JP2006002958A - 酸素ガス需給システム - Google Patents

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Abstract

【課題】酸素の需要量及び発生量予測を高精度で行って、酸素発生量を最適に制御する。
【解決手段】 需要量予測値を算出する需要量予測手段と、現時点の酸素発生量から将来の酸素発生量予測値を算出する酸素発生量予測手段と、需要量予測値、酸素発生量予測値に基づき酸素ホルダ圧力を予測する酸素ホルダ圧力予測手段と、酸素ホルダ圧力予測値に基き放酸量予測値及び液体酸素供給量予測値を算出する放酸量及び液体酸素供給量予測手段と、前記酸素発生量予測値、放酸量予測値及び液体酸素供給量予測値に基づき酸素適正発生量を算出する酸素適正発生量算出手段と、酸素適正発生量に基づき酸素ホルダ適正圧力予測値を算出する酸素ホルダ適正圧力予測手段と、酸素適正発生量予測値、前記酸素需要量予測値及び前記酸素ホルダ適正圧力予測値に基づき適正放酸予測値及び液体酸素適正供給量予測値を算出する放酸量及び液体酸素適正供給量予測手段とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気から分離して酸素を発生させる空気分離装置と、この空気分離装置で発生させた酸素を酸素ホルダに貯留してから需要先に供給すると共に、空気分離装置で発生した酸素の余剰分を大気に放酸し、不足分を液体酸素から補充するようにした酸素ガス需給システムに関する。
従来の酸素ガス需給システムとしては、例えば、使用先の稼働計画から使用量を予測し、それを時間的に累積した曲線と、これをホルダの容量分平行移動した曲線との間の第１帯状領域に、ホルダの圧力実績値、圧力下限値及びその容積から求まるホルダの現在の貯留量Ａを基点、貯留量Ｂを終点とする折れ曲がり回数最小の第１折れ線を作成する第１情報処理装置と、第１折れ線と、それを液化酸素貯槽の容量分だけ平行移動した曲線との間の第２帯状領域に、該貯槽の液面実績値から求まる現在の貯留量Ｃを基点、貯留量Ｄを終点とする第２折れ線を作成し、この線の傾きの時系列的変化を酸素発生必要量計画線とし、第１折れ線の傾きの時系列的変化を酸素送給必要量計画線として制御する第２情報処理装置とを備えた需要変動吸収型空気分離プラントとの運転制御方法及び装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２２０９６１号公報（第１頁、図２）
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、変動吸収型空気分離プラントにおける空気分離器からの製品ガス発生量、変動吸収装置による変動吸収量を適切に計画して、使用先に対して常に安定した状態の下で製品ガスを供給することができるものであるが、酸素の需要変動を、使用先の稼働計画から使用量を予測し、それを時間的に累積した曲線と、これをホルダの容量分平行移動した曲線との間の第１帯状領域に、ホルダの圧力実績値、圧力下限値及びその容積から求まるホルダの現在の貯留量Ａを基点、貯留量Ｂを終点とする折れ曲がり回数最小の第１折れ線を作成すると共に、この第１折れ線とこれを液化酸素貯槽の容量分だけ平行移動した曲線との間の第２帯状領域に、該貯槽の液面実績値から求まる現在の貯留量Ｃを基点、貯留量Ｄを終点とする第２折れ線を作成し、この線の傾きの時系列的変化を酸素発生必要量計画線とし、第１折れ線の傾きの時系列的変化を酸素送給必要量計画線として制御するので、酸素の需要量予測及び発生量予測をきめ細かく高精度で行うことができないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目したものであり、酸素の需要量予測及び発生量予測を高精度で行って、酸素発生量を最適値に制御することができる酸素ガス需給システムを提供することを目的としている。
また、本発明は、上記目的に加えて、酸素の発生量を増減させるシミュレーションを行うことを可能として、最適酸素発生量シミュレーション値を適宜算出して、制御状態を検証可能とすることができる酸素ガス需給システムを提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、第１に係る酸素ガス需給システムは、空気から分離して酸素を発生させる空気分離装置と、該空気分離装置で発生させた酸素を酸素ホルダに貯留してから需要先に供給すると共に、該空気分離装置で発生した酸素の余剰分を大気に放酸し、不足分を液体酸素から補充するようにした酸素ガス需給システムにおいて、前記需要先の需要量予測値を算出する需要量予測手段と、前記需要量予測手段で予測した需要量予測値と、現時点の酸素発生量から予測した将来の酸素発生量予測値とに基づいて酸素ホルダ内の圧力を予測する酸素ホルダ圧力予測手段と、該酸素ホルダ圧力予測手段で予測した酸素ホルダ圧力予測値に基づいて放酸量予測値を算出する放酸量予測手段と、前記酸素ホルダ圧力予測手段で予測した酸素ホルダ圧力予測値に基づいて液体酸素供給量予測値を算出する液体酸素供給量予測手段と、前記酸素発生量予測値、前記放酸量予測値及び液体酸素供給量予測値に基づいて酸素適正発生量を算出する酸素適正発生量算出手段と、該酸素適正発生量算出手段で算出した酸素適正発生量に基づいて酸素ホルダ適正圧力予測値を算出する酸素ホルダ適正圧力予測手段と、前記酸素適正発生量予測値、前記酸素需要量予測値及び前記酸素ホルダ適正圧力予測値に基づいて適正放酸予測値を算出する適正放酸量予測手段と、前記酸素適正発生量予測値、前記酸素需要量予測値及び前記酸素ホルダ適正圧力予測値に基づいて液体酸素適正供給量予測値を算出する液体酸素適正供給量予測手段と、少なくとも前記酸素ホルダ適正圧力予測値を表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。
また、請求項２に係る酸素ガス需給システムは、空気から分離して酸素を発生させる空気分離装置と、該空気分離装置で発生させた酸素を酸素ホルダに貯留してから需要先に供給すると共に、該空気分離装置で発生した酸素の余剰分を大気に放酸し、不足分を液体酸素から補充するようにした酸素ガス需給システムにおいて、前記需要先の需要量予測値を算出する需要量予測手段と、前記需要量予測手段で予測した需要量予測値と、現時点の酸素発生量から予測した将来の酸素発生量予測値とに基づいて酸素ホルダ内の圧力を予測する酸素ホルダ圧力予測手段と、該酸素ホルダ圧力予測手段で予測した酸素ホルダ圧力予測値に基づいて放酸量予測値を算出する放酸量予測手段と、前記酸素ホルダ圧力予測手段で予測した酸素ホルダ圧力予測値に基づいて液体酸素供給量予測値を算出する液体酸素供給量予測手段と、前記酸素発生量予測値、前記放酸量予測値及び液体酸素供給量予測値に基づいて酸素適正発生量を算出する酸素適正発生量算出手段と、該酸素適正発生量算出手段で算出した酸素適正発生量に基づいて酸素ホルダ適正圧力予測値を算出する酸素ホルダ適正圧力予測手段と、前記酸素適正発生量予測値、前記酸素需要量予測値及び前記酸素ホルダ適正圧力予測値に基づいて適正放酸予測値を算出する適正放酸量予測手段と、前記酸素適正発生量予測値、前記酸素需要量予測値及び前記酸素ホルダ適正圧力予測値に基づいて液体酸素適正供給量予測値を算出する液体酸素適正供給量予測手段と、所望のシミュレーション期間とシミュレーション酸素発生増減量及びシミュレーション酸素需要増減量の少なくとも何れか一方とを設定して酸素ホルダ圧力シミュレーション値，放酸量シミュレーション値及び液体酸素供給量シミュレーション値を算出するシミュレーション手段と、少なくとも前記酸素ホルダ適正圧力予測値及び酸素ホルダ圧力シミュレーション値の何れか一方を表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。
さらに、本願請求項３に係る酸素ガス需給システムは、請求項１又は２に記載の発明において、シミュレーション手段は、シミュレーション期間及びシミュレーション酸素増減量を設定する第１のシミュレーション条件設定手段と、シミュレーション期間及びシミュレーション酸素需要増減量を設定する第２のシミュレーション条件設定手段と、前記第１のシミュレーション条件設定手段で設定したシミュレーション酸素増減量に基づいてシミュレーション酸素発生量予測値を演算するシミュレーション酸素発生量予測手段と、前記第２のシミュレーション条件設定手段で設定したシミュレーション酸素需要増減量及び前記酸素需要量予測値に基づいてシミュレーション需要量予測値を算出するシミュレーション需要量予測手段と、前記シミュレーション酸素発生量予測値及び前記シミュレーション酸素需要予測値に基づいて酸素ホルダ圧力シミュレーション予測値を算出する酸素ホルダ圧力シミュレーション予測手段と、前記シミュレーション酸素発生量予測値、シミュレーション酸素需要予測値及び前記酸素ホルダ圧力シミュレーション値に基づいて放酸量シミュレーション予測値を算出する放酸量シミュレーション予測手段と、前記シミュレーション酸素発生量予測値、シミュレーション酸素需要予測値及び前記酸素ホルダ圧力シミュレーション値に基づいて液体酸素供給量を算出する液体酸素供給量シミュレーション予測手段とを備えていることを特徴としている。
さらにまた、請求項３に係る酸素ガス需給システムは、請求項２に係る発明において、シミュレーション手段は、シミュレーション期間及びシミュレーション酸素増減量を設定する第１のシミュレーション条件設定手段と、シミュレーション期間及びシミュレーション酸素需要増減量を設定する第２のシミュレーション条件設定手段と、前記第１のシミュレーション条件設定手段で設定したシミュレーション酸素増減量に基づいてシミュレーション酸素発生量予測値を演算するシミュレーション酸素発生量予測手段と、前記第２のシミュレーション条件設定手段で設定したシミュレーション酸素需要増減量及び前記酸素需要量予測値に基づいてシミュレーション需要量予測値を算出するシミュレーション需要量予測手段と、前記シミュレーション酸素発生量予測値及び前記シミュレーション酸素需要予測値に基づいて酸素ホルダ圧力シミュレーション予測値を算出する酸素ホルダ圧力シミュレーション予測手段と、前記シミュレーション酸素発生量予測値、シミュレーション酸素需要予測値及び前記酸素ホルダ圧力シミュレーション値に基づいて放酸量シミュレーション予測値を算出する放酸量シミュレーション予測手段と、前記シミュレーション酸素発生量予測値、シミュレーション酸素需要予測値及び前記酸素ホルダ圧力シミュレーション値に基づいて液体酸素供給量を算出する液体酸素供給量シミュレーション予測手段とを備えていることを特徴としている。
さらにまた、請求項４に係る酸素ガス需給システムは、請求項１乃至３の何れか１つに係る発明において、前記表示手段は、前記酸素ホルダ適正圧力予測値と需要先の需要量予測値として転炉の吹錬情報とを少なくとも表示するように構成されていることを特徴としている。
なおさらに、請求項５に係る酸素ガス需給システムは、請求項１乃至３の何れか１つに係る発明において、前記表示手段は、前記酸素ホルダ適正圧力予測値と、前記酸素ホルダ圧力シミュレーション値と酸素需要量予測値と、これらに対応する実績値とを少なくもと表示するように構成されていることを特徴としている。
請求項１に係る発明によれば、酸素需要量予測値と酸素発生量予測値とから酸素ホルダ圧力予測値を算出し、この酸素ホルダ圧力予測値から放酸量予測値及び液体酸素供給量予測値を算出することにより、将来の放酸状況及び液体酸素送給状況を予測することができ、この将来の放酸状況及び液体酸素送給状況をもとに即ち酸素発生量予測値、放酸量予測値及び液体酸素供給量予測値に基づいて酸素適正発生量を算出することにより、放酸量予測値及び液体酸素供給量予測値を最小化する酸素適正発生量を算出し、この酸素適正発生量に基づいて酸素ホルダ適正圧力予測値を算出し、この酸素ホルダ適正圧力予測値に基づいて適正放酸予測値及び液体酸素適正供給量予測値を算出し、これら予測結果を表示手段で表示することにより、精度の高い酸素発生量予測を行うことができるという効果が得られる。
また、請求項２に係る発明によれば、上記請求項１に係る発明の構成に、シミュレーション期間とシミュレーション酸素発生増減量及びシミュレーション酸素需要増減量の少なくとも何れか一方とを設定して酸素ホルダ圧力シミュレーション値，放酸量シミュレーション値及び液体酸素供給量シミュレーション値を算出するシミュレーション手段が追加されているので、所望のシミュレーション期間と酸素発生増減量及び酸素需要増減量の少なくとも何れか一方と設定することにより、シミュレーション期間における酸素発生増減量及び酸素需要増減量の変化による酸素ホルダ圧力変化をシミュレーションすることができ、より細かな酸素発生量制御を行うことができるという効果が得られる。
さらに、請求項３に係る発明によれば、シミュレーション手段で、シミュレーション条件を設定したときの酸素ホルダ圧力シミュレーション値、放酸量シミュレーション値、液体酸素供給量シミュレーション値を算出するので、これらを表示手段で表示することにより、シミュレーション条件に対する酸素ホルダ圧力シミュレーション値の変化を正確に把握することができるという効果が得られる。
さらにまた、請求項４に係る発明によれば、前記表示手段は、前記酸素ホルダ適正圧力予測値と需要先の需要量予測値として転炉の吹錬情報とを少なくとも表示するように構成されているので、転炉での酸素需要量と酸素ホルダ適正圧力予測値又は酸素ホルダ圧力シミュレーション値との比較を容易に行うことができるという効果が得られる。
なさらに、請求項５に係る発明によれば、前記酸素ホルダ適正圧力予測値と、前記酸素ホルダ圧力シミュレーション値と酸素需要量予測値と、これらに対応する実績値とを少なくもと表示するように構成されているので、現在までの実績値の変化と、将来の予測値とを正確に把握することができ、より最適な酸素ガス需給制御を行うことができるという効果が得られる。
以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。
図１は、本発明を需要先として製鋼時の吹錬に純酸素を使用する転炉を適用した場合の酸素ガス需給システムを示す全体構成図である。
図中、１ａ〜1ｃは空気分離装置であって、原料空気を図示しない圧縮機、不純物精製機、主熱交換機を経て圧縮、精製、冷却させて液化し、この液化空気を精溜筒で精溜分離して酸素ガスを発生させる。これら空気分離装置１ａ〜１ｃで発生された酸素ガスは、主熱交換機を経て常温に戻した後、酸素圧縮機で昇圧してから送給主経路２を通じて製鋼工場等の酸素ガスの需要先となる複数の製鋼工場３に供給する。この送給主経路２には、酸素ガスを貯留する高圧の酸素ガスホルダ４が接続されている。
送給主経路２には、酸素ガスホルダ４より空気分離装置１ａ〜１ｃ側に、余剰酸素ガスを大気に放酸する酸素放酸弁５が接続されていると共に、酸素ガスを液化する液化装置６が接続され、この液化装置６で液化された液体酸素が液体酸素貯留タンク７に貯留され、この液体酸素貯留タンク７に貯留された液体酸素が空気分離装置１ａ〜１ｃで発生する酸素ガス流量が不足する場合に、液体酸素送給弁８を介して蒸発機９で気化させてから送給主経路２に戻される。
そして、空気分離装置１ａ〜１ｃの酸素発生量、酸素放酸弁５の酸素放酸量及び液体酸素送給弁８の液体酸素供給量がコンピュータ等で構成される酸素需要制御装置１０によって制御される。
この酸素需要制御装置１０には、酸素の需要先となる製鋼工場での酸素を使用したＬＤ転炉の吹錬状況等の製鋼過程を管理する外部の管理装置１１から吹錬開始予定時刻、吹錬終了予定時刻を含む製鋼予定情報と、実際に吹錬を行った場合の吹錬開始実績時刻及び吹錬終了実績時刻が入力されると共に、酸素ガスホルダ４の圧力を計測するホルダ圧検出器１２で検出した酸素ホルダ圧実績値が入力され、これら製鋼予定情報、吹錬開始実績時刻、吹錬終了実績時刻及び酸素ホルダ圧実績値に基づいて図２に示す酸素需要予測演算処理を実行することにより酸素発生量を予測し、この酸素発生量予測値をもとに図３に示す適正な酸素発生量を設定する酸素需給補正演算処理を行って、予測結果を表示すると共に、シミュレーション期間と酸素需要量又は酸素発生量とを設定するシミュレーション条件を入力することにより、シミュレーション演算処理を実行して、該当するシミュレーション条件に対応するシミュレーション結果を演算して表示装置１０ｄに表示する。
先ず、図２の酸素需要予測演算処理は、先ず、ステップＳ１で、外部の管理装置１１から各ＬＤ転炉ＲＦ１〜ＲＦ６の製鋼予定情報、吹錬開始実績時刻及び吹錬終了実績時刻を読込み、次いでステップＳ２に移行して、ホルダ圧検出器１２で検出した酸素ホルダ圧実績値ＰH0を読込み、次いでステップＳ３に移行して、製鋼所における各ＬＤ転炉ＲＦ１〜ＲＦ６における同一規格の吹錬開始時刻から吹錬終了時刻までの１チャージ当たりの酸素需要量Ｙを設定する。この酸素需要量Ｙは固定値として設定しておく場合と、出鋼量Ｘ（１００ｋｇ単位）をもとに下記（１）式演算を行って酸素需要量Ｙを算出する場合とがある。
Ｙ＝Ａ×Ｂ×Ｘ＋Ｃ×Ｘ＋Ｄ …………（１）
ここで、Ａ，Ｃ，Ｄは係数であり、Ｂは例えば１００ｋｇ単位を１ｔｏｎ単位に変換する変換乗数（Ｂ＝１０）である。
次いで、ステップＳ４に移行して、図３に示す５分間毎の吹錬時間を算出して予測ファイルに格納する５分間毎吹錬時間算出処理を行ってからステップＳ５に移行し、予測ファイルに格納されている各ＬＤ転炉ＲＦ１〜ＲＦ６の５分間吹錬時間ｔ5i、1チャージ当たりの酸素使用量Ｙ、吹錬開始時間ｔｓｊ、吹錬終了時刻ｔｅｊをもとに下記（３）式に基づいて各ＬＤ転炉ＲＦ１〜ＲＦ６の１時間の酸素需要予測値ＰＯ5i〔Ｎｍ3 ／ｈ〕を算出する。
ＰＯ5i ＝Ｙ／（ｔｅｊ−ｔｓｊ）＊ｔ5i＊１２ …………（３）
次いで、ステップＳ６に移行して、算出した各ＬＤ転炉ＲＦ１〜ＲＦ６の１時間の酸素需要予測値ＰＯ51〜ＰＯ56を合計して下記（４）式に示すように該当する５分間における１時間の合計酸素需要予測値ＰＯ5T〔Ｎｍ3 ／ｈ〕を算出する。
ＰＯ5T＝ＰＯ51＋ＰＯ52+ＰＯ53＋ＰＯ54＋ＰＯ55＋ＰＯ56 …………（４）
次いで、ステップＳ７に移行して、上記製鋼所の合計酸素需要予測値ＰＯ5Tと上記と同様に算出した他の酸素使用先の１時間分の酸素需要予測値ＰＯA 〜ＰＯE とを加算して総酸素需要予測値ＰＯ〔Ｎｍ3 ／ｈ〕を算出する。
ＰＯ＝ＰＯ5T＋ＰＯA ＋ＰＯB ＋ＰＯC ＋ＰＯD ＋ＰＯE …………（５）
次いでステップＳ８に移行して、１分毎に入力される酸素ガスホルダ圧力実績値ＰH が入力されたか否かを判定し、酸素ガスホルダ圧力実績値ＰH0が入力されていないときにはこれが入力されるまで待機し、酸素ガスホルダ圧力実績値ＰH0が入力されたときにはステップＳ９に移行して、変数Ｎを“１”に設定してからステップＳ２７に移行する。
このステップＳ１０では、第Ｎ番目の５分間における１時間当たりの総酸素需要量予測値ＰＯN と１時間当たりの酸素発生量予測値ＧＯN とに基づいて下記（６）式に従って５分単位のガスホルダ圧変化量ΔＰN を算出する。
ΔＰN ＝（ＰＯN −ＧＯN ）／ＱH ／１２ …………（６）
ここで、ＱH は酸素ガスホルダ４の容量を表す定数である。
次いで、ステップＳ１１に移行して、入力された酸素ガスホルダ圧力実績値又は前回の酸素ガスホルダ圧力予測値ＰN-1 に対してガスホルダ圧変化量ΔＰN を加算して現在時刻から５分間の酸素ガスホルダ圧力予測値ＰN を算出し、これを予測ファイルの酸素ガスホルダ圧力予測値記憶領域に記憶する。
ＰN ＝ＰN-1 ＋ΔＰN …………（７）
次いで、ステップＳ１２に移行して、変数Ｎを“１”だけインクリメントし、次いでステップＳ１３に移行して、変数Ｎが設定値Ｎｓ（例えば８時間に対応する９６）を超えたか否かを判定し、Ｎ≦Ｎｓであるときには８時間分の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96の算出が完了していないものと判断して前記ステップＳ１０に戻り、Ｎ＞Ｎｓであるときには、８時間分の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96の算出が完了したものと判断してステップＳ１４に移行し、酸素ガスホルダ圧力が酸素ガスホルダの上限圧力以上となって酸素放酸状態が予測されたときに、その放酸量ＡN を算出する放酸量算出処理を行い、次いでステップＳ１５に移行して、酸素ガスホルダ圧力が酸素ガスホルダの下限圧力以下となって液体酸素供給状態が予測されたときに、その液体酸素供給量ＢN を算出する液体酸素供給量算出処理を行ってからステップＳ１６に移行し、算出した酸素ガスホルダ圧力Ｐ1 〜Ｐ56、放酸量ＡN 及び液体酸素供給量ＢN を表示装置１０ｄに表示してから予測演算処理を終了する。
ここで、ステップＳ４の５分間毎吹錬時間算出処理は、図３に示すように、先ず、ステップＳ２１で、変数ｉを“１”に設定し、次いでステップＳ２２に移行して、第ｉＬＤ転炉ＲＦｉの現在時刻から最も近い吹錬開始予定時刻の開始分ｔｓ１及び吹錬終了予定時刻の終了分ｔｅ１を読込み、次いでステップＳ２３に移行して、ｔｓ１＜ｔｅ１であるか否かを判定し、ｔｓ１＞ｔｅ１であるときにはステップＳ２４に移行して、ｔｓ１＝ｔｓ１＋６０として設定してからステップＳ２５に移行し、ｔｓ１＜ｔｅ１であるときには直接ステップＳ２５に移行する。
このステップＳ２５では、吹錬開始分ｔｓ１を吹錬判定分ｔｓとして設定し、次いでステップＳ２６に移行して、吹錬判定分ｔｓが“５”未満であるか否かを判定し、ｔｓ≧５であるときには、ステップＳ２７に移行して、吹錬判定分ｔｓから“５”を減算した値を新たな吹錬判定分ｔｓとして設定してから前記ステップＳ２６に戻り、ｔｓ＜５であるときにはステップＳ２８に移行して、“５”から吹錬判定分ｔｓを減算した値を５分間の吹錬時間Ａとして設定し、次いでステップＳ２９に移行して、設定した吹錬時間Ａを吹錬開始時刻を含む５分間の吹錬時間として予測ファイルに形成した第ｉＬＤ転炉ＲＦｉの５分間毎吹錬時間記憶領域に記憶してからステップＳ３０に移行する。
このステップＳ３０では、吹錬判定分にｔｓに吹錬時間Ａを加算した値が吹錬終了時刻の終了分ｔｅ１以上であるか否かを判定し、ｔｓ＋Ａ＜ｔｅ１であるときにはステップＳ３１に移行して、現在の吹錬開始分ｔｓ１に吹錬時間Ａを加算した値を新たな吹錬開始分ｔｓ１に設定してから前記ステップＳ２６に戻り、ｔｓ＋Ａ≧ｔｅ１であるときにはステップＳ３２に移行する。
このステップＳ３２では、吹錬終了分ｔｅ１が“５”以下であるか否かを判定し、ｔｅ１＞５であるときにステップＳ３３に移行して、吹錬終了分ｔｅ１から“５”を減算した値を新たな吹錬終了分ｔｅ１として設定してから前記ステップＳ３２に戻り、ｔｅ１≦５であるときにはステップＳ３４に移行して、現在の吹錬終了分ｔｅ１を、吹錬終了時刻を含む５分間の吹錬時間Ｂとして予測ファイルに形成した第ｉＬＤ転炉ＲＦｉの５分間毎吹錬時間記憶領域に記憶してからステップＳ３５に移行する。
このステップＳ３５では、吹錬時間を計算していない未計算の吹錬開始時刻が存在するか否かを判定し、未計算の吹錬開始時刻が存在するときにはステップＳ３６に移行して、次の吹錬開始時刻ｔｓ1及び吹錬終了時刻ｔｅ1 を読込んでから前記ステップＳ２３に戻り、未計算の吹錬開始時刻が存在しないときには、ステップＳ３７に移行して、前記変数ｉをインクリメントしてからステップＳ３８に移行して、変数ｉが“７”に達したか否かを判定し、ｉ＜７であるときには前記ステップＳ２２に戻り、ｉ＝７であるときには５分間毎吹錬時間算出処理を終了して図２のステップＳ５に移行する。
また、ステップＳ１４の放酸量算出処理は、図４に示すように、先ず、ステップＳ４１で変数Ｎを“１”に設定し、次いでステップＳ４２に移行して、酸素ガスホルダ圧力予測値記憶領域に記憶されている５分間の酸素ガスホルダ圧予測値ＰN を読込み、次いでステップＳ４３に移行して、読込んだ酸素ガスホルダ圧予測値ＰN がホルダ上限値圧力ＰLH以上であるか否かを判定し、ＰN ＜ＰLHであるときには放酸状態ではないものと判断してステップＳ４４に移行して、放酸量ＡN を“０”に設定してからステップＳ４７に移行し、ＰN ≧ＰLHであるときには放酸状態であると判断してステップＳ４５に移行して、下記（８）式に従って放酸量ＡN を算出してからステップＳ４６に移行する。
ＡN ＝（ＧＯN −ＰＯN ＊ＫA ）／１２ …………（８）
ここで、ＫA は定数である。
ステップＳ４６では算出した放酸量ＡN が正値であるか否かを判定し、ＡN ＞０であるときには直接ステップＳ４７に移行し、Ａ≦０であるときには前記ステップＳ４４に移行する。
ステップＳ４７では、変数Ｎを“１”だけインクリメントしてからステップＳ４８に移行し、変数Ｎが前述した設定値Ｎｓを超えたか否かを判定し、Ｎ≦Ｎｓであるときには前記ステップＳ４２に戻り、Ｎ＞ＮｓであるときにはステップＳ４９に移行する。
このステップＳ４９では、算出した放酸量ＡN を連続する１２個ずつ加算して１時間当たりの放酸量ＡH1〜ＡH8を算出してから放酸量算出処理を終了して図２のステップＳ１５に移行する。
さらに、ステップＳ１５の液体酸素供給量算出処理は、図５に示すように、先ず、ステップＳ５１で、変数Ｎを“１”に設定し、次いでステップＳ５２に移行して、酸素ガスホルダ圧力予測値記憶領域に記憶されている５分間の酸素ガスホルダ圧予測値ＰN を読込み、次いでステップＳ５３に移行して、読込んだ酸素ガスホルダ圧予測値ＰN がホルダ下限値圧力ＰLL以下であるか否かを判定し、ＰN ＞ＰLLであるときには酸素不足による液体酸素供給状態ではないものと判断してステップＳ５４に移行して、液体酸素供給量ＢN を“０”に設定してからステップＳ５８に移行し、ＰN ≦ＰLLであるときには液体酸素供給状態であると判断してステップＳ５５に移行して、下記（９）式に従って液体酸素供給量ＢN を算出してからステップＳ５６に移行する。
ＢN ＝（ＧＯN −ＰＯN ＊ＫB ）／１２ …………（９）
ここで、ＫB は定数である。
ステップＳ５６では算出した液体酸素供給量ＢN が負値であるか否かを判定し、ＢN ＜０であるときにはステップＳ５７に移行して、｜ＢN ｜を液体酸素供給量ＢN として設定し予測ファイルに記憶してからステップＳ５８に移行し、ＢN ≧０であるときには前記ステップＳ５４に移行する。
ステップＳ５８では、変数Ｎを“１”だけインクリメントしてからステップＳ５９に移行し、変数Ｎが前述した設定値Ｎｓを超えたか否かを判定し、Ｎ≦Ｎｓであるときには前記ステップＳ５２に戻り、Ｎ＞ＮｓであるときにはステップＳ６０に移行する。
このステップＳ６０では、算出した液体酸素供給量ＢN を連続する１２個ずつ加算して１時間当たりの液体酸素供給量ＢH1〜ＢH8を算出して、酸素需要予測演算処理を終了する。
図６の酸素需給補正演算処理は、先ず、ステップＳ６１で、現在時刻の直近に、上述した酸素需要予測演算処理で求めた酸素ガスホルダ圧予測値ＰNがホルダ上限値圧力ＰLH以上となる放酸状態が存在するか否かを判定し、放酸状態が存在する場合には、ステップＳ６２に移行して、酸素発生量減少処理を実行してから処理を終了し、放酸状態が存在しないときにはステップＳ６３に移行して、現在時刻の直近に酸素ガスホルダ圧予測値ＰNがホルダ下限値圧力ＰLH以下となる液体酸素供給状態が存在するか否かを判定し、液体酸素供給状態が存在する場合にはステップＳ６４に移行して、酸素発生量増加処理を実行してから処理を終了する。
ステップＳ６２の酸素発生量減少処理は、図７に示すように、先ず、ステップＳ７１で、放酸量ＡN がＡN ≦0の状態からＡN ＞０となった５分間の先頭時刻でなる放酸開始時刻ｔHSと、放酸量ＡN がＡN ＞0の状態からＡN ≦０となった５分間の終了時刻でなる放酸終了時刻ｔHEとを求め、次いでステップＳ７２に移行して、現在時刻ｔ0 から放酸終了時刻ｔHEまでの放酸量ＡN を合計して放酸量予測小計ＡT を算出する。
次いで、ステップＳ７３に移行して、下記（１０）式の演算を行って時間単位の酸素発生減少量ΔＤを算出する。
ΔＤ＝ＡT ／（ｔHE −ｔHE） …………（９）
次いで、ステップＳ７４に移行して、算出した酸素発生減少量ΔＤを現在時刻ｔ0 から放酸終了時刻ｔHEまでの時間単位の酸素発生量予測値ＧＯN から減算して酸素発生量補正値ＧＯNAを算出する。
次いで、ステップＳ７５に移行して、新たに算出した１時間当たりの酸素発生量予測値ＧＯN と記憶されている総酸素需要量予測値ＰＯN に基づいて前述したステップＳ９〜ステップＳ１３の処理を実行して８時間分の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96を算出し、これを予測ファイルに格納する。
次いで、ステップＳ７６に移行して、予測ファイルに格納された８時間分の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96に基づいて液体酸素供給量予測値ＢN を算出し、次いでステップＳ７７に移行し、現在時刻ｔ0 から前述した放酸終了時刻ｔHEまでに酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐi がホルダ下限値圧力ＰLL以下となる液体酸素供給状態が存在するか否かを判定し、液体酸素供給状態が存在しない場合には、酸素発生量減少処理を終了し、液体酸素供給状態が存在する場合には、ステップＳ７８に移行して、現在時刻から放酸終了時刻までの液体酸素供給量予測値ＢN を合計して液体酸素供給量小計ＢT を算出し、次いでステップＳ７９に移行して、現在時刻ｔ0 から放酸終了時刻ｔHEまでの最終的に液体酸素供給量予測値ＢN がＢN ＞０からＢN ≦０となる液体酸素供給終了時刻ｔSEを算出する。次いで、ステップＳ８０に移行して、下記（１２）式の演算を行って酸素発生量予測補正値ＡＯを算出する。
ＡＯ＝ＢT ／（ｔSE−ｔ0 ） …………（１２）
次いで、ステップＳ８１に移行して、前記ステップＳ７４で算出した酸素発生量減少量ΔＤから算出した酸素発生量予測補正値ＡＯを減算して新たな酸素発生量減少量ΔＤ′を算出し、次いでステップＳ８２に移行して、酸素発生量予測値ＧＯN から酸素発生量減少量ΔＤ′を減算して新たな酸素発生量予測値ＧＯNAを算出し、これを予測ファイルに格納して酸素量減少処理を終了する。
また、ステップＳ６３の酸素発生量増量処理は、図８に示すように、先ず、ステップＳ９１で、液体酸素供給量ＢN がＢN ≧0の状態からＢN ＜０となった液体酸素供給開始時刻ｔSSと、液体酸素供給量ＢN がＢN ＜0の状態からＢN ≧０となった液体酸素供給終了時刻ｔSEとを求め、次いでステップＳ９２に移行して、現在時刻ｔ0 から液体酸素供給終了時刻ｔSEまでの液体酸素供給量BN を合計して液体酸素供給量予測小計BT を算出する。
次いで、ステップＳ９３に移行して、下記（１３）式の演算を行って分単位の酸素発生増加量ΔＡを算出する。
ΔＡ＝ＢT ／（ｔSE −ｔ0 ） …………（１３）
次いで、ステップＳ９４に移行して、算出した酸素発生増加量ΔＡを現在時刻ｔ0 から放酸終了時刻ｔHEまでの時間単位の酸素発生量予測値ＧＯN に加算して酸素発生量補正値ＧＯNAを算出する。
次いで、ステップＳ９５に移行して、新たに算出した1時間当たりの酸素発生量予測値ＧＯNAと記憶されている総酸素需要量予測値ＰＯN に基づいて前述したステップＳ９〜ステップＳ１３の処理を実行して８時間分の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96を算出し、これを予測ファイルに格納する。
次いで、ステップＳ９６に移行して、予測ファイルに格納された８時間分の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96に基づいて放酸量予測値ＡN を算出し、次いでステップＳ９７に移行して、予測ファイルに格納された８時間分の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96に基づいて現在時刻ｔ0 から前述した放酸終了時刻ｔHEまでのに酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐi がホルダ上限値圧力ＰLH以上となる放酸状態が存在するか否かを判定し、放酸状態が存在しない場合には、酸素発生量増加処理を終了し、放酸状態が存在する場合には、ステップＳ９８に移行して、現在時刻ｔ0 から液体酸素供給終了時刻ｔSEまでの放酸量予測値ＡN を合計して放酸量予測小計ＡT を算出し、次いでステップＳ９９に移行して、現在時刻ｔ0から液体酸素供給終了時刻ｔSEまでの最終的に放酸量予測値ＡN がＡN ＜０からＡN ≧０となる放酸終了時刻ｔHEを算出する。次いで、ステップＳ１００に移行して、下記（１４）式の演算を行って酸素発生量予測補正値ＡＯを算出する。
ＡＯ＝ＡT ／（ｔHE−ｔ0 ） …………（１４）
次いで、ステップＳ１０１に移行して、前記ステップＳ９３で算出した酸素発生量増加量ΔＡから算出した酸素発生量予測補正値ＡＯを減算して新たな酸素発生量増加量ΔＡ′を算出し、次いでステップＳ１０２に移行して、酸素発生量予測値ＧＯN に酸素発生量 増加量ΔＡ′を加算して新たな酸素発生量補正値ＧＯNAを算出し、これを予測ファイルに格納して酸素量増加処理を終了する。
図６のシミュレーション演算処理は、先ず、ステップＳ１１０で、シミュレーションを行う期間の開始時分ｔSIS 及び終了時分ｔSIE が入力されたか否かを判定し、開始時分ｔSIS 及び終了時分ｔSIEが入力されていないときには、これが入力されるまで待機し、開始時分SIS 及び終了時分ｔSIEが入力されたときにはステップＳ１１１に移行して、酸素発生量のシミュレーション値ΔＧＯｓ及び／又は酸素使用量のシミュレーション値ΔＰＯｓが入力されたか否かを判定し、ΔＧＯｓ及び／又はΔＰＯｓが入力されていないときにはこれらが入力されるまで待機し、ΔＧＯｓ及び／又はΔＰＯｓが入力されたときにはステップＳ１１２に移行して、入力されたΔＧＯｓ及び／又はΔＰＯｓを酸素発生量ＧＯN 及び／又は酸素使用量ＰＯN に加算して酸素発生量シミュレーション量ＧＯNS及び／又は酸素使用量シミュレーション量ＰＯNSを算出する。次いで、算出した酸素発生量シミュレーション量ＧＯNS及び／又は酸素使用量シミュレーション量ＰＯNSをもとに前述したガスホルダ圧力予測処理を行って、5分毎のガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96を算出すると共に、算出したガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96をシミュレーションファイルに記憶し、次いでステップＳ１１４に移行して、算出したガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96に基づいて放酸量予測値ＡNS及び液体酸素供給量予測値ＢNSを算出すると共に、算出した放酸量予測値ＡNS及び液体酸素供給量予測値ＢNSをシミュレーションファイルに記憶し、次いでステップＳ１１５に移行して、シミュレーション結果である酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96、放酸量予測値ＡNS及び液体酸素供給量予測値ＢNSを表示装置１０ｄに表示する。
なお、図２におけるステップＳ１〜Ｓ７の処理が需要量予測手段に対応し、ステップＳ８〜ステップＳ１３の処理が酸素ホルダ圧力予測手段に対応し、ステップＳ１４の処理及び図４の処理が放酸量予測手段に対応し、ステップＳ１５及び図５の処理が液体酸素供給量予測手段に対応し、図７の処理におけるステップＳ７１〜Ｓ７５の処理が酸素ホルダ適正圧力予測手段に対応し、ステップＳ７７〜ステップＳ８２の処理が適正放酸量予測手段に対応し、図８の処理が液体酸素適正供給量予測手段に対応し、図９の処理がシミュレーション手段に対応している。
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、製鋼工場での酸素を使用した複数のＬＤ転炉の吹錬状況等を管理する外部の管理装置１１から吹錬開始予定時刻、吹錬終了予定時刻を含む製鋼予定情報と実際に吹錬を行った場合の吹錬開始実績時刻及び吹錬終了実績時刻を含む実績情報と、酸素ガスホルダ４の圧力を計測するホルダ圧検出機１２で検出した酸素ホルダ圧実績値とが酸素需要制御装置１０に入力されると、この酸素需要制御装置１０で酸素需要予測演算処理を実行する。
この酸素需要予測演算処理では、外部の管理装置１１から入力されるＬＤ転炉ＲＦ１〜ＲＦ６の製鋼予定情報及び実績情報を読込みと共に、ホルダ圧検出器１２で検出した酸素ホルダ圧実績値ＰH0を読込み、各ＬＤ転炉ＲＦ１〜ＲＦ６の吹錬開始時刻から吹錬終了時刻までの１チャージ当たりの酸素需要量Ｙを求める。この酸素需要量Ｙは固定値として設定する場合と出稿量Ｘをもとに前述した（１）式に基づいて算出する場合とがある。
そして、製鋼予定情報に含まれる各ＬＤ転炉ＲＦ１〜ＲＦ６の吹錬開始予定時刻及び吹錬終了予定時刻に基づいて８時間先までの５分間単位の吹錬時間を算出して、これを５分間毎吹錬時間記憶領域に記憶する。
この場合、各ＬＤ転炉ＲＦ１〜ＲＦ６の吹錬開始予定時刻及び吹錬終了予定時刻が、図１０に示すように、吹錬開始予定時刻を「○」で表し、吹錬終了予定時刻を「×」で表されているものとすると、これら各ＬＤ転炉の５分単位の吹錬時間Ｔij （ｉ＝１〜６，ｊ＝１〜９６）を設定する。すなわち、例えば左端の点を現時刻としたときに、ＬＤ転炉ＲＦ１は、現時刻から７分後に吹錬開始予定時刻となり、現時刻から１９分後に吹錬終了予定時刻となり、同様に現時刻から３８分後に吹錬開始予定時刻となり、現時刻から５８分後に吹錬終了予定時刻となり、現時刻から７１分後に吹錬開始予定時刻となり、現時刻から８８分後に吹錬終了予定時刻となるものとすると、最初の５分間は吹錬予定がないので、吹錬時間Ｔ11は“０”、次の５分間ではその途中即ち２分後に吹錬開始予定時刻となるので吹錬時間Ｔ12は“３”、その後の２回の５分間では吹錬中であるので吹錬時間Ｔ13及びＴ14は共に“５”となり、その後の５分間の途中即ち４分が経過した時刻で吹錬終了予定時刻となるので吹錬時間Ｔ15は“４”が設定され、吹錬時間Ｔ16以降は夫々“０”、“０”、“２”、“５”、“５”、“５”、“３”、“０”……となる。
このようにして、各ＬＤ転炉の５分毎吹錬時間Ｔijが算出されると、この５分間吹錬時間Ｔijと１チャージ当たりの酸素使用量Ｙ、吹錬開始時間ｔｓｊ、吹錬終了時刻ｔｅｊをもとに下記（３）式に基づいて各ＬＤ転炉ＲＦ１〜ＲＦ６の１時間の酸素需要予測値ＰＯ5i〔Ｎｍ3 ／ｈ〕を算出し、これらを加算して１時間の合計酸素需要予測量ＰＯ5T〔Ｎｍ3 ／ｈ〕を算出し、これに他の酸素使用先の１時間分の酸素需要予測値ＰＯA 〜ＰＯE とを加算して総酸素需要予測値ＰＯ〔Ｎｍ3 ／ｈ〕を算出する。
そして、総酸素需要予測値ＰＯN 及び酸素発生量予測値ＧＯN に基づいて５分単位のガスホルダ圧変化量ΔＰN を算出する。
入力された酸素ガスホルダ圧力実績値又は前回の酸素ガスホルダ圧力予測値ＰN-1 に対してガスホルダ圧変化量ΔＰN を加算して現在時刻から５分間の酸素ガスホルダ圧力予測値ＰN を算出することを９６回繰り返して８時間分の５分間単位の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96を算出する。
そして、算出した５分間単位の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96に基づいてホルダ上限値圧力ＰLU以上である放酸状態を検出し、この時の放酸量ＡN を前述した（８）式に従って算出し、１時間当たりの放酸量ＡH1〜ＡH8を算出すると共に、同様の手法で、ホルダ下限値圧力ＰLL以下である液体酸素供給状態を検出し、このときの液体酸素供給量ＢNを前述した（９）式に従って算出し、１時間当たりの液体酸素供給量ＢH1〜ＢH8を算出し、算出した酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96、放酸量ＡH1〜ＡH8及び液体酸素供給量ＢH1〜ＢH8を表示装置１０ｄに表示する。
このようにして酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96と１時間当たりの放酸量ＡH1〜ＡH8及び１時間当たりの液体酸素供給量ＢH1〜ＢH8とを算出することにより、放酸状態及び液体酸素供給状態が発生するか否かを正確に予測することができる。
この状態で、酸素需給補正演算処理を実行することにより、放酸状態及び液体酸素供給状態を解消する方向に酸素発生量を適正状態に調整することができる。
すなわち、上記酸素需要予測演算処理で５分間単位の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96が算出されたときに、現在時刻から酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96がホルダ上限値ＰLH以上となる放酸状態が予測されるか、ホルダ下限値圧力ＰLL以下となる液体酸素供給状態が予測されるかを判定する。
このとき、図１１で実線図示のように、直近に放酸状態が予測される場合には、酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐiがガスホルダ上限値圧力ＰLHを超える放酸開始時刻ｔHSと放酸状態からガスホルダ上限値圧力ＰLHを下回る放酸終了時刻ｔHEとを求めると共に、現在時刻からから放酸終了時刻ｔHE迄の酸素放酸量予測小計Ａ7 を求める。そして、前記（９）式の演算を行って時間単位の酸素発生減少量ΔＤを算出し、算出した酸素発生減少量ΔＤを酸素発生量予測値ＧＯN から減算して酸素発生補正値ＧＯNAを算出する。そして、算出した酸素発生補正値ＧＯNAと予測ファイルに格納されている総酸素需要量予測値ＰＯN とに基づいて８時間分の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96を算出し、これを予測ファイルに格納する。このときの酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96は図１１で破線図示のようになる。
次いで、算出された酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96に基づいて現時刻から放酸終了時刻ｔHEまでの間に酸素ガスホルダ圧力予測値がガスホルダ下限値圧力ＰLL以下となる液体酸素供給状態が予測されるか否かを判定し、図１１に示すように液体酸素供給状態が複数回（２回）予測される場合には２回の液体酸素供給状態での液体酸素供給予測値小計Ｂ7 を算出すると共に、現在時刻から放酸終了時刻ｔHEまでに最終的に液体酸素供給予測値BN がＢN ＞０からＢN ≦０となる時刻を液体酸素供給終了時刻ｔSEを算出する。
次いで、前述した（１２）式の演算を行って酸素発生予測補正量ＡＯを算出し、算出した酸素発生予測補正量ＡＯを酸素発生減少量ΔＤから減算して新たな酸素発生予測値ＧＯNAを算出し、これを予測ファイルに格納する。
この酸素発生予測値ＧＯNAと前述した総酸素需要量予測値ＰＯN とに基づいて8時間分の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96を算出すると、図１１で一点鎖線図示のように、酸素発生量減少補正によって生じた液体酸素供給状態を解消し、且つ放酸状態を縮小補正した酸素ホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96を得ることができる。
また、図１１で実線図示のように、現在時刻から直近に液体酸素供給状態が予測される場合には、液体酸素供給開始時刻ｔSS及び液体酸素供給終了時刻ｔSEを求めると共に、液体酸素供給量小計Ｂ7 を算出してから前述した（１３）式の演算を行って時間単位の酸素発生増加量ΔＡを算出し、この酸素発生増加量ΔＡを酸素発生量予測値ＧＯN に加算して酸素発生量補正値ＧＯNAを算出する。
そして、算出した酸素発生量補正値ＧＯNAと総酸素需要量予測値ＰＯN とに基づいて８時間分の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96を算出する。このときの酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96は図１１で破線図示のように液体酸素供給終了時刻ｔSEで酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐj がガスホルダ下限値圧力ＰLLに一致する状態となるが、現在時刻と液体酸素供給終了時刻ｔSEとの間に放酸状態が2回存在する状態となる。
このため、再度酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96に基づいて現在時刻から液体酸素供給終了時刻ｔSEまでの間の放酸状態の有無を判断したときに、２回の放酸状態が発生しているので、最後の放酸状態の放酸終了時刻ｔHEを求めると共に、現在時刻から放酸終了時刻ｔHEまでの放酸量予測小計Ａ7 を算出し、これと現在時刻ｔ0 と放酸終了時刻ｔHEとに基づいて前記（１４）の演算を行って酸素発生量予測補正値ＡＯを算出し、この酸素発生量予測補正値ＡＯを酸素発生量増加量ΔＡから減算して酸素発生量予測補正値ΔＡ′を算出し、この酸素発生量予測補正値ΔＡ′を酸素発生量予測値ＧＯN に加算して新たな酸素発生量予測値ＧＯNA算出し、これを予測ファイルに格納する。
このときの、酸素発生量予測値ＧＯNAと総酸素需要量予測値ＰＯN とに基づいて８時間分の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96を算出すると、図１１で一点鎖線図示のように放酸状態を解消し、且つ液体酸素供給状態での液体酸素供給開始時刻ｔSEを遅らせて液体酸素供給量を低減させる状態となる。
このような酸素発生量補正処理を実行することにより、直近の放酸状態又は液体酸素供給状態が予測されるときに、これに応じて酸素発生量を調整することにより、放酸量又は液体酸素供給量を減少させることができ、酸素発生量を適正値に調整することができる。
そして、上記酸素発生量補正処理を実行した後の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96が図１３に示す表示画面で、実線図示の酸素ガスホルダ圧力実績値と共に破線図示のように表示されることになり、所定時間迄先の酸素ガスホルダ圧力予測値の変化を正確に視認することができる。
このように酸素ガスホルダ圧力予測値が表示画面に表示される状態となると、現在時刻から８時間までの予測時間範囲内で、放酸状態又は液体酸素供給状態が予測される近傍にシミュレーション開始時刻ｔSYS 及びシミュレーション終了時刻ｔSYE を設定すると共に、酸素発生量の増減量を表す酸素発生量シミュレーション値ΔＧＯｓ及び／又は酸素需要量の増減量を表す需要量シミュレーション値ΔＰＯｓを設定し、設定した酸素発生量シミュレーション値ΔＧＯｓ及び／又は酸素需要量シミュレーション値ΔＰＯｓを酸素発生量予測値ＧＯN 及び／又は総酸素需要予測値ＰＯN に加算することにより、酸素発生量予測値ＧＯNS及び／又は総酸素需要量予測値ＰＯNSを算出し、算出した酸素発生量予測値ＧＯNS及び／又は総酸素需要量予測値ＰＯNSに基づいて酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96を算出し、これをシミュレーション値としてシミュレーションフォルダに格納すると共に、図１３の表示画面に一点鎖線図示のように表示する。
このように、上記実施形態によると、酸素発生量予測値ＧＯN と総酸素需要予測値ＰＯN とに基づいて８時間分の５分間毎の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96を算出し、算出した酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96に基づいて放酸量ＡN 及び液体酸素供給量Ｂ N を算出する酸素需要演算処理と、この酸素需要演算処理で算出した酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96、放酸量ＡN 及び液体酸素供給量ＢNに基づいて酸素発生量を補正する酸素発生量補正処理と、この酸素発生量補正処理で補正した酸素発生量ＧＯNAと、総酸素需要予測値ＰＯN とに基づいて算出した8時間分の5分間毎の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96によって将来の酸素ガスホルダ圧力を正確に予測することができると共に、予測結果から放酸状態及び／又は液体酸素供給状態の発生を確認することができる。ここで、５分間毎の酸素ガスホルダ圧力予測値を算出することにより、１分間毎の酸素ガスホルダ圧力を予測する場合に比較して演算量を少なくすることができ、少ない演算量でも５分単位の酸素ガスホルダ圧力予測値の変化を確認することができ、正確な酸素ガス需給量の予測を行うことができる。
そして、放酸状態及び／又は液体酸素供給状態の発生が予測されるで場合に、シミュレーション演算処理を実行して、シミュレーション開始時刻ｔSYS 及びシミュレーション終了時刻ｔSYE を設定し、酸素発生量及び／又は総酸素需要量のシミュレーション値を設定することにより、酸素ガスホルダ圧力予測値をシミュレーションすることができ、放酸状態及び／又は液体酸素供給状態の発生が予測されるときに、適正な酸素発生量及び／又は総酸素需要量をシミュレーションすることができる。
なお、上記実施形態においては、５分間毎の酸素ガスホルダ圧力予測値Ｐ1 〜Ｐ96を算出する場合について説明したが、１分間毎、２分間毎、３分間毎や１０分間毎等の任意の時間間隔毎に酸素ガスホルダ圧力予測値を算出することができる。
また、上記実施形態においては、発生酸素量補正処理で、放酸状態の補正処理及び液体酸素供給状態の補正処理を１回だけ行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、放酸量と液体酸素供給量との関係が最適状態となるように所定回数行うようにしてもよい。
本発明の一実施形態を示す全体構成図である。 酸素需要制御装置で実行する酸素需要予測演算処理手順の一例を示すフローチャートである。 図２の５分間毎吹錬時間算出処理手順の一例を示すフローチャートである。 図２の放酸量算出処理手順の一例を示すフローチャートである。 図２の液体酸素供給量算出処理手順の一例を示すフローチャートである。 酸素需要制御装置で実行する酸素需給補正演算処理手順の一例を示すフローチャートである。 図６の酸素発生量減少処理手順の一例を示すフローチャートである。 図６の酸素発生量増加処理手順の一例を示すフローチャートである。 酸素需要制御装置で実行するシミュレーション処理手順の一例を示すフローチャートである。 ＬＤ転炉の吹錬開始予定時刻及び吹錬終了予定時刻と吹錬時間との関係を示すタイムチャートである。 酸素発生量減少補正処理の説明に供するタイムチャートである。 酸素発生量増加補正処理の説明に供するタイムチャートである。 酸素ガスホルダ圧力の実績値及び予測値を表示する表示画面である。
符号の説明
１ａ〜１ｃ…空気分離装置、２…送給主経路、３…製鋼工場、４…酸素ガスホルダ、５…酸素放酸弁、６…液化装置、７…液体酸素貯留タンク、８…液体酸素送給弁、９…蒸発機、１０…酸素需要制御装置、１０ｄ…表示装置

Claims (5)

  1. 空気から分離して酸素を発生させる空気分離装置と、該空気分離装置で発生させた酸素を酸素ホルダに貯留してから需要先に供給すると共に、該空気分離装置で発生した酸素の余剰分を大気に放酸し、不足分を液体酸素から補充するようにした酸素ガス需給システムにおいて、
    前記需要先の需要量予測値を算出する需要量予測手段と、前記需要量予測手段で予測した需要量予測値と、現時点の酸素発生量から予測した将来の酸素発生量予測値とに基づいて酸素ホルダ内の圧力を予測する酸素ホルダ圧力予測手段と、該酸素ホルダ圧力予測手段で予測した酸素ホルダ圧力予測値に基づいて放酸量予測値を算出する放酸量予測手段と、前記酸素ホルダ圧力予測手段で予測した酸素ホルダ圧力予測値に基づいて液体酸素供給量予測値を算出する液体酸素供給量予測手段と、前記酸素発生量予測値、前記放酸量予測値及び液体酸素供給量予測値に基づいて酸素適正発生量を算出する酸素適正発生量算出手段と、該酸素適正発生量算出手段で算出した酸素適正発生量に基づいて酸素ホルダ適正圧力予測値を算出する酸素ホルダ適正圧力予測手段と、前記酸素適正発生量予測値、前記酸素需要量予測値及び前記酸素ホルダ適正圧力予測値に基づいて適正放酸予測値を算出する適正放酸量予測手段と、前記酸素適正発生量予測値、前記酸素需要量予測値及び前記酸素ホルダ適正圧力予測値に基づいて液体酸素適正供給量予測値を算出する液体酸素適正供給量予測手段と、少なくとも前記酸素ホルダ適正圧力予測値を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする酸素ガス需給システム。
  2. 空気から分離して酸素を発生させる空気分離装置と、該空気分離装置で発生させた酸素を酸素ホルダに貯留してから需要先に供給すると共に、該空気分離装置で発生した酸素の余剰分を大気に放酸し、不足分を液体酸素から補充するようにした酸素ガス需給システムにおいて、
    前記需要先の需要量予測値を算出する需要量予測手段と、現時点の酸素発生量から予測した将来の酸素発生量予測値を算出する酸素発生量予測手段と、前記需要量予測手段で予測した需要量予測値と、現時点の酸素発生量から予測した将来の酸素発生量予測値とに基づいて酸素ホルダ内の圧力を予測する酸素ホルダ圧力予測手段と、該酸素ホルダ圧力予測手段で予測した酸素ホルダ圧力予測値に基づいて放酸量予測値を算出する放酸量予測手段と、前記酸素ホルダ圧力予測手段で予測した酸素ホルダ圧力予測値に基づいて液体酸素供給量予測値を算出する液体酸素供給量予測手段と、前記酸素発生量予測値、前記放酸量予測値及び液体酸素供給量予測値に基づいて酸素適正発生量を算出する酸素適正発生量算出手段と、該酸素適正発生量算出手段で算出した酸素適正発生量に基づいて酸素ホルダ適正圧力予測値を算出する酸素ホルダ適正圧力予測手段と、前記酸素適正発生量予測値、前記酸素需要量予測値及び前記酸素ホルダ適正圧力予測値に基づいて適正放酸予測値を算出する適正放酸量予測手段と、前記酸素適正発生量予測値、前記酸素需要量予測値及び前記酸素ホルダ適正圧力予測値に基づいて液体酸素適正供給量予測値を算出する液体酸素適正供給量予測手段と、所望のシミュレーション期間とシミュレーション酸素発生増減量及びシミュレーション酸素需要増減量の少なくとも何れか一方とを設定して酸素ホルダ圧力シミュレーション値，放酸量シミュレーション値及び液体酸素供給量シミュレーション値を算出するシミュレーション手段と、少なくとも前記酸素ホルダ適正圧力予測値及び酸素ホルダ圧力シミュレーション値の何れか一方を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする酸素ガス需給システム。
  3. シミュレーション手段は、シミュレーション期間及びシミュレーション酸素増減量を設定する第１のシミュレーション条件設定手段と、シミュレーション期間及びシミュレーション酸素需要増減量を設定する第２のシミュレーション条件設定手段と、前記第１のシミュレーション条件設定手段で設定したシミュレーション酸素増減量に基づいてシミュレーション酸素発生量予測値を演算するシミュレーション酸素発生量予測手段と、前記第２のシミュレーション条件設定手段で設定したシミュレーション酸素需要増減量及び前記酸素需要量予測値に基づいてシミュレーション需要量予測値を算出するシミュレーション需要量予測手段と、前記シミュレーション酸素発生量予測値及び前記シミュレーション酸素需要予測値に基づいて酸素ホルダ圧力シミュレーション予測値を算出する酸素ホルダ圧力シミュレーション予測手段と、前記シミュレーション酸素発生量予測値、シミュレーション酸素需要予測値及び前記酸素ホルダ圧力シミュレーション値に基づいて放酸量シミュレーション予測値を算出する放酸量シミュレーション予測手段と、前記シミュレーション酸素発生量予測値、シミュレーション酸素需要予測値及び前記酸素ホルダ圧力シミュレーション値に基づいて液体酸素供給量を算出する液体酸素供給量シミュレーション予測手段とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の酸素ガス需給システム。
  4. 前記表示手段は、前記酸素ホルダ適正圧力予測値と需要先の需要量予測値として転炉の吹錬情報とを少なくとも表示するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の酸素ガス需給システム。
  5. 前記表示手段は、前記酸素ホルダ適正圧力予測値と、前記酸素ホルダ圧力シミュレーション値と酸素需要量予測値と、これらに対応する実績値とを少なくもと表示するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の酸素ガス需給システム。
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