JP2007224373A - Method for charging slab into heating furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウォーキングビーム式の加熱炉の操業方法、特に、スラブの装入方法に関する。 The present invention relates to a method for operating a walking beam heating furnace, and more particularly to a method for charging a slab.
厚鋼板や熱延鋼板はスラブを熱間圧延するためには、それに先立ってスラブを所定温度まで加熱する必要がある。この加熱は、近年ではいわゆるウォーキングビーム方式の加熱炉を用いて行われる。その際、スラブの加熱炉への装入は、複数のスラブを、その長手方向が加熱炉の炉床搬送方向に対して直角になるように並べ、かつ、スラブ間に必要な間隔が維持されるように行われる。 In order to hot-roll a slab from a thick steel plate or a hot-rolled steel plate, it is necessary to heat the slab to a predetermined temperature prior to that. In recent years, this heating is performed using a so-called walking beam heating furnace. At that time, the slab is charged into the heating furnace by arranging a plurality of slabs so that the longitudinal direction thereof is perpendicular to the hearth conveying direction of the heating furnace, and a necessary interval between the slabs is maintained. To be done.
従来、この加熱炉の操炉条件は、特許文献1、特許文献2に開示されているように、鋼種や加熱温度等のスラブ加熱条件から定められ、必要な温度の加熱するための在炉時間が確保されることのほかに、燃料原単位の低減や生産性の向上、さらには、装入、抽出、トラッキングの安全性が確保できるようにされている。また、上記特許文献の開示するところではないが、ほぼ同一の加熱条件を有するスラブを加熱する際には、生産性を考慮して、スラブ間の間隔をスラブの装入及び抽出の安全性が確保できる程度の一定値として操業することも行われている。
Conventionally, the furnace operating conditions of this heating furnace are determined from the slab heating conditions such as the steel type and the heating temperature, as disclosed in
このようなスラブ間の間隔を一定値として操業することは簡便であり、トラッキングの制御に要する負荷も小さいという利点があるが、スラブ間の間隔が所定値と定まっているので、加熱炉へのスラブの充填率を十分に上げられない場合がある。特に、上記所定値が、たとえば、操炉上の安全性を重視するあまり過剰設定となっている場合には、加熱炉へのスラブ充填率向上の障害となる。本発明は、かかる操業上の障害を解決して、ウォーキングビーム式加熱炉へのスラブ充填率の向上を図ることを目的とする。 It is easy to operate with such a constant interval between slabs, and there is an advantage that the load required for tracking control is small, but since the interval between slabs is fixed to a predetermined value, The slab filling rate may not be increased sufficiently. In particular, when the predetermined value is excessively set, for example, placing importance on safety in the operation of the furnace, it becomes an obstacle to improving the slab filling rate in the heating furnace. An object of the present invention is to solve such operational obstacles and improve the slab filling rate of a walking beam type heating furnace.
本発明は、上記所定値を設定するに当たり、在炉中におけるスラブの熱膨張量を考慮することにより、スラブ間の間隔を最小量に低減できることに着目し、本発明を完成したものである。 The present invention has been completed by paying attention to the fact that the interval between the slabs can be reduced to the minimum amount by considering the thermal expansion amount of the slabs in the in-furnace in setting the predetermined value.
すなわち、本発明は、ウォーキングビーム式加熱炉に複数のスラブを連続的に装入して加熱するに当たり、先行スラブと後行スラブの間隙Lを下記(1)式によって定めることとするものである。
L=(ΔW1+ΔW2)/2+α・・・・・(1)
ここに、
ΔW1:先行スラブの装入時温度と該スラブの抽出時設定温度から算出される先行スラブの幅方向熱膨張量
ΔW2:後行スラブの装入時温度と該スラブの抽出時設定温度から算出される後行スラブの幅方向熱膨張量
α:ウォーキングビーム式加熱炉の最小スラブ間隔
That is, according to the present invention, when a plurality of slabs are continuously charged and heated in the walking beam type heating furnace, the gap L between the preceding slab and the succeeding slab is determined by the following equation (1). .
L = (ΔW 1 + ΔW 2 ) / 2 + α (1)
here,
ΔW 1 : The amount of thermal expansion in the width direction of the preceding slab calculated from the charging temperature of the preceding slab and the setting temperature when extracting the slab ΔW 2 : From the charging temperature of the succeeding slab and the setting temperature when extracting the slab Calculated amount of thermal expansion α of the trailing slab in the width direction: Minimum slab interval of the walking beam furnace
上記発明は、
ウォーキングビーム式加熱炉に複数のスラブを連続的に装入して加熱するに当たり、搬送テーブル上において、先行スラブ及び該先行スラブに続いて装入される後行スラブの装入時スラブ幅及びスラブ温度を測定する段階と、
前記各スラブのスラブ幅及びスラブ温度及び抽出時設定温度に基づいて、これらスラブの加熱炉内における熱膨張量を算出する段階と、
前記ウォーキングビーム式加熱炉の搬送停止信号を得て先行スラブの尾端位置を推定する段階と、
前記後行スラブを、前記先行スラブと後行スラブの間隙Lを前記(1)式によって定めて、装入する段階と、を包含するように操業することによって実現できる。
The above invention
When a plurality of slabs are continuously charged and heated in the walking beam type heating furnace, the slab width and slab at the time of charging of the preceding slab and the succeeding slab to be charged following the preceding slab on the transfer table Measuring the temperature;
Based on the slab width and slab temperature of each slab and the extraction set temperature, calculating the amount of thermal expansion in the heating furnace of these slabs;
Obtaining a transport stop signal of the walking beam heating furnace and estimating the tail end position of the preceding slab;
The succeeding slab can be realized by operating so as to include the step of determining and inserting the gap L between the preceding slab and the succeeding slab according to the equation (1).
本発明により、加熱炉へのスラブの充填率を向上させることができ、熱延鋼材の生産性の向上を図ることができる。 By this invention, the filling rate of the slab to a heating furnace can be improved, and the improvement of productivity of a hot-rolled steel material can be aimed at.
図1は、本発明の適用されるウォーキングビーム式加熱炉の装入−搬送−抽出機構の概念図である。この形式の装入−搬送−抽出機構を有するウォーキングビーム式加熱炉では、スラブS(S1〜Sn)がスラブヤード(図示しない)から装入ローラ11に搬送され、プッシャ14によってウォーキングビーム式加熱炉の移動ビーム12上に載置されるようになっている。この状態で、移動ビーム12が前進、下降、後退、上昇のサイクルを繰り返し、それに伴って、スラブSが移動ビーム12への載置状態と固定ビーム13への載置状態を繰り返しながら、炉内を前進しつつ加熱され、加熱炉端部においてエキストラクタ16により抽出ローラテーブル15上に載置されるようになっている。なお、ウォーキングビーム式加熱炉でのスラブの装入−搬送−抽出は、スラブSの長手方向が搬送方向に対し直交するように並べ、すなわち、スラブSの幅方向が搬送方向となるようにすることは周知のとおりである。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a charging-conveying-extracting mechanism of a walking beam heating furnace to which the present invention is applied. Loading of this type - conveying - the walking beam type heating furnace having an extraction mechanism, slab S (S 1 to S n) is conveyed from the slab yard (not shown) to the
この移動状態においてスラブS1, S2,・・・Sn-1, Snの間隔は、これら各スラブの熱膨張により次第に小さくなる。すなわち、図2(A)に示すように、装入当初においては、先行スラブS2と後行スラブS1との間に、間隔Lがおかれていても、加熱によりスラブ温度が上昇することにより、最終的には(B)に示すように、スラブ幅W1,W2がそれぞれW1+ΔW1及びW2+ΔW2になり、その結果、スラブS1とS2との離間距離は
α=L−1/2(ΔW1+ΔW2)
となる。なお、スラブ幅Wは、通常の幅計によって測定されるスラブ幅の最大幅として計測されたものであり、スラブS1、S2に対してそれぞれW1、W2とした。
Slab S 1, S 2 in this moving state, the distance ··· S n-1, S n becomes smaller gradually due to thermal expansion of the slabs. That is, as shown in FIG. 2 (A), in the initial charge is, between the preceding slab S 2 and succeeding slab S 1, even though placed spacing L, and the slab temperature rises by heating Thus, finally, as shown in (B), the slab widths W 1 and W 2 become W 1 + ΔW 1 and W 2 + ΔW 2 respectively. As a result, the separation distance between the slabs S 1 and S 2 is α = L-1 / 2 (ΔW 1 + ΔW 2 )
It becomes. The slab width W was measured as the maximum width of the slab width measured by a normal width meter, and was set to W 1 and W 2 for the slabs S 1 and S 2 , respectively.
このように先行スラブS2と後行スラブS1との離間距離が縮まっても、その間にウォーキングビーム式加熱炉を操炉するための最小スラブ間隔があれば、操炉が可能であり、そのように先行スラブS2と後行スラブS1の離間距離を定めれば、ウォーキングビーム式加熱炉のスラブ充填率を最大にすることができる。かかる配慮の下で、本発明では、ウォーキングビーム式加熱炉に複数のスラブを連続的に装入して加熱するに当たり、スラブを装入する際の先行スラブと後行スラブの間隙Lを、
L=(ΔW1+ΔW2)/2+α・・・(1)
により定めることとする。
ここに、
ΔW1:先行スラブの装入時温度と該スラブの抽出時設定温度から算出される先行スラブの幅方向熱膨張量
ΔW2:後行スラブの装入時温度と該スラブの抽出時設定温度から算出される後行スラブの幅方向熱膨張量
α:ウォーキングビーム式加熱炉の最小スラブ間隔
である。
Thus, even if the separation distance between the preceding slab S 2 and the succeeding slab S 1 is reduced, if there is a minimum slab interval for operating the walking beam heating furnace, the furnace can be operated. If the distance between the preceding slab S 2 and the following slab S 1 is determined as described above, the slab filling rate of the walking beam heating furnace can be maximized. Under such consideration, in the present invention, when continuously charging and heating a plurality of slabs in the walking beam type heating furnace, the gap L between the preceding slab and the succeeding slab when charging the slab,
L = (ΔW 1 + ΔW 2 ) / 2 + α (1)
It shall be determined by
here,
ΔW 1 : The amount of thermal expansion in the width direction of the preceding slab calculated from the charging temperature of the preceding slab and the setting temperature when extracting the slab ΔW 2 : From the charging temperature of the succeeding slab and the setting temperature when extracting the slab The amount of thermal expansion α in the width direction of the succeeding slab calculated is the minimum slab interval of the walking beam type heating furnace.
αは、ウォーキングビーム式加熱炉の最小トラッキング余裕代として定められるものであり、図1を参照して説明すれば、加熱炉末端部においてエキストラクタによりスラブSnをそのすぐ後ろのスラブSn-1と干渉することなく抽出することができる距離として定められる。実際上は、この余裕代αの決定に当たっては、さらに、スラブの加熱温度の誤差、寸法誤差、さらには反りなどの形状因子を加味しておき、それにより、スラブ加熱炉操業中のスラブ相互の圧着事故などの発生が確実に防止できる大きさを考慮する。この余裕代αは、加熱炉の大きさや、最高加熱温度、装入スラブのサイズや材質によって変動するものであるが、経験的にはおよそ10〜15mm程度である。 α are those defined as the minimum tracking margin of walking beam type heating furnace, it will be described with reference to FIG. 1, a slab of immediately behind the slab S n by the extractor in a heating furnace end S n- It is defined as the distance that can be extracted without interfering with 1 . In practice, in determining the margin α, the slab heating temperature error, dimensional error, and shape factors such as warpage are further taken into account. Consider a size that can reliably prevent the occurrence of crimping accidents. This margin α varies depending on the size of the heating furnace, the maximum heating temperature, the size and material of the charging slab, and is about 10 to 15 mm empirically.
上記条件を実現し、本発明の目的を達成するためには、例えば、図3に示すように、加熱炉10を、加熱炉制御装置21に加えてスラブ位置演算装置22及びプッシャ制御装置23を備えた制御系を有するものとして構成し、これを以下に示すように操作すればよい。以下、一例としてかかる操作手順を示す。
In order to realize the above conditions and achieve the object of the present invention, for example, as shown in FIG. 3, a
まず、搬送テーブル11上が先行スラブS2及び後行スラブS1が通過する際に、これらのスラブ幅及びスラブ温度を測定し、これらをそれぞれ先行スラブ入り側情報S1E(W1E, T1E),S2E(W2E, T2E)としてスラブ位置演算装置22に入力し、記憶させておく。また、このスラブ位置演算装置22には、これらスラブの抽出設定温度を、それぞれT1D,T2Dとして入力しておく。ここに、スラブS1及びS2のスラブ温度(T1E, T2E)は放射温度計によって測定されたスラブ表面温度のうちの最高温度として計測されたものである。
First, when the upper conveying table 11 passes a preceding slab S 2 and the following slab S 1, these slabs width and slab temperature measurements, they each preceding slab entry side information S 1E (W 1E, T 1E ), S 2E (W 2E , T 2E ) are input to the slab
スラブ加熱炉10を操炉し、末端のスラブSnが所定加熱温度に達するとともに圧機側の準備が完了すると、スラブSnはエキストラクタ16によって抽出され、その抽出信号を得て、加熱炉制御装置21は、スラブSn-1を加熱炉から抽出可能な位置まで搬送しその状態で一旦停止する。この停止状態において、加熱炉制御装置21は、スラブ加熱炉10の移動ビーム12の停止位置を演算し、その情報をスラブ装入位置演算装置22に移動ビーム停止位置情報として伝達する。この移動ビーム停止位置情報とは、スラブ加熱炉10の移動ビーム12が上昇、前進、下降又は後退のどの段階にあるか、また上記いずれかの段階のどの位置にあるについての情報であって、先行スラブの停止位置、ひいてはその尾端位置を算出する基礎になるものである。
The
すでに述べたように、スラブ装入位置演算装置22には、先行スラブS2及び後行スラブS1についてのスラブ入り側情報S1Eが与えられている。また、移動ビーム停止位置情報が与えられている。さらに、先行スラブS2を装入する際には、プッシャ14から先行スラブS2の装入位置情報が入力されている。したがって、上記スラブ装入位置演算装置22により、先行スラブS2の尾端位置を算出することができ、その位置がスラブ装入位置演算装置22内に記憶される。
As described above, the slab insertion
この尾端位置を基準に後行スラブS1の先端位置が下記のようにして決定される。すでに述べたとおり、スラブ装入位置演算装置22には、先行スラブ情報、後行スラブ情報、及びこれらスラブの抽出設定温度(T1D,T2D)が入力され、蓄積されている。一方、スラブ加熱炉10の操炉条件として、余裕代αが別途設定され、蓄積されている。したがって、これら情報を基に、先行スラブS2の尾端と後行スラブS1の先端の間におかれるべき必要な間隙Lは、すでに述べたように、
L=(ΔW1+ΔW2)/2+α
ここに
ΔW1=W1×(T1D−T1E)×β
ΔW2=W2×(T2D−T2E)×β
β:スラブの線熱膨張係数
なお、スラブの線熱膨張係数βは、鋼種、装入温度、抽出温度ごとに測定した値を用いる。
The tail position tip position of the trailing slab S 1 based on is determined as follows. As described above, the slab charging
L = (ΔW 1 + ΔW 2 ) / 2 + α
Where ΔW 1 = W 1 × (T 1D− T 1E ) × β
ΔW 2 = W 2 × (T 2D− T 2E ) × β
β: Linear thermal expansion coefficient of the slab The linear thermal expansion coefficient β of the slab uses a value measured for each steel type, charging temperature, and extraction temperature.
このようにして算出された先行スラブS2の尾端と後行スラブS1の先端の間におかれるべき必要な間隙Lは、プッシャ制御装置23に入力され、それに基づいてプッシャ14のストローク量が制御され、後行スラブS1が所定の位置、すなわち、先行スラブS2の尾端と後行スラブS1の先端の間に間隙Lを空けて装入されることになる。なお、プッシャ14のストローク量の制御精度は、本発明の目的に従い、1mm以下のオーダーで制御可能なものとするのが好ましい。
The required gap L to be placed between the tail end of the preceding slab S 2 and the tip of the succeeding slab S 1 calculated in this way is input to the
上記のように操業することにより、本発明の目的に添ってスラブ充填率を向上させることが可能になる。以下、実施例により本発明の実施形態を明らかにする。 By operating as described above, the slab filling rate can be improved in accordance with the object of the present invention. Hereinafter, embodiments of the present invention will be clarified by examples.
スラブ装入温度:100℃、スラブ幅:1000mmのスラブ17本を本発明に従ってスラブ加熱炉に装入し、1000℃迄加熱する。この場合において熱膨張係数を14×10-6とする。また、α:ウォーキングビーム式加熱炉の最小トラッキング余裕代:αを13.6mmに設定する。 In accordance with the present invention, 17 slabs having a slab charging temperature of 100 ° C. and a slab width of 1000 mm are charged into a slab heating furnace and heated to 1000 ° C. In this case, the thermal expansion coefficient is 14 × 10 −6 . Α: Minimum tracking margin of the walking beam type heating furnace: α is set to 13.6 mm.
上記条件から、先行スラブと後行スラブの熱膨張量は、それぞれ
(1000−100)×14×10-6=12.6mm
と算出され、したがって、
先行スラブと後行スラブとの間隙は、
L=13.6+(12.6+12.6)/2=26.2mm
となる。この場合における、加熱炉へのスラブ充填率は、
R=(1000+12.6)×17/(1000+26.2)×17=98.6%
となる。
From the above conditions, the thermal expansion amount of the preceding slab and the following slab is (1000-100) × 14 × 10 -6 = 12.6mm respectively.
And therefore
The gap between the leading slab and the trailing slab is
L = 13.6 + (12.6 + 12.6) /2=26.2mm
It becomes. In this case, the slab filling rate to the heating furnace is
R = (1000 + 12.6) × 17 / (1000 + 26.2) × 17 = 98.6%
It becomes.
これに対し、先行スラブと後行スラブとの間隙Lを一定値30mmとした場合には、スラブ充填率は、
R=98.3%
であり、本発明により充填率が0.5%向上した。
On the other hand, when the gap L between the preceding slab and the following slab is a constant value of 30 mm, the slab filling rate is
R = 98.3%
The filling rate was improved by 0.5% according to the present invention.
スラブ装入温度:800℃とし、その他の条件は実施例1と同様とする。上記条件から、先行スラブと後行スラブの熱膨張量は、それぞれ
(1000−800)×14×10-6=2.8mm
と算出され、したがって、
先行スラブと後行スラブとの間隙は、
L=13.6+(2.8+2.8)/2=16.4mm
となる。この場合における、加熱炉へのスラブ充填率は、
R=(1000+2.8)×17/(1000+16.4)×17=98.7%
となる。
Slab charging temperature: 800 ° C. The other conditions are the same as in Example 1. From the above conditions, the thermal expansion of the leading slab and the trailing slab is (1000-800) x 14 x 10-6 = 2.8mm respectively.
And therefore
The gap between the leading slab and the trailing slab is
L = 13.6 + (2.8 + 2.8) /2=16.4mm
It becomes. In this case, the slab filling rate to the heating furnace is
R = (1000 + 2.8) × 17 / (1000 + 16.4) × 17 = 98.7%
It becomes.
これに対し、先行スラブと後行スラブとの間隙Lを一定値30mmとした場合には、スラブ充填率は、
R=97.4%
であり、本発明により充填率が1.3%向上した。
On the other hand, when the gap L between the preceding slab and the following slab is a constant value of 30 mm, the slab filling rate is
R = 97.4%
The filling rate was improved by 1.3% according to the present invention.
10:スラブ加熱炉
11:装入ローラ
12:移動ビーム
13:固定ビーム
14:プッシャ
15:抽出ローラテーブル
16:エキストラクタ
21:加熱炉制御装置
22:スラブ装入位置設定装置
23:プッシャ制御装置
S(S1, S2,・・・・Sn-1, Sn):スラブ
10: Slab heating furnace
11: Loading roller
12: Moving beam
13: Fixed beam
14: Pusher
15: Extraction roller table
16: Extractor
21: Heating furnace controller
22: Slab charging position setting device
23: Pusher control device
S (S 1 , S 2 ,... S n-1 , S n ): Slab
Claims (2)
先行スラブと後行スラブの間隙Lを下記式によって定めることを特徴とするウォーキングビーム式加熱炉へのスラブ装入方法。
L=(ΔW1+ΔW2)/2+α
ここに、
ΔW1:先行スラブの装入時温度と該スラブの抽出設定温度から算出される先行スラブの幅方向熱膨張量
ΔW2:後行スラブの装入時温度と該スラブの抽出設定温度から算出される後行スラブの幅方向熱膨張量
α:ウォーキングビーム式加熱炉の最小スラブ間隔 In charging and heating a plurality of slabs continuously in a walking beam furnace,
A method for inserting a slab into a walking beam heating furnace, wherein a gap L between the preceding slab and the following slab is determined by the following equation.
L = (ΔW 1 + ΔW 2 ) / 2 + α
here,
ΔW 1 : Amount of thermal expansion in the width direction of the preceding slab calculated from the charging temperature of the preceding slab and the extraction set temperature of the slab ΔW 2 : Calculated from the charging temperature of the succeeding slab and the extraction setting temperature of the slab Thermal expansion amount α in the width direction of the following slab: Minimum slab spacing of the walking beam furnace
前記各スラブの装入時のスラブ幅及びスラブ温度及び抽出時の設定温度に基づいて、これらスラブの加熱炉内における熱膨張量を算出する段階と、
前記ウォーキングビーム式加熱炉の搬送停止信号を得て先行スラブの尾端位置を推定する段階と、
前記後行スラブを、前記先行スラブと後行スラブの間隙Lを下記式によって定めて、装入する段階と、
を包含することを特徴とするウォーキングビーム式加熱炉へのスラブ装入方法。
L=(ΔW1+ΔW2)/2+α
ここに
ΔW1:先行スラブの装入時温度と該スラブの抽出設定温度から算出される先行スラブの幅方向熱膨張量
ΔW2:後行スラブの装入時温度と該スラブの抽出設定温度から算出される後行スラブの幅方向熱膨張量
α:ウォーキングビーム式加熱炉の最小スラブ間隔
When continuously charging and heating a plurality of slabs in a walking beam type heating furnace, the slab width at the time of charging the preceding slab and the succeeding slab to be charged following the preceding slab on the transfer table, and Measuring the slab temperature;
Based on the slab width and slab temperature at the time of charging each slab and the set temperature at the time of extraction, calculating the amount of thermal expansion in the heating furnace of these slabs;
Obtaining a transport stop signal of the walking beam heating furnace and estimating the tail end position of the preceding slab;
The following slab is inserted by setting a gap L between the preceding slab and the following slab according to the following equation:
A method for charging a slab into a walking beam furnace.
L = (ΔW 1 + ΔW 2 ) / 2 + α
Here, ΔW 1 : The amount of thermal expansion in the width direction of the preceding slab calculated from the charging temperature of the preceding slab and the extraction setting temperature of the preceding slab ΔW 2 : From the charging temperature of the succeeding slab and the extraction setting temperature of the slab Calculated amount of thermal expansion α of the trailing slab in the width direction: Minimum slab interval of the walking beam furnace
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