JPS596306A - 鉄鋼プロセスにおける高炉操業方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、消費エネルギ最小化を図った鉄鋼プロセスに
おける高炉操業方法に関する。

技術の背景 鉄鋼プロセスは外部供給つまり購買エネルギを使用する
だけでなく自身も副次的にエネルギを生成する複雑なエ
ネルギ需給体系を形成しており、中でも高炉はエネルギ
を多量に消費、生成し、鉄鋼プロセス全体のエネルギバ
ランスに大きな影響を与える。即ち高炉は鉱石およびコ
ークスを装填され、熱風および燃料を吹き込まれ、高炉
ガスを発生しＴＲＴ　（高炉炉頂圧回収タービン）を駆
動、出力するが、高炉ガス（ＢＦＧ）発生量はＢＦＧと
の混焼熱設備でのコークス炉ガスＣＯＧ、液化天然ガス
ＬＮＧ、転炉ガスＬＤＧの各使用量を変化させ、鉄拠プ
ロセスのガスバランスに大きな影響を与える。また熱風
送風量は、送風機が蒸気駆動の場合はガスバランスにま
たその補機の電力従って購買電力量に、電動機駆動の場
合は直接購買電力量に影響を与える。同様にＴＲＴ出力
は購入電力量に、吹込燃料比は購入燃料に、コークス比
は購入石炭量およびガスバランスに影響を与える。

このように高炉は鉄鋼プロセス全体のエネルギバランス
に大きな影響を与えるので、鉄鋼プロセス全体の消費エ
ネルギを最小とする高炉操業方法を総合的、系統的に決
定することは極めて重要である。

従来技術と問題点 鉄鋼プロセス全体の消費エネルギを最小とする高炉操業
条件を求める従来の方法は、下記の２つの方法論に大別
される。第１の方法は、与えられた原料条件、生産量を
前提として、実行可能な送風温度、送風湿度、吹込燃料
比等の高炉操業条件を数ケース決定したところで、高炉
操業モデルにより各ケースの高炉操業諸元を算出し、こ
の諸元を用いてエネルギ最適配分モデルにより全所のエ
ネルギバランスを算定した後、プロセス全体の消費エネ
ルギを算出する。ここで高炉操業モデルとは、高炉部門
で針画値策定、操業解析等に使用している操業式により
構成されている。またエネルギ最適配分モデルとは、各
熱投備の必要熱量を満足し、かつ燃料使用枠、供給設備
制約条件を満足するように、自家発生エネルギと購入エ
ネルギの使用量を最経済的に決定するものである。

数ケースの高炉操業条件のそれぞれに対応する消費エネ
ルギ量が求まると、これらを比較して、最小の消費エネ
ルギとなる特定ケースを最適高炉操業条件として決定す
る。また数ケースの消費エネルギを比較検討し、必要な
らば高炉操業者の経験にもとづき、より消費エネルギを
減少させると期待される新らしい高炉操業条件を決定す
るものである。

第２の方法は、第１の方法に比べて、やや数理的アプロ
ーチを加えたもので、前記高炉操業モデルとエネルギ最
適配分モデルを単一のモデルに複合し、該モデルをＴａ
ｙｌａｒ展開により特定高炉操業点で線形近似した後、
線形計画法（Ｌｌｎｅａｒ　　Ｐｒｏｇｒａ＋ｕｉｎｇ
　）により最適操業条件を求めるものである。

第１の方法の欠点は、明らかなように、本来連続した実
行可能操業範囲の中で、離散的な限定された高炉操業条
件に対応した消費エネルギの比較しか行なえず、それが
真の最小エネルギとなる操業条件であるという保証はな
い、またこの方法で全ての実行可能領域内で最適解を探
索しようとすれば、高炉操業条件を該全ての実行可能領
域内に設定した一定間隔の格子点として与えた後に、そ
れに対応する消費エネルギーを求めなければならず、計
算回数は条件（変数）の次元数にともない指数的に増加
し、たいへん効率が悪い。そこでこの方法では、無数と
なる格子点の探索を避けるために、高炉操業者の経験を
拠り所として格子点を選定し、より消費エネルギーを減
少させると期待できる新しい操業条件を求めることにし
ている。

しかし、高炉操業者が鉄網プロセスのエネルギバランス
を総合的かつ定量的に把握し、操業条件を系統的に更新
することは現実的には難しいことである。

第２の線形化法の主要な欠点は、本来非線形モデルであ
る高炉操業モデルを特定操業点で線形近似を行なうこと
である。これにより、実際には特定操業点近傍の操業範
囲内での最適解の探索に限定されてしまう。さらに、高
炉の操業度、操業方法、およびエネルギ需給構造が変化
した際には、改めて特定操業点での線形近似を行なわな
ければならず、モデルの柔軟性に欠ける。また、送風湿
度を加湿すべきか、脱湿すべきかの別個の異種の操業方
法が存在する場合に、同時に１つの線形計画問題に定式
化することは不可能であり、その為に全ての実行可能領
域内で最適解を探索することができないことになる。

発明の目的 本発明はこれらを改善しようとするもの即ち実行可能な
全操業範囲の内で真のエネルギ最小とする高炉操業条件
を見出す、所要演算回数は可及的に少ない、操業者の経
験判断を解析要件とはしない、高炉操業及びエネルギ最
適配分モデルは非線形のま＼でよい、条件変更に柔軟に
対処できる、高炉操業条件探索法を提供しようとするも
のである。

発明の構成 本発明では、改良型ネルダーミード（Ｎｅ１ｄｅｒ　−
Ｍｅａｄ）法を応用して鉄鋼プロセスの消費エネルギを
最小とする高炉操業条件の探索を行なうことにより、高
炉操業最適化問題の非線形性を損なうことなく、かつ高
炉操業者の経験による操業点更新手続も必要とせず、全
ての実行可能領域の中で最適操業条件を系統的に探索で
きるようにした。

ＮＭ法ではシンプレックスと呼ぶｎ次元空間における（
ｎ＋１）個以上の点を頂点とする幾何学的な図形を用い
、このシンプレックスの各頂点の中で最悪の目的関数値
をとる点の、残りの頂点の中心に関する鏡映点は目的関
数値を改善することが期待できるという考え方をとり、
またこの鏡映プロセスの他に目的関数の形状に応じて伸
長、収縮、縮小などの修正動作を加えて最適解の探索手
段とする。このＮＭ法は制約条件なし最適化問題に提案
された手法であるが、これを制約条件つき最適化問題に
拡張した手法が改良型ＮＭ法である。

ＮＭ法の利点は最小化すべき目的関数ｆ　（ｘ）を決定
変数Ｘの関数形として明確に定義する必要はなく、また
目的関数の局所的最小化方向を与える偏微分係数などを
計算する必要もなく、ただ任意の変数枦に対応した目的
関数値ｆ（ｘ’）だけを算出、利用して最適点を探索で
きることにあり、複雑なエネルギ需給構造を有して単一
の目的関数を定義しにくい鉄鋼プロセスでの解析に好適
である。

また高炉操業でも種々の操業制約条件があってそれによ
り実行可能領域が規制されるので、ＮＭ法も改良型のそ
れが適する。

本発明では鉄鋼プロセス全体の消費エネルギを最小とす
る高炉操業条件を求める問題は、数学的に、独立変数Ｘ
−Ｘ　＋　、・・・、　Ｘｉを変数とする目的関数ｆ（
ｘ）を、ｌｊ≦ｘｊ≦ｕｊ、ｊ＝１．・・・１ｍ（ｎ＜
ｍ）の形のｍ個の制約条件下で最小化する問題と考える
。ただＬ％　”ｎ＋ｊ’　・・・＋　Ｘ靜よ独立変数Ｘ
ｈ・・・、　Ｘｎの関数であり、制約条件の上、下限、
ｕ−＋　１、は定数とする。すなわち、Ｊ ｓｕｂｊ　、　ｔｏ　　１ｊ≦Ｘｊ≦ｌ１ｊｊ＝１．・
・・、　　ｎ　　　　　　　　１２）ｌｊ≦ｇ＝Ｊ　（
ｘ　ｌ、　・・・、　ｘｎ）≦ｕｊｊ＝ｎ＋１．・・・
、　ｍ　　　　　　＋３＋高炉操業最適化問題では目的
関数ｆ　（Ｘ）は鉄鋼プロセス全体の消費エネルギ量で
ある。決定変数ｘ＝（ｘ＋、・・・ｘｎ）は、送風温度
、送風湿度、吹込燃料量、吹込窒素量、吹込酸素量など
である。

複数の高炉を有する鉄鋼プロセスにあっては、複数の高
炉の各諸元が複合化して全所のエネルギノくランスに影
響を与えるので、高炉別に最小化問題を定式化するので
はなく、１つの問題として定式化しなくてはならない。

したがって、決定変数Ｘの次元は、操業条件の数の高炉
基数倍となる。高炉操業制約条件は、上記決定変数己の
上下限制約制約条件がある。１（王）としては、ボ・ソ
シュガス量、羽口先燃焼温度、炉芯推定温度が高炉毎に
ある。以下に本発明の高炉操業指標を求める方法を説明
する。

発明の実施例 最初に記号を以下のように定義する。

ｘＫ＋ｎ次元空間におけるシンプレックスの頂点にの座
標（ｘｌＫ　、　・、・ＸｎＫ　）ＸＬ＋　ｆＬ；シン
プレックスにおける目的関数の最大点および虻における
　ｆ　（ｘ）の値 Ｘ”＋　ｆＨニシンブレックスにおける目的関数の２番
目の最大点、およびずにおけるｆ　（Ｘ）の値ｘｓ、ｆ
８ｉシンプレックスにおける目的関数の最小にＧ、ｆＧ
ｉ最悪点ｘＬを除いたすべての頂点の中心、およびｘＧ
におけるｆ　（ｘ）の値 （１〕初期配置：制約条件つき問題では、シンプレック
スの縮退を防止するために、シンプレ・ランスの頂点の
数は、Ｋ＝２ｎと多口にとる。ｍ個のすべての制約式＋
２１．（３１を満たす初期点（ｘｌ’＋・・・。

ｘｎＯ）を与え、残りの（Ｋ−１）個の点は一様乱数を
用いて ｘｊ＝＝ｌｊ＋ｒｊ（ｕｊ−１ｊ）、ｊ＝１．・・・、
ｎ（４）によって決める。ここで０≦ｒ、≦１は一様乱
数である。すなわち、初期配置の第１点は実行可能な高
炉操業条件（例えば現状の操業条件）より定めるが、残
りのに一１個の初期配置はシステムが生成する。（４）
式により生成された誠意ｘ＝（ｘ＋。

・・・、×ｎ）が制約条件（３）を侵害するときにはそ
の誠意をすでに選ばれている点の集合（初期点を含む）
の中心方向へ画点の中点まで後退させる。しかし、この
後退プロセスをくりかえすとすでに選ばれた誠意と差異
のない誠意が選ばれる可能性がある場合には、改めて異
なる乱数にて（４）式により新しい誠意を選ぶと良い。

Ｋ個の高炉操業条件の誠意ｘｉ、ｌ”ｌ、・・・、Ｋが
選ばれた後、第１図に図示するように高炉操業モデル及
びエネルギ最適配分モデルを用いて、誠意Ｘ１に対応し
た消費エネルギ量ｆｊを求める。すなわち先ず原料条件
、生産量、エネルギ原単位等を与件条件として高炉操業
モデルより、鼻壜に対応した高炉操業諸元を算出する。

この時にボッシュガス量、羽口先燃焼温度、炉芯推定温
度の制約条件値を始めとして、エネルギバランスに直接
的に関係する、ＢＦＧ発生量、ＢＦＧ生ガスカロリー、
熱風炉所要熱量、燃料比、ＴＲＴ出力等が算出される。

次に前記高炉操業諸元と前記与件条件からエネルギ最適
配分モデルを用いてプロセス全体のエネルギ最適配分を
行なう。エネルギ最適配分モデルは、各工程の熱設備の
所要熱量を満足し、かつ設備制約条件、購入燃料枠等を
満足する中で、購入エネルギと自家発生エネルギの使用
量を最経済的に決定するものである。こうしてプロセス
全体のエネルギバランスが算出された後に、消費エネル
ギ量を（購入エネルギ外販エネルギ）なるエネルギ収支
として算出する。エネルギ種別としてはコークス（石炭
）、電力、ＢＦＧ、ＬＤＯＳＬＮＧ、ＣＯＧ、重油類、
工業用水等である。プロセス系内で発生し消費される酸
素、窒素、蒸気等のエネルギは、購入エネルギの瑯料、
電力等のエネルギ量で算出する。

以上のように、プロ輿ス全体の消費エネルギ量は、高炉
操業条件が１つ決まれば、一義的に計算されるわけで関
数形ｆ　（ｘ）を明確に定義する必要はない。初期配置
のに個の操業条件に’＋　　１＝１゜・・・、Ｋに対応
した目的関数としての消費エネルギ量ｆ’ｔ１”’Ｌ　
・・・、Ｋが求まると次にシンプレックスの更新手順を
行なうが、その要領の概要をｎ＝２の簡単な例につき第
３図を参照して説明する。

第３図で横軸は操業因子！＋、縦軸は操業因子ｘ２を示
し、１１とｕ　＋　＋　　Ｉｔ　２とｕ２は因子ＸＩ。

ｘ２の上下限である。曲線Ｃ１，Ｃ２・・・・・・はｘ
＋。

ｘ２を種々変更した場合の開数ｆ　（ｘ）の等高線で、
Ｍｉｎが鰻小値である。直線Ｌ１．Ｌ２は制約式ｈｊ（
ｘ　ＩＸ　２　）の上、下限で、これらの上、下限値に
より制約されて　ｆ（ｘ）の値に許容できる範囲は第３
図の斜線で囲った領域ｌＯ内である。

初期点Ｘ°は点１のように領域１０内に選び、ｎ−２で
あるからシンプレックスの頂点の数は２ｎ＝４、従って
残り３点を一様乱数を用いて（４）式で選び、これらが
第３図の点２．３．４にあったとすると四角形１，２．
３．４がシンプレックスである。シンプレックスの４頂
点のうち最も　ｆ　（ｘ）が大であるものつまり最悪点
は頂点１であるから、これを除いた２、３．４で構成さ
れる三角形をとり、その中心についての点ｌの鏡映点５
を作る。

次に四角形２．　３．　４．　５を取上げ、この中での
最悪点は４であるからこれを除き、三角形２，３゜５の
中心に対する点４の鏡映点６を求める。以下同様であり
、か−る操作で点？、８．９・・・・・・が求まり、点
１２に至って領域１０の限界に達するので、これが求め
る最小点とする。実際の脹小点Ｍｉｎには至らないが、
これは制約条件のためであり、こうして本方式に、よれ
ば制約条件内で可及的に最小点へ接近することができる
。しかも所要計算量は相当に少ない。なお鏡映とは対称
軸に関して反対方向等距離の点を求めることを言うが、
本性では必ずしも等距離にする必要はなく、同方向で適
宜伸長縮小させてよい。次に前記のに個の操業条件の更
新法を述べる。

（２〕シンプレツクスの更新：（：）シンプレックスの
各頂点で目的関数値を比較し、最悪点ｘＬを、残りの頂
点の中心 に関して、 により鏡映させ、誠意ｘＫを求める。αは解くべき高炉
操業最適化問題に応じて、適切に定める。鏡映によって
得られた誠意ｘＫの関数値ｆＫが、ｆｓ、　（Ｈ。

（１−１と比較してどこに分類されるか、ならびに制約
条件を考慮してシンプレックスの伸長、収縮、縮小のい
ずれの修正動作をとるかを決める。

（ｉｉ）ｆＫ≦ｆＨの場合：ｘＫが新しいシンプレック
スで最悪点にならない場合であるので１が許容点かどう
かを判定する必要がある。ｘＫが許容点かどうかを判定
するためには、まずｘＫが操業条件自体の上下限制約を
侵害しているかどうかを判定し、侵害していない場合に
は、ｘＫに対応するボッシュガス量、羽口先燃焼温度、
炉芯推定温度の制約条件ｈ（ｘ）を侵害しているかどう
か判定し、同時に制約条件を満足していれば許容点とす
る。

×１が許容点のとき； ■ｒｓ　＜　ｒＫ　ｓ　ｒｌ＋の場合 ｘＬの代わりにｘＫを採用して探索を続行する。

■ｒＫ＜　ｔＲの場合 ｘＫが新しいシンプレックスで最良点であるから、その
方向で一層の改善が期待できる。それ故ｘ”＝　（１−
ｍγ）　χｃ−αｘｔ、（伸長係数ｒ　＞　１　）　・
（６１によって伸長する。伸長係数は問題に応じて適切
に定める。伸長点Ｘ０における目的関数値ｆ０を１算す
る。ｒ　Ｅ　＜　ｒ　Ｋかつｘｏが許容点のときには、
ＸＬの代わりに五〇をとり、他の場合には×１の代わり
にずを採用し続行する。

ｘＫが許容点でないとき：以下の許容化アルゴリズムを
用いて、ｘＫを許容化したｘＫｆを求めて、ＸＬＯ代わ
りに採用する。

許容化アルゴリズム （８）もし誠意ｘＫが上下限制約条件（２）を満足しな
いならば、そ９独立変数ｑを適当な量（たとえば、上限
が満たされていなければｕ−０，００００１、下限が満
たされていなければｌｐ　Ｏ−００００１）だけ制約式
の境界の内側ヘリセットする。

（ｂｌもしボッシュガス量、羽口先燃焼温度、炉芯推定
温度の制約条件（３）を満足しないならば、誠意ＸＫを
中心×６方向へ収縮率１／２で３回までもどして、許容
点ｘＫｆをみつける。それでも許容点が得られないなら
ば、ＸＧで許容かを判定し、なお許容点でないならｄｘ
＝　（ｘＬ−ｘ’）　／１０を１算し、ｄｘず□ゞｉ−
□□ つ２回、Ｇ方向に探索する。その点でも許容でないなら
、シンプレックスを、ｘｓに向かって縮小する。

縮小操作に関しては後述の（ｉｉｉ　）の■の項で説明
する。

さらに安定した収束性を確保するために目的関数値の小
さいほうからに／２個の頂点をｐ＝ｔｓ倍拡大した点ｘ
Ｂ１（！＝１．・・・、に／２）をとり１、Ｋを許容化
したｘＫｆの関数値と比較して、最小の関数値を与える
点を、ＸＬの代わりに採用する。ただし、シーが許容点
でないときは、Ｘｏに向かって１／３ずつ収縮する。

（ｉｉｉ　）　ｆＨ＜　ｆＫの場合；狭い谷や、最適点
近傍で起こる状況で、誠意ｘＫが、新しいシンプレック
スにおいても最悪点になる場合である。茨の二つの場合
にわけて考える。

■（Ｌ≦ｆＫの場合：行き過ぎたｘＫをもどすのだが、
ｆＬ≦１により、ｘＬ側の内分点のほうが、より小さい
関数値を与えることが期待できるので、ｘＣ＝βＸＫ＋
（ｌ−β）ＸＧ（収縮係数０くβ〈１）・・・・・・・
・・　（７） における目的関数値ｆＣを１算する。もし、（Ｃ＜１１
−なら収縮は成功で、ｘＬの代わりにＸＣを採用する。

もし、ｆＣ≧ｆＬなら、収縮は失敗で、シンプレックス
を縮小する。ここで、縮小とは、シンプレックスの大き
さが、問題に対して適正でない場合にとられる手法で、
すべての頂点ｘＫｔ−ｘ”に向かって１／２ずつ移動さ
せて縮小したシンプレックスを作る。

ＸＣが許容点でないとき：非許容領域を、シンプレック
スが包んでいる場合で、シンプレックスを制約領域の形
状にあった適正な大きさに縮小する。

■１Ｋ＜１Ｌの場合：ｆＬ＞ｆＫであるので、ｘＫ（７
）側の内分点にもどすほうが、関数値の改善が期待でき
るので、 −ｒが許容点のとき：（ｉｉｉ）の■と同様の処理を行
う。

ＸＣが許容点でないとき：（ｉ＋）のところで述べた許
容化のアルゴリズムを用いて、許容な）（ｃｆを見出し
、計の代わりに採用する。

（３〕収束判定条件ニシンプレックスの各頂点の目的関
数値ｆ（ｘＫ）の標準偏差がε以下になっ４たとき、鍛
適点に収束したと考える。

εは問題に応じて適切に定める。

こうして得られた関数ｆ　（ｘ）を最小とする変数Ｘは
高炉操業の指標となるものである。即ち高炉は消費エネ
ルギ最小を条件としてのみ操業されるものではないから
、実際には他の要件を加味しながら最適高炉操業が実行
される。

上記操作の概略フローを第４図に示ず。これらはプログ
ラムに組んでおき、ＣＲＴディスプレイに表示されるガ
イダンスに従って所要データを入力すればよいようにす
る。第２図に機器構成を示す。この図で１２は電子計算
機、１４はカード読取り機で、作成した多量のプログラ
ムおよびデータの投入用である。１６は補助メモリで、
上記データ等を記憶する。１８はＣＲＴディスプレイで
伝送装置および伝送線を介して計算機１２へ接続され、
またキーボード２０およびハードコピー２４と接続され
、入力案内メツセージおよび入出力データ等の表示を行
なう。２２はプリンタである。

案内メツセージは例えば次のように表示される。

＊０ＢＪＢＣＴＩＩＪｔ！　ＦＵＮＣＴＩＯＮ　ＦＯＲ
ＯＰＴＩＭ［ＺＩＴＩＯＮ＊サイテキカ　スベキ　モク
テキカンスウ　ニハ１オ　セット　シ　ソノタ　ニハ　
０オ　セットシテクダサイ。

１、ｔｌＮＩ！ＲＧＹ　　Ｃ０５Ｔ（１）２．ＴＯＴＡ
ＬＣＡＬＯＲＩＢ（０）３、ＢＦ　ＣＡＬＯＲＩＢ（０
） 本例では嵌通化すべき目的関数はエネルギコストであり
、この欄の括弧内にキーボード２０を介して１をセット
する。これでエネルギコスト計算のプログラムが呼び出
され、オペレータは案内メツセージに従って所要事項を
入力し、やがて実行を指示して１算開始させる。

シンプレックスの更新に当っては初期値Ｘ°を決定する
必要があり、これには前述のように通常高炉操業で用い
ている値を採用するのが簡単であるが、これではｆ　（
ｘ）最小値が容易に求まらな、いことがある。甚だしい
場合は通常高炉操業で採用している値が既に第３図の許
容範囲１０を外れていることがある。初期値は正確に範
囲内にありかつ迅速確実に最小値に収束させるには、粗
い格子点で計算して、最小値に可及的に近い初期値を得
るとよい。そこで本発明では前記表のように表示して上
下限設定を行なわせたあと、次のように表示して粗い格
子点作成を行なう。

＊＊＊ソウギョウ　ヘンスウ　ノ　ソウギョウハンイ　
ノ　ブンカツスウ　オ　セラティ　シテクダサイ＊＊＊ ＭＢ・・・（３１ＴＢ・・・（３１Ｎ２・・・（５１０
２−・−（１１０１Ｌ、Ｒ・−＋１）　ＣＯ＾Ｌ、Ｒ−
（１）　　ＣＯＧ、Ｒ−・−＋１１ここでＭＢは高炉送
風湿度、ＴＢは高炉送風温度でこれらはその範囲９〜４
０．１１００〜１２８０を３分割することを示す。Ｎ２
は吹込Ｎ２量、０２は吹込０２量、ＯＩＬ、　Ｒは吹込
燃料比・・・・・・であり、これらは５，１．１・・・
・・・分割することを示す。ここで、分割数を１と設定
された変数は、該格子点作成に関与しない変数という意
味である。こうして粗い格子点が作られ、計算機は各格
子点についてｆ　（ｘ）本例では消費エネルギを算出し
、ディスプレイに表示してオペレータに選択させあるい
はその最小のものを初期値Ｘ°に自動選択する。このよ
うな操作をすると最小値（許容範囲内の）に収束しない
というような問題はなくなる。次に基体例を挙げる。

前提条件：オールコークス操業、２２０ｋｔ−ｐｉｇ／
月、高炉（ＢＦ）２基。送風温度℃はＩＢＦが１１００
　（１２１０）　、２８　Ｆが１１００　（１２００）
　、送風湿度ｇ／ＮｎｆはＩＢＦが９　（２０）　、２
ＢＦが１０（２０）、吹込Ｎ２量Ｎｆｆｒ／ＨはＩＢＦ
が０（２１０００）、２８Ｆが３０００　（２１０００
”）　、消費エネルギＭＣＡＬ／ｌ−ｐｉｇは３０４０
　（３１１０）。なお括弧内は初期値である。この初期
でシンプレックスの更新を行ない、第５図に示すように
探索回数２０回前後で括弧左側の最適値を得、７０ＭＣ
ＡＬ／　ｔ　−ｐｉｇの削減ができた。これは２．２５
％の節減である。

なおこの図の＋８＋の実線はカロリー、点線はコスト、
（ｂｌ〜（ｄｌの点線はＩＢＦ、実線は２ＢＦを示す。

発明の効果 本発明によれば消費エネルギを最小とする高炉操業因子
即ち送風温度、送風湿度、吹込燃料量、吹込窒素量、吹
込酸素量の最適値が非線型モデルでかつ所要計算量が少
なくて容易に求まり、また初期点として現状の操業点を
与えれば、嵌通解探索過程で現状からどのように最適値
を狙っていくべきかの操業指標を与えることができ、現
時点の高炉炉況を考慮した最善の高炉操業方法を容易に
決定することができる。また鉄鋼プロセス全体の最適エ
ネルギバランスが容易に策定でき、目的関数値をプロセ
ス全体のエネルギ費用とすれば、エネルギ費用を最小と
する高炉操業方法を同様に求めることができる。消費エ
ネルギ量とエネルギ費用を同時に最小とする高炉操業方
法を求める場合には、消費エネルギをｆｌ、エネルギ費
用をｆ２として目的関数値ｆを ｆ＝ｗｆ＋　＋　（１ｗ）　　ｆ　２　　（０≦Ｗ≦１
）　　（１１）なる重み係数Ｗの線形和で定義し、ｆを
最小とする高炉操業方法を同様に求めれば良い。重みＷ
を１に近づければ消費エネルギの最小化を重視する最適
解が求まるし、０に近づければエネルギ費用の最小化を
重視する最適解が求まる。

【図面の簡単な説明】

第１ＢＭは高炉操業条件から消費エネルギを求める要領
を示す説明図、第２図は高炉操業指標を求める機器構成
の概“−を示すブロック図、第３図は改良型ＮＭ法の説
明図、第４図は操業点の更新要領等を示すフローチャー
ト、第５図はテスト結果の一例を示すグラフである。 図面で！　＋　＋　　Ｘ　２は変数、１０は操業可能範
囲、Ｍｉｎは最小値、１〜４はＮＭ法で用いるシンプレ
ックスの一例である。 出　願　人　　　新日本製鐵株式会社 代理人弁理士　　青　　柳　　　　稔 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 ）（ｂ） ）　　　　　　　　　　　　　（ｄ） グン寸りｎイスシ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１自己発生エネルギおよび外部供給エネルギにより
   操業する鉄網プロセスの消費エネルギを最小とする高炉
   操業条件を求め、該条件を指標として高炉を操業する方
   法において、 送風温度、送風湿度、吹込燃料量、吹込窒素量、吹込酸
   素量、その他を鉄鋼プロセス全体の消費エネルギ量を示
   す関数ｆ（ｘ）の変数１とし、該変数の単独の上、下限
   値および、ボッシュガス量、羽口先燃焼温度、炉芯推定
   温度、その他から定まる制限値を制約条件とし、該制約
   条件で定まる操業可能範囲内で改良型ネルグーミード法
   を通用して前記関数ｆ　（ｘ）の最小値を求め、該最小
   値を満足する変数１の特定値を高炉操業指標とすること
   を特徴とする鉄鋼プロセスにおける高炉操業方法。 （２）改良型ネルグーミード法を適用するに際して設定
   する初期値を、変数五の上、下限範囲内を粗く分割し、
   その各格子点”について関数ｆ　　（ｘ）の値を計算し
   、結果が最小となる変数五°とすることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の鉄鋼プロセスにおける高炉操
   業方法。