JP2013126674A - 加熱炉へのスラブ装入方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料原単位が低減でき、加熱炉での在炉時間の短縮が可能となる、加熱炉へのスラブの挿入方法を提供する。
【解決手段】スラブ発生時刻から規定時間Ｗ以内のスラブを、同一山には同一圧延サイクルのスラブが置かれるようにスラブヤードの第１置場に山立てして配置し、スラブを加熱炉に装入する加熱炉へのスラブ装入方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数種類のスラブを圧延する際の圧延を可能とする加熱炉へのスラブ装入方法に関する。

従来スラブヤードに搬入されたスラブは、連続鋳造の製造順に山立てして積まれる。スラブヤードでは圧延の製造順へ再編成を行う。
製品出荷の計画に沿って、実行計画（圧延計画）が作成される。スラブヤードのスラブの山は、加熱炉装入順に積み替えられ、加熱炉に装入される。加熱炉から抽出され圧延が終了する間、個々のスラブの実績記録が作成され、それ等の実績で、実行計画を微調整しながら、次の製品出荷の計画に沿って次の実行計画が作成され、実行される。
しかし、製品出荷の変更や、鋳造計画の変更などが頻繁に生じ、実行計画に対して実績に遅れが出ることがある。製造設備に対して多くの処理が必要になったりしたときも遅れが出ることがある。
その場合、従来は、計画順にスラブを加熱炉に装入するために、加熱炉への装入順で各山には加熱炉装入順が早いスラブが山の上の方の位置にくるように山立てされていた。スラブヤードには熱片の状態で加熱炉へ装入するスラブ（Hot Charge Rolling、以下ＨＣＲという）と冷片となったスラブ（Cold Charge Rolling、以下ＣＣＲという）が混在する山がある。全体が遅れてくるとＨＣＲが温度が高いにもかかわらず、その上にＣＣＲが存在する場合も起きるのでＨＣＲの温度が冷やされる。また山の積み替えに時間と工数がよけいにかかるのでＨＣＲの温度が下がり、また加熱炉に入る時間が遅くなっていた。
加熱処理、圧延処理の燃料原単位が低減でき、加熱炉の在炉時間を短縮するために、スラブの種々の条件でスラブの動かし方を最適条件にする試みは種々の方法が知られている。
例えば、特許文献１では、「次工程への鋼材供給のため鋼材を山積みし、鋼材の置き場管理を行う鋼材置き場における鋼材の山分け方法において、置き場としての生産性を高め生産コストを低減するための山分け計画を作成することを目的とする山分け計画方法、装置、及びコンピュータプログラムが提案されている。しかし、複雑な条件を入力して最適化しようとすると計算が複雑になってしまい、結局実行するのが困難となってしまう。また製品出荷の変更や、鋳造計画の変更などの条件の変更に対応するのが困難で経費がかかるという問題があった。

特開２００７−１３７６１２号公報

本発明は上記の問題点を改善し、加熱炉の燃料原単位が低減でき、加熱炉での在炉時間の短縮が可能となる、加熱炉へのスラブの装入方法を提供しようとする。

本発明者等は、単独のＨＣＲスラブだけを考えれば、鋳造から１０〜１４時間で加熱炉装入が可能であり、それをどのような方法で優先的に進めるかを検討出来れば、ＨＣＲを温度が高い間に加熱炉に装入できると考えて本発明に至った。

すなわち本発明は、以下を提供する。
（１）スラブ発生時刻からＷ時間以内のスラブを、同一山には同一圧延サイクルのスラブ（加熱炉装入単位）が置かれるようにスラブヤードの第１置場に山立てして配置し、スラブを加熱炉に装入する加熱炉へのスラブ装入方法。
（２）上記（１）山立てして配置し、異なる山間の加熱炉装入順番を決定し、決定された順番でスラブを加熱炉に装入する方法である。
（３）スラブ発生時刻から時間Ｗ超経過のスラブを、スラブヤードの前記第１置場以外の第２置場に配置し、前記スラブ発生時刻から時間Ｗ以内のスラブが前記スラブヤードにない場合に加熱炉に装入する（１）または（２）に記載の加熱炉へのスラブ装入方法。
（４）前記第１置場のスラブが、スラブ発生時刻から時間Ｗ超経過しても加熱炉に装入されなかった場合は、前記スラブ発生時刻から時間Ｗ超経過のスラブとして、第１置場から第２置場に移動する（１）〜（３）のいずれかに記載の加熱炉へのスラブ装入方法。

本発明方法によれば、スラブ発生時刻からＷ時間以内のスラブをスラブヤードの第１置場に配置するのでＨＣＲの顕熱低下が抑止でき、燃料原単位が低減できる。また、加熱炉での在炉時間の短縮が可能となる。加えてスラブヤードでのハンドリング回数が下がりＣＣＲを含めての全体のスラブ移動の効率が向上する。

製鋼工場および厚板工場における物流フローの１例を示す図である。 本発明の加熱炉へのスラブの装入方法を示すフローチャートである。 総圧延時間の短い圧延順および加熱炉抽出待ち時間の少ない加熱炉装入順を決定し、決定した装入順で加熱炉に装入する方法の１例を示すフローチャートである。 掴み単位を生成して山立てする方法の１例を示すフローチャートである。 スラブヤードにおける第１置場、第２置場および加熱炉装入ルートを説明する模式図である。

本発明を実施する形態について、以下に好適態様を図面を用いて説明する。しかし本発明は、図面に示す態様に限定されるものではない。
圧延対象のスラブに関する属性データ、圧延制約データ、計画データ、実行データは、スラブデータとして集約され参照可能な状態で、各工程において実行された事項が書き加えられる。このようなスラブデータは、限定されないが例えば以下の表１に示すデータを各スラブ番号毎のスラブが有している。

図２に本発明方法を実施するフローチャートを示す。図２に示す各工程を以下に説明する。
Ｓ１）図１の製鋼工場において、連続鋳造機で鋳造された鋼片がトーチで切断された時刻をスラブ発生時刻とする。スラブは製造順に管理され、例えば上記のスラブデータで管理される。
Ｓ２）ある番号のスラブについて、ＨＣＲかＣＣＲかを判断する。実際には上記表１のスラブデータを参照することで判断できる。
Ｓ３）ＨＣＲであれば（Ｙの場合、以下、判断工程でＹＥＳの場合をＹと記載し、ＮＯの場合をＮと記載する。）、スラブ発生時刻からＷ時間以内のスラブであるか否かを判断する。現在の時刻とスラブデータとを参照することで判断できる。
Ｓ４）Ｗ時間以内のスラブであれば（Ｙ）、スラブヤードの第１置場に運ぶ。
この場合、同一山には同一圧延サイクルのスラブ（加熱炉装入単位、以下サイクルということがある）が置かれ、同一山に異なるサイクルのスラブを配置しない。好ましくは、圧延条件が同一の範囲にあるスラブを例えば第Ｎサイクルとして前記第１置場の第Ｎ山に配置し、圧延条件が第Ｎサイクルのスラブとは異なる範囲にあるスラブを第Ｎ＋１サイクルとして第１置場の異なる第Ｎ＋１山に配置する。
また、クレーンには、一度に持ち上げることができる重量の制約や一度に掴むことができるスラブの厚さに制約があるため、クレーンの掴み制約条件を満たす範囲（以下、これを「掴み単位」ともいう。）でスラブを１枚以上掴んで山立てする。山には同様に一度に積める重量の制約や個々のスラブの大きさを下の方が大きいピラミッド状に積む、またはある一定範囲の大きさのスラブを山立てする等の制約（山単位）があり、その範囲内で山立てされる。山立てされたスラブは、配置された山を表す山番号と山の最下部からの積載順を表す山積み番号とが付されてスラブデータに記録される。

Ｓ５）第１置場のスラブをスラブ発生時刻からＷ時間以内のスラブであるか否かを判断する。Ｗ時間以内のスラブであれば（Ｙ）スラブヤードの他の置場のスラブに優先して加熱炉に装入する。スラブ発生時刻からＷ時間以内の第１置場のスラブが複数の山に山立てされている場合は、山間の装入順番を決定して、決定した順番で加熱炉に装入する。山間の装入順序は、スラブ発生時刻からの平均経過時間が短い山を優先してもよい。加熱炉の現状の処理条件から最も近い処理条件で加熱処理が必要な山を優先してもよい。
Ｓ６）上記Ｓ３で、スラブ発生時刻からＷ時間超経過のスラブと判断した場合（Ｎ）は、前記第１置場以外の第２置場に加熱炉装入順で配置する。第２置場に置かれたスラブには山番号と山積み番号とが付される。

図５はスラブヤードおける第１置場１０、第２置場１２および加熱炉装入ルートを説明するスラブヤード全体の平面図の一部を示す模式図である。スラブヤードに置かれたスラブは、装入順に装入テーブル６に運ばれ、加熱炉７に装入される。スラブヤードの適切な位置にはクレーンや搬送装置等の棟越台車１５が配置され、棟越台車１５はスラブを所定の位置に配置換えすることができる。第１置場１０は、第２置場１２とは区別された場所である。図５の例では装入テーブル６に近い位置にある。

Ｓ７）前記スラブ発生時刻からＷ時間以内のスラブが前記スラブヤードにあるか否かを判断し、否である場合（Ｎ）に第２置場のスラブを加熱炉に装入して加熱処理する。
この場合の第２置場の配置方法は別に説明する総圧延時間の短い圧延順および加熱炉抽出待ち時間の少ない加熱炉装入順で順位を決定して配置してもよい。別に説明するスラブの掴み単位を生成して山立てする方法を用いて配置換えしてもよい。
Ｓ８）前記第１置場のスラブが、スラブ発生時刻からＷ時間超経過しても加熱炉に装入されなかった場合は、Ｓ６）のスラブ発生時刻からＷ時間超経過のスラブとして、Ｓ７）でスラブ発生時刻からＷ時間以内のスラブがスラブヤードにないと判断された後に加熱炉に装入して加熱処理される。前記スラブ発生時刻からＷ時間超経過のスラブを、第１置場から第２置場に移動してもよい。この場合も判断はスラブデータと現在の時刻とを参照すればよい。

ここで、時間Ｗは、所定時間、目標時間、または規定時間として設定される時間であり、１０から３０時間のいずれかの時間、より好ましくは２０から２８時間、さらに好ましくは２４時間である。
規定時間Ｗは、製品出荷の計画、使用する装置、使用するヤードの条件等を考慮して、実行計画（圧延計画）と、その実績記録を検討して仮に決定して運用することができる。
好ましくは、スラブヤードはスラブヤード内に、リアルタイムに２４時間、ＨＣＲとＣＣＲとを含む全スラブの位置および状態を表示する表示装置を備えることが好ましい。Ｓ２でＨＣＲと判断されたスラブのみを表示する装置であってもよい。表示装置は各工程でのスラブの移動が手動または自動で入力されるコンピュータープログラムによって表示されるスラブテーブルであってもよい。小型の表示装置でスラブヤードに複数あってもよいし、作業者が適宜見ることのできる小型の携帯端末に表示させてもよい。このような表示装置がスラブヤードにあれば、ホークリフト等の作業者がスラブヤードでのスラブの状態を把握しながら作業を行うことができるので迅速に的確な作業判断が可能となる。表示装置がスラブヤードにあれば、計画変更により、山立て順の変更が発生する場合の変更可否判断が可能となる。

例えば適切な規定時間Ｗを設定して、ＨＣＲ主体のサイクルとＣＣＲ主体のサイクルを、分類し、ＨＣＲ主体の山をスラブヤードの第１置場に置く。また、ＨＣＲ主体の山は全体のスラブの数に比して少数部分なので、スラブヤードの別の部分においてサイクルを混在させずに山立てすれば配置替えの必要がなくクレーンのハンドリング回数の増加による温度低下も減少する。また、スラブの温度が向上することにより加熱炉における燃料原単位および加熱炉の能率が改善する。

本発明の方法に関して、製鋼工場および厚板工場における物流フローの一例について以下に説明する。
図１に、製鋼工場および厚板工場における物流フローの一例を示す。図１において、製鋼工場における連続鋳造機１で鋳造されたスラブ２は、トレーラ３で厚板工場のスラブヤード４に搬送される。ここで、スラブヤード４では、圧延対象の複数種類のスラブに関するスラブサイズ、スラブの仕上げ幅および仕上げ厚に応じて分類されたロールチャンス区分、スラブの圧延方法に対応付けて分類された圧延種別を含む属性データ、および、ロールチャンス区分毎に設定されたスラブの圧延位置の範囲を記述した圧延制約データ等を考慮して、個々のスラブは複数に分類して山積みされる。山には一度に積める重量の制約や個々のスラブの大きさを下の方が大きいピラミッド状に積む、またはある一定範囲の大きさのスラブを積むなどの山立てする際の制約（山単位）があり、その範囲内で山立てされる。

スラブヤード４内に山積みされたスラブは、クレーン５等の搬送手段により掴み取られ、装入テーブル６上に移動される。ここで、クレーン５は、クレーンの掴み制約条件を満たす範囲で、スラブの山からスラブを掴み取り、通常、１つのスラブの山に対して複数回に分けて、スラブを装入テーブル６上に移動させる。

クレーンには、一度に持ち上げることができる重量の制約や一度に掴むことができるスラブの厚さに制約がある。そのため、クレーンは、これらの制約を満たす範囲内、つまり、クレーンの掴み単位でスラブを１枚以上掴んで装入テーブル６上に移動させる。

前記装入テーブル６上に移動されたスラブは、例えば、デパイラと呼ばれる装置によって山が崩され、装入テーブル６上を１枚ずつ搬送される。そして、装入テーブル６上を搬送されてきたスラブは、順番に加熱炉７に装入される。図１は、加熱炉が２基設置され、さらにそれぞれの加熱炉が２列ずつ、計４列の加熱通路を備えている場合を示しているが、装入テーブル６上を搬送されてきたスラブは、所定の制約条件に従って各列に割り振られる。ここで、装入テーブル６上を１枚ずつ搬送されるスラブの順番は、クレーン５の１回に掴むスラブの数およびスラブを掴む順序を変えることで複数のパターンを取り得る。なお、加熱炉が１基或いは３基以上設置されている場合でも同様である。

加熱炉に装入されたスラブは、炉での滞留時間が在炉時間を満たすようになるまで加熱炉から抽出できない。そのため、加熱炉内において、前後して装入されたスラブの間で在炉時間に大きな差があると、次工程の圧延機８に搬送できず空きが生じてしまい圧延能率を落とす場合がある。また、前後して装入されたスラブの間で在炉時間に大きな差があると、一方のスラブの在炉時間を満たすために他方のスラブの滞留時間が長くなり過ぎ、加熱炉７においてエネルギーをロスすることにもなる。そこで、スラブのサイズ、装入時のスラブ温度に応じた在炉時間を予め細かく設定しておき、それに基づいて加熱炉の各列へのスラブの割り振りを行うことが好ましい。これにより、スラブの在炉時間を満たしつつ、且つ、無駄な滞留時間を削減することが可能となる。

上記の条件を満たす加熱炉処理条件が同一範囲の工程は加熱炉装入単位である。加熱炉でのスラブの加熱は１本ずつ独立した加熱は不可能であり、仮に抽出目標温度の高いスラブがあった場合、その前後のスラブも不必要に加熱され、燃料消費量が多くなり製造原価が悪化することになる。例えば、加熱炉の処理条件を同一範囲として扱うことのできる処理工程を第Ｎ単位とし、この第Ｎ単位の次に行うことが効率的である加熱炉処理条件を有する処理工程を第Ｎ＋１単位とする。このような加熱炉処理条件は、例えば、加熱炉への装入温度、加熱炉からの抽出温度、圧延後の製品厚等の条件で、決定することができ、１単位内の加熱炉処理条件の範囲は、製品の生産計画や装置の状態その他の条件によって変更することができ、条件の範囲内で１単位に含まれるスラブ数をできるだけ多くできれば効率が高くなる。本発明方法では、スラブ発生時刻から規定時間Ｗ以内のスラブに対する加熱炉処理条件とスラブ発生時刻から規定時間Ｗ超経過のスラブに対する加熱炉処理条件を同一としてもよいし、異なる範囲としてもよい。
加熱炉７での加熱が完了し抽出されたスラブ２は、加熱炉７から抽出された順番に圧延機８により圧延される。

スラブ発生時刻から規定時間Ｗ超経過のスラブは、以下の図３のフローチャートに示されるような方法で加熱炉装入順を決定して、決定した装入順で加熱炉に装入することができる。規定時間Ｗ超経過のスラブの加熱炉装入方法は以下の方法に限定されるものではなく、公知の種々の方法を用いてもよい。
なお、以下の各ステップは、演算処理装置を備えたコンピュータを用いて行うことができる。詳細な記載は特開２００９−８２９８５号公報を参照することができる。

［指定回数入力ステップ（Ｓ１０）］
後述の［初期装入順・圧延順作成ステップ（Ｓ１１）］〜［最適装入順・圧延順決定ステップ（Ｓ１３）］の処理を、繰り返して行うための、回数を入力する処理である。ここで、Ｓ１１〜Ｓ１３を複数回繰り返し行うのは、１つの初期解から最適解を求めるだけでは、本当の最適解が得られないかもしれないからである。よって、異なる複数の初期解からそれぞれ最適解を算出し、得られた複数の最適解から、最も目的関数が改善された最適解を抽出して、本当の最適解に近いものを求めようとするのである。例えば、Ｍ回を入力すれば、異なる初期解がＭ個得られ、それに対応した最適解もＭ個得られる。最終的には、Ｍ個の中から、もっとも目的関数が良いものを選択して、最終的な解として決定される。

［初期装入順・圧延順作成ステップ（Ｓ１１）］
本ステップ（Ｓ１１）では、装入順・圧延順改善ステップ（Ｓ１２）で効率的な改善を行えるような、初期装入順を作成する。本ステップ（Ｓ１１）は、山積みされたスラブヤード内のスラブの山から、クレーンの掴み制約条件を満たす範囲で掴み出すスラブの掴み単位を作成する掴み単位作成ステップ（Ｓ１１１）と、前記作成された掴み単位を、それぞれ掴み単位として、掴み出される順番に並べて、各スラブの加熱炉への装入順を作成する装入順作成ステップ（Ｓ１１２）と、加熱炉から出る順番に並べてスラブの圧延順を作成する圧延順作成ステップ（Ｓ１１３）とを有する。

〔掴み単位作成ステップ（Ｓ１１１）〕
本Ｓ１１１では、山積みされたスラブヤード内のスラブの山から、クレーンの掴み制約条件を満たす範囲で掴み出すスラブの掴み単位を作成する。作成した掴み単位のとおりにスラブヤード内のスラブの位置を変更するには以下の工程を行うことが好ましいが、これらの工程に限定されるものではない。

図４は、掴み単位作成、生成、移動、変更、再生成の実際の工程を示すフローチャートである。フローチャートは、大きく山分け工程（Ｓ２１）、掴み単位分け工程（Ｓ２２）、掴み単位生成順決定工程（Ｓ２３）、作業指示生成工程（Ｓ２４）、および空き地番決定工程（Ｓ２５）の５つの処理工程から成っている。

まず、山分け工程（Ｓ２１）では、どのスラブをどの将来山に割り当てるか決める。ここで、将来山とは、スラブを元の積んであった山から積み替えする先の山のことを指す。そして、山の割り振りが決まった後、掴み単位分け工程（Ｓ２２）では、各山のスラブをどのような掴み単位に分割するか、すなわち１回で搬送できるスラブの組合せを決定する。

次に、掴み単位生成順決定工程（Ｓ２３）では、先の掴み単位分け工程（Ｓ２２）で決めた掴み単位をどういう順番で生成するかを決める。作業指示生成工程（Ｓ２４）では、決まった掴み単位生成順を実行するためのクレーン作業指示生成を行う。そして最後に、空き地番決定工程（Ｓ２５）では、対象スラブを掘り出す際の邪魔なスラブをどこに退避させるかを決める。

〔加熱炉装入順作成ステップ（Ｓ１１２）〕
本Ｓ１１２では、上記Ｓ１１１で作成された掴み単位を、それぞれ掴み単位として、掴み出される順番に並べて、各スラブの加熱炉への装入順を作成する。

〔圧延順作成ステップ（Ｓ１１３）〕
本Ｓ１１３では、加熱炉７から抽出されたスラブの圧延順を作成する。ここで、本初期装入順・圧延順作成ステップ（Ｓ１１）においては、このＳ１１３で作成する圧延順は、単純に加熱炉７から抽出された順番にスラブを並べたものであってもよい。例えば、複数の加熱炉からサイクリックに圧延機から近い順に抽出されるように順番を決めればよい。また、逆の遠い順からでもよい。なお、次のステップである装入順・圧延順改善ステップ（Ｓ１２）で、より効率的な改善を行えるように、ＲＣ区分毎に圧延可能な位置（順番）の範囲を記述した圧延制約データを作成しこれを考慮して、圧延順を作成するようにしてもよい。

上記初期装入順・圧延順作成ステップ（Ｓ１１）により作成された加熱炉への装入順および圧延順を初期解（初期装入順・圧延順）として以下のステップを実施する。

［装入順・圧延順改善ステップ（Ｓ１２）］
本ステップ（Ｓ１２）では、上記初期装入順・圧延順作成ステップ（Ｓ１１）により作成された圧延順データに関し、掴み出された順番に並べられた掴み単位の連続する１以上の掴み単位を所定の条件に基づいてグルーピングを行い作成した圧延グループの任意の圧延グループに対して、任意に選択した掴み単位を移動させて、圧延順と加熱炉装入順の再構成を行い、総圧延時間および加熱炉抽出待ち時間（加熱炉の滞留時間）の評価を含んだ目的関数の算出を行い、該算出された目的関数の数値が改善されている場合には、前記再構成した圧延順と加熱炉装入順に変更し、さらに、他の圧延グループに対して任意の掴み単位の移動を行い、前記目的関数の改善を繰り返すことで、前記初期装入順・圧延順作成ステップで作成された圧延順および加熱炉装入順に対して、総圧延時間のより短い圧延順および加熱炉抽出待ち時間（加熱炉の滞留時間）のより少ない加熱炉装入順を決定する。

ここで、本ステップ（Ｓ１２）において、前記目的関数は、下式（１）により算出することができる。この目的関数の値が小さいほど、先述の、数値が改善されている場合に相当する。
目的関数＝Ａ×総圧延時間 ＋ Ｂ×スラブ抽出待ち時間和 ＋ Ｃ×加熱炉間の終了時刻差＋ ボーナス関数 ＋ ペナルティ関数 ・・・（１）
この目的関数は式（１）に示すように、総圧延時間、スラブ抽出待ち時間の和、加熱炉間の終了時刻差の最小化を目指すものとして構成している。さらに、ボーナス関数は、例えば、追い越し圧延の実現、同種ＲＣ区分のスラブを集める事により目的関数が向上する方向に向かうような重み関数であり、ペナルティ関数は制約条件の満足度を定量的に評価し目的関数に加算するものである。最終的にはペナルティ関数がゼロとなる解を採用する。

ここで、前記Ａ，Ｂ，Ｃは重み係数を表す。なお、Ａ，Ｂ，Ｃの数値をいくつにするかは、どの項目を優先して評価するかにより適宜設定すればよい。なお、通常は総圧延時間を優先して評価することが好ましく、前記Ａ，Ｂ，Ｃの重み係数の一例としては、Ａ＝０．７、Ｂ＝０．２、Ｃ＝０．１程度とすることが好ましい。

式（１）の総圧延時間は、圧延対象であるスラブの圧延時間の和で表される値であり、具体的には、前記初期装入順・圧延順作成ステップ（Ｓ１１）での圧延順作成ステップ（Ｓ１１３）で作成された圧延順において、最初のスラブが圧延を開始した時点から、最後のスラブが圧延を終了した時点までの所要時間を指す。

式（１）のスラブ抽出待ち時間和は、同炉同列単位での抽出待ち時間の和で表される値である。

式（１）の加熱炉間の終了時刻差は、加熱炉が２基の場合は、以下の式（２）で表される値となる。
加熱炉間の終了時刻差＝｜１号炉抽出終了時刻−２号炉抽出終了時刻｜ ・・・（２）
なお、加熱炉が３基の場合は、以下の式（２−１）で表される値となる。
ΔＴ１＝｜１号炉抽出終了時刻 − ２号炉抽出終了時刻｜
ΔＴ２＝｜１号炉抽出終了時刻 − ３号炉抽出終了時刻｜
ΔＴ３＝｜２号炉抽出終了時刻 − ３号炉抽出終了時刻｜
加熱炉間の終了時刻差＝ΔＴ１＋ΔＴ２＋ΔＴ３ ・・・（２−１）
なお、４基以上の場合も、全ての加熱炉の組み合わせについての差の和をとることで同様に行うことが可能である。

また、式（１）のボーナス関数は、次式（３）で表すことができる。
ボーナス関数＝ −ａ×追い越し圧延実現ボーナス+ ｂ×ＲＣ区分集約ボーナス + ｃ×スラブサイズ集約ボーナス + ｄ×圧延幅平準化ボーナス+ ｅ×在炉時間平準化ボーナス+ ｆ×同山集約ボーナス + ｇ×加熱炉装入時刻遵守ボーナス ・・・（３）
ここで、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇは重み係数を表す。

追い越し圧延実現ボーナスは、圧延グループ内で追い越し圧延を実行できたら、追い越し本数に応じて加点する。このボーナスは値が大きいほうが良い評価となる。
以下のボーナスは値が小さいほうが良い評価となる。
ＲＣ区分集約ボーナスは、隣接するスラブとＲＣ区分の比較を行い、異なるＲＣ区分程度に応じて評価値を算出する。スラブサイズ集約ボーナスは、図１に示す１基の加熱炉に入る２列のスラブのペアのスラブサイズの異なる度合いを示す数値である。圧延幅平準化ボーナス値は、隣接するスラブとの圧延幅の差の絶対値を計算し、その値に応じた評価値を算出する。在炉時間平準化ボーナス値は前後のスラブのペアの在炉時間の差の絶対値を計算し、その値に応じてボーナス値を算出する。同山集約ボーナスは、隣接するスラブのスラブヤードでの山番号の比較を行い、山番号が異なっている場合は評価値、例えば１０を加算する。加熱炉装入時刻遵守ボーナスは、スラブ毎に加熱炉装入予定時刻と実際の加熱炉装入時刻との差を計算し、その和を評価値とする。

式（１）のペナルティ関数は、ＲＣ区分の組み込み基準位置（順番）を超えた場合に、その度合いに応じてペナルティを加えることで行われる。

まず、本ステップ（Ｓ１２）においては、上記初期装入順・圧延順作成ステップ（Ｓ１１）により作成された圧延順データに関し、掴み出された順番に並べられた掴み単位の連続する１以上の掴み単位を所定の条件に基づいてグルーピングを行い作成した圧延グループの任意の圧延グループに対して、任意に選択した掴み単位を移動させて、加熱炉装入順と圧延順の再構成を行い、総圧延時間および加熱炉抽出待ち時間の評価を含んだ目的関数（上記式（１））の算出を行う。

前記圧延グループは、掴み出された順番に並べられた掴み単位の連続する１以上の掴み単位を所定の条件に基づいてグルーピングすることで作成される。ここで、前記グルーピングを行う所定の条件としては、本装入順・圧延順改善ステップ（Ｓ１２）で、圧延順の入れ替えを行う際に、上述の目的関数の評価が効率的に行えるようなグループの作成が可能な条件であればよく、特に複雑な条件を設ける必要はない。例えば、１つの圧延グループとしてグルーピングできる掴み単位の数は最大５つまで、掴み単位を分割するグルーピングは行わない、というような条件でグルーピングを行う。なお、この圧延グループの作成は、前述の初期装入順・圧延順作成ステップ（Ｓ１１）の掴み単位作成ステップ（Ｓ１１１）以降であれば、初期装入順・圧延順作成ステップ（Ｓ１１）において行ってもよく、本装入順・圧延順改善ステップ（Ｓ１２）で行ってもよい。

そして、前記算出された目的関数（式（１））の数値が改善されている場合には、前記再構成した圧延順と加熱炉装入順に変更し、さらに、他の圧延グループに対して任意の掴み単位の移動を行い、前記目的関数の改善を繰り返すことで、上述の初期装入順・圧延順作成ステップ（Ｓ１１）で作成された圧延順および加熱炉装入順に対して、総圧延時間のより短い圧延順および加熱炉抽出待ち時間のより少ない加熱炉装入順を決定する。

（実施例１）
図２に示すＳ１〜Ｓ８の工程を用いて、規定時間（Ｗ）を２４時間として本発明の加熱炉装入方法を実施する。スラブ発生時刻から２４時間以内のスラブを、山立ての制約（幅、長さなどの範囲）内で、同一山には同一圧延サイクルのスラブが置かれるようにスラブヤードの第１置場に山立てを実施する。その結果、規定時間を２４時間とすると、初期には、２４時間超のスラブが出る率が高かったが、時間経過に従って後半ではスラブのリードタイムのバラツキが徐々に集約し、全体としてリードタイムが下がり、それに伴って加熱炉装入温度が上がる。

ＨＣＲは加熱炉挿入時には従来例では平均２００℃以上にすることが困難であるが、本発明の方法では平均３５０℃〜４００℃で加熱炉へ装入することが可能になる。
それに伴い、加熱炉装入総時間も減少し、全体のスラブの移動効率も向上が認められる。

比較例とした従来例は、出鋼順に搬送されてきたスラブを装入順が後のものから先に棟越えを行い、装入順が後の物を下に積む（加熱炉装入順をそれぞれの人が見ることができる）スラブヤードの管理方法で本発明と同一期間、同一数のスラブを加熱炉へ挿入する方法と比較した。

１ 連続鋳造機
２ スラブ
３ トレーラ
４ スラブヤード
５ クレーン
６ 装入テーブル
７ 加熱炉
８ 圧延機
１０ 第１置場
１２ 第２置場
１５ 棟越台車
８１ 圧延ロール

Claims (8)

1. スラブ発生時刻からＷ時間以内のスラブを、同一山には同一圧延サイクルのスラブが置かれるようにスラブヤードの第１置場に山立てして配置し、スラブを加熱炉に装入する加熱炉へのスラブ装入方法。
2. 前記山立てして配置し、異なる山間の加熱炉装入順番を決定し、決定された順番でスラブを加熱炉に装入する請求項１に記載の加熱炉へのスラブ装入方法。
3. スラブ発生時刻からＷ時間超経過のスラブを、スラブヤードの前記第１置場以外の第２置場に配置し、前記スラブ発生時刻からＷ時間以内のスラブが前記スラブヤードにない場合に加熱炉に装入する請求項１または２に記載の加熱炉へのスラブ装入方法。
4. 前記第１置場のスラブが、スラブ発生時刻からＷ時間超経過しても加熱炉に装入されなかった場合は、前記スラブ発生時刻からＷ時間超経過のスラブとして、第１置場から第２置場に移動する請求項１〜３のいずれかに記載の加熱炉へのスラブ装入方法。
5. 前記スラブ発生時刻からＷ時間超経過のスラブを、
   どのスラブを前記第２置場のどの将来山に割り当てるか決める山分け工程と、
   スラブを、クレーンの掴み制約条件を満たす範囲で任意に掴み出された１以上のスラブからなる掴み単位に分割するか決める掴み単位分け工程と、
   該掴み単位分け工程で決めた掴み単位をどういう順番で生成するかを決める掴み単位生成順決定工程と、
   該掴み単位生成順決定工程で決めた掴み単位生成順を実行するためのハンドリング装置の作業指示を生成する作業指示生成工程とを有する工程で掴み単位を生成して山立てし、スラブヤードの第２置場に配置する請求項３に記載の加熱炉へのスラブ装入方法。
6. 圧延対象の複数種類のスラブに関する属性データ、および、圧延制約データを読み込み、属性データおよび圧延制約データを考慮して複数に分類して山積みされたスラブヤード内のスラブの山から、クレーンの掴み制約条件を満たす範囲で任意に掴み出された１以上のスラブからなる掴み単位を、掴み出された順番に並べて各スラブの加熱炉への装入順およびスラブの圧延順データを作成する初期装入順・圧延順作成ステップと、
   該初期装入順・圧延順作成ステップにより作成された圧延順データに関し、掴み出された順番に並べられた掴み単位の連続する１以上の掴み単位を所定の条件に基づいてグルーピングを行い作成した圧延グループの任意の圧延グループに対して、任意に選択した掴み単位を移動させて、圧延順と加熱炉装入順の再構成を行い、総圧延時間および加熱炉抽出待ち時間の評価を含んだ目的関数の算出を行い、該算出された目的関数の数値が改善されている場合には、前記再構成した圧延順と加熱炉装入順に変更し、
   さらに、他の圧延グループに対して任意の掴み単位の移動を行い、前記目的関数の改善を繰り返すことで、前記初期装入順・圧延順作成ステップで作成された圧延順および加熱炉装入順に対して、総圧延時間のより短い圧延順および加熱炉抽出待ち時間のより少ない加熱炉装入順を決定する装入順・圧延順改善ステップと、
   指定された回数、前記初期装入順・圧延順作成ステップおよび装入順・圧延順改善ステップを繰り返し、最も総圧延時間の短い圧延順および加熱炉抽出待ち時間の少ない加熱炉装入順を決定する最適装入順・圧延順決定ステップとを有する方法で、
   加熱炉装入順を決定して、決定した装入順で加熱炉に装入する請求項３に記載の加熱炉へのスラブ装入方法。
7. 装入順・圧延順改善ステップにおける目的関数が、下式（１）により算出される請求項６に記載の加熱炉へのスラブ装入方法：
   目的関数＝Ａ×総圧延時間 ＋ Ｂ×スラブ抽出待ち時間和 ＋ Ｃ×加熱炉間の終了時刻差 ＋ ボーナス関数 ＋ペナルティ関数 ・・・（１）
   ここで、前記Ａ，Ｂ，Ｃは重み係数を表す。
8. 前記Ｗ時間が、１０時間から３０時間のいずれかである請求項１〜７のいずれかに記載の加熱炉へのスラブ装入方法。

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