JPS61254853A - 溶銑中Ｓｉ濃度の予測方法 - Google Patents
溶銑中Ｓｉ濃度の予測方法Info
- Publication number
- JPS61254853A JPS61254853A JP60097060A JP9706085A JPS61254853A JP S61254853 A JPS61254853 A JP S61254853A JP 60097060 A JP60097060 A JP 60097060A JP 9706085 A JP9706085 A JP 9706085A JP S61254853 A JPS61254853 A JP S61254853A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- concentration
- factors
- concn
- determined
- prediction
- Prior art date
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- Pending
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- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Blast Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ） 産業上の利用分野
本発明は、高炉溶銑中Ｓｉ濃度の予測方法に関するもの
である。
である。
（ロ）従来の技術
銑鉄中の硅素濃度（以下Ｓｉ濃度と称する）は、高炉の
炉下部における熱的状態を代表する指標として高炉操業
管理上重要視されてきた。すなわち、炉の熱的状態を安
定に維持し、かつ燃料比を低減することが高炉操業上最
も重要な課題であシ、また燃料比を低減するためにはＳ
ｉ濃度の低減が有効なことも公知の事実である。さらに
最近、製鋼用銑のＳｉ濃度を低減することにより、製鋼
過程でのスラグ量の低減と歩留向上の効果も期待できる
ことが明らかになってきた。
炉下部における熱的状態を代表する指標として高炉操業
管理上重要視されてきた。すなわち、炉の熱的状態を安
定に維持し、かつ燃料比を低減することが高炉操業上最
も重要な課題であシ、また燃料比を低減するためにはＳ
ｉ濃度の低減が有効なことも公知の事実である。さらに
最近、製鋼用銑のＳｉ濃度を低減することにより、製鋼
過程でのスラグ量の低減と歩留向上の効果も期待できる
ことが明らかになってきた。
したがって、製鋼用銑の製造を目的とする高炉操業にお
いては、５ｉｌ１度を低位安定化することが重要なこと
は自明である。一方、鋳物用銑の製造を目的とする高炉
操業においては、Ｓｉ濃度を所定の高濃度に維持するこ
とが必要である０以上のように、高炉操業においては、
銑鉄中のＳｉ濃度をあらかじめ設定した目標値と等しく
なるよう操業する技術が重要である。
いては、５ｉｌ１度を低位安定化することが重要なこと
は自明である。一方、鋳物用銑の製造を目的とする高炉
操業においては、Ｓｉ濃度を所定の高濃度に維持するこ
とが必要である０以上のように、高炉操業においては、
銑鉄中のＳｉ濃度をあらかじめ設定した目標値と等しく
なるよう操業する技術が重要である。
しかしながら、従来技術において実際の高炉操業を行う
場合においては、炉の熱的状態をあられすＳｉ濃度以外
の熱レベル指数（たとえば、特公昭５０−８０５６７号
公報記載の如く羽ロ前コークス濃度ｔｃ等の熱レベル指
数）を推定し、あらかじめ統計的に求めたＳｉ濃度と、
熱レベル指数との関係式に基づいてＳｉｇ度を推定する
方法、また最近では溶融滴下距離を炉熱の一つの指標と
し、（％公昭５７−４７７２５号）、これを基に線形式
によってＳｉ濃度を推定する方法等によってＳｉ濃度を
推定し、該Ｓｉ濃度の推定値と目標値との偏差を最小に
するような高炉操業方法が採用されてきた。しかしなが
ら高炉プロセス反応は、極めて複雑であシ、炉内状況も
必ずしも一定ではないため、Ｓｉ濃度への影響の程度も
炉の状態により時々刻々変化している。したがってＳｉ
濃度を推定し制御するうえでの従来技術は、高炉の操業
条件がほとんど不変で、かつＳｉ濃度に影響する要因も
また不変である場合の変化のみを問題とするような限ら
れた場合にしか適用することができないと言える。
場合においては、炉の熱的状態をあられすＳｉ濃度以外
の熱レベル指数（たとえば、特公昭５０−８０５６７号
公報記載の如く羽ロ前コークス濃度ｔｃ等の熱レベル指
数）を推定し、あらかじめ統計的に求めたＳｉ濃度と、
熱レベル指数との関係式に基づいてＳｉｇ度を推定する
方法、また最近では溶融滴下距離を炉熱の一つの指標と
し、（％公昭５７−４７７２５号）、これを基に線形式
によってＳｉ濃度を推定する方法等によってＳｉ濃度を
推定し、該Ｓｉ濃度の推定値と目標値との偏差を最小に
するような高炉操業方法が採用されてきた。しかしなが
ら高炉プロセス反応は、極めて複雑であシ、炉内状況も
必ずしも一定ではないため、Ｓｉ濃度への影響の程度も
炉の状態により時々刻々変化している。したがってＳｉ
濃度を推定し制御するうえでの従来技術は、高炉の操業
条件がほとんど不変で、かつＳｉ濃度に影響する要因も
また不変である場合の変化のみを問題とするような限ら
れた場合にしか適用することができないと言える。
（ハ） 発明が解決しようとする問題点本発明の目的は
、Ｓｉ濃度を予測し、Ｓｉ濃度の目標値を達成する高炉
操業の制御方法に関し、前記従来技術の欠点すなわち操
業条件の変化によるＳ１濃度への影響要因変化の適時な
把握不足を解消し、Ｓｉ濃度の予測精度を高位に維持す
ることにより適正な操作量を求める高炉操業の予測制御
方法を提供することにある。
、Ｓｉ濃度を予測し、Ｓｉ濃度の目標値を達成する高炉
操業の制御方法に関し、前記従来技術の欠点すなわち操
業条件の変化によるＳ１濃度への影響要因変化の適時な
把握不足を解消し、Ｓｉ濃度の予測精度を高位に維持す
ることにより適正な操作量を求める高炉操業の予測制御
方法を提供することにある。
に） 問題点を解決するだめの手段
本発明は、 Ｓｉ濃度及び操作要因を含む５ｉｌ１度に
大きく影響すると思われる複数個の操業要因について予
めオンラインで収集した実績時系列データをもとに以下
に説明するよりなＳｉ濃度への影響要因分析方法を使っ
て当該Ｓｉ濃度予測式の計算要因、及び予測式係数を自
動的に決定し、予測精度を高位に維持することにより目
標Ｓｉ濃度と予測Ｓｉ濃度の差が最小になるように該操
作要因の操作量を決定してＳｉ濃度を制御する方法であ
る。この発明における制御の手順は、基本的に次のよう
にする。
大きく影響すると思われる複数個の操業要因について予
めオンラインで収集した実績時系列データをもとに以下
に説明するよりなＳｉ濃度への影響要因分析方法を使っ
て当該Ｓｉ濃度予測式の計算要因、及び予測式係数を自
動的に決定し、予測精度を高位に維持することにより目
標Ｓｉ濃度と予測Ｓｉ濃度の差が最小になるように該操
作要因の操作量を決定してＳｉ濃度を制御する方法であ
る。この発明における制御の手順は、基本的に次のよう
にする。
〈第１段階〉
（１）Ｓｉ濃度のオンライン時系列データを周波数分析
によりＳｉ濃度パワースペクトルを求める。
によりＳｉ濃度パワースペクトルを求める。
＋２１ ＋１１で求めたＳｉ濃度パワースペクトルの
スペクトル値の大きなものに対応する周波数を選定する
。
スペクトル値の大きなものに対応する周波数を選定する
。
（３１Ｓｉ濃度に影響すると思われる複数個の操業要因
についてあらかじめオンラインで収集しておいた実績時
系列データを用い、（２）で選定した各周波数に対して
操業要因毎に８１濃度への寄与率（パワー寄与率）を求
める。
についてあらかじめオンラインで収集しておいた実績時
系列データを用い、（２）で選定した各周波数に対して
操業要因毎に８１濃度への寄与率（パワー寄与率）を求
める。
〈第２段階〉
＋４１ ＋３１で求めたＳｉ値への寄与率の大きな要
因のものから順次予測システムに取込み予測値の最良の
要因の組で予測システムを構成し予測計算式の係数を決
定する。
因のものから順次予測システムに取込み予測値の最良の
要因の組で予測システムを構成し予測計算式の係数を決
定する。
〈第３段階〉
（５１（４１で構成したＳｉ濃度予測式に基づき計算し
た５ｉＩＩ＆予測値と目標値の偏差が最小になるように
該操作要因の操作量を決定する。
た５ｉＩＩ＆予測値と目標値の偏差が最小になるように
該操作要因の操作量を決定する。
（ホ）実施例
以下本発明を実施例に基づき詳述する。
（１） Ｓｉ濃度の時系１列変動は、次式によシ周波
数分析されＳｉ濃度のパワースペクトルが求まる。
数分析されＳｉ濃度のパワースペクトルが求まる。
ここでＸ （ｔ）は、ｓ１濃度時系列データ、５ｘｘ（
ｆ）はＳｉ！１度パワースペクトル、ｔは時間、ｆは周
波数、Ｉは虚数単位である。溶銑中Ｓｉ濃度の実績時系
列データを用いたパワースペクトルは第２図のようにな
る。
ｆ）はＳｉ！１度パワースペクトル、ｔは時間、ｆは周
波数、Ｉは虚数単位である。溶銑中Ｓｉ濃度の実績時系
列データを用いたパワースペクトルは第２図のようにな
る。
第２図は二つの異なる期間、期間Ｉ及び期間■について
プロットしたものである。
プロットしたものである。
本例において、Ｓｉ濃度のパワースペクトルは変動周期
が９５時間、２１時間、８．６時間及び５．４時間の所
に大きな山がある。これは、Ｓｉ麺度の主変動は、これ
らの周波数成分の合成されたものと言える。
が９５時間、２１時間、８．６時間及び５．４時間の所
に大きな山がある。これは、Ｓｉ麺度の主変動は、これ
らの周波数成分の合成されたものと言える。
〔２〕 そこで、Ｓｉ濃度の主変動を形成する周波数
１／９５ （１／時間〕、１／２１．１／８．６．１１
５．４を選定する。
１／９５ （１／時間〕、１／２１．１／８．６．１１
５．４を選定する。
〔３〕 次に、これらの複数個の周波数成分における。
操業要因のＳｉ濃度への寄与率（以下パワー寄与率と呼
ぶ）を以下の方法により求める。
ぶ）を以下の方法により求める。
該予測システムの予測計算式を次式で与える。
ここでＺｔｔｓ）は要因ｔの変動、ｇｔｉ−はＺｊ （
Ｓ）に対する７、Ｌ（ｓ）のインパレス応答関数、ηｔ
（ｓ）は、要因ｔの固有の雑音、ｓ、ｍは時刻を表わす
Ｏｇｔｊ（ｍｌは評価関数をＪとして とおいて、実績時系列データＺｔ（ｓ） （Ｌ＝ １〜
ｋ。
Ｓ）に対する７、Ｌ（ｓ）のインパレス応答関数、ηｔ
（ｓ）は、要因ｔの固有の雑音、ｓ、ｍは時刻を表わす
Ｏｇｔｊ（ｍｌは評価関数をＪとして とおいて、実績時系列データＺｔ（ｓ） （Ｌ＝ １〜
ｋ。
Ｓ＝１〜Ｎ）からＪを最小とするｇｔｊ （ｍｌ （ｍ
＝１〜Ｍ）を求める。次にｇｔｊ（ｍｌの周波数応答
関数を次式で表わすと、 となる。
＝１〜Ｍ）を求める。次にｇｔｊ（ｍｌの周波数応答
関数を次式で表わすと、 となる。
（４）式を用いてパワー寄与率は次式で定義する０また
■ηｔ） （ｆ）はηｔ（ｓ）のパワースペクトルであ
る０ 前記の期間Ｉ及び期間■について、（５）式を用いたＳ
ｉ濃度に対する各操業要因のパワー寄与率を第１表、第
２表に示した。ここで操業要因としてはあらかじめ、溶
銑温度、炉内の通気抵抗（Ｋ値）、ガス利用率（η。。
■ηｔ） （ｆ）はηｔ（ｓ）のパワースペクトルであ
る０ 前記の期間Ｉ及び期間■について、（５）式を用いたＳ
ｉ濃度に対する各操業要因のパワー寄与率を第１表、第
２表に示した。ここで操業要因としてはあらかじめ、溶
銑温度、炉内の通気抵抗（Ｋ値）、ガス利用率（η。。
）、炉頂温度（ＴＴ）、羽口前コークス温度（１ｏ）、
鉱石対コークス比（０１０）、送風温度、送風湿分を指
定した。第１表、第２表の例で明らかなように期間■と
期間■において、Ｓｉ濃度に寄与している変数は異なっ
ている。二つの期間を比較すると、期間Ｉについては、
Ｓｉ濃度変動は、Ｓｉ濃度自身の変動（過去の変動〕に
よる寄与が最も大きく、他の要因が８１濃度に及ぼす影
響は比較的低い。この期間の操業が比較的安定していた
ため、変動要因は過去のＳｉ変動ノ（ラツキによるもの
と考えられる。これに対して■の期間については、 Ｓ
ｉ濃度の変動を促す要因に変化が生じη。。、ＴＴ及び
送風湿分が大きな影響を及ぼしていることがわかる０〔
４〕 そこで次に、このパワー寄与率の大きな要因因
を項次子測システムの構成要因として取込み予測値の最
良となる要因の組で予測システムの予測計算式（（２）
式）を次の方法により構成し同時に予測計算式の係数を
（３）式の方法により求める。〔２〕で選定した複数個
の周波数成分について、寄与率の高い要因から順次取込
み、あるいは異なる周波数成分において寄与の順位が同
位で異なる要因があれば、その順位における要因の多い
もの（多数決による）より、またはＳｉ濃度スペクトル
値の大きいものの要因を優先的に取込むことにより取シ
込み順位を決定する。次にこの選択順位に従い操業要因
を屓次子測計算式に取込み、予測精度を予測値と実績値
との相関値を計算して求め、予測精度の最大となるよう
な要因の組を決める。
鉱石対コークス比（０１０）、送風温度、送風湿分を指
定した。第１表、第２表の例で明らかなように期間■と
期間■において、Ｓｉ濃度に寄与している変数は異なっ
ている。二つの期間を比較すると、期間Ｉについては、
Ｓｉ濃度変動は、Ｓｉ濃度自身の変動（過去の変動〕に
よる寄与が最も大きく、他の要因が８１濃度に及ぼす影
響は比較的低い。この期間の操業が比較的安定していた
ため、変動要因は過去のＳｉ変動ノ（ラツキによるもの
と考えられる。これに対して■の期間については、 Ｓ
ｉ濃度の変動を促す要因に変化が生じη。。、ＴＴ及び
送風湿分が大きな影響を及ぼしていることがわかる０〔
４〕 そこで次に、このパワー寄与率の大きな要因因
を項次子測システムの構成要因として取込み予測値の最
良となる要因の組で予測システムの予測計算式（（２）
式）を次の方法により構成し同時に予測計算式の係数を
（３）式の方法により求める。〔２〕で選定した複数個
の周波数成分について、寄与率の高い要因から順次取込
み、あるいは異なる周波数成分において寄与の順位が同
位で異なる要因があれば、その順位における要因の多い
もの（多数決による）より、またはＳｉ濃度スペクトル
値の大きいものの要因を優先的に取込むことにより取シ
込み順位を決定する。次にこの選択順位に従い操業要因
を屓次子測計算式に取込み、予測精度を予測値と実績値
との相関値を計算して求め、予測精度の最大となるよう
な要因の組を決める。
以上のようにして決めた要因の組に対する予測精度の計
算例を第３表に示す。前記の期間■及び期間■の予測精
度の最大となる要因の組は、それぞれ期間１；Ｓｉ濃度
、期間ＩＩ ； Ｓｉ濃度、η。（、、ＴＴ、 Ｏｌｏ
、送風湿分となっている。
算例を第３表に示す。前記の期間■及び期間■の予測精
度の最大となる要因の組は、それぞれ期間１；Ｓｉ濃度
、期間ＩＩ ； Ｓｉ濃度、η。（、、ＴＴ、 Ｏｌｏ
、送風湿分となっている。
第３表 期間Ｉ
期間■
以上の方法によって、Ｓｉ濃度の変動を周波数分析及び
、それぞれの周波数に対応する影響要因をコンピュータ
ーによりオンラインで適時に選定させる事により、時々
刻々変化する炉況に応じてＳｉ濃度に影響する要因変化
を変動周期毎に適確に把握すると共に常に高位な予測精
度を維持する事が可能となる。
、それぞれの周波数に対応する影響要因をコンピュータ
ーによりオンラインで適時に選定させる事により、時々
刻々変化する炉況に応じてＳｉ濃度に影響する要因変化
を変動周期毎に適確に把握すると共に常に高位な予測精
度を維持する事が可能となる。
〔５〕 次に〔４〕によって構成されたＳｉ濃度予測
計算式を基にしてあらかじめ指定しておいた操作要因を
変化させた時にＳｉ濃度かどのように推移するかをｎ単
位時間先まで計算し、Ｓｉ濃度の推移と目標値の差が最
小とする操作量のパターンを次の基本式により計算する
。
計算式を基にしてあらかじめ指定しておいた操作要因を
変化させた時にＳｉ濃度かどのように推移するかをｎ単
位時間先まで計算し、Ｓｉ濃度の推移と目標値の差が最
小とする操作量のパターンを次の基本式により計算する
。
十Ｂ（（新しい操作量）、−（現在の操作量）ｊ）２）
・・・（６：ここでＡ、 Ｂは重み係数、重み係数Ａ、
Ｂは、操作量の変化を抑制させたい場合にはＡ＜Ｂと
しまた操作量の大きな変化を許容しＳｉ濃度を目標値に
可能な限シ近づけたい場合にはＡ〉Ｂとする。
・・・（６：ここでＡ、 Ｂは重み係数、重み係数Ａ、
Ｂは、操作量の変化を抑制させたい場合にはＡ＜Ｂと
しまた操作量の大きな変化を許容しＳｉ濃度を目標値に
可能な限シ近づけたい場合にはＡ〉Ｂとする。
第３図は前記操業要因の中でＳｉ濃度を制御するうえで
現操業でも重要視されている送風湿分を操作量とし、Ａ
＝１００．８＝１．とじて適用した場合の操作量とＳｉ
濃度の推移を示している。
現操業でも重要視されている送風湿分を操作量とし、Ａ
＝１００．８＝１．とじて適用した場合の操作量とＳｉ
濃度の推移を示している。
本方式を適用しない場合にくらべＳｉ濃度推移は目標値
に近くなっている。
に近くなっている。
（へ） 発明の効果
本発明の適用時における結果から効果を概算すると次の
ようになる。
ようになる。
Ｓｉ濃度の目標値からのバラツキを本方式を使った場合
と使わなかった場合を比較すると第４表となる。
と使わなかった場合を比較すると第４表となる。
第 ４ 表
以上Ｓｉ濃度の制御方法について記したが、高炉の他の
操業指標の要因たとえば、燃料比、出銑比、装入原料の
塩基度などを予測システムの対象要因として任意に指定
することができることはいうまでもなく、操作要因とし
て送風温度、０／Ｃあるいは装入原料の塩基度などの要
因の１個または複数個の条件を調整することによって、
Ｓｉ濃度の目標値を達成することができるので、本発明
の効果は非常に犬である。
操業指標の要因たとえば、燃料比、出銑比、装入原料の
塩基度などを予測システムの対象要因として任意に指定
することができることはいうまでもなく、操作要因とし
て送風温度、０／Ｃあるいは装入原料の塩基度などの要
因の１個または複数個の条件を調整することによって、
Ｓｉ濃度の目標値を達成することができるので、本発明
の効果は非常に犬である。
第１図は本発明の全体構成図、第２図はＳｉ濃度のパワ
ースペクトル図、第３図は本発明の実施例を示す図であ
る。
ースペクトル図、第３図は本発明の実施例を示す図であ
る。
Claims (1)
- 高炉操業において定期的に溶銑中Ｓｉ濃度分析値の変動
を周波数分析し、該Ｓｉ濃度スペクトルの大きな周波数
を指定して周波数成分毎に各種操業要因のＳｉ濃度分析
値の変動への寄与率を求め、この寄与率が大きいものを
用いることによりＳｉ予測精度を常に高位に維持するこ
とを特徴とする溶銑中Ｓｉ濃度の予測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60097060A JPS61254853A (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | 溶銑中Ｓｉ濃度の予測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60097060A JPS61254853A (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | 溶銑中Ｓｉ濃度の予測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61254853A true JPS61254853A (ja) | 1986-11-12 |
Family
ID=14182103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60097060A Pending JPS61254853A (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | 溶銑中Ｓｉ濃度の予測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61254853A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01156410A (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-20 | Nkk Corp | 高炉操業方法 |
| JPH01162708A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-27 | Nkk Corp | 高炉操業法 |
| JP2009162430A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Jfe Steel Corp | 竪型炉の操業方法 |
| JP2015048487A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高炉の操業方法 |
-
1985
- 1985-05-08 JP JP60097060A patent/JPS61254853A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01156410A (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-20 | Nkk Corp | 高炉操業方法 |
| JPH01162708A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-27 | Nkk Corp | 高炉操業法 |
| JP2009162430A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Jfe Steel Corp | 竪型炉の操業方法 |
| JP2015048487A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高炉の操業方法 |
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