(57)【要約】【課題】溶鋼成分を目標値に一致させるための媒溶剤量予測を正確に行うことができる転炉吹錬制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】転炉吹錬制御における媒溶剤量決定に際して、転炉吹錬の特徴を表す物理量などからなる吹錬条件ベクトルを定め、過去の吹錬実績データベースから、実施予定の吹錬条件ベクトルに類似した過去の吹錬実績ベクトルを選択し、この選択された吹錬実績ベクトルに基づき媒溶剤量を推定する媒溶剤量算出モデルをつくり、この媒溶剤量算出モデルから実施予定の吹錬条件のための媒溶剤量予測値を算出する。【選択図】図１
2006233312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉吹錬制御における媒溶剤量決定に際して、転炉吹錬の特徴を表す物理量などからなる吹錬条件ベクトルを定め、過去の吹錬実績データベースから、実施予定の吹錬条件ベクトルに類似した過去の吹錬実績ベクトルを選択し、この選択された吹錬実績ベクトルに基づき媒溶剤量を推定する媒溶剤量算出モデルをつくり、この媒溶剤量算出モデルから実施予定の吹錬条件のための媒溶剤量予測値を算出することを特徴とする転炉吹錬制御方法。
【請求項２】
転炉吹錬制御における媒溶剤量決定に際して、転炉吹錬の特徴を表す物理量などからなる吹錬条件ベクトルを定め、過去の吹錬実績データベースから、実施予定の吹錬条件ベクトルに類似した過去の吹錬実績ベクトルを選択し、この選択された吹錬実績ベクトルと実施予定の吹錬条件ベクトルとの距離に応じた重み係数を求め、この重み係数を用いた媒溶剤量実績の荷重和から実施予定の吹錬条件のための媒溶剤量予測値を算出することを特徴とする転炉吹錬制御方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の転炉吹錬制御方法において、
実施予定の吹錬条件ベクトルに類似した過去の吹錬実績ベクトルの選択は、実施予定の吹錬条件ベクトルと過去の吹錬実績ベクトルとの差のノルムを算出して、この算出されたノルムが小さい順に選ぶことを特徴とする転炉吹錬制御方法。
【請求項４】
請求項１または請求項３に記載の転炉吹錬制御方法において、
前記媒溶剤量算出モデルは、前記選択された吹錬実績ベクトルに基づく回帰式モデルであることを特徴とする転炉吹錬制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転炉吹錬の処理終了時の溶鋼温度、各成分を終点目標値に合致せしめる転炉吹錬制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、転炉の吹錬における媒溶剤（石灰分）量計算は、C,P,Si,Mnなどの溶鋼成分を目標値に一致させるため、スタティックな物質収支計算から精錬反応に必要な媒溶剤量を求めていた。しかしながら、上記計算で求めた媒溶剤量に基づく転炉吹錬制御では、操業変動や経時変化が十分にモデルに表現できないため、十分な制御性能を得ることができない、すなわち溶鋼成分を目標値になかなか一致させることができないでいた。
【０００３】
これに対して、例えば特許文献１のように学習項などを用いて理論式を補正する方法が開示されている。スタティックモデルによる計算を、例えばx1,x2,…,xnを吹錬条件とすると、媒溶剤量ｙはこれら吹錬条件の関数、すなわち関数f(x1,x2,…,xn)で記述できる（以下の（１）式）ものであるとする。
【０００４】
y = f(x1,x2,…,xn)       ・・・（１）
この方法は、実績によるモデル補正項Δaを（１）式に付加し、以下の（２）式のように書き直すものである。
【０００５】
y = f(x1,x2,…,xn，Δa)  ・・・（２）
そして、上記学習項Δaを吹錬終了毎に更新するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−３０９８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１記載の技術では、学習項Δaによる補正は直前の吹錬実績による補正が中心であるため、吹錬条件が大きく異なる場合などでは、計算される媒溶剤量の誤差が大きく、十分な転炉吹錬制御性能を発揮できないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、溶鋼成分を目標値に一致させるための媒溶剤量予測を正確に行うことができる転炉吹錬制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る発明は、転炉吹錬制御における媒溶剤量決定に際して、転炉吹錬の特徴を表す物理量などからなる吹錬条件ベクトルを定め、過去の吹錬実績データベースから、実施予定の吹錬条件ベクトルに類似した過去の吹錬実績ベクトルを選択し、この選択された吹錬実績ベクトルに基づき媒溶剤量を推定する媒溶剤量算出モデルをつくり、この媒溶剤量算出モデルから実施予定の吹錬条件のための媒溶剤量予測値を算出することを特徴とする転炉吹錬制御方法である。
【０００９】
また本発明の請求項２に係る発明は、転炉吹錬制御における媒溶剤量決定に際して、転炉吹錬の特徴を表す物理量などからなる吹錬条件ベクトルを定め、過去の吹錬実績データベースから、実施予定の吹錬条件ベクトルに類似した過去の吹錬実績ベクトルを選択し、この選択された吹錬実績ベクトルと実施予定の吹錬条件ベクトルとの距離に応じた重み係数を求め、この重み係数を用いた媒溶剤量実績の荷重和から実施予定の吹錬条件のための媒溶剤量予測値を算出することを特徴とする転炉吹錬制御方法である。
【００１０】
また本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の転炉吹錬制御方法において、実施予定の吹錬条件ベクトルに類似した過去の吹錬実績ベクトルの選択は、実施予定の吹錬条件ベクトルと過去の吹錬実績ベクトルとの差のノルムを算出して、この算出されたノルムが小さい順に選ぶことを特徴とする転炉吹錬制御方法である。
【００１１】
さらに本発明の請求項４に係る発明は、請求項１または請求項３に記載の転炉吹錬制御方法において、前記媒溶剤量算出モデルは、前記選択された吹錬実績ベクトルに基づく回帰式モデルであることを特徴とする転炉吹錬制御方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、直前の吹錬の影響だけでなく、吹錬条件の類似した過去の吹錬群から予測を行うようにしたので、媒溶剤計算が正確に行われ、溶鋼成分精度の向上が期待でき、製品の品質が向上する。さらに、これによって耐火物の延命効果、２次精錬の負荷低減などの効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
前述のようにこれまでの転炉吹錬前に実施される媒溶剤量決定は、溶鋼およびスラグ中の物質収支の計算を中心に行われてきた。媒溶剤量計算は、スラグ中に存在するP2O5濃度と溶鋼中に存在するP濃度の平衡式、転炉内に投入したP量の保存則、およびスラグ量推定式により算出される。
【００１４】
本発明は、媒溶剤量を直接計算する近似モデルを作成する方法であり、この際、計算対象の吹錬と類似した過去の吹錬を集め、その集まった実績から適切なモデルを構築する。本発明では、このモデル構築とその学習方法のひとつを与えるものであり、その手法は、吹錬条件の近傍を定めてその近傍で成立するモデルをその都度構築するという手法をとる。
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態について、以下図面および数式を参照して説明を行う。図１は、本発明に係る処理手順例を示したフローチャートである。
まず、吹錬の特徴を表す物理量（溶銑温度、溶銑量、溶銑成分、目標成分など）からなるｎ次元の吹錬条件ベクトルX（要素xi）を定める（ステップS01）。
【００１６】
X = (x1,x2,x3,・・・,xn)  ・・・・・（３）
次に、所定期間のデータが保存してある吹錬実績データベースから、類似データを抽出する処理を行う。このためまず、吹錬条件ベクトルXの各項目xiの平均μi、および標準偏差σi（i=1〜n）を、吹錬実績データベースから算出する（ステップS02）。次に、以下の（４）式に示す変換にて、正規化ベクトルXj’を作る（ステップS03）。
【００１７】
xij’=(xi−μi)/σi    ・・・・・（４）
そして、これから実施する吹錬条件ベクトルX0を作り、（４）式に示す変換と同様に（μi,σi）を用いて正規化された吹錬条件ベクトルX0’を作る。このとき、処理終了時の溶鋼温度、成分などの物理量は目標値を用い、各副原料（石灰、ドロマイト、コークス、鉄鉱石、Ｍｎ鉱石など）は投入予定量を用いる。
【００１８】
以上の準備の後、これから実施する正規化された吹錬条件ベクトルX0’に類似した正規化ベクトルXj’を、過去の実績データベースから抽出する（ステップS04）。類似度合いの決め方は、Xj’の各項目xij’の大きさが所定範囲に入るなど、さまざまな手法が考えられる。類似度をベクトルの較差のノルムで定義するものの手法について、以下に説明する。
【００１９】
まず、これから実施する吹錬の正規化ベクトルX0'を基準にし、データベースの正規化ベクトルXj’との偏差ΔX'を、以下の（５）式にて計算する。
【００２０】
ΔX'＝Xj’−X0'    ・・・・・（５）
そして、偏差ΔX'のノルムを、以下の（６）式にて計算する。
【００２１】
【数１】
2006233312.tif 000003
【００２２】
また、個々の項目ごとに重みを持たせるため、個々に重み係数wi(i=1,・・・,n)を導入した以下の（７）式に示すノルムでも良い。
【００２３】
【数２】
2006233312.tif 000004
【００２４】
ここで例示したノルム以外のノルムや距離関数（一例を後述）などが種々考えられるが、それらを適用してもよい。
【００２５】
そして、データの近傍数ｋを定めて、｜ΔXj'｜の小さいものからｋ個の過去の実績データを集めるようにして、類似データを抽出する。なお、近傍数ｋは、赤池の情報量基準、予測誤差、クロスバリデーション法などで定めるようにしてもよい。
【００２６】
次に、集めた類似吹錬のデータを用いて、媒溶剤量を算出するモデルを作る（ステップS05）。媒溶剤量を求めるモデルは、物質収支計算をベースにしており、さまざまな形式が考えられるが、一例として各項目による回帰式モデルを紹介する。
媒溶剤量をHdとすると、以下の（８）式に示すように各項目の一次式として与えるものである。
【００２７】
Hd＝f(x1,x2,・・・,xn)
≒a1*x1+a2*x2+・・・+an*xn+b0・・・・・（８）
ここで、上記近似式の係数a1,a2,・・・,an,b0 は、X0の近傍データとして集めたデータX1〜Xkを用いて、最小二乗法などで求めるようにする。このように求めた係数は、元になるデータとして、これから実施する吹錬データに類似するデータを用いているため、媒溶剤量Hdの推定精度を高めることができる。
【００２８】
これから実施する吹錬のベクトルX0に対する媒溶剤量Hd0の推定値は、上記（８）式の回帰式にX0の各項目x0を代入することで得ることができる。
【００２９】
次に示す方法は、上述した媒溶剤量算出モデルを用いるものではなく、これから実施する吹錬のベクトルX0と各近傍データの距離である|ΔXj’|を用いる方法である。
【００３０】
近傍データベクトルとし、てX1,X2,・・・,Xkが得られているとする。このときX0と各ベクトルとの距離d1,d2,・・・,dkが（９）式のように得られる。
【００３１】
dj＝|ΔXj’|            ・・・・（９）
ここで、dj の内、最大のものをdmax とする（（１０）式）。
【００３２】
dmax＝max（d1,d2,・・・，dk）    ・・・・（１０）
また、各djを用いた重み係数kjを、以下の（１１）式で定義する。
【００３３】
【数３】
2006233312.tif 000005
【００３４】
各Xjに対応する媒溶剤量実績を、Hdjとする。このときX0に対する媒溶剤量予測値Hd0を、以下の（１２）式で与える。
【００３５】
【数４】
2006233312.tif 000006
【００３６】
以上のような処理・演算手順により、過去の類似実績をもとにした吹錬時の媒溶剤量の正確な推定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る処理手順例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
Ｓ０１  吹錬条件ベクトルXの定義
Ｓ０２  平均μi、標準偏差σiの算出
Ｓ０３  正規化ベクトルX’への変換
Ｓ０４  X0’に類似したデータXj’を過去の実績データベースから抽出
Ｓ０５  類似データを用いて媒溶剤量算出モデルの作成
Ｓ０６  モデルとX0を用いて媒溶剤量予測値Hd0の算出
【図１】
2006233312.tif 000007