(57)【要約】【課題】  トンネル炉内のスラブ滞留量と全体のスループットを事前に確認できるとともに、トンネル炉からのスラブ抽出順に関する複数の決定アルゴリズムを比較検討できるコンパクトホットラインのシミュレーション装置を得る。【解決手段】  複数の連続鋳造機、出側にスラブ合流設備を備えたトンネル炉、及び圧延設備からなる鋳造から圧延まで一貫した過程であるコンパクトホットラインのシミュレーション装置であって、生産計画及び操業パラメータに基づき、スラブの鋳造、加熱、均熱、合流搬送、圧延過程の開始及び終了時刻を計算することにより各過程の操業状態と全体のスループットの予測値を提供する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の連続鋳造機、出側にスラブ合流設備を備えたトンネル炉、及び圧延設備からなる鋳造から圧延まで一貫した過程であるコンパクトホットラインのシミュレーション装置であって、生産計画及び操業パラメータに基づき、スラブの鋳造、過熱、均熱、合流搬送、圧延過程の開始及び終了時刻を計算することにより各過程の操業状態と全体のスループットの予測値を提供することを特徴とするコンパクトホットラインのシミュレーション装置。
【請求項２】
複数の連続鋳造機、出側にスラブ合流設備を備えたトンネル炉、及び圧延設備からなる鋳造から圧延まで一貫した過程であるコンパクトホットラインのシミュレーション装置であって、生産計画及び操業パラメータに基づき、スラブの鋳造、過熱、均熱、合流搬送、圧延過程におけるスラブの先尾端位置を逐次計算する手段と、各過程の開始及び終了時刻を計算する手段と、この計算結果により連続鋳造機のスラブ生産量、トンネル炉のスラブ抽出量、圧延機のスラブ圧延量からなる操業実績の予測値を提供する手段とを設けたことを特徴とするコンパクトホットラインのシミュレーション装置。
【請求項３】
トンネル炉出側のスラブ合流設備の搬送方案を複数から選択する手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のコンパクトホットラインのシミュレーション装置。
【請求項４】
長尺スラブを圧延後に複数コイルに分割して巻取るセミエンドレス圧延を含んだ操業パターンを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のコンパクトホットラインのシミュレーション装置。
【請求項５】
スラブの位置の計算結果を時間経過に基づいて動画表示するスラブ位置表示手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のコンパクトホットラインのシミュレーション装置。
【請求項６】
トンネル炉内のスラブ占有率を随時計算するスラブ占有率表示手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のコンパクトホットラインのシミュレーション装置。
【請求項７】
トンネル炉のスラブ満杯による鋳造阻害時間を累計計算し表示する鋳造阻害時間計算表示手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のコンパクトホットラインのシミュレーション装置。
【請求項８】
各スラブの先行材圧延終了から圧延開始までの圧延間隔を計算しグラフ表示する圧延間隔計算グラフ表示手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のコンパクトホットラインのシミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンパクトホットラインにおける各過程の進行を計算するシミュレーション装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の複数の連続鋳造機及びトンネル炉を有するコンパクトホットラインにおけるプロセスサーバー計算機においては、出側合流部を含めたトンネル炉内のスラブ搬送を考慮した操業計画立案のためのシミュレーション装置が実現されていない（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２１８４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のコンパクトホットラインにおけるプロセスサーバー計算機の生産計画シミュレーション機能においては、出側合流部を含めたトンネル炉内のスラブ搬送が考慮されておらず、トンネル炉内のスラブ滞留量の抑制と全体のスループットの向上とのトレードオフを事前に検証するのは困難であった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、トンネル炉内のスラブ滞留量と全体のスループットを事前に確認できるとともに、トンネル炉からのスラブ抽出順に関する複数の決定アルゴリズムを比較検討できるコンパクトホットラインのシミュレーション装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るコンパクトホットラインのシミュレーション装置においては、複数の連続鋳造機、出側にスラブ合流設備を備えたトンネル炉、及び圧延設備からなる鋳造から圧延まで一貫した過程であるコンパクトホットラインのシミュレーション装置であって、生産計画及び操業パラメータに基づき、スラブの鋳造、加熱、均熱、合流搬送、圧延過程の開始及び終了時刻を計算することにより各過程の操業状態と全体のスループットの予測値を提供するものである。
【０００７】
また、生産計画及び操業パラメータに基づき、スラブの鋳造、過熱、均熱、合流搬送、圧延過程におけるスラブの先尾端位置を逐次計算する手段と、各過程の開始及び終了時刻を計算する手段と、この計算結果により連続鋳造機のスラブ生産量、トンネル炉のスラブ抽出量、圧延機のスラブ圧延量からなる操業実績の予測値を提供する手段とを設けたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、各過程の操業状態と全体のスループットの予測値が事前に得られるため、トンネル炉内のスラブ滞留量の抑制と全体のスループットの向上とのトレードオフを事前に検証することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるコンパクトホットラインのシミュレーション装置を示すデータフロー図である。
以下、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。図１において、操業パラメータ入力部１はシミュレーション対象であるコンパクトホットラインシステムに基づいた操業パラメータの入力手法を提供する。生産計画入力部２はシミュレーションを実施するチャージ及びスラブリストからなる生産計画の入力手法を提供する。生産計画入力部２で入力された生産計画に基づいてスラブ情報生成部３は順次スラブ情報を作成し連鋳機のスラブ鋳造量計算部４に渡す。連鋳機のスラブ鋳造量計算部４で製造されたスラブ情報はトンネル炉のスラブ搬送位置計算部５に渡されトンネル炉内の位置計算を逐次実行された後、圧延機のスラブ圧延量計算部６にて圧延量を逐次計算される。生産計画入力部２で入力された生産計画全体に渡って上記計算は実施され、連鋳機操業実績７、トンネル炉操業実績８、圧延機操業実績９が出力される。
【００１０】
次に動作について説明する。
図１において、操業パラメータ入力部１はシミュレーション対象であるコンパクトホットラインシステムに基づいた操業パラメータの入力手法を提供する。ここで、操業パラメータとは、連続鋳造機の鋳造準備時間、トンネル炉設備の寸法、トンネル炉内加熱帯長さ、トンネル炉内緩衝帯長さ、トンネル炉内スラブ合流設備長さ、スラブ搬送速度、スラブ合流設備稼働速度、圧延機スラブ噛み込み速度、圧延機ロール交換時間等の設備及び操業に関するパラメータである。
生産計画入力部２はシミュレーションを実施するチャージ及びスラブリストからなる生産計画の入力手法を提供する。ここで、スラブリストとは、鋳造される連続鋳造機番号、スラブ寸法、鋳造速度、トンネル炉内加熱帯通過速度、圧延速度をそれぞれ持つスラブの集まりである。また、チャージリストとはそれぞれにスラブ編成情報を持つチャージの集まりである。
生産計画入力部２で入力された生産計画に基づいてスラブ情報生成部３は順次スラブ情報を作成しスラブ鋳造量計算部４に渡たす。
連鋳機のスラブ鋳造量計算部４ではスラブ鋳造速度に従って、逐次スラブの長さを計算し、スラブ情報に追加する。生成されたスラブ情報はトンネル炉のスラブ搬送位置計算部５に渡され、鋳造中のスラブは鋳造速度、予定長に達したスラブはトンネル炉内搬送速度に従ってトンネル炉内の先尾端位置計算が逐次実行される。
トンネル炉出側を経て圧延機に達したスラブ情報は圧延機のスラブ圧延量計算部６にて圧延量を逐次計算される。生産計画入力部２で入力された生産計画全体に渡って上記計算は実施され、鋳造スラブ数、鋳造スラブ積算重量、鋳造スラブ積算長からなる連鋳機操業実績７が連鋳機のスラブ鋳造量計算部４から出力される。また、抽出スラブ数、抽出スラブ積算重量からなるトンネル炉操業実績８がトンネル炉のスラブ搬送位置計算部５から出力される。更に、圧延スラブ数、圧延スラブ積算重量、圧延スラブ積算長、圧延積算時間からなる圧延機操業実績９が圧延機のスラブ圧延量計算部６から出力される。これらの連鋳機操業実績７、トンネル炉操業実績８、及び圧延機操業実績９を比較することにより、操業パラメータ入力部１で入力した設備及び操業において、生産計画入力部２で入力した生産計画に従って生産した場合のスル−プット及びネックとなる過程が推測できるので、コンパクトホットラインの操業計画立案のためのシミュレーション装置を容易に実現することができる。
【００１１】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２におけるコンパクトホットラインのシミュレーション装置を示すデータフロー図である。
以下、この発明の実施の形態２を図２に基づいて説明する。
実施の形態１ではトンネル炉合流部のスラブ搬送方案を変えることによってトンネル炉及び圧延機のスループットの向上が可能であることの考慮がなされていなかった。しかし、この実施の形態２は、図２に示すように、操業パラメータ入力部１１でトンネル炉スラブ合流設備搬送方案が選択されるようにしたものである。トンネル炉内の各スラブの位置は、スラブ搬送位置計算部１２の中のスラブ位置計算１３において計算された後、合流設備入側到達判定１４にて到達したかどうかが判定され、合流設備に到達していないスラブは搬送速度に従った移動１６による位置が計算される。また、合流設備入側到達判定１４にて合流設備に到達したスラブは、操業パラメータ入力部１１からの合流設備搬送方案の基準に従い、合流設備進入可否判定１５にて進入可否が判定される。進入判定が可のスラブは搬送速度に従った移動１６による位置が計算され、進入判定が不可のスラブは合流設備入側で待機１７となる。
【００１２】
図２の操業パラメータ入力部１１で選択されるトンネル炉スラブ合流設備搬送方案の例を示す。
・到達順方案：合流設備入側に到達したスラブ順に合流搬送する。合流搬送中に合流設備入側に到達した他のスラブは待機する。
・鋳造順方案：鋳造完了したスラブ順に合流搬送する。鋳造時間が後のスラブが先に合流設備入側に到達した場合は待機する。
・指定順方案：スラブ毎に予め決められた順番に従って合流搬送する。予め決められたスラブ圧延順を守る操業。
・指定時間方案：スラブ毎に予め決められた時間に従って合流搬送する圧延機のロールサーマルの安定を意識した操業。
トンネル炉合流部のスラブ搬送方案により、圧延機によるスラブ圧延順が決定される。本手段により搬送方案の違いによるスループットの変化を予測することができる。
【００１３】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３におけるコンパクトホットラインのシミュレーション装置を示すデータフロー図である。
以下、この発明の実施の形態３を図３に基づいて説明する。
実施の形態１では長尺スラブを圧延後に複数コイルに分割して巻取るセミエンドレス圧延を含んだ操業パターンは考慮されていなかった。しかし、この実施の形態３では圧延機にて圧延後コイルとして分割される単位を各スラブとし、セミエンドレス操業では複数のスラブが連動して搬送されるものとして扱うものである。図３に示すように、スラブ搬送位置計算部２１において、セミエンドレススラブ判定２２を行い、この判定でセミエンドレススラブであれば上流に連動した移動２３を行い、セミエンドレススラブでなければ通常のスラブ位置計算２４を行なう。
セミエンドレス操業において、セミエンドレス圧延中はトンネル炉合流搬送設備が稼動できず、トンネル炉内にスラブの滞留が発生する。そのためこの発明が提供する全体の操業状態とスループットの事前予測がより効果的となる。
【００１４】
実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４におけるコンパクトホットラインのシミュレーション装置を示すデータフロー図である。
以下、この発明の実施の形態４を図４に基づいて説明する。
実施の形態１では各過程の操業実績が数値として得られるだけであったため、トンネル炉内におけるスラブの滞留の様子が分かり難いものであった。しかし、この実施の形態４は、図４に示すように、実施の形態１と同様の操業パラメータ入力部３１、生産計画入力部３２、スラブ情報生成部３３を備え、連鋳機のスラブ鋳造量計算部３４、トンネル炉のスラブ搬送位置計算部３５、圧延機のスラブ圧延量計算部３６により計算されたスラブの位置がスラブ位置表示部４０により逐次表示されるため、トンネル炉内におけるスラブの滞留の様子が動画で確認することができる。なお、連鋳機操業実績３７、トンネル炉操業実績３８、圧延機操業実績３９が出力されることは、実施の形態１と同様である。
これにより、従来トンネル炉内におけるスラブの滞留の様子が分かり難いものが、動画で確認することができるという効果がある。
【００１５】
実施の形態５．
図５はこの発明の実施の形態５におけるコンパクトホットラインのシミュレーション装置を示すデータフロー図である。
以下、この発明の実施の形態５を図５に基づいて説明する。
実施の形態１ではトンネル炉内のスラブ滞留量が逐次数値で把握できなかった。しかし、この実施の形態５では、図５に示すように、実施の形態１と同様の操業パラメータ入力部４１、生産計画入力部４２、スラブ情報生成部４３、連鋳機のスラブ鋳造量計算部４４、トンネル炉のスラブ搬送位置計算部４５、圧延機のスラブ圧延量計算部４６を備え、トンネル炉のスラブ搬送位置計算部４５により計算されたスラブの位置とスラブ寸法に基づいて、スラブ占有率表示部５０により逐次トンネル炉のスラブ占有率が表示されるため、トンネル炉内におけるスラブの滞留量が数値で確認できる。なお、連鋳機操業実績４７、トンネル炉操業実績４８、圧延機操業実績４９が出力されることは、実施の形態１と同様である。
スラブ占有率[%] =Σトンネル炉内のスラブ長／トンネル炉設備長 × 100
である。
これにより、従来トンネル炉内のスラブ滞留量が逐次数値で把握できなかったが、スラブ占有率表示部により逐次トンネル炉のスラブ占有率が表示されるため、トンネル炉内におけるスラブの滞留量が数値で確認できるという効果がある。
【００１６】
実施の形態６．
図６はこの発明の実施の形態６におけるコンパクトホットラインのシミュレーション装置を示すデータフロー図である。
以下、この発明の実施の形態６を図６に基づいて説明する。
実施の形態１ではトンネル炉内のスラブ滞留量が原因となり、連続鋳造機の鋳造が阻害される状態の記録及び表示がなかった。しかし、この実施の形態６では、図６に示すように、実施の形態１と同様の操業パラメータ入力部５１、生産計画入力部５２、スラブ情報生成部５３、連鋳機のスラブ鋳造量計算部５４、トンネル炉のスラブ搬送位置計算部５５、圧延機のスラブ圧延量計算部５６を備え、連鋳機のスラブ鋳造量計算部５４はトンネル炉内のスラブ滞留量が原因の連続鋳造機における鋳造阻害を判定し、その判定に基づき鋳造阻害時間計算表示部６０が鋳造阻害の累積時間を逐次表示する。なお、連鋳機操業実績５７、トンネル炉操業実績５８、圧延機操業実績５９が出力されることは、実施の形態１と同様である。
鋳造が阻害されると設備のスループットが減少するだけでなく製品品質に影響が出るため、本手段を用いて事前検証することによりリスクを回避することができる。
【００１７】
実施の形態７．
図７はこの発明の実施の形態７におけるコンパクトホットラインのシミュレーション装置を示すデータフロー図である。
以下、この発明の実施の形態７を図７に基づいて説明する。
実施の形態１では圧延機におけるスラブ圧延完了から次材スラブ圧延開始までの圧延間隔は考慮されていなかった。圧延機のロールサーマルは圧延間隔に左右されるため製品品質に影響する。しかし、この実施の形態７では、図７に示すように、実施の形態１と同様の操業パラメータ入力部６１、生産計画入力部６２、スラブ情報生成部６３、連鋳機のスラブ鋳造量計算部６４、トンネル炉のスラブ搬送位置計算部６５、圧延機のスラブ圧延量計算部６６を備え、圧延機のスラブ圧延量計算部６６により計算されるスラブ毎の圧延開始終了時刻に基づいて、圧延間隔計算グラフ表示部７０が圧延間隔を計算しグラフ表示する。なお、連鋳機操業実績６７、トンネル炉操業実績６８、圧延機操業実績６９が出力されることは、実施の形態１と同様である。
本手段を用いることにより圧延間隔を含めた操業の事前検証が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態１におけるコンパクトホットラインのシミュレーション装置を示すデータフロー図である。
【図２】この発明の実施の形態２におけるコンパクトホットラインのシミュレーション装置を示すデータフロー図である。
【図３】この発明の実施の形態３におけるコンパクトホットラインのシミュレーション装置を示すデータフロー図である。
【図４】この発明の実施の形態４におけるコンパクトホットラインのシミュレーション装置を示すデータフロー図である。
【図５】この発明の実施の形態５におけるコンパクトホットラインのシミュレーション装置を示すデータフロー図である。
【図６】この発明の実施の形態６におけるコンパクトホットラインのシミュレーション装置を示すデータフロー図である。
【図７】この発明の実施の形態７におけるコンパクトホットラインのシミュレーション装置を示すデータフロー図である。
【符号の説明】
【００１９】
１、１１、３１、４１、５１、６１  操業パラメータ入力部
２、３２、４２、５２、６２  生産計画入力部
３、３３、４３、５３、６３  スラブ情報生成部
４、３４、４４、５４、６４  スラブ鋳造量計算部
５、１２、２１、３５、４５、５５、６５  スラブ搬送位置計算部
６、３６、４６、５６、６６  スラブ圧延量計算部
７、３７、４７、５７、６７  連鋳機操業実績
８、３８、４８、５８、６８  トンネル炉操業実績
９、３９、４９、５９、６９  圧延機操業実績
４０  スラブ位置表示部
５０  スラブ占有率表示部
６０  鋳造阻害時間計算表示部
７０  圧延間隔計算グラフ表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006247668.tif 000006
【図５】
2006247668.tif 000007
【図６】
2006247668.tif 000008
【図７】
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