(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を囲う炉本体とこの内部空間内に装入物を装入して装入物堆積層を形成する装入部とを備え且つ前記装入部が前記装入物堆積層上における装入物の装入位置を変更可能である高炉において当該高炉内の装入物堆積層の層厚分布を目標層厚分布に近い分布にするための操業条件を導出する方法であって、
前記層厚分布を調整するための前記装入位置に関するパラメータを含む高炉操業条件である基準操業条件を設定する基準設定工程と、
前記基準設定工程で設定した基準操業条件から当該基準操業条件に含まれるパラメータを変更することにより得られる複数の演算用操業条件を作成する演算用条件作成工程と、
前記演算用条件作成工程で作成した複数の演算用操業条件のうち、前記装入位置に関する予め定められた条件であって操業変動の増大につながる要件に該当するものを除外する除外工程と、
前記高炉の操業を前記基準操業条件から前記除外工程において除外されずに残った各演算用操業条件に変更した場合にこの操業条件変更後の当該高炉内に生じる層厚分布を予測層厚分布としてそれぞれ予測する予測工程と、
前記予測工程で予測した予測層厚分布の中から前記目標層厚分布と分布状態が類似する１又は複数の予測層厚分布を選び、この選んだ予測層厚分布の少なくとも一部についてその予測層厚分布を前記予測工程で予測したときに用いた演算用操業条件を選択操業条件とする選択工程と、を備える高炉の操業条件導出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の高炉の操業条件導出方法において、
前記除外工程では、前記装入物堆積層上の特定の領域に所定の量以上の装入物が集中して装入される演算用操業条件が除外される高炉の操業条件導出方法。
【請求項３】
請求項２に記載の高炉の操業条件導出方法において、
前記高炉の炉本体は、前記装入物堆積層の形成される高さ位置において水平方向の断面が円形となる内壁面を有し、
前記装入部は、前記装入物堆積層上における前記高炉の中心軸を中心とする円周に沿って前記装入物を装入すると共に前記円周の半径を変更することが可能であり、
前記除外工程では、同じ円周の領域に所定の量以上の装入物が集中して装入される演算用操業条件が除外される高炉の操業条件導出方法。
【請求項４】
請求項３に記載の高炉の操業条件導出方法において、
前記装入部は、前記高炉の中心軸を回転中心として旋回可能に支持される被支持部と、この支持された部分から旋回半径方向に離れた位置で装入物を装入物堆積層上に投入する投入部とを有し、その投入部の位置が前記旋回半径方向に変化するものであり、
前記演算用操業条件には、前記装入物堆積層上面を前記高炉の中心軸を中心として同心円状に並ぶ複数の同心円領域に分けて各同心円領域にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での前記投入部の旋回数の上限値をそれぞれ定めたものがパラメータとして含まれ、
前記除外工程では、前記各同心円領域にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での投入部の旋回数のうちの少なくとも一部が前記パラメータにおいて対応する旋回半径方向の位置での旋回数の上限値よりも大きい演算用操業条件が除外される高炉の操業条件導出方法。
【請求項５】
請求項３に記載の高炉の操業条件導出方法において、
前記装入部は、前記高炉の中心軸を回転中心として旋回可能に支持される被支持部と、この支持された部分から旋回半径方向に離れた位置で装入物を装入物堆積層上に投入する投入部とを有し、その投入部の位置が前記旋回半径方向に変化するものであり、
前記演算用操業条件には、前記装入物堆積層上面を前記高炉の中心軸を中心として同心円状に並ぶ複数の同心円領域に分けてこれら複数の同心円領域の一部であって互いに隣接する複数の同心円領域を一組とする複数の領域組を形成し、各領域組にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での前記投入部の旋回数の上限値をそれぞれ定めたものがパラメータとして含まれ、
前記除外工程では、前記各領域組にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での投入部の旋回数のうちの少なくとも一部が前記パラメータにおいて対応する領域組における旋回数の上限値よりも大きい演算用操業条件が除外され、
前記領域組に対応する旋回半径方向の位置での投入部の旋回数は、当該領域組に含まれる複数の同心円領域にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での投入部の旋回数の和である高炉の操業条件導出方法。
【請求項６】
請求項３に記載の高炉の操業条件導出方法において、
前記装入部は、前記高炉の中心軸を回転中心として旋回可能に支持される被支持部と、この支持された部分から旋回半径方向に離れた位置で装入物を装入物堆積層上に投入する投入部とを有し、その投入部の位置が前記旋回半径方向に変化するものであり、
前記演算用操業条件には、前記装入物堆積層上面を前記高炉の中心軸を中心として同心円状に並ぶ複数の同心円領域に分けて各同心円領域にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での前記投入部の旋回数の上限値をそれぞれ定めたものが第１パラメータとして含まれると共に、前記装入物堆積層上面を前記高炉の中心軸を中心として同心円状に並ぶ複数の同心円領域に分けてこれら複数の同心円領域の一部であって互いに隣接する複数の同心円領域を一組とする複数の領域組を形成し、各領域組にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での前記投入部の旋回数の上限値をそれぞれ定めたものが第２パラメータとして含まれ、
前記除外工程では、前記各同心円領域にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での投入部の旋回数のうちの少なくとも一部が前記第１パラメータにおいて対応する旋回半径方向の位置での旋回数の上限値よりも大きい演算用操業条件、及び前記各領域組にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での投入部の旋回数のうちの少なくとも一部が前記第２パラメータにおいて対応する領域組における旋回数の上限値よりも大きい演算用操業条件が除外され、
前記領域組に対応する旋回半径方向の位置での投入部の旋回数は、当該領域組に含まれる複数の同心円領域にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での投入部の旋回数の和である高炉の操業条件導出方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の高炉の操業条件導出方法において、
前記演算用条件作成工程と前記除外工程と前記予測工程と前記選択工程とが順に繰り返され、
前記演算用条件作成工程では、前記選択工程で選択された選択操業条件を前記基準操業条件として前記演算用操業条件が作成される高炉の操業条件導出方法。
【請求項８】
内部空間を囲う炉本体とこの内部空間内に装入物を装入して装入物堆積層を形成する装入部とを備え且つ前記装入部が前記装入物堆積層上における装入物の装入位置を変更可能である高炉において当該高炉内の装入物堆積層の層厚分布を目標層厚分布に近い分布にするための操業条件を導出する装置であって、
前記層厚分布を調整するための前記装入位置に関するパラメータを含む高炉操業条件である基準操業条件が設定されることによって、この設定された基準操業条件に含まれるパラメータを変更することにより得られる複数の演算用操業条件を作成して格納する演算用条件作成部と、
前記演算用条件作成部に格納された複数の演算用操業条件のうち、前記装入位置に関する予め定められた条件であって操業変動の増大につながる要件に該当するものを除外して残りの演算用操業条件を格納する除外部と、
前記高炉の操業を前記基準操業条件から前記除外部に格納された各演算用操業条件に変更した場合にこの操業条件変更後の当該高炉内に生じる層厚分布を予測層厚分布としてそれぞれ予測し、各予測層厚分布と当該予測層厚分布を予測したときに用いた演算用操業条件とを関連付けて格納する予測部と、
前記予測部に格納された予測層厚分布の中から前記目標層厚分布と分布状態が類似する１又は複数の予測層厚分布を選び、この選んだ予測層厚分布の少なくとも一部についてその予測層厚分布に関連付けられた演算用操業条件を選択操業条件とする選択部と、
前記選択部によって選択された選択操業条件を外部に出力する出力装置とを備える高炉の操業条件導出装置。
【請求項９】
請求項８に記載の高炉の操業条件導出装置において、
前記除外部は、前記装入物堆積層上の特定の領域に所定の量以上の装入物が集中して装入される演算用操業条件を除外する高炉の操業条件導出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の高炉の操業条件導出装置において、
前記高炉の炉本体は、前記装入物堆積層の形成される高さ位置において水平方向の断面が円形となる内壁面を有し、
前記装入部は、前記装入物堆積層上における前記高炉の中心軸を中心とする円周に沿って前記装入物を装入すると共に前記円周の半径を変更することが可能であり、
前記除外部は、同じ円周の領域に所定の量以上の装入物が集中して装入される演算用操業条件を除外する高炉の操業条件導出装置。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の高炉の操業条件導出装置において、
前記高炉の複数の過去の操業条件が入力されることによりこの操業条件に基づいて除外要件を作成する要件作成部をさらに有し、
前記除外部は、前記要件作成部が作成した除外要件に該当する演算用操業条件を除外し、
前記要件作成部は、前記入力される過去の各操業条件における層厚分布を調整するための前記装入位置に関するパラメータに基づいて前記除外要件を作成する高炉の操業条件導出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操業中の高炉炉頂部の装入物堆積層において目標とする層厚分布を得るための操業条件を導出する方法、及びこの方法を用いた高炉の操業条件導出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉の操業を安定させるためには、高炉内における装入物堆積層の層厚分布を適切な形状に維持することが重要となる。そのためには、操業中の高炉内における現状の装入物堆積層の層厚分布を把握したうえで、この層厚分布がどのように変化するかを予測し、この予測に基づいて現状の層厚分布が適正な層厚分布となるように操業条件を変更する必要がある。
【０００３】
この高炉内の装入物堆積層の層厚分布を予測する方法としては、特許文献１に記載の方法が知られている。この方法では、過去の高炉の操業実績データから、操業条件と、この操業条件を用いた層厚分布予測のシミュレーション結果が実測値と最も合うようなモデルパラメータと、を保存しておき、操業条件の変更を検討するときに、この検討する操業条件案と最も近い操業条件を前記保存した操業条件から抽出し、この抽出した操業条件に対応する前記モデルパラメータを用いてシミュレーションを行うことにより、精度の高い装入物堆積層の層厚分布を予測する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５９８８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記の層厚分布の予測においては、高炉の操業者等が経験や過去の操業成績等に基づき複数の操業条件案を作成し、これら操業条件案に基づくシミュレーションを行うことによって当該操業条件案で高炉の操業を行った場合に生じる層厚分布の予測を行う。このようにして予測された層厚分布が望ましい高炉操業を実現する適正な形状であれば、この予測に用いられた操業条件により高炉の操業を行うことによって、高炉の層厚分布が適正な形状に維持される。しかし、予測された層厚分布が前記望ましい高炉操業を実現する適正な形状でなければ、再度、操業者等が異なる操業条件案を作成し、これに基づくシミュレーションを行わなければならない。
【０００６】
このような操業条件案の作成及びシミュレーションによる操業条件の変更についての検討は、高炉の層厚分布を適正な形状にすべく実際に操業条件を変更するときに行われるため、前記検討のための時間を長時間確保することができない。従って、多くの操業条件案を作成し、これら操業条件案に基づくシミュレーションを行って多数の層厚分布の予測を行うことが困難であった。そのため、予測された層厚分布の中から前記適正な層厚分布に即した形状の層厚分布を確実に得ることが難しく、その結果、適切な層厚分布を得るための操業条件を確実に導出することが困難であった。
【０００７】
さらに、適切な層厚分布を得るための操業条件が得られても、高炉の操業条件を上記のシミュレーションから得られた操業条件に変更したときに、この操業条件の変更による高炉の操業変動が大きいと当該高炉の操業状態が不安定になる場合があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、高炉内における装入物堆積層の層厚分布を目標とする適正な層厚分布に近い分布にし且つ高炉の操業状態が安定するような操業条件を導出する方法、及びこの方法を用いた操業条件導出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、上記課題を解消すべく、本発明は、内部空間を囲う炉本体とこの内部空間内に装入物を装入して装入物堆積層を形成する装入部とを備え且つ前記装入部が前記装入物堆積層上における装入物の装入位置を変更可能である高炉において当該高炉内の装入物堆積層の層厚分布を目標層厚分布に近い分布にするための操業条件を導出する方法であって、前記層厚分布を調整するための前記装入位置に関するパラメータを含む高炉操業条件である基準操業条件を設定する基準設定工程と、前記基準設定工程で設定した基準操業条件から当該基準操業条件に含まれるパラメータを変更することにより得られる複数の演算用操業条件を作成する演算用条件作成工程と、前記演算用条件作成工程で作成した複数の演算用操業条件のうち、前記装入位置に関する予め定められた条件であって操業変動の増大につながる要件に該当するものを除外する除外工程と、前記高炉の操業を前記基準操業条件から前記除外工程において除外されずに残った各演算用操業条件に変更した場合にこの操業条件変更後の当該高炉内に生じる層厚分布を予測層厚分布としてそれぞれ予測する予測工程と、前記予測工程で予測した予測層厚分布の中から前記目標層厚分布と分布状態が類似する１又は複数の予測層厚分布を選び、この選んだ予測層厚分布の少なくとも一部についてその予測層厚分布を前記予測工程で予測したときに用いた演算用操業条件を選択操業条件とする選択工程と、を備える。
【００１０】
このように複数の演算用操業条件を作成して各演算用操業条件で当該高炉を操業したときに高炉内に生じる予測層厚分布を予測し、その予想結果、即ち、複数の操業条件に対応する層厚分布の中から目標層厚分布に近い層厚分布が予測された条件を選択することにより好適な操業条件が得られる。
【００１１】
しかも、作成した複数の演算用操業条件のうち、高炉の操業変動の増大につながる要件に該当する演算用操業条件を除外し、残りの演算用操業条件から選択操業条件を選択することにより、基準操業条件から選択操業条件に高炉の操業条件を変更したときの操業変動を抑えることができ、これにより、操業条件変更後の高炉の操業状態を安定させることができる。
【００１２】
例えば、前記除外工程では、前記装入物堆積層上の特定の領域に所定の量以上の装入物が集中して装入される演算用操業条件が除外され、残りの演算用操業条件から選択操業条件を選択することにより、基準操業条件から選択操業条件に高炉の操業条件を変更したときの操業変動を抑えることができ、これにより、操業条件変更後の高炉の操業状態を安定させることができる。
【００１３】
詳しくは、装入物堆積層上の特定の領域に装入物が集中して装入されると、当該領域において山のように堆積した装入物が崩れて隣接する領域に流れ込み、粒度偏析（操業変動）が増大する。装入物堆積層において粒度偏析が増大すると、当該装入物堆積層内の通風状態が変化して操業状態が不安定になる。そのため、装入物堆積層上の特定の領域に所定の量以上の装入物が集中して装入される演算用操業条件を除外し、残りの演算用操業条件から選択操業条件を選ぶようにすることで、基準操業条件から選択操業条件に高炉の操業条件を変更したときの装入物の流れ込みが抑えられ、この流れ込みに起因する操業変動（流動偏析）を抑制することができる。
【００１４】
通常、高炉の炉本体は、前記装入物堆積層の形成される高さ位置において水平方向の断面が円形となる内壁面を有し、装入部は、前記装入物堆積層上における前記高炉の中心軸を中心とする円周に沿って前記装入物を装入すると共に前記円周の半径を変更することが可能である。そのため、除外工程において、同じ円周の領域に所定の量以上の装入物が集中して装入される演算用操業条件を除外することにより、基準操業条件から選択操業条件に高炉の操業条件を変更したときの装入物の流れ込みを抑えることができ、この流れ込みに起因する操業変動（流動偏析）を抑制することができる。
【００１５】
具体的に、前記装入部は、前記高炉の中心軸を回転中心として旋回可能に支持される被支持部と、この支持された部分から旋回半径方向に離れた位置で装入物を装入物堆積層上に投入する投入部とを有し、その投入部の位置が前記旋回半径方向に変化するものである。そこで、演算用操業条件に、前記装入物堆積層上面を前記高炉の中心軸を中心として同心円状に並ぶ複数の同心円領域に分けて各同心円領域にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での前記投入部の旋回数の上限値をそれぞれ定めたものがパラメータとして含まれるようにし、除外工程では、前記各同心円領域にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での投入部の旋回数のうちの少なくとも一部が前記パラメータにおいて対応する旋回半径方向の位置での旋回数の上限値よりも大きい演算用操業条件が除外されるようにする。そうすることで、残りの演算用操業条件から選択操業条件を選択して高炉の操業条件を基準操業条件から選択操業条件に変更したときに、装入物堆積層上における同じ円周の領域（円周領域）に装入物が集中して装入されるのを防ぐことができる。その結果、流れ込みが抑えられこれに起因する操業変動（流動偏析）を抑制することができる。
【００１６】
また、装入部が上記の被支持部と投入部とを有する場合は、演算用操業条件に、前記装入物堆積層上面を前記高炉の中心軸を中心として同心円状に並ぶ複数の同心円領域に分けてこれら複数の同心円領域の一部であって互いに隣接する複数の同心円領域を一組とする複数の領域組を形成し、各領域組にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での前記投入部の旋回数の上限値をそれぞれ定めたものがパラメータとして含まれるようにし、除外工程では、前記各領域組にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での投入部の旋回数のうちの少なくとも一部が前記パラメータにおいて対応する領域組における旋回数の上限値よりも大きい演算用操業条件が除外されるようにする。ここで、前記領域組に対応する旋回半径方向の位置での投入部の旋回数は、当該領域組に含まれる複数の同心円領域にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での投入部の旋回数の和である。
【００１７】
このようにしても、残りの演算用操業条件から選択操業条件を選択して高炉の操業条件を基準操業条件から選択操業条件に変更したときに、装入物堆積層上における旋回半径方向に隣接する複数の円周領域に装入される装入物の量が制限され、これにより流れ込みを抑えることができる結果、この流れ込みに起因する操業変動（粒度偏析）を抑えることができる。
【００１８】
また、装入部が上記の被支持部と投入部とを有する場合は、演算用操業条件に、前記装入物堆積層上面を前記高炉の中心軸を中心として同心円状に並ぶ複数の同心円領域に分けて各同心円領域にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での前記投入部の旋回数の上限値をそれぞれ定めたものが第１パラメータとして含まれると共に、前記装入物堆積層上面を前記高炉の中心軸を中心として同心円状に並ぶ複数の同心円領域に分けてこれら複数の同心円領域の一部であって互いに隣接する複数の同心円領域を一組とする複数の領域組を形成し、各領域組にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での前記投入部の旋回数の上限値をそれぞれ定めたものが第２パラメータとして含まれるようにし、除外工程では、前記各同心円領域にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での投入部の旋回数のうちの少なくとも一部が前記第１パラメータにおいて対応する旋回半径方向の位置での旋回数の上限値よりも大きい演算用操業条件、及び前記各領域組にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での投入部の旋回数のうちの少なくとも一部が前記第２パラメータにおいて対応する領域組における旋回数の上限値よりも大きい演算用操業条件が除外されようにすることが好ましい。ここで、前記領域組に対応する旋回半径方向の位置での投入部の旋回数は、当該領域組に含まれる複数の同心円領域にそれぞれ対応する旋回半径方向の各位置での投入部の旋回数の和である。
【００１９】
このようにすれば、残りの演算用操業条件から選択操業条件を選択して高炉の操業条件を基準操業条件から選択操業条件に変更したときに、装入物堆積層上における同じ円周領域に装入される装入物の量が制限されると共に、旋回半径方向に隣接する複数の円周領域に装入される装入物の量が制限されるため、流れ込みをより確実に抑えることができる。
【００２０】
前記演算用条件作成工程と前記除外工程と前記予測工程と前記選択工程とが順に繰り返され、前記演算用条件作成工程では、前記選択工程で選択された選択操業条件を前記基準操業条件として前記演算用操業条件が作成されることが好ましい。
【００２１】
かかる構成によれば、高炉内の層厚分布をより目標層厚分布に近い分布状態とするために基準操業条件から変更すべき高炉の操業条件を効率よく得ることができる。即ち、選択工程で選択された操業条件を基にして、演算用操業条件を作成することにより、前回の選択工程で選択された予測層厚分布よりも目標層厚分布により近い分布状態の層厚分布を得ることができ、この層厚分布が予測される操業条件を検索することにより、高炉内の層厚分布を目標層厚分布により近い分布状態とするために基準操業条件から変更すべき高炉の操業条件を得ることができる。
【００２２】
また、上記課題を解消すべく、本発明は、内部空間を囲う炉本体とこの内部空間内に装入物を装入して装入物堆積層を形成する装入部とを備え且つ前記装入部が前記装入物堆積層上における装入物の装入位置を変更可能である高炉において当該高炉内の装入物堆積層の層厚分布を目標層厚分布に近い分布にするための操業条件を導出する装置であって、前記層厚分布を調整するための前記装入位置に関するパラメータを含む高炉操業条件である基準操業条件が設定されることによって、この設定された基準操業条件に含まれるパラメータを変更することにより得られる複数の演算用操業条件を作成して格納する演算用条件作成部と、前記演算用条件作成部に格納された複数の演算用操業条件のうち、前記装入位置に関する予め定められた条件であって操業変動の増大につながる要件に該当するものを除外して残りの演算用操業条件を格納する除外部と、前記高炉の操業を前記基準操業条件から前記除外部に格納された各演算用操業条件に変更した場合にこの操業条件変更後の当該高炉内に生じる層厚分布を予測層厚分布としてそれぞれ予測し、各予測層厚分布と当該予測層厚分布を予測したときに用いた演算用操業条件とを関連付けて格納する予測部と、前記予測部に格納された予測層厚分布の中から前記目標層厚分布と分布状態が類似する１又は複数の予測層厚分布を選び、この選んだ予測層厚分布の少なくとも一部についてその予測層厚分布に関連付けられた演算用操業条件を選択操業条件とする選択部と、前記選択部によって選択された選択操業条件を外部に出力する出力装置とを備える。
【００２３】
このように複数の演算用操業条件を作成して各演算用操業条件で当該高炉を操業したときに高炉内に生じる予測層厚分布を予測し、その予想結果、即ち、複数の操業条件に対応する層厚分布の中から目標層厚分布に近い層厚分布が予測された条件を選択することにより好適な操業条件が得られる。
【００２４】
しかも、作成した複数の演算用操業条件のうちから操業条件を変更した場合に高炉の操業変動の大きい演算用操業条件を除外し、残りの演算用操業条件から選択操業条件を選択することにより、基準操業条件から選択操業条件に高炉の操業条件を変更したときの操業変動が抑えられ、これにより、操業条件変更後の高炉の操業状態が安定する。
【００２５】
また、選択部によって選択された演算用操業条件が出力装置によって出力されることにより、高炉の操業者等が迅速且つ的確に目的とする操業条件を取得することが可能となる。
【００２６】
例えば、前記除外部が、前記装入物堆積層上の特定の領域に所定の量以上の装入物が集中して装入される演算用操業条件を除外することで、選択部が残りの演算用操業条件から選択操業条件を選択することになるため、基準操業条件から選択操業条件に高炉の操業条件を変更したときの操業変動を抑えることができ、操業条件変更後の高炉の操業状態を安定させることができる。
【００２７】
通常、高炉の炉本体は、前記装入物堆積層の形成される高さ位置において水平方向の断面が円形となる内壁面を有し、装入部は、前記装入物堆積層上における前記高炉の中心軸を中心とする円周に沿って前記装入物を装入すると共に前記円周の半径を変更することが可能である。そのため、除外部が、同じ円周の領域に所定の量以上の装入物が集中して装入される演算用操業条件を除外することにより、高炉の操業条件を基準操業条件から選択部に選択された選択操業条件に変更したときの装入物の流れ込みを抑えることができ、この流れ込みに起因する操業変動（流動偏析）を抑制することができる。
【００２８】
前記高炉の複数の過去の操業条件が入力されることによりこの操業条件に基づいて除外要件を作成する要件作成部をさらに有し、前記除外部は、前記要件作成部が作成した除外要件に該当する演算用操業条件を除外し、前記要件作成部は、前記入力される過去の各操業条件における層厚分布を調整するための前記装入位置に関するパラメータに基づいて前記除外要件を作成してもよい。
【００２９】
かかる構成によれば、過去の操業条件が入力されればこれに基づいて除外条件が作成されるため、操作者等が除外条件を設定する場合に比べ、当該操作者における高炉の操業経験や知見等に関わりなく、適切な除外要件の作成が可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
以上より、本発明によれば、高炉内における装入物堆積層の層厚分布を目標とする適正な層厚分布に近い分布にし且つ高炉の操業状態が安定するような操業条件を導出する方法、及びこの方法を用いた操業条件導出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に係る高炉の概略構成を示す構成図である。
【図２】前記高炉の上部を示す拡大図である。
【図３】前記高炉内の装入物堆積層の上面における同心円領域を説明するための概念図である。
【図４】本実施形態に係る高炉の操業条件導出装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】前記操業条件導出装置において操業条件を導出するときのフローチャートである。
【図６】基準操業条件の一例を示す図である。
【図７】傾動ポイントにおける旋回シュートの旋回数によって規定される除外条件の一例を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る高炉の操業条件導出装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図９】前記操業条件導出装置において操業条件を導出するときのフローチャートである。
【図１０】前記操業条件導出装置の除外条件作成部が作成した除外条件の一例を示す図である。
【図１１】ポイント組における旋回シュートの旋回数によって規定される除外条件の一例を示す図である。
【図１２】目標層厚分布の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の第１実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
本実施形態に係る高炉の操業条件導出装置（以下、単に「導出装置」とも称する。）は、高炉内の装入物堆積層の層厚分布を目標とする層厚分布（目標層厚分布）に近い分布にするための高炉の操業条件を導出するものである。
【００３４】
当該導出装置によって操業条件が導出される高炉は、図１及び図２に示されるように、水平方向の断面が円形の内壁面１０２を有する炉本体と、この内壁面１０２に囲まれた内部空間Ｓに装入物を装入する装入部１０４と、を備える。高炉１００の内部（即ち、内部空間Ｓ内）には、装入部１０４によって装入されたコークスｃや鉄鉱石ｏ等の装入物が堆積することにより装入物堆積層が形成される。この装入物堆積層における炉半径方向の層厚分布（又は層厚比分布）によって、高炉１００の操業状態が変動する。
【００３５】
装入部１０４は、装入物堆積層上における装入物の装入位置を変更することができる。具体的には、装入部１０４は、装入物堆積層上における高炉１００の中心軸Ｃｅを中心とする円周に沿って装入物を装入すると共に円周の半径を変更することが可能である。この装入部１０４は、高炉１００の中心軸Ｃｅを回転中心として旋回可能に支持される被支持部１０４ａと、この支持された部分から旋回半径方向に離れた位置で装入物を装入物堆積層上に投入する投入部１０４ｃとを有し、投入部１０４ｃの位置が旋回半径方向に変化することが可能である。具体的に、装入部１０４は、高炉１００の中心軸Ｃｅから当該中心軸Ｃｅを含む垂直面（図１及び図２における紙面）に沿って延び、中心軸Ｃｅ側の端部である被支持部１０４ａと、炉壁１０１側の端部である投入部１０４ｃと、これら被支持部１０４ａと投入部１０４ｃとを接続する本体部１０４ｂと、を備える。また、装入部１０４は、被支持部１０４ａを回転中心にして投入部１０４ｃを前記の中心軸Ｃｅを含む垂直面に沿って回動させる（図１及び図２における矢印Ａ参照）ことにより、中心軸Ｃｅに対する傾動角（傾斜角）αを変更することができる。この傾動角αが変更されると、装入物堆積層上における高炉の半径方向の装入物の装入位置が移動する。
【００３６】
本実施形態の高炉１００では、装入部１０４として、いわゆる旋回シュートが用いられ、この旋回シュート１０４の傾動角αは、傾動ポイントによって管理される。この傾動ポイントとは、旋回しながら装入物を高炉１００内に装入する樋状の旋回シュート１０４の傾きを表すものであり、予め指定された旋回シュート１０４の傾動角αをユニークな番号として表現したものである。本実施形態の傾動ポイントは、傾動ポイント１から傾動ポイント２０まで設定されている。傾動ポイント２０では旋回シュート１０４が垂直に近い状態であり、ポイント数が小さくなるに伴って旋回シュート１０４が水平に近づき、傾動ポイント１では最も水平に近い状態となる。
【００３７】
詳しくは、装入物堆積層の上面を高炉１００の中心軸Ｃｅを中心として同心円状に並ぶ複数の同心円領域（本実施形態では２０個の同心円領域）に区分けし（図３参照）、中心軸Ｃｅから炉壁１０１側に向かって順に第１同心円領域２０１、第２同心円領域２０２、第３同心円領域２０３、…、第２０同心円領域２２０とする。そして、旋回している旋回シュート１０４から投入される装入物の装入位置（詳しくは、装入物堆積層の上面における装入物の落下位置）が第１同心円領域２０１となる傾動角を傾動ポイント１とし、同様に、装入位置が第２同心円領域２０２となる傾動角を傾動ポイント２とし、装入位置が第３同心円領域２０３となる傾動角を傾動ポイント３とし、…、装入位置が第２０同心円領域２２０となる傾動角を傾動ポイント２０とする。
【００３８】
尚、本実施形態では、各旋回におけるコークス装入時の旋回シュートの傾動ポイントのことをコークス傾動ポイントといい、各旋回における鉱石（鉄鉱石等）装入時の旋回シュートの傾動ポイントのことを鉱石傾動ポイントという。
【００３９】
次に、図４〜図７に基づいて、導出装置１０について説明する。
【００４０】
導出装置１０は、装置本体２０と、この装置本体２０にデータ（情報）を入力する入力部１２と、装置本体２０からのデータ（情報）を外部に出力する出力装置１４とを備える。装置本体２０は、入力されたデータに基づき高炉１００の操業条件を導出して出力するものあり、条件作成部（演算用条件作成部）２２と、除外部２３と、予測部２４と、選択部２５とを備える。
【００４１】
入力部１２は、装置本体２０に複数種のデータを入力する。具体的に、入力部１２は、キーボードにより構成され、条件作成部２２と除外部２３と選択部２５とに接続される。これにより、入力部１２から、条件作成部２２に対して基準となる高炉１００の基準操業条件（例えば、現在の高炉の操業条件等）を入力することができ、除外部２３に対して除外したい操業条件を入力することができ、選択部２５に対して目標とする層厚分布（目標層厚分布）を入力することができる。
【００４２】
尚、本実施形態の入力部１２は、キーボードにより構成されているが、タッチパネル等の他の装置等でもよい。また、導出装置１０は、高炉１００の制御等に用いられるコンピュータ等から装置本体２０に現在の操業条件等の情報が直接入力されるように構成されてもよい。また、条件作成部２２、除外部２３、及び選択部２５に共通の入力部１２が接続され、この共通の入力部１２によりそれぞれデータが入力される必要もない。即ち、条件作成部２２と除外部２３と選択部２５とにそれぞれ異なる入力部が接続され、各入力部からそれぞれデータが入力されてもよい。
【００４３】
ここで操業条件とは、装入物の装入位置に関するパラメータ等の高炉１００内の装入物堆積層の層厚分布を調整するためのパラメータを含むものである。本実施形態の操業条件には、旋回シュート１０４の傾動ポイント、高炉１００へのコークスの装入量（投入量）、高炉１００への鉱石の装入量（投入量）、サウンジングレベル等がパラメータとして含まれる。
【００４４】
条件作成部２２は、基準操業条件に含まれるパラメータを変更することにより多数の演算用の操業条件（演算用操業条件）を作成する。具体的に、条件作成部２２は、入力部１２により入力された基準操業条件を取得すると、この基準操業条件から多数の演算用操業条件を作成して格納する。詳しくは、条件作成部２２は、基準操業条件に含まれる複数種のパラメータの中から特定種のパラメータを変更することにより得られる演算用操業手段を作成する。本実施形態では、特定種のパラメータとして傾動ポイントのみが変更される。即ち、条件作成部２２は、基準操業条件のパラメータのうちのコークスの装入量、鉱石の装入量、サウンジングレベル等を一定としたまま、傾動ポイントのみを変更することにより基準操業条件から演算用操業条件を作成する。この傾動ポイントの変更はランダムに行われる。また、条件作成部２２は、入力部１２により入力された基準操業条件も格納する。尚、条件作成部２２において変更されるパラメータは限定されない。例えば、本実施形態では、傾動ポイントのみが変更されるが、サウンジングレベル等の他のパラメータがそれぞれ単独で変更されてもよく、複数種のパラメータが同時に変更されてもよい。
【００４５】
また、条件作成部２２は、基準操業条件に含まれる各パラメータを当該パラメータから予め決められた所定の範囲内で変更することにより、基準操業条件から演算用操業条件を作成する。所定の範囲内でパラメータを変更させることで、条件作成手段は、基準操業条件に対応する層厚分布に近い分布状態の層厚分布を高炉内に生じさせる演算用操業条件を効率よく作成することができる。また、このようにパラメータの変更範囲が制限されることで、作成された再演算用操業条件に高炉の操業条件を変更しても、変更の前後での表面プロフィールの変化が少なくなる。
【００４６】
本実施形態の条件作成部２２は、基準操業条件（図６参照）の鉱石傾動ポイント設定から以下の式（１）で表される距離Ｄが２以内になる操業条件を全て作成する。尚、本実施形態では、鉱石傾動ポイントの設定のみを変更し、コークス傾動ポイントの設定を固定したが、コークス傾動ポイントの設定を変更するようにしてもよい。また、鉱石傾動ポイントを固定してコークス傾動ポイントの設定を変更するようにしてもよい。
【数１】
0005524020.tif 000002
但し、「｜｜」は絶対値を意味し、Ｊｍａｘはコークスと鉱石とを装入するときの旋回数の総和であり、Ｐａｊは、シミュレーションで用いたｊ回目の旋回シュートの傾動ポイントであり、Ｐｂｊは、基準操業条件のｊ旋回目の旋回シュートの傾動ポイントである。
【００４７】
条件作成部２２は、選択部２５が選択操業条件を当該条件作成部２２に出力したときはこの選択操業条件を受け取り、これを基準操業条件として上記同様に多数の演算用操業条件を作成して格納する。これにより、当該導出装置１０では、基準操業条件から選択操業条件を導出する工程を繰り返すことが可能となる。即ち、この条件作成部２２は、目標層厚分布に近い層厚分布が得られる操業条件として一旦導出された操業条件をベースとし、さらにこの操業条件に含まれるパラメータを変更して多数の演算用操業条件を作成することによって、前記導出された操業条件に対応する層厚分布に比べて目標層厚分布にさらに近い層厚分布を高炉内に生じさせる操業条件（演算用操業条件）を取得することを可能にする。そして、条件作成部２２では、前記工程が繰り返される毎に、目標層厚分布により近い層厚分布を高炉内に生じさせる操業条件が作成される。
【００４８】
除外部２３は、条件作成部２２に格納された多数の演算用操業条件から所定の演算用操業条件を除外する。具体的に、除外部２３は、条件作成部２２から当該条件作成部２２に格納されている多数の演算用操業条件を取得し、これら演算用操業条件のうち、高炉１００内における装入物の装入位置に関する予め定められた条件であって操業変動の増大につながる要件に該当するものを除外して残りの演算用操業条件を格納する。詳しくは、除外部２３は、装入物堆積層上の特定の領域に所定の量以上の装入物が集中して装入される演算用操業条件を除外する。本実施形態では、高炉１００の旋回シュート１０４が旋回しつつ装入物を装入物堆積層上に投入するため、装入物堆積層上における同じ円周の領域（同心円領域２０１，２０２，…２２０等）に所定の量以上の装入物が集中して装入される演算用操業条件を除外する。
【００４９】
詳しくは、除外部２３は、所定の除外条件（除外ルール）を有し、この除外条件に該当する演算用操業条件を除外する。この除外条件は入力部１２から入力される。本実施形態の除外条件は、旋回シュート１０４から内部空間Ｓ内に装入物が装入されるときの旋回シュート１０４の傾動ポイントと各傾動ポイントにおける旋回数とで規定される。具体的には、各傾動ポイントにおける旋回シュートの旋回数の上限値が設定され（図７参照）、除外部２３は、第１〜第２０傾動ポイント２０１，…，２２０の少なくとも一部の傾動ポイントにおける旋回数の値が除外条件に設定された旋回数の上限値よりも大きい演算用操業条件を除外する。そして、除外部２３は、条件作成部２２が作成した多数の演算用操業条件のうちの除外されずに残った演算用操業条件を格納する。
【００５０】
このように、除外部２３が条件作成部２２の作成した多数の演算用操業条件のうち、高炉１００の操業変動の増大につながる要件に該当する演算用操業条件を除外することで、基準操業条件から当該装置において導出される操業条件（選択操業条件）に高炉の操業条件を変更したときの操業変動が抑えられ、これにより、操業条件変更後の高炉の操業状態が安定する。
【００５１】
具体的に、装入物堆積層上の特定の領域に装入物が集中して装入されると、当該領域において山のように堆積した装入物が崩れて隣接する領域に流れ込み、粒度偏析（操業変動）が増大する。装入物堆積層において粒度偏析が増大すると、当該装入物堆積層内の通風状態が変化して操業状態が不安定になる。そのため、装入物堆積層上の特定の領域に所定の量以上の装入物が集中して装入される演算用操業条件を除外し、残りの演算用操業条件から選択操業条件を選ぶようにすることで、基準操業条件から当該装置において導出される選択操業条件に高炉の操業条件を変更したときの装入物の流れ込みが抑えられ、この流れ込みに起因する操業変動（流動偏析）を抑制することができる。
【００５２】
本実施形態の高炉１００は、水平方向の断面が円形となる内壁面１０２を有し、旋回シュート１０４は、装入物堆積層上における高炉の中心軸Ｃｅを中心とする円周に沿った位置に装入物を装入すると共に円周の半径を変更可能に装入物を装入する。そのため、除外部が、同じ同心円領域に所定の量以上の装入物が集中して装入される演算用操業条件を除外することにより、基準操業条件から当該装置で導出される操業条件に高炉の操業条件を変更したときの装入物の流れ込みが少ない操業条件が得られる。即ち、この流れ込みに起因する操業変動（流動偏析）が少ない操業条件が得られる。
【００５３】
尚、本実施形態では、除外条件として、各傾動ポイントにおける旋回シュート１０４の旋回数の上限値及び下限値が全て同じ値に設定されているが、それぞれ異なる値に設定されてもよい（例えば、図１０参照）。
【００５４】
予測部２４は、高炉１００の操業を基準操業条件から除外部２３に格納された各演算用操業条件に変更した場合に、この操業条件変更後の当該高炉１００内に生じる層厚分布を予測層厚分布としてそれぞれ予測（算出）する。
【００５５】
具体的に、予測部２４は、条件作成部２２から当該条件作成部２２に格納されている基準操業条件を取得すると共に、除外部２３から当該除外部２３に格納されている各演算用操業条件（除外条件に該当しない演算用操業条件）を取得する。そして、予測部２４は、これら基準操業条件と各演算用操業条件とに基づいて操業条件の変更に伴う高炉内の状態（例えば、装入物堆積層の状態等）の変化を演算し、この演算結果（即ち、予測層厚分布）を格納する。このとき、予測部２４は、各予測層厚分布と、当該予測層厚分布を予測したときに用いた演算用操業条件とを関連付けて格納する。
【００５６】
尚、本実施形態の予測部２４は、操業条件変更後の高炉内の状態等を演算により算出し、算出した結果に基づき予測層厚分布を予測しているが、他に装入物堆積層の上面形状、ガス流速分布、粒径分布、空隙率分布等を算出（予測）するように構成されてもよい。
【００５７】
選択部２５は、予測部２４に格納されている多数の演算用操業条件の中から所定の演算用操業条件を選択し、選択操業条件として格納する。具体的に、選択部２５は、入力部１２から取得した目標層厚分布と分布状態が最も近い予測層厚分布を予測部２４に格納されている多数の予測層厚分布の中から選ぶ。そして、選択部２５は、この予測層厚分布に関連付けられた演算用操業条件を予測部２４から取得してこれを選択操業条件として格納すると共に、この選択操業条件から得られた予測層厚分布を格納する。
【００５８】
詳しくは、選択部２５は、目標層厚分布と予測部２４に格納された各予測層厚分布とを比較して、その誤差値Ｅをそれぞれ算出する。この誤差値Ｅは、両層厚分布を層厚比を用いてグラフ化したときに、その形状の類似度合の指標となる値である。具体的には、以下の式（２）により算出される値である。
【数２】
0005524020.tif 000003
但し、ＬＲａｉは、高炉の各半径位置ｉでのシミュレーション結果のＬｏ／（Ｌｏ＋Ｌｃ）であり、ＬＲｔｉは、高炉の各半径位置ｉでの目標とするＬｏ／（Ｌｏ＋Ｌｃ）である。また、Ｌｏ／（Ｌｏ＋Ｌｃ）は、鉱石層（Ｌｏ）及びコークス層（Ｌｃ）を合わせた層厚（Ｌｏ＋Ｌｃ）に対する鉱石層（Ｌｏ）の層厚比である（図２参照）。
【００５９】
そして、選択部２５は、予測部２４に格納された全ての予測層厚分布に対する誤差値Ｅを算出すると、算出された各誤差値Ｅを比較して最も小さな誤差値Ｅｍｉｎを選び、この誤差値Ｅｍｉｎを算出するときに用いられた予測層厚分布を導出する。選択部２５は、この導出した予測層厚分布に関連付けて予測部２４に格納されている演算用操業条件を選択操業条件として取得し、これを格納する。
【００６０】
また、選択部２５は、誤差値Ｅｍｉｎと予め設定されている所定の閾値とを比較する。選択部２５は、誤差値Ｅｍｉｎが閾値よりも大きければこの選択操業条件を条件作成部２２に出力する一方、誤差値Ｅｍｉｎが閾値よりも小さければこの選択操業条件を出力装置１４に出力する。選択部２５は、選択操業条件を出力装置１４に出力するときに、この選択操業条件に対応する予測層厚分布も出力装置１４に出力する。
【００６１】
尚、選択部２５は、所定の閾値を予め格納している。この閾値は、入力部１２から選択部２５に入力される。
【００６２】
出力装置１４は、装置本体２０からのデータを外部に出力する。この出力装置１４は、選択部２５により選択された選択操業条件やこの選択操業条件に対応する予測層厚分布等を外部に表示（出力）する。本実施形態においては、出力装置１４として液晶ディスプレイが用いられる。しかし、これに限定されず、ＣＲＴディスプレイ等の他の表示装置であってもよく、印字装置等であってもよい。また、これらを組み合わせたものであってもよい。
【００６３】
このように構成される導出装置１０では、以下のようにして高炉１００内の装入物堆積層の層厚分布を目標層厚分布に近い分布にするための高炉の操業条件を導出する。尚、図５は、当該導出装置１０において操業条件を導出するときのフローを示す。
【００６４】
先ず、基準操業条件（例えば、高炉の現在の操業条件：図６参照）が入力部１２から装置本体２０に入力されて条件作成部２２に格納される（ステップＳ１）。前記のように基準操業条件には、パラメータとして図に示す傾動ポイント以外に、コークスの装入量、鉱石の装入量、サウンジングレベル等が含まれる。そして、目標層厚分布が入力部１２から装置本体２０に入力されて選択部２５に格納され（ステップＳ２）、除外条件（図７参照）が入力部１２から装置本体２０に入力されて除外部２３に格納される（ステップＳ３）。尚、このステップＳ１〜ステップＳ３は、順に行われる必要はなく、同時に行われてもよい。また、異なる順、例えば、ステップＳ２、ステップＳ１、ステップＳ３の順やステップＳ３、ステップＳ１、ステップＳ２の順等で行われてもよい。
【００６５】
ステップＳ１〜Ｓ３が行われると、条件作成部２２は、格納した基準操業条件から多数の演算用操業条件を作成する（ステップＳ４）。具体的に、条件作成部２２は、入力部１２から入力された基本操業条件のパラメータのうちの傾動ポイントを変更して演算用操業条件を作成する。このとき、条件作成部２２は、基本操業条件の傾動ポイントをランダムに設定することにより演算用操業条件を作成する。条件作成部は、このようにして作成した多数の演算用操業条件を格納する。
【００６６】
多数の演算用操業条件が条件作成部２２により作成され格納されると、除外部２３が除外条件に該当する演算用操業条件を除外し（ステップＳ５）、残りの演算用操業条件を格納する。具体的に、除外部２３は、演算用操業条件における傾動ポイント毎の旋回シュート１０４の旋回数の値と除外条件（図７参照）の対応する傾動ポイントにおける旋回数の上限値とを比較する。そして、除外部２３は、演算用操業条件の各傾動ポイントにおける旋回数の値が、除外条件において対応する傾動ポイントにおける旋回数の上限値より大きい場合はこの演算用操業条件を除外し（消去し）、小さい場合はこの演算用操業条件を格納する。
【００６７】
除外部２３により、条件作成部２２で作成された多数の演算用操業条件から除外条件に該当する演算用操業条件が除外され、残りの演算用操業条件が格納されると、予測部２４は、除外部に格納された演算用条件を順次引き出し、各演算用操業条件から予測層厚分布を予測する。具体的に、予測部２４は、除外部２３に格納された各演算用操業条件を用いたシミュレーションにより予測層厚分布を予測する（ステップＳ６）。予測部２４は、これら予測した予測層厚分布に当該予測層厚分布を予測したときに用いた演算用操業条件を関連付けて格納する。
【００６８】
次に、選択部２５は、予測部２４に格納された多数の予測層厚分布の中から、変更すべき高炉の操業条件を選択する（ステップＳ７）。具体的には、選択部２５は、入力部１２から取得した目標層厚分布と分布状態が最も近い予測層厚分布を予測部２４に格納されている多数の予測層厚分布の中から選ぶ。
【００６９】
詳しくは、選択部２５は、予測部２４に格納された全ての予測層厚分布に対する誤差値Ｅを算出し、最も小さな誤差値Ｅｍｉｎを選ぶ。そして、選択部２５は、この誤差値Ｅｍｉｎを算出するときに用いられた予測層厚分布を選択する。そして、選択部２５は、この選択した予測層厚分布に関連付けられて予測部２４に格納されている演算用操業条件を選択操業条件として予測部２４から取得する。
【００７０】
選択部２５は、誤差値Ｅｍｉｎと予め設定されている所定の閾値とを比較する（ステップＳ８）。選択部２５は、誤差値Ｅｍｉｎが閾値よりも小さければこの選択操業条件を出力装置１４に出力する。そして、出力装置１４は、選択部２５からの選択操業条件を受信してこれを表示する（ステップＳ９）。
【００７１】
一方、選択部２５は、誤差値Ｅｍｉｎが閾値よりも大きければこの選択操業条件を条件作成部２２に出力する。このように選択部２５から条件作成部２２に選択操業条件が出力されると、選択部２５において誤差値Ｅｍｉｎが閾値よりも小さくなるまで、上記のステップＳ４〜Ｓ８が繰り返され、誤差値Ｅｍｉｎが閾値よりも小さくなると、そのときの選択操業条件が出力装置１４に出力されて表示される。
【００７２】
以上のような導出装置１０によれば、複数の演算用操業条件を作成して各演算用操業条件で当該高炉を操業したときに高炉内に生じる予測層厚分布を予測し、その予想結果、即ち、複数の操業条件に対応する層厚分布の中から目標層厚分布に近い層厚分布が予測された条件を選択するため、好適な操業条件が得られる。
【００７３】
しかも、作成した複数の演算用操業条件のうち、高炉１００の操業変動の増大につながる要件に該当する演算用操業条件を除外し、残りの演算用操業条件から選択操業条件を選択することにより、基準操業条件から選択操業条件に高炉の操業条件を変更したときの操業変動を抑えることができ、これにより、操業条件変更後の高炉１００の操業状態を安定させることができる。
【００７４】
また、上記の導出装置１０では、除外部が装入物堆積層上の特定の領域（本実施形態では特定の同心円領域）に所定の量以上の装入物が集中して装入される演算用操業条件を除外し、残りの演算用操業条件から選択部が選択操業条件を選択することにより、基準操業条件から選択操業条件に高炉の操業条件を変更したときの操業変動を抑えることができ、これにより操業条件変更後の高炉の操業状態を安定させることができる。
【００７５】
次に、本発明の第２実施形態について図８〜図１０を参照しつつ説明するが、上記第１実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成ついてのみ詳細に説明する。
【００７６】
本実施形態に係る導出装置１０Ａの装置本体２０Ａは、第１実施形態の装置本体２０が備える条件作成部２２、除外部２３、予測部２４、及び選択部２５以外に、除外条件作成部２６を備える。この除外条件作成部２６は、実績値記憶部２７と作成部２８とを備え、除外部２３で用いられる除外条件を作成する。
【００７７】
実績値記憶部２７は、高炉１００の過去の操業実績値を格納する。この過去の操業実績値は、入力部１２から入力される。本実施形態では、過去の操業実績値として、直近３ヶ月間の高炉１００の操業条件（本実施形態では、各傾動ポイントにおける旋回シュート１０４の旋回数の値）が用いられる。また、実績値記憶部２７は、高炉の操業として不調（操業状態が不安定）であった期間が入力部１２から入力されると、これを不調情報としてこの期間に対応する操業条件に付加した状態で格納する。
【００７８】
尚、本実施形態の実績値記憶部２７には、入力部１２から高炉１００の過去の操業実績値が入力されるが、これに限定されず、実績値記憶部２７は、高炉１００を制御する制御装置等から、直接、操業実績値や不調期間等が入力されるように前記制御装置等に接続されてもよい。
【００７９】
作成部２８は、実績値記憶部２７に格納された過去の操業実績値に基づいて除外要件を作成する。具体的に、作成部２８は、先ず、実績値記憶部２７に格納されている各操業条件の同一傾動ポイントにおける旋回シュート１０４の旋回数の最大値及び最小値を求める。このとき、作成部２８は、不調情報が付加された操業条件を除外した残りの操業条件から前記の最大値及び最小値を求める。作成部２８は、このように求めた各傾動ポイントにおける最大値及び最小値を当該傾動ポイントにおける旋回シュートの旋回数の上限値及び下限値とし、これを除外条件として除外部２３に出力する。
【００８０】
本実施形態の作成部２８は、作成した除外条件を修正することなく除外部２３に出力するが、これに限定されない。例えば、作成部２８が作成した除外条件を当該導出装置１０Ａの操作者等が手動で修正できるようにしてもよい。また、作成部２８は、入力部１２からの入力等により取得した過去の操業実績値以外の情報を用い、過去の操業実績値のみに基づいて作成した除外条件の修正を行った後に出力するようにしてもよい。このように過去の操業実績値のみに基づいて作成された除外条件の修正が自動又は手動で行われるようにすることで、より適切な除外条件の設定が可能となる。
【００８１】
除外部２３は、この作成部２８から受信した除外条件を格納し、条件作成部２２に格納されている多数の演算用操業条件のうちからこの除外条件に該当する演算用操業条件を除外し、格納する。
【００８２】
このように構成される導出装置１０Ａでは、以下のようにして高炉１００内の装入物堆積層の層厚分布を目標層厚分布に近い分布にするための高炉の操業条件を導出する。尚、図９は、当該導出装置１０Ａにおいて操業条件を導出するときのフローを示す。
【００８３】
先ず、入力部１２から、基準操業条件が条件作成部２２に入力され（ステップＳ１）、目標層厚分布が選択部２５に入力される（ステップＳ２）。そして、直近３ヶ月間の高炉１００の操業実績値（過去の操業条件）及びこの期間のうちの高炉１００の操業が不調であった期間が入力部１２から入力され、実績値記憶部２７に格納される（ステップＳ３Ａ）。作成部２８は、この実績値記憶部２７に格納された高炉１００の過去の操業実績値及び不調情報に基づいて除外条件を作成する（ステップＳ３Ｂ）。具体的に、作成部２８は、過去の操業実績値から操業が不調であった期間の操業実績値を除外し、残りの操業実績値から同一傾動ポイントにおける旋回シュート１０４の旋回数の最大値及び最小値をそれぞれ求める。そして、作成部２８は、これを各傾動ポイントにおける旋回シュート１０４の旋回数の上限値及び下限値とした除外条件を作成する（図１０参照）。作成部２８はこの除外条件を除外部２３に出力し、除外部２３はこれを格納する。
【００８４】
尚、このステップＳ１〜ステップＳ３Ｂは、順に行われる必要はなく、ステップＳ３Ａよりも後にステップＳ３Ｂが行われれば、例えば、ステップＳ１及びステップＳ２と、ステップＳ３Ａ及びステップＳ３Ｂとが並行して行われてもよい。
【００８５】
このようにしてステップＳ１〜ステップＳ３Ｂが行われると、第１実施形態と同様に、ステップＳ４〜ステップＳ９が行われる。
【００８６】
以上のような導出装置１０Ａによれば、当該装置の操作者における高炉１００の操業経験や知見等に関わりなく、適切な除外要件の作成が可能となり、操業変動の少ない操業条件が確実に導出される。
【００８７】
通常、第１実施形態のような除外条件作成部２６がない導出装置１０では、除外条件は、導出装置１０の操作者等の高炉の操業経験から得られた知見等に基づいて設定される。そのため、除外条件を設定する人により除外条件が異なる場合があり、その場合、得られる操業条件（選択操業条件）が異なる。しかし、本実施形態の導出装置１０Ａのように、除外条件作成部２６が除外条件を作成することにより、操作者等の高炉の操業経験等にかかわりなく除外条件が作成されるため、操作者等毎の除外条件のバラツキがなくなる。
【００８８】
また、除外条件作成部２６は、実際の高炉の操業において操業が不調であった期間の操業実績値を除いた高炉の過去の操業実績値、即ち、操業状態が安定しているときの操業実績値から除外条件を作成するため、適切な除外条件が得やすい。
【００８９】
尚、本発明の高炉の操業条件導出方法、及びこの方法を用いた高炉の操業条件導出装置は、上記の第１実施形態及び第２実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００９０】
上記の第１実施形態及び第２実施形態では、除外条件は、傾動ポイント毎の旋回数の上限値及び下限値であるが、これに限定されない。例えば、図１１に示されるように、互いに隣接する複数の傾動ポイントの組（ポイント組）における旋回数の上限値及び下限値であってもよい。このポイント組における旋回数は、当該ポイント組に含まれる複数の傾動ポイントにおける各旋回数の和である。具体的には、互いに隣接する複数（図１１においては２個）の傾動ポイントを一組のポイント組とする。より具体的には、傾動ポイント１と傾動ポイント２とをポイント組１、傾動ポイント２と傾動ポイント３とをポイント組２、傾動ポイント３と傾動ポイント４とをポイント組３、……、傾動ポイント１９と傾動ポイント２０とをポイント組１９とする。そして、例えば、傾動ポイント１０の旋回数の下限値と傾動ポイント１１の旋回数の下限値との和である２がポイント組１０の旋回数の下限値となり、傾動ポイント１０の旋回数の上限値と傾動ポイント１１の旋回数の上限値との和である７がポイント組１０の旋回数の上限値となる。
【００９１】
このようなポイント組における旋回数を除外条件として、除外部２３が条件作成部２２の作成した多数の演算用操業条件から該当する演算用除外条件を除外するようにしてもよい。このようにポイント組の旋回数を除外条件とすることで、装入物堆積層上面の隣接する複数の同心円領域（図３参照）からなる領域に装入される装入物の量を制限することができる。例えば、ポイント組９の旋回数の上限値により、傾動ポイント９に対応する第９同心円領域２０９と傾動ポイント１０に対応する第１０同心円領域２１０とを合わせた領域に装入される装入物の装入量が制限される。
【００９２】
そのため、除外条件に該当する演算用操業条件が除外された残りの演算用操業条件から選択操業条件を選択して高炉の操業条件を基準操業条件から選択操業条件に変更したときに、隣接する複数の同心円領域からなる領域に集中して装入物が装入されることが防がれ、これにより、装入の流れ込みを抑えることができる。
【００９３】
また、除外部は、傾動ポイントの旋回数により規定される第１除外条件、又はポイント組の旋回数により規定される第２除外条件のいずれかに該当する演算用操業条件を除外するようにしてもよい。具体的には、第１除外条件を傾動ポイント毎の旋回数の上限値及び下限値とし（例えば図１０参照）、第２除外条件をポイント組毎の上限値及び下限値とする（例えば図１１参照）。そして、除外部は、条件作成部２２が作成した多数の演算用操業条件から、第１除外条件及び第２除外条件のうちのいずれか一方に該当する演算用操業条件を除外する。
【００９４】
このようにすることで、同じ同心円領域に装入される装入物の装入量が制限されるのに加え、隣接する複数の同心円領域からなる領域に装入される装入物の量が制限される。
【００９５】
そのため、除外条件に該当する演算用操業条件が除外された残りの演算用操業条件から選択操業条件を選択して高炉の操業条件を基準操業条件から選択操業条件に変更したときに、同じ同心円領域に集中して装入物が装入されることが防がれると共に、隣接する複数の同心円領域を合わせた領域に集中して装入物が装入されることが防がれ、これにより、装入物の流れ込みをより確実に抑えることができる。
【００９６】
上記第２実施形態では、実績値記憶部２７に高炉１００の直近３ヶ月間の操業実績値と不調情報（操業が不調であった期間の情報）が入力されるが、操業が不調であった期間の操業実績値を除いて入力するようにしてもよい。これにより、作成部２８が除外条件を作成するときに、入力部１２から入力された直近３ヶ月間の操業実績値から前記不調であった期間の操業実績値を除外しなくてよくなり、作成部２８の構成の簡素化を図ることが可能となる。
【００９７】
また、上記の第１実施形態及び第２実施形態では、装入部１０４として旋回シュートを備えたベルレス式高炉の操業条件を導出しているが、他の方式の高炉の操業条件を導出してもよい。即ち、装入物堆積層上における高炉の中心軸を中心とする円周に沿った位置に装入物を装入すると共に円周の半径を変更可能に装入物を装入可能な導入部を備える高炉であればよい。具体的には、図３に示すような同心円領域毎に装入物を装入可能であれば、ベルアーマ式高炉等であってもよい。この場合、除外条件は、傾動ポイント毎の旋回数ではなく、ムーバルアーマの押出し量（ノッチ）及び装入物の装入量によって規定される。
【実施例１】
【００９８】
ここで、第１実施形態の導出装置１０を用いて実際に行った高炉の操業条件の導出結果について説明する。本実施例では、第１実施形態の導出装置１０による操業条件の導出結果を評価するために、除外部を備えていない点以外は第１実施形態の導出装置１０と同じ構成を有する操業条件導出装置（他の操業条件導出装置）による操業条件の導出結果と比較する。
【００９９】
具体的に、第１実施形態の導出装置１０に、（ｉ）基準操業条件として図６に示されるものを入力し、（ｉｉ）所定の目標層厚分布（図１２参照）を入力し、（ｉｉｉ）除外条件として図１０に示されるものを入力した。これにより求められた結果を以下に示す。
【０１００】
【表１】
0005524020.tif 000004
【０１０１】
この表の操業条件により得られる層厚分布（予想層厚分布）と図１２に示される目標層厚分布との誤差値Ｅ（上記の式（２）により求められる値）を以下に示す。
【０１０２】
【表２】
0005524020.tif 000005
【０１０３】
一方、他の操業条件導出装置に、（ｉ）基準操業条件として図６に示されるものを入力するものを入力し、（ｉｉ）上記の導出装置１０と同一の目標層厚分布（図１２参照）を入力した。これにより求められた結果を以下に示す。
【０１０４】
【表３】
0005524020.tif 000006
【０１０５】
この表の操業条件により得られる層厚分布（予想層厚分布）と図１２に示される目標層厚分布との誤差値Ｅ（上記の式（２）により求められる値）を以下に示す。
【０１０６】
【表４】
0005524020.tif 000007
【０１０７】
上記の２つの誤差値Ｅから、他の操業条件導出装置と同程度の目標層厚分布に近い層厚分布が得られる操業条件を第１実施形態の導出装置１０から得られることが分かる。
【０１０８】
しかも、第１実施形態の導出装置１０は、除外部を備えているため、得られた操業条件は、他の操業条件導出装置から得られた操業条件に比べ、基準操業条件から当該操業条件に高炉の操業を変更したときに、流れ込みに起因する操業変動（粒度偏析）をより抑えることができる。
【実施例２】
【０１０９】
次に、傾動ポイントの旋回数により規定される第１除外条件、又はポイント組の旋回数により規定される第２除外条件のいずれかに該当する演算用操業条件を除外する除外部を備えた操業条件導出装置を用いて実際に行った高炉の操業条件の導出結果について説明する。この操業条件導出装置は、第１除外条件及び第２除外条件を用いる除外部以外は、第１実施形態の導出装置１０と同じ構成を有する。この実施例では、互いに隣接する２個の傾動ポイントを一組のポイント組とする。
【０１１０】
この導出装置１０に、（ｉ）基準操業条件として図６に示されるものを入力し、（ｉｉ）第１実施例と同一の目標層厚分布（図１２参照）を入力し、（ｉｉｉ）第１除外条件として図１０に示されるものを入力し、（ｉｖ）第２除外条件として図１１に示されるものを入力した。これにより求められた結果を以下に示す。
【０１１１】
【表５】
0005524020.tif 000008
【０１１２】
この表の操業条件により得られる層厚分布（予想層厚分布）と図１２に示される目標層厚分布との誤差値Ｅ（上記の式（２）により求められる値）を以下に示す。
【０１１３】
【表６】
0005524020.tif 000009
【０１１４】
この誤差値Ｅから、当該実施例２の操業条件導出装置によっても、第１実施例の２つの操業条件導出装置と同程度の目標層厚分布に近い層厚分布が得られる操業条件が得られることが分かる。
【０１１５】
しかも、当該第２実施例の操業条件導出装置の除外部では、各傾動ポイントの旋回数だけでなく傾動ポイント組によっても旋回数を規定しているため、基準操業条件から当該操業条件に高炉の操業を変更したときに、流れ込みに起因する操業変動（粒度偏析）をより効果的に抑えることができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１０，１０Ａ  操業条件導出装置
２０，２０Ａ  装置本体
２２   条件作成部（演算用条件作成部）
２３   除外部
２４   予測部
２５   選択部
２６   除外条件作成部
１００ 高炉
１０２ 内壁面
１０４ 旋回シュート（装入部）
Ｃｅ   高炉の中心軸
Ｓ     高炉の内部空間
α     傾動角
【図１】
0005524020.tif 000010
【図２】
0005524020.tif 000011
【図３】
0005524020.tif 000012
【図４】
0005524020.tif 000013
【図５】
0005524020.tif 000014
【図６】
0005524020.tif 000015
【図７】
0005524020.tif 000016
【図８】
0005524020.tif 000017
【図９】
0005524020.tif 000018
【図１０】
0005524020.tif 000019
【図１１】
0005524020.tif 000020
【図１２】
0005524020.tif 000021