(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の炉頂部において交互に積層される鉱石層とコークス層との所定の炉半径の各位置における層厚比の分布である装入物分布の設定を支援する装置であって、
前記高炉の操業において基準となる装入物分布である基準分布を取得する基準分布取得部と、
前記高炉の操業において前記基準分布から変更する当初の目標としての装入物分布である当初分布を取得する当初分布取得部と、
前記基準分布取得部で取得する基準分布から当該基準分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する前記鉱石層の体積の比率である基準分布体積比を求める第１体積比導出部と、
前記当初分布取得部で取得する当初分布から当該当初分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する前記鉱石層の体積の比率である当初分布体積比を求める第２体積比導出部と、
前記基準分布の分布形状及び前記当初分布の分布形状をそれぞれ表示すると共に、前記基準分布体積比と前記当初分布体積比との大小関係についての情報を表示する表示部と、を備える高炉の装入物分布設定支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の高炉の装入物分布設定支援装置において、
前記当初分布体積比が前記基準分布体積比と一致若しくは略一致するように当初分布を修正する分布修正部を備える高炉の装入物分布設定支援装置。
【請求項３】
請求項２に記載の高炉の装入物分布設定支援装置において、
前記当初分布の前記高炉の半径方向における修正範囲、この修正範囲内の所定位置、及び当該当初分布の前記所定位置における値に対する修正量を取得する修正情報取得部を備え、
前記分布修正部は、前記修正範囲の炉心側の端部位置での当初分布の値の修正量を０とし、この位置から炉壁側に向かうに従って前記修正量が大きくなって前記所定位置で最大となり、当該所定位置から前記炉壁側に向かうに従って前記修正量が小さくなって前記修正範囲の炉壁側の端部位置で修正量が０となるように前記当初分布の前記修正範囲内の各位置における値をそれぞれ修正し、
前記第２体積比導出部は、前記分布修正部が修正した当初分布である修正分布から当該修正分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する前記鉱石層の体積の比率である修正分布体積比を求め、
前記表示部は、前記修正分布の分布形状を表示すると共に、前記基準分布体積比と前記修正分布体積比との大小関係についての情報を表示する高炉の装入物分布設定支援装置。
【請求項４】
請求項３に記載の高炉の装入物分布設定支援装置において、
前記分布修正部は、前記炉心側の端部位置から前記所定位置まで一定の増加率で修正量が増えると共に前記所定位置から前記炉壁側の端部位置まで一定の減少率で修正量が減るように前記当初分布を修正する高炉の装入物分布設定支援装置。
【請求項５】
高炉の炉頂部において交互に積層される鉱石層とコークス層との所定の炉半径の各位置における層厚比の分布である装入物分布の設定を支援する装置であって、
前記高炉の操業において基準となる装入物分布である基準分布を取得する基準分布取得部と、
前記高炉の操業において前記基準分布から変更する当初の目標としての装入物分布である当初分布を取得する当初分布取得部と、
前記基準分布取得部で取得する基準分布から当該基準分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する前記鉱石層の体積の比率である基準分布体積比を求める第１体積比導出部と、
前記当初分布取得部で取得する当初分布から当該当初分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する前記鉱石層の体積の比率である当初分布体積比を求める第２体積比導出部と、
前記当初分布体積比が前記基準分布体積比と一致若しくは略一致するように当初分布を修正する分布修正部と、
前記基準分布の分布形状及び前記当初分布の分布形状をそれぞれ表示する表示部と、を備える高炉の装入物分布設定支援装置。
【請求項６】
請求項５に記載の高炉の装入物分布設定支援装置において、
前記当初分布の前記高炉の半径方向における修正範囲及び前記修正範囲内の所定位置を修正情報として取得する修正情報取得部と、
前記修正情報取得部で取得する修正情報に基づいて当初分布を修正し、この修正した当初分布である修正分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する前記鉱石層の体積の比率である修正分布体積比を求める第３体積比導出部と、
前記修正情報取得部が取得する修正範囲内の所定位置における前記当初分布の値の修正量を決定する修正量決定部と、
前記修正量決定部で決定される修正量と前記修正情報部で取得される修正情報とに基づいて前記当初分布取得部が取得する当初分布の前記修正範囲内の各位置における値をそれぞれ修正して目標とする装入物分布である目標分布を決定する分布決定部と、を備え、
前記第３体積比導出部は、前記修正情報取得部が前記修正情報を取得すると前記当初分布の前記所定位置における値の修正量として所定の値を設定し、この所定の値を変化させつつ修正量毎に当該修正量と前記修正情報取得部で取得される修正情報とに基づいて前記当初分布の前記修正範囲内の各位置における値をそれぞれ修正した修正分布を求めると共にこれら修正分布毎に修正分布体積比をそれぞれ求め、各修正分布体積比と当該修正分布体積比を求めるときに用いられた前記修正量とを関連付けてそれぞれ格納し、
前記修正量決定部は、前記第３体積比導出部に格納される各修正分布体積比とこれを求めるときに用いられる前記修正量とから、修正分布体積比と基準分布体積比との差の二乗が最も小さくなるときの修正量を求めてこれを最大修正量とし、
前記分布決定部は、前記修正範囲の炉心側の端部位置での当初分布の値の修正量を０とし、この位置から炉壁側に向かうに従って前記修正量が大きくなって前記所定位置で前記最大修正量となり、当該所定位置から前記炉壁側に向かうに従って前記修正量が小さくなって前記修正範囲の炉壁側の端部位置で修正量が０となるように前記当初分布取得部が取得する当初分布を修正して目標分布とし、
前記表示部は、目標分布の分布形状を表示する高炉の装入物分布設定支援装置。
【請求項７】
高炉の炉頂部において交互に積層される鉱石層とコークス層との所定の炉半径の各位置における層厚比の分布である装入物分布の設定を支援する方法であって、
前記高炉の操業において基準となる装入物分布である基準分布を取得する基準分布取得工程と、
前記高炉の操業において前記基準分布から変更する当初の目標としての装入物分布である当初分布を取得する当初分布取得工程と、
前記基準分布取得工程で取得された基準分布から当該基準分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する前記鉱石層の体積の比率である基準分布体積比を求める第１体積比導出工程と、
前記当初分布取得工程で取得された当初分布から当該当初分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する前記鉱石層の体積の比率である当初分布体積比を求める第２体積比導出工程と、
前記基準分布体積比と前記当初分布体積比との差が所定の閾値以下の場合は前記基準分布体積比を求めるときに用いた当初分布を目標とする装入物分布として決定する一方、前記差が前記閾値よりも大きい場合は前記当初分布取得工程で取得した当初分布の一部を修正した修正分布を取得してこれを当初分布とすると共に前記第２体積比導出工程に戻る判断工程と、を備える高炉の装入物分布設定支援方法。
【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における目標とする装入物分布を設定するときに、高炉の操業条件と整合するような装入物分布を設定するのを支援する高炉の装入物分布設定支援装置、及び高炉の装入物分布設定支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉を安定して操業するための重要な指標として、高炉の炉頂部における装入物分布（層厚比分布）がある。この装入物分布とは、炉内に交互に積層される鉱石層とコークス層との層厚をそれぞれＬＯとＬＣとしたときに、これらの比であるＬＯ／（ＬＯ＋ＣＯ）の炉半径方向の各位置における分布状態のことである（図１９参照）。
【０００３】
この装入物分布は、装入物の層上面の形状（表面プロフィール）に基づく層厚分布から求められる。具体的に、鉱石やコークス等の装入物が炉内に装入される毎に、マイクロ波の反射を利用するプロフィールメーター等によって表面プロフィールが直接測定される。そして、この測定結果から鉱石層の層厚分布とコークス層との層厚分布がそれぞれ求められ、これらの層厚分布から装入物分布が求められる。
【０００４】
また、別の方法として、シミュレーションモデルを用いて装入物分布を求める方法が知られている（特許文献１参照）。具体的には、過去の実績データから装入条件と表面プロフィールとの関係を割り出し、種々の装入条件（例えば、ムーバルアーマのアーマストローク、シュートの傾動角、装入物の装入重量、サウジングレベル等）を計算条件として表面プロフィールを算出する。そして、この表面プロフィールに基づいて各層の層厚分布を推定し、これにより装入物分布を求める。
【０００５】
これらの方法によって得られた装入物分布に基づいて操業することにより、高炉の安定した操業が可能となる。具体的には、操業中の高炉において前記の方法により装入物分布を監視し、装入物分布が安定した操業に適した分布状態から外れたときにこの装入物分布が高炉の安定操業に適した分布状態となるように操業条件を変更する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３２３３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高炉操業に関する知見を有する高炉技術者であれば、現状の装入物分布の分布形状が与えられれば、この分布形状に基づいてその一部を変更すること等により高炉の安定操業に適した装入物分布を想定することができる。この方法によれば、高炉における現状の装入物分布が得られれば、計算機等によって複雑な演算を行うことなく、その分布形状から高炉の安定操業に適した目標とすべき装入物分布（目標分布）を容易且つ迅速に得ることができる。
【０００８】
しかし、このように求められた目標分布はその分布形状のみに着目して求められたものであり、実際の高炉の操業条件が考慮されていないため、高炉の装入物分布が前記の目標分布となるような操業条件を求めてこの条件により高炉の操業を行っても、実際の高炉の装入物分布は目標分布と異なった分布形状となる可能性が高い。
【０００９】
そこで、高炉の操業において目標とする装入物分布が与えられたときに、この装入物分布を実際の高炉の操業条件が考慮された分布に容易に修正できる高炉の装入物分布設定支援装置、及び高炉の装入物分布設定支援方法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】
【００１０】
そこで、上記課題を解消すべく、本発明は、高炉の炉頂部において交互に積層される鉱石層とコークス層との所定の炉半径の各位置における層厚比の分布である装入物分布の設定を支援する装置であって、前記高炉の操業において基準となる装入物分布である基準分布を取得する基準分布取得部と、前記高炉の操業において前記基準分布から変更する当初の目標としての装入物分布である当初分布を取得する当初分布取得部と、前記基準分布取得部で取得する基準分布から当該基準分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する前記鉱石層の体積の比率である基準分布体積比を求める第１体積比導出部と、前記当初分布取得部で取得する当初分布から当該当初分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する前記鉱石層の体積の比率である当初分布体積比を求める第２体積比導出部と、前記基準分布の分布形状及び前記当初分布の分布形状をそれぞれ表示すると共に、前記基準分布体積比と前記当初分布体積比との大小関係についての情報を表示する表示部と、を備える。
【００１１】
本発明によれば、基準分布及び当初分布の分布形状が表示されると共に基準分布体積比と当初分布体積比との大小関係についての情報が表示されるため、この表示を確認しつつ当初分布を修正することにより、前記当初分布の分布形状が高炉の操業条件を考慮した分布形状（目標分布）となるように前記当初分布を容易に修正することができる。これにより、例えば、高炉の操業条件を考慮せずに装入物分布の分布形状のみに着目して目標とする装入物分布（当初分布）を設定しても、表示部の表示を確認しつつ当該当初分布を修正することにより、高炉の操業条件が考慮された分布となるように当該当初分布を容易に修正することができる。
【００１２】
その結果、当初分布の分布形状と近似し且つ高炉の操業条件が考慮された装入物分布（目標分布）を容易に設定することができ、高炉の装入物分布がこの修正後の当初分布（目標分布）となるような操業条件を求めてその条件により高炉の操業を行うことにより、高炉の装入物分布を目標分布若しくはこれと近似した分布形状とすることができる。
【００１３】
本発明に係る高炉の装入物分布設定支援装置が、前記当初分布体積比が前記基準分布体積比と一致若しくは略一致するように当初分布を修正する分布修正部を備えることにより、高炉の操業条件を考慮した分布形状（目標分布）となるように当初分布をより容易に修正することが可能となる。即ち、当初分布体積比が基準分布体積比と一致若しくは略一致するように分布修正部が当初分布を修正するため、最初に設定した目標とする分布（当初分布）の分布形状と近似し且つ実際の高炉操業における１バッチあたりの鉱石及びコークスの各装入量（鉱石層及びコークス層の各体積）と整合した分布形状となるように、当初入力分布をより容易に修正することができる。
【００１４】
例えば、前記高炉の装入物分布設定支援装置が前記当初分布の前記高炉の半径方向における修正範囲、この修正範囲内の所定位置、及び当該当初分布の前記所定位置における値に対する修正量を取得する修正情報取得部を備えてもよい。この場合、前記分布修正部は、前記修正範囲の炉心側の端部位置での当初分布の値の修正量を０とし、この位置から炉壁側に向かうに従って前記修正量が大きくなって前記所定位置で最大となり、当該所定位置から前記炉壁側に向かうに従って前記修正量が小さくなって前記修正範囲の炉壁側の端部位置で修正量が０となるように前記当初分布の前記修正範囲内の各位置における値をそれぞれ修正し、前記第２体積比導出部は、前記分布修正部が修正した当初分布である修正分布から当該修正分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する前記鉱石層の体積の比率である修正分布体積比を求め、前記表示部は、前記修正分布の分布形状を表示すると共に、前記基準分布体積比と前記修正分布体積比との大小関係についての情報を表示する。
【００１５】
かかる構成によれば、当初分布の炉半径方向における修正範囲と、この修正範囲内で当初分布の値を最も大きく修正する位置及びこの位置での修正量とを決めてこれらを修正情報取得部に取得させるだけで、当初分布の修正範囲内での各位置における修正量が自動的に求められ、これに基づいて当初分布が自動的に修正される。このとき、基準分布と当初分布とが表示されるため、これに基づいて前記修正範囲と前記最も大きく修正する位置とこの位置での修正量とを適切に設定することが容易になる。また、修正分布の分布形状が表示されることによって修正分布が目標とする分布形状となっているか否かを容易に確認することができると共に、基準分布体積比と修正分布体積比との大小関係についての情報が表示されることによって修正分布が操業条件を考慮された分布となっているか否かを容易に確認することができる。
【００１６】
また、当初分布の一部を修正するようにして当初分布の全体を修正する場合に比べて演算量を少なくし、これにより、修正された当初分布の分布形状及びこの修正された当初分布における当初分布体積比をより短い時間で求めることが可能となる。その結果、当初分布から、これを修正して操業条件が考慮された装入物分布（目標分布）を早く求めることが可能となる。しかも、修正範囲の炉心側の端部位置での当初分布の修正量を０とし、炉壁側に向かって修正量が徐々に増加して所定位置で最大となり、この所定位置から炉壁側に向かうに従って前記修正量が徐々に小さくなって修正範囲の炉壁側の端部位置で０となるように当初分布の一部を修正することで、修正後の装入物分布（目標分布）が実際の高炉の操業において実現の難しい分布形状（即ち、急激に形状が変化している部分を含む分布形状）になることを防ぐことができる。
【００１７】
この場合、前記分布修正部は、前記炉心側の端部位置から前記所定位置まで一定の増加率で修正量が増えると共に前記所定位置から前記炉壁側の端部位置まで一定の減少率で修正量が減るように前記当初分布を修正することが好ましい。このように修正量の増加率及び減少率を一定にすることで当初分布を修正する際の演算がより容易になり、より短い時間で修正した当初分布の分布形状を得ることが可能となる。
【００１８】
また、上記課題を解消すべく、本発明は、高炉の炉頂部において交互に積層される鉱石層とコークス層との所定の炉半径の各位置における層厚比の分布である装入物分布の設定を支援する装置であって、前記高炉の操業において基準となる装入物分布である基準分布を取得する基準分布取得部と、前記高炉の操業において前記基準分布から変更する当初の目標としての装入物分布である当初分布を取得する当初分布取得部と、前記基準分布取得部で取得する基準分布から当該基準分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する前記鉱石層の体積の比率である基準分布体積比を求める第１体積比導出部と、前記当初分布取得部で取得する当初分布から当該当初分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する前記鉱石層の体積の比率である当初分布体積比を求める第２体積比導出部と、前記当初分布体積比が前記基準分布体積比と一致若しくは略一致するように当初分布を修正する分布修正部と、前記基準分布の分布形状及び前記当初分布の分布形状をそれぞれ表示する表示部と、を備えてもよい。
【００１９】
この発明によれば、当初分布の炉半径方向における修正範囲と、この修正範囲内で当初分布の値を最も大きく修正する位置（最大修正位置）とを決めてこれらを修正情報取得部に取得させるだけで、当初分布の修正範囲内での各位置における修正量が自動的に求められ、これに基づいて当初分布が自動的に修正される。しかも、基準分布と当初分布とが表示されるため、これに基づいて前記修正範囲と前記最も大きく修正する位置とを適切に設定することができる。
【００２０】
このように、修正範囲と最大修正位置とを入力することで当初分布が修正される高炉の装入物分布設定支援装置においては、前記当初分布の前記高炉の半径方向における修正範囲及び前記修正範囲内の所定位置を修正情報として取得する修正情報取得部と、前記修正情報取得部で取得する修正情報に基づいて当初分布を修正し、この修正した当初分布である修正分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する前記鉱石層の体積の比率である修正分布体積比を求める第３体積比導出部と、前記修正情報取得部が取得する修正範囲内の所定位置における前記当初分布の値の修正量を決定する修正量決定部と、前記修正量決定部で決定される修正量と前記修正情報部で取得される修正情報とに基づいて前記当初分布取得部が取得する当初分布の前記修正範囲内の各位置における値をそれぞれ修正して目標とする装入物分布である目標分布を決定する分布決定部と、を備えることが好ましい。この場合、前記第３体積比導出部は、前記修正情報取得部が前記修正情報を取得すると前記当初分布の前記所定位置における値の修正量として所定の値を設定し、この所定の値を変化させつつ修正量毎に当該修正量と前記修正情報取得部で取得される修正情報とに基づいて前記当初分布の前記修正範囲内の各位置における値をそれぞれ修正した修正分布を求めると共にこれら修正分布毎に修正分布体積比をそれぞれ求め、各修正分布体積比と当該修正分布体積比を求めるときに用いられた前記修正量とを関連付けてそれぞれ格納し、前記修正量決定部は、前記第３体積比導出部に格納される各修正分布体積比とこれを求めるときに用いられる前記修正量とから、修正分布体積比と基準分布体積比との差の二乗が最も小さくなるときの修正量を求めてこれを最大修正量とし、前記分布決定部は、前記修正範囲の炉心側の端部位置での当初分布の値の修正量を０とし、この位置から炉壁側に向かうに従って前記修正量が大きくなって前記所定位置で前記最大修正量となり、当該所定位置から前記炉壁側に向かうに従って前記修正量が小さくなって前記修正範囲の炉壁側の端部位置で修正量が０となるように前記当初分布取得部が取得する当初分布を修正して目標分布とし、前記表示部は、目標分布の分布形状を表示する。
【００２１】
かかる構成によれば、基準分布体積比と修正分布体積比との差が小さくなるように当初分布が修正されるため、求められた装入物分布（修正された当初分布）が実際の高炉の操業条件の考慮された分布形状になる。しかも、当初分布を修正して目標分布を求めるときに、修正範囲の炉心側の端部位置での当初分布の修正量を０とし炉壁側に向かって修正量が徐々に増加して所定位置で最大となりこの所定位置から炉壁側に向かうに従って前記修正量が徐々に小さくなって修正範囲の炉壁側の端部位置で０となるように当初分布の一部を修正するため、求められた装入物分布が実際の高炉の操業において実現の難しい分布形状になることを防ぐこともできる。
【００２２】
また、上記課題を解消すべく、本発明は、高炉の炉頂部において交互に積層される鉱石層とコークス層との所定の炉半径の各位置における層厚比の分布である装入物分布の設定を支援する方法であって、前記高炉の操業において基準となる装入物分布である基準分布を取得する基準分布取得工程と、前記高炉の操業において前記基準分布から変更する当初の目標としての装入物分布である当初分布を取得する当初分布取得工程と、前記基準分布取得工程で取得された基準分布から当該基準分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する前記鉱石層の体積の比率である基準分布体積比を求める第１体積比導出工程と、前記当初分布取得工程で取得された当初分布から当該当初分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する前記鉱石層の体積の比率である当初分布体積比を求める第２体積比導出工程と、前記基準分布体積比と前記当初分布体積比との差が所定の閾値以下の場合は前記基準分布体積比を求めるときに用いた当初分布を目標とする装入物分布として決定する一方、前記差が前記閾値よりも大きい場合は前記当初分布取得工程で取得した当初分布の一部を修正した修正分布を取得してこれを当初分布とすると共に前記第２体積比導出工程に戻る判断工程と、を備える。
【００２３】
本発明によれば、基準分布体積比と当初分布体積比との差とが十分小さくなるまで当初分布が修正されるため、高炉の操業条件を考慮した分布形状（目標分布）となるように当初分布が確実に修正される。そのため、例えば、高炉の操業条件を考慮せずに装入物分布の分布形状のみに着目して目標とする装入物分布（当初分布）を設定しても、この当初分布が当該当初分布の分布形状と近似し且つ高炉の操業条件が考慮された装入物分布へと確実に修正される。
【発明の効果】
【００２４】
以上より、本発明によれば、高炉の操業において目標とする装入物分布が与えられたときに、この装入物分布を実際の高炉の操業条件が考慮された分布に容易に修正できる高炉の装入物分布設定支援装置、及び高炉の装入物分布設定支援方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態に係る高炉の装入物分布設定支援装置の概略構成図である。
【図２】前記高炉の装入物分布設定支援装置に入力される基準分布及び当初分布の一例を示す図である。
【図３】前記基準分布の分布形状を示す図である。
【図４】前記基準分布の分布形状と前記当初分布の分布形状とを示す図である。
【図５】（Ａ）は、装入物分布の分布形状を表す関数Ｆ（ｘ）を説明するための図であり、（Ｂ）は、分布形状に基づいて鉱石及びコークスの体積比を求める方法を説明するための図である。
【図６】前記高炉の装入物分布設定支援装置の表示装置に表示される基準分布体積比と当初分布体積比との大小関係についての情報の一例を示す図である。
【図７】前記高炉の装入物分布設定支援装置において当初分布を修正するときのフローを示す図である。
【図８】第２実施形態に係る高炉の装入物分布設定支援装置の概略構成図である。
【図９】前記高炉の装入物分布設定支援装置に入力される当初分布の修正範囲、最大修正位置、及び最大修正位置での修正量の一例を示す図である。
【図１０】前記高炉の装入物分布設定支援装置の分布修正部において修正される当初分布の炉半径方向における各位置での修正量を説明する図である。
【図１１】基準分布の分布形状と修正分布の分布形状とを示す図である。
【図１２】前記高炉の装入物分布設定支援装置の表示装置に表示される基準分布体積比と修正分布体積比との大小関係についての情報の一例を示す図である。
【図１３】前記高炉の装入物分布設定支援装置に入力される基準分布及び当初分布、並びに、前記分布修正部で求められた当初分布の修正範囲内の各位置での修正量の一例を示す図である。
【図１４】前記高炉の装入物分布設定支援装置において当初分布を修正して修正分布を求めるときのフローを示す図である。
【図１５】第３実施形態に係る高炉の装入物分布設定支援装置の概略構成図である。
【図１６】基準分布の分布形状と当初分布の分布形状とを示す図である。
【図１７】基準分布の分布形状と修正分布の分布形状とを示す図である。
【図１８】前記高炉の装入物分布設定支援装置において当初分布を修正して目標分布を求めるときのフローを示す図である。
【図１９】装入物分布を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
高炉の装入物分布設定支援装置（以下、単に「設定支援装置」とも称する。）は、操業中の高炉の炉頂部における目標とする装入物分布を設定するときに、高炉の操業条件と整合するような装入物分布を設定することができるように支援する。この設定支援装置により目標とする装入物分布が設定される高炉は、内部空間を囲う炉本体部を有し、この炉本体部は、炉頂部において、内部空間を囲い且つ水平方向の断面が略円形となる炉壁内面を有する。また、本実施形態において、装入物分布とは、高炉の炉頂部において交互に積層される鉱石層とコークス層との層厚をそれぞれＬＯとＬＣとしたときに、これらの比であるＬＯ／（ＬＯ＋ＣＯ）の炉半径方向の各位置における分布状態のことをいう（図１９参照）。また、分布形状とは、炉半径の各位置とその位置における層厚比との関係を表した形状である。
【００２８】
具体的に、設定支援装置は、図１に示されるように、支援装置本体２０と、支援装置本体２０に各種情報を入力する入力装置１２と、支援装置本体２０に入力された情報や支援装置本体２０において処理された情報等を表示する表示装置（表示部）１４と、を備える。
【００２９】
入力装置１２は、支援装置本体２０に接続され、操作者等によって入力された各種情報を出力信号として支援装置本体２０に出力する。本実施形態の入力装置１２としては、キーボードやタッチパネル等が用いられる。
【００３０】
支援装置本体２０は、基準分布取得部２１と、当初分布取得部２２と、第１体積比導出部２３と、第２体積比導出部２４と、を備える。
【００３１】
基準分布取得部２１は、入力装置１２から入力された基準分布を取得する。この基準分布は、高炉の操業において基準となる装入物分布である。例えば、本実施形態の基準分布は、操業中の高炉における現在の装入物分布である。具体的に、基準分布取得部２１は、基準分布として、高炉の半径方向において炉心から炉壁側に向かう各位置での層厚比を取得する。詳しくは、基準分布取得部２１は、炉心から炉壁側に向かって所定距離毎（例えば、０．１ｍ毎）の層厚比を取得する。本実施形態では、図２に示されるように、基準分布と当初分布とが表形式で入力される。この当初分布は、高炉の操業において基準分布から変更するときの当初の目標として設定される装入物分布である。
【００３２】
また、基準分布取得部２１は、取得した基準分布（本実施形態では図２の基準分布の欄の各値）から当該基準分布の分布形状を表すグラフを作成し、このデータを表示装置１４に出力する。このグラフは、図３に示されるように、縦軸を層厚比とし、横軸を炉半径方向の位置（即ち、炉心からの距離）とするグラフである。
【００３３】
当初分布取得部２２は、入力装置１２から入力された当初分布を取得する。この当初分布取得部２２は、当初分布として、高炉の半径方向において炉心から炉壁側に向かう各位置での当初の目標とする層厚比を取得する。例えば、当初分布取得部２２は、基準分布取得部２１が層厚比を取得した炉半径方向における各位置と同じ位置（即ち、炉心から炉壁側に向かって所定距離毎（例えば、０．１ｍ毎））における目標とする層厚比を取得する。
【００３４】
本実施形態の当初分布取得部２２は、炉半径方向において炉心から炉壁側に向かう０．１ｍ毎の位置での基準分布からの修正量を取得する（図２の修正量の欄を参照）。そして、当初分布取得部２２は、取得した炉半径方向の各位置における修正量と、基準分布取得部２１が取得した基準分布とから、炉半径方向における各位置での目標とする層厚比（図２の当初分布の欄を参照）を算出する。
【００３５】
これらの炉半径方向の各位置における基準分布からの修正量（又は当初分布）は、表示装置１４に表示される基準分布の分布形状から当該装置１０の操作者等の知見等に基づいて設定される。例えば、操作者等は、基準分布の炉壁側部分（図３の点線の楕円で囲った部分）の層厚比が小さいと判断して、この部分の層厚比を大きくする。このように炉壁側の部分の層厚比を大きくするだけでは、基準分布における鉱石層の体積（即ち、鉱石の１バッチあたりの装入量）及びコークス層の体積（即ち、コークスの１バッチあたりの装入量）と、当初分布における鉱石層の体積及びコークス層の体積とが異なった値となる。通常、高炉の操業において装入物分布の分布形状を変更するときには、装入物の装入量を変えずに行われる。そのため、操作者等は、炉半径方向の中間部（図３の点線の四角で囲った部分）の層厚比を小さくして、基準分布における鉱石層及びコークス層の各体積と当初分布における鉱石層及びコークス層の各体積とが大きく変化しないように当初分布を設定する（図４参照）。しかし、このように当初分布が設定されても、この当初分布は、分布形状のみに着目して求められたものであるため、基準分布における鉱石層及びコークス層の各体積と当初分布における鉱石層及びコークス層の各体積との整合が十分ではない。
【００３６】
当初分布取得部２２は、取得した当初分布（本実施形態では図２の当初分布の欄の各値）から当該当初分布の分布形状を表すグラフを作成し、このデータを表示装置１４に出力する。このグラフも、基準分布のグラフと同様に、縦軸を層厚比とし、横軸を炉半径方向の位置とするグラフである（図４参照）。
【００３７】
第１体積比導出部２３は、基準分布取得部２１で取得する基準分布から基準分布体積比を求める。この基準分布体積比は、基準分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する鉱石層の体積の比率である。
【００３８】
ここで、基準分布体積比の具体的な求め方について説明する。
【００３９】
装入物分布ｙ＝ｆ（ｘ）は、図５（Ａ）に示されるように、炉中心と炉壁とを含む所定の炉半径方向におけるＮ点（本実施形態では、炉半径方向において炉心から０．１ｍ毎の位置）での層厚比によって規定され、隣り合う２点間の層厚比は、当該２点間を結ぶ直線により補間されている。
【００４０】
そして、
Ｖｏ１：ｙ＝ｆ（ｘ），ｘ＝０，ｘ＝Ｒ，ｘ軸で囲まれた面をｙ軸を回転中心                  にして回転させたときのこの面の通過領域の体積
Ｖｃ１：ｙ＝ｆ（ｘ），ｘ＝０，ｘ＝Ｒ，ｙ＝１で囲まれた面をｙ軸を回転中                  心にして回転させたときのこの面の通過領域の体積
と定義する。
【００４１】
Ｖｏ１＋Ｖｃ１は、ｘ＝０，ｘ＝Ｒ，ｙ＝１で囲まれた面をｙ軸を回転中心にして回転させたときのこの面の通過領域の体積であるから、
【数１】
0005474740.tif 000002
と表せる。この式（１）を変形することで
【数２】
0005474740.tif 000003
が得られる。この式（２）によれば、Ｖｏ１を与えることによってＶｃ１が求まることがわかる。
【００４２】
Ｖｏ１は次のようにして求めることができる。
【００４３】
関数ｆ（ｘ）は、Ｎ個の点を直線補間しているので、炉半径方向にＮ−１個の区間に分けることができ、各区間は、直線で表される。炉心からｉ個目の区間は、（ｘｉ，ｙｉ）と（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）を結ぶ直線である。図５（Ｂ）に示されるｙ＝ｆｉ（ｘ），ｘ軸，ｘ＝ｘｉ，ｘ＝ｘｉ＋１で囲まれた面をｙ軸を回転中心にして回転させたときのこの面の通過領域の体積をＶｉとすると、ｆｉ（ｘ），Ｖｉは、以下の式（３）及び式（４）のように求められる。
【数３】
0005474740.tif 000004
【数４】
0005474740.tif 000005
以下の式（５）に示すように、このＶｉをｉ＝１〜Ｎ−１まで足し合わせるとＶｏ１が求まる。
【数５】
0005474740.tif 000006
高炉において、鉱石ＯとコークスＣとの層厚の和（ＬＯ＋ＬＣ）は、炉半径方向において一定とみなすことができる。従って、Ｖｏ１とＶｃ１との比は、高炉に装入される鉱石ＯとコークスＣとの体積比Ｖｏ：Ｖｃと等しい。即ち、
【数６】
0005474740.tif 000007
が成り立つ。ここで、Ｖｏは、実際に操業中の高炉へ装入される１バッチあたりの鉱石Ｏの装入量（当該装入物分布における鉱石層の体積）であり、Ｖｃは、実際に操業中の高炉へ装入される１バッチあたりのコークスＣの装入量（当該装入物分布におけるコークス層の体積）である。
【００４４】
従って、基準分布体積比は、下記の式（７）によって求められる。
【数７】
0005474740.tif 000008
【００４５】
第２体積比導出部２４は、当初分布取得部２２で取得する当初分布から当初分布体積比を求める。この当初分布体積比は、当初分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する鉱石層の体積の比率である。第２体積比導出部２４は、第１体積比導出部２３と同様にして、当初分布体積比を求める。
【００４６】
表示装置１４は、液晶モニター等で構成され、基準分布取得部２１及び当初分布取得部２２からのグラフのデータを受信し、各グラフ（基準分布を表すグラフと当初分布を表すグラフ）を表示する（図４参照）。また、表示装置１４は、第１体積比導出部２３及び第２体積比導出部２４が導出した基準分布体積比と当初分布体積比との大小関係についての情報を表示する。本実施形態の表示装置１４では、図６に示されるように、基準分布体積比、当初分布体積比、及び基準分布体積比と当初分布体積比との差が表示される。尚、基準分布体積比と当初分布体積比との大小関係についての情報は、これらに限定されず、例えば、基準分布体積比と当初分布体積比との比等で表されてもよい。
【００４７】
この設定支援装置１０によれば、以下のようにして目標とする装入物分布の設定が行われる。
【００４８】
設定支援装置１０の操作者等が操業中の高炉の現在の装入物分布を取得し、これを基準分布として入力装置１２から入力する。
【００４９】
基準分布取得部２１が、入力装置１２から入力された基準分布（図２の基準分布の欄参照）を取得し（ステップＳ１）、表示装置１４が基準分布取得部２１で作成された基準分布の分布形状（詳しくは、基準分布の分布形状を表すグラフ）を表示する（ステップＳ２：図３参照）。
【００５０】
当該設定支援装置１０の操作者等は、知見等に基づき、この表示された分布形状からその一部を変更することにより高炉の安定操業に適した装入物分布を想定し、これを当初分布として入力装置１２から入力する。
【００５１】
当初分布取得部２２が、入力装置１２から入力された当初分布（図２の当初分布の欄参照）を取得し（ステップＳ３）、表示装置１４が当初分布取得部２２で作成された当初分布の分布形状を表示する（ステップＳ４）。
【００５２】
一方、基準分布取得部２１が基準分布を取得すると第１体積比導出部２３が基準分布体積比を導出し、当初分布取得部２２が当初分布を取得すると第２体積比導出部２４が当初分布体積比を導出する。このように基準分布体積比と当初分布体積比とが導出されると、表示装置１４は、基準分布体積比、当初分布体積比、及びこれらの差を表示する（ステップＳ５：図６参照）。
【００５３】
操作者等は、基準分布体積比と当初分布体積比との差が十分に小さければ（例えば、差が基準分布体積比の０．１％未満の場合）、この当初分布を目標とする装入物分布（目標分布）と決定する。そして、操作者等は、高炉の装入物分布がこの目標分布となるような操業条件を求めてその条件により高炉の操業を行うことにより、高炉の装入物分布を目標分布若しくはこれと近似した分布形状とすることができる。尚、上記の基準分布体積比と当所分布体積比との差が基準分布体積比の０．１％未満との記載は説明のための一例を示したものであり、この値に限定されない。
【００５４】
一方、基準分布体積比と当初分布体積比との差が大きければ（例えば、差が基準分布体積比の０．１％以上の場合）、操作者等は、最初に設定した当初分布を修正したものを当初分布として入力装置１２に入力する。そうすると、設定支援装置１０においてステップＳ３からステップＳ５が行われる。操作者等は、基準分布体積比と当初分布体積比との差が十分に小さくなる装入物分布が得られるまでこれを繰り返す。尚、上記の基準分布体積比と当所分布体積比との差が基準分布体積比の０．１％以上との記載は説明のための一例を示したものであり、この値に限定されない。
【００５５】
以上の設定支援装置１０によれば、基準分布及び当初分布の分布形状が表示されると共に基準分布体積比と当初分布体積比との大小関係についての情報が表示されるため、この表示を確認しつつ当初分布を修正することにより、前記当初分布の分布形状が高炉の操業条件を考慮した分布形状となるように前記当初分布を容易に修正することができる。これにより、高炉の操業条件を考慮せずに装入物分布の分布形状のみに着目して目標とする装入物分布（当初分布）を設定しても、表示装置１４の表示を確認しつつ当初分布を修正することにより、当初分布を高炉の操業条件が考慮された目標分布となるように容易に修正することができる。
【００５６】
その結果、最初に設定された当初分布の分布形状と近似し且つ高炉の操業条件が考慮された装入物分布（目標分布）を設定することができ、高炉の装入物分布がこの修正後の当初分布（目標分布）となるような操業条件を求めてその条件により高炉の操業を行うことにより、高炉の装入物分布を目標分布若しくはこれと近似した分布形状とすることができる。
【００５７】
次に、本発明の第２実施形態について図８〜図１４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、異なる構成についてのみ詳細に説明する。
【００５８】
本実施形態の支援装置本体２０Ａは、第１実施形態の支援装置本体２０（図１参照）の構成に加え、分布修正部２６を備える。この分布修正部２６は、当初分布体積比が基準分布体積比と一致若しくは略一致するように当初分布を修正する。即ち、本実施形態の設定支援装置１０Ａでは、第１実施形態と異なり、当初分布体積比と基準分布体積比とが一致若しくは略一致するように当初分布が自動的に修正される。
【００５９】
具体的に、設定支援装置１０Ａは、図８に示されるように、支援装置本体２０Ａと入力装置１２と表示装置１４Ａとを備える。支援装置本体２０Ａは、基準分布取得部２１と当初分布取得部２２と第１体積比導出部２３と第２体積比導出部２４Ａとを備えると共に、修正情報取得部２５と分布修正部２６とを備える。
【００６０】
修正情報取得部２５は、入力装置１２から入力された各種情報のうち、当初分布の高炉の半径方向における修正範囲、この修正範囲内の所定位置、及び当初分布の所定位置における値に対する修正量とを修正情報として取得する。例えば、修正情報取得部２５は、図９に示されるように、炉半径方向における修正範囲の炉心側の端部位置（以下、単に「修正内側位置」とも称する。）及び炉壁側の端部位置（以下、単に「修正外側位置」とも称する。）、修正範囲内の所定の位置として当初分布の値を最も大きく修正する位置（以下、「最大修正位置」とも称する。）、及び、この位置での修正量と、を取得する。
【００６１】
分布修正部２６は、修正情報取得部２５が取得した修正内側位置、修正外側位置、最大修正位置、及び最大修正位置における修正量に基づいて当初分布の修正範囲内の各位置における値をそれぞれ修正する。具体的に、分布修正部２６は、修正内側位置での当初分布の値の修正量を０とし、この位置から炉壁側に向かうに従って修正量が大きくなって最大修正位置で最大となり、当該最大修正位置から炉壁側に向かうに従って修正量が小さくなって修正外側位置で修正量が０となるように当初分布を修正する。このように当初分布の一部を修正することによって、修正後の装入物分布（目標分布）が実際の高炉の操業において実現の難しい分布形状（即ち、急激に形状が変化している部分を含む分布形状）になることを防ぐことができる。
【００６２】
本実施形態の分布修正部２６は、図１０に示されるように、修正内側位置から最大修正位置まで一定の増加率で修正量が増えると共に最大修正位置から修正外側位置まで一定の減少率で修正量が減るように当初分布を修正する。このように修正量の増加率及び減少率を一定にすることで当初分布を修正する際の演算がより容易になり、より短い時間で修正した当初分布の分布形状を得ることが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態の分布修正部２６は、修正分布を求めるとこの修正分布の分布形状を表すグラフを作成し、このデータを表示装置１４Ａに出力する。
【００６４】
第２体積比導出部２４Ａは、当初分布取得部２２で取得する当初分布から当初分布体積比を求めると共に、分布修正部２６が修正した当初分布（修正分布）から修正分布体積比を求める。この修正分布体積比は、修正分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する鉱石層の体積の比率である。第２体積比導出部２４Ａは、当初分布体積比を求めるときと同様にして、修正分布体積比を求める。
【００６５】
表示装置１４Ａは、基準分布及び当初分布の他に修正分布を表示することもできる。本実施形態の表示装置１４Ａは、基準分布と当初分布とを重ねて表示し（図４参照）、分布修正部２６で修正分布が求められると、基準分布と修正分布とを重ねて表示する（図１１参照）。このように基準分布と当初分布とが重ねて表示されると、これに基づいて当初分布の修正範囲と最大修正位置とこの位置での修正量とを適切に設定することが容易になる。また、修正分布の分布形状が表示されることにより、修正後の分布形状が所望の形状か否かを容易に確認することができる。
【００６６】
本実施形態の表示装置１４Ａでは、図１２に示されるように、基準分布体積比、修正分布体積比、及び基準分布体積比と修正分布体積比との差が表示される。
【００６７】
また、表示装置１４Ａは、図１３に示されるように、分布修正部２６が求めた当初分布の修正範囲内の各位置における修正量をそれぞれ表示することも可能である。
【００６８】
この設定支援装置１０Ａによれば、以下のようにして目標とする装入物分布の設定が行われる。
【００６９】
第１実施形態と同様に、操作者等は、基準分布を入力装置１２から入力し、これにより表示装置１４Ａに表示された基準分布の分布形状に基づいて当初分布を決定する。そして、操作者等は、当初分布を入力装置１２から入力する。これにより、設定支援装置１０ＡにおいてステップＳ１〜ステップＳ４までが行われる。
【００７０】
操作者等は、表示装置１４Ａに表示された基準分布の分布形状と当初分布の分布形状とから、体積比を一致若しくは略一致させることを目指して、当初分布の修正範囲、最大修正位置、及びこの最大修正位置における修正量とを決定する。そして、操作者等は、これらを修正情報として入力装置１２から入力する。
【００７１】
修正情報取得部２５が入力装置１２から入力された修正情報を取得し（ステップＳ６）、分布修正部２６は、修正情報取得部２５が取得した修正情報に基づいて当初分布を修正する（ステップＳ７）。分布修正部２６が修正分布（修正された当初分布）を求めるとこれをグラフ化して出力し、表示装置１４Ａがこの修正分布の分布形状を基準分布と共に表示する（図１１参照）。
【００７２】
一方、第２体積比導出部２４Ａは、分布修正部２６で修正分布が求められると、この修正分布から修正分布体積比を求める。このように修正分布体積比が求められると、表示装置１４Ａは、基準分布体積比、修正分布体積比、及びこれらの差を表示する（ステップＳ８：図１２参照）。
【００７３】
操作者等は、基準分布体積比と修正分布体積比との差が十分に小さければ（例えば、差が基準分布体積比の０．１％未満の場合）、この修正分布を目標とする装入物分布（目標分布）とする。そして、操作者等は、高炉の装入物分布がこの目標分布となるような操業条件を求めてその条件により高炉の操業を行うことにより、高炉の装入物分布を目標分布若しくはこれと近似した分布形状とすることができる。尚、上記の基準分布体積比と当所分布体積比との差が基準分布体積比の０．１％未満との記載は説明のための一例を示したものであり、この値に限定されない。
【００７４】
一方、基準分布体積比と当初分布体積比との差が大きければ、操作者等は、修正分布をさらに修正するために、表示装置１４Ａに表示された修正分布の分布形状を参照しつつ、その修正範囲、最大修正位置、及び最大修正位置における修正量を決定し、入力装置１２に入力する。
【００７５】
そうすると、設定支援装置１０ＡにおいてステップＳ６からステップＳ８が行われる。操作者等は、基準分布体積比と修正分布体積比との差が十分に小さくなる装入物分布が得られるまでこれを繰り返す。
【００７６】
以上の設定支援装置１０Ａによれば、当初分布の炉半径方向における修正範囲と、この修正範囲内での最大修正位置と、この最大修正位置での修正量とを決めてこれらを修正情報取得部２５に取得させるだけで、当初分布の修正範囲内での各位置における修正量が自動的に求められ、これに基づいて当初分布が自動的に修正される。このとき、基準分布と当初分布とが表示されるため、これに基づいて修正範囲と最大修正位置とこの最大修正位置での修正量とを適切に設定することが容易になる。また、修正分布の分布形状が表示されることで修正分布が目標とする分布形状となっているか否かを容易に確認することができると共に、基準分布体積比と修正分布体積比との大小関係についての情報とが表示されることで修正分布が操業条件を考慮された分布となっているか否かを容易に確認することができる。
【００７７】
また、上記の設定支援装置１０Ａによれば、当初分布の一部を修正するようにして当初分布の全体を修正する場合に比べて演算量を少なくし、これにより、修正された当初分布の分布形状及びこの修正された当初分布における当初分布体積比をより短い時間で求めることが可能となる。その結果、当初分布から、これを修正して操業条件が考慮された装入物分布（目標分布）を早く求めることが可能となる。しかも、修正範囲の修正内側位置での当初分布の修正量を０とし、炉壁側に向かって修正量が徐々に増加して最大修正位置で最大となり、この最大修正位置から炉壁側に向かうに従って修正量が徐々に小さくなって修正外側位置で０となるように当初分布の一部を修正することで、修正後の装入物分布（目標分布）が実際の高炉の操業において実現の難しい分布形状（即ち、急激に形状が変化している部分を含む分布形状）になることを防ぐことができる。
【００７８】
次に、本発明の第３実施形態について図１５〜図１８を参照しつつ説明するが、上記第１実施形態及び第２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、異なる構成についてのみ詳細に説明する。
【００７９】
本実施形態の支援装置本体２０Ｂでは、所定の当初分布を入力した後、表示装置１４Ｂの表示を参考にして求めた当初分布の炉半径方向における修正範囲とこの修正範囲内における最大修正位置とを入力すれば、当該当初分布が高炉の操業条件が考慮された目標分布となるように自動的に修正される。
【００８０】
具体的に、設定支援装置１０Ｂは、図１５に示されるように、支援装置本体２０Ｂと入力装置１２と表示装置１４Ｂとを備える。支援装置本体２０Ｂは、基準分布取得部２１と当初分布取得部２２と第１体積比導出部２３と第２体積比導出部２４とを備えると共に、修正情報取得部２５Ｂと第３体積比導出部２７と修正量決定部２８と分布決定部２９とを備える。
【００８１】
修正情報取得部２５Ｂは、入力装置１２から入力された各種情報のうち、当初分布の高炉の半径方向における修正範囲及び最大修正位置を修正情報として取得する。
【００８２】
第３体積比導出部２７は、修正情報取得部２５Ｂが取得する修正情報に基づいて当初分布を修正し、この修正した当初分布（修正分布）における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する鉱石層の体積の比率である修正体積比を求める。詳しくは、第３体積比導出部２７は、修正情報取得部２５Ｂが修正情報を取得すると、当初分布の最大修正位置における値の修正量として所定の値（設定値）を設定し、この設定値を変化させつつ修正量毎に当該修正量と修正情報とに基づいて当初分布の修正範囲内の各位置における値をそれぞれ修正した修正分布を求める。より詳しくは、第３体積比導出部２７は、設定値毎に第２実施形態の分布修正部２６と同様にして修正分布をそれぞれ求める。即ち、第３体積比導出部２７は、修正内側位置での当初分布の値の修正量を０とし、この位置から炉壁側に向かうに従って修正量が大きくなって最大修正位置で最大（設定値）となり、当該最大修正位置から炉壁側に向かうに従って修正量が小さくなって修正外側位置で修正量が０となるように、修正量（設定値）毎に当初分布をそれぞれ修正する。そして、第３体積比導出部２７は、これら修正分布毎に修正分布体積比をそれぞれ求める。この修正分布体積比は、第１実施形態における基準体積比と同様にして求められる。
【００８３】
第３体積比導出部２７は、設定値毎に修正分布体積比を求めると、各修正分布体積比と当該修正分布体積比を求めるときに用いられた修正量（設定値）とを関連付けてそれぞれ格納する。
【００８４】
修正量決定部２８は、修正情報取得部２５Ｂが取得する最大修正位置における当初分布の値の修正量を決定する。具体的に、修正量決定部２８は、各修正体積比と基準体積比との差の二乗が最も小さくなるときの修正量（最大修正量）を求める。詳しくは、修正量決定部２８は、第３体積比導出部２７に格納される各修正分布体積比と第１体積比導出部２３で求められた基準分布体積比との差の二乗を求める。そして、修正量決定部２８は、差の二乗が最も小さくなるときの修正分布体積比を求め、この修正分布体積比と関連付けて第３体積比導出部２７に格納されている修正量（設定値）を最大修正量として取得する。
【００８５】
分布決定部２９は、最大修正量と修正情報とに基づいて当初分布取得部２２が取得した当初分布の修正範囲内の各位置における値をそれぞれ修正して目標とする装入物分布（目標分布）を決定する。この分布決定部２９は、修正範囲と最大修正位置とこの位置における修正量（最大修正量）とに基づいて第２実施形態の分布修正部２６と同様にして当初分布を修正し、この修正した当初分布を目標分布とする。具体的に、分布決定部２９は、修正内側位置での当初分布の値の修正量を０とし、この位置から炉壁側に向かうに従って修正量が大きくなって最大修正位置で最大修正量となり、当該最大修正位置から炉壁側に向かうに従って修正量が小さくなって修正外側位置で修正量が０となるように当初分布取得部２２が取得した当初分布を修正して目標分布とする。
【００８６】
また、分布決定部２９は、目標分布を求めるとこの目標分布の分布形状を表すグラフを作成し、このデータを表示装置１４Ｂに出力する。
【００８７】
表示装置１４Ｂは、基準分布の分布形状、当初分布の分布形状、及び目標分布の分布形状を表示する。詳しくは、表示装置１４Ｂは、基準分布の分布形状と当初分布の分布形状とを重ねて表示し（図１６参照）、分布決定部２９で目標分布が求められると、基準分布と目標分布とを重ねて表示する（図１７参照）。
【００８８】
この設定支援装置１０Ｂによれば、以下のようにして目標とする装入物分布の設定が行われる。
【００８９】
第１実施形態と同様に、操作者等は、基準分布を入力装置１２から入力し、これにより表示装置１４Ａに表示された基準分布の分布形状に基づいて当初分布を決定する。そして、操作者等は、当初分布を入力装置１２から入力する。これにより、設定支援装置１０ＡにおいてステップＳ１〜ステップＳ４までが行われる。本実施形態では、操作者等は、図１６に示されるように、基準分布に対して炉壁周辺の層厚比を大きくする当初分布を設定した。
【００９０】
操作者等は、表示装置１４Ｂに表示された基準分布の分布形状と当初分布の分布形状とから、体積比を一致させることを目指して、当初分布の修正範囲、及び最大修正位置を決定する。例えば、本実施形態では、操作者等は、修正範囲を１．５〜２．０ｍとし、最大修正位置を１．７ｍにした。そして、操作者等は、これらを修正情報として入力装置１２から入力する。
【００９１】
修正情報取得部２５Ｂが入力装置１２から入力された修正情報を取得し（ステップＳ６）、第３体積比導出部２７は、修正情報取得部２５Ｂが取得した修正情報に基づいて当初分布を修正し、この修正分布における修正体積比を求める。具体的に、第３体積比導出部２７は、当初分布の最大修正位置における値の修正量として所定の値（設定値）を設定し、この設定値を変化させつつ修正量毎に当該修正量と修正情報とに基づいて修正分布をそれぞれ求める（ステップＳ１０）。そして、第３体積比導出部２７は、修正分布毎に修正分布体積比をそれぞれ求め、各修正分布体積比と当該修正分布体積比を求めるときに用いられた修正量とを関連付けてそれぞれ格納する（ステップＳ１１）。
【００９２】
第３体積比導出部２７に各修正分布体積比とこれに対応する修正量とがそれぞれ格納されると、修正量決定部２８が、各修正体積比と基準体積比との差の二乗が最も小さくなるときの修正量を最大修正量として求める（ステップＳ１２）。そして、分布決定部２９が、最大修正量と修正情報とに基づいて当初分布を修正して目標とする装入物分布（目標分布）を決定すると共に、表示装置１４Ｂが、基準分布の分布形状と目標分布の分布形状とを表示する（ステップＳ１３：図１７参照）。
【００９３】
本実施形態では、当初分布における最大修正位置での値の修正量が−０．０６３１となり、基準分布体積比と目標分布体積比とが一致する目標分布が得られた。ここで、目標分布体積比とは、目標分布における鉱石層及びコークス層の合計体積に対する鉱石層の体積の比率である。
【００９４】
尚、本実施形態の設定支援装置１０Ｂでは基準分布体積比と目標分布体積比との大小関係についての情報が表示されないが、これに限定されず、表示されてもよい。即ち、設定支援装置１０Ｂにおいて目標分布が求められると、この目標分布から目標分布体積比が求められ、この目標分布体積比と基準分布体積比との差等が表示装置において表示されてもよい。
【００９５】
以上の設定支援装置１０Ｂによれば、当初分布の炉半径方向における修正範囲と、最大修正位置とを決めてこれらを修正情報取得部２５Ｂに取得させるだけで、最大修正位置での修正量と、修正範囲内での各位置における修正量とが自動的に決定され、目標分布が自動的に求まる。このとき、基準分布と当初分布とが表示されるため、これに基づいて修正範囲と最大修正位置とを適切に設定することが容易になる。
【００９６】
この場合、基準分布体積比と修正分布体積比との差が十分小さくなるように自動的に当初分布が修正され、これにより、修正された当初分布（目標分布）が実際の高炉の操業条件の考慮された分布形状になる。
【００９７】
また、第２実施形態同様に、当初分布を修正して目標分布を求めるときに、修正範囲の修正内側位置での当初分布の修正量を０とし、炉壁側に向かって修正量が徐々に増加して最大修正位置で最大となりこの最大修正位置から炉壁側に向かうに従って修正量が徐々に小さくなって修正外側位置で０となるように当初分布の一部を修正するため、求められた目標分布が実際の高炉の操業において実現の難しい分布形状になることを防ぐこともできる。
【００９８】
尚、本発明の高炉の装入物分布設定支援装置、及び高炉の装入物分布設定支援方法は、上記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。
【００９９】
例えば、支援装置本体において、最大修正位置における修正量を決定する具体的方法は、限定されない。具体的に、第３実施形態の支援装置本体１０Ｂは、最大修正位置での修正量の値として所定の値（設定値）を設定し、この修正量を変化させつつ修正量毎に修正分布を求め、修正分布毎に修正分布体積比を求める。そして、支援装置本体１０Ｂは、各修正分布体積比と当該修正分布体積比を求めるときに用いられた修正量（設定値）とから、修正分布体積比と基準分布体積比との差の二乗が最も小さくなるときの修正量を求め、これを最大修正位置での修正量としている。
【０１００】
しかし、これに限定されず、例えば、目標分布体積比を最大修正位置における修正量ｘの関数としてＲａ（ｘ）とし、基準分布体積比をＲｓとし、以下の式（８）に示すようにＲａ（ｘ）とＲｓとの差の二乗をｆ（ｘ）とする。
【数８】
0005474740.tif 000009
支援装置本体は、予めこれらＲａ（ｘ）、Ｒｓ、ｆ（ｘ）をそれぞれ格納しておき、当初分布と修正範囲と最大修正位置とを取得したときに、ｆ（ｘ）を最小化するｘを求めるようにしてもよい。具体的には、最急降下法等によってｆ（ｘ）を最小化する。この方法により、図９に示される条件を用いて演算を行うと、最大修正位置での修正量が０．００８１となり、ｆ（ｘ）＝０．００００となった。即ち、目標分布体積比と基準分布体積比とを一致させることができた。
【０１０１】
上記第１から第３実施形態では、当初分布として炉半径方向の各位置における基準分布からの修正量をそれぞれ入力し、これにより前記各位置における層厚比をそれぞれ求めているが、これに限定されない。例えば、当初分布として前記炉半径方向の各位置における当初の目標とする層厚比を直接入力するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１０，１０Ａ，１０Ｂ 高炉の装入物分布設定支援装置
１４，１４Ａ，１４Ｂ 表示装置（表示部）
２０，２０Ａ，２０Ｂ 支援装置本体
２１   基準分布取得部
２２   当初分布取得部
２３   第１体積比導出部
２４，２４Ａ  第２体積比導出部
２５，２５Ｂ  修正情報取得部
２６   分布修正部
２７   第３体積比導出部
２８   修正量決定部
２９   分布決定部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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