JPH0776372B2 - 高炉に対する装入を制御する方法 - Google Patents

高炉に対する装入を制御する方法

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JPH0776372B2
JPH0776372B2 JP61107541A JP10754186A JPH0776372B2 JP H0776372 B2 JPH0776372 B2 JP H0776372B2 JP 61107541 A JP61107541 A JP 61107541A JP 10754186 A JP10754186 A JP 10754186A JP H0776372 B2 JPH0776372 B2 JP H0776372B2
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    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高炉への装入を制御する方法に関する。高炉
は、炉の装入表面上に材料を分布するために回転または
振動式スパウトを備え、炉上に材料を貯蔵する一つ以上
のホツパーを備え、各ホツパーはそのホツパーからスパ
ウトへの装入材料の流量を調節するための調合装置を有
している。更に高炉はホツパーの内容量を測定する秤量
装置を備えている。本発明の材料装入制御方法は、ホツ
パーの内容量を定められた期間内に流出させるために調
合装置を最初に開いて居なければならぬ程度を計算また
は実験により決め、所定の一定流速と所定期間内に流出
し尽すのを確実にするに必要な調合バルブの該当する位
置との論理的カーブを異なるタイプの材料並びに異なる
装入条件に対して記憶しておき、これらのカーブは各瞬
間に、参考の流速Qc及びバルブの開き位置を指示し、一
方で、ホツパーの内容物の単位時間Δｔ当りの重量減Δ
ｐを測定することにより現実の流速Qcを求め、この現実
の流速Qrを参考流速Qcと比較する。
分布スパウトによる高炉の装入は普通には貯蔵ホツパー
の内容物を装入面上に対角線的に対称でかつ円形に均質
的な層を沈積するような具合に行われる。この為には、
一般に所定の時間を要するが、それは炉の収量と容量、
分布の方法、バルブの開閉、装入材料の必要位置への運
搬等のような操作の調整によって支配される。この時間
が知られていると、ホツパーからの流出を制御している
調合バルブの開きは、スパウトがそれの全軌道上を掃引
して必要とされる期間が切れた時に空になるような具合
に調節されるべきである。
この目的のためには、バルブは上記された具合で、かつ
又、米国特許第3929240号及び第4074816号に記されてい
るような具合に調節される。理論では、この線上に操作
される調整は、製錬所により要求される正確な層を沈積
することを可能にするはずである。実用上には、不幸に
も、そうは行かない、何故ならばバルブの位置に関せ
ず、或るパラメーターが流速に影響しているからであ
る。例えば記憶されている標準データと装入される材料
の性質とを基にして、ある決められた流速を得るために
バルブの開きの程度が選ばれたとして、流れの相の始め
には、排出開口上の材料の重量のせいで該速度が増して
いるかも知れない。これに対し、ホツパーが空になるに
つれ、又、空になる時に、流速は該速度以下に感じてい
ることになる。このことで操作が遅くされるにつれ、ホ
ツパーの内容物が炉中に排出さるべき期間は不可避的に
超過され、これが装入プログラムを乱すのみでなく、装
入を邪魔して対称性を維持することを阻止して装入面の
円形軌道における材料の高さに変化をつけてしまう。流
速はまた、材料の湿気の程度とか、粒の大きさのような
更に別の因子でも影響されうる。
この欠点を治すために、流速の変動に従って調合バルブ
の位置を修正する、すなわち、ホツパーの重量の減少で
測定される如き、現実の流速が参考流速を超える時、僅
かに閉じ、流速がこの後者の値以下に落ちるとより広く
開くというようにする試みが行われて来た。しかしなが
ら、現実には、バルブの或る位置に該当する流速は、こ
の位置が実際に到達された後にのみ決められることが出
来、この流速を決めるのにかかる時間の経過に鑑み、位
置的修正が行われている時のバルブの理想位置ないし参
考位置は、これが知られることが出来る前に変化し得な
いように到達される。換言すると、バルブが動く方向が
どうであろとも、すなわち、開こうと閉じようと、常に
過剰の距離だけ移動されるので、そうすると、反対方向
にそれを動かして修正しなければならない。その結果
は、現実の流速が参考値の周りに常に変動することにな
る。
この方法で得られる唯一の好ましい結果は、ホツパーの
内容物の排出に対して要求されている時間に多かれ少な
かれ正確に従うことを可能にすることである。しかし、
流速の変動のせいで、装入材料の沈積は、修正が行われ
ないときにくらべてずっと不均一になる。その上更に、
バルブが交代に開いたり閉じたりする際、バルブの移動
の反転で、けいれん状モーメントを惹起して秤量装置内
に“うその推進力”を起すことになるという追加的不便
をも含んでいる。
本発明の目的は、調合バルブの操作の新しい方法で、参
考流速に該当するほぼ一定流速を確実ならしめるような
ものを提供することにある。
本発明によれば、炉の装入表面上に材料を分布する回転
または振動式分布スパウトと、炉の上に材料を貯蔵する
ため一つ以上のホツパーを備え、各々のホツパーにはホ
ツパーからスパウトへの装入材料の流れを調節するに役
立つ調合装置が設けられており、ホツパーの内容量を測
定する秤量装置を備え、ホツパーの内容物を所望の時間
内に流出し尽す為に最初にバルブが開いて居らねばなら
ぬ程度を計算または実験により求め、かつ異なる型の材
料と異なる装入条件とに対しても所望の時間内に流出し
尽すのを確実にするのに必要な、所定流量と対応した調
合バルブの位置との理論的カーブを記憶し、これらのカ
ーブが各瞬間における参考流速Qcとバルブの位置とを指
示し、所定の時間間隔毎に、単位時間Δｔ当りのホツパ
ーの内容量の重量減少Δｐを測定して実現の流速Qrを求
めこれを参考の流速Qcと比較するようになっている高炉
に対する装入を制御する方法において、 調合バルブは、現実の流速Qrが参考の流速Qc以下である
時に何時でも開かれ、現実の流速Qrが参考の流速Qc以上
である時はその位置に保たれるようにしたことを特徴と
する。
バルブの開き調節幅が参考の流速Qcに該当するバルブ位
置と現実の流速Qrに該当するものとの間の差ΔＳに等し
いと有利である。
一つの有利な変案では、バルブが作用するときの速度は
差ΔＳに比例しているので、もしもこの差ΔＳが相当な
ものであるとすると、バルブは比較的迅速に移動され、
他方、もしもこの差ΔＳが僅かにしかない時は、バルブ
はゆっくりと移動される。
更に、バルブが意図された位置を過ぎて動かぬことを確
実にするために、追加の手段として、バルブの移動速度
が、差ΔＳが既定最小値に達すると、ゼロになるように
なっている。
更に別の特徴と利点とは、付図を参照して以下に詳細に
記述された一つの好ましい態様から明かになろう。
第１図では、太い線のカーブPrは現実の重量、すなわ
ち、測定した重量を表しており、点とダツシユとの線Pc
は、所望の期間Ｔにおいて平均した速度で装入材料を装
入するようにした参考重量を表している。これらのカー
ブの勾配すなわち、Δp/Δｔは流速を表し、カーブPcの
流速Qcは一定である。
これらのカーブPr及びPcの水平部分は調合バルブ閉口相
を表している。バルブが、記憶されたデータ（以前の装
入操作および実験に基づいて得たデータ）により計算さ
れた開き位置またはカーブPcの流速Qcに該当する開き位
置に達すると、ホツパーの重量の減少速度は直線的であ
りカーブPcの流速Qcに該当する一定流速を確実にする。
しかしながら、第１図の二つのカーブPr,Pcの展開に示
されている如くに、ホツパー内に実際に在る材料の重量
と一定の流速Qcで減少して行った場合にホツパー中に存
在すべき材料の量との間の差はずんずんと大きくなって
行き、ホツパーは所望の時間Ｔが終ってからも長時間に
わたり空にならない。
そこで、カーブPrとPcとの間の差を補償するためにバル
ブの位置を修正すると、第２図に示された如き事情にな
る。すなわち現実の流速は参考流速Qcの周りに振動す
る。何故ならば、バルブは現実の流速が参考の流速Qcに
対して過不足の各場合に、バルブが開閉される方向がど
うであっても、過剰の距離へ移動されるからである。
ところで、もしもバルブの開き位置の修正操作が本発明
によって実施されれば、すなわち、バルブの位置を開け
る方向にのみ修正させると、カーブPrはそれになり直線
化され、カーブPcと合致するようになる。それで第３図
に示す如くに、所定の流速Qcが満される。
もしも本発明による操作でバルブを過剰に開く結果にな
っても、すなわち、測定された流れが参考の流速Qcより
大きくなっても、バルブは閉じる方向へは動かされな
い。何故ならば、第１図により与えられた情報から、現
実の流速はバルブの位置を変えることなしにいずれ必然
的に減少するからである。
かかる本発明のバルブ位置修正操作を行うに好ましい例
を第４図を参照して説明する。第４図は炉10の頭部を示
し、駆動装置14により炉の軸の周りに回転せしめられか
つ排出角度が調整されるスパウト12を含んでいる。炉10
に担われた枠16が一組の圧力セル（cell）20を介してホ
ツパー18を支えている。これらの圧力セル20はホツパー
18の重量、又かくしてホツパーの内容物の重量を常に示
している。このホツパー18の排出オリフイスは調合バル
ブ22により制御されて居る。バルブ22は、炉の軸の周り
に対称的移動される二つの羽根（registers）から成っ
ていてもよい。調合バルブ22は水力シリンダー24により
作動され、他方、バルブ22の現実の位置は位置検知器26
により常に測定されている。
第４図は単に一つの中央装入ホツパー18だけを示してい
る。しかし、本発明は二つ以上のホツパーを含んでいる
他の施設にも等しく応用可能であることは明かである。
調合装置22の位置を制御している水力シリンダー24は加
圧された油を水力供給器30から受ける“比例的作用”型
の水力ゲート28によって作動されている。制御回路はコ
ンピユーター32を含み、それが計算を行い、総ての必要
データを記憶する。このコンピユーター32からの情報は
制御ユニツト34へ伝達される。制御ユニツト34は油の流
れ（すなわち、水力シリンダー24及びバルブ22の操作速
度）を調節するために水力ゲート28を制御する。
コンピユーター32はホツパー18の内容物の現実の重量と
調合バルブ22の現実の位置とをそれぞれ表す情報Pr及び
Srを常に受取っている。また、コンピユーター32は装入
プログラムを通ずる参考データ、特に、ホツパー18の内
容物を流出するための所望の時間Ｔを、装入プログラム
および／または材料の分布の関数として、受理する。コ
ンピユーター32は、装入材料の性質に関する種々のパラ
メーターや特定材料の所定の流出を確実にするに要する
バルブ位置などのような、制御作用に必要な情報を記憶
する。この情報は、前の装入操作から得られた知識に照
して、更新して来た一連の操作結果から主として得られ
ている。コンピユーター32はこれらのデータを基にして
計算をし、バルブ22の操作に対して、制御装置34へ指令
を提供する。例えば、コンピユーター32はホツパー18の
内容物の排出に要求された時間Ｔを知り、また、これら
の内容物の重量Prと、材料の性質に関するパラメータ
ー、特にその粒の大きさ、及び排出の速度に影響する他
のパラメーターを知って、参考流速Qcを計算する。更に
この流速Qcから、バルブ22の最初の開きの位置を決め
る。制御装置34はコンピユーター32から受取った指令に
基づき、水力ゲート28を制御する。水力ゲート28はシリ
ンダー24を作動させてゲート22が参考開き位置Scを占め
るようにする。この操作は検知器26により制御されてい
る。検知器26はバルブの現実の位置Srに関する情報を制
御装置34へ供給する。制御装置34は現実位置Srと参考位
置Scとの間の差ΔＳがほぼゼロである時にバルブ22の開
き運動を停止する。バルブ22がその参考開き位置Scを占
めた後、コンピユーター32は例えば、３乃至４秒毎に、
ホツパー18の重量の減少速度を測定する。そうすると、
次の三つのうちのいずれかの一つが起る： 1. 現実の流速Qr（すなわち、単位時間当りの重量減）
が参考流速Qcに等しいか、または、無視しうる量（予め
定められた任意の量）内だけ異なっている。そうする
と、バルブ22は最初の開き位置のままに保たれる。
2. 現実の流速Qrが参考流速Qcより上である。すなわ
ち、バルブの位置Srが開きすぎである。すなわち、ΔＳ
＝Sc−Srが負である。このときも、バルブ位置の修正は
行わない。なぜなら、第１図について詳細に説明した通
り、現実の流速Qrは、バルブ22の位置に何らの変更を加
えなくとも自動的に減少し、所定流速Qcに近づくことが
知られているからである。なお、もしもΔＳが例外的に
或る上限限度を越えて立上るときには、バルブは予め選
定されたこの上限制限に相当する程度まで自動的に閉じ
られる。このように、予防の方途が、例えば、プログラ
ム化の誤差に備えられている。
3. 現実の流速Qrが参考流速Qcより下である。すなわ
ち、バルブ22の前記の参考開き位置Scが不充分である。
そうすると、バルブ位置を開く方向への修正が行われ
る。このとき、コンピユーター32は参考流速Qcと実現の
流速Qrに該当するバルブ位置をそれぞれ計算し、これら
二つの位置間の差ΔＳを求める。制御装置34は水力ゲー
ト28を介してバルブ22をΔＳに等しい値だけ開くように
作用する。この修正は現実の流速が或る既定値だけ参考
の流速から少なくなると、いつでも繰返される。バルブ
22のこれらの連続的に修正された参考開き位置はコンピ
ユーター32内に記憶される。従って比較しうる条件下に
行われる次の装入では、修正回数が少なくなる。
本発明の一つの特に有利な応用法では、制御装置34によ
り決められた値ΔＳに応じて油の流れはバルブ28により
調節される。すなわち、バルブ28はΔＳがかなりの時に
一層迅速に移動され、ΔＳが減少するにつれ、段々ゆっ
くりと移動される。なおΔＳが所定の下部制限に到達す
ると、バルブの移動を停止するのが好ましい。これによ
りバルブは第２図に描かれた事情を繰返す危険のある参
考開き位置を通過しないことが確かにされる。
最後に、強調さるべきことは、本法の実施の為に第４図
を参照して記述されたハードウエアは、説明としてのみ
採用されたものであり、或る要素は、同じ機能を行う他
のものと置換えることが出来る。例えば、調節用バルブ
の水力制御は空気力回路または電気的回路網で置換え出
来、その時は“比例的作用”型のバルブは、サーボバル
ブまたは、サイルスター回路で、それぞれ置換される。
【図面の簡単な説明】
第１図はバルブ位置が修正されない時のホツパーの重量
が受ける減量を示すカーブである。 第２図は双方の方向でのバルブ位置の修正をしたときの
ホツパーの重量の減少のカーブである。 第３図はバルブの位置が本発明によって一方向のみに修
正される時のホツパーの重量の減少に対するカーブであ
る。 第４図は本発明により提案された方法を行うための装置
の全体的略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−46306（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−43406（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】炉の装入表面上に材料を分布する回転また
    は振動式分布スパウトと、炉の上に材料を貯蔵するため
    一つ以上のホツパーを備え、各々のホツパーにはホツパ
    ーからスパウトへの装入材料の流れを調節するに役立つ
    調合装置が設けられており、ホツパーの内容量を測定す
    る秤量装置を備え、ホツパーの内容物を所望の時間内に
    流出し尽す為に最初にバルブが開いて居らねばならぬ程
    度を計算または実験により求め、かつ異なる型の材料と
    異なる装入条件とに対しても所望の時間内に流出し尽す
    のを確実にするのに必要な、所定流量と対応した調合バ
    ルブの位置との論理的カーブを記憶し、これらのカーブ
    が各瞬間における参考流速Qcとバルブの位置とを指示
    し、所定の時間間隔毎に、単位時間Δｔ当りのホツパー
    の内容量の重量減少Δｐを測定して現実の流速Qrを求め
    これを参考の流速Qcと比較するようになっている高炉に
    対する装入を制御する方法において、 調合バルブは、現実の流速Qrが参考の流速Qc以下である
    時に何時でも開かれ、現実の流速Qrが参考の流速Qc以上
    である時はその位置に保たれるようにしたことを特徴と
    する装入制御方法。
  2. 【請求項２】バルブの最初の開きが、結果としての流速
    が計算された参考の流速Qcに該当することを確実にする
    ように、選ばれている特許請求の範囲第１項記載の方
    法。
  3. 【請求項３】バルブの開き調節幅が参考の流速Qcに該当
    するバルブ位置と現実の流速Qrに該当するバルブ位置と
    の間の差ΔＳに等しくなっている特許請求の範囲第１項
    記載の方法。
  4. 【請求項４】バルブの作用速度は必要なバルブ移動の差
    ΔＳに比例しているようになっている特許請求の範囲第
    １項か第３項かに記載の方法。
  5. 【請求項５】差ΔＳが既定の最小に到達すると、バルブ
    移動速度はゼロになるようになっている特許請求の範囲
    第４項記載の方法。
JP61107541A 1985-05-10 1986-05-09 高炉に対する装入を制御する方法 Expired - Lifetime JPH0776372B2 (ja)

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KR (1) KR930009386B1 (ja)
CN (1) CN1006554B (ja)
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