JP6547901B2 - Hot metal pretreatment method and hot metal pretreatment control device - Google Patents

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Description

本発明は、転炉を用いた溶銑予備処理において、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度を推定する溶銑予備処理方法及び溶銑予備処理制御装置に関する。   The present invention relates to a hot metal pretreatment method and a hot metal pretreatment control device for estimating the carbon concentration in hot metal after dephosphorization treatment in hot metal pretreatment using a converter.

製鋼プロセスにおける転炉吹錬では、吹止め時（脱炭処理終了時）の溶鋼成分濃度（例えば炭素濃度等）や溶鋼温度を目標値に的中させるために、スタティック制御とサブランス測定に基づいたダイナミック制御とを組み合わせた吹錬制御が行われている。スタティック制御では、吹錬を開始する前において、溶銑中の成分濃度等の溶銑データに基づいて、物質収支や熱収支に基づいた数式モデル等を用いて、吹止め時の溶鋼成分濃度及び溶鋼温度を目標値に的中させるために必要な吹込み酸素量や各種副原料の投入量を決定しておき、これに従って吹錬が行われる。一方、ダイナミック制御では、吹錬中において、サブランスを用いて実際に溶鋼成分濃度や溶鋼温度を測定し、これらの測定値に基づいて、物質収支や熱収支に基づいた数式モデル等を用いて、スタティック制御で決定しておいた吹込み酸素量や各種副原料の投入量を更新し、更新したこれらの値を用いて吹錬が行われる。   The converter blasting in the steelmaking process was based on static control and sublance measurement in order to bring the molten steel component concentration (eg carbon concentration etc.) and molten steel temperature at the time of blowout (at the end of decarburization treatment) to the target values. Blowing control combined with dynamic control is performed. In static control, before starting blasting, molten steel component concentration and molten steel temperature at the time of blowout using a mathematical model based on mass balance and heat balance based on molten metal data such as component concentration in molten metal The blowing oxygen amount required to make the target value hit and the input amount of various auxiliary materials are determined in advance, and blowing is performed according to this. On the other hand, in dynamic control, during blasting, the molten steel component concentration and molten steel temperature are actually measured using a sublance, and based on these measured values, a mathematical model or the like based on mass balance or heat balance is used. The blowing oxygen amount and input amounts of various auxiliary materials determined by static control are updated, and blowing is performed using these updated values.

近年、転炉吹錬において溶銑予備処理と脱炭処理とを同一の転炉において一貫して行うことが可能なＭＵＲＣ（MUlti Refining Converter：多機能転炉法）と呼ばれる技術の開発が進められている。ＭＵＲＣでは、吹錬における溶銑予備処理の一つである脱りん処理と、吹錬における脱炭処理とを連続的に行うことができる。これにより、製鋼プロセスにおいて他の転炉に溶銑を移し替えることにより生じ得る熱損失が少なくなる。したがって、大量のスクラップを吹錬に使用することができるので、製鋼プロセスにおける生産効率を顕著に向上させることが可能となる。   In recent years, development of technology called MURC (MUlti Refining Converter: Multifunctional Converter Method) has been advanced, which enables consistent treatment of hot metal pretreatment and decarburization treatment in the same converter in converter blasting. There is. In MURC, dephosphorization which is one of the hot metal pre-treatments in blowing and decarburizing in blowing can be performed continuously. This reduces the heat loss that can be generated by transferring the hot metal to another converter in the steel making process. Therefore, since a large amount of scrap can be used for blowing, it is possible to significantly improve the production efficiency in the steel making process.

スクラップが大量に転炉に装入された場合、脱りん処理が終了した後において、溶銑に未溶解のまま存在することがある。このような未溶解スクラップが存在する場合、転炉内の溶銑について上述したサブランス測定を行うことが困難となる。これは、サブランスが未溶解スクラップに衝突することによりサブランスが破損し、重大な事故を引き起こす可能性があるからである。そのため、脱りん終了後に脱炭処理を開始する場合において、脱炭処理開始時の溶銑中の炭素濃度を、サブランスを用いて測定することは困難である。したがって、脱りん処理と脱炭処理を同一の転炉により連続的に行う場合、脱炭処理開始時ではなく、脱りん処理開始時の溶銑中の炭素濃度の実績値に基づいて、スタティック制御により吹込み酸素量や各種副原料の投入量を決定することが要求される。   When a large amount of scrap is charged into the converter, it may remain unmelted in the hot metal after the dephosphorization treatment is completed. When such unmelted scraps are present, it becomes difficult to perform the sublance measurement described above for the hot metal in the converter. This is because the sublance may be damaged by collision with the unmelted scrap, which may cause a serious accident. Therefore, when decarburizing treatment is started after completion of dephosphorization, it is difficult to measure the carbon concentration in the hot metal at the start of decarburization treatment using a sublance. Therefore, when dephosphorization treatment and decarburization treatment are performed continuously by the same converter, static control is performed based on the actual value of carbon concentration in the hot metal at the start of dephosphorization treatment, not at the start of decarburization treatment. It is required to determine the amount of injected oxygen and the input amount of various auxiliary materials.

しかし、脱りん処理の進行状況によっては、溶銑中の炭素濃度が、当初の想定よりも大きく減少したり、またはあまり減少しない場合が存在する。この場合、脱炭処理後の溶鋼中の炭素濃度が、目標の炭素濃度から大きく乖離する可能性がある。したがって、目標の炭素濃度を有する溶鋼を確実に得るためには、脱りん処理前ではなく、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度に基づいてスタティック制御を行う必要がある。脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度を直接的に測定することは困難であるため、脱りん処理後における溶銑中の炭素濃度を理論的に推定するための技術が要求される。   However, depending on the progress of the dephosphorization treatment, there are cases where the carbon concentration in the hot metal decreases or does not decrease much more than originally expected. In this case, the carbon concentration in the molten steel after decarburization processing may largely deviate from the target carbon concentration. Therefore, in order to reliably obtain the molten steel having the target carbon concentration, static control needs to be performed based on the carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization treatment, not before the dephosphorization treatment. Since it is difficult to directly measure the carbon concentration in the hot metal after the dephosphorizing treatment, a technique for theoretically estimating the carbon concentration in the hot metal after the dephosphorizing treatment is required.

転炉吹錬における炭素濃度を推定するための技術として、様々な技術がこれまでに開発されている。例えば、下記特許文献１には、脱炭処理において転炉から排出される排ガスデータを用いて脱炭酸素効率に関するパラメータを算出し、当該パラメータを用いて脱炭処理が行われている溶鋼中の炭素濃度を推定する技術が開示されている。この技術では、脱炭処理において、吹き込まれた酸素と溶鋼中の炭素がほぼ１対１の割合（ここで、１対１の割合とは、モル比における１対１との意味である）で反応する脱炭最盛期の段階において脱炭酸素効率が一定となる挙動と、溶鋼中の炭素濃度が臨界値を下回った段階において脱炭酸素効率が低下する挙動とを組み合わせたモデルが用いられている。これにより、脱炭処理の推移を反映した炭素濃度の推定が可能となるので、溶鋼中の炭素濃度および溶鋼温度の推定精度が向上する。   Various techniques have been developed so far as techniques for estimating carbon concentration in converter blasting. For example, in Patent Document 1 below, a parameter relating to the decarboxylation efficiency is calculated using exhaust gas data discharged from the converter in the decarburizing process, and the molten metal in the decarburized process is performed using the parameter. Techniques for estimating carbon concentration are disclosed. In this technology, in the decarburization treatment, the ratio of blown oxygen and carbon in the molten steel is approximately 1 to 1 (here, the ratio of 1 to 1 means 1 to 1 in molar ratio) A model is used which combines the behavior in which the decarboxylation efficiency becomes constant in the stage of the peak decarburization stage and the behavior in which the decarboxylation efficiency decreases in the stage where the carbon concentration in the molten steel is below the critical value. There is. Since this makes it possible to estimate the carbon concentration reflecting the transition of the decarburization treatment, the estimation accuracy of the carbon concentration in the molten steel and the molten steel temperature is improved.

特開２０１２−１１７０９０号公報JP, 2012-117090, A

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術により推定される溶鋼中の炭素濃度は、あくまで脱炭処理における溶銑中の炭素濃度を推定するものである。脱りん処理においては、脱炭処理とは転炉内に吹き込まれる酸素流量が異なる。具体的には、脱炭処理においては、溶鋼の脱炭のために酸素が上吹きランスから高速で吹き込まれるが、脱りん処理においては、脱りんを促進させるための酸化鉄スラグを効率よく生成するために、酸素が低速で吹き込まれる。転炉内に吹き込まれる酸素流量が異なると、転炉内で生じる酸化反応のメカニズムも異なる。したがって、上記特許文献１に開示されている炭素濃度の推定に係る技術をそのまま脱りん処理における溶銑中の炭素濃度の推定に適用させても、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度を精度高く推定することは困難である。   However, the carbon concentration in the molten steel estimated by the technique described in Patent Document 1 is to estimate the carbon concentration in the molten metal in the decarburization treatment. In the dephosphorization process, the flow rate of oxygen blown into the converter is different from the decarburization process. Specifically, in the decarburization treatment, oxygen is blown at a high speed from the top-blowing lance to decarburize the molten steel, but in the dephosphorization treatment, iron oxide slag is efficiently generated to promote the dephosphorization. In order to do so, oxygen is blown at a low speed. When the flow rate of oxygen blown into the converter is different, the mechanism of the oxidation reaction occurring in the converter is also different. Therefore, even if the technique related to the estimation of the carbon concentration disclosed in Patent Document 1 is applied as it is to the estimation of the carbon concentration in the hot metal in the dephosphorization treatment, the carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization treatment is highly accurate It is difficult to estimate.

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、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度を精度高く推定することが可能な、新規かつ改良された溶銑予備処理方法および溶銑予備処理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 an object of the present invention is to provide a novel and improved method capable of accurately estimating the carbon concentration in hot metal after dephosphorization treatment It is an object of the present invention to provide a hot metal pretreatment method and a hot metal pretreatment 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、転炉を用いた溶銑予備処理において、脱りん処理前の溶銑に関する溶銑データ、並びに脱りん処理時に上記転炉から排出された排ガス成分および排ガス流量を含む排ガスデータを取得するデータ取得ステップと、上記排ガスデータに基づいて算出される脱りん処理時の脱炭量を、上記脱りん処理時の操業要因に基づいて算出される補正値を用いて補正し、補正された脱炭量と上記溶銑データとに基づいて脱りん処理後の炭素濃度を推定する炭素濃度推定ステップと、を含む溶銑予備処理方法が提供される。   In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, in hot metal pretreatment using a converter, hot metal data on the hot metal before dephosphorization treatment, and exhaust gas discharged from the converter at the time of dephosphorization treatment A data acquisition step of acquiring exhaust gas data including components and exhaust gas flow rate, and correction of calculating decarburizing amount at the time of dephosphorization processing calculated based on the above exhaust gas data based on operation factors at the time of the above dephosphorization processing And a carbon concentration estimation step of estimating the carbon concentration after the dephosphorization treatment based on the corrected amount of decarburization and the above-mentioned molten metal data.

上記炭素濃度推定ステップにおいて、上記補正値は、上記操業要因を説明変数とする回帰式により算出されてもよい。   In the carbon concentration estimation step, the correction value may be calculated by a regression equation using the operation factor as an explanatory variable.

上記脱りん処理時の操業要因は、上記脱りん処理時におけるスラグの滓化状況を示す操業要因を含んでもよい。   The operation factor at the time of the above dephosphorization treatment may include an operation factor indicating the deterioration status of the slag at the time of the above dephosphorization treatment.

上記スラグの滓化状況を示す操業要因は、上記転炉内の音響情報に関する操業要因を含んでもよい。   The operation factor indicating the deterioration status of the slag may include an operation factor related to acoustic information in the converter.

上記データ取得ステップにおいて、上記脱りん処理後の目標炭素濃度、および上記脱りん処理後に行われる脱炭処理における上記転炉内への吹込み酸素量をさらに取得し、上記溶銑予備処理方法は、推定された上記脱りん処理後の炭素濃度および上記脱りん処理後の上記目標炭素濃度の比較結果に基づいて、上記吹込み酸素量を修正する酸素量修正ステップをさらに含んでもよい。   In the data acquisition step, the target carbon concentration after the dephosphorization treatment and the oxygen amount blown into the converter in the decarburization treatment performed after the dephosphorization treatment are further acquired, and the hot metal pretreatment method The method may further include an oxygen amount correction step of correcting the blown oxygen amount based on a comparison result of the estimated carbon concentration after the dephosphorization treatment and the target carbon concentration after the dephosphorization treatment.

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、転炉を用いた溶銑予備処理を制御する溶銑予備処理制御装置において、脱りん処理前の溶銑に関する溶銑データ、並びに脱りん処理時に上記転炉から排出された排ガス成分および排ガス流量を含む排ガスデータを取得するデータ取得部と、上記排ガスデータに基づいて算出される脱りん処理時の脱炭量を、上記脱りん処理時の操業要因に基づいて算出される補正値を用いて補正し、補正された脱炭量と上記溶銑データとに基づいて脱りん処理後の炭素濃度を推定する炭素濃度推定部と、を備える、溶銑予備処理制御装置が提供される。   Further, in order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, in a hot metal pretreatment control device for controlling hot metal pretreatment using a converter, hot metal data on hot metal before dephosphorization treatment and dephosphorization treatment A data acquisition unit for acquiring exhaust gas data including an exhaust gas component and an exhaust gas flow rate discharged from the converter at the time of phosphorus treatment, and a decarburizing amount at the time of dephosphorization processing calculated based on the exhaust gas data And a carbon concentration estimating unit for estimating the carbon concentration after the dephosphorization processing based on the corrected decarburizing amount and the above-described molten metal data by performing correction using a correction value calculated based on the operation factor at the time of , A hot metal pre-treatment control device is provided.

上記溶銑予備処理方法は、排ガスデータを用いて得られる脱炭量を脱りん処理時の操業要因を説明変数とする回帰式により表現される補正値により補正した補正脱炭量を用いて、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度を推定する。これにより、脱りん処理後にサブランス測定を行わなくても脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度を高精度で推定することができる。したがって、脱炭処理後に目標値の炭素濃度を有する溶鋼をより確実に得ることが可能となる。   The hot metal pretreatment method described above uses the decarburized amount obtained by using the exhaust gas data and the corrected decarburized amount corrected by the correction value represented by the regression equation with the operation factor at the time of dephosphorizing treatment as the explanatory variable. The carbon concentration in the hot metal after phosphorus treatment is estimated. Thus, the carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization process can be estimated with high accuracy even if the sublance measurement is not performed after the dephosphorization process. Therefore, it is possible to more reliably obtain the molten steel having the target carbon concentration after the decarburization treatment.

以上説明したように本発明によれば、脱りん処理後の溶銑中の炭素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 carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization treatment.

本発明の一実施形態に係る溶銑予備処理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 hot metal preparatory processing system which concerns on one Embodiment of this invention. 同実施形態に係る溶銑予備処理システムによる溶銑予備処理方法のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the hot metal pre-processing method by the hot metal pre-processing system which concerns on the embodiment. 比較例における排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓの推定誤差を示す図である。It is a figure which shows the presumed error of decarburizing amount ( DELTA ) C offgas based on the waste gas data in a comparative example. 実施例１における排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓ＋補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの推定誤差を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an estimation error of decarburization amount ΔC offgas + correction term ΔC correct based on exhaust gas data in Example 1. 実施例２における排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓ＋補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの推定誤差を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an estimation error of decarburization amount ΔC offgas + correction term ΔC correct based on exhaust gas data in Example 2. 実施例１における炭素濃度ＣｄｅＰの推定誤差を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an estimation error of carbon concentration C deP in Example 1. 実施例２における炭素濃度ＣｄｅＰの推定誤差を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an estimation error of carbon concentration C deP in Example 2.

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。   The present invention will now be described more fully with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration will be assigned the same reference numerals and redundant description will be omitted.

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。また、本明細書において「脱りん処理後」は、特に区別しない限り「脱りん処理が終了した時点（脱りん処理終了時）」の意味で用いられる。つまり、「脱りん処理後」には、脱炭処理開始以降の時点は含まれない。   In addition, although pig iron or steel may exist in the converter at the time of decarburization processing according to the carbon concentration, in the following explanation, in order to avoid that explanation becomes complicated, molten iron in the converter or Molten steel will be referred to as molten steel for convenience. In addition, the word hot metal is used for dephosphorizing treatment. Further, in the present specification, “after dephosphorization treatment” is used in the meaning of “when dephosphorization treatment is completed (during dephosphorization treatment end)” unless otherwise specified. That is, "after dephosphorization" does not include the time after the start of decarburization.

また、本発明の一実施形態に係る溶銑予備処理方法は、ＭＵＲＣによる脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度を推定することを想定しているが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、本発明の一実施形態に係る溶銑予備処理方法は、ＳＲＰ（Simple Refining Process：シンプル・リファイニング・プロセス）等の他の転炉吹錬方式を用いた脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度を推定することも可能である。すなわち、本発明の一実施形態に係る溶銑予備処理方法は、溶銑予備処理（特に脱りん処理）に用いられる転炉吹錬方式に関わらず、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度を推定することが可能である。   Moreover, although the hot metal pre-treatment method which concerns on one Embodiment of this invention presumes estimating the carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization process by MURC, this invention is not limited to this example. For example, the hot metal pre-treatment method according to one embodiment of the present invention is carbon in the hot metal after dephosphorizing treatment using another converter blowing method such as SRP (Simple Refining Process). It is also possible to estimate the concentration. That is, the hot metal pretreatment method according to one embodiment of the present invention estimates the carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization treatment regardless of the converter blasting method used for the hot metal pretreatment (particularly, the dephosphorization treatment) It is possible.

＜１．システムの構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る溶銑予備処理システム１の構成例を示す図である。図１を参照すると、本実施形態に係る溶銑予備処理システム１は、転炉吹錬設備１０、溶銑予備処理制御装置２０および計測制御装置３０を備える。<1. System configuration>
FIG. 1 is a view showing a configuration example of a hot metal pretreatment system 1 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the hot metal pretreatment system 1 according to the present embodiment includes a converter blowing facility 10, a hot metal pretreatment control device 20, and a measurement control device 30.

（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、排ガス成分分析計１０１および排ガス流量計１０２を備える。また、転炉吹錬設備１０は、サウンドメータ１１１および集音マイクロフォン１１２をさらに備え得る。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、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。なお、図示は省略するが、転炉吹錬設備１０には、溶銑の成分濃度および溶銑温度を測定するためのサブランス、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、並びに転炉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、一般的な転炉による吹錬に用いられる各種装置が設けられ得る。(Blower blowing equipment)
The converter blowing facility 10 includes a converter 11, a flue 12, a top blowing lance 13, an exhaust gas component analyzer 101, and an exhaust gas flow meter 102. In addition, the converter blowing facility 10 may further include a sound meter 111 and a sound collecting microphone 112. The converter blowing facility 10 starts and stops the supply of oxygen to the hot metal by the upper blowing lance 13 based on, for example, the control signal output from the measurement control device 30, charging of the cold material, and the converter 11. Treatment of hot metal and slag discharge by Although not shown, in the converter blowing facility 10, a sublance for measuring the component concentration of the hot metal and the temperature of the hot metal, an oxygen supply device for supplying oxygen to the upper blowing lance 13, a converter 11. A common converter such as a cold material input device having a drive system for injecting a cold material to 11 and an auxiliary material input device having a drive system for injecting an auxiliary material to the converter 11. Various devices used for blowing 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１４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１５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は、上吹きランス１３を通じて酸素１４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 the oxygen 14 sent from the acid feeder 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 may be introduced from the bottom of the converter 11 as the bottom blowing gas 15 for stirring the hot metal. In the converter 11, a hot metal discharged from the blast furnace, a small amount of iron scrap, a cold material for adjusting the hot metal temperature, and an auxiliary material for forming slag such as quick lime are charged / charged. When the auxiliary material is powder, it may be supplied into the converter 11 together with the oxygen 14 through the upper blowing lance 13.

脱りん処理において、下記式（１）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）りんが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、脱りん反応を促進させることができる。なお、下記式（１）において、「［物質Ｘ］」は溶銑中の物質Ｘを示し、「（物質Ｙ）」はスラグ中の物質Ｙを示す。   In the dephosphorization treatment, as shown in the following formula (1), the phosphorus contained in the hot metal chemically reacts with the iron oxide contained in the slag in the converter and the auxiliary material containing the calcium oxide-containing substance ( Phosphorus reaction) Phosphorus is taken into the slag. That is, the dephosphorization reaction can be promoted by increasing the concentration of iron oxide in the slag by blowing. In the following formula (1), “[substance X]” indicates substance X in hot metal and “(substance Y)” indicates substance Y in slag.

Figure 0006547901
Figure 0006547901

また、溶銑中の炭素は上吹きランス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ＣＯ２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 addition, carbon in the hot metal oxidizes with oxygen supplied from the upper blow lance 13 (decarburization reaction). Thus, the exhaust gas of the CO or CO 2 is produced. 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。ここで生じた酸化物は、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。   Thus, in the converter blasting, oxygen injected and carbon, phosphorus, silicon or the like in the hot metal react to form an oxide. The oxide produced here is discharged as exhaust gas or stabilized as slag. Carbon is removed by oxidation reaction in blowing and phosphorus and the like are taken into slag and removed, thereby producing a low carbon steel with few impurities.

また、転炉１１の炉口からは、上吹きランス１３に加えて、不図示のサブランスも炉内に挿入され得る。サブランスの先端が所定のタイミングで溶鋼（または溶銑）に浸漬されることにより、炭素濃度を含む溶鋼中の成分濃度、及び溶鋼温度等が測定される。このサブランスによる成分濃度および／または溶鋼温度等の測定のことを、サブランス測定と呼ぶ。サブランス測定の結果は、計測制御装置３０を介して溶銑予備処理制御装置２０に送信される。なお、本実施形態では、脱りん処理においては転炉１１内に未溶解スクラップが存在し得るためサブランス測定は行われないが、脱炭処理中の所定のタイミングでサブランス測定が実施され得る。   In addition to the upper blowing lance 13, a sublance (not shown) may be inserted into the furnace from the furnace port of the converter 11. By immersing the tip of the sublance in the molten steel (or hot metal) at a predetermined timing, the component concentration in the molten steel including the carbon concentration, the molten steel temperature, and the like are measured. The measurement of component concentration and / or molten steel temperature by this sublance is called sublance measurement. The result of the sublance measurement is transmitted to the hot metal pretreatment control device 20 via the measurement control device 30. In the present embodiment, in the dephosphorization treatment, subsolve measurement is not performed because undissolved scrap may be present in the converter 11, but the sublance measurement may be performed at a predetermined timing during the decarburization treatment.

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ＣＯ２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（ｓｅｃ）周期）で、逐次排ガスの分析および測定を行う。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を介して溶銑予備処理制御装置２０に、時系列データとして出力される。この排ガスデータは、逐次溶銑予備処理制御装置２０に出力されてもよいし、または、脱りん処理が終了した際に一括して溶銑予備処理制御装置２０に出力されてもよい。The exhaust gas generated by the blowing flows to 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 concentration 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 analyze and measure the exhaust gas at a predetermined sampling cycle (for example, 5 to 10 (sec) cycles). 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”) , And is output as time-series data to the hot metal preparatory process control device 20. The exhaust gas data may be sequentially output to the hot metal pretreatment processing control device 20, or may be collectively output to the hot metal pretreatment processing control device 20 when the dephosphorization processing is finished.

また、転炉吹錬設備１０は、サウンドメータ１１１および集音マイクロフォン１１２を備え得る。集音マイクロフォン１１２は、転炉１１内から発生する音を取得し、当該音に関する信号をサウンドメータ１１１に出力する。サウンドメータ１１１は、取得した信号について信号処理を行い、処理結果を音響情報として生成する。ここで生成される音響情報は、計測制御装置３０を介して溶銑予備処理制御装置２０に出力される。この音響情報は、脱りん処理時における転炉１１内のスラグの滓化状況を反映する情報であり、脱りん処理時における操業要因のパラメータとして用いられ得る。なお、脱りん処理時における操業要因については、詳しくは後述する。   In addition, the converter blowing facility 10 may include a sound meter 111 and a sound collecting microphone 112. The sound collecting microphone 112 acquires a sound generated from the inside of the converter 11, and outputs a signal related to the sound to the sound meter 111. The sound meter 111 performs signal processing on the acquired signal, and generates a processing result as acoustic information. The acoustic information generated here is output to the hot metal preparatory process control device 20 via the measurement control device 30. The acoustic information is information that reflects the aging condition of the slag in the converter 11 at the time of the dephosphorization treatment, and can be used as a parameter of the operation factor at the time of the dephosphorization treatment. The operation factors at the time of the dephosphorization treatment will be described in detail later.

なお、転炉吹錬設備１０には、サウンドメータ１１１および集音マイクロフォン１１２の他にも脱りん処理時における転炉１１内のスラグの滓化状況を示す操業要因のパラメータを取得するための装置が設けられてもよい。例えば、転炉１１内にマイクロ波を照射して転炉１１のスラグレベルを計測することにより、スラグの滓化状況を把握することができる。当該スラグレベルを操業要因のパラメータとして取得する場合、転炉吹錬設備１０において、例えば、転炉１１内にマイクロ波を照射するためのマイクロ波照射装置、湯面に反射したマイクロ波を受信するためのアンテナ、および当該アンテナにより受信されたマイクロ波に基づいてスラグレベルを解析するスラグレベル測定装置が設けられてもよい。   In addition to the sound meter 111 and the sound collecting microphone 112, the converter blowing equipment 10 is a device for acquiring parameters of operation factors indicating the slag deterioration status in the converter 11 at the time of dephosphorization treatment. May be provided. For example, by irradiating microwaves into the converter 11 and measuring the slag level of the converter 11, it is possible to grasp the slag deterioration status. When acquiring the said slag level as a parameter of an operation factor, in the converter blowing facility 10, for example, the microwave irradiation apparatus for irradiating a microwave in the converter 11 and the microwave reflected to the hot water surface are received. And a slag level measurement device that analyzes the slag level based on the microwaves received by the antenna.

（溶銑予備処理制御装置）
溶銑予備処理制御装置２０は、データ取得部２０１、炭素濃度推定部２０２、修正量算出部２０３、溶銑予備処理データベース２１、および入出力部２２を備える。溶銑予備処理制御装置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、炭素濃度推定部２０２、修正量算出部２０３、および溶銑予備処理データベース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。(Solder pretreatment control system)
The hot metal preparatory process control device 20 includes a data acquisition unit 201, a carbon concentration estimation unit 202, a correction amount calculation unit 203, a hot metal preparatory process database 21, and an input / output unit 22. The hot metal preliminary processing control device 20 includes hardware configurations such as a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a storage, and a communication device, and data acquisition is performed by these hardware configurations. The respective functions of the unit 201, the carbon concentration estimation unit 202, the correction amount calculation unit 203, and the hot metal preparatory process 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.

なお、図１においては、溶銑予備処理制御装置２０の有する機能のうち、本発明において特徴的な機能のみを主に図示している。溶銑予備処理制御装置２０は、図示する機能以外にも、溶銑予備処理に係る制御を行う際に必要となる一般的な機能を有する。   In FIG. 1, among the functions possessed by the hot metal preparatory process control device 20, only the functions characteristic of the present invention are mainly illustrated. The hot metal preparatory process control device 20 also has a general function that is required when performing control related to the hot metal preparatory process, in addition to the illustrated functions.

例えば、溶銑予備処理制御装置２０は、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、溶銑予備処理制御装置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、溶銑予備処理制御装置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。   For example, the hot metal pretreatment control device 20 has a function of controlling the entire process related to the hot metal pretreatment such as the blowing of oxygen to the converter 11 and the input of the cold material and the auxiliary material. Also, for example, the hot metal pretreatment processing control device 20 is carried out in general static control, using a predetermined mathematical model or the like before blowing and starting blowing oxygen amount to the converter 11, injection of cold material It has functions such as determining the amount (hereinafter referred to as the amount of cold material) and the amount of auxiliary material input. Further, for example, the hot metal pretreatment processing control device 20 has a function of controlling an object to be measured, a measurement timing, and the like of the 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。   Concrete treatment in each function (not shown) (For example, the control method of cooling material and auxiliary material input mentioned above, the amount of blowing oxygen and the input amount of various cooling materials and auxiliary materials etc before blowing start in static control) Since various known methods can be applied as the method of controlling and the method of controlling the sublance, detailed description will be omitted here.

溶銑予備処理制御装置２０は、溶銑予備処理データベース２１に格納されている各種データ、および排ガスデータを入力値として、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度を推定する。そして、溶銑予備処理制御装置２０は、推定した溶銑中の炭素濃度に基づいて、脱りん処理前にスタティック制御により決定した吹込み酸素量および冷材量の指示値を修正する。溶銑予備処理制御装置２０は、さらに、推定した溶銑中の炭素濃度、並びに修正した吹込み酸素量および冷材量の指示値を入出力部２２に出力する。また、入出力部２２に出力された各指示値は、転炉吹錬設備１０の動作を制御する計測制御装置３０に出力される。計測制御装置３０は、溶銑予備処理制御装置２０から取得した各指示値に応じた転炉１１内への送酸および冷材投入に関する制御を行う。   The hot metal pretreatment controller 20 estimates the carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization treatment, using various data stored in the hot metal pretreatment database 21 and exhaust gas data as input values. Then, based on the estimated carbon concentration in the hot metal, the hot metal pretreatment control device 20 corrects the indicated values of the blown oxygen amount and the cold material amount determined by static control before the dephosphorization treatment. The hot metal pretreatment controller 20 further outputs the estimated carbon concentration in the hot metal and the corrected values of the blown oxygen amount and the cold material amount to the input / output unit 22. Moreover, each instruction value output to the input / output unit 22 is output to the measurement control device 30 that controls the operation of the converter blowing facility 10. The measurement control device 30 performs control relating to the acid supply and the cold material injection into the converter 11 according to the respective instruction values acquired from the hot metal pretreatment processing control device 20.

溶銑予備処理制御装置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。   The specific function which each function part of the hot metal preparatory process control apparatus 20 has is mentioned later.

溶銑予備処理データベース２１は、溶銑予備処理制御装置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。溶銑予備処理データベース２１は、例えば、図１に示したように、溶銑データ２１１、パラメータ２１２、および目標データ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。溶銑予備処理データベース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。また、溶銑予備処理データベース２１は、炭素濃度推定部２０２による推定結果（例えば、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度）、または修正量算出部２０３による修正結果（例えば、吹込み酸素量の修正後の指示値）を格納してもよい。なお、本実施形態に係る溶銑予備処理データベース２１を有する記憶装置は、図１に示すように溶銑予備処理制御装置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、溶銑予備処理データベース２１を有する記憶装置は、溶銑予備処理制御装置２０とは分離された構成であってもよい。   The hot metal preparatory process database 21 is a database for storing various data used in the hot metal preparatory process control device 20, and is realized by a storage device such as a storage. The hot metal preparatory process database 21 stores, for example, hot metal data 211, parameters 212, target data 213 and the like as shown in FIG. These data may be added, updated, changed or deleted via an input device or communication device (not shown). The various data stored in the hot metal preparatory process database 21 are called by the data acquisition unit 201. Further, the hot metal pretreatment database 21 is a result of estimation by the carbon concentration estimation unit 202 (for example, carbon concentration in the hot metal after dephosphorization processing) or a correction result by the correction amount calculation unit 203 (for example, correction of the blown oxygen amount) You may store the later indication value). In addition, although the memory | storage device which has the hot metal preparatory process database 21 which concerns on this embodiment is comprised integrally with the hot metal preparatory process control apparatus 20 as shown in FIG. 1, in another embodiment, a hot metal preparatory process is carried out. The storage device having the processing database 21 may be configured separately from the hot metal pretreatment processing 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必要となる各種の情報（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。パラメータ２１２は、炭素濃度推定部２０２および修正量算出部２０３により用いられる各種のパラメータである。例えば、パラメータ２１２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、および修正量を算出するためのパラメータが含まれる。目標データ２１３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。   The molten metal data 211 is various data related to molten metal in the converter 11. For example, the molten metal data 211 includes information on molten metal (initial molten metal weight for each charge, concentration of molten metal components (carbon, phosphorus, silicon, iron, manganese, etc.), molten metal temperature, molten metal ratio, etc.). In the molten metal data 211, various other information generally required for hot metal pretreatment and decarburization processing (for example, information on the addition of auxiliary materials and cooling material (information on auxiliary materials and amount of cooling material) , Information on sublance measurement (information on measurement target, measurement timing, etc.), information on blown oxygen amount, etc.) may be included. The parameters 212 are various parameters used by the carbon concentration estimation unit 202 and the correction amount calculation unit 203. For example, the parameter 212 includes a parameter in a regression equation in which the operation factor is an explanatory variable, and a parameter for calculating a correction amount. The target data 213 includes data such as target component concentration and target temperature in the hot metal (in molten steel) after the dephosphorization treatment, after the decarburization treatment, and at the time of measuring the sublance, and the like.

入出力部２２は、例えば、炭素濃度推定部２０２による炭素濃度の推定結果、または修正量算出部２０３による吹込み酸素量の修正値等の修正結果を取得し、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、修正量算出部２０３から取得した吹込み酸素量の修正後の指示値を転炉吹錬設備１０に出力してもよい。これにより、吹込み酸素量の修正後の指示値を反映した吹錬が実行される。また、入出力部２２は、推定された溶銑中の炭素濃度、または吹込み酸素量の修正後の指示値をオペレータに表示させてもよい。この場合、さらに入出力部２２は、表示された情報を閲覧したオペレータの操作により入力される送酸または冷材投入等の指示に係る情報を転炉吹錬設備１０に出力してもよい。また、入出力部２２は、溶銑予備処理データベース２１に記憶された推定結果等を出力してもよい。   The input / output unit 22 has a function of obtaining a correction result such as a carbon concentration estimation result by the carbon concentration estimation unit 202 or a correction value of the blown oxygen amount by the correction amount calculation unit 203 and outputting the correction result to various output devices. Have. For example, the input / output unit 22 may output the corrected instruction value of the blown oxygen amount acquired from the correction amount calculation unit 203 to the converter blowing facility 10. As a result, blowing is performed reflecting the corrected indication value of the blown oxygen amount. In addition, the input / output unit 22 may cause the operator to display the estimated carbon concentration in the molten metal or the indicated value after correction of the blown oxygen amount. In this case, the input / output unit 22 may further output, to the converter blowing facility 10, information related to an instruction such as acid feeding or cold material input, which is input by an operation of an operator who browsed the displayed information. Further, the input / output unit 22 may output the estimation result and the like stored in the hot metal preparatory process database 21.

（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、溶銑予備処理制御装置２０からの指示に応じて、転炉１１への冷材および副原料の投入等を制御する。また、計測制御装置３０は、排ガス成分分析計１０１および排ガス流量計１０２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、溶銑予備処理制御装置２０に送信する。(Measurement control device)
The measurement control device 30 has a hardware configuration such as a CPU, a ROM, a RAM, a storage, and a communication device. The measurement control device 30 communicates with each device provided in the converter blasting facility 10 and has a function of controlling the overall operation of the converter blasting facility 10. For example, in response to an instruction from the hot metal pretreatment control device 20, the measurement control device 30 controls the charging of the cooling material and the auxiliary material to the converter 11, and the like. Further, the measurement control device 30 acquires data obtained from the respective devices of the converter blowing facility 10 such as the exhaust gas component analyzer 101 and the exhaust gas flow meter 102 and transmits the data to the hot metal pretreatment control device 20.

＜２．溶銑予備処理制御装置による処理＞
以下、図１に示す溶銑予備処理制御装置２０の各機能について順に説明する。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。<2. Processing by Hot Metal Pretreatment Controller>
Hereafter, each function of the hot metal preparatory process control apparatus 20 shown in FIG. 1 is demonstrated in order. In the following description, (% by mass), which is a unit of concentration of each component, is described as (%) unless otherwise described.

（データ取得部）
データ取得部２０１は、溶銑予備処理データベース２１に記憶されている溶銑データ２１１、パラメータ２１２および目標データ２１３、並びに排ガス成分分析計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。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が逐次計測するデータについて、脱りん処理中に逐次取得してもよいし、脱りん処理後に一括して取得してもよい。データ取得部２０１は、取得したデータを炭素濃度推定部２０２に出力する。(Data acquisition unit)
The data acquisition unit 201 acquires hot metal data 211, parameters 212 and target data 213 stored in the hot metal pretreatment database 21 and exhaust gas data output from the exhaust gas component analyzer 101 and the exhaust gas flow meter 102. The data acquisition unit 201 may sequentially acquire the data sequentially measured by the exhaust gas component analyzer 101 and the exhaust gas flow meter 102 during the dephosphorization process, or may acquire them collectively after the dephosphorization process. The data acquisition unit 201 outputs the acquired data to the carbon concentration estimation unit 202.

（炭素濃度推定部）
炭素濃度推定部２０２は、データ取得部２０１により取得された各種データに基づいて、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度を推定する。以下、炭素濃度推定部２０２による炭素濃度の推定方法について説明する。(Carbon concentration estimation unit)
The carbon concentration estimation unit 202 estimates the carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization processing based on the various data acquired by the data acquisition unit 201. Hereinafter, a method of estimating the carbon concentration by the carbon concentration estimating unit 202 will be described.

脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度は、脱りん処理の前後における溶銑中の炭素に関する物質収支により推定可能である。つまり、脱りん処理の前後における溶銑に含まれる炭素の質量の差が、脱りん処理により生じた排ガスに含まれる炭素の質量と一致する（つまり、物質収支が釣り合う）と考えられる。本発明者らは、このような炭素に関する物質収支モデルを用いて、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度を推定することを検討した。   The carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization treatment can be estimated by the mass balance of carbon in the hot metal before and after the dephosphorization treatment. That is, it is considered that the difference in mass of carbon contained in the molten metal before and after the dephosphorization treatment coincides with the mass of carbon contained in the exhaust gas generated by the dephosphorization treatment (that is, the mass balance is balanced). The inventors examined using such a mass balance model for carbon to estimate the carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization treatment.

まず、脱りん処理により生じた排ガスに含まれる炭素の質量（脱炭量）を、排ガスデータに基づいて算出する。排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓ（ｔｏｎ）は下記式（２）のように示される。First, the mass (decarburized amount) of carbon contained in the exhaust gas generated by the dephosphorization treatment is calculated based on the exhaust gas data. The decarburization amount ΔC offgas (ton) based on the exhaust gas data is expressed as the following formula (2).

Figure 0006547901
Figure 0006547901

ここで、排ガスデータから求められる単位時間当たりの脱炭量ｗｃ［ｉ］（ｇ／ｓｅｃ）は、下記式（３）によって算出される。   Here, the decarburizing amount wc [i] (g / sec) per unit time obtained from the exhaust gas data is calculated by the following equation (3).

Figure 0006547901
Figure 0006547901

ここで、ＣＯ［ｉ＋Ｎ］（％）は排ガス中のＣＯ濃度、ＣＯ２［ｉ＋Ｎ］（％）は排ガス中のＣＯ２濃度、Ｖｏｆｆｇａｓ［ｉ］（Ｎｍ３／ｈｒ（ＮＴＰ））は総排ガス流量である。ＣＯ［ｉ］（％）及びＣＯ２［ｉ］（％）は、排ガス成分分析計１０１によって取得され得る。また、Ｖｏｆｆｇａｓ［ｉ］（Ｎｍ３／ｈｒ（ＮＴＰ））は、排ガス流量計１０２によって取得され得る。また、角括弧［］内のｉは、排ガス成分分析計１０１および排ガス流量計１０２によるサンプリング周期を表している。また、角括弧［］内のＮは、排ガス成分分析計１０１による分析遅れ（排ガスが排ガス成分分析計１０１の設置位置に至るまでの時間的な遅れ）に対応する。分析遅れＮの具体的な値は、煙道１２における排ガス成分分析計１０１の設置位置等に応じて、適宜決定されてよい。また、「ＮＴＰ」はNormal Temperature Pressureを意味する。Ｖｏｆｆｇａｓ［ｉ］に１０００を乗じた値を３６００で除しているのは、単位を（Ｌ／ｓｅｃ）に変換するためである。また、２２．４（Ｌ／ｍｏｌ）で除しているのは、モル数に換算するためである。また、１２は炭素の原子量である。Here, CO [i + N] (%) is CO concentration in exhaust gas, CO 2 [i + N] (%) is CO 2 concentration in exhaust gas, V offgas [i] (Nm 3 / hr (NTP)) is total exhaust gas It is the flow rate. CO [i] (%) and CO 2 [i] (%) can be obtained by the exhaust gas component analyzer 101. Also, V offgas [i] (Nm 3 / hr (NTP)) may be acquired by the exhaust gas flow meter 102. In addition, i in square brackets [] represents a sampling period by the exhaust gas component analyzer 101 and the exhaust gas flow meter 102. Further, N in the brackets [] corresponds to the analysis delay by the exhaust gas component analyzer 101 (the time delay until the exhaust gas reaches the installation position of the exhaust gas component analyzer 101). A specific value of the analysis delay N may be appropriately determined in accordance with the installation position of the exhaust gas component analyzer 101 in the flue 12 or the like. Also, "NTP" means Normal Temperature Pressure. The value obtained by multiplying V offgas [i] by 1000 is divided by 3600 in order to convert the unit into (L / sec). Moreover, it divides in 22.4 (L / mol) in order to convert into the number of moles. Also, 12 is the atomic weight of carbon.

一方で、脱りん処理の前後における溶銑中の炭素濃度の成分測定実績に基づいた脱炭量（以降、成分変化に基づく脱炭量）ΔＣｃ（ｔｏｎ）は、下記式（４）のように示される。On the other hand, the amount of decarburization based on the component measurement results of the carbon concentration in the hot metal before and after dephosphorization treatment (hereinafter, the amount of decarburization based on the component change) ΔC c (ton) is expressed by the following formula (4) Indicated.

Figure 0006547901
Figure 0006547901

ここで、ＣＨＭ（％）は脱りん処理前の溶銑中の炭素濃度、ＷＨＭ（ｔｏｎ）は脱りん処理前の溶銑の重量、ＣＳＣ（％）は脱りん処理前に転炉１１内に装入されたスクラップ中の炭素濃度、ＷＳＣ（ｔｏｎ）は脱りん処理前に転炉１１内に装入されたスクラップの重量、ＣＣＭ（％）は脱りん処理前の冷銑中の炭素濃度、ＷＣＭ（ｔｏｎ）は脱りん処理前の冷銑の重量、Ｃｓｕｂ，ｊ（％）は、脱りん処理前に転炉１１内に投入された副原料ｊ中の炭素濃度、Ｗｓｕｂ，ｊ（ｔｏｎ）は、脱りん処理前に転炉１１内に投入された副原料ｊの重量である。これらの実績量は、溶銑データ２１１に含まれる。Here, C HM (%) is the carbon concentration in the hot metal before the dephosphorization treatment, W HM (ton) is the weight of the hot metal before the dephosphorization treatment, and C SC (%) is in the converter 11 before the dephosphorization treatment Concentration of carbon in the scrap charged into the tank, W SC (ton) is the weight of scrap charged into the converter 11 before the dephosphorization treatment, and C CM (%) is in the chiller before the dephosphorization treatment The carbon concentration, W CM (ton) is the weight of the cold potato before the dephosphorization treatment, C sub, j (%) is the carbon concentration in the auxiliary raw material j introduced into the converter 11 before the dephosphorization treatment, W sub, j (ton) is the weight of the auxiliary raw material j introduced into the converter 11 before the dephosphorization treatment. These actual amounts are included in the hot metal data 211.

また、ＣｄｅＰ（％）は、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度である。C deP (%) is the carbon concentration in the hot metal after dephosphorization treatment.

脱りん処理の前後における炭素に関する物質収支が釣り合う場合、排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓと成分変化に基づく脱炭量ΔＣＣとは等しくなり得る。つまり、排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓと成分変化に基づく脱炭量ΔＣＣとの関係は、下記式（５）のように示される。When the material balance of carbon before and after the dephosphorization treatment is balanced, the decarburization amount ΔC offgas based on the exhaust gas data and the decarburization amount ΔC C based on the component change may be equal. That is, the relationship between the decarburized amount ΔC offgas based on the exhaust gas data and the decarburized amount ΔC C based on the component change is expressed by the following equation (5).

Figure 0006547901
Figure 0006547901

以上から、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度ＣｄｅＰは、上記式（５）に上記式（２）〜（４）を適用させることにより、下記式（６）のように表される。これにより、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度ＣｄｅＰは理論上算出することは可能である。From the above, the carbon concentration C deP in the molten metal after the dephosphorization treatment is represented by the following formula (6) by applying the above formulas (2) to (4) to the above formula (5). By this, it is possible to theoretically calculate the carbon concentration C deP in the hot metal after the dephosphorization treatment.

Figure 0006547901
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しかし、上記式（６）により得られる排ガスデータに基づく脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度ＣｄｅＰが、実際に脱りん処理後にサンプリングした溶銑から得られた炭素濃度の実績値ＣｄｅＰ，ａから大きく乖離していることを、本発明者らは見出した。これは、上記式（２）および式（３）において算出される排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓに誤差が多く含まれるためである。However, the carbon concentration C deP in the hot metal after dephosphorization processing based on the exhaust gas data obtained by the above equation (6) is actually the actual value C deP, a of the carbon concentration obtained from the hot metal sampled after the dephosphorization processing The present inventors have found that there is a large deviation from This is because a large amount of error is included in the decarburized amount ΔC offgas based on the exhaust gas data calculated in the above formulas (2) and (3).

上記のような誤差は、主に、排ガス流量計１０２により測定誤差に起因すると考えられる。排ガス流量計１０２の配管に排ガスが流通するとき、転炉１１から生じた煤等のダストが配管に進入する場合がある。このようなダストが配管内（例えば、オリフィス等）に付着することにより、配管内における排ガスの通過が不安定な状態となり、排ガス流量計１０２による測定誤差が大きくなる。排ガス流量計１０２の配管の内部の状態は刻一刻と変化するため、排ガス流量計１０２により生じる測定誤差そのものを抑制することは困難である。   It is considered that such an error as described above is mainly due to the measurement error of the exhaust gas flow meter 102. When exhaust gas flows through the pipe of the exhaust gas flow meter 102, dust such as soot generated from the converter 11 may enter the pipe. When such dust adheres to the inside of the pipe (for example, an orifice or the like), the passage of the exhaust gas in the pipe becomes unstable, and the measurement error by the exhaust gas flow meter 102 becomes large. Since the internal state of the pipe of the exhaust gas flow meter 102 changes every moment, it is difficult to suppress the measurement error itself caused by the exhaust gas flow meter 102.

そこで、本発明者らが鋭意研究した結果、排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓを補正するための補正値である補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔ（ｔｏｎ）を上記式（５）に組み込むことにより、上記式（６）により得られる脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度ＣｄｅＰの推定精度を改善することに想到した。上記式（５）は、補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの組み込みにより、下記式（７）のように示される。Therefore, as a result of intensive research conducted by the present inventors, the correction equation ΔC correct (ton), which is a correction value for correcting the amount of decarburization ΔC offgas based on the exhaust gas data, is incorporated into the above equation (5). It was conceived to improve the estimation accuracy of the carbon concentration C deP in the hot metal after dephosphorization obtained by (6). The above equation (5) is expressed as the following equation (7) by incorporating the correction term ΔC correct .

Figure 0006547901
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この補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの推定モデルは、種々の統計的手法により構築される。例えば、本実施形態に係る補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔは、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により算出される目的変数である。具体的には、補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔは、下記式（８）のように示される。The estimation model of this correction term ΔC correct is constructed by various statistical methods. For example, the correction term ΔC correct according to the present embodiment is an objective variable calculated by a regression equation using various operation factors X as explanatory variables, which is obtained by a known multiple regression analysis method. Specifically, the correction term ΔC correct is represented by the following equation (8).

Figure 0006547901
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ここで、αｋはｋ番目の操業要因Ｘｋに対応する回帰係数であり、α０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のようなものが挙げられる。ただし、下記表１に示す操業要因はあくまで一例であって、補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔ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、補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔ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, α k is a regression coefficient corresponding to the k-th operation factor X k , and α 0 is a constant. Moreover, as a specific example of the operation factor X, a thing like following Table 1 is mentioned. However, the operation factors shown in Table 1 below are merely examples, and any operation factor X may be considered in the estimation of the correction term ΔC correct . In addition, all or part of the operation factors included in Table 1 below may be used to estimate the correction term ΔC correct .

Figure 0006547901
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上記の操業要因Ｘｊを説明変数とする補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔを物質収支モデルに組み込むことにより、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度ＣｄｅＰの推定精度が改善されることを、本発明者らは見出した。By incorporating the correction term ΔC correct having the above operation factor X j as an explanatory variable into the mass balance model, the present inventors improve that the estimation accuracy of the carbon concentration C deP in the hot metal after the dephosphorization treatment is improved. I found out.

さらに、本発明者らが鋭意研究した結果、一般的に考えられる脱りん処理時の操業要因（溶銑量、溶銑率、溶銑温度、溶銑成分、吹込み酸素量、副原料投入量等、表１のＮｏ．１〜Ｎｏ．Ｎ−２に相当）に加えて、脱りん処理時における転炉１１内のスラグの滓化状況を反映する操業要因を補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔに反映させることにより、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度ＣｄｅＰの推定精度がさらに改善されることを、本発明者らは見出した。Furthermore, as a result of intensive research conducted by the present inventors, generally considered operating factors at the time of dephosphorization treatment (amount of molten metal, molten metal rate, molten metal temperature, molten metal component, amount of blown oxygen, amount of auxiliary material input, etc.) In addition to No. 1 to No. N-2 of No. 1), dephosphorization is carried out by reflecting an operation factor that reflects the aging status of slag in the converter 11 at the time of dephosphorization treatment in the correction term ΔC correct. The inventors found that the estimation accuracy of the carbon concentration C deP in the hot metal after the treatment is further improved.

スラグの滓化状況を反映する操業要因が脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度ＣｄｅＰの推定精度をさらに改善させ得るのは、スラグの滓化状況が脱りん処理時における転炉１１内における脱炭酸素効率を反映しているためと考えられる。脱炭酸素効率は、転炉１１内に吹き込まれる酸素と、溶銑中の炭素との反応の効率を示す指標である。吹き込まれた酸素が湯面に露出した溶銑に触れると、脱炭反応が生じる。しかし、脱りん処理においては、りんがスラグに取り込まれることが優先的に行われる。そのため、溶銑の表面にはスラグが多量に存在することになる。ここで、スラグの滓化状況によっては、吹き込まれた酸素が溶銑に触れにくくなるため、脱炭反応が生じにくくなる場合や、あるいは、たとえ吹き込まれた酸素が溶銑に触れにくくなってもスラグ中の酸化鉄が脱炭反応の酸素供給源となり脱炭反応が生じる場合がある。したがって、スラグの滓化状況によって脱炭反応が抑制されるか促進されるかは単純には予測することは困難である。しかしながら、スラグの滓化状況が脱炭反応に何らかの影響を与える可能性があるということが推察される。つまり、転炉１１内のスラグの滓化状況が、脱炭反応の生じやすさ、つまり脱炭酸素効率に影響していると考えられる。したがって、スラグの滓化状況を反映する操業要因を補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔに反映させることにより、脱りん処理中の転炉１１の脱炭酸素効率の変動による影響を加味して脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度ＣｄｅＰを推定することができる。これにより、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度ＣｄｅＰの推定精度が改善されることに本発明者らは想到した。It is possible that the operation factor reflecting the condition of slag deterioration can further improve the estimation accuracy of carbon concentration C deP in the hot metal after dephosphorization treatment. It is considered to reflect the decarbonation efficiency. The decarbonation efficiency is an index indicating the efficiency of the reaction between the oxygen blown into the converter 11 and the carbon in the hot metal. When the blown oxygen touches the hot metal exposed to the surface of the hot water, a decarburization reaction occurs. However, in dephosphorization treatment, incorporation of phosphorus into slag is preferentially performed. Therefore, a large amount of slag is present on the surface of the hot metal. Here, depending on the condition of slag deterioration, the blown oxygen becomes difficult to contact with molten metal, so it is difficult to cause decarburization reaction, or even if the blown oxygen becomes difficult to contact molten metal, it is in the slag The iron oxide of this may be an oxygen source for the decarburization reaction and the decarburization reaction may occur. Therefore, it is difficult to simply predict whether the decarburization reaction is suppressed or promoted depending on the slag deterioration state. However, it is speculated that the condition of slag degradation may have some effect on the decarburization reaction. That is, it is thought that the slagging condition in the converter 11 affects the ease of occurrence of the decarburization reaction, that is, the decarbonation efficiency. Therefore, the operation factor reflecting the slagging condition is reflected in the correction term ΔC correct to take account of the influence of the change in the decarboxylation efficiency of converter 11 during the dephosphorization treatment, and the hot metal after the dephosphorization treatment It is possible to estimate the carbon concentration C deP in the medium. The present inventors considered that this would improve the estimation accuracy of the carbon concentration C deP in the hot metal after the dephosphorization treatment.

脱りん処理中のスラグの滓化状況を反映する操業要因には、表１に示したように、例えばサウンドメータ値（ｄｂ）およびマイクロ波によるスラグ高さの計測値（ｍ）等が含まれる。   As shown in Table 1, the operation factors reflecting the condition of slag deterioration during dephosphorization treatment include, for example, sound meter value (db) and measured value of slag height by microwave (m), etc. .

サウンドメータ値は、サウンドメータ１１１によって出力される値である。サウンドメータ１１１は、転炉１１内の音を集音マイクロフォン１１２を介して音響信号として取得し、サウンドメータ値として出力する。転炉１１内におけるスラグの滓化状況によって、サウンドメータ値が変動する。このサウンドメータ値を操業要因として用いることにより、スラグの滓化状況を補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔに反映させることができる。The sound meter value is a value output by the sound meter 111. The sound meter 111 acquires the sound in the converter 11 as an acoustic signal through the sound collection microphone 112, and outputs it as a sound meter value. The sound meter value fluctuates depending on the aging condition of the slag in the converter 11. By using this sound meter value as an operation factor, it is possible to reflect the aging condition of the slag in the correction term ΔC correct .

また、スラグレベルは、不図示のスラグレベル測定装置から出力される値である。スラグレベル測定装置は、例えば、転炉１１内に照射されたマイクロ波をアンテナを介して取得し、当該マイクロ波からスラグレベルを解析する。転炉１１内におけるスラグの滓化状況によって、このスラグレベルが変動する。サウンドメータ値と同様に、スラグレベルを操業要因として用いることにより、スラグの滓化状況を補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔに反映させることができる。Moreover, a slag level is a value output from a slag level measuring device not shown. The slag level measurement device acquires, for example, microwaves irradiated into the converter 11 through an antenna, and analyzes the slag level from the microwaves. The slag level fluctuates depending on the condition of slag deterioration in the converter 11. Similar to the sound meter value, the slag condition can be reflected in the correction term ΔC correct by using the slag level as an operation factor.

また、他の物理的な測定方法によりスラグの滓化状況が把握することが可能であれば、これらの測定方法により得られる測定結果を操業要因として用いてもよい。本発明者らが鋭意研究した結果、サウンドメータ値をスラグの滓化状況を反映する操業要因として用いることが好ましいことを見出した。   Moreover, as long as it is possible to grasp the deterioration status of slag by other physical measurement methods, measurement results obtained by these measurement methods may be used as an operation factor. As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that it is preferable to use the sound meter value as an operation factor that reflects the aging status of slag.

なお、本実施形態において補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの推定モデルは、重回帰分析により構築されたが、当該推定モデルは他の統計的手法により構築されてもよい。他の統計的手法とは、例えば、ニューラルネットワーク、またはランダムフォレスト等の機械学習のアルゴリズムを用いた統計的手法等であってもよい。In the present embodiment, the estimation model of the correction term ΔC correct is constructed by multiple regression analysis, but the estimation model may be constructed by another statistical method. The other statistical method may be, for example, a statistical method using an algorithm of machine learning such as a neural network or a random forest.

以上、補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの推定方法について説明した。脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度ＣｄｅＰは、上記式（７）に上記式（２）〜（４）、および上記式（８）を適用させることにより、下記式（９）のように表される。The method of estimating the correction term ΔC correct has been described above. The carbon concentration C deP in the hot metal after the dephosphorization treatment is determined by applying the above formulas (2) to (4) and the above formula (8) to the above formula (7) as shown in the following formula (9) expressed.

Figure 0006547901
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炭素濃度推定部２０２は、データ取得部２０１が取得した各種データを上記式（９）に代入することにより、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度ＣｄｅＰを推定する。炭素濃度推定部２０２は、推定した炭素濃度ＣｄｅＰを修正量算出部２０３に出力する。また、炭素濃度推定部２０２は、推定した炭素濃度ＣｄｅＰを入出力部２２に出力してもよい。The carbon concentration estimation unit 202 estimates the carbon concentration C deP in the hot metal after the dephosphorization process by substituting the various data acquired by the data acquisition unit 201 into the above equation (9). The carbon concentration estimation unit 202 outputs the estimated carbon concentration C deP to the correction amount calculation unit 203. Also, the carbon concentration estimation unit 202 may output the estimated carbon concentration C deP to the input / output unit 22.

（修正量算出部）
修正量算出部２０３は、炭素濃度推定部２０２により推定された炭素濃度ＣｄｅＰと目標データ２１３に含まれる脱りん処理後の目標炭素濃度Ｃａｉｍとの比較結果に基づいて、目標データ２１３に含まれる脱炭処理における吹込み酸素量を修正する。脱りん処理後の目標炭素濃度Ｃａｉｍ、および脱炭処理における吹込み酸素量Ｏ２，ａｉｍは、脱りん処理前のスタティック制御により決定される量である。修正量算出部２０３は、上述した推定結果等を用いて吹込み酸素量の修正量ΔＯ２，ｃｏｒｒｅｃｔを算出する。そして、修正量算出部２０３は、吹込み酸素量の修正量ΔＯ２，ｃｏｒｒｅｃｔを用いて当初決定された吹込み酸素量Ｏ２，ａｉｍを更新し、更新後の吹込み酸素量Ｏ２，ｃｏｒｒｅｃｔｅｄを取得する。(Modification amount calculation unit)
The correction amount calculation unit 203 is included in the target data 213 based on the comparison result between the carbon concentration C deP estimated by the carbon concentration estimation unit 202 and the target carbon concentration C aim after the dephosphorization processing included in the target data 213. Adjust the amount of oxygen in the decarburizing treatment. The target carbon concentration C aim after dephosphorization treatment, and the blown oxygen amount O 2, aim in decarburization treatment are amounts determined by static control before the dephosphorization treatment. The correction amount calculation unit 203 calculates the correction amount ΔO 2, correct of the amount of oxygen inflow using the above-described estimation result and the like. Then, the correction amount calculation unit 203 updates the injection oxygen amount O2 , aim initially determined using the correction amount ΔO2 , correct of the injection oxygen amount , and the injection oxygen amount O2 , corrected after the update. To get

酸素量の修正量は、下記式（１０）により算出することができる。   The correction amount of the oxygen amount can be calculated by the following equation (10).

Figure 0006547901
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ここで、βはパラメータである。このパラメータには、例えば、炭素と反応する酸素の化学当量に相当する理論値が代入され得る。これにより、推定炭素濃度ＣｄｅＰと目標炭素濃度Ｃａｉｍの差に相当する酸素量が算出される。Here, β is a parameter. For this parameter, for example, a theoretical value corresponding to the chemical equivalent of oxygen reacting with carbon can be substituted. Thus, the amount of oxygen corresponding to the difference between the estimated carbon concentration C deP and the target carbon concentration C aim is calculated.

修正量算出部２０３は、修正後の吹込み酸素量Ｏ２，ｃｏｒｒｅｃｔｅｄについての情報を、入出力部２２に出力する。The correction amount calculation unit 203 outputs, to the input / output unit 22, information on the blown oxygen amount O 2, corrected after the correction.

なお、修正量算出部２０３は、当初決定された吹込み酸素量Ｏ２，ａｉｍを修正するだけではなく、当初の冷材量を修正してもよい。例えば、修正後の吹込み酸素量Ｏ２，ｃｏｒｒｅｃｔｅｄが当初決定された吹込み酸素量Ｏ２，ａｉｍより少ない場合、脱炭処理において転炉１１の溶銑温度が低くなり得る。そのため、修正量算出部２０３は、例えば、修正後の吹込み酸素量Ｏ２，ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ、および溶銑温度（溶鋼温度）に基づいて、転炉１１に投入される冷材量を少なくする修正を行ってもよい。これにより、脱炭処理における吹込み酸素量が脱りん処理後において少なく修正された場合においても、当初決定された目標溶鋼温度に到達することができる。修正量算出部２０３は、修正後の冷材量についての情報を、入出力部２２に出力する。The correction amount calculation unit 203 may not only correct the initially determined blown oxygen amount O 2, aim but also correct the initial amount of cold material. For example, if the corrected blown oxygen amount O 2, corrected is smaller than the initially determined blown oxygen amount O 2, aim , the hot metal temperature of the converter 11 may be lowered in the decarburizing treatment. Therefore, the correction amount calculation unit 203 performs correction to reduce the amount of cold material input to the converter 11 based on, for example, the blown oxygen amount O 2, corrected and the hot metal temperature (solid steel temperature) after correction. May be As a result, even when the amount of blown oxygen in the decarburization treatment is corrected to a small value after the dephosphorization treatment, the initially determined target molten steel temperature can be reached. The correction amount calculation unit 203 outputs information on the corrected amount of cold material to the input / output unit 22.

以上、図１を参照して、本実施形態に係る溶銑予備処理システム１の構成例について説明した。   In the above, with reference to FIG. 1, the structural example of the hot metal preparatory processing system 1 which concerns on this embodiment was demonstrated.

＜３．溶銑予備処理方法の流れ＞
図２は、本実施形態に係る溶銑予備処理システム１による溶銑予備処理方法のフローチャートを示す図である。図２を参照しながら、本実施形態に係る溶銑予備処理システム１による溶銑予備処理方法のフローについて説明する。なお、図２に示す各処理は、図１に示す溶銑予備処理制御装置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２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 hot metal pretreatment method>
FIG. 2 is a view showing a flowchart of a hot metal pretreatment method by the hot metal pretreatment system 1 according to the present embodiment. The flow of the hot metal pretreatment method by the hot metal pretreatment system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 2. Each process shown in FIG. 2 corresponds to each process executed by the hot metal preparatory process control device 20 shown in FIG. 1. Therefore, the details of each process shown in FIG. 2 will be omitted, and an outline of each process will be described.

本実施形態に係る溶銑予備処理方法では、まず、データ取得部２０１は、溶銑データおよび排ガスデータを取得する（ステップＳ１０１）。具体的には、データ取得部２０１は、図１に示す溶銑データ２１１、パラメータ２１２、および目標データ２１３、並びに排ガス成分分析計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取得する。   In the hot metal pretreatment method according to the present embodiment, first, the data acquisition unit 201 acquires hot metal data and exhaust gas data (step S101). Specifically, the data acquisition unit 201 acquires the molten metal data 211, the parameters 212, and the target data 213 shown in FIG. 1, and the exhaust gas data measured by the exhaust gas component analyzer 101 and the exhaust gas flow meter 102.

次に、炭素濃度推定部２０２は、取得された各種データに基づいて、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度を推定する（ステップＳ１０３）。具体的には、炭素濃度推定部２０２は、上記式（９）に、溶銑データおよび排ガスデータに含まれる各種データを代入することにより、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度を推定する。なお、上記式（９）の補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの推定において、各種操業要因が選択され得る。例えば、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度をより向上させるために、ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの推定において、スラグの滓化状況を反映した操業要因が選択されることが好ましい。Next, the carbon concentration estimation unit 202 estimates the carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization process based on the acquired various data (step S103). Specifically, the carbon concentration estimation unit 202 estimates the carbon concentration in the molten metal after the dephosphorization treatment by substituting the various types of data included in the molten metal data and the exhaust gas data into the above-mentioned equation (9). In the estimation of the correction term ΔC correct of the above equation (9), various operation factors may be selected. For example, in order to further improve the carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization treatment, it is preferable to select an operation factor that reflects the slag deterioration status in the estimation of ΔC correct .

次に、修正量算出部２０３は、推定された脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度と脱りん処理後の溶銑中の目標炭素濃度との比較結果に基づいて、脱炭処理において転炉１１内に吹き込まれる吹込み酸素量を修正する（ステップＳ１０５）。なお、吹込み酸素量の修正に併せて、脱りん処理後の目標溶銑温度に溶銑温度を合わせこむために、脱炭処理時の冷材量が修正されることが好ましい。また、修正された酸素量および冷材量に基づく酸素の吹込みおよび冷材の投入を行うように、入出力部２２は、転炉吹錬設備１０に対して指示を出す。転炉吹錬設備１０は、当該指示に応じた転炉１１への送酸および冷材の投入に係る処理を行う。   Next, the correction amount calculation unit 203 converts the converter 11 in the decarburization process based on the comparison result between the estimated carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization process and the target carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization process. The amount of oxygen blown into the inside is corrected (step S105). It is preferable that the amount of cold material at the time of the decarburization treatment be corrected in order to bring the hot metal temperature into the target hot metal temperature after the dephosphorization treatment along with the correction of the blown oxygen amount. Further, the input / output unit 22 issues an instruction to the converter blowing facility 10 so as to perform the oxygen injection and the cooling material injection based on the corrected oxygen amount and the cooling material amount. The converter blowing facility 10 performs processing relating to the feeding of the acid and the cooling material to the converter 11 according to the instruction.

以上、図２を参照して、本実施形態に係る溶銑予備処理方法の処理手順について説明した。なお、以上説明した実施形態では、推定された脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度に基づいて、転炉１１に吹き込まれる吹込み酸素量および投入される冷材量がともに修正されているが、本実施形態はかかる例に限定されない。例えば、本実施形態に係る溶銑予備処理方法では、溶鋼中の炭素濃度が目標値を満足するような吹込み酸素量のみが修正されてもよい。この場合、ステップＳ１０５において、推定された脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度に基づいて、溶鋼中の炭素濃度が目標値を満足するような吹込み酸素量のみが計算されてよい。   The processing procedure of the hot metal pretreatment method according to the present embodiment has been described above with reference to FIG. In the embodiment described above, both the amount of oxygen blown into the converter 11 and the amount of cold material introduced are corrected based on the estimated carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization treatment. The present embodiment is not limited to such an example. For example, in the hot metal pretreatment method according to the present embodiment, only the blown oxygen amount may be corrected such that the carbon concentration in the molten steel satisfies the target value. In this case, in step S105, based on the estimated carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization treatment, only the blowing oxygen amount may be calculated such that the carbon concentration in the molten steel satisfies the target value.

＜４．まとめ＞
以上説明したように、本実施形態によれば、排ガスデータを用いて得られる脱炭量を脱りん処理時の操業要因を説明変数とする回帰式により表現される補正値により補正した補正脱炭量を用いて、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度が推定される。これにより、脱りん処理後にサブランス測定を行わなくても脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度を高精度で推定することができる。<4. Summary>
As described above, according to the present embodiment, the decarburized amount obtained by using the exhaust gas data is corrected by the correction value represented by the regression equation using the operation factor at the time of the dephosphorization treatment as the explanatory variable. The amount is used to estimate the carbon concentration in the hot metal after dephosphorization. Thus, the carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization process can be estimated with high accuracy even if the sublance measurement is not performed after the dephosphorization process.

本実施形態に係る前記補正値の推定において、操業要因として、転炉１１内のスラグの滓化状況を反映した操業要因を用いることにより、転炉１１内における脱炭効率を上述した補正項に反映させることができる。これにより、脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度をより高い精度で推定することができる。   In the estimation of the correction value according to the present embodiment, the decarburization efficiency in the converter 11 is corrected by using the operation factor reflecting the aging condition of the slag in the converter 11 as the operation factor. It can be reflected. Thereby, the carbon concentration in the hot metal after the dephosphorization treatment can be estimated with higher accuracy.

さらに、本実施形態によれば、炭素濃度の推定結果を用いて脱炭処理時に吹き込まれる吹込み酸素量が修正される。修正された酸素量に基づいて脱炭処理を行うことにより、脱炭処理後の目標炭素濃度を満足する溶鋼をより確実に得ることが可能となる。また、吹込み酸素量の修正に応じて転炉１１内に投入される冷材量を修正することにより、脱炭処理後の目標溶鋼温度を満足する溶鋼をより確実に得ることが可能となる。   Furthermore, according to the present embodiment, the amount of oxygen blown in at the time of the decarburization process is corrected using the estimation result of the carbon concentration. By performing decarburization processing based on the corrected oxygen amount, it is possible to more reliably obtain molten steel that satisfies the target carbon concentration after decarburization processing. In addition, it is possible to more reliably obtain molten steel satisfying the target molten steel temperature after the decarburization process by correcting the amount of cold material introduced into the converter 11 according to the correction of the amount of injected oxygen. .

なお、図１に示す構成は、あくまで本実施形態に係る溶銑予備処理システム１の一例であり、溶銑予備処理システム１の具体的な構成はかかる例に限定されない。溶銑予備処理システム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. 1 is an example of the hot metal preparatory processing system 1 which concerns on this embodiment to the last, and the specific structure of the hot metal preparatory processing system 1 is not limited to this example. The hot metal pretreatment system 1 may be configured to be able to realize the functions described above, and can take any configuration that can be generally assumed.

例えば、溶銑予備処理制御装置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、炭素濃度推定部２０２、および修正量算出部２０３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、図示する溶銑予備処理制御装置２０と同等の機能が実現されてもよい。   For example, each function with which the hot metal preparatory process control device 20 is provided may not be performed all in one device, and may be performed by cooperation of a plurality of devices. For example, one device having only one or more of the functions of the data acquisition unit 201, the carbon concentration estimation unit 202, and the correction amount calculation unit 203 can communicate with other devices having other functions. By being connected, a function equivalent to the illustrated hot metal pretreatment controller 20 may be realized.

また、図１に示す本実施形態に係る溶銑予備処理制御装置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。   Moreover, it is possible to create a computer program for realizing each function of the hot metal preparatory process control device 20 according to the present embodiment shown in FIG. 1 and to install it on a processing apparatus such as a PC. In addition, a computer readable recording medium in which such a computer program is stored 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. In addition, the above computer program may be distributed via, for example, a network 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銑予備処理方法により得られる補正項の有効性、本実施形態に係る溶銑予備処理方法による炭素濃度の推定精度、および本実施形態に係る溶銑予備処理方法の実操業への適用について検証した。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 effects of the present invention, in this example, the effectiveness of the correction term obtained by the hot metal pretreatment method according to the present embodiment, the estimation accuracy of the carbon concentration by the hot metal pretreatment method according to the present embodiment, and The application to the actual operation of the hot metal pretreatment method according to the present embodiment was verified. The following examples are merely for verifying the effects of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

（補正項の有効性および炭素濃度の推定精度）
まず、本実施形態に係る溶銑予備処理方法により得られる補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの有効性および本実施形態に係る溶銑予備処理方法による脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度ＣｄｅＰの推定精度について検証した。(Effectiveness of correction term and estimation accuracy of carbon concentration)
First, the effectiveness of the correction term ΔC correct obtained by the hot metal pretreatment method according to the present embodiment and the estimation accuracy of the carbon concentration C deP in hot metal after dephosphorization treatment by the hot metal pretreatment method according to the present embodiment were verified. .

まず実施例では、排ガスデータ、溶銑データ、および操業要因を用いて、成分変化に基づく脱炭量ΔＣｃ、排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓおよび補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔが算出された。排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓは、前記式（２）、式（３）を用いて算出され、補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔは、前記式（８）を用いて算出された。また、成分変化に基づく脱炭量ΔＣｃは、前記式（４）を用いて算出された。ここで、成分変化に基づく脱炭量ΔＣｃ、排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓおよび補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの間には前記式（７）の関係があるものとした。First, in the example, the decarburized amount ΔC c based on the component change, the decarburized amount ΔC offgas based on the exhaust gas data, and the correction term ΔC correct were calculated using the exhaust gas data, the molten metal data, and the operation factor. The decarburizing amount ΔC offgas based on the exhaust gas data was calculated using the above equations (2) and (3), and the correction term ΔC correct was calculated using the above equation (8). Further, the decarburization amount ΔC c based on the component change was calculated using the above-mentioned equation (4). Here, the relation between the decarburization amount ΔC c based on the component change, the decarburization amount ΔC offgas based on the exhaust gas data, and the correction term ΔC correct is set as in the above-mentioned equation (7).

一方、比較例では、排ガスデータおよび溶銑データを用いて、成分変化に基づく脱炭量ΔＣｃおよび排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓが算出された。排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓおよび成分変化に基づく脱炭量ΔＣｃの算出方法は、本実施例と同様である。ここで、補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔは用いられず、成分変化に基づく脱炭量ΔＣｃおよび排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓの間には前記式（５）の関係があるものとした。On the other hand, in the comparative example, the decarburized amount ΔC c based on the component change and the decarburized amount ΔC offgas based on the exhaust gas data were calculated using the exhaust gas data and the molten metal data. The method of calculating the decarburized amount ΔC offgas based on the exhaust gas data and the decarburized amount ΔC c based on the component change is the same as that of the present embodiment. Here, the correction term ΔC correct is not used, and the relation between the decarburizing amount ΔC c based on the component change and the decarburizing amount ΔC offgas based on the exhaust gas data is set as the relation of the above-mentioned equation (5).

なお、実施例および比較例では、上記式（４）のＣｄｅＰには、補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの有効性の検証のため、脱りん処理後に転炉からサンプリングされた溶銑中の炭素濃度の実績値が代入される。つまり、本実施例において、成分変化に基づく脱炭量ΔＣｃは実績値に基づいて得られる値である。In the examples and comparative examples, C deP in the above equation (4) is the actual value of the carbon concentration in the hot metal sampled from the converter after the dephosphorization treatment to verify the effectiveness of the correction term ΔC correct. Is substituted. That is, in the present embodiment, the decarburized amount ΔC c based on the component change is a value obtained based on the actual value.

また、スラグの滓化状況を反映した操業要因を補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの推定に用いていない例を実施例１とし、スラグの滓化状況を反映した操業要因を補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの推定に用いた例を実施例２とした。表２に、実施例１、実施例２および比較例において脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度の推定に用いられたデータおよび操業要因の一覧を示す。なお、本実施例においては、スラグの滓化状況を反映した操業要因として、サウンドメータ値が用いられた。In addition, an example in which the operation factor reflecting the slag deterioration condition was not used for the correction term ΔC correct estimation was taken as Example 1, and the operation factor reflecting the slag deterioration condition was used for the correction term ΔC correct An example is referred to as Example 2. Table 2 shows a list of data and operation factors used to estimate the carbon concentration in hot metal after dephosphorization treatment in Example 1, Example 2 and Comparative Example. In the present example, the sound meter value was used as an operation factor reflecting the aging condition of the slag.

Figure 0006547901
Figure 0006547901

補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの有効性を示す指標として、実施例１、実施例２および比較例において算出された排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓ（に補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔを加えた補正脱炭量）の、成分変化に基づく脱炭量ΔＣｃからの誤差（推定誤差）をそれぞれ算出し、当該推定誤差の標準偏差σを求めた。標準偏差σが小さいほど、推定誤差が小さい、すなわち、補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの有効性が高いと言える。As an index showing the effectiveness of the correction term ΔC correct, the decarburizing amount ΔC offgas (based on the correction decarburization amount obtained by adding the correction term ΔC correct ) based on the exhaust gas data calculated in Example 1, Example 2 and Comparative Example The errors (estimated errors) from the decarburized amount ΔC c based on component changes were respectively calculated, and the standard deviation σ of the estimated errors was determined. As the standard deviation σ is smaller, the estimation error is smaller, that is, the effectiveness of the correction term ΔC correct is higher.

また、炭素濃度の推定精度を示す指標として、実施例１および実施例２において上記式（９）を用いて推定された炭素濃度ＣｄｅＰと、脱りん処理後に転炉からサンプリングされた溶銑中の炭素濃度の実績値との誤差をそれぞれ算出し、当該推定誤差の標準偏差σを求めた。標準偏差σ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。Further, as an index indicating the estimation accuracy of the carbon concentration, the carbon concentration C deP estimated using the above equation (9) in Example 1 and Example 2, and in the hot metal sampled from the converter after the dephosphorization treatment The errors from the actual value of carbon concentration were calculated respectively, and the standard deviation σ of the estimation error was determined. As the standard deviation σ is smaller, the estimation error is smaller, that is, the estimation accuracy is higher.

結果を図３〜図５に示す。図３は、比較例における排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓの推定誤差を示す図である。図４は、実施例１における排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓ＋補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの推定誤差を示す図である。また、図５は、実施例２における排ガスデータに基づく脱炭量ΔＣｏｆｆｇａｓ＋補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの推定誤差を示す図である。各図において、ｘ軸は炭素濃度の成分分析による実績値に基づく脱炭量を示し、ｙ軸は（補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔを含む）排ガスデータに基づく脱炭量を示す。The results are shown in FIGS. FIG. 3 is a diagram showing an estimation error of the decarburized amount ΔC offgas based on the exhaust gas data in the comparative example. FIG. 4 is a diagram showing an estimated error of the decarburized amount ΔC offgas + correction term ΔC correct based on the exhaust gas data in the first embodiment. FIG. 5 is a diagram showing an estimated error of the decarburized amount ΔC offgas + correction term ΔC correct based on the exhaust gas data in the second embodiment. In each figure, the x-axis shows the decarburizing amount based on the actual value of the component analysis of the carbon concentration, and the y-axis shows the decarburizing amount based on the exhaust gas data (including the correction term ΔC correct ).

図３〜図５を参照すると、比較例１における推定誤差の標準偏差σが０．８０であったのに対し、実施例１における推定誤差の標準偏差σは０．５１であり、実施例２における推定誤差の標準偏差σは０．４０であった。当該結果から、補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔによる補正により、実績データに対する脱炭量の誤差が小さくなっていることが確認できる。さらに、実施例２における標準偏差σが実施例１における標準誤差σよりも小さな値を示したことから、スラグの滓化状況を反映する操業要因を補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔに組み込むことがより有効であることが示された。Referring to FIGS. 3 to 5, while the standard deviation σ of the estimation error in Comparative Example 1 is 0.80, the standard deviation σ of the estimation error in Example 1 is 0.51, and Example 2 The standard deviation σ of the estimation error at was 0.40. From the result, it is possible to confirm that the error of the decarburizing amount with respect to the actual data is reduced by the correction by the correction term ΔC correct . Furthermore, since the standard deviation σ in Example 2 showed a smaller value than the standard error σ in Example 1, it is more effective to incorporate an operation factor that reflects the slag aging status into the correction term ΔC correct. It was shown.

次に、脱りん処理後の炭素濃度の推定に関する結果を、図６および図７に示す。図６は、実施例１における炭素濃度ＣｄｅＰの推定誤差を示す図である。また、図７は、実施例２における炭素濃度ＣｄｅＰの推定誤差を示す図である。各図において、ｘ軸は炭素濃度の成分分析による実績値を示し、ｙ軸は本実施形態に係る溶銑予備処理方法を用いて推定された炭素濃度の推定値を示す。Next, results on estimation of carbon concentration after dephosphorization treatment are shown in FIG. 6 and FIG. FIG. 6 is a diagram showing an estimation error of the carbon concentration C deP in Example 1. FIG. 7 is a diagram showing an estimation error of the carbon concentration C deP in the second embodiment. In each figure, the x-axis shows the actual value by component analysis of the carbon concentration, and the y-axis shows the estimated value of the carbon concentration estimated using the hot metal pretreatment method according to the present embodiment.

図６および図７を参照すると、実施例１における推定誤差の標準偏差σは０．１５であり、実施例２における推定誤差の標準偏差σは０．１１であった。いずれの標準偏差σも低い水準を示しているため、炭素濃度ＣｄｅＰの推定精度は高いと言える。また、実施例２における標準偏差σが実施例１における標準誤差σよりも小さな値を示したことから、スラグの滓化状況を反映する操業要因を用いることにより、炭素濃度ＣｄｅＰの推定精度をより高めることができることが確認された。6 and 7, the standard deviation σ of the estimation error in Example 1 was 0.15, and the standard deviation σ of the estimation error in Example 2 was 0.11. Since both standard deviations σ show low levels, it can be said that the estimation accuracy of the carbon concentration C deP is high. In addition, since the standard deviation σ in Example 2 showed a smaller value than the standard error σ in Example 1, the estimation accuracy of the carbon concentration C deP can be obtained by using the operation factor that reflects the aging condition of the slag. It has been confirmed that it can be further enhanced.

以上示したように、本実施例では、比較例に比べて、補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの導入により、炭素濃度ＣｄｅＰを精度よく推定できることが分かった。特に、実施例２に示したように、スラグの滓化状況を反映する操業要因を補正項ΔＣｃｏｒｒｅｃｔの推定に用いることにより、炭素濃度ＣｄｅＰの推定精度をさらに高めることができることが分かった。As described above, in this example, it was found that the carbon concentration C deP can be accurately estimated by the introduction of the correction term ΔC correct as compared with the comparative example. In particular, as shown in Example 2, it has been found that the estimation accuracy of the carbon concentration C deP can be further enhanced by using the operation factor reflecting the slag deterioration state for estimation of the correction term ΔC correct .

（操業への適用）
次に、過去の操業実績データを用いて、本実施形態に係る溶銑予備処理方法の操業への適用の可否について検証した。具体的には、過去の操業実績データに対して、実施形態に係る溶銑予備処理方法により得られる脱りん処理後の溶銑中の炭素濃度の推定結果、並びに脱炭処理時における吹込み酸素量および冷材量の修正結果について検証した。(Application to operation)
Next, it was verified about the propriety of application to the operation of the hot metal pre-treatment method concerning this embodiment using past operation record data. Specifically, with respect to past operation results data, estimation results of carbon concentration in hot metal after dephosphorization processing obtained by the hot metal pretreatment method according to the embodiment, and the amount of oxygen blown in during decarburization processing and It verified about the correction result of the amount of cold material.

表３は、操業実績データへの炭素濃度の推定結果および酸素量等の修正結果の適用例を示す表である。表３を参照すると、溶銑中の炭素濃度、溶銑温度、吹込み酸素量および冷材量の各々についての、予定値、実績値、および、推定値または修正指示値の履歴が示されている。予定値とは、脱りん処理前のスタティック制御により予め推定された値である。実績値とは、過去の操業において測定された、または設定された値である。推定値および修正指示値は、本実施形態に係る溶銑予備処理方法により得られる炭素濃度の推定値、並びに吹込み酸素量および冷材量の修正量の指示値である。ここで、吹込み酸素量の修正量の指示値とは、例えば上記式（１０）に基づいて得られる修正後の吹込み酸素量Ｏ２，ｃｏｒｒｅｃｔｅｄに相当する。Table 3 is a table showing an application example of the estimation result of the carbon concentration to the operation result data and the correction result of the oxygen amount and the like. Referring to Table 3, a history of planned values, actual values, and estimated values or corrected indication values is shown for each of the carbon concentration in hot metal, hot metal temperature, blown oxygen amount and cold material amount. The predetermined value is a value previously estimated by static control before the dephosphorization treatment. The actual value is a value measured or set in the past operation. The estimated value and the correction instruction value are an estimated value of the carbon concentration obtained by the hot metal pretreatment method according to the present embodiment, and an instruction value of the correction amount of the blown oxygen amount and the cooling material amount. Here, the indication value of the correction amount of the insufflation oxygen amount corresponds to, for example, the after-correction insufflation oxygen amount O 2, corrected obtained based on the above-mentioned equation (10).

Figure 0006547901
Figure 0006547901

表３を参照すると、脱りん処理前のスタティック制御により、脱りん処理終了時の溶銑中の炭素濃度が４．０％であり、脱炭処理中のサブランス測定時には溶鋼中の炭素濃度が０．５％であり、脱炭処理の終了時の溶鋼中の炭素濃度（目標炭素濃度）が０．１％であると想定されている。これに応じて、吹込み酸素量は、脱りん処理前のスタティック制御により、脱炭処理開始時は７．０Ｎｍ３／ｔｏｎ、脱炭処理中のサブランス測定時には２５．０Ｎｍ３／ｔｏｎ（７．０＋１８．０）、脱炭処理の終了時には３０．０Ｎｍ３／ｔｏｎ（７．０＋１８．０＋５．０）と決定される。冷材量の値は、脱りん吹錬中は２．０ｔｏｎ、脱炭処理の開始からサブランス測定時にわたって５．０ｔｏｎである。Referring to Table 3, by static control before the dephosphorization treatment, the carbon concentration in the hot metal at the end of the dephosphorization treatment is 4.0%, and the carbon concentration in the molten steel is 0. 0 at the time of sublance measurement during the decarburization treatment. It is assumed to be 5%, and the carbon concentration (target carbon concentration) in the molten steel at the end of the decarburization treatment is 0.1%. In response to this, blow amount of oxygen, the static control before dephosphorization treatment, decarburization at the time of starting 7.0 nm 3 / ton, during sub-lance measurement during decarburization 25.0Nm 3 / ton (7. At the end of the decarburization treatment, it is determined to be 30.0 Nm 3 / ton (7.0 + 18.0 + 5.0). The value of the amount of cold material is 2.0 ton during dephosphorization blowing and 5.0 ton from the start of decarburization treatment to the time of sublance measurement.

しかし、実際の操業のサブランス測定時の溶鋼中の炭素濃度は０．１０％であった。一方で、サブランス測定時の溶銑温度は予定値の１６００℃のままであった。その結果、脱炭処理の終了時において、溶鋼中の炭素濃度は、当初の目標炭素濃度よりも低い０．０４％となってしまっていた。これは、脱りん処理の終了時における溶銑中の炭素濃度が、当初決定されていた４．０％よりも低くなっていたためであると考えられる。   However, the carbon concentration in molten steel at the time of sublance measurement of actual operation was 0.10%. On the other hand, the hot metal temperature at the time of sublance measurement remained at the scheduled value of 1600 ° C. As a result, at the end of the decarburization treatment, the carbon concentration in the molten steel has become 0.04% lower than the original target carbon concentration. This is considered to be because the carbon concentration in the hot metal at the end of the dephosphorization treatment was lower than the originally determined 4.0%.

一方、本実施形態に係る溶銑予備処理方法によれば、脱りん処理の終了時における溶銑中の炭素濃度は３．５％と推定されている。また、この推定結果に応じて、脱炭処理の開始からサブランス測定時における酸素量が１８．０から１３．０Ｎｍ３／ｔｏｎに修正されている。さらに、炭素濃度の推定結果および酸素量の修正結果に応じて、冷材量が２．５ｔｏｎに修正されている。この修正に基づいて仮に操業が行われていればサブランス測定時の炭素濃度は予め想定していた０．５％を満足するので、脱炭処理の終了時における溶鋼中の炭素濃度を吹き下げることなくより目標炭素濃度に近づけることが可能であることが、表３に示された結果から示唆される。すなわち、本実施形態に係る溶銑予備処理方法を実際の操業に適用させることにより、溶鋼中の炭素濃度をより確実に目標炭素濃度に的中させることが可能となる。On the other hand, according to the hot metal pretreatment method according to the present embodiment, the carbon concentration in the hot metal at the end of the dephosphorization process is estimated to be 3.5%. Moreover, according to this estimation result, the oxygen amount at the time of sublance measurement from the start of the decarburization process is corrected to 18.0 to 13.0 Nm 3 / ton. Furthermore, according to the estimation result of carbon concentration and the correction result of oxygen amount, the amount of cold material is corrected to 2.5 ton. If the operation is being performed based on this correction, the carbon concentration at the time of sublance measurement will meet the previously assumed 0.5%, so blow down the carbon concentration in the molten steel at the end of the decarburization treatment. The results shown in Table 3 suggest that it is possible to bring the carbon concentration closer to the target carbon concentration. That is, by applying the hot metal pretreatment method according to the present embodiment to an actual operation, it is possible to more reliably bring the carbon concentration in the molten steel into the target carbon concentration.

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。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is obvious that those skilled in the art to which the present invention belongs can conceive of various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also fall within the technical scope of the present invention.

１ 溶銑予備処理システム
１０ 転炉吹錬設備
１１ 転炉
１２ 煙道
１３ 上吹きランス
２０ 溶銑予備処理制御装置
２１ 溶銑予備処理データベース
２２ 入出力部
３０ 計測制御装置
１０１ 排ガス成分分析計
１０２ 排ガス流量計
１１１ サウンドメータ
１１２ 集音マイクロフォン
２０１ データ取得部
２０２ 炭素濃度推定部
２０３ 修正量算出部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot metal preparatory system 10 Converter blasting equipment 11 Converter 12 Flue 13 Updraft lance 20 Hot metal preparatory control apparatus 21 Hot metal preparatory process database 22 I / O unit 30 Measurement control apparatus 101 Exhaust gas component analyzer 102 Exhaust gas flow meter 111 Sound meter 112 Sound collection microphone 201 Data acquisition unit 202 Carbon concentration estimation unit 203 Correction amount calculation unit

Claims (6)

転炉を用いた溶銑予備処理において、
脱りん処理前の溶銑に関する溶銑データ、並びに脱りん処理時に前記転炉から排出された排ガス成分および排ガス流量を含む排ガスデータを取得するデータ取得ステップと、
前記排ガスデータに基づいて算出される脱りん処理時の脱炭量を、前記脱りん処理時の操業要因に基づいて算出される補正値を用いて補正し、補正された脱炭量と前記溶銑データとに基づいて脱りん処理後の炭素濃度を推定する炭素濃度推定ステップと、
を含む溶銑予備処理方法。 In hot metal pretreatment using a converter,
Data acquisition step of acquiring exhaust gas data including hot metal data on hot metal before dephosphorization treatment, and exhaust gas components and exhaust gas flow rates discharged from the converter at the time of dephosphorization treatment;
The amount of decarburization at the time of dephosphorization processing calculated based on the exhaust gas data is corrected using the correction value calculated based on the operation factor at the time of the dephosphorization processing, and the corrected amount of decarburization and the molten iron A carbon concentration estimation step of estimating a carbon concentration after dephosphorization processing based on the data;
Hot metal pretreatment method including. 前記炭素濃度推定ステップにおいて、前記補正値は、前記操業要因を説明変数とする以下の式（８）に示す回帰式により算出される、請求項１に記載の溶銑予備処理方法。
Figure 0006547901
 ここで、上記式（８）において、
ΔＣ ｃｏｒｒｅｃｔ ：前記補正値
α ０ ：定数
Ｘ ｋ ：ｋ番目の操業要因
α ｋ ：ｋ番目の操業要因Ｘ ｋ に対応する回帰係数
である。 The hot metal pre-processing method according to claim 1, wherein, in the carbon concentration estimation step, the correction value is calculated by a regression equation represented by the following equation (8) using the operation factor as an explanatory variable.
Figure 0006547901
 Here, in the above equation (8),
ΔC correct : said correction value
α 0 : Constant
X k : k-th operation factor
α k : regression coefficient corresponding to the k-th operation factor X k
It is. 前記脱りん処理時の操業要因は、前記脱りん処理時におけるスラグの滓化状況を示す操業要因を含む、請求項１または２に記載の溶銑予備処理方法。   The hot metal pre-treatment method according to claim 1 or 2, wherein the operation factor at the time of the dephosphorization treatment includes an operation factor indicating a deterioration state of slag at the time of the dephosphorization treatment. 前記スラグの滓化状況を示す操業要因は、前記転炉内の音響情報に関する操業要因を含む、請求項３に記載の溶銑予備処理方法。   The hot metal pre-treatment method according to claim 3, wherein the operation factor indicating the slag deterioration status includes an operation factor related to acoustic information in the converter. 前記データ取得ステップにおいて、前記脱りん処理後の目標炭素濃度、および前記脱りん処理後に行われる脱炭処理における前記転炉内への吹込み酸素量をさらに取得し、
推定された前記脱りん処理後の炭素濃度および前記脱りん処理後の目標炭素濃度の比較結果に基づいて、前記吹込み酸素量を修正する酸素量修正ステップをさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の溶銑予備処理方法。 In the data acquisition step, the target carbon concentration after the dephosphorization treatment and the amount of oxygen blown into the converter in the decarburization treatment performed after the dephosphorization treatment are further acquired,
5. The method according to claim 1, further comprising an oxygen amount correction step of correcting the insufflated oxygen amount based on a comparison result of the carbon concentration after the dephosphorization treatment estimated and the target carbon concentration after the dephosphorization treatment. The hot metal pretreatment method according to any one of the above. 転炉を用いた溶銑予備処理を制御する溶銑予備処理制御装置において、
脱りん処理前の溶銑に関する溶銑データ、並びに脱りん処理時に前記転炉から排出された排ガス成分および排ガス流量を含む排ガスデータを取得するデータ取得部と、
前記排ガスデータに基づいて算出される脱りん処理時の脱炭量を、前記脱りん処理時の操業要因に基づいて算出される補正値を用いて補正し、補正された脱炭量と前記溶銑データとに基づいて脱りん処理後の炭素濃度を推定する炭素濃度推定部と、
を備える、溶銑予備処理制御装置。




In a hot metal pretreatment control device that controls hot metal pretreatment using a converter,
A data acquisition unit for acquiring exhaust gas data including hot metal data on hot metal before the dephosphorization treatment, and an exhaust gas component and an exhaust gas flow rate discharged from the converter at the time of the dephosphorization treatment;
The amount of decarburization at the time of dephosphorization processing calculated based on the exhaust gas data is corrected using the correction value calculated based on the operation factor at the time of the dephosphorization processing, and the corrected amount of decarburization and the molten iron A carbon concentration estimation unit that estimates a carbon concentration after dephosphorization processing based on the data;
, A hot metal pretreatment control device.




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