(57)【要約】【課題】焼結機ので焼結時間の予測を行う。【解決手段】焼結機１における焼結時間を予測する方法において、（ａ）現時刻の最高温度と所定温度とを有する複数の風箱位置を選出する工程と、（ｂ）前記風箱位置の過去状態変化履歴を用いて予測最高温度を算出する工程と、（ｃ）予測最高温度をもとに予測所定温度を算出する工程と、（ｄ）予測最高温度及び予測所定温度に対応する風箱位置を算出する工程と、（ｅ）前記予測温度分布を用いて、目標温度に対応する風箱位置を算出し、その位置から着火手段までの距離と現時刻における搬送手段速度とにより焼結時間を算出する工程とを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉鉱を機長方向に所定厚みで搬送する搬送手段と、前記搬送手段上の粉鉱に着火する着火手段と、この着火手段の下流側であって搬送手段の下方で機長方向に複数配置され且つ吸気することで粉鉱の焼結を促進させる風箱とを有する焼結機において、
現時刻での機長方向の温度分布と現時刻までの過去状態変化履歴とを求め、両データをもとにして所定時間後の予測温度分布を算出し、
前記予測温度分布を用いて、前記粉鉱が予め設定された目標温度に達するために要する時間である焼結時間を算出することを特徴とする焼結機における焼結時間予測方法。
【請求項２】
前記焼結時間予測方法は、
（ａ）現時刻での機長方向の温度分布における最高温度とこの最高温度をもとに設定された所定温度とを有する複数の風箱位置を選出する工程と、
（ｂ）前記選出された風箱位置の過去状態変化履歴を用いて所定時間後の予測最高温度を算出する工程と、
（ｃ）前記予測最高温度をもとに所定時間後の予測所定温度を算出する工程と、
（ｄ）前記予測最高温度及び予測所定温度に対応する風箱位置を算出し、所定時間後の予測温度分布を導出する工程と、
（ｅ）前記予測温度分布を用いて、前記目標温度に対応する風箱位置を算出し、当該風箱位置から着火手段までの距離と現時刻における搬送手段速度とにより焼結時間を算出する工程と、
を有しており、
前記（ａ）から（ｅ）の工程を順次行うことを特徴とする請求項１に記載の焼結機における焼結時間予測方法。
【請求項３】
前記（ａ）工程は、所定温度を最高温度の一定比率値とすることを特徴とする請求項２に記載の焼結機における焼結時間予測方法。
【請求項４】
前記（ａ）工程は、前記最高温度を有する風箱が所定時間前に存在した位置を算出し、その位置にある風箱内の温度を前記所定温度とすることを特徴とする請求項２に記載の焼結機における焼結時間予測方法。
【請求項５】
前記（ａ）工程は、最高温度から一定温度を差し引くことで所定温度を算出することを特徴とする請求項２に記載の焼結機における機長方向の温度分布予測方法。
【請求項６】
前記（ｂ）工程は、風箱の過去状態変化履歴を入力値とした線形式により予測最高温度を算出することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の焼結機における焼結時間予測方法。
【請求項７】
前記過去状態変化履歴は、風箱内温度履歴又は風箱内圧力履歴又は搬送手段の速度操作量履歴であることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の焼結機における焼結時間予測方法。
【請求項８】
前記（ｃ）工程は、予測所定温度を予測最高温度の一定比率値として算出することを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の焼結機における焼結時間予測方法。
【請求項９】
前記（ｄ）工程は、前記予測最高温度及び予測所定温度を入力値とした線形式により風箱位置を算出することを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の焼結機における焼結時間予測方法。
【請求項１０】
前記（ｄ）工程は、着火手段からの機長方向距離又は搬送に要する経過時間を用いて風箱位置を算出することを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の焼結機における焼結時間予測方法。
【請求項１１】
請求項２〜１０のいずれかに記載された焼結時間予測方法により算出された焼結時間をもとに、前記搬送手段の速度操作量を算出し且つ焼結機に対して設定することを特徴とする焼結機における操業方法。
【請求項１２】
前記（ｄ）工程で導出された予測温度分布について、搬送手段の速度操作による当該温度分布の変移を算出し、変移後の予測温度分布を用いて所定風箱内の温度が前記目標温度に達するように速度操作量を設定することを特徴とする請求項１１に記載の焼結機における操業方法。
【請求項１３】
前記搬送手段の目標速度と前記速度操作量を適用した際の搬送手段の速度との差の二乗和と、搬送手段の速度操作量の二乗との和が最小になるように前記速度操作量を設定することを特徴とする請求項１２に記載の焼結機における操業方法。
【請求項１４】
前記予測された焼結時間と着火手段から所定風箱までの搬送経過時間との差の二乗和と、搬送手段の速度操作量の二乗との和が最小になるように前記速度操作量を設定することを特徴とする請求項１２に記載の焼結機における操業方法。
【請求項１５】
前記所定風箱を焼結が完了する位置に対応する風箱とし、前記目標温度を焼結が完了する温度とすることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載の焼結機における操業方法。
【請求項１６】
前記温度は風箱内の排気温度であることを特徴とする請求項２〜１５のいずれかに記載の焼結機における焼結時間予測方法又は操業方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼結機における焼結時間予測方法及び操業方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
焼結機は、粉鉱と粉状コークスとが混合された原料に着火し、前記着火された原料を搬送手段で機長方向に搬送しつつ、下方の風箱で吸気することにより焼結を進行させ、高炉に投入可能な焼結鉱を製造するものである。
このような焼結機において、粉鉱の焼結を適切に行うためには、機長方向における温度分布を把握することが非常に重要であり、従来から風箱内の温度等をもとに機長方向温度分布を検出するようにしている。また、多くの操業実績より、機長方向の温度分布において最高温度を示した点が、焼結が完了する位置に対応していることが知られており、この焼結完了位置を機長方向のどの位置に持ってくるか、そのために搬送手段の速度をどの程度にするかは、品質のよい焼結鉱を得るための重要なファクターとなっている。
【０００３】
特許文献１には、焼結機の排気温度から焼結が完了する位置を検出し、前記焼成完了の位置が目標位置にくるように搬送手段の速度を制御する技術が開示されている。
前記着火手段から焼結完了位置までの距離を見いだすためには、現時刻における機長方向の温度分布を用い、温度曲線上の最高温度点が焼結完了位置に対応するものとしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−２２８４３０号公報  （第２〜３頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際の焼結機においては、機内の温度は様々な要因で変化し、温度分布は時間が経つごとに変移するものであるため、焼結完了位置の正確な距離は刻々変化するものとなっている。ゆえに、現時刻での温度分布から得られる焼結完了位置だけを入力とした搬送手段の速度制御を行うだけでは、正確な制御が困難であるといった問題が存在した。
また、特許文献１は、焼結が完了する位置に着目した焼結機の速度制御を行っているが、前記焼結完了位置にこだわることなく、任意の燃焼・焼結状態のデータを入力値とした速度制御の方がフレキシブルな操業を行えることが実績としてわかっている。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、複数の風箱位置の過去状態変化履歴を用いた焼結機機長方向の温度予測を行った上で焼結時間の予測を行う方法を提供すると共に、この焼結時間を基にして搬送手段の速度操作量の算出し且つ搬送手段の制御を行うことを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
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、本発明における課題解決のための技術的手段は、粉鉱を機長方向に所定厚みで搬送する搬送手段と、前記搬送手段上の粉鉱に着火する着火手段と、この着火手段の下流側であって搬送手段の下方で機長方向に複数配置され且つ吸気することで粉鉱の焼結を促進させる風箱とを有する焼結機において、現時刻での機長方向の温度分布と現時刻までの過去状態変化履歴とを求め、両データをもとにして、所定時間後の予測温度分布を算出し、前記予測温度分布を用いて、前記粉鉱が予め設定された目標温度に達するために要する時間である焼結時間を算出することを特徴とする。
【０００８】
この技術的手段によれば、現時刻での機長方向の温度分布と過去状態変化履歴とを用いて、所定時間後の予測温度分布を算出し、この予測温度分布を基にして、前記粉鉱が予め設定された目標温度に達するために要する時間である焼結時間を算出することが可能となる。
また、本発明における課題解決のための技術的手段は、前記焼結時間予測方法は、（ａ）現時刻での機長方向の温度分布における最高温度とこの最高温度をもとに設定された所定温度とを有する複数の風箱位置を選出する工程と、（ｂ）前記選出された風箱位置の過去状態変化履歴を用いて所定時間後の予測最高温度を算出する工程と、（ｃ）前記予測最高温度をもとに所定時間後の予測所定温度を算出する工程と、（ｄ）前記予測最高温度及び予測所定温度に対応する風箱位置を算出し、所定時間後の予測温度分布を導出する工程と、（ｅ）前記予測温度分布を用いて、予め設定された目標温度に対応する風箱位置を算出し、当該風箱位置から着火手段までの距離と現時刻における搬送手段速度とにより焼結時間を算出する工程と、を有しており、前記（ａ）から（ｅ）の工程を順次行うことを特徴とする。
【０００９】
この技術的手段によれば、前記（ａ）工程〜（ｄ）工程を順次に行うことで焼結機の機長方向における所定時間後の温度分布の予測を行うことが可能となる。
すなわち、現時刻における焼結機の機長方向の温度分布を調べ、それから最高温度を検出し、この最高温度をもとに、一定の手続きにもとづいて複数の所定温度を選出することで、前記最高温度と所定温度に対応する複数の風箱位置を前記温度分布にもとづいて選出することができるようになる。［（ａ）工程］
その後、選び出された風箱位置の過去状態変化履歴を用いて、一定の予測式に基づいて所定時間後の予測最高温度を算出することができ［（ｂ）工程］、前記予測最高温度をもとに、一定の予測手続きで、所定時間後の複数の予測所定温度を算出することができるようになる。［（ｃ）工程］
その後、一定の予測手続きで、前記予測最高温度及び予測所定温度に対応する風箱位置を算出できるようになる。［（ｄ）工程］
その後、任意に設定できる目標温度を定めた上で、前記予測温度分布を用いて、前記目標温度に対応する風箱位置を算出し、当該風箱位置と着火手段とまでの距離と、現時刻の搬送手段速度とにより焼結時間を算出する［（ｅ）工程］。
【００１０】
上記工程を経ることで、所定時間後の焼結時間を予測することが可能となる。
なお、前記（ａ）工程は、所定温度を最高温度の一定比率値とすればよく、前記最高温度を有する風箱が所定時間前に存在した位置を算出し、その位置にある風箱内の温度を前記所定温度としてもよい。最高温度から一定温度を差し引くことで所定温度を算出するようにしても何ら問題はない。
また、前記（ｃ）工程は、予測所定温度を予測最高温度の一定比率値として算出するとよい。
【００１１】
また、本発明における課題解決のための技術的手段は、前記（ｂ）工程は、風箱の過去状態変化履歴を入力値とした線形式により予測最高温度を算出することを特徴とする。
この技術的手段によれば、風箱の過去状態変化履歴を入力値とした線形予測式により、予測最高温度が算出されることになる。加えて、予測式が線形であるため計算量が少なくなると共に、入力と出力との因果関係が明確となる温度予測が行えるようになる。
【００１２】
また、本発明における課題解決のための技術的手段は、前記過去状態変化履歴は、風箱内温度履歴又は風箱内圧力履歴又は搬送手段の速度操作量履歴であることを特徴とする。
この技術的手段によれば、焼結機の温度分布に直接関係する風箱内温度履歴又は風箱内圧力履歴又は搬送手段の速度操作量履歴を用いて予測最高温度を算出できるようになり、精度の高い温度分布予測ができるようになる。
また、本発明における課題解決のための技術的手段は、前記（ｄ）工程は、前記予測最高温度及び予測所定温度を入力値とした線形式により風箱位置を算出することを特徴とする。
【００１３】
この技術的手段によれば、予測最高温度及び予測所定温度を入力値としたの線形予測式により、それぞれに対応する風箱位置が算出されることになる。加えて、予測式が線形であるため、計算量が少なくなると共に入力と出力との因果関係が明確である予測が行えるようになる。
なお、前記（ｄ）工程は、着火手段からの機長方向距離又は搬送に要する経過時間を用いて風箱位置を算出するようにしてもよい。
また、本発明における課題解決のための技術的手段は、前記焼結時間をもとに前記技術的手段のいずれかに記載された焼結時間予測方法により算出された焼結時間をもとに、前記搬送手段の速度操作量を算出し且つ焼結機に対して設定することを特徴とする。
【００１４】
この技術的手段によれば、所定時間後の予測温度分布から算出された焼結時間に基づく搬送手段の速度操作量が求めることが出来るようになる。前記速度操作量を焼結機に適用することで良好な焼結鉱を製造できるようになる。
また、本発明における課題解決のための技術的手段は、前記（ｄ）工程で導出された予測温度分布について、搬送手段の速度操作による当該温度分布の変移を算出し、変移後の予測温度分布を用いて所定風箱内の温度が前記目標温度に達するように速度操作量を設定することを特徴とする。
【００１５】
この技術的手段によれば、（ｄ）工程により算出された、搬送手段の速度操作量を変化しない場合の予測温度分布をもとに、速度操作量を変化させた場合の温度分布を予測することができるようになると共に、前記温度分布を用いて、搬送手段の速度操作量を算出することができるようになる。
詳しくは、搬送手段の速度操作による当該温度分布の変移を算出し、変移後の予測温度分布を用いて所定風箱内の温度が予め設定された目標温度に達するように搬送手段の速度操作量を設定することができ、最適な焼結機の速度操作量を算出することができるようになる。
【００１６】
なお、好ましくは、前記搬送手段の目標速度と前記速度操作量を適用した際の搬送手段の速度との差の二乗和と、搬送手段の速度操作量の二乗との和が最小になるように前記速度操作量を設定するとよい。
前記予測された焼結時間と着火手段から所定風箱までの搬送経過時間との差の二乗和と、搬送手段の速度操作量の二乗との和が最小になるように前記速度操作量を設定しても何ら問題はない。
これにより、速度操作量を最適制御の理論にもとづいて算出することが可能となる。
【００１７】
また、本発明における課題解決のための技術的手段は、前記温度は風箱内の排気温度であることを特徴とする。
この技術的手段によれば、粉鉱の焼結にもっとも関係深い風箱内の排気温度を検出温度及び予測温度とすることができ、風箱内に温度計を設置するのみで前記排気温度を検出することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図に基づいて説明する。
図１は、連続式焼結機１を例示したものであり、粉鉱と粉状コークスとが混合された原料２を機長方向に搬送する搬送手段３を有し、この搬送手段３は、無端帯状に配置された複数のパレット（焼結なべ）が長手方向上流及び下流に配置されたスプロケットホイル４で駆動されるものである。
前記搬送手段３の上流側で且つ上方には、パレットに原料２を装入する原料装入手段５が設けられおり、前記パレット上に一定の層厚で原料２を敷き詰めるようにしている。原料装入手段５の下流側で且つ上方には、原料２の上方に着火するべくガスバーナが備えられた着火手段６が設けられている。
【００１９】
搬送手段３の下方には、複数の風箱７が長手方向に配置されており、この風箱７に連通している排風機（図示せず）により吸気されるようになっている。風箱７は、吸気することで原料２層内に空気を供給し、粉鉱の焼結を促進させるものとなっている。
したがって、前記粉鉱を含む原料２は、搬送手段３の上流側すなわち給鉱部８にある原料装入手段５によりパレットに層状に装入され、着火手段６により原料２の上層に着火される。着火された原料２は下流側へ搬送されるうちに、上層から下層へ燃焼・焼結が進み、下流側出口すなわち排鉱部９では全層に亘る焼結が完了して、高炉への投入に適した焼結鉱が製造されるようになる。
【００２０】
かかる焼結機１において、粉鉱の焼結を適切に行うためには、機長方向における温度分布を把握することが非常に重要であり、本実施形態の場合は、排気（排ガス）の温度を検出するために、前記複数の風箱７内に熱電対等からなる排ガス温度計１０を設置している。この排ガス温度計１０の検出する温度をもとに、機長方向の温度分布を知ることが出来る。
焼結機機長方向の温度分布の一例を図３に示す。この図において横軸は、風箱番号を示し、着火手段６の配置された位置を原点とした機長方向の距離を意味するものとなっている。縦軸は風箱内温度（風箱温度）（℃）すなわち風箱７内の排ガス温度を示すものとなっている。
【００２１】
多くの操業実績より、機長方向の温度分布において最高温度を示した点が、焼結が完了する位置に対応しており、この図の場合は、風箱番号Ｎｏ．１６の位置において焼結が完了していることが示唆されている。
この焼結完了位置を機長方向のどの風箱位置に持ってくるか、ひいては搬送手段３の速度（パレット速度）をどの程度にするかは、品質のよい焼結鉱を得るための重要な要素となってくる。
また、前記速度操作量を決定するためには、正確な温度分布の予測と、それに基づく原料の焼結時間の予測とを行うことが非常に重要な事柄となってくる。
【００２２】
以下、本発明にかかる焼結機１における機長方向の温度分布予測とそれに基づく焼結時間の予測方法を、図２のフローチャート、及び図３〜図６に基づいて述べる。
なお、説明において、温度単位は℃、時間単位はｍｉｎ（分）、速度単位はｍ／ｍｉｎとする。
まず、現時刻における機長方向の温度分布を求め、当該温度分布における最高温度とこの最高温度をもとに設定された所定温度とを有する複数の風箱位置を選出する工程［（ａ）工程］を行う。
【００２３】
焼結機１の排ガス温度計１０からのデータを基に、図３に示すような現時刻ｔにおける機長方向の温度分布を取得する。この温度曲線において、最高温度すなわち焼結完了点は、風箱番号ＷＢ１００で、温度Ｔｐ１００（ｔ）となっており、その値を取得する（図２のフローチャートでのＳ１）。
次に、前記最高温度の一定比率値、すなわち、９０％，８０％，・・・，１０％，０％の値を有する温度を［数１］に基づいて算出し、所定温度Ｔｐ０９０（ｔ），Ｔｐ０８０（ｔ），・・・，Ｔｐ０１０（ｔ），Ｔｐ０００（ｔ）とする（Ｓ２）。
【００２４】
【数１】
2004307956.tif 000003
【００２５】
なお、原点の温度は、着火手段６の略下方に位置する風箱内温度であり、風箱温度が計測可能なものの内、最も着火手段６に近い風箱７の番号に対応するものである。
その後、現時刻の温度分布（温度曲線）を基にすることで、前記所定温度Ｔｐ０９０（ｔ），Ｔｐ０８０（ｔ），・・・，Ｔｐ０１０（ｔ），Ｔｐ０００（ｔ）に対する風箱番号（風箱位置）を割り出すことが可能であり、それらをＷＢ０９０，ＷＢ０８０，・・・，ＷＢ０１０，ＷＢ０００とする（Ｓ３）。
【００２６】
なお、前記（ａ）工程は、前記最高温度Ｔｐ１００（ｔ）を有する風箱番号ＷＢ１００が所定時間前に存在した位置を算出し、その位置にある風箱７内の温度を前記所定温度としてもよい。
詳しくは、ＷＢ１００の風箱７が、例えば１分前、３分前、５分前に存在した位置を割り出し、現時刻ｔにおいて、前記位置に存在する風箱７の番号ＷＢｎを所定温度の風箱番号とし、その内部温度を所定温度とするとよい。
また、最高温度から一定温度を差し引くことで所定温度を算出してもよい。例えば、一定温度を４０度とし、Ｔｐ０９０（ｔ）＝Ｔｐ１００（ｔ）−４０，Ｔｐ０８０（ｔ）＝Ｔｐ１００（ｔ）−４０×２・・・等として算出してもよい。
【００２７】
次に、前記選出された風箱番号の過去状態変化履歴を用いて所定時間ｔｓ後の予測最高温度を算出する工程を行う［（ｂ）工程］。本実施形態ではｔｓ＝１０分としている。
前記（ａ）工程で求めた最高温度、所定温度値温、すなわち機長方向の各点における温度が計測される風箱７においては、過去一定時間の温度変化の履歴が、例えば、外部に接続されたコンピュータ等に保存されている。本実施形態の場合は、１分毎の風箱内温度履歴が２０分前から保存されている。
【００２８】
これら風箱内温度履歴は、［数２］で表現されるものとなっている。
【００２９】
【数２】
2004307956.tif 000004
【００３０】
ここで、風箱内温度履歴Ｔｎ（ｔ）は、風箱番号ＷＢｎ（ｔ）における過去時刻の温度履歴を有する列ベクトルである。Ｔ（ＷＢｎ（ｔ），ｔ）は時刻ｔにおける風箱内温度を表す。ｎは０００，０１０，・・・，１００である。［］Ｔは転置を示す。
次に、これら風箱内温度履歴Ｔｎ（ｔ）を用いて、現時刻ｔから１０分後の最高温度である予測最高温度を算出する（Ｓ４）。かかる算出は、［数３］に記載された風箱内温度履歴を入力値とした線形結合予測式を用いる。
【００３１】
【数３】
2004307956.tif 000005
【００３２】
ここで、Ｔｐ１００（ｔ＋１０）は現時刻から１０分後の予測最高温度、ａ１００，・・・，ａ０００は係数行ベクトルである。
このように、温度分布の複数位置の過去温度履歴を用いて、最高温度を予測するため、複数の履歴情報が反映されることになり、精度の高い温度予測が可能となる。
次に、前記予測最高温度をもとに所定時間ｔｓ後の予測所定温度を算出する工程［（ｃ）工程］を行う。
【００３３】
本実施形態の場合は、所定時間ｔｓを１０分とし、予測最高温度の一定比率値を予測所定温度とすることで各値を算出している。つまり、［数３］で求められた予測最高温度Ｔｐ１００（ｔ＋１０）をもとに、［数４］を用いて、予測所定温度Ｔｐ０９０（ｔ＋１０），Ｔｐ０８０（ｔ＋１０），・・・，Ｔｐ０００（ｔ＋１０）を求める（Ｓ５）。
【００３４】
【数４】
2004307956.tif 000006
【００３５】
なお、原点の温度は、着火手段６の略下方に位置する風箱内温度であり、風箱温度が計測可能なものの内、最も着火手段６に近い風箱７の番号に対応するものである。
ここで、留意しなくてはいけないことは、これら求まった予測所定温度は、風箱７の過去温度履歴を用いて算出された値であり、この時点では、各所定温度に対応する風箱番号（風箱位置）が未定であることである。
したがって、最後に、前記予測最高温度及び予測所定温度に対応する風箱番号を算出する工程［（ｄ）工程］を行うようにする。
【００３６】
この工程は、前記予測最高温度ならびに予測所定温度に対応する風箱番号ＷＢ１００（ｔ＋１０）、ＷＢ０９０（ｔ＋１０），・・・，ＷＢ０００（ｔ＋１０）を算出するものであり、算出方法としては、温度曲線の複数位置の過去温度履歴を用いて、［数５］により計算する（Ｓ６）。
【００３７】
【数５】
2004307956.tif 000007
【００３８】
ここで、ｂｎ＿ｎは係数行ベクトル、ｎ＝０００〜１００である。
前記（ａ）工程〜（ｄ）工程を順次行うことで、現時刻ｔより１０分後の予測最高温度及び予測所定温度、それらに対応する風箱位置を算出することができ、図５の破線で示すような温度分布曲線を得ることができる。
以上述べた温度分布予測は、焼結機１の複数位置の過去温度履歴を入力とした線形結合式を用いることにより、最高温度を予測するため、複数の履歴情報が予測に反映されることになり、精度の高い温度予測が可能なものである。また、入力値と出力値（予測値）が線形関係となるため、互いの影響度、因果関係が非常に明確なものとなり、予測値の評価や予測式の変更等が数学的観点より適切に行えるものとなっている。
【００３９】
なお、前記（ｄ）工程は、着火手段６からの機長方向距離や着火手段６を起点とした搬送に要する経過時間を用いて、風箱番号ＷＢｎを算出するようにしても何ら問題はない。
次に、前記ｔｓ＝１０分後の予測温度分布を用いて、現状の搬送手段３の速度で焼結機１を操業した場合の焼結時間Ｎｄ（ｔ＋１０）を算出する（Ｓ７）。
図６には、１０分後の予測温度分布が示されており、この図で、例えば、３８０℃を目標温度Ｔｄを設定すると、予測温度分布曲線から対応する風箱番号ＷＢｄ（ｔ）がわかり、この風箱番号の位置と着火手段６（原点位置）との間の距離Ｄｄ（ｔ＋１０）を求めることが出来る。
【００４０】
さらに、今後１０分間現在速度で操業した場合を考えて、その速度を用いて前記距離Ｄｄ（ｔ＋１０）を移動するのにかかる時間、すなわち焼結時間Ｎｄ（ｔ＋１０）を算出することとする。
この焼結時間は、原料２が燃焼し粉鉱が焼結するのに必要な時間であるため、搬送手段３の速度変化には影響されないものである。
前記焼結時間Ｎｄ（ｔ＋１０）を用いた焼結機１の搬送手段制御は、以下のように行う。
【００４１】
例えば、風箱番号Ｎｏ．１４で前記目標温度Ｔｄに達するように速度を制御したい場合は、着火手段６から風箱番号Ｎｏ．１４までの距離をＤ１４とすれば、焼結速度Ｖｐ（ｔ＋１０）は、
【００４２】
【数６】
2004307956.tif 000008
【００４３】
で算出され、現在の搬送手段速度をＶｐ（ｔ＋１０）とするように、速度をΔＶだけ操作すればよいことになる。
しかしながら、単純に焼結機１に速度操作量ΔＶを与えたとしても、焼結機１が直ちに反応することは、自動制御理論における遅れ問題等により実際には困難であり、最適な制御が行えないことが実績としてわかっている。
そこで、以下のような方法で、焼結機１の搬送手段３の速度操作量の最適値を求めている。
【００４４】
まず、前述の一連のステップ（Ｓ４〜Ｓ６）を予測時間Δｔずつを進めて（ｔｓ＝ｔｓ＋Δｔ）行うことで、例えば、将来のある時間幅における複数の予測温度分布を求めるようにする。本実施形態では、現在からｔｓ時間〜ｔｅ時間後（ｔｅ＞ｔｓ＝１０ｍｉｎ）での１分ごと（Δｔ＝１ｍｉｎ）の予測温度分布を求めるようにする。
次に、機長方向に列ぶ複数の風箱７の内、所定の風箱を評価ターゲットとして選出する。本実施形態の場合は、焼結が略完了する位置に対応する風箱７（焼結完了風箱）を所定風箱としている。また、当該所定風箱において焼結が適切に完了する温度を目標温度Ｔｄとする（Ｓ９）。
【００４５】
ここで、搬送手段３の速度をΔＶだけ操作した場合、図７に示す如く、温度分布は横軸方向に移動（変移）することになる。この移動した温度曲線を利用しつつ、前記所定風箱が目標温度になるように、搬送手段３の速度をΔＶだけ操作してもよいが、自動制御理論による最適制御の考え方を採用しつつ、速度操作量ΔＶを決定する。
すなわち、［数７］に示す如く、ＶｄとＶｙの差の二乗和であるＳｔ、搬送手段３の速度操作量ΔＶの二乗であるＳｖ、それらを線形結合したＱを導入する
【００４６】
【数７】
2004307956.tif 000009
【００４７】
ここで、Ｖｄは搬送手段３の目標速度であり、Ｖｙは搬送手段３を速度操作量ΔＶだけ操作した際の搬送速度（搬送手段の速度）である。Ｗｖ，Ｗｔは定数である。
なお、本実施形態では、Ｖｄを［数８］で定義されるものとしている。
【００４８】
【数８】
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【００４９】
ここで、Ｖｐは［数６］で計算される予測搬送手段速度であり、ｅｘｐ（−ａｔ）は指数関数で、ａは定数、ｔは時刻を示す。
前記ΔＶの値を変更した際に前記Ｑの値が最小になるようにすることで、最適制御の考えに基づく適切な搬送手段３の速度操作量ΔＶを算出することが可能となる。
かかる速度操作量を焼結機１に適用することで、良好な焼結鉱を製造できる操業を行うことが可能となり、良好な焼結鉱を得ることが可能となる。
【００５０】
以上述べた温度分布の予測や搬送手段の速度操作量ΔＶの算出計算は、焼結機１の外部に設けられたコンピュータ等で構成される制御装置１１で行われる。当該制御装置１１には、排ガス温度計１０からの温度データ、搬送手段速度計１２からの速度データ、風箱内圧力データ等が転送されると共に随時保存され、過去状態変化履歴として記録されている。
前記制御装置１１で求められた速度操作量ΔＶは、搬送手段３の速度を制御する速度調節手段１３を通じて焼結機１に適用されることになる。
【００５１】
なお、本発明にかかる焼結機１における機長方向の温度分布予測方法及び操業方法は、上記実施の形態に限定されるものではない。
すなわち、風箱内温度、時間、搬送手段３の速度等の物理量が用いられているが、それらの単位は、物理量を適切に表すものであれば任意のものでよく、例えば、温度は絶対温度であってもよい。時間は秒でもよく、速度もｍ／ｓｅｃやｍｍ／ｓｅｃであってもよい。単位を適宜選択したとしても、予測式でそれに対応する係数行ベクトルや係数を使用すれば、上記予測方法をそのまま使用することができ、予測手法の技術的思想は何ら異なるものとはならない。
【００５２】
また、過去状態変化履歴としては、風箱内温度履歴を用いたが、風箱内圧力履歴をもちてもよく、焼結機１の速度操作量の履歴を用いてもよい。前記状態変化履歴のいずれかを組み合わせて用いても良い。
また、温度として、風箱内排気の温度を用いていたが、原料２（粉鉱）層の実際の温度を採用してもよく、焼結中である原料２の輝度温度を採用してもよい。
また、将来における複数の連続した時間の温度分布を予測しているが、その時の時間間隔Δｔは任意であって、１０秒間隔であってもよく、５分間隔でも何ら問題はない。
【００５３】
また、焼結時間を予測するにあたり温度分布を予測しているが、複数の風箱番号に対応する所定温度の予測は、最高温度を予測することなく、各風箱７の過去状態変化履歴を入力とした所定の予測式により直接算出することも可能である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の風箱位置の過去状態変化履歴を用いた焼結機機長方向の温度予測を行った上で焼結時間の予測を行うことが可能となる。また、前記焼結時間を基にして搬送手段３の速度操作量の算出し且つ搬送手段３の制御を行うことが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続式焼結機の構成を示す概略図である。
【図２】焼結機機長方向の温度予測方法、及び搬送手段の速度操作量の算出方法を示すフローチャートである。
【図３】現時刻の温度分布及び所定温度を示した図である。
【図４】過去状態変化履歴（風箱内温度履歴）を示した図である。
【図５】現時刻温度分布と予測温度分布とを示した図である。
【図６】予測温度分布を用いた焼結時間の算出方法を示した図である。
【図７】搬送手段の速度をΔＶだけ操作した際の予測温度分布の変移を示した図である。
【符号の説明】
１      焼結機
３      搬送手段
６      着火手段
７      風箱
【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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