轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)備的控制裝置以及控制方法制造方法及圖紙

轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)備的控制裝置(30)利用排氣的流量、成分濃度，設(shè)定脫碳氧效率模型公式的設(shè)定參數(shù)。另外，轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)備的控制裝置(30)向脫碳氧效率模型公式的變量添加攪拌氣體流量，使吹煉處理中的攪拌氣體流量的變化的影響反映到脫碳氧效率模型公式。由此，通過高精度地計(jì)算脫碳氧效率，能夠高精度地將吹煉處理結(jié)束時(shí)的鋼液中碳濃度控制為目標(biāo)碳濃度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及為了使吹煉處理結(jié)束時(shí)的鋼液中碳濃度成為目標(biāo)碳濃度而控制吹煉處理中途取樣時(shí)刻以后的爐料(charge)的送氧量的轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)備的控制裝置以及控制方法。
技術(shù)介紹
在煉鐵廠所使用的轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)備中，由于通過向鋼液吹入氧氣的吹煉處理來進(jìn)行鋼液中的雜質(zhì)的除去和升溫，對(duì)吹煉處理結(jié)束時(shí)的鋼液的成分以及溫度進(jìn)行控制，以使其收束在指定的范圍內(nèi)。然而，在吹煉處理時(shí)，鋼液中的氧化反應(yīng)變得劇烈，鋼液溫度變高，所以難以時(shí)時(shí)刻刻測(cè)量鋼液的成分以及溫度。因此，在實(shí)際作業(yè)中，根據(jù)取樣出的吹煉處理中途的鋼液的成分分析結(jié)果來推斷取樣時(shí)刻的鋼液中碳濃度，根據(jù)推斷出的鋼液中碳濃度和脫碳氧效率模型公式，而計(jì)算出為了使鋼液的成分以及溫度收束于指定的范圍內(nèi)而在取樣時(shí)刻以后所需的送氧量(以下，表示為所需送氧量)。此外，上述脫碳氧效率模型公式是根據(jù)鋼液中碳濃度計(jì)算脫碳氧效率的公式。脫碳氧效率是指針對(duì)吹入轉(zhuǎn)爐內(nèi)的每單位氧量向轉(zhuǎn)爐外排出的碳量。一般若鋼液中碳濃度高則脫碳氧效率變高。然而，在上述脫碳氧效率模型公式存在設(shè)定參數(shù)，在作業(yè)時(shí)根據(jù)作業(yè)條件變更設(shè)定參數(shù)的值，并根據(jù)設(shè)定參數(shù)的值變更后的脫碳氧效率模型公式來計(jì)算脫碳氧效率。然而，脫碳氧效率模型公式所表示的鋼液中碳濃度與脫碳氧效率的關(guān)系不僅根據(jù)作業(yè)條件還根據(jù)包含時(shí)間變化、季節(jié)變化在內(nèi)的各種重要因素而復(fù)雜地變化。因此，一般難以適當(dāng)?shù)刈兏撎佳跣誓Ｐ凸降脑O(shè)定參數(shù)而高精度地計(jì)算脫碳氧效率。根據(jù)這樣的背景，提出有用于適當(dāng)?shù)卦O(shè)定脫碳氧效率模型公式的設(shè)定參數(shù)的方法。具體而言，在在專利文獻(xiàn)1中記載有如下方法，即選擇作業(yè)條件與下次爐料相近的過往爐料，以使根據(jù)選擇出的過往爐料的吹煉處理中途鋼液中碳濃度以及脫碳氧效率模型公式計(jì)算出的吹煉處理結(jié)束時(shí)鋼液中碳濃度與實(shí)際值的誤差的合計(jì)值最小的方式，確定脫碳氧效率模型公式的設(shè)定參數(shù)的方法。另外，專利文獻(xiàn)2記載有用作業(yè)條件的回歸式來確定作為脫碳氧效率模型公式的設(shè)定參數(shù)的最大脫碳氧效率和脫碳氧效率減少系數(shù)的方法，且揭示排氣計(jì)測(cè)信息的利用對(duì)于回歸式的系數(shù)確定是有效的。專利文獻(xiàn)1：日本特開2010-7150號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2：日本特開2012-117090號(hào)公報(bào)然而，專利文獻(xiàn)1記載的方法僅使用作業(yè)條件以及取樣出的鋼液的成分分析值來確定脫碳氧效率模型公式的設(shè)定參數(shù)。因此，不能考慮各種外部干擾、未計(jì)測(cè)信息成為原因而產(chǎn)生的吹煉處理反應(yīng)的推移變化，精度的提高存在極限。此外，作為上述的外部干擾、未計(jì)測(cè)信息，能夠舉例表示有投入鋼液的副原料的成分、成品率、計(jì)測(cè)誤差等。另外，作為實(shí)施把握吹煉處理反應(yīng)的推移變化的一個(gè)指標(biāo)，雖然有排氣流量、成分分析值，但在專利文獻(xiàn)1并沒有提及這些信息的利用。另一方面，在專利文獻(xiàn)2記載的方法中，通過使將根據(jù)排氣計(jì)測(cè)信息計(jì)算出的爐內(nèi)積蓄氧量包含于1次回歸式的說明變量來考慮吹煉處理反應(yīng)的推移變化。然而，難以用1次回歸式高精度地表達(dá)用非線形算式表示的脫碳氧效率模型公式的設(shè)定參數(shù)。因此，根據(jù)專利文獻(xiàn)2記載的方法，有脫碳氧效率模型公式的脫碳氧效率的計(jì)算精度降低的可能性。此外，考慮也存在如果對(duì)排氣計(jì)測(cè)信息進(jìn)行加工則能夠高精度地表達(dá)設(shè)定參數(shù)的情況，但在專利文獻(xiàn)2沒有與排氣計(jì)測(cè)信息的加工方法相關(guān)的具體記載。另外，為了進(jìn)行回歸計(jì)算，需要預(yù)先針對(duì)過往爐料計(jì)算最佳的最大脫碳氧效率和脫碳氧效率減少系數(shù)，但在專利文獻(xiàn)2沒有與該計(jì)算方法相關(guān)的具體記載。并且，脫碳氧效率模型公式的設(shè)定參數(shù)的值并不一定限于在1爐料份的吹煉處理過程中不變化。根據(jù)專利技術(shù)人的數(shù)據(jù)分析，獲得如下見解：特別是若吹入轉(zhuǎn)爐內(nèi)的攪拌氣體的流量在爐料中變化，則脫碳氧效率模型公式的設(shè)定參數(shù)受到攪拌氣體的流量的影響而變化是。然而，專利文獻(xiàn)1以及專利文獻(xiàn)2記載的方法未考慮1爐料份的吹煉處理過程中的設(shè)定參數(shù)的值的變化。因此，根據(jù)專利文獻(xiàn)1、2記載的方法，有基于脫碳氧效率模型公式的脫碳氧效率的計(jì)算精度降低的可能性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是為了上述這樣的課題而產(chǎn)生的，其目的在于通過高精度地計(jì)算脫碳氧效率來高精度地將吹煉處理結(jié)束時(shí)的鋼液中碳濃度控制為目標(biāo)碳濃度的轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)備的控制裝置以及控制方法。為了解決上述課題，實(shí)現(xiàn)目的，本專利技術(shù)的轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)備的控制裝置對(duì)吹煉處理中途取樣時(shí)刻以后的爐料的送氧量進(jìn)行控制，以使得吹煉處理結(jié)束時(shí)的鋼液中碳濃度成為目標(biāo)碳濃度，上述轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)備的控制裝置的特征在于，具備：模型公式計(jì)算部，其利用至少將鋼液中碳濃度以及攪拌氣體流量設(shè)為輸入變量且將脫碳氧效率設(shè)為輸出變量并具有一個(gè)以上的設(shè)定參數(shù)的模型公式，來計(jì)算脫碳氧效率；模型參數(shù)修正部，其針對(duì)吹煉處理結(jié)束后的多個(gè)過往爐料，使用吹煉處理中途取樣時(shí)刻以及吹煉處理結(jié)束時(shí)的鋼液中碳濃度、排氣的流量、以及排氣的成分濃度，來對(duì)上述設(shè)定參數(shù)中的至少一個(gè)進(jìn)行修正；過往處理權(quán)數(shù)計(jì)算部，其基于吹煉處理結(jié)束后的多個(gè)過往爐料的作業(yè)條件與吹煉處理過程中的爐料的作業(yè)條件的差異、以及吹煉處理中途的爐料相對(duì)于吹煉處理中途取樣時(shí)刻的過往爐料的模型公式的類似度，來計(jì)算各過往爐料的權(quán)數(shù)；吹煉過程中模型參數(shù)生成部，其使用通過上述模型參數(shù)修正部修正后的各過往爐料的設(shè)定參數(shù)和通過上述過往處理權(quán)數(shù)計(jì)算部計(jì)算出的各過往爐料的權(quán)數(shù)，來計(jì)算吹煉處理過程中的爐料的設(shè)定參數(shù)；以及送氧量計(jì)算部，其使用脫碳氧效率，來計(jì)算吹煉處理中途取樣時(shí)刻以后的吹煉處理中途的爐料的送氧量，上述脫碳氧效率使用在吹煉處理中途取樣時(shí)刻計(jì)測(cè)出的鋼液中碳濃度、目標(biāo)碳濃度、以及通過上述吹煉過程中模型參數(shù)生成部計(jì)算出的設(shè)定參數(shù)并由上述模型公式計(jì)算部計(jì)算出。本專利技術(shù)的轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)備的控制裝置根據(jù)上述專利技術(shù)，特征在于，上述模型參數(shù)修正部修正設(shè)定參數(shù)，以使得在吹煉處理中途取樣時(shí)刻計(jì)測(cè)出的鋼液中碳濃度與使上述模型公式成立的吹煉處理中途取樣時(shí)刻的鋼液中碳濃度之差、吹煉處理結(jié)束時(shí)計(jì)測(cè)出的鋼液中碳濃度與使上述模型公式成立的吹煉處理結(jié)束時(shí)的鋼液中碳濃度之差、以及各設(shè)定參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)值之差的加權(quán)平方和最小化。本專利技術(shù)的轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)備的控制裝置根據(jù)上述專利技術(shù)，特征在于，上述過往處理權(quán)數(shù)計(jì)算部在上述作業(yè)條件中包括吹煉處理中途取樣時(shí)刻以及吹煉處理結(jié)束時(shí)緊前的每單位鋼液重量的攪拌氣體流量。為了解決上述課題，實(shí)現(xiàn)目的，本專利技術(shù)的轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)備的控制方法對(duì)吹煉處理中途取樣時(shí)刻以后的爐料的送氧量進(jìn)行控制，以使得吹煉處理結(jié)束時(shí)的鋼液中碳濃度成為目標(biāo)碳濃度，上述轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)備的控制裝置，對(duì)吹煉處理中途取樣時(shí)刻以后的爐料的送氧量進(jìn)行控制，以使得吹煉處理結(jié)束時(shí)的鋼液中碳濃度成為目標(biāo)碳濃度，所述轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)備的控制裝置的特征在于，具備：模型公式計(jì)算部，其利用至少將鋼液中碳濃度以及攪拌氣體流量設(shè)為輸入變量且將脫碳氧效率設(shè)為輸出變量并具有一個(gè)以上的設(shè)定參數(shù)的模型公式，來計(jì)算脫碳氧效率；模型參數(shù)修正部，其針對(duì)吹煉處理結(jié)束后的多個(gè)過往爐料，使用吹煉處理中途取樣時(shí)刻以及吹煉處理結(jié)束時(shí)的鋼液中碳濃度、排氣的流量、以及排氣的成分濃度，來對(duì)上述設(shè)定參數(shù)中的至少一個(gè)進(jìn)行修正；過往處理權(quán)數(shù)計(jì)算部，其基于吹煉處理結(jié)束后的多個(gè)過往爐料的作業(yè)條件與吹煉處理過程中的爐料的作業(yè)條件的差異、以及吹煉處理中途的爐料相對(duì)于吹煉處理中途取樣時(shí)刻的過往爐料的模型公式的類似度，來計(jì)算各過往爐料的權(quán)數(shù)；吹煉過程中模型參數(shù)生成部，其使用通過上述模型參數(shù)修正部修正后的各過往爐料的設(shè)定參數(shù)和通過上述過往處理權(quán)數(shù)計(jì)算部計(jì)算出的各過往爐料的權(quán)數(shù)，來計(jì)算吹煉處理過程中的爐料的設(shè)定參數(shù)；以及送氧量計(jì)算部，其使用脫碳氧效率，來計(jì)算吹煉處理中途取樣時(shí)刻以后的吹煉處理中途的爐料的送氧量，上述脫碳氧效率使用在吹煉處理中途取樣時(shí)刻計(jì)測(cè)出的鋼液中碳濃度、目標(biāo)碳濃度、以及通過上述吹煉過程中模型參數(shù)生成部計(jì)算出的設(shè)定參數(shù)并由上述模型公式計(jì)算部計(jì)算出。...

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】2013.09.30 JP 2013-2042841.一種轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)備的控制裝置，對(duì)吹煉處理中途取樣時(shí)刻以后
的爐料的送氧量進(jìn)行控制，以使得吹煉處理結(jié)束時(shí)的鋼液中碳濃度成為
目標(biāo)碳濃度，
所述轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)備的控制裝置的特征在于，具備：
模型公式計(jì)算部，其利用至少將鋼液中碳濃度以及攪拌氣體流量設(shè)
為輸入變量且將脫碳氧效率設(shè)為輸出變量并具有一個(gè)以上的設(shè)定參數(shù)
的模型公式，來計(jì)算脫碳氧效率；
模型參數(shù)修正部，其針對(duì)吹煉處理結(jié)束后的多個(gè)過往爐料，使用吹
煉處理中途取樣時(shí)刻以及吹煉處理結(jié)束時(shí)的鋼液中碳濃度、排氣的流
量、以及排氣的成分濃度，來對(duì)上述設(shè)定參數(shù)中的至少一個(gè)進(jìn)行修正；
過往處理權(quán)數(shù)計(jì)算部，其基于吹煉處理結(jié)束后的多個(gè)過往爐料的作
業(yè)條件與吹煉處理過程中的爐料的作業(yè)條件的差異、以及吹煉處理中途
的爐料相對(duì)于吹煉處理中途取樣時(shí)刻的過往爐料的模型公式的類似度，
來計(jì)算各過往爐料的權(quán)數(shù)；
吹煉過程中模型參數(shù)生成部，其使用通過上述模型參數(shù)修正部修正
后的各過往爐料的設(shè)定參數(shù)和通過上述過往處理權(quán)數(shù)計(jì)算部計(jì)算出的
各過往爐料的權(quán)數(shù)，來計(jì)算吹煉處理過程中的爐料的設(shè)定參數(shù)；以及
送氧量計(jì)算部，其使用脫碳氧效率，來計(jì)算吹煉處理中途取樣時(shí)刻
以后的吹煉處理中途的爐料的送氧量，上述脫碳氧效率使用在吹煉處理
中途取樣時(shí)刻計(jì)測(cè)出的鋼液中碳濃度、目標(biāo)碳濃度、以及通過上述吹煉
過程中模型參數(shù)生成部計(jì)算出的設(shè)定參數(shù)并由上述模型公式計(jì)算部計(jì)
算出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐吹煉設(shè)備的控制裝置，其特征在于，
上述模型參數(shù)修正部修正設(shè)定參數(shù)，以使得在吹煉處理中途取樣時(shí)
刻計(jì)測(cè)出的鋼液中碳濃度與使上述模型公式成立的吹煉處理中途取樣
...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：富山伸司，岡崎健太郎，巖城陽三，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：杰富意鋼鐵株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：日本;JP