(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱制約下における既に加熱炉に搬入されている被加熱材の残り加熱時間である必要加熱時間を求め、この求めた必要加熱時間に基づいて加熱炉から抽出される前記被加熱材の抽出時刻を決定する加熱炉抽出時刻決定方法において、
前記加熱炉で加熱される前記被加熱材の現在推定温度および抽出目標温度と前記必要加熱時間の実績値とから回帰式を予め作成しておき、
前記必要加熱時間は前記回帰式を用いて求めるようにしたことを特徴とする加熱炉抽出時刻決定方法。
【請求項２】
圧延制約下において被加熱材を加熱炉から抽出する抽出時間間隔を求め、この求めた抽出時間間隔に基づいて前記被加熱材の各抽出時刻を決定する一方、加熱制約下における既に加熱炉に搬入されている被加熱材の残り加熱時間である必要加熱時間を求め、そして、前記必要加熱時間が、現在時刻から前記圧延制約下で求めた抽出時刻までの時間を上回る場合には、現在時刻から抽出時刻までの間の時間が前記必要加熱時間を下回らないように被加熱材の抽出時刻を修正する加熱炉抽出時刻決定方法において、
前記加熱炉で加熱される前記被加熱材の現在推定温度および抽出目標温度と前記必要加熱時間の実績値とから回帰式を予め作成しておき、
前記必要加熱時間は前記回帰式を用いて求めるようにしたことを特徴とする加熱炉抽出時刻決定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延設備の加熱炉から被加熱材を抽出する際の時刻を決定する加熱炉抽出時刻決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱間圧延設備の加熱炉から被加熱材（スラブ）を抽出する時刻の決定方法としては、例えば、圧延制約をもとにした抽出時刻の決定と、加熱制約をもとにした抽出時刻の延長とからなるものが知られている。
【０００３】
まず、圧延制約をもとにした抽出時刻の決定について、図２および図３を参照して説明する。
最初に、加熱炉からの抽出順に各被加熱材Ａ〜Ｊについて、加熱炉の抽出から粗第１圧延機、粗第２圧延機、粗第３圧延機、仕上げ圧延機、コイラーまでの圧延スケジュールをもとに搬送時間（圧延時間を含む）を予測計算する（図２参照）。
【０００４】
次いで、あらかじめ決められた材料の加熱炉からの抽出順番のうち、連続して圧延される２本の材料の搬送時間をもとに粗圧延機、仕上げ圧延機、コイラーなどの各設備でのバーツーバー時間（先行材の処理終了から後行材の処理の開始までの時間）が所定の時間（設定替え時間、すなわち、各設備において先行材の設定条件を後行材の設定条件に変更するのに要する時間））となるように、各材料の抽出ピッチ（先行材の抽出開始から後行材の抽出開始までの時間）を求める。このように求めた各材料の抽出ピッチは、例えば図３に示すようになる。
【０００５】
この抽出ピッチの決定では、圧延能率が最大となるように、以下の（１）〜（５）の条件を満たす最小の抽出ピッチを求めるものとする。
粗第１圧延機バーツーバー時間≧粗第１圧延機設定替え時間  …（１）
粗第２圧延機バーツーバー時間≧粗第２圧延機設定替え時間  …（２）
粗第３圧延機バーツーバー時間≧粗第３圧延機設定替え時間  …（３）
仕上げ圧延機バーツーバー時間≧仕上げ圧延機設定替え時間  …（４）
コイラーバーツーバー時間≧コイラー設定替え時間          …（５）
そして、その求めた抽出ピッチを加算することにより、図３に示すように、各材料の加熱炉からの抽出時刻を決定する。
【０００６】
次に、加熱制約をもとにした抽出時刻の延長方法について説明する。
まず、加熱炉内の各材料Ａ〜Ｊについて、加熱炉の炉内温度を最大にしたときの最短加熱時間（必要加熱時間）を求める。次いで、この求めた最短加熱時間が圧延制約下で求めた抽出時刻に対応する在炉時間よりも長いときには、加熱炉での加熱時間の延長が必要になるので、その時間差から加熱に必要な延長時間である必要延長時間を求める。
【０００７】
例えば、材料Ｊについて加熱の完了までに２３７０秒の時間が必要の場合には、圧延制約下で求めた材料Ｊの抽出時刻に対応する在炉時間の１７４０秒（図３参照）との差を求めると、必要延長時間は６３０秒となる。そして、その必要延長時間を材料Ｊを含めた１０本の材料Ａ〜Ｊの抽出ピッチについて均一に修正すると、その各材料に対する修正量は７０秒（６３０秒÷９）になる。このようにして修正された各材料の抽出ピッチと修正後の抽出時刻は、図４に示すようになる。
【０００８】
次に、加熱炉内の各材料Ａ〜Ｊについて、加熱炉の炉内温度を最大にしたときの最短加熱時間の求め方について、図５を参照して説明する。
加熱炉に装入された各材料は、加熱炉から抽出されるまでの間に、時間の経過に伴ってその温度が図５に示すように増加していく。そこで、図５に示すように、加熱時間を現状から単位時間Δｔ分だけ延長したときの材料温度を予測計算する。そして、その予測計算した材料温度が抽出目標温度を上回っているか否かが判定され、上回っていない場合には、さらに単位時間Δｔ分だけ加熱時間を延長したときの材料温度を予測計算し、その予測計算した材料温度が抽出目標温度を上回るまで繰り返す。そして、その予測計算した材料温度が抽出目標温度を上回ると、必要加熱延長時間を補間計算により求め、この求めた必要延長加熱時間を含めて最短加熱時間（必要加熱時間）を求めるようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の加熱制約下における抽出時刻の延長方法において、加熱炉内の材料について加熱炉の炉内温度を最大にしたときの最短加熱時間を求める場合には、上記のように、炉内時間を単位時間Δｔだけ変化させたときの材料の温度予測計算を抽出目標温度を超えるまで実行するため、繰り返し計算が必要となり、計算処理時間が長くなるという不都合がある。
【００１０】
また、図５に示すように、加熱時間の延長量と材料温度は非線形のため、加熱時間延長量の計算精度を向上させるためには、単位時間Δｔを小さくしなけらばならず、これも計算処理が長くなる１つの要因となる。
【００１１】
さらに、材料温度が抽出目標温度付近のときには、加熱時間延長量に対する材料の温度上昇量が小さくなるため、計算に使用する温度モデルの精度により加熱時間延長量を算出するときの誤差が大きくなり実際の操業と合わない場合がある。
【００１２】
そこで、本発明は、計算処理時間が短縮できる上に、実際の操業との誤差を小さくすることができる加熱炉抽出時刻決定方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、加熱制約下における既に加熱炉に搬入されている被加熱材の残り加熱時間である必要加熱時間を求め、この求めた必要加熱時間に基づいて加熱炉から抽出される前記被加熱材の抽出時刻を決定する加熱炉抽出時刻決定方法において、前記加熱炉で加熱される前記被加熱材の現在推定温度および抽出目標温度と前記必要加熱時間の実績値とから回帰式を予め作成しておき、前記必要加熱時間は前記回帰式を用いて求めるようにした。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、圧延制約下において被加熱材を加熱炉から抽出する抽出時間間隔を求め、この求めた抽出時間間隔に基づいて前記被加熱材の各抽出時刻を決定する一方、加熱制約下における既に加熱炉に搬入されている被加熱材の残り加熱時間である必要加熱時間を求め、そして、前記必要加熱時間が、現在時刻から前記圧延制約下で求めた抽出時刻までの時間を上回る場合には、現在時刻から抽出時刻までの間の時間が前記必要加熱時間を下回らないように被加熱材の抽出時刻を修正する加熱炉抽出時刻決定方法において、前記加熱炉で加熱される前記被加熱材の現在推定温度および抽出目標温度と前記必要加熱時間の実績値とから回帰式を予め作成しておき、前記必要加熱時間は前記回帰式を用いて求めるようにした。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
本発明の実施の形態は、上述した従来の方法と共通する部分があり、その共通部分については、以下では最小限度の説明を行うことにする。
【００１６】
すなわち、この実施の形態は、圧延制約下において被加熱材を加熱炉から抽出する抽出時間間隔を求め、この求めた抽出時間間隔に基づいて被加熱材の各抽出時刻を決定する一方、加熱制約下における既に加熱炉に搬入されている被加熱材の残り加熱時間である必要加熱時間を求め、その必要加熱時間が、現在時刻から圧延制約下で求めた抽出時刻までの時間を上回る場合には、現在時刻から抽出時刻までの間の時間が必要加熱時間を下回らないように被加熱材の抽出時刻を修正するようにしたものであり、これらの点は上述した従来の方法と共通している。
【００１７】
この実施の形態が従来の方法と異なる点は、加熱制約下における被加熱材の必要加熱時間を、予め作成した回帰式を用いて求めるようにしたことである。そして、その回帰式は、加熱炉で加熱される被加熱材の現在推定温度および抽出目標温度と必要加熱時間の実績値とから予め作成するようにした。
【００１８】
ここで、必要加熱時間は、材料（スラブ）の加熱炉への装入温度、材料の加熱炉からの抽出温度、材料の鋼種などにより決定することができるので、必要加熱時間を求めるためには、材料の鋼種毎に次の（６）式のような回帰式が得られる。
【００１９】
ＴＩＭＥ＝ａ＋ｂ×Ｔｉｎ＋ｃ×Ｔｉｎ2 ＋ｄ×Ｔｏｕｔ＋ｅ×Ｔｏｕｔ2 …（６）
ＴＩＭＥ：必要加熱時間〔分〕
Ｔｉｎ：材料現在推定温度〔℃〕
Ｔｏｕｔ：抽出目標温度〔℃〕
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ：鋼種毎の回帰係数（回帰式パラメータ）
Ｔｉｎ（材料現在推定温度）は、例えば加熱炉への装入時の材料温度と炉温から差分計算法で求めることができる。
【００２０】
なお、ここでいう鋼種は、例えば材料の炭素含有量などにより分け、比熱、熱伝導率などの違い、すなわち加熱炉内での材料の温度変化の違いを反映させる。また、材料（スラブ）の寸法、炉温上限規制値が異なる場合も加熱炉内での温度変化が異なるため、別の鋼種にして区別するものとする。
【００２１】
従って、この実施の形態では、（６）式のような回帰式は鋼種毎に予め作成しておき、加熱炉から抽出される被加熱材の抽出時刻を決定する際に、鋼種の異なる材料毎に、その鋼種に対応する回帰式を用いて加熱制約下における必要加熱時間を求める。
【００２２】
図１は、材料の炭素含有量が０．０４ｗｔ％の低炭素鋼において、必要加熱時間の計算結果とその実績データとの比較例を示す。
この図１からわかるように、曲線ａ、ｂのように回帰式を用いて必要加熱時間を計算した場合と実績データとを比較すると、回帰式を用いてもその誤差がおよそ±１０分程度であることがわかる。この程度の誤差は操業のばらつきの範囲内であり、実操業に用いても許容される誤差の範囲内である。
【００２３】
なお、図１の図１中の黒丸は抽出温度が１１５０〜１２５０℃未満の実績データを示し、図１中の白丸は抽出温度が１０５０〜１１５０℃未満の実績データを示している。
【００２４】
以上説明したように、本発明の実施の形態では、実操業での加熱実績をもとに作成した回帰式を用いて必要加熱時間（必要在炉時間）を算出するようにしたので、必要加熱時間を算出するのに際して従来のような繰り返し計算が不要となり、計算機の負荷を大幅に軽減できる。また、加熱時間の延長量に関しても実操業の加熱実績をもとに作成した回帰式を用いるようにしたので、従来のように実際の操業とかけ離れた加熱時間の延長量とはならず、その誤差を小さくすることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および請求項２に係る各発明では、被加熱材の加熱炉抽出時刻を決定するにあたり、実操業での加熱実績をもとに予め作成した回帰式を用いて必要加熱時間を求めるようにしたので、必要加熱時間を求める際の計算機による負荷を削減できる上に、その求めた必要加熱時間と実操業での加熱時間との誤差を許容範囲内にすることが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ある材料における必要加熱時間の計算結果とその実績データとの比較例を示す図である。
【図２】圧延制約のもとに被加熱材の抽出時刻を決定する際の説明図である。
【図３】圧延制約のもとに被加熱材の抽出時刻を求めた一例を示す図である。
【図４】加熱制約のもとに被加熱材の修正抽出時刻を求めた一例を示す図である。
【図５】加熱制約のもとに被加熱材の必要加熱温度を求める従来方法の一例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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