(57)【要約】【課題】成品焼結鉱を製造する際の複数の管理項目の管理値を満足できる焼結機の操業条件が定まる可能性を高めることができる焼結鉱製造設備の制御装置を提供する。【解決手段】鉄含有原料、ＣａＯ含有原料および凝結材を含む焼結原料に水を添加して造粒し、造粒された焼結原料を焼結機のパレット台車に装入して装入層を形成させ、前記装入層を焼結して焼結鉱を製造する焼結鉱製造設備の製造条件を設定する制御装置であって、要求条件設定手段と、類似度算出手段と、予測結果算出手段と、製造条件設定手段と、を有する。【選択図】図１
2019196515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄含有原料、ＣａＯ含有原料および凝結材を含む焼結原料に水を添加して造粒し、造粒された焼結原料を焼結機のパレット台車に装入して装入層を形成させ、前記装入層を焼結して焼結鉱を製造する焼結鉱製造設備の製造条件を設定する制御装置であって、
少なくとも前記焼結原料のコークス比、造粒水分量、前記装入層の層厚およびパレット台車の進行速度を含むガイダンス項目の設定値と操業諸元とからなる要求条件を設定する要求条件設定手段と、
出力変数としての焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧と、入力変数としての前記ガイダンス項目の設定値および操業諸元とが過去の操業条件ごとに格納されたデータベースを用いて、前記要求条件と前記データベースの入力変数との類似度を過去の操業条件ごとに算出する類似度算出手段と、
前記類似度と前記入力変数とを用いて、焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧のそれぞれを出力変数とした局所回帰式を作成し、前記局所回帰式と前記要求条件とを用いて焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果を算出する予測結果算出手段と、
算出された焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果の全てが予め定められた管理値を満足する場合に、前記要求条件を焼結鉱製造条件として設定する製造条件設定手段と、を含み、
前記予測結果算出手段は、前記入力変数のうち、トレランスが０．１より大きい入力変数を用いて前記局所回帰式を作成し、
前記製造条件設定手段は、算出された焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果の少なくとも１つが前記管理値を満足しない場合には、前記要求条件設定手段で設定された前記ガイダンス項目の設定値を変更し、再び、類似度算出手段で類似度を算出させ、予測結果算出手段で焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果を算出させる、焼結鉱製造設備の制御装置。
【請求項２】
前記ガイダンス項目の設定値のそれぞれを変化させる１単位が予め定められており、
前記要求条件設定手段は、前記要求条件に代えて前記ガイダンス項目のそれぞれの設定値に対して１単位を加算した値および１単位を減算した値をそれぞれ組み合わせた８１行のガイダンス項目と操業諸元とからなる要求条件行列を作成し、
前記類似度算出手段は、前記要求条件設定手段により定められた前記要求条件行列ごとに類似度を算出し、
前記予測結果算出手段は、前記類似度と、前記入力変数と用いて、焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果からなる８１行の予測結果行列を算出し、
前記製造条件設定手段は、前記予測結果行列に前記管理値を全て満足するものがある場合には、前記予測結果を算出するのに用いた要求条件を焼結鉱製造条件として設定し、
前記予測結果行列に前記管理値を全て満足するものがない場合には、前記管理値を満足しない項目において、最も管理値に近い予測結果を算出するのに用いた要求条件をガイダンス項目の設定値とし、このガイダンス項目の設定値に対して１単位を加算および１単位を減算した値を組み合わせた要求条件行列を作成して、再び、前記類似度算出手段で類似度を算出させ、前記予測結果算出手段で焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果を算出させる、請求項１に記載の焼結鉱製造設備の制御装置。
【請求項３】
前記予測結果算出手段は、前記データベースに格納された入力変数のうち、下記（１）で算出される分散比が２以上となる入力変数を用いて前記局所回帰式を作成する、請求項１または請求項２に記載の焼結鉱製造設備の制御装置。
【数１】
2019196515.tif 000014
上記（１）式において、Ｓｅ追加前は、回帰式モデルに入力変数を追加する前の残差平方和であり、Ｓｅ追加後は、回帰式に入力変数を追加した後の残差平方和であり、Φｅ追加前は、入力変数を追加する前のΦｅであり、Φｅ追加後は、入力変数を追加した後のΦｅであり、Φｅは下記（２）式で算出される値である。
Φｅ＝ｎ−２・・・（２）
上記（２）式において、ｎは、入力変数の数である。
【請求項４】
鉄含有原料、ＣａＯ含有原料および凝結材を配合して焼結原料とする原料配合装置と、
前記焼結原料に水を添加して造粒する造粒機と、
前記造粒された焼結原料を焼結機のパレット台車に装入して装入層を形成させ、前記装入層を焼結する焼結機と、
破砕機と、冷却機と、篩分け装置と、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の焼結鉱製造設備の制御装置と、を有する、焼結鉱製造設備。
【請求項５】
鉄含有原料、ＣａＯ含有原料および凝結材を含む焼結原料に水を添加して造粒し、造粒された焼結原料を焼結機のパレット台車に装入して装入層を形成させ、前記装入層を焼結して焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法であって、
少なくとも前記焼結原料のコークス比、造粒水分量、前記装入層の層厚およびパレット台車の進行速度を含むガイダンス項目の設定値と操業諸元とからなる要求条件を設定する要求条件設定ステップと、
出力変数としての焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧と、入力変数としての前記ガイダンス項目の設定値および操業諸元とが過去の操業条件ごとに格納されたデータベースを用いて、前記要求条件と前記データベースの入力変数との類似度を過去の操業条件ごとに算出する類似度算出ステップと、
前記類似度と前記入力変数とを用いて、焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧のそれぞれを出力変数とした局所回帰式を作成し、前記局所回帰式と前記要求条件とを用いて焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果を算出する予測結果算出ステップと、
前記予測結果算出ステップで算出された焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果の全てが予め定められた管理値を満足する場合に、前記要求条件を焼結鉱製造条件として設定する製造条件設定ステップと、
前記製造条件設定ステップで設定された焼結鉱製造条件で、焼結鉱を製造する焼結鉱製造ステップと、を有し、
前記予測結果算出ステップでは、前記入力変数のうち、トレランスが０．１より大きい入力変数を用いて前記局所回帰式を作成し、
前記製造条件設定ステップでは、算出された焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果の少なくとも１つが前記管理値を満足しない場合には、前記要求条件設定ステップで用いた前記ガイダンス項目の設定値を変更して、再び、前記類似度算出ステップ、前記予測結果算出ステップおよび前記製造条件設定ステップを繰り返し実施する、焼結鉱の製造方法。
【請求項６】
前記ガイダンス項目の設定値のそれぞれを変化させる１単位を予め定めておき、
前記要求条件設定ステップでは、前記要求条件に代えて前記ガイダンス項目のそれぞれの設定値に対して１単位を加算した値および１単位を減算した値をそれぞれ組み合わせた８１行のガイダンス項目と操業諸元とからなる要求条件行列を作成し、
前記類似度算出ステップでは、前記要求条件設定ステップで定められた前記要求条件行列ごとに類似度を算出し、
前記予測結果算出ステップでは、前記類似度と、前記入力変数と用いて、焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果からなる８１行の予測結果行列を算出し、
前記製造条件設定ステップでは、前記予測結果行列に前記管理値を全て満足するものがある場合には、前記予測結果を算出するのに用いた要求条件を焼結鉱製造条件として設定し、
前記予測結果行列に前記管理値を全て満足するものがない場合には、前記管理値を満足しない項目において、最も管理値に近い予測結果を算出するのに用いた要求条件をガイダンス項目の設定値とし、このガイダンス項目の設定値に対して１単位を加算および１単位を減算した値を組み合わせた要求条件行列を作成して、再び、前記類似度算出ステップ、前記予測結果算出ステップおよび前記製造条件設定ステップを繰り返し実施する、請求項５に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項７】
前記予測結果算出ステップでは、前記データベースに格納された入力変数のうち、下記（１）で算出される分散比が２以上となる入力変数を用いて前記局所回帰式を作成する、請求項５または請求項６に記載の焼結鉱の製造方法。
【数１】
2019196515.tif 000015
上記（１）式において、Ｓｅ追加前は、回帰式に入力変数を追加する前の残差平方和であり、Ｓｅ追加後は、回帰式に入力変数を追加した後の残差平方和であり、Φｅ追加前は、入力変数を追加する前のΦｅであり、Φｅ追加後は、入力変数を追加した後のΦｅであり、Φｅは下記（２）式で算出される値である。
Φｅ＝ｎ−２・・・（２）
上記（２）式において、ｎは、入力変数の数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
焼結機で焼結鉱を製造する際の複数の管理項目において管理値を満足できる操業条件を定めることができる焼結鉱製造設備の制御装置、当該操業条件で焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドワイトロイド式焼結機で焼結鉱を製造する際、焼結鉱強度、焼結鉱の生産率等の向上を図るための種々の操業技術が開発され、実施されている。特許文献１には、過去の操業実績データを用いて、ドワイトロイド式焼結機の機長方向における当該焼結機から排出された排ガス温度が所定温度となる位置と最高温度となる位置との関係を求めておき、現在の操業における所定温度位置から最高温度位置を予測して、その最高温度位置が予め定められた位置となるようにパレットスピードを制御する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３０７２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、最高温度位置が予め定められた位置となるようにパレットスピードを調整することで焼結終了点の変動を小さくでき、これにより、焼結鉱の品質、成品歩留、生産性を向上できることが開示されている。しかしながら、焼結鉱を製造する際の管理項目は、焼結鉱の品質、成品歩留、生産性だけでなく、焼結機から排出される排ガスを除塵する電気集塵機（以後の説明において、電気集塵機を「ＥＰ」と記載する。）の破損を防止するための排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧も同様に管理する必要がある。特許文献１に開示された方法では、パレットスピードの調整しか行っておらず、焼結鉱の品質、成品歩留、生産性だけでなく、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の管理値をも満足する焼結機の操業条件を定めるには調整代が少なく、これらの管理値を満足できる操業条件を定めることは困難であった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、操業条件の調整代を広げ、成品焼結鉱を製造する際の管理項目である成品焼結鉱強度、成品焼結鉱の生産率だけでなく排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の管理値をも満足できる焼結機の操業条件が定まる可能性を高めることができる焼結鉱製造設備の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決する本発明の特徴は、以下の通りである。
［１］鉄含有原料、ＣａＯ含有原料および凝結材を含む焼結原料に水を添加して造粒し、造粒された焼結原料を焼結機のパレット台車に装入して装入層を形成させ、前記装入層を焼結して焼結鉱を製造する焼結鉱製造設備の製造条件を設定する制御装置であって、少なくとも前記焼結原料のコークス比、造粒水分量、前記装入層の層厚およびパレット台車の進行速度を含むガイダンス項目の設定値と操業諸元とからなる要求条件を設定する要求条件設定手段と、出力変数としての焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧と、入力変数としての前記ガイダンス項目の設定値および操業諸元とが過去の操業条件ごとに格納されたデータベースを用いて、前記要求条件と前記データベースの入力変数との類似度を過去の操業条件ごとに算出する類似度算出手段と、前記類似度と前記入力変数とを用いて、焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧のそれぞれを出力変数とした局所回帰式を作成し、前記局所回帰式と前記要求条件とを用いて焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果を算出する予測結果算出手段と、算出された焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果の全てが予め定められた管理値を満足する場合に、前記要求条件を焼結鉱製造条件として設定する製造条件設定手段と、を含み、前記予測結果算出手段は、前記入力変数のうち、トレランスが０．１より大きい入力変数を用いて前記局所回帰式を作成し、前記製造条件設定手段は、算出された焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果の少なくとも１つが前記管理値を満足しない場合には、前記要求条件設定手段で設定された前記ガイダンス項目の設定値を変更し、再び、類似度算出手段で類似度を算出させ、予測結果算出手段で焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果を算出させる、焼結鉱製造設備の制御装置。
［２］前記ガイダンス項目の設定値のそれぞれを変化させる１単位が予め定められており、前記要求条件設定手段は、前記要求条件に代えて前記ガイダンス項目のそれぞれの設定値に対して１単位を加算した値および１単位を減算した値をそれぞれ組み合わせた８１行のガイダンス項目と操業諸元とからなる要求条件行列を作成し、前記類似度算出手段は、前記要求条件設定手段により定められた前記要求条件行列ごとに類似度を算出し、前記予測結果算出手段は、前記類似度と、前記入力変数と用いて、焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果からなる８１行の予測結果行列を算出し、前記製造条件設定手段は、前記予測結果行列に前記管理値を全て満足するものがある場合には、前記予測結果を算出するのに用いた要求条件を焼結鉱製造条件として設定し、前記予測結果行列に前記管理値を全て満足するものがない場合には、前記管理値を満足しない項目において、最も管理値に近い予測結果を算出するのに用いた要求条件をガイダンス項目の設定値とし、このガイダンス項目の設定値に対して１単位を加算および１単位を減算した値を組み合わせた要求条件行列を作成して、再び、前記類似度算出手段で類似度を算出させ、前記予測結果算出手段で焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果を算出させる、［１］に記載の焼結鉱製造設備の制御装置。
［３］前記予測結果算出手段は、前記データベースに格納された入力変数のうち、下記（１）で算出される分散比が２以上となる入力変数を用いて前記局所回帰式を作成する、［１］または［２］に記載の焼結鉱製造設備の制御装置。
【数１】
2019196515.tif 000003
上記（１）式において、Ｓｅ追加前は、回帰式モデルに入力変数を追加する前の残差平方和であり、Ｓｅ追加後は、回帰式に入力変数を追加した後の残差平方和であり、Φｅ追加前は、入力変数を追加する前のΦｅであり、Φｅ追加後は、入力変数を追加した後のΦｅであり、Φｅは下記（２）式で算出される値である。
Φｅ＝ｎ−２・・・（２）
上記（２）式において、ｎは、入力変数の数である。
［４］鉄含有原料、ＣａＯ含有原料および凝結材を配合して焼結原料とする原料配合装置と、前記焼結原料に水を添加して造粒する造粒機と、前記造粒された焼結原料を焼結機のパレット台車に装入して装入層を形成させ、前記装入層を焼結する焼結機と、破砕機と、冷却機と、篩分け装置と、［１］から［３］の何れか１つに記載の焼結鉱製造設備の制御装置と、を有する、焼結鉱製造設備。
［５］鉄含有原料、ＣａＯ含有原料および凝結材を含む焼結原料に水を添加して造粒し、造粒された焼結原料を焼結機のパレット台車に装入して装入層を形成させ、前記装入層を焼結して焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法であって、少なくとも前記焼結原料のコークス比、造粒水分量、前記装入層の層厚およびパレット台車の進行速度を含むガイダンス項目の設定値と操業諸元とからなる要求条件を設定する要求条件設定ステップと、出力変数としての焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧と、入力変数としての前記ガイダンス項目の設定値および操業諸元とが過去の操業条件ごとに格納されたデータベースを用いて、前記要求条件と前記データベースの入力変数との類似度を過去の操業条件ごとに算出する類似度算出ステップと、前記類似度と前記入力変数とを用いて、焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧のそれぞれを出力変数とした局所回帰式を作成し、前記局所回帰式と前記要求条件とを用いて焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果を算出する予測結果算出ステップと、前記予測結果算出ステップで算出された焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果の全てが予め定められた管理値を満足する場合に、前記要求条件を焼結鉱製造条件として設定する製造条件設定ステップと、前記製造条件設定ステップで設定された焼結鉱製造条件で、焼結鉱を製造する焼結鉱製造ステップと、を有し、前記予測結果算出ステップでは、前記入力変数のうち、トレランスが０．１より大きい入力変数を用いて前記局所回帰式を作成し、前記製造条件設定ステップでは、算出された焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果の少なくとも１つが前記管理値を満足しない場合には、前記要求条件設定ステップで用いた前記ガイダンス項目の設定値を変更して、再び、前記類似度算出ステップ、前記予測結果算出ステップおよび前記製造条件設定ステップを繰り返し実施する、焼結鉱の製造方法。
［６］前記ガイダンス項目の設定値のそれぞれを変化させる１単位を予め定めておき、前記要求条件設定ステップでは、前記要求条件に代えて前記ガイダンス項目のそれぞれの設定値に対して１単位を加算した値および１単位を減算した値をそれぞれ組み合わせた８１行のガイダンス項目と操業諸元とからなる要求条件行列を作成し、前記類似度算出ステップでは、前記要求条件設定ステップで定められた前記要求条件行列ごとに類似度を算出し、前記予測結果算出ステップでは、前記類似度と、前記入力変数と用いて、焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果からなる８１行の予測結果行列を算出し、前記製造条件設定ステップでは、前記予測結果行列に前記管理値を全て満足するものがある場合には、前記予測結果を算出するのに用いた要求条件を焼結鉱製造条件として設定し、前記予測結果行列に前記管理値を全て満足するものがない場合には、前記管理値を満足しない項目において、最も管理値に近い予測結果を算出するのに用いた要求条件をガイダンス項目の設定値とし、このガイダンス項目の設定値に対して１単位を加算および１単位を減算した値を組み合わせた要求条件行列を作成して、再び、前記類似度算出ステップ、前記予測結果算出ステップおよび前記製造条件設定ステップを繰り返し実施する、［５］に記載の焼結鉱の製造方法。
［７］前記予測結果算出ステップでは、前記データベースに格納された入力変数のうち、下記（１）で算出される分散比が２以上となる入力変数を用いて前記局所回帰式を作成する、請求項［５］または請求項［６］に記載の焼結鉱の製造方法。
【数１】
2019196515.tif 000004
上記（１）式において、Ｓｅ追加前は、回帰式に入力変数を追加する前の残差平方和であり、Ｓｅ追加後は、回帰式に入力変数を追加した後の残差平方和であり、Φｅ追加前は、入力変数を追加する前のΦｅであり、Φｅ追加後は、入力変数を追加した後のΦｅであり、Φｅは下記（２）式で算出される値である。
Φｅ＝ｎ−２・・・（２）
上記（２）式において、ｎは、入力変数の数である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の焼結鉱製造設備の制御装置では、成品焼結鉱強度、成品焼結鉱の生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧のそれぞれの管理値を満足できる焼結原料のコークス比、造粒水分量、装入層の層厚およびパレット台車の進行速度を定める。このように、本発明に係る焼結鉱製造設備の制御装置では、焼結原料のコークス比、造粒水分量、装入層の層厚およびパレット台車の進行速度を調整するので、操業条件の調整代を従来例よりも広げることができ、これにより、成品焼結鉱強度、成品焼結鉱の生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の管理値を満足できる操業条件が定まる可能性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る焼結鉱の製造方法が実施できる焼結鉱製造設備１０の一例を示す模式図である。
【図２】制御装置９０の機能ブロック図である。
【図３】操業実績データベース１１０の一例を示す図である。
【図４】要求条件行列を用いた焼結鉱の製造処理の一例を示すフロー図である。
【図５】要求条件行列を用いた焼結鉱の製造処理の一例を示すフロー図である。
【図６】要求条件行列の一例を示す。
【図７】予測結果行列の一例を示す。
【図８】焼結鉱の強度分布を示すグラフである。
【図９】焼結鉱の生産量分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明する。図１は、本実施形態に係る制御装置を含む焼結鉱製造設備１０の一例を示す模式図である。鉄含有原料１２は、ヤード１１に積み上げられた原料パイルから搬送コンベア１４によって配合槽２２に搬送される。鉄含有原料１２は、種々の銘柄の鉄鉱石および製鉄所内発生ダストを含む。
【００１０】
原料配合装置２０は、複数の配合槽２２、２４、２５、２６、２８を備える。配合槽２２には、鉄含有原料１２が貯留される。配合槽２４には、石灰石や生石灰等を含むＣａＯ含有原料１６、配合槽２５にはドロマイトや精錬ニッケルスラグ等を含むＭｇＯ含有原料１７がそれぞれ貯留される。配合槽２６には、ロッドミルを用いて粒径１ｍｍ以下に破砕された粉コークスや無煙炭を含む凝結材１８が貯留される。また、配合槽２８には、焼結鉱の篩下となった粒径５ｍｍ以下の返鉱（焼結鉱篩下粉）が貯留される。原料配合装置２０の配合槽２２〜２８から、各原料が所定量切り出され、これらが配合されて焼結原料となる。焼結原料は、搬送コンベア３０によってドラムミキサー３６に搬送される。なお、ＭｇＯ含有原料１７は、任意配合原料であって、焼結原料に配合されてもよく、配合されなくてもよい。
【００１１】
ドラムミキサー３６に搬送された焼結原料は、ドラムミキサー３６に投入され、適量の水３４が添加されて、例えば、平均粒径３．０〜６．０ｍｍの擬似粒子に造粒される。造粒された焼結原料は、搬送コンベア３８によって焼結機４０の焼結原料装入装置４２に搬送される。なお、ドラムミキサー３６は、焼結原料を造粒する造粒機の一例であり、ドラムミキサー３６に代えてペレタイザー造粒機を用いてもよい。本実施形態において、擬似粒子の平均粒径は算術平均粒径であって、Σ（Ｖｉ×ｄｉ）（但し、Ｖｉはｉ番目の粒度範囲の中にある粒子の存在比率であり、ｄｉはｉ番目の粒度範囲の代表粒径である。）で定義される粒径である。
【００１２】
焼結機４０は、例えば、下方吸引式のドワイトロイド焼結機である。焼結機４０は、焼結原料装入装置４２と、無端移動式のパレット台車４４と、点火炉４６と、都市ガス供給装置４７と、ウインドボックス４８とを有する。焼結原料装入装置４２から造粒された焼結原料がパレット台車４４に装入され、焼結原料の装入層が形成される。
【００１３】
装入層は点火炉４６で点火される。その後、ウインドボックス４８を通じて空気を吸引することで、装入層は、上方に設けられた都市ガス供給装置４７から供給される都市ガスおよび酸素を装入層内に取り込み、当該都市ガスおよび凝結材１８が燃焼されることで燃焼・溶融帯が形成される。燃焼、溶融帯は、ウインドボックス４８による空気の吸引により、パレット台車４４の移動とともに装入層の下方へ移動する。このようにして、装入層は焼結されて焼結ケーキが形成される。本実施形態において、都市ガスは気体燃料の一例であり、都市ガスに代えて高炉ガス、コークス炉ガス、高炉・コークス炉混合ガス、転炉ガス、都市ガス、天然ガス、メタンガス、エタンガス、プロパンガス、シェールガスおよびそれらの混合ガスのうちから選ばれるいずれかの可燃性ガスを用いてよい。
【００１４】
ＥＰ５０は、ウインドボックス４８の排ガス流路４９に接続されている。ウインドボックス４８を通じて吸引された空気は、排ガスとして排ガス流路４９からＥＰ５０に排出される。排ガス流路４９には温度計および圧力計が設けられており、これらにより排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧が測定される。ＥＰ５０は、排ガスに含まれる焼結ダストを除塵する。焼結ダストが除塵された排ガスは、不図示の煙突等を通じて大気に放散される。
【００１５】
焼結ケーキは、破砕機６０によって破砕され焼結鉱にされる。破砕機６０で破砕された焼結鉱は、冷却機６２によって冷却される。冷却機６２によって冷却された焼結鉱は、複数の篩を有する篩分け装置７０によって篩分けされ、粒径５ｍｍ超の成品焼結鉱７２と、粒径５ｍｍ以下の返鉱７４とに篩分けされる。
【００１６】
成品焼結鉱７２は、搬送コンベア７６によって高炉８０に搬送され、高炉原料として高炉８０に装入される。一方、返鉱７４は、搬送コンベア７８によって原料配合装置２０の配合槽２８に搬送される。本実施形態において、成品焼結鉱７２の粒径および返鉱７４の粒径は、篩によって篩分けられる粒径を意味し、例えば、粒径５ｍｍ超とは、目開き５ｍｍの篩を用いて篩上に篩分けされる粒径であり、粒径５ｍｍ以下とは、目開き５ｍｍの篩を用いて篩下に篩分けされる粒径である。なお、以後の説明において、成品焼結鉱７２を単に「焼結鉱」と記載する場合がある。
【００１７】
図２は、制御装置９０の機能ブロック図である。制御装置９０は、格納部９２と、処理部９４と、入力部９６と、出力部９８とを有する。制御装置９０は、例えば、ワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータである。
【００１８】
格納部９２は、更新記録可能なフラッシュメモリ、内臓あるいはデータ通信端子で接続されたハードディスク、メモリーカード等の情報記録媒体およびその読み書き装置等によって構成される。格納部９２には、焼結鉱製造設備１０の種々の機能を実現するためのプログラムや、当該プログラムを実施するために使用されるデータ等が予め格納されている。
【００１９】
格納部９２には、さらに、操業実績データベース１１０が格納されている。図３は、操業実績データベース１１０の一例を示す図である。操業実績データベース１１０には、過去の操業条件ごとに、焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度、排ガスのＥＰ前負圧、Ｆｅ濃度、ＳｉＯ２濃度、Ａｌ２Ｏ３濃度、ＣａＣＯ３濃度、ＣａＯ濃度、粒度、都市ガス原単位、コークス比、造粒水分量、装入層の層厚およびパレット台車４４の進行速度等の特定時間における操業データの実測値が格納されている。ここで、焼結鉱強度、焼結鉱生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧は、出力変数として格納され、Ｆｅ濃度、ＳｉＯ２濃度、Ａｌ２Ｏ３濃度、ＣａＣＯ３濃度、ＣａＯ濃度、粒度、石灰配合比、都市ガス原単位、コークス比、造粒水分量、装入層の層厚およびパレット台車４４の進行速度は入力変数として格納される。なお、以後の説明において、排ガスのＥＰ前温度を単に「ＥＰ前温度」と記載し、排ガスのＥＰ前負圧を単に「ＥＰ前負圧」と記載する。また、造粒水分量は、焼結原料を造粒した擬似粒子に含まれる水分量を表す。
【００２０】
例えば、操業実績データベース１１０のＮｏ．１は、Ｎｏ．１の行に記載された操業条件（操業諸元およびガイダンス項目）で焼結鉱の製造を実施した所、製造された焼結鉱の強度がＹ１１であり、その焼結鉱生産率がＹ２１であり、ＥＰ前温度がＹ３１であり、ＥＰ前負圧がＹ４１であった過去の製造例を示している。なお、本実施形態では、入力変数のうち、Ｆｅ濃度、ＳｉＯ２濃度、Ａｌ２Ｏ３濃度、ＣａＣＯ３濃度、ＣａＯ濃度、粒度、都市ガス原単位は、オペレータが調整できない、もしくは、オペレータが調整しない項目であり、これらをまとめて操業諸元とする。一方、入力変数のうち、コークス比、造粒水分量、装入層の層厚およびパレット台車４４の進行速度は、従来オペレータが条件を設定していた管理項目であり、これらをまとめてガイダンス項目とする。なお、本実施形態ではガイダンス項目をコークス比、造粒水分量、装入層の層厚およびパレット台車４４の進行速度とした例を示した。しかしながら、これに限られず、ガイダンス項目は、少なくともコークス比、造粒水分量、装入層の層厚およびパレット台車４４の進行速度を含んでいればよく、他の条件を含んでもよい。また、Ｆｅ濃度、ＳｉＯ２濃度、Ａｌ２Ｏ３濃度、ＣａＣＯ３濃度、ＣａＯ濃度、粒度、都市ガス原単位も操業諸元の一例であり、操業諸元は、焼結原料の他の成分の成分濃度や、焼結鉱製造設備１０が有する装置の他の条件を含んでもよい。
【００２１】
再び、図２を参照する。処理部９４は、ＣＰＵ等であり、入力部９６から出力される入力信号、格納部９２に格納されたプログラムやデータを用いて、焼結鉱製造設備１０の動作を制御する。処理部９４は、要求条件設定手段１００、類似度算出手段１０２、予測結果算出手段１０４および製造条件設定手段１０６を有する。これらの各手段は、格納部９２に格納されたプログラムおよびデータを用いて要求条件設定ステップ、類似度算出ステップ、予測結果算出ステップ、製造条件設定ステップおよび焼結鉱製造ステップを実施する。
【００２２】
入力部９６は、例えば、キーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等の入力装置である。入力部９６は、オペレータからの入力操作に応じた入力信号を処理部９４に出力する。
【００２３】
出力部９８は、処理部９４から出力される装置の制御信号を焼結鉱製造設備１０における各装置に出力する。これにより、制御装置９０は、焼結鉱製造設備１０の各装置の動作を制御する。また、出力部９８は、ＬＣＤやＣＲＴディスプレイ等の表示装置であってもよい。
【００２４】
制御装置９０は、オペレータからの成品焼結鉱強度、成品焼結鉱の生産率、排ガスのＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧のそれぞれの管理値の入力を受け付けると、要求条件設定ステップと、類似度算出ステップと、予測結果算出ステップと、製造条件設定ステップと、を実施して、従来オペレータが条件を設定していた管理項目である焼結原料のコークス比、造粒水分量、装入層の層厚およびパレット台車の進行速度に対し管理値を満足できる管理項目の設定値を算出する。次いで、当該管理項目の設定値に基づいて焼結鉱製造設備１０における各設備の動作を制御する。例えば、制御装置９０は、焼結原料のコークス比が算出された設定値になるように、原料配合装置２０の配合槽２２、２４、２５、２６、２８から切り出される各原料の切り出し量を制御して焼結原料のコークス比を調整する。また、制御装置９０は、疑似粒子の造粒水分量が算出された設定値になるようにドラムミキサー３６で添加される水量が調整する。さらに、制御装置９０は、装入層の層厚やパレット台車の進行速度が算出された設定値になるように、焼結機４０の焼結原料装入装置４２やパレット台車４４を制御して、装入層の層厚またはパレット台車４４の進行速度を調整する。
【００２５】
次に、要求条件設定手段１００と、類似度算出手段１０２と、予測結果算出手段１０４と、製造条件設定手段１０６によって実施される要求条件設定ステップ、類似度算出ステップ、予測結果算出ステップ、製造条件設定ステップおよび焼結鉱製造ステップの処理について説明する。入力部９６は、オペレータから管理項目の管理値と、操業諸元と、ガイダンス項目の設定値を受け付けると、これらの情報を処理部９４に出力する。ガイダンス項目の設定値は、毎回オペレータが入力する必要はなく、前回導出したガイダンス項目の最適値を用いてもよい。なお、操業諸元のうち、焼結原料の成分濃度に関する設定値は、ヤード１１に保管された原料パイルが切り替わったタイミングで測定し、その原料パイルが使用されている間は当該設定値を用いるとしてもよい。入力部９６からこれら情報を取得すると、要求条件設定手段１００は、要求条件設定ステップを実施し、ガイダンス項目の設定値と操業諸元とから構成される要求条件を設定する。
【００２６】
類似度算出手段１０２は、要求条件を設定したことを条件に、類似度算出ステップを実施する。類似度算出ステップにおいて、類似度算出手段１０２は、操業実績データベース１１０に格納された過去の操業条件ごとに類似度を算出する。ここで、類似度とは、要求条件と操業実績データベース１１０に格納された過去の操業条件ごとの入力変数との近さを示す距離の関数を含む類似度関数から定まる値である。
【００２７】
類似度算出工程において、類似度算出手段１０２は、まず、要求条件を下記（３）式に示す入力ベクトルに変換する。
【００２８】
Ｘｒ＝［Ｘ１ｒ、Ｘ２ｒ、・・・・、ＸＭｒ］Ｔ・・・（３）
類似度算出手段１０２は、図３に示した操業実績データベース１１０に格納された出力変数のそれぞれを算出する回帰式を作成する。この回帰式は下記（４）式で表される。
【００２９】
Ｙ＝ｂ＋ａ１×Ｘ１＋ａ２×Ｘ２＋・・・＋ａＭ×ＸＭ・・・（４）
但し、上記（４）式においてＹは、出力変数であり、ｂ、ａ１、ａ２、・・・ａＭは、回帰式のパラメータである。
【００３０】
このパラメータから定数であるｂを除いて係数のみを抽出した下記（５）式の偏回帰係数ベクトルを距離演算に用いる影響係数とする。
【００３１】
α＝［ａ１、ａ２、・・・ａＭ］Ｔ・・・（５）
類似度算出手段１０２は、過去の操業条件ごとに要求条件と、操業実績データベース１１０に格納された入力変数との距離を計算する。このために、まず、入力空間（要求条件空間）のある点ｘ＝［ｘ１、ｘ２、・・・ｘＭ］Ｔに対する上記（３）式の入力変数からの距離Ｌを計算するための距離関数を定める。距離Ｌを計算する距離関数は、上記（５）式の影響係数を考慮すると下記（６）式で表される。
【００３２】
【数２】
2019196515.tif 000005
【００３３】
（６）式は要求条件と、操業実績データベース１１０に格納された入力変数との差の絶対値に、影響係数ａｍの絶対値を掛けたものを、全ての条件について足し合わせる処理を行っている。（５）式で与えられる影響係数（偏回帰係数）ａｍは、出力変数となる焼結鉱強度の変化量に対する各入力変数ＸＭの寄与度とも考えられるので、（６）式の距離関数は、その寄与度を加味した重み付きの距離を表す。
【００３４】
この（６）式で示した距離関数を用いて、操業実績データベース１１０に格納された過去の操業条件ごとに、要求条件からの距離を演算する。すなわち、操業実績データベース１１０に格納された過去の操業条件ごとに、要求条件を示すＸｒからの距離を求める。具体的には、ｎ番目（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）の操業条件と、入力された操業諸元およびガイダンス項目を示すＸｒとの距離Ｌｎは、下記（７）式で算出できる。
【００３５】
Ｌｎ＝Ｌ（Ｘｎ、Ｘｒ、α）・・・（７）
但し、（５）式において、Ｘｎ＝［Ｘ１ｎ、Ｘ２ｎ、・・・ＸＭｎ］Ｔ（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）である。
【００３６】
また、１〜Ｎ番目の操業条件における入力変数と、要求条件を示すＸｒとの距離ｌをまとめると、下記（８）式で表すことができる。
【００３７】
ｌ＝［Ｌ１、Ｌ２、・・・、ＬＮ］Ｔ・・・（８）
類似度算出手段１０２は、要求条件からの距離計算を実施した後、過去の操業条件ごとに類似度を算出する。そのための要求条件からの近さを表す類似度関数Ｗを下記（９）式のように定義する。
【００３８】
Ｗ（Ｌ、ｐ、ｌ）＝ｅｘｐ（−［Ｌ／｛ｐ・σ（ｌ）｝］２）・・・（９）
但し、上記（９）式において、σ（ｌ）は、正規化に使用するｌの標準偏差を表し、ｐは、距離を類似度に換算するためのパラメータであり、本実施形態ではバンド幅とする。類似度算出手段１０２は、（９）式の類似度関数Ｗを用いて、要求条件と入力変数として格納された操業条件との類似度を操業実績データベース１１０に格納された過去の操業条件ごとに算出する。要求条件と、操業実績データベース１１０に格納されたｎ番目（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）の入力変数との類似度Ｗｎは、下記（１０）式を用いて算出できる。
【００３９】
Ｗｎ＝Ｗ（Ｌｎ、ｐ、ｌ）・・・（１０）
但し、上記（１０）式において、ｎ＝１、２、・・・、Ｎである。
【００４０】
要求条件と、１〜Ｎ番目の操業条件における入力変数との類似度をまとめると、下記（１１）式で表すことができる。
【００４１】
ｗ＝［Ｗ１、Ｗ２、・・・・、ＷＮ］Ｔ・・・（１１）
予測結果算出手段１０４は、類似度算出ステップで類似度である上記（１１）式を算出したことを条件に出力変数予測ステップを実施する。予測結果算出手段１０４は、操業実績データベース１１０の入力変数を用いて出力変数を算出する回帰式を作成する。この回帰式は、下記（１２）式で表すことができる。
【００４２】
Ｙ＝ｂ＋ａ１×Ｘ１＋ａ２×Ｘ２＋・・・＋ａＭ×ＸＭ・・・（１２）
上記（１２）式において、Ｙは、焼結鉱強度、焼結鉱生産率、ＥＰ前温度およびＥＰ前負圧である。この式が、出力変数である焼結鉱強度、焼結鉱生産率、ＥＰ前温度および排ＥＰ前負圧の予測結果を算出できる式となる。予測結果算出手段１０４は、操業実績データベース１１０の入力変数と類似度ｗとを用いて（１２）式の回帰式のパラメータ（ｂ、ａ１、ａ２、・・・ａＭ）を、類似度ｗを重みとする重み付き最小２乗法を用いて算出する。このように、類似度ｗを重みとする重み付き最小２乗法を用いて算出された（１２）式で示される回帰式は、局所回帰式となる。
【００４３】
また、上記（１２）式の回帰式のパラメータを算出するにあたって、予測結果算出手段１０４は、操業実績データベース１１０の入力変数のうち、トレランスが０．１より大きい入力変数を用いる。以下、トレランスについて説明する。表１は、出力変数および入力変数が対応付けられたｎ個のデータである。このデータを用いてトレランスを説明する。
【００４４】
【表１】
2019196515.tif 000006
【００４５】
表１に示すデータにおいて、入力変数ｘ１およびｘ２を使用した出力変数の重回帰計算式は、下記（１３）式となる。
【００４６】
【数３】
2019196515.tif 000007
【００４７】
このような場合において、データi番目の実績値と予測値の差である残差ｅｉは下記（１４）式で表され、残差平方和Ｓｅは下記（１５）式で表され、偏差平方和Ｓｙｙは下記（１６）式および下記（１７）式で表される。
【００４８】
【数４】
2019196515.tif 000008
【００４９】
【数５】
2019196515.tif 000009
【００５０】
【数６】
2019196515.tif 000010
【００５１】
【数７】
2019196515.tif 000011
【００５２】
重相関係数Ｒは、残差平方和Ｓｅと、偏差平方和Ｓｙｙを用いて以下の（１８）式で表される。
【００５３】
【数８】
2019196515.tif 000012
【００５４】
トレランスは、上記（１８）式で算出される重相関係数Ｒを用いる下記（１９）式で表される値である。トレランスが０．１より大きい入力変数は、入力変数に多重共線性がないと判定される。多重共線性を有する入力変数を用いると回帰式の精度が悪くなる。このため、予測結果算出手段１０４は、上記（１２）式の回帰式のパラメータを算出するにあたって、トレランスが０．１より大きい入力変数を用いる。
【００５５】
Ｔ＝１−Ｒ２・・・（１９）
（１９）式において、Ｔはトレランスである。
【００５６】
また、上記（１２）式の回帰式のパラメータを算出するにあたっては、操業実績データベース１１０の入力変数のうち、分散比Ｆが２以上の入力変数を用いることが好ましい。ここで、分散比Ｆとは、下記（１）式で算出される値である。
【００５７】
【数９】
2019196515.tif 000013
【００５８】
上記（１１）式において、Ｓｅ追加前は、回帰式モデルに入力変数を追加する前の残差平方和であり、Ｓｅ追加後は、回帰式に入力変数を追加した後の残差平方和である。例えば、入力変数ｘ１の分散比を確認する場合であれば、ｘ１を除く他のデータを用いて算出された残差平方和がＳｅ追加前となり、ｘ１を含むデータで算出された残差平方和がＳｅ追加後となる。また、Φｅは下記（２）式で算出される値であり、Φｅ追加前は、入力変数を追加する前のΦｅであり、Φｅ追加後は、入力変数を追加した後のΦｅである。
【００５９】
Φｅ＝ｎ−２・・・（２）
上記（２）式において、ｎは、入力変数の数である。Φｅにおいても、例えば、入力変数ｘ１の分散比を確認する場合であれば、ｘ１を除く他のデータで算出されたΦｅがΦｅ追加前となり、ｘ１を含むデータで算出されたΦｅがΦｅ追加後となる。
【００６０】
予測結果算出手段１０４は、上記処理を繰り返し実施して焼結鉱強度、焼結鉱生産率、ＥＰ前温度およびＥＰ前負圧の予測結果を算出できる局所回帰式をそれぞれ作成する。予測結果算出手段１０４は、局所回帰式と要求条件を用いて、焼結鉱強度、焼結鉱生産率、ＥＰ前温度およびＥＰ前負圧の予測結果を算出する。
【００６１】
予測結果算出ステップで焼結鉱強度、焼結鉱生産率、ＥＰ前温度およびＥＰ前負圧の予測結果を算出したことを条件に、製造条件設定手段１０６は、製造条件設定ステップを実施する。製造条件設定ステップにおいて、製造条件設定手段１０６は、算出された焼結鉱強度、焼結鉱生産率、ＥＰ前温度およびＥＰ前負圧の予測結果の全てが、これらの管理値を満足するか否かを判断する。なお、焼結鉱強度、焼結鉱生産率、ＥＰ前温度およびＥＰ前負圧の管理値は、予め定められて格納部９２に格納されている。
【００６２】
本実施形態において、焼結鉱強度の管理値として焼結鉱強度の下限値が格納部９２に格納されている。製造条件設定手段１０６は、格納部９２から焼結鉱強度の下限値を読み出し、算出した焼結鉱強度の予測結果と当該下限値を比較する。焼結鉱強度の予測結果が下限値より大きい場合に製造条件設定手段１０６は、焼結鉱強度の予測結果が管理値を満足すると判断する。一方、焼結鉱強度の予測結果が下限値以下である場合に製造条件設定手段１０６は、焼結鉱強度の予測結果が管理値を満足しないと判断する。
【００６３】
同様に、格納部９２には焼結鉱生産率の管理値としての焼結鉱生産率の下限値と、ＥＰ前温度の管理値としてのＥＰ前温度の下限値と、ＥＰ前負圧の管理値としてのＥＰ前負圧とが格納されている。製造条件設定手段１０６は、これらの管理値を格納部９２から読み出し、算出した予測結果と管理値を比較して当該管理値を満足するか否かを判断する。
【００６４】
製造条件設定手段１０６は、ＥＰ前温度、ＥＰ前負圧、焼結鉱強度および焼結鉱生産率の予測結果の全てが予め定められた管理値を満足する要求条件の中から最適条件のガイダンス項目を焼結鉱製造条件に設定する。ここで、最適条件のガイダンス項目とは、ＥＰ前温度が最も高い予測結果が得られたものをいう。ＥＰ前温度が最も高い予測結果が複数得られている場合は、その中からＥＰ前負圧が最も低いものを最適条件とすればよく、焼結鉱強度、焼結鉱生産率の順で優先度が下がる。
【００６５】
一方、焼結鉱強度、焼結鉱生産率、ＥＰ前温度およびＥＰ前負圧の予測結果の少なくとも１つが予め定められた管理値を満足しない場合には、製造条件設定手段１０６は、要求条件設定ステップにおいて要求条件の設定に用いられたガイダンス項目の設定値を変更し、変更後のガイダンス項目の設定値を用いて、再び、類似度算出手段１０２で類似度算出ステップを実施させ、予測結果算出手段１０４で予測結果算出ステップを実施させる。
【００６６】
類似度算出ステップ、予測結果算出ステップおよび製造条件設定ステップの繰り返しは、予め定められた回数実施するとしてよい。また、それぞれのガイダンス項目に対してガイダンス項目の設定範囲および変更する１単位を予め定めておき、当該設定範囲内となるガイダンス項目の組み合わせを全て実施するとしてもよい。所定の終了条件を満足した場合、または、要求条件として設定範囲内となるガイダンス項目の全ての組み合わせを設定して上述した処理を実施したとしても焼結鉱強度、焼結鉱生産率、ＥＰ前温度および排ガスのＥＰ前負圧の予測結果の全てが予め定められた管理値を満足しない場合には、製造条件設定手段１０６は当該処理を終了する。
【００６７】
処理部９４は、製造条件設定ステップで焼結鉱製造条件にガイダンス項目を設定したことを条件として焼結鉱製造ステップを実施する。処理部９４は、設定された焼結鉱製造条件で焼結鉱製造設備１０の各装置を制御して焼結鉱を製造する。これにより、焼結鉱強度、焼結鉱の生産率だけでなく、ＥＰ前温度およびＥＰ前負圧も予め定められた管理値を満足しながら焼結鉱を製造できる。
【００６８】
このように、本実施形態に係る焼結鉱製造設備の制御装置９０は、焼結鉱強度、焼結鉱の生産率、ＥＰ前温度およびＥＰ前負圧のそれぞれの管理値を満足するように、ガイダンス項目であるコークス比、造粒水分量、装入層の層厚およびパレット台車の進行速度を定める。本実施形態に係る焼結鉱製造設備の制御装置９０は、これらのガイダンス項目が調整されるのでパレット台車の進行速度のみを調整する従来例よりも操業条件の調整代が広がり、この結果、成品焼結鉱強度、成品焼結鉱の生産率、ＥＰ前温度およびＥＰ前負圧の管理値を全て満足できる操業条件が定まる可能性を高めることができる。
【００６９】
また、本実施形態に係る焼結鉱製造設備の制御装置９０は、過去の操業条件を蓄積した操業実績データベース１１０を用いた局所回帰式を用いて焼結原料のコークス比、造粒水分量、装入層の層厚およびパレット台車の進行速度を定める。このように、本実施形態に係る焼結鉱の製造方法では、オペレータが試行錯誤しながらこれらの条件を設定しないので、オペレータの個人差による焼結鉱の強度や成分の変動が小さくなり、焼結鉱の品質が向上する。
【００７０】
なお、上記例では、要求条件設定ステップにおいて、１つの要求条件を設定する例を示したが、これに限られない。要求条件設定手段１００は、要求条件設定ステップにおいて、入力部９６からガイダンス項目を示す情報を取得すると、取得したガイダンス項目をガイダンス項目の設定値とし、それぞれのガイダンス項目の設定値に対して１単位が異なる３つの値を組み合わせた要求条件行列を算出し、当該要求条件行列を要求条件として用いてもよい。なお、この場合に、ガイダンス項目のそれぞれを変化させる１単位は、予め定められて格納部９２に格納されている。
【００７１】
次に、要求条件行列を用いた類似度算出ステップと、出力変数予測ステップと、製造条件設定ステップの処理を図４および図５を用いて説明する。図４および図５は、焼結鉱製造条件を設定するフロー図の一例である。図４および図５に示したフローは、ガイダンス項目を示す入力信号を処理部９４が取得したこと条件に開始される。
【００７２】
要求条件設定手段１００は、まず、当該入力信号にフラグ１を記録する（Ｓ１０１）。このフラグは、要求条件行列を用いた焼結鉱の製造処理における処理状況を識別するフラグである。入力部９６は、ガイダンス項目のそれぞれの設定値に対して予め定められた１単位を加算および減算し、ガイダンス項目のそれぞれに対して３つの値を算出し、これらを組み合わせた８１行の要求条件行列を作成する（Ｓ１０２）。図６は、要求条件行列の一例を示す。図６に示すように、要求条件行列において操業諸元は一定の値であり、ガイダンス項目のみ各行で値が異なる。
【００７３】
類似度算出手段１０２は、要求条件行列を用いて類似度算出ステップを実施し、当該類似度を用いて、予測結果算出手段１０４は、予測結果算出スラップを実施する。これにより予測結果算出手段１０４は、要求条件行列に対応した８１行の予測結果からなる予測結果行列を算出する（Ｓ１０３）。図７は、予測結果行列の一例を示す。図７には、要求条件行列におけるガイダンス項目に対応つけられた予測結果行列の例を示したが、これに限られず、ガイダンス項目に対応付けられていなくてもよい。
【００７４】
製造条件設定手段１０６は、入力信号のフラグが１であるか否かを判断する（Ｓ１０４）。製造条件設定手段１０６は、入力信号のフラグが１であると判断した場合には、処理をＳ１０５に進める（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）。一方、製造条件設定手段１０６は、入力信号のフラグが１ではないと判断した場合には、処理をＳ１１２へ進める（Ｓ１０４：Ｎｏ）。
【００７５】
製造条件設定手段１０６は、予測結果行列に下限値を超えるＥＰ前温度を含む予測結果があるか否かを判断する（Ｓ１０５）。なお、ＥＰ前温度の下限値とは、ＥＰ５０の故障を防止する目的で定められたＥＰ５０前の排ガス温度の管理値であり、当該管理値は、予め設定されて格納部９２に格納されている。
【００７６】
製造条件設定手段１０６は、格納部９２から下限値を読み出し、予測結果行列におけるＥＰ前温度と当該下限値とを比較する。製造条件設定手段１０６は、予測結果行列に下限値を超えるＥＰ前温度を含む予測結果がある場合に（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、製造条件設定手段１０６は、ＥＰ前温度が下限値を超えた予測結果を全て抽出する（Ｓ１０６）。
【００７７】
一方、予測結果行列に下限値を超えるＥＰ前温度がない場合に（Ｓ１０５：Ｎｏ）、製造条件設定手段１０６は、予測結果行列におけるＥＰ前温度の最大値を特定し、当該最大値を含む予測結果を算出するのに用いた要求条件をガイダンス項目の設定値とし（Ｓ１０７）、処理をＳ１０２に戻す。Ｓ１０２において、要求条件設定手段１００は、再び、上記ガイダンス項目の設定値に対して１単位を加算および１単位を減算し、それぞれ３つの値を算出し、これらを組み合わせた要求条件行列を再び作成し、Ｓ１０３〜Ｓ１０５の処理を繰り返し実施する。
【００７８】
Ｓ１０６において、ＥＰ前温度が下限値を超えた予測結果を抽出した後、製造条件設定手段１０６は、入力信号のフラグに１を加算し、入力信号のフラグを２とする（Ｓ１０８）。
【００７９】
製造条件設定手段１０６は、Ｓ１０６で抽出した予測結果に、ＥＰ前負圧の上限値未満となるＥＰ前負圧を含む予測結果があるか否かを判断する（Ｓ１０９）。なお、ＥＰ前負圧の上限値とは、ＥＰ５０の故障を防止する目的で予め定められた排ガス負圧の管理値であり、当該管理値は、予め設定されて格納部９２に格納されている。
【００８０】
製造条件設定手段１０６は、Ｓ１０６で抽出した予測結果に、上限値未満のＥＰ前負圧を含む予測結果がある場合に（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）、製造条件設定手段１０６は、ＥＰ前負圧が上限値未満となった予測結果を全て抽出する（Ｓ１１０）。一方、Ｓ１０６で抽出した予測結果に上限値未満のＥＰ前負圧がない場合に（Ｓ１０９：Ｎｏ）、製造条件設定手段１０６は、Ｓ１０６で抽出した予測結果におけるＥＰ前負圧の最小値を特定し、当該最小値を含む予測結果を算出するのに用いた要求条件をガイダンス項目の設定値とし（Ｓ１１１）、処理をＳ１０２に戻す。Ｓ１０２において、要求条件設定手段１００は、再び、上記ガイダンス項目の設定値に対して１単位を加算および１単位を減算し、それぞれ３つの値を算出し、これらを組み合わせた要求条件行列を再び作成する。なお、Ｓ１１１の処理でＳ１０２に戻された場合、Ｓ１０８の処理で入力信号のフラグが２になっているので、以後のフローではＳ１０４の処理によりＳ１０５〜Ｓ１０８の処理は実施されない。製造条件設定手段１０６は算出された予測結果行列からＥＰ前温度が下限値を超えた予測結果を抽出して（Ｓ１１３）、処理をＳ１０９へ進める。
【００８１】
Ｓ１１０において、ＥＰ前負圧が上限値未満となった予測結果を抽出した後、製造条件設定手段１０６は、入力信号のフラグに１を加算し、入力信号のフラグを３とする（Ｓ１１４）。
【００８２】
製造条件設定手段１０６は、Ｓ１１０で抽出した予測結果に、焼結鉱強度の下限値を超える焼結鉱強度を含む予測結果があるか否かを判断する（Ｓ１１５）。焼結鉱強度の下限値とは、例えば、成品焼結鉱７２が高炉に装入される際に求められる焼結鉱強度の管理値であり、当該管理値は、予め設定されて格納部９２に格納されている。
【００８３】
製造条件設定手段１０６は、Ｓ１１０で抽出した予測結果に下限値を超える焼結鉱強度を含む予測結果がある場合に（Ｓ１１５：Ｙｅｓ）、製造条件設定手段１０６は、焼結鉱強度が下限値を超えた予測結果を全て抽出する（Ｓ１１６）。一方、Ｓ１１０で抽出した予測結果に下限値を超える焼結鉱強度を含む予測結果がない場合に（Ｓ１１５：Ｎｏ）、製造条件設定手段１０６は、Ｓ１１０で抽出した予測結果における焼結鉱強度の最大値を特定し、当該最大値を含む予測結果を算出するのに用いた要求条件をガイダンス項目の設定値とし（Ｓ１１７）、処理をＳ１０２に戻す。Ｓ１０２において、要求条件設定手段１００は、再び、上記ガイダンス項目の設定値に対して１単位を加算および１単位を減算し、それぞれ３つの値を算出し、これらを組み合わせた要求条件行列を再び作成する。なお、Ｓ１１７の処理でＳ１０２に戻された場合、Ｓ１１４の処理で入力信号のフラグが３になっているので、以後のフローではＳ１０４、Ｓ１１２の処理によりＳ１０５〜Ｓ１１４の処理は実施されない。製造条件設定手段１０６は算出された予測結果行列からＥＰ前温度が下限値を超え、且つ、ＥＰ前負圧が上限値未満となる予測結果を抽出して（Ｓ１１９）、処理をＳ１１５へ進める。
【００８４】
Ｓ１１６において、焼結鉱強度が下限値を超えた予測結果を抽出した後、製造条件設定手段１０６は、入力信号のフラグに１を加算し、入力信号のフラグを４とする（Ｓ１２０）。
【００８５】
製造条件設定手段１０６は、Ｓ１１６で抽出した予測結果に、焼結鉱の生産率の下限値を超える予測結果があるか否かを判断する（Ｓ１２１）。焼結鉱の生産率の下限値とは、焼結鉱の製造の際に求められる焼結鉱の生産率の管理値であり、当該管理値は、予め定められて格納部９２に格納されている。
【００８６】
製造条件設定手段１０６は、Ｓ１１６で抽出した予測結果に下限値を超える焼結鉱の生産率を含む予測結果がある場合に（Ｓ１２１：Ｙｅｓ）、製造条件設定手段１０６は、生産率が下限値を超えた予測結果を全て抽出する（Ｓ１２２）。一方、Ｓ１１６で抽出した予測結果に下限値を超える焼結鉱強度を含む予測結果がない場合に（Ｓ１２１：Ｎｏ）、製造条件設定手段１０６は、Ｓ１１６で抽出された予測結果における生産率の最大値を特定し、当該最大値を含む予測結果を算出するのに用いた要求条件をガイダンス項目の設定値とし（Ｓ１２３）、処理をＳ１０２に戻す。Ｓ１０２において、要求条件設定手段１００は、再び、上記ガイダンス項目の設定値に対して１単位を加算および１単位を減算し、それぞれ３つの値を算出し、これらを組み合わせた要求条件行列を再び作成する。なお、Ｓ１２３の処理でＳ１０２に戻された場合、Ｓ１２０の処理で入力信号のフラグが４になっているので、以後のフローではＳ１０４、Ｓ１１２、Ｓ１１８の処理によりＳ１０５〜Ｓ１２０の処理は実施されない。
【００８７】
Ｓ１２２において、生産率が下限値を超えた予測結果を抽出した後、製造条件設定手段１０６は、当該予測結果を算出するのに用いた要求条件を焼結鉱製造条件に設定し（Ｓ１２５）、図４および図５に示した処理は終了する。なお、図４、図５に示した要求条件行列を用いた処理においても、Ｓ１０７、Ｓ１１１、Ｓ１１７およびＳ１２３によるＳ１０２に戻す処理は、予め定められた回数実施するとしてよく、予め定められた回数実施しても管理値を満足する予測結果行列がない場合に、各ステップに対応したエラー表示を出力してもよい。例えば、出力部９８がＬＣＤやＣＲＴディスプレイ等の表示装置である場合であって、Ｓ１０７の実施回数が予め定められた回数実施された場合に、下限値を超えるＥＰ前温度を含む予測結果行列がない旨を出力部９８に出力させてもよい。これにより、オペレータは管理値を見直すにあたり、どの管理値を見直せばよいかすぐに把握できる。また、それぞれのガイダンス項目に対してガイダンス項目の設定範囲を予め定めておき、当該設定範囲内となるガイダンス項目の組み合わせを全て実施し、全ての組み合わせを実施しても下限値を超えるＥＰ前温度を含む予測結果行列がない場合にエラー表示を出力するとしてもよい。また、Ｓ１０７、Ｓ１１７およびＳ１２３によるＳ１０２に戻す処理を予め定められた回数実施しても管理値を満足する予測結果行列がない場合に、Ｓ１０８、Ｓ１１４、Ｓ１２０およびＳ１２３に処理を進めてもよい。この場合に、Ｓ１１３、Ｓ１１９、Ｓ１２４においてはスキップした処理における項目については管理値に最も近い値を抽出する。
【００８８】
図８は、焼結鉱の強度分布を示すグラフである。図８（ａ）は、図４、図５に示した要求条件行列を用いた処理で定めた製造条件で焼結鉱を製造する前の焼結鉱の強度分布を示す。図８（ｂ）は、図４、図５に示した要求条件行列を用いた処理で定めた製造条件で焼結鉱を製造した後の焼結鉱の強度分布を示す。図８（ａ）（ｂ）ともに、横軸は焼結鉱強度（％）であり、縦軸は度数である。なお、要求条件行列を用いた処理で定めた製造条件では、ＥＰ前温度は予め定められた下限値を超え、また、ＥＰ前負圧も予め定められた上限値未満となった。
【００８９】
図８に示すように、要求条件行列を用いた処理で定めた製造条件で焼結鉱を製造することで、焼結鉱強度の平均値を高めることができ、且つ、焼結鉱強度の変動も小さくなった。このように、図４、図５に示した要求条件行列を用いた処理で製造条件を定めて焼結鉱を製造することで強度の弱い焼結鉱が生産されることが抑制され、焼結鉱の品質が高まることが確認された。
【００９０】
図９は、焼結鉱の生産量分布を示すグラフである。図９（ａ）は、図４、図５に示した要求条件行列を用いた処理で定めた製造条件で焼結鉱を製造する前の焼結鉱の生産量分布を示す。図９（ｂ）は、図４、図５に示した要求条件行列を用いた処理で定めた製造条件で焼結鉱を製造した後の焼結鉱の生産量分布を示す。図８（ａ）（ｂ）ともに、横軸は焼結鉱の生産量（ｔ／ｈ）であり、縦軸は度数である。なお、焼結鉱の生産量を焼結機のパレット台車の面積（ｍ２）で除した値が焼結鉱の生産率となる。
【００９１】
図９に示すように、要求条件行列を用いた処理で定めた製造条件で焼結鉱を製造することで、焼結鉱の生産量の平均値を高めることができ、且つ、焼結鉱の生産量の変動も小さくなった。このように、図４、図５に示した要求条件行列を用いた処理で製造条件を定めて焼結鉱を製造することで焼結鉱の生産率が高まることが確認された。
【００９２】
なお、図４、図５に示した例において、ＥＰ前温度、ＥＰ前負圧、焼結鉱強度および焼結鉱生産率の順でそれぞれの管理値を満足するか否かを判断する例を示した。しかしながら、ＥＰ前温度、ＥＰ前負圧、焼結鉱強度および焼結鉱生産率の順に限らず、これらの項目を確認する順番は特に限定するものではない。
【００９３】
また、本実施形態では、制御装置９０が焼結鉱の製造方法における各ステップの処理を実施する例を示した。しかしながら、これに限られず、各ステップの処理の一部または全部がオペレータにより実施されてもよい。
【００９４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００９５】
また、特許請求の範囲、明細書、および図面中に示した装置、システムおよび方法における動作、手順およびステップの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるものでない限り、任意の順序で実現し得る。特許請求の範囲、明細書および図面中のフローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００９６】
１０  焼結鉱製造設備
１１  ヤード
１２  鉄含有原料
１４  搬送コンベア
１６  ＣａＯ含有原料
１７  ＭｇＯ含有原料
１８  凝結材
２０  原料配合装置
２２  配合槽
２４  配合槽
２５  配合槽
２６  配合槽
２８  配合槽
３０  搬送コンベア
３４  水
３６  ドラムミキサー
３８  搬送コンベア
４０  焼結機
４２  焼結原料装入装置
４４  パレット台車
４６  点火炉
４７  都市ガス供給装置
４８  ウインドボックス
４９  排ガス流路
５０  ＥＰ
６０  破砕機
６２  冷却機
７０  篩分け装置
７２  成品焼結鉱
７４  返鉱
７６  搬送コンベア
７８  搬送コンベア
８０  高炉
９０  制御装置
９２  格納部
９４  処理部
９６  入力部
９８  出力部
１００  要求条件設定手段
１０２  類似度算出手段
１０４  予測結果算出手段
１０６  製造条件設定手段
１１０  操業実績データベース
【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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