JP3882705B2 - Converter blowing control method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉に対する吹錬の終了時における溶鋼の組成を目標組成に一致させる制御を実施する転炉吹錬制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
転炉は、高炉から供給される銑鉄と別途準備されるスクラップ等を主原料とし、これに、石灰等の副原料を加えたのち、上方から酸素を吹き込み、内部に含まれる硫黄Sや燐P等の不純物を酸化によって除去し、所望の組成と温度とを有した鋼を精錬して出鋼して、次の圧延工程へ供給する機能を有している。そして、転炉に主原料、副原料を供給し酸素を吹付けて、最終時点(終点)で所望の組成と温度とを有した鋼を出力(出鋼)するまでの1つの工程を「チャージ」と称する。
【0003】
転炉に供給される銑鉄やスクラップの投入量や組成や温度は、チャージ毎に異なるので、全てのチャージに亘って、均一の組成と均一の温度とを有した鋼を出鋼するためには、チャージ毎に最適の吹錬制御を実施する必要がある。
【0004】
したがって、従来から、この吹錬制御においては、転炉の各チャージ毎に変動する銑鉄やスクラップの組成や温度等の吹錬条件に対して、吹錬終了時に出鋼される溶鋼に含まれる炭素C、燐P、珪素Si、マンガンMn等の含有量を含む組成を目標組成に一致させるために、吹錬期間中に転炉に吹込む酸素の総量を示す吹止積算酸素量の計算を行っていた。
【0005】
従来、この吹止積算酸素量の計算は、燃焼に必要な酸素量として静的な物質収支計算モデルによって行われてきた。
また、動的な吹止積算酸素量の計算モデルとして、吹錬の途中におけるサブランスを用いた溶鋼温度や炭素量の測定結果から、目標炭素量、目標温度の到達に必要な酸素量、冷却材量の補正計算をしている。
【0006】
しかしながら、これらの計算では吹錬条件変動や経時変化が十分にモデルに表現できないため、これまで学習項などを用いて理論式を補正する方法などが検討されている。
【0007】
例えば、特許第2703254号公報によれば、静的モデルにおいて、吹止積算酸素量yを吹錬条件の関数として表現している。
【0008】
y=F(x1、x2、x3、…、xn
但し、x1、x2、x3、…、xnは、吹錬条件を構成する、例えば、転炉に投入される銑鉄、スクラップ等の主原料や石灰等の副原料の投入量、投入主原料の組成、投入される銑鉄の温度等の1〜nの各項目の値(変数)である。
【0009】
このとき、実績によるモデル補正(学習)項△aを上式に付加し、以下で書き直す。
y=F(x1、x2、x3、…、xn)+Δa
ここで、学習項△aを各チャージにおけ吹錬終了毎に更新する学習手順として、指数平滑法等が検討されている。
【0010】
また、特開平6―264129号公報においては、転炉に対する吹錬制御を、吹錬条件を構成する各項目を入力層とし、吹止積算酸素量や吹錬終了時の温度や組成を出力層とするニューラルネットワークでモデル化し、定期的に吹錬実績データを用いてニューラルネットワークにおける中間層の各重み係数を更新する手法が提唱されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した各手法で、今回、新規に実施するチャージにおける実際の吹錬終了時の組成を目標組成に一致させる転炉吹錬制御方法においても、まだ解消すべき次のような課題があった。
【0012】
すなわち、吹止積算酸素量yを吹錬条件の関数として表現し、チャージ毎に学習項△aを補正する手法は、基本的には、直前のチャージで実行された吹錬実績による補正が中心であり、過去の多くのチャージによる影響は指数平滑回路のみによって反映されており、吹錬条件全体の類似性が、今回の吹止積算酸素量yの算出に反映されない。
【0013】
さらに、転炉に対する吹錬制御をニューラルネットワークでモデル化する手法においては、このニューラルネットワークを用いて算出された吹止積算酸素量に対して、各重み係数の学習に用いた操業(吹錬条件や実績データ)の変動についてはある程度反映されるが、学習に用いられていない状態についての汎用性に欠ける。また、ニューラルネットワークの学習には多大な計算を要する上、頻繁に再学習をしないと吹錬条件や実績データの変化に追従できない。
【0014】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、今回新規に実施するチャージの項目全体を一つのベクトル(集合)として定義することにより、過去に実施された多数の実績チャージから真に類似した実績チャージを選択でき、この実績チャージから高精度の吹止積算酸素量を算出でき、実際の吹錬終了時に出鋼される溶鋼の組成を確実に目標組成に一致させることができ、この転炉から出鋼される鋼で製造される鉄鋼製品の品質を向上できるとともに、二次精錬の負荷低減を図ることができる転炉吹錬制御方法を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも転炉に銑鉄と各種副原料とを投入した状態で吹錬を実施する各チャージにおいて、転炉に対する送酸量を調整して各チャージの吹錬終了時の組成を目標組成に一致させる転炉吹錬制御方法に適用される。
【0016】
そして、上記課題を解消するために、本発明の転炉吹錬制御方法においては、先ず、新規に実施するチャージにおける少なくとも銑鉄の投入量と投入時の組成と吹錬終了時の目標組成とを含む複数項目からなる吹錬条件を新規吹錬ベクトルと定義する。次に、過去に実施された各チャージにおける吹錬条件及び吹錬終了時の実績吹止積算酸素量を実績データとして記憶した吹錬実績データベースに記憶された各チャージの吹錬条件をそれぞれ実績吹錬ベクトルと定義する。
【0017】
さらに、この複数の実績吹錬ベクトルのなかから新規吹錬ベクトルに類似する所定数の実績吹錬ベクトルを選択し、この選択された所定数の実績吹錬ベクトルの各吹錬条件及び各実績吹止積算酸素量から新規に実施するチャージの吹止積算酸素量を推定する近似モデルを作成する。
【0018】
そして、この作成した近似モデルを用いて新規に実施するチャージの吹止積算酸素量を推定し、この推定された吹止積算酸素量に基づいて、新規に実施するチャージの転炉に対する送酸量を定める。
【0019】
このように構成された転炉吹錬制御方法の特徴を説明する。
新規に実施するチャージにおいて、このチャージの実行後に出鋼される溶鋼の組成が目標組成となる吹止積算酸素量を効率的に予測する手法を考える。この新規に実施するチャージの吹錬条件に類似する吹錬条件を有した過去のチャージをデータベースから検索して、この検索された過去のチャージの実積吹止積算酸素量を参考にして、新規に実施するチャージの吹錬実行期間における吹止積算酸素量の予測を行う。
【0020】
この場合、問題となるのは、各チャージにおける吹錬条件を構成する項目は多岐に亘り、項目数も十数個と非常に多いので、新規に実施するチャージの吹錬条件に完全に一致する吹錬条件を有した過去のチャージが存在することはまずない。したがって、類似した吹錬条件を有した過去のチャージを選択する必要がある。この場合、特定の項目のみに注目して選択すると、実際とはかけ離れた吹止積算酸素量が推定されることになる。したがって、いかに類似した吹錬条件を有した過去のチャージを選択するかが重要となる。
【0021】
そこで、本発明においては、新規に実施するチャージにおける吹錬条件を構成する銑鉄の投入量、投入時の組成、吹錬終了時の目標組成等の各項目は個別の項目として扱われるのではなくて、複数の項目の集合として扱い、この各項目の集合を新規吹錬ベクトルと定義する。同様に、過去に実施された各チャージにおける吹錬条件を構成する各項目の集合を実績吹錬ベクトルと定義する。
【0022】
そして、この過去の多くの実績吹錬ベクトルのなかから新規吹錬ベクトルに類似する所定数の実績吹錬ベクトルを選択して、この選択された所定数の実績吹錬ベクトルに対応する実績の吹錬条件の各項目の値と各実績吹止積算酸素量とを用いて近似モデルを作成している。
【0023】
このように、各吹錬条件を複数の項目の集合からなるベクトルとして扱い、ベクトル相互間の類似度を集合どうしの類似度で評価することによって、より正確に類似した吹錬条件を有した過去のチャージを選択できる。よって、より正確な吹止積算酸素量を推定する近似モデルが作成され、この近似モデルを用いて、新規のチャージに対するより正確な吹止積算酸素量が推定される。この推定された吹止積算酸素量に基づいて、転炉に対する送酸量が求まる。
【0024】
また、別の発明は、上述した発明の転炉吹錬制御方法において、新規吹錬ベクトルと各実績吹錬ベクトルとの差のベクトルのノルムを算出して、この算出されたノルムが小さい所定数の実績吹錬ベクトルを、新規吹錬ベクトルに類似する所定数の実績吹錬ベクトルとしている。
【0025】
このように、ベクトル相互間の類似度を定量的に評価する手法として数学的に確立された手法であるノルム(norm)を採用することによって、より簡単に類似した過去のチャージを選択できる。
【0026】
また、別の発明は、上述した転炉睡蓮制御方法において、各ノルムは、新規吹錬ベクトルと各実績吹錬ベクトルを構成する各項目の値を吹錬実績データベースに記憶された各項目の統計値で正規化した値とした新規吹錬正規化ベクトルと各実績吹錬正規化ベクトルとで算出される。
【0027】
このように、吹錬条件を構成する各項目を正規化した正規化ベクトルを用いてノルムを算出することによって、より正確にベクトル相互間の類似度を評価可能である。
【0028】
また、別の発明は、上述した転炉吹錬制御方法において、所定数の実績吹錬ベクトルの各吹錬条件を構成する各項目の値と各実績吹止積算酸素量とが近似モデルを満足すると仮定して、回帰式を用いてこの近似モデルを同定する。
【0029】
実績吹止積算酸素量と吹錬条件とは測定誤差を含む種々の要因にて完全に1対1で対応しないので、統計的な回帰式を用いてこの近似モデルが同定される。
【0030】
また、別の発明は、上述した転炉吹錬制御方法において、近似モデルは、選択された所定数の実績吹錬ベクトルと新規吹錬ベクトルとの差のベクトルの各ノルムの値に応じて付与された重み付値と、対応する各チャージの実績吹止積算酸素量とで、新規に実施するチャージの吹止積算酸素量を推定する。
【0031】
このように、構成された転炉吹錬制御方法における近似モデルにおいては、選択された所定数の実績の各チャージの実績吹止積算酸素量を用いて算出するのであるが、この各実績吹止積算酸素量は、ノルムの値に応じて付与された重み付値が付加されるので、統計的により正確な吹止積算酸素量を推定できる。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係わる転炉吹錬制御方法が適用される転炉吹錬制御装置の概略構成を示すブロック図である。この転炉吹錬制御装置はコンピュータ等の一種の情報処理装置で形成されている。
【0033】
この転炉吹錬制御装置内には、キーボード等の操作者が各種情報を入力するための操作部1、過去に実施された各チャージの実績データを記憶する吹錬実績データベース2、算出された吹止積算酸素量や、転炉に対する送酸量を表示する表示器3が組込まれている。なお、操作者が操作する操作部1を介することなく、上位計算機から直接この転炉吹錬制御装置へ各種情報を入力することも可能である。
【0034】
吹錬実績データベース2内には、図2に示すように、過去に実施された各チャージを特定するチャージ番号毎に、吹錬条件4と実績熱余裕5とが記憶されている。吹錬条件4として、複数の項目1〜nにおける実際の値x1、x2、x3、x4、x5、x6、…、xnが記憶されている。例えば、項目1(値x1)はこの転炉に投入する溶銑の量(実績)であり、項目2(値x2)はこの転炉に投入する溶銑の一つ組成(例えば炭素Cの含有率 実績)であり、項目3(値x3)はこの転炉に投入する溶銑の温度(実績)であり、項目4(値x4)はこの転炉に投入する副原料の一つの銘柄(種類)の投入量(実績)であり、項目5(値x5)は吹錬終了時点(終点)で転炉から出鋼される溶銑の一つの実績の組成であり、項目6(値x6)は吹錬終了時点(終点)で転炉から出鋼される溶銑の実績の温度(終点実績温度)である。
【0035】
なお、転炉に投入する溶銑の組成は、上述した炭素Cの含有率以外にも、マンガンMn、珪素Si、燐P等の各含有率が存在し、それぞれ異なる項目番号(値x)を付されて吹錬実績データベース2内に記憶されている。
同様に、転炉に投入する副原料の投入量も、複数の銘柄の投入量がそれぞれ異なる項目番号(値x)を付されて吹錬実績データベース2内に記憶されている。マンガンMn、シリコンSi、燐P、酸素O等の各金属の含有率がある。したがって、前記項目は、図2に記載された6個の項目以外にも、副原料に含まれるマンガンMn、珪素(シリコン)Si、燐P等の含有率等も含まれる。
【0036】
さらに、上述した項目5(値x5)の実績組成は吹錬終了時点で実際に測定された溶鋼の一つ組成(例えば炭素Cの含有率)であり、この炭素C以外にも、マンガンMn、珪素Si、酸素O等の各金属の含有率が、それぞれ異なる項目番号(値x)を付されて吹錬実績データベース2内に記憶されている。
【0037】
実績吹止積算酸素量(h)5は、該当チャージの吹錬の実行期間中に転炉に吹込まれた酸素の実測された総量を示す。
【0038】
図1に示す転炉吹錬制御装置内には、上述した操作部1、吹錬実績データベース2、表示器3の他に、アプリケーション・プログラム上に形成された、新規条件入力部6、新規条件ベクトル定義部7、実績条件ベクトル定義部8、正規化ベクトル作成部9、ノルム算出部10、類似ベクトル選択部11、近似モデル作成部12、吹止積算酸素量算出部13、送酸量算出部14等が設けられている。
【0039】
次に、このように構成された転炉吹錬制御装置の各部6〜14の動作を図3に示す流れ図を用いて説明する。
【0040】
操作者が、操作部1を介して、新規に実施するチャージにおける前述した1〜nの各項目における実際の値x1、x2、x3、x4、x5、x6、…、xnを新規吹錬条件[x’1、x’2、x’3、x’4、x’5、x’6、…、x’n]として新規条件入力部6へ入力する。なお、操作部1を介することなく、上位計算機から上述した新規吹錬条件を直接入力することも可能である。
【0041】
具体的には、項目1(値x1)は投入する溶銑量であり、項目2(値x2)は投入する溶銑の一つ組成(例えば炭素C)であり、項目3(値x3)は投入する溶銑の温度であり、項目4(値x4)は投入する副原料の一つの銘柄(種類)の投入量であり、項目5(値x5)は吹錬終了時点(終点)で転炉から出鋼される溶銑の目標とする一つの組成(例えば炭素C)であり、項目6(値x6)は吹錬終了時点(終点)で転炉から出鋼される溶銑の目標とする温度(終点目標温度)である。
【0042】
なお、上述した目標組成は吹錬終了時点での目標とする溶鋼の組成であり、この組成には、上述した炭素C以外にも、マンガンMn、珪素Si、酸素O等の各金属の含有率が存在する。
【0043】
このように、新規に実施するチャージにおける新規吹錬条件の1〜nの各項目のうち、項目5(値x5)及び項目6(値x6)は目標とする目標組成及び終点目標温度である。図2に示す吹錬実績データベース2に記憶された実績のチャージの吹錬条件においては、この新規吹錬条件における目標組成及び終点目標温度が同一項目でそれぞれ実績組成及び終点実績温度に置き換えられる。
【0044】
新規吹錬条件[x’1、x’2、x’3、x’4、x’5、x’6、…、x’n]が入力されると、新規条件入力部6が起動して、この入力した新規吹錬条件[x’1、x’2、x’3、x’4、x’5、x’6、…、x’n]を新規条件ベクトル定義部7へ送出する(ステップS1)。新規条件ベクトル定義部7は、入力した新規吹錬条件を新規吹錬ベクトルaと定義する(S2)。
【0045】
a=(x’1、x’2、x’3、x’4、x’5、x’6、…、x’n
次に、実績条件ベクトル定義部8が起動して、図2の吹錬実績データベース2に記憶されている実績の各チャージの実績吹錬条件[x1、x2、x3、x4、x5、x6、…、xn]をそれぞれ実績吹錬ベクトルbと定義する。
【0046】
b=(x1、x2、x3、x4、x5、x6、…、xn
次に、正規化ベクトル作成部9が起動して、吹錬実績データベース2に記憶されている各項目1〜nの実際の各値xi(i=1,2,…,n)を全てのチャージに亘って平均し、平均値ui及び標準偏差σiを算出する(S3)。次に、各チャージにおける実績吹錬条件における各項目の値xi(i=1,2,…,n)を正規化する。正規化された各項目の値xibは、
xib=(xi―ui)/σi
となる(S4)。
【0047】
次に、各チャージの実績吹錬ベクトルbの各項目の値xiを正規化された値xibに置き換えたベクトルを実績吹錬正規化ベクトルboを定義する(S5
)。
【0048】
bo=(x1b、x2b、x3b、x4b、x5b、x6b、…、xnb
さらに、新規吹錬ベクトルaの各項目の値x’iを、先に説明した吹錬実績データベース2の各値から求めた平均値ui及び標準偏差σiを用いて正規化し、
xia=(x’i―ui)/σi
この正規化された各値xiaに置き換えて、新規吹錬正規化ベクトルaoを定義する(S6)。
【0049】
ao=(x1a、x2a、x3a、x4a、x5a、x6a、…、xna
ノルム算出部10が起動して、この新規吹錬正規化ベクトルaoと各実績吹錬正規化ベクトルboとの間の各偏差Δabを設定し(S7)、
Δab=ao―bo
この各偏差Δabをベクトルao、bo相互間の類似度の定量的な評価基準としてのノルム|Δab|を算出する(S8)。
【0050】
|Δab|
=[(x1a―x1b2+(x2a―x2b2+…+(xna―xnb21/2
なお、吹錬条件における各項目毎に重み係数w1、w2、…、wnを乗算して算出したノルム|Δab|であってもよい。
【0051】
|Δab|
=[w1(x1a―x1b2+w2(x2a―x2b2+…+wn(xna―xnb21/2吹錬実績データベース2に記憶された全部の実績チャージにおける新規チャージに対する各ノルム|Δab|の算出処理が終了すると、擬似ベクトル選択部11が起動して、この算出された各ノルム|Δab|のうちの小さいほうからk個(所定数)のノルム|Δab|を選択する(S9)。
【0052】
選択されたk個のノルム|Δab|に対応する実績チャージの実績吹錬条件における各項目の値x1、x2、x3、x4、x5、x6、…、xn、及び対応する実績吹止積算酸素量hを読出す(S10)。
【0053】
なお、近似したk個を定める手法として、赤池の情報量基準、予測誤差、クロスバリデーションの各手法を採用してもよい。
【0054】
次に、近似モデル作成部12が起動して、吹止積算酸素量Hdの近似モデルとして、吹止積算酸素量Hdを先述した吹錬条件の各項目の値x1、x2、x3、x4、x5、x6、…、xnを変数とする線形関数で示した線形近似式を設定する(S11)。
Hd=c11+c22+c33+c44+c55+…+cnn+c0
但し、c1、c2、c3、…、cnは係数であり、c0は定数である。
【0055】
転炉に対する吹錬期間中に転炉に吹込む(供給する)べき酸素の総量である吹止積算酸素量は、主として、この転炉に投入された銑鉄等の主原料に含まれる各成分や不純物を燃焼(酸化)させるための各酸素量で決定される。具体的には、目標組成を得るために必要な、炭素C燃焼酸素量、珪素Si燃焼酸素量、燐P燃焼酸素量、マンガンMn燃焼酸素量の他に、投入された鉄鉱石や他の副原料に予め含有されている固定酸素量も考慮して決定される。
【0056】
この吹止積算酸素量を決定するための上述した各必要酸素量は、前述した吹錬条件の各項目の値x1、x2、x3、x4、x5、x6、…、xnでほぼ一義的に定まるとみなせるので、このチャージにおける吹錬期間中に必要な吹止積算酸素量Hdも吹錬条件の各項目の値x1、x2、x3、x4、x5、x6、…、xnの関数で表現できる。
【0057】
この時、新規吹錬ベクトルの近傍では局所的に線形近似が可能と考えられる。したがって、吹止積算酸素量Hdは吹錬条件の各項目の値x1、x2、x3、x4、x5、x6、…、xnを変数として用いた線形近似式で表現できる。したがって、各係数c1、c2、c3、…、cn及び定数c0が求まれば、上述した線形近似式は確定する。
【0058】
新規に実施するチャージに類似する各実績チャージの実績吹錬条件の各項目の値x1、x2、x3、x4、x5、x6、…、xn、及び対応する実績吹止積算酸素量hは上述した線形近似式をほぼ満足するはずであるので、k個の実績吹錬条件の各項目の値x1、x2、x3、x4、x5、x6、…、xn、及び対応する実績吹止積算酸素量hを上述した線形近似式に代入して、最小2乗法等で、各係数c1、c2、c3、…、cn及び定数c0を求める(S12)。
【0059】
吹止積算酸素量算出部13が起動して、このようにして求めた線形近似式に、新規に実施するチャージの吹錬条件(新規吹錬条件)における各項目の値x1、x2、x3、x4、x5、x6、…、xnを代入して、新規に実施するチャージの予想される吹止積算酸素量Hdを算出する。そして、算出した吹止積算酸素量Hdを表示器3に表示出力する(S13)。
【0060】
次に、送酸量算出部14が起動して、この吹止積算酸素量Hdに基づいて、吹錬期間の各経過時刻に実際に転炉に吹込む酸素の量を示す送酸素量を算出する。そして、その算出結果を表示器3に表示出力する(S14)。
【0061】
このように構成された転炉吹錬制御方法においては、新規に実施するチャージにおける吹錬条件を構成する1〜nの各項目は個別の項目として扱われるのではなくて、複数の項目の集合として扱い、この各項目の集合を新規吹錬ベクトルaと定義される。同様に、過去に実施された各チャージにおける吹錬条件を構成する各項目の集合を実績吹錬ベクトルbと定義される。
【0062】
そして、この過去の多くの実績吹錬ベクトルbのなかから新規吹錬ベクトルaに類似するk個の実績吹錬ベクトルbを選択して、この選択されたk個の実績吹錬ベクトルbに対応する実績の吹錬条件の各項目における実際の値x1、x2、x3、x4、x5、x6、…、xn値と各実績吹止積算酸素量hとを用いて近似モデルとしての線形近似式の各係数c1、c2、c3、…、cn及び定数c0を同定している。
【0063】
この場合、各吹錬条件を複数の項目の集合からなるベクトルa、bとして扱い、ベクトル相互間の類似度を、ベクトルの差のノルム|Δab|で評価することによって、より正確に類似した吹錬条件を有した過去のチャージを選択できる。よって、新規に実施するチャージのより正確な吹止積算酸素量Hdを推定可能となる。
【0064】
その結果、新規に実施するチャージにおける吹錬終了時の組成を正確に目標組成に一致させることができ、この転炉から出鋼される鋼で製造される鉄鋼製品の品質を向上できるとともに、二次精錬の負荷低減を図ることができる。
【0065】
さらに、従来手法におけるニューラルネットワーク・モデルを採用していないので、この吹錬制御を実施するための計算機の負荷が増大することはない。
【0066】
(第2実施形態)
以下、本発明の第2実施形態に係わる転炉吹錬制御方法を説明する。
この第2実施形態の転炉吹錬制御方法は、先に説明した第1実施形態の転炉吹錬制御方法における吹止積算酸素量Hdを求める近似モデルが異なるのみであるので、ここでは、この吹止積算酸素量Hdを求める近似モデルの求め方を説明する。
【0067】
吹錬実績データベース2に記憶された全部の実績チャージにおける新規に実施するチャージに対する各ノルム|Δab|の算出処理が終了すると、擬似ベクトル選択部11が起動して、この算出された各ノルム|Δab|のうちの小さいほうからk個のノルム|Δab|を選択するまでは、先に説明した第1実施形態の転炉吹錬制御方法と同じである。
【0068】
この第2実施形態の転炉吹錬制御方法においては、k個のベクトル相互間の類似度(距離)を表す各ノルム|Δab|を距離d1、d2、d3、d4、…、dkとする。そして、このk個の距離d1、d2、d3、d4、…、dkのうち最大距離をdmaxとする。またk個の距離d1、d2、d3、d4、…、dkに対応する実績の各チャージの実績吹止積算酸素量をh1、h2、h3、h4、…、hkとする。
【0069】
ここで、各実績吹止積算酸素量h1、h2、h3、h4、…、hkに対して乗算する各重み係数をw1、w2、w3、…、wkとすると、各重み係数wi(i=1,2,3,…,k)を各距離di(i=1,2,3,…,k)を用いて下記で定義する。
i=[1―(di/dmax)33
W=w1+w2+w3+…+wk
すなわち、距離が短いほど(ベクトルが類似しているほど)、重み係数wiは大きくなる。
【0070】
そして、求める新規に実施するチャージの吹止積算酸素量Hdの近似モデルを下式で定義する。
【0071】
Hd=[w11+w22+w33+…+wkk]/W
そして、吹止積算酸素量Hdが求まると、この吹止積算酸素量Hdを用いて吹錬期間の各経過時刻に実際に転炉に吹込む酸素の量を示す送酸素量を算出する。そして、その算出結果を表示器3に表示出力する。
【0072】
なお、各wi(i=1,2,3,…,k)の設定方法は、上式以外にも、正規分布関数など種々の方法が考えられる。
【0073】
このように構成された第2実施形態の転炉吹錬制御方法においても、新規に実施するチャージの新規吹錬ベクトルaに近似するk個の実績吹錬ベクトルbを選択して、この選択したk個の実績吹錬ベクトルbに対応する実績チャージの実績吹止積算酸素量hを用いて、新規に実施するチャージの吹止積算酸素量Hdを算出しているので、先に説明した第1実施形態の転炉吹錬制御方法とほぼ同様の作用効果を奏することが可能である。
【0074】
さらに、この第2実施形態の転炉吹錬制御方法においは、実績熱余裕h1、h2、h3、h4、…、hkに対して、ノルムの値に応じて付与された重み係数w1、w2、w3、…、wkが乗算されるので、統計的により正確な吹止積算酸素量Hdを推定できる。
【0075】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の転炉吹錬制御方法においては、新規に実施するチャージの新規吹錬ベクトルに近似する所定数の実績吹錬ベクトルを選択して、この選択した各実績吹錬ベクトルに対応する実績チャージの実績吹止積算酸素量を用いて、新規に実施するチャージの吹止積算酸素量を推定する近似モデルを作成している。
【0076】
したがって、過去に実施された多数の実績チャージから真に類似した実績チャージを選択でき、この実績チャージから高精度の吹止積算酸素量を算出でき、実際の吹錬終了時の組成を正確に目標組成に一致させることができ、この転炉から出鋼される鋼で製造される鉄鋼製品の品質を向上できるとともに、二次精錬の負荷低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係わる転炉吹錬制御方法が適用される転炉吹錬制御装置の概略構成を示すブロック図
【図2】同転炉吹錬制御装置内に形成された吹錬実績データベースの記憶内容を示す図
【図3】同転炉吹錬制御装置の動作を示す流れ図
【符号の説明】
1…操作部
2…吹錬実績データベース
3…表示部
6…新規条件入力部
7…新規条件ベクトル定義部
8…実績条件ベクトル定義部
9…正規化ベクトル作成部
10…ノルム算出部
11…類似ベクトル選択部
12…近似モデル作成部
13…吹止積算酸素量算出部
14…送酸量算出部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a converter blowing control method for performing control to make the composition of molten steel coincide with a target composition at the end of blowing for a converter.
[0002]
[Prior art]
The converter uses pig iron supplied from the blast furnace and scrap prepared separately as a main raw material. After adding auxiliary materials such as lime to this, oxygen is blown from above, sulfur S and phosphorus P contained inside It has a function of removing impurities such as oxidization, refining a steel having a desired composition and temperature, and supplying it to the next rolling step. Then, the main raw material and auxiliary raw material are supplied to the converter, oxygen is sprayed, and one process from the time when the steel having the desired composition and temperature is output (output steel) at the final point (end point) is “charged” ".
[0003]
The amount, composition, and temperature of pig iron and scrap supplied to the converter vary from charge to charge, so in order to produce steel having a uniform composition and a uniform temperature over all charges. It is necessary to carry out optimal blowing control for each charge.
[0004]
Therefore, conventionally, in this blowing control, the carbon contained in the molten steel that is produced at the end of the blowing operation against the blowing conditions such as pig iron and scrap composition and temperature that fluctuate for each charge of the converter. In order to make the composition containing the contents of C, phosphorus P, silicon Si, manganese Mn, etc. coincide with the target composition, the total amount of blown oxygen that indicates the total amount of oxygen blown into the converter during the blowing process is calculated. It was.
[0005]
Conventionally, the calculation of the total amount of blown oxygen has been performed by a static material balance calculation model as the amount of oxygen necessary for combustion.
In addition, as a dynamic calculation model for the total amount of blown oxygen, the target carbon amount, the amount of oxygen required to reach the target temperature, and the coolant are calculated based on the measurement results of the molten steel temperature and carbon amount using the sublance during the blowing. The amount is corrected.
[0006]
However, in these calculations, variations in blowing conditions and changes over time cannot be expressed sufficiently in the model, and so far, methods for correcting theoretical equations using learning terms have been studied.
[0007]
For example, according to Japanese Patent No. 2703254, in the static model, the blown integrated oxygen amount y is expressed as a function of blowing conditions.
[0008]
y = F (x1, X2, XThree, ..., xn)
Where x1, X2, XThree, ..., xnIs composed of blowing conditions such as pig iron, scrap materials and other main raw materials and auxiliary raw materials such as lime input, composition of the main raw materials, temperature of the pig iron to be charged, etc. The value (variable) of each item of n.
[0009]
At this time, an actual model correction (learning) term Δa is added to the above equation and rewritten below.
y = F (x1, X2, XThree, ..., xn) + Δa
Here, an exponential smoothing method or the like has been studied as a learning procedure for updating the learning term Δa at the end of each blowing in each charge.
[0010]
In JP-A-6-264129, the blowing control for the converter is performed with each item constituting the blowing conditions as an input layer, and the total amount of blown-off oxygen and the temperature and composition at the end of the blowing are output layers. A method is proposed in which the weighting coefficient of the intermediate layer in the neural network is updated by using the neural network as a model and periodically using blowing performance data.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, with the above-described methods, there are still the following problems to be solved even in the converter blowing control method in which the composition at the end of the actual blowing in the newly implemented charge matches the target composition. It was.
[0012]
That is, the method of expressing the blown integrated oxygen amount y as a function of the blowing conditions and correcting the learning term Δa for each charge is basically centered on the correction based on the blowing performance performed in the immediately preceding charge. Thus, the influence of many past charges is reflected only by the exponential smoothing circuit, and the similarity of the entire blowing conditions is not reflected in the calculation of the current blown integrated oxygen amount y.
[0013]
Furthermore, in the method of modeling the blowing control for the converter with a neural network, the operation (blowing conditions) used for learning each weighting factor for the integrated amount of blown oxygen calculated using this neural network. And fluctuations in performance data) are reflected to some extent, but lack general versatility for states that are not used for learning. In addition, learning of a neural network requires a large amount of calculation, and unless it is re-learned frequently, it cannot follow changes in blowing conditions and performance data.
[0014]
The present invention has been made in view of such circumstances, and by defining the entire charge item to be newly implemented as a single vector (set), it is possible to truly A similar actual charge can be selected, and the highly accurate blown accumulated oxygen amount can be calculated from this actual charge, and the composition of the molten steel produced at the end of actual blowing can be surely matched with the target composition. It aims at providing the converter blowing control method which can aim at the load reduction of secondary refining while improving the quality of the steel products manufactured with the steel produced from a converter.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a target composition at the end of blowing of each charge by adjusting the amount of acid sent to the converter in each charge in which blowing is performed with at least pig iron and various auxiliary materials being charged into the converter. It is applied to the converter blowing control method to match.
[0016]
In order to solve the above problems, in the converter blowing control method of the present invention, first, at least the amount of pig iron input, the composition at the time of charging, and the target composition at the end of blowing are determined in the charge to be newly performed. The blowing condition consisting of multiple items is defined as a new blowing vector. Next, the blowing conditions for each charge stored in the blowing performance database that stores the blowing conditions for each charge carried out in the past and the actual blown-off integrated oxygen amount at the end of the blowing as performance data, respectively. Defined as a smelting vector.
[0017]
Further, a predetermined number of actual blowing vectors similar to the new blowing vector are selected from the plurality of actual blowing vectors, and each blowing condition and each actual blowing of the selected predetermined number of actual blowing vectors are selected. Create an approximate model for estimating the total blown-off oxygen amount of the charge to be newly implemented from the stop-off integrated oxygen amount.
[0018]
Then, using this approximate model, the estimated amount of accumulated blow-off oxygen for the charge to be newly implemented is estimated, and based on this estimated accumulated amount of blow-off oxygen, the amount of oxygen delivered to the converter for the newly implemented charge Determine.
[0019]
  The features of the converter blowing control method configured as described above will be described.
  Consider a method for efficiently predicting the total amount of blown oxygen that reaches the target composition of the molten steel that is produced after execution of this charge. This search is performed by searching the database for past charges having blowing conditions similar to those of the newly executed charge.WasWith reference to the actual accumulated blow-off accumulated oxygen amount of the past charge, the blow-off accumulated oxygen amount in the charge refining execution period to be newly performed is predicted.
[0020]
In this case, the problem is that there are a wide variety of items that make up the blowing conditions for each charge, and the number of items is very large, such as a dozen or so. There is rarely a past charge with blowing conditions. Therefore, it is necessary to select a past charge having similar blowing conditions. In this case, if only a specific item is selected and selected, the blown integrated oxygen amount that is far from the actual is estimated. Therefore, it is important how to select a past charge having similar blowing conditions.
[0021]
Therefore, in the present invention, each item such as the amount of pig iron input, composition at the time of injection, target composition at the end of blowing is not treated as an individual item, which constitutes the blowing conditions in the charge newly implemented. Thus, it is treated as a set of a plurality of items, and this set of items is defined as a new blowing vector. Similarly, a set of items constituting blowing conditions in each charge performed in the past is defined as a performance blowing vector.
[0022]
Then, a predetermined number of actual blown vectors similar to the new blown vector are selected from the many actual blown vectors in the past, and the actual blowing corresponding to the selected predetermined number of actual blown vectors is selected. An approximate model is created using the value of each item of the smelting conditions and the actual amount of accumulated blowout oxygen.
[0023]
In this way, each blowing condition is treated as a vector consisting of a set of multiple items, and the past between those having similar blowing conditions more accurately by evaluating the similarity between the vectors by the similarity between the sets. Can be selected. Therefore, an approximate model for estimating a more accurate integrated blown oxygen amount is created, and using this approximate model, a more accurate integrated blown oxygen amount for a new charge is estimated. Based on the estimated blown integrated oxygen amount, the amount of acid sent to the converter is obtained.
[0024]
Another invention relates to the converter blowing control method of the invention described above, wherein a norm of a difference vector between the new blowing vector and each actual blowing vector is calculated, and the calculated norm is a predetermined number that is small. Are a predetermined number of actual blown vectors similar to the new blown vector.
[0025]
Thus, by adopting a norm, which is a mathematically established technique, for quantitatively evaluating the degree of similarity between vectors, similar past charges can be selected more easily.
[0026]
Further, in another converter according to the above-described converter water lily control method, each norm includes a new blowing vector and a value of each item constituting each actual blowing vector, and statistics of each item stored in the blowing actual database. A new blowing normalization vector normalized by the value and each actual blowing normalization vector are calculated.
[0027]
Thus, by calculating the norm using the normalized vector obtained by normalizing each item constituting the blowing condition, the similarity between the vectors can be evaluated more accurately.
[0028]
According to another invention, in the converter blowing control method described above, the value of each item constituting each blowing condition of each of the predetermined number of actual blowing vectors and each actual blown integrated oxygen amount satisfy the approximate model. Assuming that, this approximate model is identified using a regression equation.
[0029]
Since the actual blown accumulated oxygen amount and the blowing conditions do not completely correspond one-to-one due to various factors including measurement errors, this approximate model is identified using a statistical regression equation.
[0030]
According to another invention, in the converter blowing control method described above, the approximate model is assigned according to each norm value of a difference vector between the selected predetermined number of actual blowing vectors and the new blowing vector. Based on the weighted value and the actual blown integrated oxygen amount of each corresponding charge, the blown integrated oxygen amount of the charge to be newly implemented is estimated.
[0031]
Thus, in the approximate model in the configured converter blowing control method, calculation is performed using the actual blown integrated oxygen amount of each charge of the predetermined number of selected records. Since the weighted value given according to the norm value is added to the integrated oxygen amount, it is possible to estimate a statistically more accurate blown integrated oxygen amount.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a converter blowing control apparatus to which the converter blowing control method according to the first embodiment of the present invention is applied. This converter blowing control device is formed of a kind of information processing device such as a computer.
[0033]
In the converter blowing control device, an operation unit 1 for an operator such as a keyboard to input various information, a blowing performance database 2 for storing data of each charge performed in the past, and a calculation A display 3 that displays the total amount of blown oxygen and the amount of acid sent to the converter is incorporated. In addition, it is also possible to input various information directly to this converter blowing control apparatus from a high-order computer, without going through the operation part 1 which an operator operates.
[0034]
In the blowing performance database 2, as shown in FIG. 2, a blowing condition 4 and a performance heat margin 5 are stored for each charge number that identifies each charge that has been performed in the past. As blowing condition 4, actual values x in a plurality of items 1 to n1, X2, XThree, XFour, XFive, X6, ..., xnIs remembered. For example, item 1 (value x1) Is the amount (actual) of hot metal charged to this converter, and item 2 (value x2) Is one composition of hot metal to be introduced into this converter (for example, carbon C content rate), item 3 (value xThree) Is the temperature (actual) of the hot metal charged into the converter, and item 4 (value xFour) Is the input amount (actual) of one brand (type) of the auxiliary material to be input to this converter, and item 5 (value xFive) Is the composition of one record of hot metal produced from the converter at the end of blowing (end point), item 6 (value x6) Is the actual temperature (end point actual temperature) of the hot metal discharged from the converter at the end of blowing (end point).
[0035]
  In addition to the carbon C content described above, the hot metal composition to be introduced into the converter has various contents such as manganese Mn, silicon Si, phosphorus P, etc., and each has a different item number (value x). And stored in the blowing performance database 2.
  Similarly, the input amount of the auxiliary raw material to be input to the converter is also stored in the blowing performance database 2 with item numbers (values x) having different input amounts of a plurality of brands. There is a content of each metal such as manganese Mn, silicon Si, phosphorus P, oxygen O and the like.Therefore, in addition to the six items shown in FIG. 2, the items include the contents of manganese Mn, silicon (silicon) Si, phosphorus P, and the like contained in the auxiliary material.
[0036]
Furthermore, the above item 5 (value xFive) Is the composition of the molten steel actually measured at the end of blowing (for example, the content of carbon C). Besides this carbon C, each metal such as manganese Mn, silicon Si, oxygen O, etc. Are stored in the blowing performance database 2 with different item numbers (value x).
[0037]
The actual blown accumulated oxygen amount (h) 5 indicates the measured total amount of oxygen blown into the converter during the period of execution of blowing of the corresponding charge.
[0038]
In the converter blowing control apparatus shown in FIG. 1, in addition to the operation unit 1, the blowing performance database 2, and the display 3 described above, a new condition input unit 6 and a new condition formed on the application program are provided. Vector definition unit 7, performance condition vector definition unit 8, normalization vector creation unit 9, norm calculation unit 10, similar vector selection unit 11, approximate model creation unit 12, blown integrated oxygen amount calculation unit 13, oxygenation amount calculation unit 14 etc. are provided.
[0039]
Next, operation | movement of each part 6-14 of the converter blowing control apparatus comprised in this way is demonstrated using the flowchart shown in FIG.
[0040]
The actual value x in each item 1 to n in the charge newly performed by the operator via the operation unit 1 is described above.1, X2, XThree, XFour, XFive, X6, ..., xnNew blowing conditions [x ’1, X ’2, X ’Three, X ’Four, X ’Five, X ’6, ..., x 'n] To the new condition input unit 6. In addition, it is also possible to directly input the above-described new blowing conditions from the host computer without using the operation unit 1.
[0041]
Specifically, item 1 (value x1) Is the amount of hot metal to be added. Item 2 (value x2) Is one composition of hot metal to be added (for example, carbon C), and item 3 (value xThree) Is the temperature of the hot metal to be added. Item 4 (value x)Four) Is the input amount of one brand (type) of the auxiliary raw material to be input, and item 5 (value xFive) Is one composition (for example, carbon C) that is the target of hot metal to be produced from the converter at the end of blowing (end point), and item 6 (value x)6) Is a target temperature (end point target temperature) of the hot metal to be discharged from the converter at the end of blow blowing (end point).
[0042]
In addition, the target composition mentioned above is a composition of the target molten steel at the time of completion | finish of blowing, In this composition, in addition to the carbon C mentioned above, content rate of each metal, such as manganese Mn, silicon Si, oxygen O, etc. Exists.
[0043]
Thus, among items 1 to n of the new blowing conditions in the charge newly implemented, item 5 (value xFive) And item 6 (value x)6) Is the target composition and end target temperature. In the actual charge blowing conditions stored in the blowing performance database 2 shown in FIG. 2, the target composition and end point target temperature in the new blowing conditions are replaced with the actual composition and end point actual temperature, respectively, in the same item.
[0044]
New blowing conditions [x ’1, X ’2, X ’Three, X ’Four, X ’Five, X ’6, ..., x 'n] Is input, the new condition input unit 6 is activated, and the input new blowing condition [x ′1, X ’2, X ’Three, X ’Four, X ’Five, X ’6, ..., x 'n] Is sent to the new condition vector definition unit 7 (step S1). The new condition vector definition unit 7 converts the input new blowing condition into a new blowing vectorVa is defined (S2).
[0045]
Va = (x ′1, X ’2, X ’Three, X ’Four, X ’Five, X ’6, ..., x 'n)
Next, the result condition vector definition unit 8 is activated, and the result blowing condition [x of each charge stored in the blowing result database 2 of FIG.1, X2, XThree, XFour, XFive, X6, ..., xn] Each achievement blown vectorVb.
[0046]
Vb = (x1, X2, XThree, XFour, XFive, X6, ..., xn)
Next, the normalized vector creation unit 9 is activated, and the actual values xi (i = 1, 2,..., N) of the items 1 to n stored in the blowing performance database 2 are all charged. The average value ui and standard deviation σi are calculated (S3). Next, the value xi (i = 1, 2,..., N) of each item in the actual blowing conditions in each charge is normalized. The normalized value xib of each item is
xib = (xi-ui) / σi
(S4).
[0047]
Next, each charge performance blowing vectorVA vector obtained by replacing the value xi of each item of b with the normalized value xibVDefine bo (S5
).
[0048]
Vbo = (x1b, X2b, X3b, X4b, X5b, X6b, ..., xnb)
In addition, new blowing vectorVThe value x'i of each item of a is normalized using the average value ui and standard deviation σi obtained from each value of the blowing performance database 2 described above,
xia = (x'i-ui) / σi
Replace each normalized value xia with a new blowing normalization vectorVDefine ao (S6).
[0049]
Vao = (x1a, X2a, X3a, X4a, X5a, X6a, ..., xna)
The norm calculation unit 10 is activated and this new blowing normalization vectorVao and each achievement blowing normalization vectorVEach deviation Δ from boVab is set (S7),
ΔVab =Vao―Vbo
Each deviation ΔVab vectorVao,VNorm | Δ as a quantitative criterion for similarity between boVab | is calculated (S8).
[0050]
| ΔVab |
= [(X1a―X1b)2+ (X2a―X2b)2+ ... + (xna―Xnb)2]1/2
In addition, weighting factor w for each item in blowing condition1, W2... wnNorm calculated by multiplying || ΔVab |.
[0051]
| ΔVab |
= [W1(X1a―X1b)2+ W2(X2a―X2b)2+ ... + wn(Xna―Xnb)2]1/2Each norm for a new charge in all the actual charges stored in the blow blowing actual database 2 | ΔVWhen the calculation processing of ab | is completed, the pseudo vector selection unit 11 is activated and each calculated norm | ΔVab |, k (predetermined number) norm | ΔVab | is selected (S9).
[0052]
K selected norms | ΔVThe value x of each item in the performance blowing condition of the performance charge corresponding to ab |1, X2, XThree, XFour, XFive, X6, ..., xnAnd the corresponding actual blow-off integrated oxygen amount h is read (S10).
[0053]
Note that the Akaike information criterion, prediction error, and cross-validation methods may be employed as methods for determining the approximate k pieces.
[0054]
Next, the approximate model creation unit 12 is activated, and as an approximate model of the blown integrated oxygen amount Hd, the value x of each item of the blowing conditions described above for the blown integrated oxygen amount Hd.1, X2, XThree, XFour, XFive, X6, ..., xnIs set as a linear approximation expression represented by a linear function (S11).
Hd = c1x1+ C2x2+ CThreexThree+ CFourxFour+ CFivexFive+ ... + cnxn+ C0
Where c1, C2, CThree, ..., cnIs a coefficient and c0Is a constant.
[0055]
The total amount of blown-off oxygen, which is the total amount of oxygen to be blown into (supplied to) the converter during the blowing process for the converter, mainly consists of the components contained in the main raw materials such as pig iron and the like introduced into the converter. It is determined by each oxygen amount for burning (oxidizing) impurities. Specifically, in addition to the carbon C combustion oxygen amount, the silicon Si combustion oxygen amount, the phosphorus P combustion oxygen amount, and the manganese Mn combustion oxygen amount necessary for obtaining the target composition, the iron ore and other secondary oxygen that have been input are included. It is determined in consideration of the amount of fixed oxygen previously contained in the raw material.
[0056]
Each of the above-mentioned necessary oxygen amounts for determining the blown integrated oxygen amount is the value x of each item of the above-described blowing conditions.1, X2, XThree, XFour, XFive, X6, ..., xnTherefore, the accumulated amount of blown oxygen required during the blowing period in this charge is also the value x of each item of the blowing conditions.1, X2, XThree, XFour, XFive, X6, ..., xnIt can be expressed by the function
[0057]
At this time, it is considered that linear approximation is possible locally in the vicinity of the new blowing vector. Therefore, the blown integrated oxygen amount Hd is the value x of each item of the blowing condition.1, X2, XThree, XFour, XFive, X6, ..., xnCan be expressed by a linear approximation formula using as a variable. Therefore, each coefficient c1, C2, CThree, ..., cnAnd constant c0Is obtained, the above-described linear approximation formula is determined.
[0058]
Value x of each item of actual blowing conditions for each actual charge similar to newly implemented charge1, X2, XThree, XFour, XFive, X6, ..., xn, And the corresponding actual blown accumulated oxygen amount h should substantially satisfy the above-mentioned linear approximation formula, so the value x of each item of the k actual blowing conditions1, X2, XThree, XFour, XFive, X6, ..., xn, And the corresponding actual blown accumulated oxygen amount h is substituted into the above-described linear approximation formula, and each coefficient c is calculated by the least square method or the like.1, C2, CThree, ..., cnAnd constant c0Is obtained (S12).
[0059]
The blown integrated oxygen amount calculation unit 13 is activated, and the value x of each item in the charge blowing condition (new blowing condition) to be newly performed is added to the linear approximation obtained in this way.1, X2, XThree, XFour, XFive, X6, ..., xnIs substituted to calculate the predicted blown integrated oxygen amount Hd of the charge to be newly implemented. Then, the calculated blown integrated oxygen amount Hd is displayed and output on the display 3 (S13).
[0060]
Next, the oxygen supply amount calculation unit 14 is activated, and an oxygen supply amount indicating the amount of oxygen actually blown into the converter at each elapsed time of the blowing period is calculated based on the integrated blown oxygen amount Hd. To do. Then, the calculation result is displayed and output on the display 3 (S14).
[0061]
In the converter blowing control method configured in this way, each item of 1 to n constituting the blowing condition in the charge to be newly implemented is not treated as an individual item, but a set of a plurality of items The set of each item is treated as a new blowing vectorVa. Similarly, a set of items constituting the blowing conditions in each charge carried out in the past is used as the actual blowing vector.Vb.
[0062]
And many past achievements of this pastVNew blowing vector from bVk performance blow vectors similar to aVSelect b and select k actual blown vectorsVActual value x in each item of actual blowing conditions corresponding to b1, X2, XThree, XFour, XFive, X6, ..., xnEach coefficient c of the linear approximation formula as an approximation model using the value and each actual blown accumulated oxygen amount h1, C2, CThree, ..., cnAnd constant c0Has been identified.
[0063]
In this case, each blowing condition is a vector consisting of a set of multiple items.Va,Vb, and the similarity between vectors is represented by the norm of the vector difference | ΔVBy evaluating with ab |, past charges having similar blowing conditions can be selected more accurately. Therefore, it is possible to estimate a more accurate blown-off integrated oxygen amount Hd for a newly implemented charge.
[0064]
As a result, the composition at the end of blowing in the newly implemented charge can be accurately matched to the target composition, and the quality of steel products produced from the steel produced from this converter can be improved. The load of the next refining can be reduced.
[0065]
Further, since the neural network model in the conventional method is not adopted, the load on the computer for performing this blowing control does not increase.
[0066]
(Second Embodiment)
Hereinafter, a converter blowing control method according to the second embodiment of the present invention will be described.
The converter blowing control method of the second embodiment is different only in the approximation model for obtaining the blown integrated oxygen amount Hd in the converter blowing control method of the first embodiment described above. A method for obtaining an approximate model for obtaining the blown-off integrated oxygen amount Hd will be described.
[0067]
Each norm for the charge newly implemented in all the actual charges stored in the blowing performance database 2 | ΔVWhen the calculation processing of ab | is completed, the pseudo vector selection unit 11 is activated and each calculated norm | ΔVab |, the smaller of the k norms | ΔVUntil ab | is selected, it is the same as the converter blowing control method of the first embodiment described above.
[0068]
In the converter blowing control method of the second embodiment, each norm | Δ representing the similarity (distance) between k vectors.Vab |1, D2, DThree, DFour, ..., dkAnd And this k distances d1, D2, DThree, DFour, ..., dkThe maximum distance is dmax. K distances d1, D2, DThree, DFour, ..., dkThe actual blow-off cumulative oxygen amount for each charge of the results corresponding to1, H2, HThree, HFour... hkAnd
[0069]
Here, each actual blown accumulated oxygen amount h1, H2, HThree, HFour... hkFor each weighting factor to multiply1, W2, WThree... wkThen, each weight coefficient wi(I = 1,2,3, ..., k) for each distance di(I = 1,2,3, ..., k) and is defined below.
wi= [1- (di/ Dmax)Three]Three
W = w1+ W2+ WThree+ ... + wk
That is, the shorter the distance (the more similar the vectors), the weighting factor wiBecomes bigger.
[0070]
Then, an approximate model of the newly obtained charge blowing integrated oxygen amount Hd to be newly implemented is defined by the following equation.
[0071]
Hd = [w1h1+ W2h2+ WThreehThree+ ... + wkhk] / W
When the blown integrated oxygen amount Hd is obtained, the oxygen supplied amount indicating the amount of oxygen actually blown into the converter at each elapsed time of the blowing period is calculated using the blown integrated oxygen amount Hd. Then, the calculation result is displayed and output on the display 3.
[0072]
Each wiAs a setting method of (i = 1, 2, 3,..., K), various methods such as a normal distribution function can be considered in addition to the above formula.
[0073]
Also in the converter blowing control method of the second embodiment configured as described above, a new blowing vector of charge to be newly implementedVk actual blown vectors approximating aVSelect b and select k actual blown vectorsVSince the actual blow-off integrated oxygen amount hd of the actual charge corresponding to b is calculated, the blow-off integrated oxygen amount Hd of the charge to be newly implemented is calculated. Therefore, the converter blowing of the first embodiment described above It is possible to achieve substantially the same operational effects as the control method.
[0074]
Furthermore, in the converter blowing control method of the second embodiment, the actual heat margin h1, H2, HThree, HFour... hk, Weighting factor w given according to norm value1, W2, WThree... wkTherefore, the statistically more accurate blown integrated oxygen amount Hd can be estimated.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, in the converter blowing control method of the present invention, a predetermined number of actual blowing vectors that approximate the new blowing vector of the charge to be newly selected are selected, and each selected actual blowing is performed. An approximate model for estimating the blown integrated oxygen amount of the charge to be newly implemented is created using the actual blown integrated oxygen amount of the actual charge corresponding to the vector.
[0076]
Therefore, it is possible to select an actual charge that is truly similar from a large number of actual charges that have been carried out in the past, and it is possible to calculate a highly accurate integrated amount of blow-off from this actual charge and accurately target the composition at the end of actual blowing. The composition can be matched, and the quality of steel products produced from the steel produced from this converter can be improved, and the load of secondary refining can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a converter blowing control apparatus to which a converter blowing control method according to a first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram showing storage contents of a blowing performance database formed in the converter blowing control device.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the converter blowing control device.
[Explanation of symbols]
1 ... operation part
2 ... Blowing performance database
3 ... Display section
6 ... New condition input part
7 ... New condition vector definition part
8 ... Achievement condition vector definition part
9 ... Normalized vector generator
10: Norm calculation unit
11: Similar vector selection unit
12 ... Approximate model creation unit
13 ... Blow-up integrated oxygen amount calculation part
14 ... Amount of acid sent

Claims (5)

少なくとも転炉に銑鉄と各種副原料とを投入した状態で吹錬を実施する各チャージにおいて、転炉に対する送酸量を調整して各チャージの吹錬終了時の組成を目標組成に一致させる転炉吹錬制御方法において、
新規に実施するチャージにおける少なくとも前記銑鉄の投入量と投入時の組成と吹錬終了時の目標組成とを含む複数項目からなる吹錬条件を新規吹錬ベクトルと定義し、
過去に実施された各チャージにおける吹錬条件及び吹錬終了時の実績吹止積算酸素量を実績データとして記憶した吹錬実績データベースに記憶された各チャージの吹錬条件をそれぞれ実績吹錬ベクトルと定義し、
この複数の実績吹錬ベクトルのなかから前記新規吹錬ベクトルに類似する所定数の実績吹錬ベクトルを選択し、
この選択された所定数の実績吹錬ベクトルの各吹錬条件及び各実績吹止積算酸素量から前記新規に実施するチャージの吹止積算酸素量を推定する近似モデルを作成し、
この作成した近似モデルを用いて前記新規に実施するチャージの吹止積算酸素量を推定し、
この推定された吹止積算酸素量に基づいて、前記新規に実施するチャージの転炉に対する送酸量を定める
ことを特徴とする転炉吹錬制御方法。
At least for each charge that is blown with pig iron and various auxiliary materials charged to the converter, the amount of acid sent to the converter is adjusted so that the composition at the end of blowing of each charge matches the target composition. In the furnace blowing control method,
In the newly implemented charge, a blowing condition consisting of a plurality of items including at least the amount of pig iron input, the composition at the time of charging and the target composition at the end of blowing is defined as a new blowing vector,
The blowing conditions for each charge stored in the blowing performance database that stores the blowing conditions for each charge carried out in the past and the actual blown accumulated oxygen amount at the end of blowing as performance data are the actual blowing vector, respectively. Define
A predetermined number of performance blowing vectors similar to the new blowing vector are selected from the plurality of performance blowing vectors,
Create an approximate model to estimate the total amount of blown oxygen for the newly implemented charge from each blowing condition and the actual amount of accumulated blown oxygen of the selected predetermined number of actual blown vectors,
Using this created approximate model, the newly implemented charge blow-off integrated oxygen amount is estimated,
A converter blowing control method, characterized in that, based on the estimated blown integrated oxygen amount, an amount of acid to be fed to the newly-converted converter is determined.
前記新規吹錬ベクトルと前記各実績吹錬ベクトルとの差のベクトルのノルムを算出して、この算出されたノルムが小さい所定数の実績吹錬ベクトルを、前記新規吹錬ベクトルに類似する所定数の実績吹錬ベクトルとすることを特徴とする請求項1記載の転炉吹錬制御方法。A norm of a difference vector between the new blowing vector and each actual blowing vector is calculated, and a predetermined number of actual blowing vectors having a small calculated norm are set to a predetermined number similar to the new blowing vector. The converter blowing control method according to claim 1, wherein the actual blowing vector is used. 前記各ノルムは、前記新規吹錬ベクトルと各実績吹錬ベクトルを構成する各項目の値を前記吹錬実績データベースに記憶された各項目の統計値で正規化した値とした新規吹錬正規化ベクトルと各実績吹錬正規化ベクトルとで算出されることを特徴とする請求項2記載の転炉吹錬制御方法。Each norm is a new blowing normalization in which the value of each item constituting the new blowing vector and each actual blowing vector is normalized by the statistical value of each item stored in the blowing actual database. 3. The converter blowing control method according to claim 2, wherein the calculation is performed using a vector and each actual blowing normalization vector. 前記所定数の実績吹錬ベクトルの各吹錬条件を構成する各項目の値と各実績吹止積算酸素量とが近似モデルを満足すると仮定して、回帰式を用いてこの近似モデルを同定することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の転炉吹錬制御方法。Assuming that the value of each item constituting each blowing condition of the predetermined number of actual blowing vectors and each actual blowing integrated oxygen amount satisfies the approximate model, the approximate model is identified using a regression equation The converter blowing control method of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記近似モデルは、選択された所定数の実績吹錬ベクトルと新規吹錬ベクトルとの差のベクトルの各ノルムの値に応じて付与された重み付値と、対応する各チャージの実績吹止積算酸素量とで、新規に実施するチャージの吹止積算酸素量を推定することを特徴とする請求項2又は3記載の転炉吹錬制御方法。The approximate model includes a weighted value assigned according to each norm value of a difference vector between a predetermined number of selected actual blown vectors and a new blown vector, and the actual blowout integration for each corresponding charge. 4. The converter blowing control method according to claim 2 or 3, wherein a cumulative blown-off oxygen amount of charge to be newly implemented is estimated from the oxygen amount.
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