(57)【要約】【課題】複数のスラブを組み合わせて最適な複合スラブを設計できる。【解決手段】組み合わせようとする複数のスラブの要求重量を加算した加算値と前記複合スラブの許容上限重量とを比較し（ステップＳ１〜ステップＳ３）、前記加算値が前記複合スラブの許容上限重量以上になる場合に、前記組み合わせようとする複数のスラブのうちの少なくとも一つのスラブの前記要求重量を当該スラブの重量許容範囲内で、かつ前記加算値が前記複合スラブの許容上限重量未満になるように変更し（ステップＳ４）、この変更で得た要求重量のスラブを含むスラブの組み合わせを複合スラブとする（ステップＳ５）。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスラブを組み合わせて一つの複合スラブを設計するスラブ設計方法において、
組み合わせようとする複数のスラブに要求される要求重量の加算値と前記複合スラブの許容上限重量とを比較し、前記加算値が前記複合スラブの許容上限重量よりも大きい場合に、前記組み合わせようとする複数のスラブのうちの少なくとも一つのスラブの前記要求重量を当該スラブの重量許容範囲内で、かつ前記加算値が前記複合スラブの許容上限重量以下になるように変更し、この変更で得た要求重量のスラブを含むスラブの組み合わせを複合スラブとすることを特徴とするスラブ設計方法。
【請求項２】
前記複合スラブの許容上限重量が、前記複数のスラブの重量許容範囲の重複範囲内にあることを特徴とする請求項１記載のスラブ設計方法。
【請求項３】
前記要求重量の変更を、前記スラブの重量許容範囲内で、かつ前記加算値が前記複合スラブの許容上限重量未満になるようにすることに加えて、新たな一又は複数のスラブを組み合わせることが可能となるようにすることを特徴とする請求項１又は２に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塊および分塊・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、鉄鋼製品の製造の起点となるスラブの重量設計を行うスラブ設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄鋼製品を製造するためのスラブの重量を設計するスラブ設計方法では、オーダーの受注量、最終製品重量範囲、通過する設備での重量や寸法制約範囲などをインプット情報とし、このインプット情報の制約を満足するようにスラブ重量を設計することが定法となっている。
【０００３】
通常、このような方法で設計した個々のスラブの重量（以下、要求重量という。）は、連続鋳造などのスラブ製造設備で製造可能な上限重量より小さくなることが多い。このような場合に、個々のスラブを要求重量どおりに連続鋳造することは、連続鋳造設備あるいはその後の熱間圧延設備での生産効率の著しい低下を招くことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなことから、従来より、要求された複数のスラブを一つに複合することで大単重化した複合スラブ（或いは大単重スラブ）とし、連続鋳造では、この複合スラブにより鉄鋼製品を製造することが行われている。この場合、当然のことながら、個々のスラブを組み合わせて得た複合スラブの総重量が連続鋳造設備での製造可能な上限重量以下である制約が要求される。このようなことから、このような制約のため、スラブの組み合わせや組み合わせるスラブの数が限定されるものであった。
【０００５】
例えば、従来のスラブ設計方法では、圧延工程などの要求に基づいて設計したスラブを、連続鋳造設備での製造可能な重量の範囲で単に組み合わせ、複合スラブを得るようにしていた。そして、連続鋳造設備での製造可能な重量の範囲内になるような適当な組み合せがない場合、小単重の複合スラブや、余剰部分が発生している大単重の複合スラブを用いて、鉄鋼製品を製造していた。例えば、連続鋳造設備で、小単重の複合スラブにより鉄鋼製品を製造するとすれば、生産効率が低くなるといった問題が発生する。
本発明は、前述の実情に鑑みてなされたものであり、複数のスラブを組み合わせて得た複合スラブから鉄鋼製品を製造する場合に、前記複合スラブを最適に設計することができるスラブ設計方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本発明に係るスラブ設計方法は、組み合わせようとする複数のスラブに要求される要求重量の加算値と前記複合スラブの許容上限重量とを比較し、前記加算値が前記複合スラブの許容上限重量よりも大きい場合に、前記組み合わせようとする複数のスラブのうちの少なくとも一つのスラブの前記要求重量を当該スラブの重量許容範囲内で、かつ前記加算値が前記複合スラブの許容上限重量以下になるように変更し、この変更で得た要求重量のスラブを含むスラブの組み合わせを複合スラブとしている。
【０００７】
本発明では、個々のスラブが重量許容範囲を本来有することと、連続鋳造設備などの制約により複合スラブが許容上限重量を有することとを利用することで、その組み合わせをなす一つ又は複数のスラブの重量を、当該スラブの重量許容範囲内で変更することで、その組み合わせを維持して、複合スラブの許容上限重量を満たす複合スラブを得ている。ここで、複合スラブの許容上限重量とは、連続鋳造設備での製造可能な上限重量などである。
【０００８】
また、請求項２記載の発明に係るスラブ設計方法は、前記複合スラブの許容上限重量が、前記複数のスラブの重量許容範囲の重複範囲内にあることを特徴としている。
また、請求項３記載の発明に係るスラブ設計方法は、前記要求重量の変更を、前記スラブの重量許容範囲内で、かつ前記加算値が前記複合スラブの許容上限重量未満になるようにすることに加えて、新たな一又は複数のスラブを組み合わせることが可能となるようにしている。
【０００９】
【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の設計方法のその設計手順を説明する。ここで、前記鉄鋼製品の生産工程は、要求された複数のスラブを組み合わせて一つに複合することで得た複合スラブを、連続鋳造で鉄鋼製品として製造するための工程であり、スラブ設計方法は、その複合スラブの設計に係るものであり、特にその複合スラブを得るスラブ組み合わせについてのものである。なお、前記鉄鋼製品の生産工程は、複合スラブを出発物としてこの複合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。
【００１０】
図１は、スラブを組み合わせて所望の複合スラブを得るまでの処理の処理手順を示す。
先ずステップＳ１において、組み合わせる各スラブの重量許容範囲を確認する。ここで、重量許容範囲は次のようにして決定されている。
個々のスラブの重量は、顧客が注文する最終製品重量（製品要求量）に、それを製造するための冷延コイルや熱延コイルなどの中間処理工程で必要な重量を集約して積み上げて設計された重量になっている。さらに、顧客が注文する最終製品重量には許容範囲（すなわち上限重量と下限重量）が付されている、或いは付されていることが多い。このようなことから、重量許容範囲は、顧客が注文する最終製品重量によりほぼ一義的に決定される値であり、最終製品重量の許容範囲によりその上下限値が決定される。すなわち、重量許容範囲は、個々のスラブが本来有している上下限の重量範囲といえる。
【００１１】
続いてステップＳ２において、前記ステップＳ１で確認した各スラブの重量許容範囲の共通範囲を求める。
続いてステップＳ３において、組み合わせるスラブそれぞれの重量（要求重量）を加算して、その加算値が前記ステップＳ２で求めた重量許容範囲の共通範囲内にあるか否かを判定する。すなわち、重量許容範囲の共通範囲内の値を、スラブの組み合わせで得られる複合スラブの総重量の許容上限値として、複合スラブの総重量（前記加算値）がその許容上限値を超えるか否かを判定する。
【００１２】
このステップＳ３で、前記加算値が重量許容範囲の共通範囲内にある場合、ステップＳ５に進み、前記加算値が重量許容範囲の共通範囲内にない場合、ステップＳ４に進む。
ステップＳ４では、重量許容範囲の共通範囲に入るように、組み合わせるスラブのうちの一又は複数のスラブの重量を変更する。ここで、スラブの重量の変更は、当該スラブの重量許容範囲内で行う。そして、重量を変更した後、再びステップＳ３において、その変更後の重量により再度得た加算値が重量許容範囲の共通範囲内にあるか否かを判定する。ここで、ステップＳ３に戻る回数、すなわちスラブの重量の変更回数を、重量を変更する単位や組み合わせるスラブの数によって制限してもよい。
【００１３】
なお、前記加算値が重量許容範囲の共通範囲内に入るようにすることを条件として、組み合わせるスラブの重量をどのように変更してもよい。例えば、前記加算値が重量許容範囲の共通範囲内の下限値に合致するように、スラブの重量を当該スラブの重量許容範囲に収まることを条件に変更する。このようにすることで、前記加算値が重量許容範囲の共通範囲の上限値との間に差分を発生させることができる。これにより、例えば、新たなスラブを組み合わせることができるようになる。
【００１４】
前記ステップＳ４で前記加算値が重量許容範囲の共通範囲内にある場合に進むステップＳ５では、スラブを組み合わせてスラブ設計処理を終了する。
また、前記ステップＳ３及びステップＳ４の処理により、すべての重量変更をしても（例えば所定回数変更しても）、前記加算値が重量許容範囲の共通範囲内にならない場合、スラブの組み合わせを不可にする。
【００１５】
次に具体例を用いてスラブ設計例を説明する。ここで、パーソナルコンピュータ等の演算装置を用いてスラブ設計する。演算装置は、例えば複合スラブの製造命令といった形態をとり、スラブ設計処理を行う。また、組み合わせるスラブを、図２中（Ａ）に示すように、２つの第１及び第２のスラブＡ，Ｂとする。ここで、第１のスラブＡは、当初重量（要求重量）が１０ｔであり、その重量許容範囲が５ｔ〜２５ｔとされている。また、第２のスラブＢは、当初重量（要求重量）が２０ｔであり、その重量許容範囲が１５ｔ〜２５ｔとされている。
【００１６】
先ず、演算装置は、第１及び第２のスラブＡ，Ｂそれぞれの重量許容範囲を確認する（前記ステップＳ１）。ここで、第１のスラブＡの重量許容範囲が５ｔ〜２５ｔであり、第２のスラブＢの重量許容範囲が１５ｔ〜２５ｔであることを確認する。
続いて、演算装置は、そのように確認した第１及び第２のスラブＡ，Ｂの重量許容範囲の共通範囲を求める（前記ステップＳ２）。ここで、第１のスラブＡの重量許容範囲が５ｔ〜２５ｔであり、第２のスラブＢの重量許容範囲が１５ｔ〜２５ｔであるので、第１及び第２のスラブＡ，Ｂの重量許容範囲の共通範囲が１５ｔ〜２５ｔであることを得る。
【００１７】
続いて、演算装置は、第１及び第２のスラブＡ，Ｂそれぞれの重量を加算して、その加算値が前記重量許容範囲の共通範囲内にあるか否かを判定する（前記ステップＳ３）。ここで、第１のスラブＡの重量が１０ｔであり、第２のスラブＢの重量が２０ｔであるので、その加算値３０ｔは重量許容範囲の共通範囲１５ｔ〜２５ｔに入らないと判断する。
【００１８】
このようなことから、演算装置は、図２中（Ｂ）に示すように、第１及び第２のスラブＡ，Ｂのうちに、例えば第１のスラブＡの重量を１０ｔから５ｔに変更する（前記ステップＳ４）。そして、演算装置は、この重量の変更により、図２中（Ｃ）に示すように加算値が２５ｔとなり、加算値が重量許容範囲の共通範囲１５ｔ〜２５ｔに入るようになるので（前記ステップＳ３）、スラブを組み合わせて複合スラブを得てスラブ設計処理を終了する（前記ステップＳ５）。
【００１９】
また、第２のスラブＢの重量をその重量許容範囲の下限値１５ｔに変更してもよい。これにより、第１のスラブＡの重量５ｔと第２のスラブＢの重量１５ｔとの加算値が２０ｔになり、その加算値が重量許容範囲の共通範囲（１５ｔ〜２５ｔ）の上限値２５ｔとに差分を発生させることができ、すなわち、複合スラブの総重量の許容上限値２５ｔに対して５ｔの余剰分を発生させることができる。これにより、新たな５ｔのスラブを組み合わせることが可能になる。例えば、もしここに同一鋼種の要求スラブとして、その重量許容範囲の下限値が５ｔであるスラブがある場合、このスラブを複合スラブに新たに組み合わせることが可能となる。
【００２０】
次に効果を説明する。
複数のスラブを組み合わせて得た複合スラブの総重量が連続鋳造設備での製造可能な上限重量以下となる制約を満たしつつも、従来よりも多くのスラブを一つの複合スラブ中に組み合わせることができる。すなわち、本発明では、個々のスラブが本来有する重量許容範囲に着目しつつ、連続鋳造設備での製造可能とされる複合スラブを得るように、スラブを組み合わせている。そして、この結果、スラブの組み合わせの自由度を大きくすることができ、また、従来よりも多くのスラブを一つの複合スラブ中に組み合わせることを可能にしている。
【００２１】
すなわち、複合スラブとした場合の総重量と連続鋳造設備などの制約で決まる上限重量とを比較し、前記総重量が上限重量を超える場合に、当該複合スラブを構成するスラブの組み合せを不採用とするのではなく、個々のスラブが重量許容範囲を本来有することと、連続鋳造設備などが重量許容範囲を有することとを利用することで、その組み合わせをなす一つ又は複数のスラブの重量を、それらスラブの重量許容範囲内で低減している。これにより、当初のスラブの組み合わせを維持しつつも、さらに新たなスラブを複合スラブに組み合わせることも可能にしている。
【００２２】
【実施例】
冷延鋼板の製造工程について実施した。ここで、冷延鋼板の製造工程には、スラブ一枚当たりの製造可能最大重量が４０ｔである連続鋳造設備、処理可能最大重量（巻き取り機の最大処理重量）が３０ｔの熱間圧延設備、処理可能最大重量が２０ｔの冷間圧延設備、及び精整設備（長手方向分割可能）が備えられている。
【００２３】
このような設備を用いて、本発明の方法を実施し、スラブ単重が常に最大にするように複合スラブの製造命令を作成してスラブを製造し、このスラブを用いて冷延鋼板を２０万ｔ製造した。
一方、本発明の方法の実施に用いたのと同様な設備を用いて、従来の方法を実施した。具体的には、重量を固定とした要求スラブを組み合わせて複合スラブの製造命令を作成し、この命令に基づいて冷延鋼板を２０万ｔ製造した。
【００２４】
その結果、従来の方法と比較して、本発明を実施した場合には、全体の生産能率を２％（熱延鋼帯にして０．６ｔ）向上させることができた。
なお、前述の実施の形態では、重量許容範囲が顧客の注文により結果として一義的に決定される場合を説明したが、これに限定されないことはいうまでもない。
【００２５】
また、前記図１に示す処理手順において、ステップＳ１〜ステップＳ３の処理は、組み合わせようとする複数のスラブに要求される要求重量の加算値と複合スラブの許容上限重量とを比較する処理を実現しており、ステップＳ４の処理は、前記加算値が前記複合スラブの許容上限重量よりも大きい場合に、前記組み合わせようとする複数のスラブのうちの少なくとも一つのスラブの前記要求重量を当該スラブの重量許容範囲内で、かつ前記加算値が前記複合スラブの許容上限重量以下になるように変更する処理を実現しており、ステップＳ５の処理は、前記ステップＳ４の変更で得た要求重量のスラブを含むスラブの組み合わせを複合スラブとする処理を実現している。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、スラブの組み合わせの自由度を大きくすることができ、また、従来よりも多くのスラブを一つの複合スラブ中に組み合わせることができる。
【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２】演算装置を使用したスラブ設計の説明のために使用した図である。
【図１】
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【図２】
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