JP2023529283A - 熱間ストリップ圧延ライン内における熱間成形の際に、鋼ストリップの温度を、開ループ制御または閉ループ制御するための方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、熱間ストリップ圧延ライン内における熱間成形の際に、鋼ストリップの温度を、開ループ制御または閉ループ制御するための方法に関する。上位の開ループ制御または閉ループ制御は、プロセスモデルを有しており、このプロセスモデルが、熱間ストリップの温度展開を予め決定する。予め決定されたこの温度展開を基礎として、個々の機構ユニットの目標値は適合される。
Description
本発明は、熱間ストリップ圧延ライン内における熱間成形の際に、鋼ストリップの温度を、開ループ制御または閉ループ制御するための方法に関する。
鋼ストリップの熱間成形は、通常、熱間ストリップ圧延ライン内において行われる。この熱間ストリップ圧延ラインは、異なる個々の機構ユニット、例えば、炉、圧延スタンド、駆動部、鋼ストリップの巻き出し装置および巻き取り装置、または、冷却区間から成っている。
この様式の機構ユニットの開ループ制御もしくは閉ループ制御のために、多数の異なる装置または方法が公知である。これら開ループ制御もしくは閉ループ制御は、基本的に、目標値－現在値比較、および、目標値の維持のための相応する補正処置の導出を基礎としている。その際、維持されるべき目標値は、経験知識及び／または先行するプロセス分析を基礎として規定される。
更に、通常、先立って、鋼ストリップの製品特性と機構ユニットの調節されるべき目標値との間の関連が形成される。通常、鋼ストリップの製造の際に、極めて異なった目標値と達成しようとされるべき製品特性との間の複合的な関連が与えられている。
この様式の機構ユニットの開ループ制御もしくは閉ループ制御のために、多数の異なる装置または方法が公知である。これら開ループ制御もしくは閉ループ制御は、基本的に、目標値－現在値比較、および、目標値の維持のための相応する補正処置の導出を基礎としている。その際、維持されるべき目標値は、経験知識及び／または先行するプロセス分析を基礎として規定される。
更に、通常、先立って、鋼ストリップの製品特性と機構ユニットの調節されるべき目標値との間の関連が形成される。通常、鋼ストリップの製造の際に、極めて異なった目標値と達成しようとされるべき製品特性との間の複合的な関連が与えられている。
設備技術の増大するデジタル化によって、所望される製品特性を誘起する適当な目標値の展開のために、機構ユニットに関連付けられたプロセスモデルが使用される。データの状態、関連の複雑性、及び／または、手間暇に依存して、この目的のために、例えば、統計的なモデル、分析的なモデル、または、ニューロンのネットワークが、これら機構ユニットに関連付けられたプロセスモデルのために使用される。
複数の機構ユニットを有する熱間ストリップ圧延ラインのためのこの様式の制御コンセプトにおいて、異なる機構ユニットを介しての目標値プリセット、または、実際値の変化の際の相互作用が、機構ユニットに関連付けられたプロセスモデル、及び／または、機構ユニットの開ループ制御装置もしくは閉ループ制御装置によってマッピング（ａｂｇｅｂｉｌｄｅｔ）されないことは欠点である。
特に、材料品質等級に対する高い要求を有する鋼ストリップの製造の際に、時間、温度、組織成長の複雑な相互作用、および、これらによるほぼ静力学的な個別機構ユニット制御は、困難に最適化され得る。
特に、材料品質等級に対する高い要求を有する鋼ストリップの製造の際に、時間、温度、組織成長の複雑な相互作用、および、これらによるほぼ静力学的な個別機構ユニット制御は、困難に最適化され得る。
更に、熱間ストリップ圧延ラインの個別機構ユニットの開ループ制御装置もしくは閉ループ制御装置は、個別機構ユニットのプロセスガイドの最適化が、常に、必ずしも全ての製造プロセスの最適化を誘起しない、という趣旨で欠点である。特に、例えば連続鋳造設備を有する組み合わせられた設備内において、より動力学的なプロセスガイドによって、エネルギーコストおよび製造コストは節約され得る。
本発明の課題は、熱間ストリップ圧延ラインの公知の開ループ制御装置もしくは閉ループ制御装置を、設備支配的に、個別機構ユニットのための目標値プリセットが、例えば鋼ストリップの製品特性を考慮して最適化される、という趣旨で、更に発展させることである。
この課題は、請求項１の特徴を有する方法によって解決される。
熱間ストリップ圧延ラインに割り当てられたデータ処理システム上で、上位のプロセスモデルは、時間、速度、温度、冷却レート、及び／または、加熱レートを有する、目標値及び／または実際値を、前記機構ユニットの少なくとも２つの閉ループ制御装置または開ループ制御装置と、オンラインで記憶及び／またはやり取りする。
前記上位のプロセスモデルは、やり取りされた目標値及び／または実際値及び／または記憶された値を基礎として、および、例えば炉の温度モデル、冷却区間の温度モデルまたは熱間ストリップ圧延ライン内における成形のモデルのような下位のプロセスモデルを用いて、前記鋼ストリップの前記温度を、前記熱間ストリップの巻き取りの前の少なくとも１つの点のためにオンラインで予め決定する。
前記上位のプロセスモデルは、この点における目標値プリセットからの予め決定された前記温度の偏差の際に、前記機構ユニットの新しい目標値プリセットを検出し、前記鋼ストリップの前記温度のための前記目標プリセットを維持するために、この目標値プリセットを、前記機構ユニットの閉ループ制御装置または開ループ制御装置に引き渡す。
前記新しい目標値プリセットの前記検出は、少なくとも１つの下位のプロセスモデルを含む最適化アルゴリズムを用いて行われる。
熱間ストリップ圧延ラインに割り当てられたデータ処理システム上で、上位のプロセスモデルは、時間、速度、温度、冷却レート、及び／または、加熱レートを有する、目標値及び／または実際値を、前記機構ユニットの少なくとも２つの閉ループ制御装置または開ループ制御装置と、オンラインで記憶及び／またはやり取りする。
前記上位のプロセスモデルは、やり取りされた目標値及び／または実際値及び／または記憶された値を基礎として、および、例えば炉の温度モデル、冷却区間の温度モデルまたは熱間ストリップ圧延ライン内における成形のモデルのような下位のプロセスモデルを用いて、前記鋼ストリップの前記温度を、前記熱間ストリップの巻き取りの前の少なくとも１つの点のためにオンラインで予め決定する。
前記上位のプロセスモデルは、この点における目標値プリセットからの予め決定された前記温度の偏差の際に、前記機構ユニットの新しい目標値プリセットを検出し、前記鋼ストリップの前記温度のための前記目標プリセットを維持するために、この目標値プリセットを、前記機構ユニットの閉ループ制御装置または開ループ制御装置に引き渡す。
前記新しい目標値プリセットの前記検出は、少なくとも１つの下位のプロセスモデルを含む最適化アルゴリズムを用いて行われる。
上位のプロセスモデルは、機構ユニットの目標値及び／または実際値を基礎として、鋼ストリップの現在の生産状態をマッピングする。
例えば、均質化炉のためのエネルギー収支バランスおよび物質収支バランス、または、鋼ストリップのこの鋼ストリップの組織成長のための統計的なモデルのような、適当なプロセスモデルによって、上位のプロセスモデルは、将来における例えば巻き取りの前の温度経過の展開（Ｅｎｔｗｉｃｋｌｕｎｇ）を決定する。このことによって、この個別機構ユニットのための目標値プリセットと、可能な偏差との間の相違は、早期に認識可能である。
上位の最適化モデル内において進行する最適化アルゴリズムは、目標値プリセットを、巻き取りの前の熱間ストリップの目標値プリセットが、先立って確定された最適化の目標の考慮のもとで達成される、という趣旨で最適化可能である。
先立って確定された最適化の目標が、例えば、生産目標、特にエネルギー量、生産量または品質目標、であることは可能である。
例えば、均質化炉のためのエネルギー収支バランスおよび物質収支バランス、または、鋼ストリップのこの鋼ストリップの組織成長のための統計的なモデルのような、適当なプロセスモデルによって、上位のプロセスモデルは、将来における例えば巻き取りの前の温度経過の展開（Ｅｎｔｗｉｃｋｌｕｎｇ）を決定する。このことによって、この個別機構ユニットのための目標値プリセットと、可能な偏差との間の相違は、早期に認識可能である。
上位の最適化モデル内において進行する最適化アルゴリズムは、目標値プリセットを、巻き取りの前の熱間ストリップの目標値プリセットが、先立って確定された最適化の目標の考慮のもとで達成される、という趣旨で最適化可能である。
先立って確定された最適化の目標が、例えば、生産目標、特にエネルギー量、生産量または品質目標、であることは可能である。
この方法の有利な特徴は、請求項２から１４までの特徴内において具現されている。
請求項２に従い、前記粗製品が、鋳造機械からの、ｄＢ≧１ｍｍからｄＢ≦３００ｍｍまでの、有利にはｄＢ≧５０ｍｍからｄＢ≦１６０ｍｍまでの厚さを有するスラブであること；および、
前記上位のプロセスモデルが、
前記スラブの、有利にはｖＧ≧４ｍ／ｍｉｎとｖＧ≦６ｍ／ｍｉｎとの間、更に有利にはｖＧ≧５ｍ／ｍｉｎとｖＧ≦６ｍ／ｍｉｎとの間の鋳造速度と、有利にはＴＧＥ≧８００℃の鋳造機械走出温度とを、目標プリセットの決定の際に考慮することは有利である。
請求項２に従い、前記粗製品が、鋳造機械からの、ｄＢ≧１ｍｍからｄＢ≦３００ｍｍまでの、有利にはｄＢ≧５０ｍｍからｄＢ≦１６０ｍｍまでの厚さを有するスラブであること；および、
前記上位のプロセスモデルが、
前記スラブの、有利にはｖＧ≧４ｍ／ｍｉｎとｖＧ≦６ｍ／ｍｉｎとの間、更に有利にはｖＧ≧５ｍ／ｍｉｎとｖＧ≦６ｍ／ｍｉｎとの間の鋳造速度と、有利にはＴＧＥ≧８００℃の鋳造機械走出温度とを、目標プリセットの決定の際に考慮することは有利である。
有利には、請求項３に従い、前記最適化の目標は、前記エネルギー消費量、前記生産量、前記プロセス信頼性、製品特性、生産コスト、及び／または、設備摩耗を含み、これら目標が、鋼製造領域内における有利な案内量である。
更に、請求項４に従い、下位のプロセスモデルが、前記熱間ストリップ圧延ライン内における前記鋼ストリップの組織成長を、少なくとも１つの点のために、有利には前記熱間ストリップの巻き取りの前に決定する場合、有利である。
最適化された温度管理と並んで、この最適化された温度管理から結果として生じる組織成長は、鋼ストリップの更に別の材料特性及び／または加工のために重要である。プロセス経過内における、組織成長のより正確な開ループ制御もしくは閉ループ制御は、早期に偏差に対して応動すること、および、粗悪品量及び／または後処理を低減することを可能にする。
最適化された温度管理と並んで、この最適化された温度管理から結果として生じる組織成長は、鋼ストリップの更に別の材料特性及び／または加工のために重要である。プロセス経過内における、組織成長のより正確な開ループ制御もしくは閉ループ制御は、早期に偏差に対して応動すること、および、粗悪品量及び／または後処理を低減することを可能にする。
前記熱間成形の際に、請求項５に従い、模範的に、粗圧延スタンドと仕上げ圧延スタンドとが使用される。
粗圧延スタンドおよび仕上げ圧延スタンドへの熱間成形の分割によって、有利な温度分布および温度順序が調節され得、且つ、これら温度分布および温度順序が、同様に測定点および調節点のより多い数によっても、より良好にマッピングされ得る。このことによって、上位のプロセスモデルは、より良好に、偏差に対して応動可能である。
更に、このことによって、熱間圧延の目標値プリセットへの介入のための複数の可能性が与えられている。
粗圧延スタンドおよび仕上げ圧延スタンドへの熱間成形の分割によって、有利な温度分布および温度順序が調節され得、且つ、これら温度分布および温度順序が、同様に測定点および調節点のより多い数によっても、より良好にマッピングされ得る。このことによって、上位のプロセスモデルは、より良好に、偏差に対して応動可能である。
更に、このことによって、熱間圧延の目標値プリセットへの介入のための複数の可能性が与えられている。
請求項６および７に従い、前記仕上げ圧延スタンド内への前記走入温度の前記目標値のために、
ＴＦＳ≧８５０℃からＴＦＳ≦１０５０℃まで、有利にはＴＦＳ≧９００℃からＴＦＳ≦１０００℃まで、更に有利にはＴＦＳ≧９００℃からＴＦＳ≦９５０℃までの温度目標値が、前記上位のプロセスモデルによって予め与えられることは有利である。
更に、前記仕上げ圧延スタンドからの前記走出温度の前記目標値のために、
ＴＦＳ≧７５０℃からＴＦＳ≦９５０℃まで内、有利には、ＴＦＳ≧７５０℃からＴＦＳ≦９００℃まで内、更に有利には、ＴＦＳ≧８００℃からＴＦＳ≦８５０℃まで内の温度目標値が、前記上位のプロセスモデルによって予め与えられる場合、有利である。
ＴＦＳ≧８５０℃からＴＦＳ≦１０５０℃まで、有利にはＴＦＳ≧９００℃からＴＦＳ≦１０００℃まで、更に有利にはＴＦＳ≧９００℃からＴＦＳ≦９５０℃までの温度目標値が、前記上位のプロセスモデルによって予め与えられることは有利である。
更に、前記仕上げ圧延スタンドからの前記走出温度の前記目標値のために、
ＴＦＳ≧７５０℃からＴＦＳ≦９５０℃まで内、有利には、ＴＦＳ≧７５０℃からＴＦＳ≦９００℃まで内、更に有利には、ＴＦＳ≧８００℃からＴＦＳ≦８５０℃まで内の温度目標値が、前記上位のプロセスモデルによって予め与えられる場合、有利である。
前記仕上げ圧延スタンド内への前記走入速度の前記目標値のために、請求項８に従い、有利には、ｖＦ≧０．４ｍ／ｓからｖＦ≦１ｍ／ｓまでの速度目標値が、前記上位のプロセスモデルによって予め与えられる。
請求項９および１０に従い、 前記粗圧延スタンド内への前記走入温度の前記目標値のために、
ＴＶＳ≧１０００℃からＴＶＳ≦１１５０℃までの温度目標値が、前記上位のプロセスモデルによって予め与えられる。
前記粗圧延スタンドからの前記走出温度のための前記目標値は、前記上位のプロセスモデルによって、ＴＶＥ≧９５０℃からＴＶＥ≦１１００℃までの温度範囲内において予め与えられる。
ＴＶＳ≧１０００℃からＴＶＳ≦１１５０℃までの温度目標値が、前記上位のプロセスモデルによって予め与えられる。
前記粗圧延スタンドからの前記走出温度のための前記目標値は、前記上位のプロセスモデルによって、ＴＶＥ≧９５０℃からＴＶＥ≦１１００℃までの温度範囲内において予め与えられる。
模範的に、請求項１１および１２に従い、前記仕上げ圧延スタンド内への前記走入厚さの前記目標値のために、
ｄＦＳ≧２０ｍｍからｄＦＳ≦７０ｍｍまでの目標値が、前記上位のプロセスモデルによって予め与えられる。
前記巻き取り機温度の前記目標値は、有利には、前記上位のプロセスモデルによって、
ＴＨ≧３０℃からＴＨ≦７５０℃まで、更に有利にはＴＨ≧４５０℃からＴＨ≦５５０℃までの範囲内において予め与えられる。
ｄＦＳ≧２０ｍｍからｄＦＳ≦７０ｍｍまでの目標値が、前記上位のプロセスモデルによって予め与えられる。
前記巻き取り機温度の前記目標値は、有利には、前記上位のプロセスモデルによって、
ＴＨ≧３０℃からＴＨ≦７５０℃まで、更に有利にはＴＨ≧４５０℃からＴＨ≦５５０℃までの範囲内において予め与えられる。
請求項１３に従い、前記鋼ストリップ内において、
前記合金元素Ｃが、０．０３重量％から０．１５重量％までの含有量に、及び／または、マンガンが、０．５０重量％から２．００重量％までの含有量に制限されている場合、有利である。
前記合金元素Ｃが、０．０３重量％から０．１５重量％までの含有量に、及び／または、マンガンが、０．５０重量％から２．００重量％までの含有量に制限されている場合、有利である。
請求項１４に従い、最適化された前記目標値プリセットが、同じ生産目標、特に機械的な前記特性を有する後続の熱間ストリップの製造のために使用される場合、有利である。
このことによって、それらプロセス経過が相応する目標値プリセットによって記述されている、既に存在する最適化された該プロセス経過は、同じ材料または鋼ストリップタイプの更なる生産に適用され得る。このことは、最適化時間を節約し、且つ、緩慢に進行する設備変更に対して先立って応動することを可能にする。
このことによって、それらプロセス経過が相応する目標値プリセットによって記述されている、既に存在する最適化された該プロセス経過は、同じ材料または鋼ストリップタイプの更なる生産に適用され得る。このことは、最適化時間を節約し、且つ、緩慢に進行する設備変更に対して先立って応動することを可能にする。
有利には、請求項１５に従い、前記熱間ストリップ圧延ラインに割り当てられたデータ処理システム上で、上位のプロセスモデルが、時間、速度、温度、冷却レート、及び／または、加熱レートを有する、目標値及び／または実際値を、前記機構ユニットの少なくとも２つの閉ループ制御装置または開ループ制御装置と、オンラインでやり取り可能及び／または記憶可能である。
前記上位のプロセスモデルは、やり取りされた目標値及び／または実際値及び／または記憶された値を基礎として、および、下位のプロセスモデルを用いて、前記鋼ストリップの前記温度を、前記熱間ストリップの巻き取りの前の少なくとも１つの点のためにオンラインで予め決定し、および、この点における目標値プリセットからの予め決定された前記温度の偏差の際に、それぞれの前記機構ユニットの新しい目標値プリセットを検出する。
前記鋼ストリップの前記温度のための前記目標プリセットを維持するために、この新しい目標値プリセットは、それぞれの前記機構ユニットの閉ループ制御装置または開ループ制御装置に引き渡される。
その際、前記新しい目標値プリセットの前記検出が、少なくとも１つの下位のプロセスモデルを含む最適化アルゴリズムを用いて行われる。
前記上位のプロセスモデルは、やり取りされた目標値及び／または実際値及び／または記憶された値を基礎として、および、下位のプロセスモデルを用いて、前記鋼ストリップの前記温度を、前記熱間ストリップの巻き取りの前の少なくとも１つの点のためにオンラインで予め決定し、および、この点における目標値プリセットからの予め決定された前記温度の偏差の際に、それぞれの前記機構ユニットの新しい目標値プリセットを検出する。
前記鋼ストリップの前記温度のための前記目標プリセットを維持するために、この新しい目標値プリセットは、それぞれの前記機構ユニットの閉ループ制御装置または開ループ制御装置に引き渡される。
その際、前記新しい目標値プリセットの前記検出が、少なくとも１つの下位のプロセスモデルを含む最適化アルゴリズムを用いて行われる。
本発明に従う方法を、以下で、実施例に形態での上記の図との関連のもとで、詳細に説明する。全ての図内において、同じ技術的な要素は、同じ参照符号でもって示されている。
この明細書に、以下の３つの図が添付されている：
図１は、熱間ストリップの製造のための熱間ストリップ圧延ラインの可能な設備概要図を示しており、この設備概要図において、本発明に従う方法が使用される。
この熱間ストリップ圧延ラインは、鋳造設備１と、２つのせん断機２、１０と、２つの炉３、６と、２つの粗圧延スタンド４と、移送可能冷却装置５と、誘導加熱装置７と、３つの仕上げ圧延スタンド８と、冷却区間９と、および、熱間ストリップの巻き取りのための巻き取り機１１とから成っている。
上位のデータ処理システム１２は、統合された温度モデルと組織モデルとを有している。
目標値と実際値とは、異なる設備、もしくは、割り当てられた閉ループ制御装置、開ループ制御装置、及び／または、測定装置とやり取りされ、且つ、例えばデータベースの形態で記憶される。
この熱間ストリップ圧延ラインは、鋳造設備１と、２つのせん断機２、１０と、２つの炉３、６と、２つの粗圧延スタンド４と、移送可能冷却装置５と、誘導加熱装置７と、３つの仕上げ圧延スタンド８と、冷却区間９と、および、熱間ストリップの巻き取りのための巻き取り機１１とから成っている。
上位のデータ処理システム１２は、統合された温度モデルと組織モデルとを有している。
目標値と実際値とは、異なる設備、もしくは、割り当てられた閉ループ制御装置、開ループ制御装置、及び／または、測定装置とやり取りされ、且つ、例えばデータベースの形態で記憶される。
図２は、例示的なネットワーキングを有するフローチャートを図示している。２つの機構ユニット、もしくは、それぞれのプロセスモデルを有する２つの機構ユニットの閉ループ制御装置を図示している。
上位のデータ処理システムＩは、目標値を、熱間ストリップ圧延ラインの上位のプロセスモデルＩＩに引き渡す。これら目標値、例えば強度から、上位のプロセスモデルＩＩは、例えばそれぞれに最小と最大温度とを有する温度経過の複数の目標値または目標値範囲を検出し、これら複数の目標値または目標値範囲が、下位のプロセスモデルＩＩＩａ、ｂに引き渡される。
これら下位のプロセスモデルＩＩＩａ、ｂは、このことから、それぞれの機構ユニットのための特有の目標値を導き出す。例えば、割り当てられた時点を有する予め与えられた温度曲線から、炉３内における燃焼器開ループ制御のための目標プリセット、または、冷却区間９内における水量の開ループ制御のための目標プリセットが導き出される。
これら目標プリセットは、それぞれの機構ユニットの相応する閉ループ制御装置に転送される。
上位のデータ処理システムＩは、目標値を、熱間ストリップ圧延ラインの上位のプロセスモデルＩＩに引き渡す。これら目標値、例えば強度から、上位のプロセスモデルＩＩは、例えばそれぞれに最小と最大温度とを有する温度経過の複数の目標値または目標値範囲を検出し、これら複数の目標値または目標値範囲が、下位のプロセスモデルＩＩＩａ、ｂに引き渡される。
これら下位のプロセスモデルＩＩＩａ、ｂは、このことから、それぞれの機構ユニットのための特有の目標値を導き出す。例えば、割り当てられた時点を有する予め与えられた温度曲線から、炉３内における燃焼器開ループ制御のための目標プリセット、または、冷却区間９内における水量の開ループ制御のための目標プリセットが導き出される。
これら目標プリセットは、それぞれの機構ユニットの相応する閉ループ制御装置に転送される。
機構ユニット内におけるこれら値が到達されない場合、下位のプロセスモデルＩＩＩａ、ｂは、目標プリセットを適合可能である。同様に、ここで、同様に自己学習的なアルゴリズム用いての下位のプロセスモデルＩＩＩａ、ｂの自動的な最適化も行われ得る。
目標－実際量が、上位のプロセスモデルＩＩの目標値プリセットＶから逸脱する場合、上位のレベルＩＩで目標値が新たに計算され、且つ、場合によっては適合される。
目標－実際量が、上位のプロセスモデルＩＩの目標値プリセットＶから逸脱する場合、上位のレベルＩＩで目標値が新たに計算され、且つ、場合によっては適合される。
図３は、目標温度経過Ｂと、測定された並びに予め計算された温度経過Ａとを有するグラフを示している。目標温度経過Ｂは、鋳造設備１の終端でもって開始し、且つ、巻き取り機１１に至るまでの経過を描く。実際値は、鋳造設備１の終端から、粗圧延スタンド４に至るまで誇張されている。その際、測定された温度は、目標温度の上方にある。
上位のプロセスモデルＩＩは、この点から、熱間ストリップ圧延ライン内における異なる位置における温度を予め計算する。温度偏差を修正するために、この温度曲線を基礎として、異なる位置において、異なる目標値が新たに予め与えられ得る。その際、最良な適合手法を決定するために、異なるプロセスモデル、材料モデル、もしくは、組織モデル、及び／または、最適化アルゴリズムが使用され得る。
上位のプロセスモデルＩＩは、この点から、熱間ストリップ圧延ライン内における異なる位置における温度を予め計算する。温度偏差を修正するために、この温度曲線を基礎として、異なる位置において、異なる目標値が新たに予め与えられ得る。その際、最良な適合手法を決定するために、異なるプロセスモデル、材料モデル、もしくは、組織モデル、及び／または、最適化アルゴリズムが使用され得る。
１ 鋳造設備
２ せん断機
３ 炉
４ 粗圧延スタンド
５ 移送可能冷却装置
６ 炉
７ 誘導加熱装置
８ 仕上げ圧延スタンド
９ 冷却区間
１０ せん断機
１１ 巻き取り機
１２ 温度モデルおよび組織モデル
Ｉ データ処理システム
ＩＩ 上位のプロセスモデル
ＩＩＩａ、ｂ 下位のプロセスモデル
ＩＶａ、ｂ 機構ユニットの閉ループ制御
Ｖ 目標値プリセット
Ａ 実際値曲線、もしくは、予め計算された経過
Ａ４ 粗圧延スタンドの実際温度
Ｂ 目標値曲線
２ せん断機
３ 炉
４ 粗圧延スタンド
５ 移送可能冷却装置
６ 炉
７ 誘導加熱装置
８ 仕上げ圧延スタンド
９ 冷却区間
１０ せん断機
１１ 巻き取り機
１２ 温度モデルおよび組織モデル
Ｉ データ処理システム
ＩＩ 上位のプロセスモデル
ＩＩＩａ、ｂ 下位のプロセスモデル
ＩＶａ、ｂ 機構ユニットの閉ループ制御
Ｖ 目標値プリセット
Ａ 実際値曲線、もしくは、予め計算された経過
Ａ４ 粗圧延スタンドの実際温度
Ｂ 目標値曲線
Claims (15)
- ｄｖ≧１ｍｍとｄｖ≦３００ｍｍとの間の厚さを有する粗製品から、
熱間ストリップ圧延ライン内において、ＴＨ≧３０℃からＴＨ≦７５０℃まで、特にＴＨ≧４００℃からＴＨ≦７５０℃までの目標巻き取り機温度と、ｄＷＢ≦２５ｍｍの熱間ストリップ厚さと、ｂＷＢ≧９００ｍｍとｂＷＢ≦２１００ｍｍとの間の熱間ストリップ幅とを有する熱間ストリップへの熱間成形の際に、
重量％において、
最小 最大
Ｃ ０ １
Ｍｎ ０ ２．５
の合金元素を有する鋼ストリップの温度を、開ループ制御または閉ループ制御するための方法であって、
前記熱間ストリップ圧延ラインが、
前記粗製品の加熱及び／または温度均一化のための少なくとも１つの炉と、
前記粗製品の熱間圧延のための少なくとも１つの圧延スタンドと、
成形の後の前記熱間ストリップの合目的な冷却のための冷却区間と、並びに、
コイルへの前記熱間ストリップの巻き取りのための巻き取り機とを有しており、
その際、それぞれの個々の機構ユニットが、固有の閉ループ制御装置または開ループ制御装置を、予め与えられた目標値のために有している前記方法において、
－ 熱間ストリップ圧延ラインに割り当てられたデータ処理システム上で、上位のプロセスモデルが、時間、速度、温度、冷却レート、及び／または、加熱レートを有する、目標値及び／または実際値を、前記機構ユニットの少なくとも２つの閉ループ制御装置または開ループ制御装置と、オンラインでやり取り及び／または記憶し；
－ 前記上位のプロセスモデルが、やり取りされた目標値及び／または実際値及び／または記憶された値を基礎として、および、下位のプロセスモデルを用いて、前記鋼ストリップの前記温度を、前記熱間ストリップの巻き取りの前の少なくとも１つの点のためにオンラインで予め決定し；および、
－ 前記上位のプロセスモデルが、この点における目標値プリセットからの予め決定された前記温度の偏差の際に、前記機構ユニットの新しい目標値プリセットを検出し、並びに、前記鋼ストリップの前記温度のための前記目標プリセットを維持するために、前記機構ユニットの閉ループ制御装置または開ループ制御装置に引き渡し；および、
－ 前記新しい目標値プリセットの前記検出が、少なくとも１つの下位のプロセスモデルを含む最適化アルゴリズムを用いて行われる、
ことを特徴とする方法。 - － 前記粗製品は、鋳造機械からの、ｄＢ≧５０ｍｍからｄＢ≦１６０ｍｍまでの厚さを有するスラブであり；および、
－ 前記上位のプロセスモデルが、
前記スラブの、有利にはｖＧ≧４ｍ／ｍｉｎとｖＧ≦６ｍ／ｍｉｎとの間、更に有利にはｖＧ≧５ｍ／ｍｉｎとｖＧ≦６ｍ／ｍｉｎとの間の鋳造速度と、有利にはＴＧＥ≧８００℃の鋳造機械走出温度とを、目標プリセットの決定の際に考慮すること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記最適化の目標は、前記エネルギー消費量、前記生産量、前記プロセス信頼性、製品特性、生産コスト、及び／または、設備摩耗を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
- 下位のプロセスモデルは、前記熱間ストリップ圧延ライン内における前記鋼ストリップの組織成長を、少なくとも１つの点のために、有利には前記熱間ストリップの巻き取りの前に決定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の方法。
- 前記熱間成形の際に、粗圧延スタンドと仕上げ圧延スタンドとが使用されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の方法。
- 前記仕上げ圧延スタンド内への前記走入温度の前記目標値のために、
ＴＦＳ＝８５０℃からＴＦＳ＝１０５０℃まで、有利にはＴＦＳ＝９００℃からＴＦＳ＝１０００℃まで、更に有利にはＴＦＳ＝９００℃からＴＦＳ＝９５０℃までの温度目標値が、前記上位のプロセスモデルによって予め与えられることを特徴とする請求項５に記載の方法。 - 前記仕上げ圧延スタンドからの前記走出温度の前記目標値のために、
ＴＦＳ≧７５０℃からＴＦＳ≦９５０℃まで内、有利には、ＴＦＳ≧７５０℃からＴＦＳ≦９００℃まで内、更に有利には、ＴＦＳ≧８００℃からＴＦＳ≦８５０℃まで内の温度目標値が、前記上位のプロセスモデルによって予め与えられる
ことを特徴とする請求項５から６のいずれか一つに記載の方法。 - 前記仕上げ圧延スタンド内への前記走入速度の前記目標値のために、
ｖＦ≧０．４ｍ／ｓからｖＦ≦１ｍ／ｓまでの速度目標値が、前記上位のプロセスモデルによって予め与えられることを特徴とする請求項５から７のいずれか一つに記載の方法。 - 前記粗圧延スタンド内への前記走入温度の前記目標値のために、
ＴＶＳ≧１０００℃からＴＶＳ≦１１５０℃までの温度目標値が、前記上位のプロセスモデルによって予め与えられることを特徴とする請求項５から８のいずれか一つに記載の方法。 - 前記粗圧延スタンドからの前記走出温度の前記目標値のために、
ＴＶＥ≧９５０℃からＴＶＥ≦１１００℃までの温度目標値が、前記上位のプロセスモデルによって予め与えられることを特徴とする請求項５から９のいずれか一つに記載の方法。 - 前記仕上げ圧延スタンド内への前記走入厚さの前記目標値のために、
ｄＦＳ≧２０ｍｍからｄＦＳ≦７０ｍｍまで内の目標値が、前記上位のプロセスモデルによって予め与えられることを特徴とする請求項５から１０のいずれか一つに記載の方法。 - 前記巻き取り機温度の前記目標値のために、
ＴＨ≧３０℃からＴＨ≦７５０℃まで、有利にはＴＨ≧４５０℃からＴＨ≦５５０℃までの目標値が、前記上位のプロセスモデルによって予め与えられることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一つに記載の方法。 - 前記鋼ストリップ内において、
前記合金元素Ｃは、０．０３重量％から０．１５重量％までの含有量に、及び／または、Ｍｎが、０．５０重量％から２．００重量％までの含有量に制限されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一つに記載の方法。 - 最適化された前記目標値プリセットは、同じ生産目標、特に機械的な前記特性を有する、後続の熱間ストリップの製造のために使用されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一つに記載の方法。
- 請求項１から１４のいずれか一つによる、鋼ストリップの前記温度を前記開ループ制御または閉ループ制御するための装置において、
－ 前記熱間ストリップ圧延ラインに割り当てられたデータ処理システム上で、上位のプロセスモデルが、時間、速度、温度、冷却レート、及び／または、加熱レートを有する、目標値及び／または実際値を、前記機構ユニットの少なくとも２つの開ループ制御装置または閉ループ制御装置と、オンラインでやり取り可能及び／または記憶可能であり；
－ 前記上位のプロセスモデルが、やり取りされた目標値及び／または実際値及び／または記憶された値を基礎として、および、下位のプロセスモデルを用いて、前記鋼ストリップの前記温度を、前記熱間ストリップの巻き取りの前の少なくとも１つの点のためにオンラインで予め決定可能であり；および、
－ 前記上位のプロセスモデルが、この点における目標値プリセットからの予め決定された前記温度の偏差の際に、それぞれの前記機構ユニットの新しい目標値プリセットを検出し、並びに、前記鋼ストリップの前記温度のための前記目標プリセットを維持するために、それぞれの前記機構ユニットの閉ループ制御装置または開ループ制御装置に引き渡し；および、
－ 前記新しい目標値プリセットの前記検出が、少なくとも１つの下位のプロセスモデルを含む最適化アルゴリズムを用いて行われる、
ことを特徴とする装置。
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