(57)【要約】【課題】ネック工程の変化にも対応してスラブを設計することで、全体工程の生産性が損なわれてしまうことを防止する。【解決手段】ｉ番面の処理工程においてオーダーにおける一製品単位あたり重量の整数倍であって、当該ｉ番目の処理工程において処理可能な中間製品の最大重量ｗｍａｘ（ｉ）によって、当該ｉ番目の処理工程での中間製品の設計重量ｗ（ｉ）を除したものに当該ｉ　番目の処理工程固有の重み係数ａ（ｉ）を乗じたものを得る（（３）式、ステップＳ１〜ステップＳ３）。そして、これを最上流の処理工程から最下流の処理工程にわたって合算して、合算値Ｓを得る（（４）式）。そして、種々のスラブ重量を用いて種々の合算値Ｓを得て（ステップＳ４）、合算値Ｓが最大になるスラブ重量を設計スラブ重量に決定する（ステップＳ５）。【選択図】　　　図１
2004141903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラブからｎ個の処理工程を経て鉄鋼製品を製造する鋼材の生産工程における前記スラブを設計するスラブ設計方法であって、
ｉ番目の処理工程においてオーダーにおける一製品単位あたり重量の整数倍であって当該ｉ番目の処理工程において処理可能な中間製品の最大重量をｗｍａｘ（ｉ）とし、当該ｉ番目の処理工程での中間製品の設計重量をｗ（ｉ）とし、１番目からｎ番目の処理工程について下記（１）式により合算値Ｓを算出し、
【数１】
2004141903.tif 000007
前記合算値Ｓが最大となるスラブを設計スラブ重量として決定することを特徴とするスラブ設計方法。
【請求項２】
ｉ番目の処理工程の重み係数をａ（ｉ）として、１番目からｎ番目の処理工程について下記（２）式により合算値Ｓを算出し、
【数２】
2004141903.tif 000008
前記合算値Ｓが最大となるスラブを設計スラブ重量として決定することを特徴とする請求項１記載のスラブ設計方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造または造魂および分魂・圧延にて鋼スラブを製造し、そこから薄鋼板その他の鉄鋼製品を製造する鉄鋼製品の生産工程において製造の
起点となるスラブを設計するためのスラブ設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスラブの設計方法では、オーダーの受注量、最終製品の重量範囲、通過する設備における重量制約や寸法制約の範囲などをインプット情報とし、これらのインプット情報を満足するようにスラブ寸法を設計するのが定法である。
一般的には、解であるスラブ寸法の存在範囲は広く、複数の解、場合によっては無限の解の可能性がありうることから、ある基準を決めてこの基準に合致するようなスラブ寸法を「最適」な解（結果）として採用している。
【０００３】
例えば、前記基準として、従来において、（１）スラブ単重を最大とする、（２）製品重量を最大とする、（３）余剰を最小化する、といった基準を単独あるいは複合して用いていた。従来このような価値観をもとにスラブ寸法の解を得ることが多かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、製品や製造方法が多種多様になってきており、全てのオーダーについて一定の価値観だけでスラブ寸法の最適解を導き出すことに不合理さが発生している。一方で、品種や顧客に応じて価値観を変えるといった取り組みはあるものの、前述の（１）〜（３）の基準の範囲内でのものでしかなかった。
【０００５】
また、オーダーの入り具合によって、能力が不足となり、工程全体を律速する処理工程（例えば、このような工程を「ネック工程」と称する。）が発生することは知られているが、そのネック工程は常に変化していく。このようなことから、そのような状況の変化に応じてネック工程の能力、作業性をアップさせていかなければ工程全体の生産性が著しくダウンすることは避けられない。しかし、（１）スラブ単重を最大とする、（２）製品重量を最大とする、（３）余剰を最小化する、といった基準を用いた従来のスラブ設計方法ではこのような生産性の低下を防止することはできない。
【０００６】
そこで、本発明は、前述の問題に鑑みてなされたものであり、ネック工程の変化にも対応してスラブを設計することで、全体工程の生産性が損なわれてしまうことを防止するスラブ設計方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述の問題を解決するために、請求項１記載の発明に係るスラブ設計方法は、スラブから複数の処理工程を経て鉄鋼製品を製造する鋼材の生産工程における前記スラブを設計するスラブ設計方法であって、ｉ番目の処理工程においてオーダーにおける一製品単位あたり重量の整数倍であって当該ｉ番目の処理工程において処理可能な中間製品の最大重量をｗｍａｘ（ｉ）とし、当該ｉ番目の処理工程での中間製品の設計重量をｗ（ｉ）とし、１番目からｎ番目の処理工程について下記（１）式により合算値Ｓを算出し、
【０００８】
【数３】
2004141903.tif 000003
【０００９】
前記合算値Ｓが最大となるスラブを設計スラブ重量として決定することを特徴とする。
また、請求項２記載の発明に係るスラブ設計方法は、請求項１記載の発明に係るスラブ設計方法において、ｉ番目の処理工程の重み係数をａ（ｉ）として、１番目からｎ番目の処理工程について下記（２）式により合算値Ｓを算出し、
【００１０】
【数４】
2004141903.tif 000004
【００１１】
前記合算値Ｓが最大となるスラブを設計スラブ重量として決定することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
この実施の形態では、鉄鋼製品の生産工程で使用するスラブを設計するスラブ設計方法のスラブ設計手順を説明する。
本発明が適用される鉄鋼製品の生産工程は、鋼スラブを出発物としてこの鋼スラブに複数の処理を順次加え、目的とする鉄鋼製品を生産するための工程からなる。
【００１３】
ここで、目的とする鉄鋼製品は例えば、冷延鋼板、表面処理鋼板などが挙げられる。例えば目的とする鉄鋼製品がめっき鋼板の場合であれば、その全体工程は、例えば（Ａ）連続鋳造によるスラブの製造工程、（Ｂ）熱間圧延工程、（Ｃ）冷間圧延工程、および（Ｄ）めっき工程を基本の処理工程として含み、さらに必要に応じて（Ｅ）、スラブの精整工程、（Ｆ）熱延板焼錠工程、（Ｇ）熱延板精整工程、（Ｈ）冷延板精整工程、（Ｉ）冷延板焼鈍工程などがそれらの途中に挿入、追加された工程からなる。
【００１４】
このような複数の処理工程からなる全体工程について、次のようにスラブを設計している。図１はスラブ設計の処理手順を示す。この処理手順は、例えばパーソナルコンピュータなどのハードウェア資源を用い、その演算処理で実現している。
先ずステップＳ１において、各処理工程で処理可能な中間製品の最大重量を算出する。すなわち、各処理工程においてオーダーにおける一製品単位あたり単量の整数倍であって、当該各処理工程において処理可能な中間製品の最大重量ｗｍａｘ（ｉ）を算出する。
【００１５】
続いてステップＳ２において、各処理工程での中間製品の設計重量ｗ（ｉ）を算出する。
続いてステップＳ３において、重み係数ａ（ｉ）を決定する。
続いてステップＳ４において、種々のスラブ重量を用いた合算値を算出する。すなわち、下記（３）式および（４）式により合算値Ｓを算出する。
【００１６】
【数５】
2004141903.tif 000005
【００１７】
【数６】
2004141903.tif 000006
【００１８】
すなわち、ｉ番面の処理工程においてオーダーにおける一製品単位あたり重量の整数倍であって、当該ｉ番目の処理工程において処理可能な中間製品の最大重量ｗｍａｘ（ｉ）によって、当該ｉ番目の処理工程での中間製品の設計重量ｗ（ｉ）を除したものに当該ｉ番目の処理工程固有の重み係数ａ（ｉ）を乗じたものを得る（（３）式）。
【００１９】
そして、これを最上流の処理工程（１番目の処理工程）から最下流の処理工程（ｎ番目の処理工程）にわたって合算して、合算値Ｓを得る（（４）式）。そして、種々のスラブ重量を用いて種々の合算値Ｓを得る。
続いてステップＳ５において、ステップＳ４で得た種々の合算値Ｓが最大であるスラブ重量を選択して、このスラブ重量を設計スラブ重量（スラブ重量の最適解）として決定する。
【００２０】
以上のようにスラブを設計している。
次に具体例を説明する。
条件は、スラブ連続鋳造設備、熱間圧延設備、及びコイル長手方向の２分割設備が各処理工程をなし、このような処理工程からなる全工程で、１ロット１　２　０　トンで製品単位当たりの平均重量が１２トンの冷延鋼板を製造する場合とする。また、スラブ連続鋳造設備のスラブ一枚当たりの製造可能最大重量が４０トンとし、熱間圧延設備の処理可能最大重量が３０トンとする。例えば、スラブ連続鋳造設備のスラブ一枚当たりの製造可能の最大重量は、鋳型厚み、鋳型幅およびトーチカット設備上の制約からくる値であり、熱間圧延設備の処理可能な最大重量は、巻き取り機の最大処理重量に制約を受けた値である。
【００２１】
先ず、各処理工程での処理可能な最大重量ｗｍａｘ（ｉ）は次のようになる。熱間圧延設備での処理可能な最大重量ｗｍａｘ（ｉ）は、一製品単位あたりの平均重量１２トンの整数倍である１２トン、２４トン、３６トン、　…　のうちで当該熱間圧延設備で処理可能最大重量（３０トン）に最も近い２４トンとなる。また、スラブ連続鋳造設備での処理可能な最大重量ｗｍａｘ（ｉ）は、一製品単位あたりの平均重量１２トンの整数倍である１２トン、２４トン、３６トン、…　のうちで当該連続鋳造設備の処理可能最大重量（４０トン）に最も近い重量であることを条件に決定される。ここでは、より小さい方の熱間圧延設備での処理可能最大量の制約から、２４トンとなる。熱間圧延設備で処理可能最大重量は３０トンであり、連続鋳造設備の処理可能最大重量４０トンであり、このような系では、より小さい方の処理可能最大重量、すなわち３０トンに律せられるのであり、このようなことから、連続鋳造設備での処理可能な最大重量ｗｍａｘ（ｉ）は、熱間圧延設備で処理可能最大重量の３０トンに制約されて、２４トンとなる。
【００２２】
また、各処理工程での中間製品の設計重量ｗ（ｉ）は次のようになる。
スラブ連続鋳造でのスラブが最大となるようにスラブ設計をすると仮定すると、スラブ連続鋳造設備での中間製品の設計重量ｗ（ｉ）は４０トン、熱間圧延設備での中間製品の設計重量ｗ（ｉ）は２０トンになる。この場合、熱間圧延設備での処理可能最大重量が３０トンなので、熱間圧延設備での中間製品の設計重量ｗ（ｉ）を４０トンにすることはできない。しかし、熱間圧延設備では、圧延巻取中に２分割できるので、スラブ４０トンは達成可能である。このことから、熱間圧延設備での中間製品の設計重量ｗ（ｉ）が２０トンとなる。また、中間製品はコイル長手方向の２分割設備で分割するので、中間製品の設計重量ｗ（ｉ）は１０トンになる。
【００２３】
また、各処理工程での重み係数ａ（ｉ）はすべて１（均等）とする。
以上のように決定した各処理工程での処理可能な最大重量ｗｍａｘ（ｉ）、中間製品の設計重量ｗ（ｉ）、及び重み係数ａ（ｉ）から合算値Ｓは次のようになる。
Ｓ＝　４０／２４＋２０／２４＋１０／１２＝３．３２
ここで、この合算値Ｓはスラブ連続鋳造でのスラブ重量を最大とした場合の値である。
【００２４】
一方、熱間圧延設備での処理可能な最大重量に着目してスラブ設計をすると仮定すると、その処理可能最大重量が３０トンであることから、熱間圧延設備での中間製品の設計重量ｗ（ｉ）は３０トンになる。この場合の合算値Ｓは次のようになる。
Ｓ＝　３０／２４＋３０／２４＋１０／１２＝３．３３
なお、スラブ連続鋳造設備での中間製品の設計重量ｗ（ｉ）も３０トンになっている。これは、熱間圧延設備での設備上限を考慮して、熱間圧延設備での中間製品の設計重量ｗ（ｉ）を３０トンにしている。この場合、スラブ連続鋳造設備から熱間圧延設備に送られてくる現品姿は３０トン、又は２分割可能であることを考慮した６０トンのいずれかになる。しかし、６０トンは、スラブ連続鋳造設備での処理上限を超えることから、スラブ連続鋳造設備での中間製品の設計重量ｗ（ｉ）を３０トンにしている。
【００２５】
このようにして種々の設計重量を代入して種々の合算値Ｓを得ることができる。この結果、熱間圧延設備での処理可能な最大重量に合わせてスラブ重量を３０トンに設計した場合の合算値Ｓが大きくなる。そして、この合算値Ｓが最大になる間圧延設備での処理可能な最大重量に合わせてスラブ重量３０トンを設計スラブ重量に決定する。
【００２６】
次に効果を説明する。
前記合算値Ｓは、所要の中間製品重量に対して如何に効率よく生産が行われるているかを表す指標であり、この前記合算値Ｓが大きいほど全工程を通じての生産性が高いことから、この合算値Ｓが最大になるスラブ重量を設計スラブ重量として決定している。
【００２７】
前述したように、その処理工程で処理可能な中間製品の最大重量ｗｍａｘ（ｉ）によって当該処理工程での中間製品の設計重量ｗ（ｉ）を除している。よって、その乗算値が大きい場合には、その処理工程に絶えず十分足りるスラブが供給されることになる。換言すれば、乗算値が小さい場合、例えば１未満であれば、供給されるスラブ重量がその処理工程を十分に活かすことができない重量となり、この場合において、この処理工程の処理に、他の処理工程の処理が追いついていかない場合、その追いついていくことができない処理工程がいわゆるネック工程になる。よって、処理工程で処理可能な中間製品の最大重量ｗｍａｘ（ｉ）によって当該処理工程での中間製品の設計重量ｗ（ｉ）を除して得た乗算値が大きいほど、その処理工程に十分足りるスラブを供給し、ネック工程の生産能力を最大とすることができ、これにより、工程全体の生産効率を高めることができる。
【００２８】
また、処理可能な最大重量ｗｍａｘについては、オーダーにおける一製品単位あたり重量の整数倍となるように制約している。すなわち、ある処理工程の処理能力を、一製品を基準とした処理能力として示している。これにより、設計スラブ重量を製品単位の観点から選定し、余剰を最小化して設計スラブ重量を選択するようにしている。
【００２９】
以上のようなことから、この合算値Ｓが最大になるスラブ重量が、全工程を通じての生産性が高いものになるといえる。
また、前述の実施の形態では、それぞれの設備の重み係数ａ（ｉ）を均等（すべて１）として評価を行ったが、これに限定されるものではない。例えば、種々の条件を加味して重み係数ａ（ｉ）を設定する。例えば、連続鋳造の場合のサイズ替え、熱間圧延や冷間圧延設備でのロール替え、溶融亜鉛メッキ設備でのメッキ浴成分の変更などはそれぞれダウンタイム（停止時間）が異なる。このようなことから、重み係数ａ（ｉ）をそのような事情を加味して設定することで、すなわちボトルネックとなりやすい設備により大きな重み係数ａ（ｉ）を設定することで、最適な設計スラブ重量を選択することができる。
【００３０】
以上のように、従来のスラブ設計では個々の処理工程の能力を最大限に引き出すという価値観が欠如していたことで、生産性の低下を防止することが困難であったが、本発明では、鉄鋼の生産工程を構成する個々の処理工程、例えば熱間圧延工程、冷間圧延工程や、精整工程などでの単重最大といった、いわゆる中間工程での作業性やコストを優先することで、スラブ設計の最適化を実現している。
【００３１】
【実施例】
（比較例）
スラブ一枚当たりの製造可能最大重量が４０トンであるスラブ連続鋳造設備、処理可能最大重量（巻き取り機の最大処理重量）が３０トンの熱間圧延設備、処理可能最大重量が２０トンの冷間圧延設備、および精整設備（長手方向分割可能）からなる冷延鋼板の製造工程において、常にスラブ単重を最大にするようにスラブを設計し、その設計重量に基づいてスラブを製造し、このスラブを用いて冷延鋼板を２０万トン製造した。
【００３２】
（本発明の適用例）
一方、上記比較例と同じ設備を用いて冷延鋼板を製造する際に本発明を適用
し、製品の単位重量が１０〜２０トンの種々のオーダーについてスラブ設計を行い、その設計重量に基づいてスラブを製造し、このスラブを用いて冷延鋼板を２０万トンを製造した。なお、各製造設備の重み係数は均等（すべて１）として合算値Ｓの評価を行い、その合算値Ｓが最大となる設計スラブ重量でスラブを製造して冷延鋼板の製造を行った。
【００３３】
（比較結果）
本発明では全体の生産能率を２％（熱延鋼帯にして０．６トン）向上することができた。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、ネック工程の変化にも対応してスラブを設計することで、全体工程の生産性が損なわれてしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるスラブ設計方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図１】
2004141903.tif 000009