(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉頂タイムスケジュールに従って対象の炉頂機器が順次実行する複数の動作を制御する動作制御回路を有し、
炉頂タイムスケジュールに従って炉頂機器の動作が開始された後に周期的に加算される実計数値と、予め設定してある動作予定計数値とを比較して、該炉頂機器に対する動作指令を出力するマスタータイマー式の高炉原料装入制御装置において、
前記炉頂機器の各動作に対する動作完了予定計数値を設定する手段と、該当する動作について設定された動作完了予定計数値と前記実計数値とを比較して、両者が一致した場合に該炉頂機器の次の動作を指令する手段と共に、
前記炉頂機器の異常動作を判定するための動作不良判定計数値を前記動作完了予定計数値以下の値に設定する手段と、動作開始後に前記炉頂機器の動作停止を検出する手段と、動作停止が検出された該炉頂機器の動作停止時における前記実計数値と設定された前記動作不良判定計数値とを比較して、該実計数値が動作不良判定計数値より小さいか否かを判定する手段とを備え、当該実計数値が動作不良判定計数値より小さい時、次に予定されている前記炉頂機器の動作を、前記動作制御回路により停止させることを特徴とする高炉原料装入制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、高炉原料装入制御装置、特にその炉頂機器の動作を適切に制御する際に適用して好適な高炉原料装入制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高炉への原料装入は、後述する公報等にも記載されているように、以下のように行なわれている。
【０００３】
高炉へ装入する原料は、予め秤量ホッパーで秤量した後、コンベヤ等の輸送装置により炉頂まで輸送され、一旦ベルホッパー又は炉頂ホッパーに貯留される。その後、原料をベル式炉頂装入装置又はベルレス式炉頂装入装置等を用いて炉内へ装入し、その後空になったこのホッパーへ次に装入するための原料を受け入れるために待機する。このようにして１回分の原料を炉内へ装入する一連のシーケンスのことを１ダンプと呼ぶ。
【０００４】
炉頂の各機器の動作タイミングは、予め１ダンプ内の経過時間に対応させた炉頂タイムスケジュールにより設定され、該スケジュールにより規定される動作順序と時間差に従って各機器を動作させることにより、上記の原料の炉内装入と次に装入するための原料の受入とを行なっている。この１ダンプに要する時間は高炉へ装入する原料の種類や量等により影響を受ける変動部と、それを受けない固定部に分けることができる。
【０００５】
従来、炉頂タイムスケジュールに従って炉頂機器へ指令を与える方法には、マスターシーケンシャル方式と呼ばれる制御装置が採用されてきた。この制御装置としては、１ダンプの間、１秒の周期で発生するパルスを計数する計数回路を持ち、炉頂タイムスケジュールに従って予め設定されている機器別の動作予定計数値と計数回路により実際に計数された現在値（以下、実計数値ともいう）を比較し、両者が一致した時点で当該機器の動作指令を与える比較・指令出力回路で構成されたものが知られている。
【０００６】
このマスターシーケンシャル方式は、計数回路の実計数値を監視することにより１ダンプの炉頂タイムスケジュールの進捗状況を直接に知ることができること、又設備の変更や操業方法の変更等に応じて炉頂タイムスケジュールを改める場合に、炉頂機器の動作タイミングや動作順序を変更することが容易である等の特徴を有し、炉頂タイムスケジュールの制御装置として長い間使用されてきた。しかしこの方式は、前記のように高炉操業の方法の差によって様々であるべき炉頂タイムスケジュールを数種類に集約したものであり、集約の過程で一定の無駄時間は容認されてきた。
【０００７】
近年の高炉操業は、合理化を目指して、より多くの種類の操業方法を持つと同時に、効率化のため無駄時間は極力排除したいという要求が強まっており、これに応えて前記のマスターシーケンシャル方式の内容は以下のように改善されてきた。
【０００８】
第１の改善例は炉頂タイムスケジュールの種類を増やし、無駄時間を本質的に除去しようとしたものであったが、特定の炉頂機器の動作予定計数値が何通りもあり、炉頂タイムスケジュールの進捗状況を監視する者の負担が大きくなる欠点があった。第２の改善例は炉頂タイムスケジュールの変動部を実行している間は計数回路による加算を中断し、変動部の実行が完了して固定部に移った時点で再び加算を行なうものである。この場合に変動部の制御は計数回路と連動した専用タイマーを設け、これにより指令が与えられる。このように変動部のタイマーを独立させることで固定部の機器動作予定計数値は１種類で済み、その点では監視し易いという長所がある。しかし変動部の機器毎に、又、変動する時間別に専用のタイマーが設けられるため、炉頂タイムスケジュール全体の進捗状況の監視ではなお問題があった。
【０００９】
そこで、特開平５−６５５１４号公報では、複数の周期が設定可能で、外部信号により選択された周期のパルスを発生する回路と、１パルス当たりの加算量が設定可能で、パルスを入力する度に外部信号により選択された加算量を加算し、その結果の計数値を保持すると同時に外部へ出力する計数回路と、炉頂機器の動作予定計数値等を設定可能で、この設定値と前記計数回路からの計数値とを比較して一致すれば機器動作指令等を出力する比較回路と、計数値を入力し、その値によりその時点で使用すべきパルス周期と１パルス当たりの加算量を判断し、その結果を出力する判定回路と、計数値を表示する表示回路及び表示器とを有する高炉原料装入制御装置を提案し、これにより、無駄時間を含まない最短のもので制御することが可能であり、しかも炉頂タイムスケジュールの進捗状況を単一の表示器で固定部、変動部双方を直接に示すことが可能となり、又固定部の機器動作予定計数値は変動部の影響を受けず常に同一の設定値でよく、前記の効果と併せて監視を非常に容易に行なうことができるようにしている。
【００１０】
以上の高炉原料装入制御装置の特徴は、無駄時間を極力排除するために考案されており、その結果、１ダンプに要する平均的な時間は短縮され、炉頂装入装置の装入能力は相対的に向上してきている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記の高炉原料装入制御装置では、炉頂装入装置の装入能力は向上するものの、より厳密な各炉頂機器の動作時間の管理が必要となってくる。その管理方法としては、対象機器の動作完了予定計数を予め設定しておき、実際に計数された実計数値とその動作完了予定計数を比較し、両者が一致したタイミングで当該炉頂機器が動作を完了しているか否かを点検するという手法が取られてきた。
【００１２】
このように動作の完了を点検する手法では、様々な原因（機械的・電気的）により対象機器の動作に渋滞が発生した場合には、それを検出し、必要に応じて計数回路を停止させる等により、次に動作が予定されている機器の動作を停止させておくことができるが、異常のため目標とする動作の完了が早すぎたり、途中で停止したりする早期停止の場合には、これを的確に検出することができなかった。
【００１３】
そのため、炉頂装入装置の装入能力向上を追求するあまり、各炉頂機器の動作速度を上げすぎてしまった場合や、炉頂機器の位置検出器の誤動作により、動作が完了していないにも拘らず停止してしまったために、それを動作完了と見做し、次に動作が予定されている機器への動作指令を出力してしまう場合等を検出することができないという問題があった。
【００１４】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、対象の炉頂機器が異常に速い速度で動作を完了してしまったり、目標の手前で停止してしまったりする異常動作の発生を確実に検出することができる高炉原料装入制御装置を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、炉頂タイムスケジュールに従って対象の炉頂機器が順次実行する複数の動作を制御する動作制御回路を有し、炉頂タイムスケジュールに従って炉頂機器の動作が開始された後に周期的に加算される実計数値と、予め設定してある動作予定計数値とを比較して、該炉頂機器に対する動作指令を出力するマスタータイマー式の高炉原料装入制御装置において、前記炉頂機器の各動作に対する動作完了予定計数値を設定する手段と、該当する動作について設定された動作完了予定計数値と前記実計数値とを比較して、両者が一致した場合に該炉頂機器の次の動作を指令する手段と共に、前記炉頂機器の異常動作を判定するための動作不良判定計数値を前記動作完了予定計数値以下の値に設定する手段と、動作開始後に前記炉頂機器の動作停止を検出する手段と、動作停止が検出された該炉頂機器の動作停止時における前記実計数値と設定された前記動作不良判定計数値とを比較して、該実計数値が動作不良判定計数値より小さいか否かを判定する手段とを備え、当該実計数値が動作不良判定計数値より小さい時、次に予定されている前記炉頂機器の動作を、前記動作制御回路により停止させることにより、前記課題を解決したものである。
【００１６】
即ち、本発明においては、異常に速い動作速度に起因する動作完了や早い動作停止を検出できるようにするため、予め動作不良判定計数値を設定しておき、当該炉頂機器が動作停止したときの実計数値と動作不良判定計数値を比較し、実計数値の方が小さければ当該機器の動作が異常に早く完了又は途中停止したと見なすこととした。
【００１７】
本発明では、このように異常に速い動作完了（目標位置での停止）を検出することができるようにしたため、例えば、空気圧を利用する動作機器において空気圧が異常に上昇したこと等により、機器の動作時間が早まったことを検出することができ、動作速度が大きいことによる機器の短寿命化を未然に防止できるようになる。
【００１８】
又、機器の位置検出器が誤動作した場合においても、該機器の動作停止までの時間が早まったことにより誤動作を検出できるようになり、それによる設備トラブルを未然に防止できるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る一実施形態の高炉原料装入制御装置の要部の概要を示すブロック図である。
【００２１】
本実施形態の高炉原料装入制御装置は、後述するベルレス方式の炉頂装入装置に適用されるマスタータイマー方式を採用している。
【００２２】
この高炉原料装入制御装置は、予め設定されている炉頂タイムスケジュールに従って対象の炉頂機器の動作が開始されると、パルス発生器（図示せず）から出力されるパルス信号を周期的に加算する計数回路１０と、動作予定計数値を設定する第１設定部１２と、計数回路１０で実際に加算された実計数値（パルス信号数）が入力されると、該実計数値と第１設定部１２に予め設定してある動作予定計数値とを比較して、両者が一致した場合に対象の炉頂機器に対する動作指令を出力する第１比較回路１４と、該動作指令が入力されると該炉頂機器に対する該当する動作を適切に制御する動作制御回路１６とを備えている。
【００２３】
又、本実施形態の高炉原料装入制御装置は、前記炉頂機器に対する動作完了予定計数値を設定する第２設定部１８と、設定された動作完了予定計数値と前記計数回路１０から入力される実計数値とを比較して、両者が一致した場合に実際に動作が完了しているか否かを確認させるための点検指令を、前記動作制御回路１４へ出力する第２比較回路２０とを備えている。又、これと共に、前記炉頂機器に対する動作不良判定計数値を前記動作完了予定計数値以下の値に設定する第３設定部２２と、該炉頂機器が動作を停止した場合に前記動作制御回路１６から入力される動作停止信号（比較指令）に基づいて、該動作の停止時に前記計数回路１０から入力された実計数値と、設定された前記動作不良判定計数値とを比較して、該実計数値が動作不良判定計数値より小さいと判定した場合に、前記動作制御回路１６へ点検指令を出力する第３比較回路２４とを備えている。なお、前記動作制御回路１６から第３比較回路２４への動作停止信号の出力は、図示しない動作停止検出器により対象機器の動作停止が検出されることにより実行される。この検出器は、弁の開又は閉を検出するリミットスイッチ（レバー型、カム型リミットスイッチ等）や、開度・位置を検出するセルシン、アブソコーダなどの位置検出器であればよい。
【００２４】
そして、前記動作制御回路１６では、第２比較回路２０から点検指令が入力された時点で炉頂機器の動作が予定通りに完了している場合は次の動作を指令し、完了していない場合には異常であるとし、又、第３比較回路２４から点検指令が入力された時点で実計数値が異常判定計数値より小さいと確認された場合には異常（高速動作完了又は途中停止）であるとして、それぞれ適切な対策をとることができるようになっている。
【００２５】
次に、本実施形態の作用を、炉頂装入装置が、第１〜第３のバンカー（炉頂ホッパー）を有する３パラレルバンカーベルレス方式であり、対象の炉頂機器が原料の投入方向を切り替える切替シュートである場合について、図２〜図６を用いて説明する。
【００２６】
図２に模式的に示す３パラレルバンカーベルレス方式の炉頂装入装置３０では、装入コンベア３２により上部開口部へ運ばれた原料は、該開口部近傍に配設されている切替シュート３４により方向が切り替えられ、第１〜第３の３つのバンカー３６、３８、４０へ順番に投入された後、炉内へ装入されるようになっている。ここでは、この切替シュート３４の位置検出器（図示せず）が故障したため、第２バンカー３８の位置が正しく検出できず、該シュート３４が第１バンカー３６近辺で検出されてしまう（停止してしまう）場合を例とする。この位置検出器としては、例えばカム型リミットスイッチを利用できる。
【００２７】
図２に示されるように第１バンカーへ原料を投入した後、装入コンベア３２で運ばれる次の原料を第２バンカーへ投入するため、切替シュート３４は第２バンカーの位置へ移動する動作をするよう指令が与えられ、図３に矢印で示す方向に移動を開始するが、そのときの前記検出器による位置検出が異常であるため、該切替シュート３４は第１バンカー付近であるにも拘らず、誤検出により図４に示すように第１バンカーと第２バンカーの中間位置で途中停止してしまっている。この場合、目標の動作が完了したと見なされることになるため、従来の場合であれば、スケジュール通りにそこへ運ばれた原料を受け入れてしまうことになり、第２バンカーへは正常に原料を投入することができず、図５に示すように装入コンベア３４のヘッド部等へ原料を堆積させてしまうことになる。
【００２８】
これに対して、本発明の場合は、切替シュート３４が第１バンカーから第２バンカーへ移動動作したときに、中間位置で停止した場合には、前述した動作停止検出器により動作停止の事実を検出することができるため、異常に早く動作が停止してしまったことを、前記第３比較回路２４により判定することができ、結果として図６に示すように装入コンベア３４を停止させ、トラブルを未然に防止することができる。
【００２９】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、炉頂機器の異常に速い動作速度に起因する早い動作完了や動作の途中停止を検出するために、予め動作不良判定計数値を設定しておき、当該炉頂機器が動作停止したときの実計数値と動作不良判定計数値を比較し、実計数値の方が小さければ当該機器の動作が異常に速く完了又は停止したと見なすことにより、必要に応じて、次に動作が予定されている機器の動作を停止させることができ、重大な設備トラブルを未然に防止できるようになる。
【００３１】
又、炉頂機器の異常高速動作を検出することができるため、機器の動作時間の管理を強化することができることにより、機器の寿命を延長させることができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の高炉原料装入制御装置の要部を示すブロック図
【図２】実施形態の作用を示すの炉頂装入装置の模式図
【図３】実施形態の作用を示す他の炉頂装入装置の模式図
【図４】実施形態の作用を示す更に他の炉頂装入装置の模式図
【図５】実施形態の作用を示す更に他の炉頂装入装置の模式図
【図６】実施形態の作用を示す更に他の炉頂装入装置の模式図
【符号の説明】
３０…炉頂装入装置
３２…装入コンベア
３４…切替シュート
【図１】
0004103404.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004103404.tif 000005
【図５】
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【図６】
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