JP2006231394A

JP2006231394A - 熱間圧延における加熱炉抽出時刻設定方法

Info

Publication number: JP2006231394A
Application number: JP2005053281A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Ishikawa; 幸太郎石川; Tatsuya Jinnai; 達也陣内; Koji Kameyama; 剛二亀山
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】熱間圧延にて鋼帯を製造する際に、圧延ライン内の各圧延設備の通過時刻を精度良く予測し、それに基づいて、被圧延材を加熱炉から抽出する時刻を適切に設定するすることができる熱間圧延における加熱炉抽出時刻設定方法を提供する。
【解決手段】加熱炉内でスラブ表層に生じるスケールによるスケールロスと、仕上圧延機前での被圧延材先後端の切断によるクロップロスとをそれぞれ事前に算定し、それに基づいて、各圧延設備の通過時刻を計算する際に使用する被圧延材の重量を補正する。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱間圧延にて鋼帯を製造する際に、被圧延材を加熱炉から抽出する時刻を適切に設定するための加熱炉抽出時刻設定方法に関するものである。

熱間圧延にて鋼帯を製造する場合には、被圧延材（スラブ）を所定温度に加熱する加熱炉と、加熱炉で加熱された被圧延材（スラブ）を所定の厚みと幅に粗圧延する粗圧延機と、粗圧延機で粗圧延された被圧延材を所望の厚みと幅に仕上圧延する仕上圧延機と、仕上圧延機で仕上圧延された被圧延材をコイルに巻取るコイラの各圧延設備を経て製造される。

その際に、上記の各圧延設備を被圧延材が通過する時刻、すなわち、被圧延材が当該圧延設備に到着する時刻と被圧延材が当該圧延設備を離れる時刻を的確に予測し、加熱炉から被圧延材（スラブ）を抽出するタイミング（抽出ピッチあるいは抽出間隔）を適切に定めることは、圧延能率及びエネルギー効率の観点から重要である（例えば、特許文献１参照。）。

すなわち、抽出間隔が短過ぎると、ある圧延設備で先行材と後行材との干渉が起き、被圧延材の衝突、圧延設備の破損、あるいはそれを回避するための圧延ライン上での待ち時間によるエネルギー損失等の問題が発生し、逆に、抽出間隔が長過ぎると、無駄時間が生じ、圧延能率低下及びエネルギー損失が発生する。

従来、熱間圧延にて鋼帯を製造する際の各圧延設備の通過時刻を予測するには、加熱炉に装入される前のスラブの重量を秤量又は計算にて求め、そのスラブ重量に基づいて、圧延パススケジュール（被圧延材の板厚と板幅）から、各圧延設備における被圧延材の長さを算出し、その長さをその際の圧延速度で除すことによって、各圧延設備の通過時刻を予測する方法がとられている。
特開２０００−２０２５１２号公報

しかし、従来の各圧延設備の通過時刻を予測する方法においては、加熱炉に装入される前のスラブの重量に基づいて被圧延材の長さ及び通過時刻を予測計算しているが、加熱炉に装入されて以降の被圧延材は、加熱炉内で生成されたスラブ表層のスケールをデスケーリングすること（スケールロス）や、仕上圧延機前での被圧延材の先後端をクロップ切断すること（クロップロス）によって重量が減少しており、従来の方法では、その重量減少を見込んでの被圧延材の長さ及び通過時刻の予測計算を行っていないので、予測の精度が十分でない。その結果、加熱炉からのスラブの抽出タイミングが遅れがちになり、本来可能な圧延能率を下回ってしまうことになる。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、熱間圧延にて鋼帯を製造する際に、各圧延設備の通過時刻を精度良く予測し、それに基づいて、被圧延材を加熱炉から抽出する時刻を適切に設定することができる熱間圧延における加熱炉抽出時刻設定方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］熱間圧延にて鋼帯を製造する際に、被圧延材が熱間圧延ライン内の各圧延設備を通過する時刻を予測し、それに基づいて被圧延材の加熱炉からの抽出時刻を設定する方法において、加熱炉内で生成されるスケールによるスケールロスと、仕上圧延機前で切断される被圧延材のクロップロスとをそれぞれ事前に算定し、算定したスケールロスとクロップロスに基づいて、各圧延設備の通過時刻を計算する際に使用する被圧延材の重量を補正することを特徴とする熱間圧延における加熱炉抽出時刻設定方法。

［２］いずれかの各圧延設備における被圧延材の通過時刻を実測し、該実測値に基づいて、次以降の被圧延材の加熱炉抽出時刻を補正することを特徴とする、上記［１］に記載の熱間圧延における加熱炉抽出時刻設定方法。

本発明においては、加熱炉内で生成されるスケールによるスケールロスと、仕上圧延機前で切断される被圧延材のクロップロスとをそれぞれ事前に算定し、それに基づいて、各圧延設備の通過時刻を計算する際に使用する被圧延材の重量を補正するようにしているので、各圧延設備の通過時刻を精度良く予測することができ、その結果、加熱炉からのスラブの抽出時刻を適切に設定することが可能となり、圧延能率の向上を図ることができる。

さらに、被圧延材の各圧延設備の通過時刻の実績値を用いて、以降のスラブの加熱炉抽出時刻を補正するようにしているので、スケールロスやクロップロスの算定に誤差が生じた場合にも、以降のスラブの加熱炉抽出時刻を適切に修正することが可能となり、さらなる圧延能率の向上を図ることができる。

以下に、本発明の実施の形態の一例を述べる。

この実施の形態においては、被圧延材が各圧延設備を通過する時刻を予測するに際し、予め、加熱炉内でのスラブのスケールロスと、仕上圧延前の被圧延材のクロップロスとをそれぞれ算定するようにしている。

まず、スケールロスについては、以下のようにして算定する。

加熱炉内でスラブに生じるスケールの厚さは、鋼種と、加熱炉抽出温度（加熱温度、加熱時間）によりほぼ決定される。したがって、そのスケール厚さにスラブの表面積を掛けることによってスケールロス重量：Ｗｓを算定することができる。すなわち、
Ｗｓ＝α×加熱炉抽出温度×スラブ表面積×比重量 ……（１）
ここで、αは鋼種による係数である。

一方、仕上圧延機前でのクロップロスは、以下のようにして算定する。

まず、材料の先端、後端は魚尾等の形に変形するため、クロップ重量を計算するには矩形に換算する必要があり、その一例を図１に示す。図１に示すクロップ長さは、粗幅圧下率と粗板厚圧下率という幾何学的な関係と、抽出温度で代表される温度条件によって定まるので、その関係を関数ｆとすれば、（２）式のようになる。すなわち、
クロップ長さ＝β×ｆ（粗幅圧下率、粗板厚圧下率、抽出温度） ……（２）
ここで、粗幅圧下率は、スラブ幅と粗目標幅（粗圧延後の被圧延材の板幅）との差をスラブ幅で除した値であり、粗板厚圧下率は、スラブ厚と粗目標厚（粗圧延後の被圧延材の板厚）との差をスラブ厚で除した値である。また、βは鋼種による係数である。

そして、図１に示すように、凹凸のあるクロップ形状を矩形に換算した時のクロップ長さ（矩形換算クロップ長さ）を（３）式により求める。

矩形換算クロップ長さ＝ｋ×クロップ長さ ……（３）
ここで、ｋは矩形換算係数である。

したがって、クロップロス重量：Ｗｃは、
Ｗｃ＝粗目標厚×粗目標幅×矩形換算クロップ長さ×比重量 ……（４）
となる。

なお、上記の関係については、グラフ化やテーブル化するようにしてもよい。

そして、上記のようにして算定したスケールロスとクロップロスを用いて、以下のようにして、粗圧延機、仕上圧延機、コイラの各圧延設備における被圧延材の通過時刻（被圧延材が当該圧延設備に到着する時刻と被圧延材が当該圧延設備を離れる時刻）の予測計算を行う。

まず、加熱炉に装入される前のスラブの重量を秤量又は計算にて求める。

次に、加熱炉と粗圧延機間の距離とその間の搬送速度に基づいて、粗圧延機への到着時刻（粗圧延開始時刻）を予測するとともに、スラブ重量から前記（１）式で算定されるスケールロスを差し引いた重量に基づいて、粗圧延のパススケジュール（粗圧延における被圧延材の板厚と板幅）から、粗圧延における被圧延材の長さを算出し、その長さをその際の圧延速度で除すことによって、粗圧延機から離れる時刻（粗圧延終了時刻）を予測する。

次に、粗圧延機と仕上圧延機間の距離とその間の搬送速度及びクロップ切断時間に基づいて、仕上圧延機への到着時刻（仕上圧延開始時刻）を予測するとともに、前述のスケールロスを差し引いた重量から、さらに前記（４）式で算定されるクロップロスを差し引いた重量に基づいて、仕上圧延のパススケジュール（仕上圧延における被圧延材の板厚と板幅）から、仕上圧延における被圧延材の長さを算出し、その長さをその際の圧延速度で除すことによって、仕上圧延機から離れる時刻（仕上圧延終了時刻）を予測する。

最後に、仕上圧延機とコイラ間の距離とその間の搬送速度に基づいて、コイラへの到着時刻（巻取り開始時刻）を予測するとともに、仕上圧延後の被圧延材の長さを巻取り速度で除すことによって、コイラでの巻取りが終了する時刻（巻取り終了時刻）を予測する。

上記のようにして、熱間圧延にて鋼帯を製造する際の各圧延設備における被圧延材の通過時刻を精度良く予測することができる。

そして、その予測結果に基づいて、先行材と後行材との干渉が起きないし、余分な無駄時間も生じない適切な間隔となるように、加熱炉からの被圧延材（スラブ）の抽出時刻を設定する。

上記のようにして、この実施形態においては、加熱炉内で生成されるスケールによるスケールロスと、仕上圧延機前で切断される被圧延材のクロップロスとをそれぞれ事前に算定し、それに基づいて、各圧延設備の通過時刻を計算する際に使用する被圧延材の重量を補正するようにしているので、各圧延設備の通過時刻を精度良く予測することができ、その結果、加熱炉からのスラブの抽出時刻を適切に設定することが可能となり、圧延能率の向上を図ることができる。

なお、スケールロスとクロップロスの算定方法は、上記の方法に限定されるものではなく、他の方法を用いることもできる。

さらに、本発明では、被圧延材の各圧延設備の通過時刻をオンラインで実測し、その実測値に基づいて、次以降に加熱炉から抽出されるスラブの加熱炉抽出時刻を補正してもよい。

例えば、粗圧延終了時刻を実測し、その実測値と予測した粗圧延終了時刻とを比較し、差がある場合には、その差に基づいて、次以降に加熱炉から抽出されるスラブの加熱炉抽出時刻を補正する。こうすることにより、スケールロスの算定の誤差や、加熱炉抽出後に生成されるスケールロスによる誤差を修正して、より適切な加熱炉抽出時刻を設定することができる。

あるいは、仕上圧延終了時刻を実測し、その実測値と予測した仕上圧延終了時刻とを比較し、差がある場合には、その差に基づいて、次以降に加熱炉から抽出されるスラブの加熱炉抽出時刻を補正する。こうすることにより、上記誤差の他、クロップロスの算定誤差を修正して、より適切な加熱炉抽出時刻を設定することができる。

以下に、本発明の実施例を示す。

厚さ２３０ｍｍ、幅１４００ｍｍ、長さ７ｍの常温のスラブを用いて、熱間圧延にて鋼帯を製造する場合について、各圧延設備の通過時刻の予測を行った。鋼種は、表１に化学成分を示す４種類である。

その際に、前述の本発明の実施形態によって通過時刻の予測を行った場合を本発明例とし、従来の方法によって通過時刻の予測を行った場合を従来例とした。

なお、図２は、本発明例において用いた、スラブの抽出温度とスケールロスの関係を示すものであり、図３は、本発明例において用いた、スラブの抽出温度とクロップロスの関係を示すものである。

表２に、被圧延材が仕上圧延機を離れる時刻（仕上圧延終了時刻）に関して、本発明例及び従来例における、予測計算した通過時刻と実際の通過時刻との誤差の標準偏差を示す。表２から明らかなように、従来例に比べて本発明例での予測精度が非常に良好であることが分かる。

そして、これに基づいて、加熱炉からの抽出時刻の設定を行うことにより、圧延能率を約２０ｔｏｎ／ｈｒ向上させることができた。

仕上圧延前における被圧延材のクロップロスを示す図である。スラブの抽出温度とスケールロスの関係を示す図である。スラブの抽出温度とクロップロスの関係を示す図である。

Claims

熱間圧延にて鋼帯を製造する際に、被圧延材が熱間圧延ライン内の各圧延設備を通過する時刻を予測し、それに基づいて被圧延材の加熱炉からの抽出時刻を設定する方法において、加熱炉内で生成されるスケールによるスケールロスと、仕上圧延機前で切断される被圧延材のクロップロスとをそれぞれ事前に算定し、算定したスケールロスとクロップロスに基づいて、各圧延設備の通過時刻を計算する際に使用する被圧延材の重量を補正することを特徴とする熱間圧延における加熱炉抽出時刻設定方法。
いずれかの各圧延設備における被圧延材の通過時刻を実測し、該実測値に基づいて、次以降の被圧延材の加熱炉抽出時刻を補正することを特徴とする、請求項１に記載の熱間圧延における加熱炉抽出時刻設定方法。