JP2020002390A - Blowing calculation method, blowing calculation program - Google Patents

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Abstract

To provide a blowing calculation technique capable of accurately calculating an input amount of oxygen or the like to be supplied in a blowing step.SOLUTION: In the blowing calculation method according to the present invention, an amount of the oxygen, an amount of a temperature rising material, and an amount of a coolant, required in a first period and a second period until a first moment and a second moment respectively, at which an amount of chemical components contained in a molten steel and a molten steel temperature are measured during a blowing step, are calculated. An amount of the oxygen, an amount of the temperature rising material, and an amount of the coolant required in the second period are calculated using a measured unidentified heat amount and a measured unidentified oxygen amount in addition to the amount of the chemical components, the molten steel temperature and the like measured at the first moment.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、吹錬工程におけるパラメータを計算する技術に関する。   The present invention relates to a technique for calculating parameters in a blowing process.

製鋼工程においては、転炉またはAOD内の溶銑または溶鋼に対して酸素を吹き付ける吹錬工程が存在し、吹錬工程の次工程には、溶鋼を凝固させてスラブなどの鋼片を製造する連続鋳造工程がある。この連続鋳造工程を安定的に操業するためには、吹錬工程において連続鋳造が可能な溶鋼温度に昇熱する必要があり、鋼種や鋳造時間による吹き止め目時の目標溶鋼温度が設定される。吹錬工程では、溶鋼に酸素を吹付けて各成分の酸化反応による昇熱を行う。この時、昇熱量が不足すると目標の溶鋼温度に到達しないため、コークス等の昇熱材を炉内に投入して昇熱を補う。また、溶銑から持ち込まれた炭素だけで昇熱量が過大になる場合は、溶鋼に鉄鉱石等を投入して冷却する。このように、炭素成分については、溶銑から持ち込まれる炭素量や昇熱に用いられるコークス量が多いため、吹付ける酸素量の設定に大きな影響を与える。よって、吹き止め時の目標溶鋼温度と目標炭素濃度に的中させるために、吹錬工程における酸素量、昇熱材量、冷却材量などの投入量をあらかじめ計算しておく必要がある。吹錬工程では、これらの計算された昇熱材量、冷却材量を投入後、吹錬工程の途中段階で、サブランスを用いて溶鋼温度と溶鋼成分を測定し、実績値を確認する。溶鋼温度と炭素濃度の測定で、それぞれの目標値から大きくずれた場合、追加のアクション、具体的には昇熱材の追加投入による昇熱あるいは冷却材追加による冷却を行う。また、測定した実績炭素濃度と昇熱材の追加投入量に対応して、サブランス測定時点からの酸素量の加減を再設定する。これらの吹錬計算では、熱量の収支と酸素量の収支と酸化反応による質量減の収支が工程を通じて釣り合っていることに基づき、各投入量を計算することができる。ただし実際の吹錬工程においては、熱量と酸素量の収支が合致せず、不明熱量と不明酸素量が存在する。よって、吹錬計算の課題として、この不明熱と不明酸素を如何に精度よく推定するかが重要である。従来の操業では、オペレータが自らの経験に基づき不明熱と不明酸素を決定し、吹錬計算を行っていた。   In the steelmaking process, there is a blowing process in which oxygen is blown to hot metal or molten steel in a converter or an AOD. In the subsequent process of the blowing process, a continuous process of solidifying the molten steel to produce a slab or other steel slab is performed. There is a casting process. In order to operate this continuous casting process stably, it is necessary to raise the temperature to the molten steel temperature at which continuous casting is possible in the blowing process, and the target molten steel temperature at the time of the blow stop according to the steel type and casting time is set. . In the blowing process, the molten steel is blown with oxygen to raise the heat by an oxidation reaction of each component. At this time, if the amount of heat rise is insufficient, the target molten steel temperature will not be reached, so a heat-raising material such as coke is charged into the furnace to compensate for the heat rise. In addition, when the amount of heat rise becomes excessive only by the carbon brought in from the hot metal, iron ore or the like is put into the molten steel and cooled. As described above, since the amount of carbon introduced from the hot metal and the amount of coke used for heating are large, the setting of the amount of oxygen to be blown is greatly affected. Therefore, in order to hit the target molten steel temperature and the target carbon concentration at the time of blowing, it is necessary to calculate in advance the amount of oxygen, the amount of heat-raising material, the amount of coolant, etc. in the blowing process. In the blowing process, after the calculated amounts of the heat-up material and the coolant, the molten steel temperature and the molten steel component are measured using a sub-lance at an intermediate stage of the blowing process to confirm the actual values. If the measured values of the molten steel temperature and the carbon concentration deviate greatly from the respective target values, an additional action, specifically, a heating by adding a heating material or a cooling by adding a cooling material is performed. In addition, according to the measured actual carbon concentration and the additional amount of the heating material, the amount of oxygen from the time of measuring the sublance is adjusted again. In these blowing calculations, each input amount can be calculated based on the fact that the balance of the calorific value, the balance of the oxygen amount, and the balance of the mass loss due to the oxidation reaction are balanced throughout the process. However, in the actual blowing process, the balance between the calorific value and the oxygen amount does not match, and there is an unknown calorie and an unknown oxygen amount. Therefore, it is important how to estimate the unknown heat and the unknown oxygen with high accuracy as an issue of the blowing calculation. In the conventional operation, the operator determines unknown heat and unknown oxygen based on his / her own experience, and performs blowing calculation.

下記特許文献1は、『静的吹錬制御モデル式に含まれる不明熱量及び不明酸素量を高精度で推定し、静的吹錬制御の精度向上を図る。』ことを目的として、『転炉製鋼における操業情報t1〜tnを入力とし、理論発熱量と理論吸熱量との差である不明熱量、及び理論発生酸素量と理論消費酸素量との差である不明酸素量をそれぞれ出力とするニューラルネットワークを構築し、該ニューラルネットワークを用いて不明熱量及び不明酸素量を推定する。その際、実際に操業した際の操業情報と、不明熱量及び不明酸素量とを用いてニューラルネットワークの学習を行い、該ニューラルネットワークを構成するユニット間の重み係数を修正する。』という技術を開示している(要約参照)。   Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163,199 discloses "estimating the unknown heat amount and the unknown oxygen amount included in the static blowing control model formula with high accuracy, and improving the accuracy of the static blowing control. For the purpose, "the operation information t1 to tn in the converter steelmaking is input, and the unknown calorie, which is the difference between the theoretical calorific value and the theoretical heat absorption amount, and the difference between the theoretically generated oxygen amount and the theoretically consumed oxygen amount. A neural network that outputs the unknown oxygen amount is constructed, and the unknown heat amount and the unknown oxygen amount are estimated using the neural network. At this time, learning of the neural network is performed using the operation information at the time of actual operation and the unknown heat amount and the unknown oxygen amount, and the weight coefficient between units constituting the neural network is corrected. ] (See abstract).

特開平6−200312号公報JP-A-6-200312

特許文献1のような従来の吹錬手法は、吹錬工程を開始する時点において不明熱量と不明酸素量を推定し、その推定結果に基づき吹錬工程における各パラメータを算出する。しかし不明熱量と不明酸素量は吹錬工程を実施するごとに異なるので、吹錬工程を開始する前の時点において推定した不明熱量および不明酸素量は、実測値に基づき計算した不明熱量および不明酸素量と比較すると、必ずしも精度の高いものではない場合がある。したがって吹錬計算において求めた各投入量も、必ずしも精度の高いものではない場合がある。   A conventional blowing method as disclosed in Patent Document 1 estimates an unknown heat amount and an unknown oxygen amount at the time of starting the blowing process, and calculates each parameter in the blowing process based on the estimation result. However, since the unknown calorie and the unknown oxygen amount are different each time the blowing process is performed, the unknown calorie and the unknown oxygen amount estimated at the time before the start of the blowing process are the unknown calorie and the unknown oxygen amount calculated based on the actual measurement values. It may not always be accurate when compared to quantities. Therefore, each input amount obtained in the blowing calculation may not always be highly accurate.

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、吹錬時に目標とする溶鋼の成分量と溶鋼温度を得るために吹錬工程に対して投入すべき酸素などの投入量を精度よく算出することができる、吹錬計算技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and is intended to reduce the amount of oxygen or the like to be supplied to the blowing step in order to obtain the target molten steel component amount and the molten steel temperature during blowing. An object of the present invention is to provide a blowing calculation technique capable of calculating with high accuracy.

本発明に係る吹錬計算方法は、吹錬工程内の溶鋼に含まれる成分量と溶鋼温度とを実測する第1時点と第2時点それぞれまでの第1期間および第2期間において必要な酸素量、昇熱材量、および冷却材量を算出する。前記第1時点から前記第2時点までの前記第2期間において必要な酸素量、昇熱材量、および冷却材量は、前記第1時点における実測成分量および実測溶鋼温度などに加えて実測不明熱量と実測不明酸素量を用いて計算する。   The blowing calculation method according to the present invention is characterized in that the amount of oxygen required in the first period and the second period until the first time point and the second time point, respectively, when actually measuring the amount of the component contained in the molten steel and the molten steel temperature in the blowing process. , The amount of heating material and the amount of coolant are calculated. The amount of oxygen, the amount of heat-up material, and the amount of coolant required in the second period from the first time to the second time are unknown in addition to the actually measured component amount and the actually measured molten steel temperature at the first time. Calculate using calorific value and unknown oxygen content.

本発明に係る吹錬計算方法によれば、実測不明熱量と実測不明酸素量を用いて吹錬計算を改めて実施することにより、吹錬時に目標とする溶鋼の成分量と溶鋼温度を得るために適切な酸素などの投入量を精度よく算出することができる。   According to the blowing calculation method according to the present invention, by performing the blowing calculation again using the measured unknown calorific value and the measured unknown oxygen amount, in order to obtain the target molten steel component amount and molten steel temperature during blowing. It is possible to accurately calculate an appropriate amount of input of oxygen or the like.

実施形態1に係る吹錬計算装置100の構成図である。1 is a configuration diagram of a blowing calculation device 100 according to Embodiment 1. FIG. 転炉を用いる場合における吹錬工程の模式図である。It is a schematic diagram of a blowing process in the case of using a converter. 吹錬工程における熱バランスと酸素バランスについて説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the heat balance and oxygen balance in a blowing process. 実施形態1に係る吹錬計算方法を説明するための計算例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a calculation example for explaining a blowing calculation method according to the first embodiment. 歩留り推定部113の動作を説明するフローチャートである。9 is a flowchart illustrating an operation of a yield estimation unit 113. 吹錬計算装置100が提示する画面例である。It is an example of a screen presented by blowing machine 100.

<実施の形態1>
図1は、本発明の実施形態1に係る吹錬計算装置100の構成図である。吹錬計算装置100は、溶鋼の吹錬工程に対して投入すべき酸素量などの吹錬パラメータを計算する装置である。吹錬計算装置100は、CPU(Central Processing Unit)110、記憶装置120を備える。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a configuration diagram of the blowing computer 100 according to the first embodiment of the present invention. The blowing calculation device 100 is a device that calculates blowing parameters such as the amount of oxygen to be supplied to the molten steel blowing process. The blowing calculation device 100 includes a CPU (Central Processing Unit) 110 and a storage device 120.

CPU110は、投入量計算部111、不明量推定部112、歩留り推定部113、残留量推定部114を実行する。これら機能部の詳細については後述する。これら機能部はその機能を実装した回路デバイスなどのハードウェアを用いて構成することもできるし、その機能を実装したソフトウェアをCPU110が実行することにより構成することもできる。以下の説明においては、これら機能部はソフトウェアとして構成されているものとする。記載の便宜上、これら機能部を動作主体として説明する場合があるが、実際にこれら機能部を実行するのはCPU110である。   The CPU 110 executes an input amount calculation unit 111, an unknown amount estimation unit 112, a yield estimation unit 113, and a residual amount estimation unit 114. Details of these functional units will be described later. These functional units can be configured using hardware such as a circuit device that implements the function, or can be configured by the CPU 110 executing software that implements the function. In the following description, it is assumed that these functional units are configured as software. For convenience of description, these functional units may be mainly described as operation units, but it is the CPU 110 that actually executes these functional units.

投入量計算部111は、吹錬工程において必要な酸素量、昇熱材量、および冷却材量を算出する。算出手順については後述する。不明量推定部112は、これから実施する吹錬工程における不明熱量と不明酸素量を、学習結果データ121に基づき推定する。歩留り推定部113は、吹錬工程に対して投入された昇熱材のうち、実際に転炉に対して投入された昇熱材の量を推定する(詳細は実施形態2)。残留量推定部114は、転炉内の溶鋼中に残っている特定の元素成分の量を推定する(詳細は実施形態3)。   The input amount calculation unit 111 calculates an oxygen amount, a heating material amount, and a cooling material amount required in the blowing process. The calculation procedure will be described later. The unknown amount estimating unit 112 estimates the unknown heat amount and the unknown oxygen amount in the blowing process to be performed based on the learning result data 121. The yield estimating unit 113 estimates the amount of the heating material actually input to the converter among the heating materials input to the blowing process (details of the second embodiment). The residual amount estimating unit 114 estimates the amount of a specific element component remaining in the molten steel in the converter (for details, Embodiment 3).

学習結果データ121は、過去に実施した吹錬工程におけるパラメータを機械学習によって学習した結果を記録したデータである。パラメータの具体例については後述する。最も単純には、過去に実施した吹錬工程におけるパラメータそのものを学習結果データ121として記録することができる。機械学習器は、吹錬計算装置100自身が備えてもよいし、吹錬計算装置100外の機械学習器を利用した上でその学習結果を学習結果データ121として吹錬計算装置100が利用してもよい。   The learning result data 121 is data in which a result of learning a parameter in a blowing process performed in the past by machine learning is recorded. Specific examples of the parameters will be described later. Most simply, the parameters themselves in the blowing process performed in the past can be recorded as the learning result data 121. The machine learning device may be provided in the blowing calculation device 100 itself, or may use a machine learning device outside the blowing calculation device 100 and use the learning result as learning result data 121. You may.

図2は、転炉を用いる場合における吹錬工程の模式図である。転炉に対してスクラップおよび溶銑を装入し、さらに吹錬開始後に合金鉄(FeCrなど)、昇熱材、冷却材などを投入する。これらが溶融した溶鉄に対して、酸素または酸素と窒素あるいはアルゴンを含む混合ガスを吹き付けることにより炭素を酸化させて脱炭する製鋼工程を、一般に吹錬工程と呼ぶ。また、吹錬工程を通じて、投入された副原料や生成された酸化物で形成されるスラグを利用して、溶鉄中のその他の不純物成分を低減する精錬が同時に行われることが一般的である。   FIG. 2 is a schematic diagram of a blowing process in the case of using a converter. Scrap and hot metal are charged into the converter, and after the start of blowing, ferroalloys (such as FeCr), a heating material, a cooling material, and the like are charged. The steelmaking process of oxidizing carbon and decarburizing by blowing oxygen or a mixed gas containing oxygen and nitrogen or argon onto the molten iron in which these are melted is generally called a blowing process. In addition, it is common that smelting for reducing other impurity components in the molten iron is performed simultaneously by using the slag formed by the added auxiliary raw material and the generated oxide through the blowing process.

図3は、吹錬工程における熱バランスと酸素バランスについて説明する概念図である。吹錬工程において、溶融鉄(高炉と転炉を用いる鉄鋼プロセスであれば溶銑)、スクラップ、合金鉄(クロムなどを含む合金)、副原料(焼石灰等)を投入するとともに、酸素を供給して、目標時点における各元素成分の目標量と、目標時点における目標温度を実現することを図る。   FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a heat balance and an oxygen balance in the blowing process. In the blowing process, molten iron (hot metal in a steel process using a blast furnace and a converter), scrap, ferroalloys (alloys containing chromium, etc.), and auxiliary materials (burnt lime, etc.) are supplied, and oxygen is supplied. Thus, the target amounts of the respective element components at the target time and the target temperature at the target time are realized.

溶融鉄を収容した炉に対してスクラップや合金鉄を投入すると、溶融鉄の温度が低下する。溶融鉄の温度を目標温度に到達させるため、コークスなどの昇熱材を投入する。吹錬工程に対する入熱量は、溶融鉄、スクラップ、合金鉄などに含まれる炭素、珪素、クロムなどの各成分の酸化反応熱と、コークスなどの昇熱材に含まれる炭素などの酸化反応熱である。ここで、各酸化反応熱は生成された酸化物の顕熱を除いた値であり、炭素の酸化反応熱には、溶融鉄中からCOガスが生成する際の一次燃焼熱と、炉内空間でCOがさらにCOまで燃焼する2次燃焼による生成熱(2次燃焼熱)の一部とを含むが、2次燃焼熱の残部は排ガスの顕熱などとして系外に放散されるので、2次燃焼熱に所定の着熱効率を乗算したものが入熱分となる。ここで、COガスの2次燃焼が生じる割合(2次燃焼率)や着熱効率は、例えば過去の操業実績から得た標準値を用いてもよいし、過去の操業実績に基づいて操業条件に応じて定めてもよい。一方、吹錬工程の出熱量は、溶融鉄やスクラップなどの各原料の顕熱増加分と融解熱である。これらの熱はバランスしているのが原則であるが、実際には例えば炉側壁からの放射熱などの不明熱成分が存在する。また、実際の二次燃焼率や着熱効率が推定値から変動した場合や、クロムなどの酸化量の評価に誤差が生じた場合にも、これらによる熱バランスの変動分は不明熱に含まれることになる。したがって実際の熱バランスは、図3に示すような関係となる。 When scrap or alloyed iron is charged into a furnace containing molten iron, the temperature of the molten iron decreases. To raise the temperature of the molten iron to the target temperature, a heating material such as coke is introduced. The amount of heat input to the blowing process is the heat of oxidation reaction of each component such as carbon, silicon, chromium, etc. contained in molten iron, scrap, ferromagnetic iron, etc., and the heat of oxidation reaction of carbon etc. contained in heating materials such as coke. is there. Here, each heat of oxidation reaction is a value excluding the sensible heat of the generated oxide. The heat of oxidation reaction of carbon includes the primary combustion heat when CO gas is generated from the molten iron and the furnace internal space. in including a portion of the heat generated by the secondary combustion CO is further combusted to CO 2 (secondary combustion heat), since the remainder of the secondary combustion heat is dissipated to the outside of the system as such sensible heat of the exhaust gas, A product obtained by multiplying the secondary combustion heat by a predetermined heating efficiency is a heat input component. Here, the ratio (secondary combustion rate) at which the secondary combustion of the CO gas occurs and the heating efficiency may be, for example, a standard value obtained from past operation results, or may be an operating condition based on past operation results. It may be determined accordingly. On the other hand, the heat output in the blowing step is the sensible heat increase and heat of fusion of each raw material such as molten iron and scrap. It is a principle that these heats are balanced, but in practice, unknown heat components such as radiant heat from the furnace side wall exist. Also, if the actual secondary combustion rate or heat transfer efficiency fluctuates from the estimated values, or if there is an error in the evaluation of the oxidation amount of chromium or the like, the fluctuations in the heat balance due to these factors should be included in the unknown heat. become. Therefore, the actual heat balance has a relationship as shown in FIG.

製鋼工程において、溶融鉄に対して酸素を吹き付けることにより炭素などの成分が燃焼し、これにより鋼を精錬することができる。吹錬計算においては、目標時点における目標成分量を達成するために必要な酸素量を計算する。吹き付ける酸素に加えてマンガン鉱石などの酸化物の還元により酸素が生じるので、これらの和が吹錬工程の入酸素量となる。炭素の他、シリコン、クロムなどの各成分の酸化反応において消費される酸素量と2次燃焼において消費される酸素量が、吹錬工程の出酸素量となる。溶鉄中の各成分の酸化に消費される酸素量は各成分濃度の変化を測定することで算出できるが、鉄の酸化や2次燃焼に消費される酸素量は正確に評価することが難しく、吹錬条件の違いによっても変動し得ると考えられる。したがって、不明熱量と同様に不明酸素量が存在するので、実際の酸素量バランスは図3に示すような関係となる。   In the steel making process, components such as carbon are burned by blowing oxygen to the molten iron, whereby steel can be refined. In the blowing calculation, the amount of oxygen necessary to achieve the target component amount at the target time is calculated. Since oxygen is generated by reduction of oxides such as manganese ore in addition to the oxygen to be blown, the sum of these becomes the oxygen input amount in the blowing step. The amount of oxygen consumed in the oxidation reaction of each component such as silicon and chromium in addition to carbon and the amount of oxygen consumed in the secondary combustion are the amount of oxygen output in the blowing step. The amount of oxygen consumed for the oxidation of each component in the molten iron can be calculated by measuring the change in the concentration of each component, but it is difficult to accurately evaluate the amount of oxygen consumed for the oxidation of iron and the secondary combustion, It is thought that it may fluctuate depending on the difference of blowing conditions. Therefore, there is an unknown amount of oxygen in the same manner as the unknown amount of heat, so that the actual oxygen amount balance has a relationship as shown in FIG.

熱バランスと酸素バランスの他に、質量バランスも存在する。吹錬工程に対して投入される材料等の質量は、(溶銑の質量)+(スクラップの質量)+(合金鉄の質量)+(昇熱材の質量)+(冷却材の質量)である。吹錬工程完了後の溶鋼の質量は、これら元素成分のうち酸化反応によって質量が減少するものについてその減少分を減算した値となる。   In addition to heat balance and oxygen balance, there is also a mass balance. The mass of the material and the like charged into the blowing process is (mass of hot metal) + (mass of scrap) + (mass of ferroalloy) + (mass of heating material) + (mass of coolant) . The mass of the molten steel after the completion of the blowing process is a value obtained by subtracting the reduced amount of those element components whose mass is reduced by the oxidation reaction.

以上説明した熱バランス、酸素バランスおよび質量バランスは、それぞれの計算式を記述した3つの等式によって記述される。吹錬工程に対して投入すべき昇熱材量、酸素量および冷材量(以下、昇熱材量/酸素量/冷材量と略記する)の3つを変数として、これら3つの等式からなる連立不等式を解くことにより、これら3つの変数を求めることができる。これを一般に吹錬計算などと呼ぶ。ただし各等式のなかに不明熱と不明酸素が含まれているので、連立不等式を解くためにはこれらの値を埋めなければならない。   The heat balance, the oxygen balance, and the mass balance described above are described by three equations describing respective calculation formulas. These three equations are defined as three variables of a heating material amount, an oxygen amount, and a cooling material amount (hereinafter, abbreviated as heating material amount / oxygen amount / cooling material amount) to be supplied to the blowing process. By solving the simultaneous inequalities consisting of, these three variables can be obtained. This is generally called a blowing calculation. However, since unknown heat and unknown oxygen are included in each equation, these values must be filled in to solve the simultaneous inequalities.

図4は、本実施形態1に係る吹錬計算方法を説明するための計算例を示す図である。吹錬計算においては一般に、まず、吹錬全体を通じて目標とする組成および温度の溶鉄が得られるように、投入する合金鉄量、副原料量および昇熱材量/酸素量/冷材量を求めるが、これらのうち合金鉄および副原料の大部分は吹錬の序盤において投入することが一般的である。次に、吹錬工程のなかのある時点における目標溶鋼温度と目標成分量をセットし、これらの目標値が実現されるように、上記の合金鉄や副原料の投入量を前提として、その時点までに投入する昇熱材量/酸素量/冷材量を求める。従来の吹錬工程においては、例えば酸素を吹き付けるある酸素量の時点で、サブランス(SL)と呼ばれる装置を用いて各元素成分量および溶鋼温度を実測し、その結果に基づき、その後に吹き付ける酸素量等を調整している。しかし吹錬計算は吹錬工程を開始する時点において1回のみ実施し、サブランス測定後の昇熱材量/酸素量/冷材量の調整は、サブランス測定時から必要な脱炭量および昇温量が得られるように、適当に仮定した脱炭酸素効率や昇熱係数を用いるような簡易計算によって実施していた。そうすると、吹錬工程を開始する時点において推定した不明熱と不明酸素に基づき、投入すべき昇熱材量/酸素量/冷材量を求め、その結果を用いて吹錬を実施することになるので、サブランスで測定した時点での溶鋼の炭素含有量や温度にはかなりのばらつきがあり、上記のようにサブランス測定後の調整を行っても、最終的に得られる溶鋼成分や溶鋼温度の的中精度は必ずしも高くなかった。本実施形態1においては、上記課題に鑑みて吹錬計算を2回実施することとした。   FIG. 4 is a diagram illustrating a calculation example for explaining the blowing calculation method according to the first embodiment. In the blowing calculation, generally, first, the amount of ferroalloys to be introduced, the amount of auxiliary materials, and the amount of heating material / oxygen / cooling material are determined so that molten iron having a target composition and temperature can be obtained throughout blowing. However, it is common that most of the ferroalloys and auxiliary raw materials are introduced at the beginning of blowing. Next, the target molten steel temperature and the target component amount at a certain point in the blowing process are set, and the above-mentioned iron alloy and auxiliary raw material input amounts are assumed so that these target values are realized. The amount of heat-raising material / oxygen / cooling material to be charged up to is calculated. In the conventional blowing process, for example, at a certain oxygen amount at which oxygen is blown, the amount of each elemental component and the molten steel temperature are actually measured using a device called a sublance (SL), and based on the result, the oxygen amount blown thereafter Etc. are being adjusted. However, the blowing calculation is performed only once at the start of the blowing process, and the adjustment of the heating material amount / oxygen amount / cooling material amount after the measurement of the sublance is performed by the decarburization amount and the temperature increase required from the measurement of the sublance. In order to obtain the amount, a simple calculation using an appropriately assumed decarboxylation efficiency and a heating coefficient was performed. Then, based on the unknown heat and the unknown oxygen estimated at the time of starting the blowing process, the heating material amount / oxygen amount / cooling material amount to be charged is obtained, and the blowing is performed using the result. Therefore, there is considerable variation in the carbon content and temperature of the molten steel at the time of measurement with the sublance, and even if the adjustment after the measurement of the sublance is performed as described above, the target of the finally obtained molten steel components and the molten steel temperature Medium accuracy was not always high. In the first embodiment, in view of the above problem, the blowing calculation is performed twice.

具体的には、吹錬工程を開始する前に、1回目のサブランス時点(SL1)における目標温度(SL1目標温度)と目標成分(SL1目標濃度、ここでは残存炭素濃度を成分値の目標とする)をセットするとともに、2回目のサブランス時点(SL2)における目標温度(SL2目標温度)と目標成分(SL2目標濃度)をセットする。吹錬開始前に1回目の吹錬計算を実施して、吹錬全体を通じて目標とする組成および温度の溶鉄が得られるように、投入する合金鉄量、副原料量および昇熱材量/酸素量/冷材量の一次計算値を求めるとともに、(a)吹錬開始からSL1までの第1期間において投入すべき昇熱材量/酸素量/冷材量を求める。また、(b)SL1からSL2までの第2期間において投入すべき昇熱材量/酸素量/冷材量、あるいは第1期間と第2期間を合わせた期間において投入すべき昇熱材量/酸素量/冷材量を予備的に求めてもよい。吹錬計算は投入量計算部111が実施する。この際、それぞれの吹錬計算において用いる各期間における不明熱と不明酸素は、不明量推定部112が推定する。なお、上記(a)で求めた昇熱材量/酸素量/冷材量は、SL1投入時点における溶鋼の温度および炭素濃度(含クロム溶鋼の吹錬では炭素濃度およびクロム濃度)を目標値に的中させるもので、この的中精度が良ければSL2の的中精度を高めることができる。この結果、次工程における安定した連続鋳造を可能にする。   Specifically, before starting the blowing process, the target temperature (SL1 target temperature) and the target component (SL1 target concentration, in this case, the residual carbon concentration here) at the first sublance point (SL1) are set as the target component values. ) And the target temperature (SL2 target temperature) and the target component (SL2 target concentration) at the second sublance time point (SL2). Before the start of blowing, the first blowing calculation is performed to obtain the molten iron of the target composition and temperature throughout the blowing. The primary calculation value of the amount / cooling material amount is obtained, and (a) the heating material amount / oxygen amount / cooling material amount to be supplied in the first period from the start of blowing to SL1 is obtained. (B) Heating material amount / oxygen amount / cooling material amount to be supplied in the second period from SL1 to SL2, or heating material amount to be supplied in the combined period of the first period and the second period / The amount of oxygen / the amount of cold material may be determined preliminary. The blowing calculation is performed by the input amount calculation unit 111. At this time, the unknown amount estimating unit 112 estimates the unknown heat and the unknown oxygen in each period used in each blowing calculation. The heat-raising material amount / oxygen amount / cooling material amount obtained in the above (a) is based on the temperature and carbon concentration of the molten steel (carbon concentration and chromium concentration in the blowing of chromium-containing molten steel) at the time of SL1 injection. If the hit accuracy is good, the hit accuracy of SL2 can be improved. As a result, stable continuous casting in the next step is enabled.

SL1時点において、溶鋼温度を実測する(実測温度)とともに、炉内の溶鋼に残存している各成分濃度を実測する(実測濃度)。成分濃度の測定は、SL1によって溶鉄から採取した分析用試料をスパーク放電発光分析や蛍光X線分析などの迅速分析が可能な機器分析装置によって行う。また、炭素濃度は溶鉄試料の凝固温度を測定することによって、より短時間で実測することができる。さらに例えば後述する実施形態3で説明する手法により、炉内の物質収支から炭素重量を計算してもよい。不明量推定部112は、実測温度および実測濃度に基づいて、吹錬開始からSL1までの第1期間における不明熱と不明酸素の実績値(実測不明熱および実測不明酸素)を算出する。また、SL2時点においても、同様に実測した溶鋼の温度と各成分濃度に基づいて、SL1からSL2までの第2期間における不明熱と不明酸素の実績値を算出する。このようにして算出された第1期間における不明熱と不明酸素の実績値および第2期間における不明熱と不明酸素の実績値は、後続チャージの吹錬計算において利用可能とするように、後述する他の吹錬パラメータとともに学習結果データ121の一部を追加あるいは更新するように記憶装置120に記録することが望ましい。   At the time of SL1, the molten steel temperature is actually measured (actually measured temperature), and the concentration of each component remaining in the molten steel in the furnace is actually measured (measured concentration). The measurement of the component concentration is performed by a device analyzer capable of performing a rapid analysis such as a spark discharge emission analysis or a fluorescent X-ray analysis on an analysis sample collected from molten iron by SL1. The carbon concentration can be measured in a shorter time by measuring the solidification temperature of the molten iron sample. Further, for example, the weight of carbon may be calculated from the material balance in the furnace by a method described in a third embodiment described later. The unknown quantity estimating unit 112 calculates the actual values of the unknown heat and the unknown oxygen (the actually measured unknown heat and the actually measured unknown oxygen) in the first period from the start of blowing to SL1 based on the actually measured temperature and the actually measured concentration. Also at SL2, the actual values of unknown heat and unknown oxygen in the second period from SL1 to SL2 are calculated based on the actually measured temperature of the molten steel and the respective component concentrations. The actual values of the unknown heat and the unknown oxygen in the first period and the actual values of the unknown heat and the unknown oxygen in the second period calculated in this manner will be described later so as to be usable in the blowing calculation of the subsequent charge. It is desirable to record in the storage device 120 such that a part of the learning result data 121 is added or updated together with other blowing parameters.

不明量推定部112は、吹錬工程開始時点において、既知の吹錬パラメータから学習結果データ121を用いて、第1期間の不明熱と不明酸素とを推定する。この際、後述するように、機械学習によって各吹錬パラメータから当該チャージの吹錬工程に近い過去の吹錬工程を検索した結果に基づいて不明熱と不明酸素と推定することが望ましい。また、予め学習結果データ121に基づいて実施した機械学習または重回帰分析などによって第1期間の不明熱と不明酸素とを吹錬パラメータの関数式として求めておき、既知の吹錬パラメータから算出することもできる。これらの場合、上記の既知の吹錬パラメータには、例えば、吹錬工程の開始前に装入したスクラップ量、吹錬工程の開始前に装入した合金鉄量、吹錬工程の開始前に装入した溶融鉄量、第1時点(SL1)における第1目標成分量、第2時点(SL2)における第2目標成分量、第1時点における第1目標溶鋼温度、および第2時点における第2目標溶鋼温度などが含まれ、これらに加えて吹錬工程の開始前に装入した溶融鉄の温度および各成分濃度や第一期間において投入する予定のフェロクロムなどの合金鉄量などを含めてもよい。   The unknown amount estimating unit 112 estimates unknown heat and unknown oxygen in the first period from the known blowing parameters using the learning result data 121 at the start of the blowing process. At this time, as will be described later, it is desirable to estimate unknown heat and unknown oxygen based on a result of searching a past blowing process close to the blowing process of the charge from each blowing parameter by machine learning, as described later. Further, unknown heat and unknown oxygen in the first period are obtained as function expressions of blowing parameters by machine learning or multiple regression analysis performed based on the learning result data 121 in advance, and are calculated from known blowing parameters. You can also. In these cases, the known blowing parameters include, for example, the amount of scrap charged before the start of the blowing process, the amount of iron alloy charged before the start of the blowing process, and the The amount of molten iron charged, the first target component amount at the first time point (SL1), the second target component amount at the second time point (SL2), the first target molten steel temperature at the first time point, and the second at the second time point. The target molten steel temperature is included, and in addition to these, the temperature of the molten iron charged before the start of the blowing process, the concentration of each component, and the amount of ferrochrome and other ferrochrome to be charged in the first period are also included. Good.

不明量推定部112は、更に、算出された第1期間における不明熱と不明酸素との実績値およびSL1で実測した溶鋼温度と各溶鋼成分濃度とを含む他の既知の吹錬パラメータから学習結果データ121を用いて、当該チャージの吹錬の第2期間における不明熱と不明酸素とを推定する。この際も同様に、機械学習によって各吹錬パラメータから当該チャージの吹錬工程に近い過去の吹錬工程を検索した結果に基づいて不明熱と不明酸素と推定することが望ましい。また、予め学習結果データ121に基づいて実施した機械学習または重回帰分析などによって第2期間の不明熱と不明酸素とを吹錬パラメータの関数式として求めておき、既知の吹錬パラメータから算出することもできる。これらの場合、上記の既知の吹錬パラメータには、例えば、吹錬工程の開始前に装入したスクラップ量、吹錬工程の開始前に装入した合金鉄量、吹錬工程の開始前に装入した溶融鉄量、第1時点までの吹錬工程の途中で投入した合金鉄量、第1時点における第1実測成分量および第1実測溶鋼温度、第2時点における第2目標成分量および第2目標溶鋼温度、ならびに第1期間における不明熱と不明酸素の実績値などが含まれる。ここで、第2目標成分量および第2目標溶鋼温度は、先にセットしたものを用いてもよいし改めてセットしてもよい。   The unknown quantity estimating unit 112 further obtains a learning result from the calculated actual values of the unknown heat and the unknown oxygen in the first period and other known blowing parameters including the molten steel temperature and the respective molten steel component concentrations actually measured in SL1. Using the data 121, the unknown heat and the unknown oxygen during the second period of the blowing of the charge are estimated. In this case as well, it is desirable to estimate unknown heat and unknown oxygen based on a result of searching a past blowing process close to the blowing process of the charge from each blowing parameter by machine learning by machine learning. Further, unknown heat and unknown oxygen in the second period are obtained as a function formula of blowing parameters by machine learning or multiple regression analysis performed based on the learning result data 121 in advance, and are calculated from known blowing parameters. You can also. In these cases, the known blowing parameters include, for example, the amount of scrap charged before the start of the blowing process, the amount of iron alloy charged before the start of the blowing process, and the The amount of molten iron charged, the amount of ferro-alloy charged during the blowing process up to the first time, the first measured component amount and the first measured molten steel temperature at the first time, the second target component amount at the second time, and The second target molten steel temperature and the actual values of unknown heat and unknown oxygen in the first period are included. Here, the second target component amount and the second target molten steel temperature may be the same as those set earlier, or may be set again.

投入量計算部111は、吹錬開始時において決定済みの各吹錬パラメータに加え、不明量推定部112が推定した第1期間における不明熱と不明酸素との推定値を用いて、吹錬開始からSL1までの第1期間において投入すべき昇熱材量/酸素量/冷材量を求める1回目の吹錬計算を実施する。また、投入量計算部111は、SL1時点において上記した溶鋼温度および各溶鋼成分濃度などの各実測した値に加え、不明量推定部112が推定した第2期間における不明熱と不明酸素との推定値を取得し、これらの実測値および第2期間における不明熱と不明酸素との推定値を用いて、SL1からSL2までの第2期間において投入すべき昇熱材量/酸素量/冷材量を求める2回目の吹錬計算を実施する。これにより、第2時点において目標とする溶鋼中の炭素量と溶鋼温度を得るために第2期間において投入すべき昇熱材量/酸素量/冷材量の精度を、従来よりも高めることができる。その結果、第2時点において得られる溶鋼中の炭素量と溶鋼温度の目標値からの誤差を小さくすることが可能となる。   The input amount calculation unit 111 uses the estimated values of the unknown heat and the unknown oxygen in the first period estimated by the unknown amount estimation unit 112, in addition to the blowing parameters determined at the start of the blowing, to start the blowing. A first blowing calculation is performed to determine the amount of heat-raising material / the amount of oxygen / the amount of cold material to be charged in the first period from to SL1. The input amount calculation unit 111 estimates the unknown heat and the unknown oxygen in the second period estimated by the unknown amount estimation unit 112 in addition to the actually measured values such as the molten steel temperature and the respective molten steel component concentrations at the time of SL1. Using the measured values and the estimated values of the unknown heat and the unknown oxygen in the second period, the heating material amount / oxygen amount / cooling material amount to be supplied in the second period from SL1 to SL2 is obtained. Is performed for the second time. Thereby, the accuracy of the amount of heat-raising material / the amount of oxygen / the amount of cold material to be supplied in the second period in order to obtain the target amount of carbon in the molten steel and the target temperature of the molten steel at the second time point can be improved as compared with the conventional case. it can. As a result, it is possible to reduce the error between the target value of the amount of carbon in the molten steel and the temperature of the molten steel obtained at the second time point.

含クロム溶鉄の吹錬を対象とする場合には、上記のそれぞれの吹錬計算を実施する際に、不明熱と不明酸素との推定値とは別に、それぞれの期間におけるクロム酸化量を推定し、クロム酸化に消費される酸素量とクロム酸化による反応熱を推定して吹錬計算に用いる必要がある。このそれぞれの期間におけるクロム酸化量の推定は、不明熱や不明酸素の推定と同様に、不明量推定部112が、それぞれの期間における鋼の成分濃度変化から求めたクロム酸化量の実績値を含む学習結果データ121を用いて、機械学習によって各吹錬計算時点において既知の吹錬パラメータから当該チャージの吹錬工程に近い過去の吹錬工程を検索した結果に基づいて推定することができる。この際、それぞれの期間におけるクロム酸化量の実績値は、各吹錬時に不明量推定部112が算出し、学習結果データ121に蓄積するようにしてもよい。また、予めそれぞれの期間におけるクロム酸化量の実績値を含む学習結果データ121に基づいて実施した機械学習または重回帰分析などによってそれぞれの期間におけるクロム酸化量を吹錬パラメータの関数式として求めておき、既知の吹錬パラメータから算出することもできる。さらに、後述するように、排ガス分析の情報も用いた物質収支の計算からクロム酸化量を吹錬中に逐次計算することもできるので、吹錬中にクロム酸化量の推移傾向を確認することで、各期間におけるクロム酸化量の推定値が適正な範囲であるか判断する材料とすることもできる。   When performing blasting of chromium-containing molten iron, when performing each of the above-mentioned blasting calculations, separate the estimated values of unknown heat and unknown oxygen and estimate the chromium oxidation amount in each period. In addition, it is necessary to estimate the amount of oxygen consumed for chromium oxidation and the heat of reaction due to chromium oxidation and use them in the blowing calculation. The estimation of the amount of chromium oxidation in each of these periods includes the actual value of the amount of chromium oxidation obtained by the unknown amount estimating unit 112 from the change in the component concentration of the steel in each period, similarly to the estimation of the unknown heat and the unknown oxygen. Using the learning result data 121, it can be estimated by machine learning based on a result of searching for a past blowing process close to the blowing process of the charge from the known blowing parameters at the time of each blowing calculation by machine learning. At this time, the actual value of the chromium oxidation amount in each period may be calculated by the unknown amount estimating unit 112 at each blowing and accumulated in the learning result data 121. Further, the chromium oxidation amount in each period is previously obtained as a function formula of the blowing parameter by machine learning or multiple regression analysis performed based on the learning result data 121 including the actual value of the chromium oxidation amount in each period. , Can also be calculated from known blowing parameters. Furthermore, as described later, the amount of chromium oxidation can also be calculated sequentially during blowing from the calculation of the material balance using the information of exhaust gas analysis, so by checking the transition tendency of the amount of chromium oxidation during blowing. Alternatively, it can be used as a material for determining whether the estimated value of the chromium oxidation amount in each period is within an appropriate range.

<実施の形態1:まとめ>
本実施形態1に係る吹錬計算装置100は、吹錬工程開始前において、SL1とSL2のそれぞれにおける目標溶鋼温度および目標成分量にしたがって吹錬計算を実施するとともに、SL1時点における実測溶鋼温度と実測成分量にしたがって第2期間における吹錬計算を実施する。これにより、SL2において目標とする溶鋼中の炭素量と溶鋼温度を得るためにSL1〜SL2において投入すべき昇熱材量、酸素量および冷材量の精度を、従来よりも高めることができる。
<Embodiment 1: Summary>
Before starting the blowing process, the blowing calculation device 100 according to the first embodiment performs the blowing calculation in accordance with the target molten steel temperature and the target component amount in each of SL1 and SL2, and measures the measured molten steel temperature at the time of SL1. The blowing calculation in the second period is performed according to the measured component amount. Thereby, the accuracy of the amount of heat-raising material, the amount of oxygen, and the amount of cold material to be charged in SL1 to SL2 in order to obtain the target amount of carbon in the molten steel and the target temperature of the molten steel in SL2 can be increased as compared with the related art.

その理由を以下に述べる。SL1において、何らかの影響で目標溶鋼温度および目標炭素重量に対して実績溶鋼温度および実績炭素量がそれぞれの目標範囲から外れた場合、SL1の目標溶鋼温度と目標成分を前提として計算された第2期間の昇熱材/、酸素量/冷却材を設定して吹錬することはできない。そこで、SL1時点における実績溶鋼温度、実績溶鋼成分を用いて吹錬計算を実施する。ここで、SL1の実績溶鋼温度および実績炭素量に誤差が生じた原因は、吹錬開始からSL1までの第1期間における不明熱と不明酸素の推定値に誤差があったことによると考えられる。前述のように、これらの不明量の一部は、炉体放散熱、2次燃焼率や着熱効率の推定値の誤差、鉄やクロムの酸化量の推定値の誤差などに基づくと考えられるので、第1期間における不明量とSL1〜SL2の第2期間における不明量は互いに関連があると考えられる。そこで、両者の関係を機械学習などによって評価し、第1期間における不明熱と不明酸素の実績値も用いて第2期間における不明熱、不明酸素を推定することで、不明熱、不明酸素の実績値を前提として第2期間の吹錬計算に用いる不明熱、不明酸素を設定することができるため、SL2において目標とする溶鋼中の炭素量と溶鋼温度を得るためにSL1〜SL2において投入する昇熱材/酸素量/冷材量をより精度良く求めることができる。   The reason is described below. In SL1, when the actual molten steel temperature and the actual carbon amount deviate from the respective target ranges with respect to the target molten steel temperature and the target carbon weight due to some influence, the second period calculated based on the target molten steel temperature and the target component of SL1. Cannot be blown by setting the heat-up material / oxygen amount / coolant. Therefore, the blowing calculation is performed using the actual molten steel temperature and the actual molten steel component at the point of time SL1. Here, it is considered that the cause of the error in the actual molten steel temperature and the actual carbon amount of SL1 is due to an error in the estimated value of unknown heat and unknown oxygen in the first period from the start of blowing to SL1. As described above, some of these unknown quantities are considered to be based on the error in the estimated values of the heat dissipated in the furnace, the secondary combustion rate and the heating efficiency, and the errors in the estimated values of the oxidation amounts of iron and chromium. It is considered that the unknown amount in the first period and the unknown amount in the second period of SL1 and SL2 are related to each other. Therefore, the relationship between the two is evaluated by machine learning, etc., and the unknown heat and unknown oxygen in the second period are estimated using the actual values of the unknown heat and unknown oxygen in the first period. The unknown heat and unknown oxygen used for the blowing calculation in the second period can be set based on the values, so that the target amount of carbon in the molten steel and the molten steel temperature to be obtained in SL1 to SL2 are obtained in SL2. Heat material / oxygen amount / cooling material amount can be obtained with higher accuracy.

<実施の形態2>
実施形態1で説明した吹錬実績の計算の結果、第1期間および第2期間における不明熱や不明酸素の実績値がマイナス値になる場合がある。本発明者等の知見によれば、この現象は投入する昇熱材量が多いときに発生する。本発明者等はこの現象の原因として、吹錬工程に対して投入する昇熱材の一部が、実際には炉内に投入されず炉外にこぼれ落ちている、あるいは溶鋼に入る前に吹付けている酸素とコークスが直接反応しているにも関わらず、吹錬計算において全ての昇熱材が溶鋼に溶解してから反応するものと仮定していることに起因していると考えた。本発明の実施形態2では、この考え方に基づき不明酸素を補正する手順について説明する。吹錬計算装置100の構成は実施形態1と同様である。
<Embodiment 2>
As a result of the calculation of the blowing performance described in the first embodiment, the actual values of the unknown heat and the unknown oxygen in the first period and the second period may be negative values. According to the findings of the present inventors, this phenomenon occurs when the amount of the heat-up material supplied is large. As a cause of this phenomenon, the present inventors have found that a part of the heating material charged into the blowing process is not actually charged into the furnace but spilled out of the furnace or blown before entering the molten steel. Despite the fact that the oxygen and the coke react directly with each other, the blowing calculation assumes that all the heating material reacts after being dissolved in the molten steel. . In the second embodiment of the present invention, a procedure for correcting unknown oxygen based on this concept will be described. The configuration of the blowing computer 100 is the same as that of the first embodiment.

図5は、歩留り推定部113の動作を説明するフローチャートである。以下図5の各ステップについて説明する。   FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the yield estimation unit 113. Hereinafter, each step of FIG. 5 will be described.

(図5:ステップS501)
歩留り推定部113は、吹錬工程に対して投入した昇熱材のうち、実際に炉内に入って反応した割合(以下では歩留りと呼ぶ)を、初期化する。ここでは全ての昇熱材が実際に炉内に対して投入された場合の歩留りを1.0とし、これを初期値とする。また、昇熱材としてコークスを用いる場合、コークス全体に占める固定炭素量の比率を予め分析して、歩留りの初期値としてもよい。
(FIG. 5: Step S501)
The yield estimating unit 113 initializes a ratio (hereinafter referred to as a yield) of the heat-up material supplied to the blowing process, which actually enters the furnace and reacts. Here, the yield when all the heat raising materials are actually charged into the furnace is set to 1.0, and this is set as the initial value. When coke is used as the heating material, the ratio of the fixed carbon amount in the entire coke may be analyzed in advance, and may be used as the initial value of the yield.

(図5:ステップS502)
歩留り推定部113は、SL1およびSL2の時点における溶鉄の各元素成分量(濃度)の実測値を用いて、SL1およびSL2の時点における各元素成分量(質量)を計算する。また、歩留り推定部113は、吹錬工程の開始前に装入したスクラップ、合金鉄量および溶融鉄量などの各原料の装入量と各成分濃度、ならびに吹錬工程の途中で投入した合金鉄および昇熱材などの各添加材の投入量と各成分濃度に基づいて、物質収支の計算からSL1およびSL2の時点において炉内に装入あるいは投入された各成分の総量を計算する。ここで、各成分の総量を計算する際、昇熱材の投入量についてのみ、歩留りの値を乗じる。
(FIG. 5: Step S502)
The yield estimating unit 113 calculates the amount (mass) of each element component at the time of SL1 and SL2 by using the actually measured value of each element component (concentration) of the molten iron at the time of SL1 and SL2. In addition, the yield estimating unit 113 calculates the charged amounts and the respective component concentrations of the raw materials such as the scrap, the amount of the iron alloy, and the amount of the molten iron charged before the start of the blowing process, and the amount of the alloy charged during the blowing process. The total amount of each component charged or charged into the furnace at the time of SL1 and SL2 is calculated from the calculation of the material balance based on the input amounts of the respective additive materials such as iron and a heating material and the respective component concentrations. Here, when calculating the total amount of each component, only the input amount of the heating material is multiplied by the yield value.

(図5:ステップS503)
歩留り推定部113は、ステップS502の結果を用いて、第1期間における不明酸素(SL1不明酸素)を計算するとともに、第2期間における不明酸素(SL2不明酸素)を計算する。具体的には、ステップS502において算出した各期間における各元素成分の総インプット量と各期間の最終時点における各元素成分量の実績値から計算される各期間における各元素成分の減少量に対応する酸素の消費量を求め、酸素バランス式にしたがって、不明酸素を求めることができる。
(FIG. 5: Step S503)
The yield estimation unit 113 calculates unknown oxygen (SL1 unknown oxygen) in the first period and calculates unknown oxygen (SL2 unknown oxygen) in the second period using the result of step S502. Specifically, it corresponds to the total input amount of each element component in each period calculated in step S502 and the decrease amount of each element component in each period calculated from the actual value of each element component amount at the end of each period. Oxygen consumption can be determined, and unknown oxygen can be determined according to the oxygen balance equation.

(図5:ステップS504)
歩留り推定部113は、SL1不明酸素とSL2不明酸素がともに正値であるか否か確認する。ともに正値であれば本フローチャートを終了する。いずれかが負値であれば、現在の歩留りの値から所定量(例えば0.01)減算した上で、ステップS502に戻って同じ処理を繰り返す。これにより、実際に炉に対して投入された昇熱材量を間接的に推定することができる。
(FIG. 5: Step S504)
The yield estimation unit 113 checks whether both the SL1 unknown oxygen and the SL2 unknown oxygen are positive values. If both are positive values, this flowchart ends. If any of them is a negative value, a predetermined amount (for example, 0.01) is subtracted from the current yield value, and the process returns to step S502 to repeat the same process. This makes it possible to indirectly estimate the amount of heat-raising material actually charged into the furnace.

(図5:ステップS504:補足その1)
本ステップにおいては、不明酸素が正値であれば正常であるとみなすことにしたが、これに代えて、不明酸素がある正値範囲内(例えばこれまでの吹錬工程の実績から判明している範囲内)に収まっているか否かに基づき、不明酸素の計算結果が正常であるか否かを判定してもよい。
(FIG. 5: Step S504: Supplement No. 1)
In this step, if the unknown oxygen is a positive value, it is assumed to be normal. However, instead of this, the unknown oxygen is within a certain positive value range (for example, if the unknown oxygen is It may be determined whether or not the calculation result of the unknown oxygen is normal based on whether or not the calculation result is within the range.

(図5:ステップS504:補足その2)
本ステップにおいて、不明酸素が所定範囲内に収まっているか否かに基づき昇熱材の歩留りを判定するのは、酸素収支が比較的正確に把握できて、算出される不明酸素の割合が比較的少ないからである。すなわち、SL1時点においては実測値に基づき各成分量をある程度正確に算出することができ、2次燃焼や鉄の酸化に消費される酸素の割合も比較的少ないので、不明酸素も比較的少量であり、正確に算出できるからである。本実施形態2はこのことを利用して、算出した不明酸素がマイナスであれば、吹錬工程に対して投入した昇熱材のうちいくらかが炉に対して投入されなかったと仮定することとしたものである。
(FIG. 5: Step S504: Supplement No. 2)
In this step, the yield of the heating material is determined based on whether or not the unknown oxygen is within a predetermined range, because the oxygen balance can be relatively accurately grasped and the calculated ratio of the unknown oxygen is relatively high. Because there are few. That is, at the time of SL1, each component amount can be calculated to some extent accurately based on the actually measured values, and the ratio of oxygen consumed for secondary combustion and iron oxidation is relatively small, so that the unknown oxygen is also relatively small. This is because it can be calculated accurately. The second embodiment makes use of this fact and assumes that if the calculated unknown oxygen is negative, some of the heating materials charged to the blowing step were not charged to the furnace. Things.

<実施の形態3:残留炭素重量>
以上の実施形態においては、吹錬工程開始時点とSL1時点においてそれぞれ吹錬計算を実施することを説明した。実際の吹錬工程においては、SL1時点における実測値に応じて、オペレータがSL2のタイミングを再セットする場合がある。本発明の実施形態3では、この作業をアシストする機能について説明する。吹錬計算装置100の構成は実施形態1と同様である。
<Embodiment 3: Residual carbon weight>
In the above embodiment, it has been described that the blowing calculation is performed at the start of the blowing process and at the time of SL1. In the actual blowing process, the operator may reset the timing of SL2 according to the actual measurement value at the time of SL1. In a third embodiment of the present invention, a function for assisting this work will be described. The configuration of the blowing computer 100 is the same as that of the first embodiment.

吹錬工程の排ガスについては、排ガス流量、排ガス内のCO濃度および排ガス内のCO濃度を、炉近傍に設置したセンサにより実測することができる。この実測値は、任意のタイミングで取得することができる。残留量推定部114は、取得した実測値を用いて、炉内に残留している炭素重量を以下の手順により求めることができる。 Regarding the exhaust gas in the blowing step, the flow rate of the exhaust gas, the concentration of CO in the exhaust gas, and the concentration of CO 2 in the exhaust gas can be measured by sensors installed near the furnace. This measured value can be obtained at an arbitrary timing. The residual amount estimating unit 114 can obtain the carbon weight remaining in the furnace by the following procedure using the acquired actual measurement values.

(炭素残留量の算出手順1)
残留量推定部114は、排ガス流量、排ガス内のCO濃度および排ガス内のCO濃度を取得する。残留量推定部114は、排ガス流量に対してCO濃度を乗算することによりCO流量を算出し、排ガス流量に対してCO濃度を乗算することによりCO流量を算出する。
(Calculation procedure 1 of carbon residue)
The residual amount estimation unit 114 acquires the exhaust gas flow rate, the CO concentration in the exhaust gas, and the CO 2 concentration in the exhaust gas. The residual amount estimation unit 114 calculates the CO flow rate by multiplying the exhaust gas flow rate by the CO concentration, and calculates the CO 2 flow rate by multiplying the exhaust gas flow rate by the CO 2 concentration.

(炭素残留量の算出手順2)
排ガス中の炭素重量は、排ガス内のCOに含まれる炭素重量と、排ガス内のCOに含まれる炭素重量との和である。排ガス内のCOに含まれる炭素重量は、(CO流量/1molの気体体積(22.4L)×炭素原子量(12))により求めることができる。排ガス内のCOに含まれる炭素重量は、(CO流量/22.4×12)により求めることができる。残留量推定部114は、以上の計算式により排ガス内の炭素重量を求める。
(Calculation procedure 2 of carbon residue)
The weight of carbon in the exhaust gas is the sum of the weight of carbon contained in the CO in the exhaust gas and the weight of carbon contained in the CO 2 in the exhaust gas. The weight of carbon contained in the CO in the exhaust gas can be determined by (CO flow rate / gas volume of 1 mol (22.4 L) × carbon atomic weight (12)). The weight of carbon contained in CO 2 in the exhaust gas can be determined by (CO 2 flow rate / 22.4 × 12). The residual amount estimating unit 114 obtains the carbon weight in the exhaust gas according to the above formula.

(炭素残留量の算出手順3)
排ガス内の炭素重量は、酸化した炭素の量とみなすことができる。残留量推定部114はこれを用いて、炉内に残留している炭素重量を計算することができる。計算した残留炭素重量(およびその経時変化)を、例えばオペレータが用いる操作画面上に表示することにより、オペレータの作業をアシストできる。
(Calculation procedure 3 of carbon residue)
The weight of carbon in the exhaust gas can be considered as the amount of oxidized carbon. The residual amount estimating unit 114 can use this to calculate the weight of carbon remaining in the furnace. By displaying the calculated residual carbon weight (and its change over time) on, for example, an operation screen used by the operator, the operator's work can be assisted.

<実施の形態3:残留クロム重量>
例えばステンレス鋼などを精錬する場合、材料としてクロム合金(FeCr:フェロクロム)などを投入する場合がある。炉内に残留しているクロム重量の推移は、オペレータが吹錬計算に用いたクロム酸化量の推定値が実績値と概ね一致するか判断する際の参考情報として用いることができる。残留量推定部114は、以下の手順により炉内の残留クロム重量を求める。
<Embodiment 3: Weight of residual chromium>
For example, when refining stainless steel or the like, a chromium alloy (FeCr: ferrochrome) or the like may be used as a material. The change in the weight of chromium remaining in the furnace can be used as reference information when the operator determines whether or not the estimated value of the chromium oxidation amount used in the blowing calculation substantially matches the actual value. The residual amount estimating unit 114 calculates the residual chromium weight in the furnace according to the following procedure.

(クロム残留量の算出手順1)
クロム濃度が3質量%以上の含クロム溶鉄の吹錬では、吹き込んだ酸素量のうち、炭素の酸化に用いられたもの以外は全てクロムの酸化に用いられると仮定することができ、クロムの酸化に用いられた酸素量は以下の計算式により求めることができる:(クロム酸化に用いられた酸素量)=(吹き込んだ酸素量)−(排ガス内のCOとCOの酸化に用いられた酸素量)−(空気から巻き込んだ酸素量)
(Calculation procedure 1 of residual amount of chromium)
In the blowing of chromium-containing molten iron having a chromium concentration of 3% by mass or more, it can be assumed that all of the injected oxygen is used for oxidizing chromium except for the one used for oxidizing carbon. The amount of oxygen used for the oxidation can be determined by the following formula: (the amount of oxygen used for chromium oxidation) = (the amount of oxygen injected)-(the amount of oxygen used for the oxidation of CO and CO 2 in the exhaust gas) Amount)-(Amount of oxygen entrained from air)

(クロム残留量の算出手順1−1)
吹き込んだ酸素量は、制御値にしたがって取得することができる。
(Calculation procedure of chromium residual amount 1-1)
The amount of oxygen blown can be obtained according to the control value.

(クロム残留量の算出手順1−2)
排ガス内のCOとCOの酸化に用いられた酸素量は、排ガス内の炭素重量を算出するのと同様の手順により求めることができる。すなわち、排ガス内のCO流量とCO流量を取得し、酸素原子量と組成式に基づき計算することができる。
(Calculation procedure 1-2 of chromium residual amount)
The amount of oxygen used for the oxidation of CO and CO 2 in the exhaust gas can be determined by the same procedure as that for calculating the weight of carbon in the exhaust gas. That is, the CO flow rate and the CO 2 flow rate in the exhaust gas are obtained, and can be calculated based on the oxygen atomic weight and the composition formula.

(クロム残留量の算出手順1−3)
残留量推定部114は、排ガス流量、排ガス内のCO濃度、排ガス内のCO濃度、排ガス内のO濃度および排ガス内のH濃度を取得する。排ガス内のその他の成分がNのみであると仮定すると、上記各濃度を100%から減算することにより、排ガス内のN濃度を求めることができる。排ガス内のNは巻き込んだ空気と酸素に混合したNからのものであるので、後者のN量を除いたN量から空気の組成比にしたがって、空気から巻き込んだ酸素量を求めることができる。
(Calculation procedure 1-3 of residual amount of chromium)
The residual amount estimation unit 114 acquires the exhaust gas flow rate, the CO concentration in the exhaust gas, the CO 2 concentration in the exhaust gas, the O 2 concentration in the exhaust gas, and the H 2 concentration in the exhaust gas. When the other components in the exhaust gas is assumed to be the only N 2, by subtracting the respective concentration of 100% can be obtained N 2 concentration in the exhaust gas. Since those from N 2 N 2 is mixed with air and oxygen engulfed in the exhaust gas, according to the composition ratio of the air from the N 2 amount excluding the latter N 2 amount to determine the amount of oxygen involving the air be able to.

(クロム残留量の算出手順2)
クロムの酸化反応は以下の式で表される:Cr+0.75×O=0.5×Cr。したがって残留量推定部114は、求めたクロム酸化に用いられた酸素量(モル数)に対して0.75を乗算することにより、酸化したクロム量(モル数)を求めることができる。残留量推定部114はこれを用いて、炉内に残留しているクロム重量を計算することができる。計算した残留クロム重量(およびその経時変化)を、例えばオペレータが用いる操作画面上に表示することにより、オペレータの作業をアシストできる。
(Calculation procedure 2 of residual amount of chromium)
The oxidation reaction of chromium is represented by the following equation: Cr + 0.75 × O 2 = 0.5 × Cr 2 O 3 . Therefore, the residual amount estimating unit 114 can obtain the oxidized chromium amount (molar number) by multiplying the obtained oxygen amount (molar number) used for chromium oxidation by 0.75. The residual amount estimation unit 114 can use this to calculate the weight of chromium remaining in the furnace. By displaying the calculated residual chromium weight (and its temporal change) on, for example, an operation screen used by the operator, the operator's work can be assisted.

図6は、吹錬計算装置100が提示する画面例である。SL1時点以後においては、SL1時点における実測成分濃度を起点として、同様に炭素残留濃度とクロム残留濃度の推移を計算して表示することができる。炭素重量%とクロム重量%それぞれについて、計算結果と目標値を画面表示することにより、オペレータの作業をアシストすることができる。オペレータは例えば、SL1〜SL2の期間における炭素残留量とクロム残留量の計算結果の推移を見て、SL2のタイミングを再セットしたり、吹錬計算におけるクロム酸化量の推定値が適正だったか判断することができる。吹錬計算装置100は、例えば再セットしたSL2に基づき、2回目の吹錬計算を再実施してもよい。これにより、SL2のタイミングを工程途中で変更した場合であっても、吹錬計算を精度よく実施できる。   FIG. 6 is an example of a screen presented by the blowing calculation device 100. After the point of time SL1, the transition of the residual carbon concentration and the residual chromium concentration can be similarly calculated and displayed, starting from the actually measured component concentration at the point of time SL1. By displaying the calculation result and the target value on the screen for each of the carbon weight% and the chromium weight%, the operator's work can be assisted. For example, the operator looks at the transition of the calculation results of the carbon residual amount and the chromium residual amount during the period of SL1 to SL2, resets the timing of SL2, and determines whether the estimated value of the chromium oxidation amount in the blowing calculation is appropriate. can do. The blowing calculation apparatus 100 may re-perform the second blowing calculation based on, for example, the reset SL2. Thus, even when the timing of SL2 is changed in the middle of the process, the blowing calculation can be performed with high accuracy.

<実施の形態4>
以上の実施形態において、不明量推定部112は学習結果データ121を用いて、吹錬工程開始時点において、第1期間と第2期間それぞれの不明熱と不明酸素を推定することを説明した。本発明の実施形態4では、その具体例について説明する。
<Embodiment 4>
In the above embodiment, it has been described that the unknown amount estimating unit 112 estimates the unknown heat and the unknown oxygen in the first period and the second period, respectively, at the start of the blowing process using the learning result data 121. In a fourth embodiment of the present invention, a specific example will be described.

吹錬計算装置100は、吹錬工程を実施するごとに、以下の実績値を学習結果データ121として記録する:(a)吹錬工程の開始前に投入したスクラップ量、(b)吹錬工程の開始前に投入した合金鉄量、(c)吹錬工程の開始前に投入した溶融鉄量、(d)吹錬工程の途中で投入したスクラップ量、(e)吹錬工程の途中で投入した合金鉄量、(f)SL1時点における実測成分濃度と実測溶鋼温度、(g)SL2時点における実測成分濃度と実測溶鋼温度、(h)第1期間における不明熱と不明酸素、(i)第2期間における不明熱と不明酸素、(j)SL1時点における目標成分濃度、(k)SL1時点における目標溶鋼温度、(l)SL2時点における目標成分濃度、(m)SL2時点における目標溶鋼温度。含クロム溶鉄の吹錬を対象とする場合には、前述のように、これらに加えて第1期間におけるクロム酸化量と第2期間におけるクロム酸化量との実績値を計算して学習結果データ121として記録し、機械学習によるこれらの推定に用いることが望ましい。   Each time the blowing process is performed, the blowing calculation device 100 records the following actual values as the learning result data 121: (a) the scrap amount input before the start of the blowing process, and (b) the blowing process. (C) Amount of molten iron charged before the start of the blowing process, (d) Amount of scrap charged during the blowing process, (e) Amount charged during the blowing process (F) measured component concentration and measured molten steel temperature at time SL1, (g) measured component concentration and measured temperature of molten steel at time SL2, (h) unknown heat and unknown oxygen during the first period, (i) Unknown heat and unknown oxygen in two periods, (j) target component concentration at SL1, (k) target molten steel temperature at SL1, (l) target component concentration at SL2, (m) target molten steel temperature at SL2. When the blowing of the chromium-containing molten iron is targeted, as described above, in addition to these, the actual values of the chromium oxidation amount in the first period and the chromium oxidation amount in the second period are calculated, and the learning result data 121 is obtained. And it is desirable to use them for these estimations by machine learning.

不明量推定部112は吹錬計算に際して、上記(a)〜(m)を要素として有する特徴量ベクトルを取得し、学習結果データ121が記述している過去の吹錬工程における上記(a)〜(m)からなるベクトルとの間で、ベクトル間距離を求める。不明量推定部112は、過去の吹錬工程のうち、求めたベクトル間距離が小さいものが、今回の吹錬工程に近いと仮定し、その不明熱と不明酸素を今回の吹錬工程における不明熱と不明酸素の推定値として用いる。   The unknown quantity estimating unit 112 acquires a feature quantity vector having the above (a) to (m) as elements at the time of blowing calculation, and obtains the above (a) to (f) in the past blowing step described by the learning result data 121. A vector-to-vector distance is calculated between the vector and (m). The unknown quantity estimating unit 112 assumes that, of the past blowing processes, the one with the obtained inter-vector distance is smaller than the current blowing process, and determines the unknown heat and unknown oxygen in the current blowing process. Used as an estimate of heat and unknown oxygen.

不明量推定部112は、今回の吹錬工程に近い過去の吹錬工程を検索する際に、検索対象を絞り込んでもよい。例えば、(i)SL1時点における実測成分量とSL1時点における目標成分量との間の差分、(ii)SL2時点における実測成分量とSL2時点における目標成分量との間の差分、(iii)SL1時点における実測溶鋼温度とSL1時点における目標溶鋼温度との間の差分、(iv)SL2時点における実測溶鋼温度とSL2時点における目標溶鋼温度との間の差分、のうち少なくともいずれかが所定範囲内に収まっている過去の吹錬工程を検索対象としてもよい。   The unknown quantity estimation unit 112 may narrow down the search target when searching for a past blowing process close to the current blowing process. For example, (i) the difference between the measured component amount at the point in time SL1 and the target component amount at the point in time SL1, (ii) the difference between the measured component amount at the point in time SL2 and the target component amount at the point in time SL2, (iii) SL1 At least one of a difference between the measured molten steel temperature at the time and the target molten steel temperature at the time SL1 and (iv) a difference between the measured molten steel temperature at the time SL2 and the target molten steel temperature at the time SL2 is within a predetermined range. The past blowing process that has been settled may be searched.

ベクトル間距離がある程度小さい過去の吹錬工程が複数存在する場合もある。この場合は(a)〜(m)それぞれに重みをつけ、ベクトル間距離をスコア化することにより、過去の吹錬工程をランク付けし、最もランクの高い過去の吹錬工程を選択するようにしてもよい。また、例えば不明量推定部112は、ランク順に整列した過去の吹錬工程を主な吹錬パラメータとともにオペレータに対して提示し、オペレータがそのなかから適当なチャージを複数個選択して平均化するなどしてもよい。例えば、(j)〜(m)を他のパラメータよりも重視し、これらの差分が小さい順にランク付けすることが考えられる。他のパラメータはより小さい重みを付与してもよい。これらのパラメータの重み付けは、予め過去の学習結果データから不明熱と不明酸素の推定値が実績値に近くなるように機械学習などによって決定したものを用いればよい。   There may be a plurality of past blowing processes in which the distance between vectors is small to some extent. In this case, weighting is applied to each of (a) to (m), and the distance between the vectors is scored to rank the past blowing steps, and the past blowing step having the highest rank is selected. You may. Further, for example, the unknown quantity estimating unit 112 presents the past blowing steps arranged in the rank order together with the main blowing parameters to the operator, and the operator selects a plurality of appropriate charges from among them and averages them. And so on. For example, it is conceivable to place importance on (j) to (m) over other parameters and rank them in ascending order of their difference. Other parameters may give smaller weights. Weighting of these parameters may be determined in advance by machine learning or the like so that the estimated values of unknown heat and unknown oxygen are close to the actual values from past learning result data.

不明量推定部112は、ベクトル間距離を用いる上記手法に代えて、これから実施する吹錬工程に最も近い過去の吹錬工程における不明熱と不明酸素を、機械学習器により検索してもよい。この場合は、例えば1回目の吹錬計算において、(a)〜(e)と(j)〜(m)を機械学習器に対して入力し、機械学習器はこれに最も近い過去の吹錬工程における不明熱と不明酸素を検索するように、あらかじめ機械学習器を構成しておけばよい。
また、SL1からSL2までの第2期間における不明熱と不明酸素を機械学習器により検索する際には、(a)〜(m)の吹錬パラメータを機械学習器に対して入力し、機械学習器はこれに最も近い過去の吹錬工程における不明熱と不明酸素を検索するように、あらかじめ機械学習器を構成しておけばよい。
The unknown quantity estimation unit 112 may use a machine learning device to search for unknown heat and unknown oxygen in a past blowing process closest to the blowing process to be performed, instead of the above-described method using the inter-vector distance. In this case, for example, in the first blowing calculation, (a) to (e) and (j) to (m) are input to the machine learning device, and the machine learning device inputs the closest past blowing data. The machine learning device may be configured in advance to search for unknown heat and unknown oxygen in the process.
When searching for unknown heat and unknown oxygen in the second period from SL1 to SL2 using the machine learning device, the blowing parameters (a) to (m) are input to the machine learning device and machine learning is performed. The machine may be configured in advance with a machine learning device so as to search for the unknown heat and oxygen in the closest blowing process in the past.

機械学習を用いて学習することが有用なその他のパラメータとして以下が挙げられる。(n)炉の使用回数:炉を使用するごとに炉の内壁の耐火物が損耗するので、不明熱と不明酸素が次第に変化する。したがって、炉の使用回数と不明熱・不明酸素の対応関係を学習するのは有用である。(o)炉から溶鋼を出鋼した前回時刻から次に溶銑または素溶鋼を装入するまでの経過時間:この経過時間により炉の内壁の耐火物温度が異なるので、不明熱と不明酸素にも影響を与える。したがってこの経過時間と不明熱・不明酸素の対応関係を学習するのは有用である。(p)炉から溶鋼を出鋼した前回時刻から次に吹錬を開始するまでの経過時間:(o)と同様の理由である。   Other parameters that are useful to learn using machine learning include: (N) Number of furnace uses: Each time the furnace is used, the refractory on the inner wall of the furnace wears out, so the unknown heat and the unknown oxygen gradually change. Therefore, it is useful to learn the correspondence between the number of furnace uses and unknown heat / oxygen. (O) Elapsed time from the previous time when molten steel was discharged from the furnace to the next charging of hot metal or molten steel: Since the refractory temperature of the inner wall of the furnace varies depending on this elapsed time, unknown heat and unknown oxygen Affect. Therefore, it is useful to learn the correspondence between this elapsed time and unknown heat and unknown oxygen. (P) Elapsed time from the previous time when molten steel was discharged from the furnace until the next start of blowing: For the same reason as in (o).

<本発明の変形例について>
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換える事が可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について他の構成の追加・削除・置換をすることができる。
<Regarding Modification of the Present Invention>
The present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described above. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of one embodiment can be added to the configuration of another embodiment. In addition, a part of the configuration of each embodiment can be added, deleted, or replaced with another configuration.

以上の実施形態において、転炉を用いる吹錬工程について説明したが、その他の製鋼工程(例えばAODを用いるもの)においても、本発明に係る吹錬計算方法を用いることができる。この場合は、以上の説明における溶銑成分をその製鋼工程において用いるものに置き換えればよい。   In the above embodiment, the blowing process using the converter has been described, but the blowing calculation method according to the present invention can be used in other steelmaking processes (for example, those using AOD). In this case, the hot metal components in the above description may be replaced with those used in the steelmaking process.

100:吹錬計算装置
110:CPU
111:投入量計算部
112:不明量推定部
113:歩留り推定部
114:残留量推定部
120:記憶装置
121:学習結果データ
100: blowing machine 110: CPU
111: Input amount calculation unit 112: Unknown amount estimation unit 113: Yield estimation unit 114: Residual amount estimation unit 120: Storage device 121: Learning result data

Claims (10)

吹錬工程において必要な酸素量、昇熱材量、および冷却材量を算出する吹錬計算方法であって、
前記吹錬工程の開始時点から第1時点までの第1期間において必要な前記酸素量、前記昇熱材量、および前記冷却材量を算出する、第1計算ステップ、
前記第1時点における溶鋼に含まれる元素成分量を実測することにより得られる第1実測成分量を取得するステップ、
前記第1時点における溶鋼温度を実測することにより得られる第1実測溶鋼温度を取得するステップ、
前記第1時点における不明熱を実測結果に基づき計算することにより得られる実測不明熱を取得するステップ、
前記第1時点における不明酸素を実測結果に基づき計算することにより得られる実測不明酸素を取得するステップ、
前記第1時点から前記吹錬工程の第2時点までの第2期間において必要な前記酸素量、前記昇熱材量、および前記冷却材量を算出する、第2計算ステップ、
を有し、
前記第1計算ステップにおいては、前記吹錬工程の開始前に投入したスクラップ量、前記吹錬工程の開始前に投入した合金鉄量、前記吹錬工程の開始前に投入した溶融鉄量、前記第1時点における第1目標成分量、前記第2時点における第2目標成分量、前記第1時点における第1目標溶鋼温度、および前記第2時点における第2目標溶鋼温度を用いて、前記第1期間において必要な前記酸素量、前記昇熱材量、および前記冷却材量を算出し、
前記第2計算ステップにおいては、前記吹錬工程の開始前に投入したスクラップ量、前記吹錬工程の開始前に投入した合金鉄量、前記吹錬工程の開始前に投入した溶融鉄量、前記吹錬工程の途中で投入した合金鉄量、前記第1実測成分量、前記第1実測溶鋼温度、前記実測不明熱、前記実測不明酸素、前記第2目標成分量、および前記第2目標溶鋼温度を用いて、前記第2期間において必要な前記酸素量、前記昇熱材量、および前記冷却材量を算出する
ことを特徴とする吹錬計算方法。
A blowing calculation method for calculating the amount of oxygen required in the blowing process, the amount of heat-up material, and the amount of coolant,
A first calculation step of calculating the amount of oxygen, the amount of heat-raising material, and the amount of coolant required in a first period from a start time of the blowing process to a first time,
Obtaining a first measured component amount obtained by actually measuring an element component amount contained in the molten steel at the first time point;
Obtaining a first actually measured molten steel temperature obtained by actually measuring the molten steel temperature at the first time point;
Obtaining an actually measured unknown heat obtained by calculating the unknown heat at the first time point based on an actual measurement result;
A step of acquiring the measured unknown oxygen obtained by calculating the unknown oxygen at the first time point based on the measured result;
A second calculation step of calculating the amount of oxygen, the amount of heat-raising material, and the amount of coolant required in a second period from the first time to a second time of the blowing process;
Has,
In the first calculation step, the amount of scrap charged before the start of the blowing process, the amount of ferro-alloy input before the start of the blowing process, the amount of molten iron charged before the start of the blowing process, Using the first target component amount at the first time point, the second target component amount at the second time point, the first target molten steel temperature at the first time point, and the second target molten steel temperature at the second time point, Calculate the amount of oxygen required in the period, the amount of heat-up material, and the amount of coolant,
In the second calculation step, the amount of scrap charged before the start of the blowing process, the amount of ferro-alloy input before the start of the blowing process, the amount of molten iron charged before the start of the blowing process, The amount of ferromagnetic iron charged during the blowing process, the first measured component amount, the first measured molten steel temperature, the measured unknown heat, the measured unknown oxygen, the second target component amount, and the second target molten steel temperature And calculating the amount of oxygen, the amount of heat-raising material, and the amount of coolant required in the second period.
前記吹錬計算方法はさらに、前記第1期間と前記第2期間それぞれにおける不明熱と不明酸素を予測する予測ステップを有し、
前記予測ステップにおいては、過去の吹錬工程における吹錬パラメータ、過去の吹錬工程における不明熱、および過去の吹錬工程における不明酸素の関係を機械学習によって学習した結果を用いて、前記第1期間と前記第2期間それぞれにおける不明熱と不明酸素を予測する
ことを特徴とする請求項1記載の吹錬計算方法。
The blowing calculation method further includes a prediction step of predicting unknown heat and unknown oxygen in the first period and the second period, respectively.
In the prediction step, the first learning is performed by using a result of learning by machine learning a relationship among blowing parameters in a past blowing process, unknown heat in a past blowing process, and unknown oxygen in a past blowing process. The blowing calculation method according to claim 1, wherein unknown heat and unknown oxygen are predicted in a period and the second period, respectively.
吹錬工程において必要な酸素量、昇熱材量、および冷却材量を算出する吹錬計算方法であって、
前記吹錬工程の開始時点から第1時点までの第1期間において必要な前記酸素量、前記昇熱材量、および前記冷却材量を算出する、第1計算ステップ、
前記第1時点における溶鋼に含まれる元素成分量を実測することにより得られる実測成分量を取得するステップ、
前記第1時点における溶鋼温度を実測することにより得られる実測溶鋼温度を取得するステップ、
前記第1時点における不明熱を実測結果に基づき計算することにより得られる実測不明熱を取得するステップ、
前記第1時点における不明酸素を実測結果に基づき計算することにより得られる実測不明酸素を取得するステップ、
前記第1時点から前記吹錬工程の第2時点までの第2期間において必要な前記酸素量、前記昇熱材量、および前記冷却材量を算出する、第2計算ステップ、
前記第1期間と前記第2期間それぞれにおける不明熱と不明酸素を予測する予測ステップ、
を有し、
前記予測ステップにおいては、過去の吹錬工程における吹錬パラメータ、過去の吹錬工程における不明熱、および過去の吹錬工程における不明酸素の関係を機械学習によって学習した結果を用いて、前記第1期間と前記第2期間それぞれにおける不明熱と不明酸素を予測する
ことを特徴とする吹錬計算方法。
A blowing calculation method for calculating the amount of oxygen required in the blowing process, the amount of heat-up material, and the amount of coolant,
A first calculation step of calculating the amount of oxygen, the amount of heat-raising material, and the amount of coolant required in a first period from a start time of the blowing process to a first time,
Obtaining an actually measured component amount obtained by actually measuring an element component amount contained in the molten steel at the first time point;
Obtaining an actual measured molten steel temperature obtained by actually measuring the molten steel temperature at the first time point;
Obtaining an actually measured unknown heat obtained by calculating the unknown heat at the first time point based on an actual measurement result;
A step of acquiring the measured unknown oxygen obtained by calculating the unknown oxygen at the first time point based on the measured result;
A second calculation step of calculating the amount of oxygen, the amount of heat-raising material, and the amount of coolant required in a second period from the first time to a second time of the blowing process;
A prediction step of predicting unknown heat and unknown oxygen in the first period and the second period,
Has,
In the prediction step, the first learning is performed by using a result of learning by machine learning a relationship among blowing parameters in a past blowing process, unknown heat in a past blowing process, and unknown oxygen in a past blowing process. A blowing calculation method characterized by predicting unknown heat and unknown oxygen in a period and the second period, respectively.
前記第1計算ステップにおいては、前記第1期間における第1不明酸素と前記第2期間における第2不明酸素を計算し、
前記吹錬計算方法はさらに、前記昇熱材量のうち実際に炉に対して投入された割合を算出する昇熱材歩留り計算ステップを有し、
前記昇熱材歩留り計算ステップにおいては、前記昇熱材量を初期値から所定量ずつ減少させながら、前記第1不明酸素と前記第2不明酸素がともに所定の正値範囲内に収まるまで、前記第1計算ステップと前記第2計算ステップを繰り返すことにより、前記割合を算出する
ことを特徴とする請求項1または3記載の吹錬計算方法。
In the first calculation step, a first unknown oxygen in the first period and a second unknown oxygen in the second period are calculated.
The blowing calculation method further includes a heating material yield calculation step of calculating a ratio of the heating material amount actually input to the furnace,
In the heating material yield calculation step, while decreasing the heating material amount by a predetermined amount from an initial value, until the first unknown oxygen and the second unknown oxygen both fall within a predetermined positive value range, The blowing calculation method according to claim 1 or 3, wherein the ratio is calculated by repeating a first calculation step and the second calculation step.
前記吹錬計算方法はさらに、
前記吹錬工程における排ガス流量、前記排ガス内のCO濃度、および前記排ガス内のCO濃度を取得するステップ、
前記排ガス流量、前記CO濃度、および前記CO濃度を用いて、前記排ガス内におけるCO流量と前記排ガス内におけるCO流量を計算するステップ、
前記CO流量と前記CO流量を用いて、前記吹錬工程の後に残っている炭素重量を計算するステップ、
前記炭素重量を出力するステップ、
を有することを特徴とする請求項1または3記載の吹錬計算方法。
The blowing calculation method further includes:
Obtaining the exhaust gas flow rate in the blowing process, the CO concentration in the exhaust gas, and the CO 2 concentration in the exhaust gas,
Calculating the CO flow rate in the exhaust gas and the CO 2 flow rate in the exhaust gas using the exhaust gas flow rate, the CO concentration, and the CO 2 concentration;
Calculating a carbon weight remaining after the blowing step using the CO flow rate and the CO 2 flow rate;
Outputting the carbon weight;
The blowing calculation method according to claim 1 or 3, wherein:
前記吹錬計算方法はさらに、前記炭素重量を出力するステップの後に前記第2時点を再セットするステップを有し、
前記第2時点を再セットした後に前記第2計算ステップを実施する
を有することを特徴とする請求項5記載の吹錬計算方法。
The blowing calculation method further includes a step of resetting the second time point after the step of outputting the carbon weight,
The method according to claim 5, further comprising: performing the second calculation step after resetting the second time point.
前記吹錬計算方法はさらに、
前記吹錬工程に対して導入された吸込み酸素量を計算するステップ、
前記吹錬工程における排ガス内のCOとCOに含まれる排ガス酸素量を計算するステップ、
前記吹錬工程に対して巻き込まれた空気内に含まれる巻込酸素量を計算するステップ、
前記吸込み酸素量、前記排ガス酸素量、および前記巻込酸素量を用いて、前記吹錬工程のなかでクロムを酸化するために用いられたCr酸素量を計算するステップ、
前記Cr酸素量を用いて、前記吹錬工程の後に残っているクロム重量を計算するステップ、
前記クロム重量を出力するステップ、
を有することを特徴とする請求項1または3記載の吹錬計算方法。
The blowing calculation method further includes:
Calculating the intake oxygen amount introduced for the blowing step,
Calculating the amount of exhaust gas oxygen contained in CO and CO 2 in the exhaust gas in the blowing process,
Calculating the amount of entrained oxygen contained in the air entrained in the blowing step,
Calculating the amount of Cr oxygen used to oxidize chromium in the blowing process, using the amount of oxygen absorbed, the amount of exhaust gas oxygen, and the amount of entrained oxygen;
Using the Cr oxygen amount to calculate the weight of chromium remaining after the blowing step;
Outputting the chrome weight;
The blowing calculation method according to claim 1 or 3, wherein:
前記吹錬計算方法はさらに、
前記第2時点における溶鋼に含まれる元素成分量を実測することにより得られる第2実測成分量を取得するステップ、
過去に実施した完了済吹錬工程のなかで前記吹錬工程と類似する類似吹錬工程を検索する類似吹錬工程検索ステップ、
前記類似吹錬工程における不明熱と不明酸素を出力するステップ、
を有し、
前記類似吹錬工程検索ステップにおいては、前記第1実測成分量と前記第1目標成分量との間の差分、前記第1実測溶鋼温度と前記第1目標溶鋼温度との間の差分、前記第2実測成分量と前記第2目標成分量との間の差分、前記第2実測溶鋼温度と前記第2目標溶鋼温度との間の差分のうち少なくともいずれかが所定範囲内に含まれる前記完了済吹錬工程を検索対象とし、
前記類似吹錬工程検索ステップにおいては、前記吹錬工程の開始前に投入したスクラップ量、前記吹錬工程の開始前に投入した合金鉄量、前記吹錬工程の開始前に投入した溶融鉄量、前記吹錬工程の途中で投入した合金鉄量、前記実測不明熱、前記実測不明酸素のうち少なくともいずれかと、前記完了済吹錬工程における対応する吹錬パラメータとを比較し、両者の間の差分が所定範囲内に収まる前記完了済吹錬工程を、前記類似吹錬工程として検索する
ことを特徴とする請求項1または3記載の吹錬計算方法。
The blowing calculation method further includes:
Obtaining a second actually measured component amount obtained by actually measuring an element component amount contained in the molten steel at the second time point;
A similar blowing step searching step of searching for a similar blowing step similar to the above blowing step among the completed blowing steps performed in the past,
Outputting unknown heat and unknown oxygen in the similar blowing process,
Has,
In the similar blowing process searching step, a difference between the first actually measured component amount and the first target component amount, a difference between the first actually measured molten steel temperature and the first target molten steel temperature, (2) at least one of a difference between the actually measured component amount and the second target component amount and a difference between the second actually measured steel temperature and the second target molten steel temperature falls within a predetermined range. The blowing process is the search target,
In the similar blowing step searching step, the scrap amount charged before the start of the blowing step, the amount of alloy iron charged before the start of the blowing step, and the amount of molten iron charged before the start of the blowing step The amount of ferro-alloy charged during the blowing step, the measured unknown heat, at least one of the measured unknown oxygen, and the corresponding blowing parameters in the completed blowing step are compared with each other. 4. The blowing calculation method according to claim 1, wherein the completed blowing step in which a difference falls within a predetermined range is searched for as the similar blowing step. 5.
前記類似吹錬工程検索ステップにおいては、前記第1目標成分量、前記第1目標溶鋼温度、前記第2目標成分量、および前記第2目標溶鋼温度と、前記完了済吹錬工程における対応する吹錬パラメータとを比較し、両者の間の差分が小さい順に、検索結果として出力する
ことを特徴とする請求項8記載の吹錬計算方法。
In the similar blowing process search step, the first target component amount, the first target molten steel temperature, the second target component amount, and the second target molten steel temperature, and the corresponding blowing in the completed blowing process. 9. The blowing calculation method according to claim 8, wherein the blowing parameters are compared with the smelting parameters, and are output as search results in ascending order of the difference between the two.
請求項1から9のいずれか1項記載の吹錬計算方法をコンピュータに実行させることを特徴とする吹錬計算プログラム。   A blowing calculation program for causing a computer to execute the blowing calculation method according to any one of claims 1 to 9.
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