(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吹止め時における溶鋼の成分濃度並びに温度を目標値に一致させるために要する吹込酸素の量及び副原料の投入量を決定し、決定された前記吹込酸素の量及び前記副原料の投入量に基づいて吹錬を行う、転炉の静的な吹錬制御方法であって、
制約条件の下で目的関数の値を最適化する最適化問題を構築し、
前記溶鋼の成分の物質収支式、前記溶鋼の熱収支式、前記溶鋼及びスラグへと分配された前記成分の分配比を規定する分配比推定式、並びに、操業条件に関する式が、前記制約条件に含まれるとともに、
前記吹込酸素のコストに関する項、及び、前記副原料のコストに関する項が、前記目的関数に含まれ、
前記最適化問題を解くことにより、前記吹込酸素の量及び前記副原料の投入量が決定されることを特徴とする、転炉吹錬制御方法。
【請求項２】
さらに、吹止め時における前記成分濃度と該成分濃度の目標値との差に関する項、又は、吹止め時における前記温度と該温度の目標値との差に関する項が、前記目的関数に含まれることを特徴とする、請求項１に記載の転炉吹錬制御方法。
【請求項３】
前記分配比推定式が、操業条件を説明変数とし前記成分の分配比を目的変数とする回帰木モデルにて構築され、前記操業条件に、前記成分濃度の目標値が含まれることを特徴とする、請求項１又は２に記載の転炉吹錬制御方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の転炉吹錬制御方法に用いられる転炉吹錬制御システムであって、
少なくとも、前記転炉への装入条件に関する情報、並びに、吹止め時における前記成分濃度及び前記温度の目標値に関する情報を入力する、入力部と、
前記入力部から入力された前記情報に基づいて前記制約条件を設定する、制約条件設定手段と、
前記入力部から入力された前記情報に基づいて前記目的関数を設定する、目的関数設定手段と、
前記制約条件設定手段によって設定された前記制約条件、及び、前記目的関数設定手段によって設定された前記目的関数によって構築される前記最適化問題を解いて最適解を算出する、最適化計算手段と、
前記入力部から入力された前記情報の修正入力、並びに、前記制約条件、前記目的関数、及び、算出された前記最適解の情報の出力が可能な、入出力部と、
を備えることを特徴とする、転炉吹錬制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転炉吹錬において、終点成分温度を適正に制御するために必要な吹込酸素量と副原料投入量とを決定する、転炉吹錬制御方法、及び、当該転炉吹錬制御方法を実施する際に用いられる転炉吹錬制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
転炉吹錬では、吹止め時の溶鋼成分濃度や溶鋼温度を目標値に的中させるために、スタティック制御とサブランス測定に基づいたダイナミック制御とを組み合わせた吹錬制御が行われている。スタティック制御では、吹錬開始前に物質収支・熱収支に基づいた数式モデル等にて、吹止め時の溶鋼成分濃度及び溶鋼温度を目標値に的中させるために必要な吹込酸素量や各種副原料投入量を決定しておき、これに従って吹錬を行う。一方、ダイナミック制御は、吹錬中にサブランスにて実際に溶鋼の温度・炭素濃度を測定し、物質収支・熱収支に基づいた数式モデル等にて、スタティック制御で決定しておいた吹込酸素量や各種副原料投入量を適正化し、制御精度を高めている。当然ながら、スタティック制御の制御性が高ければ、ダイナミック制御の性能も向上する。
【０００３】
先に説明した転炉吹錬におけるスタティック制御では、溶鋼成分濃度や溶鋼温度を目標値に的中させるために、吹錬開始前に吹込酸素量や各種副原料投入量を決定する。制御対象となる溶鋼成分として、炭素以外にはリン等の製品品質を左右する成分が挙げられ、このリンを溶鋼から除去する（以下において、溶鋼からリンを除去することを「脱Ｐ」という。）ためには、ＣａＯ成分を含む生石灰等の副原料を投入する必要がある。以下、転炉炉内反応の概要を示す図１を適宜参照しつつ、説明する。
【０００４】
図１に示すように、炭素とは異なり、脱Ｐ反応は溶鋼とスラグ間で生ずる可逆反応である。生石灰を十分多量に投入してスラグ中のＣａＯ濃度を高めれば、脱Ｐ反応は進行するが、生石灰自体のコストや生石灰の滓化（溶融化）に必要な熱源のコスト等の操業コストが増大するだけでなく、スラグ発生量が増加し、その処理費用も増加する。
【０００５】
さらに、その他の反応条件（温度等）によっては、スラグ中のＣａＯ濃度が高くても、脱Ｐ反応が十分に進行しない場合がある。このため、経験的に得られた知見を基にして作成されたテーブルを参照して生石灰等の副原料投入量を決定する方法が、従来はよく用いられていた。
【０００６】
転炉吹錬の制御に関する技術として、例えば、特許文献１には、副原料投入量を適正且つ最小限に抑えて経済的な運用ができる転炉の副原料投入量計算装置が開示されている。特許文献１に開示された技術では、既知の平衡関係（Healyのリン平衡式：リン分配比推定式）をベースにした物理モデルを制約条件とし、副原料コストを目的関数とする最適化問題を解くことにより、経済的な運用を実現している。
【０００７】
また、特許文献２には、リン平衡状態の推定方法に関する技術が開示されている。特許文献２に開示された技術では、特許文献１に開示されたリン分配比推定式に関する課題を解決するために、Healyのリン平衡式では一般に考慮されない吹止め時の溶鋼中リン濃度および吹錬前の装入リン濃度を反映したリン分配比推定式を提案し、分配式の精度を向上している。
【０００８】
一方、非特許文献１には、回帰分析のような明示的な関数を用いずに、一連の手順に沿ってデータを分けていくことによって予測や判別を行う決定木・回帰木に関する手法が紹介されている。近年データマイニングの分野で良く用いられる手法のひとつに樹木モデル（tree-based model）が挙げられるが、この樹木モデル（tree-based model）は、非線形回帰分析・判別分析方法で、回帰の問題では回帰木（regression tree）、分類の問題では分類木（classification tree）あるいは決定木（decision tree）と呼ばれている。回帰木モデルは、簡便な分岐形式の説明変数（種々の操業条件）で目的変数（例えば、リン分配比等）を予測可能で、特に説明変数間の相互作用や非線形性が存在する場合には、重回帰式よりも有効で、最近では様々な分野の予測や判別に使われる手法である。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２５６０２１号公報
【特許文献２】特開２００１−１５２２２９号公報
【非特許文献１】山口和範、高橋淳一、竹内光悦；図解入門よくわかる多変量解析の基本と仕組み、秀和システム、２００４年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、熱収支に関する制約条件が考慮されていないために、物理モデルの制約条件で前提とした溶鋼温度を実現できる保証がないという問題があった。また、特許文献１に開示されている技術では、他の溶鋼成分の影響、たとえば炭素濃度がリン分配比推定式の要因となっている。実操業では炭素濃度を目標値以下に吹下げる操業が行われる場合があるが、特許文献１で開示された方法では当該操業に対応できないという問題もあった。さらに、特許文献１に開示されている技術では、脱Ｐ反応に関して平衡状態を仮定したHealyのリン平衡式をベースとしているが、実際の操業において、脱Ｐ反応が平衡状態に至ることは考え難く、その精度に難があるという問題もあった。加えて、特許文献１に開示されている技術では、副原料投入量の指示のみに着目し、その前提となる溶鋼温度・溶鋼炭素濃度に対する配慮がなされていないため、吹止め成分・温度を目標値に一致させることができず、操業コストの観点から最適な吹込酸素量及び副原料投入量を決定することができないという問題があった。
【００１１】
また、特許文献２に開示されている技術では、リン分配比推定式における吹止め時の溶鋼中リン濃度及び吹錬前の装入リン濃度の導入形式、並びに、吹止め時の溶鋼中リン濃度及び吹錬前の装入リン濃度に対するパラメータの算出方法が開示されていないため、その主張の真偽が判断できず、当該技術を適用することが困難であるという問題があった。また、特許文献２に開示されている技術においても、特許文献１に開示されている技術と同様に、副原料投入量の指示のみに着目し、その前提となる溶鋼温度・溶鋼炭素濃度に対する配慮がなされていないため、吹止め成分・温度を目標値に一致させることができず、操業コストの観点から最適な吹込酸素量及び副原料投入量を決定することができないという問題があった。さらに、一般的に、回帰木モデルはマーケティング等の社会科学系の分野での適用が多い。その理由のひとつに、熱収支や物質収支といった科学的原理原則にとらわれずに比較的自由に予測変数および説明変数を選択して回帰木モデルを構築できることが挙げられる。そのため、複雑に絡み合った種々の炉内反応を伴う転炉吹錬制御へ非特許文献１に開示されている内容を適用することには、科学的な原理原則に十分に配慮したうえで、多数の変数の中から効果的かつ適切な予測変数および説明変数を厳選するという技術的阻害要因があった。
【００１２】
そこで、本発明は、吹止め時の成分濃度及び温度を目標値に一致させ、操業コストの観点から最適な吹込酸素量及び副原料投入量を決定し得る転炉吹錬制御方法、並びに、当該転炉吹錬制御方法に用いられる転炉吹錬制御システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために鋭意研究した結果、本発明者らは、転炉炉内反応に基づいた物質収支式と、溶鋼成分の溶鋼とスラグへの分配比を規定する分配比推定式と、転炉炉内反応の各反応熱に基づいた熱収支式と、を制約条件とし、操作量（吹込酸素量や各種副原料投入量）コスト等を評価関数とする最適化問題を構築し、これを解くことより先に示した溶鋼温度の問題を解決可能であることを見出し、本発明を完成させた。本発明の特徴的部分について、以下に概説する。
【００１４】
最適化問題における吹止め成分・温度に関しては、材質毎に与えられる目標値（定数）ではなく最適化問題の変数として導入し、その目標値との差を目的関数にて評価する。これにより、例えば、一般に熱源不足時や脱Ｐ促進で行われている吹下げ操業（目標炭素濃度よりさらに低い炭素を狙う操業）に対応できるようになり、妥当な吹下げ指示が可能となる。
【００１５】
さらに、リン分配比推定式に関しては、一般によく使われるHealyのリン平衡式をベースとした重回帰分析による分配比推定式ではなく、回帰木モデルによる分配比推定式を導入する。今回、リン分配比推定式を回帰木モデルによって表現することにより、簡潔かつ高精度に分配比を推定可能であることを見出した。本発明の転炉吹錬制御方法において制約条件とする、溶鋼成分の分配比（例えば、リン分配比等）の挙動は、非線形性が強く説明変数間の相互作用も大きく、従来の重回帰による方法では対応が不十分であったが、回帰木モデルによれば従来の方法による欠点を改善することができる。
【００１６】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするため、添付図面の参照符号を括弧書きにて付記することがあるが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１７】
第１の本発明は、吹止め時における溶鋼の成分濃度並びに温度を目標値に一致させるために要する吹込酸素の量及び副原料の投入量を決定し、決定された吹込酸素の量及び副原料の投入量に基づいて吹錬を行う、転炉の静的な吹錬制御方法であって、制約条件の下で目的関数の値を最適化する最適化問題を構築し、溶鋼の成分の物質収支式、溶鋼の熱収支式、溶鋼及びスラグへと分配された成分の分配比を規定する分配比推定式、並びに、操業条件に関する式が、上記制約条件に含まれるとともに、吹込酸素のコストに関する項、及び、副原料のコストに関する項が、上記目的関数に含まれ、上記最適化問題を解くことにより、吹込酸素の量及び副原料の投入量が決定されることを特徴とする、転炉吹錬制御方法により、上記課題を解決する。
【００１８】
ここに、「溶鋼の成分」の具体例としては、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｔｉ等を挙げることができる。さらに、「溶鋼及びスラグへと分配された成分」の具体例としては、Ｍｎ、Ｐ、Ｆｅ等を挙げることができる。さらに、「操業条件」の具体例としては、炉体保護の観点から導かれるスラグ中のＭｇＯ濃度に関する条件、及び、脱Ｐの安定化の観点から導かれる塩基度に関する条件等を挙げることができる。
【００１９】
上記第１の本発明において、さらに、吹止め時における成分濃度と該成分濃度の目標値との差に関する項、又は、吹止め時における温度と該温度の目標値との差に関する項が、目的関数に含まれることが好ましい。
【００２０】
上記第１の本発明（変形例も含む。以下同じ。）において、分配比推定式が、操業条件を説明変数とし成分の分配比を目的変数とする回帰木モデルにて構築され、操業条件に、成分濃度の目標値が含まれることが好ましい。
【００２１】
第２の本発明は、上記第１の本発明にかかる転炉吹錬制御方法に用いられる転炉吹錬制御システム（１０）であって、少なくとも、転炉への装入条件に関する情報、並びに、吹止め時における成分濃度及び温度の目標値に関する情報を入力する入力部（１）と、入力部（１）から入力された情報に基づいて制約条件を設定する制約条件設定手段（２）と、入力部（１）から入力された情報に基づいて目的関数を設定する目的関数設定手段（３）と、制約条件設定手段（２）によって設定された制約条件、及び、目的関数設定手段（３）によって設定された目的関数によって構築される前記最適化問題を解いて最適解を算出する最適化計算手段（４）と、入力部（１）から入力された情報の修正入力、並びに、制約条件、目的関数、及び、算出された最適解の情報の出力が可能な、入出力部（５）と、を備えることを特徴とする、転炉吹錬制御システムに（１０）より、上記課題を解決する。
【００２２】
第２の本発明において、「入力部（１）から入力された情報」の具体例としては、チャージ毎の装入重量、装入成分（Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ等）、装入温度、及び、溶銑率等に代表される装入条件に関する情報や、チャージ毎の目標成分（Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ等）、目標温度、材質コード毎に整理された目標塩基度等に代表される目標値に関する情報等を挙げることができる。
【発明の効果】
【００２３】
第１の本発明によれば、溶鋼温度や溶鋼炭素濃度等に配慮して目的関数の値を最小化することができるので、吹止め時における成分濃度及び温度を目標値に一致させ、かつ操業コストの観点から最適な吹込酸素量及び副原料投入量を決定し得る、転炉吹錬制御方法を提供することができる。さらに、吹止め時における成分濃度と目標濃度との差や吹止め時における温度と目標温度との差を考慮することで、吹止め時における成分濃度及び温度を目標値に一致させることが容易になる。加えて、分配比推定式が回帰木モデルにて構築されることにより、広範囲のＰ分配比を精度良く推定することが可能になるので、溶銑予備処理後の溶銑にも適用可能な、転炉吹錬制御方法を提供することができる。
【００２４】
第２の本発明によれば、第１の本発明にかかる転炉吹錬制御方法の実施に用いられる転炉吹錬制御システムが提供されるので、吹止め時における成分濃度及び温度を目標値に一致させ、かつ操業コストの観点から最適な吹込酸素量及び副原料投入量を決定し得る転炉吹錬制御方法を実施可能な、転炉吹錬制御システムを提供することができる。第２の本発明において、吹止め時における成分濃度と目標濃度との差や吹止め時における温度と目標温度との差を考慮することで、吹止め時における成分濃度及び温度を目標値に一致させることが容易になる。加えて、分配比推定式が回帰木モデルにて構築されることにより、広範囲のＰ分配比を精度良く推定できるので、溶銑予備処理後の溶銑にも適用可能な転炉吹錬制御システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２６】
始めに、本発明で構築する最適化問題における変数の定義を表１に、定数の定義を表２に示す。
【００２７】
【表１】
0004915316.tif 000002
【００２８】
【表２】
0004915316.tif 000003
【００２９】
次に、図１に示した転炉炉内反応に基づいた物質収支式及び熱収支式を以下に示す。
【００３０】
【数１】
0004915316.tif 000004
式１は、Ｍｎの収支式である。式１において、５５はＭｎの原子量、７１はＭｎＯの原子量を意味する。
【００３１】
【数２】
0004915316.tif 000005
式２は、Ｐの収支式である。式２において、６２は２Ｐの原子量、１４２はＰ２Ｏ５の原子量を意味する。
【００３２】
【数３】
0004915316.tif 000006
式３は、ＭｇＯの収支式である。
【００３３】
【数４】
0004915316.tif 000007
式４は、スラグの収支式である。式４において、６０はＳｉＯ２の原子量、２８はＳｉの原子量、８０はＴｉＯ２の原子量、４８はＴｉの原子量、７２はＦｅＯの原子量、５６はＦｅの原子量を意味する。
【００３４】
【数５】
0004915316.tif 000008
式５は、Ｆｅの収支式である。
【００３５】
【数６】
0004915316.tif 000009
式６は、酸素の収支式である。式６において、para_C［(Nm3/ton)/%］、para_Si［(Nm3/ton)/%］、para_Mn［(Nm3/ton)/%］、para_P［(Nm3/ton)/%］、及び、para_Ti［(Nm3/ton)/%］は、各成分（Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｔｉ）の酸化反応式から理論的に得られる単位成分当たりの必要酸素量を意味する。
【００３６】
【数７】
0004915316.tif 000010
式７は、熱収支式である。式７において、seibun.jは、各成分（Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｔｉ）を意味し、αseibun.jは、各成分（Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｔｉ）の酸化反応による単位成分当たりの温度上昇量を意味する。
【００３７】
次に、分配比推定式を以下に示す。下記式８〜式１１における係数（para_mn1〜4、para_p1〜4、para_fe1〜4）は、重回帰にて求める。但し、Ｐ分配比に関しては、回帰木モデルによるＰ分配比を用いる。図２に、回帰木モデルによるＰ分配比の特定方法の一例を示す。また、図２に示す回帰木モデルによるＰ分配比を推定結果、及び、Healyの分配式を用いたＰ分配比の推定結果を、図３に併せて示す。図３（ａ）はHealyの分配式を用いたＰ分配比の推定結果、図３（ｂ）は回帰木モデルによるＰ分配比の推定結果を、それぞれ示している。図３（ａ）及び図３（ｂ）の縦軸はＰ分配比の推定値、同横軸はＰ分配比の実績値である。図２及び図３において、ＬｐはＰ分配比を意味する。図３に示すように、回帰木モデルによりＰ分配比を推定すると、標準偏差σが７．６８であったが、Healyの分配式を用いてＰ分配比を推定すると、標準偏差σが１５．２６となった。すなわち、回帰木モデルを用いることにより、Healyの分配式を用いた場合よりも高精度にＰ分配比を推定できる。それゆえ、回帰木モデルを用いてＰ分配比を推定すれば、近年よく行われている溶銑予備処理後の溶銑にも本発明を適用することができる。
【００３８】
【数８】
0004915316.tif 000011
式８は、Ｍｎの分配比推定式である。
【００３９】
【数９】
0004915316.tif 000012
式９は、Ｐの分配比推定式である。
【００４０】
ここで、目標Ｐ濃度が０．０１％以上で吹止め温度が１６５０℃よりも低い場合、図２に示す回帰木モデルを用いてＰ分配比を特定すると、Ｐ分配比（Ｌｐ）は４８．５となり、上記式９は次のように表される。
【００４１】
【数１０】
0004915316.tif 000013
【００４２】
【数１１】
0004915316.tif 000014
式１１は、Ｆｅの分配比推定式である。式８、式９、及び、式１１におけるＣＳは塩基度を意味し、下記式１２によって表される。
【００４３】
【数１２】
0004915316.tif 000015
【００４４】
次に、操業制約による制約条件例を示す。下記式１３は炉体保護、下記式１４は脱Ｐ安定化等を目的とした操業上の制約であり、チャージ毎に設定される定数（para_MgO、para_CS）を用いて規定される。その他に追加必要な操業制約条件がある場合には、適宜追加すればよい。
【００４５】
【数１３】
0004915316.tif 000016
【００４６】
【数１４】
0004915316.tif 000017
上記式１〜式１４が、最適化問題の制約条件である。
【００４７】
次に、最適化問題の目的関数を式１５に示す。
【００４８】
【数１５】
0004915316.tif 000018
式１５の第一項が副原料コストに関する項、第二項が送酸量コストに関する項、第三項が歩留コストに関する項である。本発明の転炉吹錬制御方法では、式１〜式１５によって構築される最適化問題を、遂次二次計画法等に代表される数理計画法を用いて解くことにより、コストミニマムな操作量（吹込酸素の量及び副原料の投入量）を算出することができる。
【００４９】
最適化問題の目的関数の他の例を式１６に示す。
【００５０】
【数１６】
0004915316.tif 000019
式１６は、式１５の目的関数に、吹止め成分濃度とその目標値との差に対するペナルティ項（第四項〜第六項）、及び、吹止め温度とその目標値との差に対するペナルティ項（第七項）を追加している。目的関数として、式１５に代えて式１６を使うことによって、例えば、熱源不足時や脱Ｐ促進のために行われる目標炭素濃度よりもさらに小さな吹止め炭素濃度を狙う「吹下げ操業」に対応可能な、操作量（吹込酸素の量及び副原料の投入量）を算出することができる。
【００５１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００５２】
図４は、本発明の転炉吹錬制御システムの形態例を示す概念図である。図４に示すように、本発明の転炉吹錬制御システム１０は、入力部１と、制約条件設定手段２と、目的関数設定手段３と、最適化計算手段４と、入出力部５と、を備える。以下、転炉吹錬制御システム１０に備えられる各部の機能について説明する。
【００５３】
入力部１は、チャージ毎の装入重量、装入成分濃度（Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ等）、装入温度、溶銑率等に代表される装入条件に関する情報や、チャージ毎の目標成分濃度（Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ等）、目標温度、材質コード毎に整理された目標塩基度等に代表される目標値に関する情報を入力する際に用いられるインターフェイスである。
【００５４】
制約条件設定手段２は、入力部１を介して入力された、装入条件に関する情報や目標値に関する情報に基づいて、チャージ毎に、例えば上記式１〜式１４で表される制約条件を設定する手段である。
【００５５】
目的関数設定手段３は、入力部１を介して入力された、装入条件に関する情報や目標値に関する情報に基づいて、チャージ毎に、例えば上記式１５又は式１６で表される目的関数を設定する手段である。
【００５６】
最適化計算手段４は、制約条件設定手段２で設定された制約条件、及び、目的関数設定手段３で設定された目的関数によって構築される最適化問題を、遂次二次計画法等の数理計画法を用いて解き、操作量（吹込酸素の量及び副原料の投入量）の最適解を算出する手段である。最適化計算手段４にて算出された最適解に関する情報は、入出力部５へと送られる。
【００５７】
入出力部５は、算出された最適解（吹込酸素の量及び副原料の投入量）及び、制約条件・目的関数の情報の表示や、上記目的値の修正入力等のインターフェイス機能を有している。
【００５８】
図５は、図４に示す転炉吹錬制御システム１０を用いて本発明の転炉吹錬制御方法を実施する場合における、実際の処理の流れを示すフローチャートである。以下、図４及び図５を参照しつつ、本発明の転炉吹錬制御方法について説明する。
【００５９】
本発明の転炉吹錬制御方法を実施する場合には、まず、入力部１を介して、装入条件に関する情報や目標値に関する情報を入力する（工程Ｓ１）。次いで、工程Ｓ１にて入力された情報に基づいて、制約条件設定手段２によって制約条件が設定され、目的関数設定手段３によって目的関数が設定される（工程Ｓ２）。工程Ｓ２で制約条件及び目的関数が設定されると、これらに基づいて最適化問題が構築される。そうすると、最適化計算手段４により、当該最適化問題が、遂次二次計画法等の数理計画法を用いて解かれ、操作量（吹込酸素の量及び副原料の投入量）の最適解が算出される（工程Ｓ３）。工程Ｓ３で算出された最適解に関する情報は、入出力部５へと送られ、作業者によって確認される（工程Ｓ４）。工程Ｓ４において、例えば過去の経験に照らし合わせて計算された生石灰量が少なく脱Ｐが不十分となるおそれがあると作業者が判断すると、作業者によって、表２に示す目標値やパラメータの修正データが入出力部５へ入力され（工程Ｓ５）、上記工程Ｓ１へと戻される。これに対し、工程Ｓ４において、最適解が得られたと判断された場合には、最適解を指示値とし、当該指示値に基づいて実際に吹錬を行う。
【００６０】
以上の手順により、本発明の転炉吹錬制御方法及び転炉吹錬制御システム１０によれば、吹止め成分・温度を目標値に一致させ、かつコストミニマムな操作量（吹込酸素の量及び副原料の投入量）を決定することができる。これにより、製造コストを低減することが可能になる。
【実施例】
【００６１】
以下、図４及び図５、並びに、実施例を参照しつつ、本発明についてさらに説明する。
【００６２】
表３に、入力部１へと入力した情報の一部を示す。
【００６３】
【表３】
0004915316.tif 000020
【００６４】
表２及び表３より、ＨＭ［Ｃ％］＝４．００、ＨＭ［Ｓｉ％］＝０．１０、ＨＭ［Ｍｎ％］＝０．３０、ＨＭ［Ｐ％］＝０．０５、ＨＭＴ＝１４００、ＡＩＭ［Ｃ％］＝０．１４、ＡＩＭ［Ｍｎ％］＝０．５０、ＡＩＭ［Ｐ％］＝０．０３、ＡＩＭＴ＝１６５０である。なお、上記式１５では、吹止め時のＳｉ濃度とＳｉ濃度の目標値との差に関するペナルティ項を設けていないため、便宜上、表３におけるＳｉ［％］の目標値の欄には０．００と記載した。
【００６５】
表３に示す情報、及びその他の情報を入力部１へ入力した後（工程Ｓ１）、工程Ｓ２において制約条件及び目的関数を設定し、設定された制約条件及び目的関数に基づいて最適化問題を構築した。その後、工程Ｓ３において、構築された最適化問題の最適解を算出し、算出された最適解を入出力部５へと出力した。入出力部５へと出力された最適解の推移を、図６〜図１０にそれぞれ示す。図６〜図１０は、代表的な副原料である生石灰の最適解の推移を示す図（図６）、吹止め時における炭素濃度の最適解の推移を示す図（図７）、スケールの最適解の推移を示す図（図８）、吹込酸素量（酸素原単位）の最適解の推移を示す図（図９）、及び、目的関数の最適解の推移を示す図（図１０）である。図６〜図１０の縦軸は、生石灰の最適解の算出結果（図６）、炭素濃度の最適解の算出結果（図７）、スケールの最適解の算出結果（図８）、吹込酸素量（酸素原単位）の最適解の算出結果（図９）、及び、目的関数の最適解の算出結果（図１０）であり、図６〜図１０の横軸は、最適化計算の反復回数である。
【００６６】
図６〜図１０より、目的関数値の変化がほとんどなくなっていることから、１０回以下の反復回数でコストミニマムとなる最適解に到達した。そして、今回の計算では、「吹止め炭素濃度を目標値よりも吹下げるべき」との指示になった。以上より、本発明の転炉吹錬制御方法によれば、吹止め成分濃度・温度を目標値に一致させ、かつコストミニマムな操作量（吹込酸素の量及び副原料の投入量）を決定することができる。それゆえ、本発明によれば、多大な製造コストの低減効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】転炉炉内反応の概要を示す図である。
【図２】回帰木モデルによるＰ分配比の特定方法を示す図である。
【図３】Ｐ分配比の推定結果を示す図である。
【図４】本発明の転炉吹錬制御システムの形態例を示す概念図である。
【図５】本発明の転炉吹錬制御方法の形態例を示すフローチャートである。
【図６】生石灰の最適解の推移を示す図である。
【図７】吹止め時における炭素濃度の最適解の推移を示す図である。
【図８】スケールの最適解の推移を示す図である。
【図９】吹込酸素量（酸素原単位）の最適解の推移を示す図である。
【図１０】目的関数の最適解の推移を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…入力部
２…制約条件設定手段
３…目的関数設定手段
４…最適化計算手段
５…入出力部
１０…転炉吹錬制御システム
【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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【図９】
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【図１０】
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