JPH10102157A

JPH10102157A - 製銅システム

Info

Publication number: JPH10102157A
Application number: JP25982396A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Yamashiro; 明義山城; Mikio Watanabe; 美樹雄渡辺; Teruyuki Matsutani; 輝之松谷; Kazutaka Onishi; 一孝大西; Masuhiro Ishitobi; 益弘石飛; Yutaka Murakami; 裕村上
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】熔体の成分分析結果、炉の温度計測結果、お
よび過去に行った対策から現在の炉状況を評価し、行う
べき対策を操作者に提示することができる製銅システム
を提供する。【解決手段】記憶装置２０はＣＬ炉１０ｂから出力さ
れるＣＬカワ、ＣＬカラミ、およびＣ炉１２から出力さ
れるＣカラミの成分分析結果や測定温度に対して、各炉
の状況を抽象化する分類表および炉の状況に応じた対策
を決定する分類表を記憶する。対策制御装置２１は測定
温度、成分分析結果、および過去の対策が現在に与える
影響を算出して、適切な対策を記憶装置２０から選定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連結された複数の
炉を有する製銅システムにおいて、運転の指標を予測
し、操作者に該指標を指示する製銅システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図２６は従来の連続製銅システムの全体
構成の概略を示す図である。連続製銅システムは、連続
した複数の炉、即ち、Ｓ炉１、ＣＬ炉２、Ｃ炉３、およ
び精製炉（図示省略）を有する。上記Ｓ炉１は銅鉱石等
の原料、および、硅砂（ＳｉＯ ₂）、石灰（ＣａＯ）、
アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、粉炭等の副原料が投入され、こ
れら原料および副原料を熔融し、カワおよびカラミが混
合した状態の熔体を生成する。また、図示は省略してい
るが、Ｓ炉１内に供給する酸素および空気の量を調整す
るＳ炉気体流量調整器が設けられ、酸素および空気はラ
ンスを介して供給される。更に、Ｓ炉１内には温度計が
設けられ、熔体の温度が常時計測される。

【０００３】上記ＣＬ炉２は、Ｓ炉１で生成されたカワ
およびカラミが混合した状態の熔体からカワをＣＬカワ
として、カラミをＣＬカラミとして分離する。また、Ｃ
炉３はＣＬ炉２で分離されたＣＬカワを更に酸化し、不
純物をＣカラミとして分離して銅純度の高い粗銅を生成
する。このＣ炉３には、石灰等の副原料が投入され、生
成される粗銅の銅濃度が一定に保たれる。また、Ｓ炉１
と同様に、Ｃ炉３内に供給する酸素および空気の量を調
整するＣ炉気体流量調整器（図示省略）が設けられ、酸
素および空気はランスを介して供給される。更に、Ｃ炉
３から出力される熔体温度を計測する消耗型熱電対温度
計等のＣ炉温度計測器（図示省略）が設けられ、Ｃ炉内
の温度が一定の間隔で（例えば、１時間毎）計測され
る。尚、図示は省略しているが、Ｃ炉３から出力される
ＣカラミはＳ炉１，Ｃ炉３に還元されて再利用され、更
に、Ｓ炉１，Ｃ炉３、および精製炉への酸素は配管で相
互に交換される。

【０００４】ところで、銅の製錬過程においては、各炉
から出力される銅の含有率が重要となる。この連続製銅
システムのＳ炉１、ＣＬ炉２、およびＣ炉３では順に、
（１）原料からカワおよびカラミが生成され、（２）カ
ワおよびカラミがそれぞれＣＬカワおよびＣＬカラミに
分離され、（３）ＣＬカワから粗銅が生成される。

【０００５】上記過程（１），（２）において、カワ
（ＣＬカワ）中の銅濃度（これをカワ品位という）が高
いと、カラミ（ＣＬカラミ）へ移行する銅の量が増加し
てしまい、いわゆるスラグロスが高くなる可能性が大と
なる。一方、カワ品位が低いと、純度の高い銅を生成す
るためには、後続するＣ炉３、および精製炉での負荷が
高くなってしまう。つまり、Ｓ炉１中におけるカワ品位
の維持がとりわけ重要となる。さらに、上記過程（３）
においても、過程（１），（２）と同様に、後続する精
製炉における負荷が高くなってしまうため、粗銅中の銅
含有量を一定（例えば、Ｃカラミ中の銅含有量を１３％
〜１５％）に保つ必要がある。従って、上記カワ品位お
よび粗銅中の銅含有量を予め定められた一定値にするた
めに、カワ品位およびＣカラミ成分分析を行いＳ炉１お
よびＣ炉３に供給する原料および副原料や酸素供給量、
温度等を適切に制御する必要がある。

【０００６】上述したように、Ｓ炉１およびＣＬ炉２は
連続しており、Ｓ炉１からはカワおよびカラミが混合し
た状態で出力される。従って、カワ品位を測定するため
にはカワとカラミとが分離されたＣＬ炉２の出口でそれ
ぞれのサンプルを取得しなければならない。また、Ｃ炉
３の出口では、Ｃカラミのサンプルが取得される。これ
らＣＬ炉２の出口で取得したサンプルおよびＣ炉３の出
口で取得したサンプルの成分分析結果に基づいて、カワ
品位および粗銅の銅含有量を一定とする制御が行われ
る。これらの成分分析結果は過去の炉状況が反映された
ものであり、現在の炉状況を正確に反映していない。こ
の連続製銅システムにおいては、過去の成分分析結果に
基づいて、各炉が管理されるので、炉の管理方法は極め
て複雑となる。

【０００７】次に、従来の連続製銅システムを管理する
手順の一例を説明する。まず、操作者が所定時間毎、例
えば１時間毎にＣＬ炉２およびＣ炉３の出口でサンプル
を取得し、このサンプルの成分分析を行うとともにＳ炉
１内の温度およびＣカラミの温度を測定する。そして、
経験で得られた対策および論理的に得られる対策が記載
された表が用いられて、測定温度および各成分分析結果
に応じて主副原料の供給量、酸素および空気の供給量を
変化させ、Ｓ炉１の温度、Ｃ炉３の温度、各成分等が適
切な値となるような制御を行っていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、連続
製銅システムを管理するためには、２箇所（ＣＬ炉２出
口、Ｃ炉３出口）からサンプルを採取して成分分析を行
い、各炉内の温度を考慮して供給する原料、副原料、酸
素、温度等を調節しなければならない。また、互いの炉
はそれぞれ関連しており、例えばカワ品位だけを適切な
値としても、例えばＣカラミ等の他の成分の変動が生じ
てしまうため、その管理には高度の知識および経験を有
する。

【０００９】ところで、従来の連続製銅システム管理で
は熟練作業者が経験を基に管理を行っていたが、一人前
の作業者を育てるには、膨大な時間および費用がかかる
という問題があった。また、各炉は障害発生時等の異常
時以外は稼働しているため、作業者は、例えば２交代あ
るいは３交代で勤務せねばならず、作業者にとって肉体
的な負担が大であるという問題があった。さらに、肉体
的な負担が作業者に求められるため、上述したような複
雑な管理を行う際に、作業者の判断ミスが生じる可能性
が大となる可能性があるという問題があった。その上、
新規に稼働する炉では、熟練作業者の確保が困難である
という問題があった。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、製銅システムにおいて、運転の指標を予測し、操
作者に該指標を指示する運転支援システムが設けられた
製銅システムを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、主副原料が投入され、該主
副原料を熔融してマットと棄却スラグとに分離するマッ
ト製造手段と、前記マットから粗銅を生成する製銅炉と
を有する製銅システムであって、前記マット製造手段お
よび製銅炉へ供給される主副原料の量を測定する測量手
段と、前記マット製造手段の炉温を測定する第１の測温
手段と、前記製銅炉の炉温を測定する第２の測温手段
と、前記マット製造手段から出力されるマットおよび棄
却スラグの成分を所定時間間隔で分析する第１の分析手
段と、前記製銅炉から出力される熔体中の成分を所定時
間間隔で分析する第２の分析手段と、操作子を備え、該
操作子の操作内容に応じて前記マット製造手段へ投入さ
れる主副原料の量を調節する制御手段と、対策を記憶し
た記憶手段と、前記測量手段の測定結果と、前記第１の
測温手段および前記第２の測温手段の測定結果と、前記
第１の分析手段および前記第２の分析手段の分析結果
と、前記制御手段における前記操作子の操作内容とに基
づいて前記マット製造手段および前記製銅炉の状況を適
正にするための対策を前記記憶手段から選定する対策選
定手段と、前記対策選定手段で選定された対策を表示す
る表示手段とを具備することを特徴とする。請求項２記
載の発明は、請求項１記載の製銅システムにおいて、前
記マット製造手段と前記製銅炉とが順に連結されたこと
を特徴とする。請求項３記載の発明は、請求項１または
請求項２記載の製銅システムにおいて、前記マット製造
手段は主副原料が投入されるマット熔錬炉と、該マット
熔錬炉から出力される熔体をマットと棄却スラグとに分
離する錬カン炉とからなることを特徴とする。請求項４
記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の
製銅システムにおいて、前記第１の分析手段で分析され
て得られるパラメータは、前記マットからは銅濃度、前
記棄却スラグからは石灰濃度および硅砂濃度であり、前
記第２の分析手段で分析されて得られるパラメータは、
銅濃度および石灰濃度であることを特徴とする。請求項
５記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載
の製銅システムにおいて、前記成分の時間的変動傾向お
よび前記マット製造手段の炉温の時間的変動傾向はニュ
ーラルネットワークを用いて求められることを特徴とす
る。請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何
れかに記載の製銅システムにおいて、前記対策選定手段
は、前記第１の測温手段および前記第２の測温手段の測
定結果と、前記第１の分析手段および前記第２の分析手
段の分析結果と、前記成分の時間的変動傾向および前記
マット製造手段の炉温の時間的変動傾向とに基づいて、
前記マット製造手段および前記製銅炉の状況を評価する
ことを特徴とする。請求項７記載の発明は、請求項１乃
至請求項３の何れかに記載の製銅システムにおいて、前
記対策選定手段は、前記製銅炉のカラミ中の銅濃度につ
いては、その絶対値が高い場合と低い場合とに分けて絶
対値を評価して対策の選定に用いることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか
に記載の製銅システムにおいて、前記対策選定手段は、
前記マット製造手段から出力された熔体が前記第１の分
析手段で分析されるまでにかかる時間と、前記マット製
造手段から出力された熔体が前記第２の分析手段で分析
されるまでにかかる時間とを考慮して対策を選定するこ
とを特徴とする。請求項９記載の発明は、請求項１乃至
請求項３の何れかに記載の製銅システムにおいて、前記
対策選定手段は、前記測量手段の測定結果の変化履歴
と、前記第１の測温手段および前記第２の測温手段の測
定結果と、前記第１の分析手段および前記第２の分析手
段の分析結果と、前記制御手段における前記操作子の操
作内容とに基づいて各種パラメータに対する命令レベル
を求めるとともに、前記変化履歴に基づいて各種パラメ
ータに対する影響レベルを求め、各種パラメータ毎に前
記命令レベルおよび影響レベルに基づいて対策を選定す
ることを特徴とする。請求項１０記載の発明は、請求項
１乃至請求項３の何れかに記載の製銅システムにおい
て、前記対策選定手段は、前記測量手段の測定結果で表
される主副原料の投入量の変化と前記マットの銅濃度と
前記製銅炉の銅濃度とに基づいて前記マットの銅濃度お
よび製銅炉の銅濃度に対する対策を選定することを特徴
とする。請求項１１記載の発明は、請求項１乃至請求項
３の何れかに記載の製銅システムにおいて、前記記憶手
段は優先度が付された少なくとも一つの対策からなる対
策群を記憶し、前記対策選定手段は、前記測量手段の測
定結果と、前記第１の測温手段および前記第２の測温手
段の測定結果と、前記第１の分析手段および前記第２の
分析手段の分析結果と、前記制御手段における前記操作
子の操作内容とに基づいて各炉況を適正にするための対
策群を前記記憶手段から選定し、該対策群内の対策の優
先度と該対策の実現に必要な主副原料の量と予め設定さ
れた限界値とに基づいて該対策群から対策を選定するこ
とを特徴とする。請求項１２記載の発明は、請求項１１
記載の製銅システムにおいて、前記記憶手段は前記対策
群を表の形式で記憶することを特徴とする。請求項１３
記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の
製銅システムにおいて、前記対策選定手段は、外的要因
により必要な前記主副原料の供給量が維持できない場合
には、前記パラメータを変化させない対策を選定するこ
とを特徴とする。請求項１４記載の発明は、請求項１乃
至請求項３の何れかに記載の製銅システムにおいて、前
記表示手段は前記対策選定手段で選定された対策を逐次
更新表示することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態による連続製銅システムを説明する。以下に説
明する実施形態においては、複数の炉が順に連結した連
続製銅システムについて説明するが、これは本発明を理
解しやすくするためである。かかる実施の形態は、本発
明の一態様を示すものであり、この発明を限定するもの
ではない。本発明の範囲で任意に変更可能である。例え
ば、以下に説明する連続製銅システム以外の態様とし
て、複数の炉をレードルで繋ぐような不連続の製銅シス
テムにも適用が可能である。

【００１３】図１は本発明の一実施形態による連続製銅
システムの全体構成を示すブロック図である。図１にお
いて、１０ａはＳ炉であり、主副原料が投入され、この
主副原料を熔融して、カワおよびカラミが混合した状態
の熔体を生成する。１０ｂはＣＬ炉であり（Ｓ炉１０ａ
およびＣＬ炉１０ｂはマット製造装置を構成する）、Ｓ
炉１０ａから出力される熔体をＣＬカワ（マット）とＣ
Ｌカラミ（棄却スラグ）とに分離する。１２はＣ炉（製
銅炉）であり、ＣＬ炉１０ｂから出力されるＣＬカワか
ら粗銅を生成する。上記Ｓ炉１０ａおよびＣ炉１２に
は、ランス（図示省略）が設けられ、このランスを介し
て酸素およびエアーが炉内に供給される。また、Ｓ炉１
０ａ、Ｃ炉１２、および、図示は省略しているがＣ炉１
２に後続する精製炉は配管により接続され、炉内の酸素
が交換される。尚、図示は省略しているがＣ炉１２から
出力されるＣカラミはＳ炉１０ａ，Ｃ炉１２に戻され再
利用される。

【００１４】１３はＳ炉１０ａおよびＣ炉１２に投入さ
れる主副原料の供給量を測定する測量装置（測量手段）
である。１４は上記Ｓ炉１０ａに設けられた温度計（第
１の測温手段）であり、常時、Ｓ炉１０ａ内の熔体の温
度を計測する。また、１５はＣ炉１２の出口に設けられ
た消耗型熱電対温度計（第２の測温手段）であり、約１
時間毎にＣカラミの熔体の温度を計測する。１６は、Ｃ
Ｌ炉１０ｂから出力されるＣＬカワおよびＣＬカラミの
成分を分析する成分分析器（第１の分析手段）である。
１７はＣ炉１２の出口付近に設けられ、出力されるＣカ
ラミの熔体の成分を分析する成分分析器（第２の分析手
段）である。これら成分分析器１６，１７は、例えばＸ
線分析器が用いられ、熔体中の成分が自動的に測定され
る。

【００１５】１８は、ＤＣＳ（Distributed Control Sy
stem）と呼ばれる制御装置（制御手段）であり、上記測
量装置１３、温度計１４、成分分析器１６、消耗型熱電
対温度計１５、および成分分析器１７から出力される各
種情報、および、操作子１８ａの主副原料の供給量の操
作内容を収集して後述するワークステーション１９に出
力する。

【００１６】ワークステーション１９は、例えば、ＬＡ
Ｎ（Local Area Network）により接続されており、上記
分析結果、および操作者によりなされた操作子１８ａの
操作履歴等から現在の炉状況を判断し、今後必要な対策
を操作者に報知する。ワークステーション１９は、各炉
に対する対策を記憶する記憶装置２０（記憶手段）、各
炉の現在の状況に応じて記憶装置２０から適切な対策を
選択する対策選定装置２１（対策選定手段）、および対
策選定装置２１で選択された対策、および、各炉の状況
を表示するＣＲＴ（Cathod Ray Tube）等の表示装置２
２（表示手段）からなる。

【００１７】上記記憶装置２０は例えば、ＲＯＭ（Read
Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ま
たはハードディスク等の記憶装置であり、ＣＬ炉１０ｂ
から出力されるＣＬカワ、ＣＬカラミ、およびＣ炉１２
から出力されるＣカラミの成分分析結果に基づき、各炉
の状況を抽象化する分類表および炉の状況に応じた対策
を決定する分類表を記憶する。この対策とは、例えば、
マット中の銅成分が所定値より少ない場合は給鉱量を下
げる等の指示を表す情報である。記憶装置２０に記憶さ
れる対策は、例えば、現在得られている分析結果および
その変化傾向（以下、トレンドと称する）毎に設定され
る。

【００１８】図１中の対策選定装置２１は、測量装置１
３、温度計１４、消耗型熱電対温度計１５、成分分析器
１６，１７から制御装置１８を介して得られた計測結果
および分析結果と、制御装置１８に設けられた操作子１
８ａの操作履歴とに基づいて、記憶装置２０に記憶され
ている前述した分類表によって適切な対策を選定し、選
定した対策を表示装置２２に表示する。

【００１９】次に、図１中の対策選定装置２１および記
憶装置２０に記憶された分類表について詳述する。図２
は対策選定装置２１の機能構成を示すブロック図であ
る。対策選定装置２１は、炉の状況を示す各種データ
（以下、プロセスデータと称する）を収集し、この各種
データの平滑化等の数値処理を行うデータ収集部３０、
およびデータ収集部３０で得られたデータに基づいて、
記憶装置２０に記憶された対策を選定して操作指示を出
力する推論部３１からなる。これらデータ収集部３０お
よび推論部３１は、ワークステーション１９に備えられ
た中央処理装置、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等に
より実現されている。

【００２０】次に、上記データ収集部３０および推論部
３１について図２および図３を参照して詳細に説明す
る。図３は図２中のデータ収集部３０および推論部３１
が有する機能の時間的な相関関係を示す流れ図であり、
図中ＦＤはデータ収集部３０において行われる処理、Ｆ
Ｓは推論部３１で行われる処理をそれぞれ示している。
まず最初に、データ収集部３０について説明する。デー
タ収集部３０は図２に示されるように、プロセスデータ
収集機能３０ａ、数学的処理機能３０ｂ、および状況分
類と例外処理機能３０ｃ等の機能を有する。

【００２１】本システムでは、システム全体の状況に対
する診断を３０秒毎に１回行う（図３中ステップＳＡ
１）。プロセスデータ収集機能３０ａは主副原料、酸
素、エアーの供給量やカワ品位等の成分値、およびＳ炉
温度等の実際のプロセス値（以下、ＰＶ値と称する）、
操作子１８ａから得られる主副原料供給量の設定値（以
下、ＳＶ値と称する）等を収集する。ＰＶ値およびＳＶ
値は図１中の制御装置１８を介して得られる（図３中ス
テップＳＡ２）。

【００２２】数学的処理機能３０ｂはプロセスデータ収
集機能３０ａで得られた複雑に変化するプロセスデータ
を平滑化し、プロセスデータの取扱いを容易にする。ま
た、数学的処理機能３０ｂでは、ニューラルネットが用
いられ、プロセスデータ収集機能３０ａで得られたＳ炉
温度、カワ品位等のトレンドが求められる（図３中ステ
ップＳＡ３）。このニューラルネットは入力層、中間
層、および出力層の３層構造であり、入力層と中間層と
が、中間層と出力層とがそれぞれ各層に設けられたノー
ドを介して接続される。

【００２３】次に、上記ニューラルネットを用いて、プ
ロセスデータ収集機能３０ａから得られた種々のプロセ
スデータからトレンドを求める処理を図４を参照して説
明する。図４は数学的処理機能３０ｂにおいて用いられ
るニューラルネットによりトレンドを求める処理を示す
説明図である。本実施形態では、プロセスデータ収集機
能３０ａから得られた種々のプロセスデータのトレンド
を求める処理ＳＢ１と、ニューラルネットの教育を行う
処理ＳＢ２とが別々に行われる。これは、処理ＳＢ１で
は多種多様なプロセスデータを扱うため、それぞれの時
系列プロセスデータに対して判断を下そうとすると、各
プロセスデータ毎にニューラルネットの教育を行う必要
があるため、教育時間の短縮を目的として上記構成がと
られている。

【００２４】処理ＳＢ２ａでは、基本パターンデータの
作成が行われる。この基本パターンは各プロセスデータ
のトレンドを一般的な形式で表現した（無次元化を行
う）ものであり、この基本パターンに対してニューラル
ネットを教育する（処理ＳＢ２ｂ）ことにより、教育時
間の短縮が図れる。トレンドを求める処理ＳＢ１では、
プロセスデータ収集機能３０ａから得られた種々のプロ
セスデータを取得し（処理ＳＢ１ａ）、取得したプロセ
スデータがＳ炉１０ａの温度に関するものであれば、平
滑化の処理を行う（処理ＳＢ１ｂ）。処理ＳＢ１ｃで
は、平滑化が行われたプロセスデータ、およびプロセス
データ収集機能３０ａから得られた種々のプロセスデー
タを基本パターンへ変換する処理が行われる。この処理
ＳＢ１ｃを図５を参照して説明する。

【００２５】図５は、ニューラルネットにおける基本パ
ターンへの変換処理を説明する図である。ここでは、Ｓ
炉１０ａの温度に対する例を示す。図中Ｃ１はＳ炉１０
の温度を測定した測定結果であり、Ｃ２は処理ＳＢ１ｂ
により平滑化されたプロセスデータを示す。基本パター
ンは平滑化後のプロセスデータから４箇所の代表値、例
えば、１時間３０分前（Ｃ２ｄ）、１時間前（Ｃ２
ｃ）、３０分前（Ｃ２ｂ）、現在（Ｃ２ａ）の値を取り
出す。次に、最新の値（現在（Ｃ２ａ）の値）と各々の
代表値との差を求め、この差を９段階に分けられたレベ
ルに分類する。このレベルには−４から＋４までの値が
割り当てられており、各々のレベルは予め定められた閾
値に基づいて定められる。例えば、＋１の値が割り当て
られているレベルは、差が４．９であり、＋２の値が割
り当てられているレベルは差が６．６であるといった具
合である。

【００２６】次に、変換されたプロセスデータが、ニュ
ーラルネットの入力層から入力され（処理ＳＢ１ｄ）、
出力層の出力結果から、基本パターンに対するトレンド
が判断される（処理ＳＢ１ｅ）。得られたトレンドは−
３から３の値を取り、負の値は下降を示し、正の値は上
昇を意味する。得られたトレンドに対しては次の通りに
判断される。

【００２７】 −３：“急激に下降” −２：“下降” −１：“やや下降” ０：“平坦” １：“やや上昇” ２：“上昇” ３：“急激に上昇”

【００２８】即ち、数学的処理機能３０ｂのニューラル
ネットでは、各成分および温度の変化傾向に基づいて、
各々の成分および温度がどのような方向で変化している
かが求められる。尚、実際のプロセスデータを基本パタ
ーンに変更する場合には、必ずしも整数列である必要は
なく、実数列でもほぼ近いトレンドが得られる。また、
状況分類と例外処理を行う機能３０ｃはプロセスの現在
の状態を把握するために、予め定められた分類に従って
状況を分類し、分類した状況を推論部３１に出力する。
以上説明したように、データ収集部３０では、成分のト
レンドの抽象化、温度のトレンドの抽象化、およびプロ
セスの現在の分類が行われる。

【００２９】次に推論部３１を図２、図３、および図６
を参照して説明する。図６は推論部３１の各機能の時間
的な相関関係を示すブロック図である。推論部３１は図
２に示されるように、資源評価機能３１ａ、状況判断機
能３１ｂ、命令レベル決定機能３１ｃ、影響評価機能３
１ｄ、対策決定機能３１ｅ、警報機能３１ｆ、および表
示機能３１ｇを有し、上記データ収集部３０で得られた
各種データから今後の対策を決定する処理を行う。上記
資源評価機能３１ａは、供給される主副原料、酸素、エ
アー等の増減可能量を算出する。即ち、制御を行うこと
が可能な主副原料の候補を挙げ、その主副原料の増減可
能量を算出する。これは、各々の成分に対して予め設定
された算出式に基づいて行われる。

【００３０】状況判断機能３１ｂは、データ収集部３０
で得られたプロセスデータに基づいて各成分および各炉
温度の状況の評価、即ち、各成分および各炉温度の抽象
化を行う。この評価は、温度および成分の絶対値の評価
およびトレンドの評価各々の結果と、必要であれば他の
パラメータ（カワ品位、Ｃカラミ銅濃度、Ｓ炉温度、Ｃ
炉温度、Ｓ炉ＳｉＯ₂ 濃度、Ｓ炉ＣａＯ濃度、Ｃ炉Ｃａ
Ｏ濃度）とを考慮して行う。命令レベル決定機能３１ｃ
は抽象化された成分状況および温度状況に基づいて、そ
の成分および温度に関して上昇或いは下降対策が必要な
場合には、以下に示す重要度・緊急度を表す抽象化され
た指標、即ち命令レベルを求める。レベル１…状況が悪化する可能性があるので先行対策を
行う必要があるもの。レベル２…状況が悪化しているので効果的な対策を行う
必要があるもの。レベル３…状況が極端に悪化しているか、悪化する可能
性があるので、至急対策が必要なもの。

【００３１】影響評価機能３１ｄは、操作子１８ａが行
った主副原料供給量等の操作により、既に行っている対
策が現在の炉に及ぼす影響、または他の目的で行った対
策が後に各炉に及ぼす影響を評価し、影響レベルを算出
する機能である。また、修正命令レベル決定機能１００
は、上記で決定した命令レベルと影響レベルから命令を
修正した修正命令レベルを決定する機能１０１が主であ
る。さらに特殊ルールとして外乱（精製炉の酸素使用量
の変動によりＳ炉１０ａおよびＣ炉１２の酸素量が変動
する等）から対策が本当に必要であるか否かを判断し
（処理１０２）、修正命令レベルを再決定する機能１０
３がある。

【００３２】対策決定機能３１ｅは上記で決定した増減
可能量と修正命令レベル等を考慮する。そして、考慮し
た命令レベルから１つ以上の対策が選定され、不具合が
でないよう増減可能量を超える対策や、主副原料供給量
等の供給バランスが悪くなる対策を切り捨て、最適な対
策を導き出す。警報機能３１ｆは得られたトレンドが異
常な値を示している場合、および分析値が未取得である
場合等の操業上やシステム診断上に問題が発生し得ると
きに警報としてメッセージを出力する。また、現在の操
業等の状態をメッセージとして出力する。出力された警
報メッセージは後述する表示機能３１ｇにより図１中の
表示装置２２に出力され、操作者にその旨が知らされ
る。表示機能３１ｇは、対策、炉状況等を表示装置２２
に出力する機能であり、図７に示される内容をグラフィ
カルに画面表示する。また、この表示機能３１ｇはＧＵ
Ｉ（Graphical User Interface）を有し、操作子１８ａ
の操作内容は制御装置１８に入力されると共に、この表
示機能３１ｇを介して表示装置２２に表示される。

【００３３】次に表示機能３１ｇが表示する内容につい
て図７を参照して詳細に説明する。図中５０は対策量表
示部であり、主副原料および酸素量等の現在量、必要な
対策量、および変化量が数値で表示される。上記現在量
としては設定値（ＳＶ値）が用いられる。対策量はＣＬ
カワ、ＣＬカラミ、およびＣカラミの分析値取得時、Ｓ
炉温度、Ｃ炉温度診断タイミングの対策量を示す。対策
量は操作子１８ａの過去１時間の操作内容を示す。５１
は炉状況表示部であり、各炉が模式的に表示され、各々
の炉に関する現在の状況が表示される。模式的に表示さ
れた炉は、例えば、実際の炉状況に応じて色分けされ、
一目で炉状況が把握できるようになっている。また、こ
の炉状況表示部５１は、本プロセスを管理する上で重要
となるパラメータの最新値が表示される。例えば、Ｓ炉
１０ａに関してはＳ炉の温度、カワ品位、ＳｉＯ₂濃
度、ＣａＯ濃度等の最新値が表示される。

【００３４】５２はメッセージ表示部であり、分析値の
取得、対策の補足説明等が表示される。５３は警報表示
部であり、警報機能３１ｆから出力される各種警報の内
容を文字で出力する。例えば、正常の運転が行われてい
る場合は“定常”という文字列が表示され、ＳｉＯ₂濃
度トレンド、ＣａＯ濃度トレンド、および鉄濃度トレン
ドが全て下降である場合、“ＣＬカラミサンプル不良
？”という文字列が表示される。さらに、警報表示部５
３の図中右下には異常時の警報および注意報を示す警報
表示灯および注意報表示灯が設けられ、警報機能３１か
ら出力される内容に応じて、点滅して操作者に注意を促
す。

【００３５】５４はステータスバーであり、複数のメニ
ュー５４ａ〜５４ｆを有し、操作者の操作に応じて、画
面表示を変更する。例えば、操作者が操作子１９ａによ
りメニュー５４ａを選択した場合、入力画面が表示さ
れ、目標値等を変更することができる。メニュー５４ｃ
が選択された場合、各成分や副主原料のトレンドを表示
する画面が表示される。さらに項目を選択するとグラフ
が表示され、過去の経歴が一目で分かるようになる。
又、メニュー５４ｅが選択された場合、日本語表示なら
ば英語表示に、反対に英語表示ならば日本語表示に切り
換わる。

【００３６】次に、本発明の一実施形態による連続製銅
システムの推論機能内の動作を説明する。推論機能と
は、対策の必要時に推論を行う機能である。対策の必要
時とは、ＣＬカワ、ＣＬカラミ、Ｃカラミ、Ｃカラミ温
度（消耗型熱電対温度計によって得られた温度）の値が
取得された場合とＳ炉温度は連続で取得されているた
め、２０分に一回の周期時、および外乱により対策を出
さなければ炉状況が悪化する場合である。外乱とは例え
ば精製炉の酸素使用用の開始や酸素製造工場の製造量の
変動によりＳ炉１０ａおよびＣ炉１２両炉の酸素量が変
動する場合である。診断が必要と判断されると、対策選
定装置２１は、まず、分析値、温度値に関するトレンド
が評価され、このトレンドおよび絶対値に基づいて、カ
ワ品位、Ｓ炉ＳｉＯ₂濃度、Ｓ炉ＣａＯ濃度、Ｃカラミ
銅濃度、Ｃ炉ＣａＯ濃度、Ｓ炉温度、Ｃ炉温度の命令レ
ベルの決定を行う。

【００３７】以下、命令レベルの決定の際に行われる処
理、即ち図６中３１ｃでにおいて行われる処理を詳細に
説明する。ａ．Ｓ炉１０ａのカワ品位命令レベルＳ炉１０ａのカワ品位命令レベルは、ＣＬカワのカワ品
位およびＣＬカラミの鉄分濃度に基づいて決定される。
まず、図８中の分類表に基づいて、カワ品位のレベルが
求められる。図８はＣＬカワ品位の絶対値を評価する分
類表である。図中目標値は作業者により予め設定され
る。この表は、ＣＬカワ中に含まれる銅濃度に基づいて
分類されており、例えば、分析されたカワ品位が目標値
を１．５％越える場合、そのカワ品位のレベルは“非常
に高め”と判断される。

【００３８】そして、図９に示された分類表が用いら
れ、得られたカワ品位のトレンド、ＣＬカラミ中の鉄分
濃度のトレンド、およびカワ品位のレベルに応じて、カ
ワ品位の命令レベルが決定される。図９はカワ品位の命
令レベルを決定するために用いられる分類表である。こ
の分類表は、カワ品位のレベル毎に設けられ、図９に示
した分類表は、カワ品位の絶対値評価が“非常に高め”
の場合である。例えば、カワ品位の絶対値評価が“非常
に高め”であり、カワ品位のトレンドが“やや下降”で
あって、カラミ中鉄分濃度トレンドが“やや下降”であ
る場合、その命令レベルは“−１”と決定される。図中
正符号および負符号はそれぞれ上昇対策および下降対策
が必要であることを示し、“０”は対策が不必要である
ことを示す。

【００３９】ｂ．Ｓ炉１０ａのＳｉＯ₂濃度対策量Ｓ炉１０ａのＳｉＯ₂濃度対策量は、プロセスデータ中
のＣＬカラミのＳｉＯ₂濃度から得られたＳｉＯ₂濃度の
絶対値および得られたＳｉＯ₂濃度トレンドから決定さ
れる。ＳｉＯ₂濃度の絶対値は図１０中の表を用いて行
われる。図１０はＳｉＯ₂濃度の絶対値を評価する分類
表であり、図中目標値は操作者により予め設定される。
例えば、ＳｉＯ₂濃度の絶対値が目標値よりも０．２％
多い場合、ＳｉＯ₂濃度の絶対値は“適正”と判断され
る。次に、ＳｉＯ₂濃度の評価が図１１中の表を用いて
行われる。図１１はＳ炉１０ａのＳｉＯ₂濃度の評価を
行う際に用いられる分類表である。例えば、ＳｉＯ₂濃
度の絶対値が“適正”と判断され、ＳｉＯ₂濃度のトレ
ンドが“やや下降”である場合、その対策量は“０．
２”と決定される。尚、この対策量はＳｉＯ₂供給量の
増減値を表し、その単位は［トン／ｈ］である。

【００４０】ｃ．Ｓ炉１０ａのＣａＯ濃度対策量Ｓ炉１０ａのＣａＯ濃度対策量は、ＣＬカラミ中のＣａ
０濃度とアルミナ濃度の差およびそのトレンドから決定
される。図１２に示されるように、ＣＬカラミ中のＣａ
０濃度とアルミナ濃度の差は、ＣａＯ濃度がアルミナ濃
度を若干上回ることが適正とされる。図１２はＳ炉１０
ａのＣａＯ濃度とアルミナ濃度の差を評価するときに用
いられる分類表である。例えば、Ｃａ０濃度とアルミナ
濃度とが同一である場合、“適正”と判断される。ま
た、図１３はＳ炉１０ａのＣａＯ濃度からアルミナ濃度
を減算した値を評価する分類表であり、Ｃａ０濃度とア
ルミナ濃度との差のトレンドが“下降”である場合、こ
の分類表から対策量が“０．１”に決定される。尚、こ
の対策量はＣａＯ供給量の増減値を表し、その単位は
［トン／ｈ］である。

【００４１】ｄ．Ｃカラミ銅濃度命令レベルＣカラミ銅濃度命令レベルは、Ｃカラミ銅濃度が上流の
カワ品位変化の影響を受けるため、Ｓ炉カワ品位とＣカ
ラミ銅濃度とに基づいて決定される。また、図１４に示
された分類表が用いられ、Ｃカラミ濃度の絶対値の評価
が行われる。Ｃカラミ濃度は変化が激しく、更に濃度が
低めの場合と高めの場合の挙動に大きな違いが見られる
ので、固定された３つの目標値（１３．０％、１４．０
％、１５．０）別に絶対値の評価の閾値が設定される。
例えば、目標値が１３．０％に設定されており、Ｃカラ
ミ銅濃度の絶対値が１２％である場合、Ｃカラミ銅濃度
は“低め１”と評価される。

【００４２】次に、Ｃカラミ銅濃度の絶対値評価、Ｃカ
ラミ銅濃度のトレンド、およびカワ品位のトレンドに基
づいて、Ｃカラミ銅濃度命令レベルが決定される。この
Ｃカラミ銅濃度命令レベルは図１５に示された分類表に
基づいて決定される。図１５はＣカラミ銅濃度命令レベ
ルを決定する際に用いられる分類表である。この分類表
は、Ｃカラミ銅濃度絶対値評価の結果それぞれに設けら
れる。図１５中に示された分類表はＣカラミ銅濃度絶対
値評価が“低め１”に対応するものである。Ｃカラミ銅
濃度絶対値評価が“低め１”である場合であって、Ｃカ
ラミ銅濃度のトレンドが“下降”であり、カワ品位のト
レンドが“上昇”である場合、命令レベルは“２”と決
定される。尚、この命令レベルの正符号および負符号は
それぞれ上昇および下降を示し、数字の値は対策の強さ
を示す。また、数字の値が“０”である場合、対策が不
要であることを示す。

【００４３】ｅ．Ｃ炉１２のＣａＯ濃度対策量Ｃ炉１２のＣａＯ濃度対策量はＣカラミ銅濃度およびＣ
ａＯ濃度に基づいて決定される。まず、ＣａＯ濃度と銅
濃度との和の絶対値評価が図１６に示された分類表に基
づいて行われる。図１６はＣ炉ＣａＯ濃度と銅濃度との
和の絶対値評価を行う際に用いられる分類表である。図
中目標値は操作者によって設定される。例えば、ＣａＯ
濃度と銅濃度との和の絶対値が目標値を１．０％下回っ
ている場合、“低め”と評価される。次に、銅濃度のト
レンド、ＣａＯ濃度と銅濃度との和のトレンド、および
ＣａＯ濃度と銅濃度との和の絶対値評価に基づいて、図
１７中の分類表によってＣａＯ濃度対策量が決定され
る。

【００４４】図１７はＣ炉１２のＣａＯ濃度対策量を決
定する際に用いられる分類表である。この分類表はＣａ
Ｏ濃度と銅濃度との和の絶対値評価各々に対して設けら
れており、図１７中の表はＣａＯ濃度と銅濃度との和の
絶対値評価が“低め”の場合の分類表である。例えば、
ＣａＯ濃度と銅濃度との和のトレンドが“やや上昇”で
あり、Ｃカラミ銅濃度トレンドが“平坦”である場合、
命令レベルは“０．４”と決定される。この対策量は、
供給する必要があるＣａＯの量を示しており、その単位
は［トン／ｈ］である。尚、図中“Ａ”、“Ｂ”は考え
られない状況であり、この対策量が決定された場合は、
異常として表示機能３１ｇにより異常が発生した旨が表
示される。

【００４５】次に、現在のＳ炉１０ａの温度の評価が図
１８中の表を用いて行われる。図１８はＳ炉の温度の評
価を行う分類表である。例えば、測定された値が目標値
よりも２０°Ｃ高い場合は“高め”と判断される。尚、
図中の目標値は作業者により設定される。Ｓ炉１０ａの
温度に関するトレンドは、前述したように、測定値を平
滑化した後、ニューラルネットにより７段階に分類され
て得られる。Ｓ炉１０ａの温度に関する命令レベルの決
定はＳ炉１０ａの温度の評価結果およびＳ炉１０ａの温
度に関するトレンドに基づいて、図１９中のマトリクス
表が用いられて決定される。例えば、現在の温度評価が
“高め”であり、トレンドが“下降”である場合、対策
を必要としない、即ち、命令レベルが“０”と決定され
る。また、現在の温度の評価が“低め”であり、トレン
ドが“やや下降”である場合、Ｓ炉１０ａの温度を上げ
る対策を必要とし、その命令レベルは“２”、即ち状況
が悪化しているので効果的な対策を行う必要があると決
定される。尚、図１９中の表の各欄に記載された数字は
命令レベルを示す。

【００４６】Ｃ炉１２の温度の命令レベルの決定はＣカ
ラミの現在温度のみを用いて行われる。まず、Ｃ炉１２
の温度の評価が行われる。図２０はＣ炉１２の温度の評
価を行う分類表である。例えば、測定された値がＣ炉下
限温度よりも１０°Ｃ低い場合は“低め”と判断され
る。尚、図中のＣ炉下限温度は作業者により設定され
る。次に、上記温度の評価結果に基づいて、命令レベル
が決定される。図２１はＣ炉１２の温度命令レベルを決
定する際に用いられる分類表である。上記評価結果が
“非常に高め”である場合、図２１中の表から“要上
昇”であり、その命令レベルは“２”と決定される。

【００４７】診断が必要と判断されると操作子１８ａの
操作履歴に基づいて、過去に行われた操作が現在のカワ
品位、ＳｉＯ₂濃度、Ｓ炉ＣａＯ濃度、Ｃカラミ銅濃
度、Ｃ炉ＣａＯ濃度、Ｓ炉温度、Ｃ炉温度に与える影響
を評価する処理が対策選定装置２１により行われる。

【００４８】影響評価機能３１ｄではまず、主副原料そ
れぞれについて所定時間の変化量を３０分，４０分，６
０分，９０分としてそれぞれ算出する（図６参照）。こ
れは、成分値・温度値によって影響の時間が違うためで
ある。次に、成分値・温度値の影響レベルをそれぞれ求
める。これは過去に行った対策および外乱による変動に
より、成分値・温度値が現在の状態からどちらの傾向で
どの程度変化するかを評価するレベルである。成分値・
温度値の影響レベルは、成分値・温度値それぞれが影響
を受ける主副原料の変化量個々に計数を乗ずる等の計算
により求める。修正命令レベル決定機能１００は命令レ
ベルと影響レベルとを考慮して、修正命令レベルを算出
する機能であり、最終的に命令レベルを決定する。この
機能は成分値・温度値の影響レベルが０でない場合（放
置すると成分・温度が変動すると判断した場合）に、命
令レベルを修正する機能である。例えば、Ｓ炉温度が高
い場合、直前に給鉱量を増やした場合に、Ｓ炉温度が下
がると判断したときには、Ｓ炉温度を下げる対策を行う
と下がり過ぎになる虞れがあるため、対策を行わず“静
観”する（Ｓ炉温度の修正命令レベルが０）。

【００４９】対策決定機能３１ｅはカワ品位、Ｓ炉Ｓｉ
Ｏ₂濃度、Ｓ炉ＣａＯ濃度、Ｃカラミ銅濃度、Ｃ炉Ｃａ
Ｏ濃度、Ｓ炉温度、Ｃ炉温度の修正命令レベルに基づい
て、増減可能量に違反しないように対策を決める機能で
ある。また、対策決定機能３１ｅは、修正命令レベルを
考慮した結果として複数の対策を選択し、その中から１
つの対策を選定する。この選定にあたっては、例えば給
鉱量を減らさない対策、給鉱量を増やす対策（なるべく
多く鉱石を処理し生産量を上げるため）を選ぶようにし
ている。

【００５０】次に各パラメータに対する対策を選定する
処理、つまり図６中の１０１で行われる処理について述
べる。ａ．カワ品位・Ｃカラミ銅濃度対策選定カワ品位の修正命令レベルおよびＣカラミ銅濃度の修正
命令レベル、Ｓ炉・Ｃ炉温度修正命令レベルに基づい
て、具体的な対策が選定される。この選定は、図２２中
に示されたマトリクス、および図２３中に示された分類
表を用いて行われ、給鉱量、Ｓ炉粉炭量、Ｓ炉酸素量、
Ｓ炉エアー量、Ｃ炉酸素量、およびＣ炉エアー量を操作
することにより炉の状況を調整する。図２２はカワ品位
およびＣカラミ銅濃度を制御する際に用いられる分類表
であり、ＲＣ１〜ＲＣ３の３行、ＣＣ１〜ＣＣ３の３列
を有するマトリクスである。

【００５１】例えば、カワ品位の評価結果が修正命令レ
ベル“１”の“上昇”であり、Ｃカラミ銅濃度が修正命
令レベル“２”の“上昇”である場合、必要となる対策
は、カワ品位に対してはレベル“１”の“下降”であ
り、Ｃカラミ濃度に対してはレベル“２”の“下降”で
ある。従って、図中行ＲＣ１、列ＣＣ１の箇所、即ち第
１行第１列の箇所（以降要素“１”と称する）が選択さ
れる。また、Ｓ炉１０ａおよびＣ炉１２とも温度の修正
命令レベルが低くない場合、この要素“１”から更に、
“Ａ”が選択される（以降、小分類“Ａ”と称する）。

【００５２】次に、各要素および小分類に応じて、図２
３中の表が対応しており、この表から実際に行われる具
体的な対策が選択される。図２３はカワ品位およびＣカ
ラミ銅濃度に対する具体的な対策を選定する選定表の一
例を示す表である。図中表に示されるように、カワ品位
の対策レベルＣＤ１およびＣカラミ銅濃度の対策レベル
ＣＤ２の組み合わせに応じて、複数の対策が設けられて
いる。尚、複数設けられた対策は記載されている順に優
先順位が低くなる。従って、上述した例では、要素
“１”、小分類“Ａ”であり、カワ品位に対してはレベ
ル“１”の対策が必要であり、Ｃカラミ銅濃度に対して
はレベル“２”の対策が必要であり、図２３中の表の行
ＲＤ２−１が選択され、給鉱量を＋２［トン／ｈ］増加
し、Ｃ炉１２からＳ炉１０ａへ酸素を２００［Ｎｍ³／
ｈ］移行する処理が行われる。

【００５３】ｂ．Ｓ炉１０ａのＳｉＯ₂濃度対策選定Ｓ炉１０ａのＳｉＯ₂濃度制御はＳｉＯ₂の絶対値および
トレンドに基づいて、図示は省略しているが、上記カワ
品位・Ｃカラミ銅濃度の対策を選定する場合に用いられ
る分類表と同様な分類表により制御量が決定される。ｃ．Ｓ炉１０ａのＣａＯ濃度対策選定Ｓ炉１０ａのＣａＯ濃度制御はＣａＯ濃度−Ａｌ₂０₃の
絶対値およびトレンドに基づいて、図示は省略している
が、上記カワ品位・Ｃカラミ銅濃度の対策を選定する場
合に用いられる分類表と同様な分類表により制御量が決
定される。ｄ．Ｃ炉１２のＣａＯ濃度制御Ｃ炉１２のＣａＯ濃度は、ＣａＯ濃度とＣカラミ銅濃度
との和の絶対値の評価結果に応じて分類表が設けられ、
この分類表を用いて、ＣａＯ濃度とＣカラミ銅濃度との
和のトレンドおよびＣカラミ銅濃度のトレンドに基づい
て制御量が選択される。

【００５４】ｅ．Ｓ炉１０ａの温度対策選定Ｓ炉１０ａの温度対策選定は、Ｓ炉温度に関する修正命
令、Ｃカラミ銅濃度に関する修正命令、および各種制約
に基づいて行われる。この処理は温度を上昇させる場合
と下降させる場合とに大別される。Ｓ炉の温度を上昇さ
せる場合にはＳ炉の評価結果の他にＣカラミ銅濃度の評
価結果が使用され、実行可能な対策の組み合わせが選択
される。また、温度を下降させる場合は、Ｓ炉の温度対
策のみにより実際の対策が選定される。図２４（ａ），
（ｂ）はそれぞれ、対策レベルが“１”の場合のＳ炉の
温度上昇時および下降時の対策の選定表である。尚、こ
れらの選定表は、命令レベルそれぞれに対して設けられ
る。例えば、修正命令レベルが“１”の温度上昇する場
合は、Ｃ炉１２からＳ炉１０ａに戻されるＣカラミ量を
０．５［トン／ｈ］減らす対策が最優先で選択される。
もし、Ｃカラミ中の銅濃度が高く、Ｃカラミの帰還量を
減少するみでＳ炉１０ａの温度を上げることが不適切と
判断された場合は、次に優先順位が高い対策が選択され
る。また、Ｓ炉１０ａの温度を下げる場合は、Ｃカラミ
の供給量の増加のみで対応が行われる。

【００５５】ｆ．Ｃ炉１２の温度対策選定Ｃ炉１２の温度対策選定は、Ｃ炉１２の温度に関する修
正命令レベルおよび上記各種制約に基づいて行われる。
Ｃ炉１２の温度対策選定も上記Ｓ炉１０ａの温度対策選
定と同様に、温度を上昇する場合と下降する場合に大別
される。Ｃ炉１２の温度対策に関してはＣ炉１２の評価
結果のみに基づいて行われる。Ｃ炉１２の温度対策に関
しては、修正命令レベル毎にＳ炉１０ａへ帰還するＣ炉
カラミの量を記載した選定表が用いられる。温度を下げ
る場合はＳ炉１０ａへ帰還するＣカラミ量を増やすこと
によりＣ炉１２内の温度を下げ、温度を上げる場合はＣ
カラミ量を減らしてＣ炉１２から外部へ放出される熱を
減らす。

【００５６】ｇ．その他上述した基本的な評価結果から導き出される対策に加
え、経験から導かれるケース毎に対策が決定される。例
えば、Ｓ炉温度が高くＳ炉１０ａ内の酸素を増加する場
合であって、給鉱量を増加しない場合は、Ｃカラミ量を
増加させ、Ｓ炉１０ａの温度上昇を防止する。尚、前述
した各種制約は、例えば、Ｓ炉温度が高くＳ炉給鉱量を
増加させない場合、酸素増加時の温度上昇をＣカラミ返
し量を増加させることで制御する等の制約のことであ
る。

【００５７】上記において決定した修正命令レベルの
後、酸素等に外乱があるかチェックされる（図６中処理
１０２）。そして、外乱がある場合、修正命令レベルの
再決定と、外乱を抑えるための一部対策が決定する（図
６中処理１０３）。外乱としては、例えば精製炉での酸
素の使用を開始した場合、使用を停止した場合がある。
精製炉での酸素の使用を停止した場合、Ｓ炉１０ａ、Ｃ
炉１２で酸素を全量使用していれば、Ｓ炉１０ａ内の酸
素量が減るため、放置するとカワ品位およびＣカラミ銅
濃度が低くなる傾向になる。そのため精製酸化開始のＳ
炉１０ａ、Ｃ炉１２の酸素配分の表（図２５）を用い、
カワ品位およびＣカラミ銅濃度の修正命令レベルを考慮
して、どちらの炉からどの程度酸素を減らすかを決定す
る（一部対策の決定）。更に酸素を減らしたので、その
削減分に見合ったレベルを計算し、カワ品位およびＣカ
ラミ銅濃度の修正命令レベルを再決定する。

【００５８】図２５は精製酸化開始時および終了時の酸
素分配時の補正を行う際に用いられる分類表である。こ
の分類表はカワ品位およびＣカラミ銅濃度の修正命令レ
ベルに関してマトリクスとなっており、例えば、カワ品
位の修正命令レベルおよびＣカラミ銅濃度が共に“レベ
ル１の下降命令”である場合、即ち、“要下降”である
場合は、図中表から行ＲＤ１列ＣＤ１の要素が選択され
る。この要素はＳ炉１０ａおよびＣ炉１２に対する対策
量が記載され、上記例の場合、Ｓ炉１０およびＣ炉１２
に対する対策は酸素をぞれぞれ３００［Ｎｍ³／ｈ］お
よび１００［Ｎｍ³／ｈ］削減されるように決定され
る。

【００５９】上述した補正を行い、実際に供給酸素量を
変化させると各炉に影響を与えるので、上記修正命令レ
ベルを補正する必要がある。この補正は以下に示すルー
ルに基づいて行われる。・カワ品位：酸素供給量を−４００，−３００［Ｎｍ³／ｈ］とする場合レベル２酸素供給量を−２００，−１００［Ｎｍ³／ｈ］とする場合レベル１・Ｃカラミ銅濃度：酸素供給量を−３００［Ｎｍ³／ｈ］とする場合レベル３酸素供給量を−２００［Ｎｍ³／ｈ］とする場合レベル２酸素供給量を−１００［Ｎｍ³／ｈ］とする場合レベル１

【００６０】例えば、カワ品位の修正命令レベルが“レ
ベル１の下降命令”、即ち、“要下降”レベル１である
場合、Ｓ炉１０で酸素を−４００［Ｎｍ³／ｈ］とした
とき、現在のカワ品位は高いが、酸素を削減したことに
より酸素不足の状況になる。従って、酸素を削減したこ
とによる影響を考慮して、修正命令レベルを“レベル１
の上昇命令”と補正する。以上では、Ｓ炉１０ａおよび
Ｃ炉１２中の酸素を削減する場合を説明したが、酸素を
増加させる場合も図２５と同様な表が用いられ、対策が
決定される。また、酸素を増加させたことによる修正命
令レベルの補正も、上述したようなルールが適用されて
補正される。

【００６１】尚、上記実施形態では、マット製造装置１
０がＳ炉１０ａとＣＬ炉１０ｂとに分離されている場合
を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、マッ
ト製造装置１０が１つの炉からなるものであっても適用
することができる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の製銅シス
テムによれば、運転の指標が予測され、操作者に該指標
が指示されるので、操作者が製銅システムに関して高度
な知識を有していなくとも容易に管理を行うことが可能
であるという効果がある。また、操作者は指示された指
標に基づいて操作子を操作するだけであり、高度な判断
が要求されないので、操作者による判断ミスが生じな
く、製錬の効率が上がるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による連続製銅システム
の全体構成を示すブロック図である。

【図２】対策選定装置２１の機能構成を示すブロック
図である。

【図３】データ収集部３０および推論部３１が有する
機能の時間的な相関関係を示す流れ図である。

【図４】ニューラルネットによりトレンドを求める処
理を示す説明図である。

【図５】ニューラルネットにおける基本パターンへの
変換処理を説明する図である。

【図６】推論部３１の各機能の時間的な相関関係を示
すブロック図である。

【図７】表示装置２２に表示される内容を示す図であ
る。

【図８】ＣＬカワ品位の絶対値を評価するための図表
である。

【図９】カワ品位の命令レベルを決定するために用い
られる図表である。

【図１０】ＳｉＯ₂濃度の絶対値を評価するための図
表である。

【図１１】Ｓ炉１０ａのＳｉＯ₂濃度の評価を行う際
に用いられる図表である。

【図１２】Ｓ炉１０ａのＣａＯ濃度とアルミナ濃度の
差を評価するときに用いられる図表である。

【図１３】Ｓ炉１０ａのＣａＯ濃度からアルミナ濃度
を減算した値を評価する図表である。

【図１４】Ｃカラミ濃度の絶対値の評価を行う図表で
ある。

【図１５】Ｃカラミ銅濃度命令レベルを決定する際に
用いられる図表である。

【図１６】Ｃ炉ＣａＯ濃度と銅濃度との和の絶対値評
価を行う際に用いられる図表である。

【図１７】Ｃ炉１２のＣａＯ濃度対策量を決定する際
に用いられる図表である。

【図１８】Ｓ炉１０ａの温度の評価を行う図表であ
る。

【図１９】Ｓ炉１０ａの温度に関する命令レベルの決
定を行う際に用いられる図表である。

【図２０】Ｃ炉１２の温度の評価を行う図表である。

【図２１】Ｃ炉１２の温度命令レベルを決定する際に
用いられる図表である。

【図２２】カワ品位およびＣカラミ銅濃度を制御する
際に用いられる図表である。

【図２３】カワ品位およびＣカラミ銅濃度に対する具
体的な対策を選定する選定表の一例を示す図表である。

【図２４】Ｓ炉の温度上昇時および下降時の対策の選
定図表である。

【図２５】精製酸化開始時および終了時の酸素分配時
の補正を行う際に用いられる図表である。

【図２６】従来の連続製銅システムの全体構成の概略
を示す図である。

【符号の説明】

１０マット製造装置（マット製造手段）１０ａＳ炉（マット熔錬炉）１０ｂＣＬ炉（錬カン炉）１２Ｃ炉（製銅炉）１３測量装置（測量手段）１４温度計（第１の測温手段）１５消耗型熱電対温度計（第２の測温手段）１６成分分析器（第１の分析手段）１７成分分析器（第２の分析手段）１８制御装置（制御手段）１８ａ操作子２０記憶装置（記憶手段）２１対策選定装置（対策選定手段）２２表示装置（表示手段）

フロントページの続き (72)発明者松谷輝之香川県香川郡直島町4049−１三菱マテリアル株式会社直島製錬所内 (72)発明者大西一孝香川県香川郡直島町4049−１三菱マテリアル株式会社直島製錬所内 (72)発明者石飛益弘東京都文京区小石川１−３−25大国ビル三菱マテリアル株式会社システム事業センター内 (72)発明者村上裕東京都文京区小石川１−３−25大国ビル三菱マテリアル株式会社システム事業センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主副原料が投入され、該主副原料を熔融
してマットと棄却スラグとに分離するマット製造手段
と、前記マットから粗銅を生成する製銅炉とを有する製
銅システムであって、前記マット製造手段および製銅炉へ供給される主副原料
の量を測定する測量手段と、前記マット製造手段の炉温を測定する第１の測温手段
と、前記製銅炉の炉温を測定する第２の測温手段と、前記マット製造手段から出力されるマットおよび棄却ス
ラグの成分を所定時間間隔で分析する第１の分析手段
と、前記製銅炉から出力される熔体中の成分を所定時間間隔
で分析する第２の分析手段と、操作子を備え、該操作子の操作内容に応じて前記マット
製造手段へ投入される主副原料の量を調節する制御手段
と、対策を記憶した記憶手段と、前記測量手段の測定結果と、前記第１の測温手段および
前記第２の測温手段の測定結果と、前記第１の分析手段
および前記第２の分析手段の分析結果と、前記制御手段
における前記操作子の操作内容とに基づいて前記マット
製造手段および前記製銅炉の状況を適正にするための対
策を前記記憶手段から選定する対策選定手段と、前記対策選定手段で選定された対策を表示する表示手段
とを具備することを特徴とする製銅システム。
【請求項２】前記マット製造手段と前記製銅炉とが順
に連結されたことを特徴とする請求項１記載の製銅シス
テム。
【請求項３】前記マット製造手段は主副原料が投入さ
れるマット熔錬炉と、該マット熔錬炉から出力される熔
体をマットと棄却スラグとに分離する錬カン炉とからな
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の製銅
システム。
【請求項４】前記第１の分析手段で分析されて得られ
るパラメータは、前記マットからは銅濃度、前記棄却ス
ラグからは石灰濃度および硅砂濃度であり、前記第２の
分析手段で分析されて得られるパラメータは、銅濃度お
よび石灰濃度であることを特徴とする請求項１乃至請求
項３の何れかに記載の製銅システム。
【請求項５】前記成分の時間的変動傾向および前記マ
ット製造手段の炉温の時間的変動傾向はニューラルネッ
トワークを用いて求められることを特徴とする請求項１
乃至請求項３の何れかに記載の製銅システム。
【請求項６】前記対策選定手段は、前記第１の測温手
段および前記第２の測温手段の測定結果と、前記第１の
分析手段および前記第２の分析手段の分析結果と、前記
成分の時間的変動傾向および前記マット製造手段の炉温
の時間的変動傾向とに基づいて、前記マット製造手段お
よび前記製銅炉の状況を評価することを特徴とする請求
項１乃至請求項３の何れかに記載の製銅システム。
【請求項７】前記対策選定手段は、前記製銅炉のカラ
ミ中の銅濃度については、その絶対値が高い場合と低い
場合とに分けて絶対値を評価して対策の選定に用いるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の
製銅システム。
【請求項８】前記対策選定手段は、前記マット製造手
段から出力された熔体が前記第１の分析手段で分析され
るまでにかかる時間と、前記マット製造手段から出力さ
れた熔体が前記第２の分析手段で分析されるまでにかか
る時間とを考慮して対策を選定することを特徴とする請
求項１乃至請求項３の何れかに記載の製銅システム。
【請求項９】前記対策選定手段は、前記測量手段の測
定結果の変化履歴と、前記第１の測温手段および前記第
２の測温手段の測定結果と、前記第１の分析手段および
前記第２の分析手段の分析結果と、前記制御手段におけ
る前記操作子の操作内容とに基づいて各種パラメータに
対する命令レベルを求めるとともに、前記変化履歴に基
づいて各種パラメータに対する影響レベルを求め、各種
パラメータ毎に前記命令レベルおよび影響レベルに基づ
いて対策を選定することを特徴とする請求項１乃至請求
項３の何れかに記載の製銅システム。
【請求項１０】前記対策選定手段は、前記測量手段の
測定結果で表される主副原料の投入量の変化と前記マッ
トの銅濃度と前記製銅炉の銅濃度とに基づいて前記マッ
トの銅濃度および製銅炉の銅濃度に対する対策を選定す
ることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記
載の製銅システム。
【請求項１１】前記記憶手段は優先度が付された少な
くとも一つの対策からなる対策群を記憶し、前記対策選定手段は、前記測量手段の測定結果と、前記
第１の測温手段および前記第２の測温手段の測定結果
と、前記第１の分析手段および前記第２の分析手段の分
析結果と、前記制御手段における前記操作子の操作内容
とに基づいて各炉況を適正にするための対策群を前記記
憶手段から選定し、該対策群内の対策の優先度と該対策
の実現に必要な主副原料の量と予め設定された限界値と
に基づいて該対策群から対策を選定することを特徴とす
る請求項１乃至請求項３の何れかに記載の製銅システ
ム。
【請求項１２】前記記憶手段は前記対策群を表の形式
で記憶することを特徴とする請求項１１記載の製銅シス
テム。
【請求項１３】前記対策選定手段は、外的要因により
必要な前記主副原料の供給量が維持できない場合には、
前記パラメータを変化させない対策を選定することを特
徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の製銅シ
ステム。
【請求項１４】前記表示手段は前記対策選定手段で選
定された対策を逐次更新表示することを特徴とする請求
項１乃至請求項３の何れかに記載の製銅システム。