(57)【要約】【課題】ロールギャップを制御することなく成型圧力の変動を抑制し、塊成体の品質を適正な範囲に確保すること。【解決手段】スクリューフィーダ１２、成型機ゲート１３、投入シュート１４、一対の成型機ロール１５、成型圧力計１６、レベル計１７、および制御装置１８を有する塊成体の製造装置１を構成する。制御装置１８は、成型圧力計１６が計測した圧力の計測値データを事前処理して圧力値を導出した後、目標圧力との偏差を算出し、偏差に応じて成型機ゲート１３のゲート開度を制御して成型機ロール１５に供給する原料２の量を調整し、成型機ロール１５における圧力を目標圧力に収束させる。同時に、制御装置１８は、レベル計１７が計測した投入シュート１４内の原料２の貯留量に応じて、スクリューフィーダ１２による原料２の搬送速度を制御して、投入シュート１４内に供給する原料２の供給速度を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料を貯留可能に構成されているとともに、前記原料を重力によって下方に供給可能に構成された投入供給手段と、
前記投入供給手段の下方で、所定の間隙を隔てつつ固定して設けられた一対のロールと、
前記投入供給手段から前記一対のロールの間隙に供給される前記原料の量を調整する原料供給調整手段と、
前記一対のロールが前記投入された原料に作用させる圧力を計測する圧力計測手段と、
前記原料供給調整手段を制御するとともに前記圧力計測手段から計測値が供給される制御手段と、を備え、
前記制御手段が、前記圧力計測手段による前記圧力の計測値に基づいて前記原料供給調整手段を制御することによって、前記投入供給手段から前記一対のロールの間隙に供給される原料の量を制御しつつ、原料を塊成化させる
ことを特徴とする塊成体の製造装置。
【請求項２】
前記制御手段が、予め設定された、前記一対のロールから前記投入された原料に作用させる圧力の目標値、前記圧力の目標値と前記圧力計測手段による前記圧力の計測値との偏差、および原料供給調整手段の制御量から構成されたデータテーブルを有し、前記圧力の目標値と前記圧力計測手段による圧力の計測値との偏差を算出し、前記圧力の目標値と前記偏差とから前記データテーブルにおける前記原料供給調整手段の制御量を索出して、前記索出した制御量に基づいて、前記原料供給調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の塊成体の製造装置。
【請求項３】
前記制御手段により制御され、前記原料を前記投入供給手段に搬送して投入する原料搬送手段と、前記投入供給手段に貯留された原料の貯留量を計測して前記制御手段に供給する原料量計測手段とをさらに有し、前記制御手段が、前記原料量計測手段によって計測された貯留量に基づいて、前記原料搬送手段による原料の搬送速度を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の塊成体の製造装置。
【請求項４】
原料を貯留可能に構成されているとともに前記原料を重力によって下方に供給可能に構成された投入供給手段と、前記投入供給手段の下方で、所定の間隙を隔てつつ固定して設けられ、原料を塊成化させる一対のロールと、前記投入供給手段から前記一対のロールの間隙に供給される前記原料の量を調整する原料供給調整手段と、前記一対のロールが前記投入された原料に作用させる圧力を計測する圧力計測手段と、前記原料供給調整手段を制御するとともに前記圧力計測手段から計測値が供給される制御手段と、を備えた塊成体の製造装置の制御方法であって、
前記圧力計測手段が、前記圧力を計測するステップと、
前記制御手段が、前記圧力の計測値に基づいて、前記原料供給調整手段における前記一対のロールに供給する原料の量を調整するための開度を制御するステップと、
を含むことを特徴とする塊成体の製造装置の制御方法。
【請求項５】
前記制御手段が、前記圧力の計測値を平滑化する事前処理を行うことにより圧力値を導出するステップと、前記制御手段が、前記圧力値と、予め設定された圧力の目標値との偏差を算出するステップと、前記制御部が、前記圧力の目標値と前記偏差とに基づいて、原料供給調整手段の制御量を索出するステップと、前記制御部が、前記索出した制御量に基づいて、前記原料供給調整手段における前記一対のロールに供給する原料の量を調整するための開度を制御するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の塊成体の製造装置の制御方法。
【請求項６】
前記塊成体の製造装置が、さらに、前記原料を前記投入供給手段に搬送して投入する原料搬送手段と、前記投入供給手段に貯留された原料の貯留量を計測して前記制御手段に供給する原料量計測手段とを有し、前記原料量計測手段により前記投入供給手段に貯留された原料量を計測するステップと、前記原料量と、前記原料量の目標値との偏差を算出するステップと、前記偏差に基づいて、前記原料搬送手段による原料の搬送速度を制御するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項４または５に記載の塊成体の製造装置の制御方法。
【請求項７】
前記原料搬送手段に対する制御がＰＩＤ制御であることを特徴とする請求項６に記載の塊成体の製造装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒状粉体を塊成化する塊成体の製造装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、塊成体の品質を適正な範囲に確保するために、粉体をロール圧縮により成型する成型機において、ロールギャップを制御することでロール間の圧力の変動を抑制し、ロールに原料を投入する際の押圧力を調整する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、油圧シリンダーにより所定の圧力で押圧され、この所定の圧力で維持されたロールギャップが連続的に変動し、かつ回転数を調整可能な一対の回転ロールと、一対の回転ロールの上方に設置されたスクリューフィーダ及びそのケーシングからなる粉体供給装置とを備えたロール塊成機が記載されている。この特許文献１には、スクリューフィーダの回転により一対の回転ロール上に粉体を供給かつ押圧して、回転ロールの回転と共に粉体を板状に塊成化する際、一対の回転ロール間のギャップが一定になるように、スクリューフィーダの回転数を制御する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３２５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された技術によれば、ロールギャップを制御するために、油圧サーボや電動などのロールギャップ調整機構が必要となり、装置の構成が複雑になるのみならず、これらのロールギャップ調整機構の維持管理が必要であった。そこで、簡単な構造の製造装置において、製造される塊成体の品質を高品質に確保することが望まれていた。
【０００６】
ところが、簡単な構造の製造装置を採用すると、従来の制御方法では制御性が悪く、自動で圧力制御を行うのが困難であった。そのため、オペレータが常時成型圧力を監視しつつ、手動でロール間の圧力制御を行う必要があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、ロール間の間隔を制御することなく成型圧力の変動を抑制し、塊成体の品質を適正な範囲に確保できる塊成体の製造装置およびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る塊成体の製造装置は、原料を貯留可能に構成されているとともに、原料を重力によって下方に供給可能に構成された投入供給手段と、投入供給手段の下方で、所定の間隙を隔てつつ固定して設けられた一対のロールと、投入供給手段から一対のロールの間隙に供給される原料の量を調整する原料供給調整手段と、一対のロールが投入された原料に作用させる圧力を計測する圧力計測手段と、原料供給調整手段を制御するとともに圧力計測手段から計測値が供給される制御手段と、を備え、制御手段が、圧力計測手段による圧力の計測値に基づいて原料供給調整手段を制御することによって、投入供給手段から一対のロールの間隙に供給される原料の量を制御しつつ、原料を塊成化させることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る塊成体の製造装置は、上記の発明において、制御手段が、予め設定された、一対のロールから投入された原料に作用させる圧力の目標値、圧力の目標値と圧力計測手段による圧力の計測値との偏差、および原料供給調整手段の制御量から構成されたデータテーブルを有し、圧力の目標値と圧力計測手段による圧力の計測値との偏差を算出し、圧力の目標値と偏差とからデータテーブルにおける原料供給調整手段の制御量を索出して、索出した制御量に基づいて、原料供給調整手段を制御することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る塊成体の製造装置は、上記の発明において、制御手段により制御され、原料を投入供給手段に搬送して投入する原料搬送手段と、投入供給手段に貯留された原料の貯留量を計測して制御手段に供給する原料量計測手段とをさらに有し、制御手段が、原料量計測手段によって計測された貯留量に基づいて、原料搬送手段による原料の搬送速度を制御することを特徴とする。この構成において、原料搬送手段に対する制御がＰＩＤ制御であることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る塊成体の製造装置の制御方法は、原料を貯留可能に構成されているとともに原料を重力によって下方に供給可能に構成された投入供給手段と、投入供給手段の下方で、所定の間隙を隔てつつ固定して設けられ、原料を塊成化させる一対のロールと、投入供給手段から一対のロールの間隙に供給される原料の量を調整する原料供給調整手段と、一対のロールが投入された原料に作用させる圧力を計測する圧力計測手段と、原料供給調整手段を制御するとともに圧力計測手段から計測値が供給される制御手段と、を備えた塊成体の製造装置の制御方法であって、圧力計測手段が、圧力を計測するステップと、制御手段が、圧力の計測値に基づいて、原料供給調整手段における一対のロールに供給する原料の量を調整するための開度を制御するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る塊成体の製造装置の制御方法は、上記の発明において、制御手段が、圧力の計測値を平滑化する事前処理を行うことにより圧力値を導出するステップと、制御手段が、圧力値と、予め設定された圧力の目標値との偏差を算出するステップと、制御部が、圧力の目標値と偏差とに基づいて、原料供給調整手段の制御量を索出するステップと、制御部が、索出した制御量に基づいて、原料供給調整手段における一対のロールに供給する原料の量を調整するための開度を制御するステップと、をさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る塊成体の製造装置の制御方法は、上記の発明において、塊成体の製造装置が、さらに、原料を投入供給手段に搬送して投入する原料搬送手段と、投入供給手段に貯留された原料の貯留量を計測して制御手段に供給する原料量計測手段とを有し、原料量計測手段により投入供給手段に貯留された原料量を計測するステップと、原料量と、原料量の目標値との偏差を算出するステップと、偏差に基づいて、原料搬送手段による原料の搬送速度を制御するステップと、をさらに含むことを特徴とする。この構成において、原料搬送手段に対する制御がＰＩＤ制御であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る塊成体の製造装置およびその制御方法によれば、ロールギャップを制御することなく成型圧力変動を抑制し、塊成体の品質を適正な範囲に確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による塊成体の製造装置を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による塊成体の製造方法における成型機ゲートの制御方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による塊成体の製造装置の制御に用いられる目標圧力と成形機ゲートの偏差との制御関係を示すデータテーブルである。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による塊成体の製造方法におけるスクリューフィーダの制御方法を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明および従来技術による塊成体の製造装置における成形機ロールの圧力変動の計測値を示すグラフである。
【図６】図６は、図５に示すグラフの内の本発明による塊成体の製造装置における成形機ロールの圧力変動の計測値の詳細を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。
【００１７】
（塊成体の製造装置）
まず、本発明の一実施形態による塊成体の製造装置について説明する。図１は、この一実施形態による塊成体の製造装置を示す。
【００１８】
図１に示すように、この一実施形態による塊成体の製造装置１は、原料ホッパ１１、スクリューフィーダ１２、成型機ゲート１３、投入シュート１４、一対の成型機ロール１５、成型圧力計１６、およびレベル計１７を備え、これらを制御する制御装置１８が設けられている。
【００１９】
原料ホッパ１１は例えば漏斗形状を有する。原料ホッパ１１は、塊成体（ブリケット）の原料となる例えば石炭および鉄鉱石が砕かれてバインダーが混入された混練後の粒状粉体原料（以下、原料）２を排出口から落下させる。
【００２０】
原料搬送手段としてのスクリューフィーダ１２は、制御装置１８によって制御されるモータ１２ａを備える。スクリューフィーダ１２は、モータ１２ａにより例えばらせん型のスクリューを回転させることによって、原料ホッパ１１内に投入された原料を投入供給手段としての投入シュート１４まで送り出すように搬送する。
【００２１】
投入シュート１４内に設けられた原料供給調整手段としての成型機ゲート１３は、制御装置１８によって制御されるモータ１３ａを備える。このモータ１３ａによって成型機ゲート１３が上下に移動可能に構成される。これによって、制御装置１８によるモータ１３ａの制御によって、成型機ゲート１３のゲート開度が調整される。そして、この成型機ゲート１３を上下に移動させてゲート開度を調整することにより、投入シュート１４から重力によって押し出される原料２の量（投入量）を制御することができる。具体的には、成型機ゲート１３のゲート開度を大きくすると投入量が増加し、ゲート開度を小さくすると投入量を減少させることができる。また、投入シュート１４の下方には、一対のロールである成型機ロール１５が設けられている。そして、投入シュート１４から重力によって落下して押し出された原料２は、一対の成型機ロール１５のロールギャップに供給される。
【００２２】
一対の成型機ロール１５にはいずれも、回転表面に互いに対応するポケット（図示せず）が設けられている。また、この一対の成型機ロール１５は、所定のロール間隔（ロールギャップ）を隔てるとともに左右に対をなして、製造装置１に固定されて設けられている。この一対の成型機ロール１５は、原料２の組成や配合の変更等に応じて、そのロールギャップを変更することができるが、塊成体の製造装置１の稼働中においては、ロールギャップは所定のロールギャップに固定される。
【００２３】
一対の成型機ロール１５は、そのロールギャップを通過する原料２を加圧しつつ、形成された塊成体を押し出すように互いに反対方向（図１中、ロール内矢印方向）に回転可能に構成されている。また、原料２は、投入シュート１４内の矢印に示すように、投入シュート１４内から一対の成型機ロール１５のロールギャップに向けて、重力の作用によって投入される。一方、成型機ロール１５の上方に成型機ゲート１３が設けられることから、成型機ゲート１３のゲート開度を調整することによって、成型機ロール１５のロールギャップに投入される原料の投入量を調整することができる。そして、成型機ロール１５の近傍に設けられた圧力計測手段としての成型圧力計１６は、これらの一対の成型機ロール１５におけるロール間圧力を計測可能に構成されている。
【００２４】
さらに、投入シュート１４の上部に設けられた原料量計測手段としてのレベル計１７は、投入シュート１４内に貯留される原料量をその高さで計測可能に構成されている。すなわち、レベル計１７として、投入シュート１４内の原料２の量を投入シュート１４内の原料２の高さレベルで計測可能なレベル計を採用する。このように投入シュート１４にレベル計１７が設けられていることから、投入シュート１４内の原料２の高さを所定高さに調整することによって、投入シュート１４内の原料２の滞留量を一定に調整できる。なお、詳細は後述するが、投入シュート１４内の原料２の滞留量は、原料２を搬送するスクリューフィーダ１２を可変速制御することによって調整することができる。
【００２５】
また、制御手段としての制御装置１８は、例えばＣＰＵなどの処理部と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、およびハードディスクなどの記録部と、外部からデータを入力可能な入力部と（いずれも図示せず）を有した、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などからなる。また、制御装置１８は、データテーブル記録部１８ａおよびデータベース記録部１８ｂを有する。
【００２６】
具体的に、制御装置１８において、成型機ロール１５における圧力に関する原料２の組成や配合などに応じた目標圧力が設定されている。この目標圧力のデータは、制御装置１８のデータテーブル記録部１８ａに格納されている。さらに、このデータテーブル記録部１８ａには、図３に示す後述する目標圧力−偏差テーブルデータが格納されている。一方、データベース記録部１８ｂには、投入シュート１４内の原料の貯留量の高さレベルに関する目標レベルのデータが格納されている。
【００２７】
制御装置１８には、成型圧力計１６から、成型機ロール１５におけるロール間の圧力の計測値データが供給される。そして、制御装置１８は、成型圧力計１６から供給される計測値データに基づいてモータ１３ａを制御することにより、成型機ゲート１３を制御する。また、制御装置１８には、レベル計１７から、投入シュート１４内の原料２の貯留量に関連する、原料２の高さレベルの計測値データが供給される。そして、制御装置１８は、レベル計１７から供給される原料２の高さレベルの計測値データに基づいて、モータ１２ａを制御することにより、スクリューフィーダ１２を制御する。
【００２８】
（塊成体の製造装置の制御方法）
次に、以上のように構成された塊成体の製造装置の制御方法について説明する。図２は、この一実施形態による塊成体の製造装置における成型機ゲート１３の制御方法を示すフローチャートである。なお、以下の説明においては、図１に示す塊成体の製造装置の構成を適宜参照しつつ説明する。
【００２９】
図２に示すように、塊成体の製造装置１の成型機ゲート１３の制御方法においては、まず、原料２に圧力を作用させて塊成体を製造する際に、成型圧力計１６が、一対の成型機ロール１５により原料２に作用される圧力を計測する。成型圧力計１６は、その圧力の計測値データを制御装置１８に供給する（ステップＳＴ１）。
【００３０】
次に、制御装置１８が供給された計測値データに対して事前処理を行う（ステップＳＴ２）。ここで、この事前処理について具体的に説明する。
【００３１】
すなわち、この一実施形態による一対の成型機ロール１５は製造装置１に対して固定され、そのロールギャップは一定の間隙に固定されている。そのため、一対の成型機ロール１５のロールギャップに投入される原料２の量などに起因して、成型圧力計１６が計測する圧力の計測値データは短期間で細かく変動する。ところが、本発明者の知見によれば、圧力の細かい変動を直接利用して種々の制御を行うと、制御自体が不安定になってしまうため、制御上好ましくない。
【００３２】
そこで、事前処理によって、この計測値データの細かい変動、すなわち成型圧力計１６の計測値データの高周波成分を丸めて比較的大きな変動に変換する。この変換方法としては種々の方法を採用することが可能であるが、この一実施形態においては、例えば単純移動平均、加重移動平均、または指数移動平均などの移動平均を採用するのが好ましい。すなわち、制御装置１８において、計測値データの例えば単純移動平均を算出することにより、成型圧力計１６の計測値を平滑化する事前処理を行って圧力値を導出する。ここで、この一実施形態において、成型圧力計１６から供給される計測値データを制御装置１８が認識する周期（計測周期）は例えば４０ｍｓであり、この計測周期が移動平均のサンプリング周期となる。また、移動平均における平均を算出する時間（算出時間）は、成型圧力計１６の計測周期より長く、５秒以上３０秒以下（５〜３０ｓ）から選択され、具体的には例えば１０ｓである。これは、この一実施形態による製造装置１におけるロール間圧力の変動に関しては、移動平均の算出時間を５ｓ未満にすると計測値データの平滑化が困難になって計測値データのグラフがばらついてしまうからである。また、移動平均の算出時間を３０ｓより長くすると計測値データの変動が小さくなって、後述する成型機ゲート１３の制御を適正に行うことが困難になるためである。
【００３３】
次に、制御装置１８は、以上の事前処理によって導出された圧力値と、データテーブル記録部１８ａに格納された目標圧力とを比較して、それらの差（偏差＝目標圧力−導出圧力値）を算出する（ステップＳＴ３）。
【００３４】
その後、図２に示すステップＳＴ４に移行して、制御装置１８は、偏差の絶対値が所定値以上か否かを判定する。具体的には、目標圧力と導出された圧力値との偏差の絶対値が、図３に示す偏差の最小値、例えば目標圧力に対して絶対値として５ポイント以上相違しているか否かを判定する。なお、この所定値については、ゲート開度の調整が必要になる最小の圧力値に応じて種々異なる値を採用することが可能である。制御装置１８は、偏差の絶対値が所定値以上であると判断した場合には、ステップＳＴ５に移行する。他方、制御装置１８は、偏差の絶対値が所定値未満であると判断した場合、後述するステップＳＴ７に移行する。
【００３５】
ステップＳＴ５において、制御装置１８は、その時点における成型機ロール１５の目標圧力と、上述したステップＳＴ２において導出した導出圧力値と、上述したステップＳＴ３において算出した偏差とに基づいて出力値を索出する。
【００３６】
図３は、制御装置１８のデータテーブル記録部１８ａに格納された目標圧力−偏差テーブルを示す。図３に示すように、データテーブル記録部１８ａには、例えば所定圧力に対する比で設定された目標圧力（％）のデータと、この目標圧力からの偏差（＝目標圧力−導出圧力値）とから、成型機ゲート１３のゲート開度を調整するための出力値ａ０１，ａ０２，…，ｆ０６，ｆ０７，…が索出可能に格納されている。
【００３７】
すなわち、制御装置１８は、この図３に示す目標圧力−偏差テーブルから、成型機ロール１５の目標圧力と上述したステップＳＴ３で算出した偏差とに基づいて出力値を索出する。具体的には、例えば、目標圧力が所定圧力の６５％で偏差が−５ポイントであった場合、制御装置１８は出力値ｃ０３を索出する。他の例としては、目標圧力が所定圧力の８５％で偏差が＋１０ポイントであった場合、制御装置１８は出力値ｅ０７を索出する。
【００３８】
制御装置１８は、目標圧力および偏差から出力値を索出した後、出力値に応じて、モータ１３ａを制御して成型機ゲート１３を制御することによって、ゲート開度を調整する（ステップＳＴ６）。具体的には、偏差が負であって出力値ｃ０３が負数である場合には、制御装置１８は成型機ゲート１３のゲート開度を出力値ｃ０３に応じて減少させて、投入シュート１４から成型機ロール１５に供給される原料２の量を減少させる。他の例として、偏差が正であって出力値ｅ０７が正数である場合には、成型機ゲート１３のゲート開度を出力値ｅ０７に応じて増加させて、投入シュート１４から成型機ロール１５に供給される原料２の量を増加させる。
【００３９】
以上のように、制御装置１８は、成型機ロール１５における圧力の計測値データに基づいて、成型機ゲート１３のゲート開度をフィードバック制御して調整することにより、成型機ロール１５におけるロール間圧力が目標圧力に収束するように制御を行う。そして、以上のステップＳＴ１〜ＳＴ６の制御またはステップＳＴ１〜ＳＴ４の制御を、所定の原料２を用いた塊成体の製造が終了するまで、ステップＳＴ４の判定に応じて選択して繰り返し実行する（ステップＳＴ７）。
【００４０】
以上説明した塊成体の製造装置を用いた塊成体の製造方法においては、原料２を、投入シュート１４から重力の作用によって、さらに成型機ゲート１３によって量を制御しつつ落下させて、ロールギャップが固定された成型機ロール１５に供給している。そのため、本発明者は、さらに、投入シュート１４内における原料２の量（原料量）のレベル管理をする必要があることを新たに想起した。以下に、投入シュート１４内の原料２の貯留量を制御するためのスクリューフィーダ１２の制御方法について説明する。図４は、このスクリューフィーダ１２の制御方法を示すフローチャートである。
【００４１】
図４に示すように、この一実施形態によるスクリューフィーダ１２の制御方法においては、まず、レベル計１７が投入シュート１４内に貯留されている原料２の高さ、具体的にはレベル計１７から原料２の上面までの距離を計測する（ステップＳＴ１１）。これにより、投入シュート１４内の原料２の貯留量（原料量）を計測する。レベル計１７は、計測した貯留量を原料量データとして制御装置１８に供給する。
【００４２】
次に、制御装置１８は、レベル計１７から供給された原料量データと、予め設定されてデータベース記録部１８ｂに格納された投入シュート１４内の原料２の貯留量に関する最適値（目標レベル）とを比較する（ステップＳＴ１２）。
【００４３】
その後、制御装置１８は、原料量と目標レベルとの偏差（偏差＝目標レベル−原料量）を算出する（ステップＳＴ１３）。
【００４４】
次に、制御装置１８は、算出した偏差に基づいて、スクリューフィーダ１２のモータ１２ａを可変速制御することにより、投入シュート１４に供給され送り出される原料２の搬送量を制御する（ステップＳＴ１４）。
【００４５】
具体的には、制御装置１８は、レベル計１７によって計測された原料２の貯留量が目標レベルより小さい場合、すなわち原料２が比較的少なくなって偏差が正数となった場合、この正数の値に応じてＰＩＤ制御によりモータ１２ａを加速制御する。これにより、スクリューフィーダ１２による原料２の単位時間当たりの搬送量が増加して、投入シュート１４内の原料２の貯留量は増加する。一方、原料２の貯留量が目標レベルより大きく、原料２が比較的多くなって偏差が負数となった場合、制御装置１８は、この負数の値に応じてＰＩＤ制御によりモータ１２ａを減速制御する。これにより、スクリューフィーダ１２による原料２の単位時間当たりの搬送量が減少して、投入シュート１４内の原料２の貯留量は減少する。ここで、ＰＩＤ（Proportional Integral Derivative) 制御とは、出力値と目標値との偏差、積分、および微分の３つの要素によって比例動作、積分動作、微分動作を組み合わせて行う制御である。
【００４６】
その後、制御装置１８は、塊成体の製造が終了するまでステップＳＴ１１〜ＳＴ１４を繰り返し実行する（ステップＳＴ１５）。そして、以上の制御によって、投入シュート１４内の原料２の貯留量が最適量である目標レベルに収束するように調整される。これにより、投入シュート１４の下部にある原料２に作用する自重の変動、すなわち投入シュート１４の排出部における原料２自体の質量に基づく重力の作用の変動が抑制される。そのため、成型機ロール１５に供給される原料２における単位時間当たりの量が一定化されるので、ロール間圧力の変動をより一層抑制することが可能になる。
【００４７】
以上のように、この一実施形態においては、塊成体の製造装置１における成型機ゲート１３のゲート開度の制御、およびスクリューフィーダ１２における原料２の搬送の制御が並行して実行される。
【００４８】
（実施例）
次に、以上のように構成された塊成体の製造装置を用い、この一実施形態による成型機ゲート１３およびスクリューフィーダ１２の制御を行わずに塊成体を製造した場合（比較例）と、この一実施形態による成型機ゲート１３およびスクリューフィーダ１２の制御を行いつつ塊成体を製造した場合（実施例）とを連続的に実行して、成型機ロール１５での圧力変動を計測した。それらの結果を図５および図６に示す。図５および図６は、時間経過に伴う成型機ロール１５の圧力変動を示す。なお、これらの比較例および実施例における目標圧力は、所定圧力の７０％である。また、図６は、図５に示すグラフにおいて、実施例の部分のみを拡大して時間を設定し直したグラフであり、計測値データに対して制御装置１８による事前処理された導出圧力値を太線で示す。
【００４９】
図５および図６から、比較例においては、成型機ロール１５における圧力変動が目標圧力から−３０〜＋２５ポイント程度と大きく変動しているのがわかる。これに対し、実施例においては、成型機ロール１５における圧力変動が目標圧力から−２０〜＋１５ポイントと小さくなっており、比較例に比して圧力変動が抑制されていることがわかる。
【００５０】
以上説明した本発明の一実施形態によれば、成型機ロール１５におけるロール間圧力に応じて成型機ゲート１３のゲート開度を調整していることにより、成型機ロール１５におけるロール間圧力をほぼ一定にすることができる。そのため、成型機ロール１５自体の制御や、ロールギャップの間隙の制御を要することなくロール間圧力である成型圧力の変動を抑制できるので、塊成体の製品の品質を適正な範囲に確保することができる。さらに、投入シュート１４内の原料２の貯留量を最適量に収束するように制御していることにより、投入シュート１４の下部において重力によって原料２の押し出しに作用する力をほぼ一定に制御することができるので、成型機ロール１５における成型圧力の変動をより一層抑制可能となる。成型機ロール１５における成型圧力の圧力変動を抑制できれば、成型機ロール１５により塊成化される塊成体の品質のばらつきをさらに抑制することができる。
【００５１】
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
【００５２】
上述の一実施形態においては、成型圧力計１６の計測周期を４０ｍｓとしているが、必ずしもこの数値に限定されるものではなく、移動平均のサンプリング周期より短い周期であれば、種々の周期にすることが可能である。
【００５３】
また、上述の一実施形態においては、目標圧力に応じて所定圧力に対して１００％より大きい目標圧力を設定することも可能である。
【００５４】
また、上述の一実施形態においては、レベル計１７として、投入シュート１４内の原料２の量を投入シュート１４内の原料２の高さレベルで計測するレベル計測計を採用しているが、レベル計１７の代わりに、所定の高さレベルに設置されたレベルスイッチを採用することも可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１  塊成体の製造装置
２  原料（粒状粉体原料）
１１  原料ホッパ
１２  スクリューフィーダ
１２ａ  モータ
１３  成型機ゲート
１３ａ  モータ
１４  投入シュート
１５  成型機ロール
１６  成型圧力計
１７  レベル計
１８  制御装置
１８ａ  データテーブル記録部
１８ｂ  データベース記録部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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