JP2013128981A

JP2013128981A - 圧延パススケジュール作成方法

Info

Publication number: JP2013128981A
Application number: JP2011282188A
Authority: JP
Inventors: 英幸 ▲高▼橋; Hideyuki Takahashi; Atsushi Kawahara; 淳川原
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2013-07-04
Anticipated expiration: 2031-12-22
Also published as: JP6123153B2

Abstract

【課題】水冷設備を使用した冷却を能率よく実施することができる圧延パススケジュール作成方法を提供する。
【解決手段】制御圧延用のスケジュールを作成して温調厚、温調目標温度及び温調開始温度を求めた後、水冷設備を使用後の鋼板温度が温調目標温度となるように、温調厚、温調開始温度の条件下に冷却条件を求めて、水冷設備通過速度を最大化させる速度優先型の圧延パススケジュールを作成するようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、厚板圧延ラインにおいて圧延機の直後に設けた水冷設備を使用して鋼板を圧延しながら冷却を行う圧延パススケジュールを作成する圧延パススケジュール作成方法に関する。

厚板製造ラインでは、低温靭性の向上のために、圧延途中で冷却を行う制御圧延（以下、ＣＲ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＲｏｌｌｉｎｇ）と呼ぶ）を行っている。この場合、冷却を入れることによる能率低下の防止のために、ＣＲ材同士をその冷却時間を利用して交互に圧延を行う“タンデム圧延”や、ＣＲ材をリフト装置等で持ち上げて冷却し、その間に後行材の圧延を行う“追い越し圧延”を行うようにしている。さらには、鋼板を圧延しながら水冷設備等を用いて冷却を行う方法（以下、実パス水冷と呼ぶ）で冷却時間の短縮を図るようにしたものもある（例えば、特許文献１参照）。

従来の実パス水冷では、水冷設備を使用する冷却パス数を最小化させるようにパス数優先型の圧延スケジュールを作成するようにしている。

特開２００７−２０３３７０号公報

しかしながら、従来のパス数優先型の圧延スケジュールによれば、冷却パス数が少なくなる反面、冷却条件を満たすために水冷設備通過速度（以下、適宜、水冷速度と呼ぶ）が遅くなり、圧延能率が低下するケースが存在し、必ずしも好適なパススケジュールとはなっていないものである。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、水冷設備を使用した冷却を能率よく実施することができる圧延パススケジュール作成方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる圧延パススケジュール作成方法は、厚板圧延ラインにおいて圧延機の直後に設けた水冷設備を使用して鋼板を圧延しながら冷却を行う圧延パススケジュールを作成する圧延パススケジュール作成方法において、制御圧延用のスケジュールを作成して温調厚、温調目標温度及び温調開始温度を求めた後、前記水冷設備を使用後の鋼板温度が前記温調目標温度となるように、前記温調厚、温調開始温度の条件下に冷却条件を求めて、前記水冷設備通過速度を最大化させる速度優先型の圧延パススケジュールを作成するようにしたことを特徴とする。

また、本発明にかかる圧延パススケジュール作成方法は、上記発明において、前記水冷設備を使用後の鋼板温度が前記温調目標温度となるように、前記温調厚、温調開始温度の条件下に冷却条件を求めて、前記水冷設備を使用するパス数を最小化させるパス数優先型の圧延パススケジュールを作成し、作成された速度優先型の圧延パススケジュールとパス数優先型の圧延パススケジュールとを比較して短時間の圧延パススケジュールを選択するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、水冷設備通過速度を最大化させる速度優先型の圧延パススケジュールを作成するようにしたので、水冷設備を使用した冷却を能率よく実施することができる圧延パススケジュール作成方法を提供することができる。

図１は、本実施の形態が適用される厚板圧延ラインの一部を示す概略側面図である。図２Ａは、作成手順Ａを説明するための圧延スケジュールの例を示す説明図である。図２Ｂは、作成手順Ｂを説明するための圧延スケジュールの例を示す説明図である。図２Ｃは、作成手順Cを説明するための圧延スケジュールの例を示す説明図である。図２Ｄは、作成手順Dを説明するための圧延スケジュールの例を示す説明図である。図２Ｅは、作成手順Ｅを説明するための圧延スケジュールの例を示す説明図である。図３は、水冷冷却条件決定のフローチャートである。

以下に、本発明にかかる圧延パススケジュール作成方法の実施の形態を、図面に参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本実施の形態が適用される厚板圧延ラインの一部を示す概略側面図である。図示しない加熱炉から抽出された鋼板１に対して圧延処理を施すワークロール対２ａ等を有する圧延機２が設けられ、この圧延機２の後面（下流）直近に設置されて圧延しながら鋼板１の冷却を行う水冷設備３を備える。水冷設備３の上部冷却水ノズルヘッダ３ａは、常に鋼板１との距離が一定となるように板厚に応じて昇降するように構成されている。したがって、水冷設備３による温度降下は、冷却水流量、水冷速度及び冷却パス数に依存する。

このような厚板圧延ラインを用いて鋼板１の圧延や冷却を行う場合の、圧延スケジュール作成手順について説明する。

まず、圧延スケジュール作成手順の概略について説明する。
Ａ．通常のＣＲスケジュールを作成し、温調厚、温調目標温度及び温調開始温度を求める。
Ｂ．水冷後の鋼板温度が温調目標温度となるように、水冷冷却条件を求め、冷却パス数、冷却水流量、水冷速度、鋼板温度を仮決定する。このときの各冷却パスの板厚は、通常のＣＲスケジュールの圧下量をα倍（０＜α＜１）して仮決めする。通常ＣＲスケジュールの場合、温度が高いのに比して、水冷を伴う圧延スケジュールの場合には温度が低くなっているので、それに対応させて圧下量を小さくするためである。
Ｃ．冷却パスの圧下量を再計算する。
Ｄ．仕上げ開始パス〜水冷開始パスの圧下量を再計算する。
Ｅ．水冷冷却条件を最終修正計算する。

以下、このような圧延スケジュール作成手順の詳細について説明する。

Ａ．まず、図２Ａに示すように、通常のＣＲスケジュールを作成し、Ａ点、Ｄ点に示す温調厚、温調目標温度及び温調開始温度を求める。「温調」とは、最終パス付近で圧延機の前後面で待機し、所定の温度範囲になってから圧延を行うことである。

Ｂ．実パスを想定し、水冷後の鋼板温度が温調目標温度となるように、図３に示す水冷冷却条件決定フローチャートに従って、冷却パス回数、冷却水流量、水冷速度、鋼板温度を仮決定する。

ここで、図３の水冷冷却条件決定フローチャートについて説明する。まず、高流量・最高速度で２パスの場合の冷却状態を計算する（ステップＳ１０１）。この計算の結果、冷えすぎであれば、冷却パス数を２に設定する（ステップＳ１０２）。一方、冷却不足であれば、高流量・最高速度で４パスの場合の冷却状態を計算する（ステップＳ１０３）。この計算の結果、冷えすぎであれば、冷却パス数を４に設定する（ステップＳ１０４）。一方、冷却不足であれば、高流量・最高速度で６パスの場合の冷却状態を計算する（ステップＳ１０５）。この計算の結果、冷えすぎであれば、冷却パス数を６に設定する（ステップＳ１０６）。以下、同様にして、パス数を２ずつ増やす処理を行い、高流量・最高速度でＮパスの場合の冷却状態を計算する（ステップＳ１０７）。この計算の結果、冷えすぎであれば、冷却パス数をＮに設定する（ステップＳ１０８）。一方、冷却不足であれば、高流量・最高速度の場合で空冷待機時間を算出する（ステップＳ１０９）。以上のステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理により、最高速度という速度優先条件を満たしながらパス数の少ない方から最初に冷えすぎ状態になる冷却条件を満たす冷却パス数が暫定的に決定される。

ついで、暫定的に設定された冷却パス数の条件下で、まず、低流量・最高速度の場合の冷却状態を計算する（ステップＳ１２１）。この計算の結果、冷却不足であれば、低流量条件下に最適速度を計算する（ステップＳ１２２）。一方、冷えすぎであれば、冷却パス数を−１デクリメントする（ステップＳ１２３）。

そして、冷却パス数が１減らされた条件下で、高流量・最高速度の場合の冷却状態を計算する（ステップＳ１２４）。この計算の結果、冷却不足であれば、高流量条件下に最適速度を計算する（ステップＳ１２５）。一方、冷えすぎであれば、条件を低流量・最高速度に変えて冷却状態を計算する（ステップＳ１２６）。この計算の結果、冷却不足であれば、低流量条件下に最適速度を計算する（ステップＳ１２７）。また、冷えすぎであれば、冷却パス数を−１デクリメントする（ステップＳ１２８）。そして、冷却パス数が０であるか否かを判別する（ステップＳ１２９）。判別の結果、０以外であれば、高流量・最高速度の場合で空冷待機時間を算出する（ステップＳ１３０）。一方、０であれば、異常とする（ステップＳ１３１）。

これらステップＳ１２１〜Ｓ１３１の処理により、暫定的に設定された冷却パス数の修正や冷却水流量、水冷速度の修正が行われ、最終的に冷却パス数、冷却水流量、水冷速度が仮決定される。このとき、仮決定される水冷速度は、冷却条件を満たす条件下に少なくとも最低速度よりも大きい速度に最大化されている。

図２Ｂは、上記の処理により冷却パス数が４パスに仮決定された場合の圧延スケジュールを示す模式図である。すなわち、Ａ点〜Ｂ点間に冷却パス数２が割り当てられ、Ｃ点〜Ｄ点間に冷却パス数２が割り当てられた様子を示している。Ｂ点〜Ｃ点間は、圧延２パスを示している。

Ｃ．図２Ｃに示すように、Ｂ点からＣ点の区間で、上りスケジュール計算と下りスケジュール計算とを繰り返し、Ｃ点温度が収束するまで計算し、冷却パスの圧下量を求める。これにより、Ｂ点温度はＢ´点に、Ｃ点温度はＣ´点にそれぞれ変化する。このとき、当初の通常のＣＲスケジュールと荷重が等しくなるように、上りスケジュール計算で圧下量を算出する（図２Ｃ中、Ｃ´→Ｂ´方向）。圧下量は、Ｂ´点〜Ｃ´点の２回の圧延パスに従い、Δｈ１，Δｈ２ずつ減少する。

Ｄ．図２Ｄに示すように、仕上開始厚から水冷開始厚（Ａ点）の区間も、水冷開始厚の温度が収束するまで、上りスケジュール計算と下りスケジュール計算とを繰り返し、圧下量を調整する。これにより、Ａ点温度はＡ´点に変化する。

Ｅ．図２Ｅに示すように、Ａ´点とＢ´点及びＣ´点とＤ点までの温度条件を満足するように、冷却時の速度修正を行うことで、水冷条件を最終修正計算する。

以上、図２Ａ〜図２Ｅに示す例では、冷却パス数４の場合の例で説明したが、４パスを超える場合も同様の方法で圧延スケジュールが作成される。なお、冷却パス数が奇数の場合には、板厚の厚い方から冷却パスを２パスずつ割り付け、温調厚での水冷設備が正転・１パスとなるようにする。

このように、本実施の形態によれば、水冷速度を最大化させる速度優先型の圧延パススケジュールを作成するようにしたので、水冷設備を使用した冷却をパス回数が増えても能率よく実施できる圧延パススケジュールを作成することができる。例えば、最低速度・冷却パス数２の場合よりも、最高速度・冷却パス数４の場合の方がパス数は増えるが短時間で処理が済み能率がよい場合があるからである。

なお、本実施の形態では、速度優先型の圧延パススケジュールを作成する場合のみについて説明したが、この速度優先型の圧延パススケジュールの作成と並行して、従来通り、水冷設備を使用するパス数を最小化させるパス数優先型の圧延パススケジュールを作成し、作成された速度優先型の圧延パススケジュールとパス数優先型の圧延パススケジュールとを比較して能率のよい方（短時間で済む方）を選択するようにしてもよい。

１鋼板
２圧延機
３水冷設備

Claims

厚板圧延ラインにおいて圧延機の直後に設けた水冷設備を使用して鋼板を圧延しながら冷却を行う圧延パススケジュールを作成する圧延パススケジュール作成方法において、
制御圧延用のスケジュールを作成して温調厚、温調目標温度及び温調開始温度を求めた後、
前記水冷設備を使用後の鋼板温度が前記温調目標温度となるように、前記温調厚、温調開始温度の条件下に冷却条件を求めて、前記水冷設備通過速度を最大化させる速度優先型の圧延パススケジュールを作成するようにしたことを特徴とする圧延パススケジュール作成方法。
前記水冷設備を使用後の鋼板温度が前記温調目標温度となるように、前記温調厚、温調開始温度の条件下に冷却条件を求めて、前記水冷設備を使用するパス数を最小化させるパス数優先型の圧延パススケジュールを作成し、
作成された速度優先型の圧延パススケジュールとパス数優先型の圧延パススケジュールとを比較して短時間の圧延パススケジュールを選択するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の圧延パススケジュール作成方法。