JP5957963B2 - ミルペーシング制御装置およびミルペーシング制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄鋼材等の圧延対象の金属材（以下、圧延材という）を圧延する熱間圧延ラインのミルペーシング制御装置およびミルペーシング制御方法に関するものである。

従来から、圧延材の加熱炉および圧延設備が設置された熱間圧延ラインにおいて、加熱炉から抽出された圧延材同士の衝突を回避しつつ圧延材間隔を最短にするミルペーシング制御が行われている。一般に、圧延材は、加熱炉によって加熱された後、加熱炉から抽出され、搬送装置によって搬送される。その後、圧延材は、粗圧延装置によって粗圧延され、さらに、仕上圧延装置によって所望の厚みに圧延される。このような熱間圧延ライン上には、通常、複数の圧延材が存在し、ミルペーシング制御によって、これら複数の圧延材の間隔が最短に調整される。

例えば、熱間圧延ラインにおいて、ミルペーシング制御装置は、仕上圧延装置の圧延ピッチを最小化するように、仕上圧延装置への圧延材の進入に関する制約時間を設定する。この制約時間は、圧延材が仕上圧延装置に進入するために満足すべき時間的な制約であり、圧延材の圧延処理順番、鋼種等の成分の種類、スラブ板厚、仕上圧延後の板厚および板幅等の圧延材情報に基づいて制御される。また、ミルペーシング制御装置は、熱間圧延ラインにおいて先行する圧延材（以下、先行材という）が仕上圧延されてコイル状に巻き取られるまでの期間に、この制約時間および先行材の尾端位置に基づいて、先行材と後行材（すなわち、先行材に後続する圧延材）とを衝突させない最小の圧延ピッチを算出する。ミルペーシング制御装置は、この算出した最小の圧延ピッチを仕上圧延装置に維持させ、これによって、熱間圧延ラインによる圧延能率および製品生産能率を向上している。

一方、上述したようなミルペーシング制御に関する従来技術として、例えば、スケジューラによって予測された先行材の尾端位置に基づいて、圧延機手前の起動ポイントに到達した圧延材とその先行材との位置関係を把握し、この起動ポイントに到達した圧延材が圧延機の出側でその先行材に衝突しない圧延機の噛み込みピッチを計算するミルペーシング制御装置がある（特許文献１参照）。また、検出器によって先行材の尾端通過と後行材の先端通過とを検出し、得られた両者の検出間隔時間をもとに、先行材の尾端が圧延機を通過してから後行材の先端が圧延機に到着するまでの予測圧延間ピッチを求め、この予測圧延間ピッチを用いて、加熱炉からの次圧延材の抽出タイミングを修正するミルペーシング方法もある（特許文献２参照）。あるいは、圧延時における鋼板の圧延状態情報からトラブル発生の可能性をリアルタイムに定量化し、この定量化されたトラブル発生の可能性に応じて抽出タイミングをリアルタイミングに補正するものもミルペーシング制御装置およびミルペーシング制御方法もある（特許文献３参照）。

特公平８−４８１７号公報 特開平８−１５５５１３号公報 特開２０１０−１２００４１号公報

ところで、仕上圧延装置によって圧延された圧延材は、通常、製品要求寸法（例えば１mm以下の厚さ）の帯形状をなしており、コイラー等の所定の巻取装置によってコイル状に巻き取られる。このコイル状に巻き取られた圧延材（以下、コイルという）は、搬送車によって搬送された後、結束バンドによって固縛されて製品化される。

このようにコイルを製品化するための工程（以下、コイル仕上搬送工程という）および圧延材の巻取工程は、これらの前段工程である仕上圧延工程に連関するものである。すなわち、仕上圧延工程および巻取工程は、互いに連続する一連の工程であり、仕上圧延工程後の圧延材は、継続して巻取工程によって巻き取られる。同様に、巻取工程およびコイル仕上搬送工程は、互いに連続する一連の工程であり、巻取工程によるコイルは、継続してコイル仕上搬送工程によって製品化される。このため、上述した仕上圧延装置に対する圧延材進入の制約時間は、仕上圧延装置における圧延材の受け入れ可否の状態のみならず、その後段の巻取装置における圧延材の受け入れ可否の状態と、コイル仕上搬送工程におけるコイルの受け入れ可否の状態との影響を受ける。

しかしながら、上述した従来技術では、仕上圧延装置に進入する先行材の尾端位置に基づいて、先行材と後行材との衝突が発生しない最小の圧延ピッチを決定している。このため、従来技術による最小の圧延ピッチの仕上圧延処理を行おうとしても、仕上圧延工程の後段工程における材受け入れ可否状態に起因して、圧延材が仕上圧延装置へ進入できない可能性がある。この結果、圧延材が仕上圧延装置の入側において無駄に停滞してしまい、これに起因して、熱間圧延ラインの圧延能率が悪化するという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、圧延材同士の衝突を防止しつつ、仕上圧延工程の後段工程を加味して仕上圧延装置の圧延ピッチを最小化でき、この結果、仕上圧延工程への圧延材の進入タイミングを最適化して、仕上圧延工程の入側における圧延材の無駄な停滞を防止できるとともに、熱間圧延ラインの圧延能率を向上できるミルペーシング制御装置およびミルペーシング制御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、本発明にかかるミルペーシング制御装置は、加熱炉によって加熱された圧延材を仕上圧延装置によって圧延する仕上圧延工程と、前記仕上圧延工程後の前記圧延材を巻き取ってコイルにする巻取工程とを行う熱間圧延ラインのミルペーシング制御装置において、前記巻取工程から搬送した前記コイルを仕上げるコイル仕上搬送工程に要する所要時間を加味して、前記圧延材に後続する次圧延材を前記巻取工程へ進める準備に要する前記巻取工程の予測準備時間を算出し、算出した前記予測準備時間をもとに、前記仕上圧延装置の入側における前記次圧延材の予測待機時間を算出する演算処理部と、前記次圧延材の予測待機時間をもとに、前記仕上圧延装置への前記次圧延材の進入タイミングを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかるミルペーシング制御装置は、上記の発明において、前記演算処理部は、前記コイル仕上搬送工程に要する所要時間として、前記コイルを搬送する搬送部の占有時間と、結束バンドによる前記コイルの結束処理に要する結束所要時間とを加味することを特徴とする。

また、本発明にかかるミルペーシング制御装置は、上記の発明において、前記演算処理部は、前記巻取工程の予測準備時間に対応して、前記次圧延材の前記コイル仕上搬送工程の予測開始時間を算出し、前記コイル仕上搬送工程の予測開始時間から逆算して、前記次圧延材の前記仕上圧延工程の予測開始時間を算出し、前記仕上圧延工程の予測開始時間と前記仕上圧延装置への前記圧延材の進入完了時間とをもとに、前記次圧延材の予測待機時間を算出することを特徴とする。

また、本発明にかかるミルペーシング制御方法は、加熱炉によって加熱された圧延材を仕上圧延装置によって圧延する仕上圧延工程と、前記仕上圧延工程後の前記圧延材を巻き取ってコイルにする巻取工程とを行う熱間圧延ラインのミルペーシング制御方法において、前記巻取工程から搬送した前記コイルを仕上げるコイル仕上搬送工程に要する所要時間を加味して、前記圧延材に後続する次圧延材を前記巻取工程へ進める準備に要する前記巻取工程の準備時間を予測する準備時間予測ステップと、前記巻取工程の予測準備時間に対応して、前記次圧延材の前記コイル仕上搬送工程の開始時間を予測し、予測した前記コイル仕上搬送工程の開始時間をもとに、前記次圧延材の前記仕上圧延工程の開始時間を予測する開始時間予測ステップと、前記仕上圧延工程の予測開始時間をもとに、前記仕上圧延装置の入側における前記次圧延材の待機時間を予測する待機時間予測ステップと、前記次圧延材の予測待機時間をもとに、前記仕上圧延装置への前記次圧延材の進入タイミングを制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかるミルペーシング制御方法は、上記の発明において、前記準備時間予測ステップは、前記コイル仕上搬送工程に要する所要時間として、前記コイルを搬送する搬送部の占有時間と、結束バンドによる前記コイルの結束処理に要する結束所要時間とを用いることを特徴とする。

本発明によれば、圧延材同士の衝突を防止しつつ、仕上圧延工程の後段工程を加味して仕上圧延装置の圧延ピッチを最小化でき、この結果、仕上圧延工程への圧延材の進入タイミングを最適化して、仕上圧延工程の入側における圧延材の無駄な停滞を防止できるとともに、熱間圧延ラインの圧延能率を向上できるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態にかかるミルペーシング制御装置の一構成例を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態にかかるミルペーシング制御方法の一例を示すフローチャートである。 図３は、本発明におけるミルペーシング制御を具体的に説明するための図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明にかかるミルペーシング制御装置およびミルペーシング制御方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態により、本発明が限定されるものではない。

(実施の形態)
図１は、本発明の実施の形態にかかるミルペーシング制御装置の一構成例を示すブロック図である。本実施の形態にかかるミルペーシング制御装置１は、図１に例示する熱間圧延ライン１０のミルペーシング制御を行う装置である。なお、この熱間圧延ライン１０は、圧延材を加熱して粗圧延する加熱・粗圧延ラインＡ１と、粗圧延後の圧延材を仕上圧延する仕上圧延ラインＡ２と、仕上圧延後の圧延材をコイル状に巻き取る巻取ラインＡ３とを組み合わせて構成される。また、この巻取ラインＡ３の後段には、コイル仕上搬送工程を行うためのコイル仕上搬送ラインＡ４が設置される。

図１に示すように、ミルペーシング制御装置１は、各種情報を入力する入力部２と、ミルペーシング制御に関する情報等を表示する表示部３と、ミルペーシング制御を実現するための各種演算処理を行う演算処理部４と、ミルペーシング制御を実行する制御部５とを備える。

入力部２は、キーボードおよびマウス等の入力デバイスを用いて実現され、操作者の入力操作に対応して各種情報を制御部５に入力する。なお、入力部２による入力情報として、例えば、制御部５に対してミルペーシング制御の開始または停止を指示する指示情報、熱間圧延ライン１０内の各設備の仕様に関する情報等が挙げられる。

表示部３は、制御部５によって表示指示された各種情報を表示する。具体的には、表示部３は、入力部２による入力情報、ミルペーシング制御に関する演算処理結果等のミルペーシング制御に有用な各種情報を表示する。

演算処理部４は、熱間圧延ライン１０のミルペーシング制御に必要な各種演算処理を行う。具体的には、演算処理部４は、熱間圧延ライン１０の入側端に圧延材（スラブ）が投入される都度、この投入された圧延材の製品要求に関するオーダー情報９ａを管理データベース９から取得する。演算処理部４は、この圧延材とオーダー情報９ａとを対応付けつつ、このオーダー情報９ａを用いて、この圧延材の搬送時間、圧延時間および巻取時間等の各製造工程の所要時間を算出する。また、演算処理部４は、このオーダー情報９ａを用い、この圧延材について、コイル仕上搬送ラインＡ４によるコイル仕上搬送工程に要する所要時間を算出する。演算処理部４は、この算出したコイル仕上搬送工程の所要時間を加味して、この圧延材に後続する次圧延材を巻取ラインＡ３による巻取工程へ進める準備に要する巻取工程の予測準備時間を算出する。ついで、演算処理部４は、この算出した巻取工程の予測準備時間をもとに、仕上圧延ラインＡ２の仕上圧延装置１４の入側における次圧延材の予測待機時間を算出する。演算処理部４は、このように算出した予測待機時間を示す電気信号を制御部５に送信する。

ここで、管理データベース９は、各種製品要求に対応して熱間圧延ライン１０の圧延材を管理するためのデータベースであり、圧延材のオーダー情報９ａを格納する。オーダー情報９ａは、要求された鉄鋼製品を製造するために必要な圧延材の緒元および製造条件等である。例えば、オーダー情報９ａ内の圧延材の緒元として、圧延材の組成、鋼種等の金属種類、強度、スラブ寸法（厚さおよび幅等）、重量、圧延処理後の圧延材寸法（長さ、厚さ、幅）等が挙げられる。また、オーダー情報９ａ内の製造条件として、例えば、加熱後の圧延材温度、圧延材の搬送速度等の搬送条件、圧延速度および圧下量等の圧延条件、圧延材の巻取長さおよび張力等の巻取条件、コイルを固縛する結束バンドの結束パターン（本数、結束位置、結束方向）等が挙げられる。管理データベース９は、熱間圧延ライン１０の入側端に圧延材が投入される都度、この投入された圧延材に対応するオーダー情報９ａを演算処理部４および制御部５に提供する。

制御部５は、ミルペーシング制御装置１の機能を実現するためのプログラム等を記憶するメモリおよびこの記憶部内のプログラムを実行するＣＰＵ等を用いて実現される。制御部５は、ミルペーシング制御装置１の各構成部、すなわち、入力部２、表示部３、および演算処理部４の各動作を制御し、且つ、これらの各構成部との電気信号の入出力を制御する。一方、制御部５は、管理データベース９から、圧延材毎にオーダー情報９ａを取得する。制御部５は、取得したオーダー情報９ａに示される製品要求を満足するように、搬送装置１１、加熱炉１２、粗圧延装置１３、仕上圧延装置１４、サイドガイド部１５、ピンチロール１６、および巻取部１７を各々制御する。特に、制御部５は、熱間圧延ライン１０のミルペーシング制御として、上述した演算処理部４による次圧延材の予測待機時間をもとに、加熱炉１２からの次圧延材の抽出タイミングを制御し、この抽出タイミングの制御を通して、仕上圧延装置１４への次圧延材の進入タイミングを制御する。

また、制御部５は、搬送装置１１、加熱炉１２、粗圧延装置１３、仕上圧延装置１４、サイドガイド部１５、ピンチロール１６、および巻取部１７を各々制御しつつ、これらの各設備から、圧延材の先端通過時間と尾端通過時間とを各々取得する。制御部５は、このように取得した各設備における圧延材の先端通過時間と尾端通過時間とをもとに、熱間圧延ライン１０上の各圧延材の位置を把握する。なお、このような設備毎の圧延材の先端通過時間および尾端通過時間の情報は、制御部５から演算処理部４に提供され、上述したコイル仕上搬送工程の所要時間等の演算処理部４による各種算出時間の補正処理に適宜用いられる。

つぎに、図１を参照しつつ、上述したミルペーシング制御装置１の制御対象である熱間圧延ライン１０の概略構成およびコイル仕上搬送ラインＡ４の概略構成について説明する。図１に示すように、熱間圧延ライン１０は、加熱・粗圧延ラインＡ１、仕上圧延ラインＡ２、および巻取ラインＡ３を組み合わせて構成される。加熱・粗圧延ラインＡ１には、圧延材を搬送する搬送装置１１と、圧延材を加熱する加熱炉１２と、加熱後の圧延材を粗圧延する粗圧延装置１３とが設置される。仕上圧延ラインＡ２には、粗圧延後の圧延材を仕上圧延する仕上圧延装置１４が設置される。巻取ラインＡ３には、仕上圧延後の圧延材をコイル状に巻き取るために必要な各設備、具体的には、サイドガイド部１５と、ピンチロール１６と、巻取部１７とが設置される。

加熱炉１２は、加熱・粗圧延ラインＡ１の入側端部に配置され、圧延対象であるスラブ状の圧延材を受け入れる。加熱炉１２は、この受け入れた圧延材を加熱する。その後、この加熱処理済みの圧延材は、加熱炉１２から抽出されて、搬送装置１１へ投入される。搬送装置１１は、複数の搬送ロール等を用いて実現され、加熱炉１２から抽出された圧延材を粗圧延装置１３へ搬送する。一方、加熱炉１２は、この圧延材に後続する次圧延材を受け入れ、この受け入れた次圧延材を加熱する。加熱炉１２は、このような圧延材受入工程と圧延材加熱工程と圧延材抽出工程とを圧延材毎に順次繰り返す。ここで、この加熱炉１２からの圧延材抽出タイミングは、上述したミルペーシング制御装置１の制御部５によって制御される。

粗圧延装置１３は、１スタンド以上の圧延機を用いて実現され、加熱・粗圧延ラインＡ１の出側端部に配置される。粗圧延装置１３は、加熱炉１２から抽出後に搬送装置１１によって搬送された圧延材を受け入れる。その後、粗圧延装置１３は、この受け入れた圧延材を粗圧延する。粗圧延装置１３によって粗圧延された圧延材は、仕上圧延ラインＡ２に送出される。

仕上圧延ラインＡ３は、加熱炉１２によって加熱された圧延材を仕上圧延する仕上圧延工程を行うためのラインであり、上述したように、仕上圧延装置１４が配置される。仕上圧延装置１４は、複数スタンドの圧延機を用いて実現される。仕上圧延装置１４は、粗圧延装置１３から送出された圧延材を受け入れ、この受け入れた圧延材を仕上圧延する。この場合、仕上圧延装置１４は、粗圧延後の圧延材を帯状に圧延する。仕上圧延装置１４によって仕上圧延された帯状の圧延材は、巻取ラインＡ３に送出される。

巻取ラインＡ３は、仕上圧延工程後の圧延材を巻き取ってコイルにする巻取工程を行うためのラインであり、上述したように、サイドガイド部１５と、ピンチロール１６と、巻取部１７とが配置される。サイドガイド部１５は、仕上圧延装置１４から送出された圧延材のセンタリング処理を行う。ピンチロール１６は、所定の位置に設置された下側の回転ロールと、圧延材の厚さ方向に移動可能な上側の回転ロールとを備える。ピンチロール１６は、これらの回転ロールの間にセンタリング処理後の圧延材を挟持しつつ、この圧延材を巻取部１７側へ案内する。巻取部１７は、帯状に圧延された圧延材をコイル状に巻き取るための装置である。具体的には、巻取部１７は、圧延材を巻き取るためのマンドレル１７ａを有し、マンドレル１７ａを回転することによって、ピンチロール１６からの圧延材をコイル状に巻き取る。

コイル仕上搬送ラインＡ４は、上述した巻取ラインＡ３による圧延材の巻取工程から搬送したコイルを仕上げるコイル仕上搬送工程を行うためのラインである。コイル仕上搬送ラインＡ４は、図１に示すように、巻取ラインＡ３の後段のラインであり、このコイル仕上搬送ラインＡ４において、結束バンドをコイルに掛けてコイルを固縛するコイル結束処理等が行われる。

ここで、熱間圧延ライン１０内の先行材２１は、図１に示すように、加熱炉１２内の後行材２５に先行して、粗圧延装置１３によって粗圧延され、ついで、仕上圧延装置１４によって帯状に仕上圧延される。その後、先行材２１は、サイドガイド部１５側へ送出される。

サイドガイド部１５は、先行材２１が巻取ラインＡ３に侵入する以前に、仕上圧延工程後の先行材２１の幅に合わせてガイド（図示せず）を駆動する。その後、サイドガイド部１５は、仕上圧延装置１４から送出された先行材２１を受け入れる（図１の太線矢印参照）。サイドガイド部１５は、受け入れた先行材２１の通板を阻害することなく、先行材２１の先端部分から尾端部分に亘って、先行材２１の幅方向の中心位置を一定にする。

ピンチロール１６は、先行材２１が巻取ラインＡ３に侵入する以前に、仕上圧延工程後の先行材２１の厚さに合わせて上側の回転ロールの位置を調整する（図１の実線両側矢印参照）。その後、ピンチロール１６は、サイドガイド部１５によってセンタリング処理された先行材２１をロール間に挟み込む。ついで、ピンチロール１６は、このセンタリング処理後の先行材２１をその厚さ方向から挟持しつつ、巻取部１７のマンドレル１７ａへ先行材２１を案内する（図１の太線矢印参照）。巻取部１７は、マンドレル１７ａを回転させ、これによって、ピンチロール１６から先行材２１を受け取るとともに、この先行材２１を巻き取ってコイル２２にする。

コイル２２は、巻取ラインＡ３から搬出されて、コイル仕上搬送ラインＡ４に受け入れられる。コイル仕上搬送ラインＡ４において、コイル２２は、図１に示すように、搬送車１８に載せられ、コイル結束処理を行う結束装置（図示せず）まで搬送される。その後、コイル２２には、この結束装置によって、上述したオーダー情報９ａに示される結束パターンの結束バンド（例えば図１に示す結束バンド２３）が掛けられる。この結果、コイル２２は固縛される。なお、搬送車１８は、コイル２２の搬送部として機能し、このようにコイル２２を搬送した後、図１の太線矢印に示すように、巻取部１７の近傍に戻され、コイル２２に後続する次コイルを搬送すべく待機する。

一方、上述した先行材２１に後続する後行材２５は、加熱炉１２によって十分に加熱処理された後、加熱炉１２から抽出される。この抽出後の後行材２５は、図１に示すように、先行材２１に追随するように搬送され、粗圧延装置１３によって粗圧延される。この場合、先行材２１の尾端部分と後行材２５の先端部分とが衝突しないように、先行材２１と後行材２５との圧延材間隔が確保される。粗圧延装置１３から送出された後行材２５は、仕上圧延装置１４の入側において待機し、上述したミルペーシング制御装置１の制御部５によって制御された進入タイミングに、仕上圧延装置１４へ進入する。

つぎに、本発明の実施の形態にかかるミルペーシング制御方法について説明する。図２は、本発明の実施の形態にかかるミルペーシング制御方法の一例を示すフローチャートである。以下、図１，２を参照しつつ、本実施の形態にかかるミルペーシング制御方法を詳細に説明する。上述したミルペーシング制御装置１は、図２に示す各処理を順次実行して、熱間圧延ライン１０内の先行材２１と後行材２５とが衝突しない最小の圧延ピッチを実現可能なミルペーシング制御を行う。

詳細には、図２に示すように、ミルペーシング制御装置１は、まず、熱間圧延ライン１０内の先行材２１の各工程所要時間を予測する（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１において、演算処理部４は、まず、先行材２１に対応するオーダー情報９ａを管理データベース９から取得する。ついで、演算処理部４は、取得したオーダー情報９ａに含まれる先行材２１の緒元および製造条件等をもとに、先行材２１に要する各製造工程の予測所要時間を算出する。例えば、演算処理部４は、各製造工程の予測所要時間として、粗圧延装置１３による先行材２１の粗圧延工程に要する予測所要時間と、仕上圧延装置１４による先行材２１の仕上圧延工程に要する予測所要時間と、巻取ラインＡ３による先行材２１の巻取工程に要する予測所要時間と、コイル仕上搬送ラインＡ４による先行材２１のコイル仕上搬送工程に要する予測所要時間とを算出する。

つぎに、ミルペーシング制御装置１は、熱間圧延ライン１０において先行材２１に後続する後行材２５のコイラー巻取準備時間を予測する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２において、演算処理部４は、コイル仕上搬送ラインＡ４によるコイル仕上搬送工程に要する所要時間を加味して、先行材２１に後続する後行材２５を巻取工程へ進める準備に要する巻取工程の予測準備時間を算出する。なお、この巻取工程の予測準備時間は、後行材２５のコイラー巻取準備時間の予測値である。

ここで、演算処理部４は、このコイル仕上搬送工程の所要時間として、コイル２２の搬送作業に起因する搬送車１８の占有時間と、コイル２２に対するコイル結束処理に要する結束所要時間とを用いる。なお、この搬送車１８の占有時間と結束所要時間との合計時間は、上述したステップＳ１０１において演算処理部４が算出したコイル仕上搬送工程の予測所要時間である。すなわち、演算処理部４は、先行材２１に対応するオーダー情報９ａに基づいて、この搬送車１８の占有時間および結束所要時間の各予測値を算出し、算出した各予測値の合計値をコイル仕上搬送工程の所要時間として加味する。

また、ステップＳ１０２において、演算処理部４は、後行材２５のためのコイラーＳ／Ｇ位置制御完了時間およびコイラーＰ／Ｒ位置制御完了時間を算出する。コイラーＳ／Ｇ位置制御完了時間は、巻取ラインＡ３のサイドガイド部１５へ仕上圧延工程後の後行材２５を進入させるために必要なサイドガイド部１５の予測準備時間である。演算処理部４は、後行材２５に対応するオーダー情報９ａをもとに、後行材２５のセンタリング処理の実行に必要なガイド幅変更距離とサイドガイド部１５の動作速度とを把握し、このガイド幅変更距離をこの動作速度によって除算する。これによって、演算処理部４は、後行材２５に対応するコイラーＳ／Ｇ位置制御完了時間を取得する。一方、コイラーＰ／Ｒ位置制御完了時間は、巻取ラインＡ３のピンチロール１６へ仕上圧延工程後の後行材２５を進入させるために必要なピンチロール１６の予測準備時間である。演算処理部４は、後行材２５に対応するオーダー情報９ａをもとに、仕上圧延工程後の後行材２５をその厚さ方向に挟持するために必要な回転ロール移動距離とピンチロール１６の動作速度とを把握し、この回転ロール移動距離をこの動作速度によって除算する。これによって、演算処理部４は、後行材２５に対応するコイラーＰ／Ｒ位置制御完了時間を取得する。

演算処理部４は、上述したように算出した搬送車１８の占有時間と、コイル２２の結束所要時間と、後行材２５のためのコイラーＳ／Ｇ位置制御完了時間およびコイラーＰ／Ｒ位置制御完了時間とを合算する。これによって、演算処理部４は、後行材２５について、コイル仕上搬送工程に要する所要時間を加味した巻取工程の予測準備時間を算出する。

その後、ミルペーシング制御装置１は、熱間圧延ライン１０における後行材２５の各工程開始時間を予測する（ステップＳ１０３）。このステップＳ１０３において、演算処理部４は、ステップＳ１０２の処理によって算出した巻取工程の予測準備時間に対応して、後行材２５のコイル仕上搬送工程の開始時間を予測し、この予測したコイル仕上搬送工程の開始時間をもとに、後行材２５の仕上圧延工程の開始時間を予測する。すなわち、演算処理部４は、この巻取工程の予測準備時間に対応して、後行材２５のコイル仕上搬送工程の予測開始時間を算出し、この算出した予測開始時間から逆算して、後行材２５の仕上圧延工程の予測開始時間を算出する。

具体的には、演算処理部４は、まず、上述したステップＳ１０１において予測した先行材２１の各工程所要時間をもとに、コイル仕上搬送工程への先行材２１の進入完了時間を算出する。なお、この進入完了時間は、先行材２１をコイル化したコイル２２が巻取ラインＡ３からコイル仕上搬送ラインＡ４へ進入完了する予測時間である。つぎに、演算処理部４は、この算出した進入完了時間に対して、ステップＳ１０２において予測した後行材２５のコイラー巻取準備時間を加算する。これによって、演算処理部４は、後行材２５のコイル仕上搬送工程の予測開始時間を算出する。ついで、演算処理部４は、後行材２５に対応するオーダー情報９ａ（例えば後行材２５の緒元および製造条件等）をもとに、このコイル仕上搬送工程の予測開始時間から逆算して、巻取ラインＡ３による後行材２５の巻取工程の予測開始時間を算出する。続いて、演算処理部４は、後行材２５に対応するオーダー情報９ａをもとに、この巻取工程の予測開始時間から逆算して、仕上圧延装置１４による後行材２５の仕上圧延工程の予測開始時間を算出する。

つぎに、ミルペーシング制御装置１は、上述した後行材２５の仕上圧延工程の予測開始時間をもとに、仕上圧延工程の入側における後行材２５の待機時間を予測する（ステップＳ１０４）。このステップＳ１０４において、演算処理部４は、ステップＳ１０３の処理によって算出した後行材２５の仕上圧延工程の予測開始時間と、仕上圧延装置１４への先行材２１の進入完了時間とをもとに、仕上圧延装置１４の入側における後行材２５の予測待機時間を算出する。例えば、演算処理部４は、この後行材２５の仕上圧延工程の予測開始時間から仕上圧延装置１４への先行材２１の進入完了時間を減算し、これによって、この後行材２５の予測待機時間を算出する。

ついで、ミルペーシング制御装置１は、上述した後行材２５の予測待機時間に基づいて、仕上圧延工程への後行材２５の進入タイミングを制御する（ステップＳ１０５）。このステップＳ１０５において、制御部５は、ステップＳ１０４の処理によって算出された後行材２５の予測待機時間を演算処理部４から取得する。制御部５は、この取得した予測待機時間をもとに、加熱炉１２からの後行材２５の抽出タイミングを制御し、この抽出タイミングの制御を通して、仕上圧延装置１４への後行材２５の進入タイミングを制御する。この抽出タイミングの制御において、制御部５は、後行材２５に対応するオーダー情報９ａを管理データベース９から取得し、この取得したオーダー情報９ａ（例えば後行材２５の圧延条件等）と後行材２５の予測待機時間とをもとに抽出タイミングを決定する。制御部５は、このように決定した抽出タイミングに加熱炉１２から後行材２５を抽出し、これによって、後行材２５に対する加熱・粗圧延工程の完了時間と後行材２５の予測待機時間との差を最小にする。制御部５は、後行材２５の加熱・粗圧延工程の完了時間と後行材２５の予測待機時間との差が最小になるタイミングに後行材２５が仕上圧延装置１４へ進入するように、後行材２５の進入タイミングを制御する。

その後、ミルペーシング制御装置１は、熱間圧延ライン１０に新たな圧延材が投入される都度、図２に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０５の各処理を繰り返し実行する。これによって、本実施の形態にかかるミルペーシング制御方法が圧延材毎に達成される。

つぎに、図１に示した熱間圧延ライン１０内の先行材２１（コイル２２を含む）および後行材２５を例示して、本発明におけるミルペーシング制御を具体的に説明する。図３は、本発明におけるミルペーシング制御を具体的に説明するための図である。

図３において、相関線Ｌ１は、仕上圧延工程、巻取工程およびコイル仕上搬送工程と、先行材２１の尾端部分の進入完了時間との相関関係を示し、相関線Ｌ２は、仕上圧延工程、巻取工程およびコイル仕上搬送工程と、後行材２５の先端部分の進入開始時間との相関関係を示している。

相関線Ｌ１において、先行材２１の尾端部分は、時間ｔ１において仕上圧延工程（具体的には仕上圧延装置１４）に進入完了する。ついで、先行材２１は、時間ｔ１から時間ｔ２までの期間に仕上圧延工程から巻取工程（具体的にはサイドガイド部１５）に進入し、先行材２１の尾端部分は、時間ｔ２において巻取工程に進入完了する。その後、先行材２１は、時間ｔ２から時間ｔ３までの期間に巻取工程によってコイル状に巻き取られ、この先行材２１をコイル化したコイル２２は、時間ｔ３においてコイル仕上搬送工程に進入完了する。

なお、上述した時間ｔ１，ｔ２の期間および時間ｔ２，ｔ３の期間は、図２に示したステップＳ１０１の処理による先行材２１の各工程所要時間に基づいて予測可能である。例えば、時間ｔ１，ｔ２の期間は、先行材２１の尾端部分が仕上圧延装置１４の入側を通過してから巻取工程のサイドガイド部１５の入側を通過するまでの経過時間である。したがって、先行材２１の粗圧延工程および仕上圧延工程等の各製造工程の予測所要時間とオーダー情報９ａとに基づいて、時間ｔ１，ｔ２の期間は予測可能である。このように、ミルペーシング制御装置１の演算処理部４は、上述した先行材２１の各工程所要時間の予測値とオーダー情報９ａとをもとに、先行材２１の各時間ｔ１〜ｔ３を算出できる。

一方、図３において、コイラー巻取準備時間ｔ７は、後行材２５を巻取工程へ進める準備に要する準備時間の予測値である。演算処理部４は、コイル２２に起因する搬送車１８の占有時間と、コイル２２の結束所要時間と、後行材２５のためのコイラーＳ／Ｇ位置制御完了時間およびコイラーＰ／Ｒ位置制御完了時間とを合算し、これによって、コイル仕上搬送工程に要する所要時間を加味したコイラー巻取準備時間ｔ７を算出する（図２のステップＳ１０２参照）。

ここで、上述したコイル２２の結束所要時間は、コイル２２に掛ける結束バンドの結束パターンによって決定される時間である。結束パターンは、処理対象のコイル２２の寸法（コイル幅、コイル径等）に対応して異なり、コイル２２に対応するオーダー情報９ａによって予め設定される。なお、コイル２２の結束パターンとして、例えば、コイル２２に掛ける結束バンドの本数、位置、方向等が挙げられる。このような結束所要時間は、結束パターンが同一であれば略同じ時間であり、例えば、次式（１）によって算出される。

結束所要時間＝結束バンドの掛け本数×バンド掛け時間＋安全定数α ・・・（１）

なお、式（１）において、バンド掛け時間は、コイル２２に対して１本の結束バンドを掛けるために要する所要時間である。また、安全定数αは、コイル２２に対して結束バンドを掛ける際に適宜必要な処理の所要時間を示す。例えば、安全定数αとして、コイル２２に結束バンドを掛ける際のバンド位置の調整時間、バンド方向の調整時間等が含まれる。このような安全定数αを式（１）に加味することによって、式（１）に基づく結束所要時間は、結束バンドの調整に起因するコイル結束処理の遅延時間等を加味した安全な時間、すなわち、１つコイル２２に対するコイル結束処理を確実に完了するために要する時間に補正される。

演算処理部４は、上述したように搬送車１８の占有時間と結束所要時間とを加味して算出したコイラー巻取準備時間ｔ７を用いて、後行材２５の仕上圧延工程の予測開始時間を算出する（図２のステップＳ１０３参照）。

具体的には、コイラー巻取準備時間ｔ７は、図３の破線矢印に示されるように、コイル仕上搬送工程への先行材２１の進入完了時間、すなわち、時間ｔ３に加算される。これによって、図３の相関線Ｌ２上の時間ｔ６が算出される。ここで、相関線Ｌ２は、仕上圧延工程、巻取工程およびコイル仕上搬送工程と、後行材２５の先端部分の進入開始時間との相関関係を示す。すなわち、この相関線Ｌ２上の時間ｔ６は、コイル仕上搬送工程への後行材２５の進入開始時間であり、後行材２５のコイル仕上搬送工程の予測開始時間と見做せる。演算処理部４は、後行材２５に対応するオーダー情報９ａをもとに、この時間ｔ６から逆算して時間ｔ５を算出し、この時間ｔ５から逆算して時間ｔ４を算出する。なお、時間ｔ６の場合と同様に、時間ｔ５は、後行材２５の巻取工程の予測開始時間と見做せ、時間ｔ４は、後行材２５の仕上圧延工程の予測開始時間と見做せる。

ついで、演算処理部４によって、仕上圧延装置１４の入側における後行材２５の予測待機時間ｔ８が算出される。この予測待機時間ｔ８は、仕上圧延装置１４への先行材２１の進入完了時間から、後行材２５の仕上圧延工程の予測開始時間までの経過時間であり、図３に示すように、時間ｔ１から時間ｔ４を減算することによって算出できる。

その後、本発明では、上述したように算出した予測待機時間ｔ８と後行材２５に対する加熱・粗圧延工程の完了時間との差を最小とするようなミルペーシング制御が行われる。具体的には、図１に示したミルペーシング制御装置１の制御部５は、加熱炉１２からの後行材１５の抽出前に、上述した予測待機時間ｔ８を事前に把握する。ついで、制御部５は、この把握した予測待機時間ｔ８を後行材２５の加熱・粗圧延工程の実行時間に充てる。すなわち、制御部５は、この予測待機時間ｔ８が経過する期間に、加熱炉１２から後行材２５を抽出して後行材２５の加熱・粗圧延工程を進め、この後行材２５の加熱・粗圧延工程の完了時間と予測待機時間ｔ８との差が最小になるタイミングに、仕上圧延装置１４へ後行材２５を進入させる。このように、後行材２５の工程進行に予測待機時間ｔ８を有効活用して、後行材２５の進入タイミングが制御される。

ここで、従来のミルペーシング制御では、先行材２１の尾端位置に基づいて、先行材２１と後行材２５とが衝突しない圧延ピッチが算出される。このような従来のミルペーシング制御では、上述した後行材２５のコイラー巻取準備時間ｔ７を算出する際、コイル２２に起因する搬送車１８の占有時間および結束所要時間が加味されていない。すなわち、従来のミルペーシング制御では、熱間圧延ライン１０の巻取工程までしか考慮されない。このため、従来のミルペーシング制御において、仕上圧延装置１４の入側における後行材２５の待機時間は、先行するコイル２２に要するコイル仕上搬送工程の所要時間の大小に関わらず、予測されてしまう。

具体的には、従来のミルペーシング制御では、巻取工程におけるコイラーＳ／Ｇ位置制御完了時間とコイラーＰ／Ｒ位置制御完了時間とに基づいて、図３の相関線Ｌ３に示すように、後行材２５のコイル仕上搬送工程、巻取工程および仕上圧延工程の各予測開始時間が算出される。この結果、図３に示すように、仕上圧延装置１４の入側における後行材２５の待機時間は、コイル２２に要するコイル仕上搬送工程の所要時間に無関係な時間ｔ９と予測される。この予測された時間ｔ９は、仕上圧延装置１４の入側における後行材２５の実際の待機時間に合致しないのみならず、コイル仕上搬送工程のコイル受け入れ準備に要する時間に比して極めて短い。このようなミルペーシング制御では、たとえ先行材２１と後行材２５との衝突を回避する圧延ピッチを達成できたとしても、コイル仕上搬送工程のコイル受け入れ態勢が整う極めて以前に、後行材２５を仕上圧延装置１４の入側に到達させてしまう。この結果、たとえ巻取工程が後行材２５を受け入れ可能な状態であっても、コイル仕上搬送工程のコイル受け入れ準備待ち（例えばコイル結束処理待ち、搬送待ち等）に起因して、仕上圧延装置１４の入側に無駄な時間ｔ１０、後行材２５を待機させなければならない。このような無駄な圧延材の待機は、圧延能率の向上を妨げるのみならず、後行材２５の過度な冷却を招来し、これに起因して、後行材２５の品質を低下させる。

これに対し、本発明におけるミルペーシング制御では、巻取工程の後段のコイル仕上搬送工程まで考慮して、後行材２５のコイラー巻取準備時間ｔ７が算出され、このコイラー巻取準備時間ｔ７を用いて、上述したように後行材２５の予測待機時間ｔ８が算出される。このため、巻取工程の受け入れ準備時間のみならず、コイル２２に要するコイル仕上搬送工程の所要時間の増減に対応して、後行材２５の予測待機時間ｔ８を的確に増減できる。このような予測待機時間ｔ８を後行材２５のミルペーシング制御に用いることによって、先行材２１と後行材２５との衝突を回避しつつ、後行材２５の加熱・粗圧延工程の完了時間と予測待機時間ｔ８との差が最小になるように、仕上圧延装置１４への後行材２５の進入タイミングを制御できる。これによって、巻取工程の圧延材受け入れ態勢とコイル仕上搬送工程のコイル受け入れ態勢との双方が整ったタイミングに、仕上圧延装置１４へ後行材２５を進入させることができる。この結果、コイル２２に要するコイル仕上搬送工程の所要時間が如何に増減変化しようとも、先行材２１と後行材２５とが衝突しない圧延ピッチを達成できるとともに、仕上圧延装置１４の入側における後行材２５の待機時間を短くして、待機中の過度な温度低下に起因する後行材２５の品質低下を防止しつつ、圧延能率の向上を促進できる。

以上、説明したように、本発明の実施の形態では、巻取工程後の先行材を仕上げるコイル仕上搬送工程の所要時間を加味して、後行材のコイラー巻取準備時間を予測している。また、この予測したコイラー巻取準備時間をもとに、仕上圧延装置の入側における後行材の予測待機時間を算出し、この予測待機時間をもとに、仕上圧延装置への後行材の進入タイミングを制御している。

このため、巻取工程への後行材の受け入れ準備時間のみならず、先行材に要するコイル仕上搬送工程の所要時間の増減に対応して、仕上圧延装置の入側における後行材の予測待機時間を的確に増減できる。このような予測待機時間をミルペーシング制御に用いることによって、先行材と後行材との衝突を防止しつつ、後行材の加熱・粗圧延工程の完了時間と予測待機時間との差が最小になるように、仕上圧延装置への後行材の進入タイミングを制御できる。これによって、巻取工程の圧延材受け入れ態勢とコイル仕上搬送工程のコイル受け入れ態勢との双方が整ったタイミングに、仕上圧延装置へ後行材を進入させることができる。この結果、先行材に要するコイル仕上搬送工程の所要時間が如何に増減変化しようとも、先行材と後行材とが衝突しない圧延ピッチの最小化を達成できるとともに、仕上圧延工程への後行材の進入タイミングを最適化して、仕上圧延工程の入側における後行材の無駄な停滞を防止できることから、待機中の過度な温度低下に起因する後行材の品質低下を防止しつつ、熱間圧延ラインの圧延能率の向上を促進できる。

また、本実施の形態では、上述したコイル仕上搬送工程の所要時間として、コイルを搬送する搬送部の占有時間と、コイル結束処理に要する結束所要時間とを加味している。このため、極厚の圧延材をコイル化する特殊な単一コイラー等、長時間に亘って搬送部を占有する必要がある巻取装置を用いる場合であっても、巻取装置の仕様または台数に対応して、コイル仕上搬送工程の所要時間を的確に算出できる。また、結束バンド本数が多数である等の結束パターンが複雑なコイルに対するコイル仕上搬送工程を行う場合であっても、各種結束パターンに対応して、コイル仕上搬送工程の所要時間を的確に算出できる。これによって、後行材のコイラー巻取準備時間を予測する際に加味するコイル仕上搬送工程の自由度を高めることができ、この結果、本発明によるミルペーシング制御を適用可能な巻取工程およびコイル仕上搬送工程のバリエーションを増やすことができる。

なお、上述した実施の形態では、後行材２５のためのコイラー巻取準備時間ｔ７を予測する際に加味するコイル仕上搬送工程の所要時間として、結束所要時間と搬送車１８の占有時間とを用いていたが、本発明はこれに限定されるものではない。このコイル仕上搬送工程の所要時間として、結束所要時間および搬送車１８の占有時間のうちの少なくとも一つを用いてもよいし、これら以外の時間を用いてもよい。すなわち、コイル仕上げ搬送工程の所要時間として、コイル仕上搬送工程において先行のコイルに要する作業時間等の必要な時間を用いればよい。

また、上述した実施の形態では、結束所要時間および搬送車１８の占有時間は、先行材２１に対応するオーダー情報９ａに基づいて予測していたが、これに限らず、結束所要時間および搬送車１８の占有時間は、コイル２２に対して実際に費やした実績時間であってもよいし、過去の実績時間をもとに予測結果を補正した補正時間であってもよい。

さらに、上述した実施の形態では、図１に示したように１本の結束バンド２３がコイル２２に掛けられた場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、コイル２２に掛ける結束バンド２３の本数、結束方向、結束位置等の結束パターンは、製品要求に従うパターンであればよく、本発明において、この結束パターンの態様は問わない。

また、上述した実施の形態により本発明が限定されるものではなく、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。例えば、先行材２１および後行材２５は、鉄鋼材であってもよいし、銅またはアルミニウム等の鉄鋼材以外の金属材であってもよい。また、熱間圧延ライン１０内に存在する圧延材は、先行材２１および後行材２５の２つに限らず、３つ以上であっても本発明による作用効果を享受する。その他、上述した実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術等は全て本発明に含まれる。

１ ミルペーシング制御装置
２ 入力部
３ 表示部
４ 演算処理部
５ 制御部
９ 管理データベース
９ａ オーダー情報
１０ 熱間圧延ライン
１１ 搬送装置
１２ 加熱炉
１３ 粗圧延装置
１４ 仕上圧延装置
１５ サイドガイド部
１６ ピンチロール
１７ 巻取部
１７ａ マンドレル
１８ 搬送車
２１ 先行材
２２ コイル
２５ 後行材
Ａ１ 加熱・粗圧延ライン
Ａ２ 仕上圧延ライン
Ａ３ 巻取ライン
Ａ４ コイル仕上搬送ライン
Ｌ１〜Ｌ３ 相関線

Claims (5)

1. 加熱炉によって加熱された圧延材を仕上圧延装置によって圧延する仕上圧延工程と、前記仕上圧延工程後の前記圧延材をサイドガイド部によってセンタリング処理し、該センタリング処理後の前記圧延材をピンチロールによって挟持しつつ巻取部へ案内し、前記ピンチロールからの前記圧延材を前記巻取部によって巻き取ってコイルにする巻取工程とを行う熱間圧延ラインのミルペーシング制御装置において、
   前記巻取工程から搬送した前記コイルを結束処理によって固縛するコイル仕上搬送工程に要する所要時間と、前記圧延材に後続する次圧延材を前記巻取工程へ進めるために必要な前記サイドガイド部および前記ピンチロールの位置制御完了時間とを合算して、前記次圧延材について前記巻取工程の予測準備時間を算出し、算出した前記予測準備時間をもとに、前記仕上圧延装置の入側における前記次圧延材の予測待機時間を算出する演算処理部と、
   前記次圧延材の予測待機時間をもとに、前記仕上圧延装置への前記次圧延材の進入タイミングを制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とするミルペーシング制御装置。
2. 前記演算処理部は、前記コイル仕上搬送工程に要する所要時間として、前記コイルを搬送する搬送部の占有時間と、結束バンドによる前記コイルの結束処理に要する結束所要時間とを用いることを特徴とする請求項１に記載のミルペーシング制御装置。
3. 前記演算処理部は、前記巻取工程の予測準備時間に対応して、前記次圧延材の前記コイル仕上搬送工程の予測開始時間を算出し、前記コイル仕上搬送工程の予測開始時間から逆算して、前記次圧延材の前記仕上圧延工程の予測開始時間を算出し、前記仕上圧延工程の予測開始時間と前記仕上圧延装置への前記圧延材の進入完了時間とをもとに、前記次圧延材の予測待機時間を算出することを特徴とする請求項１または２に記載のミルペーシング制御装置。
4. 加熱炉によって加熱された圧延材を仕上圧延装置によって圧延する仕上圧延工程と、前記仕上圧延工程後の前記圧延材をサイドガイド部によってセンタリング処理し、該センタリング処理後の前記圧延材をピンチロールによって挟持しつつ巻取部へ案内し、前記ピンチロールからの前記圧延材を前記巻取部によって巻き取ってコイルにする巻取工程とを行う熱間圧延ラインのミルペーシング制御方法において、
   前記巻取工程から搬送した前記コイルを結束処理によって固縛するコイル仕上搬送工程に要する所要時間と、前記圧延材に後続する次圧延材を前記巻取工程へ進めるために必要な前記サイドガイド部および前記ピンチロールの位置制御完了時間とを合算して、前記次圧延材について前記巻取工程の準備時間を予測する準備時間予測ステップと、
   前記巻取工程の予測準備時間に対応して、前記次圧延材の前記コイル仕上搬送工程の開始時間を予測し、予測した前記コイル仕上搬送工程の開始時間をもとに、前記次圧延材の前記仕上圧延工程の開始時間を予測する開始時間予測ステップと、
   前記仕上圧延工程の予測開始時間をもとに、前記仕上圧延装置の入側における前記次圧延材の待機時間を予測する待機時間予測ステップと、
   前記次圧延材の予測待機時間をもとに、前記仕上圧延装置への前記次圧延材の進入タイミングを制御する制御ステップと、
   を含むことを特徴とするミルペーシング制御方法。
5. 前記準備時間予測ステップは、前記コイル仕上搬送工程に要する所要時間として、前記コイルを搬送する搬送部の占有時間と、結束バンドによる前記コイルの結束処理に要する結束所要時間とを用いることを特徴とする請求項４に記載のミルペーシング制御方法。
   

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