(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉の吹錬によって発生する転炉ガスを回収して貯蔵する転炉ガスホルダと、
前記転炉ガスホルダ内の前記転炉ガスの貯蔵量に応じて増減するホルダレベルを計測するレベル計と、
前記転炉ガスホルダから転炉ガス燃焼設備に前記転炉ガスを供給する転炉ガスブロワと、
前記転炉の吹錬実行スケジュールと前記転炉ガス燃焼設備の操業スケジュールとに基づいて、前記転炉ガスホルダに予定される前記ホルダレベルの予定値を、前記ホルダレベルの上限値と下限値との間に設定するホルダレベル設定部と、
前記転炉の吹錬開始前後の操業実績をもとに、前記転炉の吹錬開始前の実操業の時刻と前記転炉の吹錬開始後の実操業の時刻との中間の時刻を前記転炉の吹錬開始実時刻として算出し、前記吹錬開始実時刻から前記吹錬実行スケジュールに示される前記転炉の吹錬実行予定期間と同じ時間幅の期間を、前記吹錬開始実時刻に開始される吹錬の実行期間とし、前記吹錬の実行期間のうち前記転炉の吹錬開始後の実操業の時刻以降の期間を、前記吹錬開始実時刻に開始される吹錬によって発生する前記転炉ガスのガス回収実行期間として予測する予測処理部と、
前記ガス回収実行期間において、前記レベル計による前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの予定値に比して大きく、且つ、前記ホルダレベルの実測値の時間変化量が前記ホルダレベルの予定値の時間変化量に比して大きい場合、前記転炉ガス燃焼設備に対する前記転炉ガスの供給量を増やして前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの予定値に近づくように前記転炉ガスブロワの出力を制御し、前記ガス回収実行期間以外である非回収期間において、前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの予定値に比して小さく、且つ、前記ホルダレベルの実測値の時間変化量が前記ホルダレベルの予定値の時間変化量に比して小さい場合、前記転炉ガス燃焼設備に対する前記転炉ガスの供給量を減らして前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの予定値に近づくように前記転炉ガスブロワの出力を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする転炉ガス回収装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記非回収期間において、前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの下限値に達した場合、前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの下限値に達した時点から前記ガス回収実行期間の開始時刻までの期間、前記転炉ガス燃焼設備に対する前記転炉ガスの供給を停止するように前記転炉ガスブロワの出力を制御することを特徴とする請求項１に記載の転炉ガス回収装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記ガス回収実行期間の開始時刻が前記吹錬実行スケジュールに比して早まった場合、前記転炉ガス燃焼設備に対する前記転炉ガスの供給量を増やして、前記ガス回収実行期間の開始時刻における前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの予定値未満且つ前記ホルダレベルの下限値以上となるように、前記転炉ガスブロワの出力を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の転炉ガス回収装置。
【請求項４】
転炉の吹錬によって発生する転炉ガスを転炉ガスホルダ内に回収して貯蔵し、転炉ガスブロワによって前記転炉ガスホルダから転炉ガス燃焼設備に前記転炉ガスを供給する転炉ガス回収方法において、
前記転炉の吹錬実行スケジュールと前記転炉ガス燃焼設備の操業スケジュールとに基づき、前記転炉ガスホルダ内の前記転炉ガスの貯蔵量に応じて増減するホルダレベルとして前記転炉ガスホルダに予定される前記ホルダレベルの予定値を、前記ホルダレベルの上限値と下限値との間に設定する設定処理ステップと、
前記転炉の吹錬開始前後の操業実績をもとに、前記転炉の吹錬開始前の実操業の時刻と前記転炉の吹錬開始後の実操業の時刻との中間の時刻を前記転炉の吹錬開始実時刻として算出し、前記吹錬開始実時刻から前記吹錬実行スケジュールに示される前記転炉の吹錬実行予定期間と同じ時間幅の期間を、前記吹錬開始実時刻に開始される吹錬の実行期間とし、前記吹錬の実行期間のうち前記転炉の吹錬開始後の実操業の時刻以降の期間を、前記吹錬開始実時刻に開始される吹錬によって発生する前記転炉ガスのガス回収実行期間として予測する予測処理ステップと、
前記ガス回収実行期間において、レベル計による前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの予定値に比して大きく、且つ、前記ホルダレベルの実測値の時間変化量が前記ホルダレベルの予定値の時間変化量に比して大きい場合、前記転炉ガス燃焼設備に対する前記転炉ガスの供給量を増やして前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの予定値に近づくように前記転炉ガスブロワの出力を制御し、前記ガス回収実行期間以外である非回収期間において、前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの予定値に比して小さく、且つ、前記ホルダレベルの実測値の時間変化量が前記ホルダレベルの予定値の時間変化量に比して小さい場合、前記転炉ガス燃焼設備に対する前記転炉ガスの供給量を減らして前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの予定値に近づくように前記転炉ガスブロワの出力を制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする転炉ガス回収方法。
【請求項５】
前記制御ステップは、前記非回収期間において、前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの下限値に達した場合、前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの下限値に達した時点から前記ガス回収実行期間の開始時刻までの期間、前記転炉ガス燃焼設備に対する前記転炉ガスの供給を停止するように前記転炉ガスブロワの出力を制御することを特徴とする請求項４に記載の転炉ガス回収方法。
【請求項６】
前記制御ステップは、前記ガス回収実行期間の開始時刻が前記吹錬実行スケジュールに比して早まった場合、前記転炉ガス燃焼設備に対する前記転炉ガスの供給量を増やして、前記ガス回収実行期間の開始時刻における前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの予定値未満且つ前記ホルダレベルの下限値以上となるように、前記転炉ガスブロワの出力を制御することを特徴とする請求項４または５に記載の転炉ガス回収方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転炉から発生する転炉ガスを回収する転炉ガス回収装置および転炉ガス回収方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、製鉄所内において鉄や鋼（銑鉄や鉄鋼に同じ）を製造する際に発生する高炉ガスや転炉ガス等の副生ガスは、同じ製鉄所内に設置されているコークス炉の加熱や鋼材を圧延する際の加熱の燃料（すなわち燃焼ガス）として利用されている。このような製鉄所内には、副生ガスの発生量と副生ガスの利用量とが同期しない場合に対応するため、副生ガス毎に所定量をストックする副生ガスホルダが設置されている。例えば、副生ガスホルダとして、転炉の吹錬過程で発生する転炉ガスを回収して貯蔵する転炉ガスホルダが挙げられる。
【０００３】
一般に、転炉ガスホルダは、そのホルダ本体内部に、転炉ガスの貯蔵量に応じて昇降自在なピストンを備え、このピストンの昇降に伴ってホルダ本体内部に形成されるガス収容空間に、転炉ガスを貯蔵する。このような転炉ガスホルダにおいて、床面等の基準面に対するピストンの高さ（以下、ホルダレベルという）は、転炉ガスの貯蔵量に対応して決まる。例えば、吹錬の過程で発生した転炉ガスが転炉から転炉ガスホルダ内に回収され、この結果、転炉ガスホルダ内の転炉ガスの貯蔵量が増加した場合、これに伴ってホルダレベルは増加（上昇）する。一方、転炉ガスホルダから払い出された転炉ガスが、上述したように転炉ガスを燃焼ガスとして利用する製鉄所内の設備（以下、転炉ガス燃焼設備という）に供給され、この結果、転炉ガスホルダ内の転炉ガスの貯蔵量が減少した場合、これに伴ってホルダレベルは減少（低下）する。
【０００４】
仮に、製鉄所内の複数の転炉間で吹錬の実行が予期せず同じ期間内に重なる等して、転炉ガスの発生量すなわち転炉ガスホルダによる転炉ガスの回収量が、転炉ガスホルダから転炉ガス燃焼設備に供給される転炉ガスの供給量に比して過度に多くなった場合、ホルダレベルは、転炉ガスホルダの設備制約の上限値を上回る程に増加する。この場合、転炉ガスホルダは、転炉ガスを貯蔵しきれなくなり、ついには、大気中への転炉ガスの放散を余儀なくされる。これに起因して、転炉ガスの回収効率が悪化する。
【０００５】
また、転炉における吹錬の実行が予期せず遅れる等して、転炉ガスホルダによる転炉ガスの回収量が、転炉ガスホルダから転炉ガス燃焼設備に供給される転炉ガスの供給量に比して過度に少なくなった場合、ホルダレベルは、転炉ガスホルダの設備制約の下限値を下回る程に減少する。この場合、転炉ガスホルダでは、その内部のピストンが過度に下降して着床することにより、設備停止の危険が発生する。
【０００６】
したがって、転炉ガスを効率よく且つ安定して回収する上で、ホルダレベルを転炉ガスホルダの設備制約の上下限値内に制御することは極めて重要である。このようなホルダレベルの制御に関する従来技術として、例えば、ガス発生時定数内における過去の分散実測値から予測ずれによるガス変動量を推定し、この推定したガス変動量が転炉ガスホルダ内の転炉ガスの貯蔵量に与える影響を予見し、この予見に基づいてホルダレベルを評価しながら、転炉ガスホルダの上下限値内に収まるようにホルダレベルを修正制御する制御方法がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−２６４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来技術では、製鉄所内のトラブル等の影響を受けて大きくばらつくことが多い転炉の吹錬実行タイミングを高精度に予測することは困難である。このため、転炉ガスホルダ内に回収される転炉ガスの回収量の予測値が実際の回収量から大きく乖離してしまい、これに起因して、ホルダレベルを適正に制御することができない虞がある。この結果、上述したような転炉ガスの回収量の過多または過少の状態が発生する故に、転炉ガスを効率よく且つ安定して回収することが困難になる。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、転炉ガス回収の安定した操業を確保するとともに、転炉ガスを効率よく回収することができる転炉ガス回収装置および転炉ガス回収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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる転炉ガス回収装置は、転炉の吹錬によって発生する転炉ガスを回収して貯蔵する転炉ガスホルダと、前記転炉ガスホルダ内の前記転炉ガスの貯蔵量に応じて増減するホルダレベルを計測するレベル計と、前記転炉ガスホルダから転炉ガス燃焼設備に前記転炉ガスを供給する転炉ガスブロワと、前記転炉の吹錬実行スケジュールと前記転炉ガス燃焼設備の操業スケジュールとに基づいて、前記転炉ガスホルダに予定される前記ホルダレベルの予定値を、前記ホルダレベルの上限値と下限値との間に設定するホルダレベル設定部と、前記転炉の吹錬開始前後の操業実績をもとに、前記転炉の吹錬開始実時刻を算出し、前記吹錬開始実時刻に開始される吹錬によって発生する前記転炉ガスのガス回収実行期間を予測する予測処理部と、前記ガス回収実行期間において、前記レベル計による前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの予定値に比して大きく、且つ、前記ホルダレベルの実測値の時間変化量が前記ホルダレベルの予定値の時間変化量に比して大きい場合、前記転炉ガス燃焼設備に対する前記転炉ガスの供給量を増やすように前記転炉ガスブロワの出力を制御し、前記ガス回収実行期間以外である非回収期間において、前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの予定値に比して小さく、且つ、前記ホルダレベルの実測値の時間変化量が前記ホルダレベルの予定値の時間変化量に比して小さい場合、前記転炉ガス燃焼設備に対する前記転炉ガスの供給量を減らすように前記転炉ガスブロワの出力を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる転炉ガス回収装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記非回収期間において、前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの下限値に達した場合、前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの下限値に達した時点から前記ガス回収実行期間の開始時刻までの期間、前記転炉ガス燃焼設備に対する前記転炉ガスの供給を停止するように前記転炉ガスブロワの出力を制御することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる転炉ガス回収装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記ガス回収実行期間の開始時刻が前記吹錬実行スケジュールに比して早まった場合、前記転炉ガス燃焼設備に対する前記転炉ガスの供給量を増やして、前記ガス回収実行期間の開始時刻における前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの予定値未満且つ前記ホルダレベルの下限値以上となるように、前記転炉ガスブロワの出力を制御することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる転炉ガス回収方法は、転炉の吹錬によって発生する転炉ガスを転炉ガスホルダ内に回収して貯蔵し、転炉ガスブロワによって前記転炉ガスホルダから転炉ガス燃焼設備に前記転炉ガスを供給する転炉ガス回収方法において、前記転炉の吹錬実行スケジュールと前記転炉ガス燃焼設備の操業スケジュールとに基づき、前記転炉ガスホルダ内の前記転炉ガスの貯蔵量に応じて増減するホルダレベルとして前記転炉ガスホルダに予定される前記ホルダレベルの予定値を、前記ホルダレベルの上限値と下限値との間に設定する設定処理ステップと、前記転炉の吹錬開始前後の操業実績をもとに、前記転炉の吹錬開始実時刻を算出し、前記吹錬開始実時刻に開始される吹錬によって発生する前記転炉ガスのガス回収実行期間を予測する予測処理ステップと、前記ガス回収実行期間において、レベル計による前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの予定値に比して大きく、且つ、前記ホルダレベルの実測値の時間変化量が前記ホルダレベルの予定値の時間変化量に比して大きい場合、前記転炉ガス燃焼設備に対する前記転炉ガスの供給量を増やすように前記転炉ガスブロワの出力を制御し、前記ガス回収実行期間以外である非回収期間において、前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの予定値に比して小さく、且つ、前記ホルダレベルの実測値の時間変化量が前記ホルダレベルの予定値の時間変化量に比して小さい場合、前記転炉ガス燃焼設備に対する前記転炉ガスの供給量を減らすように前記転炉ガスブロワの出力を制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる転炉ガス回収方法は、上記の発明において、前記制御ステップは、前記非回収期間において、前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの下限値に達した場合、前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの下限値に達した時点から前記ガス回収実行期間の開始時刻までの期間、前記転炉ガス燃焼設備に対する前記転炉ガスの供給を停止するように前記転炉ガスブロワの出力を制御することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる転炉ガス回収方法は、上記の発明において、前記制御ステップは、前記ガス回収実行期間の開始時刻が前記吹錬実行スケジュールに比して早まった場合、前記転炉ガス燃焼設備に対する前記転炉ガスの供給量を増やして、前記ガス回収実行期間の開始時刻における前記ホルダレベルの実測値が前記ホルダレベルの予定値未満且つ前記ホルダレベルの下限値以上となるように、前記転炉ガスブロワの出力を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、転炉ガス回収の安定した操業を確保するとともに、転炉ガスを効率よく回収することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる転炉ガス回収装置の一構成例を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態における転炉の吹錬実行スケジュールの一例を示す図である。
【図３】図３は、各転炉の実操業時のトラブル等に起因して予期せず変更された吹錬実行スケジュールの一例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態にかかる転炉ガス回収方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態にかかる転炉ガス回収方法の各処理を具体的に説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、添付図面を参照して、本発明にかかる転炉ガス回収装置および転炉ガス回収方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、各図面において、同一構成部分には同一符号が付されている。
【００１９】
（転炉ガス回収装置）
まず、本発明の実施の形態にかかる転炉ガス回収装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる転炉ガス回収装置の一構成例を示す図である。図１に示すように、本発明の実施の形態にかかる転炉ガス回収装置１は、転炉ガスを回収して貯蔵する転炉ガスホルダ２と、転炉ガスホルダ２のホルダレベルを計測するレベル計３と、転炉ガスホルダ２内に回収しきれない過剰分の転炉ガスを放散する燃焼放散塔４と、転炉ガスホルダ２内の転炉ガスを転炉ガス燃焼設備３０に供給する転炉ガスブロワ５と、転炉ガス回収のためのガス回収配管６と、転炉ガス供給のためのガス供給配管７とを備える。また、転炉ガス回収装置１は、各種情報を入力する入力部８と、ホルダレベルを制御するための各種処理を行う計算機９と、ホルダレベルを適正に制御すべく転炉ガスブロワ５の出力制御を行う制御部１０とを備える。
【００２０】
転炉ガスホルダ２は、転炉の吹錬によって発生する転炉ガスを回収して貯蔵する設備である。具体的には、転炉ガスホルダ２は、円筒状のホルダ本体（図示せず）と、このホルダ本体の内部に流入する転炉ガスの量に応じて昇降自在なピストン（図示せず）とを備える。転炉ガスホルダ２は、このピストンの昇降に伴ってホルダ本体内部に形成されるガス収容空間に、転炉ガスを回収して貯蔵する。本実施の形態において、転炉ガスホルダ２は、複数の転炉２０（例えば第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４）の各々から、吹錬による転炉ガス１５を回収し、回収した転炉ガス１５を貯蔵する。このような転炉ガスホルダ２のホルダレベルは、転炉ガスホルダ２内に回収された転炉ガス１５の貯蔵量の増加に伴い上昇（増加）し、この転炉ガス１５の貯蔵量の減少に伴い低下（減少）する。
【００２１】
ここで、上述したホルダレベルは、転炉ガスホルダ２における床面等の基準面に対するピストンの高さを示す値である。このようなホルダレベルには、転炉ガスホルダ２の設備制約による上限値Ｌｍａｘと、下限値Ｌｍｉｎとがある。ホルダレベルが上限値Ｌｍａｘを上回る状況において、転炉ガスホルダ２には、その内部のピストンがホルダ本体の天井に衝突する等して設備破壊が発生する虞がある。故に、転炉ガスホルダ２は、転炉ガス１５を回収、貯蔵しきれなくなる。また、ホルダレベルが下限値Ｌｍｉｎを下回る状況において、転炉ガスホルダ２には、その内部のピストンが着床する等して設備破壊が発生し、この結果、転炉ガスホルダ２の設備停止に至る虞がある。
【００２２】
レベル計３は、転炉ガスホルダ２内の転炉ガス１５の貯蔵量に応じて増減するホルダレベルを計測する設備であり、転炉ガスホルダ２に設けられる。レベル計３は、転炉ガスホルダ２のホルダレベルを時系列に沿って連続的に計測し、その都度、計測したホルダレベルの実測値（以下、実測ホルダレベルと適宜いう）を制御部１０に送信する。
【００２３】
燃焼放散塔４は、転炉ガス１５の回収過多（すなわち貯蔵量過多）に起因する転炉ガスホルダ２の設備破壊を防止するためのものである。具体的には、燃焼放散塔４は、複数の転炉２０から転炉ガスホルダ２に回収される転炉ガス１５のうち、転炉ガスホルダ２のガス収容可能量（例えば７万［Ｎｍ3（ノルマルリューベ）］）を超過する過剰分を燃焼放散する。この際、燃焼放散塔４は、過剰分の転炉ガス１５を、燃焼した後、大気中へ放散する。これにより、燃焼放散塔４は、転炉ガスホルダ２内のピストンがホルダ本体の天井に衝突して転炉ガスホルダ２の設備破壊に至る事態を未然に防止する。
【００２４】
転炉ガスブロワ５は、転炉ガスホルダ２から転炉ガス燃焼設備３０に転炉ガス１５を供給する設備である。転炉ガスブロワ５は、制御部１０の制御に基づいて動作し、転炉ガスホルダ２内に貯蔵されている転炉ガス１５を転炉ガス燃焼設備３０に供給する。この際、転炉ガスブロワ５によって転炉ガスホルダ２から転炉ガス燃焼設備３０に供給される転炉ガス１５の供給量は、制御部１０によって制御される。
【００２５】
ガス回収配管６は、複数の転炉２０から転炉ガスホルダ２に転炉ガス１５を回収するための配管である。本実施の形態において、ガス回収配管６は、図１に示すように、第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４の各々と転炉ガスホルダ２とを連通する。この状態において、ガス回収配管６は、第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４の各々から発生した転炉ガス１５を転炉ガスホルダ２の内部へ流通させる。一方、ガス回収配管６は、燃焼放散塔４の開閉弁（図示せず）が開放された場合、複数の転炉２０および転炉ガスホルダ２と燃焼放散塔４とを連通する。この状態において、ガス回収配管６は、複数の転炉２０および転炉ガスホルダ２の少なくとも一方からの転炉ガス１５を燃焼放散塔４内へ流通させる。
【００２６】
ガス供給配管７は、転炉ガスホルダ２から転炉ガス燃焼設備３０に転炉ガス１５を供給するための配管である。本実施の形態において、ガス供給配管７は、図１に示すように、転炉ガスホルダ２と転炉ガスブロワ５の入側とを連通し、また、転炉ガスブロワ５の出側と転炉ガス燃焼設備３０とを連通する。ガス供給配管７は、転炉ガスブロワ５の吸引作用によって転炉ガスホルダ２から払い出された転炉ガス１５を転炉ガスブロワ５内へ流通させる。また、ガス供給配管７は、転炉ガスブロワ５の送風作用によって転炉ガスブロワ５から送出された転炉ガス１５を転炉ガス燃焼設備３０内へ流通させる。
【００２７】
入力部８は、入力キーおよびマウス等の入力デバイスを用いて構成される。入力部８は、作業者の操作に対応して、制御部１０に各種情報を入力する。例えば、入力部８によって制御部１０に入力される情報として、転炉ガスブロワ５の出力制御の開始または終了を指示する指示情報等が挙げられる。
【００２８】
計算機９は、転炉ガス１５を回収貯蔵する転炉ガスホルダ２のホルダレベルを制御するための計算等の処理を行うものである。本実施の形態において、計算機９は、図１に示すように、転炉ガスホルダ２の操業時における予定のホルダレベルを設定するホルダレベル設定部９ａと、複数の転炉ガス２０から転炉ガス１５を回収する実際の期間を予測する予測処理部９ｂとを備える。
【００２９】
ホルダレベル設定部９ａは、転炉ガスホルダ２が転炉ガス１５を受け入れて払い出す際に予定されるホルダレベルを設定する。具体的には、ホルダレベル設定部９ａは、複数の転炉２０の吹錬実行スケジュールを製鋼工場のプロセスコンピュータ２５から取得し、転炉ガス燃焼設備３０の操業スケジュール（以下、燃焼設備操業スケジュールという）を製鉄所内のプロセスコンピュータ３５から取得する。ホルダレベル設定部９ａは、これらの取得した吹錬実行スケジュールと燃焼設備操業スケジュールとに基づいて、転炉ガスホルダ２に予定されるホルダレベルの予定値（以下、予定ホルダレベルと適宜いう）を、上述したホルダレベルの上限値Ｌｍａｘと下限値Ｌｍｉｎとの間に設定する。
【００３０】
本実施の形態において、吹錬実行スケジュールは、第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４の各吹錬の実行予定を示す情報である。このような吹錬実行スケジュールには、複数の転炉２０の各々における吹錬開始予定時刻、吹錬終了予定時刻、および吹錬実行予定期間等が含まれる。一方、燃焼設備操業スケジュールは、転炉ガス燃焼設備３０が転炉ガス１５を燃焼して行う加熱等の操業の予定を示す情報である。このような燃焼設備操業スケジュールには、転炉ガス燃焼設備３０によって燃焼される転炉ガス１５の燃焼予定期間および燃焼予定量等、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給期間および供給量に関係する情報が含まれる。
【００３１】
予測処理部９ｂは、複数の転炉２０から転炉ガス１５を転炉ガスホルダ２内に回収する実際の期間を予測するものである。具体的には、予測処理部９ｂは、複数の転炉２０の各々における吹錬開始前後の操業実績を示す転炉実操業情報を、製鋼工場のプロセスコンピュータ２５から取得する。予測処理部９ｂは、複数の転炉２０のうちの転炉実操業情報に示される転炉の吹錬開始前後の操業実績をもとに、この転炉において吹錬が実行開始された実際の時刻、すなわち、転炉の吹錬開始実時刻を算出する。ついで、予測処理部９ｂは、算出した吹錬開始実時刻に開始される吹錬によって発生する転炉ガス１５を転炉ガスホルダ２内に回収する実際の実行期間、すなわち、転炉ガス１５のガス回収実行期間を予測する。
【００３２】
本実施の形態において、転炉実操業情報は、第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４の各々において現時点から直近に実行される吹錬の開始前後の操業実績を示す。このような吹錬の開始前後の操業実績のうち、吹錬開始前の操業実績として、転炉内にランスを挿入した時刻、この挿入したランスを通じて転炉内に酸素を供給開始した時刻等が含まれる。また、吹錬開始後の操業実績、詳細には、吹錬開始後から転炉ガス回収開始前までの操業実績として、ガス回収配管６内のガス圧力の変動時刻、ガス回収配管６内の一酸化炭素（ＣＯ）濃度の変動時刻等が含まれる。
【００３３】
制御部１０は、ホルダレベルが転炉ガスホルダ２の上限値Ｌｍａｘと下限値Ｌｍｉｎとの間に収まるように、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。本実施の形態において、制御部１０は、レベル計３による転炉ガスホルダ２のホルダレベルの実測値、すなわち、実測ホルダレベルをレベル計３から取得する。また、制御部１０は、ホルダレベル設定部９ａによって設定された転炉ガスホルダ２の予定ホルダレベルと、予測処理部９ｂによって予測された転炉ガス１５のガス回収実行期間とを計算機９から取得する。さらに、制御部１０は、転炉ガスブロワ５の現在の出力実績を示す駆動情報を、転炉ガスブロワ５から取得する。制御部１０は、現在が転炉ガス１５のガス回収実行期間または非回収期間のいずれであるかということと、転炉ガスホルダ２の予定ホルダレベルと実測ホルダレベルとの大小関係とに基づいて、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。
【００３４】
詳細には、制御部１０は、取得したガス回収実行期間の予測結果と現在の時刻とに基づいて、現在が転炉ガス１５のガス回収実行期間であるか否かを判断する。また、制御部１０は、実測ホルダレベルと予定ホルダレベルとを比較し、且つ、実測ホルダレベルの時間変化量と予定ホルダレベルの時間変化量とを比較する。
【００３５】
制御部１０は、現在が転炉ガス１５のガス回収実行期間であると判断した場合、このガス回収実行期間を加味して、上述した実測ホルダレベルと予定ホルダレベルとの各比較処理の結果に基づき、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。すなわち、制御部１０は、ガス回収実行期間において、実測ホルダレベルが予定ホルダレベルに比して大きく、且つ、実測ホルダレベルの時間変化量が予定ホルダレベルの時間変化量に比して大きい場合、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を増やすように、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。この際、制御部１０は、転炉ガスブロワ５の出力が現在の出力実績に比して大きくなるように、転炉ガスブロワ５へ出力指令を送信する。
【００３６】
一方、制御部１０は、現在が転炉ガス１５のガス回収実行期間以外の期間すなわち非回収期間であると判断した場合、この非回収期間を加味して、上述した実測ホルダレベルと予定ホルダレベルとの各比較処理の結果に基づき、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。すなわち、制御部１０は、非回収期間において、実測ホルダレベルが予定ホルダレベルに比して小さく、且つ、実測ホルダレベルの時間変化量が予定ホルダレベルの時間変化量に比して小さい場合、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を減らすように、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。この際、制御部１０は、転炉ガスブロワ５の出力が現在の出力実績に比して小さくなるように、転炉ガスブロワ５へ出力指令を送信する。
【００３７】
また、制御部１０は、非回収期間において、実測ホルダレベルがホルダレベルの下限値Ｌｍｉｎに達した場合、この実測ホルダレベルが下限値Ｌｍｉｎに達した時点からガス回収実行期間の開始時刻までの期間、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給を停止するように転炉ガスブロワ５の出力を制御する。
【００３８】
一方、制御部１０は、転炉ガス１５のガス回収実行期間の開始時刻が上述の吹錬実行スケジュールに比して早まった場合、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を増やすように、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。この際、制御部１０は、ガス回収実行期間の開始時刻における実測ホルダレベルが予定ホルダレベル未満且つ下限値Ｌｍｉｎ以上となるように、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。
【００３９】
他方、制御部１０は、ガス回収実行期間において、実測ホルダレベルが予定ホルダレベル以下である場合、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を現状維持するように転炉ガスブロワ５の出力を制御する。また、制御部１０は、非回収期間において、実測ホルダレベルが予定ホルダレベル以上である場合、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を現状維持するように転炉ガスブロワ５の出力を制御する。
【００４０】
なお、本実施の形態では、上述した転炉ガスホルダ２内に回収される転炉ガス１５を発生させる複数の転炉２０が製鋼工場に設置されている。複数の転炉２０は、例えば図１に示すように、第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４からなる。これらの第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４は、各々、１チャージの吹錬により、所定のガス流量（例えば、約１２万［Ｎｍ3／ｈ］のガス流量）で転炉ガス１５をバッチ的に発生させる。プロセスコンピュータ２５は、これら複数の転炉２０の操業を管理する設備であり、この製鋼工場内に設置される。プロセスコンピュータ２５は、転炉ガス回収装置１の計算機９に対し、第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４の吹錬実行スケジュールおよび転炉実操業情報を送信する。
【００４１】
一方、転炉ガス燃焼設備３０は、転炉ガス回収装置１によって複数の転炉２０から回収した転炉ガス１５を燃焼ガスとして利用する製鉄所内の設備である。本実施の形態では、転炉ガス燃焼設備３０として、圧延される鋼材を加熱する加熱炉３１と、コークス炉３２とが例示される。プロセスコンピュータ３５は、転炉ガス燃焼設備３０の操業を管理する設備である。プロセスコンピュータ３５は、転炉ガス回収装置１の計算機９に対し、転炉ガス燃焼設備３０（本実施の形態では加熱炉３１およびコークス炉３２）の燃焼設備操業スケジュールを送信する。
【００４２】
（吹錬実行スケジュール）
つぎに、本発明の実施の形態における転炉の吹錬実行スケジュールについて説明する。図２は、本発明の実施の形態における転炉の吹錬実行スケジュールの一例を示す図である。図２において、矩形マークは、１チャージ毎の吹錬実行予定期間を示す。
【００４３】
本実施の形態では、第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４に対し、操業当初、所定の時間間隔で吹錬を実行する規則正しい吹錬実行スケジュールが設定される。例えば図２に示すように、この吹錬実行スケジュールにおいて、第１転炉２１には、所定の時間間隔で吹錬実行予定期間が時系列（時刻ｔの時間軸）に沿って設定されている。第２転炉２２には、第１転炉２１の吹錬実行の合間に吹錬が実行されるように、所定の時間間隔で吹錬実行予定期間が時系列に沿って設定されている。第３転炉２３には、第２転炉２２の吹錬実行の合間に吹錬が実行されるように、所定の時間間隔で吹錬実行予定期間が時系列に沿って設定されている。第４転炉２４には、第３転炉２３の吹錬実行の合間に吹錬が実行されるように、所定の時間間隔で吹錬実行予定期間が時系列に沿って設定されている。
【００４４】
図２に示すような規則正しい吹錬実行スケジュールに則して、吹錬が、第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４の各々（以下、各転炉と適宜略す）で順次実行された場合、各転炉から所定の時間間隔で転炉ガス１５が発生する。例えば、各転炉における１回の吹錬の実行時間は約２０分であり、そのうち、転炉ガス１５の発生時間（すなわち転炉ガス１５が転炉ガスホルダ２内に回収される時間）は約１５分である。この場合、図２に示すように、時刻ｔａから約２０分の期間、第１転炉２１および第３転炉２３において吹錬が実行される。ついで、この期間のうち約１５分の期間、第１転炉２１および第３転炉２３から転炉ガス１５が発生し、発生した転炉ガス１５が転炉ガスホルダ２内に回収される。その後、時刻ｔｂから約２０分の期間、第２転炉２２および第４転炉２４において吹錬が実行される。ついで、この期間のうち約１５分の期間、第２転炉２２および第４転炉２４から転炉ガス１５が発生し、発生した転炉ガス１５が転炉ガスホルダ２内に回収される。
【００４５】
このように規則正しい吹錬実行スケジュールに則して吹錬が所定の時間間隔で実行される各転炉の操業は、本実施の形態において、定常操業と定義される。各転炉の操業が定常操業である場合、複数の転炉２０（第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４）からの転炉ガス１５の発生量は、この定常操業時の吹錬実行スケジュール（図２参照）に基づいて容易に予期可能である。また、この転炉ガス１５の発生量は、図１に示した燃焼放散塔４から転炉ガス１５が燃焼放散されない限り、複数の転炉２０から発生して転炉ガスホルダ２内に回収される転炉ガス１５の回収量に相等する。
【００４６】
なお、各転炉の吹錬では、鋼種に応じて吹錬パターンが異なる。このため、各転炉における吹錬の実行時間および転炉ガス１５の発生時間（すなわち転炉１５の回収時間）は、鋼種別に異なったものとなる。図２に示すような吹錬実行スケジュールには、これらの情報も反映されている。
【００４７】
一方、図２に示したように規則正しく設定された各転炉の定常操業時の吹錬実行スケジュールは、製鋼工場における各転炉の実操業時において、転炉設備のトラブル等により、予期せず変更されてしまう。図３は、各転炉の実操業時のトラブル等に起因して予期せず変更された吹錬実行スケジュールの一例を示す図である。図３において、矩形マークは、上述した図２と同様に、１チャージ毎の吹錬実行予定期間を示す。
【００４８】
第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４の規則正しい吹錬実行スケジュール（図２参照）には、各転炉の実操業時のトラブル等の影響に起因して、吹錬の過剰な実行遅れや実行早まり、吹錬の実行中止等の予定変更が発生する虞がある。例えば、トラブル等の影響に起因して予期せず変更された吹錬実行スケジュールでは、図３に示すように、第２転炉２２の吹錬実行予定期間の合間が当初に比して過剰に短くなり、第４転炉２４の吹錬実行予定期間の合間が当初に比して過剰に長くなっている。また、第３転炉２３の吹錬が実行中止になり、第３転炉２３の吹錬実行予定期間が無くなっている。この場合、各転炉の吹錬実行が、当初の吹錬実行スケジュールと異なり不規則になってしまう。特に、図３に示す時刻ｔｃから時刻ｔｄまでの期間では、第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４のいずれにおいても、吹錬が実行されない。それ故、この期間では、いずれの転炉からも転炉ガス１５が発生しない。
【００４９】
上述したように吹錬実行スケジュールが不規則に変更された結果、複数の転炉２０（第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４）からの転炉ガス１５の発生量は、吹錬実行スケジュールから予期できない程度に不安定となる。このような不規則に変更された吹錬実行スケジュールに則して吹錬が実行される各転炉の操業は、本実施の形態において、非定常操業と定義される。
【００５０】
（転炉ガス回収方法）
つぎに、本発明の実施の形態にかかる転炉ガス回収方法について説明する。図４は、本発明の実施の形態にかかる転炉ガス回収方法の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態にかかる転炉ガス回収方法は、複数の転炉２０の吹錬によって発生する転炉ガス１５を転炉ガスホルダ２内に回収して貯蔵し、転炉ガスブロワ５によって転炉ガスホルダ２から転炉ガス燃焼設備３０に転炉ガス１５を供給するものである。この転炉ガス回収方法において、図１に示した転炉ガス回収装置１は、転炉ガスホルダ２による転炉ガス１５の回収貯蔵および転炉ガスブロワ５による転炉ガス燃焼設備３０への転炉ガス１５の供給と並行して、図４に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０４の各処理を実行する。
【００５１】
詳細には、図１に示すように、転炉ガス回収装置１は、まず、複数の転炉２０から転炉ガスホルダ２内に転炉ガス１５を回収して貯蔵し且つ転炉ガスホルダ２内の転炉ガス１５を転炉ガス燃焼設備３０へ供給する際における転炉ガスホルダ２の予定ホルダレベルを設定する（ステップＳ１０１）。
【００５２】
ステップＳ１０１において、ホルダレベル設定部９ａは、複数の転炉２０の吹錬実行スケジュールをプロセスコンピュータ２５から取得し、転炉ガス燃焼設備３０の燃焼設備操業スケジュールをプロセスコンピュータ３５から取得する。ついで、ホルダレベル設定部９ａは、これらの取得した吹錬実行スケジュールと燃焼設備操業スケジュールとに基づき、転炉ガスホルダ２の予定ホルダレベルを設定する。
【００５３】
この際、ホルダレベル設定部９ａは、吹錬実行スケジュールに含まれる第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４の吹錬開始予定時刻、吹錬終了予定時刻、および吹錬実行予定期間等の情報をもとに、複数の転炉２０から発生予定の転炉ガス１５の発生量の時系列データを算出する。また、ホルダレベル設定部９ａは、燃焼設備操業スケジュールに含まれる転炉ガス燃焼設備３０（例えば、加熱炉３１およびコークス炉３２）の転炉ガス１５の燃焼予定期間および燃焼予定量をもとに、転炉ガス燃焼設備３０に対して供給予定の転炉ガス１５の供給量の時系列データを算出する。
【００５４】
ついで、ホルダレベル設定部９ａは、これらの算出した転炉ガス１５の発生量の時系列データと供給量の時系列データとの差を、時系列に沿って予定される転炉ガスホルダ２内の転炉ガス１５の貯蔵量として算出する。この算出結果をもとに、ホルダレベル設定部９ａは、このような転炉ガス１５の貯蔵量に応じて増減するホルダレベルとして転炉ガスホルダ２に予定されるホルダレベルの予定値、すなわち予定ホルダレベルを算出する。ホルダレベル設定部９ａは、このように算出した予定ホルダレベルを、転炉ガスホルダ２のホルダレベルの上限値Ｌｍａｘと下限値Ｌｍｉｎとの間に設定する。
【００５５】
上述したステップＳ１０１を実行後、転炉ガス回収装置１は、複数の転炉２０から転炉ガスホルダ２内に回収する転炉ガス１５のガス回収実行期間を予測する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、予測処理部９ｂは、複数の転炉２０の転炉実操業情報をプロセスコンピュータ２５から取得する。ついで、予測処理部９ｂは、この取得した転炉実操業情報に示される転炉（以下、対象転炉と適宜いう）の吹錬開始前後の操業実績をもとに、この対象転炉の吹錬開始実時刻を算出し、この算出した吹錬開始実時刻に開始される吹錬によって発生する転炉ガス１５のガス回収実行期間を予測する。
【００５６】
詳細には、ステップＳ１０２において、予測処理部９ｂは、取得した転炉実操業情報をもとに、複数の転炉２０のうち直近に吹錬が実行される対象転炉（例えば第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４のうち少なくとも１つ）の吹錬開始前後の操業実績を把握する。この際、予測処理部９ｂは、対象転炉の吹錬開始前後の操業実績のうち、吹錬開始前の操業実績として、対象転炉のランス挿入時刻と、挿入したランスを通じての対象転炉に対する酸素の供給開始時刻とを把握する。また、予測処理部９ｂは、対象転炉の吹錬開始後から転炉ガス回収開始前までの操業実績として、ガス回収配管６内のガス圧力の変動時刻と、ガス回収配管６内のＣＯ濃度の変動時刻とを把握する。なお、ガス圧力の変動時刻は、ガス回収配管６内のガス圧力が所定の圧力閾値以上に変動した時点の時刻である。ＣＯ濃度の変動時刻は、ガス回収配管６内のガスのＣＯ濃度が所定の濃度閾値以上に変動した時点の時刻である。
【００５７】
ついで、予測処理部９ｂは、把握したランス挿入時刻と酸素の供給開始時刻とに基づき、対象転炉の吹錬が実行開始したことを確認する。また、予測処理部９ｂは、上述したガス圧力の変動時刻とＣＯ濃度の変動時刻とに基づき、対象転炉の吹錬によって転炉ガス１５が発生したこと、すなわち、対象転炉から転炉ガスホルダ２内への転炉ガス１５の回収が開始したことを確認する。続いて、予測処理部９ｂは、上述したランス挿入時刻および酸素の供給開始時刻のうち吹錬の開始時刻により近い酸素の供給開始時刻と、上述したガス圧力の変動時刻およびＣＯ濃度の変動時刻のうち吹錬の開始時刻により近いガス圧力の変動時刻とをもとに、対象転炉の吹錬開始実時刻を算出する。すなわち、予測処理部９ｂは、上述した酸素の供給開始時刻とガス圧力の変動時刻との中間の時刻を、対象転炉の吹錬開始実時刻として算出する。
【００５８】
その後、予測処理部９ｂは、このように算出した吹錬開始実時刻に開始される吹錬の実行期間を、上述した吹錬実行スケジュールに示される対象転炉の直近の吹錬実行予定期間と同じ時間幅の期間とする。ついで、予測処理部９ｂは、この吹錬の実行期間のうち、上述したＣＯ濃度の変動時刻以降の期間を、対象転炉の吹錬によって発生する転炉ガス１５のガス回収実行期間として予測する。
【００５９】
上述したステップＳ１０２を実行後、転炉ガス回収装置１は、ステップＳ１０２によって予測したガス回収実行期間または非回収期間における転炉ガスホルダ２の実測ホルダレベルと予定ホルダレベルとの大小関係に基づき、転炉ガスブロワ５を制御する（ステップＳ１０３）。なお、非回収期間は、ガス回収実行期間以外の期間、すなわち、転炉ガスホルダ２内への転炉ガス１５の回収が実行されない期間である。
【００６０】
ステップＳ１０３において、制御部１０は、レベル計３による転炉ガスホルダ２のホルダレベルの実測値、すなわち、実測ホルダレベルをレベル計３から取得する。また、制御部１０は、ホルダレベル設定部９ａによって設定された転炉ガスホルダ２の予定ホルダレベルと、予測処理部９ｂによって予測された転炉ガス１５のガス回収実行期間とを計算機９から取得する。さらに、制御部１０は、転炉ガスブロワ５の現在の出力実績を示す駆動情報を、転炉ガスブロワ５から取得する。制御部１０は、現在が転炉ガス１５のガス回収実行期間または非回収期間のいずれであるかということと、転炉ガスホルダ２の実測ホルダレベルと予定ホルダレベルとの大小関係とに基づいて、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。
【００６１】
詳細には、ステップＳ１０３において、制御部１０は、現在が転炉ガス１５のガス回収実行期間であるか否かを判断する。この際、制御部１０は、現在の時刻が上述したステップＳ１０２によるガス回収実行期間内の時刻であれば、現在が転炉ガス１５のガス回収実行期間であると判断する。この場合、制御部１０は、取得した実測ホルダレベルと予定ホルダレベルとを比較して、現時点における実測ホルダレベルと予定ホルダレベルとの大小関係を判断する。この比較処理の結果、実測ホルダレベルが予定ホルダレベルに比して大きい場合、制御部１０は、これら実測ホルダレベルおよび予定ホルダレベルの各時間変化量を算出し、算出した各時間変化量の大小を判断する。
【００６２】
上述した比較処理の結果、ガス回収実行期間において、実測ホルダレベルが予定ホルダレベルに比して大きく、且つ、実測ホルダレベルの時間変化量が予定ホルダレベルの時間変化量に比して大きい場合、制御部１０は、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を増やすように、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。この転炉ガスブロワ５の出力制御を通して、制御部１０は、ガス回収実行期間、すなわち、転炉ガスホルダ２のホルダレベルが転炉ガス１５の回収に伴い上昇する期間、実測ホルダレベルが上限値Ｌｍａｘを超過しないように、転炉ガスホルダ２のホルダレベルを下げる制御を行う。この際、制御部１０は、実測ホルダレベルが予定ホルダレベルに近づくように、転炉ガスホルダ２のホルダレベル（すなわち転炉ガスホルダ２内の転炉ガス１５の貯蔵量）を制御する。
【００６３】
このような制御部１０の制御に基づき、転炉ガスブロワ５は、出力を上げて、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を増やす。この際、転炉ガス１５は、加熱炉３１の転炉ガス燃焼可能量を上限にして加熱炉３１に供給されてもよいし、コークス炉３２の転炉ガス燃焼可能量を上限にしてコークス炉３２に供給されてもよいし、加熱炉３１およびコークス炉３２に振り分けて供給されてもよい。
【００６４】
一方、ステップＳ１０３において、制御部１０は、現在の時刻が上述したステップＳ１０２によるガス回収実行期間外の時刻であれば、現在がガス回収実行期間以外の期間、すなわち、非回収期間であると判断する。この場合、制御部１０は、取得した実測ホルダレベルと予定ホルダレベルとを比較して、現時点における実測ホルダレベルと予定ホルダレベルとの大小関係を判断する。この比較処理の結果、実測ホルダレベルが予定ホルダレベルに比して小さい場合、制御部１０は、これら実測ホルダレベルおよび予定ホルダレベルの各時間変化量を算出し、算出した各時間変化量の大小を判断する。
【００６５】
上述した比較処理の結果、非回収期間において、実測ホルダレベルが予定ホルダレベルに比して小さく、且つ、実測ホルダレベルの時間変化量が予定ホルダレベルの時間変化量に比して小さい場合、制御部１０は、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を減らすように、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。この転炉ガスブロワ５の出力制御を通して、制御部１０は、非回収期間、すなわち、転炉ガスホルダ２のホルダレベルが転炉ガス１５の払い出しに伴い低下する期間、実測ホルダレベルが下限値Ｌｍｉｎ未満にならないように、転炉ガスホルダ２のホルダレベルを上げる制御を行う。この際、制御部１０は、実測ホルダレベルが予定ホルダレベルに近づくように、転炉ガスホルダ２のホルダレベル（すなわち転炉ガスホルダ２内の転炉ガス１５の貯蔵量）を制御する。
【００６６】
このような制御部１０の制御に基づき、転炉ガスブロワ５は、出力を下げて、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を減らす。この際、転炉ガス１５は、転炉ガス燃焼設備３０の稼働状況に応じて、加熱炉３１に供給されてもよいし、コークス炉３２に供給されてもよいし、加熱炉３１およびコークス炉３２に適宜振り分けて供給されてもよい。
【００６７】
また、制御部１０は、非回収期間において、実測ホルダレベルがホルダレベルの下限値Ｌｍｉｎに達した場合、この実測ホルダレベルが下限値Ｌｍｉｎに達した時点から、この非回収期間の直後に開始するガス回収実行期間の開始時刻までの期間、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給を停止するように転炉ガスブロワ５の出力を制御する。この際、転炉ガスブロワ５は、制御部１０の制御に基づいて出力を停止し、これにより、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給を停止する。
【００６８】
一方、ステップＳ１０３において、制御部１０は、上述したステップＳ１０２によるガス回収実行期間の開始時刻と、吹錬実行スケジュールによって対象転炉に予定される直近の吹錬による転炉ガス１５の回収開始予定時刻とを比較する。この比較処理の結果、ガス回収実行期間の開始時刻が回収開始予定時刻に比して前である場合、制御部１０は、ガス回収実行期間の開始時刻が上述の吹錬実行スケジュールに比して早まったと判断する。この場合、制御部１０は、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を増やすとともに、ガス回収実行期間の開始時刻における実測ホルダレベルが予定ホルダレベル未満且つ下限値Ｌｍｉｎ以上となるように、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。
【００６９】
このような制御部１０の制御に基づき、転炉ガスブロワ５は、出力を上げて、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を増やす。この際、転炉ガス１５は、転炉ガス燃焼設備３０のうち転炉ガス１５を必要としている設備（例えば、加熱炉３１およびコークス炉３２の少なくとも一方）に振り分けて供給される。
【００７０】
他方、ステップＳ１０３の際、制御部１０は、ガス回収実行期間において、実測ホルダレベルが予定ホルダレベル以下である場合、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を現状維持するように転炉ガスブロワ５の出力を制御する。また、制御部１０は、非回収期間において、実測ホルダレベルが予定ホルダレベル以上である場合、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を現状維持するように転炉ガスブロワ５の出力を制御する。
【００７１】
上述したステップＳ１０３を実行後、転炉ガス回収装置１は、処理終了するか否かを判断する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４において、制御部１０は、処理終了を指示する指示情報が入力部８によって入力された場合、処理終了と判断し（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、本処理を終了する。
【００７２】
一方、制御部１０は、処理終了の指示情報が入力部８から入力されない限り、処理終了ではない、すなわち処理続行と判断する（ステップＳ１０４，Ｎｏ）。この場合、転炉ガス回収装置１は、上述したステップＳ１０２に戻り、このステップＳ１０２以降の処理を繰り返す。また、転炉ガス回収装置１は、吹錬実行スケジュールが計算機９に入力された場合、その都度、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０４の各処理を繰り返す。
【００７３】
つぎに、上述した転炉ガス回収方法の各処理を具体的に説明する。図５は、本発明の実施の形態にかかる転炉ガス回収方法の各処理を具体的に説明するための図である。図５には、転炉ガスホルダ２のホルダレベルの時間推移と、複数の転炉２０の転炉操業実績の時間推移とが図示されている。図５において、転炉ガスホルダ２のホルダレベルの時間推移のうち、実線は実測ホルダレベルの時間推移を示し、破線は予定ホルダレベルの時間推移を示す。また、転炉操業実績のうち、「ランス挿入」は、転炉にランスを挿入する操業を意味し、「酸素供給の開始」は、挿入したランスを通じて転炉内に酸素を供給開始する操業を意味する。「ガス回収配管圧力の変動」は、ガス回収配管６内のガス圧力の変動を検出する操業を意味し、「ＣＯ濃度の変動」は、ガス回収配管６内のＣＯ濃度の変動を検出する操業を意味する。
【００７４】
図５に示すように、時刻ｔ1以前の期間において、複数の転炉２０（図１参照）のうちの対象転炉では、ランスの挿入が行われ、ついで、このランスを通じた酸素供給が開始された。これらの操業は、通常、一定の時間間隔で順次行われる。その後、対象転炉に通じるガス回収配管６内のガス圧力の変動が検出され、ついで、このガス回収配管６内のＣＯ濃度の変動が検出された。
【００７５】
上述した操業状況において、転炉ガス回収装置１の予測処理部９ｂは、対象転炉のランス挿入および酸素供給開始の各操業実績（すなわち吹錬開始前の操業実績）をプロセスコンピュータ２５から取得する。予測処理部９ｂは、取得した各操業実績をもとに、ランス挿入時刻と酸素の供給開始時刻とを把握し、把握した各時刻情報に基づいて、対象転炉の吹錬が実行開始したことを確認する。その後、予測処理部９ｂは、ガス回収配管６内のガス圧力の変動検出およびＣＯ濃度の変動検出の各操業実績（すなわち吹錬開始後の操業実績）をプロセスコンピュータ２５から取得する。予測処理部９ｂは、取得した各操業実績をもとに、ガス回収配管６内のガス圧力の変動時刻およびＣＯ濃度の変動時刻を把握し、把握した各時刻情報に基づいて、対象転炉から転炉ガス１５が発生したことを確認する。
【００７６】
対象転炉の吹錬実行開始および対象転炉からの転炉ガス１５の発生開始が確認された場合、予測処理部９ｂは、対象転炉について把握した酸素の供給開始時刻とガス圧力の変動時刻との中間の時刻ｔ1を、対象転炉の吹錬開始実時刻として算出する。ついで、予測処理部９ｂは、この時刻ｔ1に開始される吹錬実行期間のうち、ＣＯ濃度の変動時刻以降の期間を、転炉ガス１５のガス回収実行期間として予測する。この結果、図５に示すように、対象転炉の吹錬実行期間は、吹錬開始実時刻が時刻ｔ1であり且つ吹錬終了実時刻が時刻ｔ5である期間と予測された。また、この吹錬実行期間のうちのガス回収実行期間は、ＣＯ濃度の変動時刻以降の時刻ｔ2から時刻ｔ5までの期間と予測された。
【００７７】
上述したように予測された吹錬実行期間およびガス回収実行期間の各時間幅は、吹錬実行スケジュールに基づいて対象転炉に予定されていた吹錬予定期間およびガス回収予定期間の各時間幅と各々同じである。また、これら吹錬実行期間およびガス回収実行期間の予測結果は、対象転炉の実操業と一致していた。
【００７８】
ここで、転炉ガス回収装置１の制御部１０は、このガス回収実行期間の開始時刻（時刻ｔ2）と、吹錬実行スケジュールに基づくガス回収予定期間の開始予定時刻（時刻ｔ4）とを比較する。この比較処理の結果、ガス回収実行期間の開始時刻がガス回収予定期間の開始予定時刻に比して前であることから、制御部１０は、ガス回収実行期間の開始時刻が吹錬実行スケジュールに比して早まったと判断する。具体的には、図５に示すように、吹錬開始実時刻は、時刻ｔ3から時刻ｔ1に早まり、これに伴い、ガス回収実行期間の開始時刻は、時刻ｔ4から時刻ｔ2に早まり、ガス回収実行期間の終了時刻は、時刻ｔ6から時刻ｔ5に早まった。
【００７９】
この場合、制御部１０は、現時点から時刻ｔ2までの期間、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を増やすとともに、ガス回収実行期間の開始時刻（時刻ｔ2）における実測ホルダレベルが予定ホルダレベル未満且つ下限値Ｌｍｉｎ以上となるように、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。また、図５に示すように、時刻ｔ2から時刻ｔ5までのガス回収実行期間において、実測ホルダレベルは予定ホルダレベル以下であり、あるいは、実測ホルダレベルの時間変化量は予定ホルダレベルの時間変化量以下である。このような状況において、制御部１０は、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を現状維持するように、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。
【００８０】
上述したガス回収実行期間の終了時刻（時刻ｔ5）以降、予測処理部９ｂは、時刻ｔ5以前の場合と同様に、ガス回収実行期間の予測処理を繰り返し実行する。この結果、予測処理部９ｂは、図５に示すように、時刻ｔ7から時刻ｔ10までの期間を対象転炉の吹錬実行期間として予測し、この吹錬実行期間のうち、時刻ｔ8から時刻ｔ10までの期間をガス回収実行期間として予測した。この場合、予測された吹錬実行期間およびガス回収実行期間は、吹錬実行スケジュールに基づく吹錬予定期間およびガス回収予定期間と各々同じであり、対象転炉の実操業と一致していた。
【００８１】
制御部１０は、前回のガス回収実行期間の終了時刻（時刻ｔ5）から今回のガス回収実行期間の開始時刻（時刻ｔ7）までの期間を、転炉ガス１５の回収が実行されていない非回収期間であると判断する。この非回収期間において、実測ホルダレベルの時間変化量は、図５に示すように、予定ホルダレベルの時間変化量以上である。故に、制御部１０は、この非回収期間において、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を現状維持するように、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。
【００８２】
一方、時刻ｔ8から時刻ｔ10までのガス回収実行期間では、図５に示すように、実測ホルダレベルは予定ホルダレベルに比して大きく、且つ、実測ホルダレベルの時間変化量は予定ホルダレベルの時間変化量に比して大きい。すなわち、この状態が維持されれば、実測ホルダレベルは、時刻ｔ9において、転炉ガスホルダ２のホルダレベルの上限値Ｌｍａｘに達し、ついには、上限値Ｌｍａｘを上回ってしまう。
【００８３】
この状況を回避すべく、制御部１０は、このガス回収実行期間において、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を増やすように、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。この転炉ガスブロワ５の出力制御により、制御部１０は、転炉ガスホルダ２内の転炉ガス１５の貯蔵量を調整して、転炉ガスホルダ２のホルダレベルを上限値Ｌｍａｘ以下に修正制御する。この結果、実測ホルダレベルは、図５に示すように、上限値Ｌｍａｘを上回ることなく、予定ホルダレベルと同程度まで低下した。
【００８４】
一方、上述したガス回収実行期間の終了時刻（時刻ｔ10）以降、製鋼工場においてトラブルが発生し、このトラブルの影響を受けて、対象転炉における酸素供給の開始が、図５に示すように、ランス挿入から予期せず遅れてしまった。予測処理部９ｂは、このような実操業上のトラブルに対応して、ガス回収実行期間の予測処理を実行する。
【００８５】
すなわち、予測処理部９ｂは、ランス挿入の操業実績をもとにランス挿入時刻を把握する。その後、予測処理部９ｂは、ランス挿入後から通常に比して極めて遅くに開始された酸素供給の操業実績を取得し、取得した操業実績をもとに、この開始が遅れた酸素の供給開始時刻を把握する。ついで、予測処理部９ｂは、ガス回収配管６内のガス圧力の変動時刻およびＣＯ濃度の変動時刻を把握し、これらの把握した酸素の供給開始時刻とガス圧力の変動時刻との中間の時刻ｔ13を、対象転炉の吹錬開始実時刻として算出した。続いて、予測処理部９ｂは、この時刻ｔ13に開始される吹錬実行期間のうち、ＣＯ濃度の変動時刻以降の期間をガス回収実行期間として予測した。この結果、図５に示すように、対象転炉の吹錬開始実時刻は、時刻ｔ13と予測され、ガス回収実行期間の開始時刻は、ＣＯ濃度の変動時刻以降の時刻ｔ14と予測された。
【００８６】
上述したように予測された吹錬実行期間およびガス回収実行期間の各時間幅は、吹錬実行スケジュールに基づく対象転炉の吹錬予定期間およびガス回収予定期間の各時間幅と各々同じである。また、これら吹錬実行期間およびガス回収実行期間の予測結果は、対象転炉の実操業と一致していた。
【００８７】
ここで、制御部１０は、このガス回収実行期間の開始時刻（時刻ｔ14）と、吹錬実行スケジュールに基づくガス回収予定期間の開始予定時刻（時刻ｔ12）とを比較する。この比較処理の結果、ガス回収実行期間の開始時刻がガス回収予定期間の開始予定時刻に比して後であることから、制御部１０は、ガス回収実行期間の開始時刻が吹錬実行スケジュールに比して遅くなったと判断する。
【００８８】
ついで、制御部１０は、前回のガス回収実行期間の終了時刻（時刻ｔ10）から今回のガス回収実行期間の開始時刻（時刻ｔ14）までの期間を、非回収期間であると判断する。この非回収期間において、図５に示すように、実測ホルダレベルは予定ホルダレベルに比して小さく、且つ、実測ホルダレベルの時間変化量は予定ホルダレベルの時間変化量に比して小さい。すなわち、この状態が維持されれば、実測ホルダレベルは、時刻ｔ11において、転炉ガスホルダ２のホルダレベルの下限値Ｌｍｉｎに達し、ついには、下限値Ｌｍｉｎを下回ってしまう。
【００８９】
このような非回収期間において、制御部１０は、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給量を減らすように、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。この転炉ガスブロワ５の出力制御により、制御部１０は、転炉ガスホルダ２内の転炉ガス１５の貯蔵量を調整して、転炉ガスホルダ２のホルダレベルを、図５に示すように実測ホルダレベルが予定ホルダレベルに近づくよう修正制御する。
【００９０】
上述したようにホルダレベルの制御を行ったにもかかわらず、実測ホルダレベルは、図５に示すように、時刻ｔ13において下限値Ｌｍｉｎに到達した。この場合、制御部１０は、実測ホルダレベルが下限値Ｌｍｉｎに達した時点（時刻ｔ13）から、この時点の直近に開始するガス回収実行期間の開始時刻（時刻ｔ14）までの期間、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給を停止するように転炉ガスブロワ５の出力を制御する。
【００９１】
その後、制御部１０は、時刻ｔ14から開始されたガス回収実行期間において、実測ホルダレベルと予定ホルダレベルとを比較する。この比較処理の結果、図５に示すように、実測ホルダレベルが予定ホルダレベル以下であるため、制御部１０は、転炉ガス燃焼設備３０に対する転炉ガス１５の供給を再開するとともに、実測ホルダレベルが予定ホルダレベルに向けて上昇するように、転炉ガスブロワ５の出力を制御する。
【００９２】
以上、説明したように、本発明の実施の形態では、転炉の吹錬によって発生する転炉ガスを転炉ガスホルダ内に回収して貯蔵し、転炉ガスブロワにより、この転炉ガスホルダから転炉ガス燃焼設備に転炉ガスを供給する際、転炉の吹錬実行スケジュールと転炉ガス燃焼設備の操業スケジュールとに基づき、転炉ガスホルダの予定ホルダレベルをホルダレベルの上限値と下限値との間に設定し、転炉の吹錬開始前後の操業実績をもとに、転炉の吹錬開始実時刻を算出し、算出した吹錬開始実時刻に開始される吹錬によって発生する転炉ガスのガス回収実行期間を予測し、現在がガス回収実行期間であるか否かを加味して、転炉ガスホルダの実測ホルダレベルと予定ホルダレベルとの大小関係に基づき、転炉ガスブロワを制御している。
【００９３】
すなわち、ガス回収実行期間において、レベル計による実測ホルダレベルが予定ホルダレベルに比して大きく、且つ、実測ホルダレベルの時間変化量が予定ホルダレベルの時間変化量に比して大きい場合、転炉ガス燃焼設備への転炉ガスの供給量を増やすように転炉ガスブロワの出力を制御している。また、非回収期間において、実測ホルダレベルが予定ホルダレベルに比して小さく、且つ、実測ホルダレベルの時間変化量が予定ホルダレベルの時間変化量に比して小さい場合、転炉ガス燃焼設備への転炉ガスの供給量を減らすように転炉ガスブロワの出力を制御している。
【００９４】
このため、吹錬過程で転炉から発生した転炉ガスを転炉ガスホルダ内に回収する実際の期間、すなわちガス回収実行期間を高精度に予測することができ、たとえ製鉄所内のトラブル等の影響によって転炉の吹錬実行タイミングに大きなばらつきが生じたとしても、予測したガス回収実行期間と、転炉の実操業における転炉ガスの回収開始時刻から回収終了時刻までの期間とを正確に合わせることができる。これにより、転炉ガスホルダ内への転炉ガスの回収量を時系列に沿って正確に把握できることから、上述した転炉ガスの回収量および供給量を加味して、転炉ガスホルダ内の転炉ガスの貯蔵量、すなわち、転炉ガスホルダのホルダレベルを適正に制御することができる。故に、転炉ガス燃焼設備への転炉ガス供給量に対して転炉ガスホルダ内への転炉ガスの回収量が過多または過少となる事態を可能な限り回避することができ、この結果、転炉ガス回収の安定した操業を確保するとともに、転炉ガスの放散を可能な限り抑制して効率よく転炉ガスを回収することができる。
【００９５】
また、本発明の実施の形態では、非回収期間において実測ホルダレベルがホルダレベルの下限値に達した場合、この下限値到達の時点から直近のガス回収実行期間の開始時刻までの期間、転炉ガス燃焼設備への転炉ガスの供給を停止するように転炉ガスブロワの出力を制御している。このため、転炉ガスホルダ内のピストンが過度に下降して着床する前に、転炉ガスブロワの駆動を緊急停止することができる。これにより、このピストンの着床による転炉ガスホルダの設備破壊を未然に防ぐことができる。
【００９６】
なお、上述した実施の形態では、転炉ガスホルダ２に回収される転炉ガス１５を発生させる転炉として、第１転炉２１、第２転炉２２、第３転炉２３、および第４転炉２４の４つの転炉を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。回収対象の転炉ガス１５を発生させる転炉の数（設置数）は、４つに限らず、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。すなわち、本発明において、転炉の設置数は特に問われない。
【００９７】
また、上述した実施の形態では、転炉ガス１５を燃料に用いて稼働する転炉ガス燃焼設備３０として、被圧延材を加熱する加熱炉３１と、コークス炉３２とを例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。転炉ガス燃焼設備３０は、例えば、加熱炉３１またはコークス炉３２のいずれか一方であってもよいし、転炉ガス１５を利用して発電する発電設備等、加熱炉３１およびコークス炉３２以外の設備であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。すなわち、本発明において、転炉ガス燃焼設備３０の種類および数は特に問われない。
【００９８】
さらに、上述した実施の形態では、転炉における吹錬開始前後の操業として、ランス挿入、酸素の供給開始、ガス回収配管内のガス圧力の変動検出およびＣＯ濃度の変動検出を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明において、転炉における吹錬開始前後の操業は、上述したものに限らず、転炉において吹錬の開始前後に実行される操業であればよい。
【００９９】
また、上述した実施の形態により本発明が限定されるものではなく、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術等は全て本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１００】
１  転炉ガス回収装置
２  転炉ガスホルダ
３  レベル計
４  燃焼放散塔
５  転炉ガスブロワ
６  ガス回収配管
７  ガス供給配管
８  入力部
９  計算機
９ａ  ホルダレベル設定部
９ｂ  予測処理部
１０  制御部
１５  転炉ガス
２０  複数の転炉
２１  第１転炉
２２  第２転炉
２３  第３転炉
２４  第４転炉
２５，３５  プロセスコンピュータ
３０  転炉ガス燃焼設備
３１  加熱炉
３２  コークス炉
【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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