JP7043949B2 - T.Fe推定方法、T.Fe制御方法、転炉吹錬制御装置、およびプログラム - Google Patents
T.Fe推定方法、T.Fe制御方法、転炉吹錬制御装置、およびプログラム Download PDFInfo
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Description
上記の構成によれば、転炉の操業要因を説明変数とした統計モデルを用いることによって、吹錬処理時のスラグ中のT.Feを高い精度で推定することができる。また、T.Feの推定の精度が高ければ、推定結果に基づくT.Feの制御も適切に実行することができる。
上記の構成によれば、統計モデルにおける知見に基づいて、酸化鉄含有副原料の投入量を用いてT.Feを制御することで、より効果的なT.Feの制御が可能になる。
図1は、本発明の一実施形態に係る転炉吹錬制御装置を含む精錬設備の概略的な構成を示す図である。図1に示されるように、精錬設備1は、転炉設備10と、計測制御装置20と、転炉吹錬制御装置30とを含む。以下、各部についてさらに説明する。
図2は、本発明の一実施形態におけるT.Fe管理処理の例を示すフローチャートである。T.Fe管理処理は、転炉吹錬の開始タイミングで開始される。図示された例では、まず、転炉吹錬制御装置30のT.Fe推定部321が、初期データを取得する(ステップS11)。ここで、初期データは、当該チャージの初期の溶銑重量および溶銑率、後述する再利用スラグ量、ならびに記憶部33に格納された目標データ332およびパラメータ333を含む。その後、T.Fe推定部321は、排ガスデータの取得(ステップS12)と副原料データの取得(ステップS13)を繰り返す。ここで、排ガスデータは、計測制御装置20に含まれる排ガス分析計22および排ガス流量計23によって測定される排ガス成分濃度および排ガス流量の測定値を含む。副原料データは、投入制御装置27によって投入された副原料の成分組成および投入量を含む。
再利用スラグ量は、前チャージの吹錬処理後に転炉11内に残されたスラグ113が次チャージで再利用される量を示す。また、再利用スラグ成分は、次チャージで再利用されるスラグの成分を示す。再利用スラグ量は直接的に測定することが困難であるため、カテゴリ変数として扱われる。具体的には、例えば、以下の表2に示すようなカテゴリ変数を設定し、オペレータが目視によって決定したカテゴリに対応する変数を転炉吹錬制御装置30の入出力部34を介して入力してもよい。再利用スラグ成分は、前チャージで排滓されたスラグの成分濃度の測定値から特定することができる。
Fe結合酸素原単位は、スラグ113中にFeと結合して取り込まれている酸素原単位を示す。Fe結合酸素原単位は、計測制御装置20に含まれる排ガス分析計22によって測定されるCO濃度hCO、CO2濃度hCO2、およびO2濃度hO2(いずれも%)、ならびに排ガス流量計23によって測定される排ガス流量Qtotal(Nm3/hr)に基づいて、以下で説明するような計算過程によって算出される。
酸化鉄含有副原料の投入量は、投入装置15による副原料151の投入量のうち、酸化鉄含有副原料、具体的には例えば鉄鉱石、塊成鉱、およびスケールなどの投入量を示す。酸化鉄含有副原料は、サブランス測定後、吹錬処理の終了前に、溶鋼温度を下げるための冷材として投入される。
図3~図8は、本発明の一実施形態における統計モデルの使用、および統計モデルの説明変数の設定の効果について説明するためのグラフである。上述のように、本実施形態に係る転炉吹錬制御装置30では、スラグ中のT.Feを推定するために、精錬設備1における各種の操業要因を説明変数Xjとする統計モデル(重回帰モデル)を用いる。まず、このような統計モデルをT.Feの推定に使用すること自体によって、推定の精度が向上する。また、説明変数Xjに特定の操業要因を含めることによって、推定の精度はさらに向上する。
図9は、本発明の一実施形態におけるT.Feの目標値の決定手法について説明するためのグラフである。上記で図2を参照して説明したように、本実施形態では、サブランス測定後に逐次実行されるT.Fe推定処理(ステップS16)の結果に基づいてT.Fe制御値決定処理(ステップS17)が実行され、さらに制御値に基づいて計測制御装置20の制御が実行される(ステップS18)。ここで、ステップS17,S18のT.Fe制御処理は、スラグ中のT.Feが目標値に一致するように、計測制御装置20の各部を制御する処理である。T.Feの目標値は、例えば、図9に示すように、溶鋼中のりん濃度(以下では[P]と示す)の目標値に応じて決定される。より具体的には、当該チャージにおける溶鋼中の[P]の目標値が予め決定されており、この[P]の目標値を実現可能な範囲で最も低いT.Feの値を目標値に設定する。
Claims (12)
- 転炉における吹錬処理時のスラグ中のT.Fe推定方法であって、
前記転炉内の溶鋼温度および溶鋼炭素濃度の測定値を取得する工程と、
前記転炉への副原料の投入量を含む副原料データを取得する工程と、
前記溶鋼温度、前記溶鋼炭素濃度および前記副原料の投入量を説明変数に含む統計モデルを用いて前記スラグ中のT.Feの推定値を算出する工程と、
を含み、
前記副原料データを取得する工程および前記T.Feの推定値を算出する工程を吹錬処理の終了まで逐次実行する、T.Fe推定方法。 - 前記副原料には、酸化鉄含有副原料が含まれる、請求項1に記載のT.Fe推定方法。
- 前記説明変数は、前チャージの吹錬処理後に前記転炉内に残されたスラグが再利用される量をさらに含む、請求項1または請求項2に記載のT.Fe推定方法。
- 前記転炉の排ガス成分濃度および排ガス流量の測定値を取得する工程をさらに含み、
前記説明変数は、少なくとも前記排ガス成分濃度および前記排ガス流量に基づいて算出される、前記スラグ中にFeと結合して取り込まれている酸素原単位をさらに含む、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のT.Fe推定方法。 - 転炉における吹錬処理時のスラグ中のT.Fe制御方法であって、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のT.Fe推定方法によって得られた前記スラグ中のT.Feの推定値と、前記スラグ中のT.Feの目標値とに基づいて、前記転炉への酸化鉄含有副原料の投入量を算出する工程を含む、T.Fe制御方法。 - 前記酸化鉄含有副原料の投入量を算出する工程は、前記スラグ中のT.Feの推定値が前記スラグ中のT.Feの目標値に一致するように算出される前記酸化鉄含有副原料の第1の投入量と、前記転炉内の溶鋼温度が目標値に一致するように算出される前記酸化鉄含有副原料の第2の投入量とのうち、いずれか少ない方を前記転炉への酸化鉄含有副原料の投入量とする工程を含む、請求項5に記載のT.Fe制御方法。
- 前記第1の投入量が前記第2の投入量よりも少ない場合に、前記第2の投入量と前記第1の投入量との差分に基づいて、前記転炉への前記酸化鉄含有副原料以外の、溶鋼温度を下げる作用を有する一方で酸化鉄を含有しない冷材の前記転炉への投入量を算出する工程をさらに含む、請求項6に記載のT.Fe制御方法。
- 前記第1の投入量が前記第2の投入量よりも多い場合に、前記第1の投入量と前記第2の投入量との差分に基づいて、前記スラグ中のT.Feの推定値を前記スラグ中のT.Feの目標値に一致させるための、上吹きランスの高さ調節量、上吹きランスによって吹き込まれる酸素ガスの調節量、または羽口から吹き込まれる底吹きガスの調節量を含む、前記酸化鉄含有副原料以外の投入量以外の操業要因の調節量を算出する工程をさらに含む、請求項6または請求項7に記載のT.Fe制御方法。
- 転炉内の溶鋼温度および溶鋼炭素濃度の測定値を取得する手段と、
前記転炉への副原料の投入量を含む副原料データを取得する手段と、
前記溶鋼温度、前記溶鋼炭素濃度および前記副原料の投入量を説明変数に含む統計モデルを用いて前記転炉における吹錬処理時のスラグ中のT.Feの推定値を算出する手段と、
を備え、
前記副原料データを取得する手段および前記T.Feの推定値を算出する手段は吹錬処理の終了まで逐次処理を実行する、転炉吹錬制御装置。 - 前記スラグ中のT.Feの推定値と、前記スラグ中のT.Feの目標値とに基づいて、前記転炉への酸化鉄含有副原料の投入量を算出する手段をさらに備える、請求項9に記載の転炉吹錬制御装置。
- 転炉内の溶鋼温度および溶鋼炭素濃度の測定値を取得する手段、
前記転炉への副原料の投入量を含む副原料データを取得する手段、ならびに
前記溶鋼温度、前記溶鋼炭素濃度および前記副原料の投入量を説明変数に含む統計モデルを用いて前記転炉における吹錬処理時のスラグ中のT.Feの推定値を算出する手段
としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
前記副原料データを取得する手段および前記T.Feの推定値を算出する手段は吹錬処理の終了まで逐次処理を実行するプログラム。 - さらに、前記スラグ中のT.Feの推定値と、前記スラグ中のT.Feの目標値とに基づいて、前記転炉への酸化鉄含有副原料の投入量を算出する手段として前記コンピュータを機能させる、請求項11に記載のプログラム。
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