JPH079011B2 - 高炉炉内装入物の分布制御方法 - Google Patents
高炉炉内装入物の分布制御方法Info
- Publication number
- JPH079011B2 JPH079011B2 JP6383489A JP6383489A JPH079011B2 JP H079011 B2 JPH079011 B2 JP H079011B2 JP 6383489 A JP6383489 A JP 6383489A JP 6383489 A JP6383489 A JP 6383489A JP H079011 B2 JPH079011 B2 JP H079011B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tuyere
- distribution
- flow rate
- control
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture Of Iron (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は高炉炉内装入物の分布制御方法、特にその周
方向の分布制御に関する。
方向の分布制御に関する。
［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］ 従来高炉炉内装入物の分布制御を行う方法としては、例
えばムーバブルアーマやベルレス装入装置を用いた鉱石
／コークスの層厚比分布制御がある。これらの制御系
は、炉内の半径方向の分布制御を主目的としており、円
周方向分布制御を行うと、半径方向の分布制御ができな
かった。
えばムーバブルアーマやベルレス装入装置を用いた鉱石
／コークスの層厚比分布制御がある。これらの制御系
は、炉内の半径方向の分布制御を主目的としており、円
周方向分布制御を行うと、半径方向の分布制御ができな
かった。
一方、炉内円周方向の送風流量分布を制御することを目
的として高炉羽口用熱風制御バルブが開発されている。
このバルブを用いて羽口送風流量制御により炉内円周バ
ランス制御を行なうことができる。しかし、羽口数が多
いため、通常のPID制御系で制御を行うと、例えば或る
羽口の流量を制御するとそれに隣接した羽口がその影響
を受けて羽口間で干渉が起こり、制御が不安定になると
いう問題点があった。
的として高炉羽口用熱風制御バルブが開発されている。
このバルブを用いて羽口送風流量制御により炉内円周バ
ランス制御を行なうことができる。しかし、羽口数が多
いため、通常のPID制御系で制御を行うと、例えば或る
羽口の流量を制御するとそれに隣接した羽口がその影響
を受けて羽口間で干渉が起こり、制御が不安定になると
いう問題点があった。
第５図は従来のPID制御系による制御方法を実施した装
置及びその関連設備の説明図である。図において、（1
0）は高炉、（11）は環状管であり、高炉（10）に熱風
を送る。（12）は熱風制御バルブであり、環状管（11）
に周方向に４個設けられ、羽口に送られる熱風の流量を
調整する。
置及びその関連設備の説明図である。図において、（1
0）は高炉、（11）は環状管であり、高炉（10）に熱風
を送る。（12）は熱風制御バルブであり、環状管（11）
に周方向に４個設けられ、羽口に送られる熱風の流量を
調整する。
（20）はサウンジングレベル計で、（20a）はその検出
部であり、高炉炉頂部の周方向に４個所設置され、炉内
の周方向のストックレベルをそれぞれ計測する。（21）
は流量計であり、環状管（11）から熱風制御バルブ（1
2）を介して羽口に送られる熱風の流量を検出する。（2
2a）は演算・制御回路で、サウンジングレベル計（20）
及び流量計（21）の出力に基づいてPID制御を行って熱
風制御弁（12）の弁開度を求める。（23）は弁調整器で
あり、演算・制御回路（22）で求めた弁開度に基づいて
熱風制御弁（12）の開度を調整する。
部であり、高炉炉頂部の周方向に４個所設置され、炉内
の周方向のストックレベルをそれぞれ計測する。（21）
は流量計であり、環状管（11）から熱風制御バルブ（1
2）を介して羽口に送られる熱風の流量を検出する。（2
2a）は演算・制御回路で、サウンジングレベル計（20）
及び流量計（21）の出力に基づいてPID制御を行って熱
風制御弁（12）の弁開度を求める。（23）は弁調整器で
あり、演算・制御回路（22）で求めた弁開度に基づいて
熱風制御弁（12）の開度を調整する。
第６図は炉の羽口部分の説明図であり、図示のように炉
をNo.1〜No.4の４つのブロックに分割し、各ブロックN
o.1〜No.4はそれぞれ第５図に示した制御系によりその
熱風制御バルブ（12）の開度が制御される。例えばNo.1
のブロックにステップ状の外乱（例えばスリップ等によ
るサウンジングレベルの急変）を与えると、熱風制御バ
ルブ（12）により流量制御が成されるが、第７図に示す
ように各ブロックの流量制御は羽口間の干渉により発散
し、制御不能になる。
をNo.1〜No.4の４つのブロックに分割し、各ブロックN
o.1〜No.4はそれぞれ第５図に示した制御系によりその
熱風制御バルブ（12）の開度が制御される。例えばNo.1
のブロックにステップ状の外乱（例えばスリップ等によ
るサウンジングレベルの急変）を与えると、熱風制御バ
ルブ（12）により流量制御が成されるが、第７図に示す
ように各ブロックの流量制御は羽口間の干渉により発散
し、制御不能になる。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、制御システムの制御ゲインを自動的に決定し、羽
口の送風流量制御系間の干渉を除いて熱風制御バルブを
制御することにより、炉内装入物の円周方向の分布を均
一にすることを可能にした高炉炉内装入物の分布制御方
法を提供することを目的とする。
ので、制御システムの制御ゲインを自動的に決定し、羽
口の送風流量制御系間の干渉を除いて熱風制御バルブを
制御することにより、炉内装入物の円周方向の分布を均
一にすることを可能にした高炉炉内装入物の分布制御方
法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る高炉炉内装入物の分布制御方法は、各羽
口に設けた熱風制御バルブを介して羽口送風流量を操作
することにより、高炉炉内の装入物の分布を制御する方
法であって、次の各工程を有する。
口に設けた熱風制御バルブを介して羽口送風流量を操作
することにより、高炉炉内の装入物の分布を制御する方
法であって、次の各工程を有する。
（ａ）炉内の周方向を複数の領域に分割して、各領域の
羽口送風流量を変化させるのに必要な各領域の熱風制御
バルブの開度の変更量の関係式を各領域間の干渉を考慮
して予め求めておく工程。
羽口送風流量を変化させるのに必要な各領域の熱風制御
バルブの開度の変更量の関係式を各領域間の干渉を考慮
して予め求めておく工程。
（ｂ）前記各領域毎の前記高炉炉内の装入物の分布量の
格差をなくすために必要な装入物の分布量の変動値を、
各領域間の干渉を考慮して各領域について各々求める工
程。
格差をなくすために必要な装入物の分布量の変動値を、
各領域間の干渉を考慮して各領域について各々求める工
程。
（ｃ）各領域の前記装入物の分布量の変動値、各領域の
羽口送風流量、及び少なくとも１制御タイミング以上前
のこれらの値から、各領域の羽口送風流量の変更量を求
める工程。
羽口送風流量、及び少なくとも１制御タイミング以上前
のこれらの値から、各領域の羽口送風流量の変更量を求
める工程。
（ｄ）前記各領域の羽口送風流量の変更量から、前記関
係式により、熱風制御バルブの開度の変更量炉内の周方
向を複数の領域に分割して、各領域の制御を決定する工
程。
係式により、熱風制御バルブの開度の変更量炉内の周方
向を複数の領域に分割して、各領域の制御を決定する工
程。
［作用］ この発明においては、炉の円周方向の装入物分布状態が
検出されると、各領域間の干渉を考慮したうえで、各領
域間の装入物の分布量の格差をなくすのに必要な熱風制
御バルブの開度が、各領域の干渉を考慮して求められ、
熱風制御バルブの開度がこの開度になるように制御され
る。これにより、各領域の制御干渉がなくなり、炉内装
入物の分布は均一に保たれる。
検出されると、各領域間の干渉を考慮したうえで、各領
域間の装入物の分布量の格差をなくすのに必要な熱風制
御バルブの開度が、各領域の干渉を考慮して求められ、
熱風制御バルブの開度がこの開度になるように制御され
る。これにより、各領域の制御干渉がなくなり、炉内装
入物の分布は均一に保たれる。
［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例に係る方法を実施した装置
及びその関連設備の説明図である。図において、（22）
は演算・制御回路であり、サウンジングレベル計（20）
及び流量計（21）の出力に基づいて後述する所定の演算
を行って熱風制御弁（12）の弁開度を求める。第５図と
同一符号のものは同一又は相当部を示すものとする。第
１図の実施例の構成と第５図の構成との相違点は演算・
制御回路（22）と（22a）にあり、両者の演算内容が異
なるのみで、他の構成は同一である。
及びその関連設備の説明図である。図において、（22）
は演算・制御回路であり、サウンジングレベル計（20）
及び流量計（21）の出力に基づいて後述する所定の演算
を行って熱風制御弁（12）の弁開度を求める。第５図と
同一符号のものは同一又は相当部を示すものとする。第
１図の実施例の構成と第５図の構成との相違点は演算・
制御回路（22）と（22a）にあり、両者の演算内容が異
なるのみで、他の構成は同一である。
第２図は演算・制御回路（22）の演算動作を示したフロ
ーチャートである。演算・制御回路（22）は、サウンジ
ングレベル計（20）のストックレベルに基づいて、周方
向のストックレベルを均一にするのに必要な各方向の変
更量を求める（S1）。例えば東西南北のサウンジングレ
ベル計（20）の を、 とすると、このときの は次式により求められる。
ーチャートである。演算・制御回路（22）は、サウンジ
ングレベル計（20）のストックレベルに基づいて、周方
向のストックレベルを均一にするのに必要な各方向の変
更量を求める（S1）。例えば東西南北のサウンジングレ
ベル計（20）の を、 とすると、このときの は次式により求められる。
△YS＝YS−1/4（YS＋YE＋YN＋YW） △YE＝YE−1/4（YS＋YE＋YN＋YW） △YN＝YN−1/4（YS＋YE＋YN＋YW） △YW＝YW−1/4（YS＋YE＋YN＋YW） …（１） 次に、羽口送風量とこれらの制御対象間の制御ゲインを
後述する方法により求め、次の（２）式により羽口送風
流量変更量を求める（S2）。
後述する方法により求め、次の（２）式により羽口送風
流量変更量を求める（S2）。
なお、m,nは現在よりも何周期前までのサンプリングデ
ータを制御に反映させるかを示す定数である。［Ａ］及
び［Ｂ］は後述する方法で決定される制御ゲインマトリ
ックスである。
ータを制御に反映させるかを示す定数である。［Ａ］及
び［Ｂ］は後述する方法で決定される制御ゲインマトリ
ックスである。
ここで、 は４方向の羽口送風流量の変更量であり、次式で表され
る。
る。
本管の送風量が一定という条件で、各ブロック間の羽口
の送風流量比を制御する場合には、（３）式により制御
系間の干渉を除き、熱風制御バルブ（12）の開度を変更
する（S3）。
の送風流量比を制御する場合には、（３）式により制御
系間の干渉を除き、熱風制御バルブ（12）の開度を変更
する（S3）。
ここで、［Ｃ］は制御ゲインマトリックス、 はバルブ開度の変化量（４方向）であり、 は（１）式で求めた送風量変化量（４方向）である。演
算・制御回路（22）でこのようにして求められたバルブ
開度の変化量（４方向） は弁調整器（23）に送出され、弁調整器（23）はその に基づいて熱風制御バルブ（12）の開度を調整し、各バ
ルブ（12）を介して送風される熱風流量を制御し、分布
を均一にする。
算・制御回路（22）でこのようにして求められたバルブ
開度の変化量（４方向） は弁調整器（23）に送出され、弁調整器（23）はその に基づいて熱風制御バルブ（12）の開度を調整し、各バ
ルブ（12）を介して送風される熱風流量を制御し、分布
を均一にする。
ところで、上記の［Ａ］，［Ｂ］，［Ｃ］の各制御ゲイ
ンマトリックスは次式のように表され、予めそれぞれ求
められる（S4）。
ンマトリックスは次式のように表され、予めそれぞれ求
められる（S4）。
［Ａ］；A1iを要素とするマトリックス ｌ＝S,E,N,W ｉ＝１〜ｍ ［Ｂ］；B1jを要素とするマトリックス ｌ＝S,E,N,W ｊ＝１〜ｎ ［Ｃ］;C11を要素とするマトリックス ｌ＝S,E,N,W 制御ゲインマトリックス［Ａ］，［Ｂ］は、基本的PID
等の制御式をディジタル変換したものとして求められる
が、実プロセスにおいては周知の手段を用いて実験によ
り微調整を行なって決定する。制御ゲインマトリックス
［Ｃ］は、各領域の熱風制御弁（12）の開度を変化させ
たときの、各領域の羽口送風流量の変化の割合を測定
し、オンライン最小自乗法により［Ｃ］の逆マトリック
スを求めて、数値計算により逆マトリックス変換により
求める。
等の制御式をディジタル変換したものとして求められる
が、実プロセスにおいては周知の手段を用いて実験によ
り微調整を行なって決定する。制御ゲインマトリックス
［Ｃ］は、各領域の熱風制御弁（12）の開度を変化させ
たときの、各領域の羽口送風流量の変化の割合を測定
し、オンライン最小自乗法により［Ｃ］の逆マトリック
スを求めて、数値計算により逆マトリックス変換により
求める。
第３図は必要変化量、羽口送風量変化量及び羽口送風量
の関係を示したタイムチャートであり、同図（Ａ）はス
トックレベルYSが平均レベルY0｛＝1/4（YS＋YE＋YN＋Y
W）｝より大で、ストックレベルYNが平均レベルY0より
小であって、必要変化量△YSが負で，△YNが正の場合を
示している。同図（Ｂ）は各必要変化量△YS，△YNに対
する羽口送風量変化量△FS，△FNの関係を示している。
更に、同図（Ｃ）は羽口送風量FS，FNを示している。こ
れらの図から明らかなように、所定の制御周期ts毎に制
御がなされ、ストックレベルYS及びYNは平均値YOにな
り、高炉内のストックレベルの分布は均一になる。
の関係を示したタイムチャートであり、同図（Ａ）はス
トックレベルYSが平均レベルY0｛＝1/4（YS＋YE＋YN＋Y
W）｝より大で、ストックレベルYNが平均レベルY0より
小であって、必要変化量△YSが負で，△YNが正の場合を
示している。同図（Ｂ）は各必要変化量△YS，△YNに対
する羽口送風量変化量△FS，△FNの関係を示している。
更に、同図（Ｃ）は羽口送風量FS，FNを示している。こ
れらの図から明らかなように、所定の制御周期ts毎に制
御がなされ、ストックレベルYS及びYNは平均値YOにな
り、高炉内のストックレベルの分布は均一になる。
第４図はこの実施例において、No.1のブロックにステッ
プ状の外乱が入った場合のシミュレーションのタイムチ
ャートであり、第５図の場合に比べて急速に流量が平均
値になる状態が示されている。
プ状の外乱が入った場合のシミュレーションのタイムチ
ャートであり、第５図の場合に比べて急速に流量が平均
値になる状態が示されている。
なお、上記の実施例はストックレベルの周方向の分布を
制御する場合について述べたが、炉頂ガス温度又は溶融
帯位置の周方向の分布も同様に制御することができ、そ
の場合にはサウンジングレベル計（20）の代わりに、炉
頂ゾンデ又は溶融帯ゾンデを用いて、周方向の分布を検
出する。そして検出された周方向の分布に基づいて上述
の実施例と同様な演算をすることでそれぞれの分布制御
がなされる。
制御する場合について述べたが、炉頂ガス温度又は溶融
帯位置の周方向の分布も同様に制御することができ、そ
の場合にはサウンジングレベル計（20）の代わりに、炉
頂ゾンデ又は溶融帯ゾンデを用いて、周方向の分布を検
出する。そして検出された周方向の分布に基づいて上述
の実施例と同様な演算をすることでそれぞれの分布制御
がなされる。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、各羽口の制御系間の干
渉を取り除くようにして各領域の羽口送風流量の変更量
を求めて熱風制御バルブの開度を調整するようにしたの
で、各羽口の制御系間での干渉が防止され、安定した制
御動作が得られ、高炉装入物の均一な周方向の分布が得
られる。
渉を取り除くようにして各領域の羽口送風流量の変更量
を求めて熱風制御バルブの開度を調整するようにしたの
で、各羽口の制御系間での干渉が防止され、安定した制
御動作が得られ、高炉装入物の均一な周方向の分布が得
られる。
第１図はこの発明の一実施例に係る方法を実施した装置
及びその関連設備の説明図、第２図は演算・制御装置の
演算動作を示すフローチャート、第３図は各制御量の関
係を示したタイムチャート、第４図は外乱が入力したと
きの過渡的な分布状態を示したタイムチャートである。 第５図は従来方法を実施した装置及びその関連設備の説
明図、第６図は高炉の羽口の説明図、第７図は外乱が入
力したときの過渡的な分布状態を示したタイムチャート
である。 図において、（10）は高炉、（11）は環状管、（12）は
熱風制御バルブ、（20）はサウンジングレベル計、（2
2）は演算・制御回路である。
及びその関連設備の説明図、第２図は演算・制御装置の
演算動作を示すフローチャート、第３図は各制御量の関
係を示したタイムチャート、第４図は外乱が入力したと
きの過渡的な分布状態を示したタイムチャートである。 第５図は従来方法を実施した装置及びその関連設備の説
明図、第６図は高炉の羽口の説明図、第７図は外乱が入
力したときの過渡的な分布状態を示したタイムチャート
である。 図において、（10）は高炉、（11）は環状管、（12）は
熱風制御バルブ、（20）はサウンジングレベル計、（2
2）は演算・制御回路である。
Claims (1)
- 【請求項１】各羽口に設けた熱風制御バルブを介して羽
口送風流量を操作することにより、高炉炉内の装入物の
分布を制御する方法において、 （ａ）炉内の周方向を複数の領域に分割して、各領域の
羽口送風流量を変化させるのに必要な各領域の熱風制御
バルブの開度の変更量の関係式を各領域間の干渉を考慮
して予め求めておく工程と、 （ｂ）前記各領域毎の前記高炉炉内の装入物の分布量の
格差をなくすために必要な装入物の分布量の変動値を、
各領域間の干渉を考慮して各領域について各々求める工
程と、 （ｃ）各領域の前記装入物の分布量の変動値、各領域の
羽口送風流量、及び少なくとも１制御タイミング以上前
のこれらの値から、各領域の羽口送風流量の変更量を求
める工程と、 （ｄ）前記各領域の羽口送風流量の変更量から、前記関
係式により、熱風制御バルブの開度の変更量を決定する
工程とを 有することを特徴とする高炉炉内装入物の分布制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6383489A JPH079011B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 高炉炉内装入物の分布制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6383489A JPH079011B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 高炉炉内装入物の分布制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02243708A JPH02243708A (ja) | 1990-09-27 |
| JPH079011B2 true JPH079011B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=13240775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6383489A Expired - Lifetime JPH079011B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 高炉炉内装入物の分布制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079011B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2797907B2 (ja) * | 1993-06-30 | 1998-09-17 | 日本鋼管株式会社 | 高炉羽口送風流量制御方法及び装置 |
| JP5181877B2 (ja) * | 2008-07-02 | 2013-04-10 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 竪型スクラップ溶解炉を用いた溶銑製造方法 |
-
1989
- 1989-03-17 JP JP6383489A patent/JPH079011B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02243708A (ja) | 1990-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS5675533A (en) | Combustion controlling device for heating furnace | |
| JPS6041557A (ja) | 電気集じん器用調整装置 | |
| Kim et al. | An application of min–max generalized predictive control to sintering processes | |
| JPH079011B2 (ja) | 高炉炉内装入物の分布制御方法 | |
| US5600982A (en) | Method for suppressing the influence of roll eccentricities on the control of the rolled product thickness in a roll stand | |
| RU2251721C2 (ru) | Интеллектуальная система регулирования | |
| JP2000129319A (ja) | 高炉炉熱制御方法及び装置 | |
| US3285320A (en) | Method and apparatus for controlling flow of fuel gas | |
| JPH0232041B2 (ja) | ||
| JP2797907B2 (ja) | 高炉羽口送風流量制御方法及び装置 | |
| JP4110780B2 (ja) | 高炉炉内溶銑温度及び外乱の推定方法 | |
| JPS5935212A (ja) | 複数の加熱域を有する炉の温度制御装置 | |
| JPS6117445Y2 (ja) | ||
| JPH0477614B2 (ja) | ||
| JPH03236422A (ja) | 連続焼鈍炉における板温制御方法 | |
| Herath Pathirannahalage et al. | RTD-Based Setpoint Determination Method for Controlling Pharmaceutical Continuous Manufacturing Processes | |
| JPS54103241A (en) | Method of setting and controlling room temperature | |
| SU1569802A1 (ru) | Система автоматического регулировани | |
| JPH06240318A (ja) | 高炉装入物の分布制御方法 | |
| JPS62263516A (ja) | 加熱炉の温度制御方法及び装置 | |
| JP3141664B2 (ja) | ファジィ推論装置のファジィ知識転送装置および方法 | |
| JPH0327285B2 (ja) | ||
| KR20020002109A (ko) | 소결기의 속도제어장치 및 속도제어방법 | |
| JP2003342628A (ja) | 転炉の炉圧制御方法，その装置 | |
| Brown et al. | Nonlinear Systems Stability Analysis Applied to Materials Processing |