JP2016188404A

JP2016188404A - スラグ成分推定方法、媒溶剤の計算方法および溶銑予備処理方法

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Publication number: JP2016188404A
Application number: JP2015068430A
Authority: JP
Inventors: 大輝重岡; Daiki Shigeoka
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2016-11-04
Anticipated expiration: 2035-03-30
Also published as: JP6277991B2

Abstract

【課題】スラグの成分を精度よく推定することができるスラグ成分推定方法、ならびに媒溶剤の使用量を低減することができる媒溶剤の計算方法および溶銑予備処理方法を提供すること。
【解決手段】溶銑処理装置にて、脱珪処理、脱燐処理または脱炭処理のうち少なくとも１つの精錬処理を溶銑に行う際に、精錬処理で発生するスラグについて、物質収支から算出される第１のスラグ成分を算出し（ステップＳ２００）、精錬処理の処理条件に類似した過去データに基づいて、第１のスラグ成分における誤差を算出し（ステップＳ２０６）、第１のスラグ成分と誤差とから、スラグの最終的な推定成分である第２のスラグ成分を算出する（ステップＳ２０８）。
【選択図】図４

Description

本開示は、スラグ成分推定方法、媒溶剤の計算方法および溶銑予備処理方法に関する。

溶銑処理装置として転炉を用いた溶銑予備処理では、溶銑を酸化精錬することで脱珪処理および脱燐処理が行われる。このような溶銑予備処理では、各処理で用いられる媒溶剤の使用量を低減させるため、脱珪処理および脱燐処理の間に中間排滓を行いながら、各処理によって生じるスラグをその後の精錬反応に用いる溶銑の予備処理方法が知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１では、転炉で脱珪処理を行い、次いで、脱珪処理で生じたスラグの一部を排出し（中間排滓）、引き続き、転炉に残存させたスラグを用いて溶銑の脱燐処理を行う。さらに、脱燐処理された溶銑を転炉から排出し、脱燐処理によって生じたスラグを転炉内に残存させた状態で転炉に新たな溶銑を装入し、装入された溶銑に対して上記の脱珪処理および脱燐処理を行う。特許文献１に記載の方法によれば、脱珪処理および脱燐処理において、転炉内に残存させたスラグに含まれる石灰分を脱珪処理および脱燐処理における石灰源として用いることができるため、媒溶剤の使用量を低減させることができる。

特許第５４０８３６９号公報

特許文献１に記載の溶銑予備処理方法では、前の精錬処理で発生したスラグを用いて脱珪処理または脱燐処理の精錬処理が行われる。この際、転炉内に残存するスラグの成分に基づいて、精錬処理で用いられる媒溶剤の使用量が決定される。転炉内に残存するスラグの成分は、スラグをサンプリングして分析する方法、あるいは前の精錬処理における物質収支から推定計算する方法によって判明または推定される。

しかし、スラグをサンプリングして分析する方法の場合、分析に時間がかかってしまうため、特許文献１に記載の溶銑予備処理方法のように、処理が連続して行われ、処理間隔が短い精錬処理には適さない。一方、物質収支から成分を推定する方法の場合、吹錬処理による精錬反応や炉体のバラツキ等の影響が反映されないため、スラグ成分を精度良く推定することができない。スラグの成分の推定精度が低い場合、成分のバラツキを補うために、予備処理に用いられる媒溶剤の使用量を増大させる必要があった。

そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、スラグの成分を精度よく推定することができるスラグ成分推定方法、ならびに媒溶剤の使用量を低減することができる媒溶剤の計算方法および溶銑予備処理方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様によれば、溶銑処理装置にて、脱珪処理、脱燐処理または脱炭処理のうち少なくとも１つの精錬処理を溶銑に行う際に、精錬処理で発生するスラグについて、物質収支から算出される第１のスラグ成分を算出し、精錬処理の処理条件に類似した過去データに基づいて、第１のスラグ成分における誤差を算出し、第１のスラグ成分と誤差とから、スラグの最終的な推定成分である第２のスラグ成分を算出することを特徴とする、スラグ成分推定方法が提供される。

本発明の一態様によれば、溶銑処理装置で行われる溶銑の脱珪処理、脱燐処理または脱炭処理のうち少なくとも１つの精錬処理にて発生するスラグを用いて、新たな溶銑の精錬処理をする際に、上記のスラグ成分推定方法を用いて、スラグの推定成分を算出し、推定成分に基づいて新たな溶銑の精錬処理で用いられる媒溶剤の使用量を算出することを特徴とする媒溶剤の計算方法が提供される。

本発明の一態様によれば、溶銑処理装置として転炉を用い、転炉にて溶銑の脱珪処理を行い、脱珪処理で発生したスラグの一部を排出し、転炉に残存するスラグと媒溶剤とを用いて、溶銑の脱燐処理をする溶銑予備処理方法であって、脱燐処理をする際に、媒溶剤の使用量を、上記の媒溶剤の計算方法を用いて算出することを特徴とする溶銑予備処理方法が提供される。

本発明の一態様によれば、スラグの成分を精度よく推定することができ、媒溶剤の使用量を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る溶銑予備処理方法を示す説明図である。溶銑予備処理方法を示すフローチャートである。スラグ推定システムのシステム構成図である。スラグ成分推定方法を示すフローチャートである。実施例および比較例におけるＣａＯ濃度の推定結果を示すグラフである。実施例および比較例におけるＳｉＯ_２濃度の推定結果を示すグラフである。

以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかであろう。他にも、図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。

＜溶銑予備処理方法＞
はじめに、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態に係る溶銑予備処理方法について説明する。本実施形態では、溶銑処理装置１を用いて溶銑２の予備処理として、溶銑２から珪素を取り除く脱珪処理および溶銑２から燐を取り除く脱燐処理を行う。溶銑処理装置１は、転炉であり、図１（Ｂ）に示すように、炉体１０と、ランス１１と、羽口１２とを有する。炉体１０は、洋梨型の精錬容器であり、上部に開口部である炉口を有し、内壁面には耐火物が設けられる。また、炉体１０には、収容された溶銑２やスラグ３を排出するための出湯孔１３が側部に設けられる。ランス１１は、炉体１０の上下方向に延在して設けられ、炉体１０の内部に収容された溶銑２に対して下端から酸素ガスを噴射する。羽口１２は、炉体１０の底部に複数設けられ、溶銑２を攪拌させるための不活性ガスを、炉体１０の内部に吹き込む。

本実施形態に係る溶銑予備処理方法では、まず、図１（Ａ）に示すように、傾動させた炉体１０に、溶銑鍋５に収容された溶銑２を注ぎいれることで、炉体１０に溶銑２を装入する（Ｓ１００）。ステップＳ１００では、溶銑２が装入される前に、予め、炉体１０の内部には、後述する脱燐処理で発生したスラグ３およびスクラップ等の冷鉄源４が収容される。

次いで、図１（Ｂ）に示すように、炉体１０を正立させ、ランス１１から酸素ガスを吹き込むことで脱珪処理を行う（Ｓ１０２）。ステップＳ１０２では、スラグ３の成分を調整するため、必要に応じて、媒溶剤等の副原料が炉体１０の内部に添加される。媒溶剤は、少なくともＣａＯを含む石灰系の媒溶剤である。また、ステップＳ１０２では、羽口１２から不活性ガスが吹き込まれ、溶銑２の攪拌力が強まることで脱珪反応が促進される。ステップＳ１０２の脱珪処理は、溶銑Ｍの珪素濃度や溶銑量等に応じて決められる所定量の酸素ガスが吹き込まれることで終了する。

さらに、図１（Ｃ）に示すように、炉体１０を傾動させることで、炉体１０からスラグ３を排出する中間排滓が行われる（Ｓ１０４）。スラグ３は、溶銑２に比べ比重が小さいため溶銑２の浴面に浮いている。このため、ステップＳ１０４では、炉体１０を傾動させることで、浴面に浮いているスラグ３のみを炉口から排出させる。ステップＳ１０４で排出されたスラグ３は、炉体１０の下方に設けられた不図示の滓鍋に収容される。ステップＳ１０４は、所定量のスラグ３が排出され、後述の脱燐処理にて必要な量のスラグ３が炉体１０に残存した状態で、炉体１０を正立させることで終了する。なお、ステップＳ１０２の脱珪処理の完了時、またはステップＳ１０４において、脱珪処理後のスラグ３をサンプリングし、スラグ３の成分を分析する。スラグ３の分析は、全ての処理チャージ（溶銑精錬装置にて溶銑２をバッチ式に処理する際の、同一溶銑による処理の単位）にて行われなくてもよい。また、スラグ３の分析結果は当該処理チャージで用いられることはないため、分析に時間がかかってもよい。

その後、脱珪処理後のスラグ３の成分を、後述するスラグ成分推定方法を用いて推定する（Ｓ１０６）。
次いで、脱燐処理にて用いられる媒溶剤の使用量を算出する（Ｓ１０８）。媒溶剤の使用量は、後述する媒溶剤の計算方法を用いて算出される。
さらに、図１（Ｄ）に示すように、ステップＳ１０２と同様、ランス１１から酸素ガスを吹き込むことで脱燐処理を行う（Ｓ１１０）。ステップＳ１０８では、ステップＳ１０８で算出された使用量の媒溶剤、および必要に応じてスラグ３の成分や滓化を促進させるための各種副原料が炉体１０の内部に添加されることで、スラグ３の成分が調整される。ステップＳ１０８は、溶銑２の燐濃度や溶銑量、温度、スラグ成分等に応じて決められる所定量の酸素ガスが吹き込まれることで終了する。

その後、図１（Ｅ）に示すように、出湯孔１３が設けられた側が下方となるように炉体１０を傾動させ、出湯孔１３から脱燐処理された溶銑２を排出（出湯）させる（Ｓ１１２）。排出された溶銑２は、炉体１０の下方に設けられた不図示の溶銑鍋に収容される。ステップＳ１１２では、炉体１０に収容された溶銑２のみを排出させることが好ましく、脱燐処理後のスラグ３が炉体１０の内部に残存した状態で処理が終了する。

以上の、ステップＳ１００〜Ｓ１１２の処理が行われることで、溶銑２が脱珪処理および脱燐処理される。なお、本実施形態では、ステップＳ１１２で溶銑２が排出された後、炉体１０の内部に脱燐処理後のスラグ３が残存した状態から、炉体１０に冷鉄源４が投入され、新たな溶銑２に対して上記のステップＳ１００〜Ｓ１１２が行われる。この処理がさらに繰り返されることで、溶銑処理装置１にて溶銑Ｍの予備処理が連続して行われる。本実施形態では、脱珪処理後のスラグ３が脱燐処理に用いられ、脱燐処理後のスラグ３が脱珪処理に用いられる。このため、スラグ３に含有されるＣａＯを、脱珪処理または脱燐処理におけるＣａＯ源として用いることができるため、各処理で用いられる媒溶剤の使用量を低減させることができる。また、スラグ３には、鉄分が多く含まれるため、投入した媒溶剤の滓化が促進され、脱珪反応および脱燐反応における反応効率を向上させることができる。

＜スラグ成分推定方法＞
［スラグ成分推定システム］
次に、図３および図４を参照して、本実施形態に係るスラグ成分推定方法について説明する。スラグの成分は、図３に示すスラグ推定システムを用いて推定される。本実施形態のスラグ推定システムは、プロセスコンピュータ６と、スラグ成分推定コンピュータ７と、データベース８とを有する。なお、本実施形態にて推定されるスラグ３の成分は、スラグ３のＣａＯ濃度、ＳｉＯ_２濃度、Ｔ．Ｆｅ濃度およびＭｇＯ濃度である。なお、Ｔ．Ｆｅの濃度とは、スラグに含まれる各種酸化鉄および金属鉄の鉄分の総量を示す。

プロセスコンピュータ６は、吹錬情報管理部６１と、媒溶剤使用量算出部６２とを有する。吹錬情報管理部６１は、溶銑処理装置１における溶銑予備処理の各処理条件を管理し、溶銑２の成分（炭素、珪素、マンガン、燐、硫黄等）、予備処理後の目標成分、溶銑２の温度、溶銑配合率、総装入量、吹錬時間、媒溶剤を含む各副原料の投入量、酸素ガスの使用量、排ガス回収量および排ガス中のＣＯ濃度平均値等の処理条件の予定および実績を予定データおよび実績データとして記憶する。吹錬情報管理部６１は、これらの処理条件の予定データまたは実績データを、媒溶剤使用量算出部６２またはスラグ成分推定コンピュータ７の後述するスラグ成分推定部７１にそれぞれ送信する。また、吹錬情報管理部６１は、媒溶剤使用量算出部６２にて算出される媒溶剤の使用量を取得・記憶する。媒溶剤使用量算出部６２は、スラグ成分推定部７１から推定されるスラグ３の成分、ならびに吹錬情報管理部６１から脱燐処理における予定データおよび脱珪処理における実績データをそれぞれ取得し、後述する媒溶剤の計算方法を用いて媒溶剤の使用量を算出する。媒溶剤使用量算出部６２にて算出された媒溶剤の使用量は、吹錬情報管理部６１に送信される。上記の構成に加え、プロセスコンピュータ６は、溶銑処理装置１における溶銑予備処理の各処理条件の制御を行う。

スラグ成分推定コンピュータ７は、スラグ成分推定部７１と、誤差算出部７２とを有する。スラグ成分推定部７１は、脱珪処理における各処理条件の実績データ、および取得した実績データと処理条件が類似した複数の過去の実績データ等である過去データを、吹錬情報管理部６１およびデータベース８からそれぞれ取得し、取得した実績データと過去データとに基づいてスラグ３の成分を推定する。スラグ成分の詳細な推定方法については、後述する。さらに、スラグ成分推定部７１は、推定したスラグ３の成分を、媒溶剤使用量算出部６２および誤差算出部７２に送信する。誤差算出部７２は、推定されたスラグ３の成分として後述する第１のスラグ成分、および採取・測定されたスラグ３の成分を、スラグ成分推定部７１および不図示の測定結果管理部からそれぞれ取得し、第１のスラグ成分と測定結果との誤差を算出し、算出した誤差と実績データとを過去データとしてデータベース８に送信する。
データベース８は、過去の複数の処理チャージにおける、誤差算出部７２で算出されたスラグ３の成分の推定結果と測定結果との誤差および脱珪処理における実績データを含む過去データを記憶する。

［スラグ成分推定方法］
本実施形態に係るスラグ成分推定方法について詳細に説明する。本実施形態に係るスラグ成分推定方法は、上記のように、ステップＳ１０６の脱珪処理後のスラグ３の成分を推定する際に用いられる。図４に示すように、まず、スラグ成分推定部７１は、吹錬情報管理部６１から、ステップＳ１０２の脱珪処理における処理条件の実績データを取得し、物質収支から脱珪処理後のスラグ３の仮の推定成分である、第１のスラグ成分を算出する（Ｓ２００）。ステップＳ２００では、溶銑２、冷鉄源４および媒溶剤等の各種副原料の成分・装入量、脱珪処理前に炉体１０に残存する脱燐処理後のスラグ３の量・成分等を用いて物質収支による計算が行われる。なお、ステップＳ２００では、第１のスラグ成分として、スラグ３のＣａＯ濃度、ＳｉＯ_２濃度、Ｔ．Ｆｅ濃度およびＭｇＯ濃度を推定する。

次いで、スラグ成分推定部７１は、処理条件のうち酸素ガスの使用量や吹錬時間等の吹錬条件が、取得した実績データに類似した複数の過去データをデータベース８から抽出する（Ｓ２０２）。このとき、スラグ成分推定部７１は、実績データおよびデータベース８に収容されている複数の過去データについて、複数の吹錬条件および処理日時からなる吹錬条件ベクトルを定め、実績データの吹錬条件ベクトルと複数の過去データの吹錬条件ベクトルとの差のノルムを算出する。なお、過去データの吹錬条件ベクトルについては、予め計算され、処理条件等と同様にデータベース８に過去データとして記憶されていることが好ましい。そして、算出されたノルムの小さいものを類似した過去データとして抽出する。つまり、ステップＳ２０２では、吹錬条件が同様となり、処理が行われた日が近いものが、類似した過去データとして抽出される。ステップＳ２０２で抽出される過去データの数は、過去データの総数や推定精度等に応じて適宜最適な数が設定される。

さらに、スラグ成分推定部７１は、抽出した複数の過去データから、第１のスラグ成分と採取・測定されたスラグ３の成分との誤差を算出するための重回帰式を構築する（Ｓ２０４）。ステップＳ２０４では、例えば特許４５６１４０５号公報に記載の回帰式モデルの作成方法を用いて、重回帰式を構築することができる。この際、過去の脱珪処理における複数の処理条件を説明変数とし、第１のスラグ成分と測定されたスラグ３の成分との誤差を目的変数とし、各説明変数に対する係数をそれぞれ求めることで重回帰式が構築される。なお、説明変数となる脱珪処理の処理条件には、溶銑成分（炭素、シリコン、マンガン、燐、硫黄）、溶銑温度、溶銑２および冷鉄源４の総装入量、溶銑配合率（総装入量に対する溶銑２の割合）、酸素ガスを吹き込む吹錬処理が行われた時間、脱珪処理に掛かった時間、媒溶剤等の各副原料の投入量、酸素ガスの使用量、脱珪処理時に生じる排ガスの回収量および排ガスのＣＯ濃度の平均値等が用いられる。なお、ステップＳ２０４の処理は、ステップＳ２００にて算出されたスラグ３の各成分についてそれぞれ行われる。

その後、スラグ成分推定部７１は、ステップＳ２０４で得られた重回帰式を用いて、第１のスラグ成分の誤差を算出する（Ｓ２０６）。ステップＳ２０６では、スラグ成分を推定する脱珪処理における実績データの処理条件を用いて、推定される第１のスラグ成分の誤差を算出する。第１のスラグ成分の誤差は、ステップＳ２００にて算出されたスラグ３の各成分についてそれぞれ算出される。

次いで、スラグ成分推定部７１は、ステップＳ２００で算出された第１のスラグ成分を、ステップＳ２０６で算出される誤差を用いて補正することで、スラグ３の最終的な推定成分である第２のスラグ成分を算出する（Ｓ２０８）。ステップＳ２０８の処理は、ステップＳ２００にて算出されたスラグ３の各成分について行われ、第２のスラグ成分として、スラグ３のＣａＯ濃度、ＳｉＯ_２濃度、Ｔ．Ｆｅ濃度およびＭｇＯ濃度が算出される。

このような、スラグ成分推定方法によれば、吹錬条件によるスラグ成分への影響を考慮することができる。このため、物質収支のみを考慮してスラグ成分を推定する場合に比べ、スラグ成分を精度良く推定することができる。
また、本実施形態のスラグ成分推定システムでは、上記の脱珪処理後のスラグ３の推定に加え、成分を推定した実績データを過去データとしてデータベース８に記憶させる処理が行われる。この場合、まず、脱珪処理後のスラグ３が採取・分析され、分析結果が誤差算出部７２へと送信される。そして、誤差算出部７２は、分析結果に対する、スラグ成分推定部７１から取得した第１のスラグ成分の誤差を算出し、算出された誤差およびその他の実績データをデータベース８へと送信する。

＜媒溶剤の計算方法＞
次に、本実施形態に係る媒溶剤の計算方法について説明する。本実施形態に係る媒溶剤の計算方法は、上記のように、ステップＳ１０８の媒溶剤の使用量を算出する際に用いられる。まず、媒溶剤使用量算出部６２は、脱燐処理前（脱珪処理後）の処理条件として、溶銑２の成分・温度、総装入量、スラグ量等の実績データを吹錬情報管理部６１から取得し、スラグ３の推定成分である第２のスラグ成分をスラグ成分推定部７１から取得する。さらに、媒溶剤使用量算出部６２は、目標となる脱燐処理後の処理条件として、溶銑２の目標成分を吹錬情報管理部６１から取得する。

次いで、媒溶剤使用量算出部６２は、取得した脱燐処理前および脱燐処理後の処理条件から、脱燐処理に必要な媒溶剤の使用量を算出する。この際、下記（１）式のＨｅａｌｙ型の燐平衡式を用いて、脱燐処理後の溶銑２の燐濃度が目標値となるように、媒溶剤の使用量が算出される。なお、（１）式において、（％Ｐ）、（％Ｔ．Ｆｅ）、（％ＣａＯ）および（％ＭｇＯ）は脱燐処理後のスラグ３のＰ濃度、Ｔ．Ｆｅ濃度、ＣａＯ濃度およびＭｇＯ濃度［ｍａｓｓ％］、［％Ｐ］は脱燐処理後の溶銑２のＰ濃度［ｍａｓｓ％］、Ｔは溶銑２の温度［℃］およびａ〜ｅは定数をそれぞれ示す。

また、上記の媒溶剤の計算方法では、（１）式における各スラグ成分の濃度は、脱燐処理前のスラグ３の成分（第２のスラグ成分）、スラグ３の量、脱燐処理で用いられる媒溶剤を含む副原料の量、および溶銑２の成分等から算出される。つまり、媒溶剤の使用量が最小且つ溶銑２の燐濃度が目標値となるように、媒溶剤の使用量を変化させて繰り返し計算が行われることで、脱燐処理に必要な媒溶剤の使用量が算出される。

このような媒溶剤の計算方法では、脱燐処理前のスラグ３の成分として推定した成分値を用いて計算を行うため、スラグ３の成分の推定精度が悪い場合、脱燐処理後の燐濃度の的中率が低下する。このような場合、脱燐処理後の燐濃度を確実に目標値以下まで低下させるため、媒溶剤が過剰に投入される。媒溶剤の過剰な投入は、副原料コストの増大、溶銑温度の低下による製造コストの増大およびスラグ３の滓化率低下による脱燐効率の低下を招く。一方、本実施形態によれば、脱燐処理前のスラグ３の成分の推定精度を向上させることができるため、脱燐処理後の燐濃度の的中率を向上させることができる。

＜変形例＞
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例または実施形態も網羅すると解すべきである

例えば、上記実施形態では、溶銑処理装置は転炉としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、溶銑処理装置として、溶銑鍋やトピード等の他の精錬装置が用いられて、溶銑予備処理が行われてもよい。この際、各精錬装置での各種精錬条件を用いて、ステップＳ２００〜Ｓ２０８と同様な処理が行われることで、溶銑予備処理により生じたスラグの成分を精度よく推定することができる。
また、上記実施形態では、ステップＳ１００において、冷鉄源４および溶銑２を炉体１０に装入する構成としたが、冷鉄源４を装入せずに、溶銑２のみを装入する構成であってもよい。

さらに、上記実施形態では、スラグ成分推定方法が、ステップＳ１０２の脱珪処理後のスラグ３の成分を推定する構成としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ステップＳ１１０の脱燐処理後のスラグ３の成分を推定する際に、上記実施形態に係るスラグ成分推定方法が用いられてもよい。つまり、ステップＳ１１０にて脱燐処理をした後、ステップＳ２００〜Ｓ２０８と同様な方法で、脱燐処理後のスラグ３の成分が推定されてもよい。この場合、推定されたスラグ成分は、脱燐処理後のスラグ３を用いて行われるその後の脱珪処理（ステップＳ１０２）にて、媒溶剤等の副原料を投入する際に用いられる。これにより、脱珪処理における媒溶剤の使用量を低減させることができる。また、脱珪処理後および脱燐処理後だけでなく、後述する脱炭処理後のスラグ３についても、ステップＳ２００〜Ｓ２０８と同様な方法を用いることにより、精度よくスラグ３の成分を推定することができる。

さらに、上記実施形態では、溶銑２の精錬処理として、溶銑処理装置１にて脱珪処理および脱燐処理を行う場合について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、溶銑処理装置１として転炉を用い、脱珪処理および脱燐処理をまとめて行い、発生したスラグ３を排出し、転炉内に残存した溶銑２を脱炭処理し、溶鋼を排出した後、脱炭処理後のスラグ３を残存させた状態で新たな溶銑２の脱珪処理および脱燐処理を繰り返すような精錬処理にも適用することができる。このような精錬処理では、脱珪処理および脱燐処理後のスラグ３、ならびに脱炭処理後のスラグ３の成分を推定し、その後の精錬処理にて推定したスラグ３の成分を考慮することで、精錬処理を効率よく行うことができる。

さらに、上記実施形態では、第１および第２のスラグ成分として、スラグ３のＣａＯ、ＳｉＯ_２、Ｔ．ＦｅおよびＭｇＯの濃度を算出するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、Ａｌ_２Ｏ_３等の他の成分をさらに算出してもよい。
さらに、ステップＳ１０８において媒溶剤の使用量を算出する際に、（１）式に記載の要素の他に、スラグ３のＳｉＯ_２濃度等の他の要素がさらに考慮されてもよい。

さらに、ステップＳ２０２にて類似した過去データを抽出する際に、上記の吹錬条件の他、溶銑２の成分・温度やランス１１の高さ、羽口１２からのガス流量等の他の処理条件が考慮されてもよい。
また、上記実施形態では、ステップＳ２０２において、複数の吹錬条件および処理日時からなる吹錬条件ベクトルを定めるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ステップＳ２０２では、複数の吹錬条件のみから、吹錬条件ベクトルを定めてもよい。

＜実施形態の効果＞
（１）本発明の一態様に係るスラグ成分推定方法は、溶銑処理装置１にて、脱珪処理、脱燐処理または脱炭処理のうち少なくとも１つの精錬処理を溶銑２に行う際に、精錬処理で発生するスラグ３について、物質収支から算出される第１のスラグ成分を算出し（ステップＳ２００）、精錬処理の処理条件に類似した過去データに基づいて、第１のスラグ成分における誤差を算出し（ステップＳ２０６）、第１のスラグ成分と誤差とから、スラグ３の最終的な推定成分である第２のスラグ成分を算出する（ステップＳ２０８）。
上記構成によれば、物質収支のみでスラグ３の成分を推定する場合に比べ、精錬処理における吹錬条件等の処理条件が考慮されるため、吹錬処理による精錬反応や炉体のバラツキ等による推定精度のバラツキを低減することができる。このため、スラグ３の成分を精度よく推定することができるようになる。

（２）スラグ３の成分を分析し、スラグ３が発生した精錬処理における処理条件、およびスラグ３の分析結果を過去データとして蓄積させて記憶する。
上記構成によれば、過去データを蓄積させ、過去データの数を増やすことにより、より処理条件が近い過去データから誤差を算出することができるようになるため、スラグ３の成分の推定精度を向上させることができる。

（３）誤差を算出する際に、処理条件を説明変数および過去データにおける誤差を目的変数とした重回帰式を構築し、第２のスラグ成分を算出する精錬処理における処理条件と重回帰式とから、精錬処理における誤差を算出する。
（４）本発明の一態様に係る媒溶剤の計算方法は、溶銑処理装置で行われる溶銑２の脱珪処理、脱燐処理または脱炭処理のうち少なくとも１つの精錬処理にて発生するスラグ３を用いて、新たな溶銑２の精錬処理をする際に、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のスラグ成分推定方法を用いて、スラグ３の推定成分を算出し、推定成分に基づいて新たな溶銑の精錬処理で用いられる媒溶剤の使用量を算出する。
上記構成によれば、上記（１）の構成と同様に、スラグ３の成分を精度よく推定することができるようになる。このため、新たな精錬処理における精錬反応に対する、スラグ３の寄与を精度よく予測できるため、新たな精錬処理で使用する媒溶剤の使用量を低減することができる。

（５）本発明の一態様に係る溶銑予備処理方法は、溶銑処理装置１として転炉を用い、転炉にて溶銑２の脱珪処理を行い（ステップＳ１００）、脱珪処理で発生したスラグ３の一部を排出し（ステップＳ１０４）、転炉に残存するスラグ３と媒溶剤とを用いて、溶銑２の脱燐処理をする（ステップＳ１１０）溶銑予備処理方法であって、脱燐処理をする際に、媒溶剤の使用量を、上記（４）に記載の媒溶剤の計算方法を用いて算出する（Ｓ１０６，Ｓ１０８）。
上記構成によれば、上記（１）および（４）と同様に、スラグ３の成分を精度よく推定することができ、媒溶剤の使用量を低減することができる。

次に、本発明者が行った実施例について説明する。
実施例では、上記実施形態と同様にステップＳ１００〜Ｓ１１２の処理を行うことで、溶銑２の予備処理（脱珪処理および脱燐処理）を行った。その際、ステップＳ１０６において、ステップＳ２００〜Ｓ２０８の処理を行い、第１および第２のスラグ成分を算出することで、脱珪処理後のスラグ３の成分の推定を行った。また、脱珪処理後のスラグ３を採取し、成分を分析した。

実施例における推定結果として、図５に第１および第２のスラグ成分のＣａＯ濃度、図６に第１および第２のスラグ成分のＳｉＯ_２濃度をそれぞれ示す。図５および図６では、横軸に第１および第２のスラグ成分における各成分濃度の推定値、縦軸に各成分の分析値をそれぞれ示す。ＣａＯ濃度の場合、図５に示すように、分析値に対する推定値の標準偏差が、第１のスラグ成分が２．８０であるのに対して、第２のスラグ成分が２．４３となり、ばらつきが小さくなることを確認した。また、ＳｉＯ_２濃度の場合も同様に、図６に示すように、分析値に対する推定値の標準偏差が、第１のスラグ成分が２．５７であるのに対して、第２のスラグ成分が２．１７となり、ばらつきが小さくなることを確認した。
以上の結果から、物質収支のみからスラグ３の成分を推定する第１のスラグ成分に比べ、吹錬条件が類似した過去データを用いて誤差を補正した第２のスラグ成分の方が、推定精度が高くなることが確認できた。

１溶銑処理装置
１０炉体
１１ランス
１２羽口
１３出湯孔
２溶銑
３スラグ
４冷鉄源
５溶銑鍋
６プロセスコンピュータ
６１吹錬情報管理部
６２媒溶剤使用量算出部
７スラグ成分推定コンピュータ
７１スラグ成分推定部
７２誤差算出部
８データベース

Claims

溶銑処理装置にて、脱珪処理、脱燐処理または脱炭処理のうち少なくとも１つの精錬処理を溶銑に行う際に、
前記精錬処理で発生するスラグについて、物質収支から算出される第１のスラグ成分を算出し、
前記精錬処理の処理条件に類似した過去データに基づいて、前記第１のスラグ成分における誤差を算出し、
前記第１のスラグ成分と前記誤差とから、前記スラグの最終的な推定成分である第２のスラグ成分を算出することを特徴とする、スラグ成分推定方法。
前記スラグの成分を分析し、
前記スラグが発生した前記精錬処理における前記処理条件、および前記スラグの分析結果を前記過去データとして蓄積させて記憶することを特徴とする請求項１に記載のスラグ成分推定方法。
前記誤差を算出する際に、前記処理条件を説明変数および前記過去データにおける誤差を目的変数とした重回帰式を構築し、前記第２のスラグ成分を算出する前記精錬処理における前記処理条件と前記重回帰式とから、前記精錬処理における前記誤差を算出することを特徴とする請求項１または２に記載のスラグ成分推定方法。
溶銑処理装置で行われる溶銑の脱珪処理、脱燐処理または脱炭処理のうち少なくとも１つの精錬処理にて発生するスラグを用いて、新たな溶銑の前記精錬処理をする際に、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のスラグ成分推定方法を用いて、前記スラグの推定成分を算出し、前記推定成分に基づいて前記新たな溶銑の精錬処理で用いられる媒溶剤の使用量を算出することを特徴とする媒溶剤の計算方法。
溶銑処理装置として転炉を用い、前記転炉にて溶銑の脱珪処理を行い、前記脱珪処理で発生したスラグの一部を排出し、前記転炉に残存する前記スラグと媒溶剤とを用いて、前記溶銑の脱燐処理をする溶銑予備処理方法であって、
前記脱燐処理をする際に、前記媒溶剤の使用量を、請求項４に記載の媒溶剤の計算方法を用いて算出することを特徴とする溶銑予備処理方法。