JP4839801B2 - 熱間圧延ラインにおける圧延材搬送時刻制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱間圧延ラインにおいて、圧延材の搬送時刻を制御する方法に関するものである。

従来、熱間圧延ラインにおいては、加熱炉からの圧延材の抽出タイミング（抽出ピッチ）等を定めるに際して、計算機がライン上の各ポイントでの圧延材の通過時刻（搬送時刻）を予測して搬送ダイアグラムを作成し、それに基づいて、先行材との衝突が起こらない最小時間を抽出ピッチとしている（ミルペーシングピッチコントロール）。

しかし、熱間圧延ライン上では、幅圧延中あるいは水平圧延中でのミルと圧延材間の滑りや、テーブル搬送中の圧延材の滑り等によって、予測搬送ダイアグラムと実績搬送ダイアグラムの不一致（誤差）が生じる場合がある。

このような不一致（誤差）を低減するための技術として、搬送ダイアグラム作成に用いる搬送モデルの調整・学習機能を有したもの（特許文献１）や、予測できない誤差に対して圧延材間の衝突を避けるための待機機能（テーブル減速・オシレーション）を設けたもの（特許文献２、特許文献３）や、圧延材間の間延びが生じることを避けるために加熱炉からの圧延材の早期抽出を行うもの（特許文献４）等が開示されている。
特開２００４−０２５２４５号公報 特開２０００−１１７３１２号公報 特開２００１−１３７９１９号公報 特開２００３−２２５７０２号公報

しかしながら、特許文献１〜４に示されているような従来のミルペーシングピッチコントロールでは、加熱炉からの抽出タイミングを調整することを主眼にしているため、抽出した後の圧延材の搬送時刻に対しては適切な管理ができない。

そのため、先行する圧延材に遅れが生じ、それに伴って後行する圧延材に先行材との衝突を避けるためにライン上で待ち時間が発生した場合には、テーブルやミルの空転による電力ロスや圧延能率低下が発生する。また、早期抽出を行うようにした場合には、抽出時刻が不明確なため、圧延材を加熱するガスの過投下による燃料ロスが発生する。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、熱間圧延ラインにおいて、圧延材の搬送時刻を適切に制御することで、電力ロスや圧延能率低下あるいは燃料ロスの発生を抑制することができる圧延材搬送時刻制御方法を提供することを目的とするものである。

従来の技術による電力ロスや燃料ロスを回避し、かつ最大の圧延能率が得られるようにするには、予測搬送ダイアグラムと実績搬送ダイアグラムを一致させるようにすればよい。

そこで、本発明では、予測搬送ダイアグラムと実績搬送ダイアグラムを一致させるために、従来のような加熱炉からの抽出タイミングを調整することを主眼にしたミルペーシングピッチコントロールではなく、計算機が作成した搬送ダイアグラムを前提として、加熱炉から抽出後の圧延材が熱間圧延ライン上の各ポイントにおける予定通過時刻を守ることとする圧延材搬送時刻制御（絶対時刻管理）を行う。具体的には、圧延材の各ポイントの実績通過時刻が予定通過時刻に合うようにミル・テーブル速度（搬送速度）を加減速することによってこれらを実現する。

本発明は上記の考え方に基づいて、以下のような特徴を有している。

［１］熱間圧延ライン上の予め定められた各ポイントにおける圧延材の実績通過時刻が、予め定めた予定通過時刻と一致するように、圧延材の搬送を調整する熱間圧延ラインにおける圧延材搬送時刻制御方法であって、任意のポイントでの圧延材の実績通過時刻が予め定めた予定通過時刻と一致していない場合は、当該ポイントより下流側のポイントでの当該圧延材の実績通過時刻が予定通過時刻に近づくように当該圧延材の搬送速度を調整することとし、
前記予め定められたポイントとポイントの間を制御セクションとして定め、各制御セクションには１個の圧延材しか存在できないようにして搬送ダイアグラムを作成し、先行圧延材が予定より遅く通過した場合は、先行圧延材は、それ以降の制御セクションで加速増速され、徐々に当初の予定通過時刻に近づくように搬送制御され、当該圧延材は、先行圧延材の遅れに伴って一旦現在の制御セクションで減速待機した後、先行圧延材の加速増速に同期して加速増速され、徐々に当初の予定通過時刻に近づくように搬送制御されるとともに、先行圧延材が予定より早く通過した場合は、先行圧延材は、それ以降の制御セクションで減速され、徐々に当初の予定通過時刻に近づくように搬送制御され、当該圧延材は、先行圧延材の減速に同期して減速され、徐々に当初の予定通過時刻に近づくように搬送制御されることを特徴とする熱間圧延ラインにおける圧延材搬送時刻制御方法。

本発明においては、熱間圧延ライン上の圧延材の搬送を調整することによって、各ポイントにおける当該圧延材の実績通過時刻が予定通過時刻に一致するようにしているので、遅れが生じた場合であってもその遅れを取り戻すことができるとともに、後行材の抽出時刻を遅らせることがないので加熱炉からの圧延材の抽出時刻が明確になり、待ち時間が削減される。その結果、電力原単位の低減、燃料原単位の低減、圧延能率の向上を図ることが可能となる。

本発明の実施形態を以下に述べる。

まず、熱間圧延ラインにおいて通常実施されている圧延材搬送管理の基本的な考え方を図１に示す。

すなわち、熱間圧延ライン上に圧延材の通過時刻を検出する複数のポイントを予め設けておき、その予め設けられているポイントとポイントの間を制御セクション（図１では、制御１セクション、制御２セクション、制御３セクション）として定める。そして、各制御セクションには1個の圧延材しか存在できないようにして搬送ダイアグラムが作成されている。したがって、前方制御セクションに先行材（前材）が存在している場合は、後行材（当材）は現在の制御セクションにて待機することになる。

そして、上記の基本的な考え方をもとに、従来行われている圧延材搬送時刻制御方法を図３に示す。図３（ａ）は、圧延材の搬送状態を模式的に示す図であり、図３（ｂ）は、その場合の予測搬送ダイアグラムと実績搬送ダイアグラムの関係の一例を示す図である。

図３（ａ）に示すように、従来の圧延材搬送時刻制御方法においては、前材に遅れが発生した場合、前材は当初予定の搬送速度のままでそれ以降の制御セクションを搬送される。そして、当材は、前材が前方制御セクションを通過し終わるまで、現在の制御セクションでオシレーションを行いながら待機し、前材が前方制御セクションを通過し終わると、当初予定の搬送速度のままで前方制御セクションに搬送される。その結果、例えば、図３（ｂ）に示すように、制御２セクションにおいて、前材尾端に５秒の遅れが発生した場合は、そのまま制御３セクションの出側において、前材尾端に５秒の遅れが残るとともに、当材先端にも５秒の遅れが生じてしまう。

これに対して、上記の基本的な考え方をもとに、本発明の一実施形態に係る圧延材搬送時刻制御方法を図２に示す。図２（ａ）は、圧延材の搬送状態を模式的に示す図であり、図２（ｂ）は、その場合の予測搬送ダイアグラムと実績搬送ダイアグラムの関係の一例を示す図である。

図２（ａ）に示すように、この実施形態に係る圧延材搬送時刻制御方法においては、前材に遅れが発生した場合、前材は、それ以降の制御セクションで加速増速され、徐々に当初の予定通過時刻に近づくように搬送制御される。そして、当材は、前材の遅れに伴って一旦現在の制御セクションで減速待機した後、前材の加速増速に同期して加速増速され、徐々に当初の予定通過時刻に近づくように搬送制御される。その結果、例えば、図２（ｂ）に示すように、制御２セクションにおいて、前材尾端に５秒の遅れが発生した場合でも、制御３セクションの出側において、前材尾端の遅れが解消されるとともに、当材先端にもほとんど遅れが生じない。

なお、上記においては、先行材が予定より遅く通過した場合について述べたが、先行材が予定より早く通過した場合は、上記と同様にして、搬送速度を減速すればよい。

このようにして、この実施形態においては、熱間圧延ライン上の圧延材の搬送速度を調整することによって、当該圧延材の実績通過時刻が予定通過時刻に近づくようにしているので、遅れが生じた場合であってもその遅れを取り戻すことができるとともに、後行材の抽出時刻を遅らせることがないので加熱炉からの圧延材の抽出時刻が明確になり、待ち時間が削減される。その結果、電力原単位の低減、燃料原単位の低減、圧延能率の向上を図ることが可能となる。

本発明の実施例を以下に述べる。

図４は、この実施例において用いた熱間圧延ラインの設備配置を示す図である。ここでは、Ｒ２ミルとクロップシャーの間を時刻調整セクションとし、その間に複数のポイントを設けて圧延材の通過時刻を検出するようになっている。

そして、従来の圧延材搬送時刻制御方法を用いた場合（従来例）と、本発明の圧延材搬送時刻制御方法を適用した場合（本発明例）との比較を行った。ここで、本発明例では、Ｒ２ミルからＲ４ミルの間で圧延材の実績通過時刻が予定通過時刻に一致していない場合に、最終的にクロップシャー位置における実績通過時刻と予定通過時刻とが一致するようにＲ４ミルからクロップシャーの間の搬送テーブルの搬送速度を調整した。なお、圧延本数はそれぞれ５０００本である。

その結果を図５と表１に示す。図５は、クロップシャー位置における予測通過時刻と実績通過時刻の差の本数分布を比較したものであり、表１は、クロップシャー位置における予測通過時刻と実績通過時刻との平均誤差、予測通過時刻と実績通過時刻の差の標準偏差、能率、熱間圧延ラインの燃料原単位、電力原単位を比較したものである。なお、燃料原単位および電力原単位は、従来例を１とした時の相対値で示している。

これらの結果から、本発明例においては、予測通過時刻と実績通過時刻との差が小さくなったことにより能率が向上し、その結果、燃料原単位および電力原単位が向上している。

以上の結果から、本発明の有効性を確認することができた。

熱間圧延ラインにおける圧延材搬送管理の基本的な考え方を示す図。 本発明の一実施形態に係る圧延材搬送時刻制御方法の説明図。 従来の圧延材搬送時刻制御方法の説明図。 本発明の実施例において用いた熱間圧延ラインの設備配置図。 本発明の実施例における予測通過時刻と実績通過時刻の差の本数分布図。

Claims (1)

1. 熱間圧延ライン上の予め定められた各ポイントにおける圧延材の実績通過時刻が、予め定めた予定通過時刻と一致するように、圧延材の搬送を調整する熱間圧延ラインにおける圧延材搬送時刻制御方法であって、任意のポイントでの圧延材の実績通過時刻が予め定めた予定通過時刻と一致していない場合は、当該ポイントより下流側のポイントでの当該圧延材の実績通過時刻が予定通過時刻に近づくように当該圧延材の搬送速度を調整することとし、
   前記予め定められたポイントとポイントの間を制御セクションとして定め、各制御セクションには１個の圧延材しか存在できないようにして搬送ダイアグラムを作成し、先行圧延材が予定より遅く通過した場合は、先行圧延材は、それ以降の制御セクションで加速増速され、徐々に当初の予定通過時刻に近づくように搬送制御され、当該圧延材は、先行圧延材の遅れに伴って一旦現在の制御セクションで減速待機した後、先行圧延材の加速増速に同期して加速増速され、徐々に当初の予定通過時刻に近づくように搬送制御されるとともに、先行圧延材が予定より早く通過した場合は、先行圧延材は、それ以降の制御セクションで減速され、徐々に当初の予定通過時刻に近づくように搬送制御され、当該圧延材は、先行圧延材の減速に同期して減速され、徐々に当初の予定通過時刻に近づくように搬送制御されることを特徴とする熱間圧延ラインにおける圧延材搬送時刻制御方法。

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