(57)【要約】【課題】コークスビンのレベル変化を介して、ビン内部の付着鉱状態を推定することができるコークスビンの付着鉱測定装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置は、複数のコークスビンに装入されるコークス、及び排出されるコークスのボリュームを計測するコークスボリューム計測部と、複数のコークスビンに装入されたコークス、及び複数のコークスビンから排出されたコークスの計測結果に基づいて、各コークスビンごとのコークスレベル変化特性モデルを導出して各コークスビンの付着鉱状態を計算するコークスビンレベル測定部と、を含むことができる。【選択図】図１
2021509424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコークスビンに装入されるコークス、及び排出されるコークスのボリュームを計測するコークスボリューム計測部と、
前記複数のコークスビンに装入されたコークス、及び前記複数のコークスビンから排出されたコークスの計測結果に基づいて、各コークスビンごとのコークスレベル変化特性モデルを導出して各コークスビンの付着鉱状態を計算するコークスビンレベル測定部と、
を含むことを特徴とするコークスビンの付着鉱測定装置。
【請求項２】
前記コークスボリューム計測部は、
前記各コークスビンに連結されたベルトコンベアを通過するコークスの量を測定するコークスボリュームセンサー部と、
トリッパーカー（Ｔｒｉｐｐｅｒ  Ｃａｒ）が位置するコークスビンを検出する輸送位置センサー部と、
前記各コークスビンに保存されたコークスの在庫量を測定するコークスビンレベルセンサー部と、
前記各コークスビンのコークスが排出されたか否かを検出するコークスビン振動センサー部と、
前記コークスボリュームセンサー部、前記輸送位置センサー部、前記コークスビンレベルセンサー部、及び前記コークスビン振動センサー部のそれぞれから検出信号を収集して分析するセンサー信号収集／分析部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のコークスビンの付着鉱測定装置。
【請求項３】
前記コークスボリューム計測部からのセンサーデータを保存したセンサーデータベースとのデータ送受信を提供するインタフェース部と、
前記センサーデータベースから事前に設定された指定期間中のセンサーデータに基づいて、前記コークスのボリューム、移送位置、排出及びレベル変化イベントを生成するイベント生成部と、
前記イベント生成部からの前記指定期間中の前記コークスのボリューム、移送位置、及びレベル変化イベントを組み合わせて、前記各コークスビンのコークス装入量に対するレベル上昇量を計算する装入イベント生成部と、
前記イベント生成部からの前記指定期間中の前記コークスの振動及びレベル変化イベントを組み合わせて、前記各コークスビンのコークス排出量に対するレベル降下量を計算する排出イベント生成部と、
前記各コークスビンごとの装入量予測値及び排出量予測値を計算する計算部と、
前記各コークスビンごとのレベル変化に応じて、該当コークスビン内部の付着鉱状態の変化を分析する分析部と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載のコークスビンの付着鉱測定装置。
【請求項４】
前記分析部は、前記計算部の装入量予測値及び排出量予測値ならびに前記各コークスビンごとのレベル変化に応じたコークスビン内部のコークスの高炉装入時点を計算することを特徴とする請求項３に記載のコークスビンの付着鉱測定装置。
【請求項５】
前記インタフェース部は、
前記コークスボリューム計測部からの各センサーデータを収集するために、通信プロトコルを提供するセンサーデータインタフェースと、
前記センサーデータインタフェースを介して前記センサーデータを高速に収集するセンサーデータ高速受信部と、
メモリベースのファイルに臨時保存された前記センサーデータをクエリ（Ｑｕｅｒｙ）に変更して、前記センサーデータベースに保存するセンサーデータ後処理部と、
を含むことを特徴とする請求項３に記載のコークスビンの付着鉱測定装置。
【請求項６】
前記イベント生成部は、
前記センサーデータベースから前記指定期間中のコークスボリュームセンサーデータを読み込むことで、前記コークスビンに装入するコークスの全ボリュームを計算し、これに関するイベントを生成するボリュームイベント生成器と、
前記センサーデータベースから前記指定期間中の輸送位置センサーデータを読み込むことで、前記トリッパーカーが前記各コークスビンに位置する時間履歴を計算し、これに関するイベントを生成する位置イベント生成器と、
前記センサーデータベースから前記指定期間中の前記各コークスビンのスライドゲートの振動センサーデータを読み込むことで、前記各コークスビンのバイブレータ動作時間履歴を計算し、これに関するイベントを生成する振動イベント生成器と、
前記センサーデータベースから前記指定期間中のレベルセンサーデータを読み込むことで、各コークスビンのレベル変化履歴を計算し、これに関するイベントを生成するレベル変化イベント生成器と、
を含むことを特徴とする請求項３に記載のコークスビンの付着鉱測定装置。
【請求項７】
前記計算部は、
装入イベント及び排出イベントのうち事前に設定された特定期間に該当するイベントを集めて回帰（ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ）して、装入量−レベル上昇量モデル数式及び排出回数−レベル下降量モデル数式を計算するレベル変化特性モデル導出部と、
以前に保存された装入イベントに基づいて、前記各コークスビンごとの前記装入量予測値を計算する装入パターン計算部と、
以前に保存された排出イベントに基づいて、前記各コークスビンごとの前記排出量予測値を計算する排出パターン計算部と、
を含むことを特徴とする請求項６に記載のコークスビンの付着鉱測定装置。
【請求項８】
前記分析部は、前記レベル変化特性モデル導出部からの前記装入量−レベル上昇量モデル数式及び前記排出回数−レベル下降量モデル数式に基づいて、前記各コークスビン内部の付着鉱脱落、増加及び減速を分析する付着鉱状態トレンド分析部を含むことを特徴とする請求項７に記載のコークスビンの付着鉱測定装置。
【請求項９】
前記分析部は、前記装入量予測値及び排出量予測値、前記装入量−レベル上昇量モデル数式及び前記排出回数−レベル下降量モデル数式に基づいて、該当コークスビン内部のコークスの高炉装入時点を計算するコークス装入時点予測部をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のコークスビンの付着鉱測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークスビン内の付着鉱を測定するコークスビンの付着鉱測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、溶鉱炉に原料として用いられる鉄鉱石（焼結鉱＋整粒鉱）とコークスを溶鉱炉内に装入し、且つ石炭を破砕させて、微粉炭として溶鉱炉の内部に取り込むと、高温の熱風によってコークスと微粉炭が燃焼して還元ガスが生成され、鉄鉱石を還元溶融させるようになる。
【０００３】
上述した過程のうち、鉄鉱石及びコークスが溶鉱炉の内部に装入されるようにするためには、前工程で運搬された燃料及び原料を高炉の原料貯蔵槽であるビン（ＢＩＮ）に一時保存した後、溶鉱炉において必要とされるだけの量を秤量する過程を必然的に経るようになる。このとき、上記過程中に、原料処理設備において一定の大きさに破砕された整粒鉱石、及び選別処理されて移送された鉱石が高炉のビンに保存され、整粒鉱石のうち微分粒度、自体含有の水分、相互間の付着性によってビン内部に一体に固定設置される、固定ライナーの表面に蓄積されて固着（これを付着鉱という）されるという現象が発生する。それに応じて、ビン内部の鉱石保存領域の減少及び鉱石排出口の詰まりが原因となって秤量不能現象が発生するという問題点があるため、コークスビン内部の付着鉱状態を把握する必要がある。
【０００４】
これに関連する従来技術として、韓国公開特許第１０−２００１−００６４１４９号公報、韓国公開特許第１０−２００３−００４４３７７号公報、及び韓国公開特許第１０−２００５−００６４７３２号公報などが挙げられ、これらを参照すると容易に理解することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、コークスビンのレベル変化を介して、ビン内部の付着鉱状態を推定することができるコークスビンの付着鉱測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した本発明の課題を解決するために、本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置は、複数のコークスビンに装入されるコークス、及び排出されるコークスのボリュームを計測するコークスボリューム計測部と、前記複数のコークスビンに装入されたコークス、及び前記複数のコークスビンから排出されたコークスの計測結果に基づいて、各コークスビンごとのコークスレベル変化特性モデルを導出して各コークスビンの付着鉱状態を計算するコークスビンレベル測定部と、を含むことができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一実施形態によると、コークスビンの付着鉱状態情報を提供することにより、コークスビンの安定在庫を正確に計算するのに寄与することができる。また、コークスビンのゲート開度の絞りや詰まり現象を事前に分かるようにする。尚、コークス装入時点を事前に予測することができることから、これを防止するコークスの需給操業を行うことができるようにすることで、高炉操業の安定性を確保することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置の概略的な構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスボリューム計測部の測定データを示すグラフである。
【図３ａ】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置の装入量、及び該当コークスビンのレベル上昇量データを示すグラフである。
【図３ｂ】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置の装入量、及び該当コークスビンのレベル上昇量データを示すグラフである。
【図４ａ】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置の排出発生、及び該当コークスビンのレベル下降量データを示すグラフである。
【図４ｂ】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置の排出発生、及び該当コークスビンのレベル下降量データを示すグラフである。
【図５ａ】各コークスビンごとのレベル上昇量データを示すグラフである。
【図５ｂ】各コークスビンごとのレベル上昇量データを示すグラフである。
【図５ｃ】各コークスビンごとのレベル上昇量データを示すグラフである。
【図６ａ】各コークスビンごとのレベル下降量データを示すグラフである。
【図６ｂ】各コークスビンごとのレベル下降量データを示すグラフである。
【図６ｃ】各コークスビンごとのレベル下降量データを示すグラフである。
【図７ａ】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置の付着鉱状態を計算する図である。
【図７ｂ】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置の付着鉱状態を計算する図である。
【図７ｃ】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置の付着鉱状態を計算する図である。
【図８】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル測定部の動作を示す動作フローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル測定部の動作を示す動作フローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル分析部のセンサーデータ高速受信部の動作を示す動作フローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル分析部のセンサーデータ後処理部の動作を示す動作フローチャートである。
【図１２】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル分析部の各イベント生成器の動作を示す動作フローチャートである。
【図１３】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル分析部の装入イベント生成部の動作を示す動作フローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル分析部の排出イベント生成部の動作を示す動作フローチャートである。
【図１５】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル分析部のレベル変化特性モデル導出部の動作を示す動作フローチャートである。
【図１６】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル分析部の装入パターン計算部及び排出パターン計算部の動作を示す動作フローチャートである。
【図１７】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル測定部の動作をより詳細に示す動作フローチャートである。
【図１８】本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置の付着鉱状態トレンド分析部の動作を示す動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付した図面を参照して、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができるように好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置の概略的な構成図である。
【００１１】
図１を参照すると、本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置１００は、コークスボリューム計測部１１０及びコークスビンレベル分析部１２０を含むことができる。
【００１２】
コークスボリューム計測部１１０は、複数のコークスビンに装入されるコークス及び排出されるコークスのボリュームを計測することができる。
【００１３】
コークスボリューム計測部１１０は、コークスボリュームセンサー部１１１、輸送位置センサー部１１２、コークスビンレベルセンサー部１１３、コークスビン振動センサー部１１４、及びセンサー信号収集／分析部１１５を含むことができる。
【００１４】
コークスボリュームセンサー部１１１は、ボリュームセンサーや重量センサーなどを用いることにより、コークスビンに連結されたベルトコンベアを通過するコークスのボリューム（量）を測定することができ、時系列データを介して管理してコークスボリュームの各部分がどのコークスビンに移送されたかを確認する用途として用いることができる。ボリュームセンサーとしては、レベル計、２Ｄ断面積計などを用いることができる。
【００１５】
輸送位置センサー部１１２は、トリッパーカー（Ｔｒｉｐｐｅｒ  Ｃａｒ）がどのコークスビンに停止しているかを測定することができる。ベルトコンベアを介して移送されるコークスは、トリッパーカーが位置するコークスビンに保存されることができる。
【００１６】
コークスビンレベルセンサー部１１３は、コークスビンに保存されたコークスの在庫量を測定することができる。一般的には、割合（％）や長さとして測定されることができる。
【００１７】
コークスビン振動センサー部１１４は、各コークスビンのバイブレーター（ｖｉｂｒａｔｏｒ）振動によってコークスが排出されたか否かを測定することができる。
【００１８】
センサー信号収集／分析部１１５は、コークスボリュームセンサー部１１１、輸送位置センサー部１１２、コークスビンレベルセンサー部１１３、コークスビン振動センサー部１１４で測定されるデータを、事前に設定された時間の間収集且つ分析することができる。また、各センサー部を介して収集したデータをビッグデータ（Ｂｉｇ  Ｄａｔａ）法により分析することができる。例えば、センサー信号収集／分析部１１５は、各センサー部から測定されたデータを１年分以上収集してデータベースに保存することができるとともに、各センサー部から測定されたデータを連携して分析することができるように、データが時系列的に、データベースに保存することができる。
【００１９】
図２（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスボリューム計測部の計測データを示すグラフである。
【００２０】
図１とともに図２（ａ）を参照すると、コークスボリュームセンサー部１１１のボリュームセンサー又は重量センサーを介してベルトコンベアに移送されるコークスの物量が測定されることが分かる。
【００２１】
図１とともに図２（ｂ）を参照すると、移送位置センサー部１１２によって移送されるコークスボリュームがどのコークスビンに装入されるかその位置が測定されることが分かる。
【００２２】
図１とともに図２（ｃ）を参照すると、コークスビン振動センサー部１１４は、各コークスビンに対してどの時点で排出のための振動が発生したかが測定されることが分かる。例えば、図示のように、６個のコークスビンを備える場合、各コークスビンの振動発生地点が測定されたことが分かる。
【００２３】
図１とともに図２（ｄ）を参照すると、コークスビンレベルセンサー部１１３は、移送されたコークスが各コークスビンに装入されるとき、又は各コークスビンからコークスが排出されるときに示されるコークスのレベル変化が測定されることが分かる。
【００２４】
再び図１を参照すると、コークスビンレベル分析部１２０は、複数のコークスビンに装入されたコークス、及び上記複数のコークスビンから排出されたコークスの計測結果に基づいて、各コークスビンごとのコークスレベル変化特性モデルを導出することにより、各コークスビンの付着鉱状態を計算することができる。
【００２５】
コークスビンレベル分析部１２０は、インタフェース部１２１、イベント生成部１２２、装入イベント生成部１２３、排出イベント生成部１２４、計算部１２５、分析部１２６を含むことができる。
【００２６】
インタフェース部１２１は、コークスボリューム計測部１１０のセンサー信号収集／分析部１１５からのセンサーデータを保存したセンサーデータベースとのデータ送受信を提供することができる。
【００２７】
インタフェース部１２１は、センサーデータインタフェース１２１ａ、センサーデータ高速受信部１２１ｂ、センサーデータ後処理部１２１ｃを含むことができる。
【００２８】
センサーデータインタフェース１２１ａは、コークスボリューム計測部１１０のセンサー信号収集／分析部１１５からの各センサーデータを収集するために必要な通信プロトコルを提供することができる。一般的に多く用いられるＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＯＰＣ（ＯＬＥ（Ｏｂｊｅｃｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ）  ｆｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）などの通信方法を用いることができる。
【００２９】
センサーデータ高速受信部１２１ｂは、センサーデータインタフェース１２１ａを介して上記センサーデータを高速に収集することができる。また、迅速な収集周期を保障するために、収集されたセンサーデータをファイル又はデータベースではなく、高速保存が可能なメモリベースのファイルに保存して、システムエラーによってデータが失われることを一定時間の間防止することができる。また、データ保存後に、センサーデータ後処理部１２１ｃにおいて、時間が多くかかる残りの作業を行うように要請することができる。
【００３０】
図１０は本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル分析部のセンサーデータ高速受信部の動作を示す動作フローチャートである。
【００３１】
図１とともに図１０を参照すると、センサーデータ高速受信部１２１ｂは、収集周期に応じて（Ｓ３１）、コークスボリュームセンサー部１１１、輸送位置センサー部１１２、コークスビンレベルセンサー部１１３、コークスビン振動センサー部１１４から測定されたデータを、センサーデータインタフェース１２１ａを介して収集し（Ｓ３２）、メモリベースのファイルに収集時点及び測定値をキューの形で保存することができる（Ｓ３３）。その後、センサーデータ後処理部１２１ｃに、残りの作業を行うように要請し、収集周期をチェックすることができる（Ｓ３４）。
【００３２】
センサーデータ後処理部１２１ｃは、メモリベースのファイルに臨時保存されたセンサーデータをクエリ（Ｑｕｅｒｙ）に変更し、センサーデータベースに保存することができる。また、データベースに保存された時系列データからイベントを生成し、様々な分析及び予測を行うことができるように、ボリュームイベント生成器１２２ａ、位置イベント生成器１２２ｂ、振動イベント生成器１２２ｃ、レベル変化イベント生成器１２２ｄに作業を行うように要請することができる。
【００３３】
図１１は本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル分析部のセンサーデータ後処理部の動作を示す動作フローチャートである。
【００３４】
図１とともに図１１を参照すると、後処理するデータが存在する場合（Ｓ４１）、メモリベースのファイルから各センサーデータを読み込んだ後（Ｓ４２）、メモリベースのファイルに臨時保存されたセンサーデータをクエリ（Ｑｕｅｒｙ）に変更して（Ｓ４３）、センサーデータベースに時系列データとして保存することができる。その後、当該イベント生成器に処理要請した後、後処理データの存在をチェックすることができる（Ｓ４４）。
【００３５】
イベント生成部１２２は、ボリュームイベント生成器１２２ａ、位置イベント生成器１２２ｂ、振動イベント生成器１２２ｃ、レベル変化イベント生成器１２２ｄを含むことができる。
【００３６】
ボリュームイベント生成器１２２ａは、データベースから事前に設定された上記指定期間中のコークスボリュームセンサーデータを読み込むことで、コークスビンに装入する全ボリュームを計算して、これに関するイベントを生成することができ、装入イベント生成部１２３が残りの作業を行うように要請することができる。
【００３７】
位置イベント生成器１２２ｂは、データベースから上記指定期間中のトリッパーカーの位置センサーデータを読み込むことで、トリッパーカーがどのコークスビンで何分間位置したかの履歴を計算して、これに関するイベントを生成することができ、装入イベント生成部１２３が残りの作業を行うように要請することができる。
【００３８】
振動イベント生成器１２２ｃは、データベースから上記指定期間中の各コークスビンのスライドゲート（ｓｌｉｄｅ  ｇａｔｅ）に対する振動センサーデータを読み込むことで、どのコークスビンで何分間バイブレーター（ｖｉｂｒａｔｏｒ）を動作させたかの履歴を計算して、これに関するイベントを生成することができ、排出イベント生成部１２４が残りの作業を行うように要請することができる。
【００３９】
レベル変化イベント生成器１２２ｄは、データベースから上記指定期間中のレベルセンサーデータを読み込むことで、各コークスビンごとにコークスのレベルがどのように変化したかの履歴を計算して、これに関するイベントを生成することができ、装入イベント生成部１２３及び排出イベント生成部１２４が残りの作業を行うように要請することができる。
【００４０】
図１２は本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル分析部の各イベント生成器の動作を示す動作フローチャートである。
【００４１】
図１とともに図１２を参照すると、ボリュームイベント生成器１２２ａ、位置イベント生成器１２２ｂ、振動イベント生成器１２２ｃ、レベル変化イベント生成器１２２ｄはそれぞれ、イベント処理要請が存在する場合（Ｓ５１）、イベントキューから１つのイベントを取り出し、データベースから該当センサーデータを照会し（Ｓ５２）、当該センサー部ごとの時系列履歴データを生成して（Ｓ５３）、装入イベント生成部１２３又は排出イベント生成部１２４に処理を要請した後、他のイベント処理要請が存在するか否かをチェックすることができる（Ｓ５４）。
【００４２】
装入イベント生成部１２３は、上記指定期間中に、ボリューム、輸送位置、レベル変化イベントを組み合わせて、各コークスビンごとに時系列上においてどの時点でどれくらいのボリュームが装入されて、コークスレベルがどの程度上昇したかを計算して、これに関するイベントを生成することができる。例えば、１回分の装入量に対するレベル上昇量を計算することができる。生成されたイベント情報は、時系列データ化してデータベースに保存することができる。
【００４３】
図１３は本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル分析部の装入イベント生成部の動作を示す動作フローチャートである。
【００４４】
図１とともに図１３を参照すると、装入イベント生成部１２３は、イベント処理要請が存在する場合（Ｓ６１）、イベントキューからボリューム、輸送位置、レベル変化イベントを１つずつ取り出して（Ｓ６２）、ボリューム、輸送位置、レベル変化イベントを組み合わせて１回分の装入量に対するレベル上昇量を計算し（Ｓ６３）、その後、データベースに装入量に対するレベル上昇量イベントを保存することができる（Ｓ６４）。
【００４５】
排出イベント生成部１２４は、上記指定期間中に振動及びレベル変化イベントを組み合わせて、各コークスビンごとに時系列上のある時間区間の間に何回の振動が発生し、このとき、該当コークスビンのコークスレベルがどの程度下降したかを計算して、これに関するイベントを生成することができる。例えば、１回分の振動量に対するレベル降下量を計算することができる。生成されたイベント情報は、時系列データ化してデータベースに保存することができる。
【００４６】
図１４は本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル分析部の排出イベント生成部の動作を示す動作フローチャートである。
【００４７】
図１とともに図１４を参照すると、排出イベント生成部１２４は、イベント処理要請が存在する場合（Ｓ７１）、イベントキューから振動及びレベル変化イベントを１つずつ取り出して（Ｓ７２）、振動及びレベル変化イベントを組み合わせて１回分の排出回数に対するレベル降下量を計算し（Ｓ７３）、その後、データベースに排出回数に対するレベル下降量イベントを保存することができる（Ｓ７４）。
【００４８】
計算部１２５は、各コークスビンごとの装入量予測値及び排出量予測値を計算することができる。
【００４９】
計算部１２５は、レベル変化特性モデル導出部１２５ａ、装入パターン計算部１２５ｂ、排出パターン計算部１２５ｃを含むことができる。
【００５０】
レベル変化特性モデル導出部１２５ａは、データベースに保存された装入イベント及び排出イベントのうち、事前に設定された特定の期間に該当するイベントを集めて回帰（ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ）して、装入量−レベル上昇量モデル数式（ｆ＿ｉｎｃ（ｘ））及び排出回数−レベル下降量モデル数式（ｆ＿ｄｅｃ（ｘ））を計算することができる。計算された数式は、コークス装入時点の予測及び付着鉱状態のトレンド分析に用いられ得る。上述したモデル数式は周期的に計算され、計算結果はデータベースに保存して時系列データとして管理され得る。上記周期は、設定ファイルから指定可能である。
【００５１】
図１５は本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル分析部のレベル変化特性モデル導出部の動作を示す動作フローチャートである。
【００５２】
図１とともに図１５を参照すると、レベル変化特性モデル導出部１２５ａは、更新周期が開始されると（Ｓ８１）、データベースから装入量−レベル上昇量、排出回数−レベル下降量時系列データを照会し（Ｓ８２）、照会されたデータに対して回帰を適用し（Ｓ８３）、装入量−レベル上昇量モデル数式（ｆ＿ｉｎｃ（ｘ））及び排出回数−レベル下降量モデル数式（ｆ＿ｄｅｃ（ｘ））の結果を導出することができる（Ｓ８４）。導出されたモデル数式値は、データベースに時系列データとして保存され（Ｓ８５）、コークス装入時点予測部１２６ｂ及び付着鉱状態トレンド分析部１２６ａに結果を伝達することができる（Ｓ８６）。
【００５３】
装入パターン計算部１２５ｂは、データベースに保存された過去の装入イベントを収集し、今後の各コークスビンごとに装入量がどの程度になるかの装入量予測値を計算することができる。装入量予測値は、平均時間当たりの装入量として示すことができ、対象イベントの分析期間は、設定ファイルから指定可能である。上述した装入パターンは周期的に計算され得、計算結果はデータベースに保存して時系列データとして管理され得る。
【００５４】
排出パターン計算部１２５ｃは、データベースに保存された過去の排出イベントを収集し、今後の各コークスビンごとに排出量がどの程度になるかの排出量予測値を計算することができる。排出量予測値は、平均時間当たりの排出量として示すことができ、対象イベントの分析期間は、設定ファイルから指定可能である。上述した排出パターンは周期的に計算されることができ、計算結果はデータベースに保存して時系列データで管理され得る。
【００５５】
図１６は本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル分析部の装入パターン計算部及び排出パターン計算部の動作を示す動作フローチャートである。
【００５６】
図１とともに図１６を参照すると、上述した装入パターン計算部１２５ｂ及び排出パターン計算部１２５ｃはそれぞれ、更新周期が開始されると（Ｓ９１）、データベースから装入量−レベル上昇量又は排出回数−レベル下降量イベントを照会し（Ｓ９２）、照会されたイベントに基づいて、平均時間当たりの装入量又は排出量を計算して（Ｓ９３）、コークス装入時点予測部１２６ｂに結果を伝達することができる（Ｓ９４）。
【００５７】
図３ａ及び図３ｂは本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置の装入量、及び該当コークスビンのレベル上昇量データを示すグラフである。
【００５８】
図３ａを参照すると、ベルトコンベアに移送中であるコークスボリュームを追跡して、該当ボリュームが装入されたコークスビンを見つけるか、又は装入時点に移送されたコークスボリュームを時差を用いて逆に計算し、該当ボリュームが装入されたコークスビンを見つけることができる。移送中のコークスボリュームの追跡は特定の時間区間を単位に移送ボリュームを計算し、計算された移送ボリュームはベルトコンベアの速度でトリッパーカーが位置するコークスビンに移送させるように計算し、移送されたボリュームにより、実際にコークスビンのコークスレベルが増加したか否かを検証して、装入されたか否かを判断して追跡することができる。
【００５９】
図３ｂを参照すると、コークス装入量に対する該当コークスビンのレベル上昇量データポイントを計算したグラフを見ることができる。
【００６０】
図４ａ及び図４ｂは本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置の排出発生、及び該当コークスビンのレベル下降量データを示すグラフである。
【００６１】
図４ａを参照すると、排出発生時における該当コークスビンのコークスレベルの低下量を追跡することで、図４ｂに示すように、排出回数に対するレベル減少量データを計算することができる。
【００６２】
図５ａ〜図５ｃは各コークスビンごとのレベル上昇量データを示すグラフである。
【００６３】
図５ａ〜図５ｃを参照すると、例えば、第１〜第６コークスビン＃１、＃２、＃３、＃４、＃５、＃６を備える場合、各コークスビンは、同一の装入量であっても、互いに異なるレベル上昇量を示すことが分かる。これにより、ビッグデータ分析法のうち１つである回帰法（ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ）を介して、各コークスビンごとの数式モデルを導出する必要がある。但し、本特性は、設備、付着鉱状態による影響を受けるため周期的に再計算する必要がある。
【００６４】
図６ａ〜図６ｃは各コークスビンごとのレベル下降量データを示すグラフである。
【００６５】
図６ａ〜図６ｃを参照すると、例えば、第１〜第６コークスビン＃１、＃２、＃３、＃４、＃５、＃６を備える場合、各コークスビンは、同一の排出回数であっても、互いに異なるレベル降下量を示すことが確認できる。これにより、ビッグデータ分析法のうち１つである回帰法（ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ）を介して、各コークスビンごとの数式モデルを導出する必要がある。但し、本特性は、設備、付着鉱状態による影響を受けるため周期的に再計算する必要がある。
【００６６】
分析部１２６は、各コークスビンごとのレベル変化に応じて、コークスビン内部の付着鉱状態変化を分析することができ、計算部１２５の装入量予測値及び排出量予測値ならびに各コークスビンごとのレベル変化に応じたコークスビン内部のコークスの高炉装入時点をさらに計算することができる。
【００６７】
分析部１２６は、付着鉱状態トレンド分析部１２６ａ、コークス装入時点予測部１２６ｂを含むことができる。
【００６８】
コークス装入時点予測部１２６ｂは、上記装入量予測値及び排出量予測値、ならびに装入量−レベル上昇量モデル数式及び排出回数−レベル下降量モデル数式に基づいた該当コークスビン内部のコークスの高炉装入時点を計算することができる。より詳細には、装入量予測値、排出量予測値、ならびにコークスビンごとのレベル変化特性モデル数式を用いることで、どの時点にコークスビンのレベルが基準以下に低下し、コークスビン壁部のコークスが高炉に装入するかの時点を計算することができる。また、どの期間まで予測するかの予測期間は、設定ファイルから指定可能である。
【００６９】
各構成要素で計算された値はリアルタイムで画面に表示されることができ、例えば、秒単位、レベル上昇特性モデル、レベル降下特性モデル、コークス装入時点、付着鉱状態などがＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ−ｍａｃｈｉｎｅ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）の方法で表示されることができる。
【００７０】
図８は本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル測定部の動作を示す動作フローチャートである。
【００７１】
図１とともに図８を参照すると、該当コークスビンの特性モデル数式値（ｆ＿ｉｎｃ（ｘ）、ｆ＿ｄｅｃ（ｘ））をデータベースから照会し、平均時間当たりの装入量（Ｉ）及び平均時間当たりの排出量（Ｏ）を受信することができる（Ｓ１１）。
【００７２】
その後、下記数式１のようにコークスビンのレベルを予測することができる（Ｓ１２）。
（数式１）
未来のコークスビンレベル＝現在のコークスビンレベル＋（ｆ＿ｉｎｃ（Ｉ）−ｆ＿ｄｅｃ（Ｏ））
【００７３】
図１７は本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル測定部の動作をより詳細に示す動作フローチャートである。
【００７４】
図１とともに図１７を参照すると、コークス装入時点予測部１２６ｂは、更新周期が開始されると（Ｓ１０１）、データベースから各コークスビンに該当する特性モデル数式値（ｆ＿ｉｎｃ（ｘ）、ｆ＿ｄｅｃ（ｘ））を照会し、平均時間当たりの装入量（Ｉ）及び平均時間当たりの排出量（Ｏ）を受信することができる（Ｓ１０２）。
【００７５】
上述した数式１に基づいて、未来のコークスビンのコークスレベルを計算し、計算された未来のコークスビンのコークスレベルが危険基準以下であれば、コークス装入時点の予測を繰り返し、危険基準以上であれば（Ｓ１０３）、コークスビンのコークスレベルの低下が予測されることをアラーム発生することができる（Ｓ１０４）。
【００７６】
付着鉱状態トレンド分析部１２６ａは、レベル変化特性モデル導出部からの装入量−レベル上昇量モデル数式及び排出回数−レベル下降量モデル数式に基づいて、コークスビン内部の付着鉱脱落、増加、及び減少を分析することができる。より詳細には、データベースに時系列で保存されたコークスビンごとのレベル変化特性モデル数式値を分析し、数式値の変化程度を分析して、数式による傾き値、又はこれに準ずる値が変化した際に、これを基準に付着鉱が脱落したか、又は増加もしくは減速したかを分析して計算することができる。また、付着鉱発生により、コークス高炉装入発生可能なレベルも再計算することができる。どの期間までの付着鉱トレンドを分析するかは、設定ファイルから指定可能である。
【００７７】
図７ａ〜図７ｃは本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置の付着鉱状態を計算する図である。
【００７８】
図７ａを参照すると、付着鉱によるレベル下降変化を確認することができる。これは、排出を複数回試みたにもかかわらず、該当コークスビンのレベルが排出回数に比べて非常に低いか、又はほとんどないことを意味する。また、付着鉱による開度が絞られているか、又は詰まっていることを意味することができる（図面に示される円形を参照）。これは、ビッグデータのクラスタリング（ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ）、クックの距離（ｃｏｏｋ’ｓ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）計算などの方法でアウトライナー（ｏｕｔｌｉｎｅｒ）対象を抽出することができる。
【００７９】
図７ｂを参照すると、付着鉱発生により、同一量のコークスがコークスビンに装入れたとき、コークスレベルが相対的に高く上昇することができる。これにより、付着鉱の量を推定することができる。
【００８０】
図７ｃを参照すると、各変化量の情報を用いることにより、時間に応じた付着鉱状態のトレンドを分析して、問題時点を把握することができる。また、付着鉱によるコークス装入可能レベルの有意レベルの変更も可能である。
【００８１】
図９は本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置のコークスビンレベル測定部の動作を示す動作フローチャートである。
【００８２】
図１とともに図９を参照すると、付着鉱状態トレンド分析部１２６ａは、装入量−レベル上昇量モデル数式値（ｆ＿ｉｎｃ（ｘ））と、最近収集された装入量−レベル上昇量Ｋとを比較して、同一装入量値Ｉを基準に、付着鉱量を測定することができる（Ｓ２１）。
【００８３】
すなわち、下記数式２のように付着鉱量を測定することができる。
（数式２）
異常レベル上昇量（Ａ）＝Ｋ−ｆ＿ｉｎｃ（Ｉ）
付着鉱量＝Ａ＊コークスビンの全容量
【００８４】
次に、下記数式３のように付着鉱の増加によるコークス装入レベルを再計算することができる（Ｓ２２）。
（数式３）
危険基準レベル＝既存の危険基準レベル＋ａ・（１００＊付着鉱量／コークスビンの全容量）
ここで、ａは、使用者が指定した反映率であることができる。
【００８５】
その後、ビッグデータのクラスタリング（ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ）、クックの距離（ｃｏｏｋ’ｓ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）計算などの方法で排出回数に対する下降量データを調査し、アウトライナー（ｏｕｔｌｉｎｅｒ）に該当するデータの存在を確認する。これにより、付着鉱によってコークスビンの開度が絞られているか、又は詰まっているというアラームを発生させることができる（Ｓ２３）。
【００８６】
図１８は本発明の一実施形態によるコークスビンの付着鉱測定装置の付着鉱状態トレンド分析部の動作を示す動作フローチャートである。
【００８７】
図１とともに図１８を参照すると、付着鉱状態トレンド分析部１２６ａは、更新周期が開始されると（Ｓ１１１）、データベースから各コークスビンに該当する特性モデル数式値（ｆ＿ｉｎｃ（ｘ）、ｆ＿ｄｅｃ（ｘ））を照会し（Ｓ１１２）、各コークスビンごとの数式値の変動を調査して（Ｓ１１３）、上記数式２のように装入量−レベル上昇量モデル数式値（ｆ＿ｉｎｃ（ｘ））と、最近収集された装入量−レベル上昇量Ｋとを比較して、同一装入量値Ｉに基づいて、付着鉱量を測定することができる（Ｓ１１３）。次に、数式３のように、付着鉱の増加によるコークス装入レベルを再計算することができる（Ｓ１１４）。その後、ビッグデータのクラスタリング（ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ）、クックの距離（ｃｏｏｋ’ｓ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）計算などの方法で排出回数に対するレベル下降量データを調査し、アウトライナー（ｏｕｔｌｉｎｅｒ）に該当するデータの存在を確認する。これにより、付着鉱によってコークスビンの開度が絞られているか、又は詰まっているというアラームを発生させることができる（Ｓ１１５）。
【００８８】
上述のように、本発明の一実施形態によると、コークスビンの付着鉱状態情報を提供することにより、コークスビンの安定在庫を正確に計算するのに寄与することができる。また、コークス装入時点を事前に予測することができることから、これを防止するコークスの需給操業を行うことができるようにすることができる。尚、コークスビンのゲート開度の絞りや詰まり現象を事前に分かるようにすることで、高炉操業の安定性を確保することができるという効果がある。
【００８９】
以上、説明した本発明は、上述した実施例及び添付した図面によって限定されるものではなく、後述する特許請求の範囲によって限定される。また、本発明の構成は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、その構成を多様に変更及び改造することができることを、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は簡単に理解することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１００  コークスビンの付着鉱測定装置
１１０  コークスボリューム計測部
１１１  コークスボリュームセンサー部
１１２  輸送位置センサー部
１１３  コークスビンレベルセンサー部
１１４  コークスビン振動センサー部
１１５  センサー信号収集／分析部
１２０  コークスビンレベル分析部
１２１  インタフェース部
１２１ａ  センサーデータインタフェース
１２１ｂ  センサーデータ高速受信部
１２１ｃ  センサーデータ後処理部
１２２  イベント生成部
１２２ａ  ボリュームイベント生成器
１２２ｂ  位置イベント生成器
１２２ｃ  振動イベント生成器
１２２ｄ  レベル変化イベント生成器
１２３  装入イベント生成部
１２４  排出イベント生成部
１２５  計算部
１２５ａ  レベル変化特性モデル導出部
１２５ｂ  装入パターン計算部
１２５ｃ  排出パターン計算部
１２６  分析部
１２６ａ  付着鉱状態トレンド分析部
１２６ｂ  コークス装入時点予測部
【図１】
2021509424.tif 000003
【図２】
2021509424.tif 000004
【図３ａ】
2021509424.tif 000005
【図３ｂ】
2021509424.tif 000006
【図４ａ】
2021509424.tif 000007
【図４ｂ】
2021509424.tif 000008
【図５ａ】
2021509424.tif 000009
【図５ｂ】
2021509424.tif 000010
【図５ｃ】
2021509424.tif 000011
【図６ａ】
2021509424.tif 000012
【図６ｂ】
2021509424.tif 000013
【図６ｃ】
2021509424.tif 000014
【図７ａ】
2021509424.tif 000015
【図７ｂ】
2021509424.tif 000016
【図７ｃ】
2021509424.tif 000017
【図８】
2021509424.tif 000018
【図９】
2021509424.tif 000019
【図１０】
2021509424.tif 000020
【図１１】
2021509424.tif 000021
【図１２】
2021509424.tif 000022
【図１３】
2021509424.tif 000023
【図１４】
2021509424.tif 000024
【図１５】
2021509424.tif 000025
【図１６】
2021509424.tif 000026
【図１７】
2021509424.tif 000027
【図１８】
2021509424.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月24日(2020.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記インタフェース部は、
前記コークスボリューム計測部からの各センサーデータを収集するために、通信プロトコルを提供するセンサーデータインタフェースと、
前記センサーデータインタフェースを介して前記センサーデータを高速に収集するセンサーデータ高速受信部と、
メモリベースのファイルに臨時保存された前記センサーデータをクエリ（Ｑｕｅｒｙ）に変更して、前記センサーデータベースに保存するセンサーデータ後処理部と、
を含むことを特徴とする請求項３または４に記載のコークスビンの付着鉱測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記イベント生成部は、
前記センサーデータベースから前記指定期間中のコークスボリュームセンサーデータを読み込むことで、前記コークスビンに装入するコークスの全ボリュームを計算し、これに関するイベントを生成するボリュームイベント生成器と、
前記センサーデータベースから前記指定期間中の輸送位置センサーデータを読み込むことで、前記トリッパーカーが前記各コークスビンに位置する時間履歴を計算し、これに関するイベントを生成する位置イベント生成器と、
前記センサーデータベースから前記指定期間中の前記各コークスビンのスライドゲートの振動センサーデータを読み込むことで、前記各コークスビンのバイブレータ動作時間履歴を計算し、これに関するイベントを生成する振動イベント生成器と、
前記センサーデータベースから前記指定期間中のレベルセンサーデータを読み込むことで、各コークスビンのレベル変化履歴を計算し、これに関するイベントを生成するレベル変化イベント生成器と、
を含むことを特徴とする請求項３または５に記載のコークスビンの付着鉱測定装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
前記計算部は、
装入イベント及び排出イベントのうち事前に設定された特定期間に該当するイベントを集めて回帰（ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ）して、装入量−レベル上昇量モデル数式及び排出回数−レベル下降量モデル数式を計算するレベル変化特性モデル導出部と、
以前に保存された装入イベントに基づいて、前記各コークスビンごとの前記装入量予測値を計算する装入パターン計算部と、
以前に保存された排出イベントに基づいて、前記各コークスビンごとの前記排出量予測値を計算する排出パターン計算部と、
を含むことを特徴とする請求項３または６に記載のコークスビンの付着鉱測定装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
上述した数式１に基づいて、未来のコークスビンのコークスレベルを計算し（Ｓ１０３）、計算された未来のコークスビンのコークスレベルが危険基準以下であれば、コークス装入時点の予測を繰り返し、危険基準以上であれば（Ｓ１０４）、コークスビンのコークスレベルの低下が予測されることをアラーム発生することができる（Ｓ１０５）。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
図１とともに図１８を参照すると、付着鉱状態トレンド分析部１２６ａは、更新周期が開始されると（Ｓ１１１）、データベースから各コークスビンに該当する特性モデル数式値（ｆ＿ｉｎｃ（ｘ）、ｆ＿ｄｅｃ（ｘ））を照会し（Ｓ１１２）、各コークスビンごとの数式値の変動を調査して（Ｓ１１３）、上記数式２のように装入量−レベル上昇量モデル数式値（ｆ＿ｉｎｃ（ｘ））と、最近収集された装入量−レベル上昇量Ｋとを比較して、同一装入量値Ｉに基づいて、付着鉱量を測定することができる（Ｓ１１４）。次に、数式３のように、付着鉱の増加によるコークス装入レベルを再計算することができる（Ｓ１１５）。その後、ビッグデータのクラスタリング（ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ）、クックの距離（ｃｏｏｋ’ｓ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）計算などの方法で排出回数に対するレベル下降量データを調査し、アウトライナー（ｏｕｔｌｉｎｅｒ）に該当するデータの存在を確認する。これにより、付着鉱によってコークスビンの開度が絞られているか、又は詰まっているというアラームを発生させることができる（Ｓ１１６）。
【国際調査報告】
2021509424.tif 000029
2021509424.tif 000030
2021509424.tif 000031
2021509424.tif 000032