熱風炉制御計算装置、熱風炉制御方法、及びコンピュータプログラム
【課題】スタッガードパラレル方式で操業している熱風炉から高炉に供給する熱風の熱量を、急に当初予定よりも減少させる必要があるときでも、当該熱風炉における熱効率を可及的に下げないようにして、熱風炉の操業を柔軟に制御して継続できる熱風炉制御計算装置を提供する。
【解決手段】熱風炉制御計算装置３０１は、必要投入熱量計算手段５０３ａ，ｂ，ｃ，ｄ、投入熱量現在値計算手段、送風熱量現在値計算手段、熱効率現在値計算手段、基準値設定手段、減風減温判定手段、熱効率低下判定手段、および投入熱量補正係数計算手段５０５とから構成されており、前記必要投入熱計算手段５０３ａ，ｂ，ｃ，ｄにより計算された必要投入熱量に、前記投入熱量補正係数計算手段５０５により計算された投入熱量補正係数を乗じて、熱風炉の投入熱量を計算する。
【解決手段】熱風炉制御計算装置３０１は、必要投入熱量計算手段５０３ａ，ｂ，ｃ，ｄ、投入熱量現在値計算手段、送風熱量現在値計算手段、熱効率現在値計算手段、基準値設定手段、減風減温判定手段、熱効率低下判定手段、および投入熱量補正係数計算手段５０５とから構成されており、前記必要投入熱計算手段５０３ａ，ｂ，ｃ，ｄにより計算された必要投入熱量に、前記投入熱量補正係数計算手段５０５により計算された投入熱量補正係数を乗じて、熱風炉の投入熱量を計算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱風炉制御計算装置、熱風炉制御方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、熱風炉から高炉に供給する熱風の熱量が低下した際に熱風炉の投入熱量を設定するために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
製鉄業の高炉に熱風を供給するために、高炉には熱風炉が付帯されている。熱風炉は、高炉から要求される送風条件に基づいて、燃焼ガスにより蓄熱レンガを加熱して蓄熱する燃焼期間と、蓄熱レンガに冷風を通して蓄熱レンガとの熱交換によって熱風を生成して高炉に供給する送風期間とを交互に繰り返して高炉に熱風を供給する。
現在では、高炉１基に対して複数基（例えば４基）の熱風炉が並列に接続されており、これら複数基の熱風炉を、スタッガードパラレル方式で操業するのが一般的である。スタッガードパラレル方式とは、少なくとも熱風を供給する順番で前後する２基の送風期間の一部をラップさせる方式である。
【０００３】
熱風炉では、高炉から要求される送風条件を満足する熱風を高炉に供給しなければならない。このため、熱風炉の蓄熱量が不足しないように熱風炉に対する投入熱量を設定することは勿論であるが、熱風炉の熱効率が低下しないように、高炉から要求される送風条件を満足する範囲で出来るだけ熱風炉に対する投入熱量を小さくすることが望まれる。なお、通常熱風炉の規模は大きく、その制御の時定数は１時間程度以上にもなる。
このような観点から投入熱量を設定するための技術として特許文献１、２に記載の技術がある。
【０００４】
特許文献１では、熱風炉における蓄熱量を、蓄熱室の炉頂部、中間部、炉底部の３点の温度測定値の線形関数として表し、その係数及び定数項を回帰分析等の統計的手法により決定するようにしている。そして、次回送風時の一時点での目標蓄熱量に、その時点までに次回送風時に熱風炉から奪われる熱量を計算して加え、送風開始時における蓄熱量を求める。そして、現時点における蓄熱量と送風開始時点での蓄熱量との差を投入熱量として決定する。
【０００５】
また、特許文献２では、高炉から要請される、次回送風条件から送風期理論放熱量を求め、熱風炉の実績熱収支の移動平均から奪熱効率を求め、さらに、熱風炉の操業に応じた補正熱量を求める。そして、送風期理論放熱量に対して補正熱量を加えた値（又は引いた値）を奪熱効率で割ることにより投入熱量を求める
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５５−７９８１４号公報
【特許文献２】特開平７−１４５４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、高炉における操業を低下させたり、高炉における操業が不安定であったりする場合には、熱風炉から高炉に供給する熱風の熱量が当初の予定通りにできずに、減少させる必要がある（以下の説明では、このような「熱風炉からの熱風の熱量が予定通りにできずに減少させる状態」を「減風減温の状態」とも称する）。操業において減風減温の状態への操業の切り替えは、通常はオペレータの指示入力により行われる。
特許文献１では、熱風炉における蓄熱量を回帰計算等の統計的手法に基づいて求めるようにしている。このため、熱風炉が減風減温の状態になったときには、その状態に応じて回帰式等のチューニングを行わなければならない。熱風炉における減風減温の状態は、一義的に定まるものではなく、その都度異なるため、このようなチューニングを正確に且つ迅速に行うことは困難である。したがって、熱風炉が減風減温の状態のときの投入熱量を適切に求めることが困難であり、その結果、熱風炉の熱効率が低下してしまう虞があるという問題点があった。
【０００８】
また、スタッガードパラレル方式で熱風炉を操業している場合には、炉毎に送風流量を測定することが一般には困難である。したがって、前述した特許文献２では、熱風炉が減風減温の状態の場合には、炉毎の送風熱量（補正熱量）として、４基の熱風炉の全体の送風熱量の案分値を採用している。よって、減風減温の状態のときの投入熱量を適切に求めることが困難であり、その結果、熱風炉の熱効率が低下してしまう虞があるという問題点があった。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、スタッガードパラレル方式で操業している熱風炉から高炉に供給する熱風の熱量を、急に当初予定よりも減少させる必要があるときでも、当該熱風炉における熱効率を可及的に下げないようにして、熱風炉の操業を柔軟に制御して継続できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の熱風炉制御計算装置は、スタッガードパラレル方式で操業される複数の熱風炉の燃焼および送風を制御するために、該熱風炉のそれぞれに投入する投入熱量を計算する熱風炉制御計算装置であって、前記複数の熱風炉のそれぞれについて、当該熱風炉の操業の次の１サイクルにおける必要投入熱量を、当該次の１サイクルにおける燃焼期間になる前に、当該熱風炉の熱効率に関する熱収支の実績値を用いて計算する必要投入熱量計算手段と、前記燃焼を行うための燃焼ガスの操業実績値を入力して、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の現在値を計算する投入熱量現在値計算手段と、前記熱風炉から高炉に供給された熱風の操業実績値と、前記熱風炉に供給された冷風の操業実績値とを入力して、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の現在値を計算する送風熱量現在値計算手段と、前記投入熱量の現在値と、前記送風熱量の現在値とから、前記複数の熱風炉全体の熱効率の現在値を計算する熱効率現在値計算手段と、オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を行うことを指示するための操作が行われると、前記投入熱量現在値計算手段により計算された投入熱量の現在値と、前記送風熱量現在値計算手段により計算された送風熱量の現在値と、前記熱効率現在値計算手段により計算された熱効率の現在値とをそれぞれ基準値として設定する基準値設定手段と、前記基準値設定手段により設定された送風熱量の基準値に対する、前記送風熱量現在値計算手段により計算された送風熱量の現在値の減少分が、減風減温判定値を超えているか否かを判定する減風減温判定手段と、前記基準値設定手段により設定された熱効率の基準値に対する、前記熱効率現在値計算手段により計算された熱効率の現在値の減少分が、熱効率低下判定値を超えているか否かを判定する熱効率低下判定手段と、前記減風減温判定手段により、送風熱量の基準値に対する現在値の減少分が減風減温判定値を超えたと判定され、且つ、前記熱効率低下判定手段により、熱効率の基準値に対する現在値の減少分が熱効率低下判定値を超えたと判定されると、投入熱量補正係数を計算する投入熱量補正係数計算手段と、前記必要投入熱量計算手段により計算された必要投入熱量に、前記投入熱量補正係数計算手段により計算された投入熱量補正係数を乗じて、前記複数の熱風炉のそれぞれの次の１サイクルにおける投入熱量を計算する投入熱量計算手段と、を有し、前記投入熱量補正係数計算手段は、以下の（Ａ）式により、前記投入熱量補正係数Ａ［−］を計算することを特徴とする。
【００１０】
本発明の熱風炉制御方法は、スタッガードパラレル方式で操業される複数の熱風炉のそれぞれに投入する投入熱量を制御する熱風炉制御方法であって、前記複数の熱風炉のそれぞれについて、当該熱風炉の操業の次の１サイクルにおける必要投入熱量を、当該次の１サイクルにおける燃焼期間になる前に、当該熱風炉の熱効率に関する熱収支の実績値を用いて計算する必要投入熱量計算工程と、前記燃焼を行うための燃焼ガスの操業実績値を入力して、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の現在値を計算する投入熱量現在値計算工程と、前記熱風炉から高炉に供給された熱風の操業実績値と、前記熱風炉に供給された冷風の操業実績値とを入力して、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の現在値を計算する送風熱量現在値計算工程と、前記投入熱量の現在値と、前記送風熱量の現在値とから、前記複数の熱風炉全体の熱効率の現在値を計算する熱効率現在値計算工程と、オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を行うことを指示するための操作が行われると、前記投入熱量現在値計算工程により計算された投入熱量の現在値と、前記送風熱量現在値計算工程により計算された送風熱量の現在値と、前記熱効率現在値計算工程により計算された熱効率の現在値とをそれぞれ基準値として設定する基準値設定工程と、前記基準値設定工程により設定された送風熱量の基準値に対する、前記送風熱量現在値計算工程により計算された送風熱量の現在値の減少分が、減風減温判定値を超えているか否かを判定する減風減温判定工程と、前記基準値設定工程により設定された熱効率の基準値に対する、前記熱効率現在値計算工程により計算された熱効率の現在値の減少分が、熱効率低下判定値を超えているか否かを判定する熱効率低下判定工程と、前記減風減温判定工程により、送風熱量の基準値に対する現在値の減少分が減風減温判定値を超えたと判定され、且つ、前記熱効率低下判定工程により、熱効率の基準値に対する現在値の減少分が熱効率低下判定値を超えたと判定されると、投入熱量補正係数を計算する投入熱量補正係数計算工程と、前記必要投入熱量計算工程により計算された必要投入熱量に、前記投入熱量補正係数計算工程により計算された投入熱量補正係数を乗じて、前記複数の熱風炉のそれぞれの次のサイクルにおける投入熱量を計算する投入熱量計算工程と、前記投入熱量計算工程で計算された投入熱量に基づいて、次の１サイクルにおける燃焼期間に前記熱風炉に供給する燃焼ガスの流量を調節する流量調節工程と、有し、前記投入熱量補正係数計算工程は、以下の（Ａ）式により、前記投入熱量補正係数Ａ［−］を計算することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のコンピュータプログラムは、スタッガードパラレル方式で操業される複数の熱風炉の燃焼および送風を制御するために、該熱風炉のそれぞれに投入する投入熱量を計算することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記複数の熱風炉のそれぞれについて、当該熱風炉の操業の次の１サイクルにおける必要投入熱量を、当該次の１サイクルにおける燃焼期間になる前に、当該熱風炉の熱効率に関する熱収支の実績値を用いて計算する必要投入熱量計算工程と、前記燃焼を行うための燃焼ガスの操業実績値を入力して、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の現在値を計算する投入熱量現在値計算工程と、前記熱風炉から高炉に供給された熱風の操業実績値と、前記熱風炉に供給された冷風の操業実績値とを入力して、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の現在値を計算する送風熱量現在値計算工程と、前記投入熱量の現在値と、前記送風熱量の現在値とから、前記複数の熱風炉全体の熱効率の現在値を計算する熱効率現在値計算工程と、オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を行うことを指示するための操作が行われると、前記投入熱量現在値計算工程により計算された投入熱量の現在値と、前記送風熱量現在値計算工程により計算された送風熱量の現在値と、前記熱効率現在値計算工程により計算された熱効率の現在値とをそれぞれ基準値として設定する基準値設定工程と、前記基準値設定工程により設定された送風熱量の基準値に対する、前記送風熱量現在値計算工程により計算された送風熱量の現在値の減少分が、減風減温判定値を超えているか否かを判定する減風減温判定工程と、前記基準値設定工程により設定された熱効率の基準値に対する、前記熱効率現在値計算工程により取得された熱効率の現在値の減少分が、熱効率低下判定値を超えているか否かを判定する熱効率低下判定工程と、前記減風減温判定工程により、送風熱量の基準値に対する現在値の減少分が減風減温判定値を超えたと判定され、且つ、前記熱効率低下判定工程により、熱効率の基準値に対する現在値の減少分が熱効率低下判定値を超えたと判定されると、投入熱量補正係数を計算する投入熱量補正係数計算工程と、前記必要投入熱量計算工程により計算された必要投入熱量に、前記投入熱量補正係数計算工程により計算された投入熱量補正係数を乗じて、前記複数の熱風炉のそれぞれの次の１サイクルにおける投入熱量を計算する投入熱量計算工程と、をコンピュータに実行させ、前記投入熱量補正係数計算工程は、以下の（Ａ）式により、前記投入熱量補正係数Ａ［−］を計算することを特徴とする。
Ａ＝（Ｑouts／Ｑouts-0）×（Ｑins-0／Ｑins） ・・・（Ａ）
ここで、Ｑouts［kcal／min］は、前記送風熱量の現在値であり、Ｑouts-0［kcal／min］は、前記送風熱量の基準値であり、Ｑins-0［kcal／min］は、前記投入熱量の基準値であり、Ｑins［kcal／min］は、前記投入熱量の現在値である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、減風減温の状態が必要な事態に際し、オペレータによる指示・入力があった後、スタッガードパラレル方式で操業している複数の熱風炉全体としてみた場合の熱風の熱量が減少し、且つ、当該複数の熱風炉全体としてみた場合の熱効率が低下していると、当該複数の熱風炉全体としてみた場合の熱効率が、オペレータによる指示があったときと同じになるように必要投入熱量を補正するための投入熱量補正係数を計算する。したがって、スタッガードパラレル方式で操業している熱風炉から高炉に供給する熱風の熱量を減少させるときでも、当該熱風炉における熱効率を可及的に下げないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態を適用する熱風炉の概略構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を適用する熱風炉における燃焼期間と送風期間の動作の概要の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を適用する熱風炉の制御システムの概略構成の一例を示す図である。
【図４】スタッガードパラレル方式における操業スケジュールの概略の一例を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態を示し、熱風炉制御計算機の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態を示し、投入熱量補正係数演算部の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態を示し、投入熱量補正係数Ａの意味を説明する図である。
【図８】本発明の実施形態を示し、燃焼ガス流量の設定値を求める際の動作の一例を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態を示し、投入熱量の所定時間における移動平均値を計算する際の投入熱量補正係数演算部の動作の一例を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態を示し、送風熱量の所定時間における移動平均値を計算する際の投入熱量補正係数演算部の動作の一例を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態を示し、投入熱量補正係数を計算する際の投入熱量補正係数演算部の動作の一例を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態を示し、送風流量を変更したときの投入熱量、送風熱量、熱効率の応答を表わすシミュレーションの結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
図１は、熱風炉１００の概略構成の一例を示す図である。尚、各図では、説明の都合上、必要な部分のみを、必要に応じて簡略化して示す。
図１において、熱風炉１００は、不図示の高炉に熱風を供給するための蓄熱式熱交換器であり、高炉への送風に熱を与える蓄熱室１０１と、蓄熱室１０１を加熱するための燃焼室１０２と、熱風の温度調節を行うための混冷室１０３と、を有している。
【００１５】
燃焼室１０２では、ガス供給ダクト１１２から吹き込まれるＢＦＧガスとＣＯＧガスとの混合ガス（燃焼ガス）及び燃焼空気供給ダクト１１３から吹き込まれる燃焼空気とを燃焼バーナ１０８で燃焼させ、この燃焼ガスを蓄熱室１０１の内部に積層された蓄熱煉瓦の間を通過させて加熱して熱を蓄える。
【００１６】
図１に示す例では、この蓄熱煉瓦として、下側から順にハイアルミナ煉瓦１０９と、シリカを主成分とする珪石煉瓦１１１とが積層されており、これらのハイアルミナ煉瓦１０９、珪石煉瓦１１１には、上下方向に延びる複数の通過口が形成されている。尚、詳しくは、蓄熱煉瓦は一般的に下から順に粘土煉瓦、ハイアルミナ煉瓦、珪石煉瓦の３層構造になっているが、説明を平易にするために、熱風炉が前記の構造のものであるとして説明する。
ガス供給ダクト１１２には、ガス遮断弁１３０、ガスバタフライ弁１３１、及び燃焼ガス流量計１３２が設けられており、ガスバタフライ弁１３１を開閉することにより、燃焼室１０２に流入する燃焼ガスの流入量を調節することができる。
【００１７】
燃焼空気供給ダクト１１３は、燃焼空気ファンから送風された空気を熱風炉１００に送風する。
燃焼空気供給ダクト１１３には、空気流量計１２７、空気バタフライ弁１２８、及び空気遮断弁１２９が設けられている。燃焼空気供給ダクト１１３には、燃焼ガスの流量に応じて、燃焼に必要な量の空気が流入されるようにしている。
蓄熱室１０１の下端部には、ダクト１１４が設けられており、このダクト１１４は、Ｎ2、ＣＯ2等を含む燃焼ガスを排出するためのガス排出ダクト１１９と、ダクト１１４を介して蓄熱室１０１に冷風を供給するための冷風導入ダクト１１６と、に分岐される。
ガス排出ダクト１１９には、煙道弁１２６が設けられている。
【００１８】
冷風導入ダクト１１６には、送風弁１２４、及び送風バタフライ弁１２５が設けられており、送風バタフライ弁１２５を開閉させることにより、熱風炉１００に流入する冷風の流入量を調節することができる。
また、混冷室１０３には、高炉用の熱風を排出するための熱風排出ダクト１１７が接続されている。この熱風排出ダクト１１７には、熱風弁１２１が設けられている。
また、冷風導入ダクト１１６の送風バタフライ弁１２５より上流側には、混冷室１０３に繋がるダクト１１８が設けられている。このダクト１１８には、冷風弁１２２と、冷風バタフライ弁１２３とが設けられている。
【００１９】
図２は、熱風炉１００における燃焼期間と送風期間の動作の概要の一例を示す図である。尚、以下の説明では、ＢＦＧガスとＣＯＧガスとを「燃焼ガス」と総称する。
図２（ａ）に示すように、燃焼期間において、蓄熱室１０１に熱を蓄える場合には、送風弁１２４、冷風弁１２２、及び熱風弁１２１を完全に閉じて、ガス供給ダクト１１２及び燃焼空気供給ダクト１１３を介して燃焼室１０２内に燃焼ガス及び燃焼空気を流入させる。
これらの燃焼ガス及び燃焼空気はバーナ１０８によって燃焼され、この燃焼ガスは蓄熱室１０１のハイアルミナ煉瓦１０９、珪石煉瓦１１１に形成された開口部を通ってハイアルミナ煉瓦１０９、珪石煉瓦１１１を蓄熱する。ハイアルミナ煉瓦１０９、珪石煉瓦１１１を通過した燃焼ガスは、ガス排出ダクト１１９を介して排ガスとして煙道に排出される。
【００２０】
蓄熱室１０１への蓄熱が完了すると、図２（ｂ）に示すように、煙道弁１２６、空気遮断弁１２９、及びガス遮断弁１３０を完全に閉じて、冷風導入ダクト１１６を介して蓄熱室１０１に冷風を流入させる。蓄熱室１０１に流入した冷風は、ハイアルミナ煉瓦１０９、珪石煉瓦１１１に形成された開口部を通過して９００〜１３００℃に加熱された後、高炉用の熱風として熱風排出ダクト１１７から排出される。
【００２１】
図３は、熱風炉の制御システムの概略構成の一例を示す図である。図３において、実線は信号の流れを示し、破線は、冷風、熱風、燃焼ガス、燃焼空気の流れを示している。
図３では、１基の高炉に対して４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄを付帯させた場合を例に挙げて示している。また、これら４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄは、スタッガードパラレル方式で操業するものとする。
図４は、スタッガードパラレル方式における操業スケジュールの概略の一例を説明する図である。
図４に示す例では、左から右へ送風から燃焼への切替と、燃焼と、燃焼から送風への切替と、送風とをこの順番で行い、これらの期間を合わせた期間で１サイクルを構成するようにしている（図４に示す「１サイクル＝切り替え期間４０１＋燃焼期間４０２＋切り替え期間４０１＋送風期間４０３」の部分を参照）。そして、熱風を供給する順番で前後（隣接）する２基（例えば熱風炉１と熱風炉２）の送風期間の一部をラップさせるようにする。更に、図４に示す例では、簡単のために送風期間と燃焼期間とを同じ長さにしているので、熱風を供給する順番で隣接しない２基（例えば熱風炉１と熱風炉３）については、一方の熱風炉が送風期間であるときに他方の熱風炉が燃焼期間となり、一方の熱風炉が燃焼期間であるときに他方の熱風炉が送風期間となるようにする。ただし、熱風を供給する順番で前後（隣接）する２基（例えば熱風炉１と熱風炉２）の送風期間の一部をラップさせるようにしていれば必ずしもこのようにする必要はない（送風期間と燃焼期間とを同じ長さでなくてもよい）。
【００２２】
図３の説明に戻り、熱風炉の制御システムは、熱風炉１００ａ〜１００ｄの操業を制御する制御装置３００を有している。制御装置３００は、熱風炉制御計算機３０１と、入出力装置３０２と、流量調節計３０４と、温度調節計３０５と、開度調節計３１３ａ〜３１３ｃと、を有している。
熱風炉制御計算機３０１は、予め設定される入力データをもとに熱風炉１００ａ〜１００ｄの操業を行うための演算を行う。熱風炉制御計算機３０１に対するデータの入力は、インターフェース部である入出力装置３０２を介して行われる。入出力装置３０２に入力されるデータとしては、例えば、以下のようなものがある。まず、熱風炉のオペレータによる入力装置３１２の操作に基づくデータとして、次回送風条件（次のサイクルの送風条件）のデータがある。また、熱風炉１００ａ〜１００ｄから排出される熱風の温度（送風温度）を測定する熱風温度計３１０により測定されたデータがある。また、送風機３０６から送風された冷風の流量（送風流量）を測定する送風流量計３０７で測定されたデータがある。また、送風機３０６から送風された冷風の温度を測定する冷風温度計３０８により測定されたデータがある。また、図示を省略するが、各熱風炉１００ａ〜１００ｄに付帯するその他センサから出力されるその他の操業実績のデータがある。
【００２３】
本実施形態では、熱風炉制御計算機３０１は、入力データをもとに投入熱量制御プログラムを実行して、各熱風炉１００ａ〜１００ｄに投入する投入熱量を熱風炉１００ａ〜１００ｄ毎に個別に計算し、その結果を用いて、燃焼ガスの流量を熱風炉１００ａ〜１００ｄ毎に個別に計算する。そして、熱風炉制御計算機３０１は、各熱風炉１００ａ〜１００ｄに対応して設けられている流量調節計３０４ａ〜３０４ｄに対して、燃焼ガスの流量を指示する。
流量調節計３０４ａ〜３０４ｄは、熱風炉制御計算機３０１から指示された流量が指示通りになるように、ガスバタフライ弁１３１ａ〜１３１ｄの開閉動作を調節する。
【００２４】
また、熱風炉制御計算機３０１は、オペレータによる入力装置３１２の操作に基づいて得られた温度を、熱風炉１００ａ〜１００ｄから排出される熱風の温度の目標値として、温度調節計３０５に設定する。温度調節計３０５は、送風バタフライ弁１２５ａ〜１２５ｄの開閉動作を調節する開度調節計３１３ａ〜３１３ｄに対して、目標開度を指示する。例えば、２基の熱風炉１００で送風している期間であれば、温度調節計３０５は、送風温度が高ければ、先行して送風する熱風炉１００の送風バタフライ弁１２５の開度を開けて、後行して送風する熱風炉１００の送風バタフライ弁１２５の開度を閉める。逆に、送風温度が低ければ、温度調節計３０５は、先行して送風する熱風炉１００の送風バタフライ弁１２５の開度を閉めて、後行して送風する熱風炉１００の送風バタフライ弁１２５の開度を開ける。先行して送風する熱風炉１００は、熱交換が進んでいるため、熱風温度が低く、後行して送風する熱風炉１００は、十分に蓄熱しているため、熱風温度が高いので、これらの送風バタフライ弁１２５の開度（風量の配分）を調節することによって送風温度を制御することができる。また、１基の熱風炉１００で送風している期間中に送風温度が高い場合は冷風バタフライ弁１２３を開けて冷風を熱風に混入させて送風温度を調節する。１基の熱風炉１００で送風している期間では、送風バタフライ弁の開度は一定にしておく。
送風機３０６は、送風流量調節計３０９に設定された風量の冷風を送風する。送風流量調節計３０９の設定は、送風工場で変更される。
【００２５】
また、熱風炉制御計算機３０１は、以上のような計算結果に基づく画面の表示を、入出力装置３０２を介して表示装置３０３に行わせる。
熱風炉制御計算機３０１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤを備えたコンピュータを用いることにより実現することができる。前述したプログラムは、例えば、ＨＤＤに記憶され、ＣＰＵにより実行される。
尚、ここでは、本実施形態の説明に必要な部分のみの構成及び動作を説明し、本実施形態の説明に不要な部分の構成及び動作の説明を省略する。
【００２６】
図５は、熱風炉制御計算機３０１の機能的な構成の一例を示すブロック図である。以下の各ブロックは、例えば、ＣＰＵが、投入熱量制御プログラムを実行することにより実現することができる。本実施形態でも、従来の公知の熱風炉の制御と同様にして、投入熱量制御プログラムは、各熱風炉１００ａ〜１００ｄの１サイクルが終了すると実行が開始する。そして、投入熱量制御プログラムは、次のサイクルにおける最初の切替期間が終了するまでに、次のサイクルにおける燃焼期間に該当する熱風炉１００に投入する投入熱量（燃焼ガスの流量）を計算する。例えば、図４に「１サイクル」と示している期間が次のサイクルである場合、次のサイクルにおける最初の切替期間は、切替期間４０１であり、次のサイクルにおける燃焼期間は、燃焼期間４０２であり、該当する熱風炉１００は、熱風炉１００ａである。なお、熱風炉の時定数は大きいので、このように１サイクルごとに投入するべき熱量を前もって演算して制御するのが普通である。
【００２７】
（送風期理論放熱量演算部５０１）
送風期理論放熱量演算部５０１ａ〜５０１ｄは、演算対象となる熱風炉１００ａ〜１００ｄが異なるだけであるので、ここでは、送風期理論放熱量演算部５０１ａ〜５０１ｄの説明を一括して行う。ここでは、送風期理論放熱量演算部５０１ａ〜５０１ｄは、特許文献２に記載された熱風炉の投入熱量制御方法における「送風期理論放熱量演算１」に相当する演算を実行する例について説明するが、公知の他の演算手順を用いても良い。
送風期理論放熱量演算部５０１は、今回の１サイクルの送風終了時点において、次回送風条件として高炉操業から要求される次回の予定送風温度ＢＴ、予定送風流量ＢＶおよび予定送風湿分ＢＭと、複数炉の繰り返し操業から定まっている該当炉の予定送風時間Ｔｗおよび現在の冷風温度ＣＴから、以下で説明するようにして次のサイクルの送風期間における送風期理論放熱量ＱBVを求める。この送風期理論放熱量ＱBVは、次のサイクルの送風期間に放熱されるべき理論的な熱量であり、必要蓄熱量のベースとなるものである。
すなわち、次回送風工程において要求される操業条件（設定条件）であるところの、該当する熱風炉１００の次回送風条件のデータを、例えばオペレータによる入力により取得する。すなわち、次回送風条件は、次のサイクルの送風期間において満たすべき送風条件を示すものである。図４で「１サイクル」と示している期間が次のサイクルとすると、次のサイクルの送風期間は、送風期間４０３である。
次回送風条件には、以下の情報が含まれる。
次回の予定送風（冷風）流量ＢＶ［Ｎｍ3／min］
次回の予定送風（熱風）温度ＢＴ［℃］
次回の予定送風（冷風）湿分ＢＭ［体積比率］
次回の予定送風時間Ｔｗ［min］
【００２８】
また、送風期理論放熱量演算部５０１は、冷風温度計３０８の測定値から冷風温度（送風温度）ＣＴ［℃］を取得する。
また、送風期理論放熱量演算部５０１は、予めＨＤＤ等に記憶されている以下の空気および水の物性値を読み出す。
空気熱間比熱ＣAh［kcal／Ｎｍ3・℃］
空気冷間比熱ＣAc［kcal／Ｎｍ3・℃］
水分熱間比熱ＣHh［kcal／Ｎｍ3・℃］
水分冷間比熱ＣHc［kcal／Ｎｍ3・℃］
【００２９】
そして、送風期理論放熱量演算部５０１は、取得した情報を以下の（１）式に代入して、熱風炉ｉの次のサイクルｎの送風期間における送風期理論放熱量ＱBV(n,i)を求める。
ＱBV(n,i)＝Σ［ＢＶ(n,i)×［｛ＢＴ(n,i)×ＣAh−ＣＴ×ＣAc]＋ＢＭ(n,i)×[ＢＴ(n,i)×ＣHh−ＣＴ×ＣHc｝］×Ｔｊ(n,i)］ ・・・（１）
尚、（１）式において、Σはｊについての積算を表す。ここで、ＢＶ(n,i)は、以下のようになる。
前半の２基の送風期間；ＢＶ(n,i)＝ａ(n,i)×ＢＶ、Ｔｊ(n,i)＝Ｔ１(n,ｉ)
１基の送風期間；ＢＶ(n,i)＝ＢＶ、Ｔｊ(n,i)＝Ｔ２(n,ｉ)
後半の２基の送風期間；ＢＶ(n,i)＝ｂ(n,i)×ＢＶ、Ｔｊ(n,i)＝Ｔ３(n,ｉ)
ここで、ａ、ｂは、オペレータが入力装置３１２を操作して入力しておいた値である。２基の送風期間に２基とも同じ流量を送風する場合には、ａ＝１／２、ｂ＝１／２となる。
また、以下の（２）式が成立する。
Ｔ１(n,ｉ)＋Ｔ２(n,ｉ)＋Ｔ３(n,ｉ)＝Ｔｗ(n,ｉ) ・・・（２）
ここで、Ｔｗ(n,ｉ)は、予定送風期間であり、オペレータが入力装置３１２を操作して入力しておいた値である。また、Ｔ１(n,ｉ)、Ｔ２(n,ｉ)、Ｔ３(n,ｉ)は、燃焼送風等の開始終了予定時刻信号と予定送風時間Ｔｗ(n,ｉ)とをもとに求める。
【００３０】
（奪熱効率演算部５０２）
奪熱効率演算部５０２ａ〜５０２ｄも、演算対象となる熱風炉１００ａ〜１００ｄが異なるだけであるので、ここでは、奪熱効率演算部５０２ａ〜５０２ｄの説明を一括して行う。
奪熱効率演算部５０２は、燃焼ガス流量計１３２の測定値に基づいて、燃焼ガス流量（の瞬時値）Ｇｖ（ｔ）［Ｎｍ3／min］を取得しておく。また、奪熱効率演算部５０２は、燃焼ガスカロリー（の瞬時値）Ｇcal［kcal／Ｎｍ3］を計算しておく。燃焼ガスカロリーは、例えば、ガス供給ダクト１１２に設けられている燃焼ガスのガスカロリーを計測するガスカロリー計の測定値に基づいて得ることができる。
そして、奪熱効率演算部５０２は、取得した情報を以下の（３）式に代入して、熱風炉ｉのサイクルｊにおける実績投入熱量Ｑinm［kcal］を計算する。
【００３１】
【数１】
【００３２】
（３）式において、tbsは、サイクルｊにおける燃焼開始時刻であり、tbeは、サイクルｊにおける燃焼終了時刻である。
また、奪熱効率演算部５０２は、熱風温度計３１０の測定値から、送風温度（の瞬時値）Ｂｔ（ｔ）［℃］を取得する。また、奪熱効率演算部５０２は、冷風温度計３０８の測定値から、冷風温度（の瞬時値）Ｃｔ（ｔ）［℃］を取得する。また、奪熱効率演算部５０２は、冷風導入ダクト１１６の上流側に配設された湿度計（図示せず）の測定値から、送風湿分（の瞬時値）Ｂｍ（ｔ）［体積比率］を取得する。また、奪熱効率演算部５０２は、送風流量計３０７の測定値から、送風流量（の瞬時値）Ｂｖ（ｔ）［Ｎｍ3／min］を取得する。また、奪熱効率演算部５０２は、予めＨＤＤ等に記憶されている以下の物性値を読み出す。
空気熱間比熱ＣAh［kcal／Ｎｍ3・℃］
空気冷間比熱ＣAc［kcal／Ｎｍ3・℃］
水分熱間比熱ＣHh［kcal／Ｎｍ3・℃］
水分冷間比熱ＣHc［kcal／Ｎｍ3・℃］
そして、奪熱効率演算部５０２は、取得した情報を以下の（４）式に代入して、熱風炉ｉのサイクルｊにおける実績送風熱量Ｑout［kcal］を計算する。
【００３３】
【数２】
【００３４】
（４）式において、twsは、熱風炉ｉのサイクルｊにおける送風開始時刻であり、tweは、サイクルｊにおける送風終了時刻である。
そして、熱容量の大きな熱風炉では熱効率が急変することがないことから、奪熱効率演算部５０２は、特許文献２と同様にして、実績熱収支の移動平均により奪熱効率ηを下記（５）式で算出する。すなわち、（３）式で求めた「熱風炉ｉのサイクルｊにおける実績投入熱量Ｑinm」と（４）式で求めた「熱風炉ｉのサイクルｊにおける実績送風熱量Ｑout」と、予めＨＤＤ等に記憶されている炉別補正係数ｋｉとを以下の（５）式に代入して、熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける奪熱効率η(n,ｉ)を計算する。
【００３５】
【数３】
【００３６】
（５）式では、日内の大気温度の変動の影響を除去するために、過去１日間の定常状態（減風・減圧・減温・増風・増圧・増温が所定の範囲内）であったサイクル分を、累計の範囲としている。また、炉別補正係数ｋｉは、熱風炉ｉ毎に与えられる係数である。
（必要投入熱量演算部５０３）
必要投入熱量演算部５０３ａ〜５０３ｄも、演算対象となる熱風炉１００ａ〜１００ｄが異なるだけであるので、必要投入熱量演算部５０３ａ〜５０３ｄの説明も一括して行う。
【００３７】
必要投入熱量演算部５０３は、送風期理論放熱量演算部５０１で求められた「熱風炉ｉの次のサイクルｎの送風期間における送風期理論放熱量ＱBV(n,i)」と、奪熱効率演算部５０２で求められた「熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける奪熱効率η(n,ｉ)」とを以下の（６）式に代入して、熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける必要投入熱量Ｑin(n,i)［kcal］を計算する。
Ｑin(n,i)＝[ＱBV(n,i)]／η(n,i) ・・・（６）
【００３８】
（投入熱量補正係数設定部５０４）
投入熱量補正係数設定部５０４は、必要投入熱量演算部５０３により求められた「熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける必要投入熱量Ｑin(n,i)」に投入熱量補正係数Ａ［−］を掛ける（＝Ｑin(n,i)×Ａ）。投入熱量補正係数Ａ［−］は、通常は「１」である。ただし、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体として見た場合に熱風炉１００が減風減温の状態となり、且つ、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体として見た場合に熱風炉１００の熱効率ηが低下している場合には、後述する投入熱量補正係数演算部５０５により投入熱量補正係数Ａが演算される。この場合、投入熱量補正係数設定部５０４は、オペレータによる指示があるまで、投入熱量補正係数演算部５０５により演算された投入熱量補正係数Ａを使用する。その他の場合、投入熱量補正係数設定部５０４は、投入熱量補正係数Ａとして「１」を使用する。
【００３９】
（燃焼ガス流量設定部５０６）
燃焼ガス流量設定部５０６ａ〜５０６ｄは、演算対象となる熱風炉１００ａ〜１００ｄが異なるだけであるので、ここでは、燃焼ガス流量設定部５０６ａ〜５０６ｄの説明を一括して行う。
燃焼ガス流量設定部５０６は、燃焼ガス流量計１３２の測定値に基づいて、燃焼ガス流量（の瞬時値）Ｇｖ［Ｎｍ3／min］を取得（計算）しておく。また、燃焼ガス流量設定部５０６は、ガスカロリー計の測定値に基づいて、燃焼ガスカロリー（の瞬時値）Ｇcal［kcal／Ｎｍ3］を取得（計算）しておく。
そして、燃焼ガス流量設定部５０６は、取得した情報を以下の（７）式に代入して、投入済熱量Ｑina［kcal］を計算する。
【００４０】
【数４】
【００４１】
（７）式において、tbsは、燃焼開始時刻であり、tbは、燃焼経過時間［min］である。
そして、燃焼ガス流量設定部５０６は、投入熱量補正係数設定部５０４により投入熱量補正係数Ａが乗じられた「熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける必要投入熱量Ｑin(n,i)」と、燃焼経過時間tbにおける投入済熱量Ｑina(tb)と、熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける予定燃焼時間Ｔb(n,i)と、燃焼経過時間ｔｂにおける燃焼ガスカロリーＧcal(tb)とを以下の（８）式に代入して、熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける燃焼期間中の燃焼ガス流量の設定値ＧVo［Ｎｍ3／min］を計算する。
ＧVo(tb)＝(Ｑin(n,i)−Ｑina(tb)）／（Ｔb(n,i)−tb）／Ｇcal(tb)) ・・・（８）
そして、燃焼ガス流量設定部５０６は、計算した「熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける燃焼期間中の燃焼ガス流量の設定値ＧVo」を、自身に対応する流量調節計３０４に対して設定する。
【００４２】
（投入熱量補正係数演算部５０５）
前述したように、投入熱量補正係数演算部５０５は、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体として見た場合に熱風炉１００が減風減温の状態となり、且つ、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体として見た場合に熱風炉１００の熱効率ηが低下している場合に、投入熱量補正係数Ａを演算する。
図６は、投入熱量補正係数演算部５０５の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【００４３】
＜投入熱量計算部６０１＞
投入熱量計算部６０１は、燃焼ガス流量計１３２の測定値に基づいて、燃焼ガス流量（の瞬時値）Ｇｖ［Ｎｍ3／min］を、所定時間（ここでは１分とする）が経過する度に取得しておく。また、投入熱量計算部６０１は、ガスカロリー計の測定値に基づいて、燃焼ガスカロリー（の瞬時値）Ｇcal［kcal／Ｎｍ3］を、所定時間（ここでは１分とする）が経過する度に取得しておく。尚、投入熱量計算部６０１が取得する測定値は、略同じタイミングで得られた測定値である。
そして、投入熱量計算部６０１は、取得した情報を以下の（９）式に代入して、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の投入熱量（の瞬時値）Ｑinp［kcal／min］を計算する。
Ｑinp＝Ｇcal×Ｇｖ ・・・（９）
【００４４】
＜投入熱量移動平均計算部６０２＞
投入熱量移動平均計算部６０２は、投入熱量計算部６０１で計算された投入熱量Ｑinpの所定時間（ここでは１００分とする）における移動平均値Ｑins［kcal／min］を計算する。
【００４５】
＜送風熱量計算部６０３＞
送風熱量計算部６０３は、送風流量計３０７の測定値に基づいて、送風流量ＢＶ［Ｎｍ3／min］を、所定時間（ここでは１分とする）が経過する度に取得しておく。また、送風熱量計算部６０３は、熱風温度計３１０の測定値に基づいて、送風温度ＢＴ［℃］を、所定時間（ここでは１分とする）が経過する度に取得しておく。また、送風熱量計算部６０３は、冷風温度計３０８の測定値に基づいて、冷風温度ＣＴ［℃］を、所定時間（ここでは１分とする）が経過する度に取得しておく。尚、送風熱量計算部６０３が取得する測定値は、略同じタイミングで得られた測定値である。また、送風熱量計算部６０３は、予めＨＤＤ等に記憶されている以下の物性値を読み出す。
空気熱間比熱ＣAh［kcal／Ｎｍ3・℃］
空気冷間比熱ＣAc［kcal／Ｎｍ3・℃］
そして、送風熱量計算部６０３は、取得した情報を以下の（１０）式に代入して、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の送風熱量（の瞬時値）Ｑoutp［kcal／min］を計算する。
Ｑoutp＝ＢＶ×（ＢＴ×ＣAh−ＣＴ×ＣAc） ・・・（１０）
【００４６】
＜送風熱量移動平均計算部６０４＞
送風熱量移動平均計算部６０４は、送風熱量計算部６０３により計算された送風熱量Ｑoutpの所定時間（ここでは１００分とする）における移動平均値Ｑouts［kcal／min］を計算する。尚、投入熱量移動平均計算部６０２と送風熱量移動平均計算部６０４とが計算を行うタイミングは、略同期している。
【００４７】
＜熱効率計算部６０５＞
熱効率計算部６０５は、投入熱量移動平均計算部６０２により計算された、投入熱量Ｑinpの所定時間における移動平均値Ｑinsと、送風熱量移動平均計算部６０４により計算された、送風熱量Ｑoutpの所定時間における移動平均値Ｑoutsとを以下の（１１）式に代入して、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の熱効率の所定時間（ここでは１００分とする）における移動平均値ηs［−］を計算する。
ηs＝Ｑouts／Ｑins ・・・（１１）
【００４８】
＜減風減温補正開始・終了判定部６０６＞
減風減温補正開始・終了判定部６０６は、オペレータによって、入力装置３１２に含まれる減風減温補正開始ボタンＰＢＳ又は減風減温補正終了ボタンＰＢＥのＯＮ／ＯＦＦが操作されたか否かを判定する。減風減温補正開始ボタンＰＢＳは、後述する基準値設定部６０７により基準値Ｑins-0、Ｑouts-0、ηs-0を設定するタイミングをオペレータが指定するものである。オペレータは、熱風炉１００が減風減温の状態になったと判断したときに、減風減温補正開始ボタンＰＢＳを操作するものとする。
【００４９】
一方、減風減温補正終了ボタンＰＢＥは、後述する投入熱量補正係数計算部６１０により計算された投入熱量補正係数Ａを元の値（＝１）に戻すタイミングをオペレータが指定するものである。オペレータは、熱風炉１００が減風減温の状態から定常状態に戻ったと判断したときに、減風減温補正終了ボタンＰＢＥを操作するものとする。減風減温補正開始・終了判定部６０６によって減風減温補正終了ボタンＰＢＥが操作されたと判定されると、投入熱量補正係数設定部５０４は、投入熱量補正係数Ａとして「１」を設定する。
【００５０】
＜基準値設定部６０７＞
基準値設定部６０７は、減風減温補正開始・終了判定部６０６によって減風減温補正開始ボタンＰＢＳが操作されたと判定された場合、投入熱量Ｑinpの所定時間における移動平均値Ｑinsの最新の値と、送風熱量Ｑoutpの所定時間における移動平均値Ｑoutsの最新の値と、熱効率の所定時間における移動平均値ηsの最新の値とを取得し、それらをそれぞれ基準値Ｑins-0、Ｑouts-0、ηs-0として設定する（ＲＡＭ等に記憶する）。
【００５１】
＜減風減温判定部６０８＞
減風減温判定部６０８は、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体として熱風炉１００が減風減温の状態であるか否かを判定する。すなわち、減風減温判定部６０８は、送風熱量移動平均計算部６０４により計算された、送風熱量Ｑoutpの所定時間における移動平均値Ｑoutsの最新の値から、基準値Ｑouts-0を引いた値が予め設定されている減風減温判定値ε１を下回ったか否かを判定する。すなわち、減風減温判定部６０８は、以下の（１２）式を満足するか否かを判定する。
Ｑouts−Ｑouts-0＜ε１ ・・・（１２）
【００５２】
＜熱効率低下判定部６０９＞
熱効率低下判定部６０９は、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体として熱風炉１００の熱効率が低下しているか否かを判定する。すなわち、熱効率低下判定部６０９は、熱効率計算部６０５で計算された、熱効率の所定時間における移動平均値ηsの最新の値から、基準値ηs-0を引いた値が予め設定されている熱効率低下判定値ε２を下回ったか否かを判定する。すなわち、熱効率低下判定部６０９は、以下の（１３）式を満足するか否かを判定する。
ηs−ηs-0＜ε２ ・・・（１３）
【００５３】
＜投入熱量補正係数計算部６１０＞
投入熱量補正係数計算部６１０は、減風減温判定部６０８により４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体として熱風炉１００が減風減温の状態であると判定され（（１２）式を満足すると判定され）、且つ、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体として熱風炉１００の熱効率が低下していると判定され（（１３）式を満足すると判定され）ると、投入熱量補正係数Ａを計算する。
投入熱量補正係数計算部６１０は、投入熱量Ｑinpの所定時間における移動平均値Ｑinsの最新の値と、送風熱量Ｑoutpの所定時間における移動平均値Ｑoutsの最新の値とを取得する。また、投入熱量補正係数計算部６１０は、基準値設定部６０７により設定された基準値Ｑins-0、Ｑouts-0を取得する。そして、投入熱量補正係数計算部６１０は、取得した情報を、以下の（１４）式に代入して投入熱量補正係数Ａ［−］を計算する。
Ａ＝（Ｑouts／Ｑouts-0）×（Ｑins-0／Ｑins） ・・・（１４）
投入熱量補正係数設定部５０４は、減風減温補正開始・終了判定部６０６によって減風減温補正終了ボタンＰＢＥが操作されたと判定されるまで、投入熱量補正係数Ａとして、このようにして投入熱量補正係数計算部６１０により計算された値を設定する。
【００５４】
図７は、投入熱量補正係数Ａの意味を説明する図である。
図７において、開始時点とは、オペレータによって減風減温補正開始ボタンＰＢＳが操作された時点を指す。この開始時点における、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の熱効率の所定時間における移動平均値ηs-0は、以下の（１５）式で表される。
ηs-0＝Ｑouts-0／Ｑins-0 ・・・（１５）
また、現時点における、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の熱効率の所定時間における移動平均値ηsは、以下の（１６）式で表される。
ηs＝Ｑouts／Ｑins ・・・（１６）
【００５５】
図７において、現時点では、開始時点よりも熱効率が低下している。このため、投入熱量が過剰な状態である。そこで、現時点における、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の投入熱量の所定時間における移動平均値Ｑinsを、以下の（１７）式で定まる値Ｑins´になるまで下げる。このようにすれば、熱効率を開始時点よりも下げないように投入熱量を補正することができる。
Ｑouts／Ｑins´＝Ｑouts-0／Ｑins-0 ・・・（１７）
（１７）式を変形すると、以下の（１８）式が得られる。
Ｑins´＝（Ｑouts／Ｑouts-0）×Ｑins-0 ・・・（１８）
そして、投入熱量補正係数Ａを以下の（１９）式のように定義すると、前述した（１４）式が得られる。
Ａ＝Ｑins´／Ｑins ・・・（１９）
以上のように本実施形態では、熱風炉１００が減風減温の状態であり、且つ、熱風炉１００の熱効率が低下していると、減風減温補正開始ボタンＰＢＳが操作されたときよりも熱効率を下げないように投入熱量を補正するための投入熱量補正係数Ａを、熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける必要投入熱量Ｑin(n,i)に掛けるようにしている。
【００５６】
（フローチャート）
次に、図８のフローチャートを参照しながら、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄのそれぞれに対して、熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける燃焼期間中の燃焼ガス流量の設定値ＧVoを個別に設定する際の動作の一例を説明する。前述したように、各熱風炉１００ａ〜１００ｄにおける前述したサイクルが終了すると、図８のフローチャートの実行が開始される。
まず、ステップＳ１において、サイクルが終了した熱風炉１００に対応する送風期理論放熱量演算部５０１は、前述した（１）式の計算を行って、当該熱風炉１００の次のサイクルｎの送風期間における送風期理論放熱量ＱBV(n,i)を求める。
次に、ステップＳ２において、サイクルが終了した熱風炉１００に対応する奪熱効率演算部５０２は、前述した（５）式の計算を行って、当該熱風炉１００の次のサイクルｎにおける奪熱効率η(n,ｉ)を計算する。
【００５７】
次に、ステップＳ３において、サイクルが終了した熱風炉１００に対応する必要投入熱量演算部５０３は、前述した（６）式の計算を行って、当該熱風炉１００の次のサイクルｎにおける必要投入熱量Ｑin(n,i)を計算する。
次に、ステップＳ４において、投入熱量補正係数設定部５０４は、ステップＳ３で計算された必要投入熱量Ｑin(n,i)に、投入熱量補正係数Ａを掛ける。
次に、ステップＳ５において、サイクルが終了した熱風炉１００に対応する燃焼ガス流量設定部５０６は、前述した（７）式、（８）式の計算を行って、当該熱風炉１００の次のサイクルｎにおける燃焼期間中の燃焼ガス流量の設定値ＧVoを計算し、計算した設定値ＧVoを、当該熱風炉１００に対応する流量調節計３０４に設定する。
【００５８】
次に、図９のフローチャートを参照しながら、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の投入熱量の所定時間における移動平均値Ｑinsを計算する際の投入熱量補正係数演算部５０５の動作の一例を説明する。
まず、ステップＳ１１において、投入熱量計算部６０１は、前述した（９）式により投入熱量（の瞬時値）Ｑinpを計算するタイミングになるまで待機する。前述したように、本実施形態では、１分おきに投入熱量Ｑinpを計算するようにしている。
そして、投入熱量Ｑinpを計算するタイミングになると、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２に進むと、投入熱量計算部６０１は、燃焼ガス流量計１３２の測定値に基づいて、燃焼ガス流量（の瞬時値）Ｇｖを求める。
次に、ステップＳ１３において、投入熱量計算部６０１は、ガスカロリー計の測定値に基づいて、燃焼ガスカロリー（の瞬時値）Ｇcalを求める。
尚、ステップＳ１２、Ｓ１３の処理は逆であってもよい。
【００５９】
次に、ステップＳ１４において、投入熱量計算部６０１は、前述した（９）式の計算を行って、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の投入熱量（の瞬時値）Ｑinpを計算してＲＡＭ等に記憶する。
次に、ステップＳ１５において、投入熱量移動平均計算部６０２は、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の投入熱量Ｑinpの移動平均値Ｑinsを計算するタイミングであるか否かを判定する。前述したように本実施形態では、１００分おきに投入熱量Ｑinpの移動平均値Ｑinsを計算するようにしている。
【００６０】
この判定の結果、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の投入熱量Ｑinpの移動平均値Ｑinsを計算するタイミングでない場合には、ステップＳ１１に戻る。一方、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の投入熱量Ｑinpの移動平均値Ｑinsを計算するタイミングである場合には、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６に進むと、投入熱量移動平均計算部６０２は、ステップＳ１４で計算された投入熱量Ｑinpの所定時間（１００分間）における移動平均値Ｑinsを計算してＲＡＭ等に記憶する。
【００６１】
次に、図１０のフローチャートを参照しながら、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の送風熱量の所定時間における移動平均値Ｑoutsを計算する際の投入熱量補正係数演算部５０５の動作の一例を説明する。
まず、ステップＳ２１において、送風熱量計算部６０３は、前述した（１０）式により送風熱量（の瞬時値）Ｑoutpを計算するタイミングになるまで待機する。前述したように、本実施形態では、１分おきに送風熱量Ｑoutpを計算するようにしている。
そして、送風熱量Ｑoutpを計算するタイミングになると、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２に進むと、送風熱量計算部６０３は、送風流量計３０７の測定値に基づいて、送風流量ＢＶを取得する。
【００６２】
次に、ステップＳ２３において、送風熱量計算部６０３は、熱風温度計３１０の測定値に基づいて、送風温度ＢＴを取得する。
次に、ステップＳ２４において、送風熱量計算部６０３は、冷風温度計３０８の測定値に基づいて、冷風温度ＣＴを取得する。
次に、ステップＳ２５において、送風熱量計算部６０３は、ＨＤＤ等から、空気熱間比熱ＣAhと、空気冷間比熱ＣAcとを読み出す。
尚、ステップＳ２２〜Ｓ２５の順番は、どのような順番であってもよい。
【００６３】
次に、ステップＳ２６において、送風熱量計算部６０３は、前述した（１０）式の計算を行って、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の送風熱量（の瞬時値）Ｑoutpを計算する。
次に、ステップＳ２７において、送風熱量移動平均計算部６０４は、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の送風熱量Ｑoutpの移動平均値Ｑoutsを計算するタイミングであるか否かを判定する。前述したように本実施形態では、１００分おきに送風熱量Ｑoutpの移動平均値Ｑoutsを計算するようにしている。
【００６４】
この判定の結果、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の送風熱量Ｑoutpの移動平均値Ｑoutsを計算するタイミングでない場合には、ステップＳ２１に戻る。一方、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の送風熱量Ｑoutpの移動平均値Ｑoutsを計算するタイミングである場合には、ステップＳ２８に進む。
ステップＳ２８に進むと、送風熱量移動平均計算部６０４は、ステップＳ２６で計算された送風熱量Ｑoutpの所定時間（１００分間）における移動平均値Ｑoutsを計算してＲＡＭ等に記憶する。
尚、前述したように、図９のステップＳ１６で、投入熱量Ｑinpの所定時間における移動平均値Ｑinsが算出され、図１０のステップＳ２８で、送風熱量Ｑoutpの所定時間における移動平均値Ｑoutsが算出されると、熱効率計算部６０５は、前述した（１１）式の計算を行って、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の熱効率の所定時間（１００分間）における移動平均値ηsを計算してＲＡＭ等に記憶する。
【００６５】
次に、図１１のフローチャートを参照しながら、投入熱量補正係数Ａを計算する際の投入熱量補正係数演算部５０５の動作の一例を説明する。
まず、ステップＳ３１において、減風減温補正開始・終了判定部６０６は、オペレータによって、入力装置３１２に含まれる減風減温補正開始ボタンＰＢＳが操作されたか否かを判定する。この判定の結果、減風減温補正開始ボタンＰＢＳが操作されていない場合には、図１１のフローチャートによる処理を終了する。
一方、減風減温補正開始ボタンＰＢＳが操作された場合には、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２に進むと、基準値設定部６０７は、投入熱量Ｑinpの所定時間における移動平均値Ｑinsの最新の値と、送風熱量Ｑoutpの所定時間における移動平均値Ｑoutsの最新の値と、熱効率の所定時間における移動平均値ηsの最新の値とを、それぞれ基準値Ｑins-0、Ｑouts-0、ηs-0として設定する。
【００６６】
次に、ステップＳ３３において、減風減温判定部６０８は、前述した（１２）式を満足するまで待機する。そして、（１２）式を満足すると、ステップＳ３４に進む。ステップＳ３４に進むと、熱効率低下判定部６０９は、前述した（１３）式を満足したか否かを判定する。この判定の結果、（１３）式を満足していない場合には、ステップＳ３３に戻る。一方、（１３）式を満足した場合には、ステップＳ３５に進む。
尚、ステップＳ３３、Ｓ３４の処理の順番は逆であってもよい。
ステップＳ３５に進むと、投入熱量補正係数計算部６１０は、前述した（１４）式の計算を行って、投入熱量補正係数Ａを計算する。
【００６７】
次に、ステップＳ３６において、投入熱量補正係数設定部５０４は、投入熱量補正係数ＡをステップＳ３５で計算された値に設定する。
次に、ステップＳ３７において、減風減温補正開始・終了判定部６０６は、オペレータによって、入力装置３１２に含まれる減風減温補正終了ボタンＰＢＥが操作されたか否かを判定する。この判定の結果、減風減温補正終了ボタンＰＢＥが操作されていない場合には、ステップＳ３３に戻る。このように本実施形態では、熱風炉１００の操業状態に関わらず、減風減温補正終了ボタンＰＢＥが操作されるまでは、投入熱量補正係数ＡとしてステップＳ３５で計算された値が使用される。これは、減風減温状態が回避されたか否かは、オペレータが決定するという思想に立脚するものである。ただし、必ずしもこのようにする必要はなく、減風減温状態が回避されたと見なせる所定の操業条件が成立したか否かをこのステップＳ３７で判定するようにしてもよい。
一方、減風減温補正終了ボタンＰＢＥが操作されると、ステップＳ３８に進む。ステップＳ３８に進むと、投入熱量補正係数設定部５０４は、投入熱量補正係数Ａとして「１」を設定する。
【００６８】
図１２は、送風流量を変更したときの投入熱量、送風熱量、熱効率の応答を表わすシミュレーションの結果を示す図である。図１２（ａ）は、本実施形態のように、減風減温状態になると、投入熱量補正係数Ａを計算するようにした場合の図であり、図１２（ｂ）は、減風減温状態になっても、投入熱量補正係数Ａを「１」に固定した場合の図である。
ここでは、時間Ｔで、送風流量をステップ的に５［％］下げた場合についてシミュレーションした。シミュレーションの条件は、以下の通りである。
送風温度；１２００［℃］
送風流量；８０００［Ｎｍ3／min］
送風時間；９０［min］
冷風温度；２００［℃］
空気熱間比熱；０．３５［kcal／Ｎｍ3・℃］
空気冷間比熱；０．３０［kcal／Ｎｍ3・℃］
燃焼時間；９０［min］
燃焼ガスカロリー；１０００［kcal／Ｎｍ3］
減風減温判定値ε１；２５［ＭＪ／min］
熱効率低下判定値ε２；０．１［％］
投入熱量の基準値Ｑins-0；１５［ＧＪ／min］
送風熱量の基準値Ｑouts-0；１３［ＧＪ／min］
熱効率の基準値ηs-0：８７［％］
【００６９】
図１２（ａ）に示すように、本実施形態のようにして、減風減温状態になったときに投入熱量補正係数Ａを計算し、投入熱量補正係数Ａで必要投入熱量Ｑin(n,i)を補正すると、熱効率は、送風流量の変更に伴って一時的に低下するが、それ以降は略一定値に維持される。送風熱量の低下に応じて適正なだけ投入熱量が抑制されるためである。これに対し、図１２（ｂ）に示すように、投入熱量補正係数Ａを「１」で固定すると、熱効率が大幅に低下してしまう。
【００７０】
以上のように本実施形態では、熱風炉１００が減風減温の状態になり、オペレータが減風減温補正開始ボタンＰＢＳを操作したときの、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体としての熱効率ηs-0が維持されるように、投入熱量補正係数Ａを計算し、計算した投入熱量補正係数Ａを、熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける必要投入熱量Ｑin(n,i)に掛けるようにした。したがって、減風減温の状態になっても、熱風炉における熱効率を可及的に下げないようにすることができる。よって、スタッガードパラレル方式で操業している熱風炉１００から高炉に供給する熱風の熱量を、急に当初予定よりも減少させる必要があるときでも、熱風炉１００における熱効率を可及的に下げないようにして、熱風炉１００の操業を柔軟に制御して継続できる。
【００７１】
尚、スタッガードパラレル方式で操業される複数の熱風炉１００ａ〜１００ｄのそれぞれの、定常状態における次のサイクルの投入熱量を、当該次のサイクルにおける燃焼動作が開始される前に、熱風炉１００ａ〜１００ｄのそれぞれにおける「熱効率に関する熱収支の実績値」に基づいて計算するようにしていれば、必ずしも必要投入熱量を（６）式のようにして計算する必要はない。例えば、特許文献１の手法を用いて計算するようにしてもよい。すなわち、投入熱量＝所要蓄熱量／熱効率＝（送風熱量−残熱量）／熱効率に従って必要投入熱量の計算（熱収支の計算）を行ったり、特許文献１に記載のように、現時点の蓄熱量から、直前のサイクルにおける送風期間が開始するときの蓄熱量を引いて必要投入熱量の計算（熱収支の計算）を行ったりすることができる。
【００７２】
また、本実施形態のように、投入熱量Ｑinpの所定時間における移動平均値Ｑinsと、送風熱量Ｑoutpの所定時間における移動平均値Ｑoutsと、熱効率の所定時間における移動平均値ηsとを用いれば、信頼性の高いデータを得ることができるので好ましいが、移動平均値の代わりに瞬時値を用いるようにしてもよい。
また、（１２）式の代わりに、Ｑouts-0−Ｑouts＞ε１を、（１３）式の代わりに、ηs-0−ηs＞ε２を、それぞれ用いるようにしてもよい。すなわち、基準値（Ｑouts-0、ηs-0）に対する現在値（Ｑouts、ηs）の減少分が、所定値（減風減温判定値ε１、熱効率低下判定値ε２）を超えているか否かを判定するようにしていればよい。
【００７３】
また、本実施形態では、減風減温の状態でないときの投入熱量補正係数Ａを「１」とたが、必ずしもこのようにする必要はない。すなわち、投入熱量補正係数設定部５０４は、減風減温の状態でないときには、投入熱量補正係数Ａを考慮せずに、必要投入熱量演算部５０３により求められたＱin(n,i)をそのまま燃焼ガス流量設定部５０６に出力するようにしてもよい。
【００７４】
本実施形態では、例えば、熱風炉制御計算機３０１を用いることにより、熱風炉制御計算装置の一例が実現される。また、例えば、送風期理論放熱量演算部５０１、奪熱効率演算部５０２、及び必要投入熱量演算部５０３を用いることにより、必要投入熱量計算手段の一例が実現される。ここで、必要投入熱量計算手段が入力する次の１サイクルの送風条件は、例えば、送風期理論放熱量演算部５０１が入力する次回送風条件（次回の予定送風（冷風）流量ＢＶ、次回の予定送風（熱風）温度ＢＴ、次回の予定送風（熱風）湿分ＢＭ、次回の予定送風時間Ｔｗ）を用いることにより実現される。また、必要投入熱量計算手段が入力する冷風の操業実績値は、例えば、送風期理論放熱量演算部５０１、奪熱効率演算部５０２が入力する冷風温度計３０８の測定値を用いることにより実現される。また、必要投入熱量計算手段が入力する燃焼ガスの操業実績値は、例えば、奪熱効率演算部５０２が入力する燃焼ガス流量計１３２の測定値と、ガスカロリー計の測定値とを用いることにより実現される。また、必要投入熱量計算手段が入力する熱風の操業実績値は、奪熱効率演算部５０２が入力する熱風温度計３１０の測定値を用いることにより実現される。
また、例えば、投入熱量計算部６０１、及び投入熱量移動平均計算部６０２を用いることにより、投入熱量現在値計算手段の一例が実現される。ここで、投入熱量現在値計算手段が入力する燃焼ガスの操業実績値は、例えば、投入熱量計算部６０１が入力する燃焼ガス流量計１３２の測定値とガスカロリー計の測定値とを用いることにより実現される。
また、例えば、送風熱量計算部６０３、及び送風熱量移動平均計算部６０４を用いることにより、送風熱量現在値計算手段の一例が実現される。ここで、送風熱量現在値計算手段が入力する熱風の操業実績値は、例えば、送風熱量計算部６０３が入力する送風流量計３０７の測定値と熱風温度計３１０の測定値とを用いることにより実現される。また、送風熱量現在値計算手段が入力する冷風の操業実績値は、例えば、送風熱量計算部６０３が入力する冷風温度計３０８の測定値を用いることにより実現される。
また、例えば、熱効率計算部６０５を用いることにより、熱効率現在値計算手段の一例が実現される。
また、例えば、基準値設定部６０７を用いることにより、基準値設定手段の一例が実現される。ここで、例えば、減風減温補正開始ボタンＰＢＳのＯＮ操作により、必要投入熱量の補正を行うことを指示するための操作の一例が実現される。
また、例えば、減風減温判定部６０８を用いることにより、減風減温判定手段の一例が実現される。また、例えば、熱効率低下判定部６０９を用いることにより、熱効率低下判定手段（工程）の一例が実現される。
また、例えば、投入熱量補正係数計算部６１０を用いることにより、投入熱量補正係数計算手段の一例が実現される。
また、例えば、減風減温補正終了ボタンＰＢＥのＯＮ操作により、必要投入熱量の補正を終了すること指示するための操作の一例が実現される。
また、例えば、燃焼ガス流量設定部５０６、流量調節計３０４、及び調節弁１３１を用いることにより、流量調節工程の一例が実現される。
【００７５】
尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又はかかるプログラムを伝送する伝送媒体も本発明の実施の形態として適用することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体などのプログラムプロダクトも本発明の実施の形態として適用することができる。前記のプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１００ 熱風炉
１２７ 空気流量計
１３２ 燃焼ガス流量計
３００ 制御装置
３０１ 熱風炉制御計算機
３０２ 入出力装置
３０３ 表示装置
３０４ 流量調節計
３０７ 送風流量計
３０８ 冷風温度計
３１０ 熱風温度計
３１２ 入力装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱風炉制御計算装置、熱風炉制御方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、熱風炉から高炉に供給する熱風の熱量が低下した際に熱風炉の投入熱量を設定するために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
製鉄業の高炉に熱風を供給するために、高炉には熱風炉が付帯されている。熱風炉は、高炉から要求される送風条件に基づいて、燃焼ガスにより蓄熱レンガを加熱して蓄熱する燃焼期間と、蓄熱レンガに冷風を通して蓄熱レンガとの熱交換によって熱風を生成して高炉に供給する送風期間とを交互に繰り返して高炉に熱風を供給する。
現在では、高炉１基に対して複数基（例えば４基）の熱風炉が並列に接続されており、これら複数基の熱風炉を、スタッガードパラレル方式で操業するのが一般的である。スタッガードパラレル方式とは、少なくとも熱風を供給する順番で前後する２基の送風期間の一部をラップさせる方式である。
【０００３】
熱風炉では、高炉から要求される送風条件を満足する熱風を高炉に供給しなければならない。このため、熱風炉の蓄熱量が不足しないように熱風炉に対する投入熱量を設定することは勿論であるが、熱風炉の熱効率が低下しないように、高炉から要求される送風条件を満足する範囲で出来るだけ熱風炉に対する投入熱量を小さくすることが望まれる。なお、通常熱風炉の規模は大きく、その制御の時定数は１時間程度以上にもなる。
このような観点から投入熱量を設定するための技術として特許文献１、２に記載の技術がある。
【０００４】
特許文献１では、熱風炉における蓄熱量を、蓄熱室の炉頂部、中間部、炉底部の３点の温度測定値の線形関数として表し、その係数及び定数項を回帰分析等の統計的手法により決定するようにしている。そして、次回送風時の一時点での目標蓄熱量に、その時点までに次回送風時に熱風炉から奪われる熱量を計算して加え、送風開始時における蓄熱量を求める。そして、現時点における蓄熱量と送風開始時点での蓄熱量との差を投入熱量として決定する。
【０００５】
また、特許文献２では、高炉から要請される、次回送風条件から送風期理論放熱量を求め、熱風炉の実績熱収支の移動平均から奪熱効率を求め、さらに、熱風炉の操業に応じた補正熱量を求める。そして、送風期理論放熱量に対して補正熱量を加えた値（又は引いた値）を奪熱効率で割ることにより投入熱量を求める
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５５−７９８１４号公報
【特許文献２】特開平７−１４５４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、高炉における操業を低下させたり、高炉における操業が不安定であったりする場合には、熱風炉から高炉に供給する熱風の熱量が当初の予定通りにできずに、減少させる必要がある（以下の説明では、このような「熱風炉からの熱風の熱量が予定通りにできずに減少させる状態」を「減風減温の状態」とも称する）。操業において減風減温の状態への操業の切り替えは、通常はオペレータの指示入力により行われる。
特許文献１では、熱風炉における蓄熱量を回帰計算等の統計的手法に基づいて求めるようにしている。このため、熱風炉が減風減温の状態になったときには、その状態に応じて回帰式等のチューニングを行わなければならない。熱風炉における減風減温の状態は、一義的に定まるものではなく、その都度異なるため、このようなチューニングを正確に且つ迅速に行うことは困難である。したがって、熱風炉が減風減温の状態のときの投入熱量を適切に求めることが困難であり、その結果、熱風炉の熱効率が低下してしまう虞があるという問題点があった。
【０００８】
また、スタッガードパラレル方式で熱風炉を操業している場合には、炉毎に送風流量を測定することが一般には困難である。したがって、前述した特許文献２では、熱風炉が減風減温の状態の場合には、炉毎の送風熱量（補正熱量）として、４基の熱風炉の全体の送風熱量の案分値を採用している。よって、減風減温の状態のときの投入熱量を適切に求めることが困難であり、その結果、熱風炉の熱効率が低下してしまう虞があるという問題点があった。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、スタッガードパラレル方式で操業している熱風炉から高炉に供給する熱風の熱量を、急に当初予定よりも減少させる必要があるときでも、当該熱風炉における熱効率を可及的に下げないようにして、熱風炉の操業を柔軟に制御して継続できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の熱風炉制御計算装置は、スタッガードパラレル方式で操業される複数の熱風炉の燃焼および送風を制御するために、該熱風炉のそれぞれに投入する投入熱量を計算する熱風炉制御計算装置であって、前記複数の熱風炉のそれぞれについて、当該熱風炉の操業の次の１サイクルにおける必要投入熱量を、当該次の１サイクルにおける燃焼期間になる前に、当該熱風炉の熱効率に関する熱収支の実績値を用いて計算する必要投入熱量計算手段と、前記燃焼を行うための燃焼ガスの操業実績値を入力して、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の現在値を計算する投入熱量現在値計算手段と、前記熱風炉から高炉に供給された熱風の操業実績値と、前記熱風炉に供給された冷風の操業実績値とを入力して、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の現在値を計算する送風熱量現在値計算手段と、前記投入熱量の現在値と、前記送風熱量の現在値とから、前記複数の熱風炉全体の熱効率の現在値を計算する熱効率現在値計算手段と、オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を行うことを指示するための操作が行われると、前記投入熱量現在値計算手段により計算された投入熱量の現在値と、前記送風熱量現在値計算手段により計算された送風熱量の現在値と、前記熱効率現在値計算手段により計算された熱効率の現在値とをそれぞれ基準値として設定する基準値設定手段と、前記基準値設定手段により設定された送風熱量の基準値に対する、前記送風熱量現在値計算手段により計算された送風熱量の現在値の減少分が、減風減温判定値を超えているか否かを判定する減風減温判定手段と、前記基準値設定手段により設定された熱効率の基準値に対する、前記熱効率現在値計算手段により計算された熱効率の現在値の減少分が、熱効率低下判定値を超えているか否かを判定する熱効率低下判定手段と、前記減風減温判定手段により、送風熱量の基準値に対する現在値の減少分が減風減温判定値を超えたと判定され、且つ、前記熱効率低下判定手段により、熱効率の基準値に対する現在値の減少分が熱効率低下判定値を超えたと判定されると、投入熱量補正係数を計算する投入熱量補正係数計算手段と、前記必要投入熱量計算手段により計算された必要投入熱量に、前記投入熱量補正係数計算手段により計算された投入熱量補正係数を乗じて、前記複数の熱風炉のそれぞれの次の１サイクルにおける投入熱量を計算する投入熱量計算手段と、を有し、前記投入熱量補正係数計算手段は、以下の（Ａ）式により、前記投入熱量補正係数Ａ［−］を計算することを特徴とする。
【００１０】
本発明の熱風炉制御方法は、スタッガードパラレル方式で操業される複数の熱風炉のそれぞれに投入する投入熱量を制御する熱風炉制御方法であって、前記複数の熱風炉のそれぞれについて、当該熱風炉の操業の次の１サイクルにおける必要投入熱量を、当該次の１サイクルにおける燃焼期間になる前に、当該熱風炉の熱効率に関する熱収支の実績値を用いて計算する必要投入熱量計算工程と、前記燃焼を行うための燃焼ガスの操業実績値を入力して、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の現在値を計算する投入熱量現在値計算工程と、前記熱風炉から高炉に供給された熱風の操業実績値と、前記熱風炉に供給された冷風の操業実績値とを入力して、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の現在値を計算する送風熱量現在値計算工程と、前記投入熱量の現在値と、前記送風熱量の現在値とから、前記複数の熱風炉全体の熱効率の現在値を計算する熱効率現在値計算工程と、オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を行うことを指示するための操作が行われると、前記投入熱量現在値計算工程により計算された投入熱量の現在値と、前記送風熱量現在値計算工程により計算された送風熱量の現在値と、前記熱効率現在値計算工程により計算された熱効率の現在値とをそれぞれ基準値として設定する基準値設定工程と、前記基準値設定工程により設定された送風熱量の基準値に対する、前記送風熱量現在値計算工程により計算された送風熱量の現在値の減少分が、減風減温判定値を超えているか否かを判定する減風減温判定工程と、前記基準値設定工程により設定された熱効率の基準値に対する、前記熱効率現在値計算工程により計算された熱効率の現在値の減少分が、熱効率低下判定値を超えているか否かを判定する熱効率低下判定工程と、前記減風減温判定工程により、送風熱量の基準値に対する現在値の減少分が減風減温判定値を超えたと判定され、且つ、前記熱効率低下判定工程により、熱効率の基準値に対する現在値の減少分が熱効率低下判定値を超えたと判定されると、投入熱量補正係数を計算する投入熱量補正係数計算工程と、前記必要投入熱量計算工程により計算された必要投入熱量に、前記投入熱量補正係数計算工程により計算された投入熱量補正係数を乗じて、前記複数の熱風炉のそれぞれの次のサイクルにおける投入熱量を計算する投入熱量計算工程と、前記投入熱量計算工程で計算された投入熱量に基づいて、次の１サイクルにおける燃焼期間に前記熱風炉に供給する燃焼ガスの流量を調節する流量調節工程と、有し、前記投入熱量補正係数計算工程は、以下の（Ａ）式により、前記投入熱量補正係数Ａ［−］を計算することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のコンピュータプログラムは、スタッガードパラレル方式で操業される複数の熱風炉の燃焼および送風を制御するために、該熱風炉のそれぞれに投入する投入熱量を計算することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記複数の熱風炉のそれぞれについて、当該熱風炉の操業の次の１サイクルにおける必要投入熱量を、当該次の１サイクルにおける燃焼期間になる前に、当該熱風炉の熱効率に関する熱収支の実績値を用いて計算する必要投入熱量計算工程と、前記燃焼を行うための燃焼ガスの操業実績値を入力して、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の現在値を計算する投入熱量現在値計算工程と、前記熱風炉から高炉に供給された熱風の操業実績値と、前記熱風炉に供給された冷風の操業実績値とを入力して、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の現在値を計算する送風熱量現在値計算工程と、前記投入熱量の現在値と、前記送風熱量の現在値とから、前記複数の熱風炉全体の熱効率の現在値を計算する熱効率現在値計算工程と、オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を行うことを指示するための操作が行われると、前記投入熱量現在値計算工程により計算された投入熱量の現在値と、前記送風熱量現在値計算工程により計算された送風熱量の現在値と、前記熱効率現在値計算工程により計算された熱効率の現在値とをそれぞれ基準値として設定する基準値設定工程と、前記基準値設定工程により設定された送風熱量の基準値に対する、前記送風熱量現在値計算工程により計算された送風熱量の現在値の減少分が、減風減温判定値を超えているか否かを判定する減風減温判定工程と、前記基準値設定工程により設定された熱効率の基準値に対する、前記熱効率現在値計算工程により取得された熱効率の現在値の減少分が、熱効率低下判定値を超えているか否かを判定する熱効率低下判定工程と、前記減風減温判定工程により、送風熱量の基準値に対する現在値の減少分が減風減温判定値を超えたと判定され、且つ、前記熱効率低下判定工程により、熱効率の基準値に対する現在値の減少分が熱効率低下判定値を超えたと判定されると、投入熱量補正係数を計算する投入熱量補正係数計算工程と、前記必要投入熱量計算工程により計算された必要投入熱量に、前記投入熱量補正係数計算工程により計算された投入熱量補正係数を乗じて、前記複数の熱風炉のそれぞれの次の１サイクルにおける投入熱量を計算する投入熱量計算工程と、をコンピュータに実行させ、前記投入熱量補正係数計算工程は、以下の（Ａ）式により、前記投入熱量補正係数Ａ［−］を計算することを特徴とする。
Ａ＝（Ｑouts／Ｑouts-0）×（Ｑins-0／Ｑins） ・・・（Ａ）
ここで、Ｑouts［kcal／min］は、前記送風熱量の現在値であり、Ｑouts-0［kcal／min］は、前記送風熱量の基準値であり、Ｑins-0［kcal／min］は、前記投入熱量の基準値であり、Ｑins［kcal／min］は、前記投入熱量の現在値である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、減風減温の状態が必要な事態に際し、オペレータによる指示・入力があった後、スタッガードパラレル方式で操業している複数の熱風炉全体としてみた場合の熱風の熱量が減少し、且つ、当該複数の熱風炉全体としてみた場合の熱効率が低下していると、当該複数の熱風炉全体としてみた場合の熱効率が、オペレータによる指示があったときと同じになるように必要投入熱量を補正するための投入熱量補正係数を計算する。したがって、スタッガードパラレル方式で操業している熱風炉から高炉に供給する熱風の熱量を減少させるときでも、当該熱風炉における熱効率を可及的に下げないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態を適用する熱風炉の概略構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を適用する熱風炉における燃焼期間と送風期間の動作の概要の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を適用する熱風炉の制御システムの概略構成の一例を示す図である。
【図４】スタッガードパラレル方式における操業スケジュールの概略の一例を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態を示し、熱風炉制御計算機の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態を示し、投入熱量補正係数演算部の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態を示し、投入熱量補正係数Ａの意味を説明する図である。
【図８】本発明の実施形態を示し、燃焼ガス流量の設定値を求める際の動作の一例を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態を示し、投入熱量の所定時間における移動平均値を計算する際の投入熱量補正係数演算部の動作の一例を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態を示し、送風熱量の所定時間における移動平均値を計算する際の投入熱量補正係数演算部の動作の一例を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態を示し、投入熱量補正係数を計算する際の投入熱量補正係数演算部の動作の一例を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態を示し、送風流量を変更したときの投入熱量、送風熱量、熱効率の応答を表わすシミュレーションの結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
図１は、熱風炉１００の概略構成の一例を示す図である。尚、各図では、説明の都合上、必要な部分のみを、必要に応じて簡略化して示す。
図１において、熱風炉１００は、不図示の高炉に熱風を供給するための蓄熱式熱交換器であり、高炉への送風に熱を与える蓄熱室１０１と、蓄熱室１０１を加熱するための燃焼室１０２と、熱風の温度調節を行うための混冷室１０３と、を有している。
【００１５】
燃焼室１０２では、ガス供給ダクト１１２から吹き込まれるＢＦＧガスとＣＯＧガスとの混合ガス（燃焼ガス）及び燃焼空気供給ダクト１１３から吹き込まれる燃焼空気とを燃焼バーナ１０８で燃焼させ、この燃焼ガスを蓄熱室１０１の内部に積層された蓄熱煉瓦の間を通過させて加熱して熱を蓄える。
【００１６】
図１に示す例では、この蓄熱煉瓦として、下側から順にハイアルミナ煉瓦１０９と、シリカを主成分とする珪石煉瓦１１１とが積層されており、これらのハイアルミナ煉瓦１０９、珪石煉瓦１１１には、上下方向に延びる複数の通過口が形成されている。尚、詳しくは、蓄熱煉瓦は一般的に下から順に粘土煉瓦、ハイアルミナ煉瓦、珪石煉瓦の３層構造になっているが、説明を平易にするために、熱風炉が前記の構造のものであるとして説明する。
ガス供給ダクト１１２には、ガス遮断弁１３０、ガスバタフライ弁１３１、及び燃焼ガス流量計１３２が設けられており、ガスバタフライ弁１３１を開閉することにより、燃焼室１０２に流入する燃焼ガスの流入量を調節することができる。
【００１７】
燃焼空気供給ダクト１１３は、燃焼空気ファンから送風された空気を熱風炉１００に送風する。
燃焼空気供給ダクト１１３には、空気流量計１２７、空気バタフライ弁１２８、及び空気遮断弁１２９が設けられている。燃焼空気供給ダクト１１３には、燃焼ガスの流量に応じて、燃焼に必要な量の空気が流入されるようにしている。
蓄熱室１０１の下端部には、ダクト１１４が設けられており、このダクト１１４は、Ｎ2、ＣＯ2等を含む燃焼ガスを排出するためのガス排出ダクト１１９と、ダクト１１４を介して蓄熱室１０１に冷風を供給するための冷風導入ダクト１１６と、に分岐される。
ガス排出ダクト１１９には、煙道弁１２６が設けられている。
【００１８】
冷風導入ダクト１１６には、送風弁１２４、及び送風バタフライ弁１２５が設けられており、送風バタフライ弁１２５を開閉させることにより、熱風炉１００に流入する冷風の流入量を調節することができる。
また、混冷室１０３には、高炉用の熱風を排出するための熱風排出ダクト１１７が接続されている。この熱風排出ダクト１１７には、熱風弁１２１が設けられている。
また、冷風導入ダクト１１６の送風バタフライ弁１２５より上流側には、混冷室１０３に繋がるダクト１１８が設けられている。このダクト１１８には、冷風弁１２２と、冷風バタフライ弁１２３とが設けられている。
【００１９】
図２は、熱風炉１００における燃焼期間と送風期間の動作の概要の一例を示す図である。尚、以下の説明では、ＢＦＧガスとＣＯＧガスとを「燃焼ガス」と総称する。
図２（ａ）に示すように、燃焼期間において、蓄熱室１０１に熱を蓄える場合には、送風弁１２４、冷風弁１２２、及び熱風弁１２１を完全に閉じて、ガス供給ダクト１１２及び燃焼空気供給ダクト１１３を介して燃焼室１０２内に燃焼ガス及び燃焼空気を流入させる。
これらの燃焼ガス及び燃焼空気はバーナ１０８によって燃焼され、この燃焼ガスは蓄熱室１０１のハイアルミナ煉瓦１０９、珪石煉瓦１１１に形成された開口部を通ってハイアルミナ煉瓦１０９、珪石煉瓦１１１を蓄熱する。ハイアルミナ煉瓦１０９、珪石煉瓦１１１を通過した燃焼ガスは、ガス排出ダクト１１９を介して排ガスとして煙道に排出される。
【００２０】
蓄熱室１０１への蓄熱が完了すると、図２（ｂ）に示すように、煙道弁１２６、空気遮断弁１２９、及びガス遮断弁１３０を完全に閉じて、冷風導入ダクト１１６を介して蓄熱室１０１に冷風を流入させる。蓄熱室１０１に流入した冷風は、ハイアルミナ煉瓦１０９、珪石煉瓦１１１に形成された開口部を通過して９００〜１３００℃に加熱された後、高炉用の熱風として熱風排出ダクト１１７から排出される。
【００２１】
図３は、熱風炉の制御システムの概略構成の一例を示す図である。図３において、実線は信号の流れを示し、破線は、冷風、熱風、燃焼ガス、燃焼空気の流れを示している。
図３では、１基の高炉に対して４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄを付帯させた場合を例に挙げて示している。また、これら４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄは、スタッガードパラレル方式で操業するものとする。
図４は、スタッガードパラレル方式における操業スケジュールの概略の一例を説明する図である。
図４に示す例では、左から右へ送風から燃焼への切替と、燃焼と、燃焼から送風への切替と、送風とをこの順番で行い、これらの期間を合わせた期間で１サイクルを構成するようにしている（図４に示す「１サイクル＝切り替え期間４０１＋燃焼期間４０２＋切り替え期間４０１＋送風期間４０３」の部分を参照）。そして、熱風を供給する順番で前後（隣接）する２基（例えば熱風炉１と熱風炉２）の送風期間の一部をラップさせるようにする。更に、図４に示す例では、簡単のために送風期間と燃焼期間とを同じ長さにしているので、熱風を供給する順番で隣接しない２基（例えば熱風炉１と熱風炉３）については、一方の熱風炉が送風期間であるときに他方の熱風炉が燃焼期間となり、一方の熱風炉が燃焼期間であるときに他方の熱風炉が送風期間となるようにする。ただし、熱風を供給する順番で前後（隣接）する２基（例えば熱風炉１と熱風炉２）の送風期間の一部をラップさせるようにしていれば必ずしもこのようにする必要はない（送風期間と燃焼期間とを同じ長さでなくてもよい）。
【００２２】
図３の説明に戻り、熱風炉の制御システムは、熱風炉１００ａ〜１００ｄの操業を制御する制御装置３００を有している。制御装置３００は、熱風炉制御計算機３０１と、入出力装置３０２と、流量調節計３０４と、温度調節計３０５と、開度調節計３１３ａ〜３１３ｃと、を有している。
熱風炉制御計算機３０１は、予め設定される入力データをもとに熱風炉１００ａ〜１００ｄの操業を行うための演算を行う。熱風炉制御計算機３０１に対するデータの入力は、インターフェース部である入出力装置３０２を介して行われる。入出力装置３０２に入力されるデータとしては、例えば、以下のようなものがある。まず、熱風炉のオペレータによる入力装置３１２の操作に基づくデータとして、次回送風条件（次のサイクルの送風条件）のデータがある。また、熱風炉１００ａ〜１００ｄから排出される熱風の温度（送風温度）を測定する熱風温度計３１０により測定されたデータがある。また、送風機３０６から送風された冷風の流量（送風流量）を測定する送風流量計３０７で測定されたデータがある。また、送風機３０６から送風された冷風の温度を測定する冷風温度計３０８により測定されたデータがある。また、図示を省略するが、各熱風炉１００ａ〜１００ｄに付帯するその他センサから出力されるその他の操業実績のデータがある。
【００２３】
本実施形態では、熱風炉制御計算機３０１は、入力データをもとに投入熱量制御プログラムを実行して、各熱風炉１００ａ〜１００ｄに投入する投入熱量を熱風炉１００ａ〜１００ｄ毎に個別に計算し、その結果を用いて、燃焼ガスの流量を熱風炉１００ａ〜１００ｄ毎に個別に計算する。そして、熱風炉制御計算機３０１は、各熱風炉１００ａ〜１００ｄに対応して設けられている流量調節計３０４ａ〜３０４ｄに対して、燃焼ガスの流量を指示する。
流量調節計３０４ａ〜３０４ｄは、熱風炉制御計算機３０１から指示された流量が指示通りになるように、ガスバタフライ弁１３１ａ〜１３１ｄの開閉動作を調節する。
【００２４】
また、熱風炉制御計算機３０１は、オペレータによる入力装置３１２の操作に基づいて得られた温度を、熱風炉１００ａ〜１００ｄから排出される熱風の温度の目標値として、温度調節計３０５に設定する。温度調節計３０５は、送風バタフライ弁１２５ａ〜１２５ｄの開閉動作を調節する開度調節計３１３ａ〜３１３ｄに対して、目標開度を指示する。例えば、２基の熱風炉１００で送風している期間であれば、温度調節計３０５は、送風温度が高ければ、先行して送風する熱風炉１００の送風バタフライ弁１２５の開度を開けて、後行して送風する熱風炉１００の送風バタフライ弁１２５の開度を閉める。逆に、送風温度が低ければ、温度調節計３０５は、先行して送風する熱風炉１００の送風バタフライ弁１２５の開度を閉めて、後行して送風する熱風炉１００の送風バタフライ弁１２５の開度を開ける。先行して送風する熱風炉１００は、熱交換が進んでいるため、熱風温度が低く、後行して送風する熱風炉１００は、十分に蓄熱しているため、熱風温度が高いので、これらの送風バタフライ弁１２５の開度（風量の配分）を調節することによって送風温度を制御することができる。また、１基の熱風炉１００で送風している期間中に送風温度が高い場合は冷風バタフライ弁１２３を開けて冷風を熱風に混入させて送風温度を調節する。１基の熱風炉１００で送風している期間では、送風バタフライ弁の開度は一定にしておく。
送風機３０６は、送風流量調節計３０９に設定された風量の冷風を送風する。送風流量調節計３０９の設定は、送風工場で変更される。
【００２５】
また、熱風炉制御計算機３０１は、以上のような計算結果に基づく画面の表示を、入出力装置３０２を介して表示装置３０３に行わせる。
熱風炉制御計算機３０１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤを備えたコンピュータを用いることにより実現することができる。前述したプログラムは、例えば、ＨＤＤに記憶され、ＣＰＵにより実行される。
尚、ここでは、本実施形態の説明に必要な部分のみの構成及び動作を説明し、本実施形態の説明に不要な部分の構成及び動作の説明を省略する。
【００２６】
図５は、熱風炉制御計算機３０１の機能的な構成の一例を示すブロック図である。以下の各ブロックは、例えば、ＣＰＵが、投入熱量制御プログラムを実行することにより実現することができる。本実施形態でも、従来の公知の熱風炉の制御と同様にして、投入熱量制御プログラムは、各熱風炉１００ａ〜１００ｄの１サイクルが終了すると実行が開始する。そして、投入熱量制御プログラムは、次のサイクルにおける最初の切替期間が終了するまでに、次のサイクルにおける燃焼期間に該当する熱風炉１００に投入する投入熱量（燃焼ガスの流量）を計算する。例えば、図４に「１サイクル」と示している期間が次のサイクルである場合、次のサイクルにおける最初の切替期間は、切替期間４０１であり、次のサイクルにおける燃焼期間は、燃焼期間４０２であり、該当する熱風炉１００は、熱風炉１００ａである。なお、熱風炉の時定数は大きいので、このように１サイクルごとに投入するべき熱量を前もって演算して制御するのが普通である。
【００２７】
（送風期理論放熱量演算部５０１）
送風期理論放熱量演算部５０１ａ〜５０１ｄは、演算対象となる熱風炉１００ａ〜１００ｄが異なるだけであるので、ここでは、送風期理論放熱量演算部５０１ａ〜５０１ｄの説明を一括して行う。ここでは、送風期理論放熱量演算部５０１ａ〜５０１ｄは、特許文献２に記載された熱風炉の投入熱量制御方法における「送風期理論放熱量演算１」に相当する演算を実行する例について説明するが、公知の他の演算手順を用いても良い。
送風期理論放熱量演算部５０１は、今回の１サイクルの送風終了時点において、次回送風条件として高炉操業から要求される次回の予定送風温度ＢＴ、予定送風流量ＢＶおよび予定送風湿分ＢＭと、複数炉の繰り返し操業から定まっている該当炉の予定送風時間Ｔｗおよび現在の冷風温度ＣＴから、以下で説明するようにして次のサイクルの送風期間における送風期理論放熱量ＱBVを求める。この送風期理論放熱量ＱBVは、次のサイクルの送風期間に放熱されるべき理論的な熱量であり、必要蓄熱量のベースとなるものである。
すなわち、次回送風工程において要求される操業条件（設定条件）であるところの、該当する熱風炉１００の次回送風条件のデータを、例えばオペレータによる入力により取得する。すなわち、次回送風条件は、次のサイクルの送風期間において満たすべき送風条件を示すものである。図４で「１サイクル」と示している期間が次のサイクルとすると、次のサイクルの送風期間は、送風期間４０３である。
次回送風条件には、以下の情報が含まれる。
次回の予定送風（冷風）流量ＢＶ［Ｎｍ3／min］
次回の予定送風（熱風）温度ＢＴ［℃］
次回の予定送風（冷風）湿分ＢＭ［体積比率］
次回の予定送風時間Ｔｗ［min］
【００２８】
また、送風期理論放熱量演算部５０１は、冷風温度計３０８の測定値から冷風温度（送風温度）ＣＴ［℃］を取得する。
また、送風期理論放熱量演算部５０１は、予めＨＤＤ等に記憶されている以下の空気および水の物性値を読み出す。
空気熱間比熱ＣAh［kcal／Ｎｍ3・℃］
空気冷間比熱ＣAc［kcal／Ｎｍ3・℃］
水分熱間比熱ＣHh［kcal／Ｎｍ3・℃］
水分冷間比熱ＣHc［kcal／Ｎｍ3・℃］
【００２９】
そして、送風期理論放熱量演算部５０１は、取得した情報を以下の（１）式に代入して、熱風炉ｉの次のサイクルｎの送風期間における送風期理論放熱量ＱBV(n,i)を求める。
ＱBV(n,i)＝Σ［ＢＶ(n,i)×［｛ＢＴ(n,i)×ＣAh−ＣＴ×ＣAc]＋ＢＭ(n,i)×[ＢＴ(n,i)×ＣHh−ＣＴ×ＣHc｝］×Ｔｊ(n,i)］ ・・・（１）
尚、（１）式において、Σはｊについての積算を表す。ここで、ＢＶ(n,i)は、以下のようになる。
前半の２基の送風期間；ＢＶ(n,i)＝ａ(n,i)×ＢＶ、Ｔｊ(n,i)＝Ｔ１(n,ｉ)
１基の送風期間；ＢＶ(n,i)＝ＢＶ、Ｔｊ(n,i)＝Ｔ２(n,ｉ)
後半の２基の送風期間；ＢＶ(n,i)＝ｂ(n,i)×ＢＶ、Ｔｊ(n,i)＝Ｔ３(n,ｉ)
ここで、ａ、ｂは、オペレータが入力装置３１２を操作して入力しておいた値である。２基の送風期間に２基とも同じ流量を送風する場合には、ａ＝１／２、ｂ＝１／２となる。
また、以下の（２）式が成立する。
Ｔ１(n,ｉ)＋Ｔ２(n,ｉ)＋Ｔ３(n,ｉ)＝Ｔｗ(n,ｉ) ・・・（２）
ここで、Ｔｗ(n,ｉ)は、予定送風期間であり、オペレータが入力装置３１２を操作して入力しておいた値である。また、Ｔ１(n,ｉ)、Ｔ２(n,ｉ)、Ｔ３(n,ｉ)は、燃焼送風等の開始終了予定時刻信号と予定送風時間Ｔｗ(n,ｉ)とをもとに求める。
【００３０】
（奪熱効率演算部５０２）
奪熱効率演算部５０２ａ〜５０２ｄも、演算対象となる熱風炉１００ａ〜１００ｄが異なるだけであるので、ここでは、奪熱効率演算部５０２ａ〜５０２ｄの説明を一括して行う。
奪熱効率演算部５０２は、燃焼ガス流量計１３２の測定値に基づいて、燃焼ガス流量（の瞬時値）Ｇｖ（ｔ）［Ｎｍ3／min］を取得しておく。また、奪熱効率演算部５０２は、燃焼ガスカロリー（の瞬時値）Ｇcal［kcal／Ｎｍ3］を計算しておく。燃焼ガスカロリーは、例えば、ガス供給ダクト１１２に設けられている燃焼ガスのガスカロリーを計測するガスカロリー計の測定値に基づいて得ることができる。
そして、奪熱効率演算部５０２は、取得した情報を以下の（３）式に代入して、熱風炉ｉのサイクルｊにおける実績投入熱量Ｑinm［kcal］を計算する。
【００３１】
【数１】
【００３２】
（３）式において、tbsは、サイクルｊにおける燃焼開始時刻であり、tbeは、サイクルｊにおける燃焼終了時刻である。
また、奪熱効率演算部５０２は、熱風温度計３１０の測定値から、送風温度（の瞬時値）Ｂｔ（ｔ）［℃］を取得する。また、奪熱効率演算部５０２は、冷風温度計３０８の測定値から、冷風温度（の瞬時値）Ｃｔ（ｔ）［℃］を取得する。また、奪熱効率演算部５０２は、冷風導入ダクト１１６の上流側に配設された湿度計（図示せず）の測定値から、送風湿分（の瞬時値）Ｂｍ（ｔ）［体積比率］を取得する。また、奪熱効率演算部５０２は、送風流量計３０７の測定値から、送風流量（の瞬時値）Ｂｖ（ｔ）［Ｎｍ3／min］を取得する。また、奪熱効率演算部５０２は、予めＨＤＤ等に記憶されている以下の物性値を読み出す。
空気熱間比熱ＣAh［kcal／Ｎｍ3・℃］
空気冷間比熱ＣAc［kcal／Ｎｍ3・℃］
水分熱間比熱ＣHh［kcal／Ｎｍ3・℃］
水分冷間比熱ＣHc［kcal／Ｎｍ3・℃］
そして、奪熱効率演算部５０２は、取得した情報を以下の（４）式に代入して、熱風炉ｉのサイクルｊにおける実績送風熱量Ｑout［kcal］を計算する。
【００３３】
【数２】
【００３４】
（４）式において、twsは、熱風炉ｉのサイクルｊにおける送風開始時刻であり、tweは、サイクルｊにおける送風終了時刻である。
そして、熱容量の大きな熱風炉では熱効率が急変することがないことから、奪熱効率演算部５０２は、特許文献２と同様にして、実績熱収支の移動平均により奪熱効率ηを下記（５）式で算出する。すなわち、（３）式で求めた「熱風炉ｉのサイクルｊにおける実績投入熱量Ｑinm」と（４）式で求めた「熱風炉ｉのサイクルｊにおける実績送風熱量Ｑout」と、予めＨＤＤ等に記憶されている炉別補正係数ｋｉとを以下の（５）式に代入して、熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける奪熱効率η(n,ｉ)を計算する。
【００３５】
【数３】
【００３６】
（５）式では、日内の大気温度の変動の影響を除去するために、過去１日間の定常状態（減風・減圧・減温・増風・増圧・増温が所定の範囲内）であったサイクル分を、累計の範囲としている。また、炉別補正係数ｋｉは、熱風炉ｉ毎に与えられる係数である。
（必要投入熱量演算部５０３）
必要投入熱量演算部５０３ａ〜５０３ｄも、演算対象となる熱風炉１００ａ〜１００ｄが異なるだけであるので、必要投入熱量演算部５０３ａ〜５０３ｄの説明も一括して行う。
【００３７】
必要投入熱量演算部５０３は、送風期理論放熱量演算部５０１で求められた「熱風炉ｉの次のサイクルｎの送風期間における送風期理論放熱量ＱBV(n,i)」と、奪熱効率演算部５０２で求められた「熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける奪熱効率η(n,ｉ)」とを以下の（６）式に代入して、熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける必要投入熱量Ｑin(n,i)［kcal］を計算する。
Ｑin(n,i)＝[ＱBV(n,i)]／η(n,i) ・・・（６）
【００３８】
（投入熱量補正係数設定部５０４）
投入熱量補正係数設定部５０４は、必要投入熱量演算部５０３により求められた「熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける必要投入熱量Ｑin(n,i)」に投入熱量補正係数Ａ［−］を掛ける（＝Ｑin(n,i)×Ａ）。投入熱量補正係数Ａ［−］は、通常は「１」である。ただし、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体として見た場合に熱風炉１００が減風減温の状態となり、且つ、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体として見た場合に熱風炉１００の熱効率ηが低下している場合には、後述する投入熱量補正係数演算部５０５により投入熱量補正係数Ａが演算される。この場合、投入熱量補正係数設定部５０４は、オペレータによる指示があるまで、投入熱量補正係数演算部５０５により演算された投入熱量補正係数Ａを使用する。その他の場合、投入熱量補正係数設定部５０４は、投入熱量補正係数Ａとして「１」を使用する。
【００３９】
（燃焼ガス流量設定部５０６）
燃焼ガス流量設定部５０６ａ〜５０６ｄは、演算対象となる熱風炉１００ａ〜１００ｄが異なるだけであるので、ここでは、燃焼ガス流量設定部５０６ａ〜５０６ｄの説明を一括して行う。
燃焼ガス流量設定部５０６は、燃焼ガス流量計１３２の測定値に基づいて、燃焼ガス流量（の瞬時値）Ｇｖ［Ｎｍ3／min］を取得（計算）しておく。また、燃焼ガス流量設定部５０６は、ガスカロリー計の測定値に基づいて、燃焼ガスカロリー（の瞬時値）Ｇcal［kcal／Ｎｍ3］を取得（計算）しておく。
そして、燃焼ガス流量設定部５０６は、取得した情報を以下の（７）式に代入して、投入済熱量Ｑina［kcal］を計算する。
【００４０】
【数４】
【００４１】
（７）式において、tbsは、燃焼開始時刻であり、tbは、燃焼経過時間［min］である。
そして、燃焼ガス流量設定部５０６は、投入熱量補正係数設定部５０４により投入熱量補正係数Ａが乗じられた「熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける必要投入熱量Ｑin(n,i)」と、燃焼経過時間tbにおける投入済熱量Ｑina(tb)と、熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける予定燃焼時間Ｔb(n,i)と、燃焼経過時間ｔｂにおける燃焼ガスカロリーＧcal(tb)とを以下の（８）式に代入して、熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける燃焼期間中の燃焼ガス流量の設定値ＧVo［Ｎｍ3／min］を計算する。
ＧVo(tb)＝(Ｑin(n,i)−Ｑina(tb)）／（Ｔb(n,i)−tb）／Ｇcal(tb)) ・・・（８）
そして、燃焼ガス流量設定部５０６は、計算した「熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける燃焼期間中の燃焼ガス流量の設定値ＧVo」を、自身に対応する流量調節計３０４に対して設定する。
【００４２】
（投入熱量補正係数演算部５０５）
前述したように、投入熱量補正係数演算部５０５は、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体として見た場合に熱風炉１００が減風減温の状態となり、且つ、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体として見た場合に熱風炉１００の熱効率ηが低下している場合に、投入熱量補正係数Ａを演算する。
図６は、投入熱量補正係数演算部５０５の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【００４３】
＜投入熱量計算部６０１＞
投入熱量計算部６０１は、燃焼ガス流量計１３２の測定値に基づいて、燃焼ガス流量（の瞬時値）Ｇｖ［Ｎｍ3／min］を、所定時間（ここでは１分とする）が経過する度に取得しておく。また、投入熱量計算部６０１は、ガスカロリー計の測定値に基づいて、燃焼ガスカロリー（の瞬時値）Ｇcal［kcal／Ｎｍ3］を、所定時間（ここでは１分とする）が経過する度に取得しておく。尚、投入熱量計算部６０１が取得する測定値は、略同じタイミングで得られた測定値である。
そして、投入熱量計算部６０１は、取得した情報を以下の（９）式に代入して、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の投入熱量（の瞬時値）Ｑinp［kcal／min］を計算する。
Ｑinp＝Ｇcal×Ｇｖ ・・・（９）
【００４４】
＜投入熱量移動平均計算部６０２＞
投入熱量移動平均計算部６０２は、投入熱量計算部６０１で計算された投入熱量Ｑinpの所定時間（ここでは１００分とする）における移動平均値Ｑins［kcal／min］を計算する。
【００４５】
＜送風熱量計算部６０３＞
送風熱量計算部６０３は、送風流量計３０７の測定値に基づいて、送風流量ＢＶ［Ｎｍ3／min］を、所定時間（ここでは１分とする）が経過する度に取得しておく。また、送風熱量計算部６０３は、熱風温度計３１０の測定値に基づいて、送風温度ＢＴ［℃］を、所定時間（ここでは１分とする）が経過する度に取得しておく。また、送風熱量計算部６０３は、冷風温度計３０８の測定値に基づいて、冷風温度ＣＴ［℃］を、所定時間（ここでは１分とする）が経過する度に取得しておく。尚、送風熱量計算部６０３が取得する測定値は、略同じタイミングで得られた測定値である。また、送風熱量計算部６０３は、予めＨＤＤ等に記憶されている以下の物性値を読み出す。
空気熱間比熱ＣAh［kcal／Ｎｍ3・℃］
空気冷間比熱ＣAc［kcal／Ｎｍ3・℃］
そして、送風熱量計算部６０３は、取得した情報を以下の（１０）式に代入して、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の送風熱量（の瞬時値）Ｑoutp［kcal／min］を計算する。
Ｑoutp＝ＢＶ×（ＢＴ×ＣAh−ＣＴ×ＣAc） ・・・（１０）
【００４６】
＜送風熱量移動平均計算部６０４＞
送風熱量移動平均計算部６０４は、送風熱量計算部６０３により計算された送風熱量Ｑoutpの所定時間（ここでは１００分とする）における移動平均値Ｑouts［kcal／min］を計算する。尚、投入熱量移動平均計算部６０２と送風熱量移動平均計算部６０４とが計算を行うタイミングは、略同期している。
【００４７】
＜熱効率計算部６０５＞
熱効率計算部６０５は、投入熱量移動平均計算部６０２により計算された、投入熱量Ｑinpの所定時間における移動平均値Ｑinsと、送風熱量移動平均計算部６０４により計算された、送風熱量Ｑoutpの所定時間における移動平均値Ｑoutsとを以下の（１１）式に代入して、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の熱効率の所定時間（ここでは１００分とする）における移動平均値ηs［−］を計算する。
ηs＝Ｑouts／Ｑins ・・・（１１）
【００４８】
＜減風減温補正開始・終了判定部６０６＞
減風減温補正開始・終了判定部６０６は、オペレータによって、入力装置３１２に含まれる減風減温補正開始ボタンＰＢＳ又は減風減温補正終了ボタンＰＢＥのＯＮ／ＯＦＦが操作されたか否かを判定する。減風減温補正開始ボタンＰＢＳは、後述する基準値設定部６０７により基準値Ｑins-0、Ｑouts-0、ηs-0を設定するタイミングをオペレータが指定するものである。オペレータは、熱風炉１００が減風減温の状態になったと判断したときに、減風減温補正開始ボタンＰＢＳを操作するものとする。
【００４９】
一方、減風減温補正終了ボタンＰＢＥは、後述する投入熱量補正係数計算部６１０により計算された投入熱量補正係数Ａを元の値（＝１）に戻すタイミングをオペレータが指定するものである。オペレータは、熱風炉１００が減風減温の状態から定常状態に戻ったと判断したときに、減風減温補正終了ボタンＰＢＥを操作するものとする。減風減温補正開始・終了判定部６０６によって減風減温補正終了ボタンＰＢＥが操作されたと判定されると、投入熱量補正係数設定部５０４は、投入熱量補正係数Ａとして「１」を設定する。
【００５０】
＜基準値設定部６０７＞
基準値設定部６０７は、減風減温補正開始・終了判定部６０６によって減風減温補正開始ボタンＰＢＳが操作されたと判定された場合、投入熱量Ｑinpの所定時間における移動平均値Ｑinsの最新の値と、送風熱量Ｑoutpの所定時間における移動平均値Ｑoutsの最新の値と、熱効率の所定時間における移動平均値ηsの最新の値とを取得し、それらをそれぞれ基準値Ｑins-0、Ｑouts-0、ηs-0として設定する（ＲＡＭ等に記憶する）。
【００５１】
＜減風減温判定部６０８＞
減風減温判定部６０８は、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体として熱風炉１００が減風減温の状態であるか否かを判定する。すなわち、減風減温判定部６０８は、送風熱量移動平均計算部６０４により計算された、送風熱量Ｑoutpの所定時間における移動平均値Ｑoutsの最新の値から、基準値Ｑouts-0を引いた値が予め設定されている減風減温判定値ε１を下回ったか否かを判定する。すなわち、減風減温判定部６０８は、以下の（１２）式を満足するか否かを判定する。
Ｑouts−Ｑouts-0＜ε１ ・・・（１２）
【００５２】
＜熱効率低下判定部６０９＞
熱効率低下判定部６０９は、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体として熱風炉１００の熱効率が低下しているか否かを判定する。すなわち、熱効率低下判定部６０９は、熱効率計算部６０５で計算された、熱効率の所定時間における移動平均値ηsの最新の値から、基準値ηs-0を引いた値が予め設定されている熱効率低下判定値ε２を下回ったか否かを判定する。すなわち、熱効率低下判定部６０９は、以下の（１３）式を満足するか否かを判定する。
ηs−ηs-0＜ε２ ・・・（１３）
【００５３】
＜投入熱量補正係数計算部６１０＞
投入熱量補正係数計算部６１０は、減風減温判定部６０８により４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体として熱風炉１００が減風減温の状態であると判定され（（１２）式を満足すると判定され）、且つ、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体として熱風炉１００の熱効率が低下していると判定され（（１３）式を満足すると判定され）ると、投入熱量補正係数Ａを計算する。
投入熱量補正係数計算部６１０は、投入熱量Ｑinpの所定時間における移動平均値Ｑinsの最新の値と、送風熱量Ｑoutpの所定時間における移動平均値Ｑoutsの最新の値とを取得する。また、投入熱量補正係数計算部６１０は、基準値設定部６０７により設定された基準値Ｑins-0、Ｑouts-0を取得する。そして、投入熱量補正係数計算部６１０は、取得した情報を、以下の（１４）式に代入して投入熱量補正係数Ａ［−］を計算する。
Ａ＝（Ｑouts／Ｑouts-0）×（Ｑins-0／Ｑins） ・・・（１４）
投入熱量補正係数設定部５０４は、減風減温補正開始・終了判定部６０６によって減風減温補正終了ボタンＰＢＥが操作されたと判定されるまで、投入熱量補正係数Ａとして、このようにして投入熱量補正係数計算部６１０により計算された値を設定する。
【００５４】
図７は、投入熱量補正係数Ａの意味を説明する図である。
図７において、開始時点とは、オペレータによって減風減温補正開始ボタンＰＢＳが操作された時点を指す。この開始時点における、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の熱効率の所定時間における移動平均値ηs-0は、以下の（１５）式で表される。
ηs-0＝Ｑouts-0／Ｑins-0 ・・・（１５）
また、現時点における、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の熱効率の所定時間における移動平均値ηsは、以下の（１６）式で表される。
ηs＝Ｑouts／Ｑins ・・・（１６）
【００５５】
図７において、現時点では、開始時点よりも熱効率が低下している。このため、投入熱量が過剰な状態である。そこで、現時点における、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の投入熱量の所定時間における移動平均値Ｑinsを、以下の（１７）式で定まる値Ｑins´になるまで下げる。このようにすれば、熱効率を開始時点よりも下げないように投入熱量を補正することができる。
Ｑouts／Ｑins´＝Ｑouts-0／Ｑins-0 ・・・（１７）
（１７）式を変形すると、以下の（１８）式が得られる。
Ｑins´＝（Ｑouts／Ｑouts-0）×Ｑins-0 ・・・（１８）
そして、投入熱量補正係数Ａを以下の（１９）式のように定義すると、前述した（１４）式が得られる。
Ａ＝Ｑins´／Ｑins ・・・（１９）
以上のように本実施形態では、熱風炉１００が減風減温の状態であり、且つ、熱風炉１００の熱効率が低下していると、減風減温補正開始ボタンＰＢＳが操作されたときよりも熱効率を下げないように投入熱量を補正するための投入熱量補正係数Ａを、熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける必要投入熱量Ｑin(n,i)に掛けるようにしている。
【００５６】
（フローチャート）
次に、図８のフローチャートを参照しながら、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄのそれぞれに対して、熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける燃焼期間中の燃焼ガス流量の設定値ＧVoを個別に設定する際の動作の一例を説明する。前述したように、各熱風炉１００ａ〜１００ｄにおける前述したサイクルが終了すると、図８のフローチャートの実行が開始される。
まず、ステップＳ１において、サイクルが終了した熱風炉１００に対応する送風期理論放熱量演算部５０１は、前述した（１）式の計算を行って、当該熱風炉１００の次のサイクルｎの送風期間における送風期理論放熱量ＱBV(n,i)を求める。
次に、ステップＳ２において、サイクルが終了した熱風炉１００に対応する奪熱効率演算部５０２は、前述した（５）式の計算を行って、当該熱風炉１００の次のサイクルｎにおける奪熱効率η(n,ｉ)を計算する。
【００５７】
次に、ステップＳ３において、サイクルが終了した熱風炉１００に対応する必要投入熱量演算部５０３は、前述した（６）式の計算を行って、当該熱風炉１００の次のサイクルｎにおける必要投入熱量Ｑin(n,i)を計算する。
次に、ステップＳ４において、投入熱量補正係数設定部５０４は、ステップＳ３で計算された必要投入熱量Ｑin(n,i)に、投入熱量補正係数Ａを掛ける。
次に、ステップＳ５において、サイクルが終了した熱風炉１００に対応する燃焼ガス流量設定部５０６は、前述した（７）式、（８）式の計算を行って、当該熱風炉１００の次のサイクルｎにおける燃焼期間中の燃焼ガス流量の設定値ＧVoを計算し、計算した設定値ＧVoを、当該熱風炉１００に対応する流量調節計３０４に設定する。
【００５８】
次に、図９のフローチャートを参照しながら、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の投入熱量の所定時間における移動平均値Ｑinsを計算する際の投入熱量補正係数演算部５０５の動作の一例を説明する。
まず、ステップＳ１１において、投入熱量計算部６０１は、前述した（９）式により投入熱量（の瞬時値）Ｑinpを計算するタイミングになるまで待機する。前述したように、本実施形態では、１分おきに投入熱量Ｑinpを計算するようにしている。
そして、投入熱量Ｑinpを計算するタイミングになると、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２に進むと、投入熱量計算部６０１は、燃焼ガス流量計１３２の測定値に基づいて、燃焼ガス流量（の瞬時値）Ｇｖを求める。
次に、ステップＳ１３において、投入熱量計算部６０１は、ガスカロリー計の測定値に基づいて、燃焼ガスカロリー（の瞬時値）Ｇcalを求める。
尚、ステップＳ１２、Ｓ１３の処理は逆であってもよい。
【００５９】
次に、ステップＳ１４において、投入熱量計算部６０１は、前述した（９）式の計算を行って、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の投入熱量（の瞬時値）Ｑinpを計算してＲＡＭ等に記憶する。
次に、ステップＳ１５において、投入熱量移動平均計算部６０２は、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の投入熱量Ｑinpの移動平均値Ｑinsを計算するタイミングであるか否かを判定する。前述したように本実施形態では、１００分おきに投入熱量Ｑinpの移動平均値Ｑinsを計算するようにしている。
【００６０】
この判定の結果、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の投入熱量Ｑinpの移動平均値Ｑinsを計算するタイミングでない場合には、ステップＳ１１に戻る。一方、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の投入熱量Ｑinpの移動平均値Ｑinsを計算するタイミングである場合には、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６に進むと、投入熱量移動平均計算部６０２は、ステップＳ１４で計算された投入熱量Ｑinpの所定時間（１００分間）における移動平均値Ｑinsを計算してＲＡＭ等に記憶する。
【００６１】
次に、図１０のフローチャートを参照しながら、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の送風熱量の所定時間における移動平均値Ｑoutsを計算する際の投入熱量補正係数演算部５０５の動作の一例を説明する。
まず、ステップＳ２１において、送風熱量計算部６０３は、前述した（１０）式により送風熱量（の瞬時値）Ｑoutpを計算するタイミングになるまで待機する。前述したように、本実施形態では、１分おきに送風熱量Ｑoutpを計算するようにしている。
そして、送風熱量Ｑoutpを計算するタイミングになると、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２に進むと、送風熱量計算部６０３は、送風流量計３０７の測定値に基づいて、送風流量ＢＶを取得する。
【００６２】
次に、ステップＳ２３において、送風熱量計算部６０３は、熱風温度計３１０の測定値に基づいて、送風温度ＢＴを取得する。
次に、ステップＳ２４において、送風熱量計算部６０３は、冷風温度計３０８の測定値に基づいて、冷風温度ＣＴを取得する。
次に、ステップＳ２５において、送風熱量計算部６０３は、ＨＤＤ等から、空気熱間比熱ＣAhと、空気冷間比熱ＣAcとを読み出す。
尚、ステップＳ２２〜Ｓ２５の順番は、どのような順番であってもよい。
【００６３】
次に、ステップＳ２６において、送風熱量計算部６０３は、前述した（１０）式の計算を行って、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の送風熱量（の瞬時値）Ｑoutpを計算する。
次に、ステップＳ２７において、送風熱量移動平均計算部６０４は、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の送風熱量Ｑoutpの移動平均値Ｑoutsを計算するタイミングであるか否かを判定する。前述したように本実施形態では、１００分おきに送風熱量Ｑoutpの移動平均値Ｑoutsを計算するようにしている。
【００６４】
この判定の結果、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の送風熱量Ｑoutpの移動平均値Ｑoutsを計算するタイミングでない場合には、ステップＳ２１に戻る。一方、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の送風熱量Ｑoutpの移動平均値Ｑoutsを計算するタイミングである場合には、ステップＳ２８に進む。
ステップＳ２８に進むと、送風熱量移動平均計算部６０４は、ステップＳ２６で計算された送風熱量Ｑoutpの所定時間（１００分間）における移動平均値Ｑoutsを計算してＲＡＭ等に記憶する。
尚、前述したように、図９のステップＳ１６で、投入熱量Ｑinpの所定時間における移動平均値Ｑinsが算出され、図１０のステップＳ２８で、送風熱量Ｑoutpの所定時間における移動平均値Ｑoutsが算出されると、熱効率計算部６０５は、前述した（１１）式の計算を行って、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体の熱効率の所定時間（１００分間）における移動平均値ηsを計算してＲＡＭ等に記憶する。
【００６５】
次に、図１１のフローチャートを参照しながら、投入熱量補正係数Ａを計算する際の投入熱量補正係数演算部５０５の動作の一例を説明する。
まず、ステップＳ３１において、減風減温補正開始・終了判定部６０６は、オペレータによって、入力装置３１２に含まれる減風減温補正開始ボタンＰＢＳが操作されたか否かを判定する。この判定の結果、減風減温補正開始ボタンＰＢＳが操作されていない場合には、図１１のフローチャートによる処理を終了する。
一方、減風減温補正開始ボタンＰＢＳが操作された場合には、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２に進むと、基準値設定部６０７は、投入熱量Ｑinpの所定時間における移動平均値Ｑinsの最新の値と、送風熱量Ｑoutpの所定時間における移動平均値Ｑoutsの最新の値と、熱効率の所定時間における移動平均値ηsの最新の値とを、それぞれ基準値Ｑins-0、Ｑouts-0、ηs-0として設定する。
【００６６】
次に、ステップＳ３３において、減風減温判定部６０８は、前述した（１２）式を満足するまで待機する。そして、（１２）式を満足すると、ステップＳ３４に進む。ステップＳ３４に進むと、熱効率低下判定部６０９は、前述した（１３）式を満足したか否かを判定する。この判定の結果、（１３）式を満足していない場合には、ステップＳ３３に戻る。一方、（１３）式を満足した場合には、ステップＳ３５に進む。
尚、ステップＳ３３、Ｓ３４の処理の順番は逆であってもよい。
ステップＳ３５に進むと、投入熱量補正係数計算部６１０は、前述した（１４）式の計算を行って、投入熱量補正係数Ａを計算する。
【００６７】
次に、ステップＳ３６において、投入熱量補正係数設定部５０４は、投入熱量補正係数ＡをステップＳ３５で計算された値に設定する。
次に、ステップＳ３７において、減風減温補正開始・終了判定部６０６は、オペレータによって、入力装置３１２に含まれる減風減温補正終了ボタンＰＢＥが操作されたか否かを判定する。この判定の結果、減風減温補正終了ボタンＰＢＥが操作されていない場合には、ステップＳ３３に戻る。このように本実施形態では、熱風炉１００の操業状態に関わらず、減風減温補正終了ボタンＰＢＥが操作されるまでは、投入熱量補正係数ＡとしてステップＳ３５で計算された値が使用される。これは、減風減温状態が回避されたか否かは、オペレータが決定するという思想に立脚するものである。ただし、必ずしもこのようにする必要はなく、減風減温状態が回避されたと見なせる所定の操業条件が成立したか否かをこのステップＳ３７で判定するようにしてもよい。
一方、減風減温補正終了ボタンＰＢＥが操作されると、ステップＳ３８に進む。ステップＳ３８に進むと、投入熱量補正係数設定部５０４は、投入熱量補正係数Ａとして「１」を設定する。
【００６８】
図１２は、送風流量を変更したときの投入熱量、送風熱量、熱効率の応答を表わすシミュレーションの結果を示す図である。図１２（ａ）は、本実施形態のように、減風減温状態になると、投入熱量補正係数Ａを計算するようにした場合の図であり、図１２（ｂ）は、減風減温状態になっても、投入熱量補正係数Ａを「１」に固定した場合の図である。
ここでは、時間Ｔで、送風流量をステップ的に５［％］下げた場合についてシミュレーションした。シミュレーションの条件は、以下の通りである。
送風温度；１２００［℃］
送風流量；８０００［Ｎｍ3／min］
送風時間；９０［min］
冷風温度；２００［℃］
空気熱間比熱；０．３５［kcal／Ｎｍ3・℃］
空気冷間比熱；０．３０［kcal／Ｎｍ3・℃］
燃焼時間；９０［min］
燃焼ガスカロリー；１０００［kcal／Ｎｍ3］
減風減温判定値ε１；２５［ＭＪ／min］
熱効率低下判定値ε２；０．１［％］
投入熱量の基準値Ｑins-0；１５［ＧＪ／min］
送風熱量の基準値Ｑouts-0；１３［ＧＪ／min］
熱効率の基準値ηs-0：８７［％］
【００６９】
図１２（ａ）に示すように、本実施形態のようにして、減風減温状態になったときに投入熱量補正係数Ａを計算し、投入熱量補正係数Ａで必要投入熱量Ｑin(n,i)を補正すると、熱効率は、送風流量の変更に伴って一時的に低下するが、それ以降は略一定値に維持される。送風熱量の低下に応じて適正なだけ投入熱量が抑制されるためである。これに対し、図１２（ｂ）に示すように、投入熱量補正係数Ａを「１」で固定すると、熱効率が大幅に低下してしまう。
【００７０】
以上のように本実施形態では、熱風炉１００が減風減温の状態になり、オペレータが減風減温補正開始ボタンＰＢＳを操作したときの、４基の熱風炉１００ａ〜１００ｄ全体としての熱効率ηs-0が維持されるように、投入熱量補正係数Ａを計算し、計算した投入熱量補正係数Ａを、熱風炉ｉの次のサイクルｎにおける必要投入熱量Ｑin(n,i)に掛けるようにした。したがって、減風減温の状態になっても、熱風炉における熱効率を可及的に下げないようにすることができる。よって、スタッガードパラレル方式で操業している熱風炉１００から高炉に供給する熱風の熱量を、急に当初予定よりも減少させる必要があるときでも、熱風炉１００における熱効率を可及的に下げないようにして、熱風炉１００の操業を柔軟に制御して継続できる。
【００７１】
尚、スタッガードパラレル方式で操業される複数の熱風炉１００ａ〜１００ｄのそれぞれの、定常状態における次のサイクルの投入熱量を、当該次のサイクルにおける燃焼動作が開始される前に、熱風炉１００ａ〜１００ｄのそれぞれにおける「熱効率に関する熱収支の実績値」に基づいて計算するようにしていれば、必ずしも必要投入熱量を（６）式のようにして計算する必要はない。例えば、特許文献１の手法を用いて計算するようにしてもよい。すなわち、投入熱量＝所要蓄熱量／熱効率＝（送風熱量−残熱量）／熱効率に従って必要投入熱量の計算（熱収支の計算）を行ったり、特許文献１に記載のように、現時点の蓄熱量から、直前のサイクルにおける送風期間が開始するときの蓄熱量を引いて必要投入熱量の計算（熱収支の計算）を行ったりすることができる。
【００７２】
また、本実施形態のように、投入熱量Ｑinpの所定時間における移動平均値Ｑinsと、送風熱量Ｑoutpの所定時間における移動平均値Ｑoutsと、熱効率の所定時間における移動平均値ηsとを用いれば、信頼性の高いデータを得ることができるので好ましいが、移動平均値の代わりに瞬時値を用いるようにしてもよい。
また、（１２）式の代わりに、Ｑouts-0−Ｑouts＞ε１を、（１３）式の代わりに、ηs-0−ηs＞ε２を、それぞれ用いるようにしてもよい。すなわち、基準値（Ｑouts-0、ηs-0）に対する現在値（Ｑouts、ηs）の減少分が、所定値（減風減温判定値ε１、熱効率低下判定値ε２）を超えているか否かを判定するようにしていればよい。
【００７３】
また、本実施形態では、減風減温の状態でないときの投入熱量補正係数Ａを「１」とたが、必ずしもこのようにする必要はない。すなわち、投入熱量補正係数設定部５０４は、減風減温の状態でないときには、投入熱量補正係数Ａを考慮せずに、必要投入熱量演算部５０３により求められたＱin(n,i)をそのまま燃焼ガス流量設定部５０６に出力するようにしてもよい。
【００７４】
本実施形態では、例えば、熱風炉制御計算機３０１を用いることにより、熱風炉制御計算装置の一例が実現される。また、例えば、送風期理論放熱量演算部５０１、奪熱効率演算部５０２、及び必要投入熱量演算部５０３を用いることにより、必要投入熱量計算手段の一例が実現される。ここで、必要投入熱量計算手段が入力する次の１サイクルの送風条件は、例えば、送風期理論放熱量演算部５０１が入力する次回送風条件（次回の予定送風（冷風）流量ＢＶ、次回の予定送風（熱風）温度ＢＴ、次回の予定送風（熱風）湿分ＢＭ、次回の予定送風時間Ｔｗ）を用いることにより実現される。また、必要投入熱量計算手段が入力する冷風の操業実績値は、例えば、送風期理論放熱量演算部５０１、奪熱効率演算部５０２が入力する冷風温度計３０８の測定値を用いることにより実現される。また、必要投入熱量計算手段が入力する燃焼ガスの操業実績値は、例えば、奪熱効率演算部５０２が入力する燃焼ガス流量計１３２の測定値と、ガスカロリー計の測定値とを用いることにより実現される。また、必要投入熱量計算手段が入力する熱風の操業実績値は、奪熱効率演算部５０２が入力する熱風温度計３１０の測定値を用いることにより実現される。
また、例えば、投入熱量計算部６０１、及び投入熱量移動平均計算部６０２を用いることにより、投入熱量現在値計算手段の一例が実現される。ここで、投入熱量現在値計算手段が入力する燃焼ガスの操業実績値は、例えば、投入熱量計算部６０１が入力する燃焼ガス流量計１３２の測定値とガスカロリー計の測定値とを用いることにより実現される。
また、例えば、送風熱量計算部６０３、及び送風熱量移動平均計算部６０４を用いることにより、送風熱量現在値計算手段の一例が実現される。ここで、送風熱量現在値計算手段が入力する熱風の操業実績値は、例えば、送風熱量計算部６０３が入力する送風流量計３０７の測定値と熱風温度計３１０の測定値とを用いることにより実現される。また、送風熱量現在値計算手段が入力する冷風の操業実績値は、例えば、送風熱量計算部６０３が入力する冷風温度計３０８の測定値を用いることにより実現される。
また、例えば、熱効率計算部６０５を用いることにより、熱効率現在値計算手段の一例が実現される。
また、例えば、基準値設定部６０７を用いることにより、基準値設定手段の一例が実現される。ここで、例えば、減風減温補正開始ボタンＰＢＳのＯＮ操作により、必要投入熱量の補正を行うことを指示するための操作の一例が実現される。
また、例えば、減風減温判定部６０８を用いることにより、減風減温判定手段の一例が実現される。また、例えば、熱効率低下判定部６０９を用いることにより、熱効率低下判定手段（工程）の一例が実現される。
また、例えば、投入熱量補正係数計算部６１０を用いることにより、投入熱量補正係数計算手段の一例が実現される。
また、例えば、減風減温補正終了ボタンＰＢＥのＯＮ操作により、必要投入熱量の補正を終了すること指示するための操作の一例が実現される。
また、例えば、燃焼ガス流量設定部５０６、流量調節計３０４、及び調節弁１３１を用いることにより、流量調節工程の一例が実現される。
【００７５】
尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又はかかるプログラムを伝送する伝送媒体も本発明の実施の形態として適用することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体などのプログラムプロダクトも本発明の実施の形態として適用することができる。前記のプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１００ 熱風炉
１２７ 空気流量計
１３２ 燃焼ガス流量計
３００ 制御装置
３０１ 熱風炉制御計算機
３０２ 入出力装置
３０３ 表示装置
３０４ 流量調節計
３０７ 送風流量計
３０８ 冷風温度計
３１０ 熱風温度計
３１２ 入力装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタッガードパラレル方式で操業される複数の熱風炉の燃焼および送風を制御するために、該熱風炉のそれぞれに投入する投入熱量を計算する熱風炉制御計算装置であって、
前記複数の熱風炉のそれぞれについて、当該熱風炉の操業の次の１サイクルにおける必要投入熱量を、当該次の１サイクルにおける燃焼期間になる前に、当該熱風炉の熱効率に関する熱収支の実績値を用いて計算する必要投入熱量計算手段と、
前記燃焼を行うための燃焼ガスの操業実績値を入力して、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の現在値を計算する投入熱量現在値計算手段と、
前記熱風炉から高炉に供給された熱風の操業実績値と、前記熱風炉に供給された冷風の操業実績値とを入力して、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の現在値を計算する送風熱量現在値計算手段と、
前記投入熱量の現在値と、前記送風熱量の現在値とから、前記複数の熱風炉全体の熱効率の現在値を計算する熱効率現在値計算手段と、
オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を行うことを指示するための操作が行われると、前記投入熱量現在値計算手段により計算された投入熱量の現在値と、前記送風熱量現在値計算手段により計算された送風熱量の現在値と、前記熱効率現在値計算手段により計算された熱効率の現在値とをそれぞれ基準値として設定する基準値設定手段と、
前記基準値設定手段により設定された送風熱量の基準値に対する、前記送風熱量現在値計算手段により計算された送風熱量の現在値の減少分が、減風減温判定値を超えているか否かを判定する減風減温判定手段と、
前記基準値設定手段により設定された熱効率の基準値に対する、前記熱効率現在値計算手段により計算された熱効率の現在値の減少分が、熱効率低下判定値を超えているか否かを判定する熱効率低下判定手段と、
前記減風減温判定手段により、送風熱量の基準値に対する現在値の減少分が減風減温判定値を超えたと判定され、且つ、前記熱効率低下判定手段により、熱効率の基準値に対する現在値の減少分が熱効率低下判定値を超えたと判定されると、投入熱量補正係数を計算する投入熱量補正係数計算手段と、
前記必要投入熱量計算手段により計算された必要投入熱量に、前記投入熱量補正係数計算手段により計算された投入熱量補正係数を乗じて、前記複数の熱風炉のそれぞれの次の１サイクルにおける投入熱量を計算する投入熱量計算手段と、を有し、
前記投入熱量補正係数計算手段は、以下の（Ａ）式により、前記投入熱量補正係数Ａ［−］を計算することを特徴とする熱風炉制御計算装置。
Ａ＝（Ｑouts／Ｑouts-0）×（Ｑins-0／Ｑins） ・・・（Ａ）
ここで、Ｑouts［kcal／min］は、前記送風熱量の現在値、Ｑouts-0［kcal／min］は、前記送風熱量の基準値、Ｑins-0［kcal／min］は、前記投入熱量の基準値、Ｑins［kcal／min］は、前記投入熱量の現在値である。
【請求項２】
前記必要投入熱量計算手段は、次の１サイクルの送風条件と、冷風の操業実績値とを入力して、次の１サイクルにおける必要蓄熱量を計算することを、前記複数の熱風炉のそれぞれについて行う手段と、
前記燃焼ガスの操業実績値を入力して、実績投入熱量を計算すると共に、熱風の操業実績値と、冷風の操業実績値とを入力して、実績送風熱量を計算し、これら実績投入熱量と実績送風熱量とを用いて、次の１サイクルの奪熱効率を計算することを、前記複数の熱風炉のそれぞれについて行う手段と、
前記次の１サイクルにおける必要蓄熱量と、前記次の１サイクルの奪熱効率とを用いて、次の１サイクルにおける必要投入熱量を計算することを、前記複数の熱風炉のそれぞれについて行う手段と、をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の熱風炉制御計算装置。
【請求項３】
前記投入熱量補正係数計算手段は、オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を終了すること指示するための操作が行われるまで、前記投入熱量補正係数の計算を行い、
前記投入熱量計算手段は、オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を終了すること指示するための操作が行われるまで、前記必要投入熱量計算手段により計算された必要投入熱量に、投入熱量補正係数計算手段により前記（Ａ）式で計算された投入熱量補正係数Ａを乗じて、前記複数の熱風炉のそれぞれの次のサイクルにおける投入熱量を計算することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱風炉制御計算装置。
【請求項４】
前記投入熱量現在値計算手段は、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の所定時間における移動平均値を、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の現在値として計算し、
前記送風熱量現在値計算手段は、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の所定時間における移動平均値を、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の現在値として計算し、
前記熱効率現在値計算手段は、前記複数の熱風炉全体の熱効率の所定時間における移動平均値を、前記複数の熱風炉全体の熱効率の現在値として計算することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の熱風炉制御計算装置。
【請求項５】
スタッガードパラレル方式で操業される複数の熱風炉のそれぞれに投入する投入熱量を制御する熱風炉制御方法であって、
前記複数の熱風炉のそれぞれについて、当該熱風炉の操業の次の１サイクルにおける必要投入熱量を、当該次の１サイクルにおける燃焼期間になる前に、当該熱風炉の熱効率に関する熱収支の実績値を用いて計算する必要投入熱量計算工程と、
前記燃焼を行うための燃焼ガスの操業実績値を入力して、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の現在値を計算する投入熱量現在値計算工程と、
前記熱風炉から高炉に供給された熱風の操業実績値と、前記熱風炉に供給された冷風の操業実績値とを入力して、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の現在値を計算する送風熱量現在値計算工程と、
前記投入熱量の現在値と、前記送風熱量の現在値とから、前記複数の熱風炉全体の熱効率の現在値を計算する熱効率現在値計算工程と、
オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を行うことを指示するための操作が行われると、前記投入熱量現在値計算工程により計算された投入熱量の現在値と、前記送風熱量現在値計算工程により計算された送風熱量の現在値と、前記熱効率現在値計算工程により計算された熱効率の現在値とをそれぞれ基準値として設定する基準値設定工程と、
前記基準値設定工程により設定された送風熱量の基準値に対する、前記送風熱量現在値計算工程により計算された送風熱量の現在値の減少分が、減風減温判定値を超えているか否かを判定する減風減温判定工程と、
前記基準値設定工程により設定された熱効率の基準値に対する、前記熱効率現在値計算工程により計算された熱効率の現在値の減少分が、熱効率低下判定値を超えているか否かを判定する熱効率低下判定工程と、
前記減風減温判定工程により、送風熱量の基準値に対する現在値の減少分が減風減温判定値を超えたと判定され、且つ、前記熱効率低下判定工程により、熱効率の基準値に対する現在値の減少分が熱効率低下判定値を超えたと判定されると、投入熱量補正係数を計算する投入熱量補正係数計算工程と、
前記必要投入熱量計算工程により計算された必要投入熱量に、前記投入熱量補正係数計算工程により計算された投入熱量補正係数を乗じて、前記複数の熱風炉のそれぞれの次のサイクルにおける投入熱量を計算する投入熱量計算工程と、
前記投入熱量計算工程で計算された投入熱量に基づいて、次の１サイクルにおける燃焼期間に前記熱風炉に供給する燃焼ガスの流量を調節する流量調節工程と、有し、
前記投入熱量補正係数計算工程は、以下の（Ａ）式により、前記投入熱量補正係数Ａ［−］を計算することを特徴とする熱風炉制御方法。
Ａ＝（Ｑouts／Ｑouts-0）×（Ｑins-0／Ｑins） ・・・（Ａ）
ここで、Ｑouts［kcal／min］は、前記送風熱量の現在値であり、Ｑouts-0［kcal／min］は、前記送風熱量の基準値であり、Ｑins-0［kcal／min］は、前記投入熱量の基準値であり、Ｑins［kcal／min］は、前記投入熱量の現在値である。
【請求項６】
前記必要投入熱量計算工程は、次の１サイクルの送風条件と、冷風の操業実績値とを入力して、次の１サイクルにおける必要蓄熱量を計算することを、前記複数の熱風炉のそれぞれについて行う工程と、
前記燃焼ガスの操業実績値を入力して、実績投入熱量を計算すると共に、熱風の操業実績値と、冷風の操業実績値とを入力して、実績送風熱量を計算し、これら実績投入熱量と実績送風熱量とを用いて、次の１サイクルの奪熱効率を計算することを、前記複数の熱風炉のそれぞれについて行う工程と、
前記次の１サイクルにおける必要蓄熱量と、前記次の１サイクルの奪熱効率とを用いて、次の１サイクルにおける必要投入熱量を計算することを、前記複数の熱風炉のそれぞれについて行う工程と、をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の熱風炉制御方法。
【請求項７】
前記投入熱量補正係数計算工程は、オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を終了すること指示するための操作が行われるまで、前記投入熱量補正係数の計算を行い、
前記投入熱量計算工程は、オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を終了すること指示するための操作が行われるまで、前記必要投入熱量計算工程により計算された必要投入熱量に、投入熱量補正係数計算工程により前記（Ａ）式で計算された投入熱量補正係数Ａを乗じて、前記複数の熱風炉のそれぞれの次のサイクルにおける投入熱量を計算することを特徴とする請求項５又は６に記載の熱風炉制御方法。
【請求項８】
前記投入熱量現在値計算工程は、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の所定時間における移動平均値を、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の現在値として計算し、
前記送風熱量現在値計算工程は、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の所定時間における移動平均値を、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の現在値として計算し、
前記熱効率現在値計算工程は、前記複数の熱風炉全体の熱効率の所定時間における移動平均値を、前記複数の熱風炉全体の熱効率の現在値として計算することを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の熱風炉制御方法。
【請求項９】
スタッガードパラレル方式で操業される複数の熱風炉の燃焼および送風を制御するために、該熱風炉のそれぞれに投入する投入熱量を計算することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記複数の熱風炉のそれぞれについて、当該熱風炉の操業の次の１サイクルにおける必要投入熱量を、当該次の１サイクルにおける燃焼期間になる前に、当該熱風炉の熱効率に関する熱収支の実績値を用いて計算する必要投入熱量計算工程と、
前記燃焼を行うための燃焼ガスの操業実績値を入力して、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の現在値を計算する投入熱量現在値計算工程と、
前記熱風炉から高炉に供給された熱風の操業実績値と、前記熱風炉に供給された冷風の操業実績値とを入力して、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の現在値を計算する送風熱量現在値計算工程と、
前記投入熱量の現在値と、前記送風熱量の現在値とから、前記複数の熱風炉全体の熱効率の現在値を計算する熱効率現在値計算工程と、
オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を行うことを指示するための操作が行われると、前記投入熱量現在値計算工程により計算された投入熱量の現在値と、前記送風熱量現在値計算工程により計算された送風熱量の現在値と、前記熱効率現在値計算工程により計算された熱効率の現在値とをそれぞれ基準値として設定する基準値設定工程と、
前記基準値設定工程により設定された送風熱量の基準値に対する、前記送風熱量現在値計算工程により計算された送風熱量の現在値の減少分が、減風減温判定値を超えているか否かを判定する減風減温判定工程と、
前記基準値設定工程により設定された熱効率の基準値に対する、前記熱効率現在値計算工程により取得された熱効率の現在値の減少分が、熱効率低下判定値を超えているか否かを判定する熱効率低下判定工程と、
前記減風減温判定工程により、送風熱量の基準値に対する現在値の減少分が減風減温判定値を超えたと判定され、且つ、前記熱効率低下判定工程により、熱効率の基準値に対する現在値の減少分が熱効率低下判定値を超えたと判定されると、投入熱量補正係数を計算する投入熱量補正係数計算工程と、
前記必要投入熱量計算工程により計算された必要投入熱量に、前記投入熱量補正係数計算工程により計算された投入熱量補正係数を乗じて、前記複数の熱風炉のそれぞれの次の１サイクルにおける投入熱量を計算する投入熱量計算工程と、をコンピュータに実行させ、
前記投入熱量補正係数計算工程は、以下の（Ａ）式により、前記投入熱量補正係数Ａ［−］を計算することを特徴とするコンピュータプログラム。
Ａ＝（Ｑouts／Ｑouts-0）×（Ｑins-0／Ｑins） ・・・（Ａ）
ここで、Ｑouts［kcal／min］は、前記送風熱量の現在値であり、Ｑouts-0［kcal／min］は、前記送風熱量の基準値であり、Ｑins-0［kcal／min］は、前記投入熱量の基準値であり、Ｑins［kcal／min］は、前記投入熱量の現在値である。
【請求項１】
スタッガードパラレル方式で操業される複数の熱風炉の燃焼および送風を制御するために、該熱風炉のそれぞれに投入する投入熱量を計算する熱風炉制御計算装置であって、
前記複数の熱風炉のそれぞれについて、当該熱風炉の操業の次の１サイクルにおける必要投入熱量を、当該次の１サイクルにおける燃焼期間になる前に、当該熱風炉の熱効率に関する熱収支の実績値を用いて計算する必要投入熱量計算手段と、
前記燃焼を行うための燃焼ガスの操業実績値を入力して、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の現在値を計算する投入熱量現在値計算手段と、
前記熱風炉から高炉に供給された熱風の操業実績値と、前記熱風炉に供給された冷風の操業実績値とを入力して、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の現在値を計算する送風熱量現在値計算手段と、
前記投入熱量の現在値と、前記送風熱量の現在値とから、前記複数の熱風炉全体の熱効率の現在値を計算する熱効率現在値計算手段と、
オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を行うことを指示するための操作が行われると、前記投入熱量現在値計算手段により計算された投入熱量の現在値と、前記送風熱量現在値計算手段により計算された送風熱量の現在値と、前記熱効率現在値計算手段により計算された熱効率の現在値とをそれぞれ基準値として設定する基準値設定手段と、
前記基準値設定手段により設定された送風熱量の基準値に対する、前記送風熱量現在値計算手段により計算された送風熱量の現在値の減少分が、減風減温判定値を超えているか否かを判定する減風減温判定手段と、
前記基準値設定手段により設定された熱効率の基準値に対する、前記熱効率現在値計算手段により計算された熱効率の現在値の減少分が、熱効率低下判定値を超えているか否かを判定する熱効率低下判定手段と、
前記減風減温判定手段により、送風熱量の基準値に対する現在値の減少分が減風減温判定値を超えたと判定され、且つ、前記熱効率低下判定手段により、熱効率の基準値に対する現在値の減少分が熱効率低下判定値を超えたと判定されると、投入熱量補正係数を計算する投入熱量補正係数計算手段と、
前記必要投入熱量計算手段により計算された必要投入熱量に、前記投入熱量補正係数計算手段により計算された投入熱量補正係数を乗じて、前記複数の熱風炉のそれぞれの次の１サイクルにおける投入熱量を計算する投入熱量計算手段と、を有し、
前記投入熱量補正係数計算手段は、以下の（Ａ）式により、前記投入熱量補正係数Ａ［−］を計算することを特徴とする熱風炉制御計算装置。
Ａ＝（Ｑouts／Ｑouts-0）×（Ｑins-0／Ｑins） ・・・（Ａ）
ここで、Ｑouts［kcal／min］は、前記送風熱量の現在値、Ｑouts-0［kcal／min］は、前記送風熱量の基準値、Ｑins-0［kcal／min］は、前記投入熱量の基準値、Ｑins［kcal／min］は、前記投入熱量の現在値である。
【請求項２】
前記必要投入熱量計算手段は、次の１サイクルの送風条件と、冷風の操業実績値とを入力して、次の１サイクルにおける必要蓄熱量を計算することを、前記複数の熱風炉のそれぞれについて行う手段と、
前記燃焼ガスの操業実績値を入力して、実績投入熱量を計算すると共に、熱風の操業実績値と、冷風の操業実績値とを入力して、実績送風熱量を計算し、これら実績投入熱量と実績送風熱量とを用いて、次の１サイクルの奪熱効率を計算することを、前記複数の熱風炉のそれぞれについて行う手段と、
前記次の１サイクルにおける必要蓄熱量と、前記次の１サイクルの奪熱効率とを用いて、次の１サイクルにおける必要投入熱量を計算することを、前記複数の熱風炉のそれぞれについて行う手段と、をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の熱風炉制御計算装置。
【請求項３】
前記投入熱量補正係数計算手段は、オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を終了すること指示するための操作が行われるまで、前記投入熱量補正係数の計算を行い、
前記投入熱量計算手段は、オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を終了すること指示するための操作が行われるまで、前記必要投入熱量計算手段により計算された必要投入熱量に、投入熱量補正係数計算手段により前記（Ａ）式で計算された投入熱量補正係数Ａを乗じて、前記複数の熱風炉のそれぞれの次のサイクルにおける投入熱量を計算することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱風炉制御計算装置。
【請求項４】
前記投入熱量現在値計算手段は、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の所定時間における移動平均値を、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の現在値として計算し、
前記送風熱量現在値計算手段は、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の所定時間における移動平均値を、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の現在値として計算し、
前記熱効率現在値計算手段は、前記複数の熱風炉全体の熱効率の所定時間における移動平均値を、前記複数の熱風炉全体の熱効率の現在値として計算することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の熱風炉制御計算装置。
【請求項５】
スタッガードパラレル方式で操業される複数の熱風炉のそれぞれに投入する投入熱量を制御する熱風炉制御方法であって、
前記複数の熱風炉のそれぞれについて、当該熱風炉の操業の次の１サイクルにおける必要投入熱量を、当該次の１サイクルにおける燃焼期間になる前に、当該熱風炉の熱効率に関する熱収支の実績値を用いて計算する必要投入熱量計算工程と、
前記燃焼を行うための燃焼ガスの操業実績値を入力して、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の現在値を計算する投入熱量現在値計算工程と、
前記熱風炉から高炉に供給された熱風の操業実績値と、前記熱風炉に供給された冷風の操業実績値とを入力して、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の現在値を計算する送風熱量現在値計算工程と、
前記投入熱量の現在値と、前記送風熱量の現在値とから、前記複数の熱風炉全体の熱効率の現在値を計算する熱効率現在値計算工程と、
オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を行うことを指示するための操作が行われると、前記投入熱量現在値計算工程により計算された投入熱量の現在値と、前記送風熱量現在値計算工程により計算された送風熱量の現在値と、前記熱効率現在値計算工程により計算された熱効率の現在値とをそれぞれ基準値として設定する基準値設定工程と、
前記基準値設定工程により設定された送風熱量の基準値に対する、前記送風熱量現在値計算工程により計算された送風熱量の現在値の減少分が、減風減温判定値を超えているか否かを判定する減風減温判定工程と、
前記基準値設定工程により設定された熱効率の基準値に対する、前記熱効率現在値計算工程により計算された熱効率の現在値の減少分が、熱効率低下判定値を超えているか否かを判定する熱効率低下判定工程と、
前記減風減温判定工程により、送風熱量の基準値に対する現在値の減少分が減風減温判定値を超えたと判定され、且つ、前記熱効率低下判定工程により、熱効率の基準値に対する現在値の減少分が熱効率低下判定値を超えたと判定されると、投入熱量補正係数を計算する投入熱量補正係数計算工程と、
前記必要投入熱量計算工程により計算された必要投入熱量に、前記投入熱量補正係数計算工程により計算された投入熱量補正係数を乗じて、前記複数の熱風炉のそれぞれの次のサイクルにおける投入熱量を計算する投入熱量計算工程と、
前記投入熱量計算工程で計算された投入熱量に基づいて、次の１サイクルにおける燃焼期間に前記熱風炉に供給する燃焼ガスの流量を調節する流量調節工程と、有し、
前記投入熱量補正係数計算工程は、以下の（Ａ）式により、前記投入熱量補正係数Ａ［−］を計算することを特徴とする熱風炉制御方法。
Ａ＝（Ｑouts／Ｑouts-0）×（Ｑins-0／Ｑins） ・・・（Ａ）
ここで、Ｑouts［kcal／min］は、前記送風熱量の現在値であり、Ｑouts-0［kcal／min］は、前記送風熱量の基準値であり、Ｑins-0［kcal／min］は、前記投入熱量の基準値であり、Ｑins［kcal／min］は、前記投入熱量の現在値である。
【請求項６】
前記必要投入熱量計算工程は、次の１サイクルの送風条件と、冷風の操業実績値とを入力して、次の１サイクルにおける必要蓄熱量を計算することを、前記複数の熱風炉のそれぞれについて行う工程と、
前記燃焼ガスの操業実績値を入力して、実績投入熱量を計算すると共に、熱風の操業実績値と、冷風の操業実績値とを入力して、実績送風熱量を計算し、これら実績投入熱量と実績送風熱量とを用いて、次の１サイクルの奪熱効率を計算することを、前記複数の熱風炉のそれぞれについて行う工程と、
前記次の１サイクルにおける必要蓄熱量と、前記次の１サイクルの奪熱効率とを用いて、次の１サイクルにおける必要投入熱量を計算することを、前記複数の熱風炉のそれぞれについて行う工程と、をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の熱風炉制御方法。
【請求項７】
前記投入熱量補正係数計算工程は、オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を終了すること指示するための操作が行われるまで、前記投入熱量補正係数の計算を行い、
前記投入熱量計算工程は、オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を終了すること指示するための操作が行われるまで、前記必要投入熱量計算工程により計算された必要投入熱量に、投入熱量補正係数計算工程により前記（Ａ）式で計算された投入熱量補正係数Ａを乗じて、前記複数の熱風炉のそれぞれの次のサイクルにおける投入熱量を計算することを特徴とする請求項５又は６に記載の熱風炉制御方法。
【請求項８】
前記投入熱量現在値計算工程は、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の所定時間における移動平均値を、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の現在値として計算し、
前記送風熱量現在値計算工程は、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の所定時間における移動平均値を、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の現在値として計算し、
前記熱効率現在値計算工程は、前記複数の熱風炉全体の熱効率の所定時間における移動平均値を、前記複数の熱風炉全体の熱効率の現在値として計算することを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の熱風炉制御方法。
【請求項９】
スタッガードパラレル方式で操業される複数の熱風炉の燃焼および送風を制御するために、該熱風炉のそれぞれに投入する投入熱量を計算することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記複数の熱風炉のそれぞれについて、当該熱風炉の操業の次の１サイクルにおける必要投入熱量を、当該次の１サイクルにおける燃焼期間になる前に、当該熱風炉の熱効率に関する熱収支の実績値を用いて計算する必要投入熱量計算工程と、
前記燃焼を行うための燃焼ガスの操業実績値を入力して、前記複数の熱風炉全体の投入熱量の現在値を計算する投入熱量現在値計算工程と、
前記熱風炉から高炉に供給された熱風の操業実績値と、前記熱風炉に供給された冷風の操業実績値とを入力して、前記複数の熱風炉全体の送風熱量の現在値を計算する送風熱量現在値計算工程と、
前記投入熱量の現在値と、前記送風熱量の現在値とから、前記複数の熱風炉全体の熱効率の現在値を計算する熱効率現在値計算工程と、
オペレータによって入力装置に対して、前記必要投入熱量の補正を行うことを指示するための操作が行われると、前記投入熱量現在値計算工程により計算された投入熱量の現在値と、前記送風熱量現在値計算工程により計算された送風熱量の現在値と、前記熱効率現在値計算工程により計算された熱効率の現在値とをそれぞれ基準値として設定する基準値設定工程と、
前記基準値設定工程により設定された送風熱量の基準値に対する、前記送風熱量現在値計算工程により計算された送風熱量の現在値の減少分が、減風減温判定値を超えているか否かを判定する減風減温判定工程と、
前記基準値設定工程により設定された熱効率の基準値に対する、前記熱効率現在値計算工程により取得された熱効率の現在値の減少分が、熱効率低下判定値を超えているか否かを判定する熱効率低下判定工程と、
前記減風減温判定工程により、送風熱量の基準値に対する現在値の減少分が減風減温判定値を超えたと判定され、且つ、前記熱効率低下判定工程により、熱効率の基準値に対する現在値の減少分が熱効率低下判定値を超えたと判定されると、投入熱量補正係数を計算する投入熱量補正係数計算工程と、
前記必要投入熱量計算工程により計算された必要投入熱量に、前記投入熱量補正係数計算工程により計算された投入熱量補正係数を乗じて、前記複数の熱風炉のそれぞれの次の１サイクルにおける投入熱量を計算する投入熱量計算工程と、をコンピュータに実行させ、
前記投入熱量補正係数計算工程は、以下の（Ａ）式により、前記投入熱量補正係数Ａ［−］を計算することを特徴とするコンピュータプログラム。
Ａ＝（Ｑouts／Ｑouts-0）×（Ｑins-0／Ｑins） ・・・（Ａ）
ここで、Ｑouts［kcal／min］は、前記送風熱量の現在値であり、Ｑouts-0［kcal／min］は、前記送風熱量の基準値であり、Ｑins-0［kcal／min］は、前記投入熱量の基準値であり、Ｑins［kcal／min］は、前記投入熱量の現在値である。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２１９８０４（Ｐ２０１１−２１９８０４Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８８９０３（Ｐ２０１０−８８９０３）
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
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