November 24, 2025
電気アーク炉製鋼プロセスの最適制御
1. コスト管理最適化システム
近年、北京科技大学の研究者たちは、時空間マルチスケール理論を電気アーク炉（EAF）製鋼プロセスの研究に応用し、材料変換が微視的、中間的レベルからユニット操作、ステーションレベルの構造まで、複数のスケールを含むことを明らかにしました。世界中の鉄鋼企業で使用されている既存のプロセス制御モデルに基づいて、EAF製鋼のためのコスト管理と専門家ガイダンスを統合したマルチスケールモデルが開発されました。このモデルは、EAF操作、取鍋精錬、連続鋳造全体でのコスト監視とリアルタイムプロセス最適化を可能にします。
このシステムは、新余新良特殊鋼、衡陽鋼管、マレーシア安宇鋼鉄、台湾宜昇鋼鉄、西寧特殊鋼、天津鋼鉄など、いくつかの製鉄所で正常に実装されています。実際の結果は、鋼1トンあたり平均2Nm³の酸素消費量削減、2kWhの電力消費量削減、10kgの金属材料使用量削減を示しており、1トンあたり30元以上のコスト削減につながっています。経済的および社会的なメリットは大きいです。
2. EAF製鋼におけるエンドポイント制御
インテリジェントアルゴリズムの進歩に伴い、人工ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン、遺伝的アルゴリズムなどの技術がEAF製鋼に導入されています。これらのデータ駆動型モデルは、エンドポイント予測において有望な結果を達成しています。しかし、純粋にデータに基づいた「ブラックボックス」モデルは、多くの場合、プロセスメカニズムとの統合を欠いています。その結果、反応速度論とインテリジェントアルゴリズムを組み合わせたハイブリッドエンドポイント予測モデルが開発されています。
将来的には、より効果的なリアルタイム監視技術と高信頼性のインテリジェントモデルの統合が、EAF製鋼におけるエンドポイント制御の精度と堅牢性を高めるための重要な研究方向となることが期待されています。
3. 溶融プロセスの総合的なインテリジェント制御
センシング技術とコンピューティングの進歩により、インテリジェント制御は、個別のプロセスセグメントを超えて拡張できるようになりました。基本的なプロセスメカニズムと組み合わせてリアルタイムの溶融データを分析する総合的なアプローチにより、EAF製鋼プロセスの全体的な最適化を目指した統合的な意思決定と制御が可能になります。
リアルタイム統合制御システムは、エネルギー効率、生産性、および運用安全性を大幅に向上させます。高度な検出技術と状態監視戦略を採用することにより、これらのシステムは、生産効率を最大化し、エネルギー変換を最適化し、全体的なコストを最小限に抑えます。
完全にインテリジェントなEAFプロセス制御の開発は、各サブプロセスレベルでの制御技術の成熟度にかかっています。この分野の研究はまだ発展途上にあり、監視方法と制御モデルの継続的な洗練が、電気アーク炉製鋼における包括的なインテリジェント制御への進化をさらに促進するでしょう。
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