JP2022036716A - Blast furnace condition determination device, blast furnace operation method, and hot metal production method - Google Patents

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Abstract

To provide a blast furnace condition determination device which automatically determines and classifies the state of turbulence in the temperature distribution of a blast furnace, a blast furnace operation method which can eliminate the turbulence in the temperature distribution of the blast furnace on the basis of the results of the determination and classification by the blast furnace condition determination device, and which can enhance the automation of operation, and a hot metal production method.SOLUTION: A blast furnace condition determination device 1 for determining the furnace condition of a blast furnace, comprising: a temperature distribution measurement unit 2 for measuring a temperature distribution just above a raw material charging surface in the blast furnace; a storage unit 3 for storing a learning model learned to output a plurality of classes of patterns of temperature distribution based on the measured temperature distribution data; and a determination unit 5 for determining which of the plurality of classes the temperature distribution measured by the temperature distribution measurement unit is, using the stored learning model.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、高炉炉況状態判定装置、高炉の操業方法及び溶銑の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a blast furnace condition determination device, a method for operating a blast furnace, and a method for manufacturing hot metal.

近年、低いコークス比(CR)及び高い微粉炭吹込み(PCI)流量で、高炉の操業が行われることがある。このような操業環境下において、高炉の炉況を早期かつ的確に把握ことは重要である。高炉は円筒形であるため、原料挿入の円周方向の偏り、反応の円周方向の偏り等が発生した場合に、出銑状態が円周方向にばらついて、操業状態が悪化するおそれがある。そのため、特に円周方向の偏りを早期かつ的確に検知することは重要である。 In recent years, blast furnaces may be operated with a low coke ratio (CR) and a high pulverized coal injection (PCI) flow rate. In such an operating environment, it is important to grasp the furnace condition of the blast furnace early and accurately. Since the blast furnace has a cylindrical shape, if there is a bias in the circumferential direction of raw material insertion, a bias in the circumferential direction of the reaction, etc., the ironing state may vary in the circumferential direction and the operating condition may deteriorate. .. Therefore, it is especially important to detect the deviation in the circumferential direction early and accurately.

円周方向の偏りを検知する一つの方法として、原料装入面の直上の温度分布を計測する方法がある。原料装入の偏り及び反応の偏りの少なくとも一方が発生した場合に、この温度分布の偏りとして現れることが知られている。従来、原料装入面の直上の温度分布は、炉内に差し込まれた熱電対で計測されることが多かった。熱電対は、原料挿入を邪魔しないように、通常4方向程度から差し込まれて、それぞれの半径方向おいて複数点の温度を計測する。ただし、4方向程度に限られるため、全体の温度分布を把握することは難しかった。また、耐久性がある熱電対は応答時間が遅いことが多い。そのため、高速で旋回する原料シュートによる原料の装入に対応してガスの温度変化を捉えることは難しかった。 As one method of detecting the deviation in the circumferential direction, there is a method of measuring the temperature distribution directly above the raw material charging surface. It is known that this temperature distribution bias appears when at least one of the raw material charging bias and the reaction bias occurs. Conventionally, the temperature distribution directly above the raw material charging surface has often been measured by a thermocouple inserted into the furnace. The thermocouple is usually inserted from about four directions so as not to interfere with the insertion of the raw material, and the temperature at a plurality of points is measured in each radial direction. However, it was difficult to grasp the overall temperature distribution because it was limited to about four directions. Also, durable thermocouples often have slow response times. Therefore, it was difficult to capture the temperature change of the gas in response to the charging of the raw material by the raw material chute that swirls at high speed.

ここで、近年の技術向上により、原料装入面の直上の温度分布を高いサンプリング周期で収集することが可能となってきた。これにより、原料装入面の直上の温度分布をほぼリアルタイムで可視化すること、及び、温度分布の偏りなどの異常を把握することが可能になってきている。しかし、常時、温度分布の画面等の可視化情報を人間が監視するのは困難である。また、人間が異常を判断する場合、その判断基準が属人的となり、適切な判断を常に行うことも難しい。これに対し、特許文献1は、温度のばらつきを指標化することで適切な判定を行う高炉炉況状態判定装置を開示する。 Here, due to recent technological improvements, it has become possible to collect the temperature distribution directly above the raw material charging surface with a high sampling cycle. This makes it possible to visualize the temperature distribution directly above the raw material charging surface in almost real time and to grasp abnormalities such as bias in the temperature distribution. However, it is difficult for humans to constantly monitor visualization information such as a screen of temperature distribution. In addition, when a human judges an abnormality, the judgment criteria are personal and it is difficult to always make an appropriate judgment. On the other hand, Patent Document 1 discloses a blast furnace condition state determination device that makes an appropriate determination by indexing the temperature variation.

特開2018-165399号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-165399

ここで、高炉炉況状態の異常を判定した場合に、異常解消のために高炉の操業を制御することが好ましい。しかし、温度分布の乱れの状態によって、異常解消のための高炉の制御内容は異なる。そのため、ただ異常を検知するだけでなく、人間の介在なしで温度分布の乱れの状態を判定して分類する技術が求められている。 Here, when an abnormality in the blast furnace condition is determined, it is preferable to control the operation of the blast furnace in order to eliminate the abnormality. However, the control content of the blast furnace for eliminating the abnormality differs depending on the state of the disorder of the temperature distribution. Therefore, there is a demand for a technique that not only detects anomalies but also determines and classifies the state of temperature distribution disorder without human intervention.

以上の問題を解決すべくなされた本開示の目的は、高炉の温度分布の乱れの状態を自動で判定して分類する高炉炉況状態判定装置を提供することにある。また、本開示の他の目的は、高炉炉況状態判定装置の判定と分類の結果に基づいて高炉の温度分布の乱れを解消し、操業の自動化率を高めることが可能な高炉の操業方法及び溶銑の製造方法を提供することにある。 An object of the present disclosure to solve the above problems is to provide a blast furnace condition condition determination device that automatically determines and classifies the state of disturbance of the temperature distribution of the blast furnace. Another object of the present disclosure is an operation method of the blast furnace capable of eliminating the disturbance of the temperature distribution of the blast furnace based on the judgment and classification result of the blast furnace condition determination device and increasing the automation rate of the operation. The purpose is to provide a method for producing hot metal.

本開示の一実施形態に係る高炉炉況状態判定装置は、
高炉の炉況状態を判定する高炉炉況状態判定装置であって、
前記高炉における原料装入面の直上の温度分布を計測する温度分布計測部と、
計測された前記温度分布のデータに基づいて、前記温度分布のパターンについて複数のクラスを出力するように学習された学習モデルを記憶する記憶部と、
記憶された前記学習モデルを用いて、前記温度分布計測部が計測する前記温度分布が前記複数のクラスのいずれであるかを判定する判定部と、を備える。
The blast furnace condition condition determination device according to the embodiment of the present disclosure is
It is a blast furnace condition condition determination device that determines the furnace condition condition of the blast furnace.
A temperature distribution measuring unit that measures the temperature distribution directly above the raw material charging surface in the blast furnace,
A storage unit that stores a learning model trained to output a plurality of classes for the temperature distribution pattern based on the measured temperature distribution data.
Using the stored learning model, the temperature distribution measuring unit includes a determination unit for determining which of the plurality of classes the temperature distribution measures.

本開示の一実施形態に係る高炉の操業方法は、
上記の高炉炉況状態判定装置によって判定された高炉の炉況状態に応じて操業条件を変更する。
The method of operating the blast furnace according to the embodiment of the present disclosure is as follows.
The operating conditions are changed according to the furnace condition of the blast furnace determined by the above-mentioned blast furnace condition determination device.

本開示の一実施形態に係る溶銑の製造方法は、
上記の高炉の操業方法によって操業される高炉を用いて溶銑を製造する。
The method for producing hot metal according to the embodiment of the present disclosure is as follows.
Hot metal is manufactured using a blast furnace operated by the above-mentioned blast furnace operating method.

本開示によれば、高炉の温度分布の乱れの状態を自動で判定して分類する高炉炉況状態判定装置を提供することができる。また、本開示によれば、高炉炉況状態判定装置の判定と分類の結果に基づいて高炉の温度分布の乱れを解消し、操業の自動化率を高めることが可能な高炉の操業方法及び溶銑の製造方法を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a blast furnace condition condition determination device that automatically determines and classifies the state of disturbance of the temperature distribution of the blast furnace. Further, according to the present disclosure, the blast furnace operation method and the hot metal that can eliminate the disturbance of the temperature distribution of the blast furnace based on the judgment and classification result of the blast furnace condition condition determination device and increase the automation rate of the operation. A manufacturing method can be provided.

図1は、本開示の一実施形態に係る高炉炉況状態判定装置の構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a blast furnace condition state determination device according to an embodiment of the present disclosure. 図2は、本開示の一実施形態に係る高炉炉況状態判定装置が実行する学習、判定及び表示の流れを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a flow of learning, determination, and display executed by the blast furnace condition determination device according to the embodiment of the present disclosure. 図3は、畳み込みニューラルネットワークを用いた学習の流れを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a flow of learning using a convolutional neural network. 図4は、判定結果を例示する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a determination result. 図5は、変形例に係る高炉炉況状態判定装置の構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the blast furnace condition state determination device according to the modified example.

以下に、本開示を適用した高炉の炉況状態を判定する高炉炉況状態判定装置1、高炉の操業方法及び溶銑の製造方法の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the blast furnace condition condition determination device 1, the blast furnace operation method, and the hot metal manufacturing method for determining the furnace condition state of the blast furnace to which the present disclosure is applied will be described.

(装置の構成)
図1に示すように、本実施形態に係る高炉炉況状態判定装置1は、温度分布計測部2と、記憶部3と、判定部5と、表示部6と、を備える。また、高炉炉況状態判定装置1は、学習モデル生成装置10と通信可能に構成され、学習モデル生成装置10との間で後述する学習モデル及び学習用データの入出力を実行する。本実施形態において、学習モデル生成装置10は学習モデル生成部4を備える。
(Device configuration)
As shown in FIG. 1, the blast furnace condition state determination device 1 according to the present embodiment includes a temperature distribution measurement unit 2, a storage unit 3, a determination unit 5, and a display unit 6. Further, the blast furnace condition state determination device 1 is configured to be communicable with the learning model generation device 10, and executes input / output of the learning model and learning data to be described later with the learning model generation device 10. In the present embodiment, the learning model generation device 10 includes a learning model generation unit 4.

温度分布計測部2は、鉄鉱石を原料として銑鉄を生産する高炉の内部において、高炉の頂部から装入された原料からなる層の最上面である原料装入面の直上にある空間の温度分布を計測する。温度分布計測部2は、高炉における原料装入面の直上の温度分布を高速に(例えば10sec以内)計測する各種のセンサ又は装置であり得る。本実施形態において、温度分布計測部2は、音速の温度依存性を利用する温度計測装置である。温度分布計測部2は、例えば高炉炉頂の円周上に8個のトランシーバを設置し、原料装入面に向けて音波を発受信し、音波の発信から受信までの時間に基づいて温度を測定する。 The temperature distribution measuring unit 2 is the temperature distribution of the space directly above the raw material charging surface, which is the uppermost surface of the layer made of the raw material charged from the top of the blast furnace, inside the blast furnace that produces pig iron from iron ore. To measure. The temperature distribution measuring unit 2 may be various sensors or devices that measure the temperature distribution directly above the raw material charging surface in the blast furnace at high speed (for example, within 10 sec). In the present embodiment, the temperature distribution measuring unit 2 is a temperature measuring device that utilizes the temperature dependence of the speed of sound. For example, the temperature distribution measurement unit 2 installs eight transceivers on the circumference of the top of the blast furnace, emits and receives sound waves toward the raw material charging surface, and measures the temperature based on the time from transmission to reception of the sound waves. Measure.

記憶部3は、計測された温度分布のデータに基づいて、温度分布のパターンについて複数のクラスを出力するように学習された学習モデルを記憶する。学習モデルは、学習モデル生成部4によって生成されて(学習されて)、学習済みとなった後に記憶部3に記憶される。また、記憶部3は、温度分布計測部2によって計測された温度分布のデータを記憶する。温度分布計測部2によってリアルタイムに高炉における原料装入面の直上の温度分布が計測され、記憶部3は温度分布のデータを蓄積する。学習モデル生成部4が学習モデルを生成する場合に、記憶部3が蓄積した温度分布のデータは学習用データとして使用される。また、判定部5が高炉の炉況状態を判定する場合に、記憶部3を介して、温度分布計測部2からのリアルタイムの温度分布のデータが判定部5によって取得される。また、判定部5が高炉の炉況状態を判定する場合に、記憶部3に記憶された学習モデルが判定部5によって取得される。 The storage unit 3 stores a learning model trained to output a plurality of classes for the temperature distribution pattern based on the measured temperature distribution data. The learning model is generated (learned) by the learning model generation unit 4, and is stored in the storage unit 3 after being learned. Further, the storage unit 3 stores the temperature distribution data measured by the temperature distribution measurement unit 2. The temperature distribution measuring unit 2 measures the temperature distribution directly above the raw material charging surface in the blast furnace in real time, and the storage unit 3 stores the temperature distribution data. When the learning model generation unit 4 generates a learning model, the temperature distribution data accumulated by the storage unit 3 is used as learning data. Further, when the determination unit 5 determines the furnace condition state of the blast furnace, the determination unit 5 acquires real-time temperature distribution data from the temperature distribution measurement unit 2 via the storage unit 3. Further, when the determination unit 5 determines the furnace condition state of the blast furnace, the learning model stored in the storage unit 3 is acquired by the determination unit 5.

学習モデル生成部4は、記憶部3に記憶された温度分布のデータに基づいて、温度分布のパターンの複数のクラスを出力とする学習モデルを生成する。クラスは、温度分布のパターンが分類される集合又はグループである。本実施形態において使用されるクラスの詳細については後述する。 The learning model generation unit 4 generates a learning model that outputs a plurality of classes of temperature distribution patterns based on the temperature distribution data stored in the storage unit 3. A class is a set or group in which the patterns of temperature distribution are classified. Details of the classes used in this embodiment will be described later.

判定部5は、記憶部3に記憶された学習モデル(学習済みモデル)を用いて、高炉の炉況状態を判定する。本実施形態において、高炉の炉況状態の異常を検知するために、判定部5は、温度分布計測部2が計測する温度分布が複数のクラスのいずれであるかを判定する。本実施形態において、複数のクラスは、異常な温度分布のパターンが分類される少なくとも2つのクラスを含む。つまり、判定部5は、異常な温度分布のデータを取得した場合に、単純に異常と判定するのでなく、パターンに応じて複数のクラスのいずれかに分類されるかを判定する。ここで、本実施形態における異常な温度分布のパターンは、高炉の円周方向における原料装入の偏り及び反応の偏りによって生じ得る温度分布のパターンを少なくとも含む。 The determination unit 5 determines the furnace condition state of the blast furnace by using the learning model (learned model) stored in the storage unit 3. In the present embodiment, in order to detect an abnormality in the state of the blast furnace, the determination unit 5 determines which of the plurality of classes the temperature distribution measured by the temperature distribution measurement unit 2 is. In this embodiment, the plurality of classes include at least two classes in which patterns of abnormal temperature distribution are classified. That is, when the determination unit 5 acquires the data of the abnormal temperature distribution, it does not simply determine that it is abnormal, but determines whether it is classified into one of a plurality of classes according to the pattern. Here, the pattern of the abnormal temperature distribution in the present embodiment includes at least the pattern of the temperature distribution that can be caused by the bias of the raw material charging and the bias of the reaction in the circumferential direction of the blast furnace.

表示部6は、判定部5の判定結果を画像によってオペレータに提示する。表示部6は、さらに音を出力する機能を備えて、画像と共に警報をオペレータに発してよい。オペレータは例えば高炉の操業の作業者である。高炉炉況状態判定装置1によって判定された高炉の炉況状態は、高炉の操業方法において操業条件を変更することに用いられ得る。表示部6に示された画像から炉況の異常を知ったオペレータは、高炉の円周方向における原料装入の偏り及び反応の偏りを抑制するように、高炉の操業条件を変更する。高炉の操業条件の変更は、例えばコークス比の変更を含んでよい。高炉の操業条件の変更は、例えば送風流量の変更を含んでよい。また、例えば高炉の円周方向において原料をどのように装入するかといった装入物制御パターンがあらかじめ複数設定されている場合に、高炉の操業条件の変更は、装入物制御パターンの変更を含んでよい。また、上記の高炉の操業は、溶銑を製造する製造方法の一部として実行され得る。高炉において、原料の鉄鉱石が溶解、還元されて銑鉄となり、溶銑として出銑される。高炉から出銑した溶銑は、溶銑予備処理工程でイオウ、リンなどの不純物が除去される。さらに転炉で精練が行われて、炭素が除去される。 The display unit 6 presents the determination result of the determination unit 5 to the operator by an image. The display unit 6 may further have a function of outputting sound and may issue an alarm to the operator together with the image. The operator is, for example, a worker operating a blast furnace. The furnace condition of the blast furnace determined by the blast furnace condition determination device 1 can be used to change the operating conditions in the operating method of the blast furnace. The operator who knows the abnormality of the furnace condition from the image shown on the display unit 6 changes the operating conditions of the blast furnace so as to suppress the bias of the raw material charging and the bias of the reaction in the circumferential direction of the blast furnace. Changes in the operating conditions of the blast furnace may include, for example, changes in the coke ratio. Changes in the operating conditions of the blast furnace may include, for example, changes in the air flow rate. In addition, when multiple charge control patterns such as how to charge raw materials in the circumferential direction of the blast furnace are set in advance, changing the operating conditions of the blast furnace changes the charge control pattern. May include. In addition, the above-mentioned blast furnace operation can be carried out as part of a manufacturing method for producing hot metal. In the blast furnace, the raw material iron ore is melted and reduced to pig iron, which is then released as pig iron. Impurities such as sulfur and phosphorus are removed from the hot metal discharged from the blast furnace in the hot metal pretreatment process. Further refining is performed in the converter to remove carbon.

高炉炉況状態判定装置1の記憶部3、判定部5及び表示部6は、温度分布計測部2から計測された温度分布のデータを取得するコンピュータで実現されてよい。コンピュータは、例えばメモリ(記憶装置)、CPU(処理装置)、ハードディスクドライブ(HDD)、ディスプレイなどの表示装置を制御する表示制御部を備える。オペレーティングシステム(OS)及び各種の処理を実施するためのアプリケーションプログラムは、ハードディスクドライブに格納することができ、CPUにより実行される際にはハードディスクドライブからメモリに読み出される。必要に応じてCPUは、表示制御部を制御してディスプレイに必要な画像を表示させる。また、処理途中のデータについては、メモリに格納され、必要があればHDDに格納される。各種機能は、CPU、メモリ等のハードウエアとOS及び必要なアプリケーションプログラムとを有機的に協働させることにより実現される。記憶部3は、例えばメモリ及びハードディスクドライブで実現されてよい。判定部5は、例えばCPUで実現されてよい。また、表示部6は、例えば表示制御部及びディスプレイで実現されてよい。 The storage unit 3, the determination unit 5, and the display unit 6 of the blast furnace condition state determination device 1 may be realized by a computer that acquires temperature distribution data measured from the temperature distribution measurement unit 2. The computer includes, for example, a display control unit that controls a display device such as a memory (storage device), a CPU (processing device), a hard disk drive (HDD), and a display. The operating system (OS) and application programs for performing various processes can be stored in the hard disk drive, and when executed by the CPU, are read from the hard disk drive into the memory. If necessary, the CPU controls the display control unit to display a necessary image on the display. Further, the data in the process of processing is stored in the memory, and if necessary, is stored in the HDD. Various functions are realized by organically linking hardware such as a CPU and memory with an OS and necessary application programs. The storage unit 3 may be realized by, for example, a memory and a hard disk drive. The determination unit 5 may be realized by, for example, a CPU. Further, the display unit 6 may be realized by, for example, a display control unit and a display.

学習モデル生成装置10の学習モデル生成部4は、高炉炉況状態判定装置1と別のコンピュータで実現されてよい。学習モデル生成部4は例えばCPUで実現されてよい。本実施形態において、学習済みモデルは上記のように記憶部3に記憶されるが、別の例として、学習モデル生成装置10のメモリ又はハードディスクドライブに記憶されてよい。この場合に、判定部5は、高炉の炉況状態を判定するときに、学習モデル生成装置10のメモリ又はハードディスクドライブにアクセスして学習済みモデルを読みだしてよい。また、本実施形態において、学習用データは上記のように記憶部3に記憶されるが、別の例として、学習モデル生成装置10のメモリ又はハードディスクドライブに記憶されてよい。この場合に、学習モデル生成部4は、学習モデル生成装置10のメモリ又はハードディスクドライブにアクセスして学習用データを読みだしてよい。 The learning model generation unit 4 of the learning model generation device 10 may be realized by a computer different from the blast furnace condition state determination device 1. The learning model generation unit 4 may be realized by, for example, a CPU. In the present embodiment, the trained model is stored in the storage unit 3 as described above, but as another example, it may be stored in the memory or the hard disk drive of the learning model generation device 10. In this case, the determination unit 5 may access the memory or the hard disk drive of the learning model generation device 10 to read the learned model when determining the furnace condition state of the blast furnace. Further, in the present embodiment, the learning data is stored in the storage unit 3 as described above, but as another example, it may be stored in the memory or the hard disk drive of the learning model generation device 10. In this case, the learning model generation unit 4 may access the memory or the hard disk drive of the learning model generation device 10 to read the learning data.

ここで、図1の高炉炉況状態判定装置1の構成は一例であり、構成要素の一部を含まなくてよい。また、高炉炉況状態判定装置1は別の構成要素を備えてよい。例えば、高炉炉況状態判定装置1は、表示部6を省略した構成であってよい。このとき、高炉炉況状態判定装置1は、判定部5の判定結果をネットワーク経由でオペレータの端末装置に出力する通信部を備えてよい。 Here, the configuration of the blast furnace condition state determination device 1 in FIG. 1 is an example, and it is not necessary to include a part of the components. Further, the blast furnace condition condition determination device 1 may include another component. For example, the blast furnace condition state determination device 1 may have a configuration in which the display unit 6 is omitted. At this time, the blast furnace condition state determination device 1 may include a communication unit that outputs the determination result of the determination unit 5 to the terminal device of the operator via the network.

(高炉炉況状態判定方法)
図2は、高炉炉況状態判定装置1が実行する高炉炉況状態判定方法のおおまかな流れを示す図である。高炉炉況状態判定方法は、学習、判定及び表示の工程に分かれている。図2において、オンラインは高炉の操業の一部として処理が実行されることを示す。逆に、オフラインは高炉の操業と切り離されて処理が実行されることを示す。
(Blast furnace condition judgment method)
FIG. 2 is a diagram showing a rough flow of the blast furnace condition condition determination method executed by the blast furnace condition condition determination device 1. The blast furnace condition determination method is divided into learning, determination, and display steps. In FIG. 2, online shows that the process is performed as part of the operation of the blast furnace. On the contrary, offline indicates that the processing is performed separately from the operation of the blast furnace.

高炉炉況状態判定装置1は、オフラインで、学習モデル生成装置10に対して学習モデルを生成させる。例えば高炉炉況状態判定装置1からの指令をトリガとして、まず学習モデル生成部4は、記憶部3に蓄積された温度分布のデータの中から選択されたものをラベル付き画像データとして取得する。学習モデル生成部4は、ラベル付き画像データを用いて学習モデルを生成する(ステップS1)。学習モデル及び学習の詳細については後述する。別の例として、学習モデル生成装置10は、高炉炉況状態判定装置1からの指令を待つことなく、学習モデルの生成を開始してよい。つまり、判定部5が炉況状態を判定する前に学習済みのモデルが記憶部3に記憶される限り、学習モデル生成装置10が主体となってステップS1を実行してよい。 The blast furnace condition state determination device 1 causes the learning model generation device 10 to generate a learning model offline. For example, using a command from the blast furnace condition determination device 1 as a trigger, the learning model generation unit 4 first acquires, as labeled image data, the one selected from the temperature distribution data stored in the storage unit 3. The learning model generation unit 4 generates a learning model using the labeled image data (step S1). The details of the learning model and learning will be described later. As another example, the learning model generation device 10 may start the generation of the learning model without waiting for the command from the blast furnace condition state determination device 1. That is, as long as the trained model is stored in the storage unit 3 before the determination unit 5 determines the furnace condition state, the learning model generation device 10 may take the lead in executing step S1.

判定部5は、記憶部3から記憶された学習モデルを読みだす。また、判定部5は、温度分布計測部2からのリアルタイムの温度分布のデータを、記憶部3を介して取得する。判定部5は、オンラインで、学習モデルにリアルタイムの温度分布の画像データを入力して、高炉の炉況状態を判定する(ステップS2)。本実施形態において、判定部5は、炉況状態の判定として、リアルタイムの温度分布が異常な温度分布のパターンのクラスに分類されるか否かを判定する。 The determination unit 5 reads out the learning model stored from the storage unit 3. Further, the determination unit 5 acquires real-time temperature distribution data from the temperature distribution measurement unit 2 via the storage unit 3. The determination unit 5 inputs the image data of the real-time temperature distribution into the learning model online, and determines the furnace condition state of the blast furnace (step S2). In the present embodiment, the determination unit 5 determines whether or not the real-time temperature distribution is classified into the class of the abnormal temperature distribution pattern as the determination of the furnace condition state.

その後、表示部6は、判定部5の判定結果を画像で表示する(ステップS3)。画像は、オペレータが異常な温度分布のパターンのクラスに分類されるか否かを把握可能なものであればよく、特定の形式に限定されない。画像から炉況の異常を知ったオペレータは、高炉の操業条件を変更してよい。 After that, the display unit 6 displays the determination result of the determination unit 5 as an image (step S3). The image is not limited to a particular format as long as the operator can grasp whether or not it is classified into a class of patterns of abnormal temperature distribution. The operator who knows the abnormality of the furnace condition from the image may change the operating conditions of the blast furnace.

(学習モデル)
原料が正常に装入されている場合、すなわち原料装入の偏りがない場合に、原料装入面の直上の温度分布は同心円状の分布となることが知られている。また、反応の偏りがない場合にも、同心円状の分布となることが知られている。反対に、原料の偏りがあったり、原料降下速度がばらついたりして原料装入の偏りがある場合に、温度分布に乱れが生じて同心円状とならない。したがって、温度分布の乱れを画像化して分類し、リアルタイムの温度分布の画像がどの乱れに該当するかを高炉炉況状態判定装置1に判定させることによって、人間の介在を必要としない炉況の自動判定が可能になる。本実施形態において、判定に用いられる学習モデルは、記憶部3に蓄積された温度分布のデータの中から選択される乱れた温度分布を有するものを学習用データとして学習することによって生成される。
(Learning model)
It is known that the temperature distribution directly above the raw material charging surface becomes a concentric distribution when the raw material is normally charged, that is, when the raw material charging is not biased. It is also known that the distribution is concentric even when there is no bias in the reaction. On the contrary, when the raw materials are unevenly distributed or the raw material falling speed is uneven and the raw materials are charged unevenly, the temperature distribution is disturbed and the concentric circles are not formed. Therefore, by imaging and classifying the turbulence of the temperature distribution and letting the blast furnace furnace condition condition determination device 1 determine which turbulence the real-time temperature distribution image corresponds to, the furnace condition that does not require human intervention is required. Automatic judgment becomes possible. In the present embodiment, the learning model used for the determination is generated by learning as learning data a data having a disordered temperature distribution selected from the temperature distribution data stored in the storage unit 3.

学習用データとして選択される温度分布のデータは、画像化した場合に、以下に説明する異常な温度分布のパターンを有するものを含む。以下に説明する異常な温度分布のパターンは、高炉の操業において異常を引き起こす可能性があることが知られている。 The temperature distribution data selected as the training data includes those having an abnormal temperature distribution pattern described below when imaged. It is known that the abnormal temperature distribution pattern described below can cause anomalies in the operation of blast furnaces.

第1の異常な温度分布のパターンは、高温部分が原料装入面の中心から外れている。高炉が円筒形であるため原料装入面の形状は円であるが、高温部分がその中心を含まないパターンである。高炉は操業を安定化させるために通気が重要である。そのため、高炉の中心部をガスが通過しやすいように、原料が分布される。正常な場合に、原料装入面の直上の温度分布は中心部の温度が高い。第1の異常な温度分布のパターンは、原料装入の分布の偏りによって生じ得る。例えば原料装入の分布を修正することによって、高炉の操業を正常化させることが可能である。以下において、第1の異常な温度分布のパターンに分類される温度分布のパターンが属するクラスは、第1のクラスと称される。 In the first pattern of abnormal temperature distribution, the high temperature portion is off the center of the raw material charging surface. Since the blast furnace is cylindrical, the shape of the raw material charging surface is circular, but the high temperature part does not include the center. Ventilation is important for blast furnaces to stabilize operations. Therefore, the raw materials are distributed so that the gas can easily pass through the center of the blast furnace. Under normal conditions, the temperature distribution directly above the raw material charging surface has a high temperature at the center. The first pattern of anomalous temperature distribution can be caused by a biased distribution of raw material charges. For example, it is possible to normalize the operation of the blast furnace by modifying the distribution of raw material charges. In the following, the class to which the temperature distribution pattern classified into the first abnormal temperature distribution pattern belongs is referred to as the first class.

第2の異常な温度分布のパターンは、高温部分が原料装入面の中心から周辺までつながる。高温部分が原料装入面の中心を含むが、その高温部分が原料装入面の周辺(円周部分)までつながっており、温度分布が同心円状ではないパターンである。上記の説明のとおり、正常な場合に中心部の温度が高いため、中間部(中心部と周辺との間)は相対的に温度が低くなる。第2の異常な温度分布のパターンは、原料装入の偏り及び反応の偏りの少なくとも1つによって生じると考えられる。以下において、第2の異常な温度分布のパターンに分類される温度分布のパターンが属するクラスは、第2のクラスと称される。 In the second pattern of abnormal temperature distribution, the high temperature part is connected from the center to the periphery of the raw material charging surface. The high temperature portion includes the center of the raw material charging surface, but the high temperature portion is connected to the periphery (circumferential portion) of the raw material charging surface, and the temperature distribution is not concentric. As described above, since the temperature of the central portion is high in the normal case, the temperature of the intermediate portion (between the central portion and the periphery) is relatively low. The second pattern of anomalous temperature distribution is believed to be caused by at least one of the raw material charging bias and the reaction bias. In the following, the class to which the temperature distribution pattern classified into the second abnormal temperature distribution pattern belongs is referred to as the second class.

学習用データとして選択される温度分布のデータは、上記に従って「ラベル付け」が行われる。例えば、第1のクラスに分類される温度分布の画像データに「1」とラベルが付され、第2のクラスに分類される温度分布の画像データに「2」とラベルが付されてよい。 The temperature distribution data selected as the training data is "labeled" according to the above. For example, the image data of the temperature distribution classified into the first class may be labeled with "1", and the image data of the temperature distribution classified into the second class may be labeled with "2".

(学習)
図3は、学習モデル生成部4が行う学習の流れを示す図である。学習モデル生成部4は、上記の学習用データを取得し、インプットデータを作成して学習させて、学習モデルを生成する。本実施形態において、学習モデル生成部4は、ディープラーニングの一手法である畳み込みニューラルネットワーク(Convolutional neural network:以下、CNN)を用いて学習する。CNNは、画像認識が可能な画像処理に特化した手法である。ここで、学習モデル生成部4の学習の手法は、CNNに限定されず、パターン画像識別が可能な他の手法であってよい。
(study)
FIG. 3 is a diagram showing a flow of learning performed by the learning model generation unit 4. The learning model generation unit 4 acquires the above-mentioned learning data, creates input data and trains it, and generates a learning model. In the present embodiment, the learning model generation unit 4 learns using a convolutional neural network (hereinafter referred to as CNN), which is a method of deep learning. CNN is a method specialized in image processing capable of image recognition. Here, the learning method of the learning model generation unit 4 is not limited to the CNN, and may be another method capable of pattern image identification.

ここで、学習モデル生成部4は、学習用データとして選択される温度分布を1つ以上の閾値を用いて多値化してから画像データとして用いる。本実施形態において、学習モデル生成部4は2値化した画像データを用いる。図3において学習用データとして示されている画像の例では、閾値以上の温度の部分が高温部分に対応し、黒色で表示されている。閾値は、一例として150℃であるが、これに限定されない。閾値は、正常に操業されている高炉の原料装入面の中心部の温度と中間部の温度との間の温度に設定されてよい。 Here, the learning model generation unit 4 multi-values the temperature distribution selected as the learning data using one or more threshold values, and then uses it as the image data. In the present embodiment, the learning model generation unit 4 uses binarized image data. In the example of the image shown as the learning data in FIG. 3, the portion having a temperature higher than the threshold value corresponds to the high temperature portion and is displayed in black. The threshold is, for example, 150 ° C., but is not limited thereto. The threshold value may be set to a temperature between the temperature of the central portion and the temperature of the intermediate portion of the raw material charging surface of a normally operating blast furnace.

学習モデル生成部4は、上記の画像データを適当なサイズ(画素大きさ)で区切り、区切られたデータ毎に平均を取って、そのデータをCNNの入力データとする。学習モデル生成部4は、温度分布のパターンが把握可能な範囲で、区切られる画像のサイズを大きくしてよい。一例として、学習モデル生成部4は、画像データを、縦横それぞれの方向で10分割してよい。逆に、学習モデル生成部4を実現するCPUの性能が十分高いような場合であって、CNNによる学習を現実的な時間内で実行可能であるときに、学習モデル生成部4は、画像データを区切ることなく画素単位で入力データとしてよい。 The learning model generation unit 4 divides the above image data into appropriate sizes (pixel sizes), takes an average for each divided data, and uses the data as input data of CNN. The learning model generation unit 4 may increase the size of the delimited image within a range in which the temperature distribution pattern can be grasped. As an example, the learning model generation unit 4 may divide the image data into 10 in each of the vertical and horizontal directions. On the contrary, when the performance of the CPU that realizes the learning model generation unit 4 is sufficiently high and the learning by the CNN can be executed within a realistic time, the learning model generation unit 4 uses the image data. It may be used as input data in pixel units without separating.

図3に示されるCNNの入力層は上記の入力データが対応する。また、中間層は特徴量が対応する。また、出力層は、温度分布のパターンが複数のクラスのいずれに分類されるかの判定に対応する。学習モデル生成部4は、このような手法によって学習モデルを生成する。学習モデル生成部4は、生成した学習モデルを、記憶部3に記憶させてよい。ここで、学習用データとして用いられる画像データは、中心対称の構造を有する高炉の原料装入面の温度分布である。そのため、原料装入面の中心を軸に、画像データを回転させたデータも学習に用いることができる。つまり、学習モデル生成部4は、もとの画像データ及びそれを回転させた画像データを用いることによって入力データの数を増やし、効率的に学習することが可能である。 The above input data corresponds to the input layer of CNN shown in FIG. In addition, the feature amount corresponds to the intermediate layer. Further, the output layer corresponds to the determination of which of the plurality of classes the temperature distribution pattern is classified into. The learning model generation unit 4 generates a learning model by such a method. The learning model generation unit 4 may store the generated learning model in the storage unit 3. Here, the image data used as the learning data is the temperature distribution of the raw material charging surface of the blast furnace having a centrally symmetric structure. Therefore, the data obtained by rotating the image data around the center of the raw material charging surface can also be used for learning. That is, the learning model generation unit 4 can increase the number of input data and efficiently learn by using the original image data and the image data obtained by rotating the original image data.

(異常の判定)
判定部5は、学習モデル生成部4によって生成された学習モデルを用いて、高炉の炉況状態を判定する。高炉の炉況状態を判定する場合に、判定部5は記憶部3から学習モデルを読みだしてよい。また、判定部5は、温度分布計測部2からのリアルタイムの温度分布のデータを、記憶部3を介して取得する。判定部5は、学習モデル生成部4と同様に、取得した温度分布を1つ以上の閾値を用いて多値化してから画像データとして用いる。また、判定部5は、画像データを学習モデル生成部4と同様に適当なサイズで区切り、区切られたデータ毎に平均を取って、そのデータを学習モデルに入力する。学習モデルの出力として、判定結果が得られる。本実施形態において、学習モデルの出力は、異常な温度分布のパターンの複数のクラス(第1のクラスに対応する「1」及び第2のクラスに対応する「2」)である。例えばリアルタイムの温度分布が、高温部分が中心から外れたパターンである場合に、学習モデルは「1」を出力する。また、例えばリアルタイムの温度分布が、高温部分が原料装入面の中心から周辺までつながるパターンである場合に、学習モデルは「2」を出力する。
(Judgment of abnormality)
The determination unit 5 determines the furnace condition state of the blast furnace using the learning model generated by the learning model generation unit 4. When determining the furnace condition state of the blast furnace, the determination unit 5 may read the learning model from the storage unit 3. Further, the determination unit 5 acquires real-time temperature distribution data from the temperature distribution measurement unit 2 via the storage unit 3. Similar to the learning model generation unit 4, the determination unit 5 multi-values the acquired temperature distribution using one or more threshold values and then uses it as image data. Further, the determination unit 5 divides the image data into appropriate sizes in the same manner as the learning model generation unit 4, takes an average for each of the divided data, and inputs the data to the learning model. The judgment result is obtained as the output of the learning model. In this embodiment, the output of the learning model is a plurality of classes of patterns of anomalous temperature distribution (“1” corresponding to the first class and “2” corresponding to the second class). For example, when the real-time temperature distribution is a pattern in which the high temperature portion is off-center, the learning model outputs "1". Further, for example, when the real-time temperature distribution is a pattern in which the high temperature portion is connected from the center to the periphery of the raw material charging surface, the learning model outputs "2".

表示部6は、判定部5の判定結果を画像によってオペレータに提示する。表示部6は、例えば温度分布の画像と、該当している異常な温度分布のパターンとを表示してよい。例えば、学習モデルが「1」を出力した場合に、表示部6は、温度分布の画像とともに「第1のクラス」と表示してよい。ここで、第1のクラスにも第2のクラスにも該当しないと判定されたパターンについて、表示部6は、温度分布の画像とともに「第3のクラス」と表示してよい。 The display unit 6 presents the determination result of the determination unit 5 to the operator by an image. The display unit 6 may display, for example, an image of the temperature distribution and a corresponding pattern of the abnormal temperature distribution. For example, when the learning model outputs "1", the display unit 6 may display "first class" together with the image of the temperature distribution. Here, with respect to the pattern determined not to correspond to the first class or the second class, the display unit 6 may display "third class" together with the image of the temperature distribution.

オペレータは判定結果に基づいて高炉操作を行ってよい。オペレータは例えば第1のクラス(高温部分が中心から外れたパターン)の場合で、異なる装入物制御パターンで対応可能なとき、装入物制御パターンを変更する操作を行う。オペレータは例えば第1のクラス以外の場合に、今後の操業が安定するような操作条件の変更を実施してよい。今後の操業が安定するような操作条件の変更は、例えばコークス比の増加、PCI比の減少、送風流量の減少等である。 The operator may operate the blast furnace based on the determination result. For example, in the case of the first class (a pattern in which the high temperature portion is off-center), the operator performs an operation of changing the charge control pattern when different charge control patterns can be used. The operator may change the operating conditions so as to stabilize future operations, for example, in cases other than the first class. Changes in operating conditions that stabilize future operations include, for example, an increase in the coke ratio, a decrease in the PCI ratio, and a decrease in the air flow rate.

以下、実施例を用いて、本開示が具体的に説明される。温度分布計測部2は、上記の音速の温度依存性を利用する温度計測装置であって、銑鉄を生産する高炉に設けられている。温度分布の計測のサンプリング周期は10secである。 Hereinafter, the present disclosure will be specifically described with reference to Examples. The temperature distribution measuring unit 2 is a temperature measuring device that utilizes the temperature dependence of the above-mentioned sound velocity, and is provided in a blast furnace that produces pig iron. The sampling period for measuring the temperature distribution is 10 sec.

本実施例において、上記の第1の異常な温度分布のパターン(高温部分が中心を含まないパターン)及び第2の異常な温度分布のパターン(高温部分が原料装入面の中心を含むが、その高温部分が原料装入面の周辺までつながっており、温度分布が同心円状ではないパターン)に対して検知が行われた。 In this embodiment, the first abnormal temperature distribution pattern (the pattern in which the high temperature portion does not include the center) and the second abnormal temperature distribution pattern (the high temperature portion includes the center of the raw material charging surface). The high temperature portion was connected to the periphery of the raw material charging surface, and the temperature distribution was not concentric (a pattern) was detected.

まず、これらの異常な温度分布のパターンについて、CNNを用いて学習が行われた。学習用データとして、記憶部3に蓄積された温度分布のデータの中から、人間によって、これらの異常な温度分布のパターンに該当するものが、それぞれ50サンプル程度選び出された。選択された温度分布のデータの画像データを30°ずつ回転させて、サンプル数を増やしてから学習が行われた。もとのサンプルと回転によって得られたサンプルを合わせた数は約7000である。また、本実施例において、異常パターンをわかりやすくするために、温度に閾値を設けて二値化が行われた。二値化の閾値は150℃とした。ただし、二値化の操作は本開示の本質的な処理でない。つまり、二値化は省略されてよい。 First, the patterns of these abnormal temperature distributions were learned using CNN. As learning data, from the temperature distribution data stored in the storage unit 3, about 50 samples each corresponding to these abnormal temperature distribution patterns were selected by humans. The image data of the selected temperature distribution data was rotated by 30 ° to increase the number of samples, and then the learning was performed. The total number of the original sample and the sample obtained by rotation is about 7000. Further, in this embodiment, in order to make the abnormal pattern easy to understand, a threshold value is set for the temperature and binarization is performed. The binarization threshold was set to 150 ° C. However, the binarization operation is not an essential process of the present disclosure. That is, binarization may be omitted.

上記の学習(CNN)で得られた学習モデルについて、学習用データと異なるデータを使って判定精度が検証された。検証の結果、90.3%の判定正解率が得られた。図4は、この検証における判定結果を例示する。 For the learning model obtained by the above learning (CNN), the determination accuracy was verified using data different from the training data. As a result of the verification, a judgment correct answer rate of 90.3% was obtained. FIG. 4 illustrates the determination result in this verification.

また、第1のクラスにも、第2のクラスにも当てはまらない温度分布のパターンを区別する(第3のクラスに分類する)ことが可能であることを確認した。 It was also confirmed that it is possible to distinguish (classify into the third class) the temperature distribution pattern that does not apply to either the first class or the second class.

以上のように、本開示による高炉炉況状態判定装置1は、高炉の温度分布の乱れの状態を自動で判定して分類することができる。また、高炉の操業方法及び溶銑の製造方法において、高炉炉況状態判定装置1の判定と分類の結果に基づいて高炉の温度分布の乱れを解消し、操業の自動化率を高めることが可能である。 As described above, the blast furnace condition condition determination device 1 according to the present disclosure can automatically determine and classify the state of disturbance of the temperature distribution of the blast furnace. Further, in the operation method of the blast furnace and the manufacturing method of the hot metal, it is possible to eliminate the disturbance of the temperature distribution of the blast furnace based on the result of the determination and classification of the blast furnace condition condition determination device 1 and increase the automation rate of the operation. ..

本開示を図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形及び修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段及びステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。 Although the present disclosure has been described with reference to the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and modifications based on the present disclosure. It should be noted, therefore, that these modifications and modifications are within the scope of this disclosure. For example, the functions included in each means, each step, etc. can be rearranged so as not to be logically inconsistent, and a plurality of means, steps, etc. can be combined or divided into one. ..

上記の実施形態の学習において、第1の異常な温度分布のパターンとして、高温部分が中心を含まない画像データを選択した。すなわち、高温部分が原料装入面の中心点を含むか否かで画像データの選択が行われた。ここで、中心点ではなく、一定の大きさを有する中心部分と高温部分とが重なるか否かで画像データの選択が行われてよい。 In the learning of the above embodiment, image data whose high temperature portion does not include the center was selected as the pattern of the first abnormal temperature distribution. That is, the image data was selected depending on whether or not the high temperature portion included the center point of the raw material charging surface. Here, the image data may be selected depending on whether or not the central portion having a certain size and the high temperature portion overlap each other instead of the central point.

また、図5に示すように、高炉炉況状態判定装置1はさらに学習モデル生成部4を備える構成であってよい。つまり、高炉炉況状態判定装置1は、温度分布計測部2と、記憶部3と、学習モデル生成部4と、判定部5と、表示部6と、を備えてよい。 Further, as shown in FIG. 5, the blast furnace condition state determination device 1 may further include a learning model generation unit 4. That is, the blast furnace condition state determination device 1 may include a temperature distribution measurement unit 2, a storage unit 3, a learning model generation unit 4, a determination unit 5, and a display unit 6.

1 高炉炉況状態判定装置
2 温度分布計測部
3 記憶部
4 学習モデル生成部
5 判定部
6 表示部
10 学習モデル生成装置
1 Blast furnace condition judgment device 2 Temperature distribution measurement unit 3 Storage unit 4 Learning model generation unit 5 Judgment unit 6 Display unit 10 Learning model generation unit

Claims (8)

高炉の炉況状態を判定する高炉炉況状態判定装置であって、
前記高炉における原料装入面の直上の温度分布を計測する温度分布計測部と、
計測された前記温度分布のデータに基づいて、前記温度分布のパターンについて複数のクラスを出力するように学習された学習モデルを記憶する記憶部と、
記憶された前記学習モデルを用いて、前記温度分布計測部が計測する前記温度分布が前記複数のクラスのいずれであるかを判定する判定部と、を備える、高炉炉況状態判定装置。
It is a blast furnace condition condition determination device that determines the furnace condition condition of the blast furnace.
A temperature distribution measuring unit that measures the temperature distribution directly above the raw material charging surface in the blast furnace,
A storage unit that stores a learning model trained to output a plurality of classes for the temperature distribution pattern based on the measured temperature distribution data.
A blast furnace condition state determination device including a determination unit for determining which of the plurality of classes the temperature distribution measured by the temperature distribution measurement unit is based on the stored learning model.
前記記憶部は、計測された前記温度分布のデータを記憶し、
記憶された前記データに基づいて、前記温度分布のパターンの複数のクラスを出力とする学習モデルを生成する学習モデル生成部をさらに備える、請求項1に記載の高炉炉況状態判定装置。
The storage unit stores the measured data of the temperature distribution, and stores the measured data.
The blast furnace condition state determination device according to claim 1, further comprising a learning model generation unit that generates a learning model that outputs a plurality of classes of the temperature distribution pattern based on the stored data.
前記学習モデル生成部は、畳み込みニューラルネットワークを用いて前記学習モデルを生成する、請求項2に記載の高炉炉況状態判定装置。 The blast furnace condition state determination device according to claim 2, wherein the learning model generation unit generates the learning model using a convolutional neural network. 前記学習モデル生成部及び前記判定部は、前記温度分布を1つ以上の閾値を用いて多値化する、請求項2又は3に記載の高炉炉況状態判定装置。 The blast furnace condition state determination device according to claim 2 or 3, wherein the learning model generation unit and the determination unit increase the temperature distribution to multiple values using one or more threshold values. 前記学習モデルは、異常な前記温度分布のパターンの複数のクラスを出力とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の高炉炉況状態判定装置。 The blast furnace condition state determination device according to any one of claims 1 to 4, wherein the learning model outputs a plurality of classes of abnormal temperature distribution patterns. 前記複数のクラスは、高温部分が前記原料装入面の中心から外れた異常な前記温度分布のパターンのクラスと、前記高温部分が前記原料装入面の中心から周辺までつながる異常な前記温度分布のパターンのクラスと、を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の高炉炉況状態判定装置。 The plurality of classes include a class of an abnormal temperature distribution pattern in which the high temperature portion is off the center of the raw material charging surface, and an abnormal temperature distribution in which the high temperature portion is connected from the center to the periphery of the raw material charging surface. The blast furnace condition condition determination device according to any one of claims 1 to 5, including the class of the pattern of. 請求項1から6のいずれか一項に記載の高炉炉況状態判定装置によって判定された高炉の炉況状態に応じて操業条件を変更する、高炉の操業方法。 A method for operating a blast furnace, which changes the operating conditions according to the furnace condition of the blast furnace determined by the blast furnace condition determination device according to any one of claims 1 to 6. 請求項7に記載の高炉の操業方法によって操業される高炉を用いて溶銑を製造する溶銑の製造方法。 A method for producing hot metal using a blast furnace operated by the method for operating a blast furnace according to claim 7.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02259006A (en) * 1989-03-31 1990-10-19 Nippon Steel Corp Automatic deciding system for pattern data in blast furnace
JP2019022251A (en) * 2017-07-11 2019-02-07 米沢電気工事株式会社 Solar cell diagnosis method and solar cell diagnosis system
JP2019183261A (en) * 2018-04-03 2019-10-24 Jfeスチール株式会社 Device for determining condition of blast furnace, method for operating blast furnace and method for determining condition of blast furnace

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02259006A (en) * 1989-03-31 1990-10-19 Nippon Steel Corp Automatic deciding system for pattern data in blast furnace
JP2019022251A (en) * 2017-07-11 2019-02-07 米沢電気工事株式会社 Solar cell diagnosis method and solar cell diagnosis system
JP2019183261A (en) * 2018-04-03 2019-10-24 Jfeスチール株式会社 Device for determining condition of blast furnace, method for operating blast furnace and method for determining condition of blast furnace

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