CN112334242B - 轧制节奏控制系统 - Google Patents

Abstract

轧制节奏控制系统具备轧制节奏计算器。轧制节奏计算器基于钢板(SS)的轧制规格SP＿SS以及轧制条件C＿SS的信息来进行轧制节奏控制。在轧制节奏控制中，进行着眼于连续被轧制的三根钢板(SS)的优化处理。在优化处理中，导出能够缩短抽出间隔I＿TEX的第二根钢板(SS)的最优条件OC＿SS。抽出间隔I＿TEX是第一根与第二根的抽出间隔I＿EX和第二根与第三根的抽出间隔I＿EX的合计。在轧制节奏控制中，基于最优条件OC＿SS中的抽出间隔I＿EX与第一根的钢板(SS)的抽出时刻来计算第二根钢板(SS)的抽出时刻。

Description

轧制节奏控制系统

技术领域

本发明涉及进行热轧生产线的轧制节奏(mill pacing)控制的系统。

背景技术

热轧生产线包括进行粗轧工序的设备、以及进行精轧工序的设备。在单一的热轧生产线上，若多个材料由各设备同时加工，则该轧制生产线的运转率提高。如果运转率提高，则生产效率提高。作为提高运转率的技术，已知有轧制节奏控制。

在轧制节奏控制中，通常计算从加热炉连续抽出的两根被轧制材料的间隔(以下，也称为“抽出间隔”。)。另外，基于该抽出间隔，控制这些被轧制材料的抽出定时。在此，若抽出间隔过长，则生产效率降低。另一方面，若抽出间隔过短，则会产生使后续的被轧制材料待机的需要。

作为与轧制节奏控制相关的第1现有技术，例示了专利文献1所公开的方法。在该以往的方法中，首先，通过基于过去的轧制实际结果构建的模型来计算被轧制材料到达精轧机的入口侧时的温度。接着，基于该温度，预测精轧机的入口侧的被轧制材料的待机时间。关于抽出间隔，通过考虑该待机时间来决定。

作为第2现有技术，例示了专利文献2所公开的方法。在该以往方法中，将第一以及第二候补中的较长的一方决定为抽出间隔。第一候补基于为了使加热炉内的板坯的温度上升至目标温度所需的时间来计算。第二候补基于在从现在起将要抽出的板坯的前一个抽出的板坯(在先板坯)的轧制时间来计算。该轧制时间基于以与在先板坯的轧制条件接近的条件轧制的另一板坯的轧制时间来校正。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018－196888号公报

专利文献2：日本特开2015－174121号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在第1以及第2现有技术中使用了预先设定的轧制条件。轧制条件是用于生产符合轧制规格的产品的各设备的操作条件。轧制条件例如包括粗轧出口侧板厚、粗轧道次数、以及被轧制材料的速度条件。轧制规格例如包括钢种、板坯的尺寸、产品的尺寸、以及热轧生产线上的各点处的目标温度。

由于轧制规格是与产品的形状、品质相关的规定事项，因此无法对其进行变更。与此相对，轧制条件具有灵活性。尽管如此，使用预先设定的轧制条件是指，基于此而设定的轧制设备的设定值被固定。因而，在利用了现有技术的轧制节奏控制中，抽出间隔的缩短化存在极限。

本发明是为了解决上述课题中的至少一个而完成的。本发明的目的在于，提供一种能够计算出使生产效率提高的适合的抽出间隔的轧制节奏控制系统。

用于解决课题的手段

第1发明为一种进行热轧生产线的轧制节奏控制的轧制节奏控制系统，具有如下特征。

所述系统具备数据库、设定计算器、以及轧制节奏计算器。

所述数据库用于设定与钢材的轧制规格对应的轧制设备的轧制条件。

所述设定计算器进行基于使用了所述轧制规格的所述数据库的参照的所述轧制条件的决定、以及基于所述轧制条件的所述轧制设备的设定值的计算。

所述轧制节奏计算器计算从加热炉分别抽出在所述热轧生产线上连续被轧制的至少两根钢材的时刻。

所述轧制节奏计算器进行如下计算：

通过参照使用了在所述热轧生产线上以依次被轧制的第一、第二以及第三钢材的轧制规格的所述数据库，分别将所述第一、第二以及第三钢材依次被轧制时的所述轧制条件决定为第一、第二以及第三条件；

基于所述第一、第二以及第三条件，分别计算所述第一、第二以及第三钢材依次被轧制时的所述设定值来作为第一、第二以及第三设定值；

使用所述第一以及第二设定值，计算从所述第一钢材被从所述加热炉抽出的第一时刻到所述第二钢材被从所述加热炉抽出的第二时刻为止的第一间隔；

使用所述第二以及第三设定值，计算从所述第二时刻到所述第三钢材被从所述加热炉抽出的第三时刻为止的第二间隔，

将使所述第一间隔与所述第二间隔的合计减小的所述第二条件决定为在所述设定计算器中进行的所述第二设定值的计算中所使用的最优条件，

使用所述最优条件中的所述第一间隔与所述第一时刻来决定所述第二时刻。

第2发明在第1发明中还具有如下特征。

所述轧制节奏计算器还进行如下计算：

在所述第二钢材相当于在所述热轧生产线上被轧制的最后的钢材的情况下，例外地计算代替所述最优条件的代用条件，

基于所述代用条件，计算所述第一以及第二时刻。

所述代用条件是使所述第二钢材的轧制时间与所述第一间隔的合计减小的所述第二条件。

第3发明在第1或第2发明中还具有如下特征。

所述轧制条件以与所述第一、第二以及第三钢材的轧制规格中所包含的要素对应的方式被细分。

第4发明是进行热轧生产线的轧制节奏控制的轧制节奏控制系统，具有如下特征。

所述系统具备数据库、设定计算器、以及轧制节奏计算器。

所述数据库用于设定与钢材的轧制规格对应的轧制设备的轧制条件。

所述设定计算器进行基于使用了所述轧制规格的所述数据库的参照的所述轧制条件的决定、以及基于所述轧制条件的所述轧制设备的设定值的计算。

所述轧制节奏计算器对从加热炉分别抽出在所述热轧生产线上连续被轧制的至少两根钢材的时刻进行计算。

所述轧制节奏计算器进行如下计算：

通过参照使用了在所述热轧生产线上在规定期间内依次被轧制的全部的钢材的轧制规格的所述数据库，分别决定所述全部的钢材依次被轧制时的所述轧制条件，

基于所述各个轧制条件，分别计算所述全部的钢材依次被轧制时的所述设定值，

使用所述各个设定值，分别计算从所述加热炉分别抽出在所述规定期间内连续被轧制的两根钢材的时刻的间隔，

将使所述各个间隔与在所述规定期间内最后被轧制的钢材的轧制时间的合计减小的所述各个轧制条件决定为所述设定计算器进行的所述设定值的计算中所使用的最优条件，

使用所述最优条件中的所述各个间隔、以及从所述加热炉抽出在所述规定期间内最初被轧制的钢材的时刻，来决定从所述加热炉分别抽出所述全部的钢材的时刻。

第5发明在第4发明中还具有如下特征。

所述轧制条件以与所述全部的钢材的轧制规格中所包含的要素对应的方式被细分。

发明效果

根据第1至3发明，减小第一间隔与第二间隔的合计的第二条件被决定为最优条件。即，轧制条件被变更为更适合的条件。然后，使用该最优条件中的第一间隔、以及从加热炉抽出第一钢材的第一时刻，来决定从加热炉抽出第二钢材的第二时刻。因而，能够提高设备的运转率而提高生产效率。

根据第4至5发明，使分别抽出在规定期间内连续被轧制的两根钢材的时刻的间隔、以及在规定期间内最后被轧制的钢材的轧制时间的合计减小的轧制条件被决定为最优条件。即，全部的钢材的轧制条件被变更为更适合的条件。然后，使用分别抽出在该最优条件下连续被轧制的两根钢材的时刻的间隔、以及从加热炉抽出最初被轧制的钢材的时刻，来决定从加热炉分别抽出全部的钢材的时刻。因而，能够提高设备的运转率而提高生产效率。

附图说明

图1是表示应用实施方式1的轧制节奏控制系统的热轧生产线的构成例的图。

图2是对实施方式1的轧制节奏控制系统的构成进行说明的框图。

图3是表示PDI的一个例子的图。

图4是表示轧制条件C＿SS的一个例子的图。

图5是对实施方式1中所执行的轧制节奏控制处理的流程进行说明的流程图。

图6是表示钢材SS的通过时间T＿FR以及T＿TA的计算结果的一个例子的图。

图7是表示限制时间T＿RE的一个例子的图。

图8是对实施方式2中所执行的轧制节奏控制处理的流程进行说明的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，对各图中共用的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

1.实施方式1

首先，参照图1至7对本发明的实施方式1进行说明。

1.1热轧生产线的构成

图1是表示应用实施方式1的轧制节奏控制系统(以下，也简称为“系统”。)的热轧生产线的构成例的图。如图1所示，热轧生产线1具备加热炉11、粗轧工序用的设备(以下，也称为“粗轧设备”。)12、精轧工序用的设备(以下，也称为“精轧设备”。)16、冷却工序用的设备(以下，也称为“冷却设备”。)18、以及卷绕工序用的设备(以下，也称为“卷绕设备”。)19。

加热炉11设于输送线的上游。加热炉11对作为被轧制材料的钢材SS进行加热。钢材SS的叫法根据输送线上的位置而改变。一般来说，在加热炉11与粗轧设备12之间的钢材SS被称作板坯。粗轧工序后的钢材SS被称作薄板坯、或被单纯称作棒材(bar)。精轧工序后的钢材SS被称作带钢(strip)。

粗轧设备12具备SSP(Slab Sizing Press：板坯定宽压力机)13、轧边机14a及14b、以及粗轧机15a及15b。SSP13设于输送线的上游。SSP13将钢材SS的宽度加工至规定宽度。轧边机14a是附属于粗轧机15a的装置。轧边机14b是附属于粗轧机15b的装置。这些轧边机对钢材SS的宽度进行调整。粗轧机15a及15b一边将钢材SS向正方向以及反方向进给一边进行轧制。这些粗轧机将钢材SS压下，直到钢材SS的厚度成为目标棒材厚为止。

精轧设备16设于粗轧设备12的下游。精轧设备16具备精轧机17a～17g。这些精轧机一边将钢材SS仅向正方向进给一边进行轧制。这些精轧机将钢材SS压下，直到钢材SS的厚度成为目标的产品厚为止。

冷却设备18设于精轧机17g的下游。冷却设备18具备被称作冷床的水冷却装置(未图示)。冷却设备18从该冷床向钢材SS注水来降低其温度。

卷绕设备19设于冷却设备18的下游。卷绕设备19将钢材SS卷绕成螺旋状。卷绕设备19具备卷绕机19a～19c。考虑通过卷绕机19c卷绕在输送线上第i－1个输送的钢材SS(i－1)的情况。在该情况下，例如，第i个输送的钢材SS(i)由卷绕机19b卷绕，第i+1个输送的钢材SS(i+1)由卷绕机19a卷绕。

1.2轧制节奏控制系统的构成

图2是对实施方式1的系统的构成进行说明的框图。如图2所示，系统2具备上位计算器21、设定计算器22、设定数据库23、轧制节奏计算器24、以及设备用控制器25。

上位计算器21是被定位在设定计算器22的上位的计算机，对钢材SS的生产进管理。上位计算器21具备处理器、存储器以及输入输出接口。上位计算器21经由输入输出接口接收各种信息。在该各种信息中包含表示在热轧生产线1上输送的钢材SS的位置以及温度的实际值的信息。

上位计算器21还将在热轧生产线1上生产的钢材SS的轧制规格SP＿SS的信息发送至设定计算器22。该信息以PDI(Primary Data Input：初始数据输入)的形式被保存。图3是表示PDI的一个例子的图。如图3所示，在PDI中，包括产品ID、板坯的尺寸(厚度以及宽度)、产品的尺寸(厚度以及宽度)、抽出温度、以及卷绕温度。在产品ID中，包括与钢材SS的种类(以下，称为“钢种”。)相关的代码。即，在轧制规格SP＿SS中也包括钢种。

设定计算器22基于轧制规格SP＿SS以及轧制条件C＿SS的信息，设定粗轧设备12、精轧设备16、冷却设备18这些各种设备的设定值ST。轧制规格SP＿SS的信息从上位计算器21发送来。关于轧制条件C＿SS的信息，将轧制规格SP＿SS中所包含的至少一部分的要素作为关键(key)，在设定设定值ST时，由设定计算器22从设定数据库23获得。关于轧制条件C＿SS的信息，也可以由上位计算器21获得。在该情况下，轧制条件C＿SS的信息与轧制规格SP＿SS的信息一起从上位计算器21发送来。

图4是表示轧制条件C＿SS的一个例子的图。如图4所示，轧制条件C＿SS包括“粗轧出口侧板厚”、“粗轧出口侧上限”、“粗轧出口侧下限”、“粗轧道次数”、以及“速度条件”。“粗轧出口侧板厚”为粗轧设备12的出口侧的钢材SS的目标厚度(即，目标棒材厚)。“粗轧出口侧上限”以及“粗轧出口侧下限”为目标棒材厚的上限以及下限。“粗轧道次数”为粗轧工序的重复次数。“速度条件”表示粗轧工序以及精轧工序中的钢材SS的速度条件。

如图4所示，轧制条件C＿SS以与轧制规格SP＿SS中所包含的至少一部分的要素对应的方式来设定。在图4的例子中，“钢种”、“板厚等级”以及“板宽等级”相当于该要素。钢种由SS400、SPHC这些代码来表示，被细分为组A～Z。“板厚等级”表示产品厚，被细分为组1～NH。“板宽等级”表示产品宽度，被细分为组1～NB。

在设定值ST中，包括轧制负载、变形阻力、辊隙、以及速度模式。这些值例如使用以输入变量和机械常数作为输入的模型来计算。输入变量是与模型输出相关的物理量。例如，在模型输出为轧制负载的情况下，变形阻力、钢材SS的宽度、压下量等相当于输入变量。机械常数是辊径、轧制曲线、喷雾流量这些表示各设备的机械特性的物理量。由于机械常数会因辊更换、设备的维修以及调整、经年变化而发生改变，因此被随时更新。设定计算器22将设定值ST发送至设备用控制器25。

设定数据库23是储存有图4所示的轧制条件C＿SS的数据库。设定数据库23根据来自上位计算器21或设定计算器22的请求，向请求源提供轧制条件C＿SS。

轧制节奏计算器24基于轧制规格SP＿SS以及轧制条件C＿SS的信息来进行轧制节奏控制。为了进行轧制节奏控制，轧制节奏计算器24具有与设定计算器22所具有的功能的一部分相同的功能。在轧制节奏控制中，计算最优的轧制条件C＿SS(以下，也称为“最优条件OC＿SS”。)。关于最优条件OC＿SS的计算方法之后进行叙述。轧制节奏计算器24将最优条件OC＿SS发送至设定计算器22。

在输入了最优条件OC＿SS的情况下，设定计算器22基于最优条件OC＿SS再次计算设定值ST，并发送至设备用控制器25。即，在计算出最优条件OC＿SS的情况下，修正计算完毕的设定值ST。

在轧制节奏控制中，还计算轧制时间T＿TM。轧制时间T＿TM基于速度模式按每种钢材SS进行计算。速度模式包含在设定值ST中，在轧制节奏计算器24中另外计算。在轧制节奏控制中，还基于轧制时间T＿TM，按每种钢材SS计算从加热炉11抽出钢材SS的时刻(以下，也称为“抽出时刻t＿EX”。)。轧制节奏计算器24将抽出时刻t＿EX发送至设备用控制器25。

设备用控制器25基于设定计算器22的计算结果(即，设定值ST)，控制各种设备的致动器。在这些致动器中，包括电动机、液压装置以及冷床。设备用控制器25还从设于热轧生产线1上的各点的各种传感器收集钢材SS的温度及尺寸、轧制负载这些控制实际值。设备用控制器25还基于轧制控制的实际值适当进行设定值ST的修正。

在从轧制节奏计算器24输入了抽出时刻t＿EX的情况下，设备用控制器25按照抽出时刻t＿EX从加热炉11抽出钢材SS。

1.3轧制节奏控制处理

图5是对在实施方式1中轧制节奏计算器24进行的轧制节奏控制处理的流程进行说明的流程图。图5所示的例程是着眼于钢材SS(i)时的例程，至少在钢材SS(i)的抽出前进行。即，图5所示的例程可以在钢材SS(i)的抽出紧前进行，也可以在钢材SS(i－1)的抽出前进行。

在图5所示的例程中，首先，读入钢材SS(i－1)的设定值ST(i－1)和钢材SS(i+1)的设定值ST(i+1)(步骤S101)。当这些设定值在设定计算器22中计算完毕的情况下，挪用它们。否则，在本步骤的处理中计算这些设定值。关于这些设定值的计算依照以下说明的步骤S102～S104的处理而进行。

接着步骤S101，读入钢材SS(i)的PDI(步骤S102)。如图3的说明所述，PDI是轧制规格SP＿SS的信息。在本步骤的处理中，读入的PDI是钢材SS(i)的轧制规格SP＿SS(i)。

接着步骤S102，读入钢材SS(i)的轧制条件C＿SS(i)(步骤S103)。轧制条件C＿SS(i)以轧制规格SP＿SS(i)的一部分的要素作为关键，从设定数据库23读入。

接着步骤S103，计算设定值ST(i)(步骤S104)。关于使用模型计算设定值ST这一点如上所述。另外，如上所述，设定值ST包括速度模式。在本步骤的处理中，基于该速度模式，计算各设备中的所需时间TAT(i)。在本步骤的处理中，也计算所需时间TAT(i－1)以及TAT(i+1)。这些时间的计算基于设定值ST(i－1)以及ST(i+1)中所包含的速度模式而进行。

接着步骤S104，计算通过时间T＿FR(i－1)～T＿FR(i+1)、以及通过时间T＿TA(i－1)～T＿TA(i+1)(步骤S105)。通过时间T＿FR(i)为钢材SS(i)的前端通过在热轧生产线1上预先设定的点的时间。通过时间T＿TA(i)为钢材SS(i)的尾端通过该点的时间。这些时间使用在上次的例程的处理时所计算出的抽出时刻t＿EX(i)来计算。在抽出时刻t＿EX(i)未计算完毕的情况下，这些时间使用临时设定的抽出时刻t＿EX(i)来计算。

通过时间T＿FR(i－1)以及T＿FR(i+1)依照通过时间T＿FR(i)的计算方法来计算。通过时间T＿TA(i－1)以及T＿TA(i+1)依照通过时间T＿TA(i)的计算方法来计算。

图6是表示钢材SS的通过时间T＿FR以及T＿TA的计算结果的一个例子的图。图6的横轴所示的项目基本上表示在热轧生产线1上预先设定的点。“炉11出口侧”表示加热炉11的出口侧的设定点。图6的纵轴表示从加热炉11出来的钢材SS到达各个设定点为止的所需时间。

关于所需时间，进行如下详细说明。首先，图6的横轴所示的“SSP13入口侧”表示SSP13的入口侧的设定点。“粗12出口侧”表示粗轧机15b的出口侧的设定点。即，从“SSP13入口侧”至“粗12出口侧”的时间相当于粗轧设备中的所需时间TAT。

接下来，图6的横轴所示的“精17a入口侧”表示精轧机17a的入口侧的设定点。“精轧工序”相当于从钢材SS的前端进入精轧机17a的入口侧起至钢材SS的尾端从精轧机17g的出口侧出来为止的时间。即，从与“精17a入口侧”对应的通过时间T＿FR到与“精轧工序”对应的通过时间T＿TA为止的时间相当于精轧设备中的所需时间TAT。

另外，图6的横轴所示的“卷绕19入口侧”表示卷绕设备19的入口侧的设定点。即，“卷绕19入口侧”所对应的通过时间T＿TA表示钢材SS的尾端被卷绕的时间。由此可知，从与“炉11出口侧”对应的通过时间T＿FR到与“卷绕19入口侧”对应的通过时间T＿TA为止的时间表示从抽出钢材SS的前端起到卷绕该钢材SS的尾端为止的轧制时间T＿TM。

接着步骤S105，计算限制时间T＿RE(i)以及T＿RE(i+1)(步骤S106)。限制时间T＿RE(i)是用于不使钢材SS(i－1)与钢材SS(i)碰撞地进行轧制所需的时间。限制时间T＿RE(i+1)是用于不使钢材SS(i)与钢材SS(i+1)碰撞地进行轧制所需的时间。

图7是表示限制时间T＿RE的一个例子的图。图7表示纵轴的值越大，限制时间T＿RE越长。“炉11出口侧”是从加热炉11抽出钢材SS所需的时间。“SSP13”是在SSP15a加工钢材SS所需的时间。“粗15a进入”包括在粗轧机15a加工钢材SS所需的时间、以及在该钢材SS的加工后调整辊隙所需的时间。“粗15a冷却”是在加工钢材SS后，冷却驱动粗轧机15a的电动机所需的时间。

“粗15b进入”是将“粗15a进入”的构思应用于粗轧机15b。“粗15b冷却”是将“粗15a冷却”的构思应用于粗轧机15b。“精轧工序”包括加工钢材SS所需的时间、以及在该钢材SS的加工后调整辊隙所需的时间。“卷绕19”是在卷绕机19a～19c中的某个中卷绕钢材SS所需的时间。

以“精轧工序”中的限制时间T＿RE(i)为代表进行说明。该“精轧工序”时间T＿RE(i)由式(1)表示。

“精轧工序”时间T＿RE(i)＝通过时间T＿TA(i－1)－通过时间T＿FR(i)+轧制余量···(1)

式(1)中的通过时间T＿TA(i－1)是钢材SS(i－1)的尾端通过精轧机17g的出口侧的设定点的时间。通过时间T＿FR(i)是钢材SS(i)的前端通过精轧机17a的入口侧的设定点时间。

在步骤S106的处理中，还依照式(1)的构思计算各种限制时间T＿RE(i)以及T＿RE(i+1)。

接着步骤S106，计算抽出间隔I＿EX(i)以及I＿EX(i+1)(步骤S107)。抽出间隔I＿EX(i)是抽出时刻t＿EX(i－1)与抽出时刻t＿EX(i)之间的间隔。抽出间隔I＿EX(i)由在步骤S106中计算出的各种限制时间T＿RE(i)中的最大值来表示。抽出间隔I＿EX(i+1)是抽出时刻t＿EX(i)与抽出时刻t＿EX(i+1)之间的间隔。抽出间隔I＿EX(i+1)由各种限制时间T＿RE(i+1)的最大值来表示。

具体而言，抽出间隔I＿EX(i)由式(2)表示。抽出间隔I＿EX(i+1)通过将式(2)所示的变量从“i”变更为“i+1”来表示。

抽出间隔I＿EX(i)＝max{“炉11出口侧”时间T＿RE(i)、“SSP13”时间T＿RE(i)、“粗15a进入”时间T＿RE(i)、“粗15a冷却”时间T＿RE(i)、“粗15b进入”时间T＿RE(i)、“粗15b冷却”时间T＿RE(i)、“精轧工序”时间T＿RE(i)、“卷绕19”时间T＿RE(i)}···(2)

接着步骤S107，计算总抽出间隔I＿TEX(步骤S108)。总抽出间隔I＿TEX是在步骤S107中计算出的抽出间隔I＿EX的合计，由式(3)表示。

总抽出间隔I＿TEX＝抽出间隔I＿EX(i)+抽出间隔I＿EX(i+1)···(3)

在钢材SS(i+1)不存在的情况下、即钢材SS(i)最后被轧制的情况下，无法使用式(3)来计算总抽出间隔I＿TEX。因此，在该情况下，使用式(4)来计算总抽出间隔I＿TEX。通过使用式(4)，即使在例外的情况下也能够计算总抽出间隔I＿TEX。

总抽出间隔I＿TEX＝抽出间隔I＿EX(i)+轧制时间T＿TM(i)···(4)

在式(4)中，轧制时间T＿TM(i)是从抽出钢材SS(i)的前端起到卷绕该钢材SS(i)的尾端为止的所需时间。

接着步骤S108，判定在步骤S108中计算出的总抽出间隔I＿TEX是否为最优解(步骤S109)。具体而言，本步骤的处理通过对使总抽出间隔I＿TEX为最小的轧制条件C＿SS(i)进行探索来进行。

在此，对着眼于轧制条件C＿SS(i)的要素中的“粗轧出口侧板厚”的探索进行说明。在该情况下的探索通过解决将评价函数设为总抽出间隔I＿TEX、将变量设为“粗轧出口侧板厚”的优化问题来进行。在此，如图4的说明所述，在轧制条件C＿SS中设有粗轧出口侧上限以及下限。因此，该优化问题能够作为受限的优化问题来处理。另外，在着眼于“粗轧道次数”或“速度条件”的探索的情况下，只要作为没有限制的优化问题来处理即可。

在优化问题中，在解的探索中使用公知的算法。作为公知的算法，可例示出需要导数的梯度法及牛顿法、以及不需要导数的粒子群优化以及遗传算法。在使用梯度法或牛顿法的情况下，无法明确地掌握上限以及下限限制。因此，在该情况下，同时采用罚函数法、障碍函数法。另一方面，粒子群优化、遗传算法被原样地使用。

关于轧制条件C＿SS(i)(在此为“粗轧出口侧板厚”)是否为最优解，通过使用了式(5)的反复计算来进行。

|总抽出间隔I＿TEX(j)－总抽出间隔I＿TEX(j－1)|＜ε···(5)

在式(5)中，总抽出间隔I＿TEX(j)是在步骤S109的第j次的处理中计算出的总抽出间隔I＿TEX。总抽出间隔I＿TEX(j－1)是在步骤S109的第j－1次的处理中计算出的总抽出间隔I＿TEX。ε是收敛判定条件，作为调整项。

在进行了步骤S109的第一次的处理的情况下、或不满足式(5)的情况下，判定为总抽出间隔I＿TEX不是最优解。在该情况下，轧制条件C＿SS(i)被更新(步骤S110)。每当进行步骤S110的处理时，优化的次数j就增加。在进行了步骤S110的处理的情况下，基于更新后的轧制条件C＿SS(i)，进行步骤S104～S109的处理。

在满足式(5)的情况下，判定为总抽出间隔I＿TEX是最优解。在该情况下，记录导出了最优解的轧制条件C＿SS(i)(步骤S111)。该轧制条件C＿SS(i)相当于最优条件OC＿SS(i)。最优条件OC＿SS(i)被发送至设定计算器22。

接着步骤S111，计算抽出时刻t＿EX(i)(步骤S112)。抽出时刻t＿EX(i)通过将最优条件OC＿SS(i)中的抽出间隔I＿EX(i)加到抽出时刻t＿EX(i－1)来计算。该抽出时刻t＿EX(i)被发送至设备用控制器25。

在本步骤的处理中，也可以进行抽出时刻t＿EX(i+1)的计算。抽出时刻t＿EX(i+1)通过将轧制条件C＿SS(i+1)中的抽出间隔I＿EX(i+1)加到由本步骤的处理计算出的抽出时刻t＿EX(i)来计算。这些抽出时刻在处理下次的例程时使用。

1.4效果

根据以上说明的实施方式1的系统，进行轧制节奏控制。在该轧制节奏控制中，进行着眼于连续被轧制的三根钢材SS的优化处理。在该优化处理中，导出能够缩短总抽出间隔I＿TEX的第二根钢材SS的最优条件OC＿SS。另外，总抽出间隔I＿TEX为第一根与第二根的抽出间隔I＿EX和第二根与第三根的抽出间隔I＿EX的合计。

另外，在轧制节奏控制中，基于最优条件OC＿SS中的抽出间隔I＿EX和第一根钢材SS的抽出时刻来计算第二根钢材SS的抽出时刻。然后，若按照这样的抽出时刻按时地连续抽出第二根钢材SS，则能够提高设备的运转率而提高生产效率。

另外，根据实施方式1的系统，在不存在第三根的情况下，进行将第二根视为最后的钢材SS的优化处理。因而，即使在这种情况下，也能够提高设备的运转率而提高生产效率。

1.5对应关系

在上述实施方式1中，钢材SS(i－1)相当于第1发明的“第一钢材”，钢材SS(i)相当于该发明的“第二钢材”，钢材SS(i+1)相当于该发明的“第三钢材”。轧制条件C＿SS(i－1)相当于该发明的“第一条件”，轧制条件C＿SS(i)相当于该发明的“第二条件”，轧制条件C＿SS(i+1)相当于该发明的“第三条件”。抽出时刻t＿EX(i－1)相当于该发明的“第一时刻”，抽出时刻t＿EX(i)相当于该发明的“第二时刻”，抽出时刻t＿EX(i+1)相当于该发明的“第三时刻”。抽出间隔I＿EX(i)相当于该发明的“第一间隔”，抽出间隔I＿EX(i+1)相当于该发明的“第二间隔”。

另外，在上述实施方式1中，通过基于式(4)所示的总抽出间隔I＿TEX的优化处理而得到的轧制条件C＿SS(i)，相当于第2发明的“代用条件”。

2.实施方式2

接下来，参照图8对本发明的实施方式2进行说明。另外，适当省略与上述实施方式1的说明重复的说明。

2.1轧制节奏控制处理的概要

在上述实施方式1的系统中，进行了着眼于连续被轧制的三根钢材SS的优化处理。在实施方式2的系统中，进行着眼于在规定期间内连续被轧制的全部钢材SS的优化处理。作为该规定期间，例示了工作辊的更换周期(2～4小时左右)。

2.2轧制节奏控制处理

图8是对在实施方式2中轧制节奏计算器进行的轧制节奏控制处理的流程进行说明的流程图。图8所示的例程是着眼于在规定期间内连续被轧制的N根钢材SS时的例程，在最初被轧制的钢材SS的抽出前进行。

在图8所示的例程中，首先，读入N根钢材SS的全部的PDI(步骤S201)。如图3的说明所述，PDI为轧制规格SP＿SS的信息。为了方便说明，设为第k个被轧制的钢材SS(k)的PDI为轧制规格SP＿SS(k)(k为满足2≤k≤N的任意自然数)。

接着步骤S201，读入N根钢材SS的全部的轧制条件C＿SS(步骤S202)。钢材SS(k)的轧制条件C＿SS(k)将轧制规格SP＿SS(k)的一部分的要素作为关键，从设定数据库23读入。

接着步骤S202，计算N根钢材SS被轧制时的全部的设定值ST(步骤S203)。关于设定值ST使用模型来计算这一点如上所述。另外，如上所述，在设定值ST中包含速度模式。在本步骤的处理中，基于该速度模式，计算钢材SS(k)被轧制时的各设备中的所需时间TAT(k)。

接着步骤S203，计算N根钢材SS的全部的通过时间T＿FR以及通过时间T＿TA(步骤S204)。通过时间T＿FR(k)是钢材SS(k)的前端通过设定点的时间。通过时间T＿TA(k)是钢材SS(k)的尾端通过该点的时间。

接着步骤S204，计算全部的限制时间T＿RE(步骤S205)。限制时间T＿RE(k)是用于不使钢材SS(k－1)与钢材SS(k)碰撞地进行轧制的所需的时间。限制时间T＿RE(k)的构思与实施方式1中所说明的限制时间T＿RE(i)的构思相同。

接着步骤S205，计算全部的抽出间隔I＿EX(步骤S206)。抽出间隔I＿EX(k)是抽出时刻t＿EX(k－1)与抽出时刻t＿EX(k)之间的间隔。抽出间隔I＿EX(k)的构思与实施方式1中所说明的抽出间隔I＿EX(i)的构思相同。

接着步骤S206，计算总抽出间隔I＿TEX(步骤S207)。总抽出间隔I＿TEX是在步骤S206中计算出的全部的抽出间隔I＿EX(k)与轧制时间T＿TM(N)的合计，由式（6）表示。

(6)

在式(6)中，轧制时间T＿TM(N)是从抽出第N个(即，最后)被轧制的钢材SS(N)的前端起到卷绕该钢材SS(N)的尾端为止的所需时间。

接着步骤S207，判定在步骤S207中计算出的总抽出间隔I＿TEX是否是最优解(步骤S208)。本步骤的处理具体通过对使总抽出间隔I＿TEX为最小的轧制条件C＿SS的组合进行探索来进行。该探索依照上述实施方式1中所说明的优化处理来进行。

关于轧制条件C＿SS的组合是否为最优解，通过使用了式(7)的反复计算来进行。

|总抽出间隔I＿TEX(j)－总抽出间隔I＿TEX(j－1)|＜ε···(7)

在式(7)中，总抽出间隔I＿TEX(j)是在步骤S208的第j次的处理中计算出的总抽出间隔I＿TEX。总抽出间隔I＿TEX(j－1)是在步骤S208的第j－1次的处理中计算出的总抽出间隔I＿TEX。

在进行了步骤S208的第一次的处理的情况下、或不满足式(7)的情况下，判定为总抽出间隔I＿TEX不是最优解。在该情况下，轧制条件C＿SS被更新(步骤S209)。每当进行步骤S209的处理，优化的次数j就增加。在进行了步骤S209的处理的情况下，基于更新后的轧制条件C＿SS，进行步骤S204～S208的处理。

在满足式(7)的情况下，判定为总抽出间隔I＿TEX是最优解。在该情况下，记录导出了最优解的轧制条件C＿SS(步骤S210)。该轧制条件C＿SS相当于最优条件OC＿SS。最优条件OC＿SS被发送至设定计算器22。

接着步骤S210，计算全部的抽出时刻t＿EX(步骤S211)。抽出时刻t＿EX(k)通过将最优条件OC＿SS中的抽出间隔I＿EX(k)加到抽出时刻t＿EX(k－1)来计算。

2.3效果

根据以上说明的实施方式2的系统，进行轧制节奏控制。在该轧制节奏控制中，进行着眼于在规定期间内连续被轧制的全部的钢材SS的优化处理。在该优化处理中，导出能够缩短总抽出间隔I＿TEX的最优条件OC＿SS。另外，总抽出间隔I＿TEX是在规定期间内连续被轧制的两根钢材SS的抽出间隔I＿EX的累计值与轧制时间T＿TM(N)的合计。

另外，根据轧制节奏控制，按照连续被轧制的两根钢材SS的每个组合来计算最优条件OC＿SS中的抽出间隔I＿EX。然后，基于这些抽出间隔I＿EX与最初被轧制的钢材SS的抽出时刻，计算第二根以后的钢材SS的抽出时刻。然后，若按照这样的抽出时刻按时地抽出N根钢材SS，则能够提高设备的运转率而提高生产效率。

附图标记说明

1热轧生产线

11加热炉

12粗轧设备

16精轧设备

18冷却设备

19卷绕设备

2轧制节奏控制系统

21上位计算器

22设定计算器

23设定数据库

24轧制节奏计算器

25设备用控制器

C＿SS轧制条件

I＿EX抽出间隔

I＿TEX总抽出间隔

OC＿SS最优条件

SP＿SS轧制规格

SS钢材

ST设定值

t＿EX抽出时刻

T＿FR、T＿TA通过时间

T＿RE限制时间

T＿TM轧制时间

Claims (5)

1.一种轧制节奏控制系统，进行热轧生产线的轧制节奏控制，其特征在于，该轧制节奏控制系统具备：

数据库，用于设定与钢材的轧制规格对应的轧制设备的轧制条件；

设定计算器，进行基于使用了所述轧制规格的所述数据库的参照的所述轧制条件的决定、以及基于所述轧制条件的所述轧制设备的设定值的计算；以及

轧制节奏计算器，计算从加热炉分别抽出在所述热轧生产线上连续被轧制的至少两根钢材的时刻，

所述轧制节奏计算器进行如下计算：

通过参照使用了在所述热轧生产线上以依次被轧制的第一、第二以及第三钢材的轧制规格的所述数据库，分别将所述第一、第二以及第三钢材依次被轧制时的所述轧制条件决定为第一、第二以及第三条件，

基于所述第一、第二以及第三条件，分别计算所述第一、第二以及第三钢材依次被轧制时的所述设定值来作为第一、第二以及第三设定值，

使用所述第一以及第二设定值，计算从所述第一钢材被从所述加热炉抽出的第一时刻到所述第二钢材被从所述加热炉抽出的第二时刻为止的第一间隔，

使用所述第二以及第三设定值，计算从所述第二时刻到所述第三钢材被从所述加热炉抽出的第三时刻为止的第二间隔，

将使所述第一间隔与所述第二间隔的合计减小的所述第二条件决定为在所述设定计算器中进行的所述第二设定值的计算中所使用的最优条件，

使用所述最优条件中的所述第一间隔与所述第一时刻来决定所述第二时刻。

2.如权利要求1所述的轧制节奏控制系统，其特征在于，

所述轧制节奏计算器还进行如下计算：

在所述第二钢材相当于在所述热轧生产线上被轧制的最后的钢材的情况下，例外地计算代替所述最优条件的代用条件，

基于所述代用条件，计算所述第一以及第二时刻，

所述代用条件是使所述第二钢材的轧制时间与所述第一间隔的合计减小的所述第二条件。

3.如权利要求1或2所述的轧制节奏控制系统，其特征在于，

所述轧制条件以与所述第一、第二以及第三钢材的轧制规格中所包含的要素对应的方式被细分。

4.一种轧制节奏控制系统，进行热轧生产线的轧制节奏控制，其特征在于，该轧制节奏控制系统具备：

数据库，用于设定与钢材的轧制规格对应的轧制设备的轧制条件；

设定计算器，进行基于使用了所述轧制规格的所述数据库的参照的所述轧制条件的决定、以及基于所述轧制条件的所述轧制设备的设定值的计算；以及

轧制节奏计算器，计算从加热炉分别抽出在所述热轧生产线上连续被轧制的至少两根钢材的时刻，

所述轧制节奏计算器进行如下计算：

通过参照使用了在所述热轧生产线上在规定期间内依次被轧制的全部的钢材的轧制规格的所述数据库，分别决定所述全部的钢材依次被轧制时的所述轧制条件，

基于所述各个轧制条件，分别计算所述全部的钢材依次被轧制时的所述设定值，

使用所述各个设定值，分别计算从所述加热炉分别抽出在所述规定期间内连续被轧制的两根钢材的时刻的间隔，

将使所述各个间隔与在所述规定期间内最后被轧制的钢材的轧制时间的合计减小的所述各个轧制条件，决定为所述设定计算器进行的所述设定值的计算中所使用的最优条件，

使用所述最优条件中的所述各个间隔、以及从所述加热炉抽出在所述规定期间内最初被轧制的钢材的时刻，来决定从所述加热炉分别抽出所述全部的钢材的时刻。

5.如权利要求4所述的轧制节奏控制系统，其特征在于，

所述轧制条件以与所述全部的钢材的轧制规格中所包含的要素对应的方式被细分。

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