(57)【要約】      （修正有）【課題】脱硫処理後の溶銑の硫黄濃度の制御精度が高いインペラー脱硫制御装置を提供する。【解決手段】溶銑中にフラックスを投入し、インペラーを回転させて機械的に溶銑を攪拌することによって溶銑を脱硫して硫黄濃度を目標値に制御するインペラー脱硫制御装置であって、出力変数としての過去の事例ごとのフラックス投入量と、入力変数としての脱硫処理に必要とする少なくとも溶銑量、処理前温度、処理前硫黄濃度、ＦｅＳｉ投入量原単位、処理時間、からなる操業条件データを、前記過去の事例における操業が実施された時刻に対応付けて格納する操業情報格納部と、前記操業情報格納部に格納された前記過去の事例ごとの忘却度を設定する忘却度設定部と、前記操業条件データと、前記忘却度と、前記フラックス投入量を決定する操業の要求条件と、を用いてフラックス投入量を決定するフラックス投入量決定部と、を備えることを特徴とするインペラー脱硫制御装置。【選択図】図２
2018016871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑中にフラックスを投入し、インペラーを回転させて機械的に溶銑を攪拌することによって溶銑を脱硫して硫黄濃度を目標値に制御するインペラー脱硫制御装置であって、
出力変数としての過去の事例ごとのフラックス投入量と、入力変数としての脱硫処理に必要とする少なくとも溶銑量、処理前温度、処理前硫黄濃度、ＦｅＳｉ投入量原単位、処理時間、からなる操業条件データを、前記過去の事例における操業が実施された時刻に対応付けて格納する操業情報格納部と、
前記操業情報格納部に格納された前記過去の事例ごとの忘却度を設定する忘却度設定部と、
前記操業条件データと、前記忘却度と、前記フラックス投入量を決定する操業の要求条件と、を用いてフラックス投入量を決定するフラックス投入量決定部と、
を備えることを特徴とするインペラー脱硫制御装置。
【請求項２】
前記操業情報格納部は、前記操業条件データとして、さらに、インペラー使用回数およびインペラー回転数を格納することを特徴とする請求項１に記載のインペラー脱硫制御装置。
【請求項３】
前記操業条件データと、前記要求条件との距離を算出して前記過去の事例ごとの類似度を演算する類似度演算部をさらに備え、
前記フラックス投入量決定部は、前記操業条件データと、前記忘却度と、前記類似度と、前記要求条件と、を用いてフラックス投入量を決定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインペラー脱硫制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか一項に記載のインペラー脱硫制御装置を備えることを特徴とするインペラー脱硫設備。
【請求項５】
溶銑中にフラックスを投入し、インペラーを回転させて機械的に溶銑を攪拌することによって溶銑を脱硫して硫黄濃度を目標値に制御するインペラー脱硫制御方法であって、
出力変数としての過去の事例ごとのフラックス投入量と、入力変数としての脱硫処理に必要とする少なくとも溶銑量、処理前温度、処理前硫黄濃度、ＦｅＳｉ投入量原単位、処理時間、からなる操業条件データを、前記過去の事例における操業が実施された時刻に対応付けて格納する操業情報格納ステップと、
前記操業情報格納部に格納された前記過去の事例ごとの忘却度を演算する忘却度演算ステップと、
前記操業条件データと、前記忘却度と、前記フラックス投入量を決定する操業の要求条件と、を用いてフラックス投入量を決定するフラックス投入量決定ステップと、
を備えることを特徴とするインペラー脱硫制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑中にフラックスを投入し、インペラーを回転させて機械的に溶銑を撹拌することで、溶銑を脱硫してスラグとして取り除く脱硫操業において、フラックス投入量を決定するインペラー脱硫制御装置、インペラー脱硫設備およびインペラー脱硫制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインペラー脱硫制御装置として、特許文献１には、蓄積された過去の事例における操業条件データと要求したい要求条件との距離から類似度を演算する類似度演算手段を備え、当該類似度と、蓄積された過去の事例における操業条件データとを用いて、要求条件に適合するフラックス投入量を決定するフラックス投入量決定手段を備えたインペラー脱硫制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１６７４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インペラー脱硫設備において、溶銑を撹拌することでインペラーは摩耗し、インペラーの状態は経時で変化する。過去の事例における操業条件データが「新しい」場合には、当該過去の事例におけるインペラーの状態と、フラックス投入量を決定したい操業のインペラーの状態とが近いので、当該過去の事例に基づいてフラックス投入量を決定すれば、脱硫処理後の溶銑の硫黄濃度の制御精度を高めることができる。一方、過去の事例における操業条件データが「古い」場合には、当該過去の事例におけるインペラーの状態と、フラックス投入量を決定したい操業のインペラーの状態とが大きく異なる。このような過去の事例の操業条件データに基づいてフラックス投入量を決定しても、脱硫処理後の溶銑の硫黄濃度の制御精度を高めることはできない。このため、フラックス投入量を決定する場合に、過去の事例における操業条件データの「新しさ」および「古さ」を考慮できれば、さらに高精度にフラックス投入量を決定できる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたインペラー脱硫制御装置は、過去の事例における操業条件データの「新しさ」および「古さ」については全く考慮されていない。このため、過去の事例における操業条件データと、フラックス量を決定したい操業の要求条件との類似度は高いものの当該操業条件データが「古い」場合には、当該操業条件データの重み付けを大きくして決定されたフラックス投入量の精度は低く、当該フラックス投入量で脱硫処理された溶銑の硫黄濃度の制御精度が低くなる、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するための本発明の特徴は、以下の通りである。
（１）溶銑中にフラックスを投入し、インペラーを回転させて機械的に溶銑を攪拌することによって溶銑を脱硫して硫黄濃度を目標値に制御するインペラー脱硫制御装置であって、出力変数としての過去の事例ごとのフラックス投入量と、入力変数としての脱硫処理に必要とする少なくとも溶銑量、処理前温度、処理前硫黄濃度、ＦｅＳｉ投入量原単位、処理時間、からなる操業条件データを、前記過去の事例における操業が実施された時刻に対応付けて格納する操業情報格納部と、前記操業情報格納部に格納された前記過去の事例ごとの忘却度を設定する忘却度設定部と、前記操業条件データと、前記忘却度と、前記フラックス投入量を決定する操業の要求条件と、を用いてフラックス投入量を決定するフラックス投入量決定部と、を備えることを特徴とするインペラー脱硫制御装置。
（２）前記操業情報格納部は、前記操業条件データとして、さらに、インペラー使用回数およびインペラー回転数を格納することを特徴とする（１）に記載のインペラー脱硫制御装置。
（３）前記操業条件データと、前記要求条件との距離を算出して前記過去の事例ごとの類似度を演算する類似度演算部をさらに備え、前記フラックス投入量決定部は、前記操業条件データと、前記忘却度と、前記類似度と、前記要求条件と、を用いてフラックス投入量を決定することを特徴とする（１）または（２）に記載のインペラー脱硫制御装置。
（４）（１）から（３）の何れか１つに記載のインペラー脱硫制御装置を備えることを特徴とするインペラー脱硫設備。
（５）  溶銑中にフラックスを投入し、インペラーを回転させて機械的に溶銑を攪拌することによって溶銑を脱硫して硫黄濃度を目標値に制御するインペラー脱硫制御方法であって、出力変数としての過去の事例ごとのフラックス投入量と、入力変数としての脱硫処理に必要とする少なくとも溶銑量、処理前温度、処理前硫黄濃度、ＦｅＳｉ投入量原単位、処理時間、からなる操業条件データを、前記過去の事例における操業が実施された時刻に対応付けて格納する操業情報格納ステップと、前記操業情報格納部に格納された前記過去の事例ごとの忘却度を演算する忘却度演算ステップと、前記操業条件データと、前記忘却度と、前記フラックス投入量を決定する操業の要求条件と、を用いてフラックス投入量を決定するフラックス投入量決定ステップと、を備えることを特徴とするインペラー脱硫制御方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るインペラー脱硫制御装置は、過去の事例における操業条件データの「新しさ」および「古さ」を考慮した「忘却度」を設定する忘却度設定部を備える。そして、忘却度設定部で設定された「忘却度」を用いてフラックス投入量を決定することで、要求条件としての脱硫処理後の溶銑の硫黄濃度の目標値を満足するフラックス投入量を高い精度で決定できる。これにより、脱硫処理後の溶銑の硫黄濃度の制御精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】インペラー脱硫設備の一例を示す断面図である。
【図２】インペラー脱硫制御装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】操業条件データベースの一例を示す。
【図４】経過時間と忘却度との関係の一例を示すグラフである。
【図５】忘却度と重み付け値との関係の一例を示すグラフである。
【図６】インペラー脱硫制御装置によるフラックス量決定処理の一例を示すフロー図である。
【図７】他のインペラー脱硫制御装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図８】他のインペラー脱硫制御装置によるフラックス量算出処理の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係るインペラー脱硫設備の一例を示す断面図である。インペラー脱硫設備１０は、溶銑１２が装入される溶銑鍋１４と、溶銑鍋１４に対して昇降可能に配設されたインペラー１６と、を備える。インペラー１６は、モータ１８によって駆動されて溶銑１２を撹拌する。モータ１８は、撹拌制御装置２０によって駆動制御される。
【００１１】
投入装置２２は、脱硫処理を行うためのＣａＯ−ＣａＦ２系のフラックスと、脱硫反応をさらに進める脱酸材（ＦｅＳｉ）と、スラグ（酸化物）と、を溶銑鍋１４に投入する。これにより、下記に示す化学反応式（１）が進行し、溶銑１２に含まれる硫黄は、溶銑１２から脱硫処理される。
【００１２】
Ｓ＋ＣａＯ＝ＣａＳ＋Ｏ・・・化学反応式（１）
【００１３】
フラックスに含まれるＣａＦ２は、ＣａＳを滓化させるために投入される。投入装置２２から投入されるフラックスの量は、インペラー脱硫制御装置３０によって決定される。
【００１４】
図２は、インペラー脱硫制御装置３０の一例を示す機能ブロック図である。インペラー脱硫制御装置３０は、入力部３２と、出力部３４と、操業情報格納部３６と、処理部３８と、を有する。インペラー脱硫制御装置３０は、例えば、ワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータを用いて実現されてよい。インペラー脱硫制御装置３０は、インペラー脱硫設備１０によって実施されるインペラー脱硫精錬におけるフラックス投入量を決定する。
【００１５】
入力部３２は、例えば、キーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等の入力装置によって実現されてよい。入力部３２は、操作入力に応じた入力信号を処理部３８に出力する。
【００１６】
出力部３４は、処理部３８の処理によって決定されたフラックス投入量を、投入装置２２に出力する。また、出力部３４は、ＬＣＤまたはＣＲＴディスプレイ等の表示装置であってもよく、処理部３８で決定されたフラックス投入量をＬＣＤ等に表示させてもよい。また、出力部３４は、プリンターまたはスピーカー等の出力装置であってもよい。
【００１７】
操業情報格納部３６は、更新記録可能なフラッシュメモリ、内蔵あるいはデータ通信端子で接続されたハードディスク、メモリーカード等の情報記録媒体およびその読み書き装置等によって実現されてよく、用途に応じた記録装置を採用してよい。操業情報格納部３６には、インペラー脱硫制御装置３０が有する種々の機能を実現するためのプログラムや、当該プログラム実行中に使用するデータ等が予め格納されている。また、操業情報格納部３６には、操業条件データベース４４が格納されている。操業条件データベース４４には、過去の事例ごとに出力変数Ｙとしてのフラックス投入量と、フラックス投入量を出力するための入力変数Ｘ１〜ＸＭが、過去の事例における操業が実施された操業実施時刻に対応付けて格納されている。
【００１８】
図３は、操業条件データベース４４の一例を示す。図３に示した例において、操業条件データベース４４には、インペラー脱硫設備１０を用いたＮ個の過去の事例ごとに、出力変数Ｙと同じ行に、出力変数を出力するための入力変数Ｘ１〜ＸＭと過去の事例の操業が実施された操業実施時刻とが格納されている。本実施形態において、操業条件データベース４４の出力変数Ｙには、フラックス投入量が格納されている。また、入力変数Ｘ１〜ＸＭには、例えば、脱硫処理後の溶銑の硫黄濃度、脱硫処理前の溶銑の硫黄濃度、脱硫処理前の溶銑の燐濃度、脱硫処理前の溶銑温度、溶銑量、ＦｅＳｉ投入量原単位、処理時間、スラグリサイクル量、インペラー使用回数、インペラー回転数などの、インペラー脱硫設備１０による溶銑の脱硫処理に必要となる操業条件データがそれぞれ格納されている。
【００１９】
再び、図２を参照する。処理部３８は、ＣＰＵ等で実現され、入力部３２から入力される入力信号、操業情報格納部３６に保存されたプログラムやデータを用いて、インペラー脱硫制御装置３０の動作を制御する。処理部３８は、忘却度設定部４０と、フラックス投入量決定部４２を有する。
【００２０】
忘却度設定部４０は、操業条件データベース４４に格納された過去の事例ごとに、忘却度を設定する。例えば、忘却度設定部４０は、操業情報格納部３６に格納された操業実施時刻と、フラックス投入量を決定したい脱硫操業の実施時刻とを用いて、過去の事例のごとに１から１０の忘却度を設定する。
【００２１】
次に、忘却度設定部４０による忘却度の設定について説明する。まず、忘却度設定部４０は、フラックス投入量を決定する脱硫操業の実施時刻と、過去の事例の操業実施時刻とを用いて過去の事例における脱硫操業からの経過時間を算出する。忘却度設定部４０は、算出した経過時間が長い場合に、当該過去の事例の操業条件データを「古い」と判断し、例えば、大きな値の忘却度を設定する。一方、忘却度設定部４０は、算出した経過時間が短い場合に、当該過去の事例の操業条件データは「新しい」と判断し、例えば、小さい値の忘却度を設定する。
【００２２】
図４は、経過時間と忘却度との関係の一例を示すグラフである。インペラー脱硫設備１０において、インペラー１６は、インペラー１６の累積回転回数に比例して摩耗する。インペラー１６の累積回転回数は、過去の事例における脱硫操業の実施時期からフラックス投入量を決定したい脱硫操業の実施時期までの経過時間に相関があることから、インペラー１６の状態は、経過時間に比例して変化するといえる。このため、忘却度設定部４０は、図４に示したように、過去の事例の経過時間に比例させて、経過時間が長い場合には１０に近い大きな値の忘却度を設定し、経過時間が短い場合には１に近い小さい値の忘却度を設定する。
【００２３】
再び、図２を参照する。フラックス投入量決定部４２は、操業情報格納部３６に格納されている過去の事例ごとの操業条件データと、忘却度設定部で設定された過去の事例ごとの忘却度と、フラックス投入量を決定する脱硫操業の要求条件と、を用いてフラックス投入量を決定する。フラックス投入量決定部４２は、まず、フラックス投入量Ｙを決定するために要求条件データＸ１〜ＸＭを入力変数とした重回帰式である下記数式（２）を作成する。
【００２４】
Ｙ＝ｂ＋ａ１×Ｘ１＋ａ２×Ｘ２+・・・・・＋ａＭ×ＸＭ・・・数式（２）
【００２５】
但し、上記数式（２）において、ｂ、ａ１、ａ２、・・・、ａＭは、重回帰式におけるパラメータである。
【００２６】
フラックス投入量決定部４２は、過去の事例における忘却度が大きい値の場合は、インペラーの状態が大きく異なっている蓋然性が高いとして、当該過去の事例の重み付けを小さくする。一方、フラックス投入量決定部４２は、過去の事例における忘却度が小さい値の場合には、インペラーの状態が近い蓋然性が高いとして、当該過去の事例の重み付けを大きくする。
【００２７】
図５は、忘却度と重み付け値との関係の一例を示すグラフである。上述したように、インペラー１６の状態は、経過時間に比例して変化するので、図５に示すように、重み付け値が忘却度に比例して小さくなるようにしている。フラックス投入量決定部４２は、例えば、図５に示したグラフに従い、過去の事例ごとに設定された忘却度を用いて、過去の事例ごとに重み付け値を算出する。このように、フラックス投入量決定部４２は、忘却度が大きい過去の事例の重み付け値を小さくし、忘却度が小さい過去の事例の重み付け値を大きくする。
【００２８】
フラックス投入量決定部４２は、このように算出された重み付け値を用いた重み付き最小二乗法を用いて、上記数式（２）におけるパラメータｂ、ａ１、ａ２、・・・、ａＭを算出する。これにより、経過時間が短い最近の事例の重み付け値を大きくし、経過時間が長い過去の事例の重み付け値を小さくして算出された回帰式モデルが得られる。このようにして得られた回帰式モデルは、インペラー１６の状態が近い最近の事例の寄与度を高め、インペラー１６の状態が異なった過去の事例の寄与度を低めた回帰式モデルになる。
【００２９】
フラックス投入量決定部４２は、得られた回帰式モデルの入力変数であるＸ１〜ＸＭに、フラックス投入量を決定する脱硫操業の要求条件を代入してフラックス投入量を決定する。フラックス投入量決定部４２は、出力部３４を通じて、決定したフラックス投入量を、投入装置２２に出力する。投入装置２２は、決定されたフラックス投入量に対応したフラックス量を溶銑１２に投入して脱硫処理を行なう。このようにして、インペラー脱硫制御装置３０は、インペラー脱硫設備１０の脱硫精錬におけるフラックス投入量を制御する。
【００３０】
図６は、インペラー脱硫制御装置３０によるフラックス量決定処理の一例を示すフロー図である。図６に示したフラックス量決定処理は、インペラー脱硫設備１０およびインペラー脱硫制御装置３０が起動されることによって開始する。
【００３１】
ステップＳ１０１において、忘却度設定部４０は、入力部３２からフラックス投入量を決定する脱硫操業の要求条件を示す信号を取得するまで待機する（ステップＳ１０１：Ｎｏ）。忘却度設定部４０は、フラックス投入量を決定する要求条件を示す信号を取得すると（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、当該要求条件を取得した時刻を、ＣＰＵのリアルタイムクロックから読み出す。
【００３２】
忘却度設定部４０は、操業条件データベース４４に格納された過去の事例ごとに経過時間を算出する。忘却度設定部４０は、リアルタイムクロックから読み出した要求条件を取得した時刻から、操業条件データベース４４に格納された操業実施時刻を減じて、過去の事例ごとに経過時間を算出する（ステップＳ１０２）。
【００３３】
忘却度設定部は、例えば、図４に示したグラフを用いて、過去の事例ごとに経過時間に対応した忘却度を設定する（ステップＳ１０３）。フラックス投入量決定部４２は、フラックス投入量Ｙを決定する要求条件データＸ１〜ＸＭを入力変数とした重回帰式である上記数式（２）を作成する（ステップＳ１０４）。
【００３４】
フラックス投入量決定部４２は、過去の事例ごとに設定された忘却度に対応した重み付け値を算出し、当該重み付け値を重みとする重み付き最小二乗法を用いて、上記重回帰式のパラメータを算出して、回帰式モデルを取得する（ステップＳ１０５）。
【００３５】
フラックス投入量決定部４２は、回帰式モデルと、入力された要求条件とを用いて、フラックス投入量を決定する。フラックス投入量決定部４２は、決定したフラックス投入量を、出力部３４を通じて、投入装置２２に出力する（ステップＳ１０６）。投入装置２２は、決定されたフラックス投入量のフラックスを溶銑１２に投入して、溶銑の脱硫処理が実行される。
【００３６】
フラックス投入量決定部４２は、インペラー脱硫制御装置３０の終了条件が満足されているか否かを判断する（ステップＳ１０７）。フラックス投入量決定部４２は、インペラー脱硫制御装置３０の終了条件が満足されていると判断した場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、当該処理を終了する。一方、フラックス投入量決定部４２は、インペラー脱硫制御装置３０の終了条件が満足されていないと判断した場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、処理をステップＳ１０１に戻して、再び、忘却度設定部４０が要求条件を取得するまで待機する。
【００３７】
以上、説明したように、本実施形態に係るインペラー脱硫制御装置３０は、過去の事例における操業条件データの「新しさ」および「古さ」を考慮した「忘却度」を設定する忘却度設定部４０を備える。そして、忘却度設定部で設定された「忘却度」を用いてフラックス投入量を決定することで、要求条件としての脱硫処理後の溶銑の硫黄濃度を満足するフラックス投入量を高い精度で決定でき、これにより、脱硫処理後の溶銑の硫黄濃度の制御精度を向上できる。
【００３８】
また、本実施形態における操業条件データベース４４には、操業条件データとして、インペラー使用回数、インペラー回転数が格納されている。上述したように、インペラー使用回数、インペラーの回転数は、インペラーの状態に大きな影響を受ける。このため、操業条件データの「新しさ」および「古さ」を考慮した「忘却度」を用いてフラックス投入量を決定することで、要求条件としての脱硫処理後の溶銑の硫黄濃度を満足するフラックス投入量をさらに高い精度で決定することができる。
【００３９】
なお、本実施形態において、操業条件データベース４４に、過去の事例の脱硫操業が実施された操業実施時刻が格納された例を示したが、これに限られない。例えば、操業条件データベース４４には、過去の事例の操業実施時刻とともにインペラー交換の時刻を格納してもよい。この場合に、忘却度設定部４０は、インペラー交換の時刻と、過去の事例の操業実施時刻を用いてインペラー交換からの経過時間を算出し、当該経過時間に基づいて過去の事例ごとの忘却度を設定してもよい。なお、その場合においても、インペラー交換からの経過時間が長い場合に大きい忘却度を設定し、インペラー交換からの経過時間が短い場合に小さい忘却度を設定する。これにより、インペラー交換からの経過時間に対応した忘却度を設定できるので、脱硫処理後の溶銑の硫黄濃度の制御精度をより向上できる。
【００４０】
さらに、操業情報データベース４４に、過去の事例の脱硫操業が実施された操業実施時刻に代えて、インペラー交換からのインペラーの累積回転回数を格納してもよい。この場合に、忘却度設定部４０は、インペラーの累積回転回数を用いて、過去の事例ごとの忘却度を設定してもよい。なお、その場合において、忘却度設定部４０は、インペラー交換からの累積回転回数が多い場合に大きい忘却度を設定し、インペラー交換からの累積回転回数が少ない場合に小さい忘却度を設定する。これにより、インペラーの累積回転回数に対応した忘却度を設定できるので、脱硫処理後の溶銑の硫黄濃度の制御精度をさらに向上できる。
【００４１】
図７は、他のインペラー脱硫制御装置５０の一例を示す機能ブロック図である。図７に示したインペラー脱硫制御装置５０において、図１に示したインペラー脱硫制御装置３０と共通する要素には共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【００４２】
インペラー脱硫制御装置５０における処理部５２は、類似度演算部５４をさらに備える。類似度演算部５４は、操業情報格納部３６に格納された過去の事例ごとに、過去の事例における入力変数として格納された操業条件データと、フラックス投入量を決定したい脱硫操業の要求条件と、の操業条件の近さを示す距離を算出し、当該距離と類似度関数を用いて０から１の範囲内の類似度を演算する。
【００４３】
類似度演算部５４は、まず、フラックス投入量を決定したい脱硫操業の要求条件の入力ベクトルとし、これを下記数式（３）と表記する。
【００４４】
Ｘｒ＝［Ｘ１ｒ、Ｘ２ｒ、・・・・、ＸＭｒ］Ｔ・・・数式（３）
【００４５】
また、上述した数式（２）における定数ｂを除いて係数のみを抽出した無回帰係数ベクトルを以下の数式（４）とする。
【００４６】
α＝［ａ１、ａ２、・・・・・ａＭ］Ｔ・・・数式（４）
【００４７】
上記数式（４）を、次に説明する距離演算に用いる影響係数とする。類似度演算部５４は、各実績データの入力変数について、要求条件からの距離計算を行う。類似度演算部５４は、まず、入力空間のある点Ｘ＝［Ｘ１、Ｘ２、・・・・、ＸＭ］Ｔに対する数式（３）の要求条件データＸｒからの距離Ｌを計算するための距離関数を、数式（４）の影響係数を考慮して表すと、以下の数式（５）になる。
【００４８】
【数１】
2018016871.tif 000003
【００４９】
この数式（５）で定義した距離関数を用いて、各操業実績データの要求条件データからの距離を演算する。すなわち、操業条件データベース４４に格納された過去の事例ごとに、要求条件データＸｒからの距離を求める。具体的には、ｎ番目（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）の実績データＸｎの要求条件データＸｒからの距離は、以下の数式（６）で求めることができる。
【００５０】
Ｌｎ＝Ｌ（Ｘｎ、Ｘｒ、α）・・・数式（６）
【００５１】
但し、数式（６）で、Ｘｎ＝［Ｘ１ｎ、Ｘ２ｎ、・・・ＸＭｎ］Ｔ（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）
である。
【００５２】
また、１〜Ｎ番目の実績データについて計算された要求条件からの各距離をまとめると、以下の数式（７）で表すことができる。
【００５３】
ｌ＝［Ｌ１、Ｌ２、・・・、ＬＮ］Ｔ・・・数式（７）
【００５４】
類似度演算部５４は、以上のように、過去の事例ごとに要求条件からの距離計算を実行した後、過去の事例ごとに要求条件からの類似度を計算する。そのため、要求条件からの近さを表す類似度関数Ｗを数式（８）のように定義する。
【００５５】
Ｗ（Ｌ、ｐ、ｌ）＝ｅｘｐ｛−（Ｌ／（ｐ・σ（１）））２｝・・・数式（８）
【００５６】
但し、数式（８）において、σ（１）は、正規化に使用するｌの標準偏差を表し、ｐは、調整パラメータ（初期値＝１．５）を表す。
【００５７】
類似度演算部５４は、上記数式（８）で定義した類似度関数を用いて、操業条件データベース４４に格納された過去の事例ごとに要求条件からの類似度を算出する。
【００５８】
ｎ番目（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）の実績データからの要求条件からの類似度Ｗｎは、以下の数式（９）を用いて算出できる。
【００５９】
Ｗｎ＝Ｗ（Ｌｎ、ｐ、ｌ）・・・数式（９）
【００６０】
但し、数式（９）において、ｎ＝１、２、・・・、Ｎである。
【００６１】
フラックス投入量決定部４２は、操業条件データベース４４に格納されている過去の事例ごとの操業条件データと、忘却度設定部４０で設定された過去の事例ごとの忘却度と、類似度演算部５４で演算された過去の事例ごとの類似度と、フラックス投入量を決定したい脱硫操業の要求条件とを用いて、フラックス投入量を決定する。フラックス投入量決定部４２は、例えば、過去の事例ごとに設定された忘却度に対応した重み付け値（０〜１）と、過去の事例ごとの類似度（０〜１）との和を算出し、当該和を重みとした重み付き最小二乗法を用いて、上記数式（２）におけるパラメータｂ、ａ１、ａ２、・・・、ａＭを算出する。これにより、経過時間が短い最近の事例であってフラックス投入量を決定したい要求条件に近い操業条件の過去の事例の重み付けを大きくし、経過時間が長い過去の事例であって、フラックス投入量を決定したい要求条件と条件が異なった過去の事例の重み付けを小さくして算出された回帰式モデルが得られる。このようにして得られた回帰式モデルは、インペラー１６の状態が近く、要求条件に近い操業条件の過去の事例の寄与度を高め、インペラー１６の状態が異なり、要求条件と異なった操業条件の過去の事例の寄与度を低めた回帰式モデルになる。
【００６２】
フラックス投入量決定部４２は、得られた回帰式モデルの入力変数であるＸ１〜ＸＭに、フラックス投入量を決定したい脱硫操業の要求条件を代入してフラックス投入量を決定する。フラックス投入量決定部４２は、出力部３４を通じて、決定したフラックス投入量を、投入装置２２に出力する。投入装置２２は、決定されたフラックス投入量のフラックスを溶銑１２に投入して脱硫を行なう。このようにして、本実施形態に係るインペラー脱硫制御装置５０は、インペラー脱硫設備１０の脱硫精錬におけるフラックス投入量を制御する。
【００６３】
図８は、他のインペラー脱硫制御装置５０によるフラックス量算出処理の一例を示すフロー図である。なお、図８に示したフラックス量算出処理において、ステップＳ２０１からステップＳ２０３までの処理およびステップＳ２０８の処理は、図６に示したフラックス量算出処理におけるステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理およびステップＳ１０７と同じ処理を実行するので、その説明を省略する。
【００６４】
ステップＳ２０４において、類似度演算部５４は、過去の事例ごとに、フラックス量を決定したい脱硫操業の要求条件と、操業条件データベース４４に格納された過去の事例における操業条件との距離を算出し、当該距離と類似度関数を用いて過去の事例ごとの類似度を算出する。
【００６５】
フラックス投入量決定部４２は、フラックス投入量Ｙを決定する要求条件データＸ１〜ＸＭを入力変数とした重回帰式である上記数式（２）を作成する（ステップＳ２０５）。フラックス投入量決定部４２は、例えば、重回帰式におけるパラメータを過去の事例ごとに設定された忘却度に対応した重み付け値と、類似度の和を重みとする重み付き最小二乗法を用いて、上記重回帰式のパラメータを算出することで、回帰式モデルを取得する（ステップＳ２０６）。
【００６６】
フラックス投入量決定部４２は、回帰式モデルと、入力された要求条件とを用いて、フラックス投入量を決定する。フラックス投入量決定部４２は、決定したフラックス投入量を、出力部３４を通じて、投入装置２２に出力する（ステップＳ２０７）。投入装置２２は、決定されたフラックス投入量のフラックスを溶銑１２に投入して、溶銑の脱硫処理が実行される。
【００６７】
以上、説明したように、本実施形態に係るインペラー脱硫制御装置５０は、過去の事例における操業条件データの「新しさ」および「古さ」を考慮した「忘却度」を設定する忘却度設定部４０と、入力された要求条件と過去の事例における操業条件データとの類似度を算出する類似度演算部５４と、を備える。そして、忘却度設定部で設定された「忘却度」と、類似度演算部で算出された「類似度」と、を用いてフラックス投入量を決定することで、要求条件としての脱硫処理後の溶銑の硫黄濃度を満足するフラックス投入量を高い精度で決定でき、これにより、脱硫処理後の溶銑の硫黄濃度の制御精度をさらに向上できる。
【００６８】
なお、本実施形態において、フラックス投入量決定部４２は、忘却度に対応した重み付け値と類似度の和を重みとした重み付き最小二乗法を用いる例を示したが、これに限られない。フラックス投入量決定部４２は、例えば、忘却度の重み付けを大きくするために、忘却度に対応した重み付け値に１より大きい所定の値を乗じてもよい。そして、フラックス投入量決定部４２は、乗じた後の忘却度に対応した重み付け値と、類似度の和を重みとした重み付き最小二乗法を用いるとしてもよい。
【００６９】
また、フラックス投入量決定部４２は、例えば、類似度の重み付けを大きくするために、類似度に１より大きい所定の値を乗じてもよい。そして、フラックス投入量決定部４２は、忘却度に対応した重み付け値と、所定の値を乗じた後の類似度の和を重みとした重み付き最小二乗法を用いるとしてもよい。このように、忘却度に対応した重み付け値または類似度に１より大きい所定の値を乗じることで、回帰式モデルにおける忘却度および類似度の寄与度を調整する、としてもよい。
【００７０】
また、本実施形態において、処理部３８は、忘却度設定部４０、フラックス投入量決定部４２を有する例を示したが、これに限られない。例えば、一方の構成の機能を他方の構成が有している場合には、処理部３８は、当該一方の構成を有さなくてもよい。また、処理部５２は、忘却度設定部４０、類似度演算部５４およびフラックス投入量決定部４２を有する例を示したが、これに限られない。例えば、忘却度設定部４０が、類似度演算部５４およびフラックス投入量決定部４２の機能を有する場合においては、類似度演算部５４およびフラックス投入量決定部４２を有さなくてもよい。
【００７１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００７２】
また、特許請求の範囲、明細書、および図面中に示した装置、システムおよび方法における動作、手順およびステップの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるものでない限り、任意の順序で実現し得ることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書および図面中のフローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００７３】
１０    インペラー脱硫設備
１２    溶銑
１４    溶銑鍋
１６    インペラー
１８    モータ
２０    撹拌制御装置
２２    投入装置
３０    インペラー脱硫制御装置
３２    入力部
３４    出力部
３６    操業情報格納部
３８    処理部
４０    忘却度設定部
４２    フラックス投入量決定部
４４    操業条件データベース
５０    インペラー脱硫制御装置
５２    処理部
５４    類似度演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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