(57)【要約】【課題】過剰に予備処理を行うことなく製鋼での成分調整に要するコストを最小にすることができるとともに、製鋼での要求量、要求成分の溶銑を確実に供給することを可能にした溶銑の割り付け方法及びその装置を提供することを目的とする。【解決手段】転炉チャージの請求成分、請求量、および出鋼順序に基づいて、対象とする転炉チャージの請求成分が直前の転炉チャージの請求成分と比べて低ければ、対象とする転炉チャージの請求量よりも多く受銑し、逆に、対象とする転炉チャージの請求成分が直前の転炉チャージの請求成分と比べて高ければ、対象とする転炉チャージの請求量よりも少なく受銑するように溶銑鍋の受銑量を決定する。【選択図】図１
2009007630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑を予備処理により成分調整をした後に、転炉チャージにより払い出す際の溶銑の割り付け方法において、
複数の溶銑運搬車輌の溶銑から複数の転炉チャージへ溶銑を払い出す溶銑運搬車輌、積載溶銑量、積載溶銑成分、溶銑温度および転炉チャージの請求量、請求成分を記憶する工程と、
転炉チャージの出鋼を受ける溶鋼鍋の容量を記憶する工程と、
出鋼順序計画に基づいて決まる転炉チャージの請求成分の順序を記憶する工程と、
転炉チャージの請求成分、請求量、および出鋼順序に基づいて、対象とする転炉チャージの請求成分が直前の転炉チャージの請求成分と比べて低ければ、対象とする転炉チャージの請求量よりも多く受銑し、逆に、対象とする転炉チャージの請求成分が直前の転炉チャージの請求成分と比べて高ければ、対象とする転炉チャージの請求量よりも少なく受銑するように溶銑鍋の受銑量を決定する工程とを有することを特徴とする溶銑割り付け方法。
【請求項２】
請求項１に記載の溶銑割り付け方法において、
前記溶銑鍋の受銑量を決定する工程では、
溶銑鍋の受銑量を、以下の式により決めることを特徴とする溶銑割り付け方法。
Ｘi≦Ｘi-1ならば、Ｚｊ  =  Ｗi＋α 
Ｘi＞Ｘi-1ならば、Ｚｊ  =  Ｗi−α 
ただし、
Ｘi:出鋼番号iの請求成分
Ｗi:出鋼番号iの請求量
Ｚｊ:溶銑番号ｊの溶銑量
α：転炉チャージの請求量に対して受銑する増減の量
【請求項３】
溶銑を予備処理により成分調整をした後に、転炉チャージにより払い出す際の溶銑の割り付け装置において、
複数の溶銑運搬車輌の溶銑から複数の転炉チャージへ溶銑を払い出す溶銑運搬車輌、積載溶銑量、積載溶銑成分、溶銑温度および転炉チャージの請求量、請求成分を記憶する手段と、
転炉チャージの出鋼を受ける溶鋼鍋の容量を記憶する手段と、
出鋼順序計画に基づいて決まる転炉チャージの請求成分の順序を記憶する手段と、
転炉チャージの請求成分、請求量、および出鋼順序に基づいて、対象とする転炉チャージの請求成分が直前の転炉チャージの請求成分と比べて低ければ、対象とする転炉チャージの請求量よりも多く受銑し、逆に、対象とする転炉チャージの請求成分が直前の転炉チャージの請求成分と比べて高ければ、対象とする転炉チャージの請求量よりも少なく受銑するように溶銑鍋の受銑量を決定する手段とを備えることを特徴とする溶銑割り付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄所の高炉から転炉間における溶銑運搬車輌の溶銑を転炉チャージに割り付ける、溶銑割り付け方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで製鉄所の高炉から転炉間における溶銑割り付けは、あらかじめ設定されている各転炉チャージへの合計溶銑払出量および転炉チャージ内の溶銑に含まれる成分の各転炉チャージの要求値と、溶銑運搬車輌の受銑状況をもとに、熟練オペレータが経験に基づいて決定している。
【０００３】
また、溶銑が積載された複数の車輌から複数の転炉チャージへの溶銑払出量と、溶銑運搬車輌に積載された溶銑中の成分調整をする溶銑予備処理工程での溶銑に含まれる硫黄や燐などの成分の目標値とを決定している。
【０００４】
ここで、「転炉チャージ」とは、転炉の吹錬を１単位とするバッチプロセスであり、転炉での１回の処理分を言う。また、上記オペレータの考え方に基づいて成分の目標値決定をルール化し、計算機上に実装することにより、自動計算する方法も提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−８３９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高炉の操業状態や出銑時の状況によって、溶銑運搬車輌が積載する溶銑量の積み込みは精度よく管理されていない。また、溶銑温度状態等によるスクラップ投入量の変化、出鋼後の溶鋼鍋の使用状態や二次精錬の通過工程によって、溶銑を受ける転炉出鋼チャージの必要溶銑量も変化してくる。このため、出鋼順序計画に基づき前もって溶銑配合の計画を行っても、計画実行時の溶銑量の変動や転炉チャージでの要求溶鋼量の変動の影響を受けるため、計画が役に立たない。また、このような変動があるために、通常操業オペレータは過剰に予備処理を実施することで溶銑配合時の成分外れを避けている。このことは上記の特許文献１に提案されている方法においても同様である。
【０００６】
これらの理由から、各転炉チャージの要求値を過剰に満足する溶銑となり、製鋼での成分調整に要するコスト、即ち、成分調整に要する脱硫剤や脱燐剤の費用を最小にすることができない。また、製鋼での要求量、要求成分の溶銑が供給されないと、吹錬操業計画の見直しを余儀なくされ、連続鋳造の切れや、それに伴う製品品質の劣化などのトラブルを引き起こす可能性がある、という問題点があった。
【０００７】
出鋼順の前後で、その出鋼請求成分の最小値を、溶銑目標成分とする方法の例を、図４に、２ケースの出鋼予定に基づいた転炉の請求成分および、それぞれの転炉の請求成分に必要な溶銑予備処理後の溶銑成分を示す。この図を含めて以下、重量の数値はトンを単位とするものであり、成分は10−３％を単位とする。
【０００８】
それぞれの図では、転炉の出鋼が１０チャージあり、転炉の請求成分の変化状態が異なる。出鋼順の前後成分の差は、図４（ａ）のケースは小さく、図４（ｂ）のケースは大きい。
【０００９】
図４のケースにおける溶銑予備処理後の溶銑成分は、下記の(１)式より算出する。
Ｘi:出鋼番号iの請求成分
Ｙｊ:予備処理後の溶銑番号ｊの成分
Ｙｊ  =  min（Ｘi-1,Ｘi）          （１）
【００１０】
ここで、図４のケースにおける請求成分の平均ｘ-aveを(２)式、予備処理後溶銑成分の平均ｙ-aveを(３)式で算出する。また、請求成分の平均と予備処理後溶銑成分の平均との差diffを(４)式にて算出する。
ｘ-ave=ΣＸi／ｎ                   （２）
ｙ-ave=ΣＹi／ｎ                   （３）
diff＝ｘ-ave−ｙ-ave        （４）
ここで、ｎ:出鋼数もしくは溶銑鍋数
この差diffが大きいほど請求成分に対して過剰に予備処理した溶銑を配合することになり、効率が悪いことになる。
【００１１】
図４（ａ）のケースではdiffは1.7であるが、図４（ｂ）のケースでは4.2であり、予備処理が過剰となってしまう。これは、図４（ｂ）の出鋼予定のように、請求成分の大小が交互の順序であると、常に低い請求成分にあわせた予備処理溶銑が必要となるためである。
【００１２】
このように、転炉の請求成分が変化しているような出鋼予定の場合は、予備処理後の溶銑成分は低い成分に合わせることで、溶銑量の過不足が発生しても、二つの溶銑鍋の溶銑を配合することで溶銑の払出し量と転炉の請求成分の高低両方を満足させることが可能となるが、溶銑の予備処理を常時低い成分に合わせた予備処理となるため、過剰な予備処理に繋がる。
【００１３】
本発明は、このような問題を鑑みなされたものであり、過剰に予備処理を行うことなく製鋼での成分調整に要するコストを最小にすることができるとともに、製鋼での要求量、要求成分の溶銑を確実に供給することを可能にした溶銑の割り付け方法及びその装置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】
【００１４】
本発明の請求項１に係る発明は、溶銑を予備処理により成分調整をした後に、転炉チャージにより払い出す際の溶銑の割り付け方法において、複数の溶銑運搬車輌の溶銑から複数の転炉チャージへ溶銑を払い出す溶銑運搬車輌、積載溶銑量、積載溶銑成分、溶銑温度および転炉チャージの請求量、請求成分を記憶する工程と、転炉チャージの出鋼を受ける溶鋼鍋の容量を記憶する工程と、出鋼順序計画に基づいて決まる転炉チャージの請求成分の順序を記憶する工程と、転炉チャージの請求成分、請求量、および出鋼順序に基づいて、対象とする転炉チャージの請求成分が直前の転炉チャージの請求成分と比べて低ければ、対象とする転炉チャージの請求量よりも多く受銑し、逆に、対象とする転炉チャージの請求成分が直前の転炉チャージの請求成分と比べて高ければ、対象とする転炉チャージの請求量よりも少なく受銑するように溶銑鍋の受銑量を決定する工程とを有することを特徴とする溶銑割り付け方法である。
【００１５】
また本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の溶銑割り付け方法において、前記溶銑鍋の受銑量を決定する工程では、溶銑鍋の受銑量を、以下の式により決めることを特徴とする溶銑割り付け方法である。
Ｘi≦Ｘi-1ならば、Ｚｊ  =  Ｗi＋α 
Ｘi＞Ｘi-1ならば、Ｚｊ  =  Ｗi−α 
ただし、
Ｘi:出鋼番号iの請求成分
Ｗi:出鋼番号iの請求量
Ｚｊ:溶銑番号ｊの溶銑量
α：転炉チャージの請求量に対して受銑する増減の量
【００１６】
さらに本発明の請求項３に係る発明は、溶銑を予備処理により成分調整をした後に、転炉チャージにより払い出す際の溶銑の割り付け装置において、複数の溶銑運搬車輌の溶銑から複数の転炉チャージへ溶銑を払い出す溶銑運搬車輌、積載溶銑量、積載溶銑成分、溶銑温度および転炉チャージの請求量、請求成分を記憶する手段と、転炉チャージの出鋼を受ける溶鋼鍋の容量を記憶する手段と、出鋼順序計画に基づいて決まる転炉チャージの請求成分の順序を記憶する手段と、転炉チャージの請求成分、請求量、および出鋼順序に基づいて、対象とする転炉チャージの請求成分が直前の転炉チャージの請求成分と比べて低ければ、対象とする転炉チャージの請求量よりも多く受銑し、逆に、対象とする転炉チャージの請求成分が直前の転炉チャージの請求成分と比べて高ければ、対象とする転炉チャージの請求量よりも少なく受銑するように溶銑鍋の受銑量を決定する手段とを備えることを特徴とする溶銑割り付け装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、溶銑鍋の受銑量を決定するにあたって、対象とする転炉チャージの請求成分が直前の転炉チャージの請求成分と比べて低ければ、対象とする転炉チャージの請求量よりも多く受銑し、逆に、対象とする転炉チャージの請求成分が直前の転炉チャージの請求成分と比べて高ければ、対象とする転炉チャージの請求量よりも少なく受銑するようにしたので、溶銑量及び請求溶鋼量の変動に対して、過剰に予備処理を行うことなく、製鋼が要求する成分及び重量の溶銑を供給することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図２は、本発明に係る溶銑の割り付け装置及びその関連装置の構成を示すブロック図である。図中、１は生産管理サーバ、２は操作端末、３は演算手段、４は記憶手段、５は溶銑データ記憶手段、６は製鋼データ記憶手段、１０は溶銑工場、および１１は製鋼工場をそれぞれ表す。
【００１９】
生産管理サーバ１は、ＬＡＮ等を介して操作端末２、製銑工場１０の端末、製鋼工場１１の端末と接続されており、これらは互いにデータのやりとりが出来るようになっている。生産管理サーバ１は、演算手段（ＣＰＵ）３及び記憶装置４を備えており、また、溶銑データ記憶手段５及び製鋼データ記憶手段６６を備えている。さらに、生産管理サーバ１は、データ通信手段（図示せず）、端末インターフェイス手段（図示せず）等を備えているものとする。
【００２０】
溶銑データ記憶手段５及び製鋼データ記憶手段６には、製銑工場１０の端末及び製鋼工場１１の端末からの実績データがそれぞれ格納され、また、溶銑データ記憶手段５及び製鋼データ記憶手段６に格納された生産指示データが製銑工場１０の端末及び製鋼工場１１の端末にそれぞれ送信される。
【００２１】
溶銑データ記憶手段５は、例えば製銑工場１０で製造された溶銑を運搬する溶銑運搬車両のデータ、溶銑運搬車両に積載された溶銑の重量及び成分濃度、調整成分目標値等のデータを記憶している。以下、これらの溶銑に関するデータを溶銑データと呼ぶものとする。
【００２２】
なお、溶銑データ記憶手段５に記憶されている、溶銑運搬車両に積載された溶銑の重量及び成分濃度についてのデータは、計画対象となる日に溶銑予備処理施設（図示せず）で予備処理が行われた後に計測された溶銑の重量及び成分濃度であるものとし、調整成分目標値は溶銑予備処理施設において調整する際の目標値であり、後述の方法により求められる。
【００２３】
製鋼データ記憶手段６は、例えば鋳造計画に基づいて決定された個々の転炉チャージで要求される溶銑の重量及び成分濃度のデータと、既に溶銑運搬車両によって転炉チャージに払い出されている溶銑の重量、成分濃度等のデータを記憶している。以下、これらの製鋼に関するデータを製鋼データと呼ぶものとする。なお、この製鋼データは、計画対象となる日のものであるとする。また、溶銑データ記憶手段５及び製鋼データ記憶手段６は、データベースによって構成してもよい。
【００２４】
操作端末２では、生産管理サーバ１からの情報に基づいて決定された配合指示された情報を生産管理サーバ１に返し、工場へ指示が返される。
演算手段３は、上記の溶銑データ（調整成分目標値を除く）及び製鋼データに基づいて、所定の制約条件の下で、溶銑運搬車両から個々の転炉チャージへ払い出す溶銑の調整成分目標値を求めるとともにその割り付けをするものであり、その処理手順の概要は以下のようである。
【００２５】
すなわち、転炉チャージの請求成分が低いものに割り付ける溶銑鍋の受銑は、転炉チャージの請求量と同等もしくはそれ以上の受銑量とし、転炉チャージの請求成分が高いものは、転炉チャージの請求量よりも少なくする。これにより、溶銑成分の低い溶銑の余剰分を高い成分の溶銑に配合することで、溶銑の払出し量の変動に対して、転炉の請求量、請求成分を同時に満足することが可能となる。
【００２６】
溶銑鍋の受銑量を請求量に対して、多く受銑、少なく受銑する判断は、出鋼順序に並べた転炉チャージにおける前後の請求成分の変化によってとらえる。請求成分が前の転炉チャージに比べ請求成分が低ければ、請求量よりも多く受銑する。一方、請求成分が前の転炉チャージに比べ請求成分が高ければ、請求量よりも少なく受銑する。
【００２７】
受銑量は、下記の(10)〜(13)式より算出する。ただし、転炉チャージの請求量に対して受銑する増減の量αは、溶銑鍋の容量、使用状態によって調整する。
【００２８】
Ｘi≦Ｘi-1ならば、 (10)
Ｚｊ  =  Ｗi＋α                                  (11)
Ｘi＞Ｘi-1ならば、 (12)
Ｚｊ  =  Ｗi−α                                 (13)
ただし、
Ｘi:出鋼番号iの請求成分
Ｗi:出鋼番号iの請求量
Ｚｊ:溶銑番号ｊの溶銑量
α：転炉チャージの請求量に対して受銑する増減の量
【００２９】
図１は、本発明に係る溶銑割り付け方法の処理手順詳細を示すフローチャートである。また、図３は、本発明の処理手順によるデータ遷移を示す図である。これら図を主に参照して本発明の処理手順を説明していく。
【００３０】
まず、演算手段３は、製鋼データ記憶手段６から予め計画されている出鋼予定の製鋼データ（例えば１日分）を読み込む（Ｓtep０１）。これは、例えば図３の左上に示されるようなデータである。なお、製銑工場１０からは、例えば図３の右上に示されるような溶銑が受銑されるものとする（但し、この時点においてどのような溶銑が受銑されるかは分からない）。この図を含めて重量の数値はトンを単位とするものであり、成分は％を単位とする。
【００３１】
次に、出鋼予定の製鋼データの出鋼番号i番の請求成分Ｘiに対応し、溶銑番号ｊの予備処理溶銑成分Ｙｊを同じ値にする（Ｓtep０２）。これにより、溶銑成分の決定が行われる。
【００３２】
次に、出鋼番号iと出鋼番号i−１の請求成分ＸiとＸi-1の比較を行う（Ｓtep０３）。上述したように、もしＸi≦Ｘi-1ならば、溶銑重量Ｚｊを、Ｚｊ  =  Ｗi＋αとして決定する（Ｓtep０４）。ここで、Ｗiは出鋼番号iの請求量、αは転炉チャージの請求量に対して受銑する増減の量であり、溶銑鍋の容量、使用状態によって調整する量である。
【００３３】
また、Ｘi＞Ｘi-1ならば、溶銑重量Ｚｊを、Ｚｊ  =  Ｗi−αとして決定する（Ｓtep０５）。図３に示す例では、αは１０の値をとっており、例えば、出鋼番号1002の例では、請求成分が５と請求重量３００であり、この前の出鋼番号1001では、請求成分が１０と請求重量２９０である。したがって、Ｘi≦Ｘi-1の場合であり、溶銑重量Ｚｊは、３００＋１０の３１０のように溶銑重量が決定される。
【００３４】
上記処理をデータ全てに対して行うまで繰返す（Ｓtep０６）。図３の中段は、その結果を示している。
溶銑重量の決定が全て完了した時点で、次に配合量の決定処理に移る。まず、Ｓtep０７で、出鋼番号ｉ＝１および出銑番号ｋ＝１として初期化をする。
【００３５】
次に、Ｓtep０８〜Ｓtep１０のループで、１番目の出鋼番号に１番目の出銑番号の溶銑重量を順に請求重量になるまで割り当てていく、そして、割り当てが終われば、次の２番目の出鋼番号のものへと順に全ての出鋼について終わるまで繰り返す（Ｓtep１１、１２）。図３の下段に、割り当てが終了した結果を示す。
【００３６】
図５は、従来の溶銑割り付けの結果の一例を示す図である。図６は、本発明を適用した溶銑割り付けの結果の一例を示す図である。前述（４）式で求める、請求成分の平均と予備処理後溶銑成分の平均との差diffは、従来の溶銑割り付けの結果(図５)では１．７であるのに対して、図６の結果では０．０と差がなく、本発明を適用した溶銑割り付けでは過剰に予備処理した溶銑を配合することになく溶銑割り付けができたことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る溶銑割り付け方法の処理手順詳細を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係る溶銑の割り付け装置及びその関連装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の処理手順によるデータ遷移を示す図である。
【図４】出鋼予定における転炉の請求成分およびそれぞれの出鋼予定に必要な溶銑予備処理後の溶銑成分(２ケース)を示す図である。。
【図５】従来の溶銑割り付けの結果の一例を示す図である。
【図６】本発明を適用した溶銑割り付けの結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１   生産管理サーバ
２   操作端末
３   演算手段
４   記憶手段
５   溶銑データ記憶手段
６   製鋼データ記憶手段
１０  溶銑工場
１１  製鋼工場
【図１】
2009007630.tif 000003
【図２】
2009007630.tif 000004
【図３】
2009007630.tif 000005
【図４】
2009007630.tif 000006
【図５】
2009007630.tif 000007
【図６】
2009007630.tif 000008