(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉から抽出された材料を粗圧延機で圧延し、圧延された材料を一旦シートバーコイラに巻き取った後に巻き出し、仕上圧延中又は搬送中の材料を先行材とし、前記のシートバーコイラから巻き出した材料を後行材として、接合装置により前記先行材の尾端に前記後行材の先端を接続し、仕上圧延機によって連続圧延した後、ストリップシャーで切断してダウンコイラで巻き取る熱間エンドレス圧延ラインの搬送制御装置であって、
材料毎の圧延スケジュールに基づき、材料の加熱炉からダウンコイラまでの圧延ライン上の通過所要時間を計算し、その計算結果から前記先行材の前記シートバーコイラでの巻き出しの開始から終了までの巻き出し時間を算出し、この巻き出し時間を前記後行材の前記加熱炉からの抽出ピッチとして決定する抽出ピッチ決定手段と、
材料毎に計算された前記通過所要時間と、予め設定された圧延基準時間に基づき、前記材料を圧延基準時間に合わせるように前記圧延ライン上の所要の箇所で待機させる、前記材料の進捗予定を決定する圧延進捗予定決定手段と、
前記抽出ピッチ決定手段でした抽出ピッチに従って前記加熱炉から抽出した材料を、前記圧延進捗予定決定手段で決定した進捗予定に従って搬送した際に、加熱炉からシートバーコイラまでのライン上で先行材の後端と後行材の先端が干渉するかどうかを確認し、干渉する場合はシートバーコイラ余裕時間の少なくとも一部を前記干渉を回避するために前記後行材の抽出ピッチに加算し、前記後行材の抽出ピッチを延伸して前記干渉を回避する干渉回避手段と、
からなることを特徴とする熱間エンドレス圧延ラインの搬送制御装置。
【請求項２】
加熱炉から抽出された材料を粗圧延機で圧延し、圧延された材料を一旦シートバーコイラに巻き取った後に巻き出し、仕上圧延中又は搬送中の材料を先行材とし、前記のシートバーコイラから巻き出した材料を後行材として、接合装置により前記先行材の尾端に前記後行材の先端を接続し、仕上圧延機によって連続圧延した後、ストリップシャーで切断してダウンコイラで巻き取る熱間エンドレス圧延ラインの搬送制御方法であって、
材料毎の圧延スケジュールに基づき、材料の加熱炉からダウンコイラまでの圧延ライン上の通過所要時間を計算し、その計算結果から前記先行材の前記シートバーコイラでの巻き出しの開始から終了までの巻き出し時間を算出し、この巻き出し時間を前記後行材の前記加熱炉からの抽出ピッチとして決定し、
材料毎に計算された前記通過所要時間と、予め設定された圧延基準時間に基づき、前記材料を圧延基準時間に合わせるように前記圧延ライン上の所要の箇所で待機させる、前記材料の進捗予定を決定し、
前記抽出ピッチに従って前記加熱炉から抽出した材料を、前記進捗予定に従って搬送した際に、加熱炉からシートバーコイラまでのライン上で先行材の後端と後行材の先端が干渉するかどうかを確認して干渉が生じる場合にはシートバーコイラ余裕時間の少なくとも一部を前記干渉を回避するために前記後行材の抽出ピッチに加算し、前記後行材の抽出ピッチを延伸して前記干渉を回避するようにしたことを特徴とする熱間エンドレス圧延ラインの搬送制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粗圧延後のシートバーを接合して仕上げ圧延機で連続して圧延を行い、接合箇所をストリップシャーで切断してダウンコイラで巻き取って熱延コイルとする熱間エンドレス圧延ラインの搬送制御装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板等の材料の熱間圧延を行なうに際しては、従来、加熱炉から抽出したスラブを粗圧延機で圧延してシートバーとし、そのシートバーを仕上げ圧延機で１本ずつ圧延するバッチ圧延が行われてきた。
しかし、バッチ圧延では、各シートバーの先端および後端に寸法不良等が生じ、歩留りが低下する等の問題があった。
【０００３】
そこで、同一条件で圧延できるシートバーは、仕上げ圧延機の入側搬送ライン上で先行シートバーの後端と後行シートバーの先端とを接合して仕上げ圧延を行なう、いわゆるエンドレス圧延の技術が開発された。
熱間圧延ラインでは、通常、ライン上に複数の材料が載荷した状態で運転されるため、各材料の間隔が狭すぎる場合はライン上で材料が渋滞あるいは衝突し、広すぎる場合は生産性が低下することになる。そこで、熱間圧延ラインを先行材が通過した実績時間とあらかじめ設定されている予定時間とを用いて、後続する材料の予定時間を補正することによって、各材料の間隔を適正に維持する搬送制御が行われている。
【０００４】
例えば、図３に示す熱間圧延ラインにおいて、仕上げ圧延機５の第１スタンドに配設した材料検出装置（図示せず）で材料が通過する実績時刻を測定する。次いで、この実績時刻とあらかじめ圧延進捗予定として設定されている予定時刻とを用いて、熱間圧延ラインの特性に応じた補正時間値を算出し、その補正時間値を用いて後続する材料が噛み込む予定時刻の補正を行う。
【０００５】
そして、粗圧延機２の入側等、あるいは、シートバーコイラ３等、に設定した材料待機位置に材料を待機させ、所定の予定時刻に材料が通過するように制御しながらライン上の搬送制御を行う。
しかしながら、上記の材料搬送方式では、バッチ圧延材を搬送する場合は問題ないものの、エンドレス圧延材を搬送する場合に、仕上げ圧延機の入側でシートバーの間隔が広がって接合できなくなる、あるいはまた、シートバーの先後端が干渉してぶつかってしまう、等の問題がある。
【０００６】
エンドレス圧延においては、加熱炉１、粗圧延機２、シートバーコイラ３、接合装置４、仕上圧延機５、ストリップシャー６、ダウンコイラ７等の熱間圧延ラインの全設備が連動して稼働しなければならない。ここで、８は先行材、９は後行材であり、10はそれらの接合点である。
エンドレス圧延材の搬送に関わるトラブルが発生すると、熱間圧延ライン全体が停止するという問題がある。また、熱間エンドレス圧延では材料の温度低下を防止するため、加熱炉から抽出した材料を圧延途中で長時間停止させておくこともできない。
【０００７】
そのため、特開平10-235418 号公報においては、材料圧延後のサイズ、圧延時間を予測し、先行材と後行材が圧延ライン上で確実に接続可能となるように、加熱炉からの抽出ピッチを決定し、円滑なライン搬送を実現する圧延ライン制御装置が既に開示されている。
上記の圧延ライン制御装置は、加熱炉の抽出ピッチを決定する抽出ピッチ決定手段と、材料の通過所要時間を圧延基準時間に合わせて圧延ライン上で材料を停止させる進捗予定を決定する圧延進捗予定決定手段と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
ここで、抽出ピッチ決定手段は、加熱炉から抽出された材料を粗圧延機で圧延し、圧延された材料を一旦シートバーコイラに巻き取った後に巻き出し、仕上圧延中又は搬送中の材料を先行材とし、シートバーコイラから巻き出された材料を後行材として、先行材の尾端に後行材の先端を接合装置で接続し、仕上圧延機で連続圧延してコイラにて巻き取るに当たり、圧延スケジュールに基づいて、材料が加熱炉より抽出されてからダウンコイラに巻き取られるまでの圧延ライン上の通過所要時間を計算し、その計算結果から先行材のシートバーコイラでの巻き出し時間を求め、この巻き出し時間を後行材の加熱炉の抽出ピッチとして決定するものである。
【０００９】
また、圧延進捗予定決定手段は、例えば、粗圧延の圧延機間を一つの区間として、いくつかの区間に分割し、区間毎の材料毎の通過所要時間と、区間毎に値が一定に設定された圧延基準時間とに基づき材料の通過所要時間を圧延基準時間に合わせるように材料を搬送し、また、圧延ライン上で停止させる進捗予定を決定するものである。
【００１０】
そして、抽出ピッチ決定手段で決定された抽出ピッチに従って加熱炉から材料の抽出を行い、圧延進捗予定決定手段で決定された進捗予定に従って材料の進捗管理を行い、圧延機等の各装置間の搬送制御を行う。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の抽出ピッチ決定手段で決定された抽出ピッチに従って加熱炉から材料の抽出を行い、圧延進捗予定決定手段で決定された進捗予定に従って、シートバーの搬送を制御した場合、両制御のミスマッチによって、そのまま搬送を行うと粗圧延において先行材と後行材が衝突してしまう場合が発生し、接合不可となる場合がある。
【００１２】
本発明は、上記のようなミスマッチを解消し、加熱炉抽出からシートバーコイラ巻き取りまでの粗圧延において先行材と後行材が干渉して衝突することなく、安定的に搬送することを可能とし、粗圧延における材料の干渉に起因してシートバーが接合不可となるトラブルを解消することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
シートバーコイラでは、接合装置における確実な接合を行うため、シートバーコイラでの後行材の巻き出し準備完了から先行材のシートバーコイラ巻き出し完了までの時間、すなわち、シートバーコイラ余裕時間を確保することで、実圧延にて発生する時間誤差を吸収している。
【００１４】
本発明は、このシートバーコイラ余裕時間が有効利用できる点に着目してなされたものであり、シートバーコイラ余裕時間と加熱炉からの抽出ピッチを最適化することで、粗圧延における先行材と後行材の衝突発生を事前に回避し、シートバーの接合を安定的に行うことを可能としたものである。
すなわち、本発明は、加熱炉から抽出された材料を粗圧延機で圧延し、圧延された材料を一旦シートバーコイラに巻き取った後に巻き出し、仕上圧延中又は搬送中の材料を先行材とし、前記のシートバーコイラから巻き出した材料を後行材として、接合装置により前記先行材の尾端に前記後行材の先端を接続し、仕上圧延機によって連続圧延した後、ストリップシャーで切断してダウンコイラで巻き取る熱間エンドレス圧延ラインの搬送制御装置であって、材料毎の圧延スケジュールに基づき、材料の加熱炉からダウンコイラまでの圧延ライン上の通過所要時間を計算し、その計算結果から前記先行材の前記シートバーコイラでの巻き出しの開始から終了までの巻き出し時間を算出し、この巻き出し時間を前記後行材の前記加熱炉からの抽出ピッチとして決定する抽出ピッチ決定手段と、材料毎に計算された前記通過所要時間と、予め設定された圧延基準時間に基づき、前記材料を圧延基準時間に合わせるように前記圧延ライン上の所要の箇所で待機させる、前記材料の進捗予定を決定する圧延進捗予定決定手段と、前記抽出ピッチ決定手段でした抽出ピッチに従って前記加熱炉から抽出した材料を、前記圧延進捗予定決定手段で決定した進捗予定に従って搬送した際に、加熱炉からシートバーコイラまでのライン上で先行材の後端と後行材の先端が干渉するかどうかを確認し、干渉する場合はシートバーコイラ余裕時間の少なくとも一部を前記干渉を回避するために前記後行材の抽出ピッチに加算し、前記後行材の抽出ピッチを延伸して前記干渉を回避する干渉回避手段と、からなることを特徴とする熱間エンドレス圧延ラインの搬送制御装置によって上記課題を解決した。
【００１５】
また、本発明は、加熱炉から抽出された材料を粗圧延機で圧延し、圧延された材料を一旦シートバーコイラに巻き取った後に巻き出し、仕上圧延中又は搬送中の材料を先行材とし、前記のシートバーコイラから巻き出した材料を後行材として、接合装置により前記先行材の尾端に前記後行材の先端を接続し、仕上圧延機によって連続圧延した後、ストリップシャーで切断してダウンコイラで巻き取る熱間エンドレス圧延ラインの搬送制御方法であって、材料毎の圧延スケジュールに基づき、材料の加熱炉からダウンコイラまでの圧延ライン上の通過所要時間を計算し、その計算結果から前記先行材の前記シートバーコイラでの巻き出しの開始から終了までの巻き出し時間を算出し、この巻き出し時間を前記後行材の前記加熱炉からの抽出ピッチとして決定し、材料毎に計算された前記通過所要時間と、予め設定された圧延基準時間に基づき、前記材料を圧延基準時間に合わせるように前記圧延ライン上の所要の箇所で待機させる、前記材料の進捗予定を決定し、前記抽出ピッチに従って前記加熱炉から抽出した材料を、前記進捗予定に従って搬送した際に、加熱炉からシートバーコイラまでのライン上で先行材の後端と後行材の先端が干渉するかどうかを確認して干渉が生じる場合にはシートバーコイラ余裕時間の少なくとも一部を前記干渉を回避するために前記後行材の抽出ピッチに加算し、前記後行材の抽出ピッチを延伸して前記干渉を回避するようにしたことを特徴とする熱間エンドレス圧延ラインの搬送制御方法によって上記課題を解決した。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に基づく搬送制御について、図１に従って説明する。
熱間エンドレス圧延ラインにおける材料毎の圧延スケジュールは、あらかじめ圧延スケジュール記憶手段110 に設定されている。また、熱間エンドレス圧延ラインで処理される圧延基準時間も同様に圧延基準時間記憶手段210 に設定されている。
【００１７】
ここで、抽出ピッチ決定手段100 においては、前記の圧延スケジュール記憶手段110 に設定された材料毎の圧延スケジュールに基づき、圧延ラインの通過所要時間を計算し（120 ）、その通過所要時間に基づいてシートバーコイラの巻き出し時間を算出する（130 ）。そして、ここで算出したシートバーコイラの巻き出し時間に基づき次材（すなわち、後行材）の加熱炉抽出ピッチを決定する（140 ）。そして、この加熱炉抽出ピッチに基づき、熱間エンドレス圧延ラインのライン制御400 の一環として加熱炉抽出ピッチ制御410 が行われる。
【００１８】
一方、圧延進捗予定決定手段200 においては、圧延基準時間記憶手段210 に設定された圧延基準時間と、材料毎の圧延スケジュールに基づき計算した圧延ラインの通過所要時間（120 ）に基づき、材料毎の圧延進捗予定を決定する（220 ）。そして、この材料毎の圧延進捗予定に基づき、熱間エンドレス圧延ラインのライン制御400 の一環として圧延進捗制御420 が行われる。
【００１９】
本発明においては、更に、干渉回避手段300 を付加し、圧延ライン、特に、加熱炉出側からシートバーコイラまでの粗圧延での予測と実績の搬送時間の間に誤差が生じ、先行材の後端と後行材の先端が干渉するトラブルを回避可能とすることを特徴とする。
すなわち、干渉回避手段300 では、抽出ピッチ決定手段100 で決定した材料の加熱炉からの抽出ピッチと、圧延進捗予定決定手段200 で決定した材料の圧延進捗予定に基づき、加熱炉からシートバーコイラまでの粗圧延における材料搬送時の干渉発生有無を確認する（310 ）。そして、材料が干渉する場合（320 ）、後述するシートバーコイラ余裕時間の少なくとも一部を抽出ピッチに充当・加算し（330 ）、材料の加熱炉からの抽出ピッチを延伸して、干渉を回避する処理を行う。
【００２０】
ここで、シートバーコイラ余裕時間とは、先行材の巻き出しを完了して尾端払い出し後に、後行材の先端を払い出す際の余裕時間であり、後行材シートバーコイラ巻き出し準備完了から先行材シートバーコイラ巻き出し完了までの時間として定義され、通常、１〜60秒程度の時間として設定される。そして、このシートバーコイラ余裕時間をある程度確保しておくことで、接合装置に絶え間なく材料を供給することを可能としている。
【００２１】
既に説明したように、シートバーコイラ巻き出し時間から決定した抽出ピッチでは粗圧延にて材料の衝突が発生する場合、抽出ピッチを延長し、その代償としてシートバーコイラ余裕時間を減少させる。また、一方で、シートバーコイラ巻き出し時間で決定した抽出ピッチとすると、粗圧延で余裕が生じる場合、抽出ピッチの短縮を行い、先に減少させたシートバーコイラ余裕時間を復活させ、初期値に戻すようにすることを好適とする。
【００２２】
このように抽出ピッチの調整を行い、かつ、圧延進捗予定決定手段に基づく進捗予定に従って加熱炉からシートバーコイラまでの粗圧延機等の圧延関連装置での搬送制御を行う。なお、シートバーコイラ余裕時間には、あらかじめ許容される下限値を設けておき、抽出ピッチを延伸した結果、シートバーコイラ余裕時間がその下限値を下回ってしまう場合には接合不可とすることが好ましい。接合装置での円滑な接合処理のためには、最低限のシートバーコイラ余裕時間が必要であり、その余裕時間を確保できないと、接合装置での干渉が発生する恐れがあるからである。
【００２３】
つまり、シートバーコイラ余裕時間の初期値と前記の下限値までの時間差分をバッファとして抽出ピッチを調整することで、粗圧延にて材料の衝突が予想される場合にはシートバーコイラ余裕時間を減少させて接合不可となるトラブルを回避し、一方、粗圧延において搬送に余裕がある場合はシートバーコイラ余裕時間を増加させて初期値にまで戻しておき、粗圧延での衝突回避の蓄えとすることを好適とするのである。
【００２４】
【実施例】
図２に基づき、本発明の熱間エンドレス圧延ラインの搬送制御の実施例について具体的に説明する。
図２は、横軸に圧延ライン上の位置を取り、縦軸を時間ｔとしている。ここで、横軸のＡは加熱炉の抽出位置であり、SCはシートバーコイラの位置である。また、ＢとＣは加熱炉からシートバーコイラまでの適当な位置であり、例えば、粗圧延機前の位置等を適宜選定する。
【００２５】
図２では、ｉ番目の材料とその前後のi-1 番目とi+1 番目の計３本の材料の搬送の推移を具体的に例示している。
まず、i-1 番目の材料が加熱炉から抽出され、点線で示す基準材搬送パターン（圧延基準時間から定まる搬送パターン）に沿って搬送される。この際、Ｂ位置、Ｃ位置、SC位置のそれぞれにおいて、実際の材料の搬送を基準材搬送パターンに合わせるべく時間調整が実施され、材料が一時滞留されている。
【００２６】
次に、抽出ピッチ決定手段によってi-1 番目材のシートバーコイラ巻き出し時間から決定された抽出ピッチＢi 分だけ平行移動させた基準材搬送パターンに沿ってｉ番目材の進捗予定が定められる。
そして、この進捗予定で搬送した場合のｉ番目材の干渉有無がチェックされる。なお、ｉ番目材がi-1 番目材と干渉する場合の発生は、通常、進入チェック発生と呼ばれている。
【００２７】
ここで、ｉ番目材において、図中の＊１に示す２カ所の区間において進入チェック発生があったものと仮定する。また、それぞれでの干渉する時間長をＸi,1 、Ｘi,2 （但し、Ｘi,1 ≧Ｘi,2 ）と仮定する。
この場合、i-1 番目材とｉ番目材の干渉を回避するためには、
max （Ｘi,1 ，Ｘi,2 ）、
すなわち、ここでは、Ｘi,1 時間だけ加熱炉からのｉ番目材の抽出を延伸すればよい。すなわち、補正後の抽出ピッチＡi を、
Ａi ＝Ｂi ＋Ｘi,1 、
とすればよい。ここで、抽出ピッチ変更後のｉ番目材の進捗実績を太い実線で示している。
【００２８】
加熱炉からのｉ番目材の抽出をＸi,1 時間だけ遅らせたことに伴い、シートバーコイラ（SC）では、ｉ番目材の到着が遅れることになり、シートバーコイラ余裕時間がＸi,1 時間だけ短くなる。
つまり、ｉ番目材の変更前のシートバーコイラ余裕時間をSCi-1 とすると、シートバーコイラ到着がＸi,1 時間だけ遅れることから、ｉ番目材のシートバーコイラ余裕時間SCi は、
SCi ＝SCi-1 −Ｘi,1 、
と短くなる。ここで、SCW は、材料（ここではｉ番目材）のシートバーコイラ前での予定待機時間である。
【００２９】
次に、ｉ番目材とi+1 番目材間において、ｉ番目材のシートバーコイラ巻き出し時間から決定した抽出ピッチでi+1 番目材を搬送すると、進入チェック発生は全くない。そこで、最も待機余裕が少ない部分での余裕時間Ｘi+1,1 （＊２で示す位置）だけ抽出ピッチを短縮する処理を行う。すなわち、
Ａi+1 ＝Ｂi+1 −Ｘi+1,1 、
とするのである。
【００３０】
このようにして、抽出ピッチ短縮前のシートバーコイラ余裕時間SCi が、抽出ピッチ短縮後によって、
SCi+1 ＝SCi ＋Ｘi+1,1 、
とＸi+1,1 時間分だけ復活させることができ、シートバーコイラ余裕時間を回復させることができる。
【００３１】
ここで、本発明においては、必ず、シートバーコイラ余裕時間（SCi ）とシートバーコイラ余裕時間下限値（SCLLM ）とが
SCi ＞SCLLM 、
となるようにシートバーコイラ余裕時間（SCi ）を設定する。そして、シートバーコイラ余裕時間（SCi ）が、シートバーコイラ余裕時間初期値（SC1 ）と、シートバーコイラ余裕時間下限値（SCLLM ）に対し、
SC1 ＞SCi ＞SCLLM 、
の場合に、材料の接合を可能としたのである。
【００３２】
一方、ｉ番目材とi+1 番目材間のように、粗圧延でのネックとならず、逆に粗圧延での搬送に余裕がある場合、その粗圧延での余裕時間Ｘi+1,1 を用い、シートバーコイラ余裕時間が初期値SC1 に回復するまで、順次、抽出ピッチの短縮を行うことを好適とする。
即ち、
SC1 −SCi ＞Ｘi+1,1 の場合、Ａi+1 ＝Ｂi ＋Ｘi+1,1 、
SC1 −SCi ≦Ｘi+1,1 の場合、Ａi+1 ＝Ｂi ＋（SC1 −SCi ）、
として、抽出ピッチの変更を行うのである。
【００３３】
こうすることで、シートバーコイラ余裕時間が下限値以下とならない限りシートバーコイラ余裕時間を抽出ピッチの延長に充当して粗圧延でのネックを回避することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によって、熱間エンドレス圧延において、トラブルなく材料の先後端の接続が可能となり、粗圧延における材料の干渉に起因してシートバーが接合不可となるトラブルを解消することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の搬送制御装置の制御ブロック図である。
【図２】本発明の搬送制御を適用した場合の材料の遷移図である。
【図３】本発明が対象とする熱間エンドレス圧延ラインの模式図である。
【符号の説明】
１    加熱炉
２    粗圧延機
３    シートバーコイラ（SC）
４    接合装置
５    仕上圧延機
６    ストリップシャー
７    ダウンコイラ
８    材料（先行材）
９    材料（後行材）
10    接合点
【図１】
0004474732.tif 000002
【図２】
0004474732.tif 000003
【図３】
0004474732.tif 000004