(57)【要約】【課題】規格外のクリンカを早期に発見し、製品への混入を抑制する。【解決手段】クリンカクーラから排出されたクリンカの画像を認識し、排出された前記クリンカの搬送先を、製品貯蔵手段または規格外品貯蔵手段のいずれかに切り替える切替手段を有し、前記画像認識手段は、前記クリンカの白色度を認識し、前記切替手段は、認識された前記白色度があらかじめ設定された白色度閾値以上となった場合、前記画像のうち、前記白色度閾値以上となった面積を算出し、前記算出された面積を積算し、この積算面積が所定の面積閾値以上となった場合、異常信号を出力し、前記異常信号の回数が異常信号閾値以上となった場合、警報を出力し、前記警報の回数が警報閾値以上となった場合、前記クリンカの搬送先を前記規格外品貯蔵手段に切り替える。【選択図】図２
2014214071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリンカクーラから排出されたクリンカの画像を認識し、
排出された前記クリンカの搬送先を、製品貯蔵手段または規格外品貯蔵手段のいずれかに切り替える切替手段を有し、
前記画像認識手段は、前記クリンカの白色度を認識し、
前記切替手段は、
認識された前記白色度があらかじめ設定された白色度閾値以上となった場合、前記画像のうち、前記白色度閾値以上となった面積を算出し、
前記算出された面積を積算し、この積算面積が所定の面積閾値以上となった場合、異常信号を出力し、
前記異常信号の回数が異常信号閾値以上となった場合、警報を出力し、
前記警報の回数が警報閾値以上となった場合、前記クリンカの搬送先を前記規格外品貯蔵手段に切り替えること
を特徴とするセメント製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のセメント製造方法において、
前記積算面積に基づいて前記クリンカ中の塩素濃度を計算することで、前記製品貯蔵手段または前記規格外品貯蔵手段のいずれかにおける前記クリンカ中の塩素濃度を常時監視すること
を特徴とするセメント製造方法。
【請求項３】
クリンカクーラを有するセメント製造装置において、
前記クリンカクーラから排出されたクリンカの画像を認識する画像認識手段と、
製品貯蔵手段と、
前記製品貯蔵手段とは別に設けられた規格外品貯蔵手段と、
排出された前記クリンカの搬送先を、前記製品貯蔵手段または前記規格外品貯蔵手段のいずれかに切り替える切替手段と
を有し、
前記画像認識手段は、前記クリンカの白色度を認識し、
前記切替手段は、
認識された前記白色度があらかじめ設定された白色度閾値以上となった場合、前記画像のうち、前記白色度閾値以上となった面積を算出し、
前記算出された面積を積算し、この積算面積が所定の面積閾値以上となった場合、異常信号を出力し、
前記異常信号の回数が異常信号閾値以上となった場合、警報を出力し、
前記警報の回数が警報閾値以上となった場合、前記クリンカの搬送先を前記規格外品貯蔵手段に切り替えること
を特徴とするセメント製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリンカクーラを有するセメント製造装置、および該セメント製造装置を用いたセメント製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメントは、通常、原料工程、クリンカ焼成工程および仕上げ工程を経て製造される。そのうちクリンカ焼成工程では、原料工程で調合された原料を焼成してクリンカを生成する。通常、原料の焼成はロータリーキルンで行なわれ、ロータリーキルンによる焼成で得られたクリンカは、クリンカクーラで冷却されて、仕上げ工程でセメントとして仕上げるために、製品サイロへ搬送される。
【０００３】
塩素含有廃棄物を焼成用燃料として用いる場合、この焼成工程において、原料の焼成を続けていくうちに、ロータリーキルンの内壁には次第にコーチングと呼ばれる付着物が堆積してくる。コーチングがロータリーキルン内壁から剥落すると、クリンカにコーチングが混入する。コーチングは塩素等を高濃度で含んでいるため、混入するコーチング量が増加するとクリンカ品質が低下し、通常のクリンカ規格から外れた規格外品になってしまう、という問題がある。
【０００４】
そこで、従来、クリンカから塩素を低減する方法として、特許文献１には、クリンカを水で洗浄する方法が開示されている。同文献によれば、洗浄は、焼成後のクリンカに対して行なわれ、洗浄の具体的な方法として、クリンカを水に浸漬する方法およびクリンカに散水する方法が挙げられている。これにより、製品としてのクリンカに塩素分の多い規格外のクリンカが混入した場合であっても、洗浄により塩素分を低減するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４７６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記特許文献１にあっては、製品に規格外のクリンカが混入した場合の対応については記載されているが、規格外のクリンカを製品に混入させない点については記載されていない。クリンカの品質はサイロ等に貯蔵されたクリンカのサンプル分析により行われるため、サイロ等に規格外のクリンカが混入してしまうと、場合によってはサイロ中のクリンカ全てを規格外品として処理する必要が出てくるため、大量の規格外品が発生するおそれがある、という問題があった。
本発明はこの問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、規格外のクリンカを早期に発見し、製品に混入させない点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のセメント製造装置は、クリンカクーラから排出されたクリンカの画像を認識し、排出された前記クリンカの搬送先を、製品貯蔵手段または規格外品貯蔵手段のいずれかに切り替える切替手段を有し、前記画像認識手段は、前記クリンカの白色度を認識し、前記切替手段は、認識された前記白色度があらかじめ設定された白色度閾値以上となった場合、前記画像のうち、前記白色度閾値以上となった面積を算出し、前記算出された面積を積算し、この積算面積が所定の面積閾値以上となった場合、異常信号を出力し、前記異常信号の回数が異常信号閾値以上となった場合、警報を出力し、前記警報の回数が警報閾値以上となった場合、前記クリンカの搬送先を前記規格外品貯蔵手段に切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像認識手段によりクリンカを監視し、クリンカの白色度が閾値よりも高い場合、クリンカの搬送先を規格外品サイロに切り替えることにより、規格外のクリンカを早期に発見し、製品への混入を回避したセメント製造装置を提供することができる。また、クリンカには白色のコーチングが頻繁に混入するため、単に白色度認識の精度だけを上げると、警報も頻繁に出力されてしまう。一方で白色度認識の精度を下げると、認識すべき規格外品が認識されない。したがって本願では白色度の積算値が閾値以上となった回数が所定回数の場合のみ警報を出力し、さらに、所定回数の警報が出力された場合は規格外品として取り扱うことで、規格外品の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態によるセメント製造装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を参照すると、本発明の一実施形態によるセメント製造装置１００が示されている。
【００１１】
セメント製造装置１００は、セメント原料からクリンカを焼成するまでの工程を受け持ち、セメント原料を予熱する予熱装置１１ａと、予熱されたセメント原料を仮焼成する仮焼炉１１ｂと、仮焼成されたセメント原料を焼成するロータリーキルン１２と、ロータリーキルン１２による焼成で得られたクリンカを冷却するクリンカクーラ１３と、を備えている。
【００１２】
予熱装置１１ａとしては、複数のプレヒータサイクロンを備えたサスペンションプレヒータを用いることができる。仮焼炉１１ｂは、ロータリーキルン１２の原料供給側（図示左側）に接続され、クリンカクーラ１３は、ロータリーキルン１２のクリンカ排出側（図示右側）に接続されている。
【００１３】
セメント製造装置１００は、焼成および冷却後のクリンカの処理のための設備として、コンベア１４、画像認識手段１５、製品サイロ１６（製品貯蔵手段）、規格外品サイロ１７（規格外品貯蔵手段）、切替手段１８および画像認識ユニット１５ｂをさらに有している。なお、図１では、クリンカの搬送経路を破線で示している。なお、製品サイロ１６、規格外品サイロ１７は、ヤード等他の貯蔵設備であってもよい。
【００１４】
コンベア１４は、クリンカクーラ１３から排出されたクリンカを搬送する。製品サイロ１６および規格外品サイロ１７には、コンベア１４で搬送されたクリンカが選択的に搬送される。画像認識手段１５は、コンベア１４上を搬送されているクリンカを撮影し、得られた画像を認識する。切替手段１８は、画像認識手段１５での画像認識の結果に基づいて、クリンカの搬送先を、製品サイロ１６または規格外品サイロ１７のいずれかに切り替える。
【００１５】
画像認識手段１５は、ＣＣＤカメラ１５ａおよび画像認識ユニット１５ｂを含むことができる。ＣＣＤカメラ１５ａは、コンベア１４の上方に配置され、コンベア１４上を搬送されているクリンカの画像を撮影する。画像認識ユニット１５ｂは、ＣＣＤカメラ１５ａで撮影された画像からクリンカの白色度を認識し、認識結果を切替手段１８に送る。図１では、画像認識ユニット１５ｂがＣＣＤカメラ１５ａとは別に構成されているが、画像認識ユニット１５ｂの機能がＣＣＤカメラ１５ａに組み込まれていてもよい。また、クリンカの画像を撮影するためのデバイスは、ＣＣＤカメラ１５ａに限らず、撮影した画像データを電気的な情報として出力できる任意の撮影装置を用いることができる。
【００１６】
切替手段１９は、画像認識ユニット１５ｂで認識された白色度に基づき、クリンカの搬送先を製品サイロ１６、規格外品サイロ１７のいずれかに切り替える。具体的には、認識された画像から白色度が閾値以上となる面積を積算し、積算値が所定値以上となった場合は警報を出力する。さらに、所定時間内にこの警報が一定回数以上出力された場合、クリンカの搬送先を規格外品サイロ１７に切り替える。切替手段１８としては、搬送物の搬送先を切り替える汎用的な機械、例えばダンパーを用いることができる。
【００１７】
ここで、本発明において「白色度」とは、ＣＣＤカメラ１５ａで撮影されたクリンカの画像の白さの度合い、言い換えれば明るさの程度を意味する。ＣＣＤカメラ１５ａからの出力は撮影された画像の明るさに依存するので、画像認識ユニット１５ｂは、ＣＣＤカメラ１５ａから出力された画像の明るさに関連する情報を利用してクリンカの白色度を認識することができる。
【００１８】
次に、上述したセメント製造装置１００によるセメント製造工程の一例を説明する。
【００１９】
セメント原料が予熱装置１１ａに投入される。セメント原料は、石灰石、粘土、ケイ石などを所定の組成比となるように調製し、粉砕機によって細かく粉砕したものである。
【００２０】
投入されたセメント原料は、複数のプレヒータサイクロンで順次予熱された後、仮焼炉１１ｂに導入されて仮焼成される。その後、セメント原料はロータリーキルン１２内に導入され、そこで焼成されることによってクリンカが得られる。ロータリーキルン１２から排出されたクリンカは、クリンカクーラ１３で急冷され、コンベア１４によって搬送される。
【００２１】
ここで、ロータリーキルン１２の内壁に付着したコーチングが脱落すると、脱落したコーチングは、クリンカとともにロータリーキルン１２から排出されてクリンカクーラ１３で冷却される。その結果、コーチングが混入したクリンカがコンベア１４によって搬送される。
【００２２】
前述したように、コーチングは高濃度で塩素を含有している。コーチングが混入したクリンカは通常のクリンカと比べて塩素濃度が高くなるため、混入するコーチング量が増加するとクリンカ品質が低下し、所定の規格から外れた規格外品となるおそれがある。
【００２３】
冷却されたクリンカは、通常、製品サイロ１６に搬送されるが、規格を外れたクリンカが製品サイロ１６に搬送されると、その製品サイロ１６内の全てのクリンカを規格外品として扱わなければならず、処理が完了するまでその製品サイロ１６は使用不能となる。そこで、規格外品となったクリンカが製品サイロ１６に搬送されないように、クリンカを選別する。
【００２４】
以下、この選別手順の一例を、図２のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００２５】
［積算された白色度に基づくサイロ切り替え制御］
ステップＳ１では、クリンカの搬送先を製品サイロ１６とする。
ステップＳ２では、画像採取回数ｎ、異常値発生回数ｎ１、アラーム発生回数ｎ２をそれぞれ初期値０に設定する。
ステップＳ３では、例えば０．５秒ごとにクリンカ白色度の計測を開始する。なお、計測タイミングは０．５秒でなくともよく、設備状況に応じて適宜変更してもよい。
ステップＳ４ではクリンカの画像採取を行い、画像採取回数ｎ＝ｎ＋１とする。
ステップＳ５では、採取された画像から白色度＞α（所定の閾値）となった面積Ａｎを算出する。
【００２６】
ステップＳ６では、ステップＳ５の面積Ａｎを積算し（画像採取回数ｎに応じてｎ回積算）、積算値ΣＡｎ＞β（β：所定の積算面積）となった場合、ステップＳ７へ移行し、それ以外であればステップＳ８へ移行する。
ステップＳ７では異常値発生回数ｎ１＝ｎ１＋１とする。なお異常値発生回数とは、ステップＳ６で説明されたとおり積算値ΣＡｎ＞βとなった回数である。
ステップＳ８では異常値発生回数ｎ１をそのままｎ１とする。
【００２７】
ステップＳ９では異常値発生回数ｎ１≧６０かどうかを判断し、ＹＥＳであればステップＳ１２へ移行し、ＮＯであればステップＳ１０へ移行する。ステップＳ６で白色度の積算値が所定値βを超過しており、さらに異常値発生回数ｎ１が６０回以上となっているため、異常な白色度積算値が一定時間以上継続したと判断してステップ１２においてアラーム（警報）を出力するものである。一方、異常値発生回数ｎ１が６０回以下であれば、白色度積算値が異常ではあるものの継続しておらず、クリンカ中のコーチング量はそれほど増大していないと判断し、ステップＳ１０へ移行する。
【００２８】
ステップＳ１０では画像採取回数ｎ＝１２０かどうかを判断し、ＹＥＳであればステップＳ１１へ移行し、ＮＯであればステップＳ１１へ移行する。画像採取回数ｎが１２０でなければ、画像採取回数ｎは１２０回未満ということであるため、ステップＳ４における積算値の精度が低いと判断し、ステップＳ３に戻って再度画像採取を行う。画像採取回数ｎが１２０であればステップＳ４における積算値の精度が十分と判断してステップＳ２に戻り、画像採取回数ｎ、異常値発生回数ｎ１、およびアラーム発生回数ｎ２を全て初期値０に戻す。
【００２９】
ステップＳ１１ではアラーム発生回数ｎ２（ステップＳ１２参照）が１０回未満であれば、クリンカ中のコーチング量が減少したと判断しステップＳ１へ戻り、クリンカを製品サイロ送りへ切り替える。アラーム発生回数ｎ２が１０回以上であればクリンカ中のコーチング量は減少したと判断できないため、ステップＳ２へ戻る。
【００３０】
ステップＳ１２ではアラームを出力する。
ステップＳ１３ではアラーム発生回数ｎ２＝ｎ２＋１とする。
ステップＳ１４では異常値発生回数ｎ１＝０とする。ステップＳ１２のアラームは、ステップＳ９で説明されたとおり異常値発生回数ｎ１が６０回以上となった場合に出力されるため、ステップＳ１２でアラームが出力された後、このステップＳ１４において異常値発生回数ｎ１を初期値０に戻すものである。
ステップＳ１５では画像採取回数ｎ＝１２０となっているため、ｎを初期値０に戻す。ステップＳ１０と同様、画像採取回数ｎが１２０回以上であれば積算値の精度は十分と判断されるためである。
【００３１】
ステップＳ１６ではアラーム発生回数ｎ２≧１０であるかどうかを判断し、ＹＥＳであればステップＳ１７へ移行し、ＮＯであればステップＳ１７へ移行する。
ステップＳ１７ではクリンカの搬送先を規格外品サイロ１７とし、ステップＳ３に戻る。
ステップＳ１８ではクリンカの搬送先を製品サイロ１６とし、ステップＳ３に戻る。
【００３２】
ステップＳ１６でアラーム発生回数ｎ２が１０回以上の場合、搬送されるクリンカ中のコーチング量が増大したと判断して規格外品サイロ１７に切り替えるものである。一方、アラーム発生回数ｎ２が１０回以下の場合はクリンカ中のコーチング量はそれほど増大していないと判断し、クリンカを製品サイロ１６へ搬送するものである。
【００３３】
［積算面積に基づくクリンカ中塩素濃度の監視］
また本願においては、ステップＳ５で算出された積算値ΣＡｎに基づき規格外品サイロ１７のクリンカにおける塩素濃度を推定・監視する。具体的には、規格外品サイロ１７のクリンカをサンプリングして塩素濃度の代表値を算出し、クリンカが規格外品サイロ１７に供給された際の積算値ΣＡｎにこの代表値を乗じることで、規格外品サイロ１７内のクリンカ塩素濃度を推定するものである。これにより、規格外品サイロ内１７内の塩素濃度を常時監視することができる。製品サイロ１６内のクリンカ塩素濃度についても、同様の手法により常時監視可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１１ａ    予熱装置
１１ｂ    仮焼炉
１２    ロータリーキルン
１３    クリンカクーラ
１４    コンベア
１５    画像認識手段
１５ａ    ＣＣＤカメラ
１５ｂ    画像認識ユニット
１６    製品サイロ
１７    規格外品サイロ
１８    切替手段
１００    セメント製造装置
【図１】
2014214071.tif 000003
【図２】
2014214071.tif 000004