JP2000018843A

JP2000018843A - 鋳造設備及びその原料溶解制御方法

Info

Publication number: JP2000018843A
Application number: JP10179340A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Matsuno; 芳夫松野; Norihisa Iida; 典久飯田; Tetsuo Yamamichi; 哲雄山道
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1998-06-25
Filing date: 1998-06-25
Publication date: 2000-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】保持炉から鋳造圧延装置に供給される溶銅の
供給量を安定化する。【解決手段】溶解炉において溶解された原料（溶解原
料）を保持炉に一旦貯留し、該保持炉から鋳造装置に一
定量の溶解原料を順次供給して該溶解原料の鋳造を行う
鋳造設備において、溶解炉に備えられた原料加熱手段の
燃焼度を保持炉における溶解原料の保持量が最適範囲と
なるように保持量及び保持量変化率に基づいてファジー
制御すると共に、保持量または保持量変化率が特定の警
戒値に至った場合には、保持量または保持量変化率に応
じて規定される１つあるいは複数のルールに基づいて溶
解炉に備えられた原料加熱手段の燃焼度をルール制御す
る制御手段を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造設備及びその
原料溶解制御方法に関し、特に鋳造品質の向上に係わる
技術を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋳造設備の１つとして、シャフト炉等の
溶解炉を用いて電気銅等の原料を溶解して溶解原料（溶
銅）とし、該溶銅を保持炉に一定量貯留し、該保持炉か
ら出湯される溶銅を鋳造装置及び圧延装置を用いて成形
するものがある。このような鋳造設備によれば、銅電線
や銅管、電子材料等の素材となるピレット・ケーク等の
製品が鋳造される。

【０００３】このような鋳造設備においては、鋳造装置
に供給される溶銅の供給量のバラツキが製品の鋳造品質
に大きな影響を与える。特開平３−１６０２１３号公報
（特公平７−１１７２３２号公報）に開示の技術は、こ
の点に着目し、保持炉から出湯される溶銅の量を安定化
させるべく、シャフト炉における電気銅の溶解制御にフ
ァジー制御を利用するものである。この技術では、シャ
フト炉に設けられた複数のバーナーの燃焼度をファジー
制御することによって、シャフト炉から保持炉に出湯さ
れる溶銅の供給量つまり保持炉から出湯される溶銅の量
が一定となるようにコントロールする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来技術では、バーナーの燃焼度をファジー制御するに
当たり、保持炉から鋳造装置に供給される溶銅の供給量
つまり保持炉からの溶銅の出湯量について一定の目標値
を設定し、該目標値に対する実際の出湯量との偏差Ｅに
ついてメンバシップ関数を設定してバーナーの燃焼度を
ファジー制御する。したがって、この従来技術は、保持
炉から鋳造圧延装置に供給される溶銅の供給量の安定化
に一定の効果が得られるものの、その変動の振幅は必ず
しも十分に抑えられるものではない。

【０００５】また、上記従来技術は、シャフト炉の損傷
を考慮したものではない。バーナーの燃焼度が短時間に
間に急増・急減すると、シャフト炉の損傷が増大するこ
とになる。上記従来技術は、保持炉から鋳造圧延装置へ
の溶銅の出湯量の安定化のみを念頭に開発されたもので
あり、したがってシャフト炉に損傷を与えてその耐久性
を損なう恐れがあるという問題点がある。

【０００６】本発明は、上述する問題点に鑑みてなされ
たもので、以下の点を目的とするものである。（１）鋳造圧延装置に供給される溶解原料の供給量をさ
らに安定化する。（２）溶解炉の急激な温度変化を抑える。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、鋳造設備に係わる第１の手段として、
溶解炉において溶解された原料（溶解原料）を保持炉に
一旦貯留し、該保持炉から鋳造装置に一定量の溶解原料
を順次供給して該溶解原料の鋳造を行う鋳造設備におい
て、溶解炉に備えられた原料加熱手段の燃焼度を保持炉
における溶解原料の保持量が最適範囲となるように保持
量及び保持量変化率に基づいてファジー制御すると共
に、保持量または保持量変化率が特定の警戒値に至った
場合には、保持量または保持量変化率に応じて規定され
る１つあるいは複数のルールに基づいて溶解炉に備えら
れた原料加熱手段の燃焼度をルール制御する制御手段を
具備するという手段を採用する。

【０００８】また、鋳造設備に係わる第２の手段とし
て、上記第１の手段において、前記ファジー制御及びル
ール制御によって算出された原料加熱手段の操作量を鋳
造装置の鋳造速度に応じて補正するように制御手段を構
成するという手段を採用する。

【０００９】鋳造設備に係わる第３の手段として、上記
第１または第２の手段において、ルール制御において、
保持量または保持量変化率に応じて制御周期を調整する
ように制御手段を構成するという手段を採用する。

【００１０】鋳造設備に係わる第４の手段として、上記
第３の手段において、原料加熱手段の燃焼度の変動幅を
抑えるように制御周期を調整するように制御手段を構成
するという手段を採用する。

【００１１】鋳造設備に係わる第５の手段として、上記
第１〜第４いずれかの手段において、原料加熱手段が溶
解炉に対して多段に設けられている場合に、制御手段
は、ファジー制御によって算出された原料加熱手段の操
作量を段に応じて重み付けするように制御手段を構成す
るという手段を採用する。

【００１２】一方、本発明では、鋳造設備の原料溶解制
御方法に係わる第１の手段として、溶解炉において溶解
された原料（溶解原料）を保持炉に一旦貯留し、該保持
炉から鋳造装置に一定量の溶解原料を順次供給して該溶
解原料の鋳造を行う鋳造設備の原料溶解制御方法におい
て、溶解炉に備えられた原料加熱手段の燃焼度を保持炉
における溶解原料の保持量が最適範囲となるように保持
量及び保持量変化率に基づいてファジー制御すると共
に、保持量または保持量変化率が特定の警戒値に至った
場合には、保持量または保持量変化率に応じて規定され
る１つあるいは複数のルールに基づいて溶解炉に備えら
れた原料加熱手段の燃焼度をルール制御するという手段
を採用する。

【００１３】また、鋳造設備の原料溶解制御方法に係
わる第２の手段として、上記第１の手段において、ファ
ジー制御及びルール制御によって算出された原料加熱手
段の操作量を鋳造装置の鋳造速度に応じて補正するとい
う手段を採用する。

【００１４】鋳造設備の原料溶解制御方法に係わる第３
の手段として、上記第１または第２の手段において、ル
ール制御では保持量または保持量変化率に応じて制御周
期を調整するという手段を採用する。

【００１５】鋳造設備の原料溶解制御方法に係わる第４
の手段として、上記第３の手段において、原料加熱手段
の燃焼度の変動幅を抑えるように制御周期を調整すると
いう手段を採用する。

【００１６】鋳造設備の原料溶解制御方法に係わる第５
の手段として、上記第１〜第４ずれかの手段におい
て、原料加熱手段が溶解炉に対して多段に設けられてい
る場合には、ファジー制御によって算出された原料加熱
手段の操作量を段に応じて重み付けするという手段を採
用する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる鋳造設備及
びその原料溶解制御方法の一実施形態について、図面を
参照して説明する。

【００１８】初めに、図１を参照して、本実施形態に係
わる鋳造設備の概要を説明する。図１（ａ）において、
符号１は、シャフト炉である。このシャフト炉１は直立
円筒状に設けられ、その下部には原料加熱手段であるバ
ーナー２が複数設けられている。原料である電気銅Ｘa
は、バケット運搬機等（図示略）によってシャフト炉１
の上部から炉内に投入され、複数のバーナー２によって
加熱溶解されて溶銅（溶解原料）とされる。この電気銅
Ｘaは、例えば板状に成形されており、複数束ねたもの
がシャフト炉１内に投入される。バーナー２は、天然ガ
ス等の燃料と空気の混合ガス（燃料ガス）を燃焼させて
電気銅Ｘaを加熱するものである。

【００１９】図１（ｂ）は、このバーナー２の詳細を示
す図である。この図に示すように、バーナー２は、円筒
状のシャフト炉１の軸線Ｌ1に沿って下方から上方にか
けて３段（Ａ段，Ｂ段，Ｃ段）に分けて設けられてお
り、Ａ段〜Ｃ段には炉内に向けて放射状に複数のバーナ
ー２が配置されている。以下、図示するように、Ａ段に
位置する複数のバーナー２をバーナー２Ａ、Ｂ段に位置
する複数のバーナー２をバーナー２Ｂ、Ｃ段に位置する
複数のバーナー２をバーナー２Ｃとする。

【００２０】上記電気銅Ｘaは、このように構成された
バーナー２Ａ，２Ｂ，２Ｃによって加熱溶解されて溶銅
Ｘbとなり、シャフト炉１から樋３を介して保持炉４に
貯留されるようになっている。この保持炉４は、シャフ
ト炉１からの溶銅Ｘbの出湯量が一定でないために設け
られた溶銅調節バッファであり、後工程に供給する溶銅
Ｘbの供給量が一定となるように傾転駆動されるもので
ある。

【００２１】すなわち、保持炉４は、例えば横倒円筒状
に形成されると共に、その中心軸線から偏心した軸線Ｌ
2上に出湯口４ａが設けられており、軸線Ｌ2を中心とし
て一定角度範囲内で傾転するようになっている。したが
って、軸線Ｌ2を中心とした傾転角度に応じて保持炉４
の水平高さが変動するので、この傾転角度によって出湯
口４ａからの溶銅Ｘbの出湯量が調節されることにな
る。

【００２２】しかし、シャフト炉１から保持炉４に供給
される溶銅Ｘbの給湯量が変動することによって保持炉
４内の溶銅Ｘbの保持量Ｈが変動すると、保持炉４の傾
転角度によって溶銅Ｘbの出湯量が一定に調節すること
ができない。

【００２３】このような保持炉４から出湯された溶銅Ｘ
bは、ポット５を介して鋳造輪６と鋳造ベルト７によっ
て形成された間隙に注ぎ込まれる。鋳造輪６は、図示し
ないモータによって回転駆動されると共に、溶銅Ｘbを
冷却して鋳造バーＸcを成形し、該鋳造バーＸcを圧延機
８に供給する。上記鋳造輪６と鋳造ベルト７とは、鋳造
装置を構成するものである。圧延機８は、鋳造バーＸc
を複数回に亘って圧延して荒引線コイルＸdを成形する
ものである。コイラー９は、このように成形された荒引
線コイルＸdを巻取るものである。以上が本実施形態に
おける鋳造設備の概略構成である。

【００２４】次に、図２を参照して、本実施形態におけ
る鋳造設備の自動制御システムの機能構成について説明
する。この図において、符号１０は制御用コンピュータ
であり、ＬＡＮ１１（通信回線）を介してデータ通信用
コンピュータ１２に接続されている。このデータ通信用
コンピュータ１２は、上記鋳造設備が備えられた製錬工
場内に備えられ、制御用コンピュータ１０は、製錬工場
から遠隔地に配置された制御センター等に備えられる。
なお、以下に説明する各種機器は、全て製錬工場内に備
えられるものである。

【００２５】上記制御用コンピュータ１０は、上記鋳造
設備を自動制御するための自動制御プログラムを１つの
アプリケーションプログラムとして実行するものであ
り、例えばエンジニアリング・ワークステーションであ
る。なお、当該自動制御プログラムに基づく制御用コン
ピュータ１０の動作については、以降に詳述する。

【００２６】ＬＡＮ１１は、例えばイーサネット形式に
よって構成され、互いに遠隔配置された制御用コンピュ
ータ１０とデータ通信用コンピュータ１２とを交信可能
に接続する。データ通信用コンピュータ１２は、ＬＡＮ
用のデータ通信プログラムを搭載したエンジニアリング
・ワークステーションであり、専用バス１３を介してプ
ロセスコンピュータ１４に接続されている。

【００２７】プロセスコンピュータ１４は、データ通信
用コンピュータ１２を介して制御用コンピュータ１０か
ら受信される制御情報に基づいて当該鋳造設備を直接的
に制御すると共に、当該鋳造設備を構成する上記各プロ
セス機器の作動状態を収集しプロセスデータとして順次
記憶すると共に、該プロセスデータを制御用コンピュー
タ１０の要求に応じて送信するものである。

【００２８】また、プロセスコンピュータ１４は、イン
タフェース１５を介してバーナー駆動装置１６に接続さ
れている。バーナー駆動装置１６は、上述したＡ段〜Ｃ
段の各バーナー２Ａ，２Ｂ，２Ｃを各段毎に駆動するも
のである。バーナー駆動装置１６は、各バーナー２Ａ，
２Ｂ，２Ｃに供給する燃料ガスの供給量を調節すること
によって、各バーナー２Ａ，２Ｂ，２Ｃの燃焼度ＳＶを
各段毎に設定するものである。当該鋳造設備が手動運転
される場合には、制御室等に備えられた操作盤が運転員
によって操作されることによって、プロセスコンピュー
タ１４を介して各バーナー２Ａ，２Ｂ，２Ｃの燃焼度Ｓ
Ｖが調節されるようになっている。

【００２９】バーナー駆動装置１６と各バーナー２Ａ，
２Ｂ，２Ｃとを接続するガス配管には、燃料ガスの供給
圧力を計測しインタフェース１５を介してプロセスコン
ピュータ１４に出力するガス圧計１７Ａ，１７Ｂ，１７
Ｃがそれぞれ設けられている。バーナー駆動装置１６
は、このガス圧計１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃによって計測
されたＡ段〜Ｃ段の燃料ガスの供給圧力に基づいて各段
Ａ〜Ｃのバーナー２Ａ，２Ｂ，２Ｃの燃焼度ＳＶを設定
するようにプロセスコンピュータ１４によって制御され
る。

【００３０】保持量センサ１８は、上記保持炉４に設け
られ溶銅Ｘbの保持量Ｈを検出するセンサであり、該保
持量Ｈをインタフェース１５を介してプロセスコンピュ
ータ１４に出力するものである。より具体的には、保持
量センサ１８は、保持炉４の傾転角度を抵抗値として検
出するポテンショメータである。上記プロセスコンピュ
ータ１４は、該ポテンショメータによって検出された傾
転角度と保持炉４の上記物理的な形状と基づいて傾転角
度に応じた溶銅Ｘbの保持量Ｈが算出されるようになっ
ている。

【００３１】鋳造速度センサ１９は、上記鋳造バーＸc
の鋳造速度Ｓt（ｔ/hr）を検出するものであり、該鋳造
速度Ｓtをインタフェース１５を介してプロセスコンピ
ュータ１４に出力する。該鋳造速度センサ１９は、例え
ば鋳造輪６の回転数ａ（回転/hr）を検出する回転計で
ある。この鋳造速度Ｓtは、プロセスコンピュータ１４
によって、鋳造輪６と鋳造ベルト７によって形成された
間隙の断面積Ｓ（ｍ²）と鋳造輪６の直径ｄ（ｍ）及び
溶銅Ｘbの比重ρ（ｔ/ｍ³）に基づいて、１時間当たり
の溶銅Ｘbの鋳造トン数として下式（１）によって算出
される。Ｓt＝π・ａ・ｄ・Ｓ・ρ （１）

【００３２】なお、上記制御用コンピュータ１０とＬＡ
Ｎ１１とデータ通信用コンピュータ１２と専用バス１３
とプロセスコンピュータ１４とインタフェース１５とガ
ス圧計１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃと保持量センサ１８と鋳
造速度センサ１９とは、本実施形態の制御手段を構成す
るものである。また、バーナー駆動装置１６と各バーナ
ー２Ａ，２Ｂ，２Ｃとは、本実施形態の原料加熱手段を
構成するものである。以上が、本実施形態における自動
制御システムの制御構成である。

【００３３】次に、このように構成された鋳造設備の自
動制御システムに基づく原料（電気銅Ｘa）の溶解制御
方法について、図３〜図７を参照して詳しく説明する。

【００３４】本鋳造設備の自動制御システムでは、電気
銅Ｘaの溶解制御がプロセスコンピュータ１４によって
直接的に行われる形態となっているが、該プロセスコン
ピュータ１４は制御用コンピュータ１０から受信された
制御情報に基づいて代行的に電気銅Ｘaの溶解制御つま
り各バーナー２Ａ，２Ｂ，２Ｃの燃焼度ＳＶの制御を行
うものである。すなわち、各バーナー２Ａ，２Ｂ，２Ｃ
の燃焼度ＳＶの制御は、実質的には制御用コンピュータ
１０によって行われている。

【００３５】したがって、以下の説明では、制御用コン
ピュータ１０が実行する自動制御プログラムの処理（す
なわち図３のフローチャート）に沿って、本実施形態の
溶解制御方法を説明する。なお、本自動制御システムが
起動していない場合、各バーナー２Ａ，２Ｂ，２Ｃの燃
焼度ＳＶは、製錬工場内の制御室内に設けられた制御盤
を手動操作することによって手動制御されるようになっ
ている。

【００３６】本自動制御システムは、データ収集システ
ムが起動され（ステップＳ1）、かつ自動制御システム
（ステップＳ12）が起動されることによって作動するよ
うになっている。以下の説明では、このフローチャート
に基づく巡回制御によって、各バーナー２Ａ，２Ｂ，２
Ｃの燃焼度ＳＶが定常的に制御されている状態について
説明する。ここで、上記データ収集システムは、制御用
コンピュータ１０が自動制御プログラムの実行を開始す
ることによって起動され、自動制御プログラムの実行を
終了することによって停止されるようになっている。

【００３７】このようにしてデータ収集システムと自動
制御システムが起動されて各バーナー２Ａ，２Ｂ，２Ｃ
の燃焼度ＳＶが定常的に自動制御されている状態におい
て、制御用コンピュータ１０は、データ収集システムの
起動を判断した後（ステップＳ2）、１分毎のデータ収
集周期でプロセス用コンピュータ１４から当該鋳造設備
のプロセスデータ（生データ）を収集する（ステップＳ
3）。

【００３８】すなわち、制御用コンピュータ１０は、デ
ータ通信用コンピュータ１２を介してプロセスデータ
（生データ）の送信指示をプロセス用コンピュータ１４
に送信する。そして、プロセス用コンピュータ１４は、
この送信指示に応答として上記各バーナー２Ａ，２Ｂ，
２Ｃの燃焼度ＳＶ、保持炉４における溶銅Ｘbの保持量
Ｈ、鋳造バーＸcの鋳造速度Ｓt等からなるプロセスデー
タ（生データ）をデータ通信用コンピュータ１２を介し
て制御用コンピュータ１０に送信する。

【００３９】制御用コンピュータ１０は、この生データ
に対して、まず前処理を実行する（ステップＳ4）。こ
の前処理の内容は、ノイズ除去処理と移動平均処理、及
び保持量Ｈの時間変化率の算出処理である。ノイズ除去
処理では、絶対値が予め規定された基準値を越える生デ
ータ及び変化率が予め規定された基準変化率を越える生
データを除去する処理である。また、移動平均処理で
は、５分間に受信された生データの移動平均を取ること
によってノイズを抑圧する処理である。

【００４０】本実施形態では、生データのデータ収集周
期が１分に初期設定されているので、当該移動平均処理
では５分間に収集された６サンプルの生データ毎に移動
平均が取られ、以下の処理に供する制御用データとされ
る。なお、制御用コンピュータ１０は、ノイズ除去処理
によってあるサンプルの生データが除去された場合に
は、残った生データによって移動平均を取る。上記ノイ
ズ除去処理と移動平均処理の主な目的は、ＬＡＮ１１を
介した通信によって混入する恐れのあるノイズ（外乱）
を除去するためである。

【００４１】制御用コンピュータ１０は、このようにし
て生データにノイズ除去処理と移動平均処理とを施す
と、生データに基づいて上記６サンプルのデータ毎に保
持量Ｈの時間変化率（保持量変化率ｄＨ）を算出する。
そして、この保持量変化率ｄＨの算出処理が終了する
と、上記生データと制御用データと保持量変化率データ
とを時系列的にファイルに記憶する。

【００４２】このようにして前処理が終了すると、制御
用コンピュータ１０は、ルール処理１を実行する（ステ
ップＳ5）。このルール処理１は、制御用データに係わ
る保持量Ｈと燃焼度ＳＶと保持量変化率ｄＨ及び制御周
期Ｔ_S（規定値は１０分）に基づいて、現行のファジイ
制御のみによってバーナー２Ａ，２Ｂ，２Ｃの燃焼度Ｓ
Ｖを制御することが可能な状態であるか否か、すなわち
現行の制御周期Ｔ_S（例えば１０分）のままバーナー２
Ａ，２Ｂ，２Ｃの燃焼度ＳＶを制御可能か否かを判断す
るための処理である。したがって、当該ルール処理１の
結果に基づいて、次の処理（ステップＳ6）における判
断が決定されるようになっている。

【００４３】具体的には、当該ルール処理１では、図４
に示すパラメータ表に基づいて合計４つのルール〜
について処理される。これら４つのルール〜には、
優先順位が予め設定されており、複数のルールが適合す
る場合には、番号の若い方のルールが優先的に適用され
る。すなわち、本実施形態では、ルール、ルール、
ルール、ルールの順に優先的に適用されるようにな
っている。なお、この図に示す各パラメータは、当該ル
ール〜の処理及び以下に説明するルール，に適
用される「警戒値」を示すものである。

【００４４】上記ルール〜の処理内容の詳細は、以
下の通りである。保持量変化率ｄＨの絶対値が異常大ｄＨ.lim１
（０．１０ｔ/ｍ）以上の場合には、制御周期Ｔ_Sを１０
分から５分に短縮し、前回の制御時刻ｔ_i-1（ｉ：制御
回数を示す添字）から新たに設定した制御周期Ｔ_S（す
なわち５分）が経過していれば、各バーナー２Ａ，２
Ｂ，２Ｃの燃焼度ＳＶの操作量Ｕ（燃焼度操作量）を直
ちに変更する。

【００４５】現在の保持量変化率ｄＨのままでは１
０分後に保持量Ｈの警戒下限Ｈ.limＬ１（７．０ｔ）と
保持量Ｈの警戒上限Ｈ.limＨ１（１３．０ｔ）を外れる
と判断された場合には、制御周期Ｔ_Sを１０分から２分
に短縮すると共に、バーナー２Ａの燃焼度操作量Ｕ_Aの
みを２０％増減する。なお、このルールが一度適用さ
れた場合には、その後１０分間は当該ルールを適用し
ない。

【００４６】現在の保持量Ｈと５分前の保持量Ｈか
ら算出される保持量変化率ｄＨの絶対値が、異常大ｄ
Ｈ.lim２（０．４０ｔ/ｍ）以上かつそのときの保持量
変化率ｄＨの絶対値が異常大ｄＨ.lim３（０．０７５ｔ
/ｍ）以上の場合には、制御周期Ｔ_Sを１０分から２分に
短縮する。なお、このルールが適用された場合にも、
当該ルールをその後１０分間は当該ルールを再度適
用しない。

【００４７】保持量Ｈが警報下限Ｈ.limＬ２（７．
０ｔ）と警報上限Ｈ.limＨ１（１３．０ｔ）の範囲から
外れた場合には、バーナー２Ａの燃焼度操作量Ｕ_Aを通
常下限ＳＶ.limＬ１（３０％）あるいは全てのバーナー
２Ａ，２Ｂ，２Ｃの燃焼度操作量Ｕ_A，Ｕ_B，Ｕ_Cを通常
下限ＳＶ.limＬ１に設定する。ただし、このルールを
適用した場合にも、その後１０分間は当該ルールを適
用しないこととする。

【００４８】以上のルール〜の詳細処理に示すよう
に、本実施形態では、保持量Ｈの最適値を７．０ｔ〜１
３．０ｔの範囲すなわち最適保持量範囲に設定してお
り、保持量Ｈがこの最適保持量範囲内にある場合には極
力燃焼度操作量Ｕを変更しないようにしている。

【００４９】制御用コンピュータ１０は、以上の４つの
ルール〜の処理において、現行のファジイ制御の制
御周期Ｓt（＝１０分）によってバーナー２Ａ，２Ｂ，
２Ｃの燃焼度ＳＶを制御可能である、すなわち上記ルー
ル〜の処理の結果、制御周期Ｔ_Sを変更する必要が
ない場合は（ステップＳ6）、引き続いて制御タイミン
グの判定処理を実行する（ステップＳ7）。

【００５０】この制御タイミングの判定処理では、前回
の制御時刻ｔ_i-1と現在設定されている制御周期Ｔ_Sが加
算され、この加算値が現在時刻ｔ_i以下であるか否かが
判断される。すなわち、ステップＳ7において、制御用
コンピュータ１０は、条件式（２）が成立するか否かを
判断することによって、制御タイミングが到来したか否
かを判断する。ｔ_i≧ｔ_i-1＋Ｔ_S （２）

【００５１】このように制御タイミングの到来を判断す
ると、制御用コンピュータ１０は、続いてＦＵＺＺＹ制
御量算出処理を実行する（ステップＳ8）。このＦＵＺ
ＺＹ制御量算出処理では、制御用データとして算出され
た保持量Ｈを保持量メンバーシップ関数に当てはめるこ
とによって保持量メンバーシップ係数Ｋ_Hが求められる
と共に、生データから算出された保持量変化率ｄＨを保
持量変化率メンバーシップ関数に当てはめることによっ
て保持量変化率メンバーシップ係数Ｋ_dHが求められる。
そして、該保持量メンバーシップ係数Ｋ_Hと保持量変化
率メンバーシップ係数Ｋ_dHとに基づいて、各バーナー２
Ａ〜２Ｃのうちバーナー２Ａの燃焼度ＳＶの燃焼度操作
量Ｕ_Aのみが決定される。

【００５２】以下に、この燃焼度操作量Ｕ_Aの決定処理
の詳細について、図５及び図６を参照して説明する。こ
こで、図５において、（ａ）は本実施形態における７つ
のメンバーシップ関数ＮＢ，ＮＭ，ＮＳ，ＺＥ，ＰＳ，
ＰＭ，ＰＢの種類を示す表、（ｂ）は該メンバーシップ
関数ＮＢ〜ＰＢの形状を示すグラフ、また（ｃ）はファ
ジー推論に使用する各ファジー量Ｆ（保持量Ｈ及び保持
量変化率ｄＨと燃焼度操作量Ｕ_A）間の組合せルールを
示すルール表である。

【００５３】本実施形態では、（ｂ）に示す形状の各メ
ンバーシップ関数ＮＢ〜ＰＢが各ファジー量Ｆすなわち
保持量Ｈ及び保持量変化率ｄＨと燃焼度操作量Ｕ_Aにつ
いて設定されている。保持量Ｈについては、当該保持炉
４における溶銅Ｘbの最適保持量範囲（７ｔ〜１３ｔ）
をカバーする範囲すなわち５ｔ〜１４．２５ｔの範囲に
亘って７つの保持量メンバーシップ関数ＮＢ_H〜ＰＢ_Hが
設定され、保持量変化率ｄＨについては、「０」を中心
に−０．２０〜＋０．２０の範囲に亘って７つの保持量
変化率メンバーシップ関数ＮＢ_dH〜ＰＢ_dHが設定され、
燃焼度操作量Ｕ _Aについては「０」を中心に−１０〜＋
１０の範囲に亘って７つの燃焼度操作量メンバーシップ
関数ＮＢ_U〜ＰＢ_Uがそれぞれ設定される。

【００５４】また、これら各ファジー量Ｆに対する各メ
ンバーシップ関数ＮＢ〜ＰＢの設定範囲は、（ａ）に示
す如くである。すなわち、保持量Ｈに係わる保持量メン
バーシップ関数ＮＢ_Hは、保持量ＨがＸ0（５ｔ）〜Ｘ1
（７ｔ）の範囲において保持量メンバーシップ係数Ｋ_H
の値が「１」であり、保持量ＨがＸ1（７ｔ）〜Ｘ2（９
ｔ）の範囲では保持量メンバーシップ係数Ｋ_Hの値が
「１」から「０」に一定の傾斜で直線的に減少する関数
として定義されている。

【００５５】また、保持量Ｈに係わる保持量メンバーシ
ップ関数ＮＭ_Hは、保持量ＨがＸ1（７ｔ）〜Ｘ2（９
ｔ）の範囲において保持量メンバーシップ係数Ｋ_Hの値
が「０」から「１」に一定の傾斜で直線的に増加し、か
つ保持量ＨがＸ2（９ｔ）〜Ｘ3（１０ｔ）の範囲では保
持量メンバーシップ係数Ｋ_Hの値が「１」から「０」に
一定の傾斜で直線的に減少する関数として定義されてい
る。保持量Ｈに係わる他の保持量メンバーシップ関数Ｎ
Ｓ_H，ＺＥ_Hも、上記保持量メンバーシップ関数ＮＭ _Hと
同様に保持量Ｘ3，Ｘ4〜Ｘ6を各々の頂点とする三角形
状の関数として定義されている。

【００５６】なお、保持量Ｘ5と保持量Ｘ6とは同一値に
設定されており、保持量メンバーシップ関数ＰＳ_Hは、
保持量ＨがＸ4（１１ｔ）〜Ｘ5（１２ｔ）の範囲におい
て保持量メンバーシップ係数Ｋ_Hの値が「０」から
「１」に一定の傾斜で直線的に増加すると共にＸ5にお
いて「１」から「０」に直下減少する形状の関数として
定義され、保持量メンバーシップ関数ＰＭ_Hは、保持量
ＨがＸ5において保持量メンバーシップ係数Ｋ_Hの値が
「０」から「１」に直上増加すると共に、Ｘ5（１２
ｔ）〜Ｘ7（１３ｔ）の範囲において「１」から「０」
に一定の傾斜で直線的に減少する形状の関数として定義
されている。

【００５７】さらに、保持量Ｈに係わる保持量メンバー
シップ関数ＰＢ_Hは、保持量ＨがＸ6（１２ｔ）〜Ｘ7
（１３ｔ）の範囲において保持量メンバーシップ係数Ｋ
_Hの値が「０」から「１」に一定の傾斜で直線的に増加
し、かつ保持量ＨがＸ7（１３ｔ）〜Ｘ8（１４．２５
ｔ）の範囲では保持量メンバーシップ係数Ｋ_Hの値が
「１」を維持する関数として定義されている。

【００５８】なお、保持量変化率ｄＨに係わる保持量変
化率メンバーシップ関数ＮＢ_dH〜ＰＢ_dHについても、上
述したような保持量メンバーシップ関数ＮＢ_H〜ＰＢ_Hと
略同様に、保持量変化率ｄＨに対する保持量変化率メン
バーシップ係数Ｋ_dHの値を関係付ける保持量変化率メン
バーシップ関数ＮＢ_dH〜ＰＢ_dHが、また燃焼度操作量Ｕ
に対しても燃焼度操作量メンバーシップ係数Ｋ_Uの値を
関係付ける燃焼度操作量メンバーシップ関数ＮＢ_U〜Ｐ
Ｂ_Uがそれぞれ定義される。

【００５９】ただし、保持量変化率ｄＨについては、保
持量変化率ｄＨについてＸ5とＸ6の値とが異なる値（Ｘ
5＝０．０３ｔ/ｍ，Ｘ6＝０．０７５ｔ/ｍ）に設定され
ているので、保持量変化率メンバーシップ関数ＰＳ
_dHは、Ｘ5〜Ｘ6の範囲において「１」から「０」に一定
の傾斜で直線的に減少する形状に定義され、また保持量
変化率メンバーシップ関数ＰＭ_dHはＸ6〜Ｘ7の範囲にお
いて「０」から「１」に一定の傾斜で直線的に増加し、
かつＸ6〜Ｘ7の範囲において「１」から「０」に直線的
に減少する形状の関数として定義されている。バーナー
２Ａに係わる燃焼度操作量Ｕ_Aに係わる燃焼度操作量メ
ンバーシップ関数ＰＳ_U，ＰＭ_Uも、Ｘ5とＸ6の値とが異
なる値（Ｘ5＝３．５％，Ｘ6＝６％）に設定されている
ので、上記保持量変化率メンバーシップ関数ＰＳ_dH，Ｐ
Ｍ_dHと同様の形状に定義されている。

【００６０】このように定義された各ファジー量Ｆに係
わるメンバーシップ関数ＮＢ〜ＰＢに対して、図５
（ｃ）のルール表は、保持量Ｈに係わる７つの保持量メ
ンバーシップ関数ＮＢ_H〜ＰＢ_Hと保持量変化率ｄＨに係
わる７つの保持量変化率メンバーシップ関数ＮＢ_dH〜Ｐ
Ｂ_dHとの組合せによって選択される燃焼度操作量Ｕのメ
ンバーシップ関数ＮＢ_U〜ＰＢ_Uを示すものである。当該
ルール表は、例えば保持量メンバーシップ関数ＮＳ_Hと
保持量変化率メンバーシップ関数ＮＭ_dHとの組合せに基
づいて、燃焼度操作量Ｕ_Aに係わる燃焼度操作量メンバ
ーシップ関数ＰＳ_Uが選択されることを示している。

【００６１】例えば、図６に示すように、ある制御時刻
ｔ_iにおいて保持炉４における溶銅Ｘbの保持量Ｈが値Ｈ
_iであり、かつこのときの保持量変化率ｄＨが値ｄＨ_iで
ある場合、保持量Ｈにあっては、値Ｈ_iに関係する保持
量メンバーシップ関数、すなわち値Ｈ_iに対して保持量
メンバーシップ係数Ｋ_Hが「０」以外の値を取る保持量
メンバーシップ関数は保持量メンバーシップ関数Ｚ
Ｅ_H，ＰＳ_Hであり、一方、保持量変化率ｄＨにあっては
値ｄＨ_iに関係する保持量変化率メンバーシップ関数は
保持量変化率メンバーシップ関数ＮＢ_dHと保持量変化率
メンバーシップ関数ＮＭ_dHとである。

【００６２】そして、これら４つのメンバーシップ関数
すなわち保持量メンバーシップ関数ＺＥ_H，ＰＳ_H及び保
持量変化率メンバーシップ関数ＮＢ_dH，ＮＭ_dHについ
て、各々のメンバーシップ係数が算出される。すなわ
ち、メンバーシップ関数の形状に基づいて、保持量メン
バーシップ関数ＺＥ_Hに関する保持量メンバーシップ係
数Ｋ_Hの値は０．３、保持量メンバーシップ関数ＰＳ_Hに
関する保持量メンバーシップ係数Ｋ_Hの値は０．７、ま
た保持量変化率メンバーシップ関数ＮＢ_dHに関する保持
量変化率メンバーシップ係数Ｋ_dHの値は０．７、保持量
変化率メンバーシップ関数ＮＭ_dHに関する保持量変化率
メンバーシップ係数Ｋ_dHの値は０．３と計算される。

【００６３】ここで、図５（ｃ）に示したルール表を参
照すると、これら保持量メンバーシップ関数ＺＥ_H，Ｐ
Ｓ_Hと保持量変化率メンバーシップ関数ＮＢ_dH，ＮＭ_dH
による４つの組合せ、すなわち保持量メンバーシップ
関数ＺＥ_Hと保持量変化率メンバーシップ関数ＮＢ_dHと
の組合せ、保持量メンバーシップ関数ＺＥ_Hと保持量
変化率メンバーシップ関数ＮＭ_dHとの組合せ、保持量
メンバーシップ関数ＰＳ _Hと保持量変化率メンバーシッ
プ関数ＮＢ_dHとの組合せ、保持量メンバーシップ関数
ＰＳ_Hと保持量変化率メンバーシップ関数ＮＭ_dHとの組
合せによって選択される燃焼度操作量メンバーシップ関
数は以下のようになる。

【００６４】すなわち、保持量メンバーシップ関数ＺＥ
_Hと保持量変化率メンバーシップ関数ＮＢ_dHとの組合せ
に基づいて燃焼度操作量メンバーシップ関数ＰＭ_Uが選
択され、保持量メンバーシップ関数ＺＥ_Hと保持量変化
率メンバーシップ関数ＮＭ_dHとの組合せに基づいて燃焼
度操作量メンバーシップ関数ＰＳ_Uが選択され、保持量
メンバーシップ関数ＰＳ_Hと保持量変化率メンバーシッ
プ関数ＮＢ_dHとの組合せに基づいて燃焼度操作量メンバ
ーシップ関数ＰＭ_Uが選択され、保持量メンバーシップ
関数ＰＳ_Hと保持量変化率メンバーシップ関数ＮＭ_dHと
の組合せによって燃焼度操作量メンバーシップ関数ＰＳ
_Uが選択される。

【００６５】そして、上記４つの組合せにおける保持量
メンバーシップ係数Ｋ_Hと保持量変化率メンバーシップ
係数Ｋ_dHのうちいずれか小さい方の値が、各組合せに基
づいて選択された各燃焼度操作量メンバーシップ関数Ｐ
Ｓ_U，ＰＭ_Uの燃焼度操作量メンバーシップ係数Ｋ_Uに仮
設定される。

【００６６】保持量メンバーシップ関数ＺＥ_H（保持量
メンバーシップ係数Ｋ_H＝０．３）と保持量変化率メン
バーシップ関数ＮＢ_dH（保持量変化率メンバーシップ係
数Ｋ_dH＝０．７）との組合せに基づいて選択された燃焼
度操作量メンバーシップ関数ＰＭ_Uについては、燃焼度
操作量メンバーシップ係数Ｋ_Uは０．３に仮設定され、
保持量メンバーシップ関数ＺＥ_H（保持量メンバーシッ
プ係数Ｋ_H＝０．３）と保持量変化率メンバーシップ関
数ＮＭ_dH（保持量変化率メンバーシップ係数Ｋ_dH＝０．
３）との組合せに基づいて選択された燃焼度操作量メン
バーシップ関数ＰＳ_Uの燃焼度操作量メンバーシップ係
数Ｋ_Uは０．３に仮設定され、保持量メンバーシップ関
数ＰＳ_H（保持量メンバーシップ係数Ｋ_H＝０．７）と保
持量変化率メンバーシップ関数ＮＢ_dH（保持量変化率メ
ンバーシップ係数Ｋ_dH＝０．７）との組合せに基づいて
選択された燃焼度操作量メンバーシップ関数ＰＭ_Uの燃
焼度操作量メンバーシップ係数Ｋ_Uは０．７に仮設定さ
れ、保持量メンバーシップ関数ＰＳ_H（保持量メンバー
シップ係数Ｋ_H＝０．７）と保持量変化率メンバーシッ
プ関数ＮＭ_dH（保持量変化率メンバーシップ係数Ｋ_dH＝
０．３）との組合せに基づいて選択された燃焼度操作量
メンバーシップ関数ＰＳ_Uの燃焼度操作量メンバーシッ
プ係数Ｋ_Uは０．３に仮設定される。

【００６７】ここまでの処理によって、燃焼度操作量メ
ンバーシップ関数ＰＳ_Uの燃焼度操作量メンバーシップ
係数Ｋ_Uについては、０．３と０．３とが仮設定され、
燃焼度操作量メンバーシップ関数ＰＭ_Uの燃焼度操作量
メンバーシップ係数Ｋ_Uは０．３と０．７とが仮設定さ
れたことになる。さらに、このように各々２つずつ仮設
定された燃焼度操作量メンバーシップ係数Ｋ_Uの値のう
ち、大きい方の値が各燃焼度操作量メンバーシップ関数
ＰＳ_U，ＰＭ_Uの燃焼度操作量メンバーシップ係数Ｋ_Uの
値として設定される。

【００６８】すなわち、燃焼度操作量メンバーシップ関
数ＰＳ_Uの燃焼度操作量メンバーシップ係数Ｋ_Uには０．
３が設定され、燃焼度操作量メンバーシップ関数ＰＭ_U
の燃焼度操作量メンバーシップ係数Ｋ_Uには０．７が、
図６（ｃ）に示すように設定される。そして、この図に
示すように、各燃焼度操作量メンバーシップ関数Ｐ
Ｓ _U，ＰＭ_Uにおいて燃焼度操作量メンバーシップ係数Ｋ
_U以下の領域によって形成される斜線部の図形の重心Ｇ
が検出される。この結果、バーナー２Ａの燃焼度操作量
Ｕ_Aは、当該重心Ｇの横軸位置が制御時刻ｔ_iにおける燃
焼度操作量Ｕ_Aiとされる。以上の処理によって、ステッ
プＳ8のＦＵＺＺＹ制御量算出処理が終了する。

【００６９】このようにしてバーナー２Ａの燃焼度操作
量Ｕ_Aが算出されると、制御コンピュータ１０は、ステ
ップＳ9のルール処理２を実行する。このルール処理２
は、上記ＦＵＺＺＹ制御量算出処理によって算出された
バーナー２Ａの燃焼度操作量Ｕ_Aに基づいてバーナー２
Ｂ，２Ｃの各燃焼度操作量Ｕ_B，Ｕ_Cを算出する処理であ
る。例えば、燃焼度操作量Ｕ_B，Ｕ_Cは、下式（３），
（４）によって算出される。Ｕ_B＝Ｕ_A−５（３）Ｕ_C＝Ｕ_A−１０（４）

【００７０】つまり、本実施形態では、各バーナー２Ａ
〜２Ｃについて、式（３），（４）によって各段毎に重
み付けをすることにより、シャフト炉１において最も下
層に位置するバーナー２Ａの燃焼度ＳＶを最も大きく
し、上層に行くに従って燃焼度ＳＶが小さくなるように
している。

【００７１】また、このルール処理２では、上記図４の
パラメータ表に基づいて、次の２つのルール，につ
いて処理される。このルール，についても優先順位
が設定されており、複数のルールが適合する場合にはル
ールが優先的に適用されるようになっている。該ルー
ル，の詳細処理は以下の通りである。

【００７２】保持量Ｈが警報上限Ｈ.limＨ２（１
３．０ｔ）未満の場合において、各バーナー２Ａ〜２Ｃ
の燃焼度ＳＶが通常下限ＳＶ.limＬ１（３０％）以下に
あるときには、各バーナー２Ａ〜２Ｃの燃焼度操作量Ｕ
_A，Ｕ_B，Ｕ_Cを通常下限ＳＶ.limＬ１（３０％）とす
る。または各バーナー２Ａ〜２Ｃの許容上限ＳＶ.limＬ
１Ａ〜ＳＶ.limＬ１Ｃ以上、すなわちバーナー２Ａにつ
いては８０％、バーナー２Ｂについては７５％、バーナ
ー２Ｃについては７５％以上にある場合には、各バーナ
ー２Ａ〜２Ｃの燃焼度操作量Ｕ_A，Ｕ_B，Ｕ_Cを各々の許
容上限ＳＶ.limＬ１Ａ〜ＳＶ.limＬ１Ｃに設定する。

【００７３】保持量Ｈが警報上限Ｈ.limＨ２（１
３．０ｔ）以上で指示される各バーナー２Ａ〜２Ｃの燃
焼度ＳＶが緊急下限ＳＶ.limＬ３（３５％）以下の場合
には、各バーナー２Ａ〜２Ｃの燃焼度操作量Ｕ_A，Ｕ_B，
Ｕ_Cを緊急下限ＳＶ.limＬ３に設定する。

【００７４】そして、制御コンピュータ１０は、このル
ール処理２に基づいて現行のファジイ制御によってバー
ナー２Ｂ，２Ｃを十分に制御できるか否かを判断し（ス
テップＳ10）、現行のファジイ制御によって制御可能と
判断した場合は燃焼度制御量決定処理（ステップＳ11）
を実行し、一方、現行のファジイ制御によって制御でき
ないと判断した場合には制御周期調整処理（ステップＳ
16）を実行する。

【００７５】ここで、上記ルール，の処理では制御
周期Ｔ_Sを変更する内容が含まれていないので、ステッ
プＳ11における判断は「Ｙｅｓ」となる。この結果、制
御コンピュータ１０は、ステップＳ11の燃焼度制御量決
定処理によって最終的な燃焼度ＳＶの操作量Ｕ’を決定
する。この燃焼度制御量決定処理では、鋳造速度センサ
１９によって検出された溶銅Ｘbの鋳造速度Ｓt（ｔ/h
r）を用いて、上記ＦＵＺＺＹ制御量算出処理及びルー
ル処理２によって算出された各バーナー２Ａ〜２Ｃの燃
焼度操作量Ｕ_A〜Ｕ_Cが補正される。

【００７６】例えば、定常的な鋳造速度Ｓtが３０（ｔ/
hr）の場合において、保持量Ｈが８tonを越えていると
きには、各燃焼度操作量Ｕ_A〜Ｕ_Cに（Ｓt/３０）を乗算
することによって最終的な燃焼度操作量Ｕ_A’〜Ｕ_C’を
算出し、また保持量Ｈが１２tonより小さいときには、
各燃焼度操作量Ｕ_A〜Ｕ_Cに（３０/Ｓt）を乗算すること
によって最終的な燃焼度操作量Ｕ_A’〜Ｕ_C’を算出す
る。

【００７７】このようにして最終的な燃焼度操作量
Ｕ_A’〜Ｕ_C’が算出されると、制御コンピュータ１０
は、自動制御がＯＮ状態か否か、つまり当該精錬工場に
おいて制御室のスイッチが操作されて当該自動制御シス
テムが起動が指示されているか否かを判断する（ステッ
プＳ13）。そして、この判断が「Ｙｅｓ」の場合は制御
信号出力処理（ステップＳ14）を実行する。すなわち、
制御コンピュータ１０は、上記最終的な燃焼度操作量Ｕ
_A’〜Ｕ_C’をデータ通信用コンピュータ１２を介してプ
ロセスコンピュータ１４に出力する。この結果、各バー
ナー２Ａ〜２Ｃの燃焼度ＳＶは、プロセスコンピュータ
１４によって燃焼度操作量Ｕ_A’〜Ｕ_C’となるように制
御される。

【００７８】一方、制御コンピュータ１０は、ステップ
Ｓ13の判断が「Ｎｏ」であり各バーナー２Ａ〜２Ｃが手
動制御されている場合には、上記制御信号出力処理を実
行することなく、次回データ収集時刻処理（ステップＳ
15）を実行する。この次回データ収集時刻処理では、１
分に初期設定されたデータ収集周期に基づいて次のデー
タ収集タイミングに至ったか否かが判断され、制御コン
ピュータ１０は、次のデータ収集タイミングに至るまで
待機状態となると共に、次のデータ収集タイミングに至
ると上述したステップＳ2以下の処理を繰り返す。

【００７９】なお、ステップＳ5のルール処理１には制
御周期Ｔ_Sを変更する処理が含まれている。したがっ
て、ルール処理１において実行されるルール〜の処
理結果によっては、ステップＳ6の通常制御継続の判断
処理結果が「Ｎｏ」となる。この場合は、現行の制御周
期Ｔ_Sによっては、保持炉４における溶銅Ｘbの保持量Ｈ
を最適保持量範囲（７ｔ〜１３ｔ）内に維持できない状
態である。したがって、この場合、制御コンピュータ１
０は、ステップＳ16の制御周期調整処理によって、現行
の制御周期Ｔ_Sをルール処理１によって指定された制御
周期Ｔ_Sに変更する。

【００８０】上記ルール〜では、保持量Ｈあるいは
保持量変化率ｄＨの状態に応じて現行の制御周期Ｔ_Sを
短縮する処理を行う。このような制御周期Ｔ_Sの短縮に
よって時間的に細かなバーナー２Ａ，２Ｂ，２Ｃの燃焼
制御が実現されるので、バーナー２Ａ，２Ｂ，２Ｃの燃
焼度の変動を抑えることが可能となると共に、バーナー
２Ａ，２Ｂ，２Ｃの燃焼度の変動を大きくすることも可
能となる。この結果、バーナー２Ａ，２Ｂ，２Ｃの燃焼
度の変動を抑えつつ、保持量Ｈを最適保持量範囲（７ｔ
〜１３ｔ）内に維持することが可能となる。

【００８１】そして、該変更された制御周期Ｔ_Sに基づ
いて制御タイミングに至ったか否かを判断し（ステップ
Ｓ17）、制御タイミングに至ったと判断した場合はステ
ップＳ18において燃焼度制御量決定処理（上記ステップ
Ｓ11と同様の処理）を実行した後、上記ステップＳ13の
処理に移る。一方、制御コンピュータ１０は、ステップ
Ｓ17において制御タイミングに至っていないと判断した
場合には、処理を上記次回データ収集時刻処理（ステッ
プＳ15）に移す。

【００８２】図７は、このような本実施形態の効果を示
す特性図である。このうち、（ａ）は保持量Ｈ（ｔ）と
バーナー２Ａの燃焼度ＳＶ（％）の時間変動を示し、
（ｂ）は本実施形態を用いたバーナー２Ａ〜２Ｃを自動
燃焼させた場合とバーナー２Ａ〜２Ｃを手動制御によっ
て手動燃焼させた場合の統計量（平均値、標準偏差、最
大値、最小値）を示している。図７（ｂ）に示すよう
に、本実施形態によれば、保持量Ｈの変動が十分に最適
保持量範囲（７ｔ〜１３ｔ）に収まると共に、バーナー
２Ａの燃焼度ＳＶ（％）の時間変動も比較的小さく抑え
られている。また、本実施形態による自動燃焼が、従来
の手動燃焼に比較して優れていることが読み取れる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる鋳
造設備及びその原料溶解制御方法によれば、以下のよう
な効果を奏する。（１）溶解炉において溶解された原料（溶解原料）を保
持炉に一旦貯留し、該保持炉から鋳造装置に一定量の溶
解原料を順次供給して鋳造を行う鋳造設備において、溶
解炉に備えられた原料加熱手段の燃焼度を保持炉におけ
る溶解原料の保持量が最適範囲となるように保持量及び
保持量変化率に基づいてファジー制御すると共に、保持
量または保持量変化率が特定の警戒値に至った場合に
は、保持量または保持量変化率に応じて規定される１つ
あるいは複数のルールに基づいて溶解炉に備えられた原
料加熱手段の燃焼度をルール制御する制御手段を具備す
るので、鋳造装置に供給される溶解原料の供給量をより
安定化することができる。（２）制御手段は原料加熱手段の燃焼度の変動幅を抑え
るように制御周期を調整するので、溶解炉の急激な温度
変化を抑えることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わる鋳造設備の概要
構成を示す工程図である。

【図２】本発明の一実施形態に係わる自動制御システ
ムの制御構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の一実施形態に係わる原料の溶解制御
方法を示すフローチャートである。

【図４】本発明の一実施形態に係わる原料の溶解制御
方法において、ルール処理に用いられるパラメーター
（警戒値）のパラメーター表である。

【図５】本発明の一実施形態に係わる原料の溶解制御
方法において、ファジー制御に用いられる各種ファジー
量のメンバーシップ関数及びその組合せ関係を示す説明
図である。

【図６】本発明の一実施形態に係わる原料の溶解制御
方法において、ファジー制御に基づくバーナー２Ａの燃
焼度操作量Ｕ_Aを算出処理を示す説明図である。

【図７】本発明の一実施形態の効果を示す特性図であ
る。

【符号の説明】

１……シャフト炉（溶解炉）２……バーナー（原料加熱手段）２Ａ……Ａ段のバーナー（原料加熱手段）２Ｂ……Ｂ段のバーナー（原料加熱手段）２Ｃ……Ｃ段のバーナー（原料加熱手段）３……樋４……保持炉４ａ……出湯口５……ポット６……鋳造輪（鋳造装置）７……鋳造ベルト（鋳造装置）８……圧延機９……コイラー１０……制御用コンピュータ（制御手段）１１……ＬＡＮ（制御手段）１２……データ通信用コンピュータ（制御手段）１３……専用バス（制御手段）１４……プロセスコンピュータ（制御手段）１５……インタフェース（制御手段）１６……バーナー駆動装置（原料加熱手段）１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ……ガス圧計（制御手段）１８……保持量センサ（制御手段）１９……鋳造速度センサ（制御手段）Ｘa……電気銅（原料）Ｘb……溶銅（溶解原料）Ｘc……鋳造バーＸd……荒引線コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２２Ｄ 45/00 Ｂ２２Ｄ 45/00 ＢＦ２３Ｎ 5/00 Ｆ２３Ｎ 5/00 ＡＦ２７Ｂ 3/28 Ｆ２７Ｂ 3/28 (72)発明者山道哲雄埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地三菱マテリアル株式会社総合研究所内Ｆターム(参考） 3K003 EA08 FA00 FB01 HA03 4E004 DA01 4K045 AA02 AA04 AA06 BA03 DA02 RB12 4K056 AA01 AA05 AA06 BA03 BB01 CA04 CA18 FA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶解炉において溶解された原料（溶解原
料）を保持炉に一旦貯留し、該保持炉から鋳造装置に一
定量の溶解原料を順次供給して鋳造を行う鋳造設備にお
いて、溶解炉に備えられた原料加熱手段の燃焼度を保持炉にお
ける溶解原料の保持量が最適範囲となるように保持量及
び保持量変化率に基づいてファジー制御すると共に、保
持量または保持量変化率が特定の警戒値に至った場合に
は、保持量または保持量変化率に応じて規定される１つ
あるいは複数のルールに基づいて溶解炉に備えられた原
料加熱手段の燃焼度をルール制御する制御手段を具備す
ることを特徴とする鋳造設備。
【請求項２】請求項１記載の鋳造設備において、制御
手段は、前記ファジー制御及びルール制御によって算出
された原料加熱手段の操作量を鋳造装置の鋳造速度に応
じて補正することを特徴とする鋳造設備。
【請求項３】請求項１または２記載の鋳造設備におい
て、制御手段は、ルール制御において、保持量または保
持量変化率に応じて制御周期を調整することを特徴とす
る鋳造設備。
【請求項４】請求項３記載の鋳造設備において、制御
手段は、原料加熱手段の燃焼度の変動幅を抑えるように
制御周期を調整することを特徴とする鋳造設備。
【請求項５】請求項１〜４いずれかに記載の鋳造設備
において、原料加熱手段が溶解炉に対して多段に設けら
れている場合に、制御手段は、ファジー制御によって算
出された原料加熱手段の操作量を段に応じて重み付けす
ることを特徴とする鋳造設備。
【請求項６】溶解炉において溶解された原料（溶解原
料）を保持炉に一旦貯留し、該保持炉から鋳造装置に一
定量の溶解原料を順次供給して該溶解原料の鋳造を行う
鋳造設備の原料溶解制御方法であって、溶解炉に備えられた原料加熱手段の燃焼度を保持炉にお
ける溶解原料の保持量が最適範囲となるように保持量及
び保持量変化率に基づいてファジー制御すると共に、保
持量または保持量変化率が特定の警戒値に至った場合に
は、保持量または保持量変化率に応じて規定される１つ
あるいは複数のルールに基づいて溶解炉に備えられた原
料加熱手段の燃焼度をルール制御することを特徴とする
鋳造設備の原料溶解制御方法。
【請求項７】請求項６記載の鋳造設備の原料溶解制御
方法において、前記ファジー制御及びルール制御によっ
て算出された原料加熱手段の操作量を鋳造装置の鋳造速
度に応じて補正することを特徴とする鋳造設備の原料溶
解制御方法。
【請求項８】請求項６または７記載の鋳造設備の原料
溶解制御方法において、ルール制御において、保持量ま
たは保持量変化率に応じて制御周期を調整することを特
徴とする鋳造設備の原料溶解制御方法。
【請求項９】請求項８記載の鋳造設備の原料溶解制御
方法において、原料加熱手段の燃焼度の変動幅を抑える
ように制御周期を調整することを特徴とする鋳造設備の
原料溶解制御方法。
【請求項１０】請求項６〜９いずれかに記載の鋳造設
備の原料溶解制御方法において、原料加熱手段が溶解炉
に対して多段に設けられている場合には、ファジー制御
によって算出された原料加熱手段の操作量を段に応じて
重み付けすることを特徴とする鋳造設備の原料溶解制御
方法。