Aによる推力及びばね反力の
外に、並設されている他のホッパの影響が加わることに
なる。即ち、上記他のホッパにおける原料荷重、その伸
縮部による推力及びばね反力等に起因して上記構造物に
たわみが発生し、そのたわみが上記一のホッパについて
のロードセルの測定値に影響を与えることになる。 以上の関係を、第５図に示すように、Ｉ〜IIIの３基の
ホッパが同一梁（構造物）28上に並列に設置されている
ベルレス装入装置の場合について具体的に説明する。 第６図は、上記ベルレス装入装置におけるホッパＩとホ
ッパIIに着目し、各ホッパのロードセル14の出力値（測
定値）を経時的にプロットしたものである。 第６図の上段及び下段はそれぞれホッパＩ及びホッパII
におけるロードセル14の出力値を示している。 何れのホッパも空の状態から、A1時点でホッパＩに原料
の供給を開始し、A2時点で供給を終了する。その間、ホ
ッパＩのロードセルの出力値は増大するが、原料供給と
共に受梁28がたわむため、ホッパIIのロードセルの出力
値は減少している。 次いで、B1時点で上記ホッパIIに対する原料供給を開始
し、B2時点で終了する。その間、ホッパIIの重量増加に
より受梁28がたわむため、ホッパＩのロードセルの出力
値が減少している。 その後、原料を炉内へ供給することを可能とするため、
C1時点でホッパＩの内圧を上昇させ、炉内圧に一致させ
る均圧操作を開始し、C2時点で終了する。その間、ホッ
パＩでは、内圧上昇に起因する伸縮部24A、26Aの推力に
よりロードセルの出力値が増大するが、ホッパIIでは逆
に減少している。 上述した如く、複数のホッパが並設されているベルレス
装入装置においては、一のホッパにおけるロードセルの
測定値（出力値）が、それ以外のホッパにおける原料荷
重、伸縮部の推力及びばね反力等の影響を複雑に受ける
ため、上記ロードセルの測定値に、単一ホッパのベルレ
ス装入装置のように単純な補正を施しただけでは原料を
精度良く秤量することはできなかった。その結果、各ホ
ッパに装填された原料量に見合った適切なゲート開度や
旋回シュートの旋回速度を設定できないため、高炉内に
均等な分布を形成するように原料を装入することができ
ないという問題があった。 本発明は、前記問題点を解消するべくなされたもので、
同一構造物上に複数のホッパが並設されているベルレス
装入装置においても、各ホッパに装填される原料を高精
度で算出することを可能とするベルレス炉頂装入装置に
おける原料荷重の算出方法を提供することを第１の課題
とする。 本発明は、又、上記原料荷重の算出結果により、コント
ロールゲートの開度又は旋回シュートの旋回速度を適切
に制御・設定し、高炉内に均等な分布を形成し得るよう
に原料を装入することを可能とするベルレス炉頂装入装
置による原料装入方法を提供することを第２の課題とす
る。
上のホッパが並設された構成を有している場合には、一
のホッパ内に装填される原料をロードセルで秤量しよう
とすると、そのロードセルによる測定値には、該ホッパ
における前記伸縮部24A、26Aによる推力及びばね反力の
外に、並設されている他のホッパの影響が加わることに
なる。即ち、上記他のホッパにおける原料荷重、その伸
縮部による推力及びばね反力等に起因して上記構造物に
たわみが発生し、そのたわみが上記一のホッパについて
のロードセルの測定値に影響を与えることになる。 以上の関係を、第５図に示すように、Ｉ〜IIIの３基の
ホッパが同一梁（構造物）28上に並列に設置されている
ベルレス装入装置の場合について具体的に説明する。 第６図は、上記ベルレス装入装置におけるホッパＩとホ
ッパIIに着目し、各ホッパのロードセル14の出力値（測
定値）を経時的にプロットしたものである。 第６図の上段及び下段はそれぞれホッパＩ及びホッパII
におけるロードセル14の出力値を示している。 何れのホッパも空の状態から、A1時点でホッパＩに原料
の供給を開始し、A2時点で供給を終了する。その間、ホ
ッパＩのロードセルの出力値は増大するが、原料供給と
共に受梁28がたわむため、ホッパIIのロードセルの出力
値は減少している。 次いで、B1時点で上記ホッパIIに対する原料供給を開始
し、B2時点で終了する。その間、ホッパIIの重量増加に
より受梁28がたわむため、ホッパＩのロードセルの出力
値が減少している。 その後、原料を炉内へ供給することを可能とするため、
C1時点でホッパＩの内圧を上昇させ、炉内圧に一致させ
る均圧操作を開始し、C2時点で終了する。その間、ホッ
パＩでは、内圧上昇に起因する伸縮部24A、26Aの推力に
よりロードセルの出力値が増大するが、ホッパIIでは逆
に減少している。 上述した如く、複数のホッパが並設されているベルレス
装入装置においては、一のホッパにおけるロードセルの
測定値（出力値）が、それ以外のホッパにおける原料荷
重、伸縮部の推力及びばね反力等の影響を複雑に受ける
ため、上記ロードセルの測定値に、単一ホッパのベルレ
ス装入装置のように単純な補正を施しただけでは原料を
精度良く秤量することはできなかった。その結果、各ホ
ッパに装填された原料量に見合った適切なゲート開度や
旋回シュートの旋回速度を設定できないため、高炉内に
均等な分布を形成するように原料を装入することができ
ないという問題があった。 本発明は、前記問題点を解消するべくなされたもので、
同一構造物上に複数のホッパが並設されているベルレス
装入装置においても、各ホッパに装填される原料を高精
度で算出することを可能とするベルレス炉頂装入装置に
おける原料荷重の算出方法を提供することを第１の課題
とする。 本発明は、又、上記原料荷重の算出結果により、コント
ロールゲートの開度又は旋回シュートの旋回速度を適切
に制御・設定し、高炉内に均等な分布を形成し得るよう
に原料を装入することを可能とするベルレス炉頂装入装
置による原料装入方法を提供することを第２の課題とす
る。
本発明は、同一構造物上に２基以上のホッパが並設さ
れ、且つ各ホッパには荷重測定手段が付設されていると
共に伸縮接手管が連結されているベルレス装入装置を用
い、一のホッパにおける原料の荷重測定値に対し、該一
のホッパの内圧による補正と、他のホッパにおける原料
の荷重測定値及び内圧による補正とを行って上記一のホ
ッパに装填された原料荷重を算出することにより、前記
第１の課題を達成したものである。 又、本発明は、上記算出方法により一のホッパに装填さ
れた原料荷重を算出すると共に、上記一のホッパに装填
された原料をコントロールゲートを介して炉頂部に設置
されている旋回シュートに導入し、該旋回シュートを目
標回数旋回させながら該旋回シュートから上記原料を炉
内に排出させて装入する際、算出した上記原料荷重に基
づいて、旋回シュートの目標回数の旋回終了と、該旋回
シュートからの原料の排出終了とが一致するように、上
記一のホッパにおけるコントロールゲートの開度又は旋
回シュートの旋回速度を制御することにより、前記第２
の課題を達成したものである。
れ、且つ各ホッパには荷重測定手段が付設されていると
共に伸縮接手管が連結されているベルレス装入装置を用
い、一のホッパにおける原料の荷重測定値に対し、該一
のホッパの内圧による補正と、他のホッパにおける原料
の荷重測定値及び内圧による補正とを行って上記一のホ
ッパに装填された原料荷重を算出することにより、前記
第１の課題を達成したものである。 又、本発明は、上記算出方法により一のホッパに装填さ
れた原料荷重を算出すると共に、上記一のホッパに装填
された原料をコントロールゲートを介して炉頂部に設置
されている旋回シュートに導入し、該旋回シュートを目
標回数旋回させながら該旋回シュートから上記原料を炉
内に排出させて装入する際、算出した上記原料荷重に基
づいて、旋回シュートの目標回数の旋回終了と、該旋回
シュートからの原料の排出終了とが一致するように、上
記一のホッパにおけるコントロールゲートの開度又は旋
回シュートの旋回速度を制御することにより、前記第２
の課題を達成したものである。
本発明においては、一のホッパにおける原料の荷重測定
値に対し、該一のホッパの内圧による補正と、他のホッ
パにおける原料の荷重測定値及び内圧による補正とを行
って上記一のホッパに装填された原料荷重を算出するの
で、正確な原料荷重を求めることができる。 そして、上記一のホッパに装填された原料をコントロー
ルゲートを介して炉頂部に設置されている旋回シュート
に導入し、該旋回シュートを目標回数旋回させながら該
旋回シュートから上記原料を炉内に排出させて装入する
際、算出した上記原料荷重に基づいて、旋回シュートの
目標回数の旋回終了と、該旋回シュートからの原料の排
出終了とが一致するように、上記一のホッパにおけるコ
ントロールゲートの開度を制御し、該一のホッパから炉
頂部に原料を導入することにより、該ホッパに装填され
た原料量に見合った適切なゲート開度で原料の装入が可
能となるため、炉頂部に設置されている旋回シュートの
目標旋回数に合わせた原料供給が可能となる。又、同様
に、旋回シュートの旋回速度を制御することにより、コ
ントロールゲートの開度が固定されている場合でも、該
シュートの旋回数を目標に一致させることが可能とな
る。 従って、上記旋回シュートの目標旋回数の旋回終了と該
旋回シュートから炉内への原料排出完了とを正確に一致
させることが可能となり、その結果、炉内における円周
方向への原料の分配を目標通りに行うことができるた
め、炉況の向上等が達成される。
値に対し、該一のホッパの内圧による補正と、他のホッ
パにおける原料の荷重測定値及び内圧による補正とを行
って上記一のホッパに装填された原料荷重を算出するの
で、正確な原料荷重を求めることができる。 そして、上記一のホッパに装填された原料をコントロー
ルゲートを介して炉頂部に設置されている旋回シュート
に導入し、該旋回シュートを目標回数旋回させながら該
旋回シュートから上記原料を炉内に排出させて装入する
際、算出した上記原料荷重に基づいて、旋回シュートの
目標回数の旋回終了と、該旋回シュートからの原料の排
出終了とが一致するように、上記一のホッパにおけるコ
ントロールゲートの開度を制御し、該一のホッパから炉
頂部に原料を導入することにより、該ホッパに装填され
た原料量に見合った適切なゲート開度で原料の装入が可
能となるため、炉頂部に設置されている旋回シュートの
目標旋回数に合わせた原料供給が可能となる。又、同様
に、旋回シュートの旋回速度を制御することにより、コ
ントロールゲートの開度が固定されている場合でも、該
シュートの旋回数を目標に一致させることが可能とな
る。 従って、上記旋回シュートの目標旋回数の旋回終了と該
旋回シュートから炉内への原料排出完了とを正確に一致
させることが可能となり、その結果、炉内における円周
方向への原料の分配を目標通りに行うことができるた
め、炉況の向上等が達成される。
以下、図面を参照して、本発明の実施例について詳細に
説明する。 第１図は、本発明の一実施例に適用可能なベルレス装入
装置の一例を示す正面図である。 上記ベルレス装入装置は、高炉10の上方に、並列に設置
された２基のホッパ12A、12Bを備えるものである。上記
ホッパ12A、12Bの上方には、コンベアシュート30が配設
され、レシービングシュート32を介して上記各ホッパに
原料を供給可能になされている。 上記各ホッパ12A、12Bに供給され、装填された原料は、
それぞれロードセル（荷重測定手段）14で測定される。
又、上記各ホッパ12A、12Bはそれぞれ伸縮接手管24を介
して上部レシーバ34に連結され、該上部レシーバ34は下
部レシーバ36を介して前記高炉10の炉頂に連結されてお
り、上記各ホッパ12A、12Bから原料を流量調整ゲート16
を経て、上記高炉10の炉頂部へ装入可能になされてい
る。 上記各ホッパ12A、12Bからそれぞれ装入される原料は、
炉頂部に設置され、且つ駆動装置38により旋回される旋
回シュート20により、炉内に均等な分布を形成するよう
に分配される。 上記のように、均等な分布を形成するように原料を分配
するためには、例えば、旋回シュート20の予定旋回数の
終点と該シュート20からの原料の排出終了とを実質的に
一致させることが必要であり、又、そのためには、各ホ
ッパ12A、12Bについて、装填された原料量に見合った適
切な初期開度を前記流量調整ゲート16に設定する等によ
り、該ゲート16の開度を適切に制御する必要がある。従
って、上記高炉10内に原料を均等な分布で供給するため
には、流量調整ゲート16の開度を決定する基準となる各
ホッパに装填された原料を高精度で求めることが極めて
重要である。 次に、同一構造物上に２基以上のホッパが並設されてい
るベルレス装入装置について、各ホッパに装填された原
料を、各ホッパについてのロードセルの測定値及び内圧
とを考慮してそれぞれ高精度に算出することを可能とす
る計算方法について、第２図及び第３図を参照して説明
する。 第２図は、単一のホッパ12について、ロードセル14に作
用する荷重の種類を示す概略説明図である。 第２図（Ａ）は、ホッパ12に荷重Ｗの原料が装填された
状態を示し、該荷重Ｗはロードセル14に直接作用する。 第２図（Ｂ）は、ホッパ12に内圧Ｐがかかった場合を示
し、伸縮部24A及び26Aにはそれぞれ推力が発生する。こ
こで、上記伸縮部24A及び26Aにおける比例係数をそれぞ
れA1及びA2とし、第２伸縮接手管26の垂直方向となす角
度をθとすると、内圧Ｐに起因してロードセル14に作用
する推力ＬＰは次式（１）で与えられる。 ＬＰ＝−Ｐ×A1＋Ｐ×A2 sinθ ＝（−A1＋A2 sinθ）Ｐ ＝ＫＰ・Ｐ（ＫＰ：定数） …（１） 第２図（Ｃ）は、前記荷重Ｗ及び推力ＬＰ等に起因して
受梁28が破線の位置までたわんだ場合を示し（たわみ量
＝δ）、この場合、上記伸縮部24A及び26Aにはそれぞれ
ばね反力が発生する。伸縮部24Aの弾性係数をK1、伸縮
部26Aにおける管方向の弾性係数をＫ2L、該管方向に垂
直な方向の弾性係数をＫ2Cとすると、ロードセル14に作
用するばね反力ＬＥは次式（２）で与えられる。 ＬＥ＝−K1δ−Ｋ2L δ sinθ −Ｋ2C δ cosθ ＝−（K1＋Ｋ2L sinθ ＋Ｋ2C cosθ）δ ＝ＫＥ・δ（ＫＥ：定数） …（２） 今、ロードセル14による原料のみの荷重測定値をＬＩと
すると、ホッパ内の原料荷重Ｗは次式（３）となる。 Ｗ＝ＬＩ＋ＬＰ＋ＬＥ …（３） 又、前記（２）式において、たわみ量δは、受梁28のた
わみ係数をＦとすると次式（４）で与えられ、該（４）
式に前記（１）、（２）式を代入すると（５）式が得ら
れる。 δ＝Ｆ（Ｗ＋ＬＰ＋ＬＥ） …（４） δ＝Ｆ（Ｗ＋ＫＰ・Ｐ＋ＫＥ・δ） ∴δ＝Ｆ（Ｗ＋ＫＰ・Ｐ）／（１−Ｆ・ＫＥ） ＝｛F/（１−Ｆ・ＫＥ）｝・Ｗ ＋｛Ｆ・ＫＰ／（１−Ｆ・ＫＥ）｝・Ｐ …（５） 従って、原料荷重Ｗは、前記（３）式から以下のように
して得られる下記（６）式で与えられる。 Ｗ＝ＬＩ＋ＬＰ＋ＬＥ＝ＬＩ＋ＫＰ・Ｐ＋ＫＥ・δ ＝ＬＩ＋ＫＰ・Ｐ＋ＫＥ［｛F/（１−Ｆ・ＫＥ）｝・Ｗ ＋｛Ｆ・ＫＰ／（１−Ｆ・ＫＥ）｝・Ｐ］ ∴Ｗ＝｛１−ＫＥ・F/（１−Ｆ・ＫＥ）｝-1 ×〔ＬＩ＋｛ＫＰ＋Ｆ・ＫＥ・ＫＰ／（１−Ｆ・
ＫＥ）｝・Ｐ〕 ＝Ａ・ＬＩ＋Ｂ・Ｐ …（６） （A,B:係数） 上記（６）式より、単一ホッパの場合は、該ホッパに装
填されている原料荷重Ｗを、ロードセルによる測定値Ｌ
Ｉ及び内圧Ｐの１次関数として表現できる。 次に、第３図に示す３基並列のベルレス装入装置を具体
例として、複数のホッパが並設されている場合について
説明する。 まず、ホッパ12（１）について考えると、該ホッパ12
（１）による受梁28のたわみ量δ１には、他のホッパ12
（２）及び12（３）それぞれによるたわみ量δ２及びδ
３の影響を受ける。従って、上記たわみ量δ１は、前記
（５）式を準用して次式（７）で表わすことができる。 δ１＝ｋ1W・W1＋ｋ1P・P1＋k12 ×δ２＋k13・δ３ …（７） ここで、W1及びP1はそれぞれホッパ12（１）における原
料荷重及び内圧であり、各ｋは何れも係数である。 上記（７）式に、δ２及びδ３それぞれについて前記
（５）式を準用して代入すると、δ１は次式（８）のよ
うに表わせる。 δ１＝ｋ1W・W1＋ｋ1P・P1 ＋ｋ12W・W2＋ｋ12P・P2 ＋ｋ13W・W3＋ｋ13P・P3 …（８） ここで、W2及びP2はホッパ12（２）における重量荷重及
び内圧であり、同様にW3及びP3はホッパ12（３）におけ
る重量荷重及び内圧である。又、各ｋは何れも係数であ
る。 前記（３）式を準用すると原料荷重W1は次式（９）で表
わせる。 W1＝ＬI1＋ＬP1＋ＫE1・δ１ …（９） δ１は、前記（８）式よりＷｉ、Ｐｉ（ｉ＝1,2,3）の
１次関数である。即ち、δ１は、Ｌｉ、Ｐｉ（ｉ＝1,2,
3）の１次関数である。従って、前記（９）式は、次式
（10）で表わすことができる。 W1＝A11LI1＋B11P1＋A12LI2 ＋B12P2＋A13LI3＋B13P3 …（10） ここで、A11〜A13は、ロードセルによる測定値に対する
補正係数、B11〜B13は、内圧に対する補正係数である。 以上と同様の操作を、ホッパ12（２）及び12（３）それ
ぞれについて実行し、原料荷重W2及びW3を求めると、こ
れらW2及びW3は、それぞれ上記（10）式と同等の式で表
わすことができる。従って、ホッパ12（１）〜12（３）
についての原料荷重W1〜W3は、次式（11）に示すマトリ
ックスの積として表現することができる。 ここで、ＬI1、ＬI2及びＬI3は、それぞれホッパ12
（１）、（２）及び（３）におけるロードセルの測定値
であり、P1、P2及びP3はそれぞれ同じく各ホッパにおけ
る内圧である。 上記（11）式において、原料荷重W1についての各係数を
算出する場合の実機による測定の組合せの一例を、下記
第１表に具体的に示す。 なお、各係数は理論的に求めることは可能ではあるが、
頻雑で且つ、精度も劣るため、未知数として、実機の測
定データより求めるのがよい（理論的に求めてもよいこ
とはいうまでもない）。 その場合、未知数が18となるので、３×３×２＝18ケー
スあれば、未知数は求まる。しかし、下記第１表に示す
ように、影響度の大きな係数の場合を重点的に測定する
のが望ましい。 前記（11）式の関係は、同一構造物上に任意の数ｎのホ
ッパが並列に設置されているベルレス装入装置について
も成立する。従って、次の一般式で表現することができ
る。 ここで、Ｗｉ:i番目のホッパにおける原料荷重 Ｌｉ:i番目のホッパにおけるロードセルの測定値 Ｐｉ:i番目のホッパにおける内圧 Ａij:Lｉに乗ずる係数 Ｂij:Pｉに乗ずる係数 以上のように、２基以上のホッパが並設されているベル
レス装入装置では、各ホッパにおけるロードセルの測定
値Ｌｉ及び内圧Ｐｉを成分とするベクトルと各成分に対
する補正マトリクスの積によって秤量補正値を成分とす
るベクトルを算出することにより、各ホッパにおける補
正された原料荷重Ｗｉを求めることができる。 従って、任意の数のホッパが並設されているベルレス装
入装置についても、各ホッパにおける原料荷重を正確に
求めることが可能となるため、該原料荷重に基づいて各
ホッパ下部の流量調整ゲートを適切な開度に制御する
（例えば、初期開度を所定の開度に設定する）ことが可
能となる。その結果、高炉内に設けられた旋回シュート
の目標旋回数の終了と、上記流量調整ゲートを経て炉頂
部に装入され、次いで上記旋回シュートから排出される
原料の排出終了とを一致させることが可能となるため、
炉内には目標通りに原料を均等に分配することが達成さ
れる。 従って、従来、複数のホッパが並設されているベルレス
装入装置の場合は、炉頂における原料の分配制御がうま
くいかず、炉況が悪化する懸念があったが、本実施例に
よれば、炉内の円周方向において目標通りの原料分布を
形成することができるため、炉況を向上することが可能
となると共に、炉況の制御性及び安定性を向上すること
が可能となる。 なお、上記ベルレス装入装置から炉内へ原料を装入する
場合には、旋回シュート20の旋回速度を制御してもよ
く、このように旋回速度を制御することによって、ゲー
ト開度を制御する場合と同等の効果が得られる。例え
ば、ホッパに装填された原料荷重を算出した結果、その
原料を旋回シュートにより目標の旋回回数で炉内に装入
しきるために、ゲート開度が小さい場合には旋回速度も
小さくし、逆にゲート開度が大きい場合には旋回速度も
大きくすることにより、炉内目標位置における原料の分
配量を適切に調整することができる。 コントロールゲートの開度及び旋回シュートの旋回速度
を制御する場合について具体例を挙げて説明する。 いま、ホッパに装填された120tの鉱石を、100秒で旋回
シュートを目標回数の12回旋回させることにより炉内に
装入することが基準として設定されているとする。 前述した方法でロードセルの測定値から算出されたホッ
パ内の鉱石が120tを超えている場合は、旋回速度を固定
し、ゲート開度を上げて装入終了を100秒に一致させる
ようにするか、又はゲート開度を固定し、旋回速度を下
げて100秒より遅れて12回の旋回が達成されるようにす
る。逆にホッパ内の鉱石が120t未満の場合は、旋回速度
を固定し、ロール開度を下げて装入時間が100秒に一致
するようにするか、又はゲート開度を固定し、旋回速度
を上げて100秒より早い時期に12回の旋回が達成される
ようにする。 以上の制御操作を、１回の原料装入時間内に任意回数実
行することにより、常に原料装入終了と旋回シュートの
目標回数の旋回終了とを一致させることができる。 以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は前
記実施例に示したものに限られるものでないことはいう
までもない。 例えば、荷重測定手段はロードセルに限らず、同様の機
能を有する種々の手段を利用可能であり、又ベルレス装
入装置の具体的構成も種々変更可能である。
説明する。 第１図は、本発明の一実施例に適用可能なベルレス装入
装置の一例を示す正面図である。 上記ベルレス装入装置は、高炉10の上方に、並列に設置
された２基のホッパ12A、12Bを備えるものである。上記
ホッパ12A、12Bの上方には、コンベアシュート30が配設
され、レシービングシュート32を介して上記各ホッパに
原料を供給可能になされている。 上記各ホッパ12A、12Bに供給され、装填された原料は、
それぞれロードセル（荷重測定手段）14で測定される。
又、上記各ホッパ12A、12Bはそれぞれ伸縮接手管24を介
して上部レシーバ34に連結され、該上部レシーバ34は下
部レシーバ36を介して前記高炉10の炉頂に連結されてお
り、上記各ホッパ12A、12Bから原料を流量調整ゲート16
を経て、上記高炉10の炉頂部へ装入可能になされてい
る。 上記各ホッパ12A、12Bからそれぞれ装入される原料は、
炉頂部に設置され、且つ駆動装置38により旋回される旋
回シュート20により、炉内に均等な分布を形成するよう
に分配される。 上記のように、均等な分布を形成するように原料を分配
するためには、例えば、旋回シュート20の予定旋回数の
終点と該シュート20からの原料の排出終了とを実質的に
一致させることが必要であり、又、そのためには、各ホ
ッパ12A、12Bについて、装填された原料量に見合った適
切な初期開度を前記流量調整ゲート16に設定する等によ
り、該ゲート16の開度を適切に制御する必要がある。従
って、上記高炉10内に原料を均等な分布で供給するため
には、流量調整ゲート16の開度を決定する基準となる各
ホッパに装填された原料を高精度で求めることが極めて
重要である。 次に、同一構造物上に２基以上のホッパが並設されてい
るベルレス装入装置について、各ホッパに装填された原
料を、各ホッパについてのロードセルの測定値及び内圧
とを考慮してそれぞれ高精度に算出することを可能とす
る計算方法について、第２図及び第３図を参照して説明
する。 第２図は、単一のホッパ12について、ロードセル14に作
用する荷重の種類を示す概略説明図である。 第２図（Ａ）は、ホッパ12に荷重Ｗの原料が装填された
状態を示し、該荷重Ｗはロードセル14に直接作用する。 第２図（Ｂ）は、ホッパ12に内圧Ｐがかかった場合を示
し、伸縮部24A及び26Aにはそれぞれ推力が発生する。こ
こで、上記伸縮部24A及び26Aにおける比例係数をそれぞ
れA1及びA2とし、第２伸縮接手管26の垂直方向となす角
度をθとすると、内圧Ｐに起因してロードセル14に作用
する推力ＬＰは次式（１）で与えられる。 ＬＰ＝−Ｐ×A1＋Ｐ×A2 sinθ ＝（−A1＋A2 sinθ）Ｐ ＝ＫＰ・Ｐ（ＫＰ：定数） …（１） 第２図（Ｃ）は、前記荷重Ｗ及び推力ＬＰ等に起因して
受梁28が破線の位置までたわんだ場合を示し（たわみ量
＝δ）、この場合、上記伸縮部24A及び26Aにはそれぞれ
ばね反力が発生する。伸縮部24Aの弾性係数をK1、伸縮
部26Aにおける管方向の弾性係数をＫ2L、該管方向に垂
直な方向の弾性係数をＫ2Cとすると、ロードセル14に作
用するばね反力ＬＥは次式（２）で与えられる。 ＬＥ＝−K1δ−Ｋ2L δ sinθ −Ｋ2C δ cosθ ＝−（K1＋Ｋ2L sinθ ＋Ｋ2C cosθ）δ ＝ＫＥ・δ（ＫＥ：定数） …（２） 今、ロードセル14による原料のみの荷重測定値をＬＩと
すると、ホッパ内の原料荷重Ｗは次式（３）となる。 Ｗ＝ＬＩ＋ＬＰ＋ＬＥ …（３） 又、前記（２）式において、たわみ量δは、受梁28のた
わみ係数をＦとすると次式（４）で与えられ、該（４）
式に前記（１）、（２）式を代入すると（５）式が得ら
れる。 δ＝Ｆ（Ｗ＋ＬＰ＋ＬＥ） …（４） δ＝Ｆ（Ｗ＋ＫＰ・Ｐ＋ＫＥ・δ） ∴δ＝Ｆ（Ｗ＋ＫＰ・Ｐ）／（１−Ｆ・ＫＥ） ＝｛F/（１−Ｆ・ＫＥ）｝・Ｗ ＋｛Ｆ・ＫＰ／（１−Ｆ・ＫＥ）｝・Ｐ …（５） 従って、原料荷重Ｗは、前記（３）式から以下のように
して得られる下記（６）式で与えられる。 Ｗ＝ＬＩ＋ＬＰ＋ＬＥ＝ＬＩ＋ＫＰ・Ｐ＋ＫＥ・δ ＝ＬＩ＋ＫＰ・Ｐ＋ＫＥ［｛F/（１−Ｆ・ＫＥ）｝・Ｗ ＋｛Ｆ・ＫＰ／（１−Ｆ・ＫＥ）｝・Ｐ］ ∴Ｗ＝｛１−ＫＥ・F/（１−Ｆ・ＫＥ）｝-1 ×〔ＬＩ＋｛ＫＰ＋Ｆ・ＫＥ・ＫＰ／（１−Ｆ・
ＫＥ）｝・Ｐ〕 ＝Ａ・ＬＩ＋Ｂ・Ｐ …（６） （A,B:係数） 上記（６）式より、単一ホッパの場合は、該ホッパに装
填されている原料荷重Ｗを、ロードセルによる測定値Ｌ
Ｉ及び内圧Ｐの１次関数として表現できる。 次に、第３図に示す３基並列のベルレス装入装置を具体
例として、複数のホッパが並設されている場合について
説明する。 まず、ホッパ12（１）について考えると、該ホッパ12
（１）による受梁28のたわみ量δ１には、他のホッパ12
（２）及び12（３）それぞれによるたわみ量δ２及びδ
３の影響を受ける。従って、上記たわみ量δ１は、前記
（５）式を準用して次式（７）で表わすことができる。 δ１＝ｋ1W・W1＋ｋ1P・P1＋k12 ×δ２＋k13・δ３ …（７） ここで、W1及びP1はそれぞれホッパ12（１）における原
料荷重及び内圧であり、各ｋは何れも係数である。 上記（７）式に、δ２及びδ３それぞれについて前記
（５）式を準用して代入すると、δ１は次式（８）のよ
うに表わせる。 δ１＝ｋ1W・W1＋ｋ1P・P1 ＋ｋ12W・W2＋ｋ12P・P2 ＋ｋ13W・W3＋ｋ13P・P3 …（８） ここで、W2及びP2はホッパ12（２）における重量荷重及
び内圧であり、同様にW3及びP3はホッパ12（３）におけ
る重量荷重及び内圧である。又、各ｋは何れも係数であ
る。 前記（３）式を準用すると原料荷重W1は次式（９）で表
わせる。 W1＝ＬI1＋ＬP1＋ＫE1・δ１ …（９） δ１は、前記（８）式よりＷｉ、Ｐｉ（ｉ＝1,2,3）の
１次関数である。即ち、δ１は、Ｌｉ、Ｐｉ（ｉ＝1,2,
3）の１次関数である。従って、前記（９）式は、次式
（10）で表わすことができる。 W1＝A11LI1＋B11P1＋A12LI2 ＋B12P2＋A13LI3＋B13P3 …（10） ここで、A11〜A13は、ロードセルによる測定値に対する
補正係数、B11〜B13は、内圧に対する補正係数である。 以上と同様の操作を、ホッパ12（２）及び12（３）それ
ぞれについて実行し、原料荷重W2及びW3を求めると、こ
れらW2及びW3は、それぞれ上記（10）式と同等の式で表
わすことができる。従って、ホッパ12（１）〜12（３）
についての原料荷重W1〜W3は、次式（11）に示すマトリ
ックスの積として表現することができる。 ここで、ＬI1、ＬI2及びＬI3は、それぞれホッパ12
（１）、（２）及び（３）におけるロードセルの測定値
であり、P1、P2及びP3はそれぞれ同じく各ホッパにおけ
る内圧である。 上記（11）式において、原料荷重W1についての各係数を
算出する場合の実機による測定の組合せの一例を、下記
第１表に具体的に示す。 なお、各係数は理論的に求めることは可能ではあるが、
頻雑で且つ、精度も劣るため、未知数として、実機の測
定データより求めるのがよい（理論的に求めてもよいこ
とはいうまでもない）。 その場合、未知数が18となるので、３×３×２＝18ケー
スあれば、未知数は求まる。しかし、下記第１表に示す
ように、影響度の大きな係数の場合を重点的に測定する
のが望ましい。 前記（11）式の関係は、同一構造物上に任意の数ｎのホ
ッパが並列に設置されているベルレス装入装置について
も成立する。従って、次の一般式で表現することができ
る。 ここで、Ｗｉ:i番目のホッパにおける原料荷重 Ｌｉ:i番目のホッパにおけるロードセルの測定値 Ｐｉ:i番目のホッパにおける内圧 Ａij:Lｉに乗ずる係数 Ｂij:Pｉに乗ずる係数 以上のように、２基以上のホッパが並設されているベル
レス装入装置では、各ホッパにおけるロードセルの測定
値Ｌｉ及び内圧Ｐｉを成分とするベクトルと各成分に対
する補正マトリクスの積によって秤量補正値を成分とす
るベクトルを算出することにより、各ホッパにおける補
正された原料荷重Ｗｉを求めることができる。 従って、任意の数のホッパが並設されているベルレス装
入装置についても、各ホッパにおける原料荷重を正確に
求めることが可能となるため、該原料荷重に基づいて各
ホッパ下部の流量調整ゲートを適切な開度に制御する
（例えば、初期開度を所定の開度に設定する）ことが可
能となる。その結果、高炉内に設けられた旋回シュート
の目標旋回数の終了と、上記流量調整ゲートを経て炉頂
部に装入され、次いで上記旋回シュートから排出される
原料の排出終了とを一致させることが可能となるため、
炉内には目標通りに原料を均等に分配することが達成さ
れる。 従って、従来、複数のホッパが並設されているベルレス
装入装置の場合は、炉頂における原料の分配制御がうま
くいかず、炉況が悪化する懸念があったが、本実施例に
よれば、炉内の円周方向において目標通りの原料分布を
形成することができるため、炉況を向上することが可能
となると共に、炉況の制御性及び安定性を向上すること
が可能となる。 なお、上記ベルレス装入装置から炉内へ原料を装入する
場合には、旋回シュート20の旋回速度を制御してもよ
く、このように旋回速度を制御することによって、ゲー
ト開度を制御する場合と同等の効果が得られる。例え
ば、ホッパに装填された原料荷重を算出した結果、その
原料を旋回シュートにより目標の旋回回数で炉内に装入
しきるために、ゲート開度が小さい場合には旋回速度も
小さくし、逆にゲート開度が大きい場合には旋回速度も
大きくすることにより、炉内目標位置における原料の分
配量を適切に調整することができる。 コントロールゲートの開度及び旋回シュートの旋回速度
を制御する場合について具体例を挙げて説明する。 いま、ホッパに装填された120tの鉱石を、100秒で旋回
シュートを目標回数の12回旋回させることにより炉内に
装入することが基準として設定されているとする。 前述した方法でロードセルの測定値から算出されたホッ
パ内の鉱石が120tを超えている場合は、旋回速度を固定
し、ゲート開度を上げて装入終了を100秒に一致させる
ようにするか、又はゲート開度を固定し、旋回速度を下
げて100秒より遅れて12回の旋回が達成されるようにす
る。逆にホッパ内の鉱石が120t未満の場合は、旋回速度
を固定し、ロール開度を下げて装入時間が100秒に一致
するようにするか、又はゲート開度を固定し、旋回速度
を上げて100秒より早い時期に12回の旋回が達成される
ようにする。 以上の制御操作を、１回の原料装入時間内に任意回数実
行することにより、常に原料装入終了と旋回シュートの
目標回数の旋回終了とを一致させることができる。 以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は前
記実施例に示したものに限られるものでないことはいう
までもない。 例えば、荷重測定手段はロードセルに限らず、同様の機
能を有する種々の手段を利用可能であり、又ベルレス装
入装置の具体的構成も種々変更可能である。
第１図は、本発明の一実施例に適用可能なベルレス装入
装置を示す正面図、 第２図は、単一のホッパの場合にロードセルに作用する
荷重の種類を示す概略説明図、 第３図は、３基並列のホッパの場合にロードセルに作用
する荷重を説明するための概略説明図、 第４図は、単一ホッパのベルレス装入装置を示す概略構
成図、 第５図は、従来技術を説明するためのベルレス装入装置
の要部を示す概略構成図、 第６図は、上記第５図のベルレス装入装置におけるロー
ドセルの出力を示す線図である。 10……高炉、12……ホッパ、 14……ロードセル、16……流量調整ゲート、 20……旋回シュート、 24、26……伸縮接手管、28……受梁。
装置を示す正面図、 第２図は、単一のホッパの場合にロードセルに作用する
荷重の種類を示す概略説明図、 第３図は、３基並列のホッパの場合にロードセルに作用
する荷重を説明するための概略説明図、 第４図は、単一ホッパのベルレス装入装置を示す概略構
成図、 第５図は、従来技術を説明するためのベルレス装入装置
の要部を示す概略構成図、 第６図は、上記第５図のベルレス装入装置におけるロー
ドセルの出力を示す線図である。 10……高炉、12……ホッパ、 14……ロードセル、16……流量調整ゲート、 20……旋回シュート、 24、26……伸縮接手管、28……受梁。
Claims (2)
- 【請求項１】同一構造物上に２基以上のホッパが並設さ
れ、且つ各ホッパには荷重測定手段が付設されていると
共に伸縮接手管が連結されているベルレス装入装置を用
い、 一のホッパにおける原料の荷重測定値に対し、該一のホ
ッパの内圧による補正と、他のホッパにおける原料の荷
重測定値及び内圧による補正とを行って上記一のホッパ
に装填された原料荷重を算出することを特徴とするベル
レス炉頂装入装置における原料荷重の算出方法。 - 【請求項２】同一構造物上に２基以上のホッパが並設さ
れ、且つ各ホッパには荷重測定手段が付設されていると
共に伸縮接手管が連結されているベルレス装入装置を用
い、 一のホッパにおける原料の荷重測定値に対し、該一のホ
ッパの内圧による補正と、他のホッパにおける原料の荷
重測定値及び内圧による補正とを行って上記一のホッパ
に装填された原料荷重を算出し、 上記一のホッパに装填された原料をコントロールゲート
を介して炉頂部に設置されている旋回シュートに導入
し、該旋回シュートを目標回数旋回させながら該旋回シ
ュートから上記原料を炉内に排出させて装入する際、 算出した上記原料荷重に基づいて、旋回シュートの目標
回数の旋回終了と、該旋回シュートからの原料の排出終
了とが一致するように、上記一のホッパにおけるコント
ロールゲートの開度又は旋回シュートの旋回速度を制御
することを特徴とするベルレス炉頂装入装置における原
料装入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2136210A JPH0733529B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | ベルレス炉頂装入装置における原料荷重の算出方法及び原料装入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2136210A JPH0733529B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | ベルレス炉頂装入装置における原料荷重の算出方法及び原料装入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0428806A JPH0428806A (ja) | 1992-01-31 |
| JPH0733529B2 true JPH0733529B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=15169890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2136210A Expired - Fee Related JPH0733529B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | ベルレス炉頂装入装置における原料荷重の算出方法及び原料装入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0733529B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002302707A (ja) * | 2001-04-04 | 2002-10-18 | Kawasaki Steel Corp | ベルレス高炉用並列バンカの測定重量補正に適用する影響係数の補正方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2692513B2 (ja) * | 1992-11-10 | 1997-12-17 | 東レ株式会社 | ポリエステル繊維の製造方法および装置 |
| JP5664306B2 (ja) * | 2011-02-09 | 2015-02-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高炉原料の装入方法および高炉原料装入設備 |
-
1990
- 1990-05-25 JP JP2136210A patent/JPH0733529B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002302707A (ja) * | 2001-04-04 | 2002-10-18 | Kawasaki Steel Corp | ベルレス高炉用並列バンカの測定重量補正に適用する影響係数の補正方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0428806A (ja) | 1992-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |