JP2003147428A

JP2003147428A - 炉圧制御装置及び炉圧制御プログラム

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Publication number: JP2003147428A
Application number: JP2001340172A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Tomochika; 信行友近; Makiyuki Nakayama; 万希志中山; Katsuya Takaoka; 克也高岡; Takahiko Sugihara; 崇彦杉原; Ryuhei Misumi; 龍平三角; Takashi Inaba; 岳志稲葉
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2001-11-06
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2003-05-21
Anticipated expiration: 2021-11-06
Also published as: JP3714544B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＯの損失量をより一層減少させ、ＣＯの回
収率を高めることができる。【解決手段】炉圧の変動状況を考慮した吹き出し及び
吸い込みガス量が、吹き出し及び吸い込みガス量と炉圧
との関係の理論式、及び炉圧の変動状況から算出され
る。次に、これら炉圧の変動状況を考慮した吹き出し及
び吸い込みガス量に基づいて、ＣＯ吹き出し及び吸い込
み損失量が算出される。そしてＣＯ吹き出し損失量とＣ
Ｏ吸い込み損失量とを加算することにより、ＣＯ合計損
失量が算出され、その最小値を目標炉圧として設定す
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、転炉などの炉で発
生する一酸化炭素（ＣＯ）ガスの損失量ができるだけ少
なくなるように、炉内圧力（炉圧）を制御する炉圧制御
装置及び炉圧制御プログラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】製鉄・製鋼工程において、高炉から出銑
された溶銑は、一般に、脱珪、脱燐、脱硫などの処理を
経た後、転炉に装入される。転炉では、高速高圧の酸素
が吹き込まれ、酸化作用により溶銑中の炭素と酸素とが
結合して溶銑が脱炭処理されるが、この吹錬過程におい
て、ＣＯを主成分とする排ガスが発生する。ＣＯは高カ
ロリーな燃焼用ガスとして利用可能であるので、転炉で
発生する排ガスを回収して工場内で再利用することによ
って省エネルギー化が図られる。また、再利用するとい
う目的以外に、ＣＯは人体に影響を及ぼす有害物質であ
り、転炉外に大量に放出されると作業環境に問題が生じ
るという理由などからも、転炉で発生する排ガスを極力
回収する必要がある。

【０００３】そこで、従来から、転炉の上方にフードを
設置して、排ガスを回収する方法が取られている。ここ
で、排ガスの吹き出し及び外気の吸い込みを低減させる
ため、フードの下部には炉口を覆うスカートが設けら
れ、転炉内の排ガスはフードを通り、フードの上部に接
続されたダクトを経由して集塵器で除塵され、ホルダに
回収されるか、又は、回収しない場合は煙突から大気中
に放散される。

【０００４】炉口を覆うように設けられたスカートは、
通常、安全のために炉口に密着させず、炉口との間に形
成される隙間をできるだけ小さくなるよう適当な間隔を
とって設置している。この場合、炉内の圧力（以下、炉
圧と称する）が外気圧より高いと、排ガスは炉外に漏出
し、ＣＯの損失となる。また逆に、炉圧が外気圧より低
いと、外気が炉内に流入し、炉内のＣＯと外気中の酸素
とが反応してＣＯが燃焼してしまうため、やはりＣＯの
損失となる。

【０００５】このようなＣＯ損失を防ぎ、ＣＯを主成分
とする排ガスの回収率を高めるため、従来から、炉口部
に設置された圧力検出器によって炉圧を検出し、主とし
てフィードバック制御によって、炉圧が外気圧となどし
くなるように炉圧を制御している。また、制御性能を向
上させるため、従来から様々な工夫がなされている。例
えば特公平６―７４４４９号公報には、副原料投入時や
吹込み酸素量の変更時の急激な排ガス発生量の変化に対
し、急激な炉圧変動を抑制するため、炉圧目標値を所定
量、所定時間だけ変更する制御方法が開示されている。
また、特公昭６２−１７００３号公報には、予測時点の
炉内発生排ガス量の推定値と実績値との偏差を求め、そ
の偏差で予測時点の発生排ガス量の推定値を修正し、ま
た、炉圧を求めるパラメータを時々刻々と変化する実績
巻込空気量と目標巻込空気量との比を基に修正して炉圧
設定値として設定する制御装置が開示されている。ま
た、特公平２―３３７６６号公報及び特公昭６３―１９
５６６号公報には、プロセスゲインの変化に対して制御
ゲインを適応させる制御装置及び制御方法が開示されて
いる。また、特開平１０―１８３２２０号公報には、Ｈ
無限大制御理論に基づいて炉圧制御系のモデル化誤差及
び外乱抑制特性を考慮した制御装置が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】排ガスの吹き出しや外
気吸い込みの無い平衡点を目標とし、上記のような工夫
をもって炉圧を制御することで、制御偏差や炉圧変動幅
を低減させることはできる。しかしながら、ＣＯの損失
量をより一層減少させることが望まれている。そこで本
発明は、ＣＯの損失量をより一層減少させ、ＣＯの回収
率を高めることのできる炉圧制御装置及びプログラムを
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】一般に、炉圧の目標値は
平衡点に設定されるが、炉圧をある一定の圧力に静定さ
せることは現実的に不可能であり、図５に示すように、
実際の炉圧は時間の経過に伴って変動する。これは、転
炉での吹錬過程において高速高圧の酸素が吹き込まれ、
炉内における物質の反応やガスの流動状態が時々刻々と
変化するため、転炉内で発生する排ガス量や炉圧も周期
的・突発的に変動するからである。このことは、例えば
炉圧が外気圧近傍となるよう制御されている場合におけ
る微小な排ガスの吹き出しと外気の吸い込みとの繰り返
しの現象である「パッフィング」からも確認できる。

【０００８】時間経過に伴う炉圧の変動を考慮せず、炉
圧が常に一定に保たれると仮定する場合、吹き出しガス
量及び吸い込みガス量と炉圧との間には、理論上図６の
実線で示すような関係が成り立ち、この場合における排
ガスの吹き出しや外気吸い込みの無い平衡点はＹ軸のガ
ス量が０となる点である。しかし実際には、上述のよう
に、平衡点を目標として炉圧を制御しても、時間経過に
伴って炉圧は平衡点近傍で微小変動する。このような炉
圧の時間経過に伴う変動について、炉圧の時間平均が平
衡点と一致し、且つ正規分布に従うと仮定すると、炉圧
の確率密度関数は図７に示すようになる。そして、実際
の現象に即して炉圧の時間経過に伴う変動を考慮するた
め、図７に示す確率密度関数に従うと仮定すると、吹き
出しガス量及び吸い込みガス量と炉圧とは図６に点線で
示すような関係になり、平衡点において排ガスの吹き出
しと外気の吸い込みとが混在するのがわかる。

【０００９】排ガスの吹き出しによるＣＯ損失量は、排
ガス中のＣＯの割合が略８０〜９０％であることから、
吹き出しガス量の略８０〜９０％である。一方、大気中
の酸素は略２１％であり、反応によってＣＯは酸素量の
２倍失われる（２ＣＯ＋Ｏ₂→２ＣＯ₂）ことから、外気
の吸い込みによるＣＯ損失量は吸い込む外気量の略４２
％の量となる。図６に示す炉圧の時間経過による微小変
動を考慮した吹き出しガス量及び吸い込みガス量と炉圧
との関係から、これらＣＯ損失量を算出したものが図８
中に示されており、また、これら排ガスの吹き出し及び
外気の吸い込みによるＣＯ損失量を合計したものが実線
で示されている。こうして算出されたＣＯ損失量の合計
は、炉圧が平衡点よりも小さい値（最適点）において最
小となっている。より詳細には、図７に示す炉圧の確率
密度関数の標準偏差をσとすると、図８では、平衡点よ
りも略０．８σ小さな値が最適点となっている。また、
図８において、平衡点におけるＣＯ合計損失量は最適点
におけるＣＯ合計損失量よりも略１４％大きな値となっ
ている。

【００１０】以上は確率密度が正規分布に従う場合につ
いて説明したが、それ以外の場合でも、炉圧が時間経過
に伴って微小変動するという実際の現象を考慮すると、
制御装置に目標として設定する平衡点と、実際にＣＯ損
失量が最小となる炉圧の最適点とは必ずしも一致しな
い。つまり、たとえ制御性能を向上させたとしても、炉
圧の目標を平衡点に定めて制御すると、ＣＯ損失量が却
って大きくなることがある。

【００１１】そこで、本発明の請求項１に記載の炉圧制
御装置は、炉口部における炉圧の変動状況を記憶する記
憶手段と、前記炉口部からの吹き出しガス量と前記炉口
部における炉圧との関係及び前記記憶手段に記憶された
炉圧の変動状況から、前記炉口部における炉圧に対する
前記炉口部での炉圧の変動を考慮した前記炉口部からの
吹き出しガス量を算出する吹き出しガス量算出手段と、
前記炉口部からの吸い込みガス量と前記炉口部における
炉圧との関係及び前記記憶手段に記憶された炉圧の変動
状況から、前記炉口部における炉圧に対する前記炉口部
での炉圧の変動を考慮した前記炉口部からの吸い込みガ
ス量を算出する吸い込みガス量算出手段と、前記吹き出
しガス量算出手段で算出された吹き出しガス量に基づい
て、前記炉口部における炉圧に対する前記炉口部からガ
スが吹き出すことによるＣＯの損失量を算出するＣＯ吹
き出し損失量算出手段と、前記吸い込みガス量算出手段
で算出された吸い込みガス量に基づいて、前記炉口部に
おける炉圧に対する前記炉口部からガスを吸い込むこと
によるＣＯの損失量を算出するＣＯ吸い込み損失量算出
手段と、前記ＣＯ吹き出し損失量算出手段で算出された
ＣＯ損失量と前記ＣＯ吸い込み損失量算出手段で算出さ
れたＣＯ損失量とを加算することにより、前記炉口部に
おける炉圧に対するＣＯの合計損失量を算出するＣＯ合
計損失量算出手段と、前記ＣＯ合計損失量算出手段で算
出された前記炉口部における炉圧とＣＯの合計損失量と
の関係から、ＣＯの合計損失量が最小となる炉圧を目標
値として設定する目標炉圧設定手段とを備えていること
を特徴とする。

【００１２】上記構成の炉圧制御装置によると、炉圧を
目標値に一定に制御するという概念を用いず、炉圧の変
動を考慮した上で実際の炉圧の変動状況に応じて炉圧目
標値を設定することにより、目標値として最適な値を設
定することができるので、従来技術によるものと比較し
て、ＣＯの損失量をより一層減少させ、ＣＯの回収率を
高めることが可能である。またさらに、炉圧目標値を設
定するという比較的単純な方法のみでＣＯの損失量をよ
り一層減少させ、ＣＯの回収率を高めることが可能であ
るため、どのような制御系においても、改造のためのコ
ストを低く抑えることができる。

【００１３】また、炉口部における炉圧の変動状況は、
炉圧の時間的な出現確率を表した確率密度分布であって
よい（請求項２）。

【００１４】本発明の請求項３に記載の炉圧制御装置
は、前記記憶手段の記憶内容である前記炉口部における
炉圧の変動状況がリアルタイムで更新され、それに応じ
て前記目標炉圧設定手段が前記目標値を順次更新するこ
とを特徴とする。

【００１５】上記構成の炉圧制御装置によると、時々刻
々と変化する炉圧に応じて目標値を更新することで、常
に最適な目標値を設定することができる。

【００１６】また、本発明の請求項４〜６に記載の炉圧
制御プログラムは、炉圧制御装置を請求項１〜３のよう
なものとして機能させることが可能なプログラムであ
り、請求項１〜３と夫々同様の作用効果を奏する。

【００１７】なお、請求項４〜６の夫々に記載されてい
るプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ＭＯなどのリム
ーバブル型記録媒体やハードディスクなどの固定型記録
媒体に記録して配布可能である他、有線又は無線の電気
通信手段によってインターネットなどの通信ネットワー
クを介して配布可能である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、添付図面を参照しつつ説明する。

【００１９】先ず、図１及び図２を参照しつつ、本発明
の一実施形態に係る炉圧制御装置１の構成及びそれが実
行する処理について説明する。炉圧制御装置１において
は、図１に示すように、炉圧データが確率密度算出部９
に送信され、確率密度算出部９からのデータが記憶部２
で記憶され、記憶部２で記憶されたデータが吹き出しガ
ス量算出部３と吸い込みガス量算出部４とに夫々送信さ
れ、そして各々吹き出しガス量算出部３からＣＯ吹き出
し損失量算出部５へ、吸い込みガス量算出部４からＣＯ
吸い込み損失量算出部６へとデータが送信され、次にそ
れらＣＯ吹き出し損失量算出部５とＣＯ吸い込み損失量
算出部６とからのデータがＣＯ合計損失量算出部７へと
送信され、さらにＣＯ合計損失量算出部７から目標炉圧
設定部８へとデータが送信され、炉圧目標値データが出
力される。

【００２０】図１に示す確率密度算出部９は、送信され
た炉口部における炉圧のデータから、炉圧の変動状況を
表すものとして、炉圧の時間的な出現確率を表した確率
密度を算出するという図２に示すステップＳ１を実行す
る。確率密度分布は、例えば図５に示すような吹錬中の
一定時間の炉圧トレンドから、炉圧変動の度数分布を求
め、それを累積度数で割ることで図４に示すような確率
分布を求めて、これを近似的に、図７に示すような正規
分布に従うものとする。正規分布に従う確率密度は、炉
圧ｐとすると確率密度関数φ（ｐ）で表される。

【００２１】なお、確率密度分布は、このように炉圧ト
レンドによって求める以外にも、炉に投入する金属の種
類、成分、吹錬の経過時間、送酸量、副原料投入量、ス
カート長さなどに応じて求めたり、確率密度関数式の構
造のみを仮定しておいて、係数を炉圧トレンドから定め
ることで求めたりしてもよい。また、確率密度が正規分
布に従うことは必須条件ではない。また、本実施形態で
は炉圧の変動状況として容易に求めることができるもの
として確率密度分布を用いているが、本発明はこれに限
定されるものではない。

【００２２】図１に示す記憶部２は、炉口部における炉
圧の変動状況、即ち本実施形態では確率密度分布を記憶
するという役割を担う。そこで、図２のステップＳ１に
続いて、記憶部２に、図１の確率密度算出部９により算
出された確率密度分布を記憶させるというステップＳ２
が実行される。

【００２３】図１に示す吹き出しガス量算出部３は、炉
口部からの吹き出しガス量と炉口部における炉圧との関
係、及び記憶部２に記憶された炉圧の変動状況から、炉
口部における炉圧に対する炉口部での炉圧の変動を考慮
した炉口部からの吹き出しガス量を算出するという図２
に示すステップＳ３を実行する。炉口部からの吹き出し
ガス量と炉口部における炉圧との関係は、図６に実線で
示すように、炉圧ｐ、吹き出しガス量Ｆｏｕｔとする
と、Ｆｏｕｔ＝ｆ（ｐ）という理論式の関数で表され
る。そして、この吹き出しガス量Ｆｏｕｔ、及び図７に
示す記憶部２に記憶された炉圧の確率密度φ（ｐ）か
ら、炉口部での炉圧の変動を考慮した炉口部からの特定
炉圧での吹き出しガス量Ｇｏｕｔは、例えばＧｏｕｔ＝
∫φ（ｐ）ｆ（ｐ）ｄｐという式から算出される。

【００２４】ここで、本実施形態においては確率密度が
正規分布に従うものとしているため、上記のように確率
密度を炉圧ｐの関数で表すことができ、その関数に基づ
いて、炉圧の変動を考慮した特定炉圧での吹き出しガス
量ＧｏｕｔをＧｏｕｔ＝∫φ（ｐ）ｆ（ｐ）ｄｐという
式で容易に算出することができる。

【００２５】次に、図１に示すＣＯ吹き出し損失量算出
部５は、吹き出しガス量算出部３で算出された吹き出し
ガス量に基づいて、炉口部における炉圧に対する炉口部
からガスが吹き出すことによるＣＯの損失量を算出する
という図２に示すステップＳ４を実行する。ガスの吹き
出しによるＣＯ損失量が排ガス中のＣＯの割合が略８０
〜９０％であることから、本実施形態ではＣＯ吹き出し
損失量を吹き出しガス量の９０％とし、図８に示すよう
に、ＣＯ吹き出し損失量は０．９Ｇｏｕｔとして求ま
る。

【００２６】一方、図１に示す吸い込みガス量算出部４
は、炉口部からの吸い込みガス量と炉口部における炉圧
との関係、及び記憶部２に記憶された炉圧の変動状況か
ら、炉口部における炉圧に対する炉口部での炉圧の変動
を考慮した炉口部からの吸い込みガス量を算出するとい
う図２に示すステップＳ５を実行する。上述の吹き出し
ガス量算出部３と同様に、炉口部からの吸い込みガス量
と炉口部における炉圧との関係は、図６に実線で示すよ
うに、炉圧ｐ、吸い込みガス量Ｆｉｎとすると、Ｆｉｎ
＝ｆ’（ｐ）という理論式の関数で表される。そしてま
た、吹き出しガス量算出部３と同様に、この吸い込みガ
ス量Ｆｉｎ、及び図７に示す記憶部２に記憶された炉圧
の確率密度φ（ｐ）から、炉口部での炉圧の変動を考慮
した炉口部からの特定炉圧での吸い込みガス量Ｇｉｎ
は、例えばＧｉｎ＝∫φ（ｐ）ｆ’（ｐ）ｄｐという式
から算出される。

【００２７】ここでもまた、本実施形態においては確率
密度が正規分布に従うものとしているため、吹き出しガ
ス量算出部３の場合と同様に、容易に炉口部での炉圧の
変動を考慮した炉口部からの吸い込みガス量を算出する
ことができる。

【００２８】次に、図１に示すＣＯ吸い込み損失量算出
部６は、吸い込みガス量算出手段で算出された吸い込み
ガス量に基づいて、炉口部における炉圧に対する炉口部
からガスを吸い込むことによるＣＯの損失量を算出する
という図２に示すステップＳ６を実行する。大気中の酸
素は略２１％であり、反応によってＣＯは酸素量の２倍
失われる（２ＣＯ＋Ｏ₂→２ＣＯ₂）ことから、本実施形
態では、外気の吸い込みによるＣＯ損失量が吸い込みガ
ス量の４２％とし、図８に示すように、ＣＯ吸い込み損
失量は０．４２Ｇｉｎとして求まる。

【００２９】さらに、図１に示すＣＯ合計損失量算出部
７は、ＣＯ吹き出し損失量算出手段で算出されたＣＯ損
失量とＣＯ吸い込み損失量算出手段で算出されたＣＯ損
失量とを加算することにより、炉口部における炉圧に対
するＣＯの合計損失量を算出するという図２に示すステ
ップＳ７を実行する。図８に示すように、本実施形態に
おいて、このＣＯ合計損失量Ｌは０．９Ｇｏｕｔ＋０．
４２Ｇｉｎとして求まる。

【００３０】なお、本実施形態では、ＣＯ吹き出し損失
量を吹き出しガス量の９０％、ＣＯ吸い込み損失量を吸
い込みガス量の４２％、と仮定したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、状況に応じた割合を仮定する
ことにより、ＣＯ吹き出し損失量及びＣＯ吸い込み損失
量を算出することができる。また、上記のステップＳ３
及びステップＳ４と、ステップＳ５及びステップＳ６と
の２組の処理は、ステップＳ２とステップＳ７との間で
順不同である。即ち、本実施形態ではステップＳ２〜ス
テップＳ７と番号順に処理が実行されているが、ステッ
プＳ２、ステップＳ５、ステップＳ６、その後ステップ
Ｓ３、ステップＳ４、そしてステップＳ７へという順序
で処理が行われてもよい。

【００３１】次に、図１に示す目標炉圧設定部８は、Ｃ
Ｏ合計損失量算出部７で算出された炉口部における炉圧
ｐとＣＯ合計損失量Ｌ（＝０．９Ｇｏｕｔ＋０．４２Ｇ
ｉｎ）との関係から、ＣＯ合計損失量Ｌが最小となる炉
圧の最適点を目標値として設定する（図８参照）という
図２に示すステップＳ８を実行する。この目標炉圧設定
部８によって設定される目標値（最適点）は、一般に、
図８に示すように、排ガスの吹き出しや外気吸い込みが
無いとする平衡点より小さく、また、目標値（最適点）
におけるＣＯ合計損失量は平衡点におけるＣＯ合計損失
量よりも小さな値となる。

【００３２】さらに、ステップＳ８を実行後、再びステ
ップＳ１を実行し、上記と同様の処理が繰り返し実行さ
れる。つまり本実施形態は、記憶部２の記憶内容である
炉口部における炉圧の変動状況、即ち確率密度分布がリ
アルタイムで更新され、それに応じて目標炉圧設定部８
が目標値を順次更新するという構成になっている。これ
により、時々刻々と変化する炉圧に応じて目標値を更新
することで、常に最適な目標値を設定することができ
る。しかし、炉圧の変動状況をリアルタイムで更新し、
目標炉圧設定部８が目標値を順次更新するというのは本
発明において必須ではなく、ステップＳ８を実行後に処
理を終了してもよい。

【００３３】以上のように、本実施形態の炉圧制御装置
１は、炉圧を目標値に一定に制御するという概念を用い
ず、炉圧の変動を考慮した上で実際の炉圧の変動状況に
応じて炉圧目標値を設定することにより、目標値として
最適な値を設定することができるので、従来技術による
ものと比較して、ＣＯの損失量をより一層減少させ、Ｃ
Ｏの回収率を高めることが可能である。またさらに、炉
圧目標値を設定するという比較的単純な方法のみでＣＯ
の損失量をより一層減少させ、ＣＯの回収率を高めるこ
とが可能であるため、どのような制御系においても、改
造のためのコストを低く抑えることができる。

【００３４】また、図１に示されている炉圧制御装置１
の各部２〜９は、例えば汎用のパーソナルコンピュータ
などの情報処理装置によって構成されている。かかる情
報処理装置には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディ
スク、ＦＤやＣＤの駆動装置などのハードウェアが収納
されており、ハードディスクには、当該情報処理装置を
炉圧制御装置１として機能させるための炉圧制御プログ
ラム（このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ＭＯな
どのリムーバブル型記録媒体に記録しておくことによ
り、任意のコンピュータにインストールすることが可能
である。）を含む各種のソフトウェアが記憶されてい
る。そして、これらのハードウェア及びソフトウェアが
組み合わされることによって、上述の各部２〜９が構築
されている。

【００３５】次いで、図３を参照しつつ、本発明の一実
施形態に係る炉圧制御装置１を含む転炉排ガス処理機構
の一例について説明する。図３に示す転炉排ガス処理機
構１０は、転炉１１で発生する排ガスを回収及び処理す
るための機構である。溶銑１２が装填された転炉１１の
上方には、転炉１１上方から内部に向けて延在し、転炉
１１内部に向けて高速高圧の酸素を吹き込むランス２
６、及び、そのランス２６に隣接し、鉄鉱石などの副原
料を投入する副原料投入ホッパ２５が設置されている。
また、転炉１１の炉口部上方には、下部に炉口部を覆う
上下動可能なスカート１５を備えたフード１４が設置さ
れおり、フード１４上部にはダクト１６が接続されてい
る。このダクト１６は、排ガス中のダストを除去する集
塵器１７、ダクト１６との隙間１９を調節しながら上下
するダンパ１８、及び縮経された絞り部２０を順に備
え、次に誘引送風機２１に接続され、その後分岐して、
放散煙突２３、及び回収弁２２を介したホルダ２４に接
続されている。また、転炉１１の炉口部には、炉口部に
おける炉圧を検出するための炉圧検出手段として圧力計
１３が設けられており、本発明の一実施形態に係る炉圧
制御装置１は、圧力計１３及びダンパ１８に接続してい
る。

【００３６】上記構成の転炉排ガス処理機構１０による
と、吹錬を実行する際、先ず、溶銑１２を装填した転炉
１１に、副原料が副原料投入ホッパ２５から投入される
と共にランス２６から酸素がマッハを超える速度で吹き
つけられる。そして、この吹錬過程において転炉１１か
ら発生する排ガスは、上方のフード１４に捕集され、ダ
クト１６を経由して集塵器１７で除塵され、次に上下に
動作可能なダンパ１８が設けられた部分に至る。さらに
ガスは絞り部２０、誘引送風機２１を経て、放散煙突２
３で大気中に放散されるか、又は、ホルダ２４で回収さ
れる。

【００３７】上述のように、本実施形態に係る炉圧制御
装置１は圧力計１３に接続されており、圧力計１３から
得られる炉口部における炉圧のデータは、図１に示す確
率密度算出部９に送信され、確率密度算出部９で確率密
度が算出され（ステップＳ１）、その確率密度分布デー
タが記憶部２に記憶され（ステップＳ２）、続いて前述
のようなステップＳ３〜ステップＳ８（図２参照）の処
理が実行される。そしてステップＳ８で設定された炉圧
目標値のデータは、ダンパ１８に送信され、ダンパ１８
は、その炉圧目標値データに応じて、ガスが流通可能な
ダクト１６内の隙間１９の大きさを変化させて炉圧を調
節するために、上下動作する。また、ダンパ１８による
隙間１９の調節によって、ガスの誘引抵抗を変化させ、
誘引送風機２１で誘引されるガス量を調節することがで
きる。また、圧力計１３によって計測される圧力は炉口
部の圧力と若干異なることがあるので、その取り付け位
置に応じて補正することが好ましい。

【００３８】なお、転炉１１の排ガスを処理する機構と
しては、上述の図３に示す機構１０に限定されず、様々
な形態をとることができる。また、以上は転炉１１で発
生する排ガスを処理する機構１０について説明したが、
本発明に係る炉圧制御装置１の適用は転炉１１のみに限
定されず、例えば転炉１１で吹錬過程を行う前の予備処
理の段階にも適用できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成される
ので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００４０】炉圧を目標値に一定に制御するという概念
を用いず、炉圧の変動を考慮した上で実際の炉圧の変動
状況に応じて炉圧目標値を設定することにより、目標値
として最適な値を設定することができるので、従来技術
によるものと比較して、ＣＯの損失量をより一層減少さ
せ、ＣＯの回収率を高めることが可能である。

【００４１】また、炉圧目標値を設定するという比較的
単純な方法のみでＣＯの損失量をより一層減少させ、Ｃ
Ｏの回収率を高めることが可能であるため、どのような
制御系においても、改造のためのコストを低く抑えるこ
とができる。

【００４２】また、炉口部における炉圧の変動状況が、
炉圧の時間的な出現確率を表した確率密度分布である場
合、一定時間における炉圧トレンドから度数分布を求
め、累積度数で割ることにより、容易に確率密度分布を
求めることができる。さらに、確率密度が正規分布に従
うものとすると、関数で表すことができるため、その関
数に基づいて吹き出しガス量及び吸い込みガス量を算出
することができ、これらの算出が容易となる。

【００４３】また、炉圧制御装置が、記憶手段の記憶内
容である炉口部における炉圧の変動状況がリアルタイム
で更新され、それに応じて目標炉圧設定手段が目標値を
順次更新する場合、時々刻々と変化する炉圧に応じて目
標値を更新することで、常に最適な目標値を設定するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る炉圧制御装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る炉圧制御装置が実行
する処理を示すフローチャートである。

【図３】本発明の一実施形態に係る炉圧制御装置を含む
転炉排ガス処理機構の一例を示す全体構成図である。

【図４】図３の圧力計によって検出された炉圧に関する
確率分布の一例を示すグラフである。

【図５】時間経過に伴う炉圧の変動の一例を示すグラフ
である。

【図６】吹き出しガス量及び吸い込みガス量と炉圧との
関係を示すグラフである。

【図７】図５に示す炉圧の時間経過に伴う変動に基づい
た確率密度関数の一例を示すグラフである。

【図８】炉圧とＣＯ損失量との関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１炉圧制御装置２記憶部（記憶手段）３吹き出しガス量算出部（吹き出しガス量算出手段）４吸い込みガス量算出部（吸い込みガス量算出手段）５ＣＯ吹き出し損失量算出部（ＣＯ吹き出し損失量算
出手段）６ＣＯ吸い込み損失量算出部（ＣＯ吸い込み損失量算
出手段）７ＣＯ合計損失量算出部（ＣＯ合計損失量算出手段）８目標炉圧設定部（目標炉圧設定手段）９確率密度算出部（確率密度算出手段）１０転炉排ガス処理機構１１転炉１２溶銑１３圧力計１４フード１５スカート１６ダクト１７集塵器１８ダンパ１９隙間２０絞り部２１誘引送風機２２回収弁２３放散煙突２４ホルダ２５副原料投入ホッパ２６ランス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高岡克也兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者杉原崇彦兵庫県加古川市金沢町１番地株式会社神戸製鋼所加古川製鉄所内 (72)発明者三角龍平兵庫県加古川市金沢町１番地株式会社神戸製鋼所加古川製鉄所内 (72)発明者稲葉岳志兵庫県加古川市金沢町１番地株式会社神戸製鋼所加古川製鉄所内Ｆターム(参考） 4K056 AA02 CA02 DC03 DC15 FA01 FA08 4K070 AB13 BD20 BE02 CA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炉口部における炉圧の変動状況を記憶す
る記憶手段と、前記炉口部からの吹き出しガス量と前記炉口部における
炉圧との関係及び前記記憶手段に記憶された炉圧の変動
状況から、前記炉口部における炉圧に対する前記炉口部
での炉圧の変動を考慮した前記炉口部からの吹き出しガ
ス量を算出する吹き出しガス量算出手段と、前記炉口部からの吸い込みガス量と前記炉口部における
炉圧との関係及び前記記憶手段に記憶された炉圧の変動
状況から、前記炉口部における炉圧に対する前記炉口部
での炉圧の変動を考慮した前記炉口部からの吸い込みガ
ス量を算出する吸い込みガス量算出手段と、前記吹き出しガス量算出手段で算出された吹き出しガス
量に基づいて、前記炉口部における炉圧に対する前記炉
口部からガスが吹き出すことによるＣＯの損失量を算出
するＣＯ吹き出し損失量算出手段と、前記吸い込みガス量算出手段で算出された吸い込みガス
量に基づいて、前記炉口部における炉圧に対する前記炉
口部からガスを吸い込むことによるＣＯの損失量を算出
するＣＯ吸い込み損失量算出手段と、前記ＣＯ吹き出し損失量算出手段で算出されたＣＯ損失
量と前記ＣＯ吸い込み損失量算出手段で算出されたＣＯ
損失量とを加算することにより、前記炉口部における炉
圧に対するＣＯの合計損失量を算出するＣＯ合計損失量
算出手段と、前記ＣＯ合計損失量算出手段で算出された前記炉口部に
おける炉圧とＣＯの合計損失量との関係から、ＣＯの合
計損失量が最小となる炉圧を目標値として設定する目標
炉圧設定手段とを備えていることを特徴とする炉圧制御
装置。
【請求項２】前記炉口部における炉圧の変動状況が、
炉圧の時間的な出現確率を表した確率密度分布であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の炉圧制御装置。
【請求項３】前記記憶手段の記憶内容である前記炉口
部における炉圧の変動状況がリアルタイムで更新され、
それに応じて前記目標炉圧設定手段が前記目標値を順次
更新することを特徴とする請求項１又は２に記載の炉圧
制御装置。
【請求項４】炉口部における炉圧の変動状況を記憶す
る記憶手段、前記炉口部からの吹き出しガス量と前記炉口部における
炉圧との関係及び前記記憶手段に記憶された炉圧の変動
状況から、前記炉口部における炉圧に対する前記炉口部
での炉圧の変動を考慮した前記炉口部からの吹き出しガ
ス量を算出する吹き出しガス量算出手段、前記炉口部からの吸い込みガス量と前記炉口部における
炉圧との関係及び前記記憶手段に記憶された炉圧の変動
状況から、前記炉口部における炉圧に対する前記炉口部
での炉圧の変動を考慮した前記炉口部からの吸い込みガ
ス量を算出する吸い込みガス量算出手段、前記吹き出しガス量算出手段で算出された吹き出しガス
量に基づいて、前記炉口部における炉圧に対する前記炉
口部からガスが吹き出すことによるＣＯの損失量を算出
するＣＯ吹き出し損失量算出手段、前記吸い込みガス量算出手段で算出された吸い込みガス
量に基づいて、前記炉口部における炉圧に対する前記炉
口部からガスを吸い込むことによるＣＯの損失量を算出
するＣＯ吸い込み損失量算出手段、前記ＣＯ吹き出し損失量算出手段で算出されたＣＯ損失
量と前記ＣＯ吸い込み損失量算出手段で算出されたＣＯ
損失量とを加算することにより、前記炉口部における炉
圧に対するＣＯの合計損失量を算出するＣＯ合計損失量
算出手段、及び、前記ＣＯ合計損失量算出手段で算出された前記炉口部に
おける炉圧とＣＯの合計損失量との関係から、ＣＯの合
計損失量が最小となる炉圧を目標値として設定する目標
炉圧設定手段としてコンピュータを機能させるための炉
圧制御プログラム。
【請求項５】前記炉口部における炉圧の変動状況が、
炉圧の時間的な出現確率を表した確率密度分布であるこ
とを特徴とする請求項４に記載の炉圧制御プログラム。
【請求項６】前記記憶手段の記憶内容である前記炉口
部における炉圧の変動状況がリアルタイムで更新され、
それに応じて前記目標炉圧設定手段が前記目標値を順次
更新することを特徴とする請求項４又は５に記載の炉圧
制御プログラム。