烧结机的烧结原料层厚控制方法及装置

摘要

本发明提供一种能够适当地控制烧结机入侧的烧结原料层厚的烧结机的烧结原料层厚控制方法。该控制方法如下：检测托盘上的烧结原料的点火炉前后的点火炉入侧层厚和点火炉出侧层厚，并且检测所述托盘的托盘输送速度和所述转筒给料器的给料器旋转速度，根据由所述点火炉入侧层厚求出的控制所述分割闸门的闸门开度基准值、基于所述托盘输送速度和所述给料器旋转速度求出的第一开度修正值、基于由所述点火炉入侧层厚和所述点火炉出侧层厚求出的点火及吸引开始时的烧结原料层的体积减少量求出的第二开度修正值，求出控制所述分割闸门的闸门开度指令值。

说明书

技术领域

本发明涉及烧制铁矿石生成烧结矿的烧结机的烧结原料层厚控制方法及 装置。

背景技术

在烧结工厂，使用转筒给料器，将铁矿石、粉焦碳、石灰石等烧结原料 装入烧结机的托盘上，用点火炉对该烧结原料进行点火，用主排风机从托盘 下方的风箱进行吸引而生成烧结矿。在向转筒给料器提供的贮存烧结原料的 料斗的排出部，设置有在烧结机宽度方向上被分割且能够个别地调节每个闸 门开度的分割闸门，通过调节该分割闸门的闸门开度，使所生成的烧结矿的 强度、粒度达到均匀，进行装入原料层厚控制。

作为这种烧结原料层厚的控制，例如已知有带式烧结机的装入层厚控制 方法及装置（例如，参照专利文献1），其控制方法如下：在截止板的正前方 配置检测烧结原料的层厚的检测器，当烧结机起动时以及烧结原料的装入层 厚超过一定的层厚范围时，基于来自内装有起动时的模式表及层厚异常时的 模式表的转筒给料器转速模式发生部的指令，操作控制排出烧结原料的转筒 给料器的转速、配置于转筒给料器的排出部的排出用的闸门开度，以使装入 层厚成为规定的厚度。

现有技术

专利文献

专利文献1：日本特开平3－243725号公报

发明概要

发明所要解决的课题

但是，在所述专利文献1记载的现有例中，在点火炉的上游侧的截止板 的面前侧，用检测器检测形成于烧结机的托盘上的烧结原料的装入层厚，并 基于检测到的装入层厚，将装入层厚控制在规定的厚度，因此，存在如下未 解决的问题：通过了检测装入层厚的检测器的烧结原料被点火，由主排风机 吸引时，如果被装入的烧结原料的密度小，则即使装入层厚一定，只有一部 分的水平下降，因此不能说装入层厚为一定。而且，当作为原料装入设备的 转筒给料器的转速及烧结机的托盘的输送速度变化时，还存在延迟达到目标 层厚的未解决的问题。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述现有例的未解决的问题而提出的，其目的在于 提供烧结机的烧结原料层厚控制方法及装置，能够通过检测点火炉前后的装 入层厚，来适当地控制烧结机入侧的烧结原料的装入层厚。

为了解决上述问题，本发明第一方面提供一种烧结机的烧结原料层厚控 制方法，该烧结机在贮存烧结原料的料斗的排出部，具备将从该料斗排出的 烧结原料装入托盘上的转筒给料器和在烧结机宽度方向上被分割且能够个别 地调节每个闸门开度的分割闸门，该烧结机的烧结原料层厚控制方法的特征 在于，检测所述托盘上的烧结原料的点火炉前后的点火炉入侧层厚水平和点 火炉出侧层厚水平，检测所述托盘的托盘输送速度和所述转筒给料器的给料 器旋转速度，根据基于所述点火炉入侧层厚水平求出的控制所述分割闸门的 闸门开度基准值、基于所述托盘输送速度和所述给料器旋转速度求出的第一 开度修正值、基于由所述点火炉入侧层厚水平和所述点火炉出侧层厚水平求 出的点火及吸引开始时的烧结原料层的体积减少量求出的第二开度修正值， 求出控制所述分割闸门的闸门开度指令值。

本发明第二方面的烧结机的烧结原料层厚控制方法，其特征在于，由在 原料层厚的宽度方向上保持规定间隔配置的多个点火炉入侧层厚水平仪检测 所述点火炉入侧层厚水平，从水平设定值减去在所述点火炉入侧检测到的点 火炉入侧烧结原料层厚水平的值乘以所述点火炉入侧层厚水平仪的间隔、从 所述转筒给料器的装入部到所述点火炉入侧层厚水平仪的距离及原料体积密 度而算出所述闸门开度基准值。

本发明第三方面的烧结机的烧结原料层厚控制方法，其特征在于，点火 及吸引开始时的烧结原料层的体积减少量乘以装入量影响修正参数而算出所 述第二开度修正值。

本发明第四方面提供一种烧结机的烧结原料层厚控制方法，该烧结机在 贮存烧结原料的料斗的排出部，具备将从该料斗排出的烧结原料装入托盘上 的转筒给料器和在烧结机宽度方向上被分割且能够个别地调节每个闸门开度 的分割闸门，该烧结机的烧结原料层厚控制方法的特征在于，检测所述托盘 上的烧结原料的点火炉前后的点火炉入侧层厚水平和点火炉出侧层厚水平， 检测所述托盘的托盘输送速度和所述转筒给料器的给料器旋转速度，基于所 述点火炉入侧层厚水平、所述托盘输送速度及所述给料器旋转速度求出控制 所述分割闸门的考虑了装入量变化的基本闸门开度指令值，进一步基于由所 述点火炉入侧层厚水平和所述点火炉出侧层厚水平求出的点火及吸引开始时 的烧结原料层的体积减少量以及所述托盘输送速度和所述给料器旋转速度求 出闸门开度修正值，用所述闸门开度修正值修正所述基本闸门开度指令值而 求出闸门开度指令值。

本发明第五方面的烧结机的烧结原料层厚控制方法，其特征在于，用激 光测距仪进行所述点火炉入侧层厚水平和点火炉出侧层厚水平的检测。

本发明第六方面提供一种烧结机的烧结原料层厚控制装置，该烧结机在 贮存烧结原料的料斗的排出部，具备将从该料斗排出的烧结原料装入托盘上 的转筒给料器和在烧结机宽度方向上被分割且能够个别地调节每个闸门开度 的分割闸门，该烧结机的烧结原料层厚控制装置的特征在于，具备：在所述 托盘上的烧结原料的点火炉前后检测原料层厚水平的点火炉入侧层厚水平仪 和点火炉出侧层厚水平仪、检测所述托盘的托盘输送速度的输送速度检测器， 检测所述转筒给料器的给料器旋转速度的旋转速度检测器，基于所述点火炉 入侧层厚水平、所述托盘输送速度及所述给料器旋转速度算出控制所述分割 闸门的考虑了装入量变化的基本闸门开度指令值的基本闸门开度指令值运算 部，基于由所述点火炉入侧层厚水平和所述点火炉出侧层厚水平求出的点火 及吸引开始时的烧结原料层的体积减少量以及所述托盘输送速度和所述给料 器旋转速度算出闸门开度修正值的闸门开度修正值运算部，基于所述基本闸 门开度指令值和所述闸门开度修正值运算出闸门开度指令值的闸门开度指令 值运算部。

本发明第七方面的烧结机的烧结原料层厚控制装置，其特征在于，所述 点火炉入侧层厚水平仪是检测点火炉入侧层厚水平的激光测距仪，点火炉出 侧层厚水平仪是检测点火炉出侧层厚水平的激光测距仪。

本发明第八方面的烧结机的烧结原料层厚控制装置，其特征在于，所述 激光测距仪包括在宽度方向上保持规定间隔配置的多个摇头式激光测距仪。

发明效果

根据本发明，能够利用考虑了点火及吸引开始时的烧结原料层厚的减少 量以及托盘输送速度和转筒给料器的给料器旋转速度的变动引起的装入层厚 变动的闸门开度指令值，适当地控制分割闸门的闸门开度，由此能够将烧结 机入侧的烧结原料的层厚控制在目标值。

附图说明

图1是表示本发明的烧结机的烧结原料层厚控制方法的一实施方式的烧 结机入侧的立体图；

图2是表示控制图1的分割闸门的闸门开度的控制装置的一例的方框图；

图3是表示控制装置的其它例的方框图；

图4是表示应用于本发明的激光测距仪的主视图；

图5是表示激光测距仪的测定原理的说明图，图5（a）是表示用激光测 距仪从低位置投射激光的状况的图，图5（b）是表示用激光测距仪从高位置 投射激光的状况的图；

图6是表示层厚检测原理的说明图；

图7是表示宽度方向的层厚轮廓的图。

具体实施方式

下面，基于附图说明本发明的一实施方式。

图1是表示烧结机的烧结原料装入部的图，烧结原料通过托盘1向该图 的箭头方向输送。将与该箭头方向交叉的方向设定为烧结机的宽度方向。在 托盘1上，从贮存有烧结原料的料斗2排出的烧结原料由转筒给料器3装入 托盘1上，形成烧结原料装入层。在料斗2的排出部即转筒给料器3的装入 部，沿着烧结机的宽度方向等间隔地配置有总计七个分割闸门4。

这些分割闸门4的闸门开度由个别地设置的促动器5调节，这些促动器5 根据来自后述的控制装置的闸门开度指令值调节各分割闸门4的闸门开度， 由此能够增减控制对应的部位的烧结原料的排出量。需要说明的是，在转筒 给料器3的排出部配置有未图示的截止板。该截止板为所谓的平整板，用来 在烧结原料的层厚方向上将剩余的部分补充给不足的部分以使层厚均匀。

在转筒给料器3的烧结原料输送方向的规定距离下游侧，设置有从上方 对烧结原料点火的点火炉6。在该点火炉6对烧结原料点火，并且用未图示的 主排风机从托盘1下的风箱吸引，由此开始烧结工序。

在本实施方式中，在该点火炉6的入侧，从托盘1的上表面离开规定距 离而检测总计六处的到烧结原料装入层的表面的距离，由此检测入侧烧结原 料层厚水平Lv1。例如，在烧结机的宽度方向上等间隔地配置由超声波测距 仪等构成的点火炉入侧层厚水平仪7，并在点火炉6的出侧，在烧结机的宽度 方向上等间隔地也配置与点火炉入侧层厚水平仪7同样的出侧层厚水平仪8， 该出侧层厚水平仪8从托盘1的上表面离开规定距离而检测总计六处的到烧 结原料装入层的表面的距离，由此检测出侧烧结原料层厚水平Lv2。

另外，如图2所示，用前述的点火炉入侧层厚水平仪7检测到的入侧烧 结原料层厚水平Lv1和用点火炉出侧层厚水平仪8检测到的出侧烧结原料层 厚水平Lv2输入控制各分割闸门4的促动器5的控制装置11。而且，在控制 装置11上连接有输送速度检测器12和旋转速度检测器13，该输送速度检测 器12检测烧结机的输送速度即托盘输送速度Ps，该旋转速度检测器13检测 转筒给料器3的给料器旋转速度Dd，由这些输送速度检测器12和旋转速度 检测器13检测到的托盘输送速度Ps和给料器旋转速度Dd输入该控制装置 11。

该控制装置11基于所输入到的入侧烧结原料层厚水平Lv1、出侧烧结原 料层厚水平Lv2、托盘输送速度Ps及给料器旋转速度Dd进行下述公式（1） 的运算，运算出针对分割闸门4的促动器5的t秒后的闸门开度指令值Go（t）。

Go（t）＝α［（S－Lv1（t））L1·L2·Ds＋a｛β（1－1/Ps）

         －γ（1－Dd）｝＋b（Lv1（t）－Lv2（t＋T））L3·L4·Ds

         ＋a｛β（1－1/Ps）－γ（1－Dd）｝］……（1）

α：质量-闸门开度变换系数（%/kg）

S：水平设定值（m）

Lv1（t）：t秒后的水平测定值（m）

L1：点火炉前的各点火炉入侧层厚水平仪间隔（m）

L2：从装入部到点火炉前设置的点火炉入侧层厚水平仪的距离（m）

Lv2（t＋T）：点火及吸引开始时的烧结原料层厚水平

L3：点火炉后设置的各水平仪间隔（m）

L4：从点火炉前设置的点火炉入侧层厚水平仪到点火炉后设置的点火炉 出侧层厚水平仪的距离（m）

b：装入量影响修正参数

Ds：原料体积密度（kg/m3）

Ps：托盘输送速度（m/s）

Dd：转筒给料器旋转速度（min-1）

a：加权参数

β：开度变换系数（%/m/s）

γ：开度变换系数（%/m/s）

该公式（1）的右边的[]内的第一项是根据用点火炉入侧层厚水平仪7 检测到的点火炉入侧即点火及吸引开始前的烧结原料层厚水平Lv1和水平设 定值S之差求出的烧结原料层质量误差，该点火炉入侧的烧结原料层质量误 差成为分割闸门4的闸门开度基准值。

另外，公式（1）的右边的[]内的第二项和第四项是基于托盘输送速度 Ps和给料器旋转速度Dd修正装入托盘1上的烧结原料的装入量变动的影响 的第一开度修正值。即第二项是考虑了基准开度Gb（t）导出中的烧结机速度、 转筒给料器转速的影响的项，第四项是考虑了修正开度Ga（t）导出中的烧结 机速度、转筒滑槽转速的影响的项。

另外，公式（1）的右边的[]内的第三项是在用点火炉入侧层厚水平仪7 检测到的点火炉入侧即点火及吸引开始前的烧结原料层厚水平Lv1和用点火 炉出侧层厚水平仪8检测到的点火炉出侧即点火及吸引开始时的烧结原料层 厚水平Lv2之差上，乘以点火及吸引开始前烧结原料体积密度Ds和装入量影 响修正参数b的积值即点火及吸引开始时原料体积密度Ds′的烧结原料层质量 误差，该点火炉出侧烧结原料层质量误差成为分割闸门4的第二开度修正值。 即，因烧结原料的点火及吸引开始而烧结原料的密度增大，随之体积减少， 因此，求出该体积减少量，与该体积减少量相应地修正闸门开度基准值。

而且，基于按照上述公式（1）运算出的闸门开度指令值Go（t）控制各 分割闸门4的促动器5，由此能够适当地控制在托盘1上的装入部被装入的烧 结原料。

即，本实施方式的烧结机的烧结原料层厚控制方法根据基于点火炉入侧 层厚水平Lv1的分割闸门4的闸门开度基准值、基于托盘输送速度及所述给 料器旋转速度的第一开度修正值、基于由在点火炉入侧检测到的烧结原料层 厚水平Lv1和在点火炉出侧检测到的烧结原料层厚水平Lv2求出的点火及吸 引开始时的烧结原料层的体积减少量的第二开度修正值，算出对于分割闸门4 的闸门开度指令值Go（t）。

因此，能够设置考虑了点火及吸引开始时的烧结原料层的减少量和托盘 输送速度及转筒给料器的给料器旋转速度的变动引起的装入层厚变动的闸门 开度指令值，并且能够将该闸门开度指令值适当地反馈到分割闸门4的促动 器5，由此，能够适当地控制烧结机入侧的烧结原料的层厚。

另外，检测入侧烧结原料层厚水平的层厚水平仪在原料层厚的宽度方向 上保持规定间隔配置有多个，所述闸门开度基准值在从水平设定值减去在所 述点火炉入侧检测到的点火炉入侧烧结原料层厚水平的值上，乘以所述水平 仪间隔、从所述转筒给料器的装入部到水平仪的距离及原料体积密度而算出， 因此，能够正确地求出点火炉入侧的烧结原料层质量误差。

而且，在点火及吸引开始时的烧结原料层的体积减少量上乘以装入量影 响参量而算出第二开度修正值，因此，作为质量可适当地反馈点火及吸引开 始时的烧结原料层的减少量。

而且，由于分别在基本闸门开度指令值Gb（t）和闸门开度修正值Ga（t） 上相加考虑了托盘输送速度和转筒给料器的给料器旋转速度的变动引起的装 入层厚变动的第一开度修正值，因此不受装入层厚变动的影响，能够正确地 控制装入时的烧结原料层厚。

顺便提到的是，在仅根据用配置于点火炉6入侧的点火炉入侧层厚水平 仪7检测到的入侧烧结原料层厚水平Lv1控制各分割闸门4的促动器5，调 节分割闸门4的闸门开度的情况下，基于下述公式（2）算出闸门开度指令值 Go′（t）。

Go′（t）＝α（S－Lv1（t））L1·L2·Ds  ……（2）

在该公式（2）中，由于根据点火炉6入侧的入侧烧结原料层厚水平Lv1 和水平设定值S的偏差及原料体积密度Ds算出闸门开度指令值Go′（t），因 此，在托盘输送速度Ps和给料器旋转速度Dd为一定的情况下，能够使点火 炉6入侧的烧结原料层厚水平处于一定，但是，在托盘输送速度Ps和给料器 旋转速度Dd中的至少一方变化而使装入托盘1上的烧结原料装入量变动的情 况下，不能将点火炉6入侧的入侧烧结原料层厚水平Lv1控制在一定。

因此，按照下述公式（3），基于托盘输送速度Ps和给料器旋转速度Dd， 运算出考虑了装入托盘1的烧结原料的装入量变动的闸门开度指令值Go″（t）， 由此能够使点火炉6入侧的入侧烧结原料层厚水平Lv1处于一定。

Go″（t）＝α（S－Lv1（t））L1·L2·Ds

           ＋a｛β（1－1/Ps）－γ（1－Dd）｝……（3）

根据该公式（3），能够使点火炉6入侧的入侧烧结原料层厚水平Lv1处 于一定，但是，由于没有考虑在点火炉6对烧结原料进行点火，并从托盘1 的下侧经由未图示的风箱用主排风机吸引而开始烧结工序时的点火炉6出侧 的出侧烧结原料层厚水平的变化，因此，随着烧结工序开始时的烧结原料层 厚的变化，烧结时间有所不同，对烧结矿的烧结强度带来影响。

在此，在本实施方式中，由于按照前述的公式（1）运算出对于分割闸门 4的促动器5的闸门开度指令值Go（t），因此，通过考虑点火炉6出侧的出 侧烧结原料层厚水平Lv2，能够将烧结工序开始时的烧结原料层厚水平控制 为一定，烧结时间不变动，能够将烧结矿的烧结强度维持在一定。并且，由 于考虑托盘输送速度Ps和给料器旋转速度Dd，并且考虑了装入托盘1的烧 结原料的装入量变动的影响，因此，能够更加适当地维持烧结工序开始时的 烧结原料层厚水平。

在此，例如如图2所示，控制装置11具备：进行所述公式（1）的[]内 的第一项的运算的闸门开度基准值运算电路21、进行所述公式（1）的[]内 的第二项及第四项的运算的第一修正值运算电路22、进行所述公式（1）的[] 内的第三项运算的第二修正值运算电路23。

具体而言，在闸门开度基准值运算电路21中，基于用点火炉入侧层厚水 平仪7检测到的入侧烧结原料层厚水平Lv1进行下述公式（4）的运算，运算 出表示由点火及吸引开始前的烧结原料层厚水平Lv1和水平设定值S之差求 出的烧结原料层质量误差的闸门开度基准值gb（t）。

gb（t）＝（S－Lv1（t））L1·L2·Ds……（4）

另外，在第一修正值运算电路22中，基于托盘输送速度Ps和给料器旋 转速度Dd进行下述公式（5）的运算，运算出修正装入托盘1的烧结原料的 装入量的影响的第一开度修正值ga1（t）。

ga1（t）＝a｛β（1－1/Ps）－γ（1－Dd）｝……（5）

而且，在第二修正值运算电路23中，基于用点火炉入侧层厚水平仪7检 测到的入侧烧结原料层厚水平Lv1和用点火炉出侧层厚水平仪8检测到的出 侧烧结原料层厚水平Lv2进行下述公式（6）的运算，运算出表示点火炉出侧 烧结原料层质量误差的第二开度修正值ga2（t）。

ga2（t）＝b（Lv1（t）－Lv2（t＋T））L3·L4·Ds……（6）

另外，控制装置11具备加法器24、加法器25及闸门指令值运算回路26， 其中，加法器24将从闸门开度基准值运算电路21输出的闸门开度基准值gb （t）和从第一修正值运算电路22输出的第一开度修正值ga1（t）相加而算出 基本闸门开度指令值Gb（t），该加法器25将从第二修正值运算电路23输出 的第二开度修正值ga2（t）和从第一修正值运算电路22输出的第一开度修正 值ga1（t）进行相加而算出闸门开度修正值Ga（t），该闸门指令值运算电路 26基于加法器24的输出Gb（t）和加法器25的输出Ga（t）运算出闸门开度 指令值Go（t）。

在此，闸门指令值运算电路26进行下述公式（7）的运算，运算出闸门 开度指令值Go（t），基于运算出的闸门开度指令值Go（t）控制分割闸门4 的促动器5，调节分割闸门4的开度。

Go（t）＝α（Gb（t）+Ga（t））……（7）

这样，本实施方式的烧结机的烧结原料层厚控制方法根据基于点火炉入 侧层厚水平Lv1的对于分割闸门4的闸门开度基准值、基于托盘输送速度和 所述给料器旋转速度的第一开度修正值、基于由在点火炉入侧检测到的烧结 原料层厚水平Lv1和在点火炉出侧检测到的烧结原料层厚水平Lv2求出的点 火及吸引开始时的烧结原料层的体积减少量的第二开度修正值，算出对于分 割闸门4的闸门开度指令值Go（t）。

因此，能够设置考虑了点火及吸引开始时的烧结原料层的减少量及托盘 输送速度和转筒给料器的给料器旋转速度的变动引起的装入层厚变动的闸门 开度指令值，能够向分割闸门4的促动器5适当地反馈该闸门开度指令值， 由此，能够适当地控制烧结机入侧的烧结原料的层厚。

另外，由于检测入侧烧结原料层厚水平的点火炉入侧层厚水平仪7在原 料层厚的宽度方向上保持规定间隔配置有多个，所述闸门开度基准值在从水 平设定值减去在所述点火炉入侧检测到的点火炉入侧烧结原料层厚水平的值 上，乘以所述水平仪间隔、从所述转筒给料器的装入部到水平仪的距离及原 料体积密度而算出，因此，能够正确地求出点炉入侧的烧结原料层质量误差。

此外，由于在点火并吸引开始时的烧结原料层的体积减少量上乘以装入 量影响参量而算出第二开度修正值，因此，作为质量可适当地反馈点火及吸 引开始时的烧结原料层的减少量。

而且，分别在基本闸门开度指令值Gb（t）和闸门开度修正值Ga（t）上 相加考虑了托盘输送速度和转筒给料器的给料器旋转速度的变动引起的装入 层厚变动的第一开度修正值，因此不受装入层厚变动的影响，能够正确地控 制装入时的烧结原料层厚。

需要说明的是，在上述实施方式中，说明了由闸门基准值运算电路25、 第一修正值运算电路22、第二修正值运算电路23、加法器24，25及闸门指 令值运算电路26构成控制装置11的情况，但不限定于此，也可以如图3所 示构成。即，将前述的闸门基准值运算电路21、第一修正值运算电路22和加 法器24一体化而构成基本闸门开度指令值运算电路31，并且将第二修正值运 算电路23、第一修正值运算电路22和加法器25一体化而构成闸门开度修正 值运算电路32，向闸门指令值运算电路26供给从基本闸门开度指令值运算电 路31输出的基本闸门开度指令值Gb（t）和从闸门开度修正值运算电路32 输出的闸门开度修正值Ga（t）。

该情况下，在基本闸门开度指令值运算电路31中，基于入侧烧结原料层 厚水平Lv1、托盘输送速度Ps及给料器旋转速度Dd，进行下述公式（8）的 运算，运算出考虑了装入量变化的基本闸门开度指令值Gb（t）。

Gb（t）＝（S－Lv1（t））L1·L2·Ds

        ＋a｛β（1－1/Ps）－γ（1－Dd）｝……（8）

在闸门开度修正值运算电路32中，基于入侧烧结原料层厚水平Lv1、出 侧烧结原料层厚水平Lv2、托盘输送速度Ps及给料器旋转速度Dd进行下述 公式（9）的运算，运算出t秒后的闸门开度修正值Ga（t）。

Ga（t）＝b（Lv1（t）－Lv2（t＋T））L3·L4·Ds

        ＋a｛β（1－1/Ps）－γ（1－Dd）……（9）

另外，在上述实施方式中，说明了作为入侧层厚水平仪7和出侧层厚水 平仪8采用超声波测距仪的情况，但不限定于此，也可以采用如图4所示的 激光测距仪LD1～LD5。

在此，激光测距仪LD1～LD5在固定点进行摇头式扫描。所谓摇动式， 是指使设置于固定位置的激光测距仪在宽度方向截面内转动，一边改变激光 的投射位置，一边在线上进行扫描的方式，将这种方式的激光测距仪称为摇 头式激光测距仪。该摇头式激光测距仪只在固定位置转动，因此对装置驱动 系的负荷小，在耐久性方面非常有利。此外，也可以分割宽度方向的区间使 多个激光测距仪调谐，在固定点进行摇头式扫描。在一个激光测距仪摇头的 情况下，为了使其对烧结机托盘1的整个宽度进行扫描，需要将激光测距仪 设置于烧结机上方的高的位置。其理由是：如果从低位置投射激光，则装入 原料所形成的斜面的角度产生激光照不到的阴影部分，从而产生不能测定的 部位。

惨遭图5说明该原理。图5（a）是用激光测距仪LD从低位置投射激光 的状态。烧结原料42的休止角为最大50°左右，因此，在该情况下，涂黑的 位置成为不能测定的区域43。为了消除不能测定的区域43，需要在休止角以 上的俯角（例如，60°以上的俯角）的范围内进行测定，因此，如图5（b）所 示，需要将激光测距仪LD设置在高的位置。特别是，由于在侧壁部原料形 成高角的斜面的机会多，因此，为了取得大的激光的俯角，因此，优选将激 光测距仪LD配置在侧壁的正上的近的位置。

在设备方面，如果难以设置在这种高的位置上，则将烧结机托盘1的宽 度方向区间进行分割，用多台激光测距仪LD进行摇头式扫描，就可以进一 步降低设置位置。距烧结原料面的激光测距仪LD的高度为了取大的激光俯 角，并且根据激光测距仪LD的测定范围的限制，优选设置在0.8～4.5m，进 一步优选设置在0.8～2m。在用多台扫描的情况下，谐调激光测距仪LD的转 送而在短时间内一次扫描全部宽度方向区间，由此能够使扫描时间内烧结机 托盘行进的距离为极短，实际上可以忽略托盘行进引起的偏差。一次扫描所 需的时间短为好，现实中优选10秒以下。

在利用激光测距仪LD测定距离中，根据相对于投射光的检测的反射光 的侵入角度变化测定距离，因此，如果将激光测距仪设置于离原料表面近的 低位置，则较大地检测出侵入角度变化，所以容易检测到距离微小变化引起 的角度变化，得到提高距离测定精度的效果。

因此，如图4所示，在烧结机托盘1的装入层的上方位置沿宽度方向延 长配置架构45，在该架构45的前后面的一方例如后面上，在作为转动机构的 激光头LH1～LH5上安装激光测距仪LD1～LD5，用测距仪控制装置47在规 定的角度范围内使激光头LH1～LH5同步转送。

该规定角度范围被选定为，在邻接的激光测距仪LDj（j＝1～4）和LDj ＋1中，在它们中间位置的装入层上重叠。这样，当使多个激光测距仪LD1～ LD5摇头式转送时，激光测距仪LD1～LD5仅在固定位置转动，因此，对于 装置驱动系的负荷小，在耐久性方面非常有利。而且，通过使多个激光测距 仪LD1～LD5同步转动而进行摇头式扫描，利用一次扫描就能够测定装入层 的宽度方向的全域的层厚。在该情况下，在邻接的激光测距仪LD1～LD5中， 例如通过使所有转动开始位置的角度与转动范围一侧的最大角度一致，可靠 地防止从邻接的一激光测距仪射出的激光入射到邻接的另一激光测距仪。

在使用这些激光测距仪LD1～LD5的情况下，由于根据其高的收敛性， 可以将测定部位限定在数mm的点上，因此能够将位置特定而进行测定。通 过用这些激光测距仪LD1～LD5沿烧结机托盘1的宽度方向进行扫描，测定 装入层的层厚，能够制作在宽度方向的各个位置正确地测定的层厚的轮廓。

这样，在用多个激光测距仪LD1～LD5进行摇头式扫描的情况下，距装 入层9的上表面的高度为了取大的激光的俯角，并且根据测距仪的测定范围 的限制，优选设置在0.8～4.5m，进一步优选设置在0.8～2m。

另外，用多台进行扫描的情况下，通过使激光测距仪的转动动作谐调， 在短时间内对全部的区间进行一次扫描，能够使扫描时间中的托盘行进距离 为极短，实际上能够忽略托盘行进引起的偏差。一次扫描所需的时间短为好， 现实中优选为10秒以下。

在此，向前述的测距仪控制装置47供给用激光测距仪LD1～LD5检测到 的距离L1～L5和相对于通过此时的激光头LH1～LH5的转动中心的垂线的 转动角θ1～θ5，并在该测距仪控制装置47中进行下述公式（10）和公式（11） 的运算，运算出宽度方向的测量位置Wk（k＝1～5）和原料装厚Hk。

Wk＝WBk＋Lk·sinθk……（10）

Hk＝HL-Lk·cosθk……（11）

在此，WBk为各激光测距仪LDk的转动中心点距在宽度方向上成为基准 点的一端的距离，Lk为用各激光测距仪LDk测量到的测量距离，θk为相对 于通过各激光头LHk的转动中心的垂线的仰角，以前述基准点侧为负值，以 基准点的相反侧为正值。而且，HL是激光测距仪LD1～LD5的测量原点即激 光头LH1～LH5的转动中心距烧结机托盘1的上表面的高度。

而且，在测距仪控制装置47中，将算出的测量位置Wk和原料层厚Hk 作为一对存储于存储部，制作宽度方向的层厚的轮廓。这时，对于在邻接的 激光测距仪LD1～LD5中重叠的装入层的表面位置，选择测定的宽度方向位 置和前次宽度方向位置中的变化少的一方的宽度方向位置Wk和原料层厚 Hk。

即，如图6所示，在激光测距仪LDj和LDj＋1的中间位置，在激光测距 仪LDl侧具有陡的倾斜面，而在相反侧的激光测距仪LDj＋1侧存在具有较缓 和的倾斜面的突出部48的情况下，激光测距仪LDj能够测量包含突出部48 的顶部的全部的距离，但是激光测距仪LDj＋1在超过突出部48的顶部的部 分不能捕获陡的倾斜面，测定远的平坦部的距离，由此在宽度方向位置Wj ＋1（n）和原料层厚Hj＋1（n）上产生大的误差，相对于前次的宽度方向位 置wj＋1（n－1）的变化量ΔW急增。因此，选择基于宽度方向位置的变化 量ΔW少的激光测距仪LDj的测量值的宽度方向位置Wj（n）和原料层厚Hj （n）。

这样，每个规定时间（例如，10分钟）测定图7所示的装入层的宽度方 向的层厚Hk在宽度方向上的轮廓，所测定的层厚Hk在宽度方向上的轮廓按 顺序存储在设置于测距仪控制装置47内的存储部47a。

然后，根据存储于存储部47a的层厚Hk在宽度方向上的轮廓，算出与各 分割闸门4对应的宽度方向区域的平均值，将这些平均值作为层厚水平Lv1 和Lv2向控制装置11供给。

符号说明

1：托盘、2：料斗、3：转筒给料器、4：分割闸门、5：促动器、6：点 火炉、7：入侧层厚水平仪、8：出侧层厚水平仪、11：控制装置、12：托盘 输送速度检测器、13：给料器旋转速度检测器、21：闸门开度基准值运算电 路、22：第一修正值运算电路、23：第二修正值运算电路、24，25：加法器、 26：闸门指令值运算电路、31：基本闸门开度指令值运算电路、32：闸门开 度修正值运算电路、LD1～LD5：激光测距仪、LH1～LH5：激光头、45：架 构、47：测距仪控制装置、47a：存储部。