JP7401752B2 - Model construction device, prediction device, model construction method, prediction method, and computer program - Google Patents
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Description
本発明は、溶銑予備処理工程にて脱硫を行うKRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測するための予測モデルを構築するモデル構築装置及びモデル構築方法、構築された予測モデルを用いてKRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測する予測装置及び予測方法、コンピュータプログラムに関する。 The present invention provides a model construction device and a model construction method for constructing a predictive model for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process in which desulfurization is performed in the hot metal pretreatment step, and a KR process using the constructed predictive model. The present invention relates to a prediction device, a prediction method, and a computer program for predicting the S concentration in hot metal at the time of completion.
溶銑予備処理工程にて脱硫処理を行うKRプロセスでは、通常、オペレータの判断に基づきインペラーの浸漬深さとフラックス使用量(生石灰及びAl灰)とが調整され、15分程度、機械攪拌による脱硫が実施される。KRプロセスは外乱影響が大きく、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度(以下、「処理後S濃度」ともいう。)にばらつきが生じる。KRプロセスにて脱硫不足となる場合には、追加処理としてMgによる脱硫を実施し、目標のS濃度となるよう調整されるが、Mgはコストが高く、また、追加処理を実施することによって生産効率が下がってしまう。このため、処理後S濃度の予測、さらには脱硫不良の発生有無の判定を可能にすることが求められており、これらを実現するための手段として、脱硫処理を開始する前に脱硫処理後のS濃度を予測する予測モデルのニーズがある。 In the KR process, which performs desulfurization treatment in the hot metal pretreatment process, the immersion depth of the impeller and the amount of flux used (quicklime and Al ash) are usually adjusted based on the judgment of the operator, and desulfurization is carried out by mechanical stirring for about 15 minutes. be done. The KR process is greatly influenced by disturbances, and variations occur in the S concentration in the hot metal at the end of the KR process (hereinafter also referred to as "post-treatment S concentration"). If desulfurization is insufficient in the KR process, desulfurization using Mg is performed as an additional treatment to adjust the target S concentration, but Mg is expensive, and additional treatment reduces production. Efficiency will decrease. For this reason, it is required to be able to predict the S concentration after treatment and also to determine whether desulfurization failure has occurred. There is a need for a predictive model that predicts S concentration.
KRプロセスでは、例えば図1に示すような機械撹拌式脱硫装置(KR)50を用いて溶銑の脱硫処理が行われる。例えば、KR鍋51の溶銑5にフラックス(脱硫剤:生石灰(CaO)、Al灰)を添加し、インペラー53を浸漬させて駆動装置55により回転させることにより行われる。このような機械攪拌法による脱硫では、インペラー53によって溶銑5とフラックスとを強力に攪拌することで脱硫反応を促進させる。
In the KR process, hot metal is desulfurized using, for example, a mechanical stirring type desulfurization apparatus (KR) 50 as shown in FIG. For example, flux (desulfurization agent: quicklime (CaO), Al ash) is added to the
ここで、溶銑5中に存在するSは製造される鋼板の品質を低下させる要因となるため、KRプロセスによる処理後S濃度を、転炉へ引き渡す際の目標S濃度まで低減させることは重要である。一方で、KRプロセスにおいて処理後S濃度を確実に目標S濃度以下とするためにフラックスを過剰投入してしまうと、製造コストを増加させることになる。このため、KRプロセスの操業条件の設定にあたっては、処理後S濃度を精度よく予測できることが望ましい。
Here, since the S present in the
例えば特許文献1には、溶銑予備処理操業における処理剤の投入条件を精度よく、かつ、実用上のばらつきを加味して、適正にガイダンスすることが可能な方法が開示されている。特許文献1では、ニューラルネットワークに処理剤投入条件を含む操業条件を変化させて繰り返し入力することにより処理剤の投入条件を決定し、実用上のばらつきを加えて評価することで、適切な処理剤投入条件を求める。これにより、処理剤投入条件と処理後の成分濃度との対応特性が線形性を示すか非線形性を示すかにかかわらず、処理後の成分濃度の予測精度を高められる。
For example,
しかし、上記特許文献1の手法には、転炉において溶銑予備処理を行う場合しか想定されておらず、KRプロセスについては想定されていない。
However, the method of
KRプロセスに関してはプロセス現象が複雑かつ検出端が少ないことから、これまで十分に検討が進められていない。特に、トーピードカーから溶銑鍋へ払い出される際に溶銑鍋へ流入する混入スラグについては、当該混入スラグの混入量が多くなるとKRプロセスでの脱硫率(=(処理前S濃度-処理後S濃度)/処理前S濃度×100[%])が低下する傾向にあり、KRプロセスでの脱硫率に影響すると推察されるものの詳細な検討はなされていない。 The KR process has not been sufficiently studied so far because the process phenomena are complex and there are few detection ends. In particular, regarding the mixed slag that flows into the hot metal ladle when being discharged from the torpedo car to the hot metal ladle, if the amount of mixed slag increases, the desulfurization rate in the KR process (= (S concentration before treatment - S concentration after treatment) / The S concentration before treatment x 100 [%]) tends to decrease, and although this is presumed to affect the desulfurization rate in the KR process, no detailed study has been made.
さらに、KRプロセスを実施する前に処理後S濃度を予測できれば、予測された処理後S濃度に基づき今回のKRプロセスでフラックスを増加させる必要性や追加処理の実施の必要性を判断することが可能となる。その結果、KRプロセスでの脱硫不足を回避したり脱硫剤の使用量を減少させたりすることができるため、生産性向上及び製造コストの削減にもつながる。 Furthermore, if the S concentration after treatment can be predicted before implementing the KR process, it will be possible to judge the need to increase the flux in the current KR process or the need to implement additional treatment based on the predicted S concentration after treatment. It becomes possible. As a result, insufficient desulfurization in the KR process can be avoided and the amount of desulfurization agent used can be reduced, leading to improved productivity and reduced manufacturing costs.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、KRプロセスでの脱硫率への影響度の高い混入スラグに関する情報に基づき、KRプロセス前に、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度(すなわち、処理後S濃度)を予測するための予測モデルを構築することの可能なモデル構築装置、及び、これを用いた処理後S濃度の予測装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the purpose of the present invention is to: Provides a model construction device capable of constructing a predictive model for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process (i.e., post-treatment S concentration), and a device for predicting the post-treatment S concentration using the same. It's about doing.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、溶銑予備処理工程にて脱硫を行うKRプロセスの開始前に、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測するための予測モデルを構築するモデル構築装置であって、KRプロセスにおける過去の操業実績データ、及び、過去の操業においてトーピードカーから溶銑鍋への溶銑の払い出し時に溶銑鍋へ流入する混入スラグに関する混入スラグ情報から、学習モデルを用いて予測モデルを構築するモデル構築部を備える、モデル構築装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a prediction model for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process is developed before the start of the KR process in which desulfurization is performed in the hot metal pretreatment process. A model building device that constructs a learning model from past operation performance data in the KR process and mixed slag information regarding mixed slag that flows into the hot metal ladle when hot metal is discharged from the torpedo car to the hot metal ladle in past operations. A model construction device is provided that includes a model construction section that constructs a predictive model using the model construction section.
混入スラグ情報は、オペレータの評価に基づく溶銑鍋へのスラグ混入量を示すスラグ混入量情報及びオペレータの評価に基づくスラグ性状を示すスラグ性状情報のうち少なくともいずれか一方を含んでもよい。 The mixed slag information may include at least one of slag mixed amount information indicating the amount of slag mixed into the hot metal ladle based on the operator's evaluation, and slag property information indicating the slag properties based on the operator's evaluation.
また、混入スラグ情報は、トーピードカーから溶銑鍋への溶銑の払い出し時の画像を予め設定された分類基準に基づき分類したカテゴリ情報を含んでもよい。 Further, the mixed slag information may include category information obtained by classifying images when hot metal is discharged from the torpedo car to the hot metal pot based on preset classification criteria.
あるいは、混入スラグ情報は、トーピードカーから溶銑鍋への溶銑の払い出し時の画像から、溶銑鍋へのスラグ混入量を示すスラグ混入量情報及びスラグ性状を示すスラグ性状情報のうち少なくともいずれか一方に基づき抽出された画像特徴量を含んでもよい。 Alternatively, the mixed slag information is based on at least one of slag mixed amount information indicating the amount of slag mixed into the hot metal ladle and slag property information indicating the slag properties from an image at the time of discharging hot metal from the torpedo car to the hot metal ladle. It may also include extracted image feature amounts.
学習モデルは、重回帰モデルまたは一般化線形モデルであってもよい。 The learning model may be a multiple regression model or a generalized linear model.
また、上記のモデル構築装置により構築された予測モデルを用いて、KRプロセスの開始前に、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測する予測装置であって、直近の操業でのKRプロセスにおける操業実績データ、及び、直近の操業における混入スラグに関する混入スラグ情報に基づき、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測するモデル予測計算部を備える、予測装置が提供される。 The present invention also provides a prediction device for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process before the start of the KR process using the prediction model built by the above-mentioned model building device, A prediction device is provided that includes a model prediction calculation unit that predicts the S concentration in hot metal at the end of the KR process based on operational performance data and mixed slag information regarding mixed slag in the most recent operation.
予測装置は、モデル予測計算部による予測結果に基づいて、今回のKRプロセスにおける脱硫を促進させるための追加処理の要否を判定する判定部を備えてもよい。 The prediction device may include a determination unit that determines whether or not additional processing for promoting desulfurization in the current KR process is necessary based on the prediction result by the model prediction calculation unit.
また、課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、溶銑予備処理工程にて脱硫を行うKRプロセスの開始前に、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測する予測装置であって、直近の操業でのKRプロセスにおける操業実績データ、及び、直近の操業においてトーピードカーから溶銑鍋への溶銑の払い出し時に溶銑鍋へ流入する混入スラグに関する混入スラグ情報を取得する予測対象データ取得部と、過去の操業実績データ及び過去の操業における混入スラグ情報から学習モデルを用いて構築された予測モデルを用いて、予測対象データ取得部により取得された操業実績データ及び混入スラグ情報に基づき、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測するモデル予測計算部と、を備える、予測装置が提供される。 In order to solve the problem, another aspect of the present invention provides a prediction device for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process before the start of the KR process in which desulfurization is performed in the hot metal pretreatment process. There is a prediction target data acquisition unit that acquires operation performance data in the KR process in the most recent operation, and mixed slag information regarding mixed slag flowing into the hot metal ladle when discharging hot metal from the torpedo car to the hot metal ladle in the most recent operation. Based on the operation performance data and mixed slag information acquired by the prediction target data acquisition unit, KR A prediction device is provided that includes a model prediction calculation unit that predicts the S concentration in hot metal at the end of a process.
さらに、課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、溶銑予備処理工程にて脱硫を行うKRプロセスの開始前に、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測するための予測モデルを構築するモデル構築方法であって、KRプロセスにおける過去の操業実績データ、及び、過去の操業においてトーピードカーから溶銑鍋への溶銑の払い出し時に溶銑鍋へ流入する混入スラグに関する混入スラグ情報から、学習モデルを用いて予測モデルを構築することを含む、モデル構築方法が提供される。 Furthermore, in order to solve the problem, according to another aspect of the present invention, before the start of the KR process in which desulfurization is performed in the hot metal pretreatment step, a prediction method for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process is provided. A model construction method for building a model, which learns from past operational performance data in the KR process and mixed slag information regarding mixed slag that flows into the hot metal ladle when hot metal is discharged from the torpedo car to the hot metal ladle in past operations. A model building method is provided that includes building a predictive model using the model.
また、課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、溶銑予備処理工程にて脱硫を行うKRプロセスの開始前に、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測する予測方法であって、直近の操業でのKRプロセスにおける操業実績データ、及び、直近の操業においてトーピードカーから溶銑鍋への溶銑の払い出し時に溶銑鍋へ流入する混入スラグに関する混入スラグ情報を取得する予測対象データ取得ステップと、過去の操業実績データ及び過去の操業における混入スラグ情報から学習モデルを用いて構築された予測モデルを用いて、予測対象データ取得ステップにて取得された操業実績データ及び混入スラグ情報に基づき、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測するモデル予測計算ステップと、を含む、予測方法が提供される。 Moreover, in order to solve the problem, according to another aspect of the present invention, a prediction method for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process, before the start of the KR process in which desulfurization is performed in the hot metal pretreatment process, is provided. There is a prediction target data acquisition step of acquiring operational performance data in the KR process in the most recent operation and mixed slag information regarding mixed slag flowing into the hot metal ladle when discharging hot metal from the torpedo car to the hot metal ladle in the most recent operation. Based on the operation performance data and mixed slag information acquired in the prediction target data acquisition step, using a prediction model built using a learning model from past operation performance data and mixed slag information in past operations, A prediction method is provided, including a model prediction calculation step of predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process.
さらに、課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、溶銑予備処理工程にて脱硫を行うKRプロセスの開始前に、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測するための予測モデルを構築するモデル構築装置として機能させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータプログラムは、KRプロセスにおける過去の操業実績データ、及び、過去の操業においてトーピードカーから溶銑鍋への溶銑の払い出し時に溶銑鍋へ流入する混入スラグに関する混入スラグ情報から、学習モデルを用いて予測モデルを構築するモデル構築部として機能する、コンピュータプログラムが提供される。 Furthermore, in order to solve the problem, according to another aspect of the present invention, a computer is used to predict the S concentration in hot metal at the end of the KR process, before starting the KR process in which desulfurization is performed in the hot metal pretreatment process. A computer program for functioning as a model construction device for constructing a predictive model for the KR process, the computer program includes past operation performance data in the KR process, and information on discharging hot metal from a torpedo car to a hot metal pot in past operations. A computer program is provided that functions as a model construction unit that uses a learning model to construct a predictive model from mixed slag information regarding mixed slag flowing into a hot metal ladle.
また、課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、溶銑予備処理工程にて脱硫を行うKRプロセスの開始前に、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測する予測装置として機能させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータプログラムは、直近の操業でのKRプロセスにおける操業実績データ、及び、直近の操業においてトーピードカーから溶銑鍋への溶銑の払い出し時に溶銑鍋へ流入する混入スラグに関する混入スラグ情報を取得する予測対象データ取得部と、過去の操業実績データ及び過去の操業における混入スラグ情報から学習モデルを用いて構築された予測モデルを用いて、予測対象データ取得部により取得された操業実績データ及び混入スラグ情報に基づき、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測するモデル予測計算部と、として機能する、コンピュータプログラムが提供される。 Furthermore, in order to solve the problem, according to another aspect of the present invention, a computer is used to predict the S concentration in hot metal at the end of the KR process before starting the KR process in which desulfurization is performed in the hot metal pretreatment process. A computer program for functioning as a prediction device, the computer program includes operational performance data in the KR process in the most recent operation, and flow into the hot metal ladle at the time of discharging hot metal from the torpedo car to the hot metal ladle in the most recent operation. The prediction target data acquisition unit acquires mixed slag information regarding mixed slag, and the prediction target data acquisition unit uses a prediction model constructed using a learning model from past operation performance data and mixed slag information in past operations. A computer program is provided that functions as a model prediction calculation unit that predicts the S concentration in hot metal at the end of the KR process based on the acquired operational performance data and mixed slag information.
以上説明したように本発明によれば、KRプロセスでの脱硫率への影響度の高い混入スラグに関する情報に基づき、KRプロセス前に、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測するための予測モデルを構築することができる。 As explained above, according to the present invention, a prediction is made to predict the S concentration in hot metal at the end of the KR process before the KR process, based on information regarding mixed slag that has a high influence on the desulfurization rate in the KR process. Models can be built.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that, in this specification and the drawings, components having substantially the same functional configurations are designated by the same reference numerals and redundant explanation will be omitted.
<1.混入スラグの脱硫への影響>
本実施形態では、溶銑予備処理工程にて脱硫を行うKRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測するための予測モデルを、トーピードカーから溶銑鍋への溶銑の払い出し時に溶銑鍋へ流入する混入スラグに関する混入スラグ情報を考慮して構築する。そこで、まず、KRプロセスにおける混入スラグの脱硫への影響について説明する。
<1. Effect of mixed slag on desulfurization>
In the present embodiment, a prediction model for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process in which desulfurization is performed in the hot metal pretreatment process is applied to the mixed slag that flows into the hot metal ladle when the hot metal is discharged from the torpedo car to the hot metal ladle. Constructed with consideration of mixed slag information. First, the influence of mixed slag on desulfurization in the KR process will be explained.
KRプロセスにおける脱硫への影響因子としては、例えば、混入スラグ、機械撹拌式脱硫装置の攪拌能力、溶銑温度等が考えられる。具体的には、混入スラグについては、トーピードカーから溶銑鍋への溶銑の払い出し時における混入スラグの量及び性状(塩基度)によって脱硫効率がばらつく。攪拌能力については、インペラーの浸漬深さや、インペラー、溶銑鍋に地金が張り付くことによって攪拌能力にばらつきが生じる。溶銑温度については、高炉から製鋼工場までの溶銑の到着時間がばらつくことで溶銑温度にばらつきが生じ、脱硫反応へ影響が生じる。 Factors that influence desulfurization in the KR process include, for example, mixed slag, stirring capacity of a mechanically stirred desulfurization device, hot metal temperature, and the like. Specifically, with regard to mixed slag, the desulfurization efficiency varies depending on the amount and property (basicity) of mixed slag at the time of discharging hot metal from the torpedo car to the hot metal pot. Regarding the stirring ability, variations occur due to the immersion depth of the impeller and the sticking of metal to the impeller and hot metal pot. Regarding hot metal temperature, variations in the arrival time of hot metal from the blast furnace to the steelmaking plant cause variations in hot metal temperature, which affects the desulfurization reaction.
このように、KRプロセスにおいて脱硫への影響因子は様々に考えられるものの、上述したように、プロセス現象が複雑かつ検出端が少ないことから、これまで十分に検討が進められていなかった。特に、図2に示すように、溶銑3がトーピードカーから溶銑鍋へ払い出される際に溶銑鍋へ流入する混入スラグ3aについては、当該混入スラグの混入量が多くなるとKRプロセスでの脱硫率が低下する傾向にあり、KRプロセスでの脱硫率に影響すると推察される。 As described above, various factors that influence desulfurization can be considered in the KR process, but as described above, due to the complexity of the process phenomena and the small number of detection points, sufficient studies have not been carried out to date. In particular, as shown in FIG. 2, regarding the mixed slag 3a that flows into the hot metal ladle when the hot metal 3 is discharged from the torpedo car to the hot metal ladle, the desulfurization rate in the KR process decreases as the amount of mixed slag increases. This is thought to affect the desulfurization rate in the KR process.
例えば、ある期間の操業実績に基づき、混入スラグのスラグ混入量とスラグ性状との関係を調べたところ、下記表1、表2に示すような結果が得られた。表1及び表2は、336データについて、図2に示すような溶銑3がトーピードカーから溶銑鍋へ払い出される際の画像からオペレータが目視によってスラグ混入量とスラグ性状とを定性的に判断した結果を示している。例えば、スラグ混入量については、図2の画像中、明るく表れる溶銑3に対し、暗く表れる混入スラグ3aの占める割合から、3区分(多い、中、少ない)で判断される。また、例えばスラグ性状については、図2の画像中の溶銑3及び混入スラグ3aの流れ方等から3区分(大、中、小)で判断される。表1にはデータ数をオペレータによって判断されたスラグ混入量とスラグ性状とについて整理した結果を示しており、表2には表1で示したスラグ混入量とスラグ性状とについて整理された区分毎データの脱硫率の平均値を示している。 For example, when the relationship between the amount of mixed slag and the properties of the slag was investigated based on the operational results for a certain period, the results shown in Tables 1 and 2 below were obtained. Tables 1 and 2 show the results of qualitative judgments of the amount of slag mixed in and the properties of slag by an operator visually based on images of hot metal 3 being discharged from a torpedo car to a hot metal ladle as shown in Figure 2 for 336 data. It shows. For example, the amount of slag mixed in is determined in three categories (large, medium, and small) based on the ratio of mixed slag 3a, which appears dark, to hot metal 3, which appears bright in the image of FIG. Further, for example, the slag properties are determined in three categories (large, medium, and small) based on the flow of the hot metal 3 and mixed slag 3a in the image of FIG. Table 1 shows the results of organizing the number of data regarding the amount of slag mixed in and slag properties judged by the operator, and Table 2 shows the results organized by category regarding the amount of slag mixed in and slag properties shown in Table 1. The average value of the desulfurization rate of the data is shown.
表2より、全体の平均値を1としてこれを基準とすると、混入スラグが多い場合、及び、スラグの粘性度が大きくなる場合には、KRプロセスにおける脱硫率は低下する傾向にあることがわかる。 From Table 2, it can be seen that when the overall average value is 1 and this is used as a standard, the desulfurization rate in the KR process tends to decrease when there is a large amount of mixed slag and when the viscosity of the slag increases. .
このような検討から、本願発明者は、KRプロセスにおける脱硫への影響度が高いと推測される混入スラグに関する情報を説明変数として、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測するための予測モデルを構築することにより、当該予測モデルの精度を向上させることを想到した。以下、本発明の一実施形態に係る、溶銑予備処理工程にて脱硫を行うKRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測するための予測モデルを構築するモデル構築装置、及び、構築された予測モデルを用いた予測装置の概要について詳細に説明する。 Based on these studies, the inventor of the present application developed a prediction model for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process, using information about mixed slag, which is estimated to have a high influence on desulfurization in the KR process, as an explanatory variable. We came up with the idea of improving the accuracy of the prediction model by constructing a . Hereinafter, a model construction device for constructing a prediction model for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process in which desulfurization is performed in the hot metal pretreatment process, and the constructed prediction model, according to an embodiment of the present invention. The outline of the prediction device using the following will be explained in detail.
<2.KRプロセス評価装置>
まず、図3及び図4に基づいて、本実施形態に係るKRプロセス評価装置100の機能構成について説明する。図3は、本実施形態に係るKRプロセス評価装置100の機能構成を示す機能ブロック図である。図4は、払い出し画像及び鍋内画像(以下、これらをまとめて「撮像画像」ともいう。)を取得する撮像装置47の配置の一例を示す模式図である。KRプロセス評価装置100は、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度(すなわち、処理後S濃度)を予測するための予測モデルを構築するモデル構築装置110と、当該予測モデルを用いた処理後S濃度を予測する予測装置120とを有する。なお、図3では、KRプロセス評価装置100にモデル構築装置110及び予測装置120が備えられているが、本発明はかかる例に限定されず、それぞれ独立した装置として構成してもよい。
<2. KR process evaluation device>
First, the functional configuration of the KR
[2-1.モデル構築装置]
モデル構築装置110は、モデル構築データ取得部111と、モデル構築部113とを有する。
[2-1. Model construction device】
The
モデル構築データ取得部111は、予測モデルを構築するにあたり用いるKRプロセスにおける過去の操業実績データ、及び、過去の操業においてトーピードカーから溶銑鍋への溶銑の払い出し時に溶銑鍋へ流入する混入スラグに関する混入スラグ情報を取得する。モデル構築データ取得部111は、データ入力部111aと、画像データ処理部111bとを有する。
The model construction
データ入力部111aは、モデル構築装置110と接続された外部の装置から、過去の操業実績データを取得したり、混入スラグ情報の入力を受け付けたりする。
The
過去の操業実績データは、かかるデータが格納された操業実績データ記憶部200から取得される。操業実績データ記憶部200には、例えば、KRプロセスを実施したときの溶銑量や使用した溶銑鍋、インペラー回数、KR処理回数、湯面高さ、インペラー浸漬深さ、攪拌速度、攪拌時間、攪拌トルク、攪拌動力、CaO使用量、Alドロス使用量、KRプロセス開始時Si濃度、KRプロセス開始時Mn濃度、KRプロセス開始時P濃度、KRプロセス開始時Ti濃度、KRプロセス開始時S濃度、KRプロセス後の最終温度、KRプロセス後の最終C濃度、風袋、目標S濃度等が、実施されたKRプロセス毎に記憶されている。データ入力部111aは、操業実績データ記憶部200から、予測モデルの構築に用いる所定数の過去の操業実績データを取得する。
Past operation performance data is acquired from the operation performance
また、データ入力部111aは、外部の入力装置500からの入力情報を受け付ける。入力装置500は、オペレータが情報を入力するための装置であって、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ及びレバー等である。本実施形態では、予測モデルの構築に、オペレータの評価に基づく溶銑鍋へのスラグ混入量を示すスラグ混入量情報やオペレータの評価に基づくスラグ性状を示すスラグ性状情報が、混入スラグ情報として用いられる。オペレータは、入力装置500を用いて、これらの情報をモデル構築装置110へ入力する。
Further, the
ここで、オペレータは、溶銑がトーピードカーから溶銑鍋へ払い出される状況を撮像した払い出し画像や溶銑鍋40の内部を撮像した鍋内画像等の撮像画像を表示装置400により確認することにより、スラグ混入量及びスラグ性状を定量的に評価する。撮像画像は、溶銑の払い出しが行われる処理場に設置された撮像装置300により取得される。撮像装置300は、例えば図4に示す撮像装置47のように、パルピットに設置され、観察窓45を介してパルピットから処理場を撮像するように設置されてもよい。このとき、撮像装置47は、複数のカメラから構成されてもよい。例えば図4の例では、第1のカメラ47aは、トーピードカー20Aを傾けて溶銑5が溶銑鍋40へ注ぎ込む溶銑払い出し時の溶銑の流れを撮像可能な位置に設置される。同様に、第2のカメラ47bは、トーピードカー20Bを傾けて溶銑5が溶銑鍋40へ注ぎ込む溶銑払い出し時の溶銑の流れを撮像可能な位置に設置される。第1のカメラ47a及び第2のカメラ47bは領域Qを撮像するエリアとして、例えば図2に示したような払い出し画像を取得する。
Here, the operator can confirm the amount of slag mixed in by checking captured images such as a discharging image of the situation in which the hot metal is discharged from the torpedo car to the hot metal ladle and an inside image of the inside of the
また、撮像装置47として、溶銑鍋40の内部の溶銑5を撮像する第3のカメラ47cを設置してもよい。第3のカメラ47cは、溶銑鍋40に払い出された溶銑5を、溶銑鍋40の上方開口部から撮像可能な位置に設置される。第3のカメラ47cは、溶銑鍋40に払い出された溶銑5を撮像し、鍋内画像を取得する。
Further, as the
図3の説明に戻り、オペレータは、このようにして取得された撮像画像に基づき、溶銑鍋へのスラグ混入量を示すスラグ混入量情報やスラグ性状を示すスラグ性状情報を、入力装置500を用いてデータ入力部111aへ入力する。また、オペレータは、例えば撮像画像を予め設定された分類基準に基づき分類し、混入スラグ情報として分類カテゴリ情報を生成してもよい。分類カテゴリ情報は、例えば、混入スラグの量や性状を目視により判断した結果に基づき、撮像画像に対応する操業実績データを複数に分類したものである。具体的には、混入スラグの量を目視によって3つのカテゴリ(多量、中量、少量)に分類する処理や、混入スラグの粘性度を目視によって3つのカテゴリ(粘性度大、粘性度中、粘性度小)に分類する処理が行われる。
Returning to the explanation of FIG. 3, the operator uses the
データ入力部111aは、取得した過去の操業実績データ及び混入スラグ情報を、モデル構築部113へ出力する。
The
画像データ処理部111bは、撮像装置300により取得された撮像画像を解析し、混入スラグ情報として画像特徴量を取得する。画像特徴量は、例えば特徴量抽出のために予め設定されたスラグ混入量情報あるいはスラグ性状情報に基づき抽出される。なお、画像データ処理部111bによる処理の詳細については後述する。画像データ処理部111bは、取得した混入スラグ情報を、モデル構築部113へ出力する。
The image
モデル構築部113は、モデル構築データ取得部111にて取得された過去の操業実績データ及び混入スラグ情報に基づき、学習モデルを用いてKRプロセスの処理後S濃度を予測する予測モデルを構築する。モデル構築部113は、学習モデルとして、例えば重回帰モデルあるいは一般線形化モデルを用いてもよい。また、モデル構築部113は、学習モデルとして、例えばLasso(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator)やRandomForest、GBDT(Gradient Boosting Decision Tree)等の機械学習手法を用いて、予測モデルを構築してもよい。モデル構築部113による予測モデルの構築処理についての詳細は後述する。モデル構築部113は、構築した予測モデルを、予測装置120へ出力する。
The
[2-2.予測装置]
予測装置120は、予測対象データ取得部121と、モデル予測計算部123と、判定部125とを有する。
[2-2. Prediction device]
The
予測対象データ取得部121は、直近の操業でのKRプロセスにおける操業実績データ、及び、直近の操業においてトーピードカーから溶銑鍋への溶銑の払い出し時に溶銑鍋へ流入する混入スラグに関する混入スラグ情報を取得する。予測対象データ取得部121にて取得される直近の操業実績データ及び混入スラグ情報は、これからKRプロセスを実施する溶銑に関する情報である。なお、操業実績データがない場合には、操作設定値を用いればよい。予測対象データ取得部121は、データ入力部121aと、画像データ処理部121bとを有する。データ入力部121a及び画像データ処理部121bは、取り扱うデータが入力される情報が直近のデータであること以外は、モデル構築装置110のモデル構築データ取得部111のデータ入力部111a及び画像データ処理部111bと同様の処理である。このため、データ入力部121a及び画像データ処理部121bの詳細な説明は省略する。予測対象データ取得部121は、取得した直近の操業実績データ及び混入スラグ情報を、モデル予測計算部123へ出力する。
The prediction target
モデル予測計算部123は、モデル構築装置110により構築された予測モデルを用いて、予測対象データ取得部121により取得された操業実績データ及び混入スラグ情報に基づき、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測する。予測対象データ取得部121により取得された操業実績データ及び混入スラグ情報を予測モデルに入力することで、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度の予測値が算出される。モデル予測計算部123は、算出したKRプロセス終了時の溶銑中S濃度の予測値を判定部125へ出力する。
The model
判定部125は、モデル予測計算部123による予測結果に基づいて、今回のKRプロセスにおける脱硫を促進させるための追加処理の要否を判定する。判定部125は、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度の予測値と目標S濃度とを比較し、追加処理の要否を判定する。判定部125は、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度の予測値が目標S濃度を満たさないと判定した場合、例えばKRプロセスで使用する脱硫剤を増やす、あるいは、Mgによる脱硫を実施する、といった追加処理の実施が必要であることを、出力装置(図示せず。)を介してオペレータに通知してもよい。この際、判定部125は、過去の操業実績あるいは予め設定された追加処理実施要件に基づき、脱硫剤の追加量等も通知するようにしてもよい。
The
以上、本実施形態に係るKRプロセス評価装置100の構成について説明した。
The configuration of the KR
<3.KRプロセス評価方法>
次に、図5~図13に基づいて、本実施形態に係るKRプロセス評価装置100によるKRプロセス評価方法について説明する。図5は、本実施形態に係るKRプロセス評価方法を示すフローチャートである。図7~図13は、混入スラグ情報を説明するための説明図である。KRプロセス評価装置100によるKRプロセス評価は、図5に示すように、オフラインで行われるモデル構築装置110によるモデル構築処理と、オンラインで行われる予測装置120による予測処理とにより行われる。以下、各処理について詳細に説明する。
<3. KR process evaluation method>
Next, a KR process evaluation method using the KR
[3-1.モデル構築処理]
まず、モデル構築装置110によるモデル構築処理について説明する。モデル構築処理では、過去の操業実績データ及び過去の混入スラグ情報に基づき、KRプロセスの処理後S濃度を予測するための予測モデルが構築される。モデル構築処理はオフラインで実施され、予測装置120による予測を実施前に予め行われる。
[3-1. Model construction process]
First, model construction processing by the
(S100:過去の操業実績データ取得)
図5に示すように、モデル構築装置110のモデル構築データ取得部111は、まず、データ入力部111aにより、操業実績データ記憶部200から所定数の過去の操業実績データを取得する(S100)。取得する過去の操業実績データは、所定期間内に含まれるものとしてもよい。操業実績データは、上述したように、例えば、KRプロセスを実施したときの溶銑量や使用した溶銑鍋、インペラー回数、KR処理回数、湯面高さ、インペラー浸漬深さ、各板速度、各半時間、攪拌トルク、攪拌動力、CaO使用量、Alドロス使用量、KRプロセス開始時Si濃度、KRプロセス開始時Mn濃度、KRプロセス開始時P濃度、KRプロセス開始時Ti濃度、KRプロセス開始時S濃度、KRプロセス後の最終温度、KRプロセス後の最終C濃度、風袋、目標S濃度等を含む。
(S100: Acquisition of past operation performance data)
As shown in FIG. 5, the model construction
(S110:オペレータ評価に基づく混入スラグ情報取得)
また、データ入力部111aは、外部の入力装置500から入力された、オペレータの評価に基づく溶銑鍋へのスラグ混入量を示すスラグ混入量情報やオペレータの評価に基づくスラグ性状を示すスラグ性状情報といった混入スラグ情報を取得する(S110)。オペレータの評価に基づく混入スラグ情報は、上述したように、オペレータの定性的な評価に基づくものである。ステップS110では、例えば、スラグ混入量については、撮像画像の各画素の輝度に基づき、明るく表れる溶銑に対して暗く表れる混入スラグの占める割合から判断される。また、例えばスラグ性状については、撮像画像中の溶銑及び混入スラグの流れ方等から経験的に判断される。
(S110: Acquisition of mixed slag information based on operator evaluation)
The
このようにして取得された撮像画像に基づき、溶銑鍋へのスラグ混入量を示すスラグ混入量情報やスラグ性状を示すスラグ性状情報を、オペレータは入力装置500を用いてデータ入力部111aへ入力する。また、オペレータは、例えば撮像画像を予め設定された分類基準に基づき分類し、混入スラグ情報として分類カテゴリ情報を生成してもよい。分類カテゴリ情報は、例えば、混入スラグの量や性状を目視により判断した結果に基づき、撮像画像に対応する操業実績データを複数に分類したものである。具体的には、混入スラグの量を目視によって3つのカテゴリ(多量、中量、少量)に分類する処理や、混入スラグの粘性度を目視によって3つのカテゴリ(粘性度大、粘性度中、粘性度小)に分類する処理が行われる。かかるオペレータによる評価は、溶銑の払い出し全体の評価ともいえる。
Based on the captured image thus obtained, the operator uses the
(S120:画像特徴量取得)
一方、モデル構築データ取得部111は、画像データ処理部111bにより、混入スラグ情報として、撮像画像から画像特徴量を抽出する(S120)。画像特徴量は、例えば特徴量抽出のために予め設定されたスラグ混入量情報あるいはスラグ性状情報に基づき抽出される。画像データ処理部111bにより取得される画像特徴量は、スラグ混入量等のように定量的に評価されたものであり、属人的なばらつきは生じにくい。また、撮像画像中の部分的な変化も捉えることができる。
(S120: Image feature acquisition)
On the other hand, the model construction
ステップS120では、撮像装置300により取得された溶銑の撮像画像を予測モデルのモデル変数として扱うために、画像データ処理部111bにより撮像画像を解析し、画像特徴量を取得する。モデル変数を取得するために活用できる画像としては、トーピードカーから払い出す箇所(図4の領域Q)を撮像した払い出し画像や、溶銑鍋内の溶銑を撮像した鍋内画像等がある。以下、これらの画像から画像特徴量を取得する処理について、より具体的に説明する。また、ステップS120では、画像特徴量の取得に加えて、撮像画像から払い出し状態をパターン化した情報を生成してもよい。かかる情報も、モデル変数として利用することができる。
In step S120, in order to treat the captured image of hot metal acquired by the
(a.払い出し画像の画像処理)
払い出し画像の画像処理では、払い出し状況の評価として、各時刻で取得された払い出し画像それぞれについて、溶銑に相当する領域部分の画素数を算出することが考えられる。溶銑に相当する領域は、例えば図2に示したように輝度が大きく、払い出し画像中に明るい部分として現れる。したがって、払い出し画像における溶銑に相当する領域の特定は、R成分、G成分、B成分について閾値判定することにより可能となる。同様に、混入スラグについても、混入スラグに相当する領域は、例えば図2に示したように輝度が小さく、払い出し画像中に暗い部分として現れる。したがって、払い出し画像における混入スラグに相当する領域の特定も、R成分、G成分、B成分について閾値判定することにより可能である。
(a. Image processing of payout image)
In the image processing of the dispensing images, it is conceivable to calculate the number of pixels in the region corresponding to the molten metal for each dispensing image acquired at each time as an evaluation of the dispensing situation. The area corresponding to the molten metal has high brightness, as shown in FIG. 2, for example, and appears as a bright part in the dispensing image. Therefore, the area corresponding to the hot metal in the dispensing image can be specified by performing threshold determination on the R component, G component, and B component. Similarly, regarding the mixed slag, the area corresponding to the mixed slag has low brightness, as shown in FIG. 2, for example, and appears as a dark part in the payout image. Therefore, it is also possible to specify the area corresponding to the mixed slag in the dispensing image by determining the threshold value for the R component, G component, and B component.
このように、払い出し画像の各画素について輝度あるいはHSV色空間の値(色相(Hue)、彩度(Saturation)、明度(Value))を特定することで、以下のような払い出し時の溶銑状態の評価を可能にする情報(すなわち、操業変数とみなすことのできる情報)を取得できる。 In this way, by specifying the brightness or HSV color space values (Hue, Saturation, Value) for each pixel in the dispensing image, it is possible to determine the state of the hot metal at the time of dispensing as shown below. Information that enables evaluation (ie, information that can be considered as operational variables) can be obtained.
例えば、溶銑の払い出し開始から終了までの期間における複数の払い出し画像を用いて、払い出し全体を通しての輝度変化から、混入スラグのスラグ混入量を把握することができる。 For example, by using a plurality of dispensing images during the period from the start to the end of dispensing hot metal, it is possible to grasp the amount of slag mixed in from the change in brightness throughout the dispensing.
図6~図9に、溶銑の払い出し画像中の溶銑領域の面積(画素数)の変化を示した溶銑領域面積チャートの例を示す。図6及び図7は、溶銑へのスラグの混入が少ないケースを示しており、図8及び図9は、溶銑へのスラグの混入がやや多いケースを示している。図6~図9は、いずれも横軸がフレームNo.(すなわち時間)、縦軸が溶銑領域の画素数を表している。したがって、溶銑領域の画素数が多い時間帯(フレーム)ほど、多くの溶銑が排出され、スラグの混入は少ないとみなすことができる。 6 to 9 show examples of hot metal region area charts showing changes in the area (number of pixels) of the hot metal region in the hot metal discharging image. FIGS. 6 and 7 show cases in which there is little slag mixed into the hot metal, and FIGS. 8 and 9 show cases in which there is a slightly large amount of slag mixed into the hot metal. In each of FIGS. 6 to 9, the horizontal axis represents the frame number. (i.e., time), and the vertical axis represents the number of pixels in the hot metal region. Therefore, it can be considered that the time period (frame) in which the number of pixels in the hot metal region is larger, the more hot metal is discharged and the less slag is mixed in.
例えば、図6及び図7に示すように、溶銑へのスラグの混入が少ないケースでは、溶銑領域の画素数、すなわち溶銑の排出量が時間の経過とともに減少する傾向があることがわかる。また、図6の溶銑領域面積チャートでは、500フレームを超えたあたりで溶銑領域の画素数が急激に減少している。かかる部分では、大きな塊のスラグが混入したと考えられる。図7においても、溶銑領域の画素数が減少している部分ではスラグの排出が多く、溶銑領域の画素数が増加した部分ではスラグの排出は減少している。このように、溶銑領域の画素数の変化から、スラグ混入量の大小を把握できる。さらに、溶銑領域面積チャートの画素数の総和より、1回の払い出しにて溶銑鍋へ排出された溶銑量を把握することもできる。また、溶銑領域面積チャートの傾きからは、溶銑の排出量の変化を把握することができる。 For example, as shown in FIGS. 6 and 7, it can be seen that in cases where there is little slag mixed into the hot metal, the number of pixels in the hot metal region, that is, the amount of hot metal discharged tends to decrease over time. Further, in the hot metal region area chart of FIG. 6, the number of pixels in the hot metal region rapidly decreases after 500 frames. It is thought that large chunks of slag were mixed in these areas. Also in FIG. 7, slag discharge is large in areas where the number of pixels in the hot metal region is decreased, and slag discharge is decreased in areas where the number of pixels in the hot metal area is increased. In this way, the amount of slag mixed in can be determined from the change in the number of pixels in the hot metal region. Furthermore, it is also possible to grasp the amount of hot metal discharged into the hot metal ladle in one discharge from the total number of pixels in the hot metal area area chart. Also, from the slope of the hot metal area chart, it is possible to understand changes in the amount of hot metal discharged.
また、例えば図8及び図9に示すように、溶銑へのスラグの混入がやや多いケースでは、図6及び図7に示した溶銑領域面積チャートとは形状が異なる。例えば図8に示すように、払い出し期間の前半では溶銑の排出が少なく、後半で溶銑の排出が増えている。また、例えば図9に示すように、払い出し期間の前半では溶銑の排出量の変化はほぼないものの、後半にて急激に減少することもある。さらに、図8及び図9のいずれの場合にも、溶銑領域の画素数は、図6及び図7と比較して減少している。 Further, as shown in FIGS. 8 and 9, for example, in a case where a relatively large amount of slag is mixed into the hot metal, the shape is different from the hot metal region area chart shown in FIGS. 6 and 7. For example, as shown in FIG. 8, the discharge of hot metal is small in the first half of the discharging period, and the discharge of hot metal increases in the second half. Further, as shown in FIG. 9, for example, although there is almost no change in the amount of hot metal discharged in the first half of the discharging period, it may sharply decrease in the second half. Furthermore, in both cases of FIGS. 8 and 9, the number of pixels in the hot metal region is reduced compared to FIGS. 6 and 7.
このように、溶銑領域面積チャートを用いれば、輝度が大きい部分の面積変化傾向を見ることでスラグの混入状態を評価することができる。また、当該チャートの面積から、スラグ混入量の定量化も可能となる。 In this way, by using the hot metal region area chart, it is possible to evaluate the state of slag contamination by looking at the area change trend of areas with high brightness. Furthermore, it is also possible to quantify the amount of slag mixed in from the area of the chart.
あるいは、溶銑の払い出し開始から終了までの間に、同一の撮像装置(図4では第1のカメラ47aまたは第2のカメラ47b)によって撮像された複数の払い出し画像(フレーム)から特定の領域を切り出して、時系列順に連結させ、1つの連結画像を作成することで、溶銑の払い出しの一連の様子が把握可能となる。例えば図10に示すように、画像データ処理部111bは、払い出し画像の領域Fの部分を切り出し、各フレームから切り出し画像f1、f2、f3、・・・を取得する。そして、切り出し画像f1、f2、f3、・・・を時系列順に連結させると、図10下側に示すような連結画像が生成される。連結画像からは、溶銑3が流れる状況を把握することができる。また、図10の連結画像では、払い出しの終わり付近で、混入スラグ3aの塊が排出されたことがわかる。このように、連結画像内において混入スラグ3aが現れる範囲に着目することで、スラグの混入に関連する変数を作成することも可能である。
Alternatively, a specific area may be cut out from a plurality of dispensing images (frames) captured by the same imaging device (
(b.鍋内画像の画像処理)
実操業において、オペレータは、トーピードカーから払い出された溶銑の受け側となる溶銑鍋内に排出された溶銑を目視し、混入スラグのスラグ混入量及びスラグ性状を評価している。これより、撮像装置(図4では第3のカメラ47c)により溶銑鍋内を撮像した鍋内画像に基づき操業変数を作成し用いることも有効と考えられる。例えば、図11上側に示す払い出いし直後の鍋内画像と、図11下側に示す、払い出しが終わった後KRプロセスの処理場へ溶銑鍋が搬送される直前の鍋内画像とを比較すると、輝度が異なり、時間が経過するにつれて溶銑の温度が低下する様子がわかる。また、混入スラグのスラグ混入量によっても溶銑の冷却度合いは異なる。なお、鍋内画像においても、溶銑に相当する領域と混入スラグに相当する領域との特定は、払い出し画像と同様、輝度やHSV色空間の値によって特定可能である。
(b. Image processing of images inside the pot)
In actual operation, the operator visually observes the hot metal discharged into the hot metal ladle that receives the hot metal discharged from the torpedo car, and evaluates the amount of slag mixed in and the slag properties. From this, it is considered effective to create and use operating variables based on an image of the interior of the hot metal ladle captured by an imaging device (the
鍋内画像の画像特徴量としては、例えば鍋内画像について、RGB成分それぞれのヒストグラムから得られる統計量を用いてもよい。具体的には、図12に示すように、鍋内画像からR成分、G成分、B成分それぞれの輝度分布を表すヒストグラムを作成し、ヒストグラムから得られる輝度の平均値や標準偏差等を統計量として求める。かかる統計量を混入スラグ情報として用いることができる。この際、図12に示した払い出し直後の鍋内画像と搬送直前の鍋内画像とについて、それぞれ統計量を求め、混入スラグ情報として用いることで、溶銑鍋内での混入スラグの変化も考慮することができる。例えば、各鍋内画像についてそれぞれ求められたヒストグラムの平均の差により、溶銑鍋内での混入スラグの変化を表してもよい。 As the image feature amount of the in-pot image, for example, a statistical amount obtained from a histogram of each of the RGB components may be used for the in-pot image. Specifically, as shown in Figure 12, a histogram representing the brightness distribution of the R component, G component, and B component is created from the image inside the pot, and the average value and standard deviation of the brightness obtained from the histogram are calculated as statistics. Find it as. Such statistics can be used as mixed slag information. At this time, changes in the mixed slag in the hot metal ladle are taken into account by calculating statistics for the images of the inside of the pot immediately after discharging and the images of the inside of the pot just before conveyance shown in Figure 12, and using them as mixed slag information. be able to. For example, the change in slag mixed in the hot metal ladle may be expressed by the difference between the averages of the histograms obtained for each of the images inside the ladle.
また、鍋内画像の画像特徴量として、トーピードカーからの払い出し直後の鍋内画像における明るい領域の大きさを用いてもよい。明るく表れる領域は、溶銑の温度が高い部分であり、高温部分が多いほど混入スラグが少ないものと推定することができる。鍋内画像の明るい領域は、予め設定された所定の輝度閾値により特定することができる。当該領域の大きさは、例えば、画素数、総面積、最大面積等によって表せばよい。かかる処理は、例えば図13に示すように、解析対象である左上の鍋内画像を、右上に示すようにR成分、G成分、B成分にそれぞれ分解した後、左下に示すように二値化する。これにより、特定したい高温部分を表す明るい領域を抽出することができる。二値化処理により明るい領域が特定されると、画像データ処理部111bは、右下に示すように領域の画素数をカウントし、明るい領域の総面積を算出すればよい。
Furthermore, the size of a bright area in the pan image immediately after being paid out from the torpedo car may be used as the image feature amount of the pan pan image. The areas that appear bright are areas where the temperature of the hot metal is high, and it can be estimated that the more high-temperature areas there are, the less slag is mixed in. The bright area of the in-pot image can be specified using a predetermined brightness threshold set in advance. The size of the area may be expressed by, for example, the number of pixels, total area, maximum area, etc. For example, as shown in FIG. 13, the upper left pan image to be analyzed is decomposed into R, G, and B components as shown in the upper right, and then binarized as shown in the lower left. do. Thereby, it is possible to extract a bright region representing a high temperature portion that is desired to be specified. When a bright area is identified by the binarization process, the image
以上のように、撮像装置により得られた撮像画像から画像特徴量を求め、混入スラグ情報として用いてもよい。 As described above, the image feature amount may be obtained from the captured image obtained by the imaging device and used as the mixed slag information.
(S130:予測モデル構築)
図5の説明に戻り、ステップS100により過去の操業実績データを取得し、ステップS110、S120により混入スラグ情報が取得されると、モデル構築部113は、過去の操業実績データ及び混入スラグ情報に基づき、学習モデルを用いてKRプロセスの処理後S濃度を予測する予測モデルを構築する(S130)。学習モデルとして、例えば重回帰モデルや一般線形化モデル、機械学習手法を用いることができる。例えば重回帰モデルを用いた場合、下記式(0)についてKRプロセス開始時のS濃度(t=0時と仮定する。)と攪拌時間T(KRプロセス処理終了時間と仮定する。)とを用いると、KRプロセス終了後の溶銑中S濃度(t=T[min])は、下記式(A)によって表現することができる。
(S130: Prediction model construction)
Returning to the explanation of FIG. 5, when past operation performance data is acquired in step S100 and mixed slag information is acquired in steps S110 and S120, the
一般線形化モデルについては、例えば下記式(0)で表される脱硫物理式(非特許文献1参照)においては、処理後S濃度は、総括速度係数Ksと脱硫到達S濃度Seとをパラメータとして表される。 Regarding the general linearized model, for example, in the desulfurization physical equation expressed by the following formula (0) (see Non-Patent Document 1), the S concentration after treatment is determined using the overall rate coefficient Ks and the desulfurization reached S concentration Se as parameters. expressed.
すなわち、脱硫物理式は総括速度係数×時間に対するexp関数で表現されることから、リンク関数をlog関数とし、処理後S濃度の連続値推定であることから確率分布をガンマ分布とすると、下記式(1)、(2)のように表現される。 In other words, since the desulfurization physical formula is expressed as an exp function for overall rate coefficient x time, the link function is a log function, and since it is a continuous value estimation of the S concentration after treatment, the probability distribution is a gamma distribution, the following formula is obtained. It is expressed as (1) and (2).
なお、式(A)における(-Ks・T)がlog(p)に対応しており、この部分は線形式で表現される。式中のx1、…、xnはn個の説明変数、β0、…、βnはパラメータであり、パラメータβ0、…、βnは最尤推定で求められる。 Note that (-Ks·T) in equation (A) corresponds to log(p), and this part is expressed in a linear form. In the formula, x1, ..., xn are n explanatory variables, β0, ..., βn are parameters, and the parameters β0, ..., βn are obtained by maximum likelihood estimation.
モデル構築部113は、構築した、例えば式(A)で表される予測モデルを、予測装置120へ出力する。
The
[3-2.予測処理]
次に、予測装置120による予測処理について説明する。モデル構築処理では、直近の操業実績データ及び直近の混入スラグ情報に基づき、モデル構築処理にて構築された予測モデルを用いて、KRプロセスの処理後S濃度を予測する。かかる予測処理は、KRプロセスの実施前にオンラインにて実行される。したがって、当該予測処理の予測結果を今回実施するKRプロセスに反映させることができる。
[3-2. Prediction processing]
Next, prediction processing by the
(S200:直近の操業実績データ取得)
図5に示すように、予測装置120は、まず、予測対象データ取得部121のデータ入力部121aにより直近の操業実績データを取得する(S200)。直近の操業実績データとしては、高炉での成分データ等がある。実績データが存在しない変数については、操作設定値を用いればよい。
(S200: Acquisition of latest operational performance data)
As shown in FIG. 5, the
(S210:画像特徴量取得)
次いで、予測対象データ取得部121は、画像データ処理部121bにより、混入スラグ情報として、直近の溶銑の払い出し時に取得された撮像画像から画像特徴量を抽出する(S210)。画像特徴量は、ステップS120と同様の処理により求めればよい。
(S210: Image feature acquisition)
Next, the prediction target
(S220:KRプロセス終了後の溶銑中S濃度の予測値算出)
そして、モデル予測計算部123は、ステップS130にてモデル構築装置110により構築された予測モデルを用いて、ステップS200、S210にて取得された操業実績データ及び混入スラグ情報に基づき、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測する(S220)。予測対象データ取得部121により取得された操業実績データ及び混入スラグ情報を予測モデルに入力することで、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度の予測値が算出される。
(S220: Calculation of predicted value of S concentration in hot metal after completion of KR process)
Then, the model
(S230:追加処理の要否判定)
その後、判定部125は、ステップS220にて算出された予測結果に基づいて、今回のKRプロセスにおける脱硫を促進させるための追加処理の要否を判定する(S230)。判定部125は、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度の予測値と目標S濃度とを比較し、追加処理の要否を判定する。KRプロセス終了時の溶銑中S濃度の予測値が目標S濃度を満たさないと判定した場合、判定部125は、例えばKRプロセスで使用する脱硫剤を増やす、あるいは、Mgによる脱硫を実施する、といった追加処理の実施が必要であることを、出力装置(図示せず。)を介してオペレータに通知してもよい。この際、判定部125は、過去の操業実績あるいは予め設定された追加処理実施要件に基づき、脱硫剤の追加量等も通知するようにしてもよい。
(S230: Determining whether additional processing is necessary)
After that, the
以上、本実施形態に係るKRプロセス評価装置100によるKRプロセス評価方法について説明した。
The KR process evaluation method using the KR
<4.ハードウェア構成>
図14に基づいて、本実施形態に係るKRプロセス評価装置100のハードウェア構成について説明する。図14は、本実施形態に係るKRプロセス評価装置100として機能する情報処理装置900のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。なお、KRプロセス評価装置100は、別個の情報処理装置900でそれぞれ構築してもよく、1つの情報処理装置900によりともに機能するように構築してもよい。
<4. Hardware configuration>
Based on FIG. 14, the hardware configuration of the KR
情報処理装置900は、CPU901と、ROM903と、RAM905とを含む。また、情報処理装置900は、バス907と、入力I/F909と、出力I/F911と、ストレージ装置913と、ドライブ915と、接続ポート917と、通信装置919とを含む。
CPU901は、演算処理装置および制御装置として機能する。CPU901は、ROM903、RAM905、ストレージ装置913、またはリムーバブル記録媒体925に記録された各種プログラムに従って、情報処理装置900内の動作全般またはその一部を制御する。ROM903は、CPU901が使用するプログラムあるいは演算パラメータ等を記憶する。RAM905は、CPU901が使用するプログラム、あるいは、プログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはCPUバス等の内部バスにより構成されるバス907により相互に接続されている。
The
バス907は、ブリッジを介して、PCI(Peripheral Component Interconnect/Interface)バスなどの外部バスに接続されている。
The
入力I/F909は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ及びレバー等の、ユーザが操作する操作手段である入力装置921からの入力を受け付けるインタフェースである。入力I/F909は、例えば、ユーザが入力装置921を用いて入力した情報に基づいて入力信号を生成し、CPU901に出力する入力制御回路等として構成されている。入力装置921は、例えば、赤外線あるいはその他の電波を利用したリモートコントロール装置、あるいは、情報処理装置900の操作に対応したPDA等の外部機器927であってもよい。情報処理装置900のユーザは、入力装置921を操作し、情報処理装置900に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
The input I/
出力I/F911は、入力された情報を、ユーザに対して視覚的または聴覚的に通知可能な出力装置923へ出力するインタフェースである。出力装置923は、例えば、CRTディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ELディスプレイ装置およびランプ等の表示装置であってもよい。あるいは、出力装置923は、スピーカ及びヘッドホン等の音声出力装置や、プリンター、移動通信端末、ファクシミリ等であってもよい。出力I/F911は、出力装置923に対して、例えば、情報処理装置900により実行された各種処理にて得られた処理結果を出力するよう指示する。具体的には、出力I/F911は、表示装置に対して情報処理装置900による処理結果を、テキストまたはイメージで表示するよう指示する。また、出力I/F911は、音声出力装置に対し、再生指示を受けた音声データ等のオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力するよう指示する。
The output I/
ストレージ装置913は、情報処理装置900の記憶部の1つであり、データ格納用の装置である。ストレージ装置913は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイスまたは光磁気記憶デバイス等により構成される。ストレージ装置913は、CPU901が実行するプログラム、プログラムの実行により生成された各種データ、及び、外部から取得した各種データ等を格納する。
The
ドライブ915は、記録媒体用リーダライタであり、情報処理装置900に内蔵あるいは外付けされる。ドライブ915は、装着されているリムーバブル記録媒体925に記録されている情報を読み出し、RAM905に出力する。また、ドライブ915は、装着されているリムーバブル記録媒体925に情報を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体925は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクまたは半導体メモリ等である。具体的には、リムーバブル記録媒体925は、CDメディア、DVDメディア、Blu-ray(登録商標)メディア、コンパクトフラッシュ(登録商標)(CompactFlash:CF)、フラッシュメモリ、SDメモリカード(Secure Digital memory card)等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体925は、例えば、非接触型ICチップを搭載したICカード(Integrated Circuit card)または電子機器等であってもよい。
The
接続ポート917は、機器を情報処理装置900に直接接続するためのポートである。接続ポート917は、例えば、USB(Universal Serial Bus)ポート、IEEE1394ポート、SCSI(Small Computer System Interface)ポート、RS-232Cポート等である。情報処理装置900は、接続ポート917に接続された外部機器927から、直接各種データを取得したり外部機器927に各種データを提供したりすることができる。
The
通信装置919は、例えば、通信網929に接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。通信装置919は、例えば、有線または無線LAN(Local Area Network)、Bluetooth(登録商標)またはWUSB(Wireless USB)用の通信カード等である。また、通信装置919は、光通信用のルータ、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)用のルータ、または、各種通信用のモデム等であってもよい。通信装置919は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばTCP/IP等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置919に接続される通信網929は、有線または無線によって接続されたネットワーク等により構成されている。例えば、通信網929は、インターネット、家庭内LAN、赤外線通信、ラジオ波通信または衛星通信等である。
The
以上、情報処理装置900のハードウェア構成の一例を示した。上述の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されてもよく、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されてもよい。情報処理装置900のハードウェア構成は、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて適宜変更可能である。
An example of the hardware configuration of the
本発明の効果を検証すべく、下記表3に示す操業変数及び混入スラグ情報(オペレータ評価値、画像特徴量)を用いて、重回帰分析(ステップワイズ法(AIC))で、予測モデルの性能を検討した。検討では、予測モデルの構築に際して使用可能な説明変数として下記表3に示す説明変数を設定した。本検討では、操業変数として、KRプロセス実施に際して取得される操業実績データを用いた。ここでは、例えば溶銑量やインペラー回数、KRプロセスの前後における溶銑の成分濃度等を含む、20個の操業実績データを用いた。そして、下記表4に示すケースA~Fのように予測モデルの構築に際して使用する説明変数を変化させ、各ケースA~Fについて、予測モデルにより推定されたKRプロセス実施後の処理後S濃度と実際の処理後S濃度とを調べた。結果を図15に示す。 In order to verify the effects of the present invention, the performance of the predictive model was determined by multiple regression analysis (stepwise method (AIC)) using the operational variables and mixed slag information (operator evaluation value, image feature amount) shown in Table 3 below. It was investigated. In the study, the explanatory variables shown in Table 3 below were set as explanatory variables that can be used when constructing a prediction model. In this study, operational performance data obtained when implementing the KR process was used as an operational variable. Here, 20 pieces of operational performance data were used, including, for example, the amount of hot metal, the number of impellers, the component concentration of hot metal before and after the KR process, etc. Then, the explanatory variables used in constructing the prediction model are changed as shown in cases A to F shown in Table 4 below, and for each case A to F, the post-treatment S concentration after the KR process is estimated by the prediction model. The S concentration after actual treatment was investigated. The results are shown in FIG.
図15を参照すると、比較例であるケースAに比べ、実施例であるケースB~Fについては精度の良い予測モデルが構築されていることがわかる。なお、本検討における評価結果は、表3に示した操業変数及び混入スラグ情報(オペレータ評価、画像特徴量)を用いた場合にのみ言えることではない。操業変数及び混入スラグ情報(オペレータ評価、画像特徴量のデータ数を表3と異なるものとしても、操業変数に加え、オペレータ評価または画像特徴量のうち少なくともいずれか一方を説明変数に加えることで、予測モデルの精度を高めることができる。 Referring to FIG. 15, it can be seen that more accurate prediction models are constructed for Cases B to F, which are examples, than Case A, which is a comparative example. Note that the evaluation results in this study cannot be said only when using the operational variables and mixed slag information (operator evaluation, image feature amount) shown in Table 3. Operational variables and mixed slag information (even if the number of data for operator evaluation and image feature amount is different from Table 3, by adding at least one of the operator evaluation or image feature amount to the explanatory variables in addition to the operation variables, The accuracy of the prediction model can be increased.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea stated in the claims. It is understood that these also naturally fall within the technical scope of the present invention.
3、5 溶銑
3a 混入スラグ
5 溶銑
10 高炉
20、20A、20B トーピードカー(TPC)
30 TPC処理場
40 溶銑鍋
45 観察窓
47 撮像装置
47a 第1のカメラ
47b 第2のカメラ
47c 第3のカメラ
50 機械撹拌式脱硫装置(KR)
51 KR鍋
53 インペラー
55 駆動装置
100 KRプロセス評価装置
110 モデル構築装置
111 モデル構築データ取得部
111a データ入力部
111b 画像データ処理部
113 モデル構築部
120 予測装置
121 予測対象データ取得部
121a データ入力部
121b 画像データ処理部
123 モデル予測計算部
125 判定部
200 操業実績データ記憶部
200 操業実績データ記憶
300 撮像装置
400 表示装置
500 入力装置
3, 5 Hot metal 3a
30
51 KR
Claims (7)
KRプロセスにおける過去の操業実績データと、過去の操業における溶銑がトーピードカーから溶銑鍋へ払い出される状況を撮像した払い出し画像又は溶銑鍋の内部を撮像した鍋内画像である撮像画像に基づく過去の混入スラグ情報と、を取得するモデル構築データ取得部と、
前記過去の操業実績データと前記過去の混入スラグ情報とに基づき、前記予測モデルを構築するモデル構築部と、
を備え、
前記混入スラグ情報は、前記撮像画像を、オペレータが定性的に評価して得られた、溶銑鍋へのスラグ混入量を示すスラグ混入量情報、スラグの粘性度を示すスラグ性状情報、並びに、前記撮像画像から定量的に抽出された画像特徴量、のうちの少なくともいずれか一つであり、
前記予測モデルは、重回帰モデル若しくは一般線形化モデル、又は、機械学習手法を用いて構築され、前記操業実績データと前記混入スラグ情報を説明変数とし、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を推定するモデルである、モデル構築装置。 A model construction device that constructs a predictive model for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process before the start of the KR process, which is a process of desulfurization in the hot metal pretreatment process,
Past operation performance data in the KR process and past mixed slag based on captured images that are images of the situation in which hot metal is discharged from the torpedo car to the hot metal ladle in the past operations or images of the inside of the hot metal ladle. a model construction data acquisition unit that acquires information;
a model construction unit that constructs the prediction model based on the past operation performance data and the past mixed slag information ;
Equipped with
The mixed slag information includes slag mixed amount information indicating the amount of slag mixed into the hot metal ladle, slag property information indicating the viscosity of the slag, and slag property information indicating the viscosity of the slag, which was obtained by qualitatively evaluating the captured image by an operator. at least one of image features quantitatively extracted from the captured image;
The prediction model is constructed using a multiple regression model, a general linearization model, or a machine learning method, and uses the operation performance data and the mixed slag information as explanatory variables to estimate the S concentration in hot metal at the end of the KR process. A model construction device that is a model for
KRプロセスにおける過去の操業実績データと、過去の操業における溶銑がトーピードカーから溶銑鍋へ払い出される状況を撮像した払い出し画像又は溶銑鍋の内部を撮像した鍋内画像である撮像画像に基づく過去の混入スラグ情報と、を取得するモデル構築データ取得部と、
前記過去の操業実績データと前記過去の混入スラグ情報とに基づき、前記KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測する予測モデルを構築するモデル構築部と、
これからKRプロセスを実施する溶銑に関する直近の操業実績データと、これからKRプロセスを実施する溶銑に関する直近の混入スラグ情報と、を取得する予測対象データ取得部と、
前記モデル構築部で構築された予測モデルを用い、前記予測対象データ取得部で取得した前記直近の操業実績データと前記直近の混入スラグ情報に基づき、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測するモデル予測計算部と、
を備え、
前記混入スラグ情報は、前記撮像画像を、オペレータが定性的に評価して得られた、溶銑鍋へのスラグ混入量を示すスラグ混入量情報、スラグの粘性度を示すスラグ性状情報、並びに、前記撮像画像から定量的に抽出された画像特徴量、のうちの少なくともいずれか一つであり、
前記予測モデルは、重回帰モデル若しくは一般線形化モデル、又は、機械学習手法を用いて構築され、前記操業実績データと前記混入スラグ情報を説明変数とし、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を推定するモデルである、予測装置。 A prediction device that predicts the S concentration in hot metal at the end of the KR process before the start of the KR process, which is a process of desulfurization in the hot metal pretreatment process,
Past operation performance data in the KR process and past mixed slag based on captured images that are images of the situation in which hot metal is discharged from the torpedo car to the hot metal ladle in the past operations or images of the inside of the hot metal ladle. a model construction data acquisition unit that acquires information;
a model construction unit that constructs a prediction model for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process based on the past operation performance data and the past mixed slag information;
a prediction target data acquisition unit that acquires the latest operational performance data regarding the hot metal that will undergo the KR process from now on , and the latest mixed slag information regarding the hot metal that will implement the KR process from now on ;
Using the prediction model built by the model construction unit , predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process based on the most recent operational performance data and the most recent mixed slag information acquired by the prediction target data acquisition unit . A model prediction calculation section,
Equipped with
The mixed slag information includes slag mixed amount information indicating the amount of slag mixed into the hot metal ladle, slag property information indicating the viscosity of the slag, and slag property information indicating the viscosity of the slag, which was obtained by qualitatively evaluating the captured image by an operator. at least one of image features quantitatively extracted from the captured image;
The prediction model is constructed using a multiple regression model, a general linearization model, or a machine learning method, and uses the operation performance data and the mixed slag information as explanatory variables to estimate the S concentration in hot metal at the end of the KR process. A prediction device that is a model for
KRプロセスにおける過去の操業実績データと、過去の操業における溶銑がトーピードカーから溶銑鍋へ払い出される状況を撮像した払い出し画像又は溶銑鍋の内部を撮像した鍋内画像である撮像画像に基づく過去の混入スラグ情報と、を取得するモデル構築データ取得ステップと、
前記過去の操業実績データと前記過去の混入スラグ情報とに基づき、前記予測モデルを構築するモデル構築ステップと、
を含み、
前記混入スラグ情報は、前記撮像画像を、オペレータが定性的に評価して得られた、溶銑鍋へのスラグ混入量を示すスラグ混入量情報、スラグの粘性度を示すスラグ性状情報、並びに、前記撮像画像から定量的に抽出された画像特徴量、のうちの少なくともいずれか一つであり、
前記予測モデルは、重回帰モデル若しくは一般線形化モデル、又は、機械学習手法を用いて構築され、前記操業実績データと前記混入スラグ情報を説明変数とし、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を推定するモデルである、モデル構築方法。 A model construction method for constructing a predictive model for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process before the start of the KR process, which is a process of desulfurization in the hot metal pretreatment process, comprising:
Past operation performance data in the KR process and past mixed slag based on captured images that are images of the situation in which hot metal is discharged from the torpedo car to the hot metal ladle in the past operations or images of the inside of the hot metal ladle. a model building data acquisition step for acquiring the information;
a model construction step of constructing the prediction model based on the past operation performance data and the past mixed slag information ;
including;
The mixed slag information includes slag mixed amount information indicating the amount of slag mixed into the hot metal ladle, slag property information indicating the viscosity of the slag, and slag property information indicating the viscosity of the slag, which was obtained by qualitatively evaluating the captured image by an operator. at least one of image features quantitatively extracted from the captured image;
The prediction model is constructed using a multiple regression model, a general linearization model, or a machine learning method, and uses the operation performance data and the mixed slag information as explanatory variables to estimate the S concentration in hot metal at the end of the KR process. model construction method.
KRプロセスにおける過去の操業実績データと、過去の操業における溶銑がトーピードカーから溶銑鍋へ払い出される状況を撮像した払い出し画像又は溶銑鍋の内部を撮像した鍋内画像である撮像画像に基づく過去の混入スラグ情報と、を取得するモデル構築データ取得ステップと、
前記過去の操業実績データと前記過去の混入スラグ情報とに基づき、前記KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測する予測モデルを構築するモデル構築ステップと、
これからKRプロセスを実施する溶銑に関する直近の操業実績データと、これからKRプロセスを実施する溶銑に関する直近の混入スラグ情報と、を取得する予測対象データ取得ステップと、
前記モデル構築ステップで構築された予測モデルを用い、前記予測対象データ取得ステップで取得した前記直近の操業実績データと前記直近の混入スラグ情報に基づき、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測するモデル予測計算ステップと、
を含み、
前記混入スラグ情報は、前記撮像画像を、オペレータが定性的に評価して得られた、溶銑鍋へのスラグ混入量を示すスラグ混入量情報、スラグの粘性度を示すスラグ性状情報、並びに、前記撮像画像から定量的に抽出された画像特徴量、のうちの少なくともいずれか一つであり、
前記予測モデルは、重回帰モデル若しくは一般線形化モデル、又は、機械学習手法を用いて構築され、前記操業実績データと前記混入スラグ情報を説明変数とし、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を推定するモデルである、予測方法。 A prediction method for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process before the start of the KR process, which is a process of desulfurization in the hot metal pretreatment process, comprising:
Past operation performance data in the KR process and past mixed slag based on captured images that are images of the situation in which hot metal is discharged from the torpedo car to the hot metal ladle in the past operations or images of the inside of the hot metal ladle. a model building data acquisition step for acquiring the information;
a model construction step of constructing a prediction model for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process, based on the past operation performance data and the past mixed slag information;
a prediction target data acquisition step of acquiring the latest operational performance data regarding the hot metal that will undergo the KR process from now on, and the latest mixed slag information regarding the hot metal that will implement the KR process from now on ;
Using the prediction model built in the model construction step , predict the S concentration in the hot metal at the end of the KR process based on the most recent operational performance data and the most recent mixed slag information acquired in the prediction target data acquisition step . a model prediction calculation step;
including;
The mixed slag information includes slag mixed amount information indicating the amount of slag mixed into the hot metal ladle, slag property information indicating the viscosity of the slag, and slag property information indicating the viscosity of the slag, which was obtained by qualitatively evaluating the captured image by an operator. at least one of image features quantitatively extracted from the captured image;
The prediction model is constructed using a multiple regression model, a general linearization model, or a machine learning method, and uses the operation performance data and the mixed slag information as explanatory variables to estimate the S concentration in hot metal at the end of the KR process. A prediction method that is a model for
前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータを、
KRプロセスにおける過去の操業実績データと、過去の操業における溶銑がトーピードカーから溶銑鍋へ払い出される状況を撮像した払い出し画像又は溶銑鍋の内部を撮像した鍋内画像である撮像画像に基づく過去の混入スラグ情報と、を取得するモデル構築データ取得部と、
前記過去の操業実績データと前記過去の混入スラグ情報とに基づき、前記予測モデルを構築するモデル構築部として機能させ、
前記混入スラグ情報は、前記撮像画像を、オペレータが定性的に評価して得られた、溶銑鍋へのスラグ混入量を示すスラグ混入量情報、スラグの粘性度を示すスラグ性状情報、並びに、前記撮像画像から定量的に抽出された画像特徴量、のうちの少なくともいずれか一つであり、
前記予測モデルは、重回帰モデル若しくは一般線形化モデル、又は、機械学習手法を用いて構築され、前記操業実績データと前記混入スラグ情報を説明変数とし、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を推定するモデルである、コンピュータプログラム。 A computer for operating a computer as a model construction device for constructing a predictive model for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process, before the start of the KR process, which is a process of desulfurization in a hot metal pretreatment process. A program,
The computer program causes the computer to
Past operation performance data in the KR process and past mixed slag based on captured images that are images of the situation in which hot metal is discharged from the torpedo car to the hot metal ladle in the past operations or images of the inside of the hot metal ladle. a model construction data acquisition unit that acquires information;
Functioning as a model construction unit that constructs the prediction model based on the past operation performance data and the past mixed slag information ,
The mixed slag information includes slag mixed amount information indicating the amount of slag mixed into the hot metal ladle, slag property information indicating the viscosity of the slag, and slag property information indicating the viscosity of the slag, which was obtained by qualitatively evaluating the captured image by an operator. at least one of image features quantitatively extracted from the captured image;
The prediction model is constructed using a multiple regression model, a general linearization model, or a machine learning method, and uses the operation performance data and the mixed slag information as explanatory variables to estimate the S concentration in hot metal at the end of the KR process. A computer program that is a model for
前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータを、
KRプロセスにおける過去の操業実績データと、過去の操業における溶銑がトーピードカーから溶銑鍋へ払い出される状況を撮像した払い出し画像又は溶銑鍋の内部を撮像した鍋内画像である撮像画像に基づく過去の混入スラグ情報と、を取得するモデル構築データ取得部と、
前記過去の操業実績データと前記過去の混入スラグ情報とに基づき、前記KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を予測する予測モデルを構築するモデル構築部と、
これからKRプロセスを実施する溶銑に関する直近の操業実績データと、これからKRプロセスを実施する溶銑に関する直近の混入スラグ情報と、を取得する予測対象データ取得部と、
として機能させ、
前記混入スラグ情報は、前記撮像画像を、オペレータが定性的に評価して得られた、溶銑鍋へのスラグ混入量を示すスラグ混入量情報、スラグの粘性度を示すスラグ性状情報、並びに、前記撮像画像から定量的に抽出された画像特徴量、のうちの少なくともいずれか一つであり、
前記予測モデルは、重回帰モデル若しくは一般線形化モデル、又は、機械学習手法を用いて構築され、前記操業実績データと前記混入スラグ情報を説明変数とし、KRプロセス終了時の溶銑中S濃度を推定するモデルである、コンピュータプログラム。 A computer program for causing a computer to function as a prediction device for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process before the start of the KR process, which is a process of desulfurization in a hot metal pretreatment process, comprising:
The computer program causes the computer to
Past operation performance data in the KR process and past mixed slag based on captured images that are images of the situation in which hot metal is discharged from the torpedo car to the hot metal ladle in the past operations or images of the inside of the hot metal ladle. a model construction data acquisition unit that acquires information;
a model construction unit that constructs a prediction model for predicting the S concentration in hot metal at the end of the KR process based on the past operation performance data and the past mixed slag information;
a prediction target data acquisition unit that acquires the latest operational performance data regarding the hot metal that will undergo the KR process from now on , and the latest mixed slag information regarding the hot metal that will implement the KR process from now on ;
function as
The mixed slag information includes slag mixed amount information indicating the amount of slag mixed into the hot metal ladle, slag property information indicating the viscosity of the slag, and slag property information indicating the viscosity of the slag, which was obtained by qualitatively evaluating the captured image by an operator. at least one of image features quantitatively extracted from the captured image;
The prediction model is constructed using a multiple regression model, a general linearization model, or a machine learning method, and uses the operation performance data and the mixed slag information as explanatory variables to estimate the S concentration in hot metal at the end of the KR process. A computer program that is a model for
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