TWI796772B - 精煉處理控制裝置及精煉處理控制方法 - Google Patents

精煉處理控制裝置及精煉處理控制方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI796772B
TWI796772B TW110132004A TW110132004A TWI796772B TW I796772 B TWI796772 B TW I796772B TW 110132004 A TW110132004 A TW 110132004A TW 110132004 A TW110132004 A TW 110132004A TW I796772 B TWI796772 B TW I796772B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
refining
refining process
result
aforementioned
past
Prior art date
Application number
TW110132004A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202223106A (zh
Inventor
加瀬寛人
天野勝太
髙橋幸雄
富山伸司
Original Assignee
日商Ｊｆｅ鋼鐵股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商Ｊｆｅ鋼鐵股份有限公司 filed Critical 日商Ｊｆｅ鋼鐵股份有限公司
Publication of TW202223106A publication Critical patent/TW202223106A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI796772B publication Critical patent/TWI796772B/zh

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/35—Blowing from above and through the bath
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/076—Use of slags or fluxes as treating agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/4673—Measuring and sampling devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C2300/00—Process aspects
    • C21C2300/06—Modeling of the process, e.g. for control purposes; CII
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C2300/00—Process aspects
    • C21C2300/08—Particular sequence of the process steps
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

有關本發明的精煉處理控制裝置，具備：過去類似成果抽出部，其係從精煉成果資料庫抽出：在精煉處理的開始前取得的精煉處理條件也就是，包含在精煉設備中稍早實施過的精煉處理的成果之精煉條件與計算對象的精煉處理條件類似，而且，評量值為上位之過去的精煉處理的成果值；以及操作量決定部，其係根據經由過去類似成果抽出部抽出的過去的精煉處理的成果值來決定精煉處理開始時的初始操作量，並且，根據初始操作量的精煉處理開始時以後的變更量來決定操作量。

Description

精煉處理控制裝置及精煉處理控制方法
本發明有關鋼鐵業的精煉設備中的精煉處理控制裝置及精煉處理控制方法。
於煉鋼廠，在預處理設備、轉爐及二次精煉設備等的精煉設備中，調整從高爐出鐵的鐵水的成分及溫度。在該精煉設備中，把處理後的熔液的成分及溫度正確調整到目標值，而且，在提升處理的效率方面，鋼的品質管理及精煉成本合理化等的面向非常重要。在精煉設備中的熔液的成分及溫度的控制中，鐵水的成分或溫度、精煉設備的狀態之精煉處理的條件或環境為各式各樣。而且，關於精煉處理中的操作量，舉轉爐為例，是由頂吹氧流量及速度、頂吹吹管高度、底吹氣體流量、石灰或鐵礦砂等的副原料投入量及投入時機等之無數的組合所構成。以上的精煉處理中，適切控制對各式各樣的處理條件或處理環境而有無數的組合所構成的操作量是為困難，因其所致之處理的偏差成為了課題。為了解決這樣的課題，在專利文獻1記載有，於使用了轉爐型精煉爐之脫磷處理方法中，經由變更操作量來得以讓脫碳氧效率等的狀態量追隨上預先對每次處理模式設定好的目標變化曲線之方式，來抑制處理後的熔液中P濃度的偏差之方法。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利第5211895號專利公報
[本發明所欲解決之課題]
專利文獻1記載的方法，係預先對相同的處理模式之每一次進行多次加料(charge)的處理，根據脫磷良好的加料的成果來設定目標變化曲線，來考慮處理模式的影響。但是，專利文獻1記載的方法中，並沒有考慮到裝入到精煉爐的鐵水的成分或溫度、從稍早的處理遺留下來的熔渣量或精煉爐的狀態之精煉處理的條件或環境的影響。在精煉處理中，即便是在相同的模式下進行了處理的情況下，因為鐵水或精煉爐的條件而反應量或狀態量的變化的樣子大為相異。為此，專利文獻1記載的方法中，被設定好的目標變化曲線不是最佳的緣故，所以是有無法減低每次處理的偏差之可能性。
本發明有鑑於上述課題而為之創作，其目的在於提供一種可以減低每次處理的偏差之精煉處理控制裝置及精煉處理控制方法。 [用以解決課題之手段]
有關本發明的精煉處理控制裝置，具備：模型計算部，其係取得精煉設備中的精煉處理條件的成果值、前述精煉設備中的熔液的溫度及成分濃度的計測成果、包含從前述精煉設備排出的排放氣體的流量及前述排放氣體中的成分濃度之與精煉設備有關的計測成果、及前述精煉設備中稍早實施過的精煉處理的成果作為輸入資訊，使用已取得的輸入資訊來計算精煉處理中的精煉設備內的反應量及狀態量；精煉處理評量計算部，其係使用前述模型計算部取得的輸入資訊或是過去的輸入資訊來計算精煉處理的評量值；精煉成果資料庫，其係保存前述模型計算部取得的輸入資訊、經由前述模型計算部計算出的反應量及狀態量、及經由前述精煉處理評量計算部計算出的評量值；過去類似成果抽出部，其係從前述精煉成果資料庫抽出：在精煉處理的開始前取得的精煉處理條件也就是包含於前述精煉設備中稍早實施過的精煉處理的成果之精煉條件與計算對象的精煉處理條件類似，而且，前述評量值為上位之過去的精煉處理的成果值；以及操作量決定部，其係根據經由前述過去類似成果抽出部抽出之過去的精煉處理的成果值來決定精煉處理開始時的初始操作量，並且，根據前述初始操作量的精煉處理開始時以後的變更量來決定操作量。
也可以是，在於前述精煉設備中稍早實施過的精煉處理的結果，包含：稍早的精煉處理後的熔液溫度、包含熔液及熔渣成分之精煉處理結果、與從稍早的精煉處理結束後一直到對象的精煉處理開始為止的經過時間及在其間實施過的處理有關的資訊。
也可以是，在前述輸入資訊，包含：與包含前述精煉設備的使用次數之精煉設備的狀態有關的資訊。
也可以是，前述精煉處理評量計算部，係根據在精煉處理中所投入的副原料的成本、精煉處理後的熔液的溫度及成分濃度的成果值與目標值之差、及表示精煉處理效率之指標，來計算評量值。
也可以是，前述過去類似成果抽出部，係計算表示在精煉處理開始前取得的精煉處理條件及精煉處理成果的特徵的向量與表示計算對象的精煉處理條件及精煉處理成果的特徵的向量之距離，抽出距離近的過去的精煉處理的成果值。
也可以是，前述操作量決定部，係根據包含經由前述過去類似成果抽出部所抽出的熔液溫度變化量、熔液成分變化量之過去的精煉處理成果與過去的操作量的成果來決定初始操作量；精煉處理開始後為了追隨上經由前述過去類似成果抽出部所抽出的過去的精煉成果中的精煉處理中的反應量及狀態量的推移，而改變操作量而決定操作量。
有關本發明之精煉處理控制方法，包含：模型計算步驟，其係取得精煉設備中的精煉處理條件的成果值、前述精煉設備中的熔液的溫度及成分濃度的計測成果、包含從前述精煉設備排出的排放氣體的流量及前述排放氣體中的成分濃度之與精煉設備有關的計測成果、及前述精煉設備中稍早實施過的精煉處理的成果作為輸入資訊，使用已取得的輸入資訊來計算精煉處理中的精煉設備內的反應量及狀態量；精煉處理評量計算步驟，其係使用在前述模型計算步驟中取得的輸入資訊或是過去的輸入資訊來計算精煉處理的評量值；保存步驟，其係把在前述模型計算步驟中取得的輸入資訊、在前述模型計算步驟中計算出的反應量及狀態量、及在前述精煉處理評量計算步驟中計算出的評量值保存到精煉成果資料庫；過去類似成果抽出步驟，其係從前述精煉成果資料庫抽出：在精煉處理的開始前取得的精煉處理條件也就是包含於前述精煉設備中稍早實施過的精煉處理的成果之精煉條件與計算對象的精煉處理條件類似，而且，前述評量值為上位之過去的精煉處理的成果值；以及操作量決定步驟，其係根據在前述過去類似成果抽出步驟中抽出之過去的精煉處理的成果值來決定精煉處理開始時的初始操作量，並且，根據前述初始操作量的精煉處理開始時以後的變更量來決定操作量。 [發明效果]
根據有關本發明的精煉處理控制裝置及精煉處理控制方法，可以減低每次處理的偏差。
以下，參閱圖面，詳細說明有關本發明的一實施方式也就是精煉處理控制裝置的構成及其動作。
[構成] 首先，參閱圖1，說明有關本發明的一實施方式也就是精煉處理控制裝置的構成。
圖1為表示本發明的一實施方式也就是精煉處理控制裝置的構成之示意圖。如圖1表示，本發明的一實施方式也就是精煉處理控制裝置1，乃是在鋼鐵業的精煉設備2中控制處理的熔液101的成分濃度及溫度、熔渣103的成分濃度之裝置。在此，精煉設備2具備：轉爐100、吹管102及導管104。在轉爐100內的熔液101上配置吹管102。從吹管102的末端朝向下方的熔液101噴出高壓氧。藉由該高壓氧讓熔液101內的雜質氧化而取入到熔渣103內(精煉處理)。在轉爐100的上端部，設置排放氣體導煙用的導管104。
在導管104的內部，配置排放氣體檢測部105。排放氣體檢測部105檢測隨精煉處理排出的排放氣體的流量及排放氣體中的成分(例如，CO、CO 2、O 2、N 2、H 2O、Ar等)。排放氣體檢測部105根據例如設在導管104內的文氏管的前後的差壓來計測導管104內的排放氣體的流量。而且，排放氣體檢測部105計測排放氣體中各成分的濃度[％]。排放氣體的流量及成分濃度係例如以數秒週期來計測。表示排放氣體檢測部105的檢測結果之訊號被送到控制終端10。
在轉爐100內的熔液101，透過在轉爐100的底部所形成的通氣孔106來吹入攪拌氣體。攪拌氣體為Ar或N 2等的非活性氣體。吹入的攪拌氣體係攪拌熔液101，促進高壓氧與熔液101的反應。流量計107係計測吹入到轉爐100的攪拌氣體的流量。在快要吹煉開始及吹煉後，進行熔液101的溫度及成分濃度的分析。而且，熔液101的溫度及成分濃度係在吹煉途中計測一次或是複數次，根據計測出的溫度及成分濃度來決定高壓氧的供給量(送氧量)及速度(送氧速度)或攪拌氣體的流量(攪拌氣體流量)等。
適用精煉處理控制裝置1及精煉處理控制方法之精煉處理控制系統具備控制終端10、精煉處理控制裝置1及顯示裝置(CRT)20作為主要的構成要件。控制終端10係藉由個人電腦或工作站等的資訊處理裝置來構成，為了讓熔液101的成分濃度及溫度處於期望的範圍內而控制送氧量、送氧速度及攪拌氣體流量，並且，收集送氧量、送氧速度及攪拌氣體流量的成果值的資料。
精煉處理控制裝置1係藉由個人電腦或工作站等的資訊處理裝置來構成。精煉處理控制裝置1具備：輸入裝置11、精煉成果資料庫(精煉成果DB)12及演算處理部13。演算處理部13作為模型計算部14、精煉處理評量計算部15、過去類似成果抽出部16及操作量決定部17而發揮功能。
輸入裝置11乃是輸入有乖精煉設備2之各種的計測成果及成果資訊之輸入用介面。在輸入裝置11具有：鍵盤、滑鼠、指向裝置、接收資料裝置及圖形化使用者介面(GUI)等。輸入裝置11從外部接收成果資料或參數設定值等，進行對該資訊的精煉成果DB12的寫入及對模型計算部14的發送。在輸入裝置11，從控制終端10輸入精煉處理條件及精煉成果資訊。於精煉處理條件方面，包含：與熔液101的精煉處理後的成分及溫度有關的規範或者是目標值、與要投入的副原料的品名或其投入量有關的限制條件、與精煉處理後的熔液101的下個製程以後的處理有關的資訊、所使用的吹管102的規範、通氣孔106的位置或數量、預先設定好的吹管102的高度或送氧量的變更模式的資訊等。於精煉成果資訊方面，包含：熔液101的成分濃度及溫度的計測成果、包含從排放氣體檢測部105輸出的排放氣體的流量及排放氣體中的成分之與精煉設備有關的計測成果、送氧量及送氧速度、攪拌氣體流量、包含原料(主原料、副原料)投入量之操作量的成果、包含精煉設備中的精煉爐的使用次數之與精煉設備的狀態有關的資訊，稍早已實施過的精煉處理後的熔液101的成分濃度及溫度、包含熔渣103的量或組成之處理成果、與從稍早的精煉處理結束後一直到對象的精煉處理開始為止的經過時間及在其間已實施過的處理有關的資訊等。作為在從稍早的精煉處理結束後一直到對象的精煉處理開始為止的期間所實施的處理的資訊，係可以例示有：有無實施爐內的耐火物保護處理之實施時的耐火物保護材料使用量、用於凝固熔液101的副原料投入量、有無實施用於熔解包含爐口及爐底附近的鐵成分之固著物之送氧處理實施或實施時的送氧量、有無實施去除爐口上端部的固著物之處理或實施時的固著物去除量等。
精煉成果DB12乃是保存被輸入到輸入裝置11之有關精煉處理的精煉處理條件及精煉成果資訊、從模型計算部14輸出的爐內反應量及爐內狀態量的計算成果、從精煉處理評量計算部15輸出的精煉處理評量值之記憶裝置。精煉成果DB12的資料保存期間為至少半年份以上者為佳。
演算處理部13為CPU等的演算處理裝置，係控制精煉處理控制裝置1整體的動作。演算處理部13具有作為模型計算部14、精煉處理評量計算部15、過去類似成果抽出部16及操作量決定部17之功能。模型計算部14、精煉處理評量計算部15、過去類似成果抽出部16及操作量決定部17係例如經由演算處理部13執行電腦程式來實現。演算處理部13係，經由執行模型計算部14用的電腦程式來作為模型計算部14發揮功能，經由執行精煉處理評量計算部15用的電腦程式來作為精煉處理評量計算部15發揮功能，經由執行過去類似成果抽出部16用的電腦程式來作為過去類似成果抽出部16發揮功能，經由執行操作量決定部17用的電腦程式來作為操作量決定部17發揮功能。尚且，演算處理部13也可以具有作為模型計算部14、精煉處理評量計算部15、過去類似成果抽出部16及操作量決定部17而發揮功能之專用的演算裝置或演算電路。
模型計算部14根據從輸入裝置11所發送出的資訊及被保存在精煉成果DB12的資訊，來計算爐內反應量及爐內狀態量。作為爐內反應量，係可以例示有：熔液中C氧化量、熔液中Si氧化量、熔液中Mn氧化及還原量、熔液中P氧化及還原量、熔液中Fe氧化及還原量、爐內CO氧化量等。而且，作為爐內狀態量，係可以例示有：，熔液溫度、熔液成分、熔渣成分、每單位氧的熔液C氧化量(脫碳氧效率)、熔渣―金屬間P平衡常數、熔渣重量、爐內渣位高、有關熔液101之攪拌動力、頂吹氧氣與熔液101之反應界面積(火點面積)等。模型計算部14再取得精煉處理結果後，計算1次精煉處理中與任意的複數經過時間相應之爐內反應量及爐內狀態量。模型計算部14也可以在精煉處理中在任意的週期實施計算處理。模型計算部14的計算成果被保存到精煉成果DB12。
精煉處理評量計算部15根據被保存在精煉成果DB12之資訊，計算精煉處理成果的評量值(精煉處理評量值)。精煉處理評量計算，係在於包含精煉處理結果之精煉處理評量計算取得了必要的資訊之時間點自動地執行，或者是，經由在控制終端10操作人員輸入執行命令的方式來執行。精煉處理評量值例如可以使用在以下的數學式(1)表示的評量函數來計算。
[數學式1]
Figure 02_image001
但是，i為在熔液中以C濃度、熔液中Si濃度、熔液中Mn及熔液中P濃度為主的精煉處理中被管理的熔液成分的數量，j為精煉處理中所投入的副原料品名數量，T.CaO為精煉處理中所投入的副原料中CaO成分的累計值，A～F為用於進行各項的加權之參數。在數學式(1)中，在把A～F全部設定成正的值的情況下，評量函數的計算值為低的值也就是表示鍛爐精煉處理良好。而且，在變更了A～F的值的情況下，對過去的精煉成果再計算精煉處理評量值。精煉處理評量計算部15的計算成果被保存到精煉成果DB12。
過去類似成果抽出部16根據被保存在精煉成果DB12的資訊，抽出在精煉處理開始前取得的精煉處理條件與計算對象的精煉處理條件類似而且精煉處理評量值為上位之過去的精煉成果。過去的精煉成果的抽出係在計算對象的精煉處理開始前，而且，在於過去類似成果抽出計算取得必要的精煉處理條件資訊後，經由自動地或者是在控制終端10操作人員輸入執行命令的方式來執行。已被抽出的過去成果資訊輸出到操作量決定部17。
操作量決定部17根據在過去類似成果抽出部16抽出之過去的精煉成果資訊來決定計算對象的操作量，並輸出到控制終端10。作為要決定的操作量，係可以例示有：送氧量及送氧速度、吹管102的高度、攪拌氣體流量及副原料投入量等。在開始精煉處理後，根據從操作量決定部17輸出的操作量來實施精煉處理控制。而且，操作量決定部17把過去的精煉成果資訊及計算對象的操作量輸出到顯示裝置20，也具顯示有用於精煉處理控制的指導之功能。
具有這樣的構成之精煉處理控制裝置1，係藉由執行以下表示的控制處理，來決定操作量並實施精度良好的精煉處理控制，以減低每次處理的偏差。以下，參閱圖2表示的流程，說明有關執行控制處理之際的精煉處理控制裝置1的動作。
[控制處理] 圖2為表示本發明的一實施方式也就是控制處理的流程之示流程圖。圖2表示的流程係在計算對象的精煉處理開始前，而且，在於過去類似成果抽出部16中的計算處理取得了必要的精煉處理條件資訊後，經由自動地或者是在控制終端10操作人員輸入執行命令的方式來開始，控制處理前進到步驟S1的處理。
在步驟S1的處理中，演算處理部13係就與熔液101的精煉處理後的成分及溫度有關的規範或者是目標值、要投入的副原料的品名或與其投入量有關的限制條件、與精煉處理後的熔液101的下個製程以後的處理有關的資訊，所使用的吹管102的規範、通氣孔106的位置或數目、包含預先設定好的吹管102的高度或送氧量的變更模式的資訊之精煉處理條件、熔液101的成分濃度及溫度的計測成果、包含從排放氣體檢測部105輸出的排放氣體的流量及排放氣體中的成分濃度之與精煉設備有關的計測成果、送氧量及送氧速度、攪拌氣體流量、包含原料(主原料、副原料)投入量之操作量的成果、包含精煉設備中的精煉爐的使用次數之與精煉設備的狀態有關的資訊、包含稍早實施過的精煉處理後的熔液101的成分濃度及溫度、熔渣量或組成之處理成果、與從稍早的精煉處理結束後一直到對象的精煉處理開始為止的經過時間及從稍早的精煉處理結束後一直到對象的精煉處理開始為止的期間所實施的處理有關的資訊等，於過去類似成果抽出部16中的計算處理，從輸入裝置11及精煉成果DB12取得必要的資訊。經此，步驟S1的處理完畢，控制處理前進到步驟S2的處理。
在步驟S2的處理中，演算處理部13取得經由模型計算部14計算出的精煉處理中的爐內反應量及爐內狀態量。取得的模型計算成果，乃是與在步驟S4的過去類似成果抽出步驟所用的過去精煉處理成果相對應。經此，步驟S2的處理完畢，控制處理前進到步驟S3的處理。
在步驟S3的處理中，演算處理部13取得經由精煉處理評量計算部15計算出的過去的精煉處理中的精煉處理評量值。取得的精煉處理評量值，乃是與在步驟S4的過去類似成果抽出步驟所用的過去精煉處理成果相對應。經此，步驟S3的處理完畢，控制處理前進到步驟S4的處理。
在步驟S4的處理中，過去類似成果抽出部16抽出經由步驟S1～S3的處理所取得的資訊中，在精煉處理開始前取得的精煉處理條件及精煉處理成果與計算對象的精煉處理條件及精煉處理成果類似，而且，精煉處理評量值為上位之過去的精煉成果。計算對象的精煉處理條件與過去的精煉成果之類似度，係例如可以經由計算在以下的數學式(2)表示的歐幾里德距離來評量。
[數學式2]
Figure 02_image003
但是，k為精煉處理條件及精煉處理成果的數量，G k為用於決定各精煉處理條件及精煉處理成果的加權之參數。作為精煉處理條件及精煉處理成果，係可以例示有：精煉處理日期時間、裝入鐵水重量、裝入廢料重量、鐵水溫度、鐵水中以C、Si、Mn、P為主的成分濃度、與精煉處理後的熔液101的成分及溫度有關的規範或者是目標值、精煉爐及頂吹吹管的使用次數、稍早實施過的精煉處理中處理後的熔液溫度及從處理後開始起算的經過時間、副原料投入處理或送氧處理、爐口上端部的固著物去除等在精煉處理後實施的處理所致之與溫度變化有關的資訊、遺留的熔渣重量及成分、在精煉處理開始前投入或者是決定了投入量的副原料品名之每一個的投入重量、廢料品名之每一個的投入重量等。而且，在評量類似度之際，也可以僅以所使用的精煉爐的型態、吹管102的型態、通氣孔106的型態等為一致的成果來作為對象。尚且，類似度不限於在數學式(2)表示的歐幾里德距離，也可以藉由以城市街廓距離、閔可夫斯基距離、馬哈朗諾比斯距離、餘旋近似度為主之評量k維向量間的距離之手法來評量。
在此，類似度高係與計算出的k維向量間的距離短同義。過去的精煉成果的抽出，係可以抽出比已計算出的類似度所設定好的閾值還高的過去的精煉成果，或者是也可以抽出類似度高的上位任意數的過去的精煉成果。作為類似成果的抽出方法，也可以是，就有關精煉處理條件及精煉處理成果k之各個項目，計算出計算對象處理的精煉處理條件及精煉處理成果、與過去的精煉處理條件及精煉處理成果之差，抽出k個差比分別設定好的閾值還小的成果之方法。在步驟S4的處理中，經由前述方法抽出的過去類似成果中，抽出在步驟S3的處理取得的精煉處理評量值為最高的成果，或者是上位之複數成果。經此，步驟S4的處理完畢，控制處理前進到步驟S5的處理。
在步驟S5的處理中，操作量決定部17根據在步驟S4的處理抽出之過去的精煉成果的資訊及在步驟S2的處理取得之過去的精煉成果中的爐內反應量及爐內狀態量的計算值，決定精煉處理開始時以後的操作量。就有關精煉處理開始時的操作量，例如，把根據與已被抽出之過去的精煉成果同樣的操作量、或者是已被抽出的過去成果來計算出的條件，發送到控制終端10。作為精煉處理開始時的操作量，係例如使用以下表示的數學式(3)，根據包含過去的精煉成果中的熔液101的溫度變化量、熔液成分變化量之精煉處理成果及包含副原料投入量之操作量的成果，以及，包含對象的精煉處理中的熔液101的目標溫度變化量、目標熔液成分之精煉處理目標值及包含副原料預定投入量之預定操作量，來計算過去的精煉成果與對象精煉處理的條件之差值，經此來計算熔液101的修正溫度變化量，為了讓以下的數學式(4)表示的等式成立，決定用於冷卻材或昇熱材等的熔液101的溫度操作之副原料的投入量。
[數學式3]
Figure 02_image005
[數學式4]
Figure 02_image007
但是，_數學式(3)、(4)中，對象為對象的精煉處理中的項目，_過去為過去的精煉成果中的項目，l為成為計算對象之廢料品名數量，m為精煉處理前的熔液101或者是熔渣103中的計算對象成分的數量，n為精煉處理後的熔液101或者是熔渣103中的計算對象成分的數量，p為成為計算對象的副原料品名數量，α、β、γ、δ為有關過去的精煉成果與對象精煉處理條件之差值之與各計算項目有關的常數。作為精煉處理前的計算對象成分m，係可以例示有：熔液101中的C、Si、Mn、P等。作為精煉處理後的計算對象成分n，係可以例示有：熔液101中的C、Si、Mn、P、O及熔渣103中的FeO、Fe 2O 3等。作為成為計算對象之副原料品名p，係可以例示有：石灰源、冷卻材、昇熱材、耐火物保護材料等。溫度操作副原料品名q為冷卻材或者是昇熱材，ε表示溫度操作副原料的冷卻或者是昇熱係數。溫度操作副原料品名q，係配合修正溫度變化量的正負或副原料的投入量限制等的條件來選擇。而且，溫度操作副原料品名q也可以是單一的副原料品名，也可以把複數個副原料及品名予以總計後的形式。
而且，也可以是，使用以下表示的數學式(5)，根據包含過去的精煉成果中的熔液成分變化量之精煉處理成果及包含送氧量或副原料投入量之操作量的成果、以及包含對象的精煉處理中的目標熔液成分之處理目標值及包含副原料預定投入量之預定操作量，計算過去精煉成果與對象精煉處理之差值，經此，來計算對象精煉處理的送氧量。在以數學式(3)、(4)所示般的溫度操作副原料品名q已被決定的情況下也可以被考慮。
[數學式5]
Figure 02_image009
但是，ζ、η、θ、λ乃是有關過去的精煉成果與對象精煉處理條件之差值之與各計算項目有關的常數，其他的變數及常數與在數學式(3)、(4)用到的同樣。尚且，數學式(3)～(5)係作為溫度變化量或者是送氧量を過去精煉成果與對象精煉之差值的權重和來表示，但是，在對各計算項目的差值，溫度變化量或者是送氧量明確為非線性的關係的情況下，也可以使用表示其之適當的函數來計算。而且，α、β、γ、δ、ε、ζ、η、θ、λ的常數，係只要是能夠決定出在精煉處理後變得明確的溫度變化量的真值或者是讓送氧量的最佳值與該些的計算值之誤差為最小即可，也可以經由把溫度變化量的真值或者是送氧量的最佳值作為訓練資料之學習模型來決定。
作為精煉處理開始後的操作量，係例如，根據在指導畫面顯示之過去的精煉成果，為了能夠追隨上過去的精煉成果中的精煉處理中的精煉爐內反應量及狀態量的變化曲線，來決定操作量並發送到控制終端10。在控制熔液101的溫度的情況下，使用從過去的精煉成果中的熔液101的溫度變化成果求出的升溫效率，計算對象精煉處理中的精煉處理中的熔液101的溫度的最佳的溫度推移曲線，為了讓精煉處理中的熔液101的溫度推定值或者是計測值與最佳的溫度推移曲線之異化縮小而修正昇熱材及冷卻材的投入量或者是追加投入昇熱材及冷卻材。而且，在控制精煉處理中的脫碳氧效率的情況下，為了讓對象精煉處理中的精煉處理中的脫碳氧效率的推定值或者是計測值與過去成果中的脫碳氧效率的變化曲線之異化縮小而變更吹管102的高度或送氧速度、攪拌氣體流量。精煉開始後的昇熱材及冷卻材的投入量、或是吹管102的高度、送氧速度、攪拌氣體流量的變更量等的操作量，係使用表示熔液101的溫度或脫碳氧效率等的控制量變化與操作量的關係之模型來計算。作為表示控制量變化與操作量的關係之模型，係可以使用基於物理法則或者是經驗法則之模型，也可以從過去的精煉成果中的控制量變化成果與操作量成果的關係來導出。控制終端10根據發送出的精煉處理條件來實施精煉處理控制。而且，經由過去類似成果抽出部16抽出的過去的精煉成果的資訊、經由模型計算部14計算出的爐內反應量及爐內狀態量、經由操作量決定部17決定出的精煉處理條件，係被發送到顯示裝置20。顯示裝置20根據已發送出的資訊，顯示用於精煉處理控制的指導。經此，步驟S5的處理結束，一連串的控制處理結束。
從以上的說明明瞭到，在本發明的一實施方式也就是精煉處理控制裝置及精煉處理控制方法中，在精煉處理開始前取得的精煉處理條件及精煉處理成果係與計算對象的精煉處理條件及精煉處理成果類似，而且，抽出精煉處理評量值為上位之過去的精煉成果，根據已被抽出的成果來決定精煉處理開始時以後的操作量。而且，有關在精煉處理開始前取得的精煉處理條件及精煉處理成果方面，包含：精煉設備中稍早實施的精煉處理的成果或與在從稍早的精煉處理結束後一直到對象的精煉處理開始為止的經過時間及其之間實施過的處理有關的資訊等。為此，即便裝入到精煉爐的鐵水的成分或溫度、從稍早的處理遺留的熔渣量或精煉爐的狀態之精煉處理的條件或環境為各式各樣，也是包含考慮到這些的影響，來決定操作量的緣故，所以可以重現性良好地執行與過去的良好的處理成果同樣的處理，可以減低每次處理的偏差。而且，操作量的決定中，也考慮到修正與在過去的良好的處理成果所類似的精煉處理條件及精煉成果條件的差之修正量來決定操作量，也可以實施精煉開始前的操作決定與精煉開始後的操作量變更。經此，以一邊接近過去的良好的處理成果，而且一邊適宜修正相異的部分，藉此，吸收每次精煉處理的相異處，可以實現精度更高的精煉控制。 實施例
有關在實施本發明而進行了精煉處理的情況(本發明例)與不實施本發明而進行了精煉處理的情況(習知例)，係把評量了熔液的終點溶存氧濃度及終點溫度之結果分別表示到圖3及圖4。而且，把本發明例及習知例中的終點溶存氧濃度/目標溶存氧濃度的平均值(μ)及標準偏差(σ)、終點溫度/目標溫度的平均值及標準偏差、終點的中率提升率，表示在以下的表1。從圖3及圖4與表1明瞭到，根據本發明例，來與習知例比較後，熔液的終點溶存氧濃度及終點溫度的偏差縮小。經此，確認到經由本發明可以減低每次處理的偏差。
Figure 02_image011
以上，說明了有關適用了本案發明者所為之發明之實施方式，但是，作為本實施方式所致之本發明內容的一部分之記述及圖面並非用以限定本發明。例如，本實施方式乃是以轉爐型精煉爐為對象之精煉處理控制裝置及精煉處理控制方法，但是，也在以電爐或真空脫氣體設備等為對象的情況下，經由有關本發明的精煉處理的控制裝置及控制方法，也可以重現性良好地執行與過去的良好的處理成果同樣的處理。如此，根據本實施方式，所屬技術領域中具有通常知識者等所為之其他的實施方式、實施例、及運作技術等係全部包含在本發明的範疇。 [產業上的可利用性]
根據本發明，可以提供一種可以減低每次處理的偏差之精煉處理控制裝置及精煉處理控制方法。
1:精煉處理控制裝置 2:精煉設備 10:控制終端 11:輸入裝置 12:精煉成果資料庫(精煉成果DB) 13:演算處理部 14:模型計算部 15:精煉處理評量計算部 16:過去類似成果抽出部 17:操作量決定部 20:顯示裝置 100:轉爐 101:熔液 102:吹管 103:熔渣 104:導管 105:排放氣體檢測部 106:通氣孔 107:流量計
[圖1]圖1為表示本發明的一實施方式也就是精煉處理控制裝置的構成之示意圖。 [圖2]圖2為表示本發明的一實施方式也就是控制處理的流程之流程圖。 [圖3]圖3為表示本發明例及習知例的熔液的終點溶存氧濃度的分布之圖。 [圖4]圖4為表示本發明例及習知例的熔液的終點溫度的分布之圖。
1:精煉處理控制裝置
2:精煉設備
10:控制終端
11:輸入裝置
12:精煉成果資料庫(精煉成果DB)
13:演算處理部
14:模型計算部
15:精煉處理評量計算部
16:過去類似成果抽出部
17:操作量決定部
20:顯示裝置
100:轉爐
101:熔液
102:吹管
103:熔渣
104:導管
105:排放氣體檢測部
106:通氣孔
107:流量計

Claims (11)

  1. 一種精煉處理控制裝置，具備：模型計算部，其係取得精煉設備中的精煉處理條件的成果值、前述精煉設備中的熔液的溫度及成分濃度的計測成果、包含從前述精煉設備排出的排放氣體的流量及前述排放氣體中的成分濃度之與精煉設備有關的計測成果、及前述精煉設備中稍早實施過的精煉處理的成果作為輸入資訊，使用已取得的輸入資訊來計算精煉處理中的精煉設備內的反應量及狀態量；精煉處理評量計算部，其係使用前述模型計算部取得的輸入資訊或是過去的輸入資訊來計算精煉處理的評量值；精煉成果資料庫，其係保存前述模型計算部取得的輸入資訊、經由前述模型計算部計算出的反應量及狀態量、及經由前述精煉處理評量計算部計算出的評量值；過去類似成果抽出部，其係從前述精煉成果資料庫抽出：在精煉處理的開始前取得的精煉處理條件也就是包含於前述精煉設備中稍早實施過的精煉處理的成果之精煉條件與計算對象的精煉處理條件類似，而且，前述評量值為上位之過去的精煉處理的成果值；以及操作量決定部，其係根據經由前述過去類似成果抽出部抽出之過去的精煉處理的成果值來決定精煉處理開始時的初始操作量，並且，根據前述初始操作量的精煉處理開始時以後的變更量來決定操作量。
  2. 如請求項1的精煉處理控制裝置，其中，在於前述精煉設備中稍早實施過的精煉處理的結果，包含：稍早的精煉處理後的熔液溫度、包含熔液及熔渣成分之精煉處理結果、與從稍早的精煉處理結束後一直到對象的精煉處理開始為止的經過時間及在其間實施過的處理有關的資訊。
  3. 如請求項1的精煉處理控制裝置，其中，在前述輸入資訊，包含：與包含前述精煉設備的使用次數之精煉設備的狀態有關的資訊。
  4. 如請求項2的精煉處理控制裝置，其中，在前述輸入資訊，包含：與包含前述精煉設備的使用次數之精煉設備的狀態有關的資訊。
  5. 如請求項1的精煉處理控制裝置，其中，前述精煉處理評量計算部，係根據在精煉處理中所投入的副原料的成本、精煉處理後的熔液的溫度及成分濃度的成果值與目標值之差、及表示精煉處理效率之指標，來計算評量值。
  6. 如請求項2的精煉處理控制裝置，其中，前述精煉處理評量計算部，係根據在精煉處理中所投入的副原料的成本、精煉處理後的熔液的溫度及成分濃度的成果值與目標值之差、及表示精煉處理效率之指標，來計算評量值。
  7. 如請求項3的精煉處理控制裝置，其中，前述精煉處理評量計算部，係根據在精煉處理中所投 入的副原料的成本、精煉處理後的熔液的溫度及成分濃度的成果值與目標值之差、及表示精煉處理效率之指標，來計算評量值。
  8. 如請求項4的精煉處理控制裝置，其中，前述精煉處理評量計算部，係根據在精煉處理中所投入的副原料的成本、精煉處理後的熔液的溫度及成分濃度的成果值與目標值之差、及表示精煉處理效率之指標，來計算評量值。
  9. 如請求項1~8中任1項的精煉處理控制裝置，其中，前述過去類似成果抽出部，係計算表示在精煉處理開始前取得的精煉處理條件及精煉處理成果的特徵的向量與表示計算對象的精煉處理條件及精煉處理成果的特徵的向量之距離，抽出距離近的過去的精煉處理的成果值。
  10. 如請求項1~8中任1項的精煉處理控制裝置，其中，前述操作量決定部，係根據包含經由前述過去類似成果抽出部所抽出的熔液溫度變化量、熔液成分變化量之過去的精煉處理成果與過去的操作量的成果來決定初始操作量；精煉處理開始後為了追隨上經由前述過去類似成果抽出部所抽出的過去的精煉成果中的精煉處理中的反應量及狀態量的推移，而改變操作量而決定操作量。
  11. 一種精煉處理控制方法，包含：模型計算步驟，其係取得精煉設備中的精煉處理條件 的成果值、前述精煉設備中的熔液的溫度及成分濃度的計測成果、包含從前述精煉設備排出的排放氣體的流量及前述排放氣體中的成分濃度之與精煉設備有關的計測成果、及前述精煉設備中稍早實施過的精煉處理的成果作為輸入資訊，使用已取得的輸入資訊來計算精煉處理中的精煉設備內的反應量及狀態量；精煉處理評量計算步驟，其係使用在前述模型計算步驟中取得的輸入資訊或是過去的輸入資訊來計算精煉處理的評量值；保存步驟，其係把在前述模型計算步驟中取得的輸入資訊、在前述模型計算步驟中計算出的反應量及狀態量、及在前述精煉處理評量計算步驟中計算出的評量值保存到精煉成果資料庫；過去類似成果抽出步驟，其係從前述精煉成果資料庫抽出：在精煉處理的開始前取得的精煉處理條件也就是包含於前述精煉設備中稍早實施過的精煉處理的成果之精煉條件與計算對象的精煉處理條件類似，而且，前述評量值為上位之過去的精煉處理的成果值；以及操作量決定步驟，其係根據在前述過去類似成果抽出步驟中抽出之過去的精煉處理的成果值來決定精煉處理開始時的初始操作量，並且，根據前述初始操作量的精煉處理開始時以後的變更量來決定操作量。
TW110132004A 2020-09-01 2021-08-30 精煉處理控制裝置及精煉處理控制方法 TWI796772B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020146529 2020-09-01
JP2020-146529 2020-09-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202223106A TW202223106A (zh) 2022-06-16
TWI796772B true TWI796772B (zh) 2023-03-21

Family

ID=80490859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110132004A TWI796772B (zh) 2020-09-01 2021-08-30 精煉處理控制裝置及精煉處理控制方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20230332260A1 (zh)
EP (1) EP4209601A4 (zh)
JP (1) JP7156560B2 (zh)
KR (1) KR20230042731A (zh)
CN (1) CN116018415A (zh)
BR (1) BR112023003379A2 (zh)
TW (1) TWI796772B (zh)
WO (1) WO2022050139A1 (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010033536A (ja) * 2007-12-20 2010-02-12 Nippon Steel Corp 製品材質値の予測方法、装置、操業条件の決定方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP2017115216A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 Ｊｆｅスチール株式会社 溶湯成分推定装置及び溶湯成分推定方法
JP2018178200A (ja) * 2017-04-14 2018-11-15 新日鐵住金株式会社 溶鋼中りん濃度推定方法、転炉吹錬制御装置、プログラム及び記録媒体
TW201920691A (zh) * 2017-08-24 2019-06-01 日商新日鐵住金股份有限公司 熔鋼中磷濃度推定方法、轉爐吹煉控制裝置、程式及記錄媒體

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5211895B2 (ja) 2008-07-02 2013-06-12 新日鐵住金株式会社 溶銑脱りん方法
WO2018012257A1 (ja) * 2016-07-14 2018-01-18 新日鐵住金株式会社 溶鋼中りん濃度推定方法及び転炉吹錬制御装置
JP6897260B2 (ja) * 2017-04-14 2021-06-30 日本製鉄株式会社 溶鋼中りん濃度推定方法、転炉吹錬制御装置、プログラム及び記録媒体
JP6658804B2 (ja) * 2017-07-04 2020-03-04 Ｊｆｅスチール株式会社 初期成分濃度補正装置、初期成分濃度補正方法、精錬プロセス状態推定方法、及び、転炉の操業方法
JP7147326B2 (ja) * 2018-07-26 2022-10-05 日本製鉄株式会社 成分濃度演算装置及び成分濃度演算方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010033536A (ja) * 2007-12-20 2010-02-12 Nippon Steel Corp 製品材質値の予測方法、装置、操業条件の決定方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP2017115216A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 Ｊｆｅスチール株式会社 溶湯成分推定装置及び溶湯成分推定方法
JP2018178200A (ja) * 2017-04-14 2018-11-15 新日鐵住金株式会社 溶鋼中りん濃度推定方法、転炉吹錬制御装置、プログラム及び記録媒体
TW201920691A (zh) * 2017-08-24 2019-06-01 日商新日鐵住金股份有限公司 熔鋼中磷濃度推定方法、轉爐吹煉控制裝置、程式及記錄媒體

Also Published As

Publication number Publication date
EP4209601A4 (en) 2024-02-28
CN116018415A (zh) 2023-04-25
JPWO2022050139A1 (zh) 2022-03-10
TW202223106A (zh) 2022-06-16
JP7156560B2 (ja) 2022-10-19
EP4209601A1 (en) 2023-07-12
KR20230042731A (ko) 2023-03-29
BR112023003379A2 (pt) 2023-04-11
WO2022050139A1 (ja) 2022-03-10
US20230332260A1 (en) 2023-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3770279B1 (en) Molten metal component estimation device, molten metal component estimation method, and molten metal production method
EP3989013B1 (en) Method for controlling process, operation guidance method, method for operating blast furnace, method for producing hot metal, and device for controlling process
JP6687080B2 (ja) 溶湯温度補正装置、溶湯温度補正方法、及び溶湯の製造方法
CN106834593A (zh) 一种以参考炉次法确定rh精炼炉脱碳工艺数据的方法
JP2015131999A (ja) 溶銑脱りん方法
JP6579136B2 (ja) 精錬プロセス状態推定装置、精錬プロセス状態推定方法、及び溶湯の製造方法
JP6414045B2 (ja) 溶湯成分推定装置及び溶湯成分推定方法
TWI796772B (zh) 精煉處理控制裝置及精煉處理控制方法
JP6825711B2 (ja) 溶湯成分推定装置、溶湯成分推定方法、及び溶湯の製造方法
RU2817694C1 (ru) Устройство управления процессом рафинирования и способ управления процессом рафинирования
JP6658804B2 (ja) 初期成分濃度補正装置、初期成分濃度補正方法、精錬プロセス状態推定方法、及び、転炉の操業方法
JP6516906B1 (ja) 吹錬計算方法、吹錬計算プログラム
JP6795133B1 (ja) 転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法及び吹錬制御装置
JP2007238982A (ja) 転炉吹錬終点制御方法
WO2023095647A1 (ja) 炉内状態推定装置、炉内状態推定方法及び溶鋼製造方法
JP7319538B2 (ja) 転炉吹錬制御装置、転炉吹錬制御方法およびプログラム
JPWO2023095647A5 (zh)
JP2024085816A (ja) 転炉吹錬制御方法及び転炉吹錬制御装置
JPS5855519A (ja) コンピユ−タ−・シミユレ−シヨンによるａｏｄ炉操業の制御方法
JPS5836644B2 (ja) 転炉における溶鋼燐含有量の制御法