JPS5942734B2

JPS5942734B2 - 焼結操業の制御方法

Info

Publication number: JPS5942734B2
Application number: JP16553580A
Authority: JP
Inventors: 晃佐々木; 敏彦夏見; 素郎安田; 克之三木
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1980-11-25
Filing date: 1980-11-25
Publication date: 1984-10-17
Also published as: DE3146525A1; DE3146525C2; JPS57152431A; FR2494721B1; FR2494721A1

Description

【発明の詳細な説明】この発明は焼結操業の制御方法に関するもので、とくに
新規なオペレーションガイドシステムにもとづくコンピ
ューター出力によって、生産性や製品品質などの究極管
理目標を適正なものにする焼結操業の制御方法に関する
ものである。

一般に、焼結操業における究極の管理項目は、安定な品
質をもつ焼結鉱を、必要な量だけ生産する点にあること
、よく知られたことである。

品質の点については、強度、粒度分布、化学組成（Ｆｅ
Ｏ，ＣａＯ，５ｔ０２、Ａ４０ｓ）などの目標値を
満足することが重要であり、また生産性についてもそれ
が高い確率で達成されることが重要である。

ただ、これだけでは十分でなく、その他に設備管理を目
標とする；例えば吸引負圧が大きすぎて配管ダクトが破
損するのを防ぐのには、ダクト内の風圧を一定範囲にす
る必要があるのと同じように、電気集塵機内での結露や
発火を防ぐため、あるいは脱硫装置の反応効率を維持す
るために排風湯度を一定に維持することなどの設備管理
についても一定の基準内で操業していく必要がある。

′二股に、上述したような管理目標というのは、いずれ
も焼結層の通気抵抗を適正に保つことにより達成される
。

しかしながら、焼結原料ベット切出し時の原料の成分や
粒度の変動、配合槽内の原料の粒度偏析、水分含有量の
変動などによる配合原料層の通気度の変化や焼結完了位
置の変化により、焼結層の通気抵抗は大きく変動し、安
定した操業を維持する上での外乱となる。

通常オペレーターは、操業目標値の経時変ｆヒや外乱を
各種の測定結果や計器を観測して判定し、それにもとづ
いてオペレーター自身の経験によって操作を行っている
。

しかしながら、監視すべき計器は１０種類を越え、測定
結果などの情報も多岐にわたる。

しかも、与えられた情報に対してそれに対応する操作の
方も、カット、層厚、コークス、ダンパー開度、パレッ
ト速度などと多数の操業因子があり、それらの中から状
況に応じ最も適正なものを選んで操作しなければならな
い。

このような実情から現在性われている焼結操業は、複雑
でありオペレーターの長年の経験や勘に頼る面が多く、
自動化もローカルな制御に限られているために安定した
操業が行われているとはいい難いのが実態である。

そこで、本発明は、焼結操業において操業状況の変化を
定量的な指数で得るのに便利な通気性レベルの判定結果
にもとすいて把握判定し、各状況に応じた最も適正な操
作の選択力軸動的に行なわれるように構成した焼結操業
の制御方法の提案を目的としている。

以下にその構成の詳細を説明する。

この発明は、予め設定した複数の管理項目をもとに、以
下に説明するようなオペレーションガイドシステムを使
ってコンピューターによって焼結操業の制御を行うよう
にした方法である。

この発明において用いるオペレーションガイドシステム
は、基本的に；（１）管理項目の目標値と操業状況下の実測値との比較
判定（２）第１工程の判定結果に基づく風量操作と焼結層の
通気性レベルの判定（３）第１および第２工程の判定結果に基づく設備保守
に対する通気レベル調整（４）第１および第２工程の判定結果に基づく操業管理からなる。

これを第１図の実施例にもづき詳述する。

（１）の過程は生産量の目標値に対する判定１、焼結鉱
強度（実施例：シャッター強度）の目標値に対する判定
２、排風温度（実施例：排風機通過ガス温度）の目標値
に対する判定３、排風圧力（実施例：排風機通過ガス圧
力）の目標値に対する判定４の管理項目よりなる。

それらの各管理項目には、目標値と許容管理範囲が設定
されている。

これらの目標値および許容範囲は焼結工場や周囲の条件
によりおのずから決まるものである。

この第１の過程においては、コンピューターにより各管
理項目の実測値の平均値を適当な時間間隔により計算し
、その平均値が許容範囲内にあるかどうかを判断させる
。

そして、平均値が許容範囲内にある場合はＯ（ゼロ）、
許容上限値を越える場合は＋１、下限値以下の場合は−
１の表示を出力するように構成する。

ただし排風圧力が上限を越えた場合は、後述の通気不良
（−１）に対応し排風圧力は上限値を越えた場合のみ設
備保守上問題がある。

したがって、排風圧力は上限値を越える場合のみ（−１
）の表示を出力するようにする。

（２）の過程における判定なりびに風量操作は、（１）
の過程での出力内容にもとづいて作動する。

（１）の出力内容がすべてＯ（ゼロ）の場合５；すなわ
ちいずれの管理基準も満足されている場合は、焼結層通
過風量の変動６が■式によりコンピューター内で判断さ
れる。

１（Ｑ−ｃｌ）＋に’！−Ｓ１≧Ａ・・・・・・・・
・■ｉここでＱ：焼結層通過風量、亘：目標風量、Ｋ：定数、
Ａ：風量変動許容範囲（実施例１００ｍ／ｍ１ｎ）であ
る。

■式は左項がＡより犬の場合風量変動犬Ｉと判定され、
コンピューターから＋１または−１の表示が出力され、
その出力にもとづき原料層の通気抵抗を調整するカット
操作（ドラムフィーダーの回転数を変え、原料切出し量
を調整し、カットオフプレート部で焼結層の充填密度を
調整する操作）８が指示される。

また、■式の左項がＡより小の場合風量変動小と判定さ
れ、コンピューターからＯ（ゼロ）の表示が出力され操
作は行われない９゜なお、前記０式中のＱは１５分の平
均値であり、その計算と１５分毎の■式の判断がコンピ
ューターによりなされる。

このように、焼結層の通過風量を中間目標として通気性
変動を定量的基準により判断し制御するのが本システム
の特徴であり、その結果操業目標値の変動を事前に抑制
することができるようになる。

なお、この過程での焼結層の通気性についての、通気抵
抗φ＝Ｐ／Ｑｎ（ただしＰ：排風圧）などでも観測でき
るが、焼結操業の目標は生産量などの操業指標を精度よ
く達成することにあることを考えれば、生産量と理論的
に比例関係がある風量を用いるのが好適であると判断し
た。

しかも、本システムで採用したこの目標風量Ｑは、操業
目標である焼結鉱強度、生産量、排風温度の動きと対応
させるため、移動平均値を用い、しだいに変化させた。

このように風量Ｑを動的にとらえるようにしたのは次の
理由による。

すなわち、焼結鉱強度や生産量の測定値は、焼結鉱が焼
結ストランドを落下後クーラーを経たその３０分後に得
られる。

したがって、たとえば強度や生産量の基準が満足されて
いる場合、約３０分前の焼結層風量を維持すれば今後も
操業目標を満足できると考えるためである。

実施例では、前述したような３０分の応答時間を考慮し
て１５分平均風量の５点移動平均値を目標風量とした。

目標風量の計算は３０分毎に行うようにした。

次に、同じ＜（３）の過程において、（１）の出力内容
のいずれかひとつ以上が０（ゼロ）でない場合１１、す
なわちいずれか１以上の管理基準が満足されない場合は
、次の■、■式により過去と現在の通気性レベル１０の
判定を行う。

・過去の通気性レベルをＰＲＰとする。

ＰＲＰ＝ＴＭ／ＴＯ・・・・・・・・・ ■・
現在の通気性レベルをＰＲＮとすると、ＱＰＲ内＝ＰＲＰ十α（Ｑ−Ｑ＋に−）・・・・・・・■
ｔここでＴＭ：排風温度、−Ｔ（、：クーラー排風温度
、α、に：定数である。

■、■式で焼結層の通気性レベルが判定できる理由は次
の通りである。

パレット速度一定のもとて焼結層の通気抵抗が大きくな
ると、焼結完了位置は排鉱部側に寄ることになり、排風
温度は低下し、クーラ一温度は上昇する。

通気抵抗が小さくなると焼結完了位置は給鉱部側に寄り
各温度は逆の傾向を示す。

すなわち排風温度とクーラー排風温度の比により焼結層
の通気抵抗のレベルが推定できる。

ここで過去値と現在値で示したのは、計算のもとになっ
ている排風温度、クーラー排風温度には３０分程度の遅
れがあるためで、現在の通気性レベルＰＲＮはＰＲＰを
風量変化で補正されなければならない。

過去の通気レベルＰＲＰを用いているのは、前述のよう
に焼結鉱強度、生産量、排風温度には３０分程度の遅れ
があるので、これらに対応させるには過去の通気性レベ
ルの算出が必要になるからである。

通気性のレベルは、過去、現在値ともに一定の値（実施
例０．７）を基準に判断され、その値の大小により＋１
（通気良）、−１（通気不良）の判定がなされる。

例えば、いずれかの管理基準が１つ以上満足されていな
い場合、過去と現在の通気レベルを対照し、次の（３）
、（４）の過程で望ましい方向に通気性レベルの修
正を行う。

この通気性レベルは、上述したように焼結完了位置（Ｂ
ＴＰ）やパレット末から２番目のウィンドボックス位置
での排風温度の測定によっても得られるが、排風温度／
クーラー排風温度の方が信頼性があることが判ったので
これを採用した。

次の（３）の過程は、各排風設備の能力範囲内で主とし
て行う設備保守のための通気レベルの直接的な調整段階
である。

具体的な操作内容を述べると次の通りである。

（ａ）マイナス符号の風圧高１１と判定され、現在
の通気性レベルと同符号（通気性不良）１２と判定され
た場合は、次工程で通気の調整を行うことになるが、風
圧が高く通気が良い状態では、ダンパー開度過大と判断
し、直ちにダンパー開度を小さく１３して直接通気調整
をする。

（ｂ）排風温度が上・下限値を超え１４、過去の通
気性レベルと同符号１５と判定された場合、次工程で通
気の修正を行うことができる。

しかし、排風温度が＋１又は−１の符号で現われ、過去
の通気性レベルと異符号の場合は、適正なコークス量に
調整１６する。

（ｃ）現在の通気性レベルが過去の通気性レベルと異付
号１６と判断され、排風圧力が適正である１７と判断さ
れた場合、自然に強度や生産量の修正が行われる可能性
があるので、通気レベル調整の操作はせずに様子を見る
１８ｏただし、通気レベルが同符号（現在と過去）の場
合又は風圧が高い場合は、次の過程（４）で通気性の調
整が行われる。

さて、最後の（４）の過程では、上述の通気性レベルを
管理基準として与えられた操業目標との関連において、
それを満足するように操業管理を行う。

この接作は、（ａ）通気性が不良で強度も低く生産が不足してい
る場合（符号すべて−１）２０は、焼は残りやコークス
不足による焼成不良など不適正な操業と考えられるので
、パレット速度を下げコークスを上げる操作２１を行う
。

（ｂ）通気性が良好な場合２２で強度が低い場合２
３には、カットまたは層厚の上昇操作２４で対処する。

一方、強度が適正か過大の場合２３には、生産量の過不
足２５により、２４，２６の操作を行う。

（ｃ）通気性が不良な場合２２で生産量が過大の場合２
１には、パレット速度を低下させる操作２８を行う。

一方、生産量が適正か不足の場合２７には、強度の状態
２９．３０により、３つの操作２８，３１，３２に分れ
る。

この（４）の過程の操作の選択には、通気性、強度、生
産量のレベルにより８通りのケースが含まれ、強度の確
保を生産量の維持よりも優先させている。

これらの操作の選択の基準は、操業経験や操業データ解
析により見い出したところ次のような関係をベースにし
ている。

（イ）パレット速度を増すと生産量は増大し強度は低下
する。

（ｒ：Ｊ）層厚、カットを増すと強度は現状維持か増加
傾向に、生産量は現状維持か低下傾向を示す。

（ハ）コークスを増すと通気性が低下し強度は増し、生
産量は現状維持か低下傾向となる。

次に、この発明の実施例について説明する。

この実施例の前述したオペレーションガイドシステムの
特徴は、操業上の中間目標として焼結層通過風量を敗り
入れでいることであるが、この通過風量について本発明
にもとづいて操業を行った場合と、経験豊富なオペレー
ターの判断に従った操業（通常操業）を行った場合のそ
の焼結層通過風量の変動を第１表に比較して示した。

この表から判るように風量変動（１５分毎平均値の連続
した一定個数の値の標準偏差）は、本発明実施例のほう
が小さい。

また、第２図は本発明のオペレーションガイドシステム
にもとづいて、コンピューターを用いて操業を行った場
合と、通常操業を行った場合の焼結鉱の歩留を比較した
ものである。

本発明方法のほうが焼結鉱品質の変動が少なく歩留が向
上していることが判る。

なお、本発明実施例での各管理項目の目標値と許容管理
範囲は第２表の通りである。

以上説明したように本発明によれば、焼結鉱の強度や生
産性および設備上の制約条件の変化、あるいは通気性の
変動を定量的な基準にもとづいて判断するようにしてい
るため、オペレーターの勘や経験による判断が除去され
、誤操作やオペレーターの経験による差が入りにくい。

才だ、操業上の中間目標として風量ならびに通気レベル
を設定し、それを制御することを敗り入れたので、最終
的な管理目標の変動を事前に抑制できる。

さらに、いくつかの異なった状況を総合的に判断し操作
を決めるので状況に応じた最も適切な操作が選択され得
る。

したがって、焼結鉱品質の安定化と歩留の向上や目標生
産量を確率よく達成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかわるオペレーションガイドシス
テムによる自動運転操業を説明するフローチャート図、
第２図は従来例との比較を示す焼結鉱製品歩留の比較推
移図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１生産量、焼結鉱強度、主排風温度、排風圧力からな
る４つの項目を管理基準としてコンピューターに設定し
、このコンピューターを含ムオペレーションガイドシス
テムにもとづいて操業制御を自動的に行わせるに当り、
そのオペレーションガイドシステムが、管理項目の目標
値と操業状況下の実測値との比較判定を行う第一の段階
と、第一段階の判定結果に基づく風量操作と風量による
焼結層通気性の判定とを行う第二の段階と、第一および
第二段階の判定結果に基づく設備保守のための通気レベ
ルの調整を行う第三の段階と、第一および第二段階の判
定基果に基づく通気レベルによる操業管理を行う第四の
段階とで構成されている゛ことを特徴とする焼結操業の
制御方法。