本公开涉及炉内状态推断装置、炉内状态推断方法以及钢水制造方法。本公开特别涉及推断钢铁业的精炼设备中的熔液中及熔渣中的成分浓度的炉内状态推断装置、炉内状态推断方法以及钢水制造方法。
背景技术：
1、在炼铁厂，在预处理设备、转炉及二级精炼设备等精炼设备中，进行从高炉出铁的铁水的成分及温度的调整。转炉是通过向炉内吹入氧而进行熔液中的杂质去除及升温的工序，在钢的品质管理及精炼成本合理化等方面起着非常重要的作用。这里，在转炉中的熔液成分及熔液温度的控制中，例如使用顶吹氧的流量及速度、顶吹喷枪的高度、底吹气体的流量等作为操作量。另外，使用石灰、铁矿石等辅助原料的投入量及投入时机、对熔液进行采样的时机、结束吹炼的时机等作为操作量。这些操作量应该根据熔液温度和熔液成分及熔渣成分等炉内状态而被最优化。为了高精度地推断炉内状态并使操作量合理化，提出了如下方法：使用包括在精炼处理中能够连续地测量的废气测量值在内的与精炼设备有关的测量信息，来进行炉内的物质收支及热收支计算。认为该方法通常能够高精度且实时地推断熔液温度与熔液成分及熔渣成分。但是，存在如下课题：由于精炼设备中的炉内耐火材料的损耗、投入辅助原料的成分变动、测量精度的降低等精炼设备环境的变动而使状态推断模型的精度屡次劣化。
2、作为为了保持这样的模型的精度而将模型参数最优化的方法，例如专利文献1提出了如下方法：从过去的实绩信息中提取处理条件相似的实绩来计算转炉独立的模型式中的参数的值。
3、另外，例如专利文献2提出了如下方法：通过求出以使热收支平衡的方式设定了的联立方程式的近似解来决定二级精炼设备中的熔液温度推断模型的多个参数。
4、专利文献1：日本特开2005-036289号公报
5、专利文献2：日本特开2004-360044号公报
6、这里，作为模型式，专利文献1将独立的物理反应模型或一级组合模型作为对象。因此，专利文献1的技术难以应用于如基于炉内的物质收支及热收支计算的状态推断模型那样炉内反应量及升温量复杂地相互作用的模型。
7、在专利文献2中，针对多个模型式与参数彼此相互作用那样的温度推断模型式，提出求出以使热收支平衡的方式设定了的联立方程式的近似解的方法。但是，专利文献2关于在炉内的反应量计算中使用包括废气测量值在内的测量信息的炉内物质收支计算并未记载。因此，专利文献2的技术难以应用于除了热收支以外炉内物质收支也相互作用那样的模型。
8、因此，追求对于炉内的物质收支及热收支复杂地相互作用那样的模型也有效的模型参数决定方法。
技术实现思路
1、鉴于这样的情况而完成的本公开的目的在于提供能够高精度且连续地推断熔液中及熔渣中的成分浓度的炉内状态推断装置、炉内状态推断方法以及钢水制造方法。
2、(1)本公开的一个实施方式所涉及的炉内状态推断装置具备：
3、输入部，输入包括精炼设备中的精炼处理开始前或处理中的熔液的温度及成分浓度以及熔渣的成分浓度的测量结果、包括从上述精炼设备排出的废气的流量及成分浓度在内的与精炼设备有关的测量结果的实绩信息、和上述精炼处理的条件；
4、模型决定部，使用从存储与上述精炼设备中的吹炼反应相关的模型的模型参数、上述实绩信息、上述精炼处理的条件的数据库中获取到的过去的上述模型参数，来决定对象装料的上述精炼处理中的上述模型参数；
5、炉内状态计算部，使用所决定的上述模型参数，来计算包括上述熔液的温度及成分浓度以及熔渣的成分浓度在内的炉内的状态量；以及
6、模型参数计算部，使用包括上述对象装料的上述精炼处理的结果的上述实绩信息，基于包括表示上述精炼处理中的特定期间的从起点到终点为止的上述炉内的物质收支误差及热收支误差的项的评价函数，来计算上述对象装料的上述精炼处理中的上述模型参数。
7、(2)作为本公开的一个实施方式，在(1)的基础上，
8、上述模型决定部通过对存储于上述数据库的过去的上述模型参数中的与上述对象装料的上述精炼处理的条件相似的过去的上述精炼处理的上述模型参数进行平均来决定上述对象装料的上述精炼处理中的上述模型参数。
9、(3)作为本公开的一个实施方式，在(1)的基础上，
10、上述模型决定部将存储于上述数据库的过去的上述模型参数与包括上述精炼处理中的处理次数、处理日期时间、精炼设备的使用次数中的至少一个在内的精炼处理的条件的关系模型化，并根据上述模型决定上述对象装料的上述精炼处理中的上述参数。
11、(4)作为本公开的一个实施方式，在(1)～(3)中任一方式的基础上，
12、上述模型参数包括对投入到上述炉内的碳量的特定期间的累计量、排出到炉外的碳量的特定期间的累计量、投入到上述炉内的氧量、排出到上述炉外的氧量、在上述熔液中的各种金属杂质氧化中被使用的氧量以及上述炉内的热量变化引起的熔液温度变化量的特定期间的累计量中的至少一个进行修正的系数或常数项。
13、(5)作为本公开的一个实施方式，在(1)～(4)中任一项的基础上，
14、上述评价函数由表示碳收支平衡的项、表示氧收支平衡的项、以及表示热收支平衡的项的加权和构成。
15、(6)本公开的一个实施方式所涉及的炉内状态推断方法是炉内状态推断装置执行的炉内状态推断方法，其中，包括：
16、输入步骤，输入包括精炼设备中的精炼处理开始前或处理中的熔液的温度及成分浓度以及熔渣的成分浓度的测量结果、包括从上述精炼设备排出的废气的流量及成分浓度在内的与精炼设备有关的测量结果的实绩信息、和上述精炼处理的条件；
17、模型决定步骤，使用从存储与上述精炼设备中的吹炼反应相关的模型的模型参数、上述实绩信息、上述精炼处理的条件的数据库中获取到的过去的上述模型参数，来决定对象装料的上述精炼处理中的上述模型参数；
18、炉内状态计算步骤，使用所决定的上述模型参数，来计算包括上述熔液的温度及成分浓度以及熔渣的成分浓度在内的炉内的状态量；以及
19、模型参数计算步骤，使用包括上述对象装料的上述精炼处理的结果的上述实绩信息，基于包括表示上述精炼处理中的特定期间的从起点到终点为止的上述炉内的物质收支误差及热收支误差的项的评价函数，来计算上述对象装料的上述精炼处理中的上述模型参数。
20、(7)作为本公开的一个实施方式，在(6)的基础上，
21、上述模型决定步骤通过对存储于上述数据库的过去的上述模型参数中的与上述对象装料的上述精炼处理的条件相似的过去的上述精炼处理的上述模型参数进行平均来决定上述对象装料的上述精炼处理中的上述模型参数。
22、(8)作为本公开的一个实施方式，在(6)的基础上，
23、上述模型决定步骤将存储于上述数据库的过去的上述模型参数与包括上述精炼处理中的处理次数、处理日期时间、精炼设备的使用次数中的至少一个的精炼处理的条件的关系模型化，并根据上述模型决定上述对象装料的上述精炼处理中的上述参数。
24、(9)本公开的一个实施方式所涉及的钢水制造方法基于通过(6)～(8)中任一项的炉内状态推断方法推断出的上述熔液的温度及成分浓度以及熔渣的成分浓度，决定顶吹氧的流量及速度、顶吹喷枪的高度、底吹气体的流量、石灰、铁矿石等辅助原料的投入量及投入时机、对上述熔液进行采样的时机以及结束吹炼的时机中的至少一个来进行精炼运行，制造钢水。
25、根据本公开，能够提供能够高精度且连续地推断熔液中及熔渣中的成分浓度的炉内状态推断装置、炉内状态推断方法以及钢水制造方法。
1.一种炉内状态推断装置，其特征在于，具备：
2.根据权利要求1所述的炉内状态推断装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的炉内状态推断装置，其特征在于，
4.根据权利要求1～3中任一项所述的炉内状态推断装置，其特征在于，
5.根据权利要求1～4中任一项所述的炉内状态推断装置，其特征在于，
6.一种炉内状态推断方法，由炉内状态推断装置执行，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的炉内状态推断方法，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的炉内状态推断方法，其特征在于，
9.一种钢水制造方法，其特征在于，
