JP2007262527A - 連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製品鋼材の品質を向上させ得る、連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法、連続式加熱炉、連続式加熱炉の操業方法、及び、鋼材の製造方法を提供する。
【解決手段】連続式加熱炉１００へと装入される鋼片１、２、３、…の材料情報に基づいて、鋼片１、２、３、４…を、最出側グループＡと、それ以外のグループＢと、に分ける工程Ｓ２と、圧延能力最大時の圧延ピッチＰ１を予測する工程Ｓ４と、連続式加熱炉１００の加熱能力最大時の加熱ピッチＰ２を演算する工程Ｓ５と、圧延工程９０の休止時間を予測し休止時間迄に鋼片１、２、３、４…を抽出するための抽出ピッチＰ３を演算する工程Ｓ６、Ｓ９と、Ｐ１及至Ｐ３の最大ピッチＰｘを選択する工程Ｓ７と、圧延工程９０における現在の圧延ピッチＰ４とＰ３とを比較して最大ピッチＰｙを選択する工程Ｓ１１とを備え、グループＡの抽出ピッチをＰｙ、グループＢの抽出ピッチをＰｘとする、連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、連続加熱炉における鋼片の抽出ピッチ予測方法、該抽出ピッチ予測方法の実行手段を備える連続式加熱炉、該連続式加熱炉の操業方法、及び、該操業方法を含む鋼材の製造方法に関する。さらに具体的には、製品鋼材の品質を向上させることが可能な、連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法、連続式加熱炉、連続式加熱炉の操業方法、及び、鋼材の製造方法に関する。

連続式加熱炉（以下において、「炉」ということがある。）の加熱操業において、被加熱材である鋼片を炉へ装入した直後に、その装入鋼片が抽出される時刻を正確に予測することができれば、焼き上げ過不足による抽出スケジュールの変更を低減することができる。当初の操業予定を乱す抽出ピッチの修正を少なくすることができれば、装入鋼片の品質向上、及び、燃料原単位の低減を実現でき、さらに、現場作業者の判断業務を軽減できる。そのため、連続式加熱炉の抽出ピッチ予測の高精度化は、極めて重要である。

これまで、連続式加熱炉の加熱能力、及び、圧延工程における圧延能力の両者を精度良く予測する技術が、いくつか開示されてきている。例えば、特許文献１には、連続加熱炉の抽出ピッチ予測方法に関する技術が開示されており、この技術では、過去の実績事例を検索し圧延能力最大時の圧延ピッチを予測する第１の手段と、装入鋼片の材料情報から連続加熱炉の最大加熱能力時の加熱ピッチを演算する第２の手段と、圧延工程におけるロール替等の休止時間を予測する第３の手段と、を用いて求めたピッチのうちの最大値を連続加熱炉の抽出ピッチと決定している。
特開平６−３３０１５１号公報

特許文献１に開示されている技術では、鋼片の抽出ピッチを決定する際に、当該決定時点における圧延工程の圧延ピッチが考慮されていない。ところが、実際の操業では、鋼片加熱中に休止には至らないまでも、圧延ピッチを低下させて操業する場合（例えば、精整ラインのトラブル等に起因する圧延ピッチダウン。以下において、単に「ピッチダウン」ということがある。）がある。特許文献１の技術では、このような場合でも、実際の圧延ピッチを考慮せずに抽出ピッチが決定されるため、決定された抽出ピッチと実績との間に大きな誤差が生じやすいという問題があった。この誤差は、実績と異なるピッチで抽出された鋼片の数が多いほど大きくなるため、圧延ピッチを低下させて操業した時間が長くなるほど、誤差が増大しやすい。そして、抽出ピッチに誤差が発生すると、鋼片の在炉時間にも誤差が生じるため、特許文献１の技術では、製品鋼材の品質低下を招きやすいという問題があった。

そこで、本発明では、製品鋼材の品質を向上させることが可能な、連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法、連続式加熱炉、連続式加熱炉の操業方法、及び、鋼材の製造方法を提供することを課題とする。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするため、添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

第１の本発明は、圧延工程（９０）で圧延される鋼片（１、２、３、４、…）を連続式加熱炉（１００）から抽出するピッチを予測する、連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法であって、連続式加熱炉（１００）へと装入される鋼片の材料情報に基づいて、連続式加熱炉（１００）内の鋼片を、最出側グループＡと、グループＡ以外のグループＢと、に分ける、第１の選別工程（Ｓ２）と、過去の操業実績に基づき、圧延工程（９０）の、圧延能力最大時の圧延ピッチＰ１を予測する、圧延ピッチ予測工程（Ｓ４）と、鋼片の材料情報に基づいて、連続式加熱炉（１００）の加熱能力最大時の加熱ピッチＰ２を演算する、加熱ピッチ予測工程（Ｓ５）と、圧延工程（９０）における休止時間を予測し、当該休止時間迄に鋼片（１、２、３、…）を抽出するための抽出ピッチＰ３を演算する、抽出ピッチ予測工程（Ｓ６、Ｓ９）と、Ｐ１、Ｐ２、及び、Ｐ３を比較し、最大ピッチＰｘを選択する第１の比較工程（Ｓ７）と、圧延工程（９０）における現在の圧延ピッチＰ４とＰ３とを比較し、最大ピッチＰｙを選択する第２の比較工程（Ｓ１１）と、を備え、Ｐｙを、グループＡの鋼片（１、１、…）の抽出ピッチとし、Ｐｘを、グループＢの鋼片（２、３、４、…）の抽出ピッチとすることを特徴とする、連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法により、上記課題を解決する。

ここで、「鋼片の材料情報」とは、仕上厚、仕上巾、仕上温度等、鋼種に応じて定められる鋼片の情報を意味する。さらに、最出側グループＡの具体的な決定方法としては、鋼種によって圧延ピッチが変わるため、まず、連続式加熱炉（１００）内の各鋼片を、鋼片の材料情報を用いて各鋼種のテーブルに区別し、その後、連続式加熱炉（１００）の最出側から順番に鋼種を調べ、炉内出口に最も近い位置に存在する鋼種と同じ鋼種、及び／又は、当該鋼種と同等の圧延ピッチで圧延可能な鋼種を、グループＡに指定する、等の方法を挙げることができる。加えて、「圧延工程（９０）における休止時間」の具体例としては、ロール替時間等を挙げることができる。さらに、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の値は、鋼種毎（又はグループ毎）に異なることがあるものとする。すなわち、Ｐｘ及びＰｙの値は、鋼種毎（又はグループ毎）に異なることがある。

第１の本発明において、グループＡの鋼片（１、１、…、１ａ、１ａ、…）が連続式加熱炉（１００）に存在する時間（以下、「在炉時間」ということがある。）の予測誤差を修正するための時間Ｔを規定する、時間Ｔ規定工程（Ｓ１２）と、グループＡの鋼片（１、１、…、１ａ、１ａ、…）を、時間Ｔ以内に抽出されるグループＡ１と、グループＡ１以外のグループＡ２と、に分ける、第２の選別工程（Ｓ１３）と、が、さらに備えられ、Ｐｙを、グループＡ１の鋼片（１、１、…）の抽出ピッチとし、Ｐｘを、グループＡ２の鋼片（１ａ、１ａ、…）の抽出ピッチとすることが好ましい。

ここで、「在炉時間の予測誤差を修正するための時間Ｔ」は、ピッチダウン操業により上記Ｐ４の値が小さくなった場合であっても、また、通常操業へと復帰して上記Ｐ４の値が大きくなった場合であっても、グループＡの鋼片（１、１、…、１ａ、１ａ、…）の在炉時間を高精度に予測するために規定される時間である。当該時間Ｔは、過去の操業実績に基づいて規定することができ、例えば、平均的なピッチダウン時間（４５分、６０分等）を時間Ｔとして規定することができる。そして、当該時間Ｔ以内に抽出可能なグループＡの鋼片（１、１、…）がグループＡ１に、時間Ｔ以内に抽出不可能なグループＡの鋼片（１ａ、１ａ、…）がグループＡ２に、それぞれ分類される。以下の発明においても同様である。

第２の本発明は、圧延工程（９０）において圧延される鋼片（１、２、３、４、…）が抽出される、連続式加熱炉（１００）であって、装入される鋼片の材料情報に基づいて、鋼片を、最出側に位置するグループＡと、該グループＡ以外のグループＢと、に選別可能な、第１の選別手段（２１）と、過去の操業実績に基づき、圧延工程（９０）の圧延能力最大時の圧延ピッチＰ１を予測可能な、圧延ピッチ予測手段（２１）と、鋼片の材料情報に基づいて、加熱能力最大時の加熱ピッチＰ２を演算可能な、加熱ピッチ予測手段（２１）と、圧延工程における休止時間を予測し、当該休止時間迄に鋼片（１、２、３、…）を抽出するための抽出ピッチＰ３を演算可能な、抽出ピッチ予測手段（２１）と、圧延工程（９０）における現在の圧延速度から圧延ピッチＰ４を演算可能な、演算手段（２１）と、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の値を比較して、大小関係を判断可能な、第１の比較手段（２１）と、を備えることを特徴とする、連続式加熱炉（１００）により、上記課題を解決する。

第２の本発明において、さらに、グループＡの鋼片（１、１、…、１ａ、１ａ、…）が連続式加熱炉（１００）に存在する時間の予測誤差を修正するための時間Ｔを規定可能な、時間Ｔ規定手段（２１）と、グループＡの鋼片（１、１、…、１ａ、１ａ、…）を、時間Ｔ以内に抽出されるグループＡ１と、グループＡ１以外のグループＡ２と、に選別可能な、第２の選別手段（２１）と、が備えられることが好ましい。

第３の本発明は、圧延工程（９０）において圧延される鋼片（１、２、３、４、…）が抽出される連続式加熱炉（１００）の操業方法であって、連続式加熱炉（１００）へと装入される鋼片の材料情報に基づいて、連続式加熱炉（１００）内の鋼片を、最出側グループＡと、当該グループＡ以外のグループＢと、に分ける、第１の選別工程（Ｓ２）と、過去の操業実績に基づき、圧延工程（９０）の、圧延能力最大時の圧延ピッチＰ１を予測する、圧延ピッチ予測工程（Ｓ４）と、鋼片の材料情報に基づいて、連続式加熱炉の加熱能力最大時の加熱ピッチＰ２を演算する、加熱ピッチ予測工程（Ｓ５）と、圧延工程（９０）における休止時間を予測し、当該休止時間迄に鋼片（１、２、３、…）を抽出するための抽出ピッチＰ３を演算する、抽出ピッチ予測工程（Ｓ６、Ｓ９）と、Ｐ１、Ｐ２、及び、Ｐ３を比較し、最大ピッチＰｘを選択する第１の比較工程（Ｓ７）と、圧延工程（９０）における現在の圧延ピッチＰ４と前記Ｐ３とを比較し、最大ピッチＰｙを選択する第２の比較工程（Ｓ１１）と、を備え、グループＡの鋼片（１、１、…）を、前記Ｐｙで抽出し、グループＢの鋼片（２、３、４、…）を、前記Ｐｘで抽出して操業することを特徴とする、連続式加熱炉の操業方法により、上記課題を解決する。

第３の本発明において、さらに、グループＡの鋼片（１、１、…、１ａ、１ａ、…）が連続式加熱炉（１００）に存在する時間の予測誤差を修正するための時間Ｔを規定する、時間Ｔ規定工程（Ｓ１２）と、グループＡの鋼片（１、１、…、１ａ、１ａ、…）を、時間Ｔ以内に抽出されるグループＡ１と、グループＡ１以外のグループＡ２と、に分ける、第２の選別工程（Ｓ１３）と、が備えられ、グループＡ１の鋼片（１、１、…）を、Ｐｙで抽出し、グループＡ２の鋼片（１ａ、１ａ、…）を、Ｐｘで抽出して操業することが好ましい。

第４の本発明は、上記第３の本発明にかかる連続式加熱炉の操業方法を含むことを特徴とする、鋼材の製造方法により、上記課題を解決する。

ここで、第４の本発明にかかる鋼材の製造方法には、少なくとも、連続式加熱炉による加熱工程と、当該連続式加熱炉から抽出された鋼片を圧延可能な圧延工程とが備えられていれば良く、備えられ得る他の工程は特に限定されない。当該他の工程の具体例としては、精整工程や熱処理工程等を挙げることができる。また、本発明により製造される鋼材の具体例としては、鋼板、形鋼、鋼管等を挙げることができる。

第１の本発明によれば、連続式加熱炉（１００）の鋼片がグループ分けされ、最出側グループＡの抽出ピッチが、圧延工程（９０）における現在の圧延ピッチＰ４を考慮して決定される。そのため、第１の本発明によれば、鋼片の抽出ピッチを決定する際の処理時間の増加を抑制しつつ、決定された抽出ピッチと実績との誤差、及び、鋼片の在炉時間の誤差を低減できるので、製品鋼材の品質を向上させ得る連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法を提供できる。

さらに、第１の本発明において、連続式加熱炉（１００）の最出側グループＡがグループ分けされ、時間Ｔ以内に抽出されないグループＡ２の鋼片（１ａ、１ａ、…）の抽出ピッチがＰｘとされれば、時間Ｔの経過後に、グループＡ２の鋼片（１ａ、１ａ、…）をピッチＰｘで抽出することができる。このようにすれば、時間Ｔが経過してもなお時間Ｔにおける抽出ピッチが継続されることに起因する、在炉時間の誤差を低減できる。したがって、かかる構成とすれば、ピッチダウンに起因する製品鋼材の品質低下を抑制し得る連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法を提供できる。

第２の本発明によれば、連続式加熱炉（１００）内の鋼片をグループ分けすることができ、最出側グループＡの抽出ピッチを、圧延工程（９０）における現在の圧延ピッチＰ４を考慮して決定することができる。したがって、第２の本発明によれば、決定された抽出ピッチと実績との誤差、及び、鋼片の在炉時間の誤差を低減できるので、製品鋼材の品質を向上させ得る連続式加熱炉（１００）を提供できる。

さらに、第２の本発明において、連続式加熱炉（１００）の最出側グループＡがグループ分けされ、時間Ｔ以内に抽出されないグループＡ２の鋼片（１ａ、１ａ、…）の抽出ピッチがＰｘとされれば、時間Ｔの経過後に、グループＡ２の鋼片（１ａ、１ａ、…）をピッチＰｘで抽出することができる。このようにすれば、時間Ｔが経過してもなお時間Ｔにおける抽出ピッチが継続されることに起因する、在炉時間の誤差を低減できる。したがって、かかる構成とすれば、ピッチダウンに起因する製品鋼材の品質低下を抑制し得る連続式加熱炉（１００）を提供できる。

第３の本発明によれば、連続式加熱炉（１００）の鋼片がグループ分けされ、最出側グループＡの抽出ピッチが、圧延工程における現在の圧延ピッチＰ４を考慮して決定される。そのため、第１の本発明によれば、決定された抽出ピッチと実績との誤差、及び、鋼片の在炉時間の誤差を低減できるので、製品鋼材の品質を向上させ得る連続式加熱炉の操業方法を提供できる。

さらに、第３の本発明において、連続式加熱炉（１００）の最出側グループＡがグループ分けされ、時間Ｔ以内に抽出されないグループＡ２の鋼片（１ａ、１ａ、…）の抽出ピッチがＰｘとされれば、時間Ｔの経過後に、グループＡ２の鋼片（１ａ、１ａ、…）をピッチＰｘで抽出することができる。このようにすれば、時間Ｔが経過してもなお時間Ｔにおける抽出ピッチが継続されることに起因する、在炉時間の誤差を低減できる。したがって、かかる構成とすれば、ピッチダウンに起因する製品鋼材の品質低下を抑制し得る連続式加熱炉の操業方法を提供できる。

第４の本発明によれば、連続式加熱炉における鋼片の在炉時間の誤差を低減できるので、製品鋼材の品質低下を抑制することが可能な、鋼材の製造方法を提供できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、図示の形態はあくまでも例示であり、本発明は図示の形態に限定されるものではない。

１．連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法
本発明にかかる連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法のフローチャート（形態例）を、図１に概略的に示す。図１に示すように、本発明の連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法（以下において、単に「予測方法」という。）では、まず、鋼片の材料情報及び圧延工程の休止時間等の情報が入力され（入力工程Ｓ１）、鋼片の材料情報に基づき、炉内鋼片がグループＡとグループＢとに分けられる（第１の選別工程Ｓ２）。その後、工程Ｓ３において、炉内鋼片がグループＡに属するか否かが判断される。工程Ｓ３において否定判断されると、過去の操業実績に基づいて、グループＢにかかる鋼片の圧延工程の圧延能力最大時における圧延ピッチＰ１が予測され（圧延ピッチ予測工程Ｓ４）、グループＢにかかる鋼片の材料情報に基づいて炉の加熱能力最大時の加熱ピッチＰ２が演算され（加熱ピッチ予測工程Ｓ５）、さらに、圧延工程における休止時間を予測し当該休止時間までに炉内の鋼片を抽出するための抽出ピッチＰ３が演算される（抽出ピッチ予測工程Ｓ６）。このようにして、Ｐ１、Ｐ２、及び、Ｐ３が導出されると、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を比較して最大ピッチがＰｘに認定され（第１の比較工程Ｓ７）、グループＢの鋼片の抽出ピッチがＰｘに決定される（工程Ｓ８）。

工程Ｓ３において肯定判断されると、圧延工程における休止時間を予測し当該休止時間までに炉内の鋼片を抽出するための抽出ピッチＰ３が演算され（抽出ピッチ予測工程Ｓ９）、さらに、グループＡにかかる鋼片の圧延工程における現在の圧延ピッチＰ４が演算される（Ｐ４演算工程Ｓ１０）。このようにして、Ｐ３及びＰ４が演算されると、Ｐ３とＰ４とを比較して大きい方のピッチがＰｙに認定される（第２の比較工程Ｓ１１）。現在の圧延ピッチが通常操業時のピッチである場合、又は、後述する工程Ｓ１２〜Ｓ１６が行われない場合には、このようにして、グループＡの鋼片の抽出ピッチがＰｙに決定される。

一方、ピッチダウンに起因する製造鋼材の品質低下等を防止するという観点からは、ピッチダウン時であっても抽出ピッチの予測精度を向上させることが好ましい。かかる観点から、図１に示す形態の予測方法では、さらに、グループＡにかかる鋼片の在炉時間の予測誤差を修正するための時間Ｔ、が過去の操業実績に基づいて規定される（時間Ｔ規定工程Ｓ１２）。そして、グループＡの鋼片が、当該時間Ｔ以内に抽出されるグループＡ１と抽出されないグループＡ２とに選別され（第２の選別工程Ｓ１３）、グループＡの鋼片がグループＡ１に属するか否かが判断される（工程Ｓ１４）。工程Ｓ１４において否定判断された鋼片は、グループＡ２に属しており、グループＡ２に属する鋼片は時間Ｔの経過後に抽出される。それゆえ、在炉時間の誤差を低減させるために、グループＡ２の鋼片の抽出ピッチがＰｘに決定される（工程Ｓ１５）。他方、工程Ｓ１４において肯定判断された鋼片は、グループＡ１に属し、当該グループＡ１に属する鋼片は時間Ｔ以内に抽出される。それゆえ、グループＡ１の鋼片の抽出ピッチは圧延ピッチＰｙに決定される（工程Ｓ１６）。上記工程後に、全ての鋼片について上記計算が行われたか否かが判断される（工程Ｓ１７）。工程Ｓ１７において否定判断された場合には、抽出ピッチが未決定の鋼片が残っているため、当該鋼片の抽出ピッチを決定すべく、工程Ｓ３に処理が戻される。工程Ｓ１７で肯定判断された場合には、全ての鋼片の抽出ピッチを決定済みであるため、抽出ピッチ予測の工程が終了する。

２．連続式加熱炉の操業方法
図２に、グループ分割方法の概念図を示す。図２の右側が連続式加熱炉の出側、同左側が連続式加熱炉の入側である。図２の各鋼片内の数値は、当該鋼片が属するグループの抽出ピッチ［枚／時間］を示している。ここに、グループＢでは、鋼片２、２、…の抽出ピッチが２０［枚／時間］とされるのに対し、鋼片３、３、…、４、４、…の抽出ピッチが１０［枚／時間］とされている。これは、鋼片２、２、…と、鋼片３、３、…、４、４、…とでは鋼種が異なり、それぞれの鋼種に応じて定められるＰｘの値が異なっていることを表している。

炉内に存在する鋼片は、装入鋼片の材料情報に基づいて最出側グループＡと、最出側グループ以外のグループＢと、に分けられる。グループＢの鋼片２、２、…は、当該鋼片２、２、…の鋼種に応じて定められる上記Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の最大ピッチ（２０［枚／時間］）で抽出される。また、グループＢの鋼片３、３、…、４、４、…は、当該鋼片３、３、…、４、４、…の鋼種に応じて定められる上記Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の最大ピッチ（１０［枚／時間］）で抽出される。これに対し、グループＡの鋼片１、１、…は、上記Ｐ３、Ｐ４の最大ピッチ（１５［枚／時間］）で抽出される。

上記グループ分割方法において、最出側グループＡの全鋼片が規定時間Ｔ以内に抽出されない場合のグループ分割方法の概念図を図３に示す。図３の右側が連続式加熱炉の出側、同左側が連続式加熱炉の入側であり、図３において、図３（ａ）は、グループＡが再分割される前の状態、図３（ｂ）は、グループＡが再分割された後の状態を、それぞれ概略的に示している。なお、図３における各鋼片内の数値は、当該鋼片が属するグループの抽出ピッチ［枚／時間］を示している。

図３に示すように、最出側グループＡの全鋼片が時間Ｔの間に抽出されない場合は、最出側グループＡを、さらに、時間Ｔ以内に抽出される鋼片からなるグループＡ１と、時間Ｔ以内には抽出されない鋼片からなるグループＡ２と、に再分割する。そして、グループＡ１の鋼片１、１、…は、上記Ｐ３、Ｐ４の最大ピッチ（１５［枚／時間］）で抽出され、グループＡ２の鋼片１ａ、１ａ、…は、当該鋼片１ａ、１ａ、…の鋼種に応じて定められる上記Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の最大ピッチ（＝２０［枚／時間］）で抽出される。このようにすれば、時間Ｔ経過後の鋼片１ａ、１ａ、…の抽出ピッチを、時間Ｔにおける抽出ピッチ（＝１５［枚／時間］）とは異なるピッチに設定することが可能になるので、時間Ｔの経過後も上記時間Ｔにおけるピッチで鋼片が抽出されることに起因する在炉時間の誤差を低減でき、製造鋼材の品質を向上させることができる。

３．連続式加熱炉
図４に、本発明にかかる連続式加熱炉の形態例を概略的に示す。図４の紙面左側から右側へ、鋼片・鋼材（図４において不図示）が進行すると仮定する。本発明の連続式加熱炉には、上記連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法、及び、上記連続式加熱炉の操業方法を適用することができる。
図４に示すように、本発明の連続式加熱炉１００は、炉１０と、当該炉１０から抽出される鋼片の抽出ピッチを制御可能な制御装置２０と、圧延工程９０における圧延速度を検知可能な検知手段１５と、を備える。連続式加熱炉１００から抽出された鋼片は、その後、圧延機９１、９１等による圧延工程９０等を経て、例えば、巻き取り装置９２によって巻き取られる。

炉１０から抽出される鋼片の抽出ピッチは、制御装置２０によって制御される。制御装置２０には、抽出ピッチの予測処理及び鋼片のグループ分けに関する処理等を実行するＣＰＵ２１と、そのＣＰＵ２１に対する記憶装置とが設けられている。ＣＰＵ２１は、マイクロプロセッサユニット及びその動作に必要な各種周辺回路が組み合わされることにより構成され、ＣＰＵ２１に対する記憶装置は、例えば、鋼片の抽出ピッチ予測に必要なプログラムや各種データを記憶するＲＯＭ２２と、ＣＰＵ２１の作業領域として機能するＲＡＭ２３等を組み合わせて構成される。当該構成に加えて、さらに、ＣＰＵ２１が、ＲＯＭ２２に記憶されたソフトウエア等と組み合わされることにより、本発明の連続式加熱炉１００における制御装置２０が機能する。

炉１０へと装入される鋼片の材料情報、休止時間等の入力情報や、検知手段１５からの出力信号は、入力ポート２４を介して、入力信号としてＣＰＵ２１へと到達する。ＣＰＵ２１は、上記入力信号、及び、ＲＯＭ２２に記憶されたプログラムに基づいて、出力ポート２５を介して、炉１０に対する鋼片の抽出ピッチ動作指令を制御する。ここで、ＲＯＭ２２に記憶されるデータの具体例としては、圧延工程の過去の操業実績に関するデータ、各鋼種に対する加熱能力に関するデータ等を挙げることができる。また、ＲＯＭ２２に記憶されるプログラムの具体例としては、過去の操業実績に基づき、圧延工程の圧延能力最大時の圧延ピッチＰ１を予測する際に使用される計算プログラム、鋼片の材料情報に基づいて、加熱能力最大時の加熱ピッチＰ２を演算する際に使用される計算プログラム、休止時間迄に鋼片を抽出するための抽出ピッチＰ３を演算する際に使用される計算プログラム、検知手段１５及び入力ポート２４を介して伝えられたデータに基づいて現在の圧延ピッチＰ４を演算する際に使用される計算プログラム、炉１０内の鋼片をグループ分けする際に使用されるプログラム、ピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の大小関係を判断する際に使用されるプログラム、等を挙げることができる。すなわち、図４に示す形態の連続式加熱炉１００では、ＣＰＵ２１が、第１の選別手段、圧延ピッチ予測手段、加熱ピッチ予測手段、抽出ピッチ予測手段、演算手段、第１の比較手段、時間Ｔ規定手段、及び、第２の選別手段として機能する。

なお、本発明の連続式加熱炉に関する上記説明では、第１の選別手段、圧延ピッチ予測手段、加熱ピッチ予測手段、抽出ピッチ予測手段、検知手段、第１の比較手段、時間Ｔ規定手段、及び、第２の選別手段として機能するＣＰＵ２１が備えられる形態を例示したが、本発明の連続式加熱炉は当該形態に限定されない。図４に示す形態にかかるＣＰＵ２１に備えられる上記各機能は、複数の処理装置等に備えられていても良い。

本発明の連続式加熱炉に、自動操炉モデルを適用した形態例について、以下に説明する。

図５に、自動操炉モデルの概要図を示す。図５に示す自動操炉モデルは、入力部５１、目標抽出温度計算部５２、抽出ピッチ計算部５３、在炉時間予測計算部５４、抽出温度予測計算部５５、及び、設定炉温計算部５６、を備える。目標抽出温度計算部５２にて、連続式加熱炉から抽出される鋼片の目標抽出温度が決定され、抽出ピッチ計算部５３にて、各鋼片の抽出ピッチ（上記Ｐｘ、Ｐｙ等）が計算される。さらに、在炉時間予測計算部５４にて、鋼片の在炉時間が予測され、抽出温度予測計算部５５にて、在炉時間予測計算部５４にて予測された在炉時間経過後の鋼片の温度が予測される。そして、抽出温度予測計算部５５にて予測された抽出温度と、目標抽出温度計算部５２にて計算された目標抽出温度とを用い、設定炉温計算部５６にて、鋼片を目標抽出温度どおりに抽出するための最適炉温が算出される。

自動操炉モデルで行われる上記予測計算の中で、在炉時間予測時に用いられる抽出ピッチの予測精度は、最適設定炉温の精度、装入鋼片の品質、燃料原単位等に大きく影響するため、抽出ピッチ予測精度の高精度化が望まれる。そして、本発明によれば、抽出ピッチの計算に現在の圧延ピッチに関するデータを反映させることができるので、抽出ピッチ予測精度の高精度化を図ることが可能になる。

図６に、在炉時間予測方法の概要を示す。図６に示す各鋼片内の数値は、当該鋼片が属するグループの抽出ピッチ［枚／時間］を示している。
在炉時間を予測する際には、上記計算にて求められる抽出ピッチの単位を、［枚／時間］から［分／枚］へ換算する。例えば、抽出ピッチが２０［枚／時間］の場合には、６０／２０＝３［分／枚］と換算できる。このようにして、全ての鋼片について当該換算を行い、在炉時間が予測される対象材よりも先に抽出される全鋼片の抽出ピッチを全て加算することにより、在炉時間を予測することができる。図６において、休止時間の経過後最初に抽出される鋼片が、在炉時間が予測される対象材４ｘである。グループＡの鋼片１、１、…の抽出ピッチが１５［枚／時間］＝４［分／枚］、グループＢの鋼片２、２、…の抽出ピッチが２０［枚／時間］＝３［分／枚］、鋼片３、３、…の抽出ピッチが１０［枚／時間］＝６［分／枚］なので、ロール替にともなう休止時間を３０分とするとき、対象材４ｘの在炉時間は、４×４＋３×４＋６×２＋３０＝７０分と予測することができる。

４．鋼材の製造方法
本発明の鋼材の製造方法（以下、「製造方法」という。）を適用可能な製造ラインとしては、図４の形態を例示することができる。本発明の製造方法には、少なくとも、連続式加熱炉による加熱工程、及び、当該連続式加熱炉から抽出された鋼片を圧延可能な圧延工程が備えられていれば良く、これらの工程のほか、さらに、精整工程や熱処理工程等が備えられる形態とすることも可能である。

上述のように、本発明の連続式加熱炉の操業方法によれば、連続式加熱炉内の鋼片がグループ分けされ、最出側グループの抽出ピッチが、現在の圧延工程における圧延ピッチを考慮しながら決定される。それゆえ、鋼片の在炉時間予測の高精度化を図ることが可能になり、その結果、製品鋼材の品質を向上させることができる。そして、本発明の製造方法には、上記連続式加熱炉の操業方法が含まれている。したがって、かかる構成とすることで、製品鋼材の品質を向上させることが可能な、鋼材の製造方法を提供できる。

連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法のフローチャートである。 グループ分割方法の概念図である。 最出側グループの全鋼片が規定時間Ｔ以内に抽出されない場合のグループ分割方法の概念図である。図３（ａ）はグループ再分割前の状態を、図３（ｂ）はグループ再分割後の状態を概略的に示している。 本発明にかかる連続式加熱炉の形態例を示す概略図である。 自動操炉モデルの概要図である。 在炉時間予測の概念図である。

符号の説明

１、２、３、４ 鋼片
１０ 熱処理炉
１５ 検知手段
２０ 制御装置
２１ ＣＰＵ（第１の選別手段、圧延ピッチ予測手段、加熱ピッチ予測手段、抽出ピッチ予測手段、演算手段、第１の比較手段、時間Ｔ規定手段、第２の選別手段）
９０ 圧延工程
１００ 連続式加熱炉

Claims (7)

1. 圧延工程で圧延される鋼片を連続式加熱炉から抽出するピッチを予測する、連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法であって、
   前記連続式加熱炉へと装入される鋼片の材料情報に基づいて、前記連続式加熱炉内の鋼片を、最出側グループＡと、該グループＡ以外のグループＢと、に分ける、第１の選別工程と、
   過去の操業実績に基づき、前記圧延工程の、圧延能力最大時の圧延ピッチＰ１を予測する、圧延ピッチ予測工程と、
   前記鋼片の材料情報に基づいて、前記連続式加熱炉の加熱能力最大時の加熱ピッチＰ２を演算する、加熱ピッチ予測工程と、
   前記圧延工程における休止時間を予測し、該休止時間迄に前記鋼片を抽出するための抽出ピッチＰ３を演算する、抽出ピッチ予測工程と、
   前記Ｐ１、Ｐ２、及び、Ｐ３を比較し、最大ピッチＰｘを選択する第１の比較工程と、
   前記圧延工程における現在の圧延ピッチＰ４と前記Ｐ３とを比較し、最大ピッチＰｙを選択する第２の比較工程と、を備え、
   前記Ｐｙを、前記グループＡの鋼片の抽出ピッチとし、
   前記Ｐｘを、前記グループＢの鋼片の抽出ピッチとすることを特徴とする、連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法。
2. さらに、前記グループＡの鋼片が前記連続式加熱炉に存在する時間の予測誤差を修正するための時間Ｔを規定する、時間Ｔ規定工程と、
   前記グループＡの鋼片を、前記時間Ｔ以内に抽出されるグループＡ１と、前記グループＡ１以外のグループＡ２と、に分ける、第２の選別工程と、が備えられ、
   前記Ｐｙを、前記グループＡ１の鋼片の抽出ピッチとし、
   前記Ｐｘを、前記グループＡ２の鋼片の抽出ピッチとすることを特徴とする、請求項１に記載の連続式加熱炉の抽出ピッチ予測方法。
3. 圧延工程において圧延される鋼片を加熱する、連続式加熱炉であって、
   装入される鋼片の材料情報に基づいて、鋼片を、最出側に位置するグループＡと、該グループＡ以外のグループＢと、に選別可能な、第１の選別手段と、
   過去の操業実績に基づき、前記圧延工程の圧延能力最大時の圧延ピッチＰ１を予測可能な、圧延ピッチ予測手段と、
   前記鋼片の材料情報に基づいて、加熱能力最大時の加熱ピッチＰ２を演算可能な、加熱ピッチ予測手段と、
   前記圧延工程における休止時間を予測し、該休止時間迄に前記鋼片を抽出するための抽出ピッチＰ３を演算可能な、抽出ピッチ予測手段と、
   前記圧延工程における現在の圧延速度から圧延ピッチＰ４を演算可能な、演算手段と、
   前記Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、及び、Ｐ４の値を比較して、大小関係を判断可能な、第１の比較手段と、
   を備えることを特徴とする、連続式加熱炉。
4. さらに、前記グループＡの鋼片が前記連続式加熱炉に存在する時間の予測誤差を修正するための時間Ｔを規定可能な、時間Ｔ規定手段と、
   前記グループＡの鋼片を、前記時間Ｔ以内に抽出されるグループＡ１と、前記グループＡ１以外のグループＡ２と、に選別可能な、第２の選別手段と、を備えることを特徴とする、請求項３に記載の連続式加熱炉。
5. 圧延工程において圧延される鋼片を加熱する連続式加熱炉の操業方法であって、
   前記連続式加熱炉へと装入される鋼片の材料情報に基づいて、前記連続式加熱炉内の鋼片を、最出側グループＡと、該グループＡ以外のグループＢと、に分ける、第１の選別工程と、
   過去の操業実績に基づき、前記圧延工程の、圧延能力最大時の圧延ピッチＰ１を予測する、圧延ピッチ予測工程と、
   前記鋼片の材料情報に基づいて、前記連続式加熱炉の加熱能力最大時の加熱ピッチＰ２を演算する、加熱ピッチ予測工程と、
   前記圧延工程における休止時間を予測し、該休止時間迄に前記鋼片を抽出するための抽出ピッチＰ３を演算する、抽出ピッチ予測工程と、
   前記Ｐ１、Ｐ２、及び、Ｐ３を比較し、最大ピッチＰｘを選択する第１の比較工程と、
   前記圧延工程における現在の圧延ピッチＰ４と前記Ｐ３とを比較し、最大ピッチＰｙを選択する第２の比較工程と、を備え、
   前記グループＡの鋼片を、前記Ｐｙで抽出し、
   前記グループＢの鋼片を、前記Ｐｘで抽出して操業することを特徴とする、連続式加熱炉の操業方法。
6. さらに、前記グループＡの鋼片が前記連続式加熱炉に存在する時間の予測誤差を修正するための時間Ｔを規定する、時間Ｔ規定工程と、
   前記グループＡの鋼片を、前記時間Ｔ以内に抽出されるグループＡ１と、前記グループＡ１以外のグループＡ２と、に分ける、第２の選別工程と、が備えられ、
   前記グループＡ１の鋼片を、前記Ｐｙで抽出し、
   前記グループＡ２の鋼片を、前記Ｐｘで抽出して操業することを特徴とする、請求項５に記載の連続式加熱炉の操業方法。
7. 請求項５又は６に記載の連続式加熱炉の操業方法を含むことを特徴とする、鋼材の製造方法。

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