JP2001152229A - 転炉および溶銑予備処理容器におけるりん平衡状態の推定方法 - Google Patents
転炉および溶銑予備処理容器におけるりん平衡状態の推定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 装入溶銑中のりん濃度 (Rhm-P)、終点目標Ｐ
(R-P-aim)などの変数を説明変数として用いて、精度の
よいりん平衡状態の推定方法を提供する。 【解決手段】 上底吹き型転炉あるいは溶銑予備処理容
器などで、スラグによる脱りん反応を伴う溶鋼あるいは
溶銑の精錬において、吹錬の開始前あるいは吹錬中に吹
錬終了時のりん分配比 (Lp=Rslag-P／Rtd-P-act)を、装
入溶銑中のりん濃度 (Rhm-P)、終点目標Ｐ (R-P-aim)の
少なくとも１変数を説明変数として用いて精度よく推定
することを特徴とするりん平衡状態の推定方法である。
(R-P-aim)などの変数を説明変数として用いて、精度の
よいりん平衡状態の推定方法を提供する。 【解決手段】 上底吹き型転炉あるいは溶銑予備処理容
器などで、スラグによる脱りん反応を伴う溶鋼あるいは
溶銑の精錬において、吹錬の開始前あるいは吹錬中に吹
錬終了時のりん分配比 (Lp=Rslag-P／Rtd-P-act)を、装
入溶銑中のりん濃度 (Rhm-P)、終点目標Ｐ (R-P-aim)の
少なくとも１変数を説明変数として用いて精度よく推定
することを特徴とするりん平衡状態の推定方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、上底吹き型転炉あ
るいは溶銑予備処理容器などのスラグによる脱りん反応
を伴う溶鋼あるいは溶銑の精錬において、吹錬の開始前
あるいは吹錬中に吹錬終了時のりん分配比を精度よく推
定するりん平衡状態の推定方法の技術分野に属するもの
である。
るいは溶銑予備処理容器などのスラグによる脱りん反応
を伴う溶鋼あるいは溶銑の精錬において、吹錬の開始前
あるいは吹錬中に吹錬終了時のりん分配比を精度よく推
定するりん平衡状態の推定方法の技術分野に属するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来より、転炉あるいは溶銑予備処理で
の吹錬にあたっては、鉄歩留りおよび有価成分であるＭ
ｎの歩留りを向上させるため、さらには、熱ロスの低
減、スラグ発生量の低減を目的に、生石灰などの副原料
投入量を最適化してできるだけその使用量を低減するこ
とが求められている。生石灰などの副原料投入量は、主
に所定の脱りんを行う目的で決定しており、吹錬後りん
濃度が規格上限以下に収まるように、そのばらつきを考
慮して増減させている。ここで、副原料投入量を低くし
すぎると、りん濃度が規格上限を超えて品質上問題とな
る。反対に、りん濃度を低くしようとすると、副原料を
過剰に使用してしまいコストおよびエネルギー上大きく
不利になってしまう。
の吹錬にあたっては、鉄歩留りおよび有価成分であるＭ
ｎの歩留りを向上させるため、さらには、熱ロスの低
減、スラグ発生量の低減を目的に、生石灰などの副原料
投入量を最適化してできるだけその使用量を低減するこ
とが求められている。生石灰などの副原料投入量は、主
に所定の脱りんを行う目的で決定しており、吹錬後りん
濃度が規格上限以下に収まるように、そのばらつきを考
慮して増減させている。ここで、副原料投入量を低くし
すぎると、りん濃度が規格上限を超えて品質上問題とな
る。反対に、りん濃度を低くしようとすると、副原料を
過剰に使用してしまいコストおよびエネルギー上大きく
不利になってしまう。
【０００３】この品質とコストの両立のために、製品の
りん濃度が規格上限値を超えない範囲で、且つ、可能な
限り上限値に近い値に制御することが望ましい。この
点、従来の副原料投入量計算装置においては、りん濃度
に対する副原料投入量の決定は、経験により得たデータ
をまとめたテーブル値を参照することによる単純な加減
乗除のみの計算によって行われていた。しかしながら、
上記りん濃度の調整は、本来的に転炉、溶銑予備処理容
器などの精錬容器への副原料投入前後の物質バランスの
上に成立するとともに、成分比率の平衡が保たれるとい
う平衡反応としての性格を備えている。
りん濃度が規格上限値を超えない範囲で、且つ、可能な
限り上限値に近い値に制御することが望ましい。この
点、従来の副原料投入量計算装置においては、りん濃度
に対する副原料投入量の決定は、経験により得たデータ
をまとめたテーブル値を参照することによる単純な加減
乗除のみの計算によって行われていた。しかしながら、
上記りん濃度の調整は、本来的に転炉、溶銑予備処理容
器などの精錬容器への副原料投入前後の物質バランスの
上に成立するとともに、成分比率の平衡が保たれるとい
う平衡反応としての性格を備えている。
【０００４】そこで、特開平９−２５６０２１号公報で
は、これらの原則を考慮し、さらには、精錬容器の耐火
物溶損や張り替えなどによる操業状態の変化を考慮でき
る副原料投入量計算装置が提案されている。その結果、
従来と比較して、終点成分濃度のばらつきが小さく、且
つ、操業状態が変化しても精度が低下せず、しかも副原
料の量を適正に調整できてコスト高にならない高精度の
計算ができるようになった。
は、これらの原則を考慮し、さらには、精錬容器の耐火
物溶損や張り替えなどによる操業状態の変化を考慮でき
る副原料投入量計算装置が提案されている。その結果、
従来と比較して、終点成分濃度のばらつきが小さく、且
つ、操業状態が変化しても精度が低下せず、しかも副原
料の量を適正に調整できてコスト高にならない高精度の
計算ができるようになった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
９−２５６０２１号公報に提案されている方法によって
も、平衡反応の物理モデル自体に誤差が大きいと、全体
の精度を落とすことになり、なかなか副原料投入量を最
適化することができず、品質を落とすことなくコストを
大きく低減することができなかった。
９−２５６０２１号公報に提案されている方法によって
も、平衡反応の物理モデル自体に誤差が大きいと、全体
の精度を落とすことになり、なかなか副原料投入量を最
適化することができず、品質を落とすことなくコストを
大きく低減することができなかった。
【０００６】また、特開平９−２５６０２１号公報の方
法によらずとも、副原料投入量を最適化するにあたっ
て、りんの平衡状態を的確に推定することは非常に重要
であって、従来、Healy のりん平衡式などの既知の平衡
関係をベースにして物理モデルを組み立てる方法が一般
的であった。さらに、この物理モデルの更新を逐次最小
自乗法を用いて行ったり、ニューラルネットワークで学
習させたニューロモデルを用いて行ったり、あるいは、
物理モデル全体をニューロモデルにより構成させてい
た。
法によらずとも、副原料投入量を最適化するにあたっ
て、りんの平衡状態を的確に推定することは非常に重要
であって、従来、Healy のりん平衡式などの既知の平衡
関係をベースにして物理モデルを組み立てる方法が一般
的であった。さらに、この物理モデルの更新を逐次最小
自乗法を用いて行ったり、ニューラルネットワークで学
習させたニューロモデルを用いて行ったり、あるいは、
物理モデル全体をニューロモデルにより構成させてい
た。
【０００７】Healy および水渡らのりん平衡式は、それ
ぞれ下記(3) 、(4) 式のような形で表現されており、こ
れをベースに説明変数として終点温度、塩基度、（％T.
Fe）、（％CaO ）、（％MgO ）などを用いた方法では、
十分なりん分配比の推定精度を得ることができなかっ
た。 Lp=a／Ttd-aim+ b＊（％T.Fe）+c＊（％CaO ）+d …………………………(3) Lp=a／Ttd-aim+ b＊（％T.Fe）+c＊C/S+d ＊（％CaO ）+e＊（％MgO ）+f(4) ここで、a 、b 、c 、d 、e 、f は定数を示す。
ぞれ下記(3) 、(4) 式のような形で表現されており、こ
れをベースに説明変数として終点温度、塩基度、（％T.
Fe）、（％CaO ）、（％MgO ）などを用いた方法では、
十分なりん分配比の推定精度を得ることができなかっ
た。 Lp=a／Ttd-aim+ b＊（％T.Fe）+c＊（％CaO ）+d …………………………(3) Lp=a／Ttd-aim+ b＊（％T.Fe）+c＊C/S+d ＊（％CaO ）+e＊（％MgO ）+f(4) ここで、a 、b 、c 、d 、e 、f は定数を示す。
【０００８】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、上底吹き型転炉あるいは溶銑予備処理
容器などのスラグによる脱りん反応を伴う溶鋼あるいは
溶銑の精錬において、吹錬の開始前あるいは吹錬中に吹
錬終了時のりん分配比を、装入溶銑中のりん濃度 (Rhm-
P)、終点目標Ｐ (R-P-aim)などの変数を説明変数として
用いて、精度のよいりん平衡状態の推定方法を提供する
ことを目的とする。
なされたもので、上底吹き型転炉あるいは溶銑予備処理
容器などのスラグによる脱りん反応を伴う溶鋼あるいは
溶銑の精錬において、吹錬の開始前あるいは吹錬中に吹
錬終了時のりん分配比を、装入溶銑中のりん濃度 (Rhm-
P)、終点目標Ｐ (R-P-aim)などの変数を説明変数として
用いて、精度のよいりん平衡状態の推定方法を提供する
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】終点時の溶鉄−スラグ間
のりん平衡状態を表すりん分配比は、元来、終点温度、
塩基度、（％T.Fe）、（％CaO ）および（％MgO ）など
といったスラグ成分の状態によって一義的に決まり、終
点時の溶鉄中りん濃度および吹錬前の装入りん濃度には
影響されないと考えられていた。しかしながら、本発明
者らは従来のりん分配比推定計算では、推定精度が十分
に向上しないことから、りん分配比に相関関係が大きい
であろうと考えた変数について、種々の解析を行った結
果、りん分配比が終点時の溶鉄中りん濃度および吹錬前
の装入りん濃度に大きく依存することを見出した。従来
はスラグ／溶鋼間でりんは平衡状態にあるものとして、
Lpの式（りん分配式）が構築されていたが、実際のりん
は平衡に向かう途中段階にあり、これを表現するのが装
入溶銑りんおよび終点りんであると考えた。本発明はこ
の知見に基づいて成されたものである。
のりん平衡状態を表すりん分配比は、元来、終点温度、
塩基度、（％T.Fe）、（％CaO ）および（％MgO ）など
といったスラグ成分の状態によって一義的に決まり、終
点時の溶鉄中りん濃度および吹錬前の装入りん濃度には
影響されないと考えられていた。しかしながら、本発明
者らは従来のりん分配比推定計算では、推定精度が十分
に向上しないことから、りん分配比に相関関係が大きい
であろうと考えた変数について、種々の解析を行った結
果、りん分配比が終点時の溶鉄中りん濃度および吹錬前
の装入りん濃度に大きく依存することを見出した。従来
はスラグ／溶鋼間でりんは平衡状態にあるものとして、
Lpの式（りん分配式）が構築されていたが、実際のりん
は平衡に向かう途中段階にあり、これを表現するのが装
入溶銑りんおよび終点りんであると考えた。本発明はこ
の知見に基づいて成されたものである。
【００１０】その要旨は、上底吹き型転炉あるいは溶銑
予備処理容器などで、スラグによる脱りん反応を伴う溶
鋼あるいは溶銑の精錬において、吹錬の開始前あるいは
吹錬中に吹錬終了時のりん分配比 (Lp=Rslag-P／Rtd-P-
act)を、装入溶銑中のりん濃度 (Rhm-P)、終点目標Ｐ
(R-P-aim)の少なくとも１変数を説明変数として用いて
精度よく推定することを特徴とするりん平衡状態の推定
方法である。 Lp=f(Rhm-P、R-P-aim 、…) ………………………………………………(1) ここで、(1) 式はりん分配比推定式 Rslag-P ：吹錬終了時のスラグ中のりん濃度 Rtd-P-act ：吹錬終了時の溶鋼または溶銑中のりん濃度
予備処理容器などで、スラグによる脱りん反応を伴う溶
鋼あるいは溶銑の精錬において、吹錬の開始前あるいは
吹錬中に吹錬終了時のりん分配比 (Lp=Rslag-P／Rtd-P-
act)を、装入溶銑中のりん濃度 (Rhm-P)、終点目標Ｐ
(R-P-aim)の少なくとも１変数を説明変数として用いて
精度よく推定することを特徴とするりん平衡状態の推定
方法である。 Lp=f(Rhm-P、R-P-aim 、…) ………………………………………………(1) ここで、(1) 式はりん分配比推定式 Rslag-P ：吹錬終了時のスラグ中のりん濃度 Rtd-P-act ：吹錬終了時の溶鋼または溶銑中のりん濃度
【００１１】また、りん分配比を推定するにあたって、
装入溶銑中のりん濃度 (Rhm-P)、終点目標温度 (Ttd-ai
m)、終点目標Ｃ (Rtd-C-aim)、塩基度 (C/S)、終点目標
Ｐ (R-P-aim)の内、少なくとも４変数以上を説明変数と
して用いて精度よく推定することを特徴とするりん平衡
状態の推定方法である。 Lp=f(Rhm-P、Ttd-aim 、Rtd-C-aim 、C/S 、R-P-aim 、…) …………(2) ここで、(2) 式はりん分配比推定式
装入溶銑中のりん濃度 (Rhm-P)、終点目標温度 (Ttd-ai
m)、終点目標Ｃ (Rtd-C-aim)、塩基度 (C/S)、終点目標
Ｐ (R-P-aim)の内、少なくとも４変数以上を説明変数と
して用いて精度よく推定することを特徴とするりん平衡
状態の推定方法である。 Lp=f(Rhm-P、Ttd-aim 、Rtd-C-aim 、C/S 、R-P-aim 、…) …………(2) ここで、(2) 式はりん分配比推定式
【００１２】終点時のスラグ成分および溶鋼または溶銑
の終点成分を測定する度に、りん分配比推定式中の各説
明変数の係数あるいは定数の内、少なくとも一つ以上を
逐次更新することを特徴とする上記のりん平衡状態の推
定方法である。
の終点成分を測定する度に、りん分配比推定式中の各説
明変数の係数あるいは定数の内、少なくとも一つ以上を
逐次更新することを特徴とする上記のりん平衡状態の推
定方法である。
【００１３】さらに、スラグ成分および終点成分を測定
する度に、自動的にりん分配比推定式中の各説明変数の
係数あるいは定数を逐次更新する学習を行うことを特徴
とする上記のりん平衡状態の推定方法である。
する度に、自動的にりん分配比推定式中の各説明変数の
係数あるいは定数を逐次更新する学習を行うことを特徴
とする上記のりん平衡状態の推定方法である。
【００１４】スラグ成分および終点成分を測定する度
に、その実測値が学習に適合しているかどうかを判定し
て用いることにより、りん分配比推定式中の各説明変数
の係数あるいは定数の内、少なくとも一つ以上を逐次更
新することを特徴とする上記のりん平衡状態の推定方法
である。
に、その実測値が学習に適合しているかどうかを判定し
て用いることにより、りん分配比推定式中の各説明変数
の係数あるいは定数の内、少なくとも一つ以上を逐次更
新することを特徴とする上記のりん平衡状態の推定方法
である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係わるりん平衡
状態の推定方法について説明する。上底吹き型転炉にお
いて、吹錬終了時のスラグ中のりん濃度を溶鉄中のりん
濃度で割った数値をりん分配比Lpと表す。このLpを溶銑
中のりん濃度、終点目標温度、終点目標Ｃ、塩基度、終
点目標Ｐなどの関数式(2) で表す。 Lp=f(Rhm-P、Ttd-aim 、Rtd-C-aim 、C/S 、R-P-aim 、…) ……………(2)
状態の推定方法について説明する。上底吹き型転炉にお
いて、吹錬終了時のスラグ中のりん濃度を溶鉄中のりん
濃度で割った数値をりん分配比Lpと表す。このLpを溶銑
中のりん濃度、終点目標温度、終点目標Ｃ、塩基度、終
点目標Ｐなどの関数式(2) で表す。 Lp=f(Rhm-P、Ttd-aim 、Rtd-C-aim 、C/S 、R-P-aim 、…) ……………(2)
【００１６】一方、Lpは(5) 式のように表されることか
ら、本発明により吹錬開始前に終点時のLpを計算してお
けば、終点時のスラグ中のりん濃度をどのような値にす
ればよいかが分かる。 Lp=Rslag-P／Rtd-P-aim ……………………………………………………(5)
ら、本発明により吹錬開始前に終点時のLpを計算してお
けば、終点時のスラグ中のりん濃度をどのような値にす
ればよいかが分かる。 Lp=Rslag-P／Rtd-P-aim ……………………………………………………(5)
【００１７】次に、スラグの収支式は(6) 式で表され
る。 Wslag=Wcao+Wmgo+Wfeo+ … +Wmno …………………………………………(6) ここで、Wslag ：スラグの質量 Wcao ：ＣａＯの質量 Wmgo ：ＭｇＯの質量 Wfeo ：ＦｅＯの質量 Wmno ：ＭｎＯの質量
る。 Wslag=Wcao+Wmgo+Wfeo+ … +Wmno …………………………………………(6) ここで、Wslag ：スラグの質量 Wcao ：ＣａＯの質量 Wmgo ：ＭｇＯの質量 Wfeo ：ＦｅＯの質量 Wmno ：ＭｎＯの質量
【００１８】りんの収支式は(7) 式で表される。 Whm ・Rhm-P+Wslag-bef ・R-P-slagbef+…+Wco・Rcm-P =Wst・Rtd-P-aim+Wslag ・Rslag-P …………………………………………(7) ここで、Whm ：装入溶銑の質量 Rhm-P ：装入溶銑中のりんの濃度 Wslag-bef ：前チャージの炉内残留スラグの質量 R-P-slagbef ：前チャージの炉内残留スラグ中のりんの
濃度 Wco ：コールドメタル（冷銑、スクラップ）の質量 Rcm-P ：コールドメタル中のりんの濃度 Wst ：終点時の溶鋼の質量 Rtd-P-aim ：終点時の溶鋼中の目標りんの濃度 Wslag ：スラグの質量 Rslag-P ：スラグ中のりんの濃度
濃度 Wco ：コールドメタル（冷銑、スクラップ）の質量 Rcm-P ：コールドメタル中のりんの濃度 Wst ：終点時の溶鋼の質量 Rtd-P-aim ：終点時の溶鋼中の目標りんの濃度 Wslag ：スラグの質量 Rslag-P ：スラグ中のりんの濃度
【００１９】他方、副原料投入量が決まれば、すでに溶
銑量やスクラップ量などの主原料配合量、それに溶銑成
分などの実績値も判明しているため、(6) 式に従って当
該吹錬におけるスラグ量も計算できる。同様に、吹錬に
おけるインプットりん量も(7) 式の左辺式に従って計算
されることから、(2) 、(5) 、(6) 、(7) 式により、こ
れらを特開平９−２５６０２１号公報などに提案されて
いる適当な方法を用いて、これを満足する副原料の投入
量を決定すれば所要の脱りんに対して過不足ない副原料
投入量が得られる。
銑量やスクラップ量などの主原料配合量、それに溶銑成
分などの実績値も判明しているため、(6) 式に従って当
該吹錬におけるスラグ量も計算できる。同様に、吹錬に
おけるインプットりん量も(7) 式の左辺式に従って計算
されることから、(2) 、(5) 、(6) 、(7) 式により、こ
れらを特開平９−２５６０２１号公報などに提案されて
いる適当な方法を用いて、これを満足する副原料の投入
量を決定すれば所要の脱りんに対して過不足ない副原料
投入量が得られる。
【００２０】以上述べたように、本発明のりん分配比推
定計算方法を用いることにより、精度よくりん分配比を
推定計算することができるようになった。これを副原料
投入量計算および吹錬途中でのサンプリングによる終点
りん濃度推定計算に用いることにより、以下の効果が得
られる。
定計算方法を用いることにより、精度よくりん分配比を
推定計算することができるようになった。これを副原料
投入量計算および吹錬途中でのサンプリングによる終点
りん濃度推定計算に用いることにより、以下の効果が得
られる。
【００２１】終点りん濃度の推定精度が向上して終点り
ん濃度のばらつきが低減し、主に、所定の脱りんを行う
目的で決定している生石灰などの副原料投入量を適正化
でき、終点りん濃度が規格上限以下に収まるように制御
しつつ、その使用量を大幅に低減することができる。そ
の結果、炉内スラグ量が大幅に低減でき、鉄歩留りおよ
び有価成分であるＭｎ歩留りの向上、さらには、熱ロス
の低減、スラグ発生量の低減によるスラグ処理費の低減
を図ることができる。
ん濃度のばらつきが低減し、主に、所定の脱りんを行う
目的で決定している生石灰などの副原料投入量を適正化
でき、終点りん濃度が規格上限以下に収まるように制御
しつつ、その使用量を大幅に低減することができる。そ
の結果、炉内スラグ量が大幅に低減でき、鉄歩留りおよ
び有価成分であるＭｎ歩留りの向上、さらには、熱ロス
の低減、スラグ発生量の低減によるスラグ処理費の低減
を図ることができる。
【００２２】また、副原料投入量が少ない状態で終点り
ん濃度を低下させるために、炉内スラグ中の酸化鉄濃度
である（％T.Fe）を過剰に上昇させることがなくなり、
鉄歩留りおよびＭｎ歩留りの低下、さらには、転炉耐火
物の溶損速度の増大を招かず、転炉炉寿命の低下を抑制
できる。
ん濃度を低下させるために、炉内スラグ中の酸化鉄濃度
である（％T.Fe）を過剰に上昇させることがなくなり、
鉄歩留りおよびＭｎ歩留りの低下、さらには、転炉耐火
物の溶損速度の増大を招かず、転炉炉寿命の低下を抑制
できる。
【００２３】また、チャージごとに測定するスラグ成分
および終点成分に基づいて、説明変数の係数を学習させ
逐次更新することにより、転炉炉容積の変化などの経時
変化にも対応できる。
および終点成分に基づいて、説明変数の係数を学習させ
逐次更新することにより、転炉炉容積の変化などの経時
変化にも対応できる。
【００２４】ここで、りん分配比(Lp)は(Rslag-P／Rtd-
P-act)でもよいし、(Rslag-P2O5 ／Rtd-P-act)でもよ
い。
P-act)でもよいし、(Rslag-P2O5 ／Rtd-P-act)でもよ
い。
【００２５】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を説明する。
【００２６】
【実施例１】ここで、以下の各々のケースでの２４０ｔ
上底吹き型転炉のLp値の予測値と実績値との誤差につい
て表１にまとめた。また、図１〜図４にLp値の予測値と
実績値との関係を示す。このばらつきが低減した結果、
表２に示すように、生石灰、軽焼ドロマイトといったＣ
ａＯを主成分とする副原料の使用量を低減することがで
きる。さらに、ＣａＯ源の低減に伴い、耐火物溶損抑制
用にスラグ中のＭｇＯ濃度を所定の値に制御するためん
に添加しているＭｇＯ成分を多く含有する副原料使用量
も低減できる。また、塩基度調整用に添加しているＳｉ
Ｏ2 成分を多く含有する副原料使用量も低減できる。な
お、この他の副原料には、炭酸カルシウム、ドロマイ
ト、塩基度調整には、珪石、ろう石、蛇紋岩、かんらん
岩等も使用することができる。
上底吹き型転炉のLp値の予測値と実績値との誤差につい
て表１にまとめた。また、図１〜図４にLp値の予測値と
実績値との関係を示す。このばらつきが低減した結果、
表２に示すように、生石灰、軽焼ドロマイトといったＣ
ａＯを主成分とする副原料の使用量を低減することがで
きる。さらに、ＣａＯ源の低減に伴い、耐火物溶損抑制
用にスラグ中のＭｇＯ濃度を所定の値に制御するためん
に添加しているＭｇＯ成分を多く含有する副原料使用量
も低減できる。また、塩基度調整用に添加しているＳｉ
Ｏ2 成分を多く含有する副原料使用量も低減できる。な
お、この他の副原料には、炭酸カルシウム、ドロマイ
ト、塩基度調整には、珪石、ろう石、蛇紋岩、かんらん
岩等も使用することができる。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【実施例２】炉の違いや炉修などにより従来決定してい
た(2) 式の係数が変化することがある。このような時
は、重回帰分析などの公知の数学的手法を用いて決定す
るが、場合によっては計算精度が悪化することがある。
このような時には、実操業でのデータを基にりん分配係
数Lpを(7) 、(6) 、(5) 式の順に計算するということ
を、複数の吹錬に対して実施する。ここで得られた結果
より誤差を生じさせていると推定される(2) 式の説明変
数の係数と定数項を更新する。
た(2) 式の係数が変化することがある。このような時
は、重回帰分析などの公知の数学的手法を用いて決定す
るが、場合によっては計算精度が悪化することがある。
このような時には、実操業でのデータを基にりん分配係
数Lpを(7) 、(6) 、(5) 式の順に計算するということ
を、複数の吹錬に対して実施する。ここで得られた結果
より誤差を生じさせていると推定される(2) 式の説明変
数の係数と定数項を更新する。
【００３０】また、このように複数の吹錬の結果からLp
値を実績データから計算し、これを自動的に誤差を生じ
させている説明変数の係数に反映するようにした。すな
わち、吹錬が終了して一定時間が経過すると溶鋼やスラ
グなどのほとんど全ての実績成分値が判明し、この実績
データから係数の逆算が可能になるため、必要最低限の
データがそろった段階で計算機により自動的に計算する
ようなプログラムを制作することでこれを実施した。
値を実績データから計算し、これを自動的に誤差を生じ
させている説明変数の係数に反映するようにした。すな
わち、吹錬が終了して一定時間が経過すると溶鋼やスラ
グなどのほとんど全ての実績成分値が判明し、この実績
データから係数の逆算が可能になるため、必要最低限の
データがそろった段階で計算機により自動的に計算する
ようなプログラムを制作することでこれを実施した。
【００３１】さらに、当該実施例において、実績データ
で自動的に係数を変化させた場合に、ある特定の傾向を
持った吹錬が続いた直後に傾向が違う吹錬を実施しよう
とすると、その前の吹錬に特に計算精度がよくなるよう
に調整されているため、その後の吹錬では、逆に精度が
悪化するようになることがある。そこで、吹錬の終了後
に、当該吹錬が上記のような学習計算を行うかどうかを
自動的な判断による計算機制御で、あるいは人為判断に
よる手動操作で決定するようにした。その結果を図５に
示す。
で自動的に係数を変化させた場合に、ある特定の傾向を
持った吹錬が続いた直後に傾向が違う吹錬を実施しよう
とすると、その前の吹錬に特に計算精度がよくなるよう
に調整されているため、その後の吹錬では、逆に精度が
悪化するようになることがある。そこで、吹錬の終了後
に、当該吹錬が上記のような学習計算を行うかどうかを
自動的な判断による計算機制御で、あるいは人為判断に
よる手動操作で決定するようにした。その結果を図５に
示す。
【００３２】図５は、出鋼温度の係数値についての時系
列データの変化を示した図である。最初、係数値を変化
させずに操業すると、Lp値の予測値と実績値との間の誤
差が大きくなりだしたので、ここで誤差が小さくなるよ
うに、直近のチャージ実績を用いて重回帰計算を行い係
数値を手動にて変更して手動学習を行った。その結果、
その後の数チャージの誤差は小さくなったが、徐々に誤
差が大きくなる場合がある。そこで、さらに計算機によ
る自動的な判断による自動学習を行うと、毎チャージ誤
差修正できるため、常に小さい誤差で操業を継続するこ
とが可能である。
列データの変化を示した図である。最初、係数値を変化
させずに操業すると、Lp値の予測値と実績値との間の誤
差が大きくなりだしたので、ここで誤差が小さくなるよ
うに、直近のチャージ実績を用いて重回帰計算を行い係
数値を手動にて変更して手動学習を行った。その結果、
その後の数チャージの誤差は小さくなったが、徐々に誤
差が大きくなる場合がある。そこで、さらに計算機によ
る自動的な判断による自動学習を行うと、毎チャージ誤
差修正できるため、常に小さい誤差で操業を継続するこ
とが可能である。
【００３３】
【実施例３】高炉から出銑後に高炉鋳床にて脱珪処理さ
れた溶銑を３００ｔ混銑車に受銑し、除滓後に脱りん処
理する場合に、本発明を適用した実施結果を表３、表４
に示す。ここで、溶銑予備処理容器としては、混銑車に
限らず転炉型、取鍋型のものを用いても同様の効果が得
られる。脱りん処理は、溶銑中にインジェクションラン
スを挿入して生石灰および酸化鉄、転炉滓を配合した粉
体を吹き込みながら、上方から酸素ランスにて酸素ガス
を溶銑面に吹き付けて行った。この混銑車における脱り
んにおいても、りん分配比Lpを処理後目標りん濃度(Rai
m-P)、処理前珪素濃度(Ract-Si) 、処理前りん濃度(Rac
t-P)、塩基度(C/S) 、処理前温度(Tact-B)などで表現し
た。
れた溶銑を３００ｔ混銑車に受銑し、除滓後に脱りん処
理する場合に、本発明を適用した実施結果を表３、表４
に示す。ここで、溶銑予備処理容器としては、混銑車に
限らず転炉型、取鍋型のものを用いても同様の効果が得
られる。脱りん処理は、溶銑中にインジェクションラン
スを挿入して生石灰および酸化鉄、転炉滓を配合した粉
体を吹き込みながら、上方から酸素ランスにて酸素ガス
を溶銑面に吹き付けて行った。この混銑車における脱り
んにおいても、りん分配比Lpを処理後目標りん濃度(Rai
m-P)、処理前珪素濃度(Ract-Si) 、処理前りん濃度(Rac
t-P)、塩基度(C/S) 、処理前温度(Tact-B)などで表現し
た。
【００３４】 Lp=f(Raim-P 、Ract-P、Ract-Si 、C/S 、Tact-B、…) ………………(8)
【００３５】(8) 式に従い、スラグ中のりん濃度を計算
できることから、実施例１と同様に必要にして十分な脱
りん処理剤を計算して、これを上記混銑車に吹き込むこ
とで処理後のりん濃度のばらつきを表３に示すように、
小さくすることができた。その結果、表４に示すよう
に、生石灰および転炉滓の使用量を低減するこができ
た。また、これによって熱ロスも低減できた。
できることから、実施例１と同様に必要にして十分な脱
りん処理剤を計算して、これを上記混銑車に吹き込むこ
とで処理後のりん濃度のばらつきを表３に示すように、
小さくすることができた。その結果、表４に示すよう
に、生石灰および転炉滓の使用量を低減するこができ
た。また、これによって熱ロスも低減できた。
【００３６】
【表３】
【００３７】
【表４】
【００３８】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明によれば、りん分配比を精度よく推定計算するこ
とができるようになった。これを副原料投入計算および
吹錬途中でのサンプリングによる終点りん濃度の推定計
算に用いることにより、終点りん濃度の推定精度が向上
して、終点りん濃度のばらつきを低減することができ
る。従って、主に所定の脱りんを行う目的で決定してい
る生石灰などの副原料投入量を最適化でき、終点りん濃
度が規格上限以下に収まるように制御しつつ、その使用
量を大幅に低減することができる。
本発明によれば、りん分配比を精度よく推定計算するこ
とができるようになった。これを副原料投入計算および
吹錬途中でのサンプリングによる終点りん濃度の推定計
算に用いることにより、終点りん濃度の推定精度が向上
して、終点りん濃度のばらつきを低減することができ
る。従って、主に所定の脱りんを行う目的で決定してい
る生石灰などの副原料投入量を最適化でき、終点りん濃
度が規格上限以下に収まるように制御しつつ、その使用
量を大幅に低減することができる。
【００３９】その結果、炉内スラグ量が大幅に低減で
き、鉄歩留りおよび有価成分であるＭｎ歩留りの向上、
さらには、熱ロスの低減、スラグ発生量の低減によるス
ラグ処理費の低減を図ることができ、品質およびコスト
の両立を図ったエネルギー効率のよい副原料の使用が可
能となる。
き、鉄歩留りおよび有価成分であるＭｎ歩留りの向上、
さらには、熱ロスの低減、スラグ発生量の低減によるス
ラグ処理費の低減を図ることができ、品質およびコスト
の両立を図ったエネルギー効率のよい副原料の使用が可
能となる。
【図１】表１の比較例における上底吹き型転炉のLp値の
予測値と実績値との関係を示す図である。
予測値と実績値との関係を示す図である。
【図２】表１の本発明ケース１における上底吹き型転炉
のLp値の予測値と実績値との関係を示す図である。
のLp値の予測値と実績値との関係を示す図である。
【図３】表１の本発明ケース２における上底吹き型転炉
のLp値の予測値と実績値との関係を示す図である。
のLp値の予測値と実績値との関係を示す図である。
【図４】表１の本発明ケース３における上底吹き型転炉
のLp値の予測値と実績値との関係を示す図である。
のLp値の予測値と実績値との関係を示す図である。
【図５】実施例２における、ある係数値についての時系
列データの変化を示した図である。
列データの変化を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 昌弘 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内 Ｆターム(参考） 2G055 AA22 BA20 CA26 EA08 4K002 AB01 AC07 AE01 AF05 CA01 4K013 BA03 CA13 FA02 FA05 FA13
Claims (5)
- 【請求項１】 上底吹き型転炉あるいは溶銑予備処理容
器などで、スラグによる脱りん反応を伴う溶鋼あるいは
溶銑の精錬において、吹錬の開始前あるいは吹錬中に吹
錬終了時のりん分配比 (Lp=Rslag-P／Rtd-P-act)を、装
入溶銑中のりん濃度 (Rhm-P)、終点目標Ｐ (R-P-aim)の
少なくとも１変数を説明変数として用いて精度よく推定
することを特徴とするりん平衡状態の推定方法。 Lp=f(Rhm-P、R-P-aim 、…) ………………………………………………(1) ここで、(1) 式はりん分配比推定式 Rslag-P ：吹錬終了時のスラグ中のりん濃度 Rtd-P-act ：吹錬終了時の溶鋼または溶銑中のりん濃度 - 【請求項２】 上底吹き型転炉あるいは溶銑予備処理容
器などで、スラグによる脱りん反応を伴う溶鋼あるいは
溶銑の精錬において、吹錬の開始前あるいは吹錬中に吹
錬終了時のりん分配比 (Lp=Rslag-P／Rtd-P-act)を、装
入溶銑中のりん濃度 (Rhm-P)、終点目標温度 (Ttd-ai
m)、終点目標Ｃ (Rtd-C-aim)、塩基度 (C/S)、終点目標
Ｐ (R-P-aim)の内、少なくとも４変数以上を説明変数と
して用いて精度よく推定することを特徴とするりん平衡
状態の推定方法。 Lp=f(Rhm-P、Ttd-aim 、Rtd-C-aim 、C/S 、R-P-aim 、…) …………(2) ここで、(2) 式はりん分配比推定式 - 【請求項３】 終点時のスラグ成分および溶鋼または溶
銑の終点成分を測定する度に、りん分配比推定式中の各
説明変数の係数あるいは定数の内、少なくとも一つ以上
を逐次更新することを特徴とする請求項１または２に記
載のりん平衡状態の推定方法。 - 【請求項４】 スラグ成分および終点成分を測定する度
に、自動的にりん分配比推定式中の各説明変数の係数あ
るいは定数を逐次更新する学習を行うことを特徴とする
請求項３に記載のりん平衡状態の推定方法。 - 【請求項５】 スラグ成分および終点成分を測定する度
に、その実測値が学習に適合しているかどうかを判定し
て用いることにより、りん分配比推定式中の各説明変数
の係数あるいは定数の内、少なくとも一つ以上を逐次更
新することを特徴とする請求項１または２に記載のりん
平衡状態の推定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32958399A JP4048010B2 (ja) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | 転炉および溶銑予備処理容器におけるりん平衡状態の推定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32958399A JP4048010B2 (ja) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | 転炉および溶銑予備処理容器におけるりん平衡状態の推定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001152229A true JP2001152229A (ja) | 2001-06-05 |
| JP4048010B2 JP4048010B2 (ja) | 2008-02-13 |
Family
ID=18222981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32958399A Expired - Lifetime JP4048010B2 (ja) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | 転炉および溶銑予備処理容器におけるりん平衡状態の推定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4048010B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007254839A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Jfe Steel Kk | 高りん鋼の溶製方法 |
| JP2009052109A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 転炉吹錬制御方法及び転炉吹錬制御システム |
-
1999
- 1999-11-19 JP JP32958399A patent/JP4048010B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007254839A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Jfe Steel Kk | 高りん鋼の溶製方法 |
| JP2009052109A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 転炉吹錬制御方法及び転炉吹錬制御システム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4048010B2 (ja) | 2008-02-13 |
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