TW201502280A - 補正裝置、補正方法及鋼鐵精煉方法 - Google Patents

Abstract

本發明的計測值．操作量補正裝置20中，過去爐料選擇部23a選擇具有與處理對象爐料的作業資訊的差異處於規定範圍內的作業績效資訊的過去爐料，補正參數計算部23b針對每一由過去爐料選擇部23a選擇的過去爐料而算出碳的質量平衡的誤差，以所算出的誤差的合計值為最小的方式，算出計測值及藉由投入輔助材料而添加至鋼液中的碳量的補正量。

Description

補正裝置、補正方法及鋼鐵精煉方法

本發明是有關於一種對鋼鐵精煉設備的計測值及操作量進行補正的補正裝置、補正方法及鋼鐵精煉方法。

一般而言，在鋼鐵精煉製程(process)、非鐵金屬製造製程、化學製程、石油精製製程等工業用製程中，使用各種感測器來對監視對象的量進行計測，藉此進行製程控制或作業監視。然而，感測器未必配設於優良的計測環境下，從而有時難以提高監視對象的量的計測精度。例如在對廢氣的流量進行計測的感測器中，因廢氣的流量、壓力、及溫度的頻繁變動或廢氣所流經的配管的複雜形狀，而容易產生計測誤差。基於上述背景，在化學製程或石油精製製程中，利用了藉由利用製程中進出的物質的守恆定律(conservation law)或能量守恆定律而減小感測器的計測誤差的方法(參照非專利文獻1)。而且，專利文獻1中記載了如下技術：在鋼鐵精煉製程中，根據藉由吹煉處理中的中間取樣而 獲得的鋼液成分的分析結果來動態獲知對廢氣中所含的碳量的計測值進行補正的係數，使用所獲知的係數來補正中間取樣時間點以後的碳量的計測值，並根據經補正的計測值而推斷鋼液中的碳濃度。

先行技術文獻

專利文獻1：日本專利特開平09-272913號公報

非專利文獻

非專利文獻1：J.羅馬尼奧利(J.Romagnoli)，M.C.桑切斯(M.C.Sanchez)著，「化學處理操作的資料處理與協調」，卷2(「程序系統工程」)，學術出版社(Data Processing and Reconciliation for Chemical Process Operations)，Vol.2(Process Systems Engineering)，Academic Press

然而，非專利文獻1記載的方法在感測器的計測誤差沒有偏差時可良好地發揮功能，但在感測器的計測誤差具有偏離(bias)等偏差時，亦即在感測器的計測誤差包含系統誤差時，難以減小感測器的計測誤差。一般而言，大多情況下會在鋼鐵精煉製程中所使用的計測值中包含系統誤差，且該系統誤差有時會根據時期的不同而發生變動。因此，即便將非專利文獻1記載的方法應用於鋼鐵精煉製程中，亦難以減小計測值的誤差。

另一方面，專利文獻1記載的技術是根據藉由吹煉處理中的中間取樣而獲得的鋼液成分的分析結果，來推斷作為鋼鐵精煉製程的重要操作量之一的鋼液中的碳濃度。然而，鋼鐵精煉製 程中，多次進行在處理中途投入包含碳成分的輔助材料的作業。該作業中，因難以即時計測輔助材料中所含的碳成分的比例，故大多情況下將輔助材料中的碳成分的比例固定為規定的設定值而投入輔助材料，藉此計算添加至鋼液中的碳量。因此，根據專利文獻1記載的技術，當在中間取樣時間點以後輔助材料中的碳成分的比例從設定值發生變動的情況下，有隨著輔助材料的投入量增加而鋼液中的碳濃度的推斷精度變差的可能性，換言之，有隨著吹煉處理推進而鋼液中的碳濃度的推斷精度變差的可能性。

本發明鑒於上述課題而完成，其目的在於提供一種可對鋼鐵精煉設備的計測值及藉由投入輔助材料而添加至鋼液中的碳量進行高精度地補正的補正裝置、補正方法及鋼鐵精煉方法。

為了解決上述課題而達成目的，本發明的補正裝置對鋼鐵精煉設備的計測值及操作量進行補正，其特徵在於上述計測值包括：供給至鋼鐵精煉設備的氣體的流量的計測值，自鋼鐵精煉設備排出的廢氣的流量的計測值，廢氣的成分濃度的計測值，精煉處理前、精煉處理中途及精煉處理後的鋼液的成分濃度的計測值，及原料的重量的計測值，上述操作量包括輔助材料的投入量，上述補正裝置包括：作業資料庫，儲存過去爐料(charge)的作業績效(operation achievement)資訊；過去爐料選擇部，自上述作業資料庫中選擇具有與處理對象爐料的作業資訊的差異處於規定 範圍內的作業績效資訊的過去爐料；以及補正參數計算部，針對每一藉由上述過去爐料選擇部選擇的過去爐料而算出碳的質量平衡的誤差，以所算出的誤差的合計值為最小的方式，算出上述計測值及藉由投入輔助材料而添加至鋼液中的碳量的補正量。

本發明的補正裝置的特徵在於，上述發明中上述補正參數計算部將使碳的出入量比與1之差的平方值乘以權重係數(weighting factor)所得的值作為碳的質量平衡的誤差而算出。

本發明的補正裝置的特徵在於，上述發明中上述補正參數計算部將廢氣的流量的補正量及廢氣的成分濃度的補正量中的至少其中之一加上對應的計測值，藉此對廢氣的流量及廢氣的成分濃度中的至少其中之一進行補正。

本發明的補正方法對鋼鐵精煉設備的計測值及操作量進行補正，其特徵在於上述計測值包括：供給至鋼鐵精煉設備的氣體的流量的計測值，自鋼鐵精煉設備排出的廢氣的流量的計測值，廢氣的成分濃度的計測值，精煉處理前、精煉處理中途及精煉處理後的鋼液的成分濃度的計測值，及原料的重量的計測值，上述操作量包括輔助材料的投入量，上述補正方法包括：過去爐料選擇步驟，選擇具有與處理對象爐料的作業資訊的差異處於規定範圍內的作業績效資訊的過去爐料；以及補正參數計算步驟，針對每一上述過去爐料選擇步驟中選擇的過去爐料而算出碳的質量平衡的誤差，以所算出的誤差的合計值為最小的方式，算出上述計測值及藉由投入輔助材料而添加至鋼液中的碳量的補正量。

本發明的鋼鐵精煉方法根據週期性地或在指定的時刻推斷出的吹煉處理中途的鋼液的成分濃度及溫度，而算出送氧速度及噴槍(lance)高度，上述鋼鐵精煉方法的特徵在於包括下述步驟：根據吹煉處理即將開始前的鋼液的成分濃度及溫度、自吹煉處理開始至吹煉處理中途為止的送氧速度及輔助材料投入量、自吹煉處理開始至吹煉處理中途為止的廢氣的流量與成分濃度的計測值、以及藉由上述發明而算出的上述補正量，來算出送氧速度及噴槍高度。

根據本發明的補正裝置、補正方法及鋼鐵精煉方法，可對鋼鐵精煉設備的計測值及藉由投入輔助材料而添加至鋼液中的碳量進行高精度地補正。

10‧‧‧控制終端

20‧‧‧計測值．操作量補正裝置

21‧‧‧主資訊資料庫(主資訊DB)

22‧‧‧作業資料庫(作業DB)

23‧‧‧運算處理部

23a‧‧‧過去爐料選擇部

23b‧‧‧補正參數計算部

30‧‧‧輸入裝置

40‧‧‧顯示裝置

100‧‧‧轉爐

101‧‧‧鋼液

102‧‧‧噴槍

103‧‧‧爐渣

104‧‧‧管道

105‧‧‧廢氣檢測部

106‧‧‧廢氣流量計

107‧‧‧通氣孔

108‧‧‧流量計

S11~S14、S21~S25、S31、S32‧‧‧步驟

圖1是繪示適用作為本發明的一實施形態的計測值．操作量補正裝置的轉爐吹煉系統的構成的示意圖。

圖2是繪示作為本發明的一實施形態的計測值．操作量補正裝置的構成的方塊圖。

圖3是繪示作為本發明的一實施形態的過去爐料選擇處理的流程的流程圖。

圖4是繪示作為本發明的一實施形態的補正參數計算處理的 流程的流程圖。

圖5是繪示作為本發明的一實施形態的吹煉控制處理的流程的流程圖。

圖6是繪示作為本發明的一實施形態的送氧速度的操作量設定模式(pattern)的圖。

圖7是繪示作為本發明的一實施形態的噴槍高度的操作量設定模式的圖。

以下，參照圖式，對作為本發明的一實施形態的計測值．操作量補正裝置的構成及其補正方法進行說明。另外，本實施形態中，將本發明的補正裝置適用於如下處理中，即，對轉爐吹煉製程中產生的廢氣的流量、成分的計測值及藉由投入輔助材料而添加至鋼液中的碳量的計算值進行補正。通常，轉爐吹煉製程中，廢氣的流量及成分是使用設置於管道內的計測裝置而計測。然而，一般而言，因管道內的計測裝置的計測環境差，故廢氣的流量及成分的計測誤差大。另一方面，藉由投入輔助材料而添加至鋼液中的碳量是根據預先設定的輔助材料中的碳的比例而計算。然而，輔助材料中的各成分的比例會發生變動，且難以在作業中計測其比例，因而藉由投入輔助材料而添加至鋼液中的碳量的計算誤差大。因此，藉由適用本發明的補正裝置而對轉爐吹煉製程中產生的廢氣的流量及成分的計測值、及藉由投入輔助材料而添 加至鋼液中的碳量的計算值進行補正。然而，本發明的適用範圍並不限定於本實施形態，當然可適用於對整個工業用製程的計測值及操作量進行補正的整個處理。例如，本發明亦可適用於以鋼液真空循環脫氣(RH)製程等真空脫氣精煉製程為代表的二次精煉設備。

[轉爐吹煉製程]

首先，參照圖1，對適用作為本發明的一實施形態的計測值．操作量補正裝置的轉爐吹煉製程進行說明。

如圖1所示，在適用作為本發明的一實施形態的計測值．操作量補正裝置的轉爐吹煉製程中，在轉爐100內的鋼液101上方配置著噴槍102，從噴槍102的前端部向鋼液101噴出高壓氧。藉由從噴槍102噴出的高壓氧而鋼液101內的雜質成分被氧化並提取至爐渣103內(吹煉處理)。在轉爐100的上部，設置著廢氣導煙用的管道104，在管道104的內部設置著：用以對伴隨吹煉處理而排出的廢氣的成分(例如CO、CO₂、O₂、N₂、H₂O、Ar等)的濃度進行檢測的廢氣檢測部105，及用以對廢氣的流量進行計測的廢氣流量計106。

在轉爐100內的鋼液101中，經由形成於轉爐100的底部的通氣孔107而吹入作為惰性氣體的Ar氣體，藉由Ar氣體來攪拌鋼液101，藉此促進高壓氧與鋼液101的反應。吹入至鋼液101中的Ar氣體的流量(攪拌氣體流量)利用流量計108而計測。鋼液101的溫度或成分在吹煉處理中途被計測一次，根據經計測 的資訊而週期性地或在指定的時刻決定高壓氧的供給量(送氧量)及供給速度(送氧速度)、或攪拌氣體流量或噴槍102高度等。而且，在吹煉處理即將開始前及吹煉處理結束後，進行鋼液101的溫度與成分的分析。

[轉爐吹煉控制系統的構成]

接下來，參照圖1，對適用作為本發明的一實施形態的計測值．操作量補正裝置的轉爐吹煉控制系統的構成進行說明。

如圖1所示，適用作為本發明的一實施形態的補正裝置的轉爐吹煉控制系統包括控制終端10、計測值．操作量補正裝置20、輸入裝置30及顯示裝置40來作為主要的構成要素。控制終端10包含個人電腦或工作站等資訊處理裝置。控制終端10以鋼液101的成分濃度處於所需的範圍內的方式對送氧量、送氧速度、攪拌氣體流量、噴槍102的高度(噴槍高度)及輔助材料投入量進行控制，並且將送氧量、送氧速度、攪拌氣體流量、噴槍高度、及輔助材料投入量的實際值(actual value)的資料作為操作量績效而加以收集。

計測值．操作量補正裝置20根據藉由控制終端10收集的操作量績效、及藉由廢氣檢測部105及廢氣流量計106計測的廢氣的成分濃度及流量(廢氣績效)，而對廢氣的流量及成分濃度的計測值、及藉由投入輔助材料而添加至鋼液101中的碳量的計算值進行補正，並將補正結果輸出至控制終端10或顯示裝置40。關於計測值．操作量補正裝置20的詳細構成將於之後進行敍述。

輸入裝置30包含鍵盤或滑鼠指標(mouse pointer)等輸入裝置，在輸入與後述的過去爐料選擇處理或補正參數計算處理相關的各種資訊時受到操作。顯示裝置40包含陰極射線管(cathode-ray tube，CRT)或液晶顯示器等顯示裝置，顯示藉由計測值．操作量補正裝置20補正的廢氣的流量及成分濃度的計測值或添加至鋼液101中的碳量的計算值等計測值．操作量補正裝置20的各種處理結果。

[計測值．操作量補正裝置的構成]

接下來，參照圖2，對計測值．操作量補正裝置20的構成進行說明。

如圖2所示，計測值．操作量補正裝置20包括主資訊資料庫(主資訊DB)21、作業資料庫(作業DB)22、及運算處理部23。主資訊DB21儲存用於算出廢氣的流量及成分濃度的計測值、添加至鋼液中的碳量的計算值的補正量所需的物理常數、臨限值、設定參數等資料。作業DB22儲存關於吹煉處理已完成的過去爐料的時間序列及時間序列以外的作業績效資訊、以及關於正執行吹煉處理的爐料的時間序列及時間序列以外的作業績效資訊。

時間序列的作業績效資訊包括關於操作量績效的資料(送氧量、送氧速度、攪拌氣體流量、噴槍高度、及輔助材料投入量的時間序列資訊)、以及關於廢氣績效的資料(廢氣的成分濃度及流量的時間序列資訊)。時間序列以外的作業績效資訊包括總 送氧量的實際值、與吹煉處理前後及吹煉處理中的鋼液的成分濃度、以及溫度相關的資料。運算處理部23藉由執行電腦程式，而作為過去爐料選擇部23a及補正參數計算部23b發揮功能。關於過去爐料選擇部23a及補正參數計算部23b的功能將於之後進行敍述。

具有上述構成的計測值．操作量補正裝置20藉由執行以下所示的過去爐料選擇處理及補正參數計算處理，來對廢氣的流量及成分濃度的計測值、及添加至鋼液中的碳量的計算值進行補正。以下，參照圖3及圖4所示的流程圖，對執行過去爐料選擇處理及補正參數計算處理時的計測值．操作量補正裝置20的動作進行說明。

[過去爐料選擇處理]

首先，參照圖3，對執行過去爐料選擇處理時的計測值．操作量補正裝置20的動作進行說明。

圖3是表示作為本發明的一實施形態的過去爐料選擇處理的流程的流程圖。圖3所示的流程圖在處理對象爐料的吹煉處理開始前開始，過去爐料選擇處理進入至步驟S11的處理。

步驟S11的處理中，過去爐料選擇部23a從作業DB22中讀取吹煉處理已完成的過去爐料的時間序列及時間序列以外的作業績效資訊，並且從主資訊DB21中讀取執行過去爐料選擇處理所需的各種設定值。藉此，步驟S11的處理完成，過去爐料選擇處理進入至步驟S12的處理。

步驟S12的處理中，過去爐料選擇部23a根據藉由步驟S11的處理而讀取的過去爐料的時間序列及時間序列以外的作業績效資訊，抽出滿足限制條件的過去爐料。具體而言，過去爐料選擇部23a將如下的過去爐料作為與處理對象爐料相同的種類的過去爐料而抽出，即，該過去爐料的吹煉處理的目的(脫磷吹煉、脫碳吹煉、及同時進行脫磷吹煉與脫碳吹煉的普通吹煉中的任一個)與處理對象爐料的吹煉處理的目的相同，吹煉處理結束時間點的目標成分及目標溫度與處理對象爐料屬於相同的範圍(範圍的臨限值保存於主資訊DB21中)，且進行吹煉處理的天數為從現在開始算起的指定天數以內(指定天數保存於主資訊DB21中)。藉此，步驟S12的處理完成，過去爐料選擇處理進入至步驟S13的處理。

此處，若上述指定天數過短則可收集的過去爐料數變得過小，從而誤差推斷精度變差，相反地，若上述指定天數過長，則因設備的經年變化或作業的變化而在指定天數之間誤差發生變化，從而誤差推斷精度變差。當決定指定天數時，需要考慮上述情況，但作為現實的方法，只要對幾個指定天數實際進行誤差推斷計算，並將結果加以比較而決定出適當的指定天數即可。另外，為了收集足以進行推斷計算的過去爐料數，亦依據作業狀況而定，但認為只要將指定天數設為30天左右便足夠。

步驟S13的處理中，過去爐料選擇部23a算出藉由步驟S12的處理而抽出的過去爐料與處理對象爐料(下一爐料)之間的 差異。具體而言，過去爐料選擇部23a利用以下所示的數式(1)，算出處理對象爐料與第i個(i=1~藉由步驟S12的處理而抽出的過去爐料的總數)過去爐料之間的差異值D(i)。另外，數式(1)中，x_p表示處理對象爐料中的精煉處理即將開始前的鋼液的計測資訊(鋼液重量、成分、溫度、送氧預定量、輔助材料投入預定量，p=1~計測資訊的總數)，x'_i，p表示第i個過去爐料中的精煉處理即將開始前的鋼液的計測資訊，W_p表示對每一計測資訊提供的權重係數。差異值D(i)的值越小，則為與處理對象爐料之間的差異越小的過去爐料，從而可視作符合條件的爐料。然後，過去爐料選擇部23a按照所算出的差異值D(i)從小到大的順序對過去爐料進行排序。藉此，步驟S13的處理完成，過去爐料選擇處理進入至步驟S14的處理。

步驟S14的處理中，過去爐料選擇部23a從藉由步驟S13的處理而獲得的排序順序的最前面選擇最大M個的過去爐料。然而，過去爐料選擇部23a因是從具有與處理對象爐料的作業資訊的差異D(i)處於事先所設定的規定範圍內的作業績效資訊的過去爐料中進行選擇，故有時此處所選擇的過去爐料數小於M個。以下，將所選擇的過去爐料數設為N個。藉此，步驟S14的處理 完成，從而一連串過去爐料選擇處理結束。

[補正參數計算處理]

接下來，參照圖4，對執行補正參數計算處理時的計測值．操作量補正裝置20的動作進行說明。

圖4是表示作為本發明的一實施形態的補正參數計算處理的流程的流程圖。圖4所示的流程圖中，以過去爐料選擇處理結束的時間點(timing)為開始，補正參數計算處理進入至步驟S21的處理。

步驟S21的處理中，補正參數計算部23b對藉由過去爐料選擇處理而選擇的N個過去爐料，自作業DB22中抽出指定的鋼液分析取樣時間內的時間序列資訊。具體而言，在指定的鋼液分析取樣時間為精煉處理即將開始前及精煉處理中途的2次鋼液分析取樣的情況下，補正參數計算部23b對第i個(i=1~N)過去爐料，抽出從精煉處理即將開始前的鋼液分析取樣時刻t_i,0開始到精煉處理中途的鋼液分析取樣時刻t_i,1為止之期間的廢氣的流量、廢氣中的CO、CO₂濃度及輔助材料投入量的時間序列資訊。另外，在計測資料中有時間延遲的情況下，理想的是補正參數計算部23b考慮該時間延遲而錯開抽出時間序列資訊的時間帶。例如，在廢氣檢測部105的計測中有時間t'的時間延遲的情況下，補正參數計算部宜為對廢氣中的CO、CO₂濃度而抽出從時刻t_i,0+t'開始到時刻t_i,1+t'期間的時間序列資訊。藉此，步驟S21的處理完成，補正參數計算處理進入至步驟S22的處理。

步驟S22的處理中，補正參數計算部23b利用藉由步驟S21的處理而抽出的指定的鋼液分析取樣時間內的時間序列資訊，來算出後述的碳的質量平衡(mass-balance)評價公式的誤差參數係數。具體而言，補正參數計算部23b在廢氣的流量、廢氣中的CO、CO₂濃度及藉由投入輔助材料而添加至鋼液中的碳量(以下，表述為輔助材料投入C量)中，假定帶入以下所示的數式(2)~數式(4)般的誤差k_v、k_x、δ。然而，誤差的值與爐料無關而設為相同的值。

數式(2)~數式(4)中，V'_i,t、X'_i,t、m'_i,t分別表示廢氣的每單位時間的流量、廢氣中的CO、CO₂濃度及輔助材料投入C量的真值，V_i,t、X_i,t、m_i,t分別表示廢氣的流量的計測值、廢氣中的CO、CO₂濃度的計測值及輔助材料投入C量的計算值(操作量)。此處，t取1到T的整數值，在t=1的情況下，為時刻t_i,0的 計測值及操作量的值，在t=T的情況下為時刻t_i,1的計測值及操作量的值。而且，關於廢氣的流量及廢氣中的CO、CO₂濃度的真值，以誤差加上計測值之和的形式而公式化(formulation)。其理由在於，若例如以積的形式將真值公式化，則無法利用碳的質量平衡評價公式來唯一地決定誤差k_v、k_x。

藉由利用數式(2)~數式(4)而指定的鋼液分析取樣時間內的第i個過去爐料中的碳出入量，由以下所示的數式(5)、數式(6)表示。數式(5)表示從鋼液損失的碳量，數式(5)中，M_i,0、M_i,T分別表示根據處理即將開始前及處理中途的鋼液取樣分析結果(碳濃度)而計算的鋼液中的碳重量。而且，數式(6)表示廢氣中的碳量，△t為時間序列的取樣時間間隔，γ為用以將廢氣的體積轉換為碳重量的係數。在例如廢氣的體積的單位為Nm³、碳重量的單位為kg的情況下，γ作為0.54(≒1/22.4×12.0)而計算。補正參數計算部將數式(5)、數式(6)中的k_v、k_x、δ的係數及常數項作為後述的碳的質量平衡評價公式的誤差參數係數而算出。藉此，步驟S22的處理完成，補正參數計算處理進入至步驟S23的處理。

[數6]

步驟S23的處理中，補正參數計算部23b算出將由以下所示的數式(7)表示的碳的質量平衡評價公式設為最小的誤差k_v、k_x、δ。由數式(7)表示的碳的質量平衡評價公式是針對每個過去爐料而計算出將入碳量與出碳量之比和1之差進行平方所得的值(碳的質量平衡的誤差)，並將該值加以合計所得。若入碳量與出碳量相等，則平方項的值為0。將質量平衡評價公式設為最小的誤差k_v、k_x、δ可利用非線性規劃法(nonlinear programming method)(例如參照文獻(茨木俊秀、福島雅夫著「最佳化的方法」，資訊數學講座第14卷，共立出版，1993年))而容易地計算出。另外，數式(7)中的W(δ)為誤差δ的權重係數，在誤差δ的值為1時設定為取最大值1。在無需使用加權函數的情況下，W(δ)的值只要一直設為1即可。藉此，步驟S23的處理完成，補正參數計算處理進入至步驟S24的處理。

步驟S24的處理中，補正參數計算部23b將藉由步驟S23的處理而獲得的碳的質量平衡評價公式為最小的誤差k_v、k_x、δ(補正量)與處理對象爐料的廢氣的流量的計測值、廢氣中的CO、CO₂濃度的計測值及輔助材料投入C量的計算值代入至數式(2)~數式(4)中，藉此算出廢氣的流量、廢氣中的CO、CO₂濃度及輔助材料投入C量的真值。然後，補正參數計算部23b將與所算出的廢氣的流量、廢氣中的CO、CO₂濃度及輔助材料投入C量的真值相關的資訊輸出至控制終端10或顯示裝置40。藉此，步驟S24的處理完成，補正參數計算處理進入至步驟S25的處理。

步驟S25的處理中，補正參數計算部23b判別處理對象爐料的吹煉製程是否完成。在判別的結果為處理對象爐料的吹煉製程尚未完成的情況下(步驟S25，No)，補正參數計算部23b使補正參數計算處理回到步驟S24的處理中。另一方面，在處理對象爐料的吹煉製程完成的情況下(步驟S25，Yes)，補正參數計算部23b結束一連串補正參數計算處理。

如以上的說明可知，在作為本發明的一實施形態的計測值．操作量補正裝置20中，過去爐料選擇部23a選擇具有與處理對象爐料的作業資訊的差異處於規定範圍內的作業績效資訊的過去爐料，補正參數計算部23b針對每一藉由過去爐料選擇部23a選擇的過去爐料而算出碳的質量平衡的誤差，且以所算出的誤差的合計值為最小的方式，來算出計測值及藉由投入輔助材料而添加至鋼液中的碳量的計算值的補正量。

藉此，可高精度地對鋼鐵精煉設備的計測值及藉由投入輔助材料而添加至鋼液中的碳量的計算值進行補正。而且，藉由使用該補正量，能夠即時且高精度地推斷出鋼液中的碳濃度，並對精煉處理的結束時間點的碳濃度高精度地進行控制，從而可縮短精煉處理所需的時間。實際上，將本發明適用於轉爐普通吹煉處理的實際資料而補正廢氣的計測值及輔助材料C投入量並推斷鋼液中的碳濃度後，比起不進行補正的情況而可將誤差平均降低至1/4左右。

[吹煉控制處理]

以下，對使用了藉由上述實施的形態的計測值．操作量補正裝置20補正的計測值及操作量的吹煉控制處理進行說明。本吹煉控制決定送氧速度及噴槍高度，且控制終端10自動地進行計算。

圖5是表示吹煉控制處理的流程的流程圖。若吹煉開始，則從計測值．操作量補正裝置20發送經補正的廢氣的流量、廢氣中的CO、CO₂濃度及輔助材料投入C量的資訊。圖5的流程圖以接收到該些發送的資訊的時間點為開始，吹煉控制處理進入至步驟S31的處理。

步驟S31的處理中，控制終端10藉由以下所示的數式(8)及數式(9)來推斷目前的鋼液中碳濃度。另外，時刻t的鋼液中碳濃度P(t)(單位：%)在從吹煉開始到吹煉處理中途的鋼液分析取樣為止，藉由數式(8)而計算，之後藉由數式(9)而計算。而且，W_total表示初始鋼液重量與投入的殘渣(scrap)重量 的合計值。

此處，數式(8)、數式(9)的分子為鋼液中殘存的碳重量的計算式。分子的第1項表示成分計測時間點的鋼液中碳量，第2項表示成分計測後投入至爐內的輔助材料中碳量(輔助材料投入C量)，第3項表示成分計測後作為廢氣而排出設備外的碳量。而且，m，_i,τ、V，_i,τX，_i,τ表示補正後的輔助材料中碳量(輔助材料投入C量)、廢氣的流量、廢氣中CO、CO₂濃度(相當於上述數式(2)~數式(4))。使用處理即將開始前的鋼液成分計測值並藉由數式(8)來計算直至吹煉中途的鋼液取樣為止的鋼液中碳濃度。而且，藉由最新的鋼液成分計測值與數式(9)來計算藉由吹煉中途的鋼液取樣而獲得了最新的鋼液中碳濃度的計測值後的鋼液中碳濃度。藉此，步驟S31的處理完成，吹煉控制處理進入至步驟S32的處理。

步驟S32的處理中，控制終端10根據步驟S31的處理 中計算出的鋼液中碳濃度P(t)，來決定送氧速度、噴槍高度。此時，控制終端10參照圖6及圖7所示的操作量設定模式而算出送氧速度及噴槍高度的操作量。如圖6及圖7所示，控制終端10中保存多個操作量設定模式，根據鋼液的目標鋼液成分濃度、目標鋼液溫度、處理前的鋼液重量、各成分濃度來選擇參照的操作量設定模式。藉此，步驟S32的處理完成，結束一連串吹煉控制處理。

吹煉控制處理中，鋼液中碳濃度的推斷精度會對控制性能造成大的影響。如以上說明般，本實施例中，控制終端10根據藉由計測值．操作量補正裝置20補正的廢氣的流量、廢氣中的CO、CO₂濃度及輔助材料投入C量的資訊來推斷鋼液中的碳濃度。藉此，廢氣計測值及輔助材料中的碳量被補正為正確的值，因而鋼液中碳濃度的推斷精度提高，從而可實現高控制性能。

以上，已對適用由本發明者完成的發明的實施形態進行了說明，但本發明並不受本實施形態的揭示本發明的一部分的記述及圖式而限定。亦即，本領域技術人員等根據本實施形態而完成的其他實施形態、實施例、及運用技術等均包含在本發明的範疇內。

[產業上之可利用性]

如以上般，本發明可適用於對鋼鐵精煉設備的計測值及操作量進行補正的處理中。

20‧‧‧計測值．操作量補正裝置

21‧‧‧主資訊資料庫(主資訊DB)

22‧‧‧作業資料庫(作業DB)

23‧‧‧運算處理部

23a‧‧‧過去爐料選擇部

23b‧‧‧補正參數計算部

Claims (5)

1. 一種補正裝置，對鋼鐵精煉設備的計測值及操作量進行補正，其特徵在於：所述計測值包括：供給至鋼鐵精煉設備的氣體的流量的計測值，自鋼鐵精煉設備排出的廢氣的流量的計測值，廢氣的成分濃度的計測值，精煉處理前、精煉處理中途及精煉處理後的鋼液的成分濃度的計測值，及原料的重量的計測值，所述操作量包括輔助材料的投入量，所述補正裝置包括：作業資料庫，儲存過去爐料的作業績效資訊；過去爐料選擇部，自所述作業資料庫中選擇具有與處理對象爐料的作業資訊的差異處於規定範圍內的作業績效資訊的過去爐料；以及補正參數計算部，針對每一藉由所述過去爐料選擇部選擇的過去爐料而算出碳的質量平衡的誤差，以所算出的誤差的合計值為最小的方式，算出所述計測值及藉由投入輔助材料而添加至鋼液中的碳量的補正量。
2. 如申請專利範圍第1項所述的補正裝置，其中所述補正參數計算部將使碳的出入量比與1之差的平方值乘以權重係數所得的值作為碳的質量平衡的誤差而算出。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的補正裝置，其中所述補正參數計算部將廢氣的流量的補正量及廢氣的成分濃 度的補正量中的至少其中之一加上對應的計測值，藉此對廢氣的流量及廢氣的成分濃度中的至少其中之一進行補正。
4. 一種補正方法，對鋼鐵精煉設備的計測值及操作量進行補正，其特徵在於：所述計測值包括：供給至鋼鐵精煉設備的氣體的流量的計測值，自鋼鐵精煉設備排出的廢氣的流量的計測值，廢氣的成分濃度的計測值，精煉處理前、精煉處理中途及精煉處理後的鋼液的成分濃度的計測值、及原料的重量的計測值，所述操作量包括輔助材料的投入量，所述補正方法包括：過去爐料選擇步驟，選擇具有與處理對象爐料的作業資訊的差異處於規定範圍內的作業績效資訊的過去爐料；以及補正參數計算步驟，針對每一所述過去爐料選擇步驟中選擇的過去爐料而算出碳的質量平衡的誤差，以所算出的誤差的合計值為最小的方式，算出所述計測值及藉由投入輔助材料而添加至鋼液中的碳量的補正量。
5. 一種鋼鐵精煉方法，根據週期性地或在指定的時刻推斷出的吹煉處理中途的鋼液的成分濃度及溫度，而算出送氧速度及噴槍高度，所述鋼鐵精煉方法的特徵包括下述步驟：根據所述吹煉處理即將開始前的鋼液的成分濃度及溫度、自所述水冷處理開始至吹煉處理中途為止的送氧速度及輔助材料投入量、自吹煉處理開始至吹煉處理中途為止的廢氣的流量與成分 濃度的計測值、及藉由如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的補正裝置而算出的所述補正量，來算出送氧速度及噴槍高度。