JP5970947B2

JP5970947B2 - 原料輸送制御装置及び原料輸送制御方法

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Publication number: JP5970947B2
Application number: JP2012110034A
Authority: JP
Inventors: 井上　謙; 謙井上; 大輝重岡
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2032-05-11
Also published as: JP2013237878A

Description

本発明は、転炉製鋼等の金属精錬プラントで用いられる合金鉄輸送設備の輸送制御を行う原料輸送制御装置及び原料輸送制御方法に関する。

従来の合金鉄輸送設備の制御システムとしては、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、炉上ホッパー内の副原料、合金鉄のレベルの連続指示を、地上ホッパーからの切出量と炉上ホッパーからの切出量との差に基づいて行い、この指示が所定の補給レベルに達したことを検出したとき、地上ホッパーから炉上ホッパーに副原料や合金鉄を搬入する輸送制御を行うものである。ここでは、予め設定した静的な優先度に従って、輸送順を決定している。

特開昭５０−１１２２０６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の方法では、競合する輸送要求を静的に決めた優先度に従って処理しているため、人間が行うような、当面の使用に支障をきたさない量を送り終えたら残り量は後回しにして他の要求を処理することで全体としての要求を制限時間内に処理するといった、その時々の状況にあわせて輸送量・優先順位を変更する柔軟な輸送制御を行うことができない。
そのため、自動輸送を中断して人間が介入せざるを得ない状況が発生し、合金鉄投入設備の稼働率が低下してしまうという問題があった。
そこで、本発明は、原料投入設備の高稼働率維持を実現することができる原料輸送制御装置及び原料輸送制御方法を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る原料輸送制御装置は、複数の地上バンカーから対応する炉上ホッパーへ原料を輸送する原料輸送制御装置であって、予め決定された操業スケジュールに基づいて、直近の所定時間内に前記各炉上ホッパーから転炉へ投入する原料の投入予定量及び投入予定時刻を含む投入スケジュールを算出する投入スケジュール算出手段と、前記各炉上ホッパー内の原料の保有量をそれぞれ計測する保有量計測手段と、前記投入スケジュール算出手段で算出した投入スケジュールと、前記保有量計測手段で計測した保有量とに基づいて、前記地上バンカーから前記炉上ホッパーへの原料の輸送量及び輸送優先順を決定する輸送要求決定手段と、前記輸送要求決定手段で決定した輸送量及び輸送優先順に基づいて、原料を輸送する輸送制御手段と、を備え、前記輸送要求決定手段は、前記投入スケジュール算出手段で算出した投入予定量から前記保有量計測手段で計測した保有量を減算することで、前記地上バンカーから前記炉上ホッパーの原料の輸送要求量を算出する輸送要求量算出手段を備え、前記輸送要求量算出手段で算出した輸送要求量が正の値となる前記炉上ホッパーの前記輸送優先順を、当該輸送要求量が零又は負の値となる前記炉上ホッパーよりも高く設定するとともに、前記輸送要求量算出手段で算出した輸送要求量が零又は負の値となる前記炉上ホッパーの中で、前記保有量計測手段で計測した保有量が少ないほど前記輸送優先順を高く設定することを特徴としている。
このように、直近の投入スケジュールと現時点での炉上ホッパー保有量とに基づいて、原料を輸送する優先順と輸送量とを決定するので、直近の投入スケジュールに支障をきたさないように輸送スケジュールを更新するなど、その時々の状況にあわせた柔軟な輸送制御を行うことができる。

また、上記において、前記輸送要求決定手段は、前記投入スケジュール算出手段で算出した投入予定量から前記保有量計測手段で計測した保有量を減算することで、前記地上ホッパーから前記炉上ホッパーへの原料の輸送要求量を算出する輸送要求量算出手段を備え、前記輸送要求量算出手段で算出した輸送要求量が正の値となる前記炉上ホッパーの前記輸送優先順を、当該輸送要求量が零又は負の値となる前記炉上ホッパーよりも高く設定することを特徴としている。
これにより、現時点でのホッパー保有量が、直近の投入スケジュールに最低限必要な最低保有量に満たない場合には、その炉上ホッパーに対して優先的に輸送を行うことができる。したがって、直近の投入スケジュールに必要な最低保有量を常に確保するように輸送スケジュールを決定することができる。

さらに、上記において、前記輸送要求決定手段は、前記輸送要求量算出手段で算出した輸送要求量が正の値となる前記炉上ホッパーの中で、前記投入スケジュール算出手段で算出した投入予定時刻が早いほど前記輸送優先順を高く設定することを特徴としている。
これにより、現時点でのホッパー保有量が、直近の投入スケジュールに最低限必要な最低保有量に満たない炉上ホッパーのうち、投入予定時刻が早いものに対して優先的に輸送を行うことができる。したがって、操業中に炉上ホッパーが空になるのを回避して、直近の投入スケジュールを滞りなく実施することができる。

また、上記において、前記輸送要求決定手段は、前記保有量計測手段で計測した前記炉上ホッパーの保有量が、当該炉上ホッパーで保有可能な最大保有量となるまでの輸送可能量を算出する輸送可能量算出手段を備え、前記輸送可能量算出手段で算出した輸送可能量を上限として、前記輸送要求量算出手段で算出した輸送要求量を、前記輸送要求量算出手段で算出した輸送要求量が正の値となる前記炉上ホッパーへの前記輸送量とすることを特徴としている。

このように、当面の使用に支障をきたさない量のみを優先的に輸送するので、これを送り終えたら残り量は後回しにして他の要求を処理することができる。そのため、全体としての要求を制限時間内に処理することが可能となる。
さらにまた、上記において、前記輸送要求決定手段は、前記輸送要求量算出手段で算出した輸送要求量が零又は負の値となる前記炉上ホッパーの中で、前記保有量計測手段で計測した保有量が少ないほど前記輸送優先順を高く設定することを特徴としている。

これにより、各炉上ホッパーが直近の投入スケジュールに支障をきたさない最低保有量を確保している場合には、炉上ホッパー全体でホッパー保有量の少ないものから順に輸送を行うことができる。したがって、すぐに実行しなげればならない輸送要求がない場合には、その空いている時間を利用して、炉上ホッパーが空にならないように事前に原料を補充しておくことができる。

また、上記において、前記輸送要求決定手段は、前記保有量計測手段で計測した前記炉上ホッパーの保有量が、当該炉上ホッパーで保有可能な最大保有量となるまでの輸送可能量を算出する輸送可能量算出手段を備え、前記輸送可能量算出手段で算出した輸送可能量を、前記輸送要求量算出手段で算出した輸送要求量が零又は負の値となる前記炉上ホッパーへの前記輸送量とすることを特徴としている。
このように、すぐに実行しなげればならない輸送要求がない場合には、その空いている時間を利用して各炉上ホッパーを十分に補充することができる。

また、本発明に係る原料輸送制御方法は、複数の地上バンカーから対応する炉上ホッパーへ原料を輸送する原料輸送制御方法であって、予め決定された操業スケジュールに基づいて、直近の所定時間内に前記各炉上ホッパーから転炉へ投入する原料の投入予定量及び投入予定時刻を含む投入スケジュールを算出するステップと、前記各炉上ホッパー内の原料の保有量をそれぞれ計測するステップと、算出した投入スケジュールと計測した保有量とに基づいて、前記地上バンカーから前記炉上ホッパーへの原料の輸送量及び輸送優先順を決定するステップと、決定した輸送量及び輸送優先順に基づいて、原料を輸送するステップと、を備え、前記地上バンカーから前記炉上ホッパーへの原料の輸送量及び輸送優先順を決定するステップは、算出した投入予定量から計測した保有量を減算することで、前記地上バンカーから前記炉上ホッパーの原料の輸送要求量を算出し、算出した輸送要求量が正の値となる前記炉上ホッパーの前記輸送優先順を、当該輸送要求量が零又は負の値となる前記炉上ホッパーよりも高く設定するとともに、算出した輸送要求量が零又は負の値となる前記炉上ホッパーの中で、計測した保有量が少ないほど前記輸送優先順を高く設定することを特徴としている。
このように、直近の投入スケジュールと現時点でのホッパー保有量とに基づいて、原料を輸送する優先順と輸送量とを決定するので、直近の投入スケジュールに支障をきたさないように輸送スケジュールを更新することができる。これにより、その時々の状況にあわせた柔軟な輸送制御を行うことができる。

本発明によれば、原料投入設備の直近の投入スケジュールに支障をきたさないように輸送スケジュールを更新することができるので、操業オペレータが介入することなく自動輸送を継続することができる。そのため、原料投入設備の動作監視要員や手動操作介入要員が不要となると共に、合金鉄投入設備の稼働率を向上させることができるので、設備運転コストを低減することができる。

本実施形態に係る原料輸送制御装置を適用した設備の概略構成を示す図である。制御計算機で実行する輸送要求作成処理手順を示すフローチャートである。制御計算機で実行する輸送制御処理手順を示すフローチャートである。本実施形態の動作を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
（構成）
図１は、本実施形態に係る原料輸送制御装置を適用した設備の概略構成を示す図である。
図中、符号１は、転炉製鋼等の金属精錬プラントにおいて、転炉３０へ副原料や合金鉄を投入する合金鉄投入設備である。

この合金鉄投入設備１は、トラック等により合金鉄が銘柄毎に装入された地上バンカー２Ａ〜２Ｄを備える。これら地上バンカー２Ａ〜２Ｄからは、それぞれ切り出し装置３Ａ〜３Ｄを通じて合金鉄が切り出される。切り出された合金鉄は輸送ベルトコンベア４及び５によって炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄの受入ベルトコンベア６上へ輸送され、トリッパ７を介して各々対応する炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄに選択的に投入される。
炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄからは、それぞれ切り出し装置９Ａ〜９Ｄを通して合金鉄が切り出される。炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄの出口側には、各炉上ホッパー又は複数の炉上ホッパー毎の切出量を測定するホッパースケール１０，１１が設けられ、製鋼の目標成分組成に対応して、各々所定量の合金鉄が転炉３０へ投入されるようになっている。

また、輸送ベルトコンベア４上には、地上バンカー２Ａ〜２Ｄからの切出量（炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄへの投入量）を測定するためのメリックスケール（コンベアスケール）１２が設けられている。
さらに、合金鉄投入設備１は、炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄの合金鉄の保有量に相当するホッパーレベル（体積％）を指示するレベル計１３Ａ〜１３Ｄを備える。レベル計１３Ａ〜１３Ｄによるホッパーレベルの指示は、例えば、“Ｌ（下限レベル）”、“Ｍ（標準レベル）”、“Ｈ（上限レベル）”の３パターンで行う。

また、制御計算機２１及び分散型制御システム（ＤＣＳ）２２を含んで構成される原料輸送制御装置２０は、合金鉄投入設備１の輸送制御を行うものである。この原料輸送制御装置２０は、ホッパースケール１０，１１、メリックスケール１２及びレベル計１３Ａ〜１３Ｄの出力情報に基づいて、切り出し装置３Ａ〜３Ｄ及びトリッパ７の制御、並びにレベル計１３Ａ〜１３Ｄのレベル情報の更新を行う。
制御計算機２１は、地上バンカー２Ａ〜２Ｄからの切出量（輸送量）と、炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄからの切出量（投入量）との差に基づいて、炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄのホッパーレベルを更新する指令を作成し、これを分散型制御システム２２に出力する。分散型制御システム２２は、その更新指令を受けてレベル計１３Ａ〜１３Ｄのレベル情報の更新を行う。

また、制御計算機２１は、直近の転炉３０への投入スケジュールに基づいて、当該投入スケジュールに支障をきたさない最低保有量を各炉上ホッパーで確保するように、地上バンカー２Ａ〜２Ｄから炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄへの合金鉄の輸送量及び輸送順（輸送優先順）を策定し、その輸送量及び輸送順を実現するための輸送要求指令を分散型制御システム２２に出力する。分散型制御システム２２は、その輸送要求指令を受けて切り出し装置３Ａ〜３Ｄ及びトリッパ７を制御する。

図２は、制御計算機２１で実行する輸送要求作成処理手順を示すフローチャートである。この輸送要求作成処理は、システム稼働中、炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄから転炉３０へ原料投入する度に（１チャージ毎に）繰り返し実行する。
先ずステップＳ１で、制御計算機２１は、予め決定されている操業スケジュールを取得し、ステップＳ２に移行する。この操業スケジュールは、鋼種や操業時間などの情報を示すものであり、予め制御計算機２１内のメモリ等に格納しておく。
ステップＳ２では、制御計算機２１は、前記ステップＳ１で取得した操業スケジュールに基づいて、現時刻から所定時間α先までの合金鉄銘柄毎の投入スケジュールを算出する。ここで、投入スケジュールは、合金鉄銘柄毎の転炉３０への投入予定量Ｑｊ及び投入予定時刻Ｔｊであり、添え字ｊは、合金鉄の銘柄を表す識別番号とする。

現時刻から所定時間α先までに転炉操業予定がβ回あり、各操業における処理量がＷｉ（ｉは操業の処理回であり、ｉ＝１，２，…，βである）、各操業で処理する鋼種に対する合金鉄の原単位がΔｗ（ｉ，ｊ）であるとすると、現時刻から所定時間α先までの合金鉄銘柄毎の投入予定量Ｑｊは、次式により求められる。
Ｑｊ＝Σ｛Δｗ（ｉ，ｊ）・Ｗｉ｝ ………（１）
ここで、Σは、ｉ＝１〜βの和である。なお、上記所定時間αは、各炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄの容量等に応じて適宜設定するものとし、例えばβ＝３回程度の時間に設定する。

次にステップＳ３では、制御計算機２１は、ホッパースケール１０，１１、メリックスケール１２及びレベル計１３Ａ〜１３Ｄの情報を取得し、ステップＳ４に移行する。
ステップＳ４では、制御計算機２１は、前記ステップＳ３で取得した各種スケール情報に基づいて、炉上ホッパー保有量Ｐｊを算出する。すなわち、メリックスケール１２で計測した地上バンカーからの切出量（炉上ホッパー毎の輸送量）と、ホッパースケール１０，１１で計測定した炉上ホッパーからの切出量（炉上ホッパー毎の投入量）との差に基づいて、レベル計１３Ａ〜１３Ｄが示す炉上ホッパー毎のレベル（炉上ホッパー毎のホッパーレベル）を更新し、これを炉上ホッパー保有量Ｐｊとして算出する。また、このとき制御計算機２１は、分散型制御システム２２に対し、レベル計１３Ａ〜１３Ｄのレベル情報の更新を行うための出力信号を発信する。

次にステップＳ５では、制御計算機２１は、前記ステップＳ２で算出した投入予定量Ｑｊと、前記ステップＳ４で算出した炉上ホッパー保有量Ｐｊとに基づいて、次式をもとに合金鉄銘柄毎の輸送要求量Ｒｊを算出する。
Ｒｊ＝Ｑｊ−Ｐｊ ………（２）
合金鉄銘柄毎の輸送要求量Ｒｊは、現時刻での炉上ホッパー保有量Ｐｊでβ回の転炉操業を行うことができる場合には、Ｐｊ≧Ｑｊであるため零または負の値となり、現時刻での炉上ホッパー保有量Ｐｊではβ回の転炉操業を行うことができない場合には、Ｐｊ＜Ｑｊであるため正の値となる。

次にステップＳ６では、制御計算機２１は、予め決定されている炉上ホッパー毎の最大保有量Ｈｊ（例えば、Ｈレベルに相当する保有量）と、前記ステップＳ４で算出した炉上ホッパー保有量Ｐｊとに基づいて、次式をもとに炉上ホッパー毎の輸送可能量Ｓｊを算出する。
Ｓｊ＝Ｈｊ−Ｐｊ ………（３）
炉上ホッパー毎の輸送可能量Ｓｊは、現時刻で炉上ホッパーに合金鉄を補給可能な空き容量がある場合に正の値となり、空きがない場合には零となる。

次にステップＳ７では、制御計算機２１は、前記ステップＳ６で算出した炉上ホッパー毎の輸送可能量Ｓｊが正の値であるか否かを判定する。そして、Ｓｊ＞０である炉上ホッパーが存在する場合にはステップＳ８に移行し、すべてＳｊ＝０である場合には後述するステップＳ１１に移行する。
ステップＳ８では、制御計算機２１は、前記ステップＳ５で算出した合金鉄銘柄毎の輸送要求量Ｒｊが正の値であるか否かを判定する。そして、Ｒｊ＞０である炉上ホッパーが存在する場合にはステップＳ９に移行し、すべてＲｊ≦０である場合には後述するステップＳ１０に移行する。
ステップＳ９では、制御計算機２１は、Ｒｊ＞０且つＳｊ＞０であるものの中で輸送優先順を決定し、輸送優先順と輸送量とを示す輸送要求指令を作成し、輸送要求作成処理を終了する。ここで、輸送優先順は、例えば転炉３０への投入予定時刻Ｔｊの早いものほど高く設定する。

また、輸送量は、当面の使用（現時刻からβ回の転炉操業）に支障をきたさない量とし、Ｒｊ≦Ｓｊである場合には前記ステップＳ５で算出した輸送要求量Ｒｊを当該輸送量とし、Ｒｊ＞Ｓｊである場合には前記ステップＳ６で算出した輸送可能量Ｓｊを当該輸送量とする。すなわち、輸送可能量Ｓｊを上限とした輸送要求量Ｒｊを、その炉上ホッパーに対する輸送量とする。

ステップＳ１０では、制御計算機２１は、Ｓｊ＞０であるものの中で輸送優先順を決定し、輸送順と輸送量とを示す輸送要求指令を作成し、輸送要求作成処理を終了する。ここで、輸送優先順は、例えば炉上ホッパー保有量Ｐｊが少ないものほど高く設定する。また、輸送量は、炉上ホッパー保有量Ｐｊを最大保有量Ｈｊとする量、即ち前記ステップＳ６で算出した輸送可能量Ｓｊとする。
図３は、制御計算機２１で実行する輸送制御処理手順を示すフローチャートである。この輸送制御処理は、システム稼働中、上述した輸送要求作成処理とは独立して所定時間毎に繰り返し実行する。

先ずステップＳ１１では、制御計算機２１は、地上バンカー２Ａ〜２Ｄから炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄへの合金鉄の輸送中であるか否かを判定し、輸送中であるときにはそのまま輸送制御処理を終了し、輸送中でないときにはステップＳ１２に移行する。
ステップＳ１２では、制御計算機２１は、図２の輸送要求作成処理で輸送要求指令が作成されているか否かを判定する。そして、輸送要求無しと判定した場合にはそのまま輸送制御処理を終了し、輸送要求有りと判定した場合にはステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３では、制御計算機２１は、図２の輸送要求作成処理で作成した輸送要求指令を分散型制御システム２２に対して出力し、輸送制御処理を終了する。これにより、図２の輸送要求作成処理で作成した輸送要求指令に応じた合金鉄が、対応する炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄへ輸送される。
なお、図２のステップＳ２が投入スケジュール算出手段に対応し、ステップＳ４が保有量計測手段に対応し、ステップＳ５が輸送要求量算出手段に対応し、ステップＳ６が輸送可能量算出手段に対応し、ステップＳ７〜Ｓ１０が輸送要求作成手段に対応している。また、図３のステップＳ１２及びＳ１３が輸送制御手段に対応している。

（動作）
次に、第１の実施形態の動作について、図４を参照しながら説明する。ここでは、説明を簡略化するために、β＝１とし、常に次の投入予定の合金鉄の最低保有量を優先的に確保するように輸送制御する場合について説明する。また、以下の説明では、炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄに装入されている合金鉄銘柄を、銘柄Ａ〜Ｄという。
図４（ａ）に示すように、炉上ホッパー８Ａ〜８ＤがすべてＨレベル（最大保有量Ｈ_A〜Ｈ_D）である状態から、炉上ホッパー８Ａ及び８Ｂの合金鉄を転炉３０に投入した結果、図４（ｂ）に示すように、炉上ホッパー８ＡがＬレベル、炉上ホッパー８ＢがＭレベルとなっているものとする。

このとき、操業スケジュールにより、次の転炉操業で炉上ホッパー８Ｂ及び８Ｃから合金鉄を転炉３０へ投入することが決まっている場合、制御計算機２１は、この操業スケジュールから次回の転炉操業における炉上ホッパー８Ｂ及び８Ｃの投入スケジュールを求める。つまり、上記（１）式をもとに、銘柄Ｂ，Ｃの投入予定量Ｑ_B，Ｑ_Cを算出する（図２のステップＳ２）。なお、次回の転炉操業では炉上ホッパー８Ａ及び８Ｄからの合金鉄の投入予定はないため、投入予定量Ｑ_A，Ｑ_Dはそれぞれ０となる。

ここで、次の転炉操業では、始めに炉上ホッパー８Ｃから転炉３０へ銘柄Ｃを投入し、その後、炉上ホッパー８Ｂから転炉３０へ銘柄Ｂを投入することが決まっている場合、銘柄Ｃの投入予定時刻Ｔ_Cは、銘柄Ｂの投入予定時刻Ｔ_Bよりも早い時刻となる。
このように、予め決定された操業スケジュールに基づいて、直近の所定時間α内に各炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄから転炉３０への投入スケジュール（合金鉄の投入予定量Ｑｊ及び投入予定時刻Ｔｊ）を算出する。

次に、現時刻での各炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄのレベルを計測（炉上ホッパー保有量Ｐ_A〜Ｐ_Dを算出）し（ステップＳ４）、上記（２）式をもとに各炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄの輸送要求量Ｒ_A〜Ｒ_Dを算出する（ステップＳ５）。このとき、炉上ホッパー８Ａ及び８Ｄについては、投入予定量Ｑ_A及びＱ_Dが０であり、炉上ホッパー保有量Ｐ_A及びＰ_Dが正の値であるため、輸送要求量Ｒ_A及びＲ_Dは負の値となる。

一方、炉上ホッパー８Ｂ及び８Ｃの輸送要求量Ｒ_B及びＲ_Cは、投入予定量Ｑ_B，Ｑ_Cに対して炉上ホッパー保有量Ｐ_B，Ｐ_Cが少ない場合に正の値となり、投入予定量Ｑ_B，Ｑ_Cに対して炉上ホッパー保有量Ｐ_B，Ｐ_Cが多い場合に負の値となる。
例えば、図４（ｂ）に示す時点において、炉上ホッパー８Ｂの投入予定量Ｑ_Bに対して炉上ホッパー保有量Ｐ_Bが少なく、炉上ホッパー８Ｃの投入予定量Ｑ_Cに対して炉上ホッパー保有量Ｐ_Cが多い場合、輸送要求量Ｒ_Bは正の値となり、輸送要求量Ｒ_Cは負の値となる。つまり、この場合、次回の転炉操業で投入する合金鉄の最低保有量を確保するためには、炉上ホッパー８Ｂへの輸送が必要であると判断される。

また、図４（ｂ）に示すように、この時点での炉上ホッパー８Ｂの保有量Ｐ_Bは、最大保有量Ｈ_Bよりも少ない。すなわち、炉上ホッパー８Ｂの輸送可能量Ｓ_B（＝Ｈ_B−Ｐ_B）と、炉上ホッパー８Ｂの輸送要求量Ｒ_Bとは共に正の値である（ステップＳ７でＹｅｓ、ステップＳ８でＹｅｓ）。
このとき、Ｓ_B＞Ｒ_Bである場合には、輸送要求量Ｒ_Bを全て輸送しても炉上ホッパー８Ｂが溢れることはないため、この輸送要求量Ｒ_Bを炉上ホッパー８Ｂへ輸送するための輸送要求指令を作成する（ステップＳ９）。そして、この輸送要求指令を分散型制御システム２２に出力する（図３のステップＳ１３）。

すると、分散型制御システム２２は、切り出し装置３Ｂを制御して地上バンカー２Ｂから銘柄Ｂを切り出し、これを輸送ベルトコンベア４，５及び受入ベルトコンベア６を介して炉上ホッパー８Ｂへの輸送を開始する。
これにより、図４（ｃ）に示すように、次の転炉操業が開始しても、炉上ホッパー８Ｃから転炉３０へ銘柄Ｃが投入されている間に、炉上ホッパー８Ｂに対して輸送要求量Ｒ_Bの銘柄Ｂが補給される。このとき補給される量は、炉上ホッパー８Ｂを最大保有量Ｈ_Bとするものではなく、次回の転炉操業に支障をきたさない量である。
このように、操業前に、次回の転炉操業で投入予定の合金鉄が炉上ホッパー内に確保されているか否かを確認し、炉上ホッパー保有量Ｐｊが次回の転炉操業での投入予定量Ｑｊよりも少ない場合には、操業中に合金鉄が足りなくなる炉上ホッパーに対して優先的に輸送する。これにより、スケジュール通りの投入を滞りなく行うことができる。

また、このとき、上記輸送要求量Ｒｊだけ先に確保し、残り量は後回しにして他の優先度の高い輸送要求を実行するようにする。
図４（ｃ）に示す状態から、炉上ホッパー８Ｂに輸送要求量Ｒ_Bを輸送し終わると、投入予定量Ｑ_Bと炉上ホッパー保有量Ｐ_Bとが等しい状態となるため、再び炉上ホッパー８Ｂの輸送要求量Ｒ_Bを確認すると、Ｒ_B＝０となる。したがって、この時点では、炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄの輸送要求量Ｒ_A〜Ｒ_Dは、何れも零または負の値となる（ステップＳ８でＮｏ）。そのため、この場合には、輸送可能量Ｓ_j（＝Ｈ_j−Ｐ_j）が正の値であるものの中から、優先度の高い順に輸送要求を作成する（ステップＳ１０）。

図４に示す例では、図４（ｃ）に示すように、炉上ホッパー８Ｂへの輸送要求量Ｒ_Bの輸送が完了した時点では、炉上ホッパー８Ａ〜８Ｃの輸送可能量Ｓ_A〜Ｓ_Cが正の値、すなわち炉上ホッパー保有量Ｐ_A〜Ｐ_Cがそれぞれ最大保有量Ｈ_A〜Ｈ_Cに満たない状態となっている。そして、これら炉上ホッパー保有量Ｐ_A〜Ｐ_Cは、Ｐ_A＜Ｐ_C＜Ｐ_Bとなっている。
そのため、この場合には、炉上ホッパー保有量が最も低い炉上ホッパー８Ａへの輸送を優先させるとして、輸送可能量Ｓ_Aを輸送するための輸送要求指令を作成し（ステップＳ１０）、輸送を実行する（ステップＳ１３）。これにより、図４（ｄ）に示すように、炉上ホッパー８Ｂから転炉３０へ銘柄Ｂが投入されている間に、炉上ホッパー８Ａに対して輸送可能量Ｓ_Aの銘柄Ａが補給され、炉上ホッパー８Ａの保有量は最大保有量Ｈ_Aとなる。

そして、炉上ホッパー８Ｂから転炉３０への銘柄Ｂの投入が完了した後は、再び次回の転炉操業で投入予定の合金鉄の最低保有量を優先的に確保するように輸送制御を行う。このとき、例えば、炉上ホッパー８Ａ〜８Ｄの輸送要求量Ｒ_A〜Ｒ_Dが何れも零または負の値であり、次回の転炉操業の最低保有量が確保されている場合には（ステップＳ７でＹｅｓ、ステップＳ８でＮｏ）、転炉３０への投入によりホッパーレベルが最も少なくなった炉上ホッパー８Ｂの輸送可能量Ｓ_Bを輸送する輸送要求指令を作成し（ステップＳ１０）、輸送を実行する（ステップＳ１３）。これにより、図４（ｅ）に示すように、炉上ホッパー８Ｂに対して輸送可能量Ｓ_Bの銘柄Ｂが補給され、炉上ホッパー８Ｂの保有量は最大保有量Ｈ_Bとなる。

ところで、一般に、各炉上ホッパーへの自動輸送は、炉上ホッパー保有量が所定の補給レベル（例えばＬレベル）となったものから順に、当該ホッパー保有量が最大保有量（例えばＨレベル）になるまで行われる。すなわち、各炉上ホッパー保有量が図４（ｂ）に示す状態であるとすると、先ず炉上ホッパー８Ａにその保有量が最大保有量Ｈ_Aとなるまで輸送した後、炉上ホッパー８Ｂにその保有量が最大保有量Ｈ_Bとなるまで輸送される。

そのため、図４（ｂ）に示す状態から、次の転炉操業において炉上ホッパー８Ｂから転炉３０への投入が行われ、炉上ホッパー８Ｂの保有量が０となって輸送が必要となっても、炉上ホッパー８Ａへの輸送が終了するまでは炉上ホッパー８Ｂへの輸送を行うことができず、操業が中断されてしまう。この場合、オペレータが自動輸送を中断し、輸送先を炉上ホッパー８Ａから炉上ホッパー８Ｂへ切り替えなければならないなど、人間が介入せざるを得ない。
これに対して、本実施形態では、直近の投入スケジュールを確認し、常に直近投入予定の合金鉄の最低保有量を確保するように輸送順および輸送量を決定して自動輸送を行うので、オペレータの介入なく操業を継続することができる。

（効果）
上記第１の実施形態では、直近の所定時間の投入スケジュール（投入予定量、投入予定時刻）と、現時刻での炉上ホッパー保有量とに基づいて、輸送スケジュール（輸送量、輸送順）を自動的に更新するので、直近投入予定の合金鉄の最低保有量を常に優先的に確保することができ、操業中に炉上ホッパーが空となるといった事態を回避することができる。そのため、操業を中断することなく継続して行うことができ、合金鉄投入設備の高稼働率維持を実現することができる。
このとき、投入予定量から炉上ホッパー保有量を減算することで、地上ホッパーから炉上ホッパーへの合金鉄の輸送要求量を算出し、当該輸送要求量が正の値となる炉上ホッパーを優先して輸送を行うので、直近投入予定の合金鉄を確実に確保することができる。

また、当該輸送要求量が正の値となる炉上ホッパーの中では、投入予定時刻が早いものを優先して輸送を行うので、操業中に炉上ホッパーが空となって操業が中断されるのを確実に防止することができる。さらに、このとき輸送する合金鉄の量は、輸送要求量に止め、当面の使用に支障をきたさない量を送り終えたら残り量は後回しにして他の要求を処理することができる。
したがって、全体としての要求を制限時間内に処理するといった、その時々の状況にあわせた柔軟な輸送制御を行うことができる。そのため、自動輸送を中断して人間が介入せざるを得ないような状況となるのを防止することができる。
このように、操業オペレータの介入なく操業を継続することができるので、従来必要であった合金鉄投入設備の動作監視要員や手動操作介入要員が不要となり、設備運転コストが低減されるという効果もある。

また、輸送要求量が正の値となる炉上ホッパーが存在しない場合、輸送要求量が零又は負の値となる炉上ホッパーに対して輸送を行う。その際、輸送要求量が零又は負の値となる炉上ホッパーの中では、炉上ホッパー保有量が少ないものを優先して輸送を行う。また、このとき輸送する合金鉄の量は、炉上ホッパーの輸送可能量に設定する。
したがって、すぐに実行しなげればならない輸送要求（直近投入予定の炉上ホッパーの輸送要求）がない場合には、その空いている時間を利用して、炉上ホッパーが空にならないように事前に合金鉄を補充しておくことができる。

１…合金鉄投入設備、２Ａ〜２Ｄ…地上バンカー、３Ａ〜３Ｄ…切り出し装置、４，５…輸送ベルトコンベア、７…トリッパ、８Ａ〜８Ｄ…炉上ホッパー、９Ａ〜９Ｄ…切り出し装置、１０，１１…ホッパースケール、１２…メリックスケール、１３Ａ〜１３Ｄ…レベル計、２１…制御計算機、２２…分散型制御システム、３０…転炉

Claims

複数の地上バンカーから対応する炉上ホッパーへ原料を輸送する原料輸送制御装置であって、
予め決定された操業スケジュールに基づいて、直近の所定時間内に前記各炉上ホッパーから転炉へ投入する原料の投入予定量及び投入予定時刻を含む投入スケジュールを算出する投入スケジュール算出手段と、
前記各炉上ホッパー内の原料の保有量をそれぞれ計測する保有量計測手段と、
前記投入スケジュール算出手段で算出した投入スケジュールと、前記保有量計測手段で計測した保有量とに基づいて、前記地上バンカーから前記炉上ホッパーへの原料の輸送量及び輸送優先順を決定する輸送要求決定手段と、
前記輸送要求決定手段で決定した輸送量及び輸送優先順に基づいて、原料を輸送する輸送制御手段と、を備え、
前記輸送要求決定手段は、
前記投入スケジュール算出手段で算出した投入予定量から前記保有量計測手段で計測した保有量を減算することで、前記地上バンカーから前記炉上ホッパーの原料の輸送要求量を算出する輸送要求量算出手段を備え、
前記輸送要求量算出手段で算出した輸送要求量が正の値となる前記炉上ホッパーの前記輸送優先順を、当該輸送要求量が零又は負の値となる前記炉上ホッパーよりも高く設定するとともに、
前記輸送要求量算出手段で算出した輸送要求量が零又は負の値となる前記炉上ホッパーの中で、前記保有量計測手段で計測した保有量が少ないほど前記輸送優先順を高く設定することを特徴とする原料輸送制御装置。
前記輸送要求決定手段は、
前記輸送要求量算出手段で算出した輸送要求量が正の値となる前記炉上ホッパーの中で、前記投入スケジュール算出手段で算出した投入予定時刻が早いほど前記輸送優先順を高く設定することを特徴とする請求項１に記載の原料輸送制御装置。
前記輸送要求決定手段は、
前記保有量計測手段で計測した前記炉上ホッパーの保有量が、当該炉上ホッパーで保有可能な最大保有量となるまでの輸送可能量を算出する輸送可能量算出手段を備え、
前記輸送可能量算出手段で算出した輸送可能量を上限として、前記輸送要求量算出手段で算出した輸送要求量を、前記輸送要求量算出手段で算出した輸送要求量が正の値となる前記炉上ホッパーへの前記輸送量とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の原料輸送制御装置。
前記輸送要求決定手段は、
前記保有量計測手段で計測した前記炉上ホッパーの保有量が、当該炉上ホッパーで保有可能な最大保有量となるまでの輸送可能量算出手段を備え、
前記輸送可能量算出手段で算出した輸送可能量を、前記輸送要求量算出手段で算出した輸送要求量が零又は負の値となる前記炉上ホッパーへの前記輸送量とすることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の原料輸送制御装置。
複数の地上バンカーから対応する炉上ホッパーへ原料を輸送する原料輸送制御方法であって、
予め決定された操業スケジュールに基づいて、直近の所定時間内に前記各炉上ホッパーから転炉へ投入する原料の投入予定量及び投入予定時刻を含む投入スケジュールを算出するステップと、
前記各炉上ホッパー内の原料の保有量をそれぞれ計測するステップと、
算出した投入スケジュールと計測した保有量とに基づいて、前記地上バンカーから前記炉上ホッパーへの原料の輸送量及び輸送優先順を決定するステップと、
決定した輸送量及び輸送優先順に基づいて、原料を輸送するステップと、を備え、
前記地上バンカーから前記炉上ホッパーへの原料の輸送量及び輸送優先順を決定するステップは、
算出した投入予定量から計測した保有量を減算することで、前記地上バンカーから前記炉上ホッパーの原料の輸送要求量を算出し、
算出した輸送要求量が正の値となる前記炉上ホッパーの前記輸送優先順を、当該輸送要求量が零又は負の値となる前記炉上ホッパーよりも高く設定するとともに、
算出した輸送要求量が零又は負の値となる前記炉上ホッパーの中で、計測した保有量が少ないほど前記輸送優先順を高く設定することを特徴とする原料輸送制御方法。