JPH0775743A - ダブルローテータミルの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、セメント原料の粉砕等に用いるダブ
ルローテータミルの制御方法に関し、ダブルローテータ
ミルを自動的にかつ安定的に稼動させる。 【構成】音響の偏差と音響の変化率を制御変数に加えて
第１のローテータミルへの原料のフィード量の設定値を
調整した。また第２のローテータミルに吹込む温風の差
圧の偏差に基づてい振分けダンパーの振分け率を調整し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セメント製造用原料等
の粉砕に用いるダブルローテータミルの制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】セメント原料の粉砕のために、従来よ
り、ミルを２室備えたダブルローテータミルが使用され
ている。図１２はダブルローテータミルの一例を表わし
た概略構成図である。このダブルローテータミル１０を
構成する１室１１には、外部から供給された塊状のセメ
ント製造用原料と、セパレータ１２、振分けダンパー１
３を経由した原料粗粉が供給される。またこの１室１１
には温風も吹き込まれ、１室１１の内部では温風雰囲気
中で、供給されたセメント製造用原料及び原料粗粉が粗
粉砕される。

【０００３】またこのダブルローテータミル１０を構成
する２室１４には振分けダンパー１３を経由した原料粗
粉が供給される。またこの２室１４には温風も吹き込ま
れ、２室１４の内部では、温風雰囲気中で、供給された
原料粗粉が微粉砕される。１室１１および２室１４で粉
砕された原料は、バケットエレベータ（以下「ＢＥ」と
略記することがある）１５に移されて持ち上げられ、セ
パレータ１２に供給される。セパレータ１２では、十分
に微細な粒度に粉砕された微粉末と、粉砕がまだ不十分
な原料粗粉とに分離される。

【０００４】微細粉末は、そのままこのダブルローテー
タミル１０から搬出され、原料粗粉は振分けダンパー１
３に供給される。振分けダンパー１３では、供給された
原料粗粉がその振分けダンパー１３の開度に応じた振分
け率で振り分けられる。１室１１および２室１４に供給
された温風は、グリッドセパレータ１６、サイクロン１
７およびファン１８を経由して図示しない電気集塵機に
吹き出される。グリッドセパレータ１６では、温風とと
もにこのグリットセパレータ１６に入り込んだ原料がバ
ケットエレベータ１５に戻され、このグリットセパレー
タ１６を温風とともに通過した微粉末はサイクロン１７
で回収される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
たダブルローテータミルにおいては、そのミルの能力を
十分に発揮させるためには、ミル内のボールが空打ちせ
ずかつボールの動きが阻害されない適度な量の原料をフ
ィードすることが重要である。１室１１の音響レベルを
用いた制御は従来より試みられてきたが、ＰＩＤ制御等
の１ループコントローラでは、ミル内の通過時間に起因
する時間遅れにより、１室１１の音響レベルを最適値に
安定させることが困難であった。

【０００６】また２室１４においても音響レベルを検出
し振分けダンパー１３による原料粗粉の振分け量を調節
することが試みられてきたが、２室１４の音響レベルは
１室１１の音響レベルに比べ非常に小さく、１室１１の
音響の影響により、２室１４の音響の変化を十分な精度
で検出することは困難である。またセパレータ１２に戻
った原料粗粉の２室１４への振分け量が多くなりすぎる
と、２室１４の入口よりこぼれがおきやすく、安全をみ
て２室１４に少量しか戻さないために２室１４の能力が
十分に発揮されず、結果的にフィード量を上げられない
ことが多かった。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、ダブルローテ
ータミルを自動的にかつ安定的に稼動させることのでき
る制御方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のダブルローテータミルの第１の制御方法は供給され
た原料を温風雰囲気中で粗粉砕する第１のローテータミ
ル、供給された原料粗粉を温風雰囲気中で微粉砕する第
２のローテータミル、粉砕された原料を、所望の粒度以
下に微粉砕された微砕粉末と所望の粒度よりも粗い原料
粗粉とに分離するセパレータ、そのセパレータで分離さ
れた原料粗粉を、外部から供給される塊状原料とともに
上記第１のローテータミルに供給される原料粗粉と、上
記第２のローテータミルに供給される原料粗粉とに振り
分ける振分けダンパー、および上記第１のローテータミ
ルおよび上記第２のローテータミルで粉砕された原料を
持ち上げて上記セパレータに供給するバケットエレベー
タを備えたダブルローテータミルの運転を制御するダブ
ルローテータミルの制御方法において、上記第１のロー
テータミルへの原料のフィード量、上記第１のローテー
タミルの運転音の音響パワーの設定値からの偏差、その
音響パワーの変化率、および上記バケットエレベータの
消費電力の設定値からの偏差に基づいて、上記第１のロ
ーテータミルへの原料のフィード量設定値の調整を行う
ことを特徴とするものである。

【０００９】また本発明のダブルローテータミルの第２
の制御方法は、上記構成のダブルローテータミルの運転
を制御するダブルローテータミルの制御方法において、
上記第２のローテータミルへ供給される温風の、その第
２のローテータミルへの入口での圧力とその第２のロー
テータミルからの出口での圧力との差圧の設定値からの
偏差に基づいて、上記振分けダンパーの振分け率の調整
を行うことを特徴とするものである。

【００１０】ここで、上記第１の制御方法、上記第２の
制御方法において、それぞれ、上記第１のローテータミ
ルの原料のフィード量設定値の調整、上記振分けダンパ
ーの振分け率の調整をファジィ制御を用いて行うことが
好ましい。尚、本発明においては、上記の第１の制御方
法と上記第２の制御方法が、同一のダブルローテータミ
ルに対し同時に実行されてもよいことはもちろんであ
る。

【００１１】

【作用】本発明の第１の制御方法は、上記第１のローテ
ータミルへの原料のフィード量、上記第１のローテータ
ミルの運転音の音響パワーの設定値からの偏差、その音
響パワーの変化率、および上記バケットエレベータの消
費電力の設定値からの偏差の４変数を制御変数とし、特
に音響の偏差と音響の変化率を制御変数に加えて第１の
ローテータミル（図６に示す１室１１）への原料のフィ
ード量の設定値を調整したことから、１室１１の安定稼
動が図られ、１室１１の音響レベルが最適値に安定化さ
れた。

【００１２】また、本発明の第２の制御方法は、第２の
ローテータミル（図６に示す２室１４）に吹込む温風の
差圧の偏差に基づいて振分けダンパーの振分け率を調整
したことから、２室１４の入口よりこぼれが生じない限
度まで原料の振分け量を多くすることができることにな
り、２室１４の能力を十分に引出し、結果的にミルのフ
ィード量を上げることができた。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。こ
の実施例における制御の対象は図１２に示す構造の既設
のダブルローテータミル１０であり、このダブルローテ
ータミル１０の構造については前述したためここでの重
複説明は避けるが、このダブルローテータミル１０の概
要は以下の通りである。

【００１４】形式：ダブルローテータミル ミル本体径：３４００ｍｍφ ミル本体長：１１５６０ｍｍ 能力：９０Ｔ／Ｈ 主駆動：１４５０ｋＷ 図１は、図１２に示すダブルローテータミル１０を制御
するために構築した制御装置のハードウェア構成図であ
る。

【００１５】検出された変数の入力やプロセスの制御出
力等、図６に示すダブルローテータミル１０との間の入
出力はプロセスコントローラ２１が担っており、プロセ
スコントローラに入力されたプロセス変数はファジィコ
ントローラ２２に入力され、ファジィコントローラ２２
の出力はプロセスコントローラ２１を経由して、プロセ
ス、即ち図１２に示すダブルローテータミル１０に出力
される。ファジィコントローラ２２には、プログラムや
データの記憶のためのハードディスク２３、フロッピィ
ディスク２４をアクセスするディスクコントローラ、表
示のためのＣＲＴディスプレイ２５、およびプリントア
ウトのためのプリンタ２６が接続されている。この実施
例ではプロセスコントローラ２１として三菱電機（株）
製プロセスコントローラＭＡＣＴＵＳを用い、ファジィ
コントローラ２２として富士電機（株）製ファジィコン
トローラーＬ−３００を用いた。このファジィコントロ
ーラ２２の仕様は、表１の通りである。

【００１６】

【表１】

【００１７】以下、図１に示す制御装置を用いた、図１
２に示すダブルローテータミル１０の制御について説明
する。 （１）制御ループ数は２ループであって、フィード量設
定ルールと振分けダンパー１３の開度設定ルールの２種
類のルールよりなる。プロセス入出力は表２の通りであ
る。

【００１８】

【表２】

【００１９】入力値は全てプロセスコントローラ２１で
６０〜１８０ｓｅｃの時間遅れ演算してある。入力の各
偏差の目標値は全てプロセスコントローラ２１の画面か
ら変更できる。ミル１室１１の音響変化率とは、現在値
と過去の音響の比較により計算した音響の変化の割合
（％／分）をいい、本実施例では５分前の値と現在値を
比較している。

【００２０】 音響変化率（％／分）＝（現在値−５分前の値）／５ （２）ルール作成の基本的考え方 ボールミルでは、ミル内のボールが空打ちせず、かつ、
ボールの動きが阻害されない適度な量の原料をミル内に
フィードすることにより最適運転が達成されると考えら
れる。

【００２１】今までの運転では、ミル内状況の指標とし
て、バケットエレベータ１５の消費電力やミル音響を用
いてＰＩＤ制御を試みてきたが、ミル系の時間遅れや種
々の外乱等により不安定になりやすく、オペレータの手
動運転に頼っていた。そこでファジィ制御を用いて、１
室１１では主として音響によりフィード量を制御し、２
室１４では１室１１の音響の影響を受けやすいので、２
室１４の差圧により、振分けダンパー１３の開度を制御
することを基本にルールを作成した。

【００２２】（３）制御ルール概要 本実施例におけるルールおよびメンバーシップ関数を、
表３〜表５および図２〜図９に示す。表３，表４、図２
〜図７はフィード量制御用のルールおよびメンバーシッ
プ関数である。但し、図７は、図６のフィード量設定値
のメンバーシップ関数の部分拡大図である。また、表
５、図８，図９は、振分けダンパーの開度制御用のルー
ルおよびメンバーシップ関数である。

【００２３】バケットエレベータ１５の消費電力および
１室１１の差圧は、精粉細度の変更・原料の乾燥状態に
よりベースが変化し、最適運転のためには目標値を常に
変更しなければならないので、ルールからは除外した。

【００２４】

【表３】

【００２５】

【表４】

【００２６】

【表５】

【００２７】以下では、表１〜表３，図２〜図９の全体
の説明に代え、制御ルールの概要について説明する。 （３−１）フィード量設定ルール （定常時；表３，表４のＮｏ．１〜１９）ルールの概要
を図１０に示す。音響偏差のみでフィード量を大きく動
かし過ぎると、音響は波になりやすいため音響が目標付
近ならば変化率を見て、上昇方向ならフィード増加、下
降方向なら減少とする。また、目標から大きく外れた場
合は、更に音響偏差の判断を加える。偏差および変化率
のメンバーシップ関数は、重なり部分があるため実際に
は２つ以上の出力が合成される。また、定常時にフィー
ド量の上昇が速すぎると波になりやすいので、上げる場
合の出力はほとんど「少し上げる」のみとしている。ま
たバケットエレベータ１５の機械的保護のため、電力が
上限を越えると無条件にフィードダウンする。

【００２８】（フィードアップ用；表４のＮｏ．２０〜
２３）図１１に示すような、フィード量現在値のメンバ
ーシップ関数を作り、フィード量が少ないという範囲を
設定した。この範囲内で、かつ音響が高い時は、フィー
ドを多め（大きく上げる・上げる）に増加する。尚図１
１の目標値とは、フィード量の制御目標ではなく現在の
フィード量が少ないと判断するためのものである。

【００２９】（ミル詰り防止用；表４のＮｏ．２４〜２
５）大きな詰りを防止するために、音響が非常に低い時
は大幅にフィードダウンする。 （３−２）振分けダンパー１３の開度設定制御（表５の
Ｎｏ．２６〜３２） ２室１４の差圧が目標より高くなれば、振分けダンパー
１３を１室１１側へ、低くなれば２室１４側へ開く。２
室１４側への原料供給を急に増加させると、２室１４の
トラニオンからのこぼれが多いため、振分けダンパー１
３を１室１１側へは速く、２室１４側へは遅く開くよう
に設定している。

【００３０】以上の制御を行った結果、表６〜表８に示
す結果が得られた。ここでは、ファジィ制御における各
目標値（１室１１の音響，２室１４の差圧）の変更によ
る運転比較を行った。尚、表６〜表８に結果を示すテス
トにおいて、電力原単位は、ミル本体の原料ベースのも
のであり、またテスト中の石灰石水分は０．７〜０．９
％で大きな変化はなかった。

【００３１】

【表６】

【００３２】

【表７】

【００３３】

【表８】

【００３４】これらの表６〜表８から、目標に適合した
良好な制御が行われていることが分かる。尚、従来は１
室１１の音響２６％、２室１４の差圧４０ｍｍＡｑ程度
で運転されていたので、上記の制御装置（図１参照）を
導入することにより０．８ｋＷ／ｔ（７．３％）のエネ
ルギー低減化が図られることになる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特に音響の偏差と音響の変化率を制御変数に加えて第１
のローテータミル（図１２に示す１室１１）への原料の
フィード量の設定値を調整したことから、１室１１の音
響レベルが最適値に安定化された。また、本発明では第
２のローテータミル（図１２に示す２室１４）に吹込む
温風の差圧の偏差に基づいて振分けダンパーの振分け率
を調整したことから、２室への振分け量を高めることが
でき、２室の能力が十分に引出された。これらのことか
ら、ダブルローテータミルが自動的かつ安定的に稼動し
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】ダブルローテータミルを制御するために構築し
た制御装置のハードウェア構成図である。

【図２】本実施例におけるメンバシップ関数を示した図
である。

【図３】本実施例におけるメンバシップ関数を示した図
である。

【図４】本実施例におけるメンバシップ関数を示した図
である。

【図５】本実施例におけるメンバシップ関数を示した図
である。

【図６】本実施例におけるメンバシップ関数を示した図
である。

【図７】本実施例におけるメンバシップ関数を示した図
である。

【図８】本実施例におけるメンバシップ関数を示した図
である。

【図９】本実施例におけるメンバシップ関数を示した図
である。

【図１０】フィード量設定ルールの概要を示した図であ
る。

【図１１】フィード量現在値のメンバーシップ関数の概
要を示した図である。

【図１２】ダブルローテータミルの一例を表わした概略
構成図である。

【符号の説明】

１１ １室 １２ セパレータ １３ 振分けダンパー １４ ２室 １５ バケットエレベータ １６ グリッドセパレータ １７ サイクロン １８ ファン ２１ プロセスコントローラ ２２ ファジィコントローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給された原料を温風雰囲気中で粗粉砕
   する第１のローテータミル、供給された原料粗粉を温風
   雰囲気中で微粉砕する第２のローテータミル、粉砕され
   た原料を、所望の粒度以下に微粉砕された微砕粉末と該
   所望の粒度よりも粗い原料粗粉とに分離するセパレー
   タ、該セパレータで分離された前記原料粗粉を、外部か
   ら供給される塊状原料とともに前記第１のローテータミ
   ルに供給される原料粗粉と、前記第２のローテータミル
   に供給される原料粗粉とに振り分ける振分けダンパー、
   および前記第１のローテータミルおよび前記第２のロー
   テータミルで粉砕された原料を持ち上げて前記セパレー
   タに供給するバケットエレベータを備えたダブルローテ
   ータミルの運転を制御するダブルローテータミルの制御
   方法において、 前記第１のローテータミルへの原料のフィード量、前記
   第１のローテータミルの運転音の音響パワーの設定値か
   らの偏差、該音響パワーの変化率、および前記バケット
   エレベータの消費電力の設定値からの偏差に基づいて、
   前記第１のローテータミルへの原料のフィード量設定値
   の調整を行うことを特徴とするダブルローテータミルの
   制御方法。
2. 【請求項２】 供給された原料を温風雰囲気中で粗粉砕
   する第１のローテータミル、供給された原料粗粉を温風
   雰囲気中で微粉砕する第２のローテータミル、粉砕され
   た原料を、所望の粒度以下に微粉砕された微砕粉末と該
   所望の粒度よりも粗い原料粗粉とに分離するセパレー
   タ、該セパレータで分離された前記原料粗粉を、外部か
   ら供給される塊状原料とともに前記第１のローテータミ
   ルに供給される原料粗粉と、前記第２のローテータミル
   に供給される原料粗粉とに振り分ける振分けダンパー、
   および前記第１のローテータミルおよび前記第２のロー
   テータミルで粉砕された原料を持ち上げて前記セパレー
   タに供給するバケットエレベータを備えたダブルローテ
   ータミルの運転を制御するダブルローテータミルの制御
   方法において、 前記第２のローテータミルへ供給される温風の、該第２
   のローテータミルへの入口での圧力と該第２のローテー
   タミルからの出口での圧力との差圧の設定値からの偏差
   に基づいて、前記振分けダンパーの振分け率の調整を行
   うことを特徴とするダブルローテータミルの制御方法。
3. 【請求項３】 前記調整が、ファジィ制御に基づいて行
   われるものであることを特徴とする請求項１又は２記載
   のダブルローテータミルの制御方法。