JP4172552B2

JP4172552B2 - ヤード内金属製品の結露防止方法及び結露予測装置

Info

Publication number: JP4172552B2
Application number: JP30334597A
Authority: JP
Inventors: 和則今川; 繁小田桐; 茂樹山本
Original assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1997-10-20
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2017-10-20
Also published as: JPH11118226A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属コイルあるいは金属製品等への結露防止に関し、特に気象情報を用いて広いヤードの結露防止を簡単で精度良く行う方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、熱間圧延された金属コイルは、コイルヤードに一次滞貨された後に次工程に搬送されたり、次工程待ちのために長期間滞貨される。
この間、コイルヤード内で滞貨される間は空冷であるため、コイル表面温度がヤード内の露点温度と一致すると、金属コイル表面に結露が発生し錆を誘発する。そのため結露状態でそのまま出荷することができず、結露を生じるとその結露除去のため結露拭き取り作業や、スキンパスミルを通して乾燥させるためのリコイルの実施や錆びてしまったコイルの場合は連続酸洗ラインで酸洗する作業が発生し、そのため納期遅れや客先での錆びによるクレーム等の問題が生じていた。
【０００３】
結露が発生する条件としては、金属コイル表面とコイルヤード内の空気の管球温度と相対湿度によって決定される露点温度の関係において、金属コイル表面温度がコイルヤード内の空気の露点温度より低ければ結露が発生する。
この現象は冷たい金属コイルに暖かく湿った空気が触れた時に空気中の水蒸気が露点以下となり結露が発生するものである。通常の気象条件では金属コイル表面の温度は大気の温度に追従しているが、暖かく湿った空気が入り込み急激な温度変化を生じる春先や秋口には金属コイル表面と大気温度の温度差が発生しやすい。
【０００４】
このため、コイルヤード内での結露防止対策として従来一般的には、金属コイル表面と大気の温度差の発生を防止する目的で金属コイル表面へ送風機などによって換気を促進したり、金属コイル表面付近の温度を大気温度より上昇させるため熱間圧延をして時間の経過が少ない高温のホットコイルをヤード内へ搬入したり（特開平４−１０５７１３号公報参照）、除湿機の設置された部屋に金属コイルを移動したり等の対策を行っている。
また、結露発生が確実に予想される場合は金属コイルの出荷を中止し、コイルヤードを完全に閉鎖し外気の浸入を防ぐ状態に保ち結露を防いでいる。
【０００５】
たとえば、従来のヤード内金属製品の結露防止方法、及び結露予測装置としては、特開平４−１０５７１３号公報や特開平５−８７３７９号公報に示されているようなものがある。これらの先行技術はともに、温度測定センサーと露点温度計測手段からなり、金属コイル表面温度と露点温度を常時測定し、金属コイル表面温度と露点温度との差の絶対値、或いは差の変化率によって結露注意・警報を発令するもので、特に前者はヤード内のクレーントングにセンサーを設置して広範囲なヤードをカバーすることに特徴があり、後者は、２時間後の結露予測方法に特徴がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のヤード内金属製品の結露防止方法、及び結露予測装置は、前述したように金属コイルの表面温度を測定することを基本としているため、一次滞貨ヤード内で搬出入が頻繁に行われる金属コイル表面温度を測定することは中々難しく、たとえば、ホットコイルと冷却済コイルが混在しているヤードにあっては、その置き場毎に金属コイル表面温度センサーを設置する必要があり、あまり現実的ではない。更にまた、梱包等を行っている金属製品にあっては表面温度が計れないのが現状である。
また、一方予測結果の利用についても、先行技術では2〜３時間前に予測ができるが、一般的にはヤード内の金属コイルの入出荷計画は２〜3日前に立てられるため、緊急的な結露対策は可能であるが、長期計画には対応し難いという問題がある。
【０００７】
そこで本発明のうち請求項１記載の発明は、金属コイル表面温度を直接測ることなく、一般天気予報であるヤード外の外気情報を使用し、簡単にヤード内金属コイル全体の長期結露予測を可能とし、計画的な結露防止方法を提供することを目的としている。
更に、請求項２記載の発明は、請求項１の発明の目的に加え、結露予測精度を高めるための具体的な方法を提供せんとするものである。
また、請求項３記載の発明は、請求項１または２の発明の結露予測をどこでも行えるよう汎用化し広く利用されることを目的に、簡単に気象予報が取り込め、閾値を任意に調整できるようにした結露予測装置を提供せんとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、発明者等は次のような調査解析を行い、より長期的な結露予測で実用に十分耐えるヤード内金属製品の結露防止方法を見出したものである。
【０００９】
周辺地域の気象実績としては、気象デーダとして表１に示すように平均気温、最高、最低気温と相対湿度および天気概況を気象実績データとして取り寄せ解析を行った。
【００１０】
【表１】

【００１１】
先ず従来方法の確認のため、結露発生が認められた時刻のコイルヤード内での気象状況の観測実績を表２に示す。コイルヤード内での観測実績の特徴としては、いずれも平均湿度６３％以上と高く、且つコイル表面温度と露点温度の差は４．１℃以下と小さい時にいずれも結露発生している。
【００１２】
【表２】

【００１３】
一方、周辺地域の気象について、表２と同様に結露が発生した時刻の気象状況を表３に示す。
周辺地域の気象実績では、コイルヤード内とほぼ同様にいずれも平均相対湿度がサンプルＮｏ．Ａを除き７４％以上と高く、また、気象概況としては、いずれも雨、あるいは曇りであった。また、日中気温差は４．５℃以上と高く、最高気温と平均気温の差はサンプルＮｏ．Ａを除き７．９〜１１．３℃と高かった。
これは、暖かく湿った空気がヤード内に入り込み、急激な温度変化が生じたため、結露発生の条件を満たしたものと考えられる。
【００１４】
【表３】

【００１５】
尚、さらに詳しく結露発生コイルの発生程度である大小やコイル数を勘案して解析すると、表３側はサンプルＮｏ．Ａを除き平均相対湿度と最高気温−平均気温がある値以上となっているが、表２のコイル表面温度−露点温度の露点温度差のデータには今一歩規則性が認められない。
以上の様な知見から金属コイルに結露が発生する条件として、平均相対湿度と日中気温差が高いという条件の閾値をもって判断すれば精度の高い結露予測を行い得るとの知見に至ったものである。
【００１６】
請求項１記載の発明は、結露発生の予測が必要な指定日時の天気予報を対象ヤード近郊の気象情報装置から取り込み、前記指定日時天気予報の最高気温と過去の指定期間平均気温との気温差を計算し、前記指定日時天気予報の平均相対湿度と前記気温差をそれぞれの予め決められた閾値と比較し、両方とも閾値以上であれば結露発生と予測して、ヤード内のコイル周辺気温を外気より上昇させることにより金属コイルの結露を防止するものである。さらに請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の前記指定日時天気予報の平均相対湿度の閾値が７５％以上で、前記気温差の閾値が７℃以上と予め決定することで結露予測精度の向上を図ったものである。また請求項３記載の発明は、結露発生の予測が必要な指定日時の天気予報を対象ヤード近郊の気象情報装置から取り込む受信ユニットと、予め決められた前記指定日時天気予報の平均相対湿度の閾値及び前記指定日時天気予報の最高気温と過去の指定期間平均気温との気温差の閾値を設定する入力ユニットと、過去の気温実績から前記指定期間平均気温を計算し前記指定日時天気予報の最高気温との気温差を求め、前記指定日時天気予報の平均相対湿度と前記気温差をそれぞれ前記閾値と比較する演算ユニットと、該演算結果を気温昇温手段又は／及び除湿手段に伝える為の出力ユニットとにより構成したものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態について、図１および図４に基づき以下説明する。
図１は、請求項３記載の発明を説明するためのブロック図の実施例であり、図４は、請求項１および２の発明を説明するための流れ図の実施例である。
【００１８】
結露予測装置（１）の構成としては、図１に示すごとく、受信ユニット（１０）、演算ユニット（１１）、入力ユニット（１２）、出力ユニット（１３）で構成する。入力ユニット（１２）は、ヤード（４）近郊の気象情報を入力するためのものであり、電話回線にモデムを接続し入力ユニット（１２）を構成する。演算ユニット（１１）、出力ユニット（１３）は、周知のパソコンを使用し、コイル配替え指示装置（３）との接続もモデムを使用する。コイル配替え装置（３）は、この場合ヤード（４）内の金属コイルを運搬するためのクレーンと接続されており、ホットコイルの受け入れや冷却済コイルの搬出及びヤード内コイルの配替えを行うもので、ヤード内のコイル周辺気温を外気より上昇させることができる。
【００１９】
ここでの結露予測装置（１）は、上述の構成としたが、言うまでもなくモデムはインターネット、構内ＬＡＮ等であってもよく、出来ればパソコン内臓タイプのものの方がコンパクトな構成となるため好ましい。また、本発明の結露予測演算は、後述する様な簡単な処理流れで実施できるため、パソコンも特に指定する必要はなく、安価な汎用一般パソコンを利用することができる。すなわち、本発明の特徴は長期天気予報が行える気象情報装置（２）に簡単に接続でき、簡単なパソコンで結露予測ができるように構成したものである。
【００２０】
次にヤード内金属製品の結露防止方法について図４に基づき説明する。
符号１０１は、気象情報装置（２）から電話回線を使用して受信する昨日の気象実績の受信項目を示し、符号１００は、指定日時、例えば２日後の天気予報の受信項目を示している。また、符号１０２は、パソコン内に記憶される過去１ヶ月の日々の気象情報をシーケンシャル・ファイル構造で記憶する気象実績ファイルを示している。
【００２１】
図４左記載の流れ図は、１日に１回起動される処理である。ステップ１０５で気象実績を取り込む。過去の気象実績へ取り込んだ昨日の気象実績（１０１）を追加記憶するため、ステップ１１０で、気象実績ファイル（１０２）を読み込み、ステップ１１５で追加し、スッテップ１２０で追加後の情報を記憶するため気象実績ファイルへ（１０２）書き込む。
【００２２】
一方、図４右の流れ図は、任意の指定時刻に要求され結露予測演算を行う処理である。ステップ１５５で、任意の指定日、任意の指定時間帯の天気予報（１００）を気象予報取り込みする。ステップ１６０では、前記指定日時天気予報（１００）内の平均相対湿度と湿度閾値と比較演算し、湿度閾値より小さいならステップ１９５へ進み、大きいなら条件を満たすためステップ１６５へ進む。
ステップ１６５では、過去のデータを取り込むため気象実績ファイル（１０２）を読み込み、ステップ１７０で過去の指定期間を過去一ヶ月の平均気温としてその平均値を計算する。
ステップ１７５で、気温差を計算し、ステップ１８０で前記気温差と気温差閾値とを比較し、気温差閾値が大きい場合はステップ１９６へ進み、そうでない場合は結露発生があるものと予測してステップ１８５へ進む。
ステップ１８５では、パソコン画面へ指定日時天気予報（１００）及び前記気温差を表示して結露発生警報を出力する。
ステップ１９０は、別装置であるコイル配替え指示装置（３）へ結露予防のためのコイル配替えを指示出力する処理である。コイル配替え指示装置（３）の流れ図は記載していないが、たとえば、指定日時が２〜３日後であるならば、金属コイル出荷配替えを日中に指定した計画を立て外気によるヤード内除湿を可能とし、また、指定日時は８時間後の様に短い場合は、金属コイル受入配替えを行い、冷却期間の長い金属コイルの近傍にホットコイルを搬送してヤード内周囲温度の上昇を行う配替えをする。また、結露発生条件以外の環境とすればよく、その他の配替えとして冷却済コイルを除湿機のある部屋へ配替えしたりしてもよく、狭いヤードであれば除湿機によるヤード内除湿を行ってもよい。
ステップ１９５では、結露予測結果を以後の分析のため気象実績ファイル（１０２）へ書き込み記憶して終了する。
【００２３】
尚、上記の例では、昨日気象実績（１０１）も気象情報装置（２）から受信する方式を取っているが、実績はヤード内又はヤード外へセンサーを設置して計測してもよく、また、最高気温と過去指定期間の平均気温との気温差は、一日の平均気温と過去指定期間の平均気温との差としてもよく、当然ながらこの場合の気温差閾値は変わってくる。また、本実施例では、昨日気象実績（１０１）・指定日時天気予報（１００）で各種の情報項目を取り込む例としているが、少なくとも昨日気象実績（１０１）としては平均気温が必要であり、指定日時天気予報（１００）としては最高気温、平均相対湿度があれば良い。また、湿度閾値及び気温差閾値は、定数として該当ヤードの設置地域に応じて設定変更できるものである。
【００２４】
【実施例】
以下、この発明の実施例を、図２乃至図３を参照して、説明する。
この実施例は、気象庁から過去２年間の気象情報実績を取り寄せ、図４の方法で実施検証したものである。
【００２５】
図２は、１日の平均湿度が７５％以上の日の一ヶ月平均値を、プロットしたものである。黒四角は１日の気温差（最高気温−最低気温）の一ヶ月平均値、黒丸は該当日の最高気温気温差（最高気温−一ヶ月平均気温）の一ヶ月平均値を示す。この図から結露発生の多い季節である１１月〜４月で、１日の気温差の温度変化に対し、最高気温気温差の方が大きく変化していることが分かる。すなわち、好ましくは、気温差には最高気温気温差を用いることが好ましいことが理解できる。
【００２６】
次に図３は、上記と同様に過去２年間の天気予報を使用して、図４の方法で２日後の指定日時天気予報（１００）で平均相対湿度と最高気温気温差を予測シミュレーションしプロットしたものである。白丸印のうち、該当日に実際結露し結露が大であったものを黒四角印で示し、結露が小であったものを黒三角印で示している。この結果から平均相対湿度が７５％以上で、且つ当該日の最高気温気温差が７℃以上の条件であれば精度良く結露予測が可能なことを示している。なお、好ましくは、平均相対湿度が８０％以上で、且つ該当日の最高気温気温差が８℃以上であれば予測確率がさらに向上する。
【００２７】
次に従来方法と本発明の予測方法に付いて比較したものを表４に示す。
この従来方法は、ヤード内の露点温度と金属コイル表面温度の差の絶対値が４．５℃以下としたものである。従来方法では結露発生警報が２６回発生したが、本方法では１６回であり、図３からも明らかなように確実に予測できており従来方法に比べ精度も向上していることが伺える。
【００２８】
【表４】

【００２９】
【発明の効果】
この発明にかかるヤード内金属製品の結露予防方法及び結露予測装置は、以上説明した如き内容のものなので、気象予報という簡単で一般的な情報に基づき、多数滞貨されたヤード内の金属製品の結露を確実に防止できるため、結露発生時の拭き取り作業や錆び除去のための酸洗作業を必要としなくなり、これらの作業により納期遅れや、客先での錆びによるクレーム等を解消できるという効果を有する。
【００３０】
以上説明したように、この発明のうち請求項1記載の発明は、２〜３日後の一般的な天気予報を使用して早めに結露予測ができるため、金属製品結露防止を加味した出荷計画を立てることができるという効果があり、さらに請求項２記載の発明は、前記予測精度の向上が図れるという効果がある。
また、請求項３記載の発明では、簡単でコンパクトな構成で汎用化しているため、ホットコイルヤードに限らず、一般金属製品の滞貨ヤードにあっても広く利用できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明である結露予測装置のブロック構成図である。
【図２】過去２年間の平均相対湿度７５％以上の周辺地域気象実績の説明図である。
【図３】本発明による結露予測結果を説明する平均相対湿度と気温差の説明図である。
【図４】本発明を説明するための流れ図である。
【符号の説明】
１結露予測装置
２気象情報装置
３コイル配替え指示装置
４ヤード
１０受信ユニット
１１演算ユニット
１２入力ユニット
１３出力ユニット
１００指定日時天気予報
１０１昨日気象実績
１０２気象実績ファイル

Claims

結露発生の予測が必要な指定日時の天気予報（１００）を対象ヤード（４）近郊の気象情報装置（２）から取り込み、前記指定日時天気予報（１００）の最高気温と過去の指定期間平均気温との気温差を計算し、前記指定日時天気予報（１００）の平均相対湿度と前記気温差をそれぞれの予め決められた閾値と比較し、両方とも閾値以上であれば結露発生と予測して、ヤード（４）内のコイル周辺気温を外気より上昇させることを特徴とするヤード内金属製品の結露防止方法。
前記指定日時天気予報（１００）の平均相対湿度の閾値が７５％以上で、前記気温差の閾値が７℃以上であることを特徴とする請求項１記載のヤード内金属製品の結露防止方法。
結露発生の予測が必要な指定日時の天気予報（１００）を対象ヤード（４）近郊の気象情報装置（２）から取り込む受信ユニット（１０）と、予め決められた前記指定日時天気予報（１００）の平均相対湿度の閾値及び前記指定日時天気予報（１００）の最高気温と過去の指定期間平均気温との気温差の閾値を設定する入力ユニット（１２）と、過去の気温実績から前記指定期間平均気温を計算し前記指定日時天気予報（１００）の最高気温との気温差を求め、前記指定日時天気予報（１００）の平均相対湿度と前記気温差をそれぞれ前記閾値と比較する演算ユニット（１１）と、該演算結果を気温昇温手段又は／及び除湿手段に伝えるための出力ユニット（１３）とからなる結露予測装置。