JPH0665623A - Method for estimating carbon content in molten steel during blowing in converter - Google Patents

Method for estimating carbon content in molten steel during blowing in converter

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Publication number
JPH0665623A
JPH0665623A JP13710893A JP13710893A JPH0665623A JP H0665623 A JPH0665623 A JP H0665623A JP 13710893 A JP13710893 A JP 13710893A JP 13710893 A JP13710893 A JP 13710893A JP H0665623 A JPH0665623 A JP H0665623A
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JP
Japan
Prior art keywords
molten steel
neural network
carbon concentration
blowing
converter
Prior art date
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Pending
Application number
JP13710893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuto Mizushima
康人 水嶋
Hiroshi Kondo
寛 近藤
Hideaki Unzaki
秀明 運崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP13710893A priority Critical patent/JPH0665623A/en
Publication of JPH0665623A publication Critical patent/JPH0665623A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To constantly estimate the carbon content in the molten steel with high precision during the blowing operation even when the operational conditions or the like are changed with time in the converter operation. CONSTITUTION:A three-storied neural network is structured to which the solidifying temperature t1 of the molten steel to be measured during the blowing, and the operational information before the measurement (the amount of manganese ore t2, the manganese content t3 of the molten iron,... tn) are inputted and from which the carbon content [C] of the molten steel at the measuring time is outputted, and the carbon content in the molten steel during the blowing operation is estimated by using the neural network. The learning of the neural network is executed by using the measured values of the solidifying temperature in the actural operation, the operational information before the measurement, and the analytical value of the actually measured carbon content of the molten steel, and the coefficients of coupling Wij, Wj' (i=1-n, j=1-m) between the units constituting the neural network are amended.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、転炉吹錬中の炭素濃度
の推定方法、特に操業条件が経時的に変化する場合で
も、転炉吹錬中の炭素濃度を精度良く推定することがで
きる転炉吹錬中の炭素濃度の推定方法に関する。
The present invention relates to a method for estimating carbon concentration during converter blowing, and particularly for accurately estimating carbon concentration during converter blowing even when operating conditions change over time. The present invention relates to a method of estimating the carbon concentration in a converter blowable.

【0002】[0002]

【従来の技術】転炉吹錬(製鋼)では、吹錬終了時(終
点)の溶鋼炭素濃度や溶鋼温度等を目標値に適中させる
終点制御を精度良く行うために、吹錬末期にサブランス
を用いて溶鋼温度の測定及び炭素濃度の推定を行い、そ
の測定値や推定値に基づいてモデル計算により吹錬制御
を行うことが行われている。
2. Description of the Related Art In converter blowing (steel making), a sublance is used at the end of blowing in order to accurately control the end point so that the molten steel carbon concentration and the molten steel temperature at the end of blowing (end point) are adjusted to the target values. The molten steel temperature is measured and the carbon concentration is estimated by using it, and blowing control is performed by model calculation based on the measured value and the estimated value.

【0003】上記のような溶鋼炭素濃度の推定方法とし
ては、特開平2−57629号公報に、脱燐溶銑を用い
た転炉精錬中に、溶鋼の炭素量を推定する方法として、
溶鋼を採取してその温度及び凝固温度を測定し、前記凝
固温度から溶鋼中の一次推定炭素量を求め、前記一次推
定炭素量及び前記溶鋼温度を用いて転炉内のMn の平衡
式と、マスバランスの式から溶鋼中の推定Mn 量を求
め、前記一次推定炭素量及び前記推定Mn 量を用いて炭
素量を求める方法が開示されている。
As a method for estimating the carbon concentration of molten steel as described above, Japanese Patent Laid-Open No. 2-57629 discloses a method for estimating the carbon content of molten steel during converter refining using dephosphorized hot metal.
The molten steel is sampled and its temperature and solidification temperature are measured, the primary estimated carbon amount in the molten steel is determined from the solidification temperature, and the primary estimated carbon amount and the molten steel temperature are used to form an equilibrium equation of Mn in the converter, A method of obtaining an estimated Mn amount in molten steel from a mass balance equation and obtaining a carbon amount using the primary estimated carbon amount and the estimated Mn amount is disclosed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平2−57629号公報に開示されている方法には、
重回帰式を用いて凝固温度等から炭素濃度を推定するよ
うにしているため、操業条件が経時的に変化することに
より推定精度が悪化すると共に、推定ロジックや係数を
修正する機能を有していないため、推定精度を維持する
ことができないという問題がある。
However, the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-57629 has the following problems.
Since the carbon concentration is estimated from the solidification temperature using the multiple regression equation, the estimation accuracy deteriorates as the operating conditions change over time, and it has the function of correcting the estimation logic and coefficients. Therefore, there is a problem that the estimation accuracy cannot be maintained.

【0005】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、転炉操業条件が経時的に変化する場
合でも、転炉吹錬中の溶鋼炭素濃度を高精度に推定する
ことができる、転炉吹錬中の溶鋼炭素濃度の推定方法を
提供することを第1の課題とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and it is possible to accurately estimate the molten steel carbon concentration during converter blowing even when the converter operating conditions change with time. It is a first object to provide a method for estimating the molten steel carbon concentration during converter blowing that is capable of achieving the above.

【0006】本発明は、又、経時的に操業条件等に変化
が生じる場合でも、転炉吹錬中の溶鋼に含有されている
炭素の濃度を常に実操業で要求される適切な精度で、し
かも短時間で推定することができる転炉吹錬中の溶鋼炭
素濃度の推定方法を提供することを第2の課題とする。
[0006] The present invention also ensures that the concentration of carbon contained in molten steel during converter blowing is always at an appropriate level of accuracy required in actual operation, even when operating conditions and the like change over time. Moreover, it is a second object to provide a method for estimating the molten steel carbon concentration during converter blowing, which can be estimated in a short time.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本第1発明は、転炉吹錬
中に測定した溶鋼の凝固温度と、測定時迄の操業情報と
を入力とし、測定時における溶鋼炭素濃度を出力とする
ニューラルネットワークを構築し、該ニューラルネット
ワークを用いて転炉吹錬中の溶鋼炭素濃度を推定するに
際し、実際に操業した際の、凝固温度の測定値と、測定
時迄の操業情報と、溶鋼炭素濃度の実測値とを用いて上
記ニューラルネットワークの学習を行い、該ニューラル
ネットワークを構成するユニット間の結合係数を修正す
ることにより、前記第1の課題を達成したものである。
According to the first aspect of the present invention, the solidification temperature of molten steel measured during converter blowing and the operation information up to the time of measurement are input, and the molten steel carbon concentration at the time of measurement is output. When a neural network is constructed and the molten steel carbon concentration during converter blowing is estimated using the neural network, the measured value of solidification temperature during actual operation, operation information up to the time of measurement, and molten steel carbon The first object is achieved by learning the above-mentioned neural network using the measured value of the concentration and correcting the coupling coefficient between the units forming the neural network.

【0008】本第1発明は、又、前記転炉吹錬中の溶鋼
炭素濃度の推定方法において、ニューラルネットワーク
の学習に際し、前処理として、転炉吹錬中の溶鋼炭素濃
度を、所定の差幅で設定された複数の階級に分割し、転
炉吹錬中の溶鋼炭素濃度の分析結果が該当する階級の実
績頻度が少ない場合には、その階級に該当する操業実績
データをコピーにより複製を作って増やし、階級毎の学
習データの度数分布がほぼ均一となるように、予め学習
データの度数分布均一化処理を行うものである。
According to the first aspect of the present invention, in the method for estimating the molten steel carbon concentration in the converter blowing, as a pre-processing when learning the neural network, the molten steel carbon concentration in the converter blowing is set to a predetermined difference. Divide into multiple classes set by width, and if the analysis result of molten steel carbon concentration during converter blowing has a low actual frequency of the corresponding class, copy the operation result data corresponding to that class by copying. It is created and increased, and the frequency distribution equalization processing of the learning data is performed in advance so that the frequency distribution of the learning data for each class becomes substantially uniform.

【0009】本第2発明は、転炉吹錬中に測定した溶鋼
の凝固温度と、測定時迄の操業情報とを入力とし、測定
時における溶鋼炭素濃度を出力とするニューラルネット
ワークを構築し、該ニューラルネットワークを用いて転
炉吹錬中の溶鋼炭素濃度を推定するに際し、転炉吹錬中
の溶鋼炭素濃度を、所定の差幅で設定された複数の階級
に分割し、上記ニューラルネットワークの出力層を、上
記階級の数と同数のユニットで構成すると共に、出力層
を構成する各ユニットから、それぞれ対応する階級を選
択する基準である優先選択指標数が出力されるように、
実際に操業した際の、前記測定時までの操業情報と、転
炉吹錬中の溶鋼凝固温度の実測値と、前記測定時におけ
る溶鋼炭素濃度の分析結果とを用いて上記ニューラルネ
ットワークの学習を行い、該ニューラルネットワークを
構成するユニット間の結合係数を修正することにより、
前記第2の課題を達成したものである。
In the second aspect of the present invention, a neural network is constructed in which the solidification temperature of molten steel measured during converter blowing and the operation information up to the time of measurement are input, and the molten steel carbon concentration at the time of measurement is output. When estimating the molten steel carbon concentration in the converter blowing using the neural network, the molten steel carbon concentration in the converter blowing is divided into a plurality of classes set with a predetermined difference width, While configuring the output layer with the same number of units as the number of classes, from each unit that constitutes the output layer, the priority selection index number, which is the reference for selecting the corresponding class, is output,
When actually operating, the operation information until the time of the measurement, the actual measurement value of the molten steel solidification temperature during converter blowing, and the analysis result of the molten steel carbon concentration at the time of the learning of the neural network. By modifying the coupling coefficient between the units that make up the neural network,
The second object is achieved.

【0010】本第2発明は、又、前記転炉吹錬中の溶鋼
炭素濃度の推定方法において、ニューラルネットワーク
の学習に際し、転炉吹錬中の溶鋼炭素濃度の分析結果が
該当する階級の出力ユニットに優先選択指標数1を、そ
れ以外の階級の出力ユニットには優先選択指標数0を、
それぞれ教師データとして入力し、各出力ユニットが0
から1迄の優先選択指標数を出力するようにしたもであ
る。
According to the second aspect of the present invention, in the method for estimating the molten steel carbon concentration during converter blowing, the learning results of the molten steel carbon concentration during converter blowing are output when the neural network is learned. The unit has priority selection index 1 and output units of other classes have priority selection index 0.
Each is input as teacher data, and each output unit is 0
The number of priority selection indexes from 1 to 1 is output.

【0011】本第2発明は、又、前記転炉吹錬中の溶鋼
炭素濃度の推定方法において、ニューラルネットワーク
の学習に際し、前処理として、転炉吹錬中の溶鋼炭素濃
度の分析結果が該当する階級の実績頻度が少ない場合に
は、その操業実績データをコピーにより複製を作って増
やし、階級毎の学習データの度数分布がほぼ均一になる
ように、予め学習データの度数分布均一化処理を行うも
のである。
In the second aspect of the present invention, in the method for estimating the molten steel carbon concentration during the converter blowing, the analysis result of the molten steel carbon concentration during the converter blowing corresponds to the pre-processing when learning the neural network. If the frequency performance of a class is low, copy the operating performance data to increase it and perform a homogenization process of the learning data frequency distribution beforehand so that the frequency distribution of the learning data for each class becomes almost uniform. It is something to do.

【0012】[0012]

【作用】本第1発明においては、前記ニューラルネット
ワークを用いて吹錬中の溶鋼炭素濃度を推定するように
したので、人間の経験則や主観が入らない上に、線形、
非線形を問わずモデル化が可能であるため、重回帰等の
統計的手法よりも精度的に優れていることから極めて高
性度な推定が可能となる。
In the first aspect of the present invention, since the molten steel carbon concentration during blowing is estimated by using the neural network, human empirical rules and subjectivity are not included, and linear,
Since it is possible to model regardless of nonlinearity, it is superior in accuracy to statistical methods such as multiple regression, and therefore extremely highly accurate estimation is possible.

【0013】又、実際の操業実績に基づいてニューラル
ネットワークに対して学習を行い、機能修正するように
したので、予測対象の変化に追従することが可能とな
り、常に高精度に、しかも短時間で推定することが可能
となる。
Further, since the neural network is learned based on the actual operation results and the function is corrected, it is possible to follow the change of the prediction target, and always with high accuracy and in a short time. It is possible to estimate.

【0014】又、本第1発明において、上記ニューラル
ネットワークの学習に際し、前処理として、転炉吹錬中
の溶鋼炭素濃度を、所定の差幅で設定された複数の階級
に分割し、吹錬中の溶鋼炭素濃度の分析結果が該当する
階級の実績頻度が少ない場合には、その階級に該当する
操業実績データをコピーにより複製を作って増やし、階
級毎の学習データの度数分布がほぼ均一となるように、
予め学習データの度数分布均一化処理を行う場合には、
実績頻度の少ない階級に属する操業パターンに対する推
定精度を向上させる上で極めて効果的である。
Further, in the first aspect of the present invention, in the learning of the neural network, as a pretreatment, the molten steel carbon concentration in the converter blowing is divided into a plurality of classes set with a predetermined difference width, and the blowing is performed. If the frequency of analysis of the molten steel carbon concentration in the corresponding class is low, the operation result data corresponding to that class is duplicated by copying to increase the frequency distribution of the learning data for each class. So that
When performing the frequency distribution equalization processing of learning data in advance,
It is extremely effective in improving the accuracy of estimation for operation patterns that belong to a class with a low track record.

【0015】本第2発明においては、ニューラルネット
ワークを用いて転炉吹錬中の炭素濃度を推定するに際
し、吹錬中の溶鋼炭素濃度を、所定の差幅で設定された
複数の階級に分割し、上記ニューラルネットワークの出
力層を、上記階級の数と同数のユニットで構成すると共
に、出力層を構成する各ユニットから、それぞれ対応す
る階級を選択する基準である優先選択指標数が出力され
るように、前記第1発明の場合と同様に学習を行い、ユ
ニット間の結合係数を修正するようにしたので、階級の
差幅を実操業の要求精度に応じて設定することにより、
予測対象の変化に追従しながら、吹錬中の溶鋼炭素濃度
の推定を実際に見合った所望の精度で、しかも短時間で
実行することが可能となる。
According to the second aspect of the present invention, when estimating the carbon concentration during converter blowing using a neural network, the molten steel carbon concentration during blowing is divided into a plurality of classes set with a predetermined difference width. Then, the output layer of the neural network is configured with the same number of units as the number of the classes, and each unit constituting the output layer outputs the number of priority selection indexes which is a criterion for selecting the corresponding class. As described above, learning is performed in the same manner as in the case of the first aspect of the invention, and the coupling coefficient between the units is corrected. Therefore, by setting the difference between classes according to the required accuracy of actual operation,
It is possible to execute the estimation of the molten steel carbon concentration during blowing with a desired accuracy that is actually commensurate and in a short time while following the change of the prediction target.

【0016】従来の重回帰式に基づいた転炉吹錬中の溶
鋼炭素濃度の推定方法では、吹錬中の溶鋼炭素濃度を数
値計算で求めていたので、得られる値に上下限があるに
せよ、その範囲内で計算可能な桁数分の答えを連続量
(値)として出すことができる。ところが、重回帰式を
用いる場合は、前述した如く、操業条件の経時変化に追
従できないために精度上の問題がある上に、仮に正確な
数値が得られたとしても、実操業では、以後の吹錬計算
で用いる要求精度が、例えば0.01%以上要求されな
い場合や、要求されても凝固温度の測定精度から実現不
可能か、又は以後の吹錬制御の精度を勘案すると無意味
な場合がある。
In the conventional method for estimating the molten steel carbon concentration during converter blowing based on the multiple regression equation, since the molten steel carbon concentration during blowing was calculated by numerical calculation, there is an upper and lower limit to the obtained value. In any case, the answer for the number of digits that can be calculated within that range can be output as a continuous quantity (value). However, when using the multiple regression equation, as described above, there is a problem in accuracy because it cannot follow the change in operating conditions over time, and even if an accurate numerical value is obtained, in actual operation, When the required accuracy used in the blowing calculation is not required, for example, 0.01% or more, or even if it is required, it is not feasible from the measurement accuracy of the solidification temperature, or it is meaningless considering the accuracy of the subsequent blowing control. There is.

【0017】従って、連続値を出力するモデルで精度が
0.01%を下回るよりも、吹錬中の溶鋼凝固温度測定
時に予想される範囲の炭素濃度を所定の差幅で分割して
得られる数値幅に対応した階級を正しく推定し、精度が
0.01%以上悪くならないようにすることが効率的で
ある場合がある。本第2発明によれば、階級を適切な数
値の差幅で設定し、その階級を選択するようにしたこと
によって実際に即した吹錬中の溶鋼炭素濃度の推定を計
算機によって実現することが可能となる。
Therefore, it is obtained by dividing the carbon concentration in the range expected at the time of measuring the molten steel solidification temperature during blowing by a predetermined difference width, as compared with the accuracy of less than 0.01% in the model that outputs continuous values. It may be efficient to correctly estimate the class corresponding to the numerical range so that the accuracy does not deteriorate by 0.01% or more. According to the second aspect of the present invention, it is possible to realize the actual estimation of the molten steel carbon concentration during blowing by using the computer by setting the class with an appropriate numerical difference and selecting the class. It will be possible.

【0018】又、上記のようにニューラルネットワーク
を用いることにより、第1発明と同様に、人間の経験則
や主観が入ることがない上に、線形、非線形を問わずモ
デル化が可能であるため、重回帰等の統計的手法よりも
精度的に優れており、この点からも極めて高精度な推定
が可能となる。
Further, by using the neural network as described above, the human empirical rule and the subjectivity are not included and the modeling can be performed regardless of linear or non-linear as in the first invention. It is superior in accuracy to statistical methods such as multiple regression, and from this point also, highly accurate estimation is possible.

【0019】本第2発明で、出力層のユニット数、即ち
階級の数は、吹錬中の溶鋼凝固温度測定時に予想される
範囲の炭素濃度を、例えば等分割して決めるが、その際
の幅(階級の差幅)は、以後の吹錬計算で用いる溶鋼炭
素濃度の許容誤差、酸素ガス吹込制御装置や副原料計量
・投入設備それぞれの制御精度や計量精度、オペレータ
の経験的知識等から総合的に判断して決定される。
In the second aspect of the present invention, the number of units in the output layer, that is, the number of classes, is determined by, for example, dividing the carbon concentration in the range expected at the time of measuring the molten steel solidification temperature during blowing by equally dividing it. The width (class difference) is determined from the tolerance of the molten steel carbon concentration used in the subsequent blowing calculation, the control accuracy and measurement accuracy of the oxygen gas injection control device and auxiliary raw material metering and charging equipment, and the operator's empirical knowledge. It is decided by comprehensive judgment.

【0020】又、本第2発明において、ニューラルネッ
トワークの学習に際し、吹錬中の溶鋼炭素濃度の分析結
果が該当する階級のユニットに優先選択指標数1を、そ
れ以外の階級のユニットには優先選択指標数0を、それ
ぞれ教師データとして入力し、各出力ユニットが0から
1迄の優先選択指標数を出力するようにした場合には、
これら出力層ユニットには、0から1までの優先選択指
標数を出力するようにし、出力された優先選択指標数の
中で最大値(1に最も近い値)を出力した階級を、該当
する答とすることが可能となる。従って、その幅の中か
ら、その代表値、例えば中央値を選んでそれを吹錬中の
推定炭素濃度として決定することが可能となる。
Further, in the second aspect of the present invention, when learning the neural network, the priority selection index number 1 is given to the unit of the class corresponding to the analysis result of the molten steel carbon concentration during blowing, and the unit of the other classes is given priority. When the selection index number 0 is input as the teacher data and each output unit outputs the priority selection index numbers 0 to 1,
A priority selection index number from 0 to 1 is output to each of the output layer units, and the class that outputs the maximum value (the value closest to 1) of the output priority selection indexes is the corresponding answer. It becomes possible to Therefore, it is possible to select the representative value, for example, the median value, from the range and determine it as the estimated carbon concentration during blowing.

【0021】又、本第2発明において、上記学習に際
し、前処理として、転炉吹錬中の溶鋼炭素濃度の分析結
果が該当する階級の実績頻度が少ない場合には、その操
業実績のデータをコピーにより複製を作って増やし、階
級毎の学習データの度数分布がほぼ均一になるように、
予め学習データの度数分布均一化処理を行う場合には、
実績頻度の少ない階級に属する操業パターンに対する推
定精度を向上させる上で極めて効果的である。
Further, in the second aspect of the present invention, when the above learning is performed, as a pretreatment, if the analysis result of the molten steel carbon concentration during converter blowing has a low record frequency of the applicable class, the data of the operation record is obtained. Make duplicates by copying and increase, so that the frequency distribution of the learning data for each class becomes almost uniform,
When performing the frequency distribution equalization processing of learning data in advance,
It is extremely effective in improving the accuracy of estimation for operation patterns that belong to a class with a low track record.

【0022】なお、本発明において測定時迄の操業情報
とは、吹錬中の溶鋼炭素濃度に影響する種々の情報であ
り、例えば、最初に転炉に仕込む主・副原料の成分組成
や配合量、吹錬開始から測定時迄の間に、転炉内に投入
する造滓剤、鉄鉱石、屑鉄等の主・副原料の成分組成や
投入時期、投入量、酸素ガス吹込み量等である。
In the present invention, the operation information up to the time of measurement is various information that influences the molten steel carbon concentration during blowing, and, for example, the composition and composition of the main and auxiliary raw materials initially charged in the converter. Amount, composition composition of main and auxiliary raw materials such as slag forming agent, iron ore, scrap iron, etc. to be introduced into the converter from the start of blowing to the time of measurement, input amount, input amount, oxygen gas injection amount, etc. is there.

【0023】[0023]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0024】図1は、第1発明に係る第1実施例に適用
可能なニューラルネットワークの構成の概略を示す線図
であり、該ニューラルネットワークは入力層、中間層及
び出力層の3層で構成されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a neural network applicable to the first embodiment according to the first invention. The neural network is composed of three layers, an input layer, an intermediate layer and an output layer. Has been done.

【0025】図2は、本実施例に適用される装置構成の
概略を示す説明図である。図2中符号10は、溶鋼Mを
吹錬するための転炉であり、該転炉10におけるプロセ
ス情報がプロセス計算機12に入力されるようになって
いる。このプロセス計算機12には以下詳細に説明する
ニューラルネットワークが構築されており、該プロセス
計算機12においてオンライン入力されるプロセス情報
を上記ニューラルネットワークに入力することにより推
定値である吹錬中の溶鋼炭素濃度[C]が出力されるよ
うになっている。
FIG. 2 is an explanatory view showing the outline of the apparatus configuration applied to this embodiment. Reference numeral 10 in FIG. 2 is a converter for blowing molten steel M, and process information in the converter 10 is input to the process computer 12. A neural network, which will be described in detail below, is built in this process computer 12, and the molten steel carbon concentration during blowing, which is an estimated value by inputting process information input online in the process computer 12 to the neural network. [C] is output.

【0026】又、上記プロセス計算機12は、学習用サ
ーバ14が連結されており、該学習用サーバ14におい
てプロセス計算機12からプロセス情報を収集し、その
情報を用いてニューラルネットワークの自己学習を行っ
て修正情報を算出し、該修正情報に基づいてプロセス計
算機12内のニューラルネットワークの重み係数の修正
を行うようになっている。
The process computer 12 is connected to a learning server 14. The learning server 14 collects process information from the process computer 12 and uses the information to perform self-learning of a neural network. The correction information is calculated, and the weighting coefficient of the neural network in the process computer 12 is corrected based on the correction information.

【0027】上記ニューラルネットワークは、入力層が
n 個の入力ユニットIi (i =1〜n )で、中間層がm
個の中間ユニットHj (j =1〜m )で、出力層が1つ
の出力ユニットOでそれぞれ構成されている。
The input layer of the neural network is
In n input units Ii (i = 1 to n), the intermediate layer is m
Each of the intermediate units Hj (j = 1 to m) has an output layer composed of one output unit O.

【0028】このニューラルネットワークでは、n 個の
入力ユニットIi それぞれが、m 個の中間ユニットHj
の全てにそれぞれ異なる重み係数Wij(i =1〜n ,j
=1〜m )で結合されている。即ち、入力ユニットI1
の場合は、中間ユニットH1〜Hm のそれぞれに対して
重み係数W11〜W1mで結合され、図示は省略してあるが
入力ユニットI2 〜In-1 についても同様に結合され、
最後の入力ユニットIn は重み係数Wn1〜Wnmで結合さ
れている。
In this neural network, each of the n input units Ii has m intermediate units Hj.
Of the weighting factors Wij (i = 1 to n, j
= 1 to m). That is, the input unit I1
In the case of, the intermediate units H1 to Hm are respectively coupled with weighting factors W11 to W1m, and although not shown, the input units I2 to In-1 are similarly coupled,
The last input unit In is connected with weighting factors Wn1 to Wnm.

【0029】又、中間層を構成する上記m 個の中間ユニ
ットHj はそれぞれ出力層を構成する出力ユニットOと
重み係数Wj ′(j =1〜m )で結合されている。
The m intermediate units Hj forming the intermediate layer are connected to the output units O forming the output layer by weighting factors Wj '(j = 1 to m).

【0030】上記ニューラルネットワークにおいては、
n 個の入力ユニットIi に対し、それぞれ対応する信号
ti (i =1〜n )が入力されるようになっている。こ
の信号 ti は、前記転炉10からプロセス計算機12に
オンライン入力されるプロセス情報として入力されてい
る。このように各入力ユニットIi に信号入力される
と、例えばユニットI1 からは、中間ユニットH1 〜H
m に対して入力信号 t1に重み係数が乗じられたW11・
t1 、W12・ t1 、W13・ t1 〜W1m・ t1 がそれぞれ
入力されるようになっており、同様に入力ユニットI2
〜In からも中間ユニットH1 〜Hm に対して各入力信
号 t2 〜 tn にそれぞれ重み係数が乗じられた信号が入
力されるようになっている。従って、各中間ユニットH
j のそれぞれにはi =1〜n の和を求める次の(1)式
で表わされる信号 uj が入力されることになる。
In the above neural network,
Signals corresponding to n input units Ii
t i (i = 1 to n) is input. The signal t i is input as process information that is input online from the converter 10 to the process computer 12. When signals are input to the input units Ii in this way, for example, from the unit I1, the intermediate units H1 to H1.
W11, in which the input signal t 1 is multiplied by a weighting coefficient for m
t 1, W12 · t 1, being adapted to W13 · t 1 ~W1m · t 1 are input, similarly input unit I2
Each input signal t 2 ~ t signal weighting factor is multiplied by each of the n with respect to the intermediate unit H1 ~Hm is adapted to be inputted from -In. Therefore, each intermediate unit H
A signal u j represented by the following equation (1) for calculating the sum of i = 1 to n is input to each j .

【0031】 uj =ΣWij・ ti …(1)U j = ΣW ij · t i (1)

【0032】上記の如く、各中間ユニットHj に信号 u
j が入力されると、該中間ユニットHj は出力ユニット
Oに対して信号 uj ′(j =1〜m )を出力する。この
信号uj ′は、次の(2)式で示すように、上記入力信
号 uj を取り込んだ関数 f(uj )に重み係数Wj ′を
乗じた値として与えられる。又、上記関数 f( uj )と
しては、例えば次の(3)式のシグモイド関数で与える
ことができる。
As described above, the signal u is sent to each intermediate unit Hj.
When j is input, the intermediate unit Hj outputs a signal u j ′ (j = 1 to m) to the output unit O. The signal u j ′ is given as a value obtained by multiplying the function f (u j ) incorporating the input signal u j by the weighting coefficient W j ′, as shown in the following equation (2). The function f (u j ) can be given by, for example, the sigmoid function of the following expression (3).

【0033】 uj ′=Wj ′・ f( uj ) …(2) f( uj )=1/(1+ exp(− uj )) …(3)U j ′ = W j ′ · f (u j ) ... (2) f (u j ) = 1 / (1 + exp (−u j )) (3)

【0034】上記の如く、出力ユニットOに各中間ユニ
ットH1 〜Hm からそれぞれ u1 ′〜 um ′が入力され
ると、該出力ユニットOは最終出力として吹錬中の溶鋼
炭素濃度[C]を出力する。この出力[C]は次の
(4)式で与えられる。この式でも関数f としてはシグ
モイド関数を使用できる。
[0034] As described above, when each intermediate unit H1, respectively from ~Hm u 1 '~ u m' is input to the output unit O, the output unit O is molten steel carbon concentration in blowing as the final output [C] Is output. This output [C] is given by the following equation (4). In this equation, the sigmoid function can be used as the function f.

【0035】 [C]= f( u1 ′+ u2 ′+ u3 ′…+ um ′) …(4)[C] = f (u 1 ′ + u 2 ′ + u 3 ′ ... + u m ′) (4)

【0036】本実施例においては、前記入力ユニットI
1 〜In のそれぞれに対し、プロセス情報としての信号
t1 =吹錬中の測定時における溶鋼凝固温度(℃)、 t
2 =Mn 鉱石使用量(Kg /t )、 t3 =溶銑Mn 濃度
(%)等を入力することにより、出力ユニットOから推
定値としての吹錬中の溶鋼炭素濃度[C]が出力され
る。ここで、信号 t2 〜 tn は転炉吹錬中の測定時迄の
操業情報に相当する。
In this embodiment, the input unit I
Signal as process information for each of 1 to In
t 1 = molten steel solidification temperature (℃) during measurement during blowing, t
By inputting 2 = Mn ore usage (Kg / t), t 3 = hot metal Mn concentration (%), etc., the output unit O outputs the molten steel carbon concentration [C] during blowing as an estimated value. . Here, the signals t 2 to t n correspond to operation information up to the time of measurement during blowing of the converter.

【0037】又、前述した如くニューラルネットワーク
に対しては、実際に操業したときの実績、即ち、実測し
た溶鋼の凝固温度 t1 、測定時までの操業条件 t2 〜 t
n 及び実際に分析して得られる吹錬中の溶鋼炭素濃度
[C]r を用いて各ユニット間の結合の重み係数を修正
する学習を行う。なお、学習を行う際、ユニット間の重
み係数の初期値は乱数表を用いて設定することができ
る。
As described above, for the neural network, the actual results of actual operation, that is, the solidification temperature t 1 of the molten steel actually measured, the operating conditions t 2 to t up to the time of measurement
Learning to modify the weighting factor of the coupling between the units is performed by using n and the molten steel carbon concentration [C] r during blowing that is obtained by actual analysis. When learning, the initial value of the weighting coefficient between units can be set using a random number table.

【0038】この学習方法としては、バックプロパゲー
ション(誤差逆伝播)法を用いることができる。このバ
ックプロパゲーション法は、ニューラルネットワークに
よる推定溶鋼炭素濃度[C]と、実測溶鋼炭素濃度
[C]r との誤差δの2乗の値を小さくするようにネッ
トワークを構成するユニット間の重み係数を変化させる
もので、順方向と逆方向の誤差逆伝播計算を繰り返すこ
とにより達成される。
As this learning method, a back propagation (error back propagation) method can be used. This back-propagation method is a weighting coefficient between units forming the network so as to reduce the value of the square of the error δ between the estimated molten steel carbon concentration [C] by the neural network and the measured molten steel carbon concentration [C] r. And is achieved by repeating forward and backward error backpropagation calculations.

【0039】このように、操業を繰り返すと共にニュー
ラルネットワークに対する学習を、例えば定期的に、且
つ直近のデータを用いて実行することにより、操業条件
が変化していく場合でも、該ニューラルネットワークに
より直近操業条件の傾向が反映した推定を行うことがで
きるため、常に正しい推定を行うことができ、又、その
推定精度を維持することができる。
As described above, by repeating the operation and learning the neural network, for example, periodically and using the latest data, even if the operating condition changes, the latest operation can be performed by the neural network. Since the estimation that reflects the tendency of the condition can be performed, the correct estimation can always be performed and the estimation accuracy can be maintained.

【0040】本実施例によれば、上述した如く、操業を
繰り返すと共に、その操業実績に基づいてニューラルネ
ットワークに対する学習を行うようにしてあるので、常
に高精度の吹錬中の溶鋼炭素濃度を推定することができ
る。
According to the present embodiment, as described above, the operation is repeated and the learning for the neural network is performed based on the operation result, so that the molten steel carbon concentration during blowing can be estimated with high accuracy at all times. can do.

【0041】又、上記ニューラルネットワークの学習に
際しては、前処理として、例えば以下のような学習デー
タの度数分布均一化処理を行うことが推定精度を向上さ
せる上で効果的である。
In the learning of the neural network, it is effective to improve the estimation accuracy by performing, for example, the following learning data frequency distribution equalization processing as preprocessing.

【0042】まず、吹錬中の溶鋼炭素濃度を所定の差幅
で設定された複数の階級に分割し、凝固温度測定時にお
ける溶鋼炭素濃度の分析結果が該当する階級について実
績頻度分布をとる。
First, the molten steel carbon concentration during blowing is divided into a plurality of grades set with a predetermined difference width, and an actual frequency distribution is obtained for the grade to which the analysis result of the molten steel carbon concentration at the time of solidification temperature measurement corresponds.

【0043】次いで、実績頻度の最も高い階級の頻度数
をFMAX 、それよりも実績頻度の小さい階級の頻度数を
x としたとき、この実績頻度の小さい階級に属するそ
れぞれの操業実績のデータを、FMAX /Fx 倍の頻度に
なるように、コピーにより複製を作って増やす。その
際、上記FMAX /Fx が整数にならない場合は、切捨
て、四捨五入、切上げのいずれかの予め決められた一定
の整数化ルールにより、整数化するものとする。
Next, letting F MAX be the frequency number of the class with the highest record frequency, and F x the frequency number of the class with the record record frequency lower than that, the data of each operation record belonging to the class with the record record frequency is small. Are duplicated by copying so that the frequency becomes F MAX / F x times. At that time, if the above F MAX / F x does not become an integer, it is converted into an integer by a predetermined constant integer conversion rule of rounding down, rounding off, or rounding up.

【0044】上記のように処理することにより、それぞ
れの階級に属する学習データの数が、ほぼ均一となる。
このように処理することにより、実績頻度の少ない階級
に属する操業パターンに対する推定精度を効果的に向上
させることができる。
By the above processing, the number of learning data belonging to each class becomes substantially uniform.
By performing processing in this way, it is possible to effectively improve the estimation accuracy for operation patterns that belong to a class with a low actual record frequency.

【0045】次に、本実施例を適用した具体例について
説明する。転炉10としては230トンの底吹転炉を用
い、該転炉10に溶銑230トンを入れて吹練を行い、
その吹錬中にサブランスを用いて測定した溶鋼凝固温度
と、前記測定時迄の操業情報としてMn 鉱石使用量、溶
銑Mn 濃度等を用いて、本実施例に従って吹錬中の溶鋼
炭素濃度を推定した結果を図3のグラフに本発明法(1
−1)、(1−2)として示す。
Next, a specific example to which this embodiment is applied will be described. A 230 ton bottom blowing converter is used as the converter 10, and 230 tons of hot metal is put into the converter 10 to carry out blowing,
The molten steel carbon concentration during blowing is estimated according to this embodiment by using the molten steel solidification temperature measured using the sublance during the blowing, and the Mn ore usage amount, the hot metal Mn concentration, etc. as operation information up to the time of the measurement. The results obtained are shown in the graph of FIG.
-1) and (1-2).

【0046】この図3で、空白の棒グラフは、学習に際
し、予め度数分布均一化処理を行わなかった場合(本発
明法(1−1))に、斜線の棒グラフは予め度数分布均
一化処理を行った場合(本発明法(1−2))に、それ
ぞれ該当している。このグラフでは、横軸に吹錬中の溶
鋼炭素濃度の実測値(分析値)と本実施例による推定値
との誤差(×10-2%)を示し、縦軸に度数を示してあ
る。
In FIG. 3, the blank bar graph indicates the frequency distribution equalization process in advance when the frequency distribution uniformization process is not performed during learning (invention method (1-1)). The case (the present invention method (1-2)) corresponds to each case. In this graph, the horizontal axis shows the error (× 10 -2 %) between the measured value (analytical value) of the molten steel carbon concentration during blowing and the estimated value according to the present embodiment, and the vertical axis shows the frequency.

【0047】又、図4には、本実施例の効果を明らかに
するために、同一の転炉操業について従来法により推定
した結果を示した。この従来法は、次の(5)式の重回
帰式により吹錬中の溶鋼炭素濃度[C]を推定したもの
である。又、この重回帰式は本実施例と同一の学習デー
タから最小2乗法によって求めたものである。なお、式
中、A0 〜A3 は定数である。
Further, FIG. 4 shows the results estimated by the conventional method for the same converter operation in order to clarify the effect of this embodiment. In this conventional method, the molten steel carbon concentration [C] during blowing is estimated by the following multiple regression equation (5). Further, this multiple regression equation is obtained by the least square method from the same learning data as in this embodiment. In the formula, A 0 to A 3 are constants.

【0048】 [C]=A0 +A1 ×凝固温度(℃)+A2 ×Mn 鉱石使用量(Kg /t ) +A3 ×溶銑Mn 濃度(%) …(5)[C] = A 0 + A 1 × solidification temperature (° C.) + A 2 × Mn ore usage (Kg / t) + A 3 × hot metal Mn concentration (%) (5)

【0049】前記図3と図4とから明らかなように、本
発明法(1−1)、(1−2)の推定誤差は、従来法と
比べて著しく小さくなっており、更に予め度数分布均一
化処理を行った本発明法(1−2)の方が、度数分布均
一化処理を行わなかった本発明法(1−1)に比べて、
若干推定誤差が小さくなっていることがわかる。
As is clear from FIGS. 3 and 4, the estimation errors of the methods (1-1) and (1-2) of the present invention are significantly smaller than those of the conventional method, and the frequency distribution is previously calculated. The method (1-2) of the present invention that was subjected to the homogenization treatment was better than the method (1-1) of the present invention that was not subjected to the homogenization treatment of the frequency distribution.
It can be seen that the estimation error is slightly smaller.

【0050】又、ニューラルネットワークに対して、教
師データとして出鋼時に実測した溶鋼炭素濃度を用いて
1日1回の割合で学習させた場合の経時変化による推定
誤差の推移(本発明法(1))を、従来の前記(5)式
の重回帰式を用いて推定した場合の推移(従来法)と共
に図5に示す。この図5より、本実施例(ニューラルネ
ットワーク)の方が経時的な推定誤差が小さく、安定し
ていることが分かる。
Further, when the neural network is trained at a rate of once a day using the molten steel carbon concentration measured at the time of tapping as teacher data, the change of the estimation error due to the change with time (the method of the present invention (1 )) Is shown in FIG. 5 together with the transition (conventional method) when estimated using the conventional multiple regression equation (5). It can be seen from FIG. 5 that the present embodiment (neural network) has a smaller estimation error over time and is more stable.

【0051】以上詳述した本実施例によれば、吹錬中に
測定した凝固温度と、測定時迄の操業情報とに基づい
て、ニューラルネットワークにより同測定時における溶
鋼炭素濃度を推定すると共に、自己学習により該ニュー
ラルネットワークの修正を行うようにしたことにより、
吹錬中の溶鋼炭素濃度を高精度で推定することが可能と
なり、且つその精度の維持が可能となったため、吹錬の
終点制御性を向上することが可能となった。その結果、
製出鋼歩留の向上及び脱酸用アルミニウムの原単位低減
等にによりコストダウンが可能となった。
According to this embodiment described in detail above, based on the solidification temperature measured during blowing and the operation information up to the time of measurement, the molten steel carbon concentration at the time of the measurement is estimated by the neural network, and By modifying the neural network by self-learning,
Since the molten steel carbon concentration during blowing can be estimated with high accuracy and the accuracy can be maintained, it is possible to improve the controllability of the end point of blowing. as a result,
It has become possible to reduce costs by improving the production steel yield and reducing the basic unit of deoxidizing aluminum.

【0052】図6は、第2発明に係る第2実施例に適用
される吹錬中の溶鋼炭素濃度を推定するためのニューラ
ルネットワークの構成の概略を示す線図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of a neural network for estimating the molten steel carbon concentration during blowing applied to the second embodiment according to the second invention.

【0053】本実施例は、前記図2に示したプロセス計
算機12に、以下に詳述する上記図6に示したニューラ
ルネットワークが構築されている以外は前記第1実施例
と実質的に同一である。
The present embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the process computer 12 shown in FIG. 2 is constructed with the neural network shown in FIG. 6 described in detail below. is there.

【0054】本実施例に適用されるニューラルネットワ
ークは、中間層を構成するm 個の中間ユニットHj が、
それぞれ出力層を構成するk 個の出力ユニットOx (x
=1〜k )と重み係数Wjx(j =1〜m ,x =1〜k )
で結合されている以外は、前記第1実施例のニューラル
ネットワークと同一である。
In the neural network applied to this embodiment, m intermediate units Hj constituting the intermediate layer are
K output units O x (x
= 1 to k) and the weighting coefficient W jx (j = 1 to m, x = 1 to k)
The neural network is the same as the neural network of the first embodiment except that the neural network is connected with.

【0055】この出力層のユニット数、即ち階級の数k
は、吹錬中の溶鋼凝固温度測定時に予想される範囲の溶
鋼炭素濃度を等分割して決めるが、その際の幅(階級の
差幅)は、前述した如く、以後の吹錬計算で用いる溶鋼
炭素濃度の許容誤差、酸素ガス吹込制御装置や副原料計
量・投入設備それぞれの制御精度や計量精度、オペレー
タの経験的知識等から総合的に判断して決定される。
The number of units in this output layer, that is, the number of classes k
Is determined by equally dividing the molten steel carbon concentration in the range expected when measuring the molten steel solidification temperature during blowing, and the width (class difference width) at that time is used in the subsequent blowing calculation as described above. It is decided by making a comprehensive judgment based on the tolerance of the molten steel carbon concentration, the control accuracy and measurement accuracy of each of the oxygen gas injection control device, the auxiliary raw material metering and charging equipment, and the empirical knowledge of the operator.

【0056】従って、上記ニューラルネットワークにお
いては、前記第1実施例の場合と同様に、n 個の入力ユ
ニットIi に対し、それぞれ対応する信号 ti (i =1
〜n)が入力されると、例えばユニットI1 からは、中
間ユニットH1 〜Hm に対して入力信号 t1 に重み係数
が乗じられたW11・ t1 〜W1m・ t1 がそれぞれ入力さ
れ、同様に入力ユニットI2 〜In からも中間ユニット
H1 〜Hm に対して各入力信号 t2 〜 tn にそれぞれ結
合の重み係数が乗じられた信号が入力されるようになっ
ている。
Therefore, in the above-mentioned neural network, as in the case of the first embodiment, the signals t i (i = 1) corresponding to the n input units Ii, respectively.
When ~n) is input, for example from unit I1, the weighting factor is multiplied by the input signal t 1 to the intermediate unit H1 ~Hm W11 · t 1 ~W1m · t 1 is inputted, similarly input unit I2 input signals t 2 ~ t n the signal is multiplied by the weighting coefficients of binding to the intermediate unit H1 ~Hm from ~In is adapted to be input.

【0057】従って、各中間ユニットHj のそれぞれに
はi =1〜n の和を求める前記(1)式で表わされる信
号 uj が入力されることになる。このように、各中間ユ
ニットHj に信号 uj が入力されると、該中間ユニット
Hj はk 個の出力ユニットO x (x =1〜k )に対して
信号 ujx(j =1〜m ,x =1〜k )をそれぞれ出力す
る。この信号 ujxは、次の(6)式で示すように、上記
入力信号 uj を取り込んだ関数f ( uj )に重み係数W
jxを乗じた値として与えられる。又、上記の関数f ( u
j )としては、例えば次の(7)式のシグモイド関数で
与えることができる。
Therefore, for each intermediate unit Hj
Is the signal expressed by the above equation (1) for calculating the sum of i = 1 to n
Issue ujWill be input. Thus, each intermediate user
Signal u to knit HjjIs input, the intermediate unit
Hj is k output units O xFor (x = 1 to k)
Signal ujxOutput (j = 1 to m, x = 1 to k) respectively
It This signal ujxIs expressed by the above equation (6).
Input signal ujThe function f (uj) To the weighting factor W
jxIt is given as a value multiplied by. Also, the above function f (u
j) Is, for example, the sigmoid function of the following equation (7)
Can be given.

【0058】ujx=Wjx・f ( uj ) …(6) f ( uj )=1/(1+exp (− uj )) …(7)U jx = W jx · f (u j ) (6) f (u j ) = 1 / (1 + exp ( -u j )) (7)

【0059】上記の如く、k 個の出力ユニットOx (x
=1〜k )に各中間ユニットH1 〜Hm からそれぞれ u
1x〜 umxが入力されると、該出力ユニットOx には階級
x が規定する範囲の溶鋼炭素濃度が、吹錬中の溶鋼凝固
温度測定時の溶鋼炭素濃度の推定値として適合する可能
性を表わす0〜1の優先選択指標数αx として出力され
る。即ち、優先選択指標数αx が1に近ければ近いほど
その階級が推定値として相応しいことを意味し、逆に0
に近ければ近いほど、その階級が相応しくないことを意
味する。最終的には、αx が1に最も近い階級を選択
し、その階級の代表値(例えば中央値)を出力とする処
理を経て吹錬中における溶鋼炭素濃度の推定値とする。
As described above, k output units O x (x
= 1 to k) from each intermediate unit H1 to Hm
When 1x ~ u mx is input, the output unit O x has a rank
A molten steel carbon concentration within the range defined by x is output as a priority selection index number αx of 0 to 1 that indicates the possibility of conforming to the estimated value of the molten steel carbon concentration when measuring the molten steel solidification temperature during blowing. That is, the closer the number of priority selection indexes αx is to 1, the more appropriate the class is as an estimated value, and conversely 0
The closer it is to, the less suitable the class is. Finally, a class in which αx is closest to 1 is selected, a representative value (for example, median value) of the class is output, and the estimated value of the molten steel carbon concentration during blowing is selected.

【0060】本実施例においては、前記第1実施例の場
合と同様に、入力ユニットI1 〜In のそれぞれに対
し、プロセス情報としての信号: t1 =溶鋼凝固温度
(℃)、t2 =Mn 鉱石使用量(Kg /t )、 t3 =溶
銑Mn 濃度(%)等を入力することにより、ニューラル
ネットワークのk 個の出力ユニットOx から、吹錬中に
おける溶鋼炭素濃度の階級に該当する優先選択指標数α
1 〜αk が1〜0の範囲の値として出力され、推定値と
される。
In this embodiment, as in the case of the first embodiment, a signal as process information for each of the input units I1 to In: t 1 = molten steel solidification temperature (° C.), t 2 = Mn By inputting ore consumption (Kg / t), t 3 = concentration (%) of hot metal Mn, etc., priority is given to the class of molten steel carbon concentration during blowing from k output units O x of the neural network. Selection index number α
1 to αk is output as a value in the range of 1 to 0 and used as an estimated value.

【0061】又、前述した如くニューラルネットワーク
に対しては、実際に操業したときの実績、即ち吹錬中の
溶鋼凝固温度 t1 、Mn 鉱石使用量t 2 、溶銑Mn 濃度
t3、前記凝固温度測定までの操業条件 t4 〜 tn 、及
び実際に分析して得られる凝固温度測定時の溶鋼炭素濃
度[C]r を用いて各ユニット間の結合の重み係数を修
正する学習を行う。
As described above, for the neural network, the actual results of operation, that is, the molten steel solidification temperature t 1 during the smelting, the amount of Mn ore used t 2 , the concentration of the hot metal Mn,
The weighting factor of the bond between the units is corrected using t 3 , the operating conditions t 4 to t n up to the solidification temperature measurement, and the molten steel carbon concentration [C] r at the solidification temperature measurement obtained by actual analysis. Learn to do.

【0062】その際、実際に分析して得られた実績溶鋼
炭素濃度が該当する出力ユニットO x (x =1〜k )の
中の1つの出力ユニットには1を、該当しないその他の
出力ユニットには全て0を教師データとして入力する。
At that time, actual molten steel obtained by actual analysis
Output unit O to which the carbon concentration corresponds x(X = 1 to k)
1 for one of the output units, other not applicable
All 0s are input to the output unit as teacher data.

【0063】又、前処理として、実績溶鋼炭素濃度が該
当する実績頻度の少ない階級については、その操業実績
データをコピーにより増して、階級毎の学習データの度
数分布がほぼ均一になるように、学習データの度数分布
均一化処理を行っておく。この学習データの度数分布均
一化処理の方法は、前記第1の発明の実施例で述べた方
法と同様に行えばよい。
As a pretreatment, for a class with a low actual frequency corresponding to the actual molten steel carbon concentration, the operation actual data is increased by copying so that the frequency distribution of the learning data for each class becomes almost uniform. The frequency distribution of the learning data is made uniform. The method of equalizing the frequency distribution of the learning data may be the same as the method described in the first embodiment of the present invention.

【0064】なお、学習を行う際には、前記第1実施例
の場合と同様に、ユニット間の重み係数の初期値は乱数
表を用いて設定することができ、又、この学習方法とし
ては、バックプロパゲーション(誤差逆伝播)法を用い
ることができる。
When learning, as in the case of the first embodiment, the initial value of the weighting coefficient between units can be set by using a random number table. , A back propagation (error back propagation) method can be used.

【0065】次に、本実施例を適用した具体例について
説明する。前記第1実施例の場合と同様に、転炉10と
しては230トンの底吹転炉を用い、該転炉10に溶銑
230トンを入れて吹練を行い、その際の吹錬中の溶鋼
凝固温度、凝固温度測定時迄の操業情報としてMn 鉱石
使用量(Kg /t )、溶銑Mn 濃度(%)等を用いて、
本実施例に従って吹錬中の溶鋼炭素濃度を推定した。
Next, a specific example to which this embodiment is applied will be described. As in the case of the first embodiment, a 230 ton bottom blowing converter is used as the converter 10, 230 tons of hot metal is put into the converter 10 to carry out blowing, and molten steel during blowing at that time Using the Mn ore usage (Kg / t), hot metal Mn concentration (%), etc. as solidification temperature and operation information until the solidification temperature is measured,
The molten steel carbon concentration during blowing was estimated according to this example.

【0066】ここでは、ニューラルネットワークの出力
層としては、前述した理由により炭素濃度の階級幅を
0.01%とし、図5に括弧で囲んで示したように、
0.10〜0.40%までの30個の階級に相当する数
のユニットで出力層を構成した。
Here, for the output layer of the neural network, the carbon concentration class width is set to 0.01% for the above-mentioned reason, and as shown in parentheses in FIG.
The output layer was composed of a number of units corresponding to 30 classes from 0.10 to 0.40%.

【0067】低炭素鋼の吹錬データを500チャージ分
揃え、初期学習によりニューラルネットワークの溶鋼炭
素濃度の実績データが該当する階級の出力ユニットには
1を入力し、該当しないその他の階級の出力ユニットに
対しては0を入力した。又、ニューラルネットワークで
該当する階級のデータ数の少ないものについてはコピー
により増やして、全階級のデータ数がほぼ均一となるよ
うに学習データの均一化処理を行った。
500 pieces of blowing data of low carbon steel are prepared, and 1 is input to the output unit of the class to which the actual data of the molten steel carbon concentration of the neural network is applied by the initial learning, and the output units of other classes are not applicable. Entered 0 for. In addition, the neural network having a small number of data of the corresponding class was increased by copying, and the learning data was homogenized so that the number of data of all classes became almost uniform.

【0068】以上の前処理の後に、中間層(隠れ層)の
ユニット数等の調整を行い、前記操業データを用いて検
証し、最も推定精度の高い構成のニューラルネットワー
クを選択して構成の最適化を行った。
After the above pre-processing, the number of units in the intermediate layer (hidden layer) is adjusted and verified using the operation data, and the neural network having the highest estimation accuracy is selected to optimize the configuration. Was made.

【0069】ニューラルネットワークの構成が決まった
ら、最新の操業データ500チャージ分を入力して再学
習を行い、以後の実操業での使用に供した。
After the configuration of the neural network was determined, the latest operation data of 500 charges was input and re-learning was performed, and the neural network was used in the actual operation thereafter.

【0070】以上の如く構成したニューラルネットを用
いて推定した結果を図7のグラフに示す。このグラフで
は、前記図3と同様に、横軸に吹錬中の溶鋼炭素濃度の
実測値(分析値)と本実施例による推定値との誤差(×
10-2%)を示し、縦軸に度数を示してある。
The result of estimation using the neural network constructed as described above is shown in the graph of FIG. In this graph, as in the case of FIG. 3, the error (×) between the measured value (analytical value) of the molten steel carbon concentration during blowing on the horizontal axis and the estimated value according to the present embodiment.
10 -2 %) and the vertical axis shows the frequency.

【0071】なお、上記図7には、本実施例の効果を明
らかにするために、同一の転炉操業について従来法によ
り推定した結果を併記した。この従来法は、前記(5)
式の重回帰式により吹錬中の溶鋼炭素濃度[C]を推定
したものである。又、この重回帰式は本実施例と同一の
学習データから最小2乗法によって求めたものである。
この図7から本実施例(本発明法(2))の推定誤差の
方が従来法の推定誤差に比べてかなり小さくなっている
ことがわかる。
In order to clarify the effect of this embodiment, the results estimated by the conventional method for the same converter operation are also shown in FIG. This conventional method is described in (5) above.
The molten steel carbon concentration [C] during blowing is estimated by the multiple regression equation. Further, this multiple regression equation is obtained by the least square method from the same learning data as in this embodiment.
It can be seen from FIG. 7 that the estimation error of this embodiment (invention method (2)) is considerably smaller than that of the conventional method.

【0072】又、本実施例のニューラルネットワークに
対して、教師データとして吹錬中に実測した溶鋼炭素濃
度を用いて1日1回の割合で学習させた場合の経時変化
による推定誤差の推移を、前記第1実施例の推移を示し
た図5に本発明法(2)として併記した。この図5よ
り、本実施例は、第1実施例と同様に経時的な推定誤差
が小さく、安定していることが分かる。
Further, with respect to the neural network of the present embodiment, the transition of the estimation error due to the change with time when learning is performed at a rate of once a day using the molten steel carbon concentration actually measured during the blowing as teacher data. FIG. 5 showing the transition of the first embodiment is also shown as the method (2) of the present invention. It can be seen from FIG. 5 that the present embodiment has a small estimation error with time and is stable as in the first embodiment.

【0073】以上詳述した本実施例によれば、吹錬中に
測定した溶鋼凝固温度と、その測定時までの操業情報と
に基づいて、ニューラルネットワークにより溶鋼炭素濃
度を推定すると共に、自己学習により該ニューラルネッ
トワークの修正を行うようにしたことにより、高精度の
吹錬中の溶鋼炭素濃度の推定及びその精度の維持が可能
であると共に、実操業で要求される適切な精度で、しか
も短時間で推定することができる。
According to the present embodiment described in detail above, the molten steel carbon concentration is estimated by the neural network based on the molten steel solidification temperature measured during blowing and the operation information up to that time, and self-learning is performed. By performing the correction of the neural network according to the above, it is possible to estimate the molten steel carbon concentration during blowing with high accuracy and maintain the accuracy, and also to obtain the appropriate accuracy required in the actual operation, and to shorten it. It can be estimated in time.

【0074】その結果、前記第1実施例と同様に吹錬の
終点制御性を向上することが可能となり、製出鋼歩留の
向上及び脱酸用アルミニウム原単位低減等によりコスト
ダウンが可能となった。
As a result, the controllability of the blowing end point can be improved as in the first embodiment, and the cost can be reduced by improving the production yield of steel and reducing the basic unit of aluminum for deoxidation. became.

【0075】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は、前記実施例に示したものに限られるもの
でなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であ
る。
The present invention has been specifically described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【0076】例えば、前記実施例では3層構造のニュー
ラルネットワークを用いる場合について説明したが、こ
れに限られるものでなく、4層以上にすることもでき
る。
For example, in the above embodiment, the case of using the neural network having the three-layer structure has been described, but the present invention is not limited to this, and the number of layers may be four or more.

【0077】又、出力層を階級と同数のユニットで構成
する場合の階級幅は実施例に示した0.01%に限定さ
れるものでなく、任意に変更可能である。
Further, when the output layer is composed of the same number of units as the class, the class width is not limited to 0.01% shown in the embodiment and can be arbitrarily changed.

【0078】又、前記実施例では底吹転炉の場合につい
て説明したが、上吹転炉又は上底吹転炉等の他の吹錬炉
であってもよい。
In the above embodiment, the case of the bottom blowing converter has been described, but other blowing furnaces such as a top blowing converter or a bottom blowing converter may be used.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上説明した通り、第1発明によれば、
転炉操業において、経時的に操業条件等に変化が生じる
場合でも、吹錬中の溶鋼に含有されている炭素の濃度を
常に高精度に、しかも短時間で推定することができる。
As described above, according to the first invention,
Even when the operating conditions and the like change with time in the converter operation, the concentration of carbon contained in the molten steel during blowing can always be estimated with high accuracy and in a short time.

【0080】又、第2発明によれば、更に、実操業で要
求される精度に応じて溶鋼炭素濃度を適切に推定するこ
とができる。
Further, according to the second aspect of the present invention, it is possible to properly estimate the molten steel carbon concentration according to the accuracy required in the actual operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る第1実施例に適用されるニューラ
ルネットワークを示す概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a neural network applied to a first embodiment according to the present invention.

【図2】同実施例に適用される装置構成の概略を示す説
明図
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of a device configuration applied to the embodiment.

【図3】同実施例による推定精度を示す線図FIG. 3 is a diagram showing estimation accuracy according to the embodiment.

【図4】従来による推定精度を示す線図FIG. 4 is a diagram showing a conventional estimation accuracy.

【図5】実施例方法と従来法とによる推定誤差の経時的
変化を示す線図
FIG. 5 is a diagram showing changes over time in the estimation error between the example method and the conventional method.

【図6】本発明に係る第2実施例に適用されるニューラ
ルネットワークを示す概略構成図
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a neural network applied to a second embodiment according to the present invention.

【図7】同実施例と従来法とによる推定精度を示す線図FIG. 7 is a diagram showing estimation accuracy according to the same embodiment and a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…転炉 12…プロセス計算機 14…学習用サーバ 16…メインランス 18…サブランス M…溶鋼 10 ... Converter 12 ... Process computer 14 ... Learning server 16 ... Main lance 18 ... Sublance M ... Molten steel

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】転炉吹錬中に測定した溶鋼の凝固温度と、
測定時迄の操業情報とを入力とし、測定時における溶鋼
炭素濃度を出力とするニューラルネットワークを構築
し、該ニューラルネットワークを用いて転炉吹錬中の溶
鋼炭素濃度を推定するに際し、 実際に操業した際の、凝固温度の測定値と、前記測定時
迄の操業情報と、前記溶鋼炭素濃度の実測値とを用いて
上記ニューラルネットワークの学習を行い、該ニューラ
ルネットワークを構成するユニット間の結合係数を修正
することを特徴とする転炉吹錬中の溶鋼炭素濃度の推定
方法。
1. A solidification temperature of molten steel measured during converter blowing,
A neural network that inputs the operation information up to the time of measurement and outputs the molten steel carbon concentration at the time of measurement is constructed, and when the neural network is used to estimate the molten steel carbon concentration during blowing of the converter, the actual operation is performed. In this case, the neural network is learned by using the measured value of the solidification temperature, the operation information up to the time of the measurement, and the measured value of the molten steel carbon concentration, and the coupling coefficient between the units forming the neural network. A method for estimating the carbon concentration of molten steel during converter blowing, characterized in that
【請求項2】請求項1において、 ニューラルネットワークの学習に際し、 前処理として、転炉吹錬中の溶鋼炭素濃度を、所定の差
幅で設定された複数の階級に分割し、 転炉吹錬中の溶鋼炭素濃度の分析結果が該当する階級の
実績頻度が少ない場合には、その階級に該当する操業実
績データをコピーにより複製を作って増やし、階級毎の
学習データの度数分布がほぼ均一となるように、予め学
習データの度数分布均一化処理を行うことを特徴とする
転炉出鋼炭素濃度の推定方法。
2. The method according to claim 1, wherein the learning process of the neural network is performed by dividing the molten steel carbon concentration in the converter blowing into a plurality of classes set with a predetermined difference width as a pretreatment. If the frequency of analysis of the molten steel carbon concentration in the corresponding class is low, the operation result data corresponding to that class is duplicated by copying to increase the frequency distribution of the learning data for each class. As described above, the method for estimating the carbon concentration of the steel output from a converter is characterized in that the frequency distribution of the learning data is uniformized in advance.
【請求項3】転炉吹錬中に測定した溶鋼の凝固温度と、
測定時迄の操業情報とを入力とし、測定時における溶鋼
炭素濃度を出力とするニューラルネットワークを構築
し、該ニューラルネットワークを用いて転炉吹錬中の溶
鋼炭素濃度を推定するに際し、 転炉吹錬中の溶鋼炭素濃度を、所定の差幅で設定された
複数の階級に分割し、 上記ニューラルネットワークの出力層を、上記階級の数
と同数のユニットで構成すると共に、 出力層を構成する各ユニットから、それぞれ対応する階
級を選択する基準である優先選択指標数が出力されるよ
うに、実際に操業した際の、前記測定時までの操業情報
と、転炉吹錬中の溶鋼凝固温度の実測値と、前記測定時
における溶鋼炭素濃度の分析結果とを用いて上記ニュー
ラルネットワークの学習を行い、該ニューラルネットワ
ークを構成するユニット間の結合係数を修正することを
特徴とする転炉吹錬中の溶鋼炭素濃度の推定方法。
3. A solidification temperature of molten steel measured during converter blowing,
When the operation information up to the time of measurement is input, a neural network that outputs the molten steel carbon concentration at the time of measurement is constructed, and when using this neural network to estimate the molten steel carbon concentration during converter blowing, The molten steel carbon concentration during smelting is divided into a plurality of classes set with a predetermined difference width, and the output layer of the neural network is composed of the same number of units as the classes and each of the output layers is composed. From the unit, so that the number of priority selection indicators, which is the standard for selecting the corresponding class, is output, when actually operating, the operation information up to the time of the measurement, and the molten steel solidification temperature during the blowing of the converter The neural network is learned by using the measured value and the analysis result of the molten steel carbon concentration at the time of the measurement, and the coupling coefficient between the units forming the neural network. Estimation method of molten steel carbon concentration in the converter blowing, characterized in that to fix.
【請求項4】請求項3において、 ニューラルネットワークの学習に際し、 転炉吹錬中の溶鋼炭素濃度の分析結果が該当する階級の
出力ユニットに優先選択指標数1を、それ以外の階級の
出力ユニットには優先選択指標数0を、それぞれ教師デ
ータとして入力し、各出力ユニットが0から1迄の優先
選択指標数を出力するようにしたことを特徴とする転炉
吹錬中の溶鋼炭素濃度の推定方法。
4. The learning unit according to claim 3, wherein, when learning the neural network, the output unit of the class to which the analysis result of the molten steel carbon concentration in the converter blowing corresponds is the priority selection index number 1 and the output units of the other classes. The number of priority selection indexes of 0 is input as teacher data, and each output unit outputs the number of priority selection indexes of 0 to 1. Estimation method.
【請求項5】請求項3において、 ニューラルネットワークの学習に際し、 前処理として、転炉吹錬中の溶鋼炭素濃度の分析結果が
該当する階級の実績頻度が少ない場合には、その操業実
績データをコピーにより複製を作って増やし、階級毎の
学習データの度数分布がほぼ均一になるように、予め学
習データの度数分布均一化処理を行うことを特徴とする
転炉吹錬中の溶鋼炭素濃度の推定方法。
5. The method according to claim 3, wherein, when learning the neural network, as a pre-processing, when the analysis result of the molten steel carbon concentration in the converter blowing has a small frequency of the corresponding class, the operation result data is Make duplicates by copying and increase the frequency distribution of the learning data so that the frequency distribution of the learning data for each class is almost uniform. Estimation method.
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CN102690923A (en) * 2012-06-13 2012-09-26 鞍钢股份有限公司 Method for forecasting carbon content in converter sublance process
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