(57)【要約】【課題】製鋼工場の稼働効率を低下させることがない、製鋼工場の操業ガイダンス（払出開始時刻Tin、出鋼完了時刻Tout）の決定方法を提供する。【解決手段】本発明に係る製鋼工場１の操業ガイダンスの決定方法は、脱硫設備５、脱りん設備、脱炭設備の少なくとも２つ以上を備えた製鋼工場１で操業を行うに際し、操業ガイダンスを決定する方法において、製鋼工場１での操業パターンに基づいて前記設備ごとの処理スケジュールを組み立て、組み立てた処理スケジュールにおける各設備での溶銑装入間隔及び溶銑払出間隔を基にして、製鋼工場１への溶銑の払出開始時刻Tin、製鋼工場１からの溶鋼の出鋼完了時刻Toutを求め、求めた払出開始時刻Tin及び出鋼完了時刻Toutを操業ガイダンスとして決定する。【選択図】図１Ｂ
2015145513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱硫設備、脱りん設備、脱炭設備の少なくとも２つ以上を備えた製鋼工場で操業を行うに際し、操業ガイダンスを決定する方法において、
前記製鋼工場での操業パターンに基づいて前記設備ごとの処理スケジュールを組み立て、  
組み立てた処理スケジュールにおける各設備での溶銑装入間隔及び溶銑払出間隔を基にして、製鋼工場への溶銑の払出開始時刻Tin、製鋼工場からの溶鋼の出鋼完了時刻Toutを求め、
求めた払出開始時刻Tin及び出鋼完了時刻Toutを操業ガイダンスとして決定する
ことを特徴とする製鋼工場の操業ガイダンスの決定方法。
【請求項２】
前記操業パターンは、各設備で行われる脱りん又は脱硫の割合を基に決められていることを特徴とする請求項１に記載の製鋼工場の操業ガイダンスの決定方法。
【請求項３】
処理対象となる溶銑の温度及び成分を加味して、前記設備ごとの処理スケジュールを組み立てることを特徴とする請求項１又は２に記載の製鋼工場の操業ガイダンスの決定方法。
【請求項４】
前記設備ごとの処理スケジュールの決定及び前記払出開始時刻Tin及び出鋼完了時刻Toutの算出を、コンピュータシミュレーションにより行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の製鋼工場の操業ガイダンスの決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉から出銑された溶銑の処理を行う製鋼工場の操業ガイダンスを決定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、高炉から出銑された溶銑は、混銑車や溶銑鍋に装入され溶銑の処理を行う製鋼工場に搬送される。
この混銑車においては、脱硫処理や脱りん処理が行われることがある（特許文献１を参照）。また、脱硫処理や脱りん処理が混銑車において行われた場合、製鋼工場においては、脱炭処理が主として行われることとなる（特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７５２１号公報
【特許文献２】特開２００６−３２２０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したような溶銑処理を行うに際しては、製鋼工場に混銑車が到着して溶銑が払出しされる時刻（払出開始時刻Tin）と、脱炭処理が完了して溶鋼が製鋼工場から出鋼される時刻（出鋼完了時刻Tout）との管理が非常に重要となる。
従来の製鋼工場では、払出開始時刻Tinの間隔と出鋼完了時刻Toutの間隔を一定としていた。例えば、図１Ａに例示するように、払出開始時刻Tinが、１０：２０→１０：４０→１１：００のように２０分間隔で設定され、出鋼完了時刻Toutも、１１：２０→１１：４０→１２：００のように２０分間隔で設定されている。
【０００５】
すなわち、製鋼工場での転炉の操業には、１チャージの出鋼までに、排滓、スクラップ装入、溶銑の装入、吹練、調質、出鋼と一連の作業があり、その作業時間の総和＋予備時間で処理時間を設定し、払出開始時刻Tinの間隔と出鋼完了時刻Toutの間隔とが一定となるように設定していた。
このように設定された払出開始時刻Tinと出鋼完了時刻Toutは、操業ガイダンスとしてオペレータに提示され、オペレータは、提示された操作ガイダンスを遵守するように、混銑車の運行や製鋼工場内の処理のスケジュールを組み立て、操業を行っていた。
【０００６】
しかしながら、近年、生産量を向上させたり、生産コストを低減させるという要望が一層高まってきており、これらに対応するため、製鋼工場において各設備を増設し、複数の溶銑処理を行うようになってきている。
例えば、混銑車での脱硫処理や脱りん処理を廃止し、製鋼工場にて、脱硫処理、脱りん処理、脱炭処理を行うようになってきている。また、脱硫装置や転炉が複数台設置され、各処理が並列的に行われている。
【０００７】
このように複数の溶銑処理を製鋼工場で実施するに際しては、図１Ａのように払出開始時刻Tin及び出鋼完了時刻Toutを一定の間隔（図例では２０分間隔）で設定するようにすると、様々な側面で問題が発生することが現場の実績として挙がってきている。例えば、複数の処理を行う製鋼工場内での溶銑物流（溶銑鍋の取り回しなど）が追いつかず、溶銑処理スケジュールを組むことが不可能なケースが発生する虞がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、製鋼工場の稼働効率を低下させることがない、製鋼工場の操業ガイダンス（払出開始時刻Tin、出鋼完了時刻Tout）の決定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明にかかる製鋼工場の操業ガイダンスの決定方法は、脱硫設備、脱りん設備、脱炭設備の少なくとも２つ以上を備えた製鋼工場で操業を行うに際し、操業ガイダンスを決定する方法において、前記製鋼工場での操業パターンに基づいて前記設備ごとの
処理スケジュールを組み立て、組み立てた処理スケジュールにおける各設備での溶銑装入間隔及び溶銑払出間隔を基にして、製鋼工場への溶銑の払出開始時刻Tin、製鋼工場からの溶鋼の出鋼完了時刻Toutを求め、求めた払出開始時刻Tin及び出鋼完了時刻Toutを操業ガイダンスとして決定することを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、前記操業パターンは、各設備で行われる脱りん又は脱硫の割合を基に決められているとよい。
好ましくは、処理対象となる溶銑の温度及び成分を加味して、前記設備ごとの処理スケジュールを組み立てるとよい。
好ましくは、前記設備ごとの処理スケジュールの決定及び前記払出開始時刻Tin及び出鋼完了時刻Toutの算出を、コンピュータシミュレーションにより行うとよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、製鋼工場の稼働効率を低下させることがない、製鋼工場の操業ガイダンス（払出開始時刻Tin、出鋼完了時刻Tout）を決定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】製鋼工程を模式的に示したものであり、従来の処理を示した図である。
【図１Ｂ】製鋼工程を模式的に示したものであり、本実施形態の処理を示した図である。
【図２】本実施形態の製鋼工場の模式図である。
【図３】本実施形態の製鋼工程におけるガントチャートを示す図である（操業パターン１）。
【図４】本実施形態の製鋼工程におけるガントチャートを示す図である（操業パターン２）。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る製鋼工場１の操業ガイダンスの決定方法について、図面に基づき説明する。
まず、溶銑の処理を行う工程について、従来の工程と比較しつつし詳しく説明する。
図１Ａに示すように、従来の製鋼工程においては、まず、高炉から出銑した溶銑を混銑車１１５に装入し、混銑車１１５にて脱硫処理及び脱りん処理を行うために混銑車１１５を脱硫ステーション、脱りんステーションに移動する。脱硫ステーション、脱りんステーションでは、混銑車１１５の開口部に、ランスを挿入し気体酸素を吹き込む。このとき、精錬剤等も溶銑に吹き込むようにする。溶銑に向けて気体酸素及び精錬剤を吹き込むことによって溶銑の脱硫・脱りん処理を行う。
【００１４】
脱硫・脱りん処理が完了した溶銑は、混銑車１１５に装入されたまま、製鋼工場１０１（転炉１０７が設備）まで移動し、製鋼工場１０１にて溶銑が払い出される。溶銑が払い出される時間は、払出開始時刻Tinであり、操業ガイダンスとして決まっている。
製鋼工場１０１では、払い出された溶銑は溶銑鍋に装入され、この溶銑鍋を介して転炉１０７に装入される。転炉１０７では、ランスにより酸素を吹き込むことにより溶銑の吹練が行われる。
【００１５】
転炉１０７での吹練後、所定の炭素量となった溶鋼は、溶銑鍋に払い出され、製鋼工場１０１から出鋼されることとなる。処理後の溶鋼が出鋼する時間は、出鋼完了時刻Toutであり、操業ガイダンスとして決まっている。
以上述べた従来の製鋼工場１０１では、混銑車１１５から溶銑が払い出される時間である「払出開始時刻Tin」の間隔と、製鋼工場１０１から吹練後の溶銑が出鋼される時間である「出鋼完了時刻Tout」の間隔とが一定で設定されていた。例えば、図１Ａに示すように、払出開始時刻Tinは、１０：２０、１０：４０、１１：００・・・であり、出鋼完了時刻Toutは、１１：２０、１１：４０、１２：００・・・である。なお、各チャージの処理時間は６０分で一定の場合を例示している。
【００１６】
しかしながら、図１Ｂのように、各設備を増設した製鋼工場１０１において、複数の溶銑処理を行う場合、払出開始時刻Tin及び出鋼完了時刻Toutを予め決めた上で、各設備での処理を決定する（スケジュール組みを行う）手法では、数々の不都合が発生することが
判ってきており、最悪は、スケジュールを組むことができなくなる虞すらある。
図１Ｂ、図２には、上記の問題を解決できる本発明が適用される製鋼工場１であって、各設備を増設した製鋼工場１の例が模式的に示してある。
【００１７】
まず、製鋼工場１について説明する。
図２には、本発明が適用される製鋼工場１であって、各設備を増設した製鋼工場１の例が模式的に示してある。製鋼工場１は、主に脱硫処理、脱りん処理を行う溶銑処理工場２と、主に脱炭処理を行う転炉工場３とからなり、本実施形態の場合、２つの建屋から構成されている。
【００１８】
図２に示すように、２つの建屋は、西側に位置する第１建屋と、東側に位置する第２建屋とからなる。第１建屋と第２建屋とは、互いに離れていて、第１建屋が溶銑処理工場２、第２建屋が転炉工場３である。
以下、製鋼工場１のレイアウトを説明するにあたり、図２に示した東西南北の方角（図の上方が北）を用いるが、これは説明の便宜上であり、レイアウトを限定するものではない。
【００１９】
製鋼工場１を構成する溶銑処理工場２には、２基の払い出しステーション４と、２基の脱硫設備５と、１基の脱りん設備（脱りん炉６）とが配備されている。また、転炉工場３には、３基の脱炭設備（転炉７）が配備されている。
払い出しステーション４は、例えば、高炉から出銑した溶銑を搬送する混銑車１５内の溶銑を、溶銑鍋８に装入する箇所であって、この実施形態では、溶銑処理工場２の北側に並ぶように２つ設置されている。２つの払い出しステーション４と高炉との間には、これらを結ぶための軌道９が敷設されている。したがって、高炉から出銑された溶銑が装入された混銑車１５を軌道９上で移動させることにより、溶銑を高炉から払い出しステーション４に搬送することができる。
【００２０】
脱硫設備５は、払い出しステーション４で溶銑鍋８に払い出された溶銑に対して脱硫処理を行うものであって、この実施形態では、払い出しステーション４の下流側に２つ設置されている。脱硫設備５では、例えば、溶銑が装入された溶銑鍋８内に、溶銑を撹拌するインペラを挿入し、インペラを回転させて溶銑を撹拌しながら脱硫材を当該溶銑に供給することにより、溶銑の脱硫を行うことができる（ＫＲ脱硫処理）。
【００２１】
除滓ステーション１０は、溶銑上のスラグ等を除滓する除滓処理を行う箇所であって、この実施形態では、４つ設置されている。
脱りん炉６は、脱硫処理及び除滓処理が終了した溶銑に対して脱りん処理を行うもので、溶銑処理工場２の南西側に設置されている。この脱りん炉６では、脱硫処理が終了後の溶銑を脱りん炉６の炉前で装入した後、上吹きランスで酸素を吹き込みながら脱りん剤を投入することにより、溶銑の脱りんを行うことができる。
【００２２】
さらに、製鋼工場１には、除滓ステーション１０で除滓した溶銑が装入された溶銑鍋８を、溶銑処理工場２の脱りん炉６ではなく、転炉工場３に設置された処理炉に搬送するための搬送手段が設けられている。この搬送手段は、溶銑処理工場２の東側から転炉工場３に向けて敷設された軌道９と、この軌道９上を移動して溶銑鍋８を搬送する搬送台車１２とを備えている。なお、搬送台車１２は、軌道９上を移動する機関車によって牽引されるようになっている。
【００２３】
次に、製鋼工場１での操業の概略について説明する。
製鋼工場１の操業方法を行うにあたっては、まず、混銑車１５が溶銑処理工場２の払い出しステーション４に到達後、２基の払い出しステーション４にて溶銑の払い出しを行う。その後、溶銑鍋８を４基の除滓ステーション１０に移動して当該除滓ステーション１０でそれぞれ除滓処理（前除滓処理）を行う。除滓ステーション１０で前除滓処理後、溶銑鍋８を２基の脱硫設備５に移動する。そして、それぞれの脱硫設備５にて脱硫処理を行い、脱硫処理後、溶銑鍋８を再び４基の除滓ステーション１０に移動する。除滓ステーション１０では、脱硫処理後の溶銑に対して除滓処理（後除滓処理）を行う。
【００２４】
少なくとも１基の除滓ステーション１０で除滓処理後の溶銑は、溶銑処理工場２の脱りん炉６で脱りんを行い、脱りんが終了した溶銑は、溶銑鍋８に装入されたまま、転炉工場
３へ運ばれ、転炉工場３の転炉７にて脱炭処理が行われる。脱炭処理が完了した溶鋼は、転炉工場３すなわち製鋼工場１から出鋼される。
以上述べたような複数の処理設備（脱硫設備５、脱りん炉６、転炉７など）を含む製鋼工場１において、複数の溶銑処理を行う場合、予め払出開始時刻Tin及び出鋼完了時刻Toutを決めた上で、各処理を決定する（スケジュール組みを行う）手法が採用されていた。しかしながら、この手法では、数々の不都合が発生し、最悪は、スケジュールを組むことができなくなる虞があることは、「発明が解決しようとする課題」で述べたとおりである。
【００２５】
そこで、本発明では、以下の方法で、製鋼工場１への払出開始時刻Tin、出鋼完了時刻Toutなどの操業ガイダンスを決めるようにしている。
まず、図１Ｂや図２のような製鋼工場１（溶銑処理工場２及び転炉工場３）では、「操業パターン」といわれる「溶銑処理をどの設備でどの程度実施するかのパターン」が存在する。
【００２６】
例えば、脱りんに関し、溶銑処理工場２の脱りん炉６で全体の７５％の脱りんを行い、転炉工場３に設置された転炉７（１号転炉）で２５％の脱りんを行うパターンが存在する。このパターンを操業パターン１とする。他に、溶銑処理工場２の脱りん炉６で全体の５０％の脱りんを行い、転炉工場３の転炉７（１号転炉）で５０％の脱りんを行うパターン（操業パターン２）が考えられる。なお、操業パターンは、脱りんだけでなく、脱硫処理をもとに設定してもよい。
【００２７】
このような脱りんの操業パターンごとに、各設備における最適なスケジュール組みを行う。スケジュール組みは、コンピュータシミュレーションにより行うとよい。図３は、操業パターン１におけるガントチャートを示し、図４は、操業パターン２におけるガントチャートを示す。
このように、製鋼工場１における操業パターンを決定し、その操業パターンをもとに、最適な各設備のスケジュール組み、すなわち各設備ごとの最適な装入間隔、払出間隔を設定する。それらを基にし、オペレータに提示する操業ガイダンスである「払出開始時刻Tin」、「出鋼完了時刻Tout」を決定する。決定された操業ガイダンスは、例えば、図１Ｂに示すように、払出開始時刻Tinは、１０：３０、１０：５０、１１：００・・・であり、出鋼完了時刻Toutは、１３：００、１３：２０、１３：３０・・・である。なお、各チャージの処理時間は１５０分で一定の場合を例示している。
【００２８】
このようにして決定された操業ガイダンスは、時間間隔は一定ではないものの、製鋼工場１における各設備の最適なスケジュールを反映したものであり、溶銑物流などに齟齬が発生しない最適な溶銑処理が行えるものとなっている。
この操業ガイダンス（払出開始時刻Tin、出鋼完了時刻Toutなど）をオペレータに示すことで、溶銑物流などに齟齬が発生しない最適な溶銑処理が行えるようになる。
【００２９】
このような操業ガイダンス（操業パターンを基にして得られた操業ガイダンス）による操業を行った際には、その実績を記録しておく。例えば、払出開始時刻Tin、出鋼完了時刻Toutだけでなく、脱硫設備５の装入間隔、払出間隔などを記録しておく。同時に、脱りん炉６の装入間隔、払出間隔、転炉７（第１転炉〜第３転炉）の装入間隔、払出間隔など記録しておく。
【００３０】
例えば、図３に示す操業パターン１の場合、２号転炉の出鋼から３号転炉の出鋼までの間隔（払出間隔）は短い。とはいえ、払出開始時刻Tinは第１払い出しステーション４、第２払い出しステーション４で同じ間隔である。
これに対し、図４に示す操業パターン２の場合、２号転炉の出鋼から３号転炉の出鋼までの間隔（払出間隔）が短い状況は同じであり、払出開始時刻Tinの間隔（払出間隔）は第２払い出しステーション４から第１払い出しステーション４の間も短く、代わりに、第１払い出しステーション４から第２払い出しステーション４の間は長い。このような装入間隔、払出間隔の変化は、操業のパターンに依存し、転炉７の払出間隔（転炉７の出鋼間隔）が等しい操業パターンも存在する。
【００３１】
上記した状況を反映すべく、操業ガイダンスによる操業を行った際には、その実績を記
録しておく。その後、出鋼量が多い乃至は出鋼間隔が短いなどの成績のよい操業パターンが得られるごとに、その操業パターンに基づいた操業ガイダンスを、現状の操業ガイダンスに置き換えた上で、オペレータに提示するとよい。
なお、高炉の溶銑のＳｉ量が高ければ脱りん時間は長くなり、溶銑温度が低ければ脱硫時間は長くなる。言い換えれば、操業パターンが同じであっても、処理環境により操業ガイダンスが異なるようになる。
【００３２】
したがって、選択した操業パターンと当日の状況により、各設備の装入間隔、払出間隔を再設定できるようにするとよい。再設定後は、再度スケジュール組みを実施し、操業ガイダンス（払出開始時刻Tin、出鋼完了時刻Tout）を算出し、オペレータに提示するとよい。
以上のように、製鋼工場１での操業パターンに基づいて各設備ごとの処理スケジュールを組み立て、組み立てた処理スケジュールにおける各設備での装入間隔及び払出間隔を基にして、製鋼工場１への溶銑の払出開始時刻Tin、製鋼工場１からの溶鋼の出鋼完了時刻Toutを求めることで、製鋼工場１の稼働効率を低下させることがない操業ガイダンス（払出開始時刻Tinと出鋼完了時刻Tout）の決定することが可能となる。
【００３３】
なお、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。
【符号の説明】
【００３４】
１    製鋼工場
２    溶銑処理工場
３    転炉工場
４    払い出しステーション
５    脱硫設備
６    脱りん炉
７    転炉
８    溶銑鍋
９    軌道
１０  除滓ステーション
１２  搬送台車
【図１Ａ】
2015145513.tif 000003
【図１Ｂ】
2015145513.tif 000004
【図２】
2015145513.tif 000005
【図３】
2015145513.tif 000006
【図４】
2015145513.tif 000007