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KR20240090437A - Furnace state estimation device, in-furnace state estimation method, and molten steel manufacturing method - Google Patents

Furnace state estimation device, in-furnace state estimation method, and molten steel manufacturing method Download PDF

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KR20240090437A
KR20240090437A KR1020247015910A KR20247015910A KR20240090437A KR 20240090437 A KR20240090437 A KR 20240090437A KR 1020247015910 A KR1020247015910 A KR 1020247015910A KR 20247015910 A KR20247015910 A KR 20247015910A KR 20240090437 A KR20240090437 A KR 20240090437A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refining
furnace
model
model parameters
refining process
Prior art date
Application number
KR1020247015910A
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Korean (ko)
Inventor
히로토 가세
도모히로 스기노
료 가와바타
유키 기무라
Original Assignee
제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Filing date
Publication date
Application filed by 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 filed Critical 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

노내 상태 추정 장치 (1) 는, 실적 정보와 정련 처리의 조건이 입력되는 입력부 (11) 와, 취련 반응에 관한 모델의 모델 파라미터와, 실적 정보와, 정련 처리의 조건이 기억되는 데이터베이스로부터 취득한 과거의 모델 파라미터를 사용하여, 대상 차지의 정련 처리에 있어서의 모델 파라미터를 결정하는 모델 결정부 (14) 와, 결정된 모델 파라미터를 사용하여, 용탕의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그의 성분 농도를 포함하는 노내의 상태량을 계산하는 노내 상태 계산부 (15) 와, 대상 차지의 정련 처리의 결과를 포함하는 실적 정보를 사용하여, 정련 처리에 있어서의 특정 기간의 시점에서 종점까지의 노내의 물질 수지 오차 및 열수지 오차를 나타내는 항을 포함하는 평가 함수에 기초하여, 대상 차지의 정련 처리에 있어서의 모델 파라미터를 계산하는 모델 파라미터 계산부 (13) 를 구비한다.The in-furnace state estimation device 1 includes an input unit 11 where performance information and conditions for refining processing are input, model parameters of a model related to blow refining reaction, performance information, and past conditions obtained from a database where refining processing conditions are stored. a model determination unit 14 that determines model parameters in the refining process of the target charge using the model parameters, and a furnace containing the temperature and component concentration of the molten metal and the component concentration of the slag using the determined model parameters. Using the in-furnace state calculation unit 15 to calculate the state amount in the furnace and the performance information including the result of the refining process of the target charge, the material balance error and heat balance in the furnace from the start to the end point of a specific period in the refining process It is provided with a model parameter calculation unit 13 that calculates model parameters in the refining process of the target charge based on an evaluation function including a term representing an error.

Figure P1020247015910
Figure P1020247015910

Description

노내 상태 추정 장치, 노내 상태 추정 방법 및 용강 제조 방법Furnace state estimation device, in-furnace state estimation method, and molten steel manufacturing method

본 개시는, 노내 상태 추정 장치, 노내 상태 추정 방법 및 용강 제조 방법에 관한 것이다. 본 개시는, 특히, 철강업의 정련 설비에 있어서의 용탕 중 및 슬래그 중의 성분 농도를 추정하는 노내 상태 추정 장치, 노내 상태 추정 방법 및 용강 제조 방법에 관한 것이다.This disclosure relates to an in-furnace state estimation device, an in-furnace state estimation method, and a molten steel manufacturing method. The present disclosure particularly relates to an in-furnace state estimating device for estimating component concentrations in molten metal and slag in a refining facility in the steel industry, an in-furnace state estimating method, and a molten steel manufacturing method.

제철소에서는, 예비 처리 설비, 전로 및 2 차 정련 설비 등의 정련 설비에 있어서, 고로에서 출선된 용선의 성분 및 온도의 조정을 실시한다. 전로는 노내에 산소를 불어넣음으로써 용탕 중의 불순물 제거 및 승온을 실시하는 프로세스이고, 강의 품질 관리 및 정련 비용 합리화 등의 면에서 매우 중요한 역할을 담당한다. 여기서, 전로에 있어서의 용탕 성분 및 용탕 온도의 제어에서는, 예를 들어 상취 산소의 유량 및 속도, 상취 랜스의 높이, 하취 가스의 유량 등이 조작량으로서 사용된다. 또, 석회, 철광석 등의 부원료의 투입량 및 투입 타이밍, 용탕을 샘플링하는 타이밍, 취련을 종료하는 타이밍 등이 조작량으로서 사용된다. 이들 조작량은, 용탕 온도와 용탕 성분 및 슬래그 성분 등의 노내 상태에 따라 최적화되어야 한다. 노내 상태를 고정밀도로 추정하여 조작량을 적정화하기 위해, 정련 처리 중에 있어서 연속적으로 계측 가능한 배기 가스 계측치를 포함하는 정련 설비에 대한 계측 정보를 이용하여, 노내의 물질 수지 및 열수지 계산을 실시하는 방법이 제안되어 있다. 이 방법은, 일반적으로, 용탕 온도와 용탕 성분 및 슬래그 성분을 고정밀도 또한 리얼타임으로 추정할 수 있다고 알려져 있다. 그러나, 정련 설비에 있어서의 노내 내화물의 손모, 투입 부원료의 성분 변동, 계측 정밀도의 저하 등의 정련 설비 환경의 변동으로 인해 상태 추정 모델의 정밀도가 종종 열화된다는 과제가 있다.In a steel mill, the components and temperature of molten iron tapped from a blast furnace are adjusted in refining facilities such as preliminary treatment facilities, converters, and secondary refining facilities. The converter is a process that removes impurities and raises the temperature of the molten metal by blowing oxygen into the furnace, and plays a very important role in controlling the quality of steel and rationalizing refining costs. Here, in controlling the molten metal components and molten metal temperature in the converter, for example, the flow rate and speed of top blowing oxygen, the height of the top blow lance, the flow rate of bottom blow gas, etc. are used as operating variables. In addition, the input amount and timing of auxiliary materials such as lime and iron ore, the timing of sampling the molten metal, the timing of ending blow tempering, etc. are used as operating variables. These operating quantities must be optimized according to the conditions within the furnace, such as molten metal temperature and molten metal components and slag components. In order to estimate the condition within the furnace with high precision and optimize the operating amount, a method of calculating the material balance and heat balance within the furnace is proposed using measurement information about the refining facility, including measurement values of exhaust gas that can be continuously measured during the refining process. It is done. This method is generally known to be able to estimate molten metal temperature, molten metal components, and slag components with high accuracy and in real time. However, there is a problem that the accuracy of the state estimation model often deteriorates due to changes in the refining facility environment, such as wear and tear of the refractory material in the refining facility, changes in the composition of input auxiliary materials, and lowering of measurement accuracy.

이와 같은 모델의 정밀도를 유지하기 위해서 모델 파라미터를 최적화하는 수법으로서, 예를 들어 특허문헌 1 은, 전로의 독립된 모델식에 있어서의 파라미터의 값을, 과거의 실적 정보로부터 처리 조건이 유사한 실적을 추출하여 산출하는 방법을 제안한다.As a method of optimizing model parameters in order to maintain the accuracy of such a model, for example, Patent Document 1 extracts performance with similar processing conditions from past performance information as the value of the parameter in the independent model equation of the converter. We propose a method to calculate it.

또, 예를 들어 특허문헌 2 는, 2 차 정련 설비에 있어서의 용탕 온도 추정 모델의 복수의 파라미터를, 열수지가 균형잡히도록 설정한 연립 방정식의 근사해를 구함으로써 결정하는 방법을 제안한다.Also, for example, Patent Document 2 proposes a method of determining a plurality of parameters of a molten metal temperature estimation model in a secondary refining facility by obtaining approximate solutions of simultaneous equations set so that the heat balance is balanced.

일본 공개특허공보 2005-036289호Japanese Patent Publication No. 2005-036289 일본 공개특허공보 2004-360044호Japanese Patent Publication No. 2004-360044

여기서, 특허문헌 1 은, 모델식으로서, 독립된 물리 반응 모델 또는 1 차 결합 모델을 대상으로 한다. 그 때문에, 특허문헌 1 의 기술은, 노내의 물질 수지 및 열수지 계산에 기초한 상태 추정 모델과 같이, 노내 반응량 및 승온량이 복잡하게 서로 작용하는 모델에 대한 적용이 어렵다.Here, Patent Document 1 targets an independent physical reaction model or a first-order coupling model as a model equation. Therefore, the technology of Patent Document 1 is difficult to apply to models in which the reaction amount and temperature rise amount within the furnace interact in a complex manner, such as a state estimation model based on calculation of the material balance and heat balance within the furnace.

특허문헌 2 에서는, 복수의 모델식과 파라미터가 서로 작용하는 온도 추정 모델식에 대해, 열수지가 균형잡히도록 설정한 연립 방정식의 근사해를 구하는 방법을 제안한다. 그러나, 특허문헌 2 는, 노내의 반응량 산출에 있어서, 배기 가스 계측치를 포함하는 계측 정보를 사용한 노내 물질 수지 계산에 대해 기재하고 있지 않다. 그 때문에, 특허문헌 2 의 기술은, 열수지에 더해 노내 물질 수지가 서로 작용하는 모델에 대한 적용이 어렵다.Patent Document 2 proposes a method of obtaining an approximate solution of simultaneous equations set so that the heat balance is balanced for a temperature estimation model equation in which a plurality of model equations and parameters interact with each other. However, Patent Document 2 does not describe the in-furnace material balance calculation using measurement information including exhaust gas measurement values in calculating the amount of reaction in the furnace. Therefore, it is difficult to apply the technology of Patent Document 2 to a model in which the material balance in the furnace interacts with the heat balance.

그 때문에, 노내의 물질 수지 및 열수지가 복잡하게 서로 작용하는 모델에 대해서도 유효한 모델 파라미터 결정 방법이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for a model parameter determination method that is effective even for models in which the material balance and heat balance within the furnace interact in a complex manner.

이러한 사정을 감안하여 이루어진 본 개시의 목적은, 용탕 중 및 슬래그 중의 성분 농도를 고정밀도 또한 연속적으로 추정 가능한 노내 상태 추정 장치, 노내 상태 추정 방법 및 용강 제조 방법을 제공하는 데에 있다.The purpose of the present disclosure, made in view of these circumstances, is to provide an in-furnace state estimation device, an in-furnace state estimation method, and a molten steel manufacturing method that can accurately and continuously estimate the component concentrations in molten metal and slag.

(1) 본 개시의 일 실시형태에 관련된 노내 상태 추정 장치는,(1) An in-furnace state estimation device according to an embodiment of the present disclosure,

정련 설비에 있어서의 정련 처리의 개시 전 또는 처리 중의 용탕의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그의 성분 농도의 계측 결과, 상기 정련 설비로부터 배출되는 배기 가스의 유량 및 성분 농도를 포함하는 정련 설비에 대한 계측 결과를 포함하는 실적 정보와, 상기 정련 처리의 조건이 입력되는 입력부와,Measurement results of the temperature and component concentration of molten metal and component concentration of slag before or during the start of refining processing in the refining facility, and measurement results for the refining facility, including the flow rate and component concentration of exhaust gas discharged from the refining facility. An input unit where performance information including and conditions for the refining process are input,

상기 정련 설비에 있어서의 취련 반응에 관한 모델의 모델 파라미터와, 상기 실적 정보와, 상기 정련 처리의 조건이 기억되는 데이터베이스로부터 취득한 과거의 상기 모델 파라미터를 사용하여, 대상 차지의 상기 정련 처리에 있어서의 상기 모델 파라미터를 결정하는 모델 결정부와,Using the model parameters of the model related to the blow refining reaction in the refining equipment, the performance information, and the past model parameters acquired from a database storing the conditions of the refining process, a model determination unit that determines the model parameters,

결정된 상기 모델 파라미터를 사용하여, 상기 용탕의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그의 성분 농도를 포함하는 노내의 상태량을 계산하는 노내 상태 계산부와,a furnace state calculation unit that calculates state quantities in the furnace including the temperature and component concentration of the molten metal and the component concentration of slag using the determined model parameters;

상기 대상 차지의 상기 정련 처리의 결과를 포함하는 상기 실적 정보를 사용하여, 상기 정련 처리에 있어서의 특정 기간의 시점에서 종점까지의 상기 노내의 물질 수지 오차 및 열수지 오차를 나타내는 항을 포함하는 평가 함수에 기초하여, 상기 대상 차지의 상기 정련 처리에 있어서의 상기 모델 파라미터를 계산하는 모델 파라미터 계산부를 구비한다.An evaluation function including terms representing a material balance error and a heat balance error in the furnace from the start to the end point of a specific period in the refining process, using the performance information including the results of the refining process for the target charge. and a model parameter calculation unit that calculates the model parameter in the refining process of the target charge based on the above.

(2) 본 개시의 일 실시형태로서, (1) 에 있어서,(2) As an embodiment of the present disclosure, in (1),

상기 모델 결정부는, 상기 데이터베이스에 기억된 과거의 상기 모델 파라미터 가운데, 상기 대상 차지의 상기 정련 처리의 조건에 유사한 과거의 상기 정련 처리의 상기 모델 파라미터를 평균함으로써, 상기 대상 차지의 상기 정련 처리에 있어서의 상기 모델 파라미터를 결정한다.The model determination unit averages the model parameters of past refining processes that are similar to the conditions of the refining process of the target charge among the past model parameters stored in the database, thereby performing the refining process of the target charge. Determine the model parameters.

(3) 본 개시의 일 실시형태로서, (1) 에 있어서,(3) As an embodiment of the present disclosure, in (1),

상기 모델 결정부는, 상기 데이터베이스에 기억된 과거의 상기 모델 파라미터와, 상기 정련 처리에 있어서의 처리 횟수, 처리 일시, 정련 설비의 사용 횟수 중 적어도 하나를 포함하는 정련 처리의 조건과의 관계를 모델화하고, 상기 모델로부터 상기 대상 차지의 상기 정련 처리에 있어서의 상기 파라미터를 결정한다.The model determination unit models the relationship between the past model parameters stored in the database and the conditions of the refining process, including at least one of the number of processes in the refining process, the date and time of the process, and the number of uses of the refining equipment, , determine the parameters in the refining process of the target charge from the model.

(4) 본 개시의 일 실시형태로서, (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서,(4) As an embodiment of the present disclosure, in any one of (1) to (3),

상기 모델 파라미터는, 상기 노내에 투입되는 탄소량의 특정 기간의 적산량, 노외로 배출되는 탄소량의 특정 기간의 적산량, 상기 노내에 투입되는 산소량, 상기 노외로 배출되는 산소량, 상기 용탕 중의 각종 금속 불순물 산화에 사용되는 산소량 및 상기 노내의 열량 변화에 의한 용탕 온도 변화량의 특정 기간의 적산량 중 적어도 하나를 보정하는 계수 또는 정수 (定數) 항을 포함한다.The model parameters include the accumulated amount of carbon introduced into the furnace in a specific period, the accumulated amount of carbon discharged outside the furnace in a specific period, the amount of oxygen introduced into the furnace, the amount of oxygen discharged outside the furnace, and various types of molten metal in the molten metal. It includes a coefficient or constant term that corrects at least one of the amount of oxygen used to oxidize metal impurities and the accumulated amount of the molten metal temperature change over a specific period due to the change in the amount of heat in the furnace.

(5) 본 개시의 일 실시형태로서, (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서,(5) As an embodiment of the present disclosure, in any one of (1) to (4),

상기 평가 함수는, 탄소 수지 밸런스를 나타내는 항과, 산소 수지 밸런스를 나타내는 항과, 열수지 밸런스를 나타내는 항의 가중합으로 구성된다.The evaluation function is composed of a weighted sum of a term representing the carbon balance, a term representing the oxygen balance, and a term representing the heat balance.

(6) 본 개시의 일 실시형태에 관련된 노내 상태 추정 방법은,(6) The in-furnace state estimation method related to one embodiment of the present disclosure is:

노내 상태 추정 장치가 실행하는 노내 상태 추정 방법으로서,An in-furnace state estimation method executed by an in-furnace state estimation device, comprising:

정련 설비에 있어서의 정련 처리의 개시 전 또는 처리 중의 용탕의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그의 성분 농도의 계측 결과, 상기 정련 설비로부터 배출되는 배기 가스의 유량 및 성분 농도를 포함하는 정련 설비에 대한 계측 결과를 포함하는 실적 정보와, 상기 정련 처리의 조건이 입력되는 입력 스텝과,Measurement results of the temperature and component concentration of molten metal and component concentration of slag before or during the start of refining processing in the refining facility, and measurement results for the refining facility, including the flow rate and component concentration of exhaust gas discharged from the refining facility. An input step in which performance information including and conditions for the refining process are input,

상기 정련 설비에 있어서의 취련 반응에 관한 모델의 모델 파라미터와, 상기 실적 정보와, 상기 정련 처리의 조건이 기억되는 데이터베이스로부터 취득한 과거의 상기 모델 파라미터를 사용하여, 대상 차지의 상기 정련 처리에 있어서의 상기 모델 파라미터를 결정하는 모델 결정 스텝과,Using the model parameters of the model related to the blow refining reaction in the refining equipment, the performance information, and the past model parameters acquired from a database storing the conditions of the refining process, A model decision step for determining the model parameters,

결정된 상기 모델 파라미터를 사용하여, 상기 용탕의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그의 성분 농도를 포함하는 노내의 상태량을 계산하는 노내 상태 계산 스텝과,a furnace state calculation step for calculating state quantities in the furnace including temperature and component concentration of the molten metal and component concentration of slag using the determined model parameters;

상기 대상 차지의 상기 정련 처리의 결과를 포함하는 상기 실적 정보를 사용하여, 상기 정련 처리에 있어서의 특정 기간의 시점에서 종점까지의 상기 노내의 물질 수지 오차 및 열수지 오차를 나타내는 항을 포함하는 평가 함수에 기초하여, 상기 대상 차지의 상기 정련 처리에 있어서의 상기 모델 파라미터를 계산하는 모델 파라미터 계산 스텝을 포함한다.An evaluation function including terms representing a material balance error and a heat balance error in the furnace from the start to the end point of a specific period in the refining process, using the performance information including the results of the refining process for the target charge. and a model parameter calculation step of calculating the model parameters in the refining process of the target charge based on the above.

(7) 본 개시의 일 실시형태로서, (6) 에 있어서,(7) As an embodiment of the present disclosure, in (6),

상기 모델 결정 스텝은, 상기 데이터베이스에 기억된 과거의 상기 모델 파라미터 가운데, 상기 대상 차지의 상기 정련 처리의 조건에 유사한 과거의 상기 정련 처리의 상기 모델 파라미터를 평균함으로써, 상기 대상 차지의 상기 정련 처리에 있어서의 상기 모델 파라미터를 결정한다.The model determination step determines the refining process of the target charge by averaging the model parameters of the past refining process that are similar to the conditions of the refining process of the target charge among the past model parameters stored in the database. Determine the model parameters in

(8) 본 개시의 일 실시형태로서, (6) 에 있어서,(8) As an embodiment of the present disclosure, in (6),

상기 모델 결정 스텝은, 상기 데이터베이스에 기억된 과거의 상기 모델 파라미터와, 상기 정련 처리에 있어서의 처리 횟수, 처리 일시, 정련 설비의 사용 횟수 중 적어도 하나를 포함하는 정련 처리의 조건과의 관계를 모델화하고, 상기 모델로부터 상기 대상 차지의 상기 정련 처리에 있어서의 상기 파라미터를 결정한다.The model determination step models the relationship between the past model parameters stored in the database and the conditions of the refining process, including at least one of the number of processes in the refining process, the date and time of the process, and the number of uses of the refining equipment. And, the parameters in the refining process of the target charge are determined from the model.

(9) 본 개시의 일 실시형태에 관련된 용강 제조 방법은,(9) The molten steel manufacturing method related to one embodiment of the present disclosure is:

(6) 내지 (8) 중 어느 하나의 노내 상태 추정 방법에 의해 추정되는 상기 용탕의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그의 성분 농도에 기초하여, 상취 산소의 유량 및 속도, 상취 랜스의 높이, 하취 가스의 유량, 석회, 철광석 등의 부원료의 투입량 및 투입 타이밍, 상기 용탕을 샘플링하는 타이밍 그리고 취련을 종료하는 타이밍 중 적어도 하나를 결정하여 정련 조업을 실시하고, 용강을 제조한다.Based on the temperature and component concentration of the molten metal and the component concentration of the slag estimated by the in-furnace state estimation method of any one of (6) to (8), the flow rate and speed of top blowing oxygen, the height of the top blow lance, and the bottom blow gas A refining operation is performed by determining at least one of the flow rate, the input amount and timing of auxiliary materials such as lime and iron ore, the timing of sampling the molten metal, and the timing of ending blow refining, and molten steel is manufactured.

본 개시에 의하면, 용탕 중 및 슬래그 중의 성분 농도를 고정밀도 또한 연속적으로 추정 가능한 노내 상태 추정 장치, 노내 상태 추정 방법 및 용강 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the present disclosure, it is possible to provide an in-furnace state estimation device, an in-furnace state estimation method, and a molten steel manufacturing method that can accurately and continuously estimate the component concentrations in molten metal and slag.

도 1 은, 본 개시의 일 실시형태인 노내 상태 추정 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2 는, 데이터베이스의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 3 은, 본 개시의 일 실시형태인 노내 상태 추정 방법의 처리를 나타내는 플로 차트이다.
1 is a schematic diagram showing the configuration of an in-furnace state estimation device according to an embodiment of the present disclosure.
Fig. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a database.
FIG. 3 is a flow chart showing processing of the in-furnace state estimation method according to an embodiment of the present disclosure.

이하, 도면을 참조하여 본 개시의 일 실시형태에 관련된 노내 상태 추정 장치, 노내 상태 추정 방법 및 용강 제조 방법이 설명된다.Hereinafter, an in-furnace state estimation device, an in-furnace state estimation method, and a molten steel manufacturing method related to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.

[노내 상태 추정 장치의 구성][Configuration of in-furnace state estimation device]

도 1 은, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 노내 상태 추정 장치 (1) 의 구성을 나타내는 모식도이다. 본 실시형태에 있어서, 노내 상태 추정 장치 (1) 는, 철강업에 있어서의 용강을 제조하는 설비의 일부로서 사용된다. 용강을 제조하는 설비는, 정련 설비 (2) 와, 노내 상태 추정 장치 (1) 를 포함하는 취련 제어 시스템을 구비한다.1 is a schematic diagram showing the configuration of an in-furnace state estimation device 1 according to an embodiment of the present disclosure. In this embodiment, the in-furnace state estimation device 1 is used as a part of equipment for manufacturing molten steel in the iron and steel industry. Equipment for manufacturing molten steel is provided with a refining equipment (2) and a blow smelting control system including an in-furnace state estimation device (1).

도 1 에 나타내는 바와 같이, 정련 설비 (2) 는, 전로 (100), 랜스 (102) 및 덕트 (104) 를 구비하고 있다. 랜스 (102) 는, 전로 (100) 내의 용탕 (101) 상에 배치되어 있다. 랜스 (102) 의 선단으로부터 하방의 용탕 (101) 을 향하여 고압 산소가 분출된다. 이 고압 산소에 의해 용탕 (101) 내의 불순물이 산화되어 슬래그 (103) 내에 도입된다 (정련 처리). 덕트 (104) 는, 배기 가스 도연용의 연도 설비로서, 전로 (100) 의 상부에 설치되어 있다.As shown in FIG. 1, the refining facility 2 is equipped with a converter 100, a lance 102, and a duct 104. The lance 102 is disposed on the molten metal 101 in the converter 100. High-pressure oxygen is ejected from the tip of the lance 102 toward the molten metal 101 below. Impurities in the molten metal 101 are oxidized by this high-pressure oxygen and introduced into the slag 103 (refining treatment). The duct 104 is a flue facility for conducting exhaust gas and is installed at the upper part of the converter 100.

덕트 (104) 의 내부에는, 배기 가스 검출부 (105) 가 배치되어 있다. 배기 가스 검출부 (105) 는, 정련 처리에 수반하여 배출되는 배기 가스의 유량 및 성분 농도 (예를 들어 CO, CO2, O2, N2, Ar 등의 농도) 를 검출한다. 배기 가스 검출부 (105) 는, 배기 가스 계측으로서, 예를 들어 덕트 (104) 내에 형성된 벤투리관의 전후의 차압에 기초하여 덕트 (104) 내의 배기 가스의 유량을 계측한다. 또, 배기 가스 검출부 (105) 는, 배기 가스 계측으로서, 배기 가스 중의 각 성분의 농도 [%] 를 계측한다. 배기 가스의 유량 및 성분 농도는, 예를 들어 몇 초 주기로 계측된다. 배기 가스 검출부 (105) 의 검출 결과를 나타내는 신호는 제어 단말 (10) 에 보내진다.Inside the duct 104, an exhaust gas detection unit 105 is disposed. The exhaust gas detection unit 105 detects the flow rate and component concentration (for example, concentrations of CO, CO 2 , O 2 , N 2 , Ar, etc.) of exhaust gas discharged following the refining process. As an exhaust gas measurement unit, for example, the exhaust gas detection unit 105 measures the flow rate of exhaust gas in the duct 104 based on the differential pressure before and after the Venturi tube formed in the duct 104. Additionally, the exhaust gas detection unit 105 measures the concentration [%] of each component in the exhaust gas as exhaust gas measurement. The flow rate and component concentration of exhaust gas are measured, for example, every few seconds. A signal indicating the detection result of the exhaust gas detection unit 105 is sent to the control terminal 10.

전로 (100) 내의 용탕 (101) 에는, 전로 (100) 의 저부에 형성되어 있는 통기공 (106) 을 거쳐 교반 가스가 불어넣어진다. 교반 가스는, Ar 등의 불활성 가스이다. 불어넣어진 교반 가스는, 용탕 (101) 을 교반하고, 고압 산소와 용탕 (101) 의 반응을 촉진한다. 유량계 (107) 는, 전로 (100) 에 불어넣어지는 교반 가스의 유량을 계측한다. 취련 개시 직전 및 취련 후에는, 용탕 (101) 의 온도 및 성분 농도의 분석이 실시된다. 또, 용탕 (101) 의 온도 및 성분 농도는, 취련 도중에 한 번 또는 복수 회 계측되고, 계측된 온도 및 성분 농도에 기초하여 고압 산소의 공급량 (송산량) 및 속도 (송산 속도) 그리고 교반 가스의 유량 (교반 가스 유량) 등이 결정된다.A stirring gas is blown into the molten metal 101 in the converter 100 through a ventilation hole 106 formed at the bottom of the converter 100. The stirring gas is an inert gas such as Ar. The blown stirring gas stirs the molten metal 101 and promotes the reaction between high-pressure oxygen and the molten metal 101. The flow meter 107 measures the flow rate of the stirring gas blown into the converter 100. Immediately before the start of blow tempering and after blow tempering, the temperature and component concentration of the molten metal 101 are analyzed. In addition, the temperature and component concentration of the molten metal 101 are measured once or multiple times during blow tempering, and based on the measured temperature and component concentration, the supply amount (delivery amount) and speed (delivery rate) of high-pressure oxygen and the stirring gas The flow rate (stirring gas flow rate), etc. are determined.

취련 제어 시스템은, 제어 단말 (10), 표시 장치 (20) 및 노내 상태 추정 장치 (1) 를 주된 구성 요소로서 구비하고 있다. 제어 단말 (10) 은, 퍼스널 컴퓨터 또는 워크스테이션 등의 정보 처리 장치에 의해 구성되어도 된다. 제어 단말 (10) 은, 용탕 (101) 의 온도 및 성분 농도가 원하는 범위 내가 되도록 송산량, 송산 속도 및 교반 가스 유량을 제어함과 함께, 송산량, 송산 속도 및 교반 가스 유량의 실적값의 데이터를 수집한다. 표시 장치 (20) 는, 예를 들어 액정 디스플레이 (Liquid Crystal Display) 또는 CRT (Cathode Ray Tube) 디스플레이에 의해 구성되어도 된다. 표시 장치 (20) 는, 노내 상태 추정 장치 (1) 로부터 출력된 계산 결과 등을 표시해도 된다.The blow temper control system is equipped with a control terminal 10, a display device 20, and an in-furnace state estimation device 1 as main components. The control terminal 10 may be configured by an information processing device such as a personal computer or workstation. The control terminal 10 controls the delivery amount, delivery speed, and stirring gas flow rate so that the temperature and component concentration of the molten metal 101 are within the desired range, and also controls the data of actual values of the delivery amount, delivery speed, and stirring gas flow rate. Collect. The display device 20 may be configured by, for example, a liquid crystal display (Liquid Crystal Display) or a CRT (Cathode Ray Tube) display. The display device 20 may display calculation results output from the in-furnace state estimation device 1, etc.

노내 상태 추정 장치 (1) 는, 정련 설비 (2) 로 처리되어 있는 용탕 (101) 의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그 (103) 의 성분 농도를 추정하는 장치이다. 노내 상태 추정 장치 (1) 는, 퍼스널 컴퓨터 또는 워크스테이션 등의 정보 처리 장치에 의해 구성되어 있다. 노내 상태 추정 장치 (1) 는, 입력부 (11), 데이터베이스 (12), 모델 파라미터 계산부 (13), 모델 결정부 (14), 노내 상태 계산부 (15) 및 출력부 (16) 를 구비하고 있다.The in-furnace state estimation device 1 is a device that estimates the temperature and component concentration of the molten metal 101 processed in the refining equipment 2 and the component concentration of the slag 103. The in-furnace state estimation device 1 is configured by an information processing device such as a personal computer or workstation. The in-furnace state estimation device 1 includes an input unit 11, a database 12, a model parameter calculation unit 13, a model decision unit 14, an in-furnace state calculation unit 15, and an output unit 16. there is.

입력부 (11) 는, 정련 설비 (2) 에 관한 각종 계측 결과인 실적 정보 (실적 데이터) 등이 입력되는 입력용 인터페이스이다. 입력부 (11) 는, 예를 들어 키보드, 마우스, 포인팅 디바이스, 데이터 수신 장치 및 그래피컬 유저 인터페이스 (GUI) 등 중 적어도 하나여도 된다. 본 실시형태에 있어서, 입력부 (11) 는, 실적 정보, 파라미터 설정치 등을 외부로부터 수취하고, 그 정보의 데이터베이스 (12) 에 대한 기록 및 노내 상태 계산부 (15) 에 대한 송신을 실시한다. 입력부 (11) 에는, 제어 단말 (10) 로부터 실적 정보가 입력된다. 실적 정보는, 배기 가스 검출부 (105) 에 의해 계측된 배기 가스의 유량 및 성분 농도에 대한 정보, 송산량 및 송산 속도의 정보, 교반 가스 유량의 정보, 원료 (주원료, 부원료) 투입량의 정보, 용탕 (101) 의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그 (103) 의 성분 농도 등이 포함된다. 이들 정보는, 후술하는 도 2 의 실적 정보에 있어서의 항목 1 ∼ 항목 M 에 대응한다. 또, 입력부 (11) 는, 예를 들어 정련 설비 (2) 의 오퍼레이터 등에 의한 수동에서의 데이터 입력 (수동 입력) 이 가능해도 된다. 수동 입력에 의해, 모델식 (이하, 간단히「모델」이라고도 칭해진다) 의 파라미터 설정치가 입력될 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 입력부 (11) 는, 후술하는 정련 처리의 조건 및 조작량 정보도 수취한다. 또, 입력부 (11) 는, 정련 처리의 개시 전 또는 처리 중 또는 처리 종료 후에 실적 정보 등을 취득해도 된다.The input unit 11 is an input interface into which performance information (performance data), which is various measurement results related to the refining facility 2, is input. The input unit 11 may be, for example, at least one of a keyboard, mouse, pointing device, data reception device, and graphical user interface (GUI). In this embodiment, the input unit 11 receives performance information, parameter setting values, etc. from the outside, records the information in the database 12, and transmits it to the furnace state calculation unit 15. Performance information is input into the input unit 11 from the control terminal 10. The performance information includes information on the flow rate and component concentration of the exhaust gas measured by the exhaust gas detection unit 105, information on the delivery amount and delivery speed, information on the stirring gas flow rate, information on the input amount of raw materials (main raw materials, secondary raw materials), and molten metal. It includes the temperature and ingredient concentration of (101) and the ingredient concentration of slag (103). These information correspond to items 1 to item M in the performance information in FIG. 2 described later. Additionally, the input unit 11 may enable manual data input (manual input) by, for example, an operator of the refining facility 2. By manual input, the parameter settings of the model equation (hereinafter also simply referred to as “model”) can be input. In this embodiment, the input unit 11 also receives information on the conditions and operating amount of the refining process, which will be described later. Additionally, the input unit 11 may acquire performance information, etc. before the start of the refining process, during the process, or after the end of the process.

데이터베이스 (12) 는, 정련 설비 (2) 에 있어서의 취련 반응에 관한 모델의 정보, 정련 처리의 실적 정보 및 노내 상태 추정 장치 (1) 의 계산 결과를 기억한다. 데이터베이스 (12) 는, 예를 들어 메모리 및 하드 디스크 드라이브 등의 기억 장치로 구성된다. 기억 장치는 추가로 컴퓨터 프로그램을 기억해도 된다. 데이터베이스 (12) 는, 취련 반응에 관한 모델의 정보로서, 모델식 및 모델식의 파라미터 (이하「모델 파라미터」) 를 기억하고 있다. 모델 파라미터는 모델 파라미터 계산부 (13) 에 의해 계산된다. 또, 데이터베이스 (12) 에는, 입력부 (11) 에 입력된 각종 정보, 노내 상태 계산부 (15) 에 의해 계산된 취련 실적에 있어서의 계산·해석 결과가 기억되어도 된다.The database 12 stores model information regarding the blow refining reaction in the refining facility 2, performance information of the refining process, and calculation results of the in-furnace state estimation device 1. The database 12 is comprised of, for example, memory and storage devices such as a hard disk drive. The storage device may additionally store a computer program. The database 12 stores a model formula and the parameters of the model formula (hereinafter "model parameters") as information on the model regarding the blow temper reaction. The model parameters are calculated by the model parameter calculation unit 13. Moreover, the database 12 may store various information input into the input unit 11 and the calculation and analysis results in the blow temper performance calculated by the in-furnace state calculation unit 15.

도 2 는, 데이터베이스 (12) 의 구성예를 나타내는 도면이다. 본 실시형태에 있어서, 데이터베이스 (12) 는, N 회 (N 차지) 의 정련 처리에 있어서의, 조건, 실적 정보 및 계산 결과인 모델 파라미터를 차지의 식별 번호와 관련지어 기억한다. N 은 예를 들어 2 이상의 정수이다. 도 2 의 예에 있어서, 가장 왼쪽의 란은 차지의 식별 번호를 나타낸다. 예를 들어 N 회째의 정련 처리에 있어서, 데이터베이스 (12) 는, 과거의 N-1 회의 정련 처리에 있어서의 실적 정보 및 모델 파라미터를 기억하고 있다. N 회째의 정련 처리에 있어서, 모델 결정부 (14) 가 후술하는 바와 같이 모델 파라미터를 결정하는 경우에, 데이터베이스 (12) 에 기억된 과거의 N-1 회분의 정련 처리의 정보가 후보로서 사용된다. 또, N 회째의 정련 처리가 종료되면, N 회째의 정련 처리에 있어서의 실적 정보 및 계산 결과가 데이터베이스 (12) 에 추가된다 (도 2 의 굵은 테두리 부분 참조). 그 후에, N + 1 회째의 정련 처리에 있어서, 모델 결정부 (14) 가 모델 파라미터를 결정하는 경우에, 데이터베이스 (12) 에 기억된 과거의 N 회분의 정련 처리의 정보가 후보로서 사용된다.FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the database 12. In this embodiment, the database 12 stores model parameters that are conditions, performance information, and calculation results for N times (N charges) of refining processing in association with the identification number of the charge. N is, for example, an integer greater than or equal to 2. In the example of Figure 2, the leftmost column indicates the identification number of the charge. For example, in the N-th refining process, the database 12 stores performance information and model parameters in the past N-1 refining processes. In the N-th refining process, when the model determination unit 14 determines model parameters as described later, information on the past N-1 refining processes stored in the database 12 is used as a candidate. . In addition, when the N-th refining process is completed, the performance information and calculation results for the N-th refining process are added to the database 12 (see the bold frame portion in FIG. 2). Thereafter, in the N + 1st refining process, when the model determination unit 14 determines model parameters, the information of the past N refining processes stored in the database 12 is used as a candidate.

모델 파라미터 계산부 (13), 모델 결정부 (14) 및 노내 상태 계산부 (15) 는, 예를 들어 CPU 등의 연산 처리 장치로 구성된다. 모델 파라미터 계산부 (13), 모델 결정부 (14) 및 노내 상태 계산부 (15) 는, 예를 들어 연산 처리 장치가 컴퓨터 프로그램을 읽어들여 실행함으로써 실현되어도 된다. 또, 모델 파라미터 계산부 (13), 모델 결정부 (14) 및 노내 상태 계산부 (15) 는 전용의 연산 장치 또는 연산 회로를 갖고 있어도 된다.The model parameter calculation unit 13, the model determination unit 14, and the in-furnace state calculation unit 15 are comprised of an arithmetic processing unit such as a CPU, for example. The model parameter calculation unit 13, the model determination unit 14, and the in-furnace state calculation unit 15 may be realized, for example, by an arithmetic processing unit reading and executing a computer program. In addition, the model parameter calculation unit 13, the model determination unit 14, and the in-furnace state calculation unit 15 may have a dedicated calculation device or calculation circuit.

모델 파라미터 계산부 (13) 는, 노내의 물질 수지 및 열수지에 기초하여, 수지 오차가 최소가 되도록 취련 반응에 관한 모델의 모델 파라미터를 계산하고, 데이터베이스 (12) 에 기억한다. 모델 파라미터 계산부 (13) 는, 1 회의 정련 처리가 종료되고 나서, 그 정련 처리의 결과인 실적 정보를 사용하여 물질 수지 및 열수지의 계산을 실시한다.The model parameter calculation unit 13 calculates the model parameters of the model regarding the blow temper reaction so that the resin error is minimized based on the material balance and heat balance in the furnace, and stores them in the database 12. After one refining process is completed, the model parameter calculation unit 13 calculates the material balance and heat balance using performance information resulting from the refining process.

물질 수지 계산은, 전로 (100) 내에 대한 각 성분의 투입량 및 전로 (100) 로부터의 각 성분의 배출량을 계산하는 것이다. 각 성분의 투입량은, 전로 (100) 에 대한 주원료 및 부원료 투입량, 랜스 (102) 로부터의 공급 산소 및 전로 (100) 밖으로부터의 혼입 공기량으로부터 계산된다. 각 성분의 배출량은, 배기 가스 유량 및 배기 가스 성분 농도로부터 계산된다.The material balance calculation calculates the input amount of each component into the converter 100 and the discharge amount of each component from the converter 100. The input amount of each component is calculated from the input amount of main and secondary raw materials to the converter 100, the oxygen supplied from the lance 102, and the amount of air mixed from outside the converter 100. The emission amount of each component is calculated from the exhaust gas flow rate and the exhaust gas component concentration.

열수지 계산은, 전로 (100) 의 노내에 있어서의 입열량 및 배출 열량을 계산하는 것이다. 입열량은, 전로 (100) 에 삽입되는 주원료의 현열, 노내에서 일어나는 반응에 의한 반응열, 전로 (100) 에 투입되는 부원료의 용해열 등으로부터 계산된다. 배출 열량은, 노체 표면으로부터의 방열, 노구부로부터의 복사열, 교반 가스에 의한 발열 (拔熱), 노외로 배출되는 슬래그 (103), 배출 가스의 현열 등으로부터 계산된다.The heat balance calculation calculates the amount of heat input and amount of heat discharged within the furnace of the converter 100. The amount of heat input is calculated from the sensible heat of the main raw material inserted into the converter 100, the reaction heat due to the reaction occurring within the furnace, the heat of dissolution of the secondary raw material introduced into the converter 100, etc. The amount of discharged heat is calculated from heat radiation from the furnace surface, radiant heat from the furnace mouth, heat generation by the stirring gas, slag 103 discharged to the outside of the furnace, sensible heat of the exhaust gas, etc.

모델 결정부 (14) 는, 데이터베이스 (12) 에 기억되어 있는 과거의 모델 파라미터를 취득한다. 모델 결정부 (14) 는, 과거의 모델 파라미터를 사용하여, 노내 상태 계산부 (15) 에서 이용하는 모델 파라미터를 결정하고, 노내 상태 계산부 (15) 에 송신한다.The model determination unit 14 acquires past model parameters stored in the database 12. The model determination unit 14 uses past model parameters to determine model parameters to be used by the in-furnace state calculation unit 15 and transmits them to the in-furnace state calculation unit 15 .

노내 상태 계산부 (15) 는, 모델 결정부 (14) 에서 결정된 모델 파라미터, 입력부 (11) 가 수집한 실적 정보 및 파라미터 설정치 등에 기초하여, 용탕 (101) 의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그 (103) 의 성분 농도를 포함하는 전로 (100) 내의 상태량을 계산 (추정) 한다. 추정된 전로 (100) 내의 상태량은, 출력부 (16) 에 송신된다.The in-furnace state calculation unit 15 calculates the temperature and component concentration of the molten metal 101 and the slag 103 based on the model parameters determined in the model determination unit 14, performance information and parameter set values collected by the input unit 11, etc. Calculate (estimate) the state quantity in the converter 100 containing the component concentration. The estimated state quantity in the converter 100 is transmitted to the output unit 16.

출력부 (16) 는, 노내 상태 추정 장치 (1) 에 의해 계산된 전로 (100) 내의 상태량을 제어 단말 (10) 에 송신한다. 정련 처리에 있어서, 노내 상태 추정 장치 (1) 로부터 출력된 계산 결과에 기초하여 각종 조작량의 결정 및 조업 조건의 변경이 실시된다. 또, 출력부 (16) 는, 노내 상태 추정 장치 (1) 로 계산된 정보를 표시 장치 (20) 에 송신하는 기능도 갖고 있어, 노내 상태 추정 장치 (1) 로부터 출력된 계산 결과를 표시시키는 것이 가능하다.The output unit 16 transmits the state quantity in the converter 100 calculated by the in-furnace state estimation device 1 to the control terminal 10 . In the refining process, various operating variables are determined and operating conditions are changed based on the calculation results output from the in-furnace state estimation device 1. In addition, the output unit 16 also has a function of transmitting information calculated by the in-furnace state estimation device 1 to the display device 20, and displays the calculation results output from the in-furnace state estimation device 1. possible.

이와 같은 구성을 갖는 노내 상태 추정 장치 (1) 는, 이하에 설명하는 노내 상태 추정 방법의 처리를 실행함으로써, 용탕 (101) 중의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그 (103) 중의 성분 농도 등을 포함하는 전로 (100) 내의 상태량을 정밀도 높게 추정한다. 이하, 도 3 에 나타내는 플로 차트를 참조하여, 노내 상태 추정 방법을 실행할 때의 노내 상태 추정 장치 (1) 의 동작이 설명된다.The in-furnace state estimation device 1 having such a configuration performs processing of the in-furnace state estimation method described below, thereby determining the temperature and component concentration in the molten metal 101 and the component concentration in the slag 103. The state quantity within (100) is estimated with high precision. Hereinafter, with reference to the flow chart shown in FIG. 3, the operation of the in-furnace state estimation device 1 when executing the in-furnace state estimation method is explained.

[노내 상태 추정 방법][How to estimate furnace condition]

도 3 은, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 노내 상태 추정 방법의 처리를 나타내는 플로 차트이다. 도 3 에 나타내는 플로 차트는, 정련 처리가 개시되기 전의 임의의 타이밍에 개시된다. 요컨대, 정련 처리가 개시되기 전의 임의의 타이밍에, 노내 상태 추정 처리는 스텝 S1 의 처리로 진행된다.FIG. 3 is a flow chart showing processing of the in-furnace state estimation method according to one embodiment of the present disclosure. The flow chart shown in FIG. 3 starts at an arbitrary timing before the refining process starts. In short, at an arbitrary timing before the refining process is started, the in-furnace state estimation process proceeds to the process of step S1.

스텝 S1 의 처리에서는, 입력부 (11) 가 정련 처리의 조건을 취득한다. 본 실시형태에 있어서, 정련 처리의 조건은, 정련 형태, 부원료 투입 예정량, 용탕 (101) 및 슬래그 (103) 의 성분 농도 및 온도의 목표치, 처리 횟수, 처리 일시, 노, 랜스 및 계측 기기를 포함하는 설비의 사용 횟수 등을 포함한다. 입력부 (11) 는, 취득한 정련 처리의 조건을, 데이터베이스 (12) 및 노내 상태 계산부 (15) 에 송신한다. 이로써, 스텝 S1 의 처리가 완료되고, 노내 상태 추정 처리는 스텝 S2 의 처리로 진행된다. 스텝 S1 은「입력 스텝」의 일부에 대응한다. 스텝 S1 에 있어서 입력된 데이터는, 모델 결정부 (14) 의 처리에서 사용된다.In the process of step S1, the input unit 11 acquires the conditions for the refining process. In this embodiment, the conditions of the refining treatment include the type of refining, the expected amount of auxiliary material input, target values of component concentration and temperature of the molten metal 101 and slag 103, number of treatments, date and time of treatment, furnace, lance, and measuring equipment. Includes the number of times the equipment is used. The input unit 11 transmits the acquired refining processing conditions to the database 12 and the in-furnace state calculation unit 15. Thereby, the process of step S1 is completed, and the in-furnace state estimation process progresses to the process of step S2. Step S1 corresponds to part of the “input step”. The data input in step S1 is used in the processing of the model determination unit 14.

스텝 S2 의 처리에서는, 모델 결정부 (14) 가, 데이터베이스 (12) 에 기억되어 있는 과거의 모델 파라미터를 사용하여, 정련 처리의 조건에 기초하여, 노내 상태 계산부 (15) 에서 이용하는 모델 파라미터를 결정한다. 스텝 S2 는「모델 결정 스텝」에 대응한다. 상세하게 서술하면, 스텝 S2 의 처리에서 결정되는 모델 파라미터는, 이미 데이터베이스 (12) 에 기억되어 있는 과거의 정련 처리에 대응하는 모델 파라미터에 기초하여 계산 또는 선택에 의해 얻어진다. 상기와 같이, 예를 들어 N 회째의 정련 처리에 있어서, 모델 결정부 (14) 는, 데이터베이스 (12) 에 기억된 과거의 N-1 회분의 정련 처리의 정보를 사용하여 모델 파라미터를 결정한다. 정련 처리 결과가 취득될 때까지 시간이 걸리는 등, 과거의 N-1 회분의 모델 파라미터 또는 정련 처리의 조건의 데이터가 갖추어지지 않은 경우에, 필요한 모델 파라미터 또는 정련 처리의 조건의 데이터가 갖추어진 실적 정보를 추출하여 모델 파라미터가 결정되어도 된다. 이 예의 경우에 있어서의 N 회째의 정련 처리 즉 현재 실행 중인 정련 처리를, 대상 차지의 정련 처리라고 칭하는 경우가 있다.In the processing of step S2, the model determination unit 14 uses past model parameters stored in the database 12 to determine model parameters to be used in the furnace state calculation unit 15 based on the conditions of the refining process. decide Step S2 corresponds to the “model determination step”. To describe in detail, the model parameters determined in the process of step S2 are obtained by calculation or selection based on model parameters corresponding to past refining processes already stored in the database 12. As described above, for example, in the N-th refining process, the model determination unit 14 determines model parameters using information on the past N-1 refining processes stored in the database 12. In cases where the model parameters or refining process condition data for the past N-1 batches are not available, such as because it takes time to obtain the refining process results, the necessary model parameters or refining process condition data are available. Model parameters may be determined by extracting information. In this example, the Nth refining process, that is, the currently executing refining process, may be referred to as the refining process for the target charge.

모델 결정부 (14) 는, 예를 들어 데이터베이스 (12) 에 기억되어 있는 모델 파라미터 가운데, 정련 처리의 조건이 대상 차지의 조건과 유사한 것을 추출하고, 추출한 모델 파라미터를 평균함으로써 결정한다. 모델 결정부 (14) 는, 최근의 소정수의 차지에 있어서의 모델 파라미터만을 추출하고, 즉 오래된 모델 파라미터를 추출 대상으로부터 제외하고, 평균화를 실시해도 된다. 대상 차지의 정련 처리에 있어서의 조건과 과거 실적의 유사도 (Ds) 는, 예를 들어, 이하의 식 (1) 에 나타내는 바와 같이 유클리드 거리를 계산함으로써 평가할 수 있다.The model decision unit 14 extracts, for example, those whose refining processing conditions are similar to the conditions of the target charge from among the model parameters stored in the database 12, and makes the decision by averaging the extracted model parameters. The model determination unit 14 may extract only the model parameters in the most recent predetermined number of occupancies, that is, exclude old model parameters from the extraction target and perform averaging. The similarity (Ds) between the conditions in the refining process of the target charge and past performance can be evaluated, for example, by calculating the Euclidean distance as shown in equation (1) below.

[수학식 1][Equation 1]

단, k 는 정련 처리의 조건수이다. CAk 는 과거의 실적에 있어서의 조건을 나타낸다. CPk 는 대상 차지의 정련 처리에 있어서의 조건을 나타낸다. Gk 는 각 정련 처리 조건의 가중을 하기 위한 파라미터이다. 정련 처리의 조건으로는, 예를 들어, 정련 처리 일시, 장입 용선 중량, 장입 스크랩 중량, 용선 온도, 용선 중의 C, Si, Mn, P 를 비롯한 성분 농도, 정련로 및 상취 랜스의 사용 횟수 등을 들 수 있다. 또, 예를 들어 직전에 실시된 정련 처리에 있어서의 처리 후의 용탕 온도 및 처리 후로부터의 경과 시간, 미루어지는 슬래그 중량 및 성분, 정련 처리 개시 전에 투입되는 부원료 품목마다의 투입 중량, 스크랩 품목마다의 투입 중량 등을 들 수 있다. 이들 조건은, 도 2 의 정련 처리의 조건에 있어서의 항목 1 ∼ 항목 L 에 대응한다. 또, 유사도를 평가하는 경우에, 사용되고 있는 정련로의 형태, 상취 랜스의 형태, 하취 노즐의 형태 등이 일치한 실적만이 대상으로 되어도 된다. 여기서, 유사도는 식 (1) 에 나타내는 유클리드 거리로 한정되지 않고, 시티 블록 거리, 민코프스키 거리, 마할라노비스 거리, 코사인 유사도를 비롯한, k 차원 벡터간의 거리를 평가하는 수법에 의해서도 평가할 수 있다. 여기서, 유사도가 높은 것은, 계산한 k 차원 벡터간의 거리가 짧은 것과 동일한 의미이다. 과거의 정련 처리의 실적의 추출은, 계산한 유사도가 설정한 임계값보다 높은 실적이 추출되어도 되고 또는 유사도가 높은 상위 임의수의 과거 실적이 추출되어도 된다. 또, 유사 실적의 추출 방법으로서, 정련 처리의 조건 k 각각의 항목에 대해, 계산 대상 처리의 조건과 과거 실적의 조건의 차를 계산하고, k 개의 차가 각각 설정한 임계값보다 작은 실적을 추출하는 방법이어도 된다.However, k is the condition number of the refining process. CA k represents conditions in past performance. CP k represents the conditions in the refining process of the target charge. G k is a parameter for weighting each refining process condition. Conditions for refining treatment include, for example, refining treatment date and time, charged molten iron weight, charged scrap weight, molten iron temperature, concentration of components including C, Si, Mn, and P in molten iron, number of uses of the refining furnace and top blowing lance, etc. I can hear it. In addition, for example, the temperature of the molten metal after the treatment in the refining treatment performed immediately before and the time elapsed since the treatment, the weight and composition of the slag to be postponed, the input weight of each secondary material item input before the start of the refining treatment, and the amount of time for each scrap item. Input weight, etc. can be mentioned. These conditions correspond to items 1 to L in the conditions for the refining process in FIG. 2 . In addition, when evaluating similarity, only results matching the shape of the refining furnace being used, the shape of the top blowing lance, the shape of the bottom blowing nozzle, etc. may be considered. Here, the similarity is not limited to the Euclidean distance shown in equation (1), and can also be evaluated by methods that evaluate the distance between k-dimensional vectors, including city block distance, Minkowski distance, Mahalanobis distance, and cosine similarity. Here, high similarity means the same thing as short distance between calculated k-dimensional vectors. In the extraction of the performance of past refining processing, the performance with a calculated similarity higher than a set threshold may be extracted, or the past performance of a high arbitrary number with a high similarity may be extracted. In addition, as a method of extracting similar performance, for each item of the condition k of the refining process, the difference between the conditions of the process to be calculated and the conditions of the past performance is calculated, and the performance where the k differences are smaller than the threshold value set for each is extracted. It can be any method.

또, 모델 결정부 (14) 는, 데이터베이스 (12) 에 기억되어 있는 모델 파라미터와, 정련 처리에 있어서의 처리 횟수, 처리 일시, 노, 랜스 및 계측 기기를 포함하는 정련 설비의 사용 횟수 등을 포함하는 정련 처리의 조건과의 관계를 모델화해 두어도 된다. 그리고, 모델 결정부 (14) 는, 대상 차지의 정련 처리 조건 입력값으로부터 모델 계산에 의해 최적인 파라미터를 산출해도 된다. 모델 결정부 (14) 는, 결정한 모델 파라미터를 노내 상태 계산부 (15) 에 송신한다. 이로써, 스텝 S2 의 처리가 완료되고, 노내 상태 추정 처리는 스텝 S3 의 처리로 진행된다.In addition, the model determination unit 14 includes model parameters stored in the database 12, the number of times in the refining process, the date and time of the process, the number of uses of the refining equipment including the furnace, lance, and measuring equipment, etc. The relationship with the conditions of the refining process may be modeled. Then, the model determination unit 14 may calculate optimal parameters through model calculation from the input values of the refining processing conditions of the target charge. The model determination unit 14 transmits the determined model parameters to the in-furnace state calculation unit 15. Thereby, the process of step S2 is completed, and the in-furnace state estimation process progresses to the process of step S3.

스텝 S3 및 스텝 S4 의 처리는, 1 회의 정련 처리가 개시하는 타이밍에 개시되고, 정련 처리 중에 임의의 주기로 반복 실시된다. 스텝 S3 의 처리에서는, 입력부 (11) 가 정련 처리의 조작량 정보 및 전로 (100) 에 있어서의 계측 정보를 취득한다. 조작량 정보는, 예를 들어, 랜스 (102) 의 높이, 송산 속도, 교반 가스 유량, 부원료의 투입량 등과 같은 조작량의 정보이다. 계측 정보는, 예를 들어 배기 가스의 유량 및 성분 농도 등의 계측치이다. 여기서, 계측치는, 계측된 값 그 자체로 한정되지 않고, 분석 후의 결과 (분석치) 도 포함해도 된다. 조작량 정보, 계측 정보는 임의의 주기로 수집된다. 조작량 정보와 계측 정보의 사이에 큰 시간 지연이 있는 경우에는, 그 지연을 고려하여 데이터를 작성한다. 또, 계측 정보가 노이즈를 많이 포함하고 있는 경우에는, 이동 평균 계산 등의 평활화 처리를 실시한 값으로 계측치를 치환해도 된다. 스텝 S3 은「입력 스텝」의 일부에 대응한다. 스텝 S3 에 있어서 입력된 데이터는, 노내 상태 계산부 (15) 의 처리에서 사용된다.The processes of step S3 and step S4 are started at the timing when one refining process starts, and are repeated at arbitrary cycles during the refining process. In the process of step S3, the input unit 11 acquires the operation amount information of the refining process and the measurement information in the converter 100. The manipulated quantity information is, for example, information on manipulated quantities such as the height of the lance 102, the discharge speed, the stirring gas flow rate, and the input amount of auxiliary materials. The measurement information is, for example, measured values such as the flow rate and component concentration of exhaust gas. Here, the measured value is not limited to the measured value itself, and may also include the result (analysis value) after analysis. Manipulated quantity information and measurement information are collected at random intervals. If there is a large time delay between the manipulated quantity information and the measurement information, data is created taking the delay into account. Additionally, if the measurement information contains a lot of noise, the measured value may be replaced with a value that has undergone smoothing processing such as moving average calculation. Step S3 corresponds to part of the “input step”. The data input in step S3 is used in the processing of the in-furnace state calculation unit 15.

스텝 S4 의 처리에서는, 노내 상태 계산부 (15) 가, 입력부 (11) 가 취득한 정보 및 모델 결정부 (14) 가 결정된 모델 파라미터를 갖는 모델을 사용하여, 전로 (100) 내의 상태량을 계산한다. 상태량은, 예를 들어 용탕 (101) 중의 탄소 농도, 슬래그 (103) 중의 FetO 농도 등을 들 수 있다. 스텝 S4 는「노내 상태 계산 스텝」에 대응한다.In the process of step S4, the in-furnace state calculation unit 15 calculates the state quantity in the converter 100 using the information acquired by the input unit 11 and a model having model parameters determined by the model decision unit 14. Examples of the state quantity include the carbon concentration in the molten metal 101 and the Fe tO concentration in the slag 103. Step S4 corresponds to “furnace state calculation step”.

용탕 (101) 중의 탄소 농도는, 예를 들어 전로 (100) 내에 잔존하는 탄소량을 계산함으로써 구해진다. 전로 (100) 내에 투입되는 탄소량 및 전로 (100) 외로 배출되는 탄소량은 각각 이하에 나타내는 식 (2) 및 식 (3) 과 같이 나타낼 수 있다. 투입 탄소량으로부터 배출 탄소량을 감산한 전로 (100) 내에 잔존하는 탄소량을, 용탕 (101) 중의 탄소량에 상당한다고 가정함으로써, 용탕 (101) 중의 탄소 농도를 계산할 수 있다. 여기서, 용탕 (101) 의 입출 탄소량은 전체 장입량과 비교하여 미소하다고 가정하였다. 또, 이후 언급이 없는 한,「%」및 각종 유량은「mass%」및 유량 원단위를 나타낸다.The carbon concentration in the molten metal 101 is determined, for example, by calculating the amount of carbon remaining in the converter 100. The amount of carbon introduced into the converter 100 and the amount of carbon discharged outside the converter 100 can be expressed as equations (2) and (3) shown below, respectively. The carbon concentration in the molten metal 101 can be calculated by assuming that the amount of carbon remaining in the converter 100, obtained by subtracting the amount of carbon discharged from the amount of carbon input, corresponds to the amount of carbon in the molten metal 101. Here, it was assumed that the amount of carbon entering and exiting the molten metal 101 was small compared to the total amount charged. In addition, unless otherwise specified, “%” and various flow rates indicate “mass%” and flow rate unit.

[수학식 2][Equation 2]

[수학식 3][Equation 3]

여기서, 투입 탄소량인 Cin [%] 은, 주원료 중의 탄소량과 투입 부원료 중의 탄소량의 합의 용탕 (101) 중의 농도 환산치이다. ρpig [%] 는 장입 용선 중의 탄소 농도이다. ρi Cscr [%] 는 장입 스크랩 (품목 i) 중의 탄소 농도이다. ρj Caux [%] 는 투입 부원료 (품목 j) 중의 탄소 농도이다. Wpig [t] 는 장입 용선 중량이다. Wi scr [t] 는 장입 스크랩 (품목 i) 의 중량이다. Wj aux [t] 는 투입 부원료 (품목 j) 의 투입 적산 중량이다. Wcharge [t] 는 전로 (100) 에 장입된 용탕 중량이다. 장입 스크랩의 품목 i 및 투입 부원료의 품목 j 에 있어서의 탄소 농도 (ρi Cscr, ρj Caux) 는 데이터베이스 (12) 에 기억되어 있고, 노내 상태 계산부 (15) 는, 대상 차지에서 이용되는 품목에 대한 정보를 취득한다. 배출 탄소량인 Cout [%] 는, 배기 가스 중에 포함되는 탄소량의 용탕 (101) 중의 농도 환산치이다. VCO OG [N㎥/t], VCO2 OG [N㎥/t] 는 각각 배기 가스 중의 CO, CO2 의 계산 시각까지의 적산 유량이다.Here, C in [%], which is the amount of carbon input, is the concentration conversion value in the molten metal 101 by summing the amount of carbon in the main raw material and the amount of carbon in the input auxiliary raw materials. ρ pig [%] is the carbon concentration in charged molten iron. ρ i Cscr [%] is the carbon concentration in the charged scrap (item i). ρ j Caux [%] is the carbon concentration in the input additive (item j). W pig [t] is the weight of charged molten iron. W i scr [t] is the weight of charged scrap (item i). W j aux [t] is the integrated weight of the input auxiliary material (item j). W charge [t] is the weight of molten metal charged into the converter (100). The carbon concentration (ρ i Cscr , ρ j Caux ) in item i of the charged scrap and item j of the input auxiliary material is stored in the database 12, and the in-furnace state calculation unit 15 calculates the items used in the target charge. Obtain information about C out [%], which is the amount of carbon discharged, is a concentration conversion value in the molten metal 101 of the amount of carbon contained in the exhaust gas. V CO OG [N㎥/t] and V CO2 OG [N㎥/t] are the accumulated flow rates of CO and CO 2 in the exhaust gas up to the calculation time, respectively.

슬래그 (103) 중의 FetO 농도는, 투입 산소량으로부터 배출 산소량을 감산한 양이 전로 (100) 내에 잔존하는 산소량에 상당한다고 가정하여 계산할 수 있다. 예를 들어, 전로 (100) 내에 투입되는 산소량 및 전로 (100) 외로 배출되는 산소량을 각각 이하에 나타내는 식 (4) 및 식 (5) 와 같이 나타낼 수 있다.The Fe tO concentration in the slag 103 can be calculated by assuming that the amount obtained by subtracting the discharged oxygen amount from the input oxygen amount corresponds to the amount of oxygen remaining in the converter 100. For example, the amount of oxygen introduced into the converter 100 and the amount of oxygen discharged outside the converter 100 can be expressed as equations (4) and (5) shown below, respectively.

[수학식 4][Equation 4]

[수학식 5][Equation 5]

여기서, 투입 산소량인 O2 in [N㎥/t] 은, 랜스 (102) 로부터의 상취 산소 적산량 VO2 blow [N㎥/t], 투입 부원료 중의 산소 적산량 및 전로 (100) 외에서 노내로 혼입되는 공기 중의 산소 적산량의 합이다. ρi Oscr [%] 는 장입 스크랩 (품목 i) 중의 산소 함유량의 환산치이다. ρj Oaux [(N㎥/t)/t] 는 투입 부원료 (품목 j) 중의 산소 함유량의 환산치이다. 장입 스크랩의 품목 i 및 투입 부원료의 품목 j 에 있어서의 산소 함유량 (ρi Oauxj Oaux) 은 데이터베이스 (12) 에 기억되어 있고, 노내 상태 계산부 (15) 는, 대상 차지에서 이용되는 품목에 대한 정보를 취득한다. ρi Oscr [%] 및 Wj aux [t] 에 대해서는, 전차지로부터 미룬 슬래그 (103) 의 성분 및 중량에 대한 분석치 또는 계산치가 포함되어도 된다. 또, 투입 산소량의 계산에 있어서, 예를 들어 본 실시예와 같이, 배기 가스 계측으로서 N2 농도, Ar 농도가 얻어지지 않는 경우에, 혼입되는 공기 중의 산소량은 식 (4) 의 제 4 항과 같이 계산해도 된다. 여기서, 식 (4) 의 제 4 항에서는, 배기 가스 중의 O2, CO, CO2 이외의 미분석 배기 가스량인 Vrem OG [N㎥/t] 로부터 하취 가스의 유량인 Vbot [N㎥/t] 를 감산한 양이 혼입되는 공기 중의 N2, Ar 에 상당한다고 가정하고 있다.Here, the input oxygen amount, O 2 in [N㎥/t], is the top blow oxygen accumulated amount from the lance 102, V O2 blow [N㎥/t], the oxygen accumulated amount in the input auxiliary materials, and the oxygen accumulated from outside the converter 100 into the furnace. It is the sum of the accumulated amount of oxygen in the mixed air. ρ i Oscr [%] is the converted value of the oxygen content in the charged scrap (item i). ρ j Oaux [(N㎥/t)/t] is the converted value of the oxygen content in the input secondary raw material (item j). The oxygen content (ρ i Oaux , ρ j Oaux ) in the item i of the charged scrap and the item j of the input auxiliary material is stored in the database 12, and the in-furnace state calculation unit 15 calculates the items used in the target charge. Obtain information about Regarding ρ i Oscr [%] and W j aux [t], analysis or calculation values for the components and weight of the slag 103 put off from the rechargeable battery may be included. In addition, in calculating the amount of input oxygen, for example, as in this example, when the N 2 concentration and the Ar concentration cannot be obtained by measuring the exhaust gas, the amount of oxygen in the mixed air is You can calculate it together. Here, in the fourth term of equation (4), V rem OG [N㎥/t], which is the amount of unanalyzed exhaust gas other than O 2 , CO, and CO 2 in the exhaust gas, is changed to V bot [N㎥/t], which is the flow rate of the downflow gas. It is assumed that the amount obtained by subtracting [t] is equivalent to N 2 and Ar in the mixed air.

배출 산소량인 O2 out [N㎥/t] 는 배기 가스 중에 포함되는 산소량으로부터 계산된다. VO2 OG [N㎥/t] 는 배기 가스 중의 O2 의 계산 시각까지의 적산 유량이다. VCO OG [N㎥/t], VCO2 OG [N㎥/t] 는, 식 (3) 과 동일하다. 투입 산소량으로부터 배출 산소량을 감산한 양이 전로 (100) 내에 잔존하는 산소량이다. 전로 (100) 내에 잔존하는 산소는 용탕 (101) 중의 Si, Mn, P 등의 금속 불순물의 산화 및 철의 산화에 사용된다. 그 중에서 금속 불순물의 산화량에 대해서는, 데이터베이스 (12) 에 기억되어 있는 모델 중 불순물 금속의 산화 반응 모델을 사용하여 계산된다. 예를 들어 용탕 (101) 중의 Si 산화에 사용되는 산소량인 VO2 Si [N㎥/t] 는, 이하에 나타내는 식 (6) 과 같이 나타낸다.The amount of oxygen discharged, O 2 out [N㎥/t], is calculated from the amount of oxygen contained in the exhaust gas. V O2 OG [N㎥/t] is the accumulated flow rate of O2 in exhaust gas up to the calculation time. V CO OG [N㎥/t] and V CO2 OG [N㎥/t] are the same as equation (3). The amount obtained by subtracting the discharged oxygen amount from the input oxygen amount is the amount of oxygen remaining in the converter 100. The oxygen remaining in the converter 100 is used for oxidation of metal impurities such as Si, Mn, and P in the molten metal 101 and for oxidation of iron. Among them, the amount of oxidation of the metal impurity is calculated using the oxidation reaction model of the impurity metal among the models stored in the database 12. For example, VO2 Si [Nm3/t], which is the amount of oxygen used for oxidizing Si in the molten metal 101, is expressed as equation (6) shown below.

[수학식 6][Equation 6]

여기서,ρpig Si [%] 는 장입 용선 중의 Si 농도이다. ρi Siscr [%] 는 장입 스크랩 (품목 i) 중의 Si 농도이다. ρj Siaux [%] 는 투입 부원료 (품목 j) 중의 Si 농도이다. KSi 는 Si 의 산화 반응 속도 정수이다. 또, 식 (6) 과 마찬가지로, Mn, P 등의 용탕 (101) 중의 각종 금속 불순물의 산화에 사용되는 산소량을 계산할 수 있다. 여기서, Si, Mn, P 등의 용탕 (101) 중의 각종 금속 불순물의 산화에 사용되는 산소량의 합계가, VO2 met [N㎥/t] 이라고 한다. 슬래그 (103) 중의 FetO 량은, 투입 산소량으로부터 배출 산소량을 감산한 양으로부터 추가로 VO2 met 를 감산한 양에 상당한다고 가정하여 계산할 수 있다.Here, ρ pig Si [%] is the Si concentration in the charged molten iron. ρ i Siscr [%] is the Si concentration in the charging scrap (item i). ρ j Siaux [%] is the Si concentration in the input auxiliary material (item j). K Si is the oxidation reaction rate constant of Si. In addition, similarly to equation (6), the amount of oxygen used for oxidation of various metal impurities in the molten metal 101, such as Mn and P, can be calculated. Here, the total amount of oxygen used for oxidation of various metal impurities in the molten metal 101, such as Si, Mn, and P, is said to be V O2 met [N㎥/t]. The amount of Fe tO in the slag 103 can be calculated by assuming that it corresponds to the amount obtained by subtracting the discharged oxygen amount from the input oxygen amount and further subtracting V O2 met .

1 회의 정련 처리 (상기 대상 차지의 정련 처리) 가 종료되는 타이밍에 스텝 S3 및 스텝 S4 의 처리가 종료되고 (스텝 S5 의 Yes), 노내 상태 추정 처리는 스텝 S6 의 처리로 진행된다. 1 회의 정련 처리가 종료되어 있지 않은 경우에 (스텝 S5 의 No), 노내 상태 추정 처리는 스텝 S3 및 스텝 S4 의 처리로 되돌아간다.At the timing when one refining process (refining process of the target charge) ends, the processes of steps S3 and S4 are completed (Yes in step S5), and the in-furnace state estimation process proceeds to the process of step S6. When one refining process has not been completed (No in step S5), the in-furnace state estimation process returns to the processes in steps S3 and S4.

스텝 S6 의 처리에서는, 입력부 (11) 가, 정련 처리의 결과를 실적 정보로서 취득한다. 본 실시형태에 있어서, 정련 처리의 결과는, 용탕 (101) 의 온도 및 성분 농도, 슬래그 (103) 의 성분 농도 그리고 배기 가스의 유량 및 성분 농도를 포함한다. 입력부 (11) 는, 취득한 정련 처리의 결과를, 데이터베이스 (12) 에 기억한다. 이로써, 스텝 S6 의 처리가 완료되고, 노내 상태 추정 처리는 스텝 S7 의 처리로 진행된다. 스텝 S6 은「입력 스텝」의 일부에 대응한다. 스텝 S6 에 있어서 입력된 데이터는, 모델 파라미터 계산부 (13) 의 처리에서 사용된다.In the processing of step S6, the input unit 11 acquires the result of the refining process as performance information. In this embodiment, the results of the refining treatment include the temperature and component concentration of the molten metal 101, the component concentration of the slag 103, and the flow rate and component concentration of the exhaust gas. The input unit 11 stores the obtained results of the refining process in the database 12. Thereby, the process of step S6 is completed, and the in-furnace state estimation process progresses to the process of step S7. Step S6 corresponds to part of the “input step”. The data input in step S6 is used in the processing of the model parameter calculation unit 13.

스텝 S7 의 처리에서는, 모델 파라미터 계산부 (13) 가 노내의 물질 수지 및 열수지에 기초하여, 수지 오차가 최소가 되도록 취련 반응에 관한 모델의 모델 파라미터를 계산하고, 데이터베이스 (12) 에 기억한다. 스텝 S7 은「모델 파라미터 계산 스텝」에 대응된다. 상기와 같이, 노내 상태 계산부 (15) 가 모델 결정부 (14) 에 의해 결정된 모델 파라미터를 사용하여, 대상 차지의 정련 처리에 있어서의 전로 (100) 내의 상태량을 추정하고 있다. 모델 파라미터 계산부 (13) 는, 노내 상태 계산부 (15) 가 사용한 모델 파라미터를, 대상 차지의 정련 처리의 결과 (실적 정보) 를 사용하여 보정한다. 그리고, 모델 파라미터 계산부 (13) 는, 보정 후의 더욱 정확한 모델 파라미터를, 데이터베이스 (12) 에 기억한다. 환언하면, 대상 차지와 관련지어져 데이터베이스 (12) 에 기억되는 모델 파라미터는, 노내 상태 계산부 (15) 가 계산 (추정) 에 사용한 모델의 모델 파라미터가 아니다. 대상 차지와 관련지어져 데이터베이스 (12) 에 기억되는 모델 파라미터는, 모델 파라미터 계산부 (13) 에 의해 대상 차지의 정련 처리의 실적 정보에 기초하여 계산 (보정) 된 모델 파라미터이다.In the process of step S7, the model parameter calculation part 13 calculates the model parameters of the model regarding a blow temper reaction based on the material balance and heat balance in the furnace so that a resin error may be minimized, and stores them in the database 12. Step S7 corresponds to the “model parameter calculation step”. As described above, the in-furnace state calculation unit 15 estimates the state quantity in the converter 100 in the refining process of the target charge using the model parameters determined by the model determination unit 14. The model parameter calculation unit 13 corrects the model parameters used by the in-furnace state calculation unit 15 using the results (performance information) of the refining process of the target charge. Then, the model parameter calculation unit 13 stores more accurate model parameters after correction in the database 12. In other words, the model parameters associated with the target charge and stored in the database 12 are not the model parameters of the model used by the in-furnace state calculation unit 15 for calculation (estimate). The model parameters associated with the target charge and stored in the database 12 are model parameters calculated (corrected) by the model parameter calculation unit 13 based on performance information of the refining process of the target charge.

모델 파라미터 계산부 (13) 는, 보정을 위한 계수를 모델 파라미터로서 계산해도 된다. 보정을 위한 계수는, 예를 들어 배기 가스의 유량의 계측치의 보정 계수 A, 배기 가스의 성분 농도의 계측치의 보정 계수 B 를 포함해도 된다. 보정을 위한 계수는, 예를 들어 용탕 (101) 의 성분 농도의 계측치의 보정 계수 ΔC, 용탕 (101) 의 온도의 계측치의 보정 계수 D, 장입 스크랩의 노내 반응의 수율에 관한 정수 E, 투입되는 부원료의 노내 반응의 수율에 관한 정수 F 를 포함해도 된다. 보정을 위한 계수는, 용탕 (101) 중의 성분의 산화 반응, 슬래그 (103) 중의 성분의 환원 반응, 부원료의 용해 등의 노내에 있어서의 각종 반응에 수반되는 승열 및 흡열량에 대한 계수 H 를 포함해도 된다. 또, 보정을 위한 계수는, 가스 및 슬래그 (103) 의 현열, 노구 및 노체로부터의 방열량 등의 열로스에 대한 계수 I 를 포함해도 된다.The model parameter calculation unit 13 may calculate coefficients for correction as model parameters. The coefficient for correction may include, for example, a correction coefficient A for the measured value of the flow rate of the exhaust gas, and a correction coefficient B for the measured value of the component concentration of the exhaust gas. Coefficients for correction include, for example, a correction coefficient ΔC for the measured value of the component concentration of the molten metal 101, a correction coefficient D for the measured value of the temperature of the molten metal 101, a constant E related to the yield of the reaction in the furnace of the charged scrap, and the input A constant F related to the yield of the in-furnace reaction of the auxiliary raw materials may be included. The coefficient for correction includes the coefficient H for the heat gain and endothermic amount accompanying various reactions in the furnace, such as the oxidation reaction of the components in the molten metal 101, the reduction reaction of the components in the slag 103, and the dissolution of auxiliary materials. You can do it. In addition, the coefficient for correction may include a coefficient I for heat loss such as the sensible heat of the gas and slag 103 and the amount of heat radiation from the furnace hole and furnace body.

모델 파라미터 계산부 (13) 는, 예를 들어 식 (7) 과 같은 평가 함수의 변수로서, 상기와 같은 계수를 삽입하고, 평가 함수를 최소화하는 모델 파라미터를 구해도 된다. 여기서, 본 실시형태에 있어서 모델 파라미터 계산부 (13) 는 평가 함수를 최소화하지만, 적합한 모델 파라미터의 경우에 최대화하는 평가 함수가 이용되어도 된다. 요컨대, 모델 파라미터 계산부 (13) 는, 평가 함수를 최소화 또는 최대화하는 모델 파라미터를 구해도 된다.For example, the model parameter calculation unit 13 may insert coefficients as described above as variables of an evaluation function such as equation (7) and obtain model parameters that minimize the evaluation function. Here, in this embodiment, the model parameter calculation unit 13 minimizes the evaluation function, but in the case of suitable model parameters, a maximizing evaluation function may be used. In short, the model parameter calculation unit 13 may obtain model parameters that minimize or maximize the evaluation function.

[수학식 7][Equation 7]

Cin 은 전로 (100) 내에 투입되는 탄소량의 특정 기간의 적산량이다. Cout 은 배기 가스 등에 의해 전로 (100) 외로 배출되는 탄소량의 특정 기간의 적산량이다. O2 in 은 전로 (100) 내에 투입되는 산소량이다. O2 out 은 배기 가스 및 슬래그 (103) 의 배출 등에 의해 전로 (100) 외로 배출되는 산소량이다. VO2 met 는 Si, Mn, P 등의 용탕 (101) 중의 각종 금속 불순물 산화에 사용되는 산소량이다. ΔT 는 전로 (100) 내의 반응에 의해 일어나는 반응열, 노외로 배출되는 배기 가스 및 슬래그 (103) 등에 의한 발열 그리고 노체로부터의 방열 및 노구로부터의 복사 방열 등을 포함하는 전로 (100) 내의 열량 변화에 의한 용탕 온도 변화량의 특정 기간의 적산량이다. Tini 는 정련 처리에 있어서의 특정 기간의 시점에서의 용탕 (101) 의 온도의 계측치이다. 또, [C], VO2 FetO, Tfin 은 각각, 정련 처리에 있어서의 특정 기간의 종점에서의 용탕 (101) 중의 탄소량 계측치, 슬래그 (103) 중의 FetO 량 계측치로부터 계산되는 FetO 생성에 사용된 산소량, 용탕 (101) 온도 계측치이다. σC 2, σO 2, σT 2 는 임의로 설정 가능한 정수이다. 또, A ∼ I 및 ΔC 는 도 2 의 제 1 파라미터 ∼ 제 K 파라미터에 대응한다. 본 실시형태에 있어서, 모델 파라미터는, 식 (7) 에서 사용되는 상기 적산량 및 산소량 중 적어도 하나를 보정하는 계수 또는 정수항을 포함한다.C in is the accumulated amount of carbon input into the converter 100 over a specific period. C out is the accumulated amount of carbon discharged outside the converter 100 by exhaust gas, etc. during a specific period. O 2 in is the amount of oxygen introduced into the converter 100. O 2 out is the amount of oxygen discharged outside the converter 100 due to discharge of exhaust gas and slag 103, etc. V O2 met is the amount of oxygen used to oxidize various metal impurities in the molten metal (101) such as Si, Mn, and P. ΔT is the change in the amount of heat in the converter 100, including reaction heat generated by the reaction in the converter 100, heat generated by exhaust gas and slag 103 discharged to the outside of the furnace, heat radiation from the furnace body, and radiant heat radiation from the furnace opening. It is the accumulated amount of molten metal temperature change over a specific period. T ini is a measured value of the temperature of the molten metal 101 at a specific period in the refining process. In addition, [C], VO2 FetO , and T fin are Fe t calculated from the measured carbon content in the molten metal 101 and the measured Fe tO content in the slag 103 at the end of a specific period in the refining treatment, respectively. This is the measured value of the amount of oxygen used to generate O and the temperature of the molten metal (101). σ C 2 , σ O 2 , and σ T 2 are integers that can be arbitrarily set. Additionally, A to I and ΔC correspond to the first to K parameters in FIG. 2 . In this embodiment, the model parameter includes a coefficient or constant term that corrects at least one of the integrated amount and the oxygen amount used in equation (7).

단, ΔRm 은, 용탕 (101) 중의 성분의 산화 반응, 슬래그 (103) 중의 성분의 환원 반응, 부원료의 용해 등의 노내에 있어서의 각종 반응 m 에 대한 반응량이다. ΔLn 은 가스 및 슬래그 (103) 의 현열, 노구 및 노체로부터의 방열량 등의 용탕 (101) 에 있어서의 열로스 경로 n 에 대한 열로스량이다.However, ΔR m is the reaction amount for various reactions m in the furnace, such as the oxidation reaction of the components in the molten metal 101, the reduction reaction of the components in the slag 103, and the dissolution of auxiliary materials. ΔL n is the amount of heat loss with respect to the heat loss path n in the molten metal 101, such as the sensible heat of the gas and slag 103, and the amount of heat radiation from the furnace hole and furnace body.

식 (7) 에 나타내는 평가 함수 J 는, 이하의 3 개의 항의 가중합으로 되어 있다. 평가 함수 J 에 있어서, 제 1 항 및 제 2 항이 물질 수지 오차를 나타내는 항으로서, 제 3 항이 열수지 오차를 나타내는 항이다. 제 1 항은, 투입 탄소량으로부터 배출 탄소량을 감산한 전로 (100) 내에 잔류하는 탄소량과, 용탕 (101) 중의 탄소량 계측치의 차의 2 승 값이다. 이 항이 0 이 되는 것은 전로 (100) 내에서 탄소 수지 균형이 유지되고 있는 것을 나타낸다. 제 2 항은, 투입 산소량으로부터 배출 산소량 및 불순물 금속 산화 사용 산소량을 감산한 양과 슬래그 (103) 중의 FetO 계측치로부터 계산되는 용탕 (101) 중의 철산화에 사용되는 산소량의 차의 2 승 값이다. 이 항이 0 이 되는 것은 전로 (100) 내에서 산소 수지 균형이 유지되고 있는 것을 나타낸다. 제 3 항은, 정련 처리에 있어서의 특정 기간의 시점에서 종점까지의 용탕 (101) 온도 변화량 계측치와, 전로 (100) 내의 반응열 및 발열 등으로부터 계산되는 용탕 (101) 온도 변화량 계산치의 차의 2 승 값이다. 이 항이 0 에 가까워지는 것은, 전로 (100) 내에서 열수지 균형이 유지되고 있는 것을 나타낸다. 상기 식 (7) 에 관한 설명에 있어서의「특정 기간」은, 3 항의 각각에서 상이한 기간을 설정해도 된다.The evaluation function J shown in equation (7) is a weighted sum of the following three terms. In the evaluation function J, the first and second terms are terms representing the material balance error, and the third term is a term representing the heat balance error. The first term is the square value of the difference between the amount of carbon remaining in the converter 100 obtained by subtracting the amount of carbon discharged from the amount of carbon input and the measured value of the amount of carbon in the molten metal 101. This term being 0 indicates that the carbon balance is maintained within the converter 100. The second term is the square value of the difference between the amount of oxygen discharged and the amount of oxygen used for oxidizing impurity metals from the amount of oxygen input and the amount of oxygen used for iron oxidation in the molten metal 101 calculated from the measured value of Fe tO in the slag 103. . This term being 0 indicates that the oxygen balance is maintained within the converter 100. Clause 3 is the difference between the measured temperature change value of the molten metal 101 from the start to the end point of a specific period in the refining process and the calculated temperature change value of the molten metal 101 calculated from the reaction heat and heat generation in the converter 100, etc. It is the win value. The fact that this term approaches 0 indicates that the heat balance is maintained within the converter 100. The “specific period” in the explanation of equation (7) above may be a different period in each of the three items.

평가 함수 J 의 각 항의 분모에 있는 가중 인자 (σC 2, σO 2, σT 2) 는 예를 들어 유저에 의해 설정된다. 평가 함수 J 를 제약 조건하에서 최소화하는 비선형 계획 문제에는 다종의 알고리즘이 제안되어 있고, 공지된 수법에 의해 모델 파라미터를 구하는 계산이 실행되어도 된다.The weighting factors (σ C 2 , σ O 2 , σ T 2 ) in the denominator of each term of the evaluation function J are set by the user, for example. Various algorithms have been proposed for the nonlinear programming problem of minimizing the evaluation function J under constraints, and calculations to obtain model parameters may be performed using known methods.

모델 파라미터 계산부 (13) 에 의해 계산된 모델 파라미터는, 데이터베이스 (12) 에 기억되고, 다음 번 이후의 정련 처리에 있어서의 노내 상태 추정 처리에 사용된다. 이로써, 스텝 S7 의 처리가 완료되고, 노내 상태 추정 처리는 정련 처리에 있어서의 처리를 완료한다.The model parameters calculated by the model parameter calculation unit 13 are stored in the database 12 and are used for in-furnace state estimation processing in the next and subsequent refining processes. Thereby, the process of step S7 is completed, and the in-furnace state estimation process completes the process in the refining process.

상기 노내 상태 추정 방법의 처리에 의해 추정되는 용탕 (101) 의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그 (103) 의 성분 농도에 기초하여, 조작량을 결정하고, 정련 조업이 실시되어, 양호한 용강이 제조된다. 조작량으로서, 최적인 상취 산소의 유량 및 속도, 상취 랜스의 높이, 하취 가스의 유량, 석회, 철광석 등의 부원료의 투입량 및 투입 타이밍, 용탕을 샘플링하는 타이밍 그리고 취련을 종료하는 타이밍 중 적어도 하나가 결정된다. 이와 같이, 상기 노내 상태 추정 방법에 의해 계산된 노내 상태에 기초하여, 양호한 용강 제조 방법을 실현할 수 있다.Based on the temperature and component concentration of the molten metal 101 and the component concentration of the slag 103 estimated by the process of the in-furnace state estimation method, the operating amount is determined, the refining operation is performed, and good molten steel is produced. As the operating amount, at least one of the optimal flow rate and speed of top blowing oxygen, the height of the top blow lance, the flow rate of bottom blow gas, the input amount and timing of auxiliary materials such as lime and iron ore, the timing of sampling the molten metal, and the timing of ending blow tempering is determined. do. In this way, based on the in-furnace state calculated by the above-mentioned in-furnace state estimation method, a good molten steel manufacturing method can be realized.

이상과 같이, 본 실시형태에 관련된 노내 상태 추정 장치 (1), 노내 상태 추정 방법 및 용강 제조 방법은, 상기 구성 및 공정에 의해, 노내의 물질 수지 오차 및 열수지 오차를 나타내는 항을 포함하는 평가 함수에 기초하여 모델 파라미터를 최적화하고 나서 데이터베이스 (12) 에 기억한다. 그리고, 정련 처리에 있어서의 노내 상태 추정에 있어서, 데이터베이스 (12) 에 축적된 과거의 최적화된 모델 파라미터를 사용할 수 있기 때문에, 용탕 (101) 의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그 (103) 의 성분 농도 등의 추정 정밀도를 향상시킬 수 있다.As described above, the furnace state estimation device 1, the furnace state estimation method, and the molten steel manufacturing method according to the present embodiment have an evaluation function including terms representing the material balance error and heat balance error in the furnace by the above configuration and process. The model parameters are optimized based on and then stored in the database (12). In addition, in estimating the state of the furnace in the refining process, since the past optimized model parameters accumulated in the database 12 can be used, the temperature and component concentration of the molten metal 101, the component concentration of the slag 103, etc. The estimation precision can be improved.

본 개시의 실시형태에 대해, 제반 도면 및 실시예에 기초하여 설명해 왔지만, 당업자이면 본 개시에 기초하여 여러 가지의 변형 또는 수정을 행하는 것이 용이하다는 것에 주의를 바란다. 따라서, 이들 변형 또는 수정은 본 개시의 범위에 포함된다는 것에 유의해 주기 바란다. 예를 들어, 각 구성부 또는 각 스텝 등에 포함되는 기능 등은 논리적으로 모순되지 않게 재배치 가능하고, 복수의 구성 부 또는 스텝 등을 하나로 조합하거나, 혹은 분할하거나 하는 것이 가능하다. 본 개시에 관련된 실시형태는 장치가 구비하는 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 또는 프로그램을 기록한 기억 매체로도 실현될 수 있는 것이다. 본 개시의 범위에는 이들도 포함되는 것으로 이해받고자 한다.Although the embodiments of the present disclosure have been described based on various drawings and examples, please note that it is easy for those skilled in the art to make various changes or modifications based on the present disclosure. Accordingly, please note that these variations or modifications are included within the scope of the present disclosure. For example, functions included in each component or step can be rearranged without logical contradiction, and multiple components or steps can be combined into one or divided. Embodiments related to the present disclosure can also be realized with a program executed by a processor included in the device or a storage medium on which the program is recorded. It is intended to be understood that these are also included in the scope of the present disclosure.

예를 들어, 결정하는 모델 파라미터의 종류 및 모델 파라미터의 수, 최소화하는 평가 함수의 형태는 상기 실시형태에서 든 것으로 한정되지 않고, 노내의 물질 수지 오차 및 열수지 오차를 최소화 가능한 형태이면 동일한 효과를 발휘한다. 또, 모델은, 상기 실시형태에서 식 (2) ∼ 식 (6) 과 같이 예시한 것으로 한정되지 않고, 용탕 온도 추정 모델, 스크랩 용해 모델, 부원료 용해·수율 모델, 탈탄 효율 모델, 탈인 모델, FetO 의 생성 환원 모델 등이 이용되어도 된다. 또, 본 실시형태에서는 전로 (100) 를 대상으로 한 노내 상태 추정 장치 (1) 및 노내 상태 추정 방법을 나타냈지만, 2 차 정련 설비 또는 예비 처리 설비에 있어서도, 노내의 물질 수지 및 열수지를 기초로 계산되는 모델 파라미터 계산에는 유효하다.For example, the type of model parameter to be determined, the number of model parameters, and the form of the evaluation function to be minimized are not limited to those in the above embodiment, and the same effect is achieved as long as it is in a form that can minimize the material balance error and heat balance error in the furnace. do. In addition, the model is not limited to those exemplified as Equations (2) to Equations (6) in the above embodiment, but includes a molten metal temperature estimation model, scrap dissolution model, secondary material dissolution/yield model, decarburization efficiency model, dephosphorization model, Fe A production reduction model of tO , etc. may be used. In addition, in this embodiment, the furnace state estimation device 1 and the furnace state estimation method for the converter 100 are shown, but also in the secondary refining facility or preliminary treatment facility, based on the material balance and heat balance in the furnace. It is valid for calculation of model parameters being calculated.

1 : 노내 상태 추정 장치
2 : 정련 설비
10 : 제어 단말
11 : 입력부
12 : 데이터베이스
13 : 모델 파라미터 계산부
14 : 모델 결정부
15 : 노내 상태 계산부
16 : 출력부
20 : 표시 장치
100 : 전로
101 : 용탕
102 : 랜스
103 : 슬래그
104 : 덕트
105 : 배기 가스 검출부
106 : 통기공
107 : 유량계
1: In-furnace state estimation device
2: Refining equipment
10: control terminal
11: input unit
12: database
13: Model parameter calculation unit
14: Model decision unit
15: Furnace state calculation unit
16: output unit
20: display device
100: Converter
101: molten metal
102: Lance
103: slag
104: duct
105: exhaust gas detection unit
106: Ventilation hole
107: flow meter

Claims (9)

정련 설비에 있어서의 정련 처리의 개시 전 또는 처리 중의 용탕의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그의 성분 농도의 계측 결과, 상기 정련 설비로부터 배출되는 배기 가스의 유량 및 성분 농도를 포함하는 정련 설비에 대한 계측 결과를 포함하는 실적 정보와, 상기 정련 처리의 조건이 입력되는 입력부와,
상기 정련 설비에 있어서의 취련 반응에 관한 모델의 모델 파라미터와, 상기 실적 정보와, 상기 정련 처리의 조건이 기억되는 데이터베이스로부터 취득한 과거의 상기 모델 파라미터를 사용하여, 대상 차지의 상기 정련 처리에 있어서의 상기 모델 파라미터를 결정하는 모델 결정부와,
결정된 상기 모델 파라미터를 사용하여, 상기 용탕의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그의 성분 농도를 포함하는 노내의 상태량을 계산하는 노내 상태 계산부와,
상기 대상 차지의 상기 정련 처리의 결과를 포함하는 상기 실적 정보를 사용하여, 상기 정련 처리에 있어서의 특정 기간의 시점에서 종점까지의 상기 노내의 물질 수지 오차 및 열수지 오차를 나타내는 항을 포함하는 평가 함수에 기초하여, 상기 대상 차지의 상기 정련 처리에 있어서의 상기 모델 파라미터를 계산하는 모델 파라미터 계산부를 구비하는, 노내 상태 추정 장치.
Measurement results of the temperature and component concentration of molten metal and component concentration of slag before or during the start of refining processing in the refining facility, and measurement results for the refining facility, including the flow rate and component concentration of exhaust gas discharged from the refining facility. An input unit where performance information including and conditions for the refining process are input,
Using the model parameters of the model related to the blow refining reaction in the refining equipment, the performance information, and the past model parameters acquired from a database storing the conditions of the refining process, a model determination unit that determines the model parameters,
a furnace state calculation unit that calculates state quantities in the furnace including the temperature and component concentration of the molten metal and the component concentration of slag using the determined model parameters;
An evaluation function including terms representing a material balance error and a heat balance error in the furnace from the start to the end point of a specific period in the refining process, using the performance information including the results of the refining process for the target charge. Based on this, an in-furnace state estimation device comprising a model parameter calculation unit that calculates the model parameter in the refining process of the target charge.
제 1 항에 있어서,
상기 모델 결정부는, 상기 데이터베이스에 기억된 과거의 상기 모델 파라미터 가운데, 상기 대상 차지의 상기 정련 처리의 조건에 유사한 과거의 상기 정련 처리의 상기 모델 파라미터를 평균함으로써, 상기 대상 차지의 상기 정련 처리에 있어서의 상기 모델 파라미터를 결정하는, 노내 상태 추정 장치.
According to claim 1,
The model determination unit averages the model parameters of past refining processes that are similar to the conditions of the refining process of the target charge among the past model parameters stored in the database, thereby performing the refining process of the target charge. An in-furnace state estimation device for determining the model parameters.
제 1 항에 있어서,
상기 모델 결정부는, 상기 데이터베이스에 기억된 과거의 상기 모델 파라미터와, 상기 정련 처리에 있어서의 처리 횟수, 처리 일시, 정련 설비의 사용 횟수 중 적어도 하나를 포함하는 정련 처리의 조건과의 관계를 모델화하고, 상기 모델로부터 상기 대상 차지의 상기 정련 처리에 있어서의 상기 파라미터를 결정하는, 노내 상태 추정 장치.
According to claim 1,
The model determination unit models the relationship between the past model parameters stored in the database and the conditions of the refining process, including at least one of the number of processes in the refining process, the date and time of the process, and the number of uses of the refining equipment, , An in-furnace state estimation device that determines the parameters in the refining process of the target charge from the model.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모델 파라미터는, 상기 노내에 투입되는 탄소량의 특정 기간의 적산량, 노외로 배출되는 탄소량의 특정 기간의 적산량, 상기 노내에 투입되는 산소량, 상기 노외로 배출되는 산소량, 상기 용탕 중의 각종 금속 불순물 산화에 사용되는 산소량 및 상기 노내의 열량 변화에 의한 용탕 온도 변화량의 특정 기간의 적산량 중 적어도 하나를 보정하는 계수 또는 정수항을 포함하는, 노내 상태 추정 장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The model parameters include the accumulated amount of carbon introduced into the furnace in a specific period, the accumulated amount of carbon discharged outside the furnace in a specific period, the amount of oxygen introduced into the furnace, the amount of oxygen discharged outside the furnace, and various types of molten metal in the molten metal. A furnace state estimation device comprising a coefficient or constant term for correcting at least one of the amount of oxygen used to oxidize metal impurities and the accumulated amount of the molten metal temperature change in a specific period due to the change in heat content in the furnace.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 평가 함수는, 탄소 수지 밸런스를 나타내는 항과, 산소 수지 밸런스를 나타내는 항과, 열수지 밸런스를 나타내는 항의 가중합으로 구성되는, 노내 상태 추정 장치.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The evaluation function is comprised of a weighted sum of a term representing the carbon balance, a term representing the oxygen balance, and a term representing the heat balance.
노내 상태 추정 장치가 실행하는 노내 상태 추정 방법으로서,
정련 설비에 있어서의 정련 처리의 개시 전 또는 처리 중의 용탕의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그의 성분 농도의 계측 결과, 상기 정련 설비로부터 배출되는 배기 가스의 유량 및 성분 농도를 포함하는 정련 설비에 대한 계측 결과를 포함하는 실적 정보와, 상기 정련 처리의 조건이 입력되는 입력 스텝과,
상기 정련 설비에 있어서의 취련 반응에 관한 모델의 모델 파라미터와, 상기 실적 정보와, 상기 정련 처리의 조건이 기억되는 데이터베이스로부터 취득한 과거의 상기 모델 파라미터를 사용하여, 대상 차지의 상기 정련 처리에 있어서의 상기 모델 파라미터를 결정하는 모델 결정 스텝과,
결정된 상기 모델 파라미터를 사용하여, 상기 용탕의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그의 성분 농도를 포함하는 노내의 상태량을 계산하는 노내 상태 계산 스텝과,
상기 대상 차지의 상기 정련 처리의 결과를 포함하는 상기 실적 정보를 사용하여, 상기 정련 처리에 있어서의 특정 기간의 시점에서 종점까지의 상기 노내의 물질 수지 오차 및 열수지 오차를 나타내는 항을 포함하는 평가 함수에 기초하여, 상기 대상 차지의 상기 정련 처리에 있어서의 상기 모델 파라미터를 계산하는 모델 파라미터 계산 스텝을 포함하는, 노내 상태 추정 방법.
An in-furnace state estimation method executed by an in-furnace state estimation device, comprising:
Measurement results of the temperature and component concentration of molten metal and component concentration of slag before or during the start of refining processing in the refining facility, and measurement results for the refining facility, including the flow rate and component concentration of exhaust gas discharged from the refining facility. An input step in which performance information including and conditions for the refining process are input,
Using the model parameters of the model related to the blow refining reaction in the refining equipment, the performance information, and the past model parameters acquired from a database storing the conditions of the refining process, A model decision step for determining the model parameters,
a furnace state calculation step for calculating state quantities in the furnace including temperature and component concentration of the molten metal and component concentration of slag using the determined model parameters;
An evaluation function including terms representing a material balance error and a heat balance error in the furnace from the start to the end point of a specific period in the refining process, using the performance information including the results of the refining process for the target charge. Based on this, a model parameter calculation step of calculating the model parameters in the refining process of the target charge.
제 6 항에 있어서,
상기 모델 결정 스텝은, 상기 데이터베이스에 기억된 과거의 상기 모델 파라미터 가운데, 상기 대상 차지의 상기 정련 처리의 조건에 유사한 과거의 상기 정련 처리의 상기 모델 파라미터를 평균함으로써, 상기 대상 차지의 상기 정련 처리에 있어서의 상기 모델 파라미터를 결정하는, 노내 상태 추정 방법.
According to claim 6,
The model determination step determines the refining process of the target charge by averaging the model parameters of the past refining process that are similar to the conditions of the refining process of the target charge among the past model parameters stored in the database. An in-furnace state estimation method for determining the model parameters.
제 6 항에 있어서,
상기 모델 결정 스텝은, 상기 데이터베이스에 기억된 과거의 상기 모델 파라미터와, 상기 정련 처리에 있어서의 처리 횟수, 처리 일시, 정련 설비의 사용 횟수 중 적어도 하나를 포함하는 정련 처리의 조건과의 관계를 모델화하고, 상기 모델로부터 상기 대상 차지의 상기 정련 처리에 있어서의 상기 파라미터를 결정하는, 노내 상태 추정 방법.
According to claim 6,
The model determination step models the relationship between the past model parameters stored in the database and the conditions of the refining process, including at least one of the number of processes in the refining process, the date and time of the process, and the number of uses of the refining equipment. and determining the parameters in the refining process of the target charge from the model.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 노태 상태 추정 방법에 의해 추정되는 상기 용탕의 온도 및 성분 농도 그리고 슬래그의 성분 농도에 기초하여, 상취 산소의 유량 및 속도, 상취 랜스의 높이, 하취 가스의 유량, 석회, 철광석 등의 부원료의 투입량 및 투입 타이밍, 상기 용탕을 샘플링하는 타이밍 그리고 취련을 종료하는 타이밍 중 적어도 하나를 결정하여 정련 조업을 실시하고, 용강을 제조하는 용강 제조 방법.Based on the temperature and component concentration of the molten metal and the component concentration of the slag estimated by the method for estimating the state of boiling water according to any one of claims 6 to 8, the flow rate and speed of top blowing oxygen, the height of the top blowing lance, and bottom blowing A molten steel production method in which a refining operation is performed by determining at least one of the flow rate of gas, the input amount and timing of secondary materials such as lime and iron ore, the timing of sampling the molten metal, and the timing of ending blow refining, and manufacturing molten steel.
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