JP2009226453A - 熱間圧延の圧延順決定方法及び圧延順決定装置、並びに、熱延鋼板の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧延工程での圧延材の曲がりを抑制することができる熱間圧延の圧延順決定方法及び圧延順決定装置、並びに、熱延鋼板の製造方法及び熱延鋼板の製造装置を提供する。
【解決手段】複数のスラブが加熱炉に装入される前に該スラブのそれぞれについて加熱炉の加熱工程において生じる、スラブの幅方向における温度差の目安となる片焼け評価量を計算し、計算された複数のスラブの片焼け評価量の総和を少なくとも１つの項に含む評価関数から評価関数値を計算し、該評価関数値が最小となるようにスラブの圧延順を決定する、熱間圧延の圧延順決定方法、該圧延順決定方法により圧延順を算出する手段を備える熱間圧延の圧延順決定装置、上記圧延順決定方法により得られた圧延順に圧延を行う熱延鋼板の製造方法、並びに、加熱炉及び圧延機と、上記圧延順決定装置とを備える熱延鋼板の製造装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のスラブを加熱炉にて加熱した後に圧延機で圧延する熱間圧延の圧延順序を決定する方法及び装置、並びに、当該方法により得られた圧延順に圧延を行う熱延鋼板の製造方法及び熱間圧延の圧延順序決定装置を備える熱延鋼板の製造装置に関する。

複数の圧延材（以下において「スラブ」ということがある。）が圧延される熱間圧延工程では、圧延機で圧延される圧延材の圧延順序が、生産効率や生産コストに大きく影響することが知られている。従来、圧延材の圧延順序は、操業者の勘や経験等に基づいて決定されていたため、熱間圧延工程の生産効率や生産コストを最適化することが困難であった。

かかる事態を解決するため、これまでに、熱間圧延されるスラブの圧延順序の決定に関する技術が開発されてきており、例えば特許文献１には、熱間圧延工場の物流スケジューリング装置が開示されている。

特開平６−３０４６１９号公報

しかし、特許文献１に開示されている装置によって決められた圧延順序に従うように加熱炉でスラブを加熱すると、スラブの幅方向に温度差が生じることがある。スラブの幅方向に温度差があると、圧延したときには高温度部が低温度部に比べて軟らかく延び易いため、温度が低い方向に向かった曲がり（キャンバーともいう。）が圧延材に生じる。曲がりが生じると、製品の歩留まりが悪くなるだけでなく、さらに後続する圧延工程において圧延機への噛み込み不良トラブルを引き起こし、生産性が低下するという問題があった。

かかる問題は、特許文献１に開示されているような従来の圧延順決定方法では、圧延工程で生じる曲がりの原因となる加熱工程におけるスラブの幅方向における温度差の生じ易さを考慮していないことが原因で生じている。

そこで本発明は、加熱炉における加熱工程で生じるスラブ幅方向の温度差の目安となる片焼け評価量を複雑な方法を用いることなく評価することによって、圧延工程での圧延材の曲がりを抑制することができる熱間圧延の圧延順決定方法及び圧延順決定装置を提供することを課題とする。さらに本発明は、上記圧延順決定方法により得られた圧延順に圧延を行う熱延鋼板の製造方法及び熱間圧延の圧延順序決定装置を備える熱延鋼板の製造装置を提供することを課題とする。

発明者は鋭意検討の結果、スラブが加熱炉に装入される前に加熱工程において生じるスラブ幅方向の温度差の目安となる片焼け評価量を求め、これに基づく評価関数を導入することにより圧延工程における圧延材の曲がりを抑制することができる知見を得た。発明者はこれら知見を発展させて本発明を完成させた。以下、本発明について説明する。

請求項１に記載の本発明は、加熱炉にて加熱した後に圧延機で圧延される複数のスラブの圧延順を決定する方法であって、複数のスラブが加熱炉に装入される前に、該スラブのそれぞれについて加熱炉の加熱工程において生じるスラブの幅方向における温度差の目安となる片焼け評価量を計算し、計算された複数のスラブの片焼け評価量の総和を少なくとも１つの項に含む評価関数から評価関数値を計算し、該評価関数値が最小となるようにスラブの圧延順を決定することを特徴とする、熱間圧延の圧延順決定方法を提供することにより、前記課題を解決する。

ここで「最小」とは、真に最小であることの他、真の最小値を求めることが時間的な制約等により不可能である場合に、例えば発見的手法であるヒューリスティック探索等の方法により求めた準最小も含むものとする。以下同様である。

請求項２に記載の本発明は、鋳造工程から直送されるスラブである複数の直送スラブと、該直送スラブ以外のスラブである複数の非直送スラブとを混合して圧延するときに、直送スラブのみを加熱する加熱炉、及び非直送スラブのみを加熱する加熱炉を有し、直送スラブ及び非直送スラブの圧延順を決定する方法であって、直送スラブは、鋳造工程から加熱炉への必要搬送時間に該加熱炉における必要加熱時間を加えた合計時間を算出し、該合計時間後の最も早く圧延できる圧延順となるように割り当てられ、非直送スラブは、複数の非直送スラブが加熱炉に装入される前に該非直送スラブのそれぞれについて加熱炉の加熱工程において生じる、スラブの幅方向における温度差の目安となる片焼け評価量を計算するとともに、複数の非直送スラブの片焼け評価量の総和を少なくとも１つの項に含む評価関数から評価関数値を計算し、該評価関数値が最小となるように非直送スラブの圧延順を決定することを特徴とする、熱間圧延の圧延順決定方法を提供することにより、前記課題を解決する。

ここで、「必要搬送時間」とは、鋳造工程を終了してから加熱炉へ装入するまでに必要な最短時間を意味し、「必要加熱時間」とは、加熱炉に装入されてから目標加熱炉抽出温度に加熱するまでに必要な最短時間を意味する。

請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の熱間圧延の圧延順決定方法において、片焼け評価量を、加熱炉内で隣り合う各々のスラブの長さの差をもとに計算することを特徴とする熱間圧延の圧延順決定方法を提供することにより、前記課題を解決する。

請求項４に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の熱間圧延の圧延順決定方法において、片焼け評価量を、加熱炉内で隣り合う各々のスラブの長さ方向の装入配置関係から計算することを特徴とする熱間圧延の圧延順決定方法を提供することにより、前記課題を解決する。

請求項５に記載の本発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱間圧延の圧延順決定方法により圧延順を算出する手段を備えることを特徴とする熱間圧延の圧延順決定装置を提供することにより、前記課題を解決する。

請求項６に記載の本発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱間圧延の圧延順決定方法により得られた圧延順に圧延を行うことを特徴とする熱延鋼板の製造方法を提供することにより、前記課題を解決する。

請求項７に記載の本発明は、加熱炉及び圧延機と、請求項５に記載の熱間圧延の圧延順決定装置と、を備えることを特徴とする熱延鋼板の製造装置を提供することにより、前記課題を解決する。

請求項８に記載の本発明は、加熱炉及び圧延機と、加熱炉で加熱した後に圧延機で圧延される複数のスラブの圧延順を表示する圧延順表示手段と、加熱炉の加熱工程において生じるスラブの幅方向における温度差の目安となる片焼け評価量を表示する片焼け評価量表示手段と、を備えることを特徴とする熱延鋼板の製造装置を提供することにより、前記課題を解決する。

ここに、圧延順表示手段及び片焼け評価量表示手段を備える本発明の熱延鋼板の製造装置は、圧延順表示手段としての機能を有する一つの装置、及び、片焼け評価量表示手段としての機能を有する他の装置が備えられる形態とすることが可能である。このほか、圧延順表示手段としての機能、及び、片焼け評価量表示手段としての機能を有する一つの装置が備えられる形態とすることも可能である。

本発明によれば、スラブの加熱工程におけるスラブ幅方向の温度差を抑制することによって、圧延工程で生じる圧延材の曲がりを軽減し、製品の歩留まりを向上させることが可能になる。また、圧延材の圧延機への噛み込み不良トラブルを防止し、生産性を向上させることが可能になる。

本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。

１．熱間圧延の圧延順決定方法、及び、熱延鋼板の製造方法
図１は、１つの実施形態に係る本発明の圧延順決定方法Ｓ０の流れを示す図である。圧延順決定方法Ｓ０は、所定の加熱炉に装入されるスラブの圧延順を決定する方法である。ここで、本発明の圧延順決定方法Ｓ０では評価関数値Ｊを導入する。そして当該評価関数値Ｊが最小の値をとる条件を得てこれにより圧延順が決定される。従って、始めに評価関数値Ｊについて説明し、その後、圧延順決定方法Ｓ０について説明する。

１つの例に係る評価関数値Ｊは、

で表され、３つの項の和で構成されている。ここでＪ_Ｔは加熱工程において生じるスラブ幅方向の温度差の目安となる片焼け評価量の評価関数項、Ｊ_ｗは仕上げ板幅の評価関数項、及びＪ_ｈは仕上げ板厚の評価関数項である。以下それぞれについて説明する。

＜片焼け評価量の評価関数項Ｊ_Ｔ＞
図２は、同じ加熱炉内にスラブＳＬ_１、スラブＳＬ_２、スラブＳＬ_３が隣り合って装入されている状態を示す模式図である。ＳＬ_１、ＳＬ_２、ＳＬ_３は図の矢印の方向に移動しながら加熱されてＳＬ_１、ＳＬ_２、ＳＬ_３の順に加熱炉から抽出された後、図の上方に向かって送られて圧延される。すなわち図の上下がスラブの長さ方向であり、図の左右がスラブの幅方向である。

スラブは、スラブを下面から支えるスキッドボタンの配置の制約から、スラブの先端あるいは後端が揃うように加熱炉内に装入配置されることが多い。図２では、スラブの後端が揃うように装入配置される場合を示している。
ここで、スラブＳＬ_２に着目して加熱工程において生じるスラブＳＬ_２の幅方向温度分布について説明する。スラブＳＬ_２とそれに隣り合うスラブＳＬ_１、ＳＬ_３との長さ方向の装入配置関係は、図２の（ａ）〜（ｃ）に示す３通りに分類できる。

図２（ａ）は、スラブＳＬ_２が隣り合うスラブＳＬ_１、ＳＬ_３よりも長い場合を示している。この場合のハッチング部に注目すると、スラブＳＬ_２の先端の左側はスラブＳＬ_１よりも飛び出ており、他の部分より多くの輻射熱を受けて温度が高くなる。同様に右側はスラブＳＬ_３よりも飛び出しているため、他の部分より多くの輻射熱を受けて温度が高くなる。しかし、左右を比較すると温度が高い部分の長さは左側の方が右側より長いので、スラブＳＬ_２の先端は左側の方が右側より温度が高くなる。

また図２（ｂ）は、スラブＳＬ_２が隣り合うスラブのどちらか一方（本例ではスラブＳＬ_１）に対してのみ長い場合を示している。この場合のハッチング部に注目すると、スラブＳＬ_２の先端の左側はスラブＳＬ_１よりも飛び出ており、他の部分より多くの輻射熱を受けて温度が高くなる。一方、右側にはそのような部分は存在しないので、スラブＳＬ_２の先端は左側の方が右側より温度が高くなる。

さらに図２（ｃ）は、スラブＳＬ_２が隣り合うスラブＳＬ_１、ＳＬ_３よりも短い場合を示している。この場合、スラブＳＬ_２の先端は隣り合うスラブＳＬ_１、ＳＬ_３よりも内側に入っているので左右ともに高温部は存在せず、スラブＳＬ_２の先端は左右均等の温度になる。

以上のように、スラブの幅方向温度分布の大きさは隣り合うスラブから長さ方向に飛び出ている部分の長さの左右の差に応じて生じる。

したがって、隣り合うスラブとのスラブ長さの差が大きいとスラブ幅方向温度分布が大きくなることになるので、加熱工程で生じる第ｋスラブの幅方向温度分布の目安となる片焼け評価量Ｔ_ｋを下記式２で計算する。

ここで、ｘ_ｋは第ｋスラブの長さ、ｘ_ｋ−１、ｘ_ｋ＋１はその両側に隣り合うスラブの長さである。

各スラブの片焼け評価量ができるだけ小さいことが理想であるが、他の条件の影響によりこれが必ずしも理想的にはならないことがある。そこで、下記式３で表される、各スラブの片焼け評価量の総和である片焼け評価量の評価関数項Ｊ_Ｔによりそれを評価する。

ここでα_Ｔは重み係数であり、当該圧延に関して、この項をＪの値に対してどの程度影響させるかを示すものである。そしてこれは圧延の目的、効率等の観点から、熱延鋼板の製造の事情に応じて都度設定される。式３を用いることにより、圧延順とスラブ長さから、加熱工程において生じるスラブ幅方向の温度差が大きくなるか小さくなるかの目安を得ることができる。

また、加熱工程で生じる第ｋスラブの幅方向温度分布の目安となる片焼け評価量Ｔ_ｋは、隣り合うスラブから長さ方向に飛び出ている部分の長さの左右の差の自乗として、下記式４で評価してもよい。

式４により、圧延順と隣り合うスラブとの長さ方向の装入配置関係から、加熱工程において生じるスラブ幅方向の温度差が大きくなるか小さくなるかの目安を得ることができる。

また、式４は加熱炉内でスラブの後端が揃っている場合のスラブ先端の幅方向温度分布、あるいは、スラブの先端が揃っている場合のスラブ後端の幅方向温度分布の目安となる式であるが、図３のように先端、後端ともに揃っていない場合は、先端の幅方向温度分布の目安となる値と、後端の幅方向温度分布の目安となる値との荷重平均である下記式５で評価することができる。

ここで、ｙ_ｋは基準線から第ｋスラブの先端までの長さ、ｚ_ｋは基準線から第ｋスラブの後端までの長さ、ｐ、ｑはスラブ先端の幅方向温度分布とスラブ後端の幅方向温度分布の重視度合いを調整するための重み係数である。

実際のスラブ幅方向の温度差を計算するには、伝熱方程式を解かなければならないが、計算時間が膨大になるため、最適解を得るために繰り返し計算が必要なスケジューリング問題の中に組み込むことができない。しかし、本方法では、スラブ幅方向の温度差が大きくなるか小さくなるかの目安を簡便な方法で評価しているので、スケジューリング問題の中に容易に組み込むことができる。

＜仕上げ板幅の評価関数項Ｊ_ｗ＞
仕上げ板幅の評価関数項Ｊ_ｗは、圧延順で先後するスラブ間における仕上げ圧延の板幅に関してその変化を評価する関数項で、各スラブの仕上げ板幅Ｗ_ｊが変数となる。理想は１つの圧延チャンス内で、常に後に圧延するスラブの仕上げ板幅Ｗ_ｊがその前に圧延するスラブの仕上げ板幅Ｗ_ｊ−１より狭いことである。しかし、他の条件の影響によりこれが必ずしも理想的にはならないので、当該仕上げ板幅評価関数項Ｊ_ｗによりそれを評価する。Ｊ_ｗは下記式６で表される。

ここで、ｆ（Ｗ_ｊ，Ｗ_ｊ−１）は第ｊスラブにおける評価関数であり、圧延機の特性、製造ラインの性質等により得られる関数である。またα_ｗは重み係数であり、当該圧延に関して、この項をＪの値に対してどの程度影響させるかを示すものである。そしてこれは圧延の目的、効率等の観点から、熱延鋼板の製造の事情に応じて都度設定される。

具体的にｆ（Ｗ_ｊ，Ｗ_ｊ−１）は、図４に示したような性質を有する関数である。図４では横軸に圧延順で先後するスラブの仕上げ板幅の差をとり、縦軸はｆ（Ｗ_ｊ，Ｗ_ｊ−１）を表している。このように、関数ｆ（Ｗ_ｊ，Ｗ_ｊ−１）は、先後のスラブの仕上げ板幅差が０のとき最小値をとる。そして、後に圧延するスラブの仕上げ板幅の方が先に圧延するスラブの仕上げ板幅より大きくなる場合には、その大きくなる度合いに応じてｆ（Ｗ_ｊ，Ｗ_ｊ−１）も大きくなる。一方、後に圧延するスラブの仕上げ板幅の方が先に圧延するスラブの仕上げ板幅より小さくなる場合には、ｆ（Ｗ_ｊ，Ｗ_ｊ−１）は緩やかに大きくなるとともに、所定の値を超えると急激に大きくなる。

＜仕上げ板厚の評価関数項Ｊ_ｈ＞
仕上げ板厚の評価関数項Ｊ_ｈは、圧延順で先後するスラブ間における仕上げ圧延の板厚に関してその変化を評価する項で、各スラブの仕上げ板厚ｈ_ｊが変数となる。理想は１つの圧延チャンス内で、後に圧延するスラブの仕上げ板厚ｈ_ｊとその前に圧延するスラブの仕上げ板厚ｈ_ｊ−１の差が小さいことである。しかし、他の条件の影響によりこれが必ずしも理想的なものにはならないので、当該仕上げ板厚評価関数項Ｊ_ｈによりそれを評価する。Ｊ_ｈは、下記式７で表される。

ここで、ｇ（ｈ_ｊ，ｈ_ｊ−１）は第ｊスラブの仕上げ板厚に関する評価関数であり、圧延機の特性、製造ライン性質等により得られる関数である。またα_ｈは重み係数であり、当該圧延に関して、この項をＪの値に対してどの程度影響させるかを示すものである。そしてこれは圧延の目的、効率等の観点から、熱延鋼板の製造の事情に応じて都度設定される。

具体的にｇ（ｈ_ｊ，ｈ_ｊ−１）は、図５に示したような性質を有する関数である。図５では横軸に圧延順で先後するスラブの仕上げ板厚の差をとり、縦軸はｇ（ｈ_ｊ，ｈ_ｊ−１）を表している。このように、関数ｇ（ｈ_ｊ，ｈ_ｊ−１）は、先後のスラブの仕上げ板厚差が０のとき最小値をとる。そして、後に圧延するスラブの仕上げ板厚の方が先に圧延するスラブの仕上げ板厚より厚くなる場合には、その大きくなる度合いに応じてｇ（ｈ_ｊ，ｈ_ｊ−１）も大きくなる。一方、後に圧延するスラブの仕上げ板厚の方が先に圧延するスラブの仕上げ板厚より薄くなる場合には、ｇ（ｈ_ｊ，ｈ_ｊ−１）はさらに大きな割合で大きくなる。

以上説明したＪ_Ｔ、Ｊ_ｗ、Ｊ_ｈを各項とする式１により評価関数値Ｊを求めることができる。本実施形態では、評価関数値Ｊを３つの項の和から求めることとしたが、加熱工程において生じるスラブ幅方向の温度差の目安となる片焼け評価関数項Ｊ_Ｔを含むものであれば他の項が追加されてもよいし、変更されてもよい。どのような項を用いるかについては、圧延の目的、得るべき熱延鋼板の性質（寸法精度や機械的性質）等により選択することができる。

次に圧延順決定方法Ｓ０について図１を参照しつつ説明する。図１に圧延順決定方法Ｓ０の流れを示した。圧延順決定方法Ｓ０では、１号〜４号の４基の加熱炉に関し、１号及び２号炉は非直送スラブ（鋳造工程からの直送スラブではないことを意味する。以下同様。）を加熱し、３号及び４号炉は直送スラブ（鋳造工程からの直送スラブを意味する。以下同様。）を加熱する実施形態である。かかる実施形態の圧延順決定方法Ｓ０は、スラブ情報を入力する工程Ｓ１、圧延チャンス数及び各チャンスのスラブ数を決定する工程Ｓ２、加熱炉抽出時間を計算する工程Ｓ３、直送スラブの圧延順と装入加熱炉を決定する工程Ｓ４、非直送スラブの圧延順に対応する装入加熱炉を決定する工程Ｓ５、及び非直送スラブの圧延順を決定する工程Ｓ６を含んでいる。以下、各工程について説明する。

＜スラブ情報を入力する工程Ｓ１＞
スラブ情報を入力する工程Ｓ１（以下「工程Ｓ１」と記載することがある。）は、圧延すべきスラブの情報を入力する工程である。ここでは、スラブに関する各情報を入力し、後工程に受け渡す。入力される情報は、例えば直送スラブか非直送スラブか、スラブ長さ、仕上げ板幅、仕上げ板厚及び長さ方向のスラブ装入位置等を挙げることができる。

＜圧延チャンス数及び各チャンスのスラブ数を決定する工程Ｓ２＞
圧延チャンス数及び各チャンスのスラブ数を決定する工程Ｓ２（以下「工程Ｓ２」と記載することがある。）は、スラブをいくつの圧延チャンスに分割し、圧延チャンス数及び各チャンスを構成するスラブの数を決定する工程である。圧延チャンス数及び各チャンスを構成するスラブの数は、過去の圧延工具の表面荒れ状況等から経験的に決められる。

＜加熱炉抽出時間を計算する工程Ｓ３＞
加熱炉抽出時間を計算する工程Ｓ３（以下「工程Ｓ３」と記載することがある。）は、スラブの加熱炉からの抽出時間を算出する。ここでは、１つ前を先行するスラブの加熱炉抽出時間に平均抽出ピッチを加えた時間を加熱炉抽出時間とする。ただし、１つ前を先行するスラブと当該スラブとの圧延チャンスが異なる場合には、平均抽出ピッチの代わりに、圧延工具替え時間を加える。

＜直送スラブの圧延順と装入加熱炉を決定する工程Ｓ４＞
直送スラブの圧延順と装入加熱炉を決定する工程Ｓ４（以下「工程Ｓ４」と記載することがある。）は、直送スラブの圧延順と装入する加熱炉を決定する工程である。直送スラブは熱損失を避けることを最優先とし、鋳造工程から直送される時間に必要加熱時間を加算して抽出可能時間を求め、当該抽出可能時間後で最も直近の圧延順を割り当てる。図６に直送スラブが割り当てられる場面を模式的に示した。このように直送スラブは、上記最も適した圧延順となるように非直送スラブの間に割り当てられていく。直送スラブが装入される加熱炉は上記のように３号炉又は４号炉のいずれかであり、装入する炉は１つ前を先行する直送スラブとは異なる加熱炉とされる。これによりサイクリックに直送スラブが３号炉及び４号炉に装入される。本工程Ｓ４により直送スラブの圧延順と装入加熱炉が決定する。

＜非直送スラブの装入加熱炉を決定する工程Ｓ５＞
非直送スラブの装入加熱炉を決定する工程Ｓ５（以下「工程Ｓ５」と記載することがある。）は、圧延順に応じて各非直送スラブを装入する加熱炉を決定する工程である。装入する炉は図７に模式的に示したように１つ前を先行する非直送スラブと異なる加熱炉となるようにサイクリックに１号炉又は２号炉のいずれかに割り当てられる。

＜非直送スラブの圧延順を決定する工程Ｓ６＞
非直送スラブの圧延順を決定する工程Ｓ６（以下「工程Ｓ６」と記載することがある。）は、非直送スラブの圧延順を決める工程である。当該圧延順の決定は所定の順により行われる。図８に、工程Ｓ６に含まれ、評価関数値Ｊの最小を演算して非直送スラブの圧延順が決定されるまでの工程Ｓ６０の流れを示した。工程Ｓ６０は上記した評価関数値Ｊを用いて圧延順を決定する。工程Ｓ６０は、非直送スラブの圧延順初期値を与え評価関数値Ｊを算出する工程Ｓ６１、非直送スラブの変更された圧延順候補により評価関数値Ｊ’を算出する工程Ｓ６２、評価関数値を比較判定する工程Ｓ６３、圧延順候補に圧延順を変更しＪ’の値をＪとする工程Ｓ６４、及び計算終了を判定する工程Ｓ６５を含んでいる。以下、各工程について説明する。

＜非直送スラブの圧延順初期値を与え評価関数値Ｊを算出する工程Ｓ６１＞
非直送スラブの圧延順初期値を与え評価関数値Ｊを算出する工程Ｓ６１（以下単に「工程Ｓ６１」と記載することがある。）は、非直送スラブの適当に定めた初期圧延順に基づいて上記評価関数値Ｊを求める工程である。ここでは、以下に説明する各工程の計算を行うための初期値を提供する目的を有する。

＜非直送スラブの変更された圧延順候補により評価関数値Ｊ’を算出する工程Ｓ６２＞
非直送スラブの変更された圧延順候補により評価関数値Ｊ’を算出する工程Ｓ６２（以下単に「工程Ｓ６２」と記載することがある。）は、工程Ｓ６１の計算の基礎となる圧延順とは異なる非直送スラブの圧延順を設定し、これに基づいて評価関数値Ｊ’を算出する工程である。算出の方法は上記の通りである。これにより工程Ｓ６１で得られた評価関数値Ｊと工程Ｓ６２で得られた評価関数値Ｊ’との２つの評価関数値を得ることができる。

＜評価関数値を比較判定する工程Ｓ６３＞
評価関数値を比較判定する工程Ｓ６３（以下単に「工程Ｓ６３」と記載することがある。）は、評価関数値Ｊと評価関数値Ｊ’との大きさを比較する工程である。評価関数値Ｊが評価関数値Ｊ’以下の場合、後述する、圧延順候補に圧延順を変更してＪ’の値をＪとする工程Ｓ６４を飛ばして、該評価関数値Ｊをもって計算終了を判定する工程Ｓ６５へ進む。一方、評価関数値Ｊ’が評価関数値Ｊよりも小さい場合、圧延順候補に圧延順を変更しＪ’の値をＪとする工程Ｓ６４へ進む。すなわちここでは、より小さい評価関数値が選択されるように判定する。

＜圧延順候補に圧延順を変更しＪ’の値をＪとする工程Ｓ６４＞
圧延順候補に圧延順を変更しＪ’の値をＪとする工程Ｓ６４（以下単に「工程Ｓ６４」と記載することがある。）は、工程Ｓ６３において、評価関数値Ｊ’が評価関数値Ｊよりも小さいと判断された場合に、当該評価関数値Ｊ’を評価関数値Ｊと置き換える工程である。これにより、現時点でとり得る最小の評価関数値を評価関数値Ｊとすることができる。

＜計算終了を判定する工程Ｓ６５＞
工程Ｓ６５は、評価関数値Ｊのこれ以上の計算を終了して結果を実際の圧延順に反映させるかを判断する工程である。計算は、本来であれば、最小の評価関数値Ｊが得られる圧延順を見出したときに終了する。しかし実際には、圧延順の候補は膨大であり、厳密に最小の評価関数値Ｊを見出すのは時間的な制約等から困難である。そこで、所定の数の評価関数値計算の中で最も小さい評価関数値を採用する。計算終了を判定する工程Ｓ６５は、この計算が所定回数に至ったか否かを判断する工程である。計算が所定回数に至っていないときには、工程Ｓ６２に戻り、新たなる評価関数値Ｊ’を算出するように指令する。一方、計算が所定回数に至ったときには終了し、ここまでで最小の評価関数値Ｊを得た圧延順を採用する。ここで、所定回数の設定方法は特に限定されるものではないが、計算機の能力や圧延順を決定する際に許される時間などから決定する。

以上のような圧延順決定方法Ｓ０により、複数の加熱炉、及び直送スラブがある場合であっても、スラブの加熱工程における幅方向温度差を抑制し、圧延工程で生じる圧延材の曲がりを軽減できる。ここで、加熱炉の基数や直送スラブの有無は特に限定されるものではなく、いずれの場合においても本発明の方法を用いることが可能である。加えて、上述した本発明の熱間圧延の圧延順決定方法（圧延順決定方法Ｓ０）により決定された圧延順に圧延を行う、本発明の熱延鋼板の製造方法によれば、圧延材の圧延機への噛み込み不良トラブルを防止し、生産性を向上させることが可能になる。

２．熱間圧延の圧延順決定装置
図９は、本発明にかかる熱間圧延の圧延順決定装置（以下単に「圧延順決定装置」等ということがある。）の形態例を示す概念図である。図９に示すように、本発明の圧延順決定装置１０は、スラブ情報入力部１と、圧延チャンス及びスラブ数決定部２と、加熱炉抽出時間計算部３と、直送スラブ決定部４と、非直送スラブ装入加熱炉決定部５と、非直送スラブ圧延順決定部６と、を備えている。スラブ情報入力部１には、入力されたスラブ情報等が格納され、圧延チャンス及びスラブ数決定部２では、スラブ情報入力部１に格納された情報等に基づいて、圧延チャンス数及び各チャンスを構成するスラブの数が決定される。さらに、加熱炉抽出時間計算部３では、加熱炉抽出時間が計算され、直送スラブ決定部４では、直送スラブの圧延順及び装入加熱炉が決定される。そして、非直送スラブ装入加熱炉決定部５では、非直送スラブの装入加熱炉が決定され、非直送スラブ圧延順決定部６では、非直送スラブの圧延順が決定される。スラブ情報入力部１、圧延チャンス及びスラブ数決定部２、加熱炉抽出時間計算部３、直送スラブ決定部４、非直送スラブ装入加熱炉決定部５、及び、非直送スラブ圧延順決定部６の各機能は、上述した本発明の熱間圧延の圧延順決定方法における工程Ｓ１〜工程Ｓ６とそれぞれ対応している。それゆえ、本発明によれば、本発明の熱間圧延の圧延順決定方法を実行することが可能な、圧延順決定装置１０を提供することができる。すなわち、圧延順決定装置１０を用いてスラブの圧延順を決定することにより、圧延材の曲がりを軽減し、製品の歩留まりを向上させることが可能になるほか、圧延材の圧延機への噛み込み不良トラブルを防止して、生産性を向上させることが可能になる。

３．熱延鋼板の製造装置
図１０は、本発明にかかる熱延鋼板の製造装置の形態例を簡略化して示す概念図である。図１０において、図９と同様の構成を採るものには、図９で使用した符号と同符号を付し、その説明を省略する。なお、図１０では、熱延鋼板の製造装置の一部のみを示している。
図１０に示すように、本発明にかかる熱延鋼板の製造装置１００（以下単に「製造装置１００」ということがある。）は、スラブの圧延順を決定する圧延順決定装置１０と、加熱炉２０と、圧延機３０と、スラブ供給手段４０と、を備え、スラブ４１、４１、…が圧延機３０で圧延される過程を経て、熱延鋼板４２、４２、…が製造される。圧延順決定装置１０には、上記工程Ｓ１〜工程Ｓ６を経て決定されたスラブ４１、４１、…の圧延順を表示する圧延順表示手段としての機能、及び、本発明にかかる熱間圧延の圧延順決定方法で算出される片焼け評価量を表示する片焼け評価量表示手段としての機能が備えられる。そして、製造装置１００では、スラブ供給手段４０から圧延機３０へと供給されるスラブ４１、４１、…の順番が、圧延順決定装置１０によって決定される。このように、製造装置１００には、本発明の圧延順決定装置１０が備えられるので、本発明によれば、曲がりを軽減して熱延鋼板４２、４２、…の歩留りを向上させることが可能であり、生産性を向上させることが可能な、熱延鋼板の製造装置１００を提供することができる。

次に実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。ただし、本発明は本実施例に限定されるものではない。

実施例の条件は実施形態の圧延順決定方法Ｓ０によるものである。すなわち加熱炉１〜４号炉のうち１号及び２号炉に非直送スラブが装入される。比較のため、従来方法でも圧延順を決定した。従来方法は、本発明において説明した評価関数Ｊとは異なり、片焼け評価量の評価関数項を含まない評価関数Ｋを用いた。評価関数Ｋは、下記式８により表される。

ここで、Ｋ_ｗは仕上げ板幅の評価関数項、及びＫ_ｈは仕上げ板厚の評価関数項であり、本発明で使用したものと重み関数が異なるだけである。仕上げ板幅の評価関数項Ｋ_ｗは下記式９により、仕上げ板厚の評価関数項Ｋ_ｈは下記式１０により、それぞれ表される。

そして、本発明の方法と従来方法で、板幅、板厚に関する評価が同等、すなわち、Ｊ_ｗ／α_ｗ＝Ｋ_ｗ／β_ｗ、Ｊ_ｈ／α_ｈ＝Ｋ_ｈ／β_ｈとなるように重み係数α_ｗ、α_ｈ、β_ｗ、β_ｈを調整して圧延順を決定し、決定された圧延順に基づいて非直送スラブの片焼け評価量の総和を計算し直し、本発明の方法の値（実施例）と従来方法の値（比較例）を比較した。

表１に結果を示す。片焼け評価量としては上記式２によるケース、及び、上記式４によるケースの２ケースを計算した。

いずれのケースにおいても、片焼け評価量の評価関数項を含む評価関数を用いた本発明により決定された圧延順では、従来方法で決定された圧延順に比べて片焼け評価量の総和が小さくなっており、加熱工程において生じるスラブ幅方向の温度差が抑制される。

以上、現時点において最も実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではない。本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う、熱間圧延の圧延順決定方法、熱間圧延の圧延順決定装置、熱延鋼板の製造方法、及び、熱延鋼板の製造装置も本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

１つの実施形態に係る本発明の熱間圧延の圧延順決定方法のフロー図である。 加熱工程において生じるスラブ幅方向温度分布の発生原因を説明する模式図である。 加熱工程において生じるスラブ幅方向温度分布の発生原因を説明する模式図である。 仕上げ板幅の評価項における関数の特性を模式的に示すグラフである。 仕上げ板厚の評価項における関数の特性を模式的に示すグラフである。 直送スラブが割り当てられた場面を模式的に示した図である。 非直送スラブが加熱炉に割り当てられた場面を模式的に示した図である。 工程Ｓ６に含まれる評価関数値Ｊを演算する工程のフローである。 本発明にかかる熱間圧延の圧延順決定装置の形態例を示す概念図である。 本発明にかかる熱延鋼板の製造装置の形態例を示す概念図である。

符号の説明

１…スラブ情報入力部
２…圧延チャンス及びスラブ数決定部
３…加熱炉抽出時間計算部
４…直送スラブ決定部
５…非直送スラブ装入加熱炉決定部
６…非直送スラブ圧延順決定部
１０…熱間圧延の圧延順決定装置
２０…加熱炉
３０…圧延機
４０…スラブ供給手段
４１…スラブ
１００…熱延鋼板の製造装置

Claims (8)

1. 加熱炉にて加熱した後に圧延機で圧延される複数のスラブの圧延順を決定する方法であって、
   複数の前記スラブが前記加熱炉に装入される前に、該スラブのそれぞれについて前記加熱炉の加熱工程において生じる前記スラブの幅方向における温度差の目安となる片焼け評価量を計算し、
   計算された複数の前記スラブの前記片焼け評価量の総和を少なくとも１つの項に含む評価関数から評価関数値を計算し、該評価関数値が最小となるように前記スラブの圧延順を決定することを特徴とする、熱間圧延の圧延順決定方法。
2. 鋳造工程から直送されるスラブである複数の直送スラブと、該直送スラブ以外のスラブである複数の非直送スラブとを混合して圧延するときに、前記直送スラブのみを加熱する加熱炉、及び前記非直送スラブのみを加熱する加熱炉を有し、前記直送スラブ及び前記非直送スラブの圧延順を決定する方法であって、
   前記直送スラブは、前記鋳造工程から前記加熱炉への必要搬送時間に該加熱炉における必要加熱時間を加えた合計時間を算出し、該合計時間後の最も早く圧延できる圧延順となるように割り当てられ、
   前記非直送スラブは、複数の前記非直送スラブが前記加熱炉に装入される前に該非直送スラブのそれぞれについて前記加熱炉の加熱工程において生じる、前記スラブの幅方向における温度差の目安となる片焼け評価量を計算するとともに、
   複数の前記非直送スラブの前記片焼け評価量の総和を少なくとも１つの項に含む評価関数から評価関数値を計算し、該評価関数値が最小となるように前記非直送スラブの圧延順を決定することを特徴とする、熱間圧延の圧延順決定方法。
3. 前記片焼け評価量を、前記加熱炉内で隣り合う各々の前記スラブの長さの差をもとに計算することを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱間圧延の圧延順決定方法。
4. 前記片焼け評価量を、前記加熱炉内で隣り合う各々の前記スラブの長さ方向の装入配置関係から計算することを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱間圧延の圧延順決定方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱間圧延の圧延順決定方法により圧延順を算出する手段を備えることを特徴とする、熱間圧延の圧延順決定装置。
6. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱間圧延の圧延順決定方法により得られた圧延順に圧延を行うことを特徴とする、熱延鋼板の製造方法。
7. 加熱炉及び圧延機と、請求項５に記載の熱間圧延の圧延順決定装置と、を備えることを特徴とする、熱延鋼板の製造装置。
8. 加熱炉及び圧延機と、前記加熱炉で加熱した後に前記圧延機で圧延される複数のスラブの圧延順を表示する圧延順表示手段と、前記加熱炉の加熱工程において生じる前記スラブの幅方向における温度差の目安となる片焼け評価量を表示する片焼け評価量表示手段と、を備えることを特徴とする、熱延鋼板の製造装置。

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