JP2004035124A - 粉体吹き込みタンクの吹き込み量制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体を変更してその吹き込み制御の開始時に、粉体吹き込みタンクの圧力の目標値とのずれを抑制し、吹き込み量の制御性の向上を図ること。
【解決手段】いま、粉体吹き込みタンク３が取り扱う粉体が変更され、その粉体の吹き込み動作が開始されると、初期圧力補正部２３は、その変更された粉体に対応する折れ線を、上記のように予め用意されている吸い込み量と補正圧力の関係を示す折れ線２６ａ、２６ｂ・・・・２６ｎのうちから選択する。さらに、初期圧力補正部２３は、粉体吹き込み量制御部２１に設定される粉体の吹き込み量の目標値に基づき、その選択した吹き込み量−圧力の折れ線を参照し、粉体吹き込みタンク３の目標圧力を出力する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体吹き込みタンクに加える圧力を制御することにより、その粉体吹き込みタンクから吐出する粉体の吹き込み量を制御する粉体吹き込みタンクの吹き込み量制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車用表面処理鋼板などのように、亜鉛を含む鉄スクラップなどが増加している。この鉄スクラップを主原料とする電炉などでは、亜鉛と鉄とを主成分とする粉体状のダストが発生する。このダストは、例えば亜鉛の含有率が２０〜３０％であり、同量の鉄分も含まれている。それらの形態（性状）は、酸化物であったり、水酸化物であったりする。
【０００３】
このように得られるダストの再利用を図るために、粉体状のダストをダスト精錬炉内に供給する設備として、粉体吹き込み設備が知られている。
この粉体吹き込み設備は、ダストなどの粉体を収容する粉体吹き込みタンクを備え、その粉体吹き込みタンクに圧力を加えることにタンク内の粉体を吐出させ、この吐出させた粉体を吹き込みラインを介してダスト精錬炉内に吹き込むようになっている。
【０００４】
また、この粉体吹き込み設備では、粉体吹き込みタンクを加圧することにより吐出する粉体を吹き込み量として測定し、この測定値と吹き込み量の目標値との偏差を求め、この偏差に基づいて粉体吹き込みタンクの圧力の目標値を求め、この目標値と粉体吹き込みタンクの圧力を測定した測定値との偏差を求め、この偏差に応じて粉体吹き込みタンクの圧力を調節し、これにより粉体の吹き込み量が目標値に一致するように制御している。
【０００５】
さらに、この制御では、吹き込み量と圧力の関係を示す１つの折れ線を予め用意しておき、粉体の種類などを変更した場合に、その折れ線を用いて粉体吹き込みタンクの圧力の目標値を補正するようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような方法により粉体吹き込みタンクの圧力を制御すると、粉体を変更した吹き込み制御の開始時に、図３の曲線Ａに示すように、吹き込み量がオーバーシュートとして制御性が悪いという不具合があった。
その一方、特開平１０−３３８３４９号公報に記載のように、吹き込みタンクの切り換え制御方法が知られている。
【０００７】
これは、並列に接続された複数台の吹き込みタンクを切り替えながら連続的に一定量の粉体を切り出して気流輸送する場合の粉体吹き込みタンクの切り換え制御方法において、吹き込みタンクの切り替え時、切り替わる吹き込みタンクの総吹き込み量の実測値に基づき、一方の吹き込みタンクのみ開度設定量を補正し、他方の吹き込みタンクは、その実測値による補正を行わないようにしたものである。
【０００８】
上記公報に記載の発明によれば、２つの吹き込みタンクの切り替え時に、その吹き込み量のバランスを取る必要がなくなるので、精度良く吹き込み量を一定に保つことができるが、粉体を変更して吹き込み制御を開始する際の制御性の向上については考慮されていない。
そこで、本発明は、上記の点に鑑み、粉体を変更してその吹き込み制御の開始時に、粉体吹き込みタンクの圧力の目標値とのずれを抑制するようにし、吹き込み量の制御性の向上を図るようにした粉体吹き込みタンクの吹き込み量制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するために、請求項１および請求項２に記載の発明は、以下のような構成からなる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、粉体吹き込みタンクを加圧することにより吐出する粉体を吹き込み量として測定し、この測定値と吹き込み量の目標値との偏差を求め、この偏差に基づいて前記粉体吹き込みタンクの圧力の目標値を求め、この目標値と前記粉体吹き込みタンクの圧力を測定した測定値との偏差を求め、この偏差に応じて前記粉体吹き込みタンクの圧力を調節するようにした粉体吹き込みタンクの吹き込み量制御方法であって、粉体の吹き込み量と前記粉体吹き込みタンクの圧力の目標値を補正する補正圧力との関係を示す補正用の曲線を、粉体が異なる毎にあらかじめ複数作成しておき、前記粉体を変更した場合には、その吹き込みの開始時に、その変更した粉体に対応する前記曲線を複数の中から選択し、この選択した曲線を用いて前記粉体吹き込みタンクの圧力の目標値を補正するようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の粉体吹き込みタンクの吹き込み量制御方法において、前記補正の際の補正量は、前記選択された曲線と、前記吹き込み開始時の吹き込み量の目標値とに基づいて決定するようにしたことを特徴とするものである。
本発明によれば、粉体を変更してその吹き込み制御の開始時に、粉体吹き込みタンクに加わる圧力の目標値とのずれを抑制できるので、粉体の吹き込み量の制御性の向上を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の粉体吹き込みタンクの吹き込み量制御方法を適用した粉体吹き込み設備の構成の一例を示す図である。
この粉体吹き込み設備は、図１に示すように、粉体を収容する２つのホッパ１、２を備え、ホッパ１、２に収容される粉体が２つの粉体吹き込みタンク３、４内に供給されるようになっている。
【００１２】
ここで、粉体としては、上述した粉体状のダストなどが挙げられる。
粉体吹き込みタンク３、４は、加圧ライン５を介して空気により加圧されるようになっている。加圧ライン５は、途中で二つに分岐され、その各分岐部の終端が吹き込みタンク３、４に接続されている。また、加圧ライン５の各分岐部には、電磁バルブ６、７が設けられている。
【００１３】
粉体吹き込みタンク３、４には、排気ライン８、９がそれぞれ接続されている。その各排気ライン８、９の途中には、加圧ライン５による粉体吹き込みタンク３、４の加圧を調整するために、排気ライン８、９の排気量を調整する開度調節弁１０、１１が設けられている。
また、粉体吹き込みタンク３、４には、その内部の粉体と加圧空気を吐出する吐出口がそれぞれ設けられ、その各吐出口にはその吐出された粉体を気流輸送する吹き込みライン１２の各始端側に接続されている。吹き込みライン１２の終端側は、例えばダスト精錬炉１３の羽口に接続されている。吹き込みライン１２の途中には、その吹き込みライン１２内を気流輸送される粉体の吹き込み量を測定する流量センサ１４が設けられている。
【００１４】
このような構成からなる粉体吹き込み設備では、粉体吹き込みタンク３、４が交互に使用され、その内部の粉体を吹き込みライン１２によりダスト精錬炉１３に気流輸送させる。
例えば、粉体吹き込みタンク３を使用する場合には、電磁バルブ６を開いた状態にして加圧ライン５から空気を送り込むことにより、粉体吹き込みタンク３内を加圧させ、この加圧によりその内部の粉体を吹き込みライン１２によりダスト精錬炉１３に気流輸送させる。
【００１５】
このとき、例えばロードセルのような秤量センサ１４により吹き込みライン１２内を気流輸送される粉体の吹き込み量が測定され、その測定値に基づいて開度調節弁１０の開度を調整する制御が行われるが、この制御の詳細については後述する。
なお、粉体吹き込みタンク３を使用する場合には、粉体吹き込みタンク４側の電磁バルブ７は閉めた状態にし、粉体吹き込みタンク４に対してホッパ１、２から粉体を供給する。
【００１６】
次に、上記のような構成からなる粉体吹き込み設備における粉体吹き込み量の制御システムの構成について、図２を参照して説明する。
この粉体吹き込み量の制御システムは、粉体吹き込みタンク３と、粉体吹き込みタンク４との粉体吹き込み量の制御を個別に行うが、その２つの制御は基本的に同じであるので、以下では、粉体吹き込みタンク３に係る制御系について説明する。
【００１７】
すなわち、粉体吹き込み量の制御システムは、図２に示すように、粉体吹き込み量制御部２１と粉体吹き込みタンク圧力制御部２２とを備え、これらがカスケード接続されるとともに、さらに初期圧力補正部２３を備えている。
粉体吹き込み量制御部２１は、吹き込みプロセス系３０に配置される秤量センサ１４が測定する粉体の吹き込み量の測定値とその吹き込み量の目標値との偏差を求める偏差算出器２４と、その求めた偏差に基づいてＰＩＤ制御により粉体吹き込みタンク３の目標圧力を求めて出力するＰＩＤ調節器２５とからなる。
【００１８】
初期圧力補正部２３は、粉体吹き込みタンク３が取り扱う粉体が変更され、その変更された粉体の吹き込み開始時に、ＰＩＤ調節器２５から出力される目標圧力の補正を行うものである。
このために、初期圧力補正部２３には、粉体の種類や粉体の性状などが異なるごとに、粉体の吹き込み量と、粉体吹き込みタンク３の目標圧力との関係を示す、補正用の吹き込み量−圧力の折れ線２６ａ、２６ｂ・・・・２６ｎが、予め複数用意されている。
【００１９】
初期圧力補正部２３は、その変更された粉体の吹き込み開始時には、その変更された粉体に対応する折れ線を、上記の複数の折れ線２６ａ、２６ｂ・・・・２６ｎのうちから選択するようになっている。そして、このときには、スイッチＳ３２が閉状態となって補正圧力補正部２３の出力が偏差演算部２８に出力され、スイッチ３１は開状態となってＰＩＤ調節器２５の出力が停止されるようになっている。
【００２０】
従って、初期圧力補正部２３は、粉体吹き込みタンク３が取り扱う粉体が変更され、その変更された粉体の吹き込み開始時に、粉体吹き込み量制御部２１に設定される粉体の吹き込み量の目標値に基づくとともに、その選択した吹き込み量−圧力の折れ線を参照し、粉体吹き込みタンク３の目標圧力を出力するようになっている。
【００２１】
粉体吹き込みタンク圧力制御部２２は、偏差演算部２８と、ＰＩＤ調節器２９とからなり、開度調節弁１０の開度を調節して粉体吹き込みタンク３内の圧力を制御するようになっている。
さらに詳述すると、偏差演算部２８は、初期圧力補正部２３から補正値が出力されない定常時には、ＰＩＤ調節器２５から出力される目標圧力と、圧力センサ２７が検出する粉体吹き込みタンク３の圧力の測定値の偏差を求めるようになっている。また、偏差演算部２８は、初期圧力補正部２３からの出力があるときには、その出力を目標圧力とし、この目標圧力と、圧力センサ２７の測定値の偏差を求めるようになっている。
【００２２】
ＰＩＤ調節器２９は、偏差演算器２８が求めた偏差に応じて、開度調節弁１０の開度を調節する開度調節信号を出力するようになっている。
次に、このような構成からなる粉体吹き込み量の制御システムによる、本発明に係る粉体の吹き込み制御の方法について説明する。
いま、粉体吹き込みタンク３が取り扱う粉体が変更され、その変更された粉体の吹き込み動作が開始されたものとする。この場合には、スイッチ３２が閉状態となり、スイッチ３１は開状態となる。
【００２３】
そして、初期圧力補正部２３は、その変更された粉体に対応する折れ線を、上記のように予め用意されている複数の折れ線２６ａ、２６ｂ・・・・２６ｎのうちから選択する。さらに、初期圧力補正部２３は、粉体吹き込み量制御部２１に設定される粉体の吹き込み量の目標値に基づき、その選択された吹き込み量−圧力の折れ線を用いて、粉体吹き込みタンク３の目標圧力を出力する。
【００２４】
ここで、初期圧力補正部２３が上記のような補正を行うのは、粉体が変更された吹き込み動作開始時には、ＰＩＤ調節器２５から出力される粉体吸い込みタンク３の目標圧力が適正値でないので、複数の折れ線２６ａ、２６ｂ・・・・２６ｎを使用して適正な目標圧力を出力して補正するためである。
その後、所定時間経過すると、スイッチ３２が閉状態から開状態になり、スイッチ３１が開状態から閉状態になる。
【００２５】
偏差演算部２８は、上記のように初期圧力補正部２３から目標圧力が出力されるときには、その目標圧力と圧力センサ２７の測定値との偏差を求め、ＰＩＤ調節器２５から目標圧力が出力されるときには、その目標圧力と圧力センサ２７の測定値との偏差を求める。
ＰＩＤ調節器２９は、その求められた偏差に応じて、開度調節弁１０の開度を調節する開度調節信号を出力する。その開度調整信号により開度調節弁１０を開度を調節する。これにより、粉体吹き込みタンク３内の圧力が制御され、その結果、粉体の吹き込み量が目標値になるように制御される。
【００２６】
以上のような実施形態の制御方法によれば、その吹き込み量は図３の曲線Ｂに示すように、オーバーシュートせずに短時間で目標値に達することができる。従って、従来の制御方法（曲線Ａ）に比べて制御性が大幅に向上する。
以上説明したように、この実施形態の制御方法では、粉体吹き込みタンク３が取り扱う粉体が変更され、その変更された粉体の吹き込み動作の開始時には、その変更された粉体に対応する折れ線を、予め用意されている複数の折れ線２６ａ、２６ｂ・・・・２６ｎのうちから選択するようにした。さらに、粉体吹き込み量制御部２１に設定される粉体の吹き込み量の目標値と、その選択した吹き込み量−圧力の折れ線とに基づき、粉体吹き込みタンク３の目標圧力を補正するようにした。
【００２７】
従って、この実施形態の制御方法によれば、粉体の吹き込み量の制御の制御性を大幅に向上できる。
なお、上記の例では、粉体の種類や粉体の性状などが異なるごとに、補正用の吹き込み量−圧力の折れ線２６ａ、２６ｂ・・・・２６ｎを、予め複数用意するようにした。
【００２８】
しかし、その折れ線２６ａ、２６ｂ・・・・２６ｎは、粉体の吹き込み量と補正圧力との関係を示すものであれば必ずしも折れ線である必要はなく、折れ線を含む一般的な曲線であれば良い。
また、上記の例では、粉体吹き込みタンク３に収容する粉体としてダスト精錬炉に供給するダストとしたが、その粉体としては、供給する炉に応じて微粉炭などの各種の粉体に適用できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、粉体を変更してその吹き込み制御の開始時に、粉体吹き込みタンクに加わる圧力の目標値とのずれを抑制できるので、粉体の吹き込み量の制御性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法が適用される粉体吹き込み設備の構成を説明する図である。
【図２】粉体吹き込み量の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態の制御方法と従来の制御方法の制御性の比較例を示す図である。
【符号の説明】
１、２　ホッパ
３、４　粉体吹き込みタンク
５　加圧ライン
８、９　排気ライン
１０、１１　開度調節弁
１２　吹き込みライン
１４　秤量センサ
２１　粉体吹き込み量制御部
２２　粉体吹き込みタンク圧力制御部
２３　初期圧力補正部
２４、２８　偏差算出器
２５、２９　ＰＩＤ調節器
２６ａ〜２６ｎ　吹き込み量−圧力の折れ線
２７　圧力センサ

Claims (2)

1. 粉体吹き込みタンクを加圧することにより吐出する粉体を吹き込み量として測定し、この測定値と吹き込み量の目標値との偏差を求め、この偏差に基づいて前記粉体吹き込みタンクの圧力の目標値を求め、この目標値と前記粉体吹き込みタンクの圧力を測定した測定値との偏差を求め、この偏差に応じて前記粉体吹き込みタンクの圧力を調節するようにした粉体吹き込みタンクの吹き込み量制御方法であって、
   粉体の吹き込み量と前記粉体吹き込みタンクの圧力の目標値を補正する補正圧力との関係を示す補正用の曲線を、粉体が異なる毎にあらかじめ複数作成しておき、前記粉体を変更した場合には、その吹き込みの開始時に、その変更した粉体に対応する前記曲線を複数の中から選択し、この選択した曲線を用いて前記粉体吹き込みタンクの圧力の目標値を補正するようにしたことを特徴とする粉体吹き込みタンクの吹き込み量制御方法。
2. 前記補正の際の補正量は、前記選択された曲線と、前記吹き込み開始時の吹き込み量の目標値とに基づいて決定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の粉体吹き込みタンクの吹き込み量制御方法。

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