WO2018012257A1 - Method for estimating phosphorus concentration in molten steel and converter blowing control device - Google Patents

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健 岩村
杉橋 敦史
政憲 沼田
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Abstract

[Problem] To estimate the phosphorus concentration in molten steel with high precision when converter blowing is stopped in an operation that uses a multi-refining converter method. [Solution] A method for estimating the phosphorus concentration in molten steel is used in primary refining using a converter that involves an intermediate slag removal process and comprises: a slag level data-acquiring step for acquiring the slag level during a dephosphorizing process; an effluent gas data-acquiring step for acquiring effluent gas components and effluent gas flow during a decarbonization process; a molten steel data-acquiring step for acquiring the molten steel temperature and carbon concentration in the molten steel by sublance measurement during the decarbonization process; and a phosphorus concentration-estimating step for calculating a dephosphorization rate constant using data relating to the slag level, effluent gas components, effluent gas flow, molten steel temperature and carbon concentration as well as operating conditions relating to the dephosphorization process, intermediate slag removal process and decarbonization process, and using the calculated dephosphorization rate constant and the molten pig iron phosphorus concentration at the beginning of the dephosphorization process, estimating the phosphorus concentration in the molten steel during the decarbonization process after the sublance measurement.

Description

溶鋼中りん濃度推定方法及び転炉吹錬制御装置Method for estimating phosphorus concentration in molten steel and converter blowing control device
 本発明は、多機能転炉法による操業における転炉吹錬吹止め時の溶鋼中りん濃度を高精度で推定する、溶鋼中りん濃度推定方法及び溶鋼中りん濃度推定装置に関する。 The present invention relates to a method for estimating phosphorus concentration in molten steel and an apparatus for estimating phosphorus concentration in molten steel, which accurately estimate the phosphorus concentration in molten steel at the time of blowing in a converter during operation by a multi-function converter method.
 転炉吹錬において、吹止め時の溶鋼中成分の制御(特に、溶鋼中りん濃度の制御)は、鋼の品質管理上非常に重要である。溶鋼中りん濃度の制御のために、吹込み酸素量、生石灰またはスケール等の副原料の投入量、当該副原料の投入タイミング、上吹きランス高さ、上吹き酸素流量、および、底吹きガス流量等が、一般に操作量として用いられている。これらの操作量は、目標りん濃度、溶銑データおよび過去の操業実績等に基づいて作成された基準などといった、吹錬開始前に得られる情報により決定されることが多い。 In converter blowing, control of the components in the molten steel at the time of blowing (in particular, control of the phosphorus concentration in the molten steel) is very important for quality control of the steel. In order to control the phosphorus concentration in the molten steel, the amount of oxygen injected, the amount of auxiliary materials such as quick lime or scale, the timing of the auxiliary materials, the top blowing lance height, the top blowing oxygen flow rate, and the bottom blowing gas flow rate Are generally used as manipulated variables. These operation amounts are often determined by information obtained before the start of blowing, such as a target phosphorus concentration, hot metal data, a standard created based on past operation results, and the like.
 しかしながら、同じような操業条件であっても、実際の吹錬における脱りん挙動の再現性は低く、吹止め時の溶鋼中りん濃度のばらつきが大きくなるという問題があった。そのため、上記のような吹錬開始前に得られる情報のみに基づいて決定された操作量による吹錬では、吹止め時の溶鋼中りん濃度のばらつきを抑制することは困難であった。 However, even under similar operating conditions, there was a problem that the reproducibility of the dephosphorization behavior in actual blowing was low and the variation in phosphorus concentration in molten steel at the time of blowing was large. For this reason, it has been difficult to suppress the variation in phosphorus concentration in molten steel at the time of blowing by the blowing by the operation amount determined based only on the information obtained before the start of blowing as described above.
 上記問題に対応すべく、吹錬時に逐次的に得られる排ガス成分および排ガス流量等の測定値を活用した技術が開発されている。例えば、下記特許文献1には、吹錬に係る操業条件および排ガスに関する測定値を用いて脱りん速度定数を推定し、推定された脱りん速度定数を用いて吹錬時の溶鋼中りん濃度を推定する技術が開示されている。さらに、下記特許文献1には、推定された溶鋼中りん濃度と目標溶鋼中りん濃度とを比較し、その比較結果に基づいて吹錬に係る操業条件を変更することにより溶鋼中りん濃度を制御する技術が開示されている。 In order to deal with the above problems, a technology that utilizes measured values of exhaust gas components and exhaust gas flow rate obtained sequentially during blowing has been developed. For example, in Patent Document 1 below, the dephosphorization rate constant is estimated using the operating conditions related to blowing and the measured values related to exhaust gas, and the phosphorus concentration in the molten steel during blowing is calculated using the estimated dephosphorization rate constant. An estimation technique is disclosed. Furthermore, in Patent Document 1 below, the estimated phosphorus concentration in molten steel and the target phosphorus concentration in molten steel are compared, and the phosphorus concentration in molten steel is controlled by changing the operating conditions related to blowing based on the comparison result. Techniques to do this are disclosed.
特開2013-23696号公報JP 2013-23696 A
 近年、一次精錬において、転炉を用いた脱りん処理等の溶銑予備処理が一般に行われている。特に、多機能転炉法(MUlti Refining Converter:MURC)と呼ばれる、一次精錬において溶銑予備処理と脱炭処理とを同一の転炉により一貫して行うことが可能な技術の開発が進められている。MURCは、具体的には、溶銑を転炉に装入し(第1工程)、フラックスの添加および上吹きランスによる酸素の吹込みによる脱りん処理を含む溶銑予備処理を行い(第2工程)、当該転炉を傾動させて第2工程で生じたスラグを排滓する中間排滓処理を行い(第3工程)、その後当該転炉により脱炭処理を行う(第4工程)工程からなる、一次精錬の操業法である。MURCは、従来のシンプル・リファイニング・プロセス(Simple Refining Process:SRP)のような、脱りん処理と脱炭処理とを異なる転炉で行う一次精錬の操業法と比較して、熱損失が少なくリードタイムも短いため、製鋼プロセスにおける生産効率が高いという利点を有する。 In recent years, hot metal pretreatment such as dephosphorization using a converter is generally performed in primary refining. In particular, the development of a technology called the multi-functional converter method (MUlti Refining Converter: MURC) that can consistently perform hot metal pretreatment and decarburization in the same converter in primary refining . Specifically, the MURC charges the hot metal into the converter (first step) and performs hot metal pretreatment including dephosphorization processing by adding flux and blowing oxygen with an upper blowing lance (second step). , The converter is tilted to perform an intermediate waste treatment for exhausting the slag generated in the second step (third step), and thereafter, the decarburization treatment is performed by the converter (fourth step). This is the primary refining operation method. MURC has less heat loss compared to the primary refining operation method in which dephosphorization and decarburization processes are performed in different converters, such as the conventional simple refining process (SRP). Since the lead time is short, it has an advantage of high production efficiency in the steel making process.
 このMURCにおいては、上述した第2工程である脱りん処理において生じたスラグは、第3工程である中間排滓処理により排滓される。このとき、脱りん処理において生じたスラグ量またはスラグの質によっては、中間排滓処理により排滓されるスラグ量が操業ごとに異なる。 In this MURC, the slag generated in the dephosphorization process that is the second process described above is discharged by the intermediate process that is the third process. At this time, depending on the amount of slag generated in the dephosphorization process or the quality of the slag, the amount of slag discharged by the intermediate discharge process differs for each operation.
 中間排滓処理後の溶銑に含まれるりんは、脱炭処理時において、脱炭反応と並行して生じ得る、下記化学式(101)で示す脱りん反応により、溶銑から脱離してスラグに取り込まれたり、逆にスラグから脱離して溶銑に再び取り込まれたりすることがある。なお、下記化学式(101)において、「[物質X]」との表記は、物質Xが溶銑中に存在する物質であることを示し、「(物質Y)」との表記は、物質Yがスラグ中に存在する物質であることを示す。 Phosphorus contained in the hot metal after the intermediate waste treatment is desorbed from the hot metal and taken into the slag by a dephosphorization reaction represented by the following chemical formula (101) that can occur in parallel with the decarburization reaction during the decarburization treatment. On the contrary, it may be detached from the slag and taken back into the hot metal. In the following chemical formula (101), the expression “[substance X]” indicates that the substance X is present in the hot metal, and the expression “(substance Y)” indicates that the substance Y is slag. Indicates that the substance is present inside.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 上記化学式(101)で表される脱りん反応の進む方向は、中間排滓処理時に排滓されたスラグの量および成分(または、転炉内に残存するスラグの量および成分)に応じて変化する。すなわち、脱りん反応の反応方向および反応速度は、中間排滓処理時に排滓されるスラグの量に左右される。したがって、中間排滓処理時に排滓されるスラグの量が、脱炭処理時における溶鋼中りん濃度に影響すると考えられる。 The direction in which the dephosphorylation reaction represented by the chemical formula (101) proceeds varies depending on the amount and components of slag discharged during the intermediate waste treatment (or the amount and components of slag remaining in the converter). To do. That is, the reaction direction and reaction rate of the dephosphorization reaction depend on the amount of slag discharged during the intermediate waste treatment. Therefore, it is considered that the amount of slag discharged during the intermediate waste treatment affects the phosphorus concentration in the molten steel during the decarburization treatment.
 上記特許文献1では、転炉吹錬の操業時の操業条件等を用いて溶鋼中りん濃度の推定が行われている。しかしながら、上記特許文献1では、中間排滓処理時に排滓されるスラグの量については考慮されていない。脱炭処理時における溶鋼中りん濃度が中間排滓処理時に排滓されるスラグの量に影響することを考慮すると、上記特許文献1に開示された技術では、中間排滓処理を伴う一次精錬における溶鋼中りん濃度を精度高く推定することは困難である。 In the above-mentioned Patent Document 1, the phosphorus concentration in molten steel is estimated using the operating conditions at the time of converter blowing operation. However, in the said patent document 1, it does not consider about the quantity of the slag discharged | emitted at the time of an intermediate | middle waste process. Considering that the phosphorus concentration in molten steel at the time of decarburization affects the amount of slag discharged at the time of intermediate waste treatment, the technique disclosed in Patent Document 1 described above is used in primary refining with intermediate waste treatment. It is difficult to estimate the phosphorus concentration in molten steel with high accuracy.
 そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、MURC操業における転炉吹錬吹止め時の溶鋼中りん濃度を精度高く推定することが可能な、溶鋼中りん濃度推定方法および転炉吹錬制御装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to accurately estimate the phosphorus concentration in molten steel at the time of converter blowing in MURC operation. Another object is to provide a method for estimating phosphorus concentration in molten steel and a converter blowing control device.
 上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、脱りん処理と、上記脱りん処理で生成されたスラグを排滓する中間排滓処理と、脱炭処理と、を同一の転炉を用いて行う一次精錬に用いられる溶鋼中りん濃度推定方法であって、上記脱りん処理前の溶銑に関する溶銑データを取得する溶銑データ取得ステップと、上記脱りん処理時のスラグレベルを取得するスラグレベルデータ取得ステップと、上記脱炭処理時の排ガス成分および排ガス流量を取得する排ガスデータ取得ステップと、上記脱炭処理時におけるサブランス測定により溶鋼温度および溶鋼中の炭素濃度を取得する溶鋼データ取得ステップと、上記スラグレベル、上記排ガス成分、上記排ガス流量、上記溶鋼温度および上記炭素濃度に係るデータ、並びに、上記脱りん処理、上記中間排滓処理および上記脱炭処理に係る操業条件を用いて脱りん速度定数を算出し、算出された上記脱りん速度定数と、上記脱りん処理開始時の溶銑りん濃度とを用いて、上記サブランス測定以降の上記脱炭処理時における上記溶鋼中のりん濃度を推定するりん濃度推定ステップと、を含む、溶鋼中りん濃度推定方法が提供される。 In order to solve the above-described problems, according to one aspect of the present invention, the dephosphorization process, the intermediate desulfurization process for removing slag generated by the dephosphorization process, and the decarburization process are performed in the same manner. A method for estimating a phosphorus concentration in molten steel used for primary refining performed using a furnace, the hot metal data acquiring step for acquiring hot metal data relating to the hot metal before the dephosphorization process, and a slag level at the time of the dephosphorization process Slag level data acquisition step, exhaust gas data acquisition step for acquiring the exhaust gas component and exhaust gas flow rate during the decarburization process, and molten steel data acquisition for acquiring the molten steel temperature and carbon concentration in the molten steel by sublance measurement during the decarburization process Data relating to the step, the slag level, the exhaust gas component, the exhaust gas flow rate, the molten steel temperature and the carbon concentration, and the dephosphorization treatment The dephosphorization rate constant is calculated using the operating conditions related to the intermediate waste treatment and the decarburization treatment, and the calculated dephosphorization rate constant and the molten iron phosphorus concentration at the start of the dephosphorization treatment are used. And a phosphorus concentration estimation step for estimating a phosphorus concentration in the molten steel at the time of the decarburization treatment after the sublance measurement.
 上記脱りん速度定数の算出において、過去の操業において取得された複数の上記スラグレベルの時系列データに対して行われた時系列クラスタリングにより得られるクラスタを識別するカテゴリ変数を用いてもよい。 In the calculation of the dephosphorization rate constant, a categorical variable that identifies a cluster obtained by time-series clustering performed on a plurality of time-series data of the slag level acquired in the past operation may be used.
 上記脱りん速度定数の算出において、上記脱りん処理時に得られる上記スラグレベルの時系列データの平均値を用いてもよい。 In the calculation of the dephosphorization rate constant, an average value of the time series data of the slag level obtained during the dephosphorization process may be used.
 また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、脱りん処理と、上記脱りん処理で生成されたスラグを排滓する中間排滓処理と、脱炭処理と、を同一の転炉を用いて行う一次精錬に用いられる転炉吹錬制御装置であって、上記脱りん処理前の溶銑に関する溶銑データを取得する溶銑データ取得部と、上記脱りん処理時のスラグレベルを取得するスラグレベルデータ取得部と、上記脱炭処理時の排ガス成分および排ガス流量を取得する排ガスデータ取得部と、上記脱炭処理時におけるサブランス測定により溶鋼温度および溶鋼中の炭素濃度を取得する溶鋼データ取得部と、上記スラグレベル、上記排ガス成分、上記排ガス流量、上記溶鋼温度および上記炭素濃度に係るデータ、並びに、上記脱りん処理、上記中間排滓処理および上記脱炭処理に係る操業条件を用いて脱りん速度定数を算出し、算出された上記脱りん速度定数と、上記脱りん処理開始時の溶銑りん濃度とを用いて、上記サブランス測定以降の上記脱炭処理時における上記溶鋼中のりん濃度を推定するりん濃度推定部と、を備える、転炉吹錬制御装置が提供される。 Moreover, in order to solve the said subject, according to another viewpoint of this invention, the dephosphorization process, the intermediate | middle waste process which exhausts the slag produced | generated by the said dephosphorization process, and the decarburization process, A converter blowing control apparatus used for primary refining performed using the same converter, a hot metal data acquisition unit for acquiring hot metal data related to hot metal before the dephosphorization process, and a slag level during the dephosphorization process The slag level data acquisition unit for acquiring the exhaust gas component, the exhaust gas component acquisition unit for acquiring the exhaust gas flow rate during the decarburization treatment, and the sublance measurement during the decarburization treatment to obtain the molten steel temperature and the carbon concentration in the molten steel A molten steel data acquisition unit, data on the slag level, the exhaust gas component, the exhaust gas flow rate, the molten steel temperature and the carbon concentration, the dephosphorization process, the intermediate waste treatment process, and The dephosphorization rate constant is calculated using the operating conditions related to the decarburization treatment, and the calculated dephosphorization rate constant and the molten iron phosphorus concentration at the start of the dephosphorization treatment are used to calculate the dephosphorization rate constant after the sublance measurement. There is provided a converter blowing control device, comprising a phosphorus concentration estimation unit that estimates a phosphorus concentration in the molten steel at the time of decarburization treatment.
 前記りん濃度推定部は、上記脱りん速度定数の算出において、過去の操業において取得された複数の上記スラグレベルの時系列データに対して行われた時系列クラスタリングにより得られるクラスタを識別するカテゴリ変数を用いてもよい。 The phosphorus concentration estimator is a categorical variable that identifies clusters obtained by time-series clustering performed on a plurality of time-series data of the slag levels acquired in the past operation in the calculation of the dephosphorization rate constant. May be used.
 前記りん濃度推定部は、上記脱りん速度定数の算出において、上記脱りん処理時に得られる上記スラグレベルの時系列データの平均値を用いてもよい。 The phosphorus concentration estimation unit may use an average value of the time series data of the slag level obtained during the dephosphorization process in the calculation of the dephosphorization rate constant.
 上記溶鋼中りん濃度推定方法および上記転炉吹錬制御装置では、スラグレベルを含む種々のデータおよび操業条件を用いて脱りん速度定数が算出され、算出された脱りん速度定数を用いて溶鋼中りん濃度が推定される。これにより、脱りん処理、中間排滓処理および脱炭処理を同一転炉により一貫して行う一次精錬において当該転炉内で生じるスラグの排滓に係る操業要因を、溶鋼中りん濃度の推定に反映させることができる。したがって、溶鋼中りん濃度をより精度よく推定することができる。 In the above method for estimating phosphorus concentration in molten steel and the above-mentioned converter blowing control device, the dephosphorization rate constant is calculated using various data including slag level and operating conditions, and the calculated dephosphorization rate constant is used in the molten steel. The phosphorus concentration is estimated. As a result, the operating factors related to the slag removal generated in the converter during the primary refining, where the dephosphorization treatment, intermediate waste treatment and decarburization treatment are performed consistently in the same converter, are used to estimate the phosphorus concentration in the molten steel. It can be reflected. Therefore, the phosphorus concentration in molten steel can be estimated more accurately.
 以上説明したように本発明によれば、MURC操業における転炉吹錬吹止め時の溶鋼中りん濃度を、精度高く推定することが可能である。 As described above, according to the present invention, it is possible to accurately estimate the phosphorus concentration in molten steel at the time of converter blowing by MURC operation.
脱りん処理時におけるスラグレベルの時系列データを示すグラフである。It is a graph which shows the time series data of the slag level at the time of a dephosphorization process. スラグレベルの時系列データに対して行われた時系列クラスタリングの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the time series clustering performed with respect to the time series data of a slag level. スラグレベルの時系列データに対して行われた時系列クラスタリングの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the time series clustering performed with respect to the time series data of a slag level. スラグレベルの時系列データに対して行われた時系列クラスタリングの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the time series clustering performed with respect to the time series data of a slag level. スラグレベルの時系列データに対して行われた時系列クラスタリングの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the time series clustering performed with respect to the time series data of a slag level. スラグレベルの時系列データに対して行われた時系列クラスタリングの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the time series clustering performed with respect to the time series data of a slag level. スラグレベルの時系列データに対して行われた時系列クラスタリングの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the time series clustering performed with respect to the time series data of a slag level. 本発明の一実施形態に係る転炉吹錬システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the converter blowing system which concerns on one Embodiment of this invention. 同実施形態に係る転炉吹錬システムによる溶鋼中りん濃度推定方法のフローチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flowchart of the phosphorus concentration concentration estimation method in molten steel by the converter blowing system which concerns on the same embodiment. サブランス測定時の脱りん速度定数kの実績値に対する推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the estimation error with respect to the track record value of the dephosphorization rate constant k at the time of a sublance measurement. サブランス測定時の脱りん速度定数kの実績値に対する推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the estimation error with respect to the track record value of the dephosphorization rate constant k at the time of a sublance measurement. サブランス測定時の脱りん速度定数kの実績値に対する推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the estimation error with respect to the track record value of the dephosphorization rate constant k at the time of a sublance measurement. サブランス測定時の脱りん速度定数kの実績値に対する推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the estimation error with respect to the track record value of the dephosphorization rate constant k at the time of a sublance measurement. サブランス測定時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the estimation error with respect to the actual value of phosphorus concentration in molten steel at the time of a sublance measurement. サブランス測定時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the estimation error with respect to the actual value of phosphorus concentration in molten steel at the time of a sublance measurement. サブランス測定時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the estimation error with respect to the actual value of phosphorus concentration in molten steel at the time of a sublance measurement. サブランス測定時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the estimation error with respect to the actual value of phosphorus concentration in molten steel at the time of a sublance measurement. 終点時の脱りん速度定数kの実績値に対する推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the estimation error with respect to the actual value of the dephosphorization rate constant k at the time of an end point. 終点時の脱りん速度定数kの実績値に対する推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the estimation error with respect to the actual value of the dephosphorization rate constant k at the time of an end point. 終点時の脱りん速度定数kの実績値に対する推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the estimation error with respect to the actual value of the dephosphorization rate constant k at the time of an end point. 終点時の脱りん速度定数kの実績値に対する推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the estimation error with respect to the actual value of the dephosphorization rate constant k at the time of an end point. 終点時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the estimation error with respect to the actual value of the phosphorus concentration in molten steel at the time of an end point. 終点時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the estimation error with respect to the actual value of the phosphorus concentration in molten steel at the time of an end point. 終点時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the estimation error with respect to the actual value of the phosphorus concentration in molten steel at the time of an end point. 終点時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the estimation error with respect to the actual value of the phosphorus concentration in molten steel at the time of an end point.
 以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
 なお、脱炭処理時の転炉内には、その炭素濃度に応じて銑鉄又は鋼が存在し得るが、以下の説明では、説明が煩雑になることを避けるために、「転炉内の溶銑又は溶鋼」のことを、便宜的に、いずれも「溶鋼」と呼称することとする。また、脱りん処理時については、「溶銑」という単語を用いる。 Note that pig iron or steel may be present in the converter at the time of decarburization depending on the carbon concentration. However, in the following explanation, in order to avoid complicated explanation, Or “molten steel” will be referred to as “molten steel” for convenience. For the dephosphorization process, the word “hot metal” is used.
<<1.本実施形態に係る溶鋼中りん濃度の推定方法>>
 本実施形態に係る転炉吹錬システム1の構成および機能について説明する前に、本実施形態に係る溶鋼中りん濃度の推定方法について説明する。なお、以下の説明においては、特に説明がない限り、各成分の濃度の単位である(質量%)は、(%)と記載する。
<< 1. Method for Estimating Phosphorus Concentration in Molten Steel According to this Embodiment >>
Before describing the configuration and function of the converter blowing system 1 according to the present embodiment, a method for estimating the phosphorus concentration in molten steel according to the present embodiment will be described. In the following description, unless otherwise specified, the concentration unit (mass%) of each component is described as (%).
(操業条件、操業要因を用いた溶鋼中りん濃度の推定方法)
 吹錬中の溶鋼中りん濃度[P](%)の時間変化が1次反応式で表されると仮定すると、当該1次反応式は、下記式(1)のように示される。
(Method of estimating phosphorus concentration in molten steel using operating conditions and operating factors)
Assuming that the temporal change in phosphorus concentration [P] (%) in molten steel during blowing is expressed by the primary reaction equation, the primary reaction equation is expressed as the following equation (1).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ここで、上記式(1)において、[P]iniは、りん濃度初期値(溶銑りん濃度)(%)であり、kは、脱りん速度定数(sec-1)である。なお、ここで言う「りん濃度初期値」とは、脱りん処理開始時におけるりん濃度を意味する。 Here, in the above formula (1), [P] ini is the initial phosphorus concentration (molten phosphorus concentration) (%), and k is the dephosphorization rate constant (sec −1 ). Note that the “initial value of phosphorus concentration” here means the phosphorus concentration at the start of the dephosphorization process.
 正確な脱りん速度定数kが得られれば、溶鋼中りん濃度を高精度に推定することができる。ただし、一般に実際の吹錬における脱りん速度定数kは一定ではなく、様々な操業条件の影響を受けて変動すると考えられる。そのため、例えば上記特許文献1(特開2013-23696号公報)に開示されているように、溶銑成分および溶銑温度のようなスタティックな情報だけではなく、逐次的に測定される排ガス成分に係るデータおよび排ガス流量に係るデータ等の排ガスデータのような吹錬中のダイナミックな情報を活用して、脱りん速度定数kを推定することが行われる。以下、脱りん速度定数kの推定方法について説明する。 If an accurate dephosphorization rate constant k is obtained, the phosphorus concentration in molten steel can be estimated with high accuracy. However, in general, the dephosphorization rate constant k in actual blowing is not constant and is considered to vary under the influence of various operating conditions. Therefore, for example, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-23696), not only static information such as hot metal components and hot metal temperature, but also data relating to exhaust gas components that are measured sequentially. Further, the dephosphorization rate constant k is estimated by utilizing dynamic information during blowing such as exhaust gas data such as data relating to the exhaust gas flow rate. Hereinafter, a method for estimating the dephosphorization rate constant k will be described.
 上記式(1)より、吹錬開始(脱りん処理開始)からt秒後における溶鋼中りん濃度は、下記式(2)のように示される。 From the above formula (1), the phosphorus concentration in the molten steel after t seconds from the start of blowing (dephosphorization treatment start) is expressed by the following formula (2).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
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 そうすると、過去の操業実績データを用いて、チャージ毎の脱りん速度定数kを求めることができる。例えば、チャージiにおける脱りん速度定数kは、下記式(3)を用いて算出される。 If it does so, the dephosphorization rate constant k for every charge can be calculated | required using the past operation performance data. For example, the dephosphorization rate constant k i for the charge i is calculated using the following equation (3).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
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 ここで、上記式(3)において、[P]end,iは、吹止め時の溶鋼中りん濃度(%)であり、tend,iは、脱りん処理開始時(吹錬開始時)から吹止め時点までの経過時間(秒)である。 Here, in the above formula (3), [P] end, i is the phosphorus concentration (%) in the molten steel at the time of blowing, and t end, i is from the start of dephosphorization treatment (at the start of blowing). This is the elapsed time (seconds) up to the point of time of blowing.
 そして、上記式(3)により得られた脱りん速度定数kを目的変数とするモデル式を、予め作成しておく。このモデル式は、種々の統計的手法により適宜構築可能である。本実施形態では、当該モデル式として、周知の重回帰分析手法によって得られる、種々の操業要因Xを説明変数とする回帰式が用いられる。当該回帰式は、下記式(4)のように構築される。実際の吹錬では、当該吹錬時における操業要因Xを下記式(4)に代入することにより、脱りん速度定数kが推定され、当該脱りん速度定数kを上記式(2)に適用することにより、溶鋼中りん濃度が推定され得る。 Then, a model formula having the dephosphorization rate constant k obtained by the formula (3) as an objective variable is created in advance. This model formula can be appropriately constructed by various statistical methods. In the present embodiment, as the model formula, a regression formula obtained by a well-known multiple regression analysis method using various operation factors X as explanatory variables is used. The regression equation is constructed as the following equation (4). In actual blowing, the dephosphorization rate constant k is estimated by substituting the operation factor X at the time of the blowing into the following equation (4), and the dephosphorization rate constant k is applied to the above equation (2). Thus, the phosphorus concentration in the molten steel can be estimated.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 ここで、上記式(4)において、αは、j番目の操業要因Xに対応する回帰係数であり、αは、定数である。また、操業要因Xの具体例としては、下記表1に示す操業要因が挙げられる。ただし、下記表1に示す操業要因はあくまでも一例であって、脱りん速度定数kの推定においては、あらゆる操業要因Xが考慮されてよい。また、脱りん速度定数kの推定には、下記表1に含まれる操業要因の全部または一部が用いられてもよい。 Here, in the above formula (4), α j is a regression coefficient corresponding to the j-th operation factor X j , and α 0 is a constant. Further, specific examples of the operation factor X include the operation factors shown in Table 1 below. However, the operation factor shown in the following Table 1 is merely an example, and any operation factor X may be considered in the estimation of the dephosphorization rate constant k. In addition, all or part of the operating factors included in Table 1 below may be used for estimating the dephosphorization rate constant k.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 また、上記特許文献1によれば、吹錬中の排ガス流量、排ガス成分、上底吹きガス流量、副原料投入量および溶銑成分から酸素収支を計算して得られる炉内蓄積酸素量原単位が、脱りん速度定数に及ぼす影響が大きいことが示された。したがって、上記特許文献1では、排ガスデータ等を活用して得られる炉内蓄積酸素量原単位、並びに、上吹きランス高さ、酸素ガス流量および底吹きガス流量等の吹錬中のダイナミックな操業要因を、上記式(4)に示される回帰式の説明変数として、表1に記載の説明変数に加えてさらに採用することにより、より精度よく脱りん速度定数の推定が可能であると示されている。 Further, according to the above-mentioned Patent Document 1, the in-furnace oxygen storage basic unit obtained by calculating the oxygen balance from the exhaust gas flow rate, exhaust gas component, top bottom blown gas flow rate, auxiliary raw material input amount and hot metal component during blowing. It was shown that the effect on the dephosphorization rate constant is large. Therefore, in the above-mentioned patent document 1, dynamic operation during blowing such as the unit oxygen amount accumulated in the furnace obtained by utilizing the exhaust gas data and the like, and the top blowing lance height, the oxygen gas flow rate, the bottom blowing gas flow rate, and the like. It is shown that the dephosphorization rate constant can be estimated with higher accuracy by further adopting the factors as explanatory variables of the regression equation shown in the above equation (4) in addition to the explanatory variables shown in Table 1. ing.
(スラグレベルに係るデータの活用)
 ところで、上述したMURCのような転炉吹錬方式では、脱りん処理、中間排滓処理および脱炭処理が、同一転炉により連続的に行われる。そのため、上記特許文献1に開示されたような、脱りん処理および脱炭処理に係る操業条件だけではなく、中間排滓処理に係る操業条件も、本実施形態に係る脱りん速度定数の推定に用いられ得る。中間排滓処理に係る操業条件として、例えば、中間排滓時間および中間排滓されるスラグ量が挙げられる。
(Utilization of data related to slag level)
By the way, in the converter blowing method like MURC mentioned above, the dephosphorization process, the intermediate waste treatment, and the decarburization process are continuously performed by the same converter. Therefore, not only the operation conditions related to the dephosphorization process and the decarburization process as disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, but also the operation conditions related to the intermediate waste treatment are used to estimate the dephosphorization rate constant according to the present embodiment. Can be used. Examples of the operation conditions related to the intermediate waste treatment include an intermediate waste time and an amount of intermediate slag.
 このうち、中間排滓されるスラグ量は、脱炭処理時における溶鋼中りん濃度に大きく影響すると考えられる。本発明者らは、この中間排滓されるスラグ量が、脱りん処理時におけるスラグレベル(スラグ高さ)と関係が深いことを見出した。例えば、中間排滓処理において、スラグレベルが高い場合にはスラグが排滓されやすく、スラグレベルが低い場合にはスラグが排滓され難いと考えられる。すなわち、中間排滓されるスラグ量は、スラグレベルに応じて変化し得る。したがって、本発明者らは、脱りん処理時の吹錬において転炉内に生じ得るスラグのスラグレベルを溶鋼中りん濃度の推定に係る操業要因として採用することにより、溶鋼中りん濃度の推定精度をより向上させることができる旨に想到した。以下、スラグレベルに係るデータ、およびその活用例について説明する。 Among these, the amount of slag discharged in the middle is considered to greatly affect the phosphorus concentration in molten steel during the decarburization process. The present inventors have found that the amount of the slag discharged in the middle is deeply related to the slag level (slag height) during the dephosphorization process. For example, in the intermediate evacuation process, when the slag level is high, slag is likely to be evacuated, and when the slag level is low, slag is difficult to be evacuated. That is, the amount of slag that is eliminated in the middle can vary according to the slag level. Therefore, the present inventors adopted the slag level of slag that can be generated in the converter during blowing during dephosphorization treatment as an operating factor related to the estimation of the phosphorus concentration in molten steel, thereby estimating the estimation accuracy of the phosphorus concentration in molten steel. I thought that I could improve more. Hereinafter, data relating to the slag level and examples of its use will be described.
 図1は、脱りん処理時におけるスラグレベルの時系列データを示すグラフである。なお、当該グラフにより示されるデータは、実際に得られたスラグレベルのデータに対し、平均=0となり、かつ、標準偏差=1となるように標準化処理を施すことにより得られたデータである。当該時系列データは、脱りん処理における吹錬の開始時から吹止め時までに取得された時系列データである。 FIG. 1 is a graph showing slag level time-series data during dephosphorization processing. The data shown by the graph is data obtained by subjecting the actually obtained slag level data to standardization processing so that the average = 0 and the standard deviation = 1. The time series data is time series data acquired from the start of blowing in the dephosphorization process to the time of blowing stop.
 図1を参照すると、脱りん処理末期において、スラグレベルが上昇していることが分かる。つまり、スラグの生成(スラグフォーミング)が進行しているのは、脱りん処理末期においてである。したがって、本実施形態では、脱りん処理時の吹錬末期におけるスラグレベルに係るデータを、式(4)の説明変数である操業要因Xの一つとして用いることができる。なお、「脱りん処理末期(「脱りん処理時の吹錬末期」とも称する。)」とは、脱りん処理における吹錬開始時から吹止め時点までの全経過時間の1/3~1/4程度に対応する時間分だけ、吹止め時点から遡った時点までの期間を意味する。例えば、吹錬開始時から吹止め時点までの全経過時間が180秒であった場合に、上記脱りん処理末期は、吹錬開始時から120秒~135秒程が経過した時点から、吹止め時点までの期間に対応する。 Referring to FIG. 1, it can be seen that the slag level is increased at the end of the dephosphorization process. That is, the generation of slag (slag forming) proceeds at the end of the dephosphorization process. Therefore, in this embodiment, the data relating to the slag level at the end of the blowing process during the dephosphorization process can be used as one of the operation factors X j that is the explanatory variable of the equation (4). Note that “the end of dephosphorization treatment (also referred to as“ the end of blowing during dephosphorization ”)” is 1/3 to 1 / of the total elapsed time from the start of blowing in the dephosphorization to the point of blowing stop. It means the period from the time of blowing stop to the time of going back by the time corresponding to about 4. For example, if the total elapsed time from the start of blowing to the point of blow stop is 180 seconds, the end of the dephosphorization process starts from the point when 120 to 135 seconds have passed since the start of blowing. Corresponds to the period up to the time.
 本実施形態では、例えば、脱りん処理末期におけるスラグレベルの時系列データの平均値が、脱りん速度定数kを推定するための回帰式である式(4)の説明変数である操業要因Xとして用いられてもよい。これにより、脱りん処理により生じたスラグ量を、脱りん速度定数kの推定に反映させることができる。 In the present embodiment, for example, the operation factor X j, which is an explanatory variable of the equation (4) in which the average value of the time series data of the slag level at the end of the dephosphorization process is a regression equation for estimating the dephosphorization rate constant k. May be used as Thereby, the amount of slag generated by the dephosphorization process can be reflected in the estimation of the dephosphorization rate constant k.
 また、本実施形態では、例えば、スラグレベルの時系列データに対して時系列クラスタリングを施して得られるクラスタを識別するカテゴリ変数が、説明変数として用いられてもよい。時系列クラスタリングとは、時系列データ同士の距離を求め、当該距離に基づいてクラスタリングを行う手法である。スラグレベルの推移を時系列データとして扱うことにより、単純な平均値では表現できないスラグレベルの複雑な挙動(換言すれば、平均値を算出する過程で平均化されてしまうような、スラグレベルの時間的な挙動変化)を有意なものとして捉え、このようなスラグレベルの複雑な挙動を、より精度良く反映させることが可能となる。 In the present embodiment, for example, a categorical variable that identifies a cluster obtained by performing time-series clustering on slag level time-series data may be used as an explanatory variable. Time series clustering is a technique for obtaining a distance between time series data and performing clustering based on the distance. By treating the transition of the slag level as time series data, complex behavior of the slag level that cannot be expressed by a simple average value (in other words, the slag level time that is averaged in the process of calculating the average value) It is possible to reflect such a complicated behavior of the slag level more accurately.
 以下では、スラグレベルの時系列データに対して時系列クラスタリングを施して得られるクラスタを識別するカテゴリ変数を、説明変数として用いる場合について、詳細に説明する。 Hereinafter, the case where a categorical variable for identifying a cluster obtained by performing time series clustering on slag level time series data is used as an explanatory variable will be described in detail.
 本実施形態では、まず、過去の操業データから取得される吹錬末期におけるスラグレベルの時系列データに対して、予め時系列クラスタリングが行われる。なお、本実施形態では、時系列クラスタリングの手法として、階層クラスタリングの最近隣法が用いられる。時系列クラスタリングの手法としては、本手法に限定されるものではなく、例えば非階層クラスタリングのk-means法などでもよい。また、本実施形態では、これらの時系列データに対して6つのクラスタに分類されるよう時系列クラスタリングが行われるが、クラスタの数については特に限定されない。クラスタの数については、クラスタリングの結果に応じて適宜設定される。 In this embodiment, first, time-series clustering is performed in advance on the time-series data at the slag level at the end of blowing, which is acquired from past operation data. In the present embodiment, the nearest neighbor method of hierarchical clustering is used as a time series clustering method. The time series clustering method is not limited to this method, and for example, a non-hierarchical clustering k-means method may be used. In this embodiment, time-series clustering is performed so that these time-series data are classified into six clusters, but the number of clusters is not particularly limited. About the number of clusters, it sets suitably according to the result of clustering.
 図2A~図2Fは、スラグレベルの時系列データに対して行われた時系列クラスタリングの結果を示す図である。図2A~図2Fは、各カテゴリ変数(No.1~6)に対応するクラスタについての時系列クラスタリングの結果をそれぞれ示す図である。なお、各図に示されるスラグレベルに係るデータは、実際に得られたスラグレベルのデータに対し、平均=0となり、かつ、標準偏差=1となるように標準化処理を施すことにより得られたデータである。また、本実施形態に係る時系列クラスタリングに用いられたスラグレベルの時系列データは、それぞれ脱りん処理における吹錬吹止め時から50秒遡った時点までのスラグレベルから得られるデータである(図2A~図2Fにおいて、吹錬時間=50秒の時点が、脱りん処理における吹錬吹止め時に対応しており、吹錬時間=0秒の時点が、吹止め時から50秒遡った時点に対応している。)。この時系列クラスタリングに用いられるスラグレベルの時系列データを選択する時間範囲は、特に限定されず、例えば、当該対象範囲は、実際にレベル計により得られるスラグレベルの時系列データのトレンド、または転炉吹錬設備の操業状態等に基づいて、適宜設定され得る。 2A to 2F are diagrams showing the results of time series clustering performed on time series data at the slag level. 2A to 2F are diagrams respectively showing the results of time-series clustering for clusters corresponding to each categorical variable (No. 1 to 6). The data relating to the slag level shown in each figure was obtained by subjecting the actually obtained slag level data to standardization processing so that the average = 0 and the standard deviation = 1. It is data. Moreover, the time series data of the slag level used for the time series clustering according to the present embodiment is data obtained from the slag level up to the point 50 seconds after the blowing stop in the dephosphorization process (FIG. In FIG. 2A to FIG. 2F, the time point of blowing time = 50 seconds corresponds to the time of blowing blowing in the dephosphorization process, and the time point of blowing time = 0 seconds is a time point that goes back 50 seconds from the time of blowing. Yes.) The time range for selecting the slag level time-series data used for this time-series clustering is not particularly limited. For example, the target range is the trend of the slag level time-series data actually obtained by the level meter, or the transition. It can be set as appropriate based on the operating state of the furnace blowing facility.
 図2A~図2Fにおいて、各図中に存在している折れ線のそれぞれが、ある1回の脱りん処理におけるスラグレベルの経時変化を示している。図2A~図2Fに示すように、スラグレベルの時系列データの類似性が高いデータ同士が、それぞれ同一のクラスタに分類されている。例えば、クラスタNo.2には、スラグレベルの上昇率が高く、かつ中間排滓時におけるスラグレベル(すなわち、脱りん処理における吹錬吹止め時におけるスラグレベル)が高い時系列データが分類されている。一方、クラスタNo.5には、スラグレベルの推移の変化が小さい時系列データが分類されている。 In FIGS. 2A to 2F, each broken line in each figure shows a change with time in the slag level in one dephosphorization process. As shown in FIGS. 2A to 2F, data having high similarity between slag level time-series data are classified into the same cluster. For example, the cluster No. 2 categorizes time-series data having a high slag level increase rate and a high slag level at the time of intermediate waste (that is, a slag level at the time of blowing blowing in the dephosphorization process). On the other hand, the cluster No. 5 classifies time-series data with small changes in the slag level transition.
 このように、予め実行されたクラスタリングにより分類される各クラスタと、脱りん処理における吹錬時に得られるスラグレベルの時系列データとを比較して、最も類似度の高いクラスタを選択し、当該クラスタに対応するカテゴリ変数を、式(4)の説明変数である操業要因Xとして採用することができる。これにより、単に脱りん処理において生じたスラグ量だけではなく、脱りん処理時の吹錬末期におけるスラグフォーミングの傾向を、溶鋼中りん濃度の推定に反映させることができる。スラグフォーミングの傾向の違いは、スラグ成分等のスラグ性状に基づくものと考えられる。したがって、脱りん反応におけるスラグ性状による影響もさらに溶鋼中りん濃度の推定に対して加味されるので、溶鋼中りん濃度の推定精度をさらに向上させることが可能となる。 In this way, each cluster classified by the clustering executed in advance is compared with the time series data of the slag level obtained at the time of blowing in the dephosphorization process, and the cluster having the highest similarity is selected and the cluster is selected. Can be adopted as the operation factor X j which is an explanatory variable of the equation (4). Thereby, not only the amount of slag generated in the dephosphorization process, but also the tendency of slag forming at the end of blowing during the dephosphorization process can be reflected in the estimation of the phosphorus concentration in the molten steel. The difference in slag forming tendency is considered to be based on slag properties such as slag components. Therefore, since the influence of the slag properties in the dephosphorization reaction is further taken into consideration for the estimation of the phosphorus concentration in the molten steel, it is possible to further improve the estimation accuracy of the phosphorus concentration in the molten steel.
 ここで、実際の操業時において、スラグレベルデータのクラスタリング結果を脱りん速度定数kの推定に用いる方法について説明する。まず、過去の操業データから取得される吹錬末期におけるスラグレベルの時系列データに対して、予め時系列クラスタリングを行い、当該時系列データを複数のクラスタに分類しておく。そして、これらのクラスタごとのカテゴリ変数を説明変数の一つとする回帰式(上記式(4))を、クラスタ毎に予め構築しておく。 Here, a method of using the clustering result of the slag level data for estimating the dephosphorization rate constant k in actual operation will be described. First, time-series clustering is performed in advance on time-series data at the slag level at the end of blowing, which is acquired from past operation data, and the time-series data is classified into a plurality of clusters. Then, a regression equation (the above equation (4)) in which the categorical variable for each cluster is one of explanatory variables is constructed in advance for each cluster.
 次に、各クラスタに分類されるスラグレベルの複数の時系列データの、測定点j(j=1~n)における平均値βave,jを、測定点ごとに算出する。測定点とは、当該時系列データの対象範囲における、スラグレベルの測定時点を意味する。例えば、図2A~図2Fに示した各クラスタには、吹止め時点から50秒遡った時点までの各時系列データが分類されている。スラグレベルが1秒ごとに測定されている場合、測定点数は50点となる。 Next, an average value β ave, j at a measurement point j (j = 1 to n) of a plurality of time-series data of slag levels classified into each cluster is calculated for each measurement point. The measurement point means the measurement time point of the slag level in the target range of the time series data. For example, in each cluster shown in FIGS. 2A to 2F, each time series data from the time point of blowing stop to the time point that goes back 50 seconds is classified. When the slag level is measured every second, the number of measurement points is 50 points.
 次いで、脱りん速度定数kを推定する対象である、実際の脱りん処理時におけるスラグレベルの時系列データ(S)を取得し、取得したスラグレベルの時系列データと各クラスタとの類似度として、例えば、当該時系列データSと上記の平均値βave,jとの差分を、クラスタごとに求める。当該差分の最も小さいクラスタを、時系列データ(S)が属するクラスタであると判断して、このクラスタに対応するカテゴリ変数が、操業要因に係る説明変数として用いられる。当該差分としては、公知の任意のものを用いることが可能であるが、当該差分は、例えば、下記式(5)で示す差分二乗和(Sum of Squared Difference:SSD)であってもよい。当該差分は、公知の統計的手法により適宜求められる。 Next, time series data (S j ) of the slag level at the time of actual dephosphorization processing, which is a target for estimating the dephosphorization rate constant k, is acquired, and the similarity between the acquired time series data of the slag level and each cluster For example, the difference between the time series data S j and the average value β ave, j is obtained for each cluster. The cluster having the smallest difference is determined as the cluster to which the time series data (S j ) belongs, and the categorical variable corresponding to this cluster is used as the explanatory variable related to the operation factor. Any known difference can be used as the difference, but the difference may be, for example, a sum of squared difference (SSD) expressed by the following equation (5). The difference is appropriately determined by a known statistical method.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 以上、スラグレベルの時系列データに対して時系列クラスタリングを施して得られるクラスタを識別するカテゴリ変数を、説明変数として用いる場合について、詳細に説明した。 As described above, the case where the categorical variable for identifying the cluster obtained by performing the time series clustering on the slag level time series data is used as the explanatory variable has been described in detail.
 なお、スラグレベルの時系列データに基づく説明変数は、上述した例に限られない。例えば、脱りん処理における吹錬の吹止め時におけるスラグレベル、または吹錬末期におけるスラグレベルの時系列データの中間値もしくは当該時系列データの変化率等が、説明変数として用いられてもよい。 Note that the explanatory variable based on the slag level time-series data is not limited to the example described above. For example, the slag level at the time of blowing stop in the dephosphorization process, the intermediate value of the time series data of the slag level at the end of blowing, the rate of change of the time series data, or the like may be used as the explanatory variable.
 以上、本実施形態に係る溶鋼中りん濃度の推定方法について説明した。 In the above, the estimation method of the phosphorus concentration in the molten steel which concerns on this embodiment was demonstrated.
<<2.本実施形態に係る転炉吹錬システム>>
<2.1.転炉吹錬システムの構成>
 続いて、上記に示した本実施形態に係る溶鋼中りん濃度の推定方法を実現するためのシステムの一例について説明する。図3は、本発明の一実施形態に係る転炉吹錬システム1の構成例を示す図である。図3を参照すると、本実施形態に係る転炉吹錬システム1は、転炉吹錬設備10、転炉吹錬制御装置20、計測制御装置30および操業データベース40を備える。
<< 2. Converter Blowing System According to this Embodiment >>
<2.1. Configuration of converter blowing system>
Then, an example of the system for implement | achieving the estimation method of the phosphorus concentration in molten steel which concerns on this embodiment shown above is demonstrated. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the converter blowing system 1 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the converter blowing system 1 according to this embodiment includes a converter blowing facility 10, a converter blowing control device 20, a measurement control device 30, and an operation database 40.
(転炉吹錬設備)
 転炉吹錬設備10は、転炉11、煙道12、上吹きランス13、サブランス14、排ガス成分分析計101、排ガス流量計102およびレベル計103を備える。転炉吹錬設備10は、例えば、計測制御装置30より出力された制御信号に基づいて、上吹きランス13による溶銑への酸素の供給の開始および停止、サブランス14による溶鋼中の成分濃度および溶鋼温度の測定、冷材の投入、並びに、転炉11による溶銑およびスラグの排滓に関する処理を行う。転炉吹錬設備10には、上吹きランス13に対して酸素を供給するための送酸装置、転炉11に対して冷材を投入するための駆動系を有する冷材投入装置、および転炉11に対して副原料を投入するための駆動系を有する副原料投入装置等、転炉による吹錬に一般的に用いられる各種装置が設けられ得る。
(Converter blowing equipment)
The converter blowing facility 10 includes a converter 11, a flue 12, an upper blowing lance 13, a sub lance 14, an exhaust gas component analyzer 101, an exhaust gas flow meter 102, and a level meter 103. For example, the converter blowing facility 10 starts and stops the supply of oxygen to the hot metal by the top blowing lance 13 based on the control signal output from the measurement control device 30, the component concentration in the molten steel and the molten steel by the sublance 14. Processing relating to temperature measurement, introduction of cold material, and hot metal and slag removal by the converter 11 is performed. The converter blowing equipment 10 includes an acid feeding device for supplying oxygen to the top blowing lance 13, a coolant supply device having a drive system for supplying coolant to the converter 11, and a converter. Various apparatuses generally used for blowing by a converter such as an auxiliary raw material charging apparatus having a drive system for charging auxiliary raw materials to the furnace 11 may be provided.
 転炉11の炉口からは吹錬に用いられる上吹きランス13が挿入されており、送酸装置から送られた酸素15が上吹きランス13を通じて炉内の溶銑に供給される。また、溶銑の撹拌のために、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス等が底吹きガス16として転炉11の底部から導入され得る。転炉11内には、高炉から出銑された溶銑、少量の鉄スクラップ、溶銑(溶鋼)温度を調整するための冷材、および生石灰等のスラグ形成のための副原料が装入/投入される。なお、副原料が粉体である場合、粉体の副原料は、上吹きランス13を通じて酸素15とともに転炉11内に供給されてもよい。 An upper blowing lance 13 used for blowing is inserted from the furnace port of the converter 11, and oxygen 15 sent from the acid feeding device is supplied to the molten iron in the furnace through the upper blowing lance 13. In addition, an inert gas such as nitrogen gas or argon gas can be introduced from the bottom of the converter 11 as the bottom blowing gas 16 for stirring the hot metal. In the converter 11, hot metal discharged from the blast furnace, a small amount of iron scrap, cold material for adjusting the hot metal (molten steel) temperature, and auxiliary materials for slag formation such as quick lime are charged / injected. The When the auxiliary material is powder, the powdered auxiliary material may be supplied into the converter 11 together with the oxygen 15 through the top blowing lance 13.
 一次精錬では、上記化学式(101)に示されるように、溶銑に含まれるりんが、転炉内のスラグに含まれる酸化鉄、および酸化カルシウム含有物質を含む副原料と化学反応することにより(脱りん反応)、スラグに取り込まれる。つまり、吹錬によりスラグの酸化鉄の濃度を増加させることにより、脱りん反応が促進される。 In the primary refining, as shown in the above chemical formula (101), phosphorus contained in the hot metal chemically reacts with iron oxide contained in the slag in the converter and the auxiliary raw material containing the calcium oxide-containing material (desorption). Phosphorus reaction), taken into slag. That is, the dephosphorization reaction is promoted by increasing the iron oxide concentration in the slag by blowing.
 また、一次精錬では、溶銑中の炭素が、上吹きランス13から供給された酸素と酸化反応する(脱炭反応)。これにより、COまたはCOの排ガスが生成される。これらの排ガスは、転炉11から煙道12へ排出される。 In the primary refining, the carbon in the hot metal undergoes an oxidation reaction with oxygen supplied from the top blowing lance 13 (decarburization reaction). Thereby, CO or CO 2 exhaust gas is generated. These exhaust gases are discharged from the converter 11 to the flue 12.
 このように、転炉吹錬では、吹込まれた酸素と、溶銑中の炭素、りん、または珪素等とが反応し、酸化物が生じる。吹錬により生じた酸化物は、排ガスとして排出されるか、またはスラグとして安定化する。吹錬における酸化反応によって炭素が除去されるとともに、りん等がスラグに取り込まれて除去されることにより、低炭素で不純物の少ない鋼が生成される。 In this way, in the converter blowing, the blown oxygen reacts with carbon, phosphorus, silicon, or the like in the hot metal to produce an oxide. The oxide produced by blowing is discharged as exhaust gas or stabilized as slag. Carbon is removed by an oxidation reaction in blowing, and phosphorus and the like are taken into and removed from the slag, thereby producing a steel with low carbon and less impurities.
 また、転炉11の炉口から挿入されるサブランス14は、脱炭処理時に、その先端が所定のタイミングで溶鋼に浸漬され、炭素濃度を含む溶鋼中の成分濃度、および溶鋼温度等を測定するために用いられる。このサブランス14による成分濃度および/または溶鋼温度等の溶鋼データの測定のことを、以下では、「サブランス測定」と呼ぶ。サブランス測定により得られた溶鋼データは、計測制御装置30を介して転炉吹錬制御装置20に送信される。 Moreover, the sublance 14 inserted from the furnace port of the converter 11 is immersed in the molten steel at a predetermined timing during the decarburization process, and measures the component concentration in the molten steel including the carbon concentration, the molten steel temperature, and the like. Used for. The measurement of molten steel data such as the component concentration and / or molten steel temperature by the sublance 14 is hereinafter referred to as “sublance measurement”. Molten steel data obtained by the sublance measurement is transmitted to the converter blowing control device 20 via the measurement control device 30.
 吹錬により発生した排ガスは、転炉11外に設けられる煙道12へと流れる。煙道12には、排ガス成分分析計101、および排ガス流量計102が設けられる。排ガス成分分析計101は、排ガスに含まれる成分を分析する。排ガス成分分析計101は、例えば、排ガスに含まれるCOおよびCOの濃度を分析する。排ガス流量計102は、排ガスの流量を測定する。排ガス成分分析計101および排ガス流量計102は、所定のサンプリング周期(例えば5~10秒周期)で、逐次的に、排ガスの成分分析および流量測定を行う。排ガスの成分分析および流量測定は、少なくとも脱炭処理時に行われるが、上記式(4)に示した回帰式の説明変数として用いられる炉内蓄積酸素量原単位の算出のために、転炉吹錬全体を通して行われることが好ましい。排ガス成分分析計101によって分析された排ガス成分に係るデータ、および排ガス流量計102によって測定された排ガス流量に係るデータ(以下、これらのデータを「排ガスデータ」と呼称する。)は、計測制御装置30を介して転炉吹錬制御装置20に、時系列データとして出力される。なお、転炉吹錬制御装置20が溶鋼中りん濃度を逐次的に推定するためには、この排ガスデータは、逐次、転炉吹錬制御装置20に出力されることが好ましい。 The exhaust gas generated by blowing flows into a flue 12 provided outside the converter 11. The flue 12 is provided with an exhaust gas component analyzer 101 and an exhaust gas flow meter 102. The exhaust gas component analyzer 101 analyzes components contained in the exhaust gas. The exhaust gas component analyzer 101 analyzes, for example, the concentrations of CO and CO 2 contained in the exhaust gas. The exhaust gas flow meter 102 measures the flow rate of the exhaust gas. The exhaust gas component analyzer 101 and the exhaust gas flow meter 102 sequentially perform exhaust gas component analysis and flow rate measurement at a predetermined sampling period (for example, a period of 5 to 10 seconds). The component analysis and flow rate measurement of the exhaust gas are performed at least during the decarburization process. In order to calculate the oxygen storage unit consumption in the furnace used as the explanatory variable of the regression equation shown in the above formula (4), It is preferably performed throughout the smelting. The data relating to the exhaust gas component analyzed by the exhaust gas component analyzer 101 and the data relating to the exhaust gas flow rate measured by the exhaust gas flow meter 102 (hereinafter, these data are referred to as “exhaust gas data”) are measured and controlled. The time series data is output to the converter blowing control device 20 via 30. In order for the converter blowing control device 20 to sequentially estimate the phosphorus concentration in the molten steel, it is preferable that this exhaust gas data is sequentially output to the converter blowing control device 20.
 また、転炉吹錬設備10は、転炉11の開口の近傍において、レベル計103を備える。レベル計103は、転炉吹錬時における転炉11内の溶銑(溶鋼)およびスラグ等の浴面レベルを測定する装置である。なお、本明細書においては、この浴面レベルのことをスラグレベルと称する。 Moreover, the converter blowing facility 10 includes a level meter 103 in the vicinity of the opening of the converter 11. The level meter 103 is a device that measures the bath surface level of molten iron (molten steel), slag, etc. in the converter 11 during converter blowing. In the present specification, this bath surface level is referred to as a slag level.
 レベル計103により得られるスラグレベルは、スラグの滓化状況を反映する情報であり、上記式(4)に示した回帰式の説明変数として、直接的に、または間接的に用いられる。レベル計103は、所定のサンプリング周期(例えば1秒周期)で、逐次スラグレベルの測定を行う。レベル計103により得られたスラグレベルに係るデータは、計測制御装置30を介して転炉吹錬制御装置20に、時系列データとして出力される。 The slag level obtained by the level meter 103 is information reflecting the slag hatching status, and is used directly or indirectly as an explanatory variable of the regression equation shown in the above equation (4). The level meter 103 sequentially measures the slag level at a predetermined sampling period (for example, 1 second period). Data relating to the slag level obtained by the level meter 103 is output as time series data to the converter blowing control device 20 via the measurement control device 30.
 なお、このレベル計103は、例えば、特開2015-110817号公報に開示されているような、マイクロ波射出装置、アンテナ、および演算装置等により実現され得る。上記文献に開示されたレベル計では、マイクロ波射出装置が転炉の内部へマイクロ波を射出し、アンテナが浴面で反射された反射波を検出し、演算装置が、射出されたマイクロ波および検出された反射波に基づいて、浴面レベルを計測する。 Note that the level meter 103 can be realized by, for example, a microwave emission device, an antenna, an arithmetic device, and the like as disclosed in JP-A-2015-110817. In the level meter disclosed in the above document, the microwave injection device emits the microwave into the converter, the antenna detects the reflected wave reflected by the bath surface, and the arithmetic unit detects the emitted microwave and Based on the detected reflected wave, the bath surface level is measured.
(転炉吹錬制御装置)
 転炉吹錬制御装置20は、データ取得部201、クラスタ決定部202、クラスタリング実行部203、りん濃度推定部204、転炉吹錬データベース21および入出力部22を備える。転炉吹錬制御装置20は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ストレージおよび通信装置等のハードウェア構成を備え、これらのハードウェア構成によって、データ取得部201、クラスタ決定部202、クラスタリング実行部203、りん濃度推定部204および転炉吹錬データベース21の各機能が実現される。また、入出力部22は、キーボード、マウス、またはタッチパネル等の入力装置、ディスプレイ、またはプリンタ等の出力装置、および通信装置により実現される。
(Converter Blowing Control Device)
The converter blowing control device 20 includes a data acquisition unit 201, a cluster determination unit 202, a clustering execution unit 203, a phosphorus concentration estimation unit 204, a converter blowing database 21 and an input / output unit 22. The converter blowing control device 20 includes hardware configurations such as a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a storage, and a communication device. The functions of the acquisition unit 201, the cluster determination unit 202, the clustering execution unit 203, the phosphorus concentration estimation unit 204, and the converter blowing database 21 are realized. The input / output unit 22 is realized by an input device such as a keyboard, a mouse, or a touch panel, an output device such as a display or a printer, and a communication device.
 転炉吹錬制御装置20は、転炉吹錬データベース21に格納されている各種データ、排ガス成分分析計101および排ガス流量計102から取得される排ガスデータ、サブランス14から取得される溶鋼データ、およびレベル計103から取得されるスラグレベルに係るデータ(すなわち、スラグレベルの時系列データ)を入力値として、溶鋼中りん濃度を推定する。溶鋼中りん濃度は、転炉吹錬制御装置20の各機能部が有する機能により推定される。また、転炉吹錬制御装置20は、推定された溶鋼中りん濃度を、転炉吹錬における操業の制御に用いてもよい。例えば、推定された溶鋼中りん濃度が、目標データ212の一つとして格納されている目標溶鋼中りん濃度を超えていると判断された場合、転炉吹錬制御装置20は、溶鋼中りん濃度が目標溶鋼中りん濃度を下回るように、転炉吹錬の操業条件を変更し得る。このように、溶鋼中りん濃度を高精度で推定することができれば、一次精錬により得られる溶鋼の品質を高く維持することができる。 The converter blowing control device 20 includes various data stored in the converter blowing database 21, exhaust gas data acquired from the exhaust gas component analyzer 101 and the exhaust gas flow meter 102, molten steel data acquired from the sublance 14, and Using the data relating to the slag level acquired from the level meter 103 (that is, time series data of the slag level) as an input value, the phosphorus concentration in the molten steel is estimated. The phosphorus concentration in the molten steel is estimated by the function of each functional unit of the converter blowing control device 20. Moreover, the converter blowing control apparatus 20 may use the estimated phosphorus concentration in molten steel for control of the operation in converter blowing. For example, when it is determined that the estimated phosphorus concentration in the molten steel exceeds the target phosphorus concentration in the molten steel stored as one of the target data 212, the converter blowing control device 20 determines the phosphorus concentration in the molten steel. However, the operating conditions of the converter blowing can be changed so that the phosphorus concentration is lower than the target phosphorus concentration in the molten steel. Thus, if the phosphorus concentration in molten steel can be estimated with high accuracy, the quality of the molten steel obtained by primary refining can be maintained high.
 なお、本実施形態に係る転炉吹錬制御装置20の各機能部が有する具体的な機能については、後述する。 In addition, the specific function which each function part of the converter blowing control apparatus 20 which concerns on this embodiment has is mentioned later.
 また、転炉吹錬制御装置20は、例えば、転炉11への酸素の吹込み、並びに冷材および副原料の投入等の溶銑予備処理に関するプロセス全体を制御する機能を有する。また、例えば、転炉吹錬制御装置20は、一般的なスタティック制御において行われている、吹錬開始前に所定の数式モデル等を用いて転炉11への吹込み酸素量、冷材の投入量(以降、冷材量と呼称する)および副原料の投入量等を決定する機能等を有する。また、例えば、転炉吹錬制御装置20は、一般的なダイナミック制御において行われているサブランス測定について、その測定対象や測定タイミング等を制御する機能を有する。 Also, the converter blowing control device 20 has a function of controlling the entire process related to hot metal pretreatment such as oxygen injection into the converter 11 and the introduction of cold materials and auxiliary materials. Further, for example, the converter blowing control device 20 is performed in general static control, and the amount of oxygen blown into the converter 11 and the amount of cold material before the start of blowing using a predetermined mathematical model or the like. It has a function of determining an input amount (hereinafter referred to as a cold material amount), an input amount of auxiliary materials, and the like. Further, for example, the converter blowing control device 20 has a function of controlling a measurement object, a measurement timing, and the like for sublance measurement performed in general dynamic control.
 図示しない各機能における具体的な処理(例えば、上述した、冷材および副原料投入の制御方法、スタティック制御において吹錬開始前に吹込み酸素量や各種冷材および副原料の投入量等を決定する方法、並びにサブランス測定の制御方法)としては、各種の公知の方法が適用され得るため、ここでは詳細な説明は省略する。 Specific processing in each function (not shown) (for example, the control method for charging the cold material and the auxiliary material described above, the amount of injected oxygen, the input amount of various cold materials and the auxiliary material, etc. before the start of blowing in the static control) Since various known methods can be applied as the method for controlling the sublance measurement and the control method for the lance measurement, detailed description thereof is omitted here.
 転炉吹錬データベース21は、転炉吹錬制御装置20において用いられる各種データを格納するデータベースであり、ストレージ等の記憶装置により実現される。転炉吹錬データベース21は、例えば、図3に示したように、溶銑データ211、目標データ212、およびパラメータ213等を格納する。これらのデータは、不図示の入力装置や通信装置を介して追加、更新、変更、または削除されてもよい。例えば、後述する操業データベース40に格納されている各種データのうち転炉吹錬に用いられるデータが、転炉吹錬データベース21に追加されてもよい。転炉吹錬データベース21に記憶されている各種データは、データ取得部201により呼び出される。なお、本実施形態に係る転炉吹錬データベース21を有する記憶装置は、図3に示すように転炉吹錬制御装置20と一体となって構成されているが、他の実施形態においては、転炉吹錬データベース21を有する記憶装置は、転炉吹錬制御装置20とは分離された構成であってもよい。 The converter blowing database 21 is a database that stores various data used in the converter blowing control device 20, and is realized by a storage device such as a storage. The converter blowing database 21 stores, for example, hot metal data 211, target data 212, parameters 213, and the like, as shown in FIG. These data may be added, updated, changed, or deleted via an input device or a communication device (not shown). For example, data used for converter blowing may be added to the converter blowing database 21 among various data stored in an operation database 40 described later. Various data stored in the converter blowing database 21 is called by the data acquisition unit 201. In addition, although the memory | storage device which has the converter blowing database 21 which concerns on this embodiment is comprised integrally with the converter blowing control apparatus 20 as shown in FIG. 3, in other embodiment, The storage device having the converter blowing database 21 may be separated from the converter blowing control device 20.
 溶銑データ211は、転炉11内の溶銑に関する各種のデータである。例えば、溶銑データ211には、溶銑についての情報(チャージごとの初期の溶銑重量、溶銑成分(炭素、りん、珪素、鉄、マンガン等)の濃度、溶銑温度、溶銑率等)が含まれる。溶銑データ211には、その他にも、一般的に溶銑予備処理および脱炭処理において用いられる各種の情報(例えば、副原料および冷材の投入についての情報(副原料および冷材量についての情報)、サブランス測定についての情報(測定対象や測定タイミング等についての情報)、吹込み酸素量についての情報等)が含まれ得る。目標データ212には、脱りん処理後、脱炭処理後、およびサブランス測定時等における溶銑中(溶鋼中)の目標成分濃度および目標温度などのデータが含まれる。パラメータ213は、クラスタ決定部202およびりん濃度推定部204において用いられる各種のパラメータである。例えば、パラメータ213には、操業要因を説明変数とする回帰式におけるパラメータ、およびりん濃度を推定するためのパラメータ(脱りん速度定数等)が含まれる。 The hot metal data 211 is various data relating to the hot metal in the converter 11. For example, the hot metal data 211 includes information about the hot metal (initial hot metal weight for each charge, concentration of hot metal components (carbon, phosphorus, silicon, iron, manganese, etc.), hot metal temperature, hot metal ratio, etc.). In addition to the hot metal data 211, various other information generally used in hot metal preliminary treatment and decarburization processing (for example, information on the addition of auxiliary materials and cold materials (information on the amounts of auxiliary materials and cold materials)) , Information about the sublance measurement (information about the measurement target, measurement timing, etc.), information about the amount of oxygen blown in, etc. can be included. The target data 212 includes data such as target component concentration and target temperature in hot metal (in molten steel) after dephosphorization, after decarburization, and during sublance measurement. The parameter 213 is various parameters used in the cluster determination unit 202 and the phosphorus concentration estimation unit 204. For example, the parameter 213 includes a parameter in a regression equation having an operation factor as an explanatory variable, and a parameter (such as a dephosphorization rate constant) for estimating a phosphorus concentration.
 入出力部22は、例えば、りん濃度推定部204による溶鋼中りん濃度の推定結果等を取得し、各種出力装置に出力する機能を有する。例えば、入出力部22は、推定された溶鋼中りん濃度をオペレータに表示させてもよい。また、転炉吹錬制御装置20が推定された溶鋼中りん濃度に基づいて転炉吹錬制御を行う場合、入出力部22は、推定された溶鋼中りん濃度に基づく転炉吹錬に係る指示を、計測制御装置30に出力してもよい。この場合、当該指示は、転炉吹錬制御装置20の有する転炉吹錬制御に係る機能により自動的に生成される指示であってもよいし、表示された溶鋼中りん濃度(推定値)に係る情報を閲覧したオペレータの操作により入力される指示であってもよい。また、入出力部22は、転炉吹錬データベース21に格納されている各種データを追加、更新、変更、または削除するための入力インタフェースの機能を有してもよい。また、入出力部22は、データ取得部201により取得された各種データ、クラスタ決定部202による決定結果、およびりん濃度推定部204による推定結果を、操業データベース40に出力してもよい。 The input / output unit 22 has a function of acquiring, for example, an estimation result of the phosphorus concentration in molten steel by the phosphorus concentration estimating unit 204 and outputting the result to various output devices. For example, the input / output unit 22 may display the estimated phosphorus concentration in the molten steel to the operator. In addition, when the converter blowing control device 20 performs converter blowing control based on the estimated phosphorus concentration in molten steel, the input / output unit 22 relates to converter blowing based on the estimated phosphorus concentration in molten steel. The instruction may be output to the measurement control device 30. In this case, the instruction may be an instruction that is automatically generated by a function related to the converter blowing control of the converter blowing control device 20, or the displayed phosphorus concentration in the molten steel (estimated value). The instruction may be input by an operation of an operator who has browsed the information. The input / output unit 22 may have an input interface function for adding, updating, changing, or deleting various data stored in the converter blowing database 21. Further, the input / output unit 22 may output the various data acquired by the data acquisition unit 201, the determination result by the cluster determination unit 202, and the estimation result by the phosphorus concentration estimation unit 204 to the operation database 40.
(計測制御装置)
 計測制御装置30は、CPU、ROM、RAM、ストレージおよび通信装置等のハードウェア構成を備える。計測制御装置30は、転炉吹錬設備10の備える各装置と通信し、転炉吹錬設備10の全体の動作を制御する機能を有する。例えば、計測制御装置30は、転炉吹錬制御装置20からの指示に応じて、中間排滓処理のための転炉11の傾動、転炉11への冷材および副原料の投入、上吹きランス13の酸素15の吹込み、並びにサブランス14の溶鋼への浸漬およびサブランス測定等に係る操作を制御する。また、計測制御装置30は、排ガス成分分析計101、排ガス流量計102、レベル計103およびサブランス14等の転炉吹錬設備10の各装置から得られたデータを取得して、転炉吹錬制御装置20に送信する。
(Measurement control device)
The measurement control device 30 includes a hardware configuration such as a CPU, ROM, RAM, storage, and communication device. The measurement control device 30 communicates with each device provided in the converter blowing facility 10 and has a function of controlling the entire operation of the converter blowing facility 10. For example, the measurement control device 30 tilts the converter 11 for intermediate waste treatment, inputs the cooling material and auxiliary materials to the converter 11, and blows up the top in response to an instruction from the converter blowing control device 20. The operation related to the injection of oxygen 15 into the lance 13 and the immersion of the sublance 14 into the molten steel and the measurement of the sublance are controlled. In addition, the measurement control device 30 acquires data obtained from each device of the converter blowing facility 10 such as the exhaust gas component analyzer 101, the exhaust gas flow meter 102, the level meter 103, the sublance 14, and the like, It transmits to the control apparatus 20.
(操業データベース)
 操業データベース40は、ストレージ等の記憶装置により実現されるデータベースであり、転炉吹錬の操業に係る各種データを格納するデータベースである。当該各種データは、データ取得部201により取得された転炉吹錬設備10の各装置から得られるデータ、並びにクラスタ決定部202による決定結果、およびりん濃度推定部204による推定結果を含む。本実施形態に係る操業データベース40は、レベル計103により測定されたスラグレベルに係るデータ(すなわち、スラグレベルの時系列データ)を操業ごとに蓄積する。また、本実施形態に係る操業データベース40は、操業ごとのスラグレベルの時系列データをクラスタリング実行部203に出力する。なお、本実施形態に係る操業データベース40を有する記憶装置は、図3に示すように転炉吹錬制御装置20とは分離されて構成されているが、他の実施形態においては、操業データベース40を有する記憶装置は、転炉吹錬制御装置20と一体になった構成であってもよい。
(Operation database)
The operation database 40 is a database realized by a storage device such as a storage, and is a database that stores various data related to the operation of the converter blowing. The various data includes data obtained from each device of the converter blowing facility 10 acquired by the data acquisition unit 201, a determination result by the cluster determination unit 202, and an estimation result by the phosphorus concentration estimation unit 204. The operation database 40 according to the present embodiment accumulates data relating to the slag level measured by the level meter 103 (that is, time series data of the slag level) for each operation. Further, the operation database 40 according to the present embodiment outputs slag level time-series data for each operation to the clustering execution unit 203. In addition, although the memory | storage device which has the operation database 40 which concerns on this embodiment is comprised separately from the converter blowing control apparatus 20, as shown in FIG. 3, in other embodiment, the operation database 40 is comprised. The storage device having the structure may be integrated with the converter blowing control device 20.
<2.2.各機能部の構成および機能>
 次に、本実施形態に係る転炉吹錬制御装置20の各機能部の構成および機能について、説明する。
<2.2. Configuration and function of each functional unit>
Next, the configuration and function of each functional unit of the converter blowing control device 20 according to the present embodiment will be described.
 再度図3を参照すると、本実施形態に係る転炉吹錬制御装置20には、データ取得部201、クラスタ決定部202、クラスタリング実行部203およびりん濃度推定部204の各機能部が備えられる。 Referring again to FIG. 3, the converter blowing control apparatus 20 according to the present embodiment includes the functional units of a data acquisition unit 201, a cluster determination unit 202, a clustering execution unit 203, and a phosphorus concentration estimation unit 204.
(データ取得部)
 データ取得部201は、溶鋼中りん濃度を推定するための各種データを取得する。例えば、データ取得部201は、転炉吹錬データベース21に記憶されている溶銑データ211、目標データ212およびパラメータ213を取得する。すなわち、データ取得部201は、溶銑データ取得部としての機能を有する。これらのデータは、遅くとも、りん濃度推定部204による溶鋼中りん濃度の推定処理が開始される前に取得される。本実施形態に係るデータ取得部201は、転炉吹錬データベース21に記憶されている各種データを、転炉吹錬開始前に取得する。
(Data acquisition unit)
The data acquisition unit 201 acquires various data for estimating the phosphorus concentration in molten steel. For example, the data acquisition unit 201 acquires hot metal data 211, target data 212, and parameters 213 stored in the converter blowing database 21. That is, the data acquisition unit 201 has a function as a hot metal data acquisition unit. These data are acquired at the latest before the estimation process of the phosphorus concentration in molten steel by the phosphorus concentration estimating unit 204 is started. The data acquisition unit 201 according to the present embodiment acquires various data stored in the converter blowing database 21 before the start of converter blowing.
 また、データ取得部201は、排ガス成分分析計101および排ガス流量計102から出力される排ガスデータを取得する。すなわち、データ取得部201は、排ガスデータ取得部としての機能を有する。取得される排ガスデータは、時系列データである。本実施形態に係るデータ取得部201は、排ガス成分分析計101および排ガス流量計102が逐次的に測定する排ガスデータを逐次的に取得する。なお、他の実施形態においては、データ取得部201は、当該排ガスデータを、脱りん処理後に一括して取得してもよい。 Further, the data acquisition unit 201 acquires exhaust gas data output from the exhaust gas component analyzer 101 and the exhaust gas flow meter 102. That is, the data acquisition unit 201 has a function as an exhaust gas data acquisition unit. The acquired exhaust gas data is time series data. The data acquisition unit 201 according to the present embodiment sequentially acquires exhaust gas data that the exhaust gas component analyzer 101 and the exhaust gas flow meter 102 sequentially measure. In other embodiments, the data acquisition unit 201 may acquire the exhaust gas data collectively after the dephosphorization process.
 また、データ取得部201は、レベル計103から出力されるスラグレベルに係るデータを取得する。すなわち、データ取得部201は、スラグレベルデータ取得部としての機能を有する。取得されるスラグレベルに係るデータは時系列データである。スラグレベルの取得は、脱りん処理時に行われる。本実施形態に係るデータ取得部201は、脱りん処理時にレベル計103が逐次的に測定するスラグレベルに係るデータを逐次的に取得する。なお、他の実施形態においては、データ取得部201は、当該スラグレベルに係るデータを、脱りん処理後に一括して取得してもよい。 In addition, the data acquisition unit 201 acquires data relating to the slag level output from the level meter 103. That is, the data acquisition unit 201 has a function as a slag level data acquisition unit. The data related to the acquired slag level is time series data. The slag level is acquired during the dephosphorization process. The data acquisition unit 201 according to the present embodiment sequentially acquires data related to the slag level that the level meter 103 sequentially measures during the dephosphorization process. In other embodiments, the data acquisition unit 201 may acquire data related to the slag level in a lump after dephosphorization processing.
 また、データ取得部201は、脱炭処理時にサブランス14によるサブランス測定により得られる溶鋼データを取得する。すなわち、データ取得部201は、溶鋼データ取得部としての機能を有する。 Further, the data acquisition unit 201 acquires molten steel data obtained by sublance measurement by the sublance 14 during the decarburization process. That is, the data acquisition unit 201 has a function as a molten steel data acquisition unit.
 なお、データ取得部201は、上述した各種データ以外にも、脱りん処理、中間排滓処理および脱炭処理に係るデータを取得する。データ取得部201は、転炉吹錬設備10に備えられる各種装置から出力されるデータを、計測制御装置30を介して取得する。 In addition, the data acquisition part 201 acquires the data which concern on a dephosphorization process, an intermediate | middle waste disposal process, and a decarburization process besides the various data mentioned above. The data acquisition unit 201 acquires data output from various devices provided in the converter blowing facility 10 via the measurement control device 30.
 データ取得部201は、取得したデータをクラスタ決定部202およびりん濃度推定部204に出力する。また、データ取得部201で取得されたデータは操業データベース40に格納される。 The data acquisition unit 201 outputs the acquired data to the cluster determination unit 202 and the phosphorus concentration estimation unit 204. The data acquired by the data acquisition unit 201 is stored in the operation database 40.
(クラスタ決定部、クラスタリング実行部)
 クラスタ決定部202は、クラスタリング実行部203により取り出される複数のクラスタのうち、データ取得部201から取得したスラグレベルの時系列データについて最も類似度の高いクラスタを決定する。ここで、類似度の算出方法については、特に限定されず、公知の各種の方法を適宜利用することができる。かかる類似度として、例えば上記のように、着目しているスラグレベルの時系列データと、各クラスタとの差分二乗和を用いることができる。クラスタ決定部202により決定されたクラスタに対応するカテゴリ変数は、りん濃度推定部204に出力される。当該カテゴリ変数は、りん濃度推定部204による推定に用いられる式(4)に示した回帰式の説明変数である操業要因Xとして用いられる。
(Cluster determination unit, clustering execution unit)
The cluster determination unit 202 determines the cluster having the highest similarity among the slag level time-series data acquired from the data acquisition unit 201 among the plurality of clusters extracted by the clustering execution unit 203. Here, the method of calculating the similarity is not particularly limited, and various known methods can be used as appropriate. As such similarity, for example, as described above, the time-series data of the slag level of interest and the sum of squared differences between each cluster can be used. The categorical variable corresponding to the cluster determined by the cluster determination unit 202 is output to the phosphorus concentration estimation unit 204. The categorical variable is used as an operation factor X j that is an explanatory variable of the regression equation shown in Expression (4) used for estimation by the phosphorus concentration estimation unit 204.
 また、クラスタリング実行部203は、操業データベース40から取得した過去の操業におけるスラグレベルの時系列データに対してクラスタリングを行い、複数のクラスタを取り出す。クラスタリング実行部203により取り出されたクラスタに係る情報は、クラスタ決定部202に出力される。また、当該クラスタに係る情報は、操業データベース40に出力されてもよい。また、クラスタリング実行部203は、操業データベース40に格納されている過去の操業におけるスラグレベルの時系列データが更新された場合に、適宜クラスタリングを実行してもよい。 Further, the clustering execution unit 203 performs clustering on the slag level time-series data in the past operation acquired from the operation database 40, and extracts a plurality of clusters. Information relating to the cluster extracted by the clustering execution unit 203 is output to the cluster determination unit 202. In addition, information regarding the cluster may be output to the operation database 40. Further, the clustering execution unit 203 may appropriately perform clustering when the time series data of the slag level in the past operation stored in the operation database 40 is updated.
 なお、他の実施形態において上記カテゴリ変数を説明変数として用いない場合、クラスタ決定部202およびクラスタリング実行部203は、転炉吹錬制御装置20に含まれなくてもよい。 In addition, when not using the said categorical variable as an explanatory variable in other embodiment, the cluster determination part 202 and the clustering execution part 203 may not be included in the converter blowing control apparatus 20. FIG.
(りん濃度推定部)
 りん濃度推定部204は、データ取得部201から出力された各種データ、およびクラスタ決定部202から出力されたクラスタを識別する変数であるカテゴリ変数を用いて、脱りん速度定数kおよび溶鋼中りん濃度を推定する。具体的には、りん濃度推定部204は、まず、上記の各種データおよびカテゴリ変数を説明変数として、上記式(4)に示す回帰式に代入することにより、脱りん速度定数kを算出する。そして、りん濃度推定部204は、上記式(2)に算出した脱りん速度定数kを代入することにより、溶鋼中りん濃度を推定する。りん濃度推定部204は、サブランス14によるサブランス測定以降(すなわち、データ取得部201による溶鋼データの取得の開始以降)、逐次的に脱りん速度定数kおよび溶鋼中りん濃度を推定する。すなわち、サブランス測定以降、脱炭処理の吹止め時(終点時)までの範囲における脱りん速度定数kおよび溶鋼中りん濃度が、りん濃度推定部204により推定される。
(Phosphorus concentration estimation part)
The phosphorus concentration estimation unit 204 uses the various data output from the data acquisition unit 201 and the categorical variable that is a variable for identifying the cluster output from the cluster determination unit 202, and uses the dephosphorization rate constant k and the phosphorus concentration in molten steel. Is estimated. Specifically, the phosphorus concentration estimation unit 204 first calculates the dephosphorization rate constant k by substituting the above various data and categorical variables as explanatory variables into the regression equation shown in the above equation (4). And the phosphorus concentration estimation part 204 estimates the phosphorus concentration in molten steel by substituting the dephosphorization rate constant k calculated to the said Formula (2). The phosphorus concentration estimation unit 204 sequentially estimates the dephosphorization rate constant k and the phosphorus concentration in the molten steel after the sublance measurement by the sublance 14 (that is, after the start of the acquisition of the molten steel data by the data acquisition unit 201). That is, the phosphorus concentration estimation unit 204 estimates the dephosphorization rate constant k and the phosphorus concentration in the molten steel in the range from the sublance measurement to the time when the decarburization treatment is stopped (at the end point).
 以上、図3を参照して、本実施形態に係る転炉吹錬制御装置20の各機能部の構成および機能について説明した。なお、図3には示されていないが、転炉吹錬制御装置20は、操作量算出部をさらに備えてもよい。操作量算出部は、りん濃度推定部204により推定された溶鋼中りん濃度に基づいて、脱炭処理における吹込み酸素量もしくは冷材量、または上吹きランス高さ等の操作量を算出してもよい。操作量算出部の機能は、例えば、上記特許文献1に開示されている機能と同一であってもよい。本実施形態に係るりん濃度推定部204により推定される溶鋼中りん濃度は、上記特許文献1に開示された技術により推定される溶鋼中りん濃度よりも精度が高い。そのため、操作量算出部により算出される操作量の信頼度も高いので、実際の溶鋼中りん濃度を、目標溶鋼中りん濃度により近づけることが可能となる。 The configuration and function of each functional unit of the converter blowing control device 20 according to the present embodiment has been described above with reference to FIG. Although not shown in FIG. 3, the converter blowing control device 20 may further include an operation amount calculation unit. Based on the phosphorus concentration in the molten steel estimated by the phosphorus concentration estimation unit 204, the operation amount calculation unit calculates an operation amount such as the amount of blown oxygen or cold material in the decarburization process, or the top blow lance height. Also good. The function of the operation amount calculation unit may be the same as the function disclosed in Patent Document 1, for example. The phosphorus concentration in molten steel estimated by the phosphorus concentration estimating unit 204 according to the present embodiment is higher in accuracy than the phosphorus concentration in molten steel estimated by the technique disclosed in Patent Document 1. Therefore, since the reliability of the operation amount calculated by the operation amount calculation unit is high, the actual phosphorus concentration in molten steel can be made closer to the target phosphorus concentration in molten steel.
<<3.溶鋼中りん濃度推定方法のフロー>>
 図4は、本実施形態に係る転炉吹錬システム1による溶鋼中りん濃度推定方法のフローチャートの一例を示す図である。図4を参照しながら、本実施形態に係る転炉吹錬システム1による溶鋼中りん濃度推定方法のフローについて説明する。なお、図4に示す各処理は、図3に示す転炉吹錬制御装置20によって実行される各処理に対応している。そのため、図4に示す各処理の詳細については省略し、各処理の概要を説明するに留める。
<< 3. Flow of estimation method for phosphorus concentration in molten steel >>
FIG. 4 is a diagram showing an example of a flowchart of a method for estimating phosphorus concentration in molten steel by the converter blowing system 1 according to the present embodiment. The flow of the method for estimating the phosphorus concentration in molten steel by the converter blowing system 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG. In addition, each process shown in FIG. 4 respond | corresponds to each process performed by the converter blowing control apparatus 20 shown in FIG. Therefore, details of each process shown in FIG. 4 are omitted, and only an outline of each process is described.
 本実施形態に係る溶鋼中りん濃度推定方法では、まず、転炉吹錬開始前に、転炉吹錬データベース21に格納されたデータ等の各種データが取得される(ステップS101)。具体的には、ステップS101では、データ取得部201は、溶銑データ211、目標データ212、およびパラメータ213を取得する。 In the molten steel phosphorus concentration estimation method according to the present embodiment, first, various data such as data stored in the converter blowing database 21 are acquired before the start of converter blowing (step S101). Specifically, in step S101, the data acquisition unit 201 acquires hot metal data 211, target data 212, and parameters 213.
 次に、脱りん処理時および中間排滓処理時において、脱りん処理および中間排滓処理に係るデータが取得される(ステップS103)。具体的には、ステップS103では、データ取得部201は、レベル計103により測定されたスラグレベルに係るデータをレベル計103から逐次的に取得する。 Next, data related to the dephosphorization process and the intermediate evacuation process is acquired during the dephosphorization process and the intermediate evacuation process (step S103). Specifically, in step S <b> 103, the data acquisition unit 201 sequentially acquires data related to the slag level measured by the level meter 103 from the level meter 103.
 次に、ステップS103において取得された脱りん処理時のスラグレベルの時系列データに基づいて、操業要因として用いられるクラスタが決定される(ステップS105)。具体的には、ステップS105では、クラスタ決定部202は、本チャージの脱りん処理時のスラグレベルの時系列データについて、クラスタリング実行部203により取り出された各クラスタのうち最も類似度の高いクラスタを決定する。ここで決定されたクラスタに対応するカテゴリ変数が、りん濃度推定部204に出力される。 Next, a cluster to be used as an operation factor is determined based on the slag level time-series data at the time of dephosphorization acquired in step S103 (step S105). Specifically, in step S105, the cluster determination unit 202 selects the cluster having the highest similarity among the clusters extracted by the clustering execution unit 203 for the slag level time-series data during the dephosphorization process of the main charge. decide. The categorical variable corresponding to the cluster determined here is output to the phosphorus concentration estimation unit 204.
 次に、脱炭処理に係るデータが取得される(ステップS107)。具体的には、ステップS107では、データ取得部201は、排ガス成分分析計101および排ガス流量計102によって測定された排ガスデータを、排ガス成分分析計101および排ガス流量計102から逐次的に取得する。排ガスデータの取得は、脱炭処理の開始時から終点時まで連続的に行われる。また、サブランス測定が行われるタイミングにおいては、データ取得部201は、溶鋼データを取得する。 Next, data related to the decarburization process is acquired (step S107). Specifically, in step S107, the data acquisition unit 201 sequentially acquires exhaust gas data measured by the exhaust gas component analyzer 101 and the exhaust gas flow meter 102 from the exhaust gas component analyzer 101 and the exhaust gas flow meter 102. The acquisition of the exhaust gas data is continuously performed from the start of the decarburization process to the end point. In addition, at the timing when the lance measurement is performed, the data acquisition unit 201 acquires molten steel data.
 本実施形態に係る溶鋼中りん濃度の推定方法において、サブランス測定が既に行われているか否かによって、その後の処理が変化する(ステップS109)。サブランス測定がまだ行われていない場合(S109/NO)、溶鋼中りん濃度の推定は行われず、繰り返し排ガスデータ等の脱炭処理に係るデータが取得される(ステップS107)。一方、サブランス測定が既に行われている場合(S109/YES)、溶鋼中りん濃度の推定が行われる(ステップS111)。具体的には、りん濃度推定部204は、データ取得部201により取得された各種データを用いて、まず、サブランス測定時の脱りん速度定数kおよび溶鋼中りん濃度の推定を行う。これは、サブランス測定で得られる溶鋼温度実績値および溶鋼中炭素濃度実績値が、脱りん速度定数kの推定の高精度化により有効であるためである。より詳細には、まず、サブランス測定で得られる溶鋼温度実績値および溶鋼中炭素濃度実績値を含む各種データに基づく説明変数を上記式(4)の回帰式に代入することにより、脱りん速度定数kを得る。次に、得られた脱りん速度定数kが脱りん処理開始時からサブランス測定時まで同一の値であるとみなして、溶銑りん濃度をりん濃度初期値[P]iniとし、かつ、脱りん処理開始からサブランス測定時までの経過時間をtとして上記式(2)に代入することにより、サブランス測定時のりん濃度[P]を求める。このように、サブランス測定時に推定された脱りん速度定数kを用いて脱りん処理開始からサブランス測定時におけるりん濃度を推定しても、下記実施例に示すように、十分な精度でりん濃度を推定可能であるので、実用上の問題はない。 In the method for estimating the phosphorus concentration in molten steel according to the present embodiment, the subsequent processing changes depending on whether or not the sublance measurement has already been performed (step S109). When the sublance measurement has not been performed yet (S109 / NO), the phosphorus concentration in the molten steel is not estimated, and data relating to decarburization processing such as repeated exhaust gas data is acquired (step S107). On the other hand, when the sublance measurement has already been performed (S109 / YES), the phosphorus concentration in the molten steel is estimated (step S111). Specifically, the phosphorus concentration estimation unit 204 first estimates the dephosphorization rate constant k and the phosphorus concentration in the molten steel at the time of sublance measurement using various data acquired by the data acquisition unit 201. This is because the molten steel temperature actual value and the molten steel carbon concentration actual value obtained by the sublance measurement are effective by increasing the accuracy of the estimation of the dephosphorization rate constant k. More specifically, first, by substituting explanatory variables based on various data including actual molten steel temperature values and actual carbon concentration actual values obtained by sublance measurement into the regression equation of the above equation (4), a dephosphorization rate constant. k. Next, assuming that the obtained dephosphorization rate constant k is the same value from the start of the dephosphorization process to the time of the sublance measurement, the molten iron phosphorus concentration is set to the phosphorus concentration initial value [P] ini , and the dephosphorization process is performed. By substituting the elapsed time from the start to the sublance measurement time to t in the above equation (2), the phosphorus concentration [P] at the sublance measurement time is obtained. Thus, even if the phosphorus concentration at the time of the sublance measurement is estimated from the start of the dephosphorization process using the dephosphorization rate constant k estimated at the time of the sublance measurement, the phosphorus concentration can be obtained with sufficient accuracy as shown in the following examples. Since it can be estimated, there is no practical problem.
 サブランス測定以降脱炭処理が終了する時点まで、上記のサブランス測定時の溶鋼中りん濃度推定値を初期値として、上記式(4)による脱りん速度定数kの推定と、推定されたkを用いた、上記式(2)による溶鋼中りん濃度の推定は、繰り返し行われる(ステップS113)。具体的には、脱炭処理が終了していない場合(S113/NO)、ステップS107~ステップS111に係る処理が繰り返し行われる。一方、脱炭処理が終了した場合(S113/YES)、本実施形態に係る溶鋼中りん濃度の推定処理を終了する。 From the measurement of the sublance until the end of the decarburization process, using the estimated phosphorus concentration in the molten steel at the time of the sublance measurement as an initial value, the estimation of the dephosphorization rate constant k by the above equation (4) and the estimated k are used. The estimation of the phosphorus concentration in the molten steel by the above equation (2) is repeatedly performed (step S113). Specifically, when the decarburization process is not completed (S113 / NO), the processes according to steps S107 to S111 are repeatedly performed. On the other hand, when the decarburization process is finished (S113 / YES), the estimation process of the phosphorus concentration in the molten steel according to the present embodiment is finished.
 以上、図4を参照して、本実施形態に係る溶鋼中りん濃度の推定方法のフローについて説明した。なお、図4に示した本実施形態に係る溶鋼中りん濃度の推定方法に係るフローチャートに示したステップは、あくまでも一例にすぎない。 The flow of the method for estimating the phosphorus concentration in molten steel according to this embodiment has been described above with reference to FIG. In addition, the step shown in the flowchart which concerns on the estimation method of the phosphorus concentration in molten steel which concerns on this embodiment shown in FIG. 4 is only an example to the last.
 例えば、ステップS101~ステップS105に係る処理が実行されるタイミングは、ステップS111における溶鋼中りん濃度の推定処理が開始される以前であれば、特に限定されない。具体的には、他の実施形態において、データ取得部201が排ガスデータおよびスラグレベルに係るデータを一括して各種装置から取得する場合、ステップS101およびステップS103におけるデータの取得処理、並びにS105におけるクラスタの決定処理は、ステップS111における溶鋼中りん濃度の推定処理が開始される以前に完了していればよい。ステップS111における溶鋼中りん濃度の推定処理の開始時に溶鋼中りん濃度の推定に用いられるデータがそろっていれば十分だからである。 For example, the timing at which the processes according to steps S101 to S105 are executed is not particularly limited as long as the process for estimating the phosphorus concentration in molten steel in step S111 is started. Specifically, in another embodiment, when the data acquisition unit 201 acquires exhaust gas data and slag level data collectively from various devices, the data acquisition processing in step S101 and step S103, and the cluster in S105 This determination process may be completed before the estimation process of the phosphorus concentration in molten steel in step S111 is started. This is because it is sufficient if the data used for estimating the phosphorus concentration in the molten steel is available at the start of the estimation process of the phosphorus concentration in the molten steel in step S111.
<<4.まとめ>>
 中間排滓処理において排滓されるスラグ量は、溶鋼中りん濃度に影響する脱りん反応の反応方向および反応速度に影響する。また、脱りん処理におけるスラグレベルは、中間排滓処理において排滓されるスラグ量に関係すると言われている。本実施形態によれば、脱りん速度定数kを算出するための説明変数に用いられる操業要因の一つとして、脱りん処理における吹錬時のスラグレベルの時系列データ(および/またはスラグレベルの時系列データの平均値)が用いられる。すなわち、脱りん反応に関係する中間排滓処理時のスラグの排滓量が、溶鋼中りん濃度の推定に適用される。したがって、本実施形態によれば、中間排滓処理が行われる転炉吹錬における溶鋼中りん濃度の推定精度をより高くすることができる。
<< 4. Summary >>
The amount of slag discharged in the intermediate waste treatment affects the reaction direction and reaction rate of the dephosphorization reaction that affects the phosphorus concentration in the molten steel. Further, it is said that the slag level in the dephosphorization process is related to the amount of slag discharged in the intermediate waste process. According to the present embodiment, as one of the operating factors used for the explanatory variable for calculating the dephosphorization rate constant k, the time series data (and / or the slag level of the slag level at the time of blowing in the dephosphorization process). Average value of time series data) is used. That is, the amount of slag discharged during the intermediate waste treatment related to the dephosphorization reaction is applied to the estimation of the phosphorus concentration in the molten steel. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to further increase the estimation accuracy of the phosphorus concentration in the molten steel in the converter blowing in which the intermediate waste treatment is performed.
 また、本実施形態によれば、過去の操業時におけるスラグレベルの時系列データに対して行われる時系列クラスタリングにより得られるクラスタを識別するカテゴリ変数が、操業要因に係る説明変数として用いられる。そして、実際の操業時において得られるスラグレベルの時系列データの示す傾向と類似するクラスタが決定され、決定されたクラスタに対応するカテゴリ変数が、当該チャージの操業要因に係る説明変数として回帰式に代入される。これにより、単に脱りん処理において生じたスラグ量だけではなく、脱りん処理時の吹錬末期におけるスラグフォーミングの傾向を、脱りん速度定数kの推定に反映させることができる。すなわち、中間排滓処理が行われる転炉吹錬における溶鋼中りん濃度の推定精度をさらに高くすることができる。 Further, according to the present embodiment, a categorical variable that identifies a cluster obtained by time-series clustering performed on slag level time-series data at the time of past operation is used as an explanatory variable related to an operation factor. Then, a cluster similar to the tendency indicated by the time series data of the slag level obtained at the time of actual operation is determined, and the categorical variable corresponding to the determined cluster is represented as an explanatory variable related to the operation factor of the charge in the regression equation. Assigned. As a result, not only the amount of slag produced in the dephosphorization process but also the tendency of slag forming at the end of blowing during the dephosphorization process can be reflected in the estimation of the dephosphorization rate constant k. That is, it is possible to further increase the estimation accuracy of the phosphorus concentration in the molten steel in the converter blowing where the intermediate waste treatment is performed.
 なお、図3に示す構成は、あくまで本実施形態に係る転炉吹錬システム1の一例であり、転炉吹錬システム1の具体的な構成はかかる例に限定されない。転炉吹錬システム1は、以上説明した機能を実現可能に構成されればよく、一般的に想定され得るあらゆる構成を取ることができる。 In addition, the structure shown in FIG. 3 is an example of the converter blowing system 1 which concerns on this embodiment to the last, and the specific structure of the converter blowing system 1 is not limited to this example. The converter blowing system 1 should just be comprised so that the function demonstrated above is realizable, and can take all the structures which can be generally assumed.
 例えば、転炉吹錬制御装置20が備える各機能は、1台の装置においてその全てが実行されなくてもよく、複数の装置の協働によって実行されてもよい。例えば、データ取得部201、クラスタ決定部202、クラスタリング実行部203およびりん濃度推定部204のうちの1又は複数のいずれかの機能のみを有する一の装置が、他の機能を有する他の装置と通信可能に接続されることにより、図示する転炉吹錬制御装置20と同等の機能が実現されてもよい。 For example, all the functions provided in the converter blowing control device 20 may not be executed in one device, or may be executed by cooperation of a plurality of devices. For example, one device having only one or a plurality of functions of the data acquisition unit 201, the cluster determination unit 202, the clustering execution unit 203, and the phosphorus concentration estimation unit 204 is compared with other devices having other functions. By being connected so as to be communicable, a function equivalent to the converter blowing control device 20 shown in the figure may be realized.
 また、図3に示す本実施形態に係る転炉吹錬制御装置20の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、PC等の処理装置に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。 Further, it is possible to create a computer program for realizing each function of the converter blowing control device 20 according to the present embodiment shown in FIG. 3 and mount it on a processing device such as a PC. In addition, a computer-readable recording medium storing such a computer program can be provided. The recording medium is, for example, a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a flash memory, or the like. Further, the above computer program may be distributed via a network, for example, without using a recording medium.
 次に、本発明の実施例について説明する。本発明の効果を確認するために、本実施例では、本実施形態に係る溶鋼中りん濃度推定方法により得られる脱りん速度定数kおよび溶鋼中りん濃度の推定精度について検証した。なお、以下の実施例は本発明の効果を検証するために行ったものに過ぎず、本発明が以下の実施例に限定されるものではない。 Next, examples of the present invention will be described. In order to confirm the effect of the present invention, in this example, the dephosphorization rate constant k obtained by the method for estimating phosphorus concentration in molten steel according to the present embodiment and the estimation accuracy of phosphorus concentration in molten steel were verified. In addition, the following Examples are only performed in order to verify the effect of this invention, and this invention is not limited to the following Examples.
 上記式(4)で示される回帰式に用いられる説明変数として、比較例1では、上記表1に示す操業要因が用いられた。一方、実施例1では、説明変数として、上記表1に示す操業要因に加え、脱りん処理時の吹錬末期におけるスラグレベルの時系列データの平均値が用いられた。実施例2では、説明変数として、上記表1に示す操業要因に加え、上記スラグレベルの時系列データについてクラスタ決定部202により決定されたクラスタに対応するカテゴリ変数が用いられた。また、実施例3では、説明変数として、上記表1に示す操業要因および上記スラグレベルの時系列データの平均値に加え、上記スラグレベルの時系列データについてクラスタ決定部202により決定されたクラスタに対応するカテゴリ変数が用いられた。 As an explanatory variable used in the regression equation represented by the above equation (4), the operation factors shown in Table 1 were used in Comparative Example 1. On the other hand, in Example 1, in addition to the operation factors shown in Table 1 above, the average value of the time series data of the slag level at the end of the blowing process during the dephosphorization process was used as the explanatory variable. In Example 2, in addition to the operation factors shown in Table 1 above, categorical variables corresponding to the clusters determined by the cluster determination unit 202 for the slag level time-series data were used as explanatory variables. Further, in the third embodiment, as explanatory variables, in addition to the operation factors shown in Table 1 and the average value of the time series data of the slag level, the cluster determined by the cluster determination unit 202 for the time series data of the slag level is used. Corresponding categorical variables were used.
 各実施例および比較例について、サブランス測定時および脱炭処理における吹止め時(終点時)の脱りん速度定数kおよび溶鋼中りん濃度が、それぞれ算出された。脱りん速度定数kは、上記式(4)を用いて算出された。また、溶鋼中りん濃度は、上記式(4)により得られた脱りん速度定数kを上記式(2)に代入することにより算出された。算出された脱りん速度定数kおよび溶鋼中りん濃度を、以下「推定値」と称する。 For each of the examples and comparative examples, the dephosphorization rate constant k and the phosphorus concentration in the molten steel at the time of sublance measurement and at the time of blowing in the decarburization treatment (at the end point) were calculated. The dephosphorization rate constant k was calculated using the above formula (4). The phosphorus concentration in the molten steel was calculated by substituting the dephosphorization rate constant k obtained by the above equation (4) into the above equation (2). The calculated dephosphorization rate constant k and the phosphorus concentration in the molten steel are hereinafter referred to as “estimated values”.
 なお、各実施例および比較例に係る脱りん速度定数kおよび溶鋼中りん濃度の推定精度の検証のため、サブランス測定時および終点時の溶鋼中りん濃度の実績値が測定された。また、溶鋼中りん濃度の実績値を上記式(2)に代入することにより、当該実績値に基づく脱りん速度定数kが算出された。各実施例および比較例に係る脱りん速度定数kおよび溶鋼中りん濃度の推定値と実績値との誤差(推定誤差)をそれぞれ算出し、当該推定誤差の標準偏差S.D.(%)を求めた。標準偏差S.D.が小さいほど、推定誤差が小さい(すなわち、推定精度が高い)と言える。 Incidentally, in order to verify the estimation accuracy of the dephosphorization rate constant k and the phosphorus concentration in the molten steel according to each example and comparative example, the actual values of the phosphorus concentration in the molten steel at the time of the sublance measurement and at the end point were measured. Moreover, the dephosphorization rate constant k based on the said performance value was computed by substituting the track record value of phosphorus concentration in molten steel to said Formula (2). An error (estimation error) between the estimated value and the actual value of the dephosphorization rate constant k and the phosphorus concentration in the molten steel according to each example and comparative example was calculated, and the standard deviation S.I. D. (%) Was calculated. Standard deviation D. It can be said that the smaller the is, the smaller the estimation error (that is, the higher the estimation accuracy).
 まず、サブランス測定時の脱りん速度定数kおよび溶鋼中りん濃度の推定精度に係る結果を図5A~図6Dに示す。図5A~図5Dは、サブランス測定時の脱りん速度定数kの実績値に対する推定誤差を示す図である。図5Aは、実施例1におけるサブランス測定時の脱りん速度定数kの推定誤差を示す図である。図5Bは、実施例2におけるサブランス測定時の脱りん速度定数kの推定誤差を示す図である。図5Cは、実施例3におけるサブランス測定時の脱りん速度定数kの推定誤差を示す図である。図5Dは、比較例におけるサブランス測定時の脱りん速度定数kの推定誤差を示す図である。 First, the results relating to the estimation accuracy of the phosphorus removal rate constant k and the phosphorus concentration in the molten steel at the time of sublance measurement are shown in FIGS. 5A to 6D. 5A to 5D are diagrams showing an estimation error with respect to the actual value of the dephosphorization rate constant k at the time of measuring the sublance. FIG. 5A is a diagram illustrating an estimation error of a dephosphorization rate constant k at the time of sublance measurement in Example 1. FIG. 5B is a diagram showing an estimation error of the dephosphorization rate constant k at the time of sublance measurement in Example 2. FIG. 5C is a diagram showing an estimation error of the dephosphorization rate constant k at the time of sublance measurement in Example 3. FIG. 5D is a diagram showing an estimation error of a dephosphorization rate constant k at the time of sublance measurement in a comparative example.
 また、図6A~図6Dは、サブランス測定時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。図6Aは、実施例1におけるサブランス測定時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。図6Bは、実施例2におけるサブランス測定時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。図6Cは、実施例3におけるサブランス測定時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。図6Dは、比較例におけるサブランス測定時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。 6A to 6D are diagrams showing estimation errors with respect to the actual value of phosphorus concentration in molten steel at the time of sublance measurement. 6A is a diagram showing an estimation error with respect to the actual value of the phosphorus concentration in molten steel at the time of measuring the sublance in Example 1. FIG. 6B is a diagram showing an estimation error with respect to the actual value of phosphorus concentration in molten steel at the time of measuring the sublance in Example 2. FIG. FIG. 6C is a diagram showing an estimation error with respect to the actual value of phosphorus concentration in molten steel at the time of sublance measurement in Example 3. FIG. 6D is a diagram showing an estimation error with respect to the actual value of phosphorus concentration in molten steel at the time of measuring the sublance in the comparative example.
 図5A~図5Dを参照すると、各実施例では、比較例に比べて、脱りん速度定数kの推定精度が向上していることが分かる。具体的には、図5Dに示すように、比較例では、推定誤差の標準偏差S.D.が0.00395であった。一方、図5A、図5Bおよび図5Cにそれぞれ示すように、実施例1では、推定誤差の標準偏差S.D.が0.00385であり、実施例2では、推定誤差の標準偏差S.D.が0.00368であり、実施例3では、推定誤差の標準偏差S.D.が0.00361であった。 Referring to FIGS. 5A to 5D, it can be seen that in each example, the estimation accuracy of the dephosphorization rate constant k is improved as compared with the comparative example. Specifically, as shown in FIG. 5D, in the comparative example, the standard deviation S.I. D. Was 0.00395. On the other hand, as shown in FIG. 5A, FIG. 5B, and FIG. D. Is 0.00385, and in Example 2, the standard deviation S.E. D. Is 0.00368, and in the third embodiment, the standard deviation S.I. D. Was 0.00361.
 また、図6A~図6Dを参照すると、各実施例では、比較例に比べて、溶鋼中りん濃度の推定精度が向上していることが分かる。具体的には、図6Dに示すように、比較例では、推定誤差の標準偏差S.D.が0.00420であった。一方、図6A、図6Bおよび図6Cにそれぞれ示すように、実施例1では、推定誤差の標準偏差S.D.が0.00406であり、実施例2では、推定誤差の標準偏差S.D.が0.00385であり、実施例3では、推定誤差の標準偏差S.D.が0.00377であった。 Referring to FIGS. 6A to 6D, it can be seen that in each example, the estimation accuracy of the phosphorus concentration in molten steel is improved as compared with the comparative example. Specifically, as shown in FIG. 6D, in the comparative example, the standard deviation S.I. D. Was 0.00420. On the other hand, as shown in FIGS. 6A, 6B, and 6C, in the first embodiment, the standard deviation S.I. D. Is 0.00406, and in Example 2, the standard deviation S.E. D. Is 0.00385, and in Example 3, the standard deviation S.E. D. Was 0.00377.
 上記の結果から、各実施例では、比較例に比べて、サブランス測定時の脱りん速度定数kおよび溶鋼中りん濃度を精度よく推定できることが分かった。特に、スラグレベルに係る時系列データから得られるクラスタに対応する変数を説明変数として用いる実施例2および実施例3では、脱りん速度定数kおよび溶鋼中りん濃度をさらに精度よく推定できることが示された。 From the above results, it was found that in each example, the dephosphorization rate constant k and the phosphorus concentration in molten steel at the time of sublance measurement can be estimated more accurately than in the comparative example. In particular, Example 2 and Example 3 in which variables corresponding to clusters obtained from time series data related to slag levels are used as explanatory variables indicate that the dephosphorization rate constant k and the phosphorus concentration in molten steel can be estimated more accurately. It was.
 次に、脱炭処理における終点時の脱りん速度定数kおよび溶鋼中りん濃度の推定精度に係る結果を図7A~図8Dに示す。
 図7A~図7Dは、終点時の脱りん速度定数kの実績値に対する推定誤差を示す図である。図7Aは、実施例1における終点時の脱りん速度定数kの推定誤差を示す図である。図7Bは、実施例2における終点時の脱りん速度定数kの推定誤差を示す図である。図7Cは、実施例3における終点時の脱りん速度定数kの推定誤差を示す図である。図7Dは、比較例における終点時の脱りん速度定数kの推定誤差を示す図である。
Next, the results relating to the dephosphorization rate constant k at the end point in the decarburization process and the estimation accuracy of the phosphorus concentration in the molten steel are shown in FIGS. 7A to 8D.
7A to 7D are diagrams showing an estimation error with respect to the actual value of the dephosphorization rate constant k at the end point. FIG. 7A is a diagram showing an estimation error of the dephosphorization rate constant k at the end point in the first embodiment. FIG. 7B is a diagram illustrating an estimation error of the dephosphorization rate constant k at the end point in the second embodiment. FIG. 7C is a diagram showing an estimation error of the dephosphorization rate constant k at the end point in Example 3. FIG. 7D is a diagram showing an estimation error of the dephosphorization rate constant k at the end point in the comparative example.
 また、図8A~図8Dは、終点時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。図8Aは、実施例1における終点時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。図8Bは、実施例2における終点時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。図8Cは、実施例3における終点時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。図8Dは、比較例における終点時の溶鋼中りん濃度の実績値に対する推定誤差を示す図である。 8A to 8D are diagrams showing an estimation error with respect to the actual value of the phosphorus concentration in the molten steel at the end point. FIG. 8A is a diagram showing an estimation error with respect to the actual value of phosphorus concentration in molten steel at the end point in Example 1. FIG. 8B is a diagram showing an estimation error with respect to the actual value of the phosphorus concentration in the molten steel at the end point in Example 2. FIG. 8C is a diagram showing an estimation error with respect to the actual value of phosphorus concentration in molten steel at the end point in Example 3. FIG. 8D is a diagram showing an estimation error with respect to the actual value of the phosphorus concentration in the molten steel at the end point in the comparative example.
 図7A~図7Dを参照すると、各実施例では、比較例に比べて、脱りん速度定数kの推定精度が向上していることが分かる。具体的には、図7Dに示すように、比較例では、推定誤差の標準偏差S.D.が0.00664であった。一方、図7A、図7Bおよび図7Cにそれぞれ示すように、実施例1では、推定誤差の標準偏差S.D.が0.00656であり、実施例2では、推定誤差の標準偏差S.D.が0.00656であり実施例3では、推定誤差の標準偏差S.D.が0.00650であった。 7A to 7D, it can be seen that the estimation accuracy of the dephosphorization rate constant k is improved in each example as compared with the comparative example. Specifically, as shown in FIG. 7D, in the comparative example, the standard deviation S.I. D. Was 0.00664. On the other hand, as shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C, in Example 1, the standard deviation S.E. D. Is 0.00656, and in Example 2, the standard deviation S.I. D. In Example 3, the standard deviation S.I of the estimation error is 0.00656. D. Was 0.00650.
 また、図8A~図8Dを参照すると、各実施例では、比較例に比べて、溶鋼中りん濃度の推定精度が向上していることが分かる。具体的には、図8Dに示すように、比較例では、推定誤差の標準偏差S.D.が0.00102であった。一方、図8A、図8Bおよび図8Cにそれぞれ示すように、実施例1では、推定誤差の標準偏差S.D.が0.000101であり、実施例2では、推定誤差の標準偏差S.D.が0.000986であり実施例3では、推定誤差の標準偏差S.D.が0.000982であった。 Referring to FIGS. 8A to 8D, it can be seen that in each example, the estimation accuracy of the phosphorus concentration in the molten steel is improved as compared with the comparative example. Specifically, as shown in FIG. 8D, in the comparative example, the standard deviation S.I. D. Was 0.00102. On the other hand, as shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, in the first embodiment, the standard deviation S.I. D. Is 0.000101, and in Example 2, the standard deviation S.I of the estimation error is D. Is 0.000986, and in Example 3, the standard deviation S.E. D. Was 0.000982.
 上記の結果から、各実施例では、比較例に比べて、終点時の脱りん速度定数kおよび溶鋼中りん濃度を精度よく推定できることが分かった。特に、スラグレベルに係る時系列データから得られるクラスタに対応する変数を説明変数として用いる実施例2および実施例3では、脱りん速度定数kおよび溶鋼中りん濃度をさらに精度よく推定できることが示された。 From the above results, it was found that in each example, the dephosphorization rate constant k at the end point and the phosphorus concentration in molten steel can be estimated with higher accuracy than in the comparative example. In particular, Example 2 and Example 3 in which variables corresponding to clusters obtained from time series data related to slag levels are used as explanatory variables indicate that the dephosphorization rate constant k and the phosphorus concentration in molten steel can be estimated more accurately. It was.
 以上より、各実施例では、比較例に比べて、サブランス測定時および終点時の脱りん速度定数kおよび溶鋼中りん濃度を精度よく推定できることが示された。特に、実施例2および実施例3に示したように、スラグレベルに係る時系列データから得られるクラスタに対応する変数を説明変数として脱りん速度定数kの算出に用いることにより、さらに精度が向上することが示された。 From the above, it was shown that in each example, the dephosphorization rate constant k and the phosphorus concentration in molten steel at the time of sublance measurement and at the end point can be estimated with higher accuracy than in the comparative example. In particular, as shown in Example 2 and Example 3, the accuracy is further improved by using a variable corresponding to the cluster obtained from the time series data relating to the slag level as an explanatory variable for calculating the dephosphorization rate constant k. Was shown to do.
 以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
 1   転炉吹錬システム
 10  転炉吹錬設備
 11  転炉
 12  煙道
 13  上吹きランス
 14  サブランス
 20  転炉吹錬制御装置
 21  転炉吹錬データベース
 22  入出力部
 30  計測制御装置
 40  操業データベース
 101 排ガス成分分析計
 102 排ガス流量計
 103 レベル計
 201 データ取得部
 202 クラスタ決定部
 203 クラスタリング実行部
 204 りん濃度推定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Converter blowing system 10 Converter blowing equipment 11 Converter 12 Flue 13 Upper blow lance 14 Sublance 20 Converter blowing control apparatus 21 Converter blowing database 22 Input / output part 30 Measurement control apparatus 40 Operation database 101 Exhaust gas Component analyzer 102 Exhaust gas flow meter 103 Level meter 201 Data acquisition unit 202 Cluster determination unit 203 Clustering execution unit 204 Phosphorus concentration estimation unit

Claims (6)

  1.  脱りん処理と、前記脱りん処理で生成されたスラグを排滓する中間排滓処理と、脱炭処理と、を同一の転炉を用いて行う一次精錬に用いられる溶鋼中りん濃度推定方法であって、
     前記脱りん処理時のスラグレベルを取得するスラグレベルデータ取得ステップと、
     前記脱炭処理時の排ガス成分および排ガス流量を取得する排ガスデータ取得ステップと、
     前記脱炭処理時におけるサブランス測定により溶鋼温度および溶鋼中の炭素濃度を取得する溶鋼データ取得ステップと、
     前記スラグレベル、前記排ガス成分、前記排ガス流量、前記溶鋼温度および前記炭素濃度に係るデータ、並びに、前記脱りん処理、前記中間排滓処理および前記脱炭処理に係る操業条件を用いて脱りん速度定数を算出し、算出された前記脱りん速度定数と、前記脱りん処理開始時の溶銑りん濃度とを用いて、前記サブランス測定以降の前記脱炭処理時における前記溶鋼中のりん濃度を推定するりん濃度推定ステップと、
    を含む、溶鋼中りん濃度推定方法。
    A method for estimating phosphorus concentration in molten steel used in primary refining, which uses a single converter for dephosphorization, intermediate waste treatment for removing slag produced by the dephosphorization treatment, and decarburization treatment. There,
    A slag level data acquisition step for acquiring a slag level during the dephosphorization process;
    An exhaust gas data acquisition step for acquiring exhaust gas components and exhaust gas flow rate during the decarburization treatment;
    Molten steel data acquisition step of acquiring molten steel temperature and carbon concentration in molten steel by sublance measurement during the decarburization treatment,
    Dephosphorization rate using the slag level, the exhaust gas component, the exhaust gas flow rate, the data relating to the molten steel temperature and the carbon concentration, and the operating conditions relating to the dephosphorization treatment, the intermediate waste treatment and the decarburization treatment A constant is calculated, and using the calculated dephosphorization rate constant and the molten iron phosphorus concentration at the start of the dephosphorization process, the phosphorus concentration in the molten steel at the time of the decarburization process after the sublance measurement is estimated. A phosphorus concentration estimation step;
    A method for estimating phosphorus concentration in molten steel.
  2.  前記脱りん速度定数の算出において、過去の操業において取得された複数の前記スラグレベルの時系列データに対して行われた時系列クラスタリングにより得られるクラスタを識別するカテゴリ変数を用いる、請求項1に記載の溶鋼中りん濃度推定方法。 In the calculation of the dephosphorization rate constant, a categorical variable for identifying a cluster obtained by time series clustering performed on a plurality of time series data of the slag level obtained in a past operation is used. The method for estimating phosphorus concentration in molten steel as described.
  3.  前記脱りん速度定数の算出において、前記脱りん処理時に得られる前記スラグレベルの時系列データの平均値を用いる、請求項1または2に記載の溶鋼中りん濃度推定方法。 The method for estimating phosphorus concentration in molten steel according to claim 1 or 2, wherein an average value of the time series data of the slag level obtained during the dephosphorization process is used in the calculation of the dephosphorization rate constant.
  4.  脱りん処理と、前記脱りん処理で生成されたスラグを排滓する中間排滓処理と、脱炭処理と、を同一の転炉を用いて行う一次精錬に用いられる転炉吹錬制御装置であって、
     前記脱りん処理時のスラグレベルを取得するスラグレベルデータ取得部と、
     前記脱炭処理時の排ガス成分および排ガス流量を取得する排ガスデータ取得部と、
     前記脱炭処理時におけるサブランス測定により溶鋼温度および溶鋼中の炭素濃度を取得する溶鋼データ取得部と、
     前記スラグレベル、前記排ガス成分、前記排ガス流量、前記溶鋼温度および前記炭素濃度に係るデータ、並びに、前記脱りん処理、前記中間排滓処理および前記脱炭処理に係る操業条件を用いて脱りん速度定数を算出し、算出された前記脱りん速度定数と、前記脱りん処理開始時の溶銑りん濃度とを用いて、前記サブランス測定以降の前記脱炭処理時における前記溶鋼中のりん濃度を推定するりん濃度推定部と、
    を備える、転炉吹錬制御装置。
    A converter blowing control apparatus used for primary refining that performs a dephosphorization process, an intermediate desulfurization process for discharging slag generated by the dephosphorization process, and a decarburization process using the same converter. There,
    A slag level data acquisition unit for acquiring a slag level during the dephosphorization process;
    An exhaust gas data acquisition unit for acquiring exhaust gas components and exhaust gas flow rate during the decarburization treatment;
    A molten steel data acquisition unit for acquiring a molten steel temperature and a carbon concentration in the molten steel by measuring a sublance during the decarburization process;
    Dephosphorization rate using the slag level, the exhaust gas component, the exhaust gas flow rate, the data relating to the molten steel temperature and the carbon concentration, and the operating conditions relating to the dephosphorization treatment, the intermediate waste treatment and the decarburization treatment A constant is calculated, and using the calculated dephosphorization rate constant and the molten iron phosphorus concentration at the start of the dephosphorization process, the phosphorus concentration in the molten steel at the time of the decarburization process after the sublance measurement is estimated. A phosphorus concentration estimation unit;
    A converter blowing control device.
  5.  前記りん濃度推定部は、前記脱りん速度定数の算出において、過去の操業において取得された複数の前記スラグレベルの時系列データに対して行われた時系列クラスタリングにより得られるクラスタを識別するカテゴリ変数を用いる、請求項4に記載の転炉吹錬制御装置。 The phosphorus concentration estimator is a categorical variable that identifies clusters obtained by time-series clustering performed on a plurality of time-series data of the slag levels acquired in a past operation in the calculation of the dephosphorization rate constant. The converter blowing control apparatus of Claim 4 using this.
  6.  前記りん濃度推定部は、前記脱りん速度定数の算出において、前記脱りん処理時に得られる前記スラグレベルの時系列データの平均値を用いる、請求項4または5に記載の転炉吹錬制御装置。
     
     
    6. The converter blowing control apparatus according to claim 4, wherein the phosphorus concentration estimation unit uses an average value of the time series data of the slag level obtained at the time of the dephosphorization process in the calculation of the dephosphorization rate constant. .

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