(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鉄所における熱間圧延工場の加熱炉へ装入するスラブの温度を予測する加熱炉のスラブ装入温度予測システムであって、
連続鋳造機で鋳造され、所定の長さにトーチカットされたスラブのトーチカット時刻および該時刻でのスラブ温度を保持する連続鋳造機操業実績データベースと、
スラブ毎の搬送計画およびスラブヤードでの山積み情報を保持するスラブ搬送計画データベースと、
トーチカットされてからスラブヤードに搬送されるまでの搬送時間に基づくスラブの温度降下量と、スラブヤードでのスラブの温度推移と、スラブヤードから加熱炉に搬送されるまでの搬送時間に基づくスラブの温度降下量を計算することによって、スラブの加熱炉装入温度を予測する加熱炉装入温度予測システムとを具備することを特徴とする加熱炉のスラブ装入温度予測システム。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱炉のスラブ装入温度予測システムにおいて、
前記スラブヤードでのスラブの温度推移の計算にあたっては、
温度推移を計算するスラブの温度と、温度推移を計算するスラブの上側に置かれたスラブの温度あるいは温度推移を計算するスラブの上側にスラブが置かれていない場合には外気温との温度差、および、
温度推移を計算するスラブの温度と、温度推移を計算するスラブの下側に置かれたスラブの温度あるいは温度推移を計算するスラブの下側にスラブが置かれていない場合には外気温との温度差のそれぞれに基づき、温度推移を計算するスラブの温度降下量を計算することを特徴とする加熱炉のスラブ装入温度予測システム。
【請求項３】
製鉄所における熱間圧延工場の加熱炉へ装入するスラブの温度を予測する加熱炉のスラブ装入温度予測方法であって、
連続鋳造機で鋳造され、所定の長さにトーチカットされたスラブのトーチカットされてからスラブヤードに搬送されるまでの搬送時間に基づくスラブの温度降下量と、スラブヤードでのスラブの温度推移と、スラブヤードから加熱炉に搬送されるまでの搬送時間に基づくスラブの温度降下量を計算することによって、スラブの加熱炉装入温度を予測することを特徴とする加熱炉のスラブ装入温度予測方法。
【請求項４】
請求項３に記載の加熱炉のスラブ装入温度予測方法において、
前記スラブヤードでのスラブの温度推移の計算にあたっては、
温度推移を計算するスラブの温度と、温度推移を計算するスラブの上側に置かれたスラブの温度あるいは温度推移を計算するスラブの上側にスラブが置かれていない場合には外気温との温度差、および、
温度推移を計算するスラブの温度と、温度推移を計算するスラブの下側に置かれたスラブの温度あるいは温度推移を計算するスラブの下側にスラブが置かれていない場合には外気温との温度差のそれぞれに基づき、温度推移を計算するスラブの温度降下量を計算することを特徴とする加熱炉のスラブ装入温度予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄所における熱間圧延工場の加熱炉へ装入するスラブの温度を予測する、加熱炉のスラブ装入温度予測システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまでの熱間圧延工場の加熱炉のスラブ装入温度は、連続鋳造機でトーチカットされて加熱炉に装入されるまでの経過時間に基づいて求めることが一般的であった。
【０００３】
例えば、特許文献１では、連続鋳造機でトーチカットされる予定時刻から、このスラブが熱間圧延工場の加熱炉に装入する予定時刻までの経過時間に基づいた非線形回帰式を用いて、経過時間の間に生じる温度降下量を求める。そして、トーチカットされた時点でのスラブ温度から求めた温度降下量を差し引いて、スラブ装入温度としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２６４０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示の技術では、加熱炉での再加熱時の燃料費を削減する、連続鋳造−熱間圧延同期化操業（以下、ＤＨＣＲと称する）を前提としており、トーチカットされてから加熱炉に装入されるまでのスラブの移動方法の違いによる温度降下量の違いが考慮されていないという問題がある。
【０００６】
すなわち、ＤＨＣＲではトーチカットから加熱炉までのスラブ搬送時間が短く、このスラブ搬送時間で加熱炉のスラブ装入温度を予測しても、実際のスラブ装入温度との誤差は小さいものの、トーチカットから加熱炉までの途中にスラブヤードでスラブを保管する場合では、加熱炉までの経過時間が長く、かつスラブヤードでの保管状況によって温度降下量は大きく異なってくる。
【０００７】
例えば、スラブヤードでのスラブ保管時間が同じであるとしても、スラブヤードで高温のスラブに挟まれた状態で山置きされていたスラブと、スラブ単体で外気温にさらされた状態で置かれていたスラブとでは、後者スラブの温度降下量が大きくなる。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、製鉄所の熱間圧延工場におけるスラブの加熱炉への装入温度を、スラブヤードでのスラブ保管状況を考慮して精度よく予測することができる、加熱炉のスラブ装入温度予測システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下の発明によって解決できる。
【００１０】
［１］  製鉄所における熱間圧延工場の加熱炉へ装入するスラブの温度を予測する加熱炉のスラブ装入温度予測システムであって、
連続鋳造機で鋳造され、所定の長さにトーチカットされたスラブのトーチカット時刻および該時刻でのスラブ温度を保持する連続鋳造機操業実績データベースと、
スラブ毎の搬送計画およびスラブヤードでの山積み情報を保持するスラブ搬送計画データベースと、
前記トーチカット時刻、該時刻でのスラブ温度、前記スラブ毎の搬送計画、およびスラブヤードでの山積み情報を元に、スラブヤードでのスラブの温度推移を計算することによって、スラブの加熱炉装入温度を予測する加熱炉装入温度予測システムとを具備することを特徴とする加熱炉のスラブ装入温度予測システム。
【００１１】
［２］  上記［１］に記載の加熱炉のスラブ装入温度予測システムにおいて、
前記スラブヤードでのスラブの温度推移の計算にあたっては、
温度推移を計算するスラブの温度と、温度推移を計算するスラブの上側に置かれたスラブの温度あるいは温度推移を計算するスラブの上側にスラブが置かれていない場合には外気温との温度差、および、
温度推移を計算するスラブの温度と、温度推移を計算するスラブの下側に置かれたスラブの温度あるいは温度推移を計算するスラブの下側にスラブが置かれていない場合には外気温との温度差のそれぞれに基づき、温度推移を計算するスラブの温度降下量を計算することを特徴とする加熱炉のスラブ装入温度予測システム。
【００１２】
［３］  上記［１］または［２］に記載の加熱炉のスラブ装入温度予測システムにおいて、
前記スラブヤードでのスラブの温度推移の計算にあたっては、
以下の（１）、（２）式を用いることを特徴とする加熱炉のスラブ装入温度予測システム。
【００１３】
【数１】
0006380510.tif 000002
【００１４】
【数２】
0006380510.tif 000003
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、製鉄所の熱間圧延工場におけるスラブの加熱炉への装入温度を精度よく予測することができるようになったので、加熱炉でのスラブ加熱制御がより精度良くできるようになる。また、熱間圧延スケジューリングシステムと連携することで、より高能率、低コストでの熱間圧延工場の操業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用する製鉄所の設備列の一例を説明する図である。
【図２】本発明を適用するシステム構成の一例を示す図である。
【図３】本実施例におけるスラブヤードでの山積み状態の変化を示す図である。
【図４】本実施例におけるスラブ温度の時間推移結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図および式を参照しながら、本発明の説明を行う。図１は、本発明を適用する製鉄所の設備列の一例を説明する図である。図中、１は連続鋳造機、２はスラブ、３は山、４はスラブヤード、５は加熱炉、および６は熱間圧延機をそれぞれ表す。
【００１８】
連続鋳造機１で鋳造され、所定の長さにトーチカットされたスラブ２は、スラブヤード４と呼ばれる置場に、搬送設備(図示せず)で運ばれる。ここで、スラブ２は複数本重ねて置かれ、重ねて置かれたスラブの一固まりは山と呼ばれる。図１に見られるように、山３がスラブヤード４内に複数存在する。
【００１９】
熱間圧延工場の圧延計画により、スラブ毎の加熱炉３への装入時刻がスケジューリングされ、このスケジューリング結果に従ってスラブ２はスラブヤード４から加熱炉５に装入される。所定の圧延温度まで加熱されたスラブ２は、加熱炉５より抽出され熱間圧延機６により所定の厚さに圧延され、コイラー(図示せず)にて巻き取られてコイル状の鋼板となる。
【００２０】
図２は、本発明を適用するシステム構成の一例を示す図である。図中、１０は連続鋳造機操業実績データベース、２０はスラブ搬送計画データベース、３０は加熱炉装入温度予測システム、および４０は熱間圧延スケジューリングシステムをそれぞれ表す。
【００２１】
加熱炉装入温度予測システム３０は、連続鋳造機操業実績データベース１０より、トーチカット時刻とトーチカット時のスラブ温度を、スラブ搬送計画データベース２０よりスラブ毎の搬送計画とスラブヤードでの山積み情報を受け取り、それらの情報を元にスラブヤードでのスラブの温度推移を計算することによって、スラブの加熱炉装入温度をより正確に予測する。
【００２２】
そして、予測されたスラブ毎の加熱炉装入温度は、熱間圧延スケジューリングシステム４０に送られ、加熱炉へのスラブ装入時刻や熱間圧延時刻などの計算に使用される。なお、加熱炉装入温度予測システム３０および熱間圧延スケジューリングシステム４０は、それぞれ別個のコンピュータで実現することも、また一つのコンピュータで違うモジュールとして実現することもできる。
【００２３】
加熱炉装入温度予測システム３０におけるスラブの加熱炉装入温度の予測計算にあたっては、スラブが、トーチカットされてからスラブヤードに搬送されるまで、およびスラブヤードから加熱炉に搬送されるまでの搬送時間については、特許文献１のようにそれぞれの搬送時間に基づいてスラブの温度降下量を求めるようにする。
【００２４】
スラブがスラブヤードに到着した後の、スラブヤードでのスラブの温度推移については、以下に示す（１）、（２）式により計算する。
【００２５】
【数１】
0006380510.tif 000004
【００２６】
【数２】
0006380510.tif 000005
【００２７】
上記計算は、温度推移を計算するスラブの上下面からの熱伝達を考慮したものである。山積み状況（上下面に他のスラブがある場合またはない場合）を考慮し、上下面での温度差に基づいてスラブヤードに置かれたスラブの温度推移を予測する。
【００２８】
上記計算によって、加熱炉装入時刻よりスラブヤードから加熱炉への搬送にかかる時間を差し引いた時刻までのスラブ温度（スラブヤードから搬送時のスラブ温度）を求め、このスラブ温度から加熱炉への搬送にかかる時間での温度降下量を引いて、加熱炉へ装入するスラブの温度とする。
【００２９】
以上のように、製鉄所の熱間圧延工場におけるスラブの加熱炉への装入温度を精度よく予測することができるようになったので、加熱炉でのスラブ加熱制御がより精度良くできるようになる。また、熱間圧延スケジューリングシステムと連携することで、より高能率、低コストでの熱間圧延工場の操業が可能となる。
【実施例】
【００３０】
以下に、スラブヤードでのスラブ温度推移の一例を示す。図３は、本実施例におけるスラブヤードでの山積み状態の変化を示す図である。スラブ４本(スラブA、B、C、D)、スラブヤードに３つの山(山1、山2、山3)、時間刻みが１時間での時刻0. 0〜10. 0での山積み状態の変化例を示している。
【００３１】
スラブAとBは時刻0. 0に、スラブCとDは時刻3. 0に、それぞれトーチカットされた後スラブヤードに到着している。スラブAとBは、到着時には山１の位置にスラブBの上にスラブAが積まれ、また、スラブCは、到着時には山１のスラブAの上に積まれ、さらに、スラブDは、到着時には山３の位置に単体で床置きされる。スラブヤード到着時の温度は全て900℃とする。
【００３２】
さらに時刻9. 0では、山1のスラブBの上に積まれていたスラブAとスラブCを、それぞれ山2と山3に移動する配置換えが行なわれていることを表している。
【００３３】
このときの、各スラブの温度変化は、前述した（１）、（２）式により計算される。例えば、時刻4. 0におけるスラブAの温度TA(4)は、図３で見るように山1でスラブB、Cに挟まれて積まれているので、時刻3. 0におけるスラブAの温度TA(3)、スラブCの温度TC(3)、およびスラブBの温度TB(3)を用いて、以下のように表される。
【００３４】
【数３】
0006380510.tif 000006
【００３５】
上記パラメータα、β、γは、α=0.09015、β=0.0883、γ=6.11とした。これは、例えば１か月分のスラブの加熱炉装入温度の実測値を用いて、予測誤差が最小となるように最小二乗法で同定することで求めることができる。また、この例では、外気温を50℃で設定した。
【００３６】
山積みの状態に即して、各スラブの各時刻での温度を順次求めていくことで、任意の時刻における各スラブの温度を予測することができる。
【００３７】
図４は、本実施例におけるスラブ温度の時間推移結果を示す図である。図４（ａ）に計算結果を表形式で、図４（ｂ）にグラフ形式でそれぞれ示している。
【００３８】
山積みの状態の違いにより、各スラブの温度変化に差が出ていることが分る。また、高温のスラブBとスラブCに挟まれていたスラブAの温度履歴が高く推移し、逆に単体で置かれていたスラブDの温度が低く推移していることが表現できている。
【００３９】
なお、本実施例ではスラブ４本、スラブヤード３山、１時間単位での予測結果例示したが、実際の適用では、スラブ本数が数千本、スラブヤードの山が数十、時間刻みは１分単位で行っている。このように規模が変わっても同様の計算方法で予測することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１    連続鋳造機
２    スラブ
３    山
４    スラブヤード
５    加熱炉
６    熱間圧延機
１０    連続鋳造機操業実績データベース
２０    スラブ搬送計画データベース
３０    加熱炉装入温度予測システム
４０    熱間圧延スケジューリングシステム
【図１】
0006380510.tif 000007
【図２】
0006380510.tif 000008
【図３】
0006380510.tif 000009
【図４】
0006380510.tif 000010