JP4744776B2

JP4744776B2 - 熱間圧延プラントにおける抽出ピッチ制御方法

Info

Publication number: JP4744776B2
Application number: JP2002348203A
Authority: JP
Inventors: 了倉本
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: JP2004183007A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄鋼、非鉄鋼等の熱間圧延プラントにおける抽出ピッチ制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延プラントにおいて、加熱炉からの抽出ピッチは、設備の能力を最大に使用することをベースに加熱炉に装入された圧延材の焼上げピッチと圧延ライン側の制約による最小ピッチの大きい方のピッチを通常使用して決めている。
【０００３】
または、加熱炉に装入される上流からのピッチと加熱炉の焼き上げ能力と圧延側の圧延製造能力から決まる抽出ピッチをもとに、エネルギーコストを最小にするピッチを抽出ピッチとするやり方もある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２６３５５４８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、今まで、熱間圧延プラント全体を消費する電力量から見て、ピッチを修正することは上記「設備の能力を最大に使用することをベースに」している為、通常行っていない。
【０００６】
一般に、圧延ラインでの製造間隔（ピッチ）を大きくすれば、単位時間当りの電力量は少なくなる。また、投入材料（材質、損度、サイズ等）と目標仕上製品（温度、サイズ等）の関係から消費電力量も変わってくる。
【０００７】
特に、現状の設備の中で新しい種類の材料や、材料の新処理方法や、新しいサイズの製品を作ることになった時、当初の想定していた電力量をオーバーすることが生じる。このような場合、予め電力量上限を設定しそれに収まる様にしようとすれば、時々刻々変わる電力量と次の材料のスケジュールなどを見てオペレータが介入する必要があった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、抽出時刻間近における電力需要を予測し、電力制限値が設定されている圧延ラインにおいてその値を守る様に自動的に被圧延材の抽出ピッチを制御できる熱間圧延プラントにおける抽出ピッチ制御方法を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る熱間圧延プラントにおける抽出ピッチ制御方法は、熱間圧延プラントにおける被圧延材のサイズと圧延スケジュールから加熱炉及び圧延ラインでの搬送スケジュールを予測する予測ステップと、前記搬送スケジュールにおける演算時点での総電力量である電力量実績を取り込む電力量実績取り込みステップと、前記搬送スケジュールにおける前記電力量実績の取り込み後の更なる将来分の電力量予測値を求める電力量予測ステップと、前記電力量実績と前記電力量予測値とを加算して熱間圧延プラント全体が消費する電力需要を予測する電力需要予測ステップと、前記電力需要予測ステップにより予測される電力需要予測値と予め設定された電力制限値とを比較する比較ステップと、所定時間毎に電力需要を順に予測してゆき、最初に前記電力需要予測値が前記電力制限値を超える時点が、加熱炉及び機械制約から算出される加熱炉抽出ピッチであって、前記加熱炉に装入された被圧延材の前後材料の焼上げ予測時間から導かれるピッチとそれらが熱間圧延装置に投入された場合の圧延処理能力から決まる投入ピッチとの比較によって決まる該加熱炉抽出ピッチに対応する時刻より小さければ前記被圧延材の抽出ピッチを遅らせるように制御することで、再度、前記電力需要予測値を予測し、予測された電力需要予測値が前記電力制限値を超えない範囲に入るならば、新たな抽出ピッチとする制御ステップとを備えたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る熱間圧延プラントにおける抽出ピッチ制御方法を説明するためのフローチャートである。図１に示すように、ステップＳ１では、熱間圧延プラントの燃焼スケジュールによって予測される搬送スケジュールに基づいて電力予測が行われる。また、ステップＳ２では、熱間圧延プラントの圧延スケジュールによって予測される搬送スケジュールに基づいて電力予測が行われる。さらに、ステップＳ３では、熱間圧延プラントにおける電力計算に係る実績収集に基づいて実電力値を計算する。
【００１１】
そして、ステップＳ４では、ステップＳ１-Ｓ３により求められた電力予測値と熱間圧延プラントの実電力値に基づいて熱間圧延プラント全体が消費する電力需要を予測する。予測された電力需要は、各時間毎に記憶部に蓄えられると共に、ステップＳ５において、予め設定された電力制限値と比較される。ステップＳ６では、比較ステップによる比較結果に基づいて電力需要予測値が電力制限値を超える場合にその時刻が次の抽出時刻より前の場合に被圧延材の抽出ピッチを修正制御する。
【００１２】
図２と図３は、上述した熱間圧延プラントにおける抽出ピッチ制御方法を説明するための、熱間圧延プラントにおける連続式加熱炉と熱間圧延装置からなる熱間圧延工程と、圧延ライン側の搬送スケジューラとを示すものである。図２に示すように、この発明では、連続式加熱炉１と熱間圧延装置２のそれぞれの最大能力に基づいて、加熱炉１での焼き上げスケジュールと熱間圧延装置２での圧延スケジュールが決定され、加熱炉１に装入された被圧延材３の前後材料の焼上げ予測時間から導かれるピッチとそれらが熱間圧延装置２に投入された場合の圧延処理能力から決まる投入ピッチを比較することによって決まる加熱炉抽出ピッチをピッチとして採用している。
【００１３】
図３では、ある非圧延材３が圧延ラインに投入され搬送された時の被圧延材３の先端と尾端の軌跡を、縦軸に時間、横軸に位置をとり示したものである。また同時に、各機器により圧延の進捗（時間）に従い消費される電力量を示している。
【００１４】
以下、この発明の実施の形態１に係る熱間圧延プラントにおける抽出ピッチ制御方法をこれら図に基づいて説明する。被圧延材３のサイズと圧延スケジュールから、加熱炉及び圧延ラインでの搬送スケジュールを予測する。演算する時点（図３のｔｘ）での総電力量の部分である各機械の電力量実績を取り込み、それぞれＰ_Ｍ１、Ｐ_Ｍ２、・・・、Ｐ_ＭＮとし、その他、水、油用ポンプなど他のドライブ用電力量実績も取り込み、それらをＰ_Ｕ１、Ｐ_Ｕ２、・・・、Ｐ_ＵＮとすると、時点ｔｘでの総和（電力量は−ｔｐからｔｘの間を対象とする）は、次式に示すものとなる。
Ｐ_{ｔｘ−ｔｐ}＝Ｐ_Ｍ１＋Ｐ_Ｍ２＋・・・＋Ｐ_ＭＮ＋Ｐ_Ｕ１＋Ｐ_Ｕ２＋・・・＋Ｐ_ＵＮ
【００１５】
また、更なる将来分の電力量予測値は、ｔ＝ｔ_ｆ１で（ｔ_ｆ１、ｔ_ｆ２・・・と小刻みにとる）、各機械毎の電力量を、Ｐ_ｆ１Ｍ１、Ｐ_ｆ１Ｍ２、・・・、Ｐ_ｆ１ＭＮ、Ｐ_ｆ１Ｕ１、Ｐ_ｆ１Ｕ２、・・・、Ｐ_ｆ１ＵＮとすれば、その総和は、次式に示すものとなる。
Ｐ_ｆ１＝Ｐ_ｆ１Ｍ１＋Ｐ_ｆ１Ｍ２＋・・・＋Ｐ_ｆ１ＭＮ＋Ｐ_ｆ１Ｕ１＋Ｐ_ｆ１Ｕ２＋・・・＋Ｐ_ｆ１ＵＮ
【００１６】
電力量を計算する時間スパンを一定に取るため、過去の分はｔ_ｆ１分短くして計算する。Ｐ_{ｔｘ−ｔｐ−ｔｆ１}による電力量の予測Ｐ_Ｅ１は、次式に示すものとなる。
Ｐ_Ｅ１＝Ｐ_{ｔｘ−ｔｐ−ｔｆ１}＋Ｐ_ｆ１
【００１７】
同様にして、ｔ＝ｔ_ｆ２、ｔ＝ｔ_ｆ３、・・・、ｔ＝ｔ_ｆｎ時点での電力量Ｐ_Ｅ２、Ｐ_Ｅ３、・・・、Ｐ_Ｅｎの予測を行う。このとき、同様にして、過去の分も基準時点からｔ_ｆ２、ｔ_ｆ３、・・・、ｔ＝ｔ_ｆｎ分短くして演算する。その実績をＰ_{ｔｘ−ｔｐ−ｔｆ１}とする。即ち、
Ｐ_Ｅｉ＝Ｐ_ｔｘ−ｔ_ｆｉ＋Ｐ_ｆｉ
となる。この予測値Ｐ_Ｅｉと基準値Ｐ_Ｂとを比較し、ｉを順に大きくしてゆき、最初にＰ_Ｂを超える時点が、加熱炉及び機械制約から算出していたピッチＴ_{ｐｉｔｃｈｘ}より小さければ抽出ピッチを遅らせる。
【００１８】
その時、Δｔずつ小刻みに抽出ピッチを遅らせ再度電力量を予測する。ｋ×Δｔ後に電力量が基準値に入るならば、即ち、
ＴＰＩＴＣＨ＝ＴＰＩＴＣＨ十ｋ×Δｔ
が新たな抽出ピッチとなる。
【００１９】
従って、実施の形態１によれば、抽出時刻間近における電力需要を予測し、電力需要予測値が電力制限値を越えないように被圧延材の抽出ピッチを制御することにより、電力需要を電力制限値に制御できる。
【００２０】
実施の形態２．
この実施の形態２では、上述した図１に示すステップＳ５−Ｓ６でなる抽出ピッチの制御ステップにおいて、電力需要予測値が電力制限値を、所定時間後越えると予測される場合に外部に報知するようにする。
【００２１】
すなわち、図４に示すように、ステップＳ４１では、熱延ライン電力制御装置において、Ｐ_Ｅｉ＝Ｐ_ｔｘ−ｔ_ｆｉ＋Ｐ_ｆｉを求め、基準値Ｐ_Ｂと比較してｉを順に大きくしてゆき、最初に基準値Ｐ_Ｂを越える時点がｎ分となったとき、ｎ分を伝送する。ステップＳ４２では、受信装置において、伝送されたｎ分を受信して表示部に表示すると共に、ブザーを鳴動させる。同様に、ステップＳ４３において、遠方受信装置は、受信装置を介して伝送されるｎ分を受信して表示部に表示する。
【００２２】
従って、実施の形態２によれば、電力量需要予測値が設定した電力制限値をｎ分後近辺でオーバーすると予測されれば、警報を鳴らしオペレータに注意をうながすことができると共に、遠く離れた事務所にも情報を伝送して監視することができる。
【００２３】
実施の形態３．
この実施の形態３では、複数の熱間圧延プラントが並行に運転される場合に適用したもので、熱間圧延プラント毎に、上述した図１のステップＳ１−Ｓ６の予測及び制御を行い、これらの結果を上位で監視し、これら複数の熱間圧延プラントのプラントにおける電力需要予測値の総量が電力総量制限値を超え、かついずれかの熱間圧延プラントにおける電力需要予測値が電力制限値を、所定時間後越えると予測される場合に、当該熱間圧延プラントに報知する報知するようにする。
【００２４】
すなわち、図５に示すように、ステップＳ５１において、全体ライン電力量制御装置では、熱延ライン電力量制御装置及び複数のライン電力量制御装置からのＮ分後の電力量Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｉを入力し、これら電力需要予測値の総量Ｐ＝Ｐ１＋Ｐ２＋，・・・，＋Ｐｉを演算し、例えば、熱延ライン電力量制御装置がＮ分後基準値（電力制限値）を超え、しかも、電力需要予測値の総量Ｐがその基準値（電力総量制限値）を超える場合に、警報を出すようにしている。
【００２５】
従って、実施の形態３によれば、複数のプラントが並行に運転していて、上位で監視をしている場合に、総量の規制がある時、ある１つのプラントの電力量需要予測値が設定した電力制限値を、ｎ分後にオーバーすると予測され、電力需要予測値の総量全体が電力総量制限値を越えれば、これを報知することで、予め決めたルールに従ってプラントの運転を変更して電力総量制限値を越えないようにすることができる。
【００２６】
実施の形態４．
この実施の形態４では、上述した図１に示すステップ２において、同一圧延スケジュール時の被圧延材の長さが異なる場合は、長さ補正による各機器の消費電力量を基に電力予測を行うようにしている。
【００２７】
すなわち、図６に示すように、ステップＳ６１において、各機器の電力量予測装置における圧延スケジュールを比較し、同一圧延スケジュール時被圧延材の長さが異なる場合は、長さ補正で各機器の実績電力量を比較し、適切な電力量予測ができるようにする。一例として、各機器の実績電力量がＰ１，Ｐ２，・・・，Ｐｋで示される場合、予測値Ｐを、Ｐ＝（Ｐ１＋Ｐ２＋・・・＋Ｐｋ）／ｋとして電力予測を行う。
【００２８】
従って、実施の形態４によれば、同一圧延スケジュールとみなされ、しかも予測した搬送スケジュールが実績の搬送と同じ範囲とみなされるのであれば、各機械の消費電力量を基に各機械の電力消費量予測式を学習し現状の電力消費量予測式に置き換えることができる。
【００２９】
実施の形態５．
この実施の形態５では、機械やセンサーの変更に伴う搬送タイミングが変更となった場合に、図１に示すステップＳ１とＳ２により、搬送スケジュールを作成しなおし、作成しなおされた搬送スケジュールに基づいて電力予測するようにする。
【００３０】
すなわち、図７に示すように、ステップＳ７１において、各機械電力量予測装置における圧延スケジュールとセンサーの位置より搬送スケジュールを作成し直し、これを基に電力量予測を行う。
【００３１】
従って、実施の形態５によれば、機械やセンサーの変更等が行われ、搬送の諸タイミングが変更となった場合に、自動的に電力需要予測を行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、電力需要を予測し、電力需要予測値が電力制限値を越えないように被圧延材の抽出ピッチを制御することにより、電力需要を電力制限値に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る熱間圧延プラントにおける抽出ピッチ制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】熱間圧延プラントにおける連続式加熱炉と熱間圧延装置からなる熱間圧延工程を説明する図である。
【図３】熱間圧延プラントにおける圧延ライン側の搬送スケジューラを示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２を説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態３を説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態４を説明するための図である。
【図７】この発明の実施の形態５を説明するための図である。
【符号の説明】
１連続式加熱炉、２熱間圧延装置、３被圧延材、Ｓ１（第１の）電力予測ステップ、Ｓ２（第２の）電力予測ステップ、Ｓ３（熱間圧延プラントの実電力値計算）ステップ、Ｓ４（電力需要予測）ステップ、Ｓ５比較ステップ、Ｓ６（制御）ステップ。

Claims

熱間圧延プラントにおける被圧延材のサイズと圧延スケジュールから加熱炉及び圧延ラインでの搬送スケジュールを予測する予測ステップと、
前記搬送スケジュールにおける演算時点での総電力量である電力量実績を取り込む電力量実績取り込みステップと、
前記搬送スケジュールにおける前記電力量実績の取り込み後の更なる将来分の電力量予測値を求める電力量予測ステップと、
前記電力量実績と前記電力量予測値とを加算して熱間圧延プラント全体が消費する電力需要を予測する電力需要予測ステップと、
前記電力需要予測ステップにより予測される電力需要予測値と予め設定された電力制限値とを比較する比較ステップと、
所定時間毎に電力需要を順に予測してゆき、最初に前記電力需要予測値が前記電力制限値を超える時点が、加熱炉及び機械制約から算出される加熱炉抽出ピッチであって、前記加熱炉に装入された被圧延材の前後材料の焼上げ予測時間から導かれるピッチとそれらが熱間圧延装置に投入された場合の圧延処理能力から決まる投入ピッチとの比較によって決まる該加熱炉抽出ピッチに対応する時刻より小さければ前記被圧延材の抽出ピッチを遅らせるように制御することで、再度、前記電力需要予測値を予測し、予測された電力需要予測値が前記電力制限値を超えない範囲に入るならば、新たな抽出ピッチとする制御ステップと
を備えた熱間圧延プラントにおける抽出ピッチ制御方法。
請求項１に記載の熱間圧延プラントにおける抽出ピッチ制御方法において、
前記制御ステップは、前記演算時点を順に大きくしてゆき、最初に前記電力需要予測値が前記電力制限値を越える時点が所定時間となったときに当該所定時間を熱間圧延プラントとは離隔した遠方受信装置に報知する
ことを特徴とする熱間圧延プラントにおける抽出ピッチ制御方法。
請求項１に記載の熱間圧延プラントにおける抽出ピッチ制御方法において、
前記予測ステップ、前記電力量実績取り込みステップ、前記電力量予測ステップ、前記電力需要予測ステップ、前記比較ステップ及び前記制御ステップは、並行に運転される複数の熱間圧延プラントのプラント毎の予測及び制御を行い、
これら複数の熱間圧延プラントのプラント毎の電力需要予測値の総量が電力総量制限値を超え、かついずれかの熱間圧延プラントにおける電力需要予測値が電力制限値を、所定時間後越えると予測される場合に、当該予測されたいずれかの熱間圧延プラントに報知する報知する報知ステップをさらに備えた
ことを特徴とする熱間圧延プラントにおける抽出ピッチ制御方法。