JPH10168510A - スクラップの使用量比率を求めるシステム - Google Patents

スクラップの使用量比率を求めるシステム

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JPH10168510A
JPH10168510A JP8342388A JP34238896A JPH10168510A JP H10168510 A JPH10168510 A JP H10168510A JP 8342388 A JP8342388 A JP 8342388A JP 34238896 A JP34238896 A JP 34238896A JP H10168510 A JPH10168510 A JP H10168510A
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JP
Japan
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scrap
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JP8342388A
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English (en)
Inventor
Motomichi Yoshino
基道 能野
Takashi Inoue
隆 井上
Takeshi Nakamura
毅 中村
Harunori Uebayashi
春徳 植林
Yukio Kosugi
幸夫 小杉
Seiji Yamada
山田  清二
Yuji Yoshikawa
雄司 吉川
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Topy Industries Ltd
Original Assignee
Topy Industries Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30Computing systems specially adapted for manufacturing

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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】粗鋼の品質を低下させないで、製鋼操業コスト
を含めたト−タルの製造コストを、動的に最小とするこ
とができるスクラップの使用量比率を求めるシステムを
提供する。 【解決手段】製鋼とする各スクラップの配合比率を変数
とし、該各スクラップの購入価格と使用価値を定数とし
て、上記変数を順次変化させて多数回計算し、集荷能力
や操業上の制約及び含有金属の制約の制約条件内で、製
鋼操業コストができるだけ小さくなる上記変数を求め
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、製鋼操業コスト
を含めたスクラップ配合コストを最小とすることができ
るスクラップの使用量比率を求めるシステムに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来から、多くのスクラップを配合し
て、粗鋼を製造することが広く行われている。従来スク
ラップの配合比率は、化学成分規格を満足し、実操業可
能な範囲で、人の過去の経験と状況判断で、スクラップ
の安いものを購入するという方法で決定していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】粗鋼の製造コストを低
減させることは、非常に大きなことであるが、従来の単
にコスト的な面からスクラップの配合を決める方法で
は、コストの低減には限界があった。即ち、スクラップ
の入荷状況及び購入価格等は、日々市況により変化する
動的なものであるので、粗鋼の品質を低下させないで、
最小のコストでスクラップから粗鋼を製造することは、
従来法では全く不可能であった。
【0004】この発明は、粗鋼の品質を低下させない
で、製鋼操業コストを含めたト−タルの製造コストを、
動的に最小とすることができるスクラップの使用量比率
を求めるシステムを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的に沿う本発明の
構成は、製鋼とする各スクラップの配合比率を変数と
し、該各スクラップの購入価格と使用価値を定数とし
て、上記変数を順次変化させて多数回計算し、集荷能力
や操業上の制約及び含有金属の制約の制約条件内で、製
鋼操業コストができるだけ小さくなる上記変数を求める
ことを特徴とする。しかして従来、本発明のようなコン
ピュ−タ−による演算システムを使用する方法は、全く
知られていない。
【0006】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を説明
する。本発明に使用するスクラップとしては、シュレッ
ダ−、ヘビ−、新断、Cプレス、ダライ粉、銑ダライ、
銑鉄、故銑鉄、発生屑及び特殊屑等が挙げられる。上記
スクラップは、全てを使用する必要はないし、これら以
外のスクラップを使用しても勿論良く、割高品を割安品
へ置き換えるようにすると良い。即ち、スクラップの幅
広い情報力・購買力を身につけ、局面に応じて、ダイナ
ミック(動的)にスクラップの価値評価をし、より有利
な購買を行い、スクラップの配合を実施すると良い。
【0007】製鋼操業コストを最小とするには、下記
(2)の制約条件内で、下記(1)の目的関数を最小化
する使用量比率を求める。目的関数であるコストSを最
小化するのに用いる価格には、各スクラップの価値差を
考慮した価格(ci+Δci)で最適化計算を行い、求め
た配合原単位で、実際の配合費用を求める。
【0008】(1)目的関数 次式(1): コストS=Σ(x1・(c1+Δc1)+x2・(c2+Δc2)+・・・・・・ ・+xi・(ci+Δci) (1) (式中、x1〜xiは、各スクラップの配合原単位(t/
t)を表し、c1〜ciは、各スクラップの価格(円/
t)を表し、そしてΔc1〜Δciは、各スクラップの価
値差を表わし、iは1〜数十迄の数を表す。)で表され
る式によって計算されるコストSを最小化する各スクラ
ップの使用量比率を求める。
【0009】各スクラップの価値差Δcは、スクラップ
を実際に電気炉で使用したときの鉄歩留り及び操業原単
位等の得失について、経験値と理論予測の両面を加味し
て計算するものである。スクラップは、基本的には、ト
−タルコストの安いものを使用するが、化学成分・実操
業可能範囲・購入可能量限界が制約条件となり、その限
界を考慮して決める(演算システムの中に取り込む)。
iは、コンピュ−タ−演算システムの中では、数百種類
枠をもっておくのが良いが、本発明の演算システムで
は、1〜数十種類で十分である。
【0010】(2)制約条件 (A)金属成分 トランプエレメント:Σ(各スクラップの各トランプエ
レメント含有量・xi)≦各トランプエレメントの規格
値、 Fe:Σ(各スクラップのFe含有量・xi)≧1.0
及び (B)実操業可能範囲・購入可能量限界(集荷能力や操
業上の制約) 各スクラップの配合量上下限値の制限:xi≧0、a≦
xi≦b(式中、a,bは、集荷能力や操業上の制約で
決まる配合の上下限値を表わし、iは前記数を表す。)
で表される。
【0011】前記トランプエレメントとしては、Cu、
Sn、Ni、Mo及びPb等の電気炉で除去できない不
純物の1種以上、即ち、 Cu:Σ(各スクラップのCu含有量・xi)≦規格
値、 Sn:Σ(各スクラップのSn含有量・xi)≦規格
値、 Ni:Σ(各スクラップのNi含有量・xi)≦規格
値、 Mo:Σ(各スクラップのMo含有量・xi)≦規格値
及び Pb:Σ(各スクラップのPb含有量・xi)≦規格値
の1種以上とするのが良い。
【0012】特に、トランプエレメントとしては、Cu
及びSn、即ち、 Cu:Σ(各スクラップのCu含有量・xi)≦規格値
及び Sn:Σ(各スクラップのSn含有量・xi)≦規格値
とするのが良い。 Cr、P、S及びAsは、電気炉で除去可能であるが、
不純物であるので、スクラップの価値評価としては、こ
れらの含有量も考慮すると良い。
【0013】本発明に於いては、製鋼操業コストを含め
たト−タルコストを最小とし得るように、スクラップの
使用量比率を求めるものである。図1は、本発明の演算
イメ−ジを示すブロック図である。線形演算に当たって
は、購入価格(c)と使用価値差(Δc)とを定数とす
るが、これらは日々変化するものであるので、定期的に
(例えば2日〜1週間置きに)演算し、常にト−タルコ
ストが最小となるように、スクラップの使用量比率を変
化させるものである。
【0014】前記各スクラップの上下限値の制限を表す
a≦xi≦bのa,bは、上記入荷量予測と、溶解性、
嵩等の操業上の制約及び金属成分の含有量で決まる配合
の上下限値である。入荷量予測(上限、下限)と使用制
限の制約条件(前記制約条件A、B)を満たす範囲内
で、前記式(1)の線形演算の最小値を求めるものであ
る。使用制限は、スクラップの溶解性及び嵩等の操業上
の制限と、Cu,Snその他のトランプエレメント等の
含有量の使用上の制限である。
【0015】図2は、本発明の演算システムの概要を示
すブロック図である。図2の破線内が、本発明の演算シ
ステムを示している。前記式(1)で表される線形演算
は、図2の「配合変更シュミレ−ション」で行うように
なっている。各スクラップの価値差Δc(スクラップ価
値基準)は、金属化率、嵩比重、トランプエレメント、
C源、溶解効率、SP可否、水引き及びダスト引き等に
よって、価値評価する。
【0016】トランプエレメントは、Cu、Sn、N
i、Mo、Pb等の電気炉で除去できない不純物を表わ
し、これらが規格値以下となるようにする。金属化率
は、スクラップ中のメタル分であり、分析値等からの理
論予測値と実際に電気炉で溶かした結果の歩留りとを照
らし合わせて、大体83〜94%となるようにする。嵩
比重は、操作の容易性を考慮して、一定範囲の値となる
ようにする。
【0017】C源:電気炉では多量の酸素を使用し、C
2生成反応エネルギ−を利用し、鋼の溶解を促進し、
生産性向上・電力原単位低減をはかっているが、その反
応のためのCとして、又は溶鋼中の酸素量を抑える脱酸
剤としてC源が必要である。C源の一部はスクラップ中
のCから補うが、別途コ−クスも入れる。 SPの可否:電気炉にスクラップを装入する前処理とし
て、廃ガスを利用してスクラップを予熱(Scrap Prehea
ter)するが、燃え易いスクラップは、この処理工程に
入れられない。SPの可否とは、この工程に入れるかど
うかの区分けである。
【0018】水引き:スクラップを購入し、重量実貫す
る際、雨等により水に濡れている場合は、その重量を含
めて測る事となるため、その重量を目視(経験による)
で購入重量からマイナスすることをいう。 ダスト引き:スクラップを購入し、重量実貫する際、非
金属分が含まれている場合は、その重量を含めて測るこ
ととなるため、その重量を目視(経験による)で購入重
量からマイナスすることをいう。
【0019】図2に示すように、入荷量予測(上限、下
限)は、日々変化するものであると共に、購入量が購入
価格(c)にも影響を与えるものであるから、入荷を変
化させたときの購入価格(c)を予測する必要がある。
操業上の制約の制約条件(限界の設定)は、原配合基準
を大幅に緩和し、それ自体もダイナミックに運用し、む
しろ、トランプエレメント、嵩比重及びC源等により決
めて行くと良い。
【0020】前記式(1)を使用し、コンピュ−タで、
各スクラップの配合比率を変化させて、多数回計算し、
前記制約条件内でト−タルコストが最小となる配合比率
を求める(図2の配合変更シュミレ−ション)。上記の
ようにして決定した配合は、実入荷量、実価格でフオロ
−し、必要なら修正し、更に実際の操業不具合によっ
て、必要なら適切な操業が得られるように修正し、スク
ラップ配合の決定をする。
【0021】次に、前記式(1)を使用し、Snの上限
を0.04%と固定し、代表例としてCu0.40%の
場合の最適解の計算結果を示す。制約条件は、 Cu:Σ(各スクラップのCu含有量・xi)≦規格値
及び Sn:Σ(各スクラップのSn含有量・xi)≦規格値
とし、 Fe:Σ(各スクラップのFe含有量・xi)≧1.0
及び 各スクラップの配合量上下限値の制限:xi≧0、a≦
xi≦b 上記式(1)及び制約条件中のiは、上記実施例では1
〜10とした。
【0022】上記制約条件のa、bは、現実の状況に合
ったおおよその数字を仮定して入れた。実際の演算シス
テムでは、その局面の状況を人が判断して入力する。上
記のようにしてコンピュ−タ−で演算した結果を次表1
に示す。表中、スクラップの単価は、空欄としてある
が、実際の計算に当たっては、当社の購入価格で計算し
た。
【0023】
【表1】
【0024】上記のようにして、最適解が定まる。尚、
表1中の現状規格は、過去の経験から化学成分規格を満
足し、実操業可能な範囲で、一定の価値評価を基に購入
したスクラップを7種類の配合種類別に、スクラップ使
用比率を決定したものの1つである。
【0025】上記演算は、定常的には、週1回、入荷状
況、購入価格及び市況の変化を感じれば、その都度(合
計月10回程度)演算し、操業コストを含めたト−タル
の製鋼製造コストを、常に動的に最小とすることができ
る。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、粗鋼の品質を低下させ
ないで、製鋼操業コストを含めたト−タルの製造コスト
を、スクラップの入荷状況及び購入価格等の市況に応じ
て、常に動的に最小とすることができる。
【0027】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の演算イメ−ジを示すブロック図であ
る。
【図2】本発明の演算システムの概要を示すブロック図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植林 春徳 東京都千代田区四番町五番地九 トピー工 業株式会社内 (72)発明者 小杉 幸夫 東京都千代田区四番町五番地九 トピー工 業株式会社内 (72)発明者 山田 清二 東京都千代田区四番町五番地九 トピー工 業株式会社内 (72)発明者 吉川 雄司 東京都千代田区四番町五番地九 トピー工 業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】製鋼とする各スクラップの配合比率を変数
    とし、該各スクラップの購入価格と使用価値を定数とし
    て、上記変数を順次変化させて多数回コンピュ−タ−で
    計算し、集荷能力や操業上の制約及び含有金属の制約の
    制約条件内で、製鋼操業コストができるだけ小さくなる
    上記変数を求めることを特徴とするスクラップの使用量
    比率を求めるシステム。
  2. 【請求項2】次式(1): コストS=Σ(x1・(c1+Δc1)+x2・(c2+Δc2)+・・・・・・・ +xi・(ci+Δci) (1) (式中、x1〜xiは、各スクラップの配合原単位(t/
    t)を表し、c1〜ciは、各スクラップの価格(円/
    t)を表し、そしてΔc1〜Δciは、各スクラップの価
    値差を表わし、iは1〜数十迄の数を表す。)で表され
    るスクラップ配合費用を最小化する目的関数を使用し、
    前記制約条件内で、前記製鋼操業コストができるだけ小
    さくなる上記変数を求める請求項1に記載のシステム。
  3. 【請求項3】前記含有金属の制約条件が、 トランプエレメント:Σ(各スクラップの各トランプエ
    レメント含有量・xi)≦各トランプエレメントの規格
    値で、 Fe:Σ(各スクラップのFe含有量・xi)≧1.0
    であり、前記集荷能力や操業上の制約が、 各スクラップの配合量上下限値の制限:xi≧0、a≦
    xi≦b(式中、a,bは、集荷能力や操業上の制約で
    決まる配合の上下限値を表わし、iは前記数を表し、x
    iは前記意味を表す。)で表される請求項1または2に
    記載のシステム。
  4. 【請求項4】前記トランプエレメントが、Cu、Sn、
    Ni、Mo及びPb等の電気炉で除去できない不純物の
    1種以上である請求項3に記載のシステム。
  5. 【請求項5】前記トランプエレメントが、 Cu:Σ(各スクラップのCu含有量・xi)≦規格値
    及び Sn:Σ(各スクラップのSn含有量・xi)≦規格値 である請求項4に記載のシステム。
JP8342388A 1996-12-09 1996-12-09 スクラップの使用量比率を求めるシステム Pending JPH10168510A (ja)

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Cited By (4)

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KR20240058140A (ko) 2021-10-12 2024-05-03 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 용철의 불순물 농도의 예측 방법, 용철의 제조 방법, 학습 완료의 기계 학습 모델의 작성 방법 및 용철의 불순물 농도의 예측 장치

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