JP7323067B2 - 高炉の異常判定装置、高炉の異常判定方法、高炉の操業方法、高炉異常判定システム、異常判定サーバ装置、表示端末装置、異常判定サーバ装置のプログラム、及び表示端末装置のプログラム - Google Patents

高炉の異常判定装置、高炉の異常判定方法、高炉の操業方法、高炉異常判定システム、異常判定サーバ装置、表示端末装置、異常判定サーバ装置のプログラム、及び表示端末装置のプログラム Download PDF

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Description

本発明は、高炉の異常判定装置、高炉の異常判定方法、高炉の操業方法、高炉異常判定システム、異常判定サーバ装置、表示端末装置、異常判定サーバ装置のプログラム、及び表示端末装置のプログラムに関する。
昨今の高炉における低コークス比、高微粉炭比の操業条件下では、高炉の異常を早期に、且つ、精度よく検出することが安定した操業を維持する上で非常に重要である。このような背景から、特許文献1には、主成分分析を用いてシャフト圧力に表れる炉内の通気状態の異常を一元指標化することにより、高炉の吹き抜けを判定する方法が提案されている。一方、高炉は円筒形状であるため、原料装入状態や反応状態に周方向の偏りが発生した場合、出銑状態の周方向のばらつきによる操業状態悪化等の異常が発生するケースがある。このため、特許文献2には、原料装入面の直上の温度分布に対して主成分分析を行うことにより求められた主成分分析値に基づいて、原料装入状態や反応状態の周方向の偏りを検出する方法が提案されている。
特許第6686947号公報 特許第6617767号公報
加納学、多変量統計的プロセス管理(MSPC)、[令和3年2月19日検索]、インターネット<URL:http://manabukano.brilliant-future.net/lecture/dataanalysis/doc08_MSPC.pdf>
しかしながら、特許文献1に記載の方法によれば、シャフト圧力を計測するセンサが炉体表面に設置されているため、炉内外周部のガス流れが変化する異常は検知できるが、炉内外周部のガス流れが大きく変化しない異常を早期に検出することは困難である。例えば高炉の径方向中心部で異常が発生した場合には、その異常が炉内外周部に波及するまで異常を検出できず、高炉異常の被害を増大させてしまう可能性がある。一方、特許文献2に記載の方法では、高炉に異常が発生していない比較的操業が安定しているときであっても原料装入面の直上の温度分布が変化する場合があるために、高炉の異常を誤検知する可能性がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、高炉の異常を早期に、且つ、精度よく検出可能な高炉の異常判定装置、高炉の異常判定方法、高炉異常判定システム、異常判定サーバ装置、表示端末装置、異常判定サーバ装置のプログラム、及び表示端末装置のプログラムを提供することにある。また、本発明の他の目的は、高炉の異常を早期に、且つ、精度よく検出して高炉を安定的に操業することが可能な高炉の操業方法を提供することにある。
本発明に係る高炉の異常判定装置は、高炉内における原料装入面の直上の温度分布を計測する温度分布計測手段と、高炉内のガスの成分を分析するガス成分分析手段と、前記温度分布計測手段によって計測された前記温度分布の情報及び前記ガス成分分析手段の分析結果を蓄積するデータ蓄積手段と、前記データ蓄積手段に蓄積された高炉の正常時における前記温度分布の情報に対して主成分分析を実行することにより得られた結果に基づいて、前記温度分布計測手段によって計測された温度分布が正常であるか否かを判定するための統計量を計算する温度分布統計量計算手段と、前記温度分布統計量計算手段によって計算された統計量と前記ガス成分分析手段の分析結果とを関連付けて評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定する異常判定手段と、を備える。
前記ガス成分分析手段の分析結果には、炉内のガスの濃度に関する情報が含まれているとよい。
前記ガス成分分析手段の分析結果には、ガス利用率に関する情報が含まれているとよい。
前記異常判定手段は、前記温度分布統計量計算手段によって計算されたQ統計量と前記ガス利用率の連動した変化と変化量を統計的に評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定するとよい。
本発明に係る高炉の異常判定方法は、高炉内における原料装入面の直上の温度分布を計測する温度分布計測ステップと、高炉内のガスの成分を分析するガス成分分析ステップと、前記温度分布計測ステップにおいて計測された前記温度分布の情報及び前記ガス成分分析ステップにおける分析結果を蓄積するデータ蓄積ステップと、前記データ蓄積ステップにおいて蓄積された高炉の正常時における前記温度分布の情報に対して主成分分析を実行することにより得られた結果に基づいて、前記温度分布計測ステップにおいて計測された温度分布が正常であるか否かを判定するための統計量を計算する温度分布統計量計算ステップと、前記温度分布統計量計算ステップにおいて計算された統計量と前記ガス成分分析ステップにおける分析結果とを関連付けて評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定する異常判定ステップと、を含む。
前記ガス成分分析ステップにおける分析結果には、炉内のガスの濃度に関する情報が含まれているとよい。
前記ガス成分分析ステップにおける分析結果には、ガス利用率に関する情報が含まれているとよい。
前記異常判定ステップは、前記温度分布統計量計算ステップにおいて計算されたQ統計量と前記ガス利用率の連動した変化と変化量を統計的に評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定するステップを含むとよい。
本発明に係る高炉の操業方法は、本発明に係る高炉の異常判定装置を利用して高炉を操業するステップを含む。
本発明に係る高炉異常判定システムは、高炉の操業データを取得して高炉の異常を判定する異常判定サーバ装置と、高炉に設置されたセンサ及び分析装置から高炉の観測データを取得して蓄積するデータ収集装置と、前記異常判定サーバ装置から異常判定情報を取得して表示する表示端末装置と、を備えた高炉異常判定システムであって、前記異常判定サーバ装置は、前記データ収集装置から少なくとも高炉内における原料装入面直上の温度分布データと高炉内のガスの成分を分析したガス分析情報を取得する第一データ取得手段と、前記データ収集装置に蓄積された高炉の正常時における前記温度分布データに対して主成分分析を実行することにより得られた結果に基づいて、前記第一データ取得手段が取得した温度分布データが正常であるか否かを判定するための統計量を計算する温度分布統計量計算手段と、前記温度分布統計量計算手段によって計算された統計量と前記ガス分析情報とを関連付けて評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定する異常判定手段と、前記異常判定手段において判定に利用されたデータ及び判定結果を含む異常判定情報を送信する判定データ送信手段と、を備え、前記データ取集装置は、少なくとも高炉内における原料装入面直上の温度分布データと高炉内のガスの成分を分析したガス分析情報を取得する第二データ取得手段と、前記第二データ取得手段が取得した情報を保存するデータ蓄積手段と、前記異常判定サーバ装置及び前記表示端末装置からの要求に応じて要求されたデータを送信するデータ送信手段と、を備え、前記表示端末装置は、前記異常判定情報を前記異常判定サーバ装置から取得する異常判定情報取得手段と、前記異常判定情報取得手段が取得した情報を表示する表示手段と、を備える。
本発明に係る異常判定サーバ装置は、高炉に設置されたセンサ及び分析装置から観測データを取得して蓄積するデータ収集装置と、異常判定サーバ装置から異常判定情報を取得して表示する表示端末装置と共に高炉異常判定システムを構築する異常判定サーバ装置であって、前記データ収集装置から少なくとも高炉内における原料装入面直上の温度分布データと高炉内のガスの成分を分析したガス分析情報を取得する第一データ取得手段と、前記データ収集装置に蓄積された高炉の正常時における前記温度分布データに対して主成分分析を実行することにより得られた結果に基づいて、前記第一データ取得手段が取得した温度分布データが正常であるか否かを判定するための統計量を計算する温度分布統計量計算手段と、前記温度分布統計量計算手段によって計算された統計量と前記ガス分析情報とを関連付けて評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定する異常判定手段と、前記異常判定手段において判定に利用されたデータ及び判定結果を含む異常判定情報を送信する判定データ送信手段と、を備える。
本発明に係る表示端末装置は、高炉の操業データを取得して高炉に異常が発生しているか否かを判定する異常判定サーバ装置から高炉の異常に関連した情報を取得して表示する表示端末装置であって、高炉内における原料装入面直上の温度分布データが正常であるか否かを判定するための統計量と高炉内のガスの成分を分析したガス分析情報とが関連付けられて評価されることにより、高炉に異常が発生しているか否かの判定に利用されたデータ及び判定結果を含む異常判定情報を前記異常判定サーバ装置から取得する異常判定情報取得手段と、前記異常判定情報取得手段が取得した情報を表示する表示手段と、を備える。
本発明に係る異常判定サーバ装置のプログラムは、高炉に設置されたセンサ及び分析装置から観測データを取得して蓄積するデータ収集装置と、異常判定サーバ装置から異常判定情報を取得して表示する表示端末装置と共に高炉異常判定システムを構築する異常判定サーバ装置のプログラムであって、コンピュータを、前記データ収集装置から少なくとも高炉内における原料装入面直上の温度分布データと高炉内のガスの成分を分析したガス分析情報を取得する第一データ取得手段と、前記データ収集装置に蓄積された高炉の正常時における前記温度分布データに対して主成分分析を実行することにより得られた結果に基づいて、前記第一データ取得手段が取得した温度分布データが正常であるか否かを判定するための統計量を計算する温度分布統計量計算手段と、前記温度分布統計量計算手段によって計算された統計量と前記ガス分析情報とを関連付けて評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定する異常判定手段と、前記異常判定手段において判定に利用されたデータ及び判定結果を含む異常判定情報を送信する判定データ送信手段と、として機能させる。
本発明に係る表示端末装置のプログラムは、高炉の操業データを取得して高炉に異常が発生しているか否かを判定する異常判定サーバ装置から高炉の異常に関連した情報を取得して表示する表示端末装置のプログラムであって、コンピュータを、高炉内における原料装入面直上の温度分布データが正常であるか否かを判定するための統計量と高炉内のガスの成分を分析したガス分析情報とが関連付けられて評価されることにより、高炉に異常が発生しているか否かの判定に利用されたデータ及び判定結果を含む異常判定情報を前記異常判定サーバ装置から取得する異常判定情報取得手段と、前記異常判定情報取得手段が取得した情報を表示する表示手段と、として機能させる。
本発明に係る高炉の異常判定装置、高炉の異常判定方法、高炉異常判定システム、異常判定サーバ装置、表示端末装置、異常判定サーバ装置のプログラム、及び表示端末装置のプログラムによれば、高炉の異常を早期に、且つ、精度よく検出することができる。また、本発明に係る高炉の操業方法によれば、高炉の異常を早期に、且つ、精度よく検出して高炉を安定的に操業することができる。
図1は、本発明の一実施形態である高炉の異常判定装置の構成を示すブロック図である。 図2は、実施例における温度測定点を示す図である。 図3は、異常発生時における原料装入面直上の温度及びQ統計量の時間変化の一例を示す図である。 図4は、図3の時間帯と同じ時間帯におけるガス利用率の時間変化を示す図である。 図5は、安定操業時におけるQ統計量及びガス利用率の時間変化の一例を示す図である。 図6は、本発明の一実施形態である高炉異常判定システムの構成を示すブロック図である。 図7は、図6に示す高炉異常判定システムの機能ブロック図である。
高炉に異常が発生した際、特に発生初期時にシャフト圧力の変化が表れにくい高炉中心部付近のガス流れが多くなる異常が発生した際、原料装入面直上の温度計測値に上昇やばらつきが発生することがある。これは、高炉の羽口から高炉の上部までのガス流れ分布の悪化により、羽口から吹き込まれた高温ガスが原料と接触することによる原料の還元/昇熱等の反応が正常に行われず、高温ガスが高炉の上部までそのまま上昇してくるためである。従って、原料装入面直上の温度計測値の局所的な上昇やばらつきを主成分分析によって一元指標化することにより、高炉の異常を検知することができる。
一方、本発明の発明者らは、高炉中心部付近のガス流れが多くなる異常が発生した際には、高炉内のガスの濃度、具体的にはガス利用率(CO濃度/CO濃度やCO濃度/(CO濃度+CO濃度))が変化することを知見した。ガス利用率計算に使用するCO濃度及びCO濃度は炉頂より下流側に設置されたガス濃度計により計測される。なお、以降ではガス利用率はCO濃度/CO濃度として定義する。この定義においては値が高いほどガスの利用率は低くなる。高炉中心部には、高炉の通気性を確保するために多くのコークスが装入されている。従って、ガス利用率が変化する原因は、高炉下部におけるガス流れの悪化等の要因により鉱石の装入量が少ない高炉中心部をガスが多く通過した結果、ガスと鉱石との接触機会が減少し、鉱石のO還元量が減少したためであると考えられる。これにより、高炉内のガスの濃度を監視することにより、高炉の異常を検知することができる。
但し、高炉の操業には様々な外乱がある。外乱としては、高炉径方向における装入原料の分布状態のばらつき等を例示できる。このため、上述した原料装入面直上の温度計測値を使用した主成分分析結果及びガスの濃度の一方だけでは、高炉の異常を誤検知するリスクが増大する。そこで、本発明の発明者らは、原料装入面直上の温度計測値を使用した主成分分析結果及びガスの濃度を関連付けて評価することにより、高炉内の原料の還元/昇温等の反応に起因する高炉の異常を検出することとした。検出対象となる高炉の異常としては、装入物分布の変化等によってコークスが多めの高炉中心部へのガス流れが多くなるといった異常を例示できる。その場合、鉱石還元に寄与するCOが減少し、ガス利用率が低下する。またその際、羽口から吹き込まれた高温の送風は、コークスが多めの通気抵抗が少ない高炉中心部を通過するので、比較的高温の状態で炉上部まで到達し、通常の操業と比べると炉上部のガス温度分布が乱れる。本手法では、上記のようなガス利用率と高炉原料直上のガス温度分布の乱れを同時に見ることで、高炉の異常をより早期に検出できる。
以下、図面を参照して、上述した技術思想に基づき想到された、本発明の一実施形態である高炉の異常判定装置、異常判定方法、及び操業方法について説明する。
図1は、本発明の一実施形態である高炉の異常判定装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本発明の一実施形態である高炉の異常判定装置1は、センサ2、高炉ガス分析装置3、データ収集装置4、温度分布統計量計算手段5、ガス利用情報計算手段6、異常判定手段7、及び表示端末装置8を備えている。
センサ2は、高炉内に装入された原料(原料装入面)の直上の温度分布を計測し、計測された温度分布情報を示す電気信号をデータ収集装置4に出力する。なお、センサ2は熱電対で構わないが、音波式温度計等のより高速で測温可能なセンサを用いるとよい。センサ2は、本発明に係る温度分布計測手段として機能する。
高炉ガス分析装置3は、高炉内で発生したガスの濃度を計測し、計測値を示す電気信号をデータ収集装置4に出力する。高炉ガス分析装置3は、本発明に係るガス成分分析手段として機能する。
データ収集装置4は、センサ2及び高炉ガス分析装置3から出力された情報を蓄積すると共に、温度分布統計量計算手段5及びガス利用情報計算手段6からの読み出し要求に応じて蓄積されている情報を出力する。データ収集装置4は、本発明に係る第二データ取得手段、データ蓄積手段、及びデータ送信手段として機能する。
温度分布統計量計算手段5は、Q統計量値の計算モデル式を用いて、センサ2によって計測された原料装入面直上の温度分布が正常であるか否かを判定するためのQ統計量値を計算し、計算されたQ統計量値に関する情報を異常判定手段7に出力する。なお、Q統計量値の計算モデル式は、データ収集装置4に蓄積されている過去のデータのうち、正常な操業状態のときに得られたデータに基づいて予め主成分分析によって構築されるものとする。また、高炉の操業条件が変更となった場合には、改めて正常な操業状態のときのデータを収集して主成分分析及びQ統計量値の計算モデル式の構築を実行するとよい。主成分値の考え方(Q統計量値等)は多変量統計的プロセス管理(MSPC)の一般的な手法であり、計算方法その他の説明は特許文献1や非特許文献1に記載されている通りである。主成分分析及びQ統計量値の計算モデル式の構築等は、別の統計モデル開発用計算機において実施し、必要情報を異常判定装置に取り込んでもよい。また、異常判定装置内に統計解析ツールをインストールし、異常判定装置内で統計解析ツールを実行することにより、必要情報を取得してもよい。
主成分分析(Q統計量値計算)に用いる温度分布情報としては、高炉炉頂部全面の温度分布情報ではなく、中心部及び周辺部の温度分布情報を除いた中間部の温度分布情報だけを利用することも考えられる。通常操業においても、周辺部には比較的ランダムに高温箇所が現れることがあるため、外乱となる。また、中心部の絶対温度には300~800℃程度と大きな変動幅があるため、これも外乱となることが考えられるためである。中間部は半径方向に中心から1/4R~3/4R(Rは高炉炉頂部の半径)の部分とするとこれらの外乱を抑制できることがわかっている。
ガス利用情報計算手段6は、高炉ガス分析装置3によって計測された高炉内で発生したガスの濃度を用いて、操業中の高炉のガス利用率を計算する。ガス利用率は、例えばCO濃度をCO濃度で除算することによって計算できる。そして、ガス利用情報計算手段6は、計算されたガス利用率を示す情報を異常判定手段7に出力する。ガス利用情報計算手段6は、本発明に係るガス成分分析手段として機能する。
異常判定手段7は、温度分布統計量計算手段5によって計算されたQ統計量値とガス利用情報計算手段6によって計算されたガス利用率とを関連付けて高炉内の原料の還元/昇温等の反応に起因する温度分布異常を監視し、操業中の高炉に異常が発生しているか否かを判定する。具体的には、異常判定手段7は、Q統計量値が所定の閾値以上であり、且つ、ガス利用率が所定の閾値以上である場合、操業中の高炉に異常が発生していると判定する。そして異常判定手段7は、判定結果を示す情報を表示端末装置8に出力する。
表示端末装置8は、液晶ディスプレイ等の表示装置を備える情報処理装置によって構成され、異常判定手段7において判定に利用されたデータ及び判定結果を含む異常判定情報をオペレータに提示する。表示端末装置8は、情報処理装置内の演算処理装置がコンピュータプログラムを実行することにより、本発明に係る異常判定情報取得手段及び表示手段として機能する。オペレータは、高炉に異常が発生していると提示された場合には、高炉送風の減風等の異常発生時の対処を実施する。これにより、高炉の異常を早期に、且つ、精度よく検出して高炉を安定的に操業することができる。
なお、Q統計量値と高炉のガス利用率の相関関係を評価するという観点から、Q統計量値と高炉のガス利用率について別途主成分分析を行い、その結果に基づいて高炉の異常判定を行ってもよい。この場合、Q統計量値と高炉のガス利用率の相関関係を考慮して高炉の異常判定を行うため、統計量としてはT統計量を用いるとよい。T統計量も主成分分析の結果に基づき得られる統計量であることが知られており、主として複数の信号の連動した変化の大きさを評価する指標である。T統計量の計算モデル式も、Q統計量値の計算モデル式と同様、データ収集装置4に蓄積されている過去のデータのうち、正常な操業状態のときに得られたデータに基づいて予め構築することができる。具体的には、正常な操業状態のときに得られた原料装入面直上の温度分布データを利用してQ統計量を計算し、このQ統計量値とガス利用率のデータの2つのデータについて主成分分析を行うことにより、T統計量の計算モデル式を構築することができる。主成分分析及びT統計量値の計算モデル式の構築等は、別の統計モデル開発用計算機において実施し、必要情報を異常判定装置に取り込んでもよい。また、異常判定装置内に統計解析ツールをインストールし、異常判定装置内で統計解析ツールを実行することにより、必要情報を取得してもよい。
これにより、原料装入面直上の温度分布の変化に関してQ統計量を代表指標とし、温度分布に関する異常度合いであるQ統計量の変化量とガス利用率の変化量とが連動して悪化する場合の両者の連動性と変化量をT統計量で評価することができる。このように、T統計量は原料装入面直上の温度分布データから主成分分析に基づき算出されるQ統計量と高炉のガス利用に関する指標であるガス利用率とを関連付けて評価することが可能な統計量となっている。高炉の操業条件が変更された場合には、改めて正常な操業状態のときのデータを収集し、同様の計算によってT統計量の計算モデル式を構築するとよい。計算方法その他は非特許文献1等に記載されている通りである。高炉の異常判定をこのT統計量の値によって実施する場合には、T統計量の値が予め定めた異常判定閾値を超えたときに高炉に異常が発生していると判定するとしてよい。T統計量の監視では、原料装入面直上の温度分布データに基づくQ統計量値とガス利用率が連動して大きくなるケースを統計的手法で監視できるので、ガス利用率変化に裏付けられた原料装入面直上の温度分布異常をより正確に検出し、高炉内の反応異常の検出をより精度よく実行できる。
〔実施例〕
本実施例では、図2に示すように、炉口部(炉上部)の4方向から装入した棒状のゾンデを用いて炉体10の径方向6つ(合計24(=6×4)点)の測定点Pにおいて原料装入面直上の温度を計測した。高炉中心部のガス流量(比)が増大してトラブルに至った時のデータを用いてQ統計量を計算した結果を図3に示す。図3(a)はQ統計量の計算に用いた原料装入面の直上の温度群、図3(b)はQ統計量の計算結果を示す。図中の矢印で示したタイミングでオペレータが異常を察知して減風操作を行っているが、その約5時間前にQ統計量が閾値を超えていることがわかる。図4(b)は同時間帯におけるガス利用率を示す。なお、図4(a)は図3(b)と同じ図である。図4(b)に示すように、Q統計量とほぼ同じタイミングでガス利用率も上昇していることがわかる。比較のために、トラブルに至らなかった比較的安定した操業時におけるQ統計量及びガス利用率を図5(a),(b)に示す。なお、図中の閾値は共に図4と同様の値を用いている。この時にはQ統計量が上昇して閾値を超えているものの、ガス利用率は閾値を超えていない。以上のことから、Q統計量値だけではなくガス利用率の値も考慮して異常判断を行う有用性が確認された。
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施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。例えば図6に示すように、図1に示す高炉の異常判定装置1の各部を電気通信回線NW上に分散して配置し、電気通信回線NWを介して各部間で情報通信することにより高炉の異常判定装置1の機能を実現してもよい。具体的には、図6に示す例では、高炉の操業データを取得して異常を判定する異常判定サーバ装置20と、図1に示すデータ収集装置4と、図1に示す表示端末装置8とを電気通信回線NWを介して接続することによりクライアントサーバ型の高炉異常判定システムが構築されている。異常判定サーバ装置20は、ワークステーションやクラウドコンピュータ等の情報処理装置によって構築されている。異常判定サーバ装置20は、情報処理装置内の演算処理装置がコンピュータプログラムを実行することにより、図1に示す温度分布統計量計算手段5、ガス利用情報計算手段6、及び異常判定手段7と、データ収集装置4から少なくとも高炉内における原料装入面直上の温度分布データと高炉内のガスの成分を分析したガス分析情報を取得する第一データ取得手段20aと、異常判定手段7において判定に利用されたデータ及び判定結果を含む異常判定情報を送信する判定データ送信手段20bとして機能する。データ収集装置4は、少なくとも高炉内における原料装入面直上の温度分布データと高炉内のガスの成分を分析したガス分析情報を取得する第二データ取得手段4aと、第二データ取得手段4aが取得した情報を保存するデータ蓄積手段4bと、異常判定サーバ装置20及び表示端末装置8からの要求に応じて要求されたデータを送信するデータ送信手段4cとして機能する。また、表示端末装置8は、表示端末装置8内の演算処理装置がコンピュータプログラムを実行することにより、異常判定サーバ装置20から異常判定情報を取得する異常判定情報取得手段8aと、異常判定情報取得手段8aが取得した情報を表示する表示手段8bとして機能する。このように、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、高炉の異常を早期に、且つ、精度よく検出可能な高炉の異常判定装置、高炉の異常判定方法、高炉異常判定システム、異常判定サーバ装置、表示端末装置、異常判定サーバ装置のプログラム、及び表示端末装置のプログラムを提供することができる。また、本発明によれば、高炉の異常を早期に、且つ、精度よく検出して高炉を安定的に操業することが可能な高炉の操業方法を提供することができる。
1 高炉の異常判定装置
2 センサ
3 高炉ガス分析装置
4 データ収集装置
5 温度分布統計量計算手段
6 ガス利用情報計算手段
7 異常判定手段
8 表示端末装置
10 炉体
20 異常判定サーバ装置
P 測定点

Claims (8)

  1. 高炉内における原料装入面の直上の温度分布を計測する温度分布計測手段と、
    高炉内のガスの成分を分析するガス成分分析手段と、
    前記温度分布計測手段によって計測された前記温度分布の情報及び前記ガス成分分析手段の分析結果を蓄積するデータ蓄積手段と、
    前記データ蓄積手段に蓄積された高炉の正常時における前記温度分布の情報に対して主成分分析を実行することにより得られた結果に基づいて、前記温度分布計測手段によって計測された温度分布が正常であるか否かを判定するための統計量を計算する温度分布統計量計算手段と、
    前記温度分布統計量計算手段によって計算された統計量と前記ガス成分分析手段の分析結果とを関連付けて評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定する異常判定手段と、
    を備え
    前記ガス成分分析手段の分析結果には、ガス利用率に関する情報が含まれ、
    前記異常判定手段は、前記温度分布統計量計算手段によって計算されたQ統計量と前記ガス利用率の連動した変化と変化量を統計的に評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定する、高炉の異常判定装置。
  2. 高炉内における原料装入面の直上の温度分布を計測する温度分布計測ステップと、
    高炉内のガスの成分を分析するガス成分分析ステップと、
    前記温度分布計測ステップにおいて計測された前記温度分布の情報及び前記ガス成分分析ステップにおける分析結果を蓄積するデータ蓄積ステップと、
    前記データ蓄積ステップにおいて蓄積された高炉の正常時における前記温度分布の情報に対して主成分分析を実行することにより得られた結果に基づいて、前記温度分布計測ステップにおいて計測された温度分布が正常であるか否かを判定するための統計量を計算する温度分布統計量計算ステップと、
    前記温度分布統計量計算ステップにおいて計算された統計量と前記ガス成分分析ステップにおける分析結果とを関連付けて評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定する異常判定ステップと、
    を含み、
    前記ガス成分分析ステップにおける分析結果には、ガス利用率に関する情報が含まれ、
    前記異常判定ステップは、前記温度分布統計量計算ステップにおいて計算されたQ統計量と前記ガス利用率の連動した変化と変化量を統計的に評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定するステップを含む、高炉の異常判定方法。
  3. 請求項に記載の高炉の異常判定装置を利用して高炉を操業するステップを含む、高炉の操業方法。
  4. 高炉の操業データを取得して高炉の異常を判定する異常判定サーバ装置と、高炉に設置されたセンサ及び分析装置から高炉の観測データを取得して蓄積するデータ収集装置と、前記異常判定サーバ装置から異常判定情報を取得して表示する表示端末装置と、を備えた高炉異常判定システムであって、
    前記異常判定サーバ装置は、
    前記データ収集装置から少なくとも高炉内における原料装入面直上の温度分布データと高炉内のガスの成分を分析したガス分析情報を取得する第一データ取得手段と、
    前記データ収集装置に蓄積された高炉の正常時における前記温度分布データに対して主成分分析を実行することにより得られた結果に基づいて、前記第一データ取得手段が取得した温度分布データが正常であるか否かを判定するための統計量を計算する温度分布統計量計算手段と、
    前記温度分布統計量計算手段によって計算された統計量と前記ガス分析情報とを関連付けて評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定する異常判定手段と、
    前記異常判定手段において判定に利用されたデータ及び判定結果を含む異常判定情報を送信する判定データ送信手段と、
    を備え、
    前記データ集装置は、
    少なくとも高炉内における原料装入面直上の温度分布データと高炉内のガスの成分を分析したガス分析情報を取得する第二データ取得手段と、
    前記第二データ取得手段が取得した情報を保存するデータ蓄積手段と、
    前記異常判定サーバ装置及び前記表示端末装置からの要求に応じて要求されたデータを送信するデータ送信手段と、
    を備え、
    前記表示端末装置は、
    前記異常判定情報を前記異常判定サーバ装置から取得する異常判定情報取得手段と、
    前記異常判定情報取得手段が取得した情報を表示する表示手段と、
    を備え
    前記ガス分析情報には、ガス利用率に関する情報が含まれ、
    前記異常判定手段は、前記温度分布統計量計算手段によって計算されたQ統計量と前記ガス利用率の連動した変化と変化量を統計的に評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定する、高炉異常判定システム。
  5. 高炉に設置されたセンサ及び分析装置から観測データを取得して蓄積するデータ収集装置と、異常判定サーバ装置から異常判定情報を取得して表示する表示端末装置と共に高炉異常判定システムを構築する異常判定サーバ装置であって、
    前記データ収集装置から少なくとも高炉内における原料装入面直上の温度分布データと高炉内のガスの成分を分析したガス分析情報を取得する第一データ取得手段と、
    前記データ収集装置に蓄積された高炉の正常時における前記温度分布データに対して主成分分析を実行することにより得られた結果に基づいて、前記第一データ取得手段が取得した温度分布データが正常であるか否かを判定するための統計量を計算する温度分布統計量計算手段と、
    前記温度分布統計量計算手段によって計算された統計量と前記ガス分析情報とを関連付けて評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定する異常判定手段と、
    前記異常判定手段において判定に利用されたデータ及び判定結果を含む異常判定情報を送信する判定データ送信手段と、
    を備え
    前記ガス分析情報には、ガス利用率に関する情報が含まれ、
    前記異常判定手段は、前記温度分布統計量計算手段によって計算されたQ統計量と前記ガス利用率の連動した変化と変化量を統計的に評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定する、異常判定サーバ装置。
  6. 高炉の操業データを取得して高炉に異常が発生しているか否かを判定する異常判定サーバ装置から高炉の異常に関連した情報を取得して表示する表示端末装置であって、
    高炉内における原料装入面直上の温度分布データが正常であるか否かを判定するための統計量と高炉内のガスの成分を分析したガス分析情報とが関連付けられて評価されることにより、高炉に異常が発生しているか否かの判定に利用されたデータ及び判定結果を含む異常判定情報を前記異常判定サーバ装置から取得する異常判定情報取得手段と、
    前記異常判定情報取得手段が取得した情報を表示する表示手段と、
    を備え
    前記ガス分析情報には、ガス利用率に関する情報が含まれ、
    前記異常判定サーバ装置は、Q統計量と前記ガス利用率の連動した変化と変化量を統計的に評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定する、表示端末装置。
  7. 高炉に設置されたセンサ及び分析装置から観測データを取得して蓄積するデータ収集装置と、異常判定サーバ装置から異常判定情報を取得して表示する表示端末装置と共に高炉異常判定システムを構築する異常判定サーバ装置のプログラムであって、
    コンピュータを、
    前記データ収集装置から少なくとも高炉内における原料装入面直上の温度分布データと高炉内のガスの成分を分析したガス分析情報を取得する第一データ取得手段と、
    前記データ収集装置に蓄積された高炉の正常時における前記温度分布データに対して主成分分析を実行することにより得られた結果に基づいて、前記第一データ取得手段が取得した温度分布データが正常であるか否かを判定するための統計量を計算する温度分布統計量計算手段と、
    前記温度分布統計量計算手段によって計算された統計量と前記ガス分析情報とを関連付けて評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定する異常判定手段と、
    前記異常判定手段において判定に利用されたデータ及び判定結果を含む異常判定情報を送信する判定データ送信手段と、
    として機能させ
    前記ガス分析情報には、ガス利用率に関する情報が含まれ、
    前記異常判定手段は、前記温度分布統計量計算手段によって計算されたQ統計量と前記ガス利用率の連動した変化と変化量を統計的に評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定する、異常判定サーバ装置のプログラム。
  8. 高炉の操業データを取得して高炉に異常が発生しているか否かを判定する異常判定サーバ装置から高炉の異常に関連した情報を取得して表示する表示端末装置のプログラムであって、
    コンピュータを、
    高炉内における原料装入面直上の温度分布データが正常であるか否かを判定するための統計量と高炉内のガスの成分を分析したガス分析情報とが関連付けられて評価されることにより、高炉に異常が発生しているか否かの判定に利用されたデータ及び判定結果を含む異常判定情報を前記異常判定サーバ装置から取得する異常判定情報取得手段と、
    前記異常判定情報取得手段が取得した情報を表示する表示手段と、
    として機能させ
    前記ガス分析情報には、ガス利用率に関する情報が含まれ、
    前記異常判定サーバ装置は、Q統計量と前記ガス利用率の連動した変化と変化量を統計的に評価することにより、高炉に異常が発生しているか否かを判定する、表示端末装置のプログラム。
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