JP2009274096A - 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】加熱炉に装入されていない多数のスラブを対象に、簡便に生産効率を向上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】複数のスラブを全て圧延する際の生産効率の目安となる生産効率評価量をスラブの長さの関数として予め定めておき、複数のスラブが加熱炉に装入される前に、該生産効率評価量を計算し、計算された生産効率評価量を少なくとも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、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、連続式加熱炉の被加熱材抽出順決定方法が開示されている。この開示されている方法は、圧延ラインの生産効率を表す指標、具体的には最初に抽出されるスラブの抽出時刻から最後に抽出されるスラブの圧延終了時刻までの時間、すなわち総処理時間が最短になるように、複数の加熱炉内にあるスラブの抽出順を決めるものである。
特開平６−３３０１５２号公報

しかし、上記特許文献１に開示されている方法は、すでに加熱炉内に装入されているスラブ（実施例では、抽出側に近い１０本のスラブに限定）を対象に抽出順を決めるものであるため、抽出順変更の自由度が小さく、生産効率向上の効果が小さいという問題があった。現実問題として生産効率を改善するためには、加熱炉に装入される前の５００本程度のスラブを対象にして、圧延順や装入加熱炉をスケジューリングする必要がある。特許文献１に開示されている方法の適用対象を５００本程度の加熱炉装入前スラブまで拡張することも考えられるが、以下に述べる二つの理由により実現することができなかった。

一つ目の理由は、加熱炉に装入される前のスラブを含めた場合、総処理時間の計算が困難になるということである。総処理時間を計算するには、全圧延材の圧延時間と圧延機のアイドル時間を求める必要がある。これらを求めるためには、全圧延材の圧延速度、圧下スケジュールなどの圧延条件、圧下位置やサイドガイドなどの圧延装置の設定値が必要である。しかし、これらの値を求めるセットアップ計算が実施される対象は、一般には、加熱炉内にあるスラブに限られている。これはセットアップ計算をおこなう計算機（以下、セットアップ計算機という。）が、加熱炉内から圧延ラインの間にある圧延材しか認識していないためである。一方、加熱炉装入前のスラブの圧延順をスケジューリングする計算機（以下、スケジューリング計算機という。）は、一般に、セットアップ計算をおこなう計算機とは別の計算機であり、セットアップ計算を実施することができない。スケジューリング計算機で加熱炉装入前のスラブに対してセットアップ計算を実行できるようにするには、セットアップ計算が必要とする各種圧延条件テーブルなどの全ての情報をスケジューリング計算機に伝えなければならず、複雑なシステム構成が必要となる。そのため、多大な投資が必要となるだけでなく、その保守、維持も困難となる。

二つ目の理由は、スケジューリングに要する計算時間の問題である。特許文献１の実施例に開示されている１０本のスラブの抽出順を決める方法では、その組み合わせは高々１０の階乗通り（実際には同じ加熱炉の中にあるスラブの抽出順は、抽出側に近いスラブほど早くなければならないので、１０の階乗より遙かに少ない。）であるが、５００本のスラブを対象にするとその組み合わせは５００の階乗通りとなり、組み合わせ数が比較にならないほど増加する。このような膨大な組み合わせ数に対して、設定替え条件や圧延材間の距離制約を考慮して最短抽出ピッチを求め、全圧延材にかかる総処理時間を計算して、それが最小になる組み合わせを求めることは不可能である。

そこで本発明は、加熱炉に装入されていない多数のスラブを対象に、総処理時間のような複雑な計算が必要となる生産効率指標を用いずに、簡便に生産効率を評価することによって、生産効率を向上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、生産効率を左右する圧延機のアイドル時間は、圧延順で前後するスラブの長さによって決まる要素が大きいことを見出した。これは、特に、加熱炉と圧延機の間に、スラブを幅方向に圧下して板幅を調整するサイジングプレス装置を備えている場合に顕著である。

さらに検討の結果、全てのスラブを圧延する際の生産効率の目安となる生産効率評価量をスラブの長さの関数として予め定めておき、スラブが加熱炉に装入される前に生産効率評価量を求め、これに基づく評価関数を導入することにより生産効率を向上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、複数のスラブを全て圧延する際の生産効率の目安となる生産効率評価量をスラブの長さの関数として予め定めておき、複数のスラブが加熱炉に装入される前に、該生産効率評価量を計算し、計算された生産効率評価量を少なくとも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「スラブの長さ」とは、搬送方向に平行な方向のスラブの長さである。このスラブの長さを、以下、単に「スラブ長」ということがある。また、「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、複数のスラブを全て圧延する際の生産効率の目安となる生産効率評価量をスラブの長さの関数として予め定めておき、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生産効率評価量を計算するとともに、生産効率評価量を少なくとも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、生産効率評価量を、圧延順が前後に隣接する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、請求項１又は２に記載の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、生産効率評価量を、圧延順が前後に隣接する各々のスラブの長さを用いて表される圧延機のアイドル時間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。

本発明によれば、加熱炉装入前のスラブに対して、生産効率を考慮した圧延順にスケジューリングすることが可能となるので、生産効率が向上する。

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、
Ｊ＝Ｊ_Ｔ＋Ｊ_ｗ＋Ｊ_ｈ （式１）
で表され、３つの項の和で構成されている。ここでＪ_Ｔは全てのスラブを圧延する際の生産効率の目安となる生産効率の評価関数項、Ｊ_ｗは仕上げ板幅の評価関数項、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。

＜生産効率の評価関数項Ｊ_Ｔ＞
加熱炉にて加熱されたスラブを抽出した後、サイジングプレス装置にて幅方向に圧下して板幅を調整し、粗圧延機１〜粗圧延機６にて粗圧延し、その後、仕上圧延機にて仕上圧延する熱延鋼板の製造装置を例に説明する。

図２、図３は、圧延順が前後に隣接する先行材と後行材の処理時間を表したグラフである。図２は先行材のスラブ長が短く、後行材のスラブ長が長い場合であり、図３は先行材、後行材ともスラブ長が長い場合である。先行材、後行材それぞれについて、先端が各設備に到着（オン）する時刻と、後端が離脱（オフ）する時刻を実線で結んでおり、オン時刻とオフ時刻で挟まれた時間帯（図中のハッチング部）に各設備が圧延材を処理していることを示している。先行材の処理時間帯と後行時間帯の間の時間が各設備のアイドル時間であり、その間隔は、両者が衝突しないように、また、各圧延機やそれに付随する設備の先行材設定値から後行材設定値への変更が間に合うように、加熱炉からの抽出時間間隔を調節して、必要最小限だけ空けられる。

いま、仕上圧延機に着目して、圧延材を処理している時間と処理していないアイドル時間に分けて考える。圧延材を処理している処理時間の長さは圧延材の寸法と処理速度によって決まる時間であり、どのような順番で圧延しても同じ時間が必要である。一方、アイドル時間は先行材と後行材の組み合わせによって決まり、アイドル時間が短くなるような組み合わせにすると生産効率が向上する。図２と図３を比較すると、図２のように、先行材のスラブ長が短く後行材のスラブ長が長い場合、アイドル時間が長くなって生産効率が低下する。一方、図３のように、先行材のスラブ長が長く後行材のスラブ長も長い場合、アイドル時間は短くなって生産効率が向上する。

これは、サイジングプレス装置の処理時間がスラブ長によって大きく異なることによる。図２の先行材のようにスラブ長が短い場合はサイジングプレス装置の処理時間が短いため、加熱炉より抽出されてから仕上圧延機に到達するまでの時間が短くなるが、図２の後行材のようにスラブ長が長い場合はサイジングプレス装置の処理時間が長いため、加熱炉より抽出されてから仕上圧延機に到達するまでの時間が長くなる。すなわち、スラブ長が短いスラブからスラブ長が長いスラブの順に圧延すると、仕上圧延機のアイドル時間が長くなって生産効率が低下する。一方、図３のように先行材と後行材のスラブ長の差が小さければ、加熱炉より抽出されてから仕上圧延機に到達するまでの時間の差が小さくなるため、仕上圧延機のアイドル時間を短くすることができ、生産効率が向上する。

したがって、生産効率を最大にする圧延順を決定する最も理想的な方法は、圧延するスラブの全ての圧延順の組み合わせについて、仕上圧延機の必要最小限のアイドル時間の総和を計算しておき、それが最小となる圧延順を選ぶことである。しかし、仕上圧延機の必要最小限のアイドル時間を計算するには、全てのスラブについて、各圧延機やそれに付随する設備の設定値を求める必要があり、実際には困難である。

そこで、圧延順が前後に隣り合うスラブ間のスラブ長さの差が大きいと仕上圧延機の圧延アイドル時間が長くなるという傾向に着目し、圧延順が前後に隣り合う第ｊ−１スラブ（先行材）の圧延と第ｊスラブ（後行材）の圧延との間の仕上圧延機アイドル時間の目安となる生産効率評価量Ｔｊを下記式２で計算する。
Ｔ_ｊ＝（Ｌ_ｊ−Ｌ_ｊ−ｌ）^２ （式２）
ここで、Ｌ_jは第ｊスラブの長さである。

そして全てのスラブを圧延する際の生産効率を、下記式３で表される、各スラブの生産効率評価量の総和である生産効率の評価関数項Ｊ_Ｔにより評価する。

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_Ｔ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、生産効率がよい圧延順かどうかの目安を得ることができる。

また、式２の生産効率評価量Ｔ_ｊの代わりに、様々なスラブの先行・後行組み合わせについて、仕上圧延機の必要最小限のアイドル時間を予め計算しておき、そのアイドル時間を先行材スラブ長、後行材スラブ長で回帰した回帰式を生産効率評価量Ｔ_ｊとして用いてもよい。式４はその一例である。ただし、最適化に無関係な定数項は省略している。
Ｔ_ｊ＝(0.0167Ｌ_ｊ−ｌ ^２−0.336Ｌ_ｊ−ｌ＋1.7)(Ｌ_ｊ−3.268)^２ （式４）

式４を用いることにより、圧延順が前後に隣接する各々のスラブの長さから、圧延機のアイドル時間を計算でき、生産効率がよい圧延順かどうかの目安を得ることができる。

実際の生産効率を計算するには、圧延機の必要アイドル時間の総和を正確に計算しなければならないが、そのためには各圧延機やそれに付随する設備の設定値を求める必要があり、現実的でない。また、たとえ、それらの設定値が求められても、圧延機の必要アイドル時間の総和を正確に計算する処理を、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は計算時間の観点から困難である。しかし、本発明の方法では、生産効率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より狭く、その変化量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５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_ｗ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６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_ｈ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、全てのスラブを圧延する際の生産効率の目安となる生産効率評価関数項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、仕上げ板幅及び仕上げ板厚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、圧延機のアイドル時間を短縮し、生産効率を向上することができる。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。

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、圧延機のアイドル時間を短縮し、生産効率を向上することができる。

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。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、圧延機のアイドル時間を短縮し、生産効率を向上することができる、熱延鋼板の製造装置１００を提供することができる。

次の実施例により、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、生産効率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７により表される。
Ｋ＝Ｋ_ｗ＋Ｋ_ｈ （式７）

ここで、Ｋ_ｗは仕上げ板幅の評価関数項、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８により、仕上げ板厚の評価関数項Ｋ_ｈは下記式９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生産効率の評価量の総和、及び、仕上圧延機のアイドル時間を計算し直し、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。生産効率の評価量としては上記式２によるケース（ケース１）、及び、上記式４によるケース（ケース２）の２ケースを計算した。

いずれのケースにおいても、生産効率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生産効率評価量の総和、圧延アイドル時間が小さくなっており、生産効率が向上する。

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。 先行材と後行材の処理時間及びアイドル時間を表すグラフである。 先行材と後行材の処理時間及びアイドル時間を表すグラフである。 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
４２…熱延鋼板
１００…熱延鋼板の製造装置

Claims (7)

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、
   複数の前記スラブを全て圧延する際の生産効率の目安となる生産効率評価量を前記スラブの長さの関数として予め定めておき、
   複数の前記スラブが前記加熱炉に装入される前に、該生産効率評価量を計算し、
   計算された前記生産効率評価量を少なくとも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、
   複数の前記スラブを全て圧延する際の生産効率の目安となる生産効率評価量を前記スラブの長さの関数として予め定めておき、
   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前記生産効率評価量を計算するとともに、
   前記生産効率評価量を少なくとも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. 前記生産効率評価量を、圧延順が前後に隣接する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. 前記生産効率評価量を、圧延順が前後に隣接する各々の前記スラブの長さを用いて表される圧延機のアイドル時間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。

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