JP5867662B2 - 溶鋼鍋の出鋼引当て方法、製鋼工場の操業方法、及び溶鋼鍋の出鋼引当て装置 - Google Patents

Description

本発明は、製鋼工場内における溶鋼処理に必要な溶鋼鍋を出鋼チャージに引当てる溶鋼鍋の出鋼引当て方法、製鋼工場の操業方法、及び溶鋼鍋の出鋼引当て装置に関するものである。

製鋼工場内における溶鋼処理では、転炉から出鋼された溶鋼は、内壁面が耐火物で覆われた溶鋼鍋に注がれ、二次精錬設備において目的の成分及び温度に調整された後、溶鋼鍋から連続鋳造設備に注がれてスラブやビレット等の中間製品に鋳造される。そして、溶鋼が空けられた溶鋼鍋は整備された後に再び転炉に搬送され、同様の作業が繰り返し行われる。

このような溶鋼処理では、溶鋼の出鋼から鋳造までのリードタイム、すなわち溶鋼鍋が占有されている時間が出鋼チャージ毎に同じであれば、溶鋼鍋を連続的に使用できることから、溶鋼処理に必要な溶鋼鍋数やどの溶鋼鍋を引当てられるかを容易に把握することができる。なお、出鋼チャージとは、転炉における吹錬を１単位とするバッチプロセス、換言すれば、１回の出鋼工程によって転炉から出鋼される溶鋼を意味する。

しかしながら、実際の溶鋼処理では、多品種の鉄鋼製品を製造するために、二次精錬設備や連続鋳造設備における処理内容が出鋼チャージによって異なる。そのため、溶鋼が二次精錬設備や連続鋳造設備を通過するために要する時間は出鋼チャージによって異なり、溶鋼の出鋼から鋳造までのリードタイムは出鋼チャージによって変化する。したがって、例えば１日に必要な溶鋼鍋数やどの溶鋼鍋を引当てることができるかを把握することが困難であった。しかし、溶鋼鍋の数が足りない等の理由によって操業を維持することができなくなるような事態を避けるため、転炉から順次出鋼される溶鋼に引当てる溶鋼鍋や、運搬する溶鋼鍋の数を正確に把握する必要がある。

また、溶鋼を空けた後の溶鋼鍋（空鍋）は、可能な限り高温のまま、素早く次の出鋼チャージに引当てることが必要である。出鋼チャージによっては、冷えてしまった溶鋼鍋を引き当てることができないものもある。

さらに、溶鋼鍋が溶鋼を受ける回数が一定数を超えると、交換が必要となる部品がある。したがって、溶鋼鍋の整備時間に、部品交換のための時間を加えることが必要となる場合がある。

そこで、これらの条件を満たしたうえで出鋼計画にしたがった溶鋼処理に効率よく溶鋼鍋を引き当てるための技術が開示されている。

例えば、特許文献１には、多品種の製造ロットが転炉、二次精錬設備、及び連続鋳造設備において処理される順序と各処理の開始時刻とを算出する方法が開示されている。この方法によれば、各処理の開始時刻に基づいて溶鋼鍋が占有されている時間を把握することができる。

また、特許文献２には、遺伝的アルゴリズムによる溶鋼鍋の出鋼引当て方法が開示されている。この方法によれば、溶鋼鍋が空になってから短時間で次の出鋼チャージを引き当てることができる。

また、特許文献３〜５には、ヒューリスティックスによる溶鋼鍋の出鋼引当て方法が開示されている。この方法によれば、溶鋼鍋が空になってから短時間で次の出鋼チャージを引き当てることができる。また、溶鋼鍋の部品交換による次引当可能時刻（該当の溶鋼鍋に次に出鋼チャージを引当てることができる時刻）の遅れを考慮することができる。

特開２０００−３１５１０９号公報 特開平１０−１４３５６７号公報 特開２０１２−９２４００号公報 特開２０１２−１２３７７２号公報 特開２０１２−１７３８３８号公報

ここで、溶鋼鍋の部品交換は、オペレータが高熱の溶鋼鍋の前で手作業により行っている。そのため、オペレータの作業負荷を考慮すれば、複数の溶鋼鍋において同時若しくは連続して部品交換が必要になるような事態を避けるべきである。また、整備時間に余裕がなく短時間で次の出鋼チャージに溶鋼鍋を引き当てると、突発的なトラブルが発生した場合に、オペレータに過大な整備作業負荷がかかり、対応することが困難になる。そのため、整備作業負荷にある程度の余裕をもたせて出鋼チャージに溶鋼鍋を引き当てることが必要である。

しかしながら、特許文献１に記載の技術によれば、出鋼計画にしたがった溶鋼処理に引当てる溶鋼鍋や必要な溶鋼鍋数を把握することはできない。また、特許文献２に記載の技術によれば、溶鋼鍋の部品交換による次引当可能時刻の遅れには対応することができず、オペレータの整備作業負荷の平準化も考慮されていない。また、特許文献３〜５に記載の技術では、オペレータの整備作業負荷の平準化や整備時間に余裕を持たせることが考慮されていない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、オペレータの整備作業負荷を考慮して、出鋼計画にしたがった溶鋼処理に引当てる溶鋼鍋を効率よく運用することが可能な溶鋼鍋の出鋼引当て方法、製鋼工場の操業方法、及び溶鋼鍋の出鋼引当て装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る溶鋼鍋の出鋼引当て方法は、出鋼チャージ毎の出鋼開始時刻及び鋳造終了時刻の情報と、溶鋼鍋毎の次引当可能時刻の情報とを含む出鋼計画データに基づいて、前記各出鋼チャージに溶鋼鍋を引当てる計画を所定の制約条件を除く制約条件を満たして複数作成する計画作成ステップと、前記計画作成ステップにおいて作成された複数の計画の中から、前記所定の制約条件を満たす計画を抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップにおいて抽出された計画について、オペレータの整備作業負荷の評価指標を含む所定の評価指標を算出する算出ステップと、前記抽出ステップにおいて抽出された計画を、前記算出ステップにおいて算出された所定の評価指標と対応づけて提示する提示ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係る溶鋼鍋の出鋼引当て方法は、上記発明において、前記所定の評価指標は、複数の評価指標を含み、前記提示ステップは、各評価指標の優先順位に従って前記抽出ステップにおいて抽出された計画を順に提示するステップを含むことを特徴とする。

本発明に係る溶鋼鍋の出鋼引当て方法は、上記発明において、前記所定の評価指標には、所定期間に運用される全溶鋼鍋の冷鍋になる回数の合計値が含まれることを特徴とする。

本発明に係る溶鋼鍋の出鋼引当て方法は、上記発明において、前記所定の評価指標には、所定期間当たりに発生する部品交換作業の回数の所定時間内の最大値、及び／又は、先に整備を終えた溶鋼鍋が後に整備を終えた溶鋼鍋よりも後に引当られるケースの数が含まれることを特徴とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る製鋼工場の操業方法は、本発明に係る溶鋼鍋の出鋼引当て方法を用いて製鋼工場の操業を行うことを特徴とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る溶鋼鍋の出鋼引当て装置は、出鋼チャージ毎の出鋼開始時刻及び鋳造終了時刻の情報と、溶鋼鍋毎の次引当可能時刻の情報とを含む出鋼計画データに基づいて、前記各出鋼チャージに溶鋼鍋を引当てる計画を所定の制約条件を除く制約条件を満たして複数作成する計画作成手段と、前記計画作成手段により作成された複数の計画の中から、前記所定の制約条件を満たす計画を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された計画について、オペレータの整備作業負荷の評価指標を含む所定の評価指標を算出する算出手段と、前記抽出手段により抽出された計画を、前記算出手段により算出された所定の評価指標と対応づけて提示する提示手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る溶鋼鍋の出鋼引当て方法、製鋼工場の操業方法、及び溶鋼鍋の出鋼引当て装置によれば、オペレータの整備作業負荷を考慮して、出鋼計画にしたがった溶鋼処理に引当てる溶鋼鍋を効率よく運用することができる。

図１は、溶鋼処理の流れを説明するための模式図である。 図２は、本発明の一実施形態である出鋼引当て装置の構成を示すブロック図である。 図３は、本実施の形態の出鋼チャージデータの構成を例示する図である。 図４は、本実施の形態の溶鋼鍋データの構成を例示する図である。 図５は、本実施の形態の交換時間データの構成を例示する図である。 図６は、本実施の形態の出鋼引当て処理手順を示すフローチャートである。 図７は、本実施の形態の制約条件を満たす計画を例示する図である。 図８は、本実施の形態の評価指標の算出結果を例示する図である。 図９Ａは、本実施の形態の制約条件を説明するための図である。 図９Ｂは、本実施の形態の制約条件を説明するための図である。 図１０Ａは、本実施の形態の制約条件を説明するための図である。 図１０Ｂは、本実施の形態の制約条件を説明するための図である。 図１１Ａは、本実施の形態の制約条件を説明するための図である。 図１１Ｂは、本実施の形態の制約条件を説明するための図である。 図１２Ａは、本実施の形態の評価指標を説明するための図である。 図１２Ｂは、本実施の形態の評価指標を説明するための図である。 図１３は、オペレータにより作成された計画を例示する図である。 図１４は、本実施例により作成され選択された計画を例示する図である。 図１５は、図１３に示す計画の空鍋時間分布を示す図である。 図１６は、図１４に示す計画の空鍋時間分布を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である溶鋼鍋の出鋼引当て方法及び出鋼引当て装置について説明する。なお、この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、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。

〔溶鋼処理の流れ〕
初めに、図１を参照して、本発明の一実施形態である溶鋼鍋の出鋼引当て方法及び出鋼引当て装置の処理対象となる溶鋼処理の流れについて説明する。

図１は、溶鋼処理の流れを説明するための模式図である。図１では、説明を簡略化するために、主要な工程のみを図示している。図１に示すように、製鋼工場における溶鋼工程では、始めに、転炉１から出鋼された溶鋼２は、内壁面が耐火物で覆われた溶鋼鍋３に注がれる。次に、溶鋼鍋３に注がれた溶鋼２は、二次精錬設備において目的の成分及び温度に調整される（二次精錬）。具体的には、二次精錬設備では、出鋼成分や規格等に応じて、導入管４を介して成分調整用の合金鉄や薬剤等の添加物が溶鋼２に加えられる。次に、目的の成分及び温度に調整された溶鋼２は、溶鋼鍋３に入れられた状態で連続鋳造設備５に搬送され、連続鋳造設備５に注がれてスラブやビレット等の中間製品に鋳造される（連続鋳造）。そして、溶鋼２が空けられた溶鋼鍋３は、内壁面の養生や、プレート６、ノズル７、及びポーラス８の整備／交換等の整備（空鍋整備）が行われた後に再び転炉１に搬送され、同様の作業が繰り返し行われる。

なお、溶鋼鍋３のプレート６、ノズル７、またはポーラス８の各部品は、それぞれ所定回数使用されるごとに交換される。これらのプレート６、ノズル７、またはポーラス８の各部品の交換を行う場合には、鋳造が終了し溶鋼２が空けられた後に次の出鋼チャージに溶鋼鍋３を使用可能になるまでに、整備時間を要する。この整備時間には、溶鋼鍋底の異変の確認やノズル７内の詰まりの除去、ノズル７に蓋をする砂の投入等の通常の空鍋整備に要する空鍋整備時間や転炉１への搬送に要する搬送時間に加え、部品ごとに異なる部品交換時間等を含む。

〔出鋼引当て装置の構成〕
次に、図２を参照して、本発明の一実施形態である出鋼引当て装置の構成について説明する。図２に示すように、本発明の一実施形態である出鋼引当て装置１０は、ワークステーション等の情報処理装置によって構成され、製鋼データベース（ＤＢ）１１、端末インターフェイス１２、及び演算部１３を備える。

製鋼ＤＢ１１は、製鋼工場２０において計画された出鋼計画データを格納する。出鋼計画データは、１日等の所定時間毎の出鋼チャージ数と各出鋼チャージに関するデータ（出鋼チャージデータ）と溶鋼鍋数と各溶鋼鍋に関するデータ（溶鋼鍋データ）とを含む。

出鋼チャージデータは、転炉から溶鋼が出鋼される時刻（出鋼開始時刻）、溶鋼の鋳造が終了する時刻（鋳造終了時刻）、転炉から出鋼された溶鋼に対して二次精錬設備で行われる処理工程（通過工程）、及び転炉から出鋼された溶鋼の合金成分（鋼種成分）に関するデータを少なくとも含む。具体的には、図３に示すように、出鋼チャージを識別する出鋼チャージＮｏ．に対応付けして、出鋼開始時刻、鋳造終了時刻、鋼種コード、通過工程コード、チタン成分（ｐｐｍ）、クロム成分（ｐｐｍ）、及び他成分の情報を含む。ここで、鋼種コードは、鋼種成分の組み合わせを識別する情報を意味する。通過工程コードは、通過工程を識別する情報を意味する。チタン成分、クロム成分、及び他成分は、各鋼種成分の含有量を意味する。

溶鋼鍋データは、図４に示すように、少なくともポーラス使用回数、プレート使用回数、ノズル使用回数と、次引当可能時刻とを含み、溶鋼鍋３を識別する溶鋼鍋Ｎｏ．に対応付けされる。次引当可能時刻とは、該当の溶鋼鍋３に次に出鋼チャージを引き当てることができる時刻を意味する。ポーラス８、プレート６、及びノズル７の各部品の使用回数は、使用されるごとに更新される。

製鋼ＤＢ１１は、また、溶鋼鍋３の部品の交換に要する交換時間を示す交換時間データを記憶している。交換時間データは、例えば図５に示すように、交換する各部品（ポーラス８、プレート６、及びノズル７）の組み合わせと、それらの交換に要する交換時間（分）の合計とを含む。図５では、各部品について、交換する場合は○、交換不要な場合は−で示される。

製鋼ＤＢ１１内に格納されている出鋼開始時刻や鋳造終了時刻等のデータは、例えば、オペレータが出鋼引当て装置１０に接続された端末装置２１を操作することによって、端末インターフェイス１２を介して書き換えることができる。

演算部１３は、ＣＰＵ等の演算処理装置によって構成されている。演算部１３は、図示しないＲＯＭに格納されている出鋼引当てプログラムをＲＡＭ内へとロードし、ＲＡＭ内にロードされた出鋼引当てプログラムを実行することによって、溶鋼処理に必要な溶鋼鍋を出鋼チャージに引当てる処理を実行する。演算部１３は、端末インターフェイス１２を介して演算結果をオペレータが操作する端末装置２１の表示装置や出力装置に出力することができる。

このような構成を有する出鋼引当て装置１０は、以下に示す出鋼引当て処理を実行することによって、溶鋼処理に引当てる溶鋼鍋や運用される溶鋼鍋の数等を決定する。以下、図６に示すフローチャートを参照して、この出鋼引当て処理を実行する際の出鋼引当て装置１０の動作について説明する。

〔出鋼引当て処理〕
図６に示すフローチャートは、オペレータが端末装置２１を操作することによって端末インターフェイス１２を介して演算部１３に出鋼引当て処理の実行を指示したタイミングで開始となり、出鋼引当て処理はステップＳ１の処理に進む。なお、オペレータは、たとえば始業時等に、本実施の形態にかかる出鋼引当て処理の実行を指示する。

ステップＳ１の処理では、演算部１３が、製鋼ＤＢ１１に記憶されている出鋼計画データから、処理対象の所定数の出鋼チャージデータと溶鋼鍋データとを取得する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、出鋼引当て処理は、ステップＳ２の処理に移行する。

ステップＳ２の処理では、演算部１３が、処理対象の全出鋼チャージと各出鋼チャージに引当てる溶鋼鍋３との組み合わせ（以下、計画と称する）を複数作成する。その際、演算部１３は、後述する制約条件を満たすように、計画を作成する。また、演算部１３は、後述する所定の制約条件の充足は考慮しない。本実施の形態では、演算部１３は、制約プログラミング、制約論理プログラミング、数理計画法等を適用して計画作成の演算を行う。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、出鋼引当て処理は、ステップＳ３の処理に移行する。

ステップＳ３の処理では、演算部１３が、ステップＳ２の処理で作成された複数の計画のうち、所定の制約条件を満たすものを抽出する。図７は、抽出された計画のうちの１つを例示する図である。各計画は、処理対象の複数の出鋼チャージのスケジュール（出鋼開始時刻、鋳造終了時刻、整備完了時刻）と各出鋼チャージに引き当てる溶鋼鍋３とを示すものである。図７に例示する計画には、各出鋼チャージについて、ポーラス８、プレート６、及びノズル７の各部品を交換するか否か、部品交換時間を含む整備時間、及び溶鋼鍋３が空鍋となる空鍋時間を含む。ステップＳ３の処理により、図７に例示するような計画が複数抽出される。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、出鋼引当て処理は、ステップＳ４の処理に移行する。

ステップＳ４の処理では、演算部１３が、ステップＳ３の処理で抽出された制約条件を満たす複数の計画のそれぞれについて、所定の評価指標を算出する。この評価指標とは、制約条件を満たす複数の計画を所定の観点で評価して、評価の高い計画を選択するための指標を意味する。評価指標の具体例については後述するが、少なくともオペレータの整備作業負荷を評価する評価指標を含む。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、出鋼引当て処理は、ステップＳ５の処理に移行する。

ステップＳ５の処理では、演算部１３が、ステップＳ３の処理で抽出された複数の計画を、ステップＳ４の処理で算出された評価指標と対応づけて提示する。例えば、演算部１３は、評価指標が対応付けされた計画を、オペレータが操作する端末装置２１の表示装置や出力装置等に出力する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、一連の出鋼引当て処理は終了する。

図８は、出力された結果を例示する図である。この図８は、ステップＳ４の処理で各計画について算出された２つの評価指標が、計画を識別する情報と対応付けられたものである。オペレータは、これらの評価指標に基づいて、出力された複数の計画のうちの１つを選択する。選択された計画は、例えばオペレータが端末装置２１を操作することにより、所定のプロセスコンピュータ等に通知され実行される。

［制約条件］
次に、上記したステップＳ２及びステップＳ３の処理で考慮される制約条件の具体例について説明する。なお、この制約条件は、以下に例示する制約条件１〜４に限定されない。

［制約条件１］
まず制約条件の一例として、溶鋼鍋３は、鋳造が終了して空鍋にされ、整備が完了した後でないと、次の出鋼チャージを受けることができない、という制約条件が挙げられる。例えば、図９Ａに示すように、出鋼チャージＣ２は、溶鋼鍋Ｎ１に引当てられている出鋼チャージＣ１の鋳造終了より後に出鋼開始されるものの、溶鋼鍋Ｎ１の整備が終了するより先に出鋼開始されるため、溶鋼鍋Ｎ１に引当てることができない。そこで、図９Ｂに示すように、出鋼チャージＣ２は、出鋼チャージＣ１とは別の溶鋼鍋Ｎ２に引当てることにより、この制約条件は満たされる。

［制約条件２］
また、出鋼チャージによっては、空鍋になって冷えた溶鋼鍋３（冷鍋）を引当てることができない、という制約条件が例示される。例えば、図１０Ａ及び図１０Ｂは、出鋼チャージＣ３は空鍋になってから時間Ｔ以上が経過して冷鍋になった溶鋼鍋に引当てることができない、という制約条件がある場合を例示している。ここで、冷鍋であるか否かは、時間Ｔを閾値として判定される。また、このような制約条件を有する特定の出鋼チャージは、通過工程と鋼種成分とにより決定される。時間Ｔは操業標準として所与の数値であり、全ての出鋼チャージについて同じ値が適用される。図１０Ａに例示するように、この特定の出鋼チャージＣ３の出鋼開始は、溶鋼鍋Ｎ１における先の出鋼チャージＣ１の鋳造終了より時間Ｔ以上が経過するため、出鋼チャージＣ３を溶綱鍋Ｎ１に引当てることができない。そこで、図１０Ｂに例示するように、出鋼チャージＣ３を、先の出鋼チャージＣ２の鋳造終了から出鋼チャージＣ３の出鋼開始までの時間が時間Ｔ未満である溶鋼鍋Ｎ２に引当てることにより、この制約条件は満たされる。

［制約条件３］
また、先に溶鋼鍋３に引当てられた出鋼チャージの鋼種成分によって、次にこの溶鋼鍋３に引当てることができる出鋼チャージの鋼種成分が限定される、という制約条件が例示される。例えば、図１１Ａ及び図１１Ｂは、先の出鋼チャージＣ１のチタン成分がＸ_１％以上であって、次に引当てられる出鋼チャージのチタン成分がＸ_２％以上でなければならないという制約条件がある場合を例示している。そのため、図１１Ａに示すように、溶鋼鍋Ｎ１には、チタン成分がＸ_１％以上の出鋼チャージＣ１の後にチタン成分がＸ_２％未満の出鋼チャージＣ２を引当てることができない。一方、図１１Ｂに示すように、チタン成分がＸ_２％以上の出鋼チャージＣ３は、チタン成分がＸ_１％以上の出鋼チャージＣ１に後続して溶鋼鍋Ｎ１に引当てることができる。そこで、図１１Ｂでは、出鋼チャージＣ１に後続する出鋼チャージＣ２，Ｃ３のうち、出鋼開始時刻が遅い出鋼チャージＣ３を溶鋼鍋Ｎ１に引当て、先に出鋼開始される出鋼チャージＣ２を別の溶鋼鍋Ｎ２に引当てることにより、この制約条件は満たされる。なお、制約の対象となる成分及びその割合（％）については操業標準として所与である。

［制約条件４］
また、溶鋼鍋３の整備時間は交換される部品によって異なる、という制約条件が例示される。例えば、ポーラス８、プレート６、及びノズル７の各部品は、出鋼チャージを受ける度に使用回数が増加する。この使用回数がそれぞれ所定数を超えると各部品は交換される。部品交換に必要な時間は部品ごとに異なる。したがって、部品の交換時間を含む整備時間は、交換される部品によって異なる。部品の交換時間は、演算部１３が製鋼ＤＢ１１の交換時間データを参照して設定する。

本実施の形態では、ステップＳ２の処理で上記制約条件１〜３を満たす計画を作成し、ステップＳ３の処理で制約条件４を満たす計画を抽出する。このように制約条件を２ステップに分割して考慮することより、演算部１３における計画作成の演算時間の短縮が図れる。

ここで、ステップＳ２で考慮される制約条件から外される所定の制約条件、すなわち、ステップＳ３の処理で考慮される制約条件は、特に限定されない。しかしながら本実施の形態では、整備の完了時間を考慮している点で制約条件１と制約条件４とは互いに関連があり、同時に考慮すると実行可能解の発見が難しい。そこで、関連しあう制約条件のうちの一部の制約条件をステップＳ２の処理で、残りの制約条件をステップＳ３の処理で考慮する。これにより、ステップＳ２の処理において、同じ演算時間でより多数の計画を作成することができるようになる。このように、ここでは、関連しあう制約条件のうちの一部の制約条件を外して考慮するという方法を取っている。

また、ステップＳ３の処理は省略してもよい。すなわち、ステップＳ２の処理で、可能ならば全ての制約条件を満たすような計画を作成してもよい。

［評価指標］
次に、ステップＳ４の処理で算出される評価指標の具体例について説明する。この評価指標は、以下に例示する評価指標１，２に限定されない。ただし、オペレータの整備作業負荷を評価する評価指標は必須である。

［評価指標１］
溶鋼２が空けられた後の溶鋼鍋３（空鍋）は、可能な限り高温のまま、素早く次の出鋼チャージに引当てることが必要である。引当てられる溶鋼鍋が高温であれば、溶鋼鍋３による温度低下を考慮して決定される出鋼チャージの温度を下げることができ、転炉での加炭材等の副原料の削減や、転炉の寿命の延長等のメリットが生じる。そこで、所定の期間（本実施の形態では１日）に、運用される全溶鋼鍋３の冷鍋になる回数の合計を、各計画の溶鋼鍋３の運用効率を評価する評価指標とする。冷鍋であるか否かは、上記制約条件２と同様に、時間Ｔを閾値として判定される。

［評価指標２］
短時間に部品交換の作業回数が多くなるほど、オペレータの整備作業負荷が増大する。そこで、運用される全溶鋼鍋３を対象に、所定の期間（本実施の形態では１時間）当たりに発生する部品交換作業の回数の例えば１日の内の最大値を、各計画のオペレータの整備作業負荷を評価する評価指標とする。

［評価指標３］
図１２Ａ，１２Ｂに例示するように、先に整備を終えた溶鋼鍋から順に引当を可能な限り行う方が作業の混乱を招かず望ましい。具体的には、図１２Ｂに示す例では、溶鋼鍋Ｎ１の整備が溶鋼鍋Ｎ２の整備より早く終わっているのに係わらず、溶鋼鍋Ｎ２に出鋼チャージＣ３が引き当てられるので、作業が混乱する可能性がある。これに対して、図１２Ａに示す例では、溶鋼鍋Ｎ１に出鋼チャージＣ３が引き当てられるので、作業が混乱する可能性は低い。このため、先に整備を終えた溶鋼鍋が後に整備を終えた溶鋼鍋よりも後に引当られるケースの数を評価指標とする。評価指標が小さい方が良い計画といえる。

なお、本実施の形態では、演算部１３は、図８に例示するように、評価指標１の評価値が小さい計画を優先し、評価指標２及び評価指標３のうちの一方の評価値が小さい計画を次に優先し、評価指標２及び評価指標３のうちの他方の評価値が小さい計画を次に優先して順に出力（提示）する。ただし、オペレータは提示された優先順の最も高い計画でなくても、提示された各計画の評価指標を考慮して実行する計画を選択できる。

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である出鋼引当て処理では、演算部１３が、所定の制約条件を満たして出鋼チャージを溶鋼鍋３に引当てた複数の計画について、オペレータの整備作業負荷の評価指標を含む所定の評価指標で評価した結果をオペレータが操作する端末装置２１等に提示する。これにより、提示された評価指標に基づいて、オペレータが整備作業負荷を考慮して実行する計画を選択できる。このような出鋼引当て処理によれば、オペレータの整備作業負荷を考慮して、出鋼計画にしたがった溶鋼処理に引当てる溶鋼鍋を効率よく運用することができる。また、制約条件を２ステップに分割して考慮することにより、計画作成の演算時間が短縮される。

［実施例］
図１３は、従来どおり、オペレータにより作成された計画を例示する図である。また、図１４は、本発明の出鋼引当て処理により作成された計画を例示する図である。なお、各図に帯で示される出鋼チャージの中に記載された数字は、出鋼チャージの識別情報を示す。図１３及び図１４に示すように、図１３の計画で使用される溶鋼鍋Ｎｏ．２６が、図１４の計画では使用されない。図１５は、図１３に示す計画の空鍋時間分布を示し、図１６は、図１４に示す計画の空鍋時間分布を示す。図１５と図１６の比較から明らかなように、本発明の出鋼引当て処理により作成された計画によれば、オペレータにより作成された計画と比較して、溶鋼鍋が空の状態である時間（空鍋時間）を短縮し、溶鋼鍋を高温の状態で運用することができる。

また、図１３に示す計画の空鍋時間分布の平均値は、２時間３７分であったのに対し、図１４に示す計画の空鍋時間分布の平均値は、２時間１５分であった。また、図１４の計画の部品交換の作業回数は１時間に最大２回であり、オペレータに対する整備作業負荷の観点で無理のない計画ということができる。これにより、本発明により、オペレータの整備作業負荷を考慮しつつ、空鍋時間を短縮して少ない溶鋼鍋を効率よく運用できることが示された。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施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、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

本発明によれば、オペレータの整備作業負荷を考慮して、出鋼計画にしたがった溶鋼処理に引当てる溶鋼鍋を効率よく運用することができる。

１ 転炉
２ 溶鋼
３ 溶鋼鍋
４ 導入管
５ 連続鋳造設備
６ プレート
７ ノズル
８ ポーラス
１０ 出鋼引当て装置
１１ 製鋼データベース
１２ 端末インターフェイス
１３ 演算部
２１ 端末装置

Claims (6)

1. 出鋼チャージ毎の出鋼開始時刻及び鋳造終了時刻の情報と、溶鋼鍋毎の次引当可能時刻の情報とを含む出鋼計画データに基づいて、前記各出鋼チャージに溶鋼鍋を引当てる計画を所定の制約条件を除く計画作成用制約条件を満たして複数作成する計画作成ステップと、
   前記計画作成ステップにおいて作成された複数の計画の中から、前記所定の制約条件を満たす計画を抽出する抽出ステップと、
   前記抽出ステップにおいて抽出された計画について、オペレータの整備作業負荷の評価指標を含む所定の評価指標を算出する算出ステップと、
   前記抽出ステップにおいて抽出された計画を、前記算出ステップにおいて算出された所定の評価指標と対応づけて提示する提示ステップと、を含み、
   前記計画作成用制約条件は、鋳造が終了して溶鋼鍋が空鍋にされ、溶鋼鍋の整備が完了した後でないと、次の出鋼チャージを受けることができないという制約条件を少なくとも含み、前記所定の制約条件は、前記計画作成用制約条件と関連しあう制約条件であることを特徴とする溶鋼鍋の出鋼引当て方法。
2. 前記所定の評価指標は、複数の評価指標を含み、前記提示ステップは、各評価指標の優先順位に従って前記抽出ステップにおいて抽出された計画を順に提示するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の溶鋼鍋の出鋼引当て方法。
3. 前記所定の評価指標には、所定期間に運用される全溶鋼鍋の冷鍋になる回数の合計値が含まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶鋼鍋の出鋼引当て方法。
4. 前記所定の評価指標には、所定期間当たりに発生する部品交換作業の回数の所定時間内の最大値、及び、先に整備を終えた溶鋼鍋が後に整備を終えた溶鋼鍋よりも後に引当られるケースの数が含まれることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか１項に記載の溶鋼鍋の出鋼引当て方法。
5. 請求項１〜４のうち、いずれか１項に記載の溶鋼鍋の出鋼引当て方法を用いて製鋼工場の操業を行うことを特徴とする製鋼工場の操業方法。
6. 出鋼チャージ毎の出鋼開始時刻及び鋳造終了時刻の情報と、溶鋼鍋毎の次引当可能時刻の情報とを含む出鋼計画データに基づいて、前記各出鋼チャージに溶鋼鍋を引当てる計画を所定の制約条件を除く計画作成用制約条件を満たして複数作成する計画作成手段と、
   前記計画作成手段により作成された複数の計画の中から、前記所定の制約条件を満たす計画を抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段により抽出された計画について、オペレータの整備作業負荷の評価指標を含む所定の評価指標を算出する算出手段と、
   前記抽出手段により抽出された計画を、前記算出手段により算出された所定の評価指標と対応づけて提示する提示手段と、を備え、
   前記計画作成用制約条件は、少なくとも鋳造が終了して溶鋼鍋が空鍋にされ、溶鋼鍋の整備が完了した後でないと、次の出鋼チャージを受けることができないという制約条件を含み、前記所定の制約条件は、前記計画作成用制約条件と関連しあう制約条件であることを特徴とする溶鋼鍋の出鋼引当て装置。

Images