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公開番号2025000528
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-07
出願番号2023170033
出願日2023-09-29
発明の名称高炉操業異常推定方法、高炉操業異常推定装置、高炉操業異常推定プログラム及び高炉操業異常推定システム
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C21B 5/00 20060101AFI20241224BHJP(鉄冶金)
要約【課題】指標の絶対値に依存せずに異常要因を推定可能な高炉操業異常推定方法を提供する。
【解決手段】高炉操業異常推定方法は、高炉の操業中における複数の指標の測定値を取得し、取得した測定値のうち、所定の測定値を用いて複数の指標の第1の推定値を算出し、取得した測定値と算出した第1の推定値とが一致しているか否かを指標毎に示す第1の一致度を指標毎に算出し、指標毎に算出した第1の一致度と、高炉の異常要因と高炉の指標との関係を示す異常要因情報とに基づいて高炉の異常要因を推定する処理を含む。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
高炉の操業中における複数の指標の測定値を取得し、
取得した測定値のうち、所定の測定値を用いて複数の指標の第１の推定値を算出し、
取得した前記測定値と算出した前記第１の推定値とが一致しているか否かを前記指標毎に示す第１の一致度を前記指標毎に算出し、
前記指標毎に算出した前記第１の一致度と、高炉の異常要因と高炉の指標との関係を示す異常要因情報とに基づいて高炉の異常要因を推定する
高炉操業異常推定方法。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記高炉の異常要因情報は、
前記異常要因と、高炉の安定状態における指標の第２の推定値と高炉の異常要因が生じた場合における指標の第３の推定値とが一致しているか否かを示す第２の一致度とに基づいて作成される
ことを特徴とする請求項１に記載の高炉操業異常推定方法。
【請求項３】
前記第１の推定値は、高炉の操業中に取得した複数の操業情報からなる第１の操業情報群と高炉数学モデルを用いて算出され、
前記第２の推定値は、
高炉の安定状態における複数の操業情報からなる第１の操業情報群と高炉数学モデルを用いて算出され、
前記第３の推定値は、
高炉の安定状態における前記複数の操業情報と、高炉の安定状態における前記複数の操業情報のうち、あらかじめ定めた１つの操業情報を外乱が生じたことを示す外乱情報とからなる第２の操業情報群と高炉数学モデルを用いて算出されることを特徴とする請求項２に記載の高炉操業異常推定方法。
【請求項４】
前記第１の一致度は、前記第１の推定値と前記測定値が一致しているか否かを示す二値情報であって、
前記第２の一致度は、
前記第２の推定値と前記第３の推定値が一致しているか否かを示す二値情報であることを特徴とする請求項３に記載の高炉操業異常推定方法。
【請求項５】
前記第１の推定値は、
取得した複数の操業情報のうち異常要因が推定される時刻に最も近い時刻において取得した複数の操業情報と前記高炉数学モデルを用いて算出された推定値である、ことを特徴とする請求項４に記載の高炉操業異常推定方法。
【請求項６】
取得した前記測定値から高炉の物質収支の計算値を算出し、
算出した前記物質収支の計算値に基づいて、取得した前記測定値が異常値を含むか否かを判定する、ことを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載の高炉操業異常推定方法。
【請求項７】
高炉の操業中における複数の指標の測定値を取得する測定値取得部と、
取得した測定値のうち、所定の測定値を用いて複数の指標の第１の推定値を算出する第１の推定値算出部と、
取得した前記測定値と算出した前記第１の推定値とが一致しているか否かを前記指標毎に示す第１の一致度を前記指標毎に算出する一致度算出部と、
前記指標毎に算出した前記第１の一致度と、高炉の異常要因と高炉の指標との関係を示す異常要因情報とに基づいて高炉の異常要因を推定する異常要因推定部と、
を有する高炉操業異常推定装置。
【請求項８】
高炉の操業中における複数の指標の測定値を取得し、
取得した測定値のうち、所定の測定値を用いて複数の指標の第１の推定値を算出し、
取得した前記測定値と算出した前記第１の推定値とが一致しているか否かを前記指標毎に示す第１の一致度を前記指標毎に算出し、
前記指標毎に算出した前記第１の一致度と、高炉の異常要因と高炉の指標との関係を示す異常要因情報とに基づいて高炉の異常要因を推定する
処理をコンピュータに実行させる高炉操業異常推定プログラム。
【請求項９】
高炉と、
前記高炉の操業状態を示す複数の指標を検出する複数のセンサと、
前記高炉の異常を推定する高炉操業異常推定装置と、を有し、前記高炉操業異常推定装置は、
高炉の操業中における複数の指標の測定値を取得する測定値取得部と、
取得した測定値のうち、所定の測定値を用いて複数の指標の第１の推定値を算出する第１の推定値算出部と、
取得した前記測定値と算出した前記第１の推定値とが一致しているか否かを前記指標毎に示す第１の一致度を前記指標毎に算出する一致度算出部と、
前記指標毎に算出した前記第１の一致度と、高炉の異常要因と高炉の指標との関係を示す異常要因情報とに基づいて高炉の異常要因を推定する異常要因推定部と、
を有する高炉操業異常推定システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉操業異常推定方法、高炉操業異常推定装置、高炉操業異常推定プログラム及び高炉操業異常推定システムに関する。
続きを表示（約 3,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、高炉の操業において、地球温暖化防止の観点から、排出される二酸化炭素量の削減が求められており、還元材比を低くすることが望まれる。しかしながら、高炉の操業において、還元材比を低くすると、炉熱が低下する等、炉況が不安定になり、生産量が変動する等、高炉の操業が不安定になるおそれがある。
【０００３】
炉況が不安定になることを防止するために、高炉の異常を検知する種々の方法が知られている。例えば、特許文献１には、物理モデルを用いて予測された炉熱指標と、操業中の高炉における実測値に基づいて計算された炉熱指標との差分に基づいて、高炉の操業異常の有無を判定する技術が記載される。特許文献１に記載される技術では、高炉における温度分布の乱れを自動的に判定して分類することで、高炉の異常要因を推定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－９１６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載される技術では、予測値と実測値との差分の大きさに基づいて異常要因を推定するため、絶対値が大きい炉熱指標では予測値と実測値との差分が大きく、絶対値が大きい炉熱指標が異常要因として推定される可能性が高い。一方、絶対値が小さい炉熱指標では予測値と実測値との差分が小さく、絶対値が小さい炉熱指標が異常要因として推定される可能性が低い。特許文献１に記載される技術は、炉熱指標の大きさに基づいて異常要因を推定するため、炉熱指標の絶対値が異常要因に推定に影響し、異常要因の推定精度が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するものであり、指標の絶対値に依存せずに異常要因を推定可能な高炉操業異常推定方法、高炉操業異常推定装置、高炉操業異常推定プログラム及び高炉操業異常推定システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決する本発明は、以下に記載の高炉操業異常推定方法、高炉操業異常推定装置、高炉操業異常推定プログラム及び高炉操業異常推定システムを要旨とするものである。
（１）高炉の操業中における複数の指標の測定値を取得し、
取得した測定値のうち、所定の測定値を用いて複数の指標の第１の推定値を算出し、
取得した測定値と算出した第１の推定値とが一致しているか否かを指標毎に示す第１の一致度を指標毎に算出し、
指標毎に算出した第１の一致度と、高炉の異常要因と高炉の指標との関係を示す異常要因情報とに基づいて高炉の異常要因を推定する
高炉操業異常推定方法。
（２）高炉の異常要因情報は、
異常要因と、高炉の安定状態における指標の第２の推定値と高炉の異常要因が生じた場合における指標の第３の推定値とが一致しているか否かを示す第２の一致度とに基づいて作成される
ことを特徴とする（１）に記載の高炉操業異常推定方法。
（３）第１の推定値は、高炉の操業中に取得した複数の操業情報からなる第１の操業情報群と高炉数学モデルを用いて算出され、
第２の推定値は、
高炉の安定状態における複数の操業情報からなる第１の操業情報群と高炉数学モデルを用いて算出され、
第３の推定値は、
高炉の安定状態における複数の操業情報と、高炉の安定状態における複数の操業情報のうち、あらかじめ定めた１つの操業情報を外乱が生じたことを示す外乱情報とからなる第２の操業情報群と高炉数学モデルを用いて算出されることを特徴とする（２）に記載の高炉操業異常推定方法。
（４）第１の一致度は、第１の推定値と測定値が一致しているか否かを示す二値情報であって、
第２の一致度は、
第２の推定値と第３の推定値が一致しているか否かを示す二値情報であることを特徴とする（３）に記載の高炉操業異常推定方法。
（５）第１の推定値は、
取得した複数の操業情報のうち異常要因が推定される時刻に最も近い時刻において取得した複数の操業情報と高炉数学モデルを用いて算出された推定値である、ことを特徴とする（４）に記載の高炉操業異常推定方法。
（６）取得した測定値から高炉の物質収支の計算値を算出し、
算出した物質収支の計算値に基づいて、取得した測定値が異常値を含むか否かを判定する、ことを特徴とする（１）～（５）の何れか１つに記載の高炉操業異常推定方法。
（７）高炉の操業中における複数の指標の測定値を取得する測定値取得部と、
取得した測定値のうち、所定の測定値を用いて複数の指標の第１の推定値を算出する第1の推定値算出部と、
取得した測定値と算出した第１の推定値とが一致しているか否かを指標毎に示す第１の一致度を指標毎に算出する一致度算出部と、
指標毎に算出した第１の一致度と、高炉の異常要因と高炉の指標との関係を示す異常要因情報とに基づいて高炉の異常要因を推定する異常要因推定部と、
を有する高炉操業異常推定装置。
（８）高炉の操業中における複数の指標の測定値を取得し、
取得した測定値のうち、所定の測定値を用いて複数の指標の第１の推定値を算出し、
取得した測定値と算出した第１の推定値とが一致しているか否かを指標毎に示す第１の一致度を指標毎に算出し、
指標毎に算出した第１の一致度と、高炉の異常要因と高炉の指標との関係を示す異常要因情報とに基づいて高炉の異常要因を推定する
処理をコンピュータに実行させる高炉操業異常推定プログラム。
（９）高炉と、
高炉の操業状態を示す複数の指標を検出する複数のセンサと、
高炉の異常を検知する高炉操業異常推定装置と、を有し、高炉操業異常推定装置は、
高炉の操業中における複数の指標の測定値を取得する測定値取得部と、
取得した測定値のうち、所定の測定値を用いて複数の指標の第１の推定値を算出する推定値算出部と、
取得した測定値と算出した第１の推定値とが一致しているか否かを指標毎に示す第１の一致度を指標毎に算出する一致度算出部と、
指標毎に算出した第１の一致度と、高炉の異常要因と高炉の指標との関係を示す異常要因情報とに基づいて高炉の異常要因を推定する異常要因推定部と、
を有する高炉操業異常推定システム。
【発明の効果】
【０００８】
一実施形態では、高炉操業異常推定方法は、指標の絶対値に依存せずに異常要因を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
高炉の概略構成を説明する図である。
高炉の操業状況を評価する第１実施形態に係る高炉操業異常推定システムを示す図である。
図２に示す高炉操業異常推定装置のブロック図である。
図３に示す異常要因情報の一例を示す図である。
図２に示す高炉操業異常推定装置により実行される異常要因情報生成処理のフローチャートである。
図２に示す高炉操業異常推定装置により実行される高炉操業異常推定処理のフローチャートである。
高炉の操業状況を評価する第２実施形態に係る高炉操業異常推定システムを示す図である。
図７に示す高炉操業異常推定装置により実行される高炉操業異常推定処理のフローチャートである。
異常要因情報を生成した高炉における出銑量、炉頂ガス組成、及び送風圧の測定値及び推定値の経時変化を示す図であり、（ａ）は出銑量の測定値及び推定値の経時変化を示し、（ｂ）は炉頂ガス組成の測定値及び推定値の経時変化を示し、（ｃ）は送風圧の測定値及び推定値の経時変化を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面を参照して、本発明に係る高炉操業異常推定方法、高炉操業異常推定装置、高炉操業異常推定プログラム及び高炉操業異常推定システムについて説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されない。
（【００１１】以降は省略されています）

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