JPH05339617A - 転炉吹錬方法 - Google Patents

転炉吹錬方法

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JPH05339617A
JPH05339617A JP14393792A JP14393792A JPH05339617A JP H05339617 A JPH05339617 A JP H05339617A JP 14393792 A JP14393792 A JP 14393792A JP 14393792 A JP14393792 A JP 14393792A JP H05339617 A JPH05339617 A JP H05339617A
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JP
Japan
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blowing
decarburization
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coefft
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Pending
Application number
JP14393792A
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English (en)
Inventor
Toshio Hatanaka
聡男 畑中
Yasuaki Tachikawa
泰明 立川
Masato Uchio
政人 内尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 操業に対応した脱炭反応式の係数を適正に決
定することにより、転炉吹錬の終点炭素量の的中率を向
上させることを目的とする。 【構成】 転炉吹錬直前の適当な時期に測定される鋼浴
の炭素量から当チヤ−ジにおける脱炭軌道を決定し、吹
錬終点を制御するにあたり、予め、転炉操業実績デ−タ
から求められる脱炭反応式の係数を教師デ−タとして学
習させたニユ−ラルネットワ−クを構成しておき、該ニ
ユ−ラルネットワ−クの入力層に、吹錬の1ヒ−ト毎に
操業デ−タを与えることにより脱炭反応式の係数を決定
し脱炭軌道を決定することを特徴とする転炉吹錬方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、転炉吹錬において、
目標とする鋼浴の終点炭素量の的中率を向上させるため
の転炉吹錬方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】転炉吹錬のダイナミック制御において
は、吹錬途中で溶鋼にサブランスを浸漬し、溶鋼をサン
プリングして得られたデ−タから、転炉吹錬の終点にお
ける溶鋼温度及び成分組成が目標値に一致するように、
サブランス計測時点から吹錬終点までの吹錬操作量(吹
き込み酸素量及び冷剤量)等を決定し、爾後この操作量
で吹錬することが行われている。
【0003】近時、転炉炉内耐火物の溶損防止、並びに
取鍋精練及び鋳造工程等との時間的整合性の向上という
見地から、転炉出鋼を迅速にする必要性が高まり、この
ため、転炉のダイナミック制御における制御精度の一層
の向上が要求されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ダイナミック制御に用いる脱炭軌道を決定する式、即ち
脱炭反応式には、以下に述べるような問題点がある。吹
錬末期の脱炭反応を表現する式として、種々のモデル式
が採用されているが、いずれの場合でも、モデル式中の
係数をうまく決定しないと所望の精度を得ることが出来
ない。
【0005】また、脱炭反応式の係数の決定方法として
特公昭54−32117号公報に開示されているような
重回帰分析による方法がある。この方法は、「酸素転炉
吹錬中に鋼浴から発生する排ガスの流量及び組成より脱
炭速度を推定し、吹錬終点を排ガスシステムにより制御
するに当り、予め転炉吹錬条件の関数として操業デ−タ
の重回帰により定められた排ガス脱炭速度降下時の鋼浴
C濃度Cz と、脱炭が停滞し始める時点の鋼浴C濃度の
経験値C0 を用い、吹錬終点の目標C濃度Cf に応じて
下記(1)式により吹錬終点の脱炭速度Af を算定し、
この脱炭速度Af が達成された時点をもって吹錬終点と
することを特徴とする酸素転炉の吹錬を動的に制御する
方法である。 Af =(Cf −C0 )・Amax /(Cz −C0 )…(1)」 また、「 上記Cz 以降の脱炭速度を鋼浴C濃度の一次
式で精度よく近似し、吹錬末期のサブランス挿入時期す
なわち、下記(2)式で示される鋼浴C濃度の測定およ
び実測値に基づく吹錬パタ−ンの修正に要する或る許容
時間を保障し、かつ鋼浴C濃度が目標C濃度Cf に最も
近づいたと推定される濃度Cx を実現する時期を排ガス
脱炭速度又は推定鋼浴C濃度で判定し、当該所定時期に
サブランスを挿入し、実測C濃度をCslとしてこのCsl
よりCf までの必要残酸素量
【0006】
【数1】 を下記(3)式の積分法で求め、この残酸素量の吹込み
時点をもって吹錬終点とすることを特徴とする酸素転炉
の吹錬を動的に制御する方法である。
【0007】
【数2】
【0008】さらに、特公平1−247526号公報に
は、当ヒ−トの実績を次ヒ−トについてフィ−ドバック
するやり方が開示されている。即ち、この方法は、「脱
りん溶銑を利用した転炉精錬法で、鋼浴の炭素量及び温
度を目標値に合わせるための転炉終点制御方法におい
て、吹錬末期に前記鋼浴の炭素量及び温度を測定し、下
記に示す脱炭モデルの式により、必要吹込酸素量を求
め、さらに吹錬実績デ−タより当ヒ−トの脱炭遷移点を
計算し、次ヒ−トへ前記脱炭遷移点をフィ−ドバックす
ることを特徴とする転炉終点制御方法である。
【0009】
【数3】 但し,C:鋼浴炭素含有率,Q:吹込酸素量,CT :脱
炭遷移点,CL :脱炭限界点,α,β:定数
【0010】上記の重回帰分析により係数を定式化する
方法では、操業条件が出来る限り、基準化されているこ
とが必要であるため、操業基準が変化する毎にデ−タを
解析し、重回帰分析する必要がある。このため所望の制
度を維持することが困難である場合が多い。また、フィ
−ドバックにより係数を自動調整する方法では、炉齢の
ような設備の緩やかな変動にはうまく追従するが、急激
な変化例えば底吹ノズル本数などの操業条件の変動に対
しては追従できない。このため、実際には、絶えず係数
の監視・調整をせざるを得ない。
【0011】本発明は、この様な問題点を解決するため
になされたもので、操業に対応した脱炭反応式の係数を
適正に決定することにより、転炉吹錬の終点炭素量の的
中率を向上させることが出来る転炉吹錬方法を提供する
ことを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の本発明の課題を解
決するための手段として、本発明は、転炉吹錬直前の適
当な時期に測定される炭素量から当チヤ−ジにおける脱
炭軌道を決定し、吹錬終点を制御するにあたり、予め操
業実績デ−タから求められる脱炭反応式の係数を教師デ
−タとして学習させたニユ−ラルネットワ−クを構成し
ておき、吹錬の1ヒ−ト毎に操業デ−タを前記ニユ−ラ
ルネットワ−クの入力層に与えることにより脱炭反応式
の係数を決定し前記脱炭軌道を決定することを特徴とす
る転炉吹錬方法である。
【0013】
【作用】転炉吹錬末期での脱炭反応を表現する方法とし
て、次の(4)式に基づく式の場合について説明する
が、他の表現式を用いても同様の議論が成立する。転炉
吹錬末期では、脱炭酸素効率(dC/dO2 )と炭素濃
度(C)との間に一般に、次の(4)式の関係が成立す
ることが認められている。
【0014】
【数4】
【0015】ここでaは、供給酸素が全て脱炭反応に費
やされる場合の脱炭酸素効率dC/dO2 値で理論値
(定数=1.07(kg/Nm3 )で与えられる。CL
は転炉脱炭反応での炭素濃度の下限を意味し、一般的に
は0.025%程度に固定してよい。また、係数bは、
溶湯の攪拌力に依存する係数である。図3にbの値をパ
ラメ−タとして(4)式をプロットした図を示す。図3
は、bの脱炭反応式への影響が強いことを示している。
攪拌力と密接な関係がある操業条件として、例えば、ス
ラグ量,底吹ノズル本数,底吹ガス量,ランス高さ,上
吹酸素流量,炉齢等がある。
【0016】例として、スラグ量及び底吹ノズル本数が
変動した場合の脱炭酸素効率の推移の様子を図4並びに
図5に夫々示す。なお、図4並びに図5の脱炭酸素効率
及び炭素濃度は、転炉排ガスの量・成分に基づいて計算
したものである。本発明は、この点に着目して、攪拌力
と密接な関係のある操業デ−タを入力層に与え、教師デ
−タとして、操業実績デ−タと前記(4)式から逆算さ
れた係数bをとり、数多くの事例を学習したニュ−ラル
ネットワ−クを予め構成しておき、この学習したニュ−
ラルネットワ−クを用いて、脱炭反応式を決定するもの
である。吹錬1ヒ−ト毎に与えられる操業条件を前記ニ
ュ−ラルネットワ−クの入力層に与えると、係数bが決
定される。
【0017】
【実施例】図1は、本発明の実施例を示す構成図であ
る。図1において、10は転炉,12は溶湯、14は底
吹ノズル、16は管、18は流量計、20はランス、2
1はサブランス、24は流量計、26はフ−ド、28は
ダクトであり、30はシユ−タ、32は秤量器、40は
プロセスコンピュ−タであり、50は係数決定コンピュ
−タ、51は記憶装置を示す。
【0018】図1に示す如く、転炉10の吹錬末期にお
いて、炉内の溶湯12の脱炭が進行するとサブランス2
1を降下して炭素濃度を測定し、炭素濃度をプロセスコ
ンピュ−タ40に入力する。上吹酸素流量,メインラン
ス20の高さ,底吹ノズル14の本数,底吹ガス流量,
副原料の成分および投入量をそれぞれ検出し、これらの
検出値もプロセスコンピュ−タ40に入力する。また吹
錬前に、溶銑成分および量,並びに炉齢がプロセスコン
ピュ−タ40に与えられている。サブランス21により
炭素濃度が測定されたタイミングで、これらのデ−タ
が、プロセスコンピュ−タ40から脱炭反応係数決定コ
ンピュ−タ50に与えられる。脱炭反応係数決定コンピ
ュ−タ50は処理を行い、係数bを求めプロセスコンピ
ュ−タ40に与える。次いで、プロセスコンピュ−タ4
0は転炉10の脱炭軌道を決定しダイナミック制御を行
う。本実施例では、攪拌力と密接な関係のある操業デ−
タとして、スラグ量,底吹ノズル本数,底吹ガス流量,
ランス高さ,上吹酸素流量,炉齢の6種類のデ−タを使
った。スラグ量は溶銑成分と副原料投入量,成分から計
算する。
【0019】図2に本実施例におけるニュ−ラルネット
ワ−クの構成を示す。図において、ニュ−ラルネットワ
−クの入力層は前記6種のデ−タを入力とする6個のニ
ュ−ロンで構成される。中間層としては、1層で3個の
ニュ−ロンで構成される。出力層は係数bを出力とする
1個のニュ−ロンで構成される。全体として、ニュ−ラ
ルネットワ−クは3層構造をなしている。
【0020】一方、学習は次のようにして行なう。転炉
10の吹錬直後に測定される炭素濃度実績値が入力され
た時点で前記(4)式を逆算することにより係数bが算
出される。操業デ−タと逆算された係数bは、係数決定
コンピュ−タ50に転送されて記憶装置51に格納され
る。学習が必要となった時は係数決定コンピュ−タ50
を起動することにより各ニュ−ロンの重みを決め直す。
【0021】次に、本発明を300トン上底吹き転炉に
適用した例を示す。装入溶銑の炭素濃度が4.0〜4.
5%のもので吹止炭素濃度が0.035〜0.150%
の場合、従来の方法による炭素濃度の推定精度がσ=
0.015%であったものが、本発明ではσ=0.00
7%に向上した。さらに操業の変化に対しても、容易に
再学習することができる。
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明の転炉吹錬方法に
よれば、転炉終点における吹止炭素量の的中率を向上す
ることが出来、その結果として、吹止炭素量の不的中率
による再吹錬比率が3.0%から1.0%に減少する効
果が得られ、転炉操業の生産性を向上させる等の効果を
奏し得た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の本実施例による転炉吹錬装置の構成図
である。
【図2】本実施例におけるニュ−ラルネットワ−クの構
成図である。
【図3】脱炭酸素効率と炭素濃度との関係グラフであ
る。
【図4】脱炭酸素効率とスラグ量との関係グラフであ
る。
【図5】脱炭酸素効率と底吹ノズル本数との関係グラフ
である。
【符号の説明】
10 転炉 12 溶湯 14 底吹ノズル 16 管 18 流量計 20 ランス 21 サブランス 24 流量計 26 フ−ド 28 ダクト 30 シュ−タ 32 秤量器 40 プロセスコンピュ−タ 50 係数決定コンピュ−タ 51 記憶装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 転炉吹錬直前の適当な時期に測定される
    鋼浴の炭素量から当チヤ−ジにおける脱炭軌道を決定
    し、吹錬終点を制御するにあたり、 予め、転炉操業実績デ−タから求められる脱炭反応式の
    係数を教師デ−タとして学習させたニユ−ラルネットワ
    −クを構成しておき、該ニユ−ラルネットワ−クの入力
    層に、吹錬の1ヒ−ト毎に操業デ−タを与えることによ
    り脱炭反応式の係数を決定し前記脱炭軌道を決定するこ
    とを特徴とする転炉吹錬方法。
JP14393792A 1992-06-04 1992-06-04 転炉吹錬方法 Pending JPH05339617A (ja)

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JP14393792A JPH05339617A (ja) 1992-06-04 1992-06-04 転炉吹錬方法

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JP14393792A JPH05339617A (ja) 1992-06-04 1992-06-04 転炉吹錬方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1310573A2 (de) * 2001-11-13 2003-05-14 Voest-Alpine Industrieanlagenbau GmbH & Co. Verfahren zur Herstellung einer Metallschmelze an Hand eines dynamischen Prozessmodells, inklusiv Korrekturmodell
CN109295279A (zh) * 2017-07-24 2019-02-01 株式会社Posco 钢的精炼装置及其方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1310573A2 (de) * 2001-11-13 2003-05-14 Voest-Alpine Industrieanlagenbau GmbH & Co. Verfahren zur Herstellung einer Metallschmelze an Hand eines dynamischen Prozessmodells, inklusiv Korrekturmodell
EP1310573A3 (de) * 2001-11-13 2008-01-23 Voest-Alpine Industrieanlagenbau GmbH & Co. Verfahren zur Herstellung einer Metallschmelze an Hand eines dynamischen Prozessmodells, inklusiv Korrekturmodell
CN109295279A (zh) * 2017-07-24 2019-02-01 株式会社Posco 钢的精炼装置及其方法

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