转炉吹炼设备的控制装置以及控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及为了使吹炼处理结束时的钢液中碳浓度成为目标碳浓度而控制吹炼 处理中途取样时刻W后的炉料(charge)的送氧量的转炉吹炼设备的控制装置W及控制方 法。
【背景技术】
[0002] 在炼铁厂所使用的转炉吹炼设备中，由于通过向钢液吹入氧气的吹炼处理来进行 钢液中的杂质的除去和升溫，对吹炼处理结束时的钢液的成分W及溫度进行控制，W使其 收束在指定的范围内。然而，在吹炼处理时，钢液中的氧化反应变得剧烈，钢液溫度变高，所 W难W时时刻刻测量钢液的成分W及溫度。
[0003] 因此，在实际作业中，根据取样出的吹炼处理中途的钢液的成分分析结果来推断 取样时刻的钢液中碳浓度，根据推断出的钢液中碳浓度和脱碳氧效率模型公式，而计算出 为了使钢液的成分W及溫度收束于指定的范围内而在取样时刻W后所需的送氧量下， 表示为所需送氧量）。此外，上述脱碳氧效率模型公式是根据钢液中碳浓度计算脱碳氧效率 的公式。脱碳氧效率是指针对吹入转炉内的每单位氧量向转炉外排出的碳量。一般若钢液 中碳浓度高则脱碳氧效率变高。
[0004] 然而，在上述脱碳氧效率模型公式存在设定参数，在作业时根据作业条件变更设 定参数的值，并根据设定参数的值变更后的脱碳氧效率模型公式来计算脱碳氧效率。然而， 脱碳氧效率模型公式所表示的钢液中碳浓度与脱碳氧效率的关系不仅根据作业条件还根 据包含时间变化、季节变化在内的各种重要因素而复杂地变化。因此，一般难W适当地变更 脱碳氧效率模型公式的设定参数而高精度地计算脱碳氧效率。
[0005] 根据运样的背景，提出有用于适当地设定脱碳氧效率模型公式的设定参数的方 法。具体而言，在在专利文献1中记载有如下方法，即选择作业条件与下次炉料相近的过往 炉料，W使根据选择出的过往炉料的吹炼处理中途钢液中碳浓度W及脱碳氧效率模型公式 计算出的吹炼处理结束时钢液中碳浓度与实际值的误差的合计值最小的方式，确定脱碳氧 效率模型公式的设定参数的方法。另外，专利文献2记载有用作业条件的回归式来确定作为 脱碳氧效率模型公式的设定参数的最大脱碳氧效率和脱碳氧效率减少系数的方法，且掲示 排气计测信息的利用对于回归式的系数确定是有效的。
[0006] 专利文献1:日本特开2010-7150号公报
[0007] 专利文献2:日本特开2012-117090号公报
[000引然而，专利文献1记载的方法仅使用作业条件W及取样出的钢液的成分分析值来 确定脱碳氧效率模型公式的设定参数。因此，不能考虑各种外部干扰、未计测信息成为原因 而产生的吹炼处理反应的推移变化，精度的提高存在极限。此外，作为上述的外部干扰、未 计测信息，能够举例表示有投入钢液的副原料的成分、成品率、计测误差等。另外，作为实施 把握吹炼处理反应的推移变化的一个指标，虽然有排气流量、成分分析值，但在专利文献1 并没有提及运些信息的利用。
[0009] 另一方面，在专利文献2记载的方法中，通过使将根据排气计测信息计算出的炉内 积蓄氧量包含于1次回归式的说明变量来考虑吹炼处理反应的推移变化。然而，难W用1次 回归式高精度地表达用非线形算式表示的脱碳氧效率模型公式的设定参数。因此，根据专 利文献2记载的方法，有脱碳氧效率模型公式的脱碳氧效率的计算精度降低的可能性。
[0010] 此外，考虑也存在如果对排气计测信息进行加工则能够高精度地表达设定参数的 情况，但在专利文献2没有与排气计测信息的加工方法相关的具体记载。另外，为了进行回 归计算，需要预先针对过往炉料计算最佳的最大脱碳氧效率和脱碳氧效率减少系数，但在 专利文献2没有与该计算方法相关的具体记载。
[0011] 并且，脱碳氧效率模型公式的设定参数的值并不一定限于在1炉料份的吹炼处理 过程中不变化。根据发明人的数据分析，获得如下见解:特别是若吹入转炉内的揽拌气体的 流量在炉料中变化，则脱碳氧效率模型公式的设定参数受到揽拌气体的流量的影响而变化 是。然而，专利文献及专利文献2记载的方法未考虑1炉料份的吹炼处理过程中的设定参 数的值的变化。因此，根据专利文献1、2记载的方法，有基于脱碳氧效率模型公式的脱碳氧 效率的计算精度降低的可能性。
【发明内容】
[0012] 本发明是为了上述运样的课题而产生的，其目的在于通过高精度地计算脱碳氧效 率来高精度地将吹炼处理结束时的钢液中碳浓度控制为目标碳浓度的转炉吹炼设备的控 制装置W及控制方法。
[0013] 为了解决上述课题，实现目的，本发明的转炉吹炼设备的控制装置对吹炼处理中 途取样时刻W后的炉料的送氧量进行控制，W使得吹炼处理结束时的钢液中碳浓度成为目 标碳浓度，上述转炉吹炼设备的控制装置的特征在于，具备:模型公式计算部，其利用至少 将钢液中碳浓度W及揽拌气体流量设为输入变量且将脱碳氧效率设为输出变量并具有一 个W上的设定参数的模型公式，来计算脱碳氧效率;模型参数修正部，其针对吹炼处理结束 后的多个过往炉料，使用吹炼处理中途取样时刻W及吹炼处理结束时的钢液中碳浓度、排 气的流量、W及排气的成分浓度，来对上述设定参数中的至少一个进行修正;过往处理权数 计算部，其基于吹炼处理结束后的多个过往炉料的作业条件与吹炼处理过程中的炉料的作 业条件的差异、W及吹炼处理中途的炉料相对于吹炼处理中途取样时刻的过往炉料的模型 公式的类似度，来计算各过往炉料的权数;吹炼过程中模型参数生成部，其使用通过上述模 型参数修正部修正后的各过往炉料的设定参数和通过上述过往处理权数计算部计算出的 各过往炉料的权数，来计算吹炼处理过程中的炉料的设定参数；W及送氧量计算部，其使用 脱碳氧效率，来计算吹炼处理中途取样时刻W后的吹炼处理中途的炉料的送氧量，上述脱 碳氧效率使用在吹炼处理中途取样时刻计测出的钢液中碳浓度、目标碳浓度、W及通过上 述吹炼过程中模型参数生成部计算出的设定参数并由上述模型公式计算部计算出。
[0014] 本发明的转炉吹炼设备的控制装置根据上述发明，特征在于，上述模型参数修正 部修正设定参数，W使得在吹炼处理中途取样时刻计测出的钢液中碳浓度与使上述模型公 式成立的吹炼处理中途取样时刻的钢液中碳浓度之差、吹炼处理结束时计测出的钢液中碳 浓度与使上述模型公式成立的吹炼处理结束时的钢液中碳浓度之差、W及各设定参数与标 准值之差的加权平方和最小化。
[0015] 本发明的转炉吹炼设备的控制装置根据上述发明，特征在于，上述过往处理权数 计算部在上述作业条件中包括吹炼处理中途取样时刻W及吹炼处理结束时紧前的每单位 钢液重量的揽拌气体流量。
[0016] 为了解决上述课题，实现目的，本发明的转炉吹炼设备的控制方法对吹炼处理中 途取样时刻W后的炉料的送氧量进行控制，W使得吹炼处理结束时的钢液中碳浓度成为目 标碳浓度，上述转炉吹炼设备的控制方法的其特征在于，包括:修正步骤，在上述修正步骤 中，针对吹炼处理结束后的多个过往炉料，使用吹炼处理中途取样时刻W及吹炼处理结束 时的钢液中碳浓度、排气的流量、W及排气的成分浓度，来对至少将钢液中碳浓度W及揽拌 气体流量设为输入变量且将脱碳氧效率设为输出变量的模型公式的设定参数中的至少一 个进行修正;权数计算步骤，在上述权数计算步骤中，基于吹炼处理结束后的多个过往炉料 的作业条件与吹炼处理过程中的炉料的作业条件的差异、W及吹炼处理中途的炉料相对于 吹炼处理中途取样时刻的过往炉料的模型公式的类似度，来计算各过往炉料的权数;参数 计算步骤，在上述参数计算步骤中，使用在上述修正步骤中修正后的各过往炉料的设定参 数和在上述权数计算步骤中计算出的各过往炉料的权数，来计算吹炼处理中的炉料的设定 参数；W及使用脱碳氧效率来计算吹炼处理中途取样时刻W后的吹炼处理中途的炉料的送 氧量的步骤，上述脱碳氧效率利用在吹炼处理中途取样时刻计测出的钢液中碳浓度、目标 碳浓度、W及在上述参数计算步骤中计算出的设定参数并由上述模型公式计算出。
[0017] 根据本发明的转炉吹炼设备的控制装置W及控制方法，能够通过高精度地计算脱 碳氧效率来高精度地将吹炼处理结束时的钢液中碳浓度控制为目标碳浓度。
【附图说明】
[0018] 图1是表示应用了作为本发明的一实施方式的转炉吹炼设备的控制装置W及控制 方法的转炉吹炼设备及其控制系统的结构的示意图。
[0019] 图2是表示图1所示的控制装置的结构的框图。
[0020] 图3是表示揽拌气体的影响系数的函数例的图。
[0021 ]图4是表示钢液中碳浓度与脱碳氧效率的关系的图。
[0022] 图5是表示作为本发明的一实施方式的模型参数修正处理的流程的流程图。
[0023] 图6是表示作为本发明的一实施方式的送氧量计算处理的流程的流程图。
[0024] 图7是表示单位揽拌气体流量与累计送氧量的关系例的图。
【具体实施方式】
[002