(57)【要約】【課題】ベルレス型高炉の傾動装置において、安定的な炉内原料層厚の形成および原料装入中にトラブル（装入バンカ棚つり、原料コントロールゲート開閉異常）が発生した場合の炉況悪化の原因となる炉内層厚の形成不良を未然に防ぐ為の自動補正制御装置および方法を提供する。【解決手段】上位計算機Ｓ９まで遡ることなくプログラマブルコントローラ２１によって、原料装入中の重量変化および傾動装置５の旋回速度・傾動角度７にて層厚演算をリアルタイムに行うことによって実績層厚を推定し、スケジュールデータにおける層厚との偏差を演算し原料装入中に傾動角度７をリアルタイムに自動補正制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルレス型高炉の原料層厚の制御装置において、装入バンカ重量検出器３によって得られる装入バンカ重量を信号化する装入バンカ重量Ａ／Ｄ変換部Ｓ１からの信号から装入バンカの残重量を演算する装入バンカ残重量検出部Ｓ３と、旋回速度・傾動角度検出器９によって得られる原料装入中の旋回速度・傾動角度を信号化する旋回速度・傾動角度検出部Ｓ２から発せられる信号とを用いて、炉内原料層厚データ演算部Ｓ４にて原料層厚８をリアルタイムに演算し、前記演算された原料層厚８と、傾動角度および旋回数データスケジュール部Ｓ５で予め設定された原料層厚との偏差を層厚偏差検出部Ｓ６によって演算し、次回傾動角度移行決定部Ｓ７にて傾動角度の維持もしくは次回傾動角度への移行の判断を行い、傾動角度７の制御データを傾動角度制御決定部Ｓ８で演算出力し、傾動装置５を自動制御することによって炉内の原料層厚を補正制御することを特徴とする、ベルレス型高炉の原料層厚の制御装置。
【請求項２】
前記次回傾動角度移行決定部Ｓ７における判断を、プログラマブルコントローラ２１が行うことを特徴とする、請求項１に記載のベルレス型高炉の原料層厚の制御装置。
【請求項３】
ベルレス型高炉の原料層厚の制御装置において、装入バンカ重量検出器３によって得られる装入バンカ重量を信号化する装入バンカ重量Ａ／Ｄ変換部Ｓ１からの信号から装入バンカの残重量を演算する装入バンカ残重量検出部Ｓ３と、旋回速度・傾動角度検出器９によって得られる原料装入中の旋回速度・傾動角度を信号化する旋回速度・傾動角度検出部Ｓ２から発せられる信号とを用いて、炉内原料層厚データ演算部Ｓ４にて原料層厚８をリアルタイムに演算し、前記演算された原料層厚８と、傾動角度および旋回数データスケジュール部Ｓ５で予め設定された原料層厚との偏差を層厚偏差検出部Ｓ６によって演算し、次回傾動角度移行決定部Ｓ７にて傾動角度の維持もしくは次回傾動角度への移行の判断を行い、傾動角度７の制御データを傾動角度制御決定部Ｓ８で演算出力し、傾動装置５を自動制御することによって炉内の原料層厚を補正制御することを特徴とする、ベルレス型高炉の原料層厚の制御方法。
【請求項４】
前記次回傾動角度移行決定部Ｓ７における判断を、プログラマブルコントローラ２１が行うことを特徴とする、請求項３に記載のベルレス型高炉の原料層厚の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルレス型高炉の原料層厚における制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルレス型高炉は図５に示すように傾動装置５、旋回装置４、原料コントロールゲート２の開度を上位計算機（プロセス管理コンピュータ）Ｓ９より傾動角度および旋回数データスケジュール部Ｓ５へ送信されたスケジュールデータ（図２）にて旋回数毎に制御を行い、高炉炉内の原料面の層厚分布を１ダンプ毎に形成していた。しかしながら前記の従来の方法における実際の層厚は原料装入中に層厚の形成状況を測定する方法がない為、様々な工夫が提案されている。例えば特許文献１では、予め設定した教師データをニューラルネットによって逐次修正して層厚を最適化していく方法がある。しかしながらまだ実用化されたものは少なく、実際の現場では原料装入後（１ダンプ終了時）の必要なときにプロフィールメータ１０を炉内に挿入し、炉内原料面６の状態測定を定期的に行い、層厚の形成不良が認められた場合はオペレータによる手動介入等の割込にて層厚の再形成を行うという手順をとっている。
【特許文献１】特開平３−０９０５０４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のベルレス型高炉における原料装入方法は１ダンプ毎に予め決められた旋回数毎の傾動角度設定（図２参照）のみにて分布制御を行っていて、原料装入中は実際の炉内原料面の層厚を測定する仕組みおよび制御方法がなく、原料装入中に装入バンカの棚つり、原料コントロールゲートの開閉トラブル等により原料装入速度が著しく変化することで炉内原料面が層厚形成不良となっても、これを即座に検出および補正する方法がなく、炉内熱分布の不均衡、出銑量の低下等が生じ炉況悪化の一因となっていた。また原料装入後にプロフィールメータを挿入して層厚を測定するにしても、高炉は稼動しているので原料装入を停止できるのは数十分しかなく、限られた時間内で測定作業を行っていた。また、層厚形成不良を解消するため、手動介入により層厚再形成を行わねばならないという問題もあった。さらに、予定していたスケジュールがトラブルによって変更を余儀なくされた場合、上位計算機Ｓ９（プロセス管理コンピュータ）にまで遡る場合があり、そうなると数ダンプ分の時間がかかっており、その間は層厚が修正されないまま操業せねばならなかった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、原料装入中の原料面層厚分布
実績を予測する方法と、層厚分布実績により傾動角の制御を行う方法とで層厚の自動補正を可能とし未然に層厚形成不良を防止することで安定した操炉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】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、原料装入中の装入バンカ重量と旋回速度・傾動角度とを組み合わせ、炉内原料面層厚分布実績を演算する。また得られた層厚分布実績とスケジュールされていた層厚との偏差に基づき傾動角の制御を下位のプログラマブルコントローラが行うことで、層厚の自動補正制御を行うものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によると、原料装入中の炉内原料面層厚を予測することができ、スケジュールにて予定された層厚との偏差を検出できるので、傾動角度を制御することにより層厚の偏差を最小とする手段をとっていることで原料装入中の予期せぬ原料投入速度の変化（装入バンカ棚つり、原料コントロールゲートの開閉不良等）に伴う炉内原料面層厚形成不良時の自動補正がリアルタイムに実現できる。したがって、手動介入による層厚再形成を行う必要がない。また、傾動角の制御を下位のプログラマブルコントローラがリアルタイムに行うので、上位計算機（プロセス管理コンピュータ）にまで遡ってスケジュールを作業員が手作業で変更することもなく、炉況を安定させられるという効果がある。さらに、プロフィールメータによる層厚計測の回数も減らすことが可能なので、炉内の高温による計測器の消耗を低減し延命化すること、および高炉の稼働率の向上にもつながるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について図１から４を参照して説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１のＳ１〜Ｓ８はプログラマブルコントローラ２１（破線枠）内の制御機能であり、本発明における炉内原料面の層厚分布測定装置および補正制御装置の制御ブロック図である。
装入バンカ重量検出器３において、原料装入中の重量を測定し、その測定データを装入バンカ重量Ａ／Ｄ変換部Ｓ１がデジタル変換し、その信号から装入バンカ残重量検出部Ｓ３が残重量を演算すると共に、旋回装置４の旋回速度・旋回数・傾動角度を旋回速度・傾動角度検出部Ｓ２にて検出する。これらのデータは炉内原料層厚データ演算部Ｓ４に入力され実績層厚が演算される。
【０００８】
一方、上位計算機（プロセス管理コンピュ−タ）Ｓ９より送信された表１の旋回数毎の傾動角設定データを基にスケジュール上の想定する層厚データを演算する機能が図１に示す傾動角度および旋回数データスケジュール部Ｓ５であり、１ダンプ完了時の予定層厚は図４のＧ２のようになる。続いて、炉内原料層厚データ演算部Ｓ４および傾動角度及び旋回数データスケジュール部Ｓ５の出力は層厚偏差検出部Ｓ６に入力され、演算した層厚が次回傾動角度移行決定部Ｓ７にてn（１・２・３・・・）旋回目に予定された傾動角度におけるスケジュール層厚未満の場合は、ｎ旋回時の傾動角度を維持する。たとえば、図２および図３に示すように、破線枠で囲まれたデータで傾動角度４０°における実績層厚がスケジュール層厚より不足している為, ５旋回目まで同傾動角度にて継続制御する。
【０００９】
一方、演算した層厚がスケジュール層厚以上の場合はｎ旋回時の傾動角度からｎ＋１旋回目に予定されている次回傾動角度に先行して移行することで補正制御を行う。たとえば、表１および表２に示す実線枠で囲まれたデータで傾動角度４５°における実績層厚がスケジュール層厚以上となった為, 予定２旋回（４および５旋回目）を１旋回のみで終了し次回傾動角度にて移行制御する。
この次回傾動角度移行決定部Ｓ７の判断結果に基づき傾動角度制御決定部Ｓ８にて旋回傾動装置５の旋回角度７の制御を行う。このように各傾動角度での補正制御をダンプ完了まで繰り返し行う。
本補正制御を行わなかった場合の図４のＧ１で示される原料層厚と比較すると、補正制御を行った場合のダンプ完了時における炉内の原料層厚は図４のＧ３のように改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施例を示す旋回傾動装置と制御ブロック図
【図２】スケジュールされた旋回数と傾動角度設定を示す表
【図３】補正制御後の旋回数と傾動角度実績を示す表
【図４】本発明に関する炉内原料層厚と傾動角度のスケジュール層厚と実際に層厚と相違を示す図
【図５】従来の技術を示す高炉本体における旋回傾動装置と制御ブロック図
【符号の説明】
【００１１】
１  装入バンカ
２  原料コントロールゲート
３  装入バンカ重量検出器
４  旋回装置
５  傾動装置
６  炉内原料
７  傾動角度
８  原料層厚
９  旋回速度・傾動角度検出器
１０  プロフィールメータ
２０、２１  プログラマブルコントローラ
Ｓ１  装入バンカ重量Ａ／Ｄ変換部
Ｓ２  旋回速度・傾動角度検出部
Ｓ３  装入バンカ残重量検出部
Ｓ４  炉内原料層厚データ演算部
Ｓ５  傾動角度および旋回数データスケジュール部
Ｓ６  層厚偏差検出部
Ｓ７  次回傾動角度移行決定部
Ｓ８  傾動角度制御決定部
Ｓ９  上位計算機（プロセス管理コンピュータ）
Ｇ１  制御なし時の原料装入後の層厚
Ｇ２  スケジューリングされた層厚
Ｇ３  制御あり時の原料装入後の層厚
【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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