(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉型脱燐精錬炉への送酸量及び副原料投入量を含む吹錬条件と、前記転炉型脱燐精錬炉における排ガスの流量及び成分濃度を含む転炉型脱燐精錬炉についての計測結果と、溶銑の成分及び温度の分析値と、に基づいて、炉内酸素蓄積量を算出する炉内酸素蓄積量計算ステップと、
吹錬処理中における前記炉内酸素蓄積量の推移を逐次監視し、該炉内酸素蓄積量の増減の特徴点を抽出する特徴点抽出ステップと、
前記特徴点抽出ステップにおいて抽出された特徴点に基づいて、吹錬処理が終了するまでの吹止酸素量を決定する吹止酸素量決定ステップと、
転炉型脱燐精錬炉内への送酸積算量が前記吹止酸素量決定ステップにおいて決定された吹止酸素量に到達したタイミングで吹錬処理を終了させる制御ステップと、
を含むことを特徴とする転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法。
【請求項２】
前記炉内酸素蓄積量計算ステップは、炉内における炭素質量収支及び酸素質量収支が整合するように転炉型脱燐精錬炉についての計測結果を逐次補正し、補正された計測結果を用いて炉内酸素蓄積量を算出するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法。
【請求項３】
前記特徴点抽出ステップは、前記炉内酸素蓄積量の増加率が０以下となる点を特徴点として抽出するステップを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法。
【請求項４】
前記吹止酸素量決定ステップは、溶銑及びスラグの成分分析値若しくは推定値、溶銑及びスラグ温度についての計測値若しくは推定値、吹錬条件、及び転炉型脱燐精錬炉についての計測結果のうち少なくとも１つ以上の情報に基づいて、前記吹止酸素量を計算する又は機械学習により決定するステップを含むことを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか１項に記載の転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法。
【請求項５】
転炉型脱燐精錬炉への送酸量及び副原料投入量を含む吹錬条件と、前記転炉型脱燐精錬炉における排ガスの流量及び成分濃度を含む転炉型脱燐精錬炉についての計測結果と、溶銑の成分及び温度の分析値と、に基づいて、炉内酸素蓄積量を算出する炉内酸素蓄積量計算部と、
吹錬処理中における前記炉内酸素蓄積量の推移を逐次監視し、該炉内酸素蓄積量の増減の特徴点を抽出する特徴点抽出部と、
前記特徴点抽出部によって抽出された特徴点に基づいて、吹錬処理が終了するまでの吹止酸素量を決定する吹止酸素量決定部と、
転炉型脱燐精錬炉内への送酸積算量が前記吹止酸素量決定部によって決定された吹止酸素量に到達したタイミングで吹錬処理を終了させる制御部と、
を備えることを特徴とする転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御装置。
【請求項６】
前記炉内酸素蓄積量計算部は、炉内における炭素質量収支及び酸素質量収支が整合するように転炉型脱燐精錬炉についての計測結果を逐次補正し、補正された計測結果を用いて炉内酸素蓄積量を算出することを特徴とする請求項５に記載の転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御装置。
【請求項７】
前記特徴点抽出部は、前記炉内酸素蓄積量の増加率が０以下となる点を特徴点として抽出することを特徴とする請求項５又は６に記載の転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御装置。
【請求項８】
前記吹止酸素量決定部は、溶銑及びスラグの成分分析値若しくは推定値、溶銑及びスラグ温度についての計測値若しくは推定値、吹錬条件、及び転炉型脱燐精錬炉についての計測結果のうち少なくとも１つ以上の情報に基づいて、前記吹止酸素量を計算する又は機械学習により決定することを特徴とする請求項５〜７のうち、いずれか１項に記載の転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法及び吹錬制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、溶銑の予備処理方法（脱珪処理、脱燐処理、脱硫処理）の開発が進み、転炉型精錬炉に装入される溶銑中の燐や硫黄の濃度はそれ以上に除去する必要のないレベルまで低減され、転炉型精錬炉では主に脱炭精錬のみを行う鉄鋼精錬プロセスが完成しつつある。脱珪処理及び脱燐処理は、溶銑中の珪素及び燐が溶銑に供給される酸素源（酸素ガスや酸化鉄）中の酸素によって酸化除去される反応であり、脱硫処理はＣａＯ等の脱硫材と溶銑中の硫黄とが反応して硫黄が除去される反応である。特に脱燐処理は、以下の化学反応式（１）に示すように、溶銑中の燐（Ｐ）が酸素源（ＦｅＯ）中の酸素（Ｏ）によって酸化されて生成される燐酸化物（Ｐ２Ｏ５）を脱燐精錬剤として添加するＣａＯ含有物質で固定することにより行われている。なお、化学反応式（１）において、［Ｐ］、［Ｆｅ］は溶銑中の成分、（ＦｅＯ）、（ＣａＯ）、（３ＣａＯ・Ｐ２Ｏ５）はスラグ中の成分を示している。【０００３】
【数１】
0006795133.tif 000002
【０００４】
つまり、脱燐処理は、溶銑中の燐がＦｅＯによって酸化され、この酸化反応によって生成したＰ２Ｏ５がＣａＯと反応してＣａＯ含有物質の滓化によって生成されるスラグに吸収されるという反応である。また、固体として添加されたＣａＯは、スラグ中のＦｅＯ濃度が高いほどスラグへの溶解度が高くなることが知られている。このため、脱燐処理では、脱燐平衡の観点から、処理中のスラグ中ＦｅＯ濃度を所定値以上担保することが求められる。一方で、スラグ―メタル間の燐平衡で定義したフォスフェイトキャパシティは温度依存性が高く、溶銑温度が低温ほど平衡は脱燐側に偏り、逆に溶銑温度が高温になると脱燐効率の低下又は復燐現象（スラグ中の燐が溶銑中に戻る現象）が生じることが知られている。このため、脱燐処理では、過剰に送酸を行うと各種酸化反応熱により溶銑温度が上昇し、脱燐効率の低下又は復燐が生じる場合がある。【０００５】
以上の観点から、脱燐処理では、スラグ中ＦｅＯ濃度の担保と吹止酸素量の適正化が重要である。このような背景から、特許文献１には、炉内の火点反応及びスラグ―メタル界面反応を考慮して、スラグ中ＦｅＯ濃度を精度良く推定し、脱珪処理終了時（Ｓｉ濃度が０．０２％に到達した時点）のスラグ中ＦｅＯ濃度が２０％以下である場合に、脱燐促進処理工程を実施する吹錬制御方法が開示されている。また、特許文献２には、炉内酸素蓄積量を含む状態量推定値及び精錬炉についての計測結果に基づいて脱燐速度定数及び溶銑中燐濃度を推定し、溶銑中燐濃度推定値が目標の燐濃度を超えている場合に処理条件を変更する吹錬制御方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６３１４４８４号公報
【特許文献２】特許第５５８２１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１には、脱珪処理終了時以降のスラグ中ＦｅＯ濃度推移の監視方法及び吹錬処理終了の条件は開示、示唆されておらず、吹錬処理末期のスラグ中ＦｅＯ濃度低下又は溶銑温度上昇による脱燐効率低下又は復燐現象を回避できないという問題が残る。また、特許文献２には、溶銑中燐濃度推定値が目標の燐濃度以下である場合は処理条件を変更する必要は無いと記載されており、特許文献１に記載の方法と同様、脱燐効率低下又は復燐現象（例えば特許文献２において脱燐速度定数が負値となる現象）を抑制するための吹錬処理条件の適正化は意図されていない。【０００８】
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、吹止酸素量を適正に制御することにより、脱燐処理後の溶銑中燐濃度を低下させ、脱燐処理工程に続く脱炭吹錬における副原料消費量を低減可能な転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法及び吹錬制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法は、転炉型脱燐精錬炉への送酸量及び副原料投入量を含む吹錬条件と、前記転炉型脱燐精錬炉における排ガスの流量及び成分濃度を含む転炉型脱燐精錬炉についての計測結果と、溶銑の成分及び温度の分析値と、に基づいて、炉内酸素蓄積量を算出する炉内酸素蓄積量計算ステップと、吹錬処理中における前記炉内酸素蓄積量の推移を逐次監視し、該炉内酸素蓄積量の増減の特徴点を抽出する特徴点抽出ステップと、前記特徴点抽出ステップにおいて抽出された特徴点に基づいて、吹錬処理が終了するまでの吹止酸素量を決定する吹止酸素量決定ステップと、転炉型脱燐精錬炉内への送酸積算量が前記吹止酸素量決定ステップにおいて決定された吹止酸素量に到達したタイミングで吹錬処理を終了させる制御ステップと、を含むことを特徴とする。【００１０】
本発明に係る転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法は、上記発明において、前記炉内酸素蓄積量計算ステップは、炉内における炭素質量収支及び酸素質量収支が整合するように転炉型脱燐精錬炉についての計測結果を逐次補正し、補正された計測結果を用いて炉内酸素蓄積量を算出するステップを含むことを特徴とする。【００１１】
本発明に係る転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法は、上記発明において、前記特徴点抽出ステップは、前記炉内酸素蓄積量の増加率が０以下となる点を特徴点として抽出するステップを含むことを特徴とする。【００１２】
本発明に係る転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法は、上記発明において、前記吹止酸素量決定ステップは、溶銑及びスラグの成分分析値若しくは推定値、溶銑及びスラグ温度についての計測値若しくは推定値、吹錬条件、及び転炉型脱燐精錬炉についての計測結果のうち少なくとも１つ以上の情報に基づいて、前記吹止酸素量を計算する又は機械学習により決定するステップを含むことを特徴とする。【００１３】
本発明に係る転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御装置は、転炉型脱燐精錬炉への送酸量及び副原料投入量を含む吹錬条件と、前記転炉型脱燐精錬炉における排ガスの流量及び成分濃度を含む転炉型脱燐精錬炉についての計測結果と、溶銑の成分及び温度の分析値と、に基づいて、炉内酸素蓄積量を算出する炉内酸素蓄積量計算部と、吹錬処理中における前記炉内酸素蓄積量の推移を逐次監視し、該炉内酸素蓄積量の増減の特徴点を抽出する特徴点抽出部と、前記特徴点抽出部によって抽出された特徴点に基づいて、吹錬処理が終了するまでの吹止酸素量を決定する吹止酸素量決定部と、転炉型脱燐精錬炉内への送酸積算量が前記吹止酸素量決定部によって決定された吹止酸素量に到達したタイミングで吹錬処理を終了させる制御部と、を備えることを特徴とする。【００１４】
本発明に係る転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御装置は、上記発明において、前記炉内酸素蓄積量計算部は、炉内における炭素質量収支及び酸素質量収支が整合するように転炉型脱燐精錬炉についての計測結果を逐次補正し、補正された計測結果を用いて炉内酸素蓄積量を算出することを特徴とする。【００１５】
本発明に係る転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御装置は、上記発明において、前記特徴点抽出部は、前記炉内酸素蓄積量の増加率が０以下となる点を特徴点として抽出することを特徴とする。【００１６】
本発明に係る転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御装置は、上記発明において、前記吹止酸素量決定部は、溶銑及びスラグの成分分析値若しくは推定値、溶銑及びスラグ温度についての計測値若しくは推定値、吹錬条件、及び転炉型脱燐精錬炉についての計測結果のうち少なくとも１つ以上の情報に基づいて、前記吹止酸素量を計算する又は機械学習により決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法及び吹錬制御装置によれば、吹止酸素量を適正に制御することにより、脱燐処理後の溶銑中燐濃度を低下させ、脱燐処理工程に続く脱炭吹錬における副原料消費量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法に好適な精錬設備の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態である吹錬御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図３は、炉内酸素蓄積量の経時変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法について詳細に説明する。
【００２０】
〔精錬設備の構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法に好適な精錬設備の構成について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態である転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法に好適な精錬設備の構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法に好適な精錬設備２は、転炉型脱燐精錬炉１００、ランス１０２、及びダクト１０４を備えている。転炉型脱燐精錬炉１００内の溶湯１０１上にはランス１０２が配置されている。ランス１０２の先端から下方の溶湯１０１に向けて高圧酸素（上吹き酸素）が噴出される。この高圧酸素によって溶湯１０１内の不純物が酸化されてスラグ１０３内に取り込まれる（吹錬処理）。転炉型脱燐精錬炉１００の上部には、排ガス導煙用のダクト１０４が設置されている。
【００２２】
ダクト１０４の内部には、排ガス検出部１０５が配置されている。排ガス検出部１０５は、吹錬処理に伴い排出される排ガスの流量及び排ガス中の成分（例えば、ＣＯ，ＣＯ２，Ｏ２，Ｎ２，Ｈ２Ｏ，Ａｒ等）を検出する。排ガス検出部１０５は、例えばダクト１０４内に設けられたベンチュリ管の前後の差圧に基づいてダクト１０４内の排ガスの流量を計測する。また、排ガス検出部１０５は、排ガス中の各成分濃度［％］を計測する。排ガスの流量及び成分濃度は、例えば数秒周期で計測される。排ガス検出部１０５の検出結果を示す信号は制御端末１０に送られる。
【００２３】
転炉型脱燐精錬炉１００内の溶湯１０１には、転炉型脱燐精錬炉１００の底部に形成されている通気孔１０７を介して底吹ガスが吹き込まれる。流量計１０８は、転炉型脱燐精錬炉１００に吹き込まれる底吹ガスの流量を計測する。吹錬処理開始直前及び吹錬処理後には、溶湯１０１の温度及び成分濃度の分析が行われる。また、溶湯１０１の温度及び成分濃度は、吹錬処理途中で一度又は複数回計測され、計測された温度及び成分濃度に基づいて高圧酸素の供給量（送酸量）及び速度（送酸速度）や底吹ガス流量等が決められる。
【００２４】
本発明の一実施形態である吹錬制御装置１が適用される吹錬制御システムは、制御端末１０、吹錬制御装置１、及び表示装置２０を主な構成要素として備えている。制御端末１０は、パーソナルコンピュータや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、溶湯１０１の成分濃度が所望の範囲内になるように送酸量、送酸速度、及び撹拌ガス流量を制御すると共に、送酸量、送酸速度、及び撹拌ガス流量の実績値のデータを収集する。
【００２５】
吹錬制御装置１は、パーソナルコンピュータや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。吹錬制御装置１は、入力装置１１、データベース（ＤＢ）１２、演算処理部１３、及び出力装置１４を備えている。
【００２６】
入力装置１１は、精錬設備２に関する各種の計測結果及び実績情報が入力される入力用インターフェースである。入力装置１１には、キーボード、マウス、ポインティングディバイス、データ受信装置、及びグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）等がある。入力装置１１は、実績データやパラメータ設定値等を外部から受け取り、その情報のＤＢ１２への書き込みや演算処理部１３への送信を行う。入力装置１１には、精錬設備２における吹錬処理開始前及び吹錬処理中の少なくとも何れか一方の溶湯１０１の温度と成分濃度についての計測結果が入力される。温度と成分濃度についての計測結果は、例えばオペレータによる手入力や記録媒体からの読み込み入力等によって入力装置１１に入力される。また、入力装置１１には、制御端末１０から実績情報が入力される。実績情報は、排ガス検出部１０５によって計測された排ガスの流量及び成分濃度についての情報、転炉型脱燐精錬炉計測装置１０６によって計測された転炉型脱燐精錬炉における各種計測結果、送酸量及び送酸速度の情報、底吹ガス流量の情報、原料（主原料、副原料）投入量の情報、溶湯１０１の温度情報等が含まれる。転炉型脱燐精錬炉計測装置１０６からは、炉内及び炉体の温度情報、転炉型脱燐精錬炉炉口部の光学特性情報、炉体の振動情報、炉体からの音響情報、炉内スラグ及び湯面レベル情報等を含む転炉型脱燐精錬炉に係る計測結果が出力される。
【００２７】
ＤＢ１２は、精錬設備２における吹錬処理反応に関するモデル式の情報及びモデル式のパラメータが保存されている記憶装置である。また、ＤＢ１２には、入力装置１１に入力された各種情報、及び演算処理部１３により算出された吹錬処理実績における計算・解析結果が記憶される。特に、演算処理部１３内の吹止酸素量決定部１３ｃでの計算結果として、吹止酸素量計算に利用される溶銑及びスラグの成分分析値若しくは推定値、溶銑及びスラグ温度についての計測値若しくは推定値、吹錬条件、及び精錬設備２についての計測結果と、処理後の溶銑成分を含む吹錬処理結果とが紐づく形式で記憶されている。
【００２８】
演算処理部１３は、ＣＰＵ等の演算処理装置であり、吹錬制御装置１全体の動作を制御する。演算処理部１３は、炉内酸素蓄積量計算部１３ａ、特徴点抽出部１３ｂ、及び吹止酸素量決定部１３ｃとしての機能を有する。炉内酸素蓄積量計算部１３ａ、特徴点抽出部１３ｂ、及び吹止酸素量決定部１３ｃは、例えば演算処理部１３がコンピュータプログラムを実行することにより実現される。なお、演算処理部１３は、炉内酸素蓄積量計算部１３ａ、特徴点抽出部１３ｂ、及び吹止酸素量決定部１３ｃとして機能する専用の演算装置や演算回路を有していてもよい。
【００２９】
このような構成を有する吹錬制御装置１は、以下に示す吹錬制御処理を実行することによって、吹止酸素量を適正に制御することにより、脱燐処理後の溶銑中燐濃度を低下させ、脱燐処理工程に続く脱炭吹錬における副原料消費量を低減する。以下、図２に示すフローチャートを参照して、吹錬制御処理を実行する際の吹錬制御装置１の動作について説明する。
【００３０】
〔吹錬制御処理〕
図２は、本発明の一実施形態である錬制御処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、吹錬処理が開始されたタイミングで開始となり、吹錬制御処理はステップＳ１の処理に進む。
【００３１】
ステップＳ１の処理では、演算処理部１３が、溶湯１０１の計測・分析値を取得する。演算処理部１３は、溶湯１０１のサンプルに対する温度計測及び成分分析により得られた計測・分析結果を取得する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、吹錬制御処理はステップＳ２の処理に進む。
【００３２】
ステップＳ２の処理では、演算処理部１３は、排ガス計測・分析情報（排ガス情報）、炉内及び炉体の温度情報、転炉型脱燐精錬炉炉口部の光学特性情報、炉体の振動情報、炉体からの音響情報、炉内スラグ及び湯面レベル情報等を含む転炉型脱燐精錬炉に係る計測結果、及び操作量情報を制御端末１０から取得する。通常の転炉型脱燐精錬炉吹錬操業では、排ガス計測・分析情報を含む転炉型脱燐精錬炉計測情報、及び操作量情報は一定周期で収集されている。操作量情報の取得時間と転炉型脱燐精錬炉計測結果の取得時間との間に大きな時間遅れのある場合には、その時間遅れを考慮して（遅れ時間分だけ計測情報を早めて）データを作成する。また、計測値及び分析値がノイズを多く含んでいる場合には、移動平均計算等の平滑化処理を行った値で計測値及び分析値を置き換えてもよい。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、吹錬制御処理はステップＳ３の処理に進む。
【００３３】
ステップＳ３の処理では、炉内酸素蓄積量計算部１３ａが、周知の方法を利用して炉内酸素蓄積量を算出する。具体的には、炉内酸素蓄積量計算部１３ａは、取得した転炉型脱燐精錬炉計測結果及び吹錬条件実績を用いて、炉内の炭素及び酸素についての質量収支計算をする、又は、物理反応モデルを計算する、又は、その両方を実行することにより、炉内酸素蓄積量を計算する。なお、炉内酸素蓄積量の計算には、炉内における炭素質量収支及び酸素質量収支が整合するように逐次補正された排ガス流量及び成分を含む転炉型脱燐精錬炉計測結果を用いることが好ましい。また、炉内酸素蓄積量の出力形式として、スラグ中の酸素蓄積濃度［ｍａｓｓ％］、溶銑１ｔｏｎあたりの炉内酸素蓄積量［ｋｇ／ｔｏｎ］等は特に制限せず、次ステップ以降（Ｓ４、Ｓ５）の処理で用いられる形に合わせて出力することが好ましい。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、吹錬制御処理はステップＳ４の処理に進む。
【００３４】
ステップＳ４の処理では、特徴点抽出部１３ｂが、ステップＳ３の処理において算出された炉内酸素蓄積量の推移を逐次監視し、炉内酸素蓄積量の増減の特徴点を抽出する。ここで、特徴点としては、例えば、炉内酸素蓄積量が上昇傾向から下降傾向に転換する点を例示できる。炉内酸素蓄積量が下降傾向に転換する特徴点は、脱炭反応律速がスラグ中酸素源を含む酸素の供給律速へと転換する点と対応し、以降ＦｅＯ還元反応が進み、さらに脱炭反応による溶銑温度上昇も促進される。すなわち、脱燐反応にとって反応環境が不利な条件へと転換し、脱燐効率低下又は復燐現象が生じ得る条件に転換することを示す特徴点である。この特徴点は、炉内酸素蓄積量の増加率が０以下となる、又は増加率の低下を検出することで抽出できる。なお、ステップＳ４の処理では、以上の特徴点に限らず、炉内酸素蓄積量の絶対値や変化量についての特徴点を抽出してもよい。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、吹錬制御処理はステップＳ５の処理に進む。
【００３５】
ステップＳ５の処理では、吹止酸素量決定部１３ｃが、ステップＳ４の処理において抽出された特徴点に基づいて吹止酸素量を計算する。吹止酸素量（溶銑の成分濃度が所定範囲内になる送酸積算量）は、ステップＳ５で出力された特徴点における溶銑１ｔｏｎあたりの送酸積算量に対し規定された溶銑１ｔｏｎあたりの酸素量を加算して決定する。特徴点における送酸積算量からの酸素量加算値は、溶銑及びスラグの成分分析値若しくは推定値、溶銑及びスラグ温度についての計測値若しくは推定値、吹錬条件、及び精錬炉についての計測結果、のうち少なくとも１つ以上の情報に基づいて条件を設定し、条件毎に決定されることが好ましい。又は、ＤＢ１２に記憶されている、吹止酸素量計算に利用される溶銑及びスラグの成分分析値若しくは推定値、溶銑及びスラグ温度についての計測値若しくは推定値、吹錬条件、及び精錬炉についての計測結果と、処理後の溶銑成分を含む吹錬処理結果との関係から機械学習により好適な酸素量加算値を決定することも可能である。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、吹錬制御処理はステップＳ６の処理に進む。
【００３６】
ステップＳ６の処理では、演算処理部１３が、ステップＳ５の処理で出力された吹止酸素量に送酸積算量が到達しているか否かを判別する。判別の結果、吹止酸素量に送酸積算量が到達している場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、演算処理部１３は、吹錬処理を終了させた後、一連の吹錬制御処理を終了する。一方、吹止酸素量に送酸積算量が到達していない場合には（ステップＳ６：Ｎｏ）、演算処理部１３は、吹錬制御処理をステップＳ２の処理に戻す。なお、ステップＳ２の処理からステップＳ６の処理までの処理周期は、排ガス計測・分析情報を含む転炉型脱燐精錬炉計測情報、及び操作量情報が入力装置１１に入力される周期と同様に設定することが好ましい。
【００３７】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である吹錬制御処理では、特徴点抽出部１３ｂが、吹錬処理中における炉内酸素蓄積量の推移を逐次監視し、炉内酸素蓄積量の増減の特徴点を抽出し、吹止酸素量決定部１３ｃが、特徴点抽出部１３ｂによって抽出された特徴点に基づいて、吹錬処理が終了するまでの吹止酸素量を決定し、演算処理部１３が、転炉型脱燐精錬炉内への送酸積算量が吹止酸素量に到達したタイミングで吹錬処理を終了させるので、吹止酸素量を適正に制御することにより、脱燐処理後の溶銑中燐濃度を低下させ、脱燐処理工程に続く脱炭吹錬における副原料消費量を低減させることができる。
【００３８】
以上、本発明者ら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。例えば、炉内酸素蓄積量の算出方法、特徴量の抽出方法、及び吹止酸素量決定方法については、近年進歩がめざましいデータサイエンス技術を活用することにより、より高機能な推定及び制御が可能となる。このように、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【実施例】
【００３９】
（実施例１）
図１に示す精錬設備２と同様の形式を有する、容量３００ｔｏｎの上底吹き転炉型脱燐精錬炉（酸素ガス上吹き、アルゴンガス底吹き）を用いて溶湯１０１の脱珪及び脱燐を行った。具体的には、まず、精錬設備２内に鉄スクラップを装入した後、温度が１２００〜１３８０℃の範囲内にある溶銑３００ｔｏｎを転炉型脱燐精錬炉に装入した。次に、通気孔１０７から、攪拌用としてアルゴンガスを溶銑中に吹き込みながら、上吹きランス１０２から酸素ガスを溶銑浴面に向けて吹き付け、溶銑の脱珪精錬を開始した。なお、鉄スクラップの装入量は、脱燐精錬終了後の溶銑温度が１３６０℃となるように調整した。脱珪処理中、脱珪時の塩基度（スラグ中ＣａＯ濃度［ｍａｓｓ％］／スラグ中ＳｉＯ２濃度［ｍａｓｓ％］）を０．８〜１．０の範囲内とし、約５分間経過した時点でスラグ１０３を排出し、その後、塩基度を１．０〜１．５の範囲内に制御しつつ脱燐吹錬を継続して行った。【００４０】
脱燐吹錬中に演算処理部１３により炉内酸素蓄積量計算、特徴点抽出、吹止酸素量決定処理を実行した。本実施例では、図３に示すように、特徴点として炉内酸素蓄積量の増加率が０となる点Ｐを抽出し、吹止酸素量計算においては、特徴点時点の送酸積算量に対し溶銑１ｔｏｎあたり５．９Ｎｍ３/ｔｏｎの酸素量を加算することで決定した。脱燐吹錬末期において、吹錬処理終了における送酸積算量が、演算処理部１３から出力された吹止酸素量と比較して＋０から＋２Ｎｍ３/ｔｏｎの範囲に収まるように脱燐吹錬終了時期を制御した。【００４１】
（実施例２）
実施例１と同様の操業条件において、脱燐吹錬末期において、吹錬処理終了における送酸積算量が、演算処理部１３から出力された吹止酸素量と比較して−３から＋０Ｎｍ３/ｔｏｎの範囲に収まるように脱燐吹錬終了時期を制御した。【００４２】
（実施例３）
実施例１と同様の操業条件において、脱燐吹錬末期において、吹錬処理終了における送酸積算量が、演算処理部１３から出力された吹止酸素量と比較して＋２から＋５Ｎｍ３/ｔｏｎの範囲に収まるように脱燐吹錬終了時期を制御した。【００４３】
〔評価〕
実施例１〜３に示す条件でそれぞれ３０チャージ程度吹錬処理を実施し、吹錬処理後の溶銑燐濃度分析値の平均値を比較した結果を以下の表１に示す。実施例１は本発明の一実施形態における吹錬制御方法に即して吹錬処理を実施しており、実施例２及び実施例３と比較して吹錬処理後の溶銑燐濃度が低位であった。実施例２では、吹錬処理時間が、脱燐に要する時間、即ち溶銑燐濃度が平衡に達するまでの時間に対して、不足したため処理後の溶銑燐濃度が高位であった。一方、実施例３では、過剰送酸により、処理末期のスラグ中ＦｅＯ濃度低下或いは溶銑温度上昇による脱燐効率低下若しくは復燐現象が生じたため処理後の溶銑燐濃度が高位であった。以上のことから、本発明により、脱燐処理において、炉内蓄積酸素量（スラグ中ＦｅＯ濃度）推移を監視し吹止酸素量を適正に制御することで、処理後溶銑中燐濃度の低下が可能であることが確認された。【００４４】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、吹止酸素量を適正に制御することにより、脱燐処理後の溶銑中燐濃度を低下させ、脱燐処理工程に続く脱炭吹錬における副原料消費量を低減可能な転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法及び吹錬制御装置を提供するとができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  吹錬制御装置
２  精錬設備
１０  制御端末
１１  入力装置
１２  データベース（ＤＢ）
１３  演算処理部
１３ａ  炉内酸素蓄積量計算部
１３ｂ  特徴点抽出部
１３ｃ  吹止酸素量決定部
１４  出力装置
２０  表示装置
１００  転炉型脱燐精錬炉
１０１  溶湯
１０２  ランス
１０３  スラグ
１０４  ダクト
１０５  排ガス検出部
１０７  通気孔
１０８  流量計
【要約】
本発明に係る転炉型脱燐精錬炉の吹錬制御方法は、転炉型脱燐精錬炉への送酸量及び副原料投入量を含む吹錬条件と、転炉型脱燐精錬炉における排ガスの流量及び成分濃度を含む転炉型脱燐精錬炉についての計測結果と、溶銑の成分及び温度の分析値と、に基づいて、炉内酸素蓄積量を算出する炉内酸素蓄積量計算ステップと、吹錬処理中における炉内酸素蓄積量の推移を逐次監視し、炉内酸素蓄積量の増減の特徴点を抽出する特徴点抽出ステップと、特徴点抽出ステップにおいて抽出された特徴点に基づいて、吹錬処理が終了するまでの吹止酸素量を決定する吹止酸素量決定ステップと、転炉型脱燐精錬炉内への送酸積算量が吹止酸素量決定ステップにおいて決定された吹止酸素量に到達したタイミングで吹錬処理を終了させる制御ステップと、を含む。【図１】
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【図２】
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【図３】
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