AV天堂

2026年2月27日
闯贵贰スチール株式会社

大规模な鉄钢製造プロセス现象の解析に特化した気液二相流ソルバーの开発
～鉄钢製造プロセス现象のメカニズム解明による安定操业の実现～

当社はこのたび、転炉内での溶钢の搅拌や连続鋳造での鋳片の水冷却など、鉄钢製造プロセスにおける大规模な気液二相流现象^*1の解明に特化した数値流体解析ソルバー^*2（以下、本ソルバー）を开発しました。本ソルバーを活用することで、従来は困难であった鉄钢製造プロセスにおいて発生する复雑な现象の高精度予测?再现が可能となり、操业安定化や革新的製鉄プロセス実现に向けた取り组みをさらに加速させていきます。

今回開発した本ソルバーには、複雑な気液界面領域に対しては細かい計算格子を、それ以外の領域には粗い計算格子を割り当てることで、計算の高精度化と計算負荷の大幅削減を両立させるAMR（Adaptive Mesh Refinement）法と呼ばれる技術を導入しています（図1）。

本ソルバーは、鉄钢製造プロセスにおける多様な操业课题の解析に适用できます。例えば製鉄所の上工程プロセスの设备である粒铣机^*3（図2）における溶铣の粒化过程では、安定稼働のために现象メカニズムの详细解析が不可欠ですが、従来の均一格子による计算では数百亿规模の计算格子が必要であり、现実的な解析が困难でした。しかし、本ソルバーを使用することで必要な计算格子数が1/100以下まで削减可能になるため、従来は数年単位の时间を要していた计算?分析を数日から数週间で完了することができます（図3）。これにより、数値解析上で复雑な现象を再现でき、设备形状の最适化などの操业安定性に向けた改善活动をより効率的に推进することができます。

当社は、鉄钢业におけるグローバルな竞争に胜ち抜いていくため、デジタルツイン技术を用いた革新的なプロセス开発に努めるとともに、既存ビジネスの変革、新规ビジネス创出など、あらゆる事业领域において顿齿を推进しています。今后も、全社一丸となってさらなる新技术の开発と実用化を进めることで、持続可能な社会の実现に贡献してまいります。

*1　気体と液体が共存し、相互に作用する复雑な流れのことを指し、多様な流动パターンを含む。工业プロセスにおいて広く见られる现象。

*2　流体の运动を数値的にシミュレーションするための计算アルゴリズム?ソフトウェア。流体力学の基础方程式である狈补惫颈别谤-厂迟辞办别蝉方程式を离散化し、数値的に解くことで、流れ场の速度分布、圧力分布などを求めることが可能。

*3　高炉で製造された余剰溶铣を粒状の铣鉄に加工するための装置（図2）。圧延工程などの下工程プロセスでの操业トラブル発生时において、高炉の操业维持に寄与する。

【図1】 計算高速化手法（AMR法）

【図2】 千葉粒銑機の概略図

【図3】 溶銑の粒化過程の直接シミュレーション