(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉での吹錬プロセスの操業を支援する吹錬プロセス操業支援方法であって、
前記吹錬プロセスの操業条件の目標値と実績値との差分値をチャージ毎に算出するステップと、
前記差分値に対する他の複数の操業条件の寄与度を要素とする寄与度ベクトルをチャージ毎に算出するステップと、
前記寄与度ベクトルに対応する操業条件を乗算した値に対し主成分分析を行うことによって、前記差分値と前記複数の操業条件との関係を導出するステップと、
前記寄与度ベクトル及び前記差分値と前記複数の操業条件との関係に関する情報を提示するステップと、を含み、
前記操業条件の目標値は、物理モデルを用いて算出された副原料の投入量の指示値であることを特徴とする吹錬プロセス操業支援方法。
【請求項２】
転炉での吹錬プロセスの操業を支援する吹錬プロセス操業支援装置であって、
前記吹錬プロセスの操業条件の目標値と実績値との差分値をチャージ毎に算出する手段と、
前記差分値に対する他の複数の操業条件の寄与度を要素とする寄与度ベクトルをチャージ毎に算出する手段と、
前記寄与度ベクトルに対応する操業条件を乗算した値に対し主成分分析を行うことによって、前記差分値と前記複数の操業条件との関係を導出する手段と、
前記寄与度ベクトル及び前記差分値と前記複数の操業条件との関係に関する情報を提示する手段と、を備え、
前記操業条件の目標値は、物理モデルを用いて算出された副原料の投入量の指示値であることを特徴とする吹錬プロセス操業支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転炉での吹錬プロセスの操業を支援する吹錬プロセス操業支援方法及び吹錬プロセス操業支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
転炉での吹錬プロセスでは、高炉から供給される銑鉄に石灰等の副原料を投入した後に酸素を吹き込むことによって、銑鉄の内部に含まれる珪素、燐等の不純物を酸化によって除去する。また、銑鉄の内部に含まれる硫黄（Ｓ）は、主原料に石灰等の副原料を加えることによって、還元により除去される。この吹錬プロセスにおいて、プロセス終了時における銑鉄中の不純物濃度を所定範囲内に制御することは重要な課題である。このような背景から、吹錬プロセスでは、銑鉄中の不純物濃度を所定範囲内に制御するために必要な副原料の投入量を算出し、算出された投入量を副原料投入量指示値としてオペレータに通知する技術が利用されている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２７１１３号公報
【特許文献２】特開２００９−６８０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術は、吹錬プロセスを数式によって表現した物理モデルを用いて副原料の投入量を算出するために、物理モデルを作成した際のプロセス条件と実際のプロセス条件とが異なる場合、副原料の投入量を正確に算出できない。このため、オペレータは、算出された投入量が適切でないと判断した場合、算出された投入量が適切でない原因を推定、改善することなく、銑鉄中の不純物濃度が必ず所定範囲内になるように算出された投入量より多い量の副原料を投入する。この結果、副原料のコストが増加し、吹錬プロセス全体のコストを削減することが困難になる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、吹錬プロセスの操業上の問題点を推定、改善することを支援可能な吹錬プロセス操業支援方法及び吹錬プロセス操業支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る吹錬プロセス操業支援方法は、転炉での吹錬プロセスの操業を支援する吹錬プロセス操業支援方法であって、前記吹錬プロセスの操業条件の目標値と実績値との差分値をチャージ毎に算出するステップと、前記差分値に対する他の複数の操業条件の寄与度を要素とする寄与度ベクトルをチャージ毎に算出するステップと、前記寄与度ベクトルに対応する操業条件を乗算した値に対し主成分分析を行うことによって、前記差分値と前記複数の操業条件との関係を導出するステップと、前記寄与度ベクトル及び前記差分値と前記複数の操業条件との関係に関する情報を提示するステップと、を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る吹錬プロセス操業支援方法は、上記発明において、前記操業条件の目標値は、物理モデルを用いて算出された副原料の投入量の指示値であることを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る吹錬プロセス操業支援装置は、転炉での吹錬プロセスの操業を支援する吹錬プロセス操業支援装置であって、前記吹錬プロセスの操業条件の目標値と実績値との差分値をチャージ毎に算出する手段と、前記差分値に対する他の複数の操業条件の寄与度を要素とする寄与度ベクトルをチャージ毎に算出する手段と、前記寄与度ベクトルに対応する操業条件を乗算した値に対し主成分分析を行うことによって、前記差分値と前記複数の操業条件との関係を導出する手段と、前記寄与度ベクトル及び前記差分値と前記複数の操業条件との関係に関する情報を提示する手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る吹錬プロセス操業支援方法及び吹錬プロセス操業支援装置によれば、吹錬プロセスの操業上の問題点を推定、改善することを支援できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である吹錬プロセス操業支援システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示すプロセスコンピュータ内に格納される操業実績データの一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態である吹錬プロセス操業支援処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である吹錬プロセス操業支援システムの構成について説明する。
【００１２】
〔吹錬プロセス操業支援システムの構成〕
図１は、本発明の一実施形態である吹錬プロセス操業支援システムの構成を示すブロック図である。図２は、図１に示すプロセスコンピュータ１０内に格納される操業実績データの一例を示す図である。
【００１３】
図１に示すように、本発明の一実施形態である吹錬プロセス操業支援システム１は、転炉２内の溶銑３に石灰等の副原料を投入した後に酸素を吹き込むことによって、溶銑３の内部に含まれる珪素、燐等の不純物を酸化によって除去する吹錬プロセスの操業を支援するものである。この吹錬プロセス操業支援システム１は、プロセスコンピュータ１０、データベースサーバ１１、オペレータ用端末装置１２、及び管理者用端末装置１３を備えている。
【００１４】
プロセスコンピュータ１０は、ワークステーション等の情報処理装置によって構成されている。プロセスコンピュータ１０は、操業実績データをチャージ毎に取得し、取得した操業実績データを記憶する。具体的には、図２に示すように、操業実績データは、チャージ毎に付与された固有の識別情報（チャージＩＤ）、操業日時、副原料投入量、成分、出鋼量、装入温度、仕上温度、設備番号（設備Ｎｏ．）、吹錬担当者等の複数の操業条件ＢＮ（Ｎ＝１〜Ｎ，Ｎは操業条件の数）に関する情報を含んでいる。なお、チャージとは、吹錬プロセスの操業単位を意味し、転炉２一杯分の溶銑３に対応する。
【００１５】
プロセスコンピュータ１０は、吹錬プロセスを数式によって表現した物理モデルを用いて副原料の投入量を算出し、算出された投入量を副原料投入量指示値としてオペレータが操作するオペレータ用端末装置１２に出力する。オペレータは、オペレータ用端末装置１２に出力された副原料投入量指示値に基づいて転炉２内の溶銑３に副原料を投入する。
【００１６】
データベースサーバ１１は、ワークステーション等の情報処理装置によって構成されている。データベースサーバ１１は、後述する吹錬プロセス操業支援処理によってプロセスコンピュータ１０が生成した情報を格納する。データベースサーバ１１内に格納されている情報は、吹錬プロセス操業支援システム１を管理する管理者が操作する管理者用端末装置１３を介して参照することができる。
【００１７】
このような構成を有する吹錬プロセス操業支援システム１では、プロセスコンピュータ１０が以下に示す吹錬プロセス操業支援処理を実行することによって、吹錬プロセスの操業上の問題点を推定、改善することを支援する。以下、図３に示すフローチャートを参照して、この吹錬プロセス操業支援処理を実行する際のプロセスコンピュータ１０の動作について説明する。
【００１８】
〔吹錬プロセス操業支援処理〕
図３は、本発明の一実施形態である吹錬プロセス操業支援処理の流れを示すフローチャートである。図３に示すフローチャートは、プロセスコンピュータ１０内に格納されている操業実績データが更新される度毎に開始となり、吹錬プロセス操業支援処理はステップＳ１の処理に進む。
【００１９】
ステップＳ１の処理では、プロセスコンピュータ１０が、操業実績データが記録されている各チャージについて副原料の超過コストを算出し、副原料の超過コストと操業実績データを構成する各操業条件ＢＮを要素とするベクトルを操業データベクトルとしてチャージ毎に作成する。具体的には、各副原料の投入量指示値Ｘを（ｘ１，ｘ２，…，ｘｎ）（ｎは副原料の数）、各副原料の投入量実績値Ｙを（ｙ１，ｙ２，…，ｙｎ）と表したとき、始めに、プロセスコンピュータ１０は、各副原料の投入量実績値が投入量指示値を超えた量Ｚ（＝（ｙ１−ｘ１，ｙ２−ｘ２，…，ｙｎ−ｘｎ）＝（ｚ１，ｚ２，…，ｚｎ））を算出する。
【００２０】
次に、プロセスコンピュータ１０は、各副原料の単位重量あたりのコストＡ（＝（ａ１，ａ２，…，ａｎ））と各副原料の投入量実績値が投入量指示値を超えた量Ｚとを以下に示す数式（１）に代入することによって、各副原料の超過コストＣ（＝（ｃ１，ｃ２，…，ｃｎ））を算出する。そして最後に、プロセスコンピュータ１０は、操業実績データを構成する各操業条件ＢＮと各副原料の超過コストＣとを要素とするベクトルを操業データベクトルとしてチャージ毎に作成し、操業データベクトルの集合を作成する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、吹錬プロセス操業支援処理はステップＳ２の処理に進む。
【００２１】
【数１】
0006010928.tif 000002
【００２２】
ステップＳ２の処理では、プロセスコンピュータ１０が、ステップＳ１の処理によって作成された操業データベクトルを用いて重回帰分析処理を実行することによって、各副原料の超過コストＣに対する各操業条件ＢＮの寄与度を要素とする寄与度ベクトルをチャージ毎に算出する。なお、本実施形態では、各副原料の超過コストＣに対する各操業条件ＢＮの寄与度を算出したが、目標温度及び目標成分と実績値との差分値、目標吹錬時間と実績値との差分値、ガス吹き込み量等の他のコスト増要因に対する各操業条件ＢＮの寄与度を算出してもよい。また、この場合、各コスト増要因に対する寄与度ベクトルを正規化し、コスト増要因毎に規定された重み係数を乗算して和をとることによって、全体コストに対する寄与度ベクトルを算出することもできる。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、吹錬プロセス操業支援処理はステップＳ３の処理に進む。
【００２３】
ステップＳ３の処理では、プロセスコンピュータ１０が、ステップＳ２の処理によって算出された寄与度ベクトルに各操業条件ＢＮを乗算したものに対し主成分分析を実行することによって、副原料のコストが増加する際の操業上の傾向に関する情報を抽出する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、吹錬プロセス操業支援処理はステップＳ４の処理に進む。
【００２４】
ステップＳ４の処理では、プロセスコンピュータ１０が、ステップＳ２の処理によって算出された各チャージの寄与度ベクトル及びステップＳ３の処理によって抽出された副原料のコストが増加する際の操業上の傾向に関する情報をデータベースサーバ１１に転送する。データベースサーバ１１は、吹錬プロセス操業支援システム１を管理する管理者が操作する管理者用端末装置１３を介してプロセスコンピュータ１０から転送された情報を参照できる形態でプロセスコンピュータ１０から転送された情報を格納する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、一連の吹錬プロセス操業支援処理は終了する。
【００２５】
以後、副原料投入量管理システム１を管理する管理者は、各チャージの寄与度ベクトル及び副原料のコストが増加する際の操業上の傾向に基づいて、吹錬プロセスの操業上の問題点を推定、改善する。具体的には、管理者は、物理モデルを利用した副原料の投入量計算に問題がある場合には、物理モデルを修正して副原料の投入量を正確に算出できるようにする。また、管理者は、オペレータに対し情報をフィードバックすることによって、副原料のコストが削減されるようにする。
【００２６】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者などによりなされる他の実施の形態、実施例、および運用技術などは全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００２７】
１  吹錬プロセス操業支援システム
２  転炉
３  溶銑
１０  プロセスコンピュータ
１１  データベースサーバ
１２  オペレータ用端末装置
１３  管理者用端末装置
【図１】
0006010928.tif 000003
【図２】
0006010928.tif 000004
【図３】
0006010928.tif 000005