JPH0892631A

JPH0892631A - 連続加熱炉の操業方法

Info

Publication number: JPH0892631A
Application number: JP25270694A
Authority: JP
Inventors: Daijiro Masuda; 大二郎増田; Yasuhiko Uchida; 安彦内田; Tomokazu Nishino; 友数西野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-09-22
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】加熱炉の前後工程の物流が整流化され、加熱
炉装入待ちが防止でき、加熱炉燃料原単位の低減、次工
程でのホットチャージ率やホットチャージ温度を阻害す
ることなくスムーズな操業を可能とする。【構成】複数の連鋳機から供給される複数の鋳片を連
続的に連続加熱炉に装入し、加熱・圧延・剪断・スラブ
ヤードあるいは、剪断後ホットスカーファー設備を経由
してスラブヤードに払い出される工程において、加熱炉
への鋳片の装入順位に関する要因因子を選定し、加熱炉
装入の対象となるすべての鋳片について、各要因因子ご
との評価点を付け、総合評価点から前装入材が有る場合
は、前装入材との総合評価点比較を行って、次装入材の
優先順位を決定し、その順番に加熱炉へ装入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の連鋳機から供給
される複数の鋳片を連続的に一基の連続加熱炉へ装入す
る際の操業方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年省エネルギーの観点から連鋳機等の
加熱炉上流工程の諸設備は、搬送設備を介して連続加熱
炉に直結され、圧延設備へとつながり同期化・連続化が
図られている。連鋳工程から供給される複数の鋳片を次
工程である加熱炉へ装入する際、鋳片は供給されてきた
順番に加熱炉へ装入されるのが一般的な方法であるが、
連鋳機・加熱炉・圧延機・剪断機・ホットスカーファー
等をワンラインとして直結した時には、必ずしも加熱・
圧延・剪断・ホットスカーファーの各工程の鋳片処理能
力が連鋳機の鋳片供給能力より大きいわけでなく、また
その逆もあり、その能力バランスの範囲内で操業をしな
ければならない。

【０００３】例えば図１で示すような複数の連鋳機１か
ら出片される鋳片２Ａ〜２Ｄが一つの加熱炉３・圧延機
４ラインに統合されるような場合、加熱炉以降のライン
の能力によって連鋳機の能力が一義的に決定される。連
鋳機１の平均供給能力（単位時間当たりに供給される鋳
片重量）と加熱炉３および加熱炉以降の平均処理能力
（単位時間当たりに処理される鋳片重量）とがバランス
している状態において、局所的に見ると加熱炉に装入す
る鋳片の装入順位や鋳片の炉内ウォーキングビーム搬送
方法によっては、ある断面においては加熱炉および加熱
炉以降の工程の処理ピッチの方が、連鋳機の鋳片供給ピ
ッチに比べ劣っている場合が生じ、加熱炉前面の鋳片搬
送ラインに次装入材の滞留が生じてしまう。

【０００４】例えば、圧延機４あるいは剪断機５にて処
理時間が長く必要な鋳片が連続して装入された場合、圧
延機４あるいは剪断機５以前のライン物流を律速し、連
鋳機からの鋳片供給ピッチが勝り、連鋳機出側の搬送テ
ーブルライン、いわゆる加熱炉前面搬送テーブル６Ａの
ラインにて加熱炉３への装入待ちが発生して、鋳片の温
度低下を引き起こし、また、加熱前面テーブルからのオ
ーバーフローも引き起こすことになる。これらによって
加熱炉での加熱処理時間（在炉時間）の延長が必要とな
り、燃料原単位をも悪化させ、さらには、連鋳工程の上
工程までも被害をもたらすことになる。

【０００５】加熱炉への装入順位に関する例として例え
ば、特開昭６１−１２４５１７号公報では装入する鋳片
ごとに、抽出目標温度に加熱するに必要な燃料流量を鋳
片特性（鋳片寸法）と炉の操業条件から求めた関係式に
て演算し、この演算値が小から大へ、または大から小の
順に隣接させて装入する方法を提案している。また例え
ば、特開平１−２９４８２０号公報では、クレーンに設
置した温度計にて鋳片の温度を測定して、鋳片の温度ご
とに材料の振り分けを行い、複数の加熱炉の中から最適
な加熱炉を選別する方法を提案している。しかし、これ
らは加熱炉における鋳片の過剰加熱の防止や製品品質向
上、燃料原単位の低減に関するものである。

【０００６】また、連鋳工程と熱間圧延工程とが直結さ
れた位置に設置された連続加熱炉は、その両工程の処理
能力差を吸収する緩衝帯としての役目が要求され、加熱
炉へ鋳片の装入あるいは抽出方法や炉内ウォーキングビ
ーム搬送方法への工夫がなされている。これらに関する
例として例えば、特開昭６１−２１３３１８号公報にお
いては、炉長方向に複数個のウォーキングビームを具備
した加熱炉において、装入側のウォーキングビームのみ
を駆動して、材料の加熱炉への装入速度と材料の加熱炉
からの抽出速度が等しくなるように制御し、加熱炉下流
側の設備休止時をも考慮した方法を提案している。ま
た、特開昭６１−２０４３１２号公報においては、鋼片
を加熱炉に装入された時点に、その鋼片が加熱されて抽
出される時に加熱炉に装入されるべき他の鋼片を決定す
ると共に、他の鋼片の装入ピッチを予測し、この予測し
た他の鋼片の装入ピッチに基づいて、前記の装入鋼片の
抽出予定時刻を決定する方法を提案している。

【０００７】前者の方法では、炉長方向に１基のみ具備
したウォーキングビーム加熱炉においては不可能であ
る。一方、後者の方法においては、複数基ある連鋳機か
ら直結され、下流側に圧延設備や剪断設備を有する炉長
の短い、短在炉の１基のみの加熱炉においては、実操業
での装入・抽出時刻の変動が大きく現実的には次装入鋳
片の装入時刻予測の精度は非常に悪くなる。

【０００８】さらに、加熱炉からの鋳片抽出方法につい
ては、一般的には熱間圧延ラインにおいて、被加熱材の
加熱炉からの抽出ピッチと圧延ピッチとの整合をとりオ
ペレーターの判断を必要とせず最適なピッチにて自動抽
出を行うことにより、そのラインの生産能率を高めるこ
とにある。従来の鋳片抽出制御方法としてはミルライン
上の各設備への鋳片到達時間を計算し、各設備での最短
間ピッチの中で最大値を有する設備にとっての間ピッチ
が最短となるように加熱炉からの抽出時刻を決定する方
法（例えば、特開昭６３−２７７７２０号公報など）
や、加熱炉抽出後にミルラインでの実圧延プロセス消化
中に生じるミルライン中の各ポイントへの到達時刻の計
算予測値と実測値との誤差を圧延時間と搬送速度の少な
くとも一方を制御することによって僅少化する方法（例
えば、特開昭６２−２８９３０８号公報など）等によ
り、そのミルラインの生産能率を高めるという考えが採
用されている。

【０００９】これらの方法は、加熱炉からの抽出（圧延
設備への鋼片供給）のみに着目しているが、連鋳機から
直結され、下流側に圧延設備や剪断設備を有する炉長の
短い、短在炉の１基のみの加熱炉においては、加熱炉か
らの抽出あるいは抽出以前に、加熱炉下流側の処理時間
を予測しながら、次の装入作業のことも考慮して操業し
なければ、生産効率が悪くなり鋳片の滞留が長くなった
り、加熱前面テーブルからのオーバーフローを引き起こ
す弊害が出てくる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明が対象とするの
は複数の鋳片が供給される複数の連鋳機を有し、下流側
に圧延設備や剪断設備を有する炉長が短く、直結され同
期化・連続化操業が必要な短在炉の１基のみの連続加熱
炉の操業方法である。上述したように連鋳機の平均供給
能力と加熱炉および加熱炉以降の平均処理能力とがバラ
ンスした操業形態においては、加熱炉への鋳片の装入順
位や鋳片の炉内ウォーキングビーム搬送方法さらには、
鋳片装入・抽出方法によっては、生産効率が非効率とな
る。このためライン全体の物流を乱し、加熱炉燃料原単
位の悪化や前工程の生産影響さらには後工程へのホット
チャージ率やホットチャージ温度を阻害するという問題
があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、複数の連鋳機から供給される複数の
鋳片を連続的に連続加熱炉に装入し、加熱・圧延・剪断
・スラブヤードあるいは、剪断後ホットスカーファー設
備を経由してスラブヤードに払い出される工程におい
て、連続加熱炉に装入する過程について装入する鋳片ご
との連鋳工程からの出片時刻・鋳片温度・鋼種（成分
系）および次工程、いわゆる加熱工程での抽出目標温
度、圧延工程での圧延処理時間に関する圧延パス数ある
いは圧延寸法、剪断工程での剪断処理時間に関する剪断
処理本数、ホットスカーファー工程でのホットスカーフ
ァー処理時間に関するホットスカーファー処理本数等を
考慮し、スラブ受入れ工程（スラブヤード）での受入れ
棟別等の次工程での操業ピッチに関するスラブ製造情報
をもとに、加熱炉への鋳片の装入順位に関する要因因子
を選定し、加熱炉装入の対象となるすべての鋳片につい
て、各要因因子ごとの評価点を付け、総合評価点から前
装入材が有る場合は、前装入材との総合評価点比較を行
って、次装入材の優先順位を決定し、その順番に加熱炉
へ装入することを特徴とする連続加熱炉の操業方法であ
る。また、さらに前装入材との総合評価点の比較によ
り、その差の大きいものから順に加熱炉に装入するこ
と、次加熱炉装入材の各工程におけるネットワーク度合
評価値が連鋳機からの鋳片供給能力にもとづく基準値を
越えたときには、加熱炉のウォーキングビームの鋳片を
装入すべき位置に１または２以上の鋳片本数分の空きを
つくることも特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明は、複数の連鋳機から供給される鋳片の
加熱工程での鋳片温度および鋳片の加熱炉抽出目標温
度、圧延工程で圧延パス数や圧延寸法・成分系等から計
算される圧延時間、剪断工程での剪断スラブ小切本数、
スラブサイズ等から計算される剪断時間、ホットスカー
ファー工程での処理本数等から計算されるホットスカー
ファー処理時間、スラブ受入れ工程いわゆるスラブヤー
ドにおける受入れヤード棟別等の各設備の能力的な制約
条件をとり入れて、最適なライン物流となるように連続
加熱炉における鋳片の装入順位を決定する方法および炉
内ウォーキングビームの搬送方法を提供する。またさら
に連鋳機からの鋳片供給ピッチをも考慮して加熱炉への
次材の装入および加熱炉からの次材の抽出タイミングを
決定する方法も提供する。

【００１３】複数の工程が直列につながっている時、最
も能力の小さい工程（律速工程）にて物流が滞留し生産
障害を引き起こす。連鋳機に直結された加熱圧延剪断ラ
インにおいては、要因（鋳片温度・抽出目標温度、圧延
時間・圧延パス数、剪断時間・剪断処理本数等）ごとに
それぞれ律速工程が異なってくる。本発明では、物流の
滞留がミニマムになるように、以下のステップにより作
業を行う。

【００１４】（１）鋳片装入順位決定方法について連鋳機から出片される鋳片のうち、最初に出片された鋳
片を基準に、ある時間範囲内にて出片されたすべての鋳
片に対して、各工程におけるネック度合の評価を行う。
この場合、各工程の所定の基準値に対して、基準以内で
あれば、基準内鋳片すべて同位となり、基準値以上があ
る場合、基準値との差が小さい順に順位を付ける。この
ようにして各工程ごとに順位をつけ、各鋳片の総合評価
点Ｈを下記（１）式にて算出し、総合評価点にて最終的
な装入の順位付けを行う。

【００１５】Ｈ＝Ａ×Ｇ⁴ ＋Ｂ×Ｇ³ ＋Ｃ×Ｇ² ＋Ｄ×Ｇ¹ ＋Ｅ×Ｇ⁰ ・・・（１）

【００１６】ここで、Ａ：圧延予定パス回数から決まる
優先順位Ｂ：鋳片現在温度と抽出目標温度との差から決まる優先
順位Ｃ：剪断予定小切本数から決まる優先順位Ｄ：スラブヤード行き先棟別から決まる優先順位Ｅ：ホットスカーファー対象予定本数から決まる優先順
位Ｇ：計算対象鋳片本数とし、ＡからＥの順がネック度合の重み付け順となり、
Ａの項が最も寄与率が高い。なお、鋳片の圧延単位構成
によっては、上記ＡとＣ、あるいはＢとＣの順位を入れ
換え重み付け順を変更することも可能である。

【００１７】以上により、次加熱炉装入の各鋳片ごとの
総合評価点を算出するが、前装入材との総合評価点比較
を行い、その差が大きいものから順に順位付けを行い、
装入材を決定する。これは、装入する度に再計算される
ため総合評価点の大小、あるいは小大ごとに装入され、
各工程にてネックにならない装入方法が提供できる。な
お、前装入材がない場合は、総合評価点の小さいものか
ら順に順位を付ける。詳細については、実施例にて説明
する。

【００１８】（２）鋳片の炉内ウォーキングビーム搬送
方法について次加熱炉装入材の各工程におけるネック度合評価がある
基準値を越え、その鋳片を加熱抽出後、各工程にてネッ
ク（律速状態）となり、加熱以降の処理能力が連鋳機か
らの供給能力より劣っているような断面が生じる鋳片に
おいては、将来の加熱炉装入への影響を及ぼすことがな
いように、将来の加熱能力向上対策として以下のように
する。すなわちネック度合評価がある基準値を越えるよ
うな鋳片を装入した後に炉内ウォーキングビームの搬送
方法を変更して、加熱炉内にてバッファー（炉内空きス
ペース）をつくり、その鋳片を加熱抽出後、各工程にて
ネックになっても、次材装入作業に支障をきたさないよ
うな炉内ウォーキングビーム搬送方法を提供する。この
ように加熱炉を緩衝帯として活用し、ライン物流を整流
化する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１に示すように、例えば２基の連鋳機１の計４
つのストランド１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄから供給される
鋳片２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄは、連鋳機出側の保熱カバ
ー８を通って加熱炉３に直結され、加熱状態で圧延機４
へ送られる。演算機の指示に基づいて、リバース圧延を
実施し、圧延実施した後のスラブはさらに剪断機５へ送
られ、演算機の指示通り小切り切断される。切断された
スラブは直接あるいは、ホットスカーファー９のライン
を経由してスラブヤード７へ搬送される。なお図１中１
０はクレーン、１１はスラブパイラー、１２は高速台車
である。また、図中各所にある２は鋳片ないしこれを圧
延して製造された鋼片（スラブ）である。

【００２０】

【表１】

【００２１】まず加熱炉３へ装入する鋳片の装入順位の
決定について説明する。表１は図１の装入対象鋳片を用
いた際の実施例である。各鋳片の各工程における要因因
子ごとの製造情報を表１に示す。この場合各工程ごとに
律速となりうる基準値が規定され、その範囲以内か否か
によって各要因因子ごとに優先順位をつける。ここで、
基準値の範囲以内であれば、律速状態とならないため、
優先順位は同位として評価する。具体例にて示すと、ま
ず表１の連鋳機からの供給順が鋳片＃１を基準に３分以
内を同位とすると、＃１〜＃３が同位となり鋳片＃１か
ら順に＃１：１，＃２：１，＃３：１，＃４：２とな
る。鋳片＃４について連鋳機からの供給順が同位時間外
のため、自動的に第２位とする。

【００２２】次に圧延工程のパス回数の要因因子にて、
律速となりうる基準値を５パスとした時、５パス以下は
同位となることにより、鋳片＃１から順に＃１：１，＃
２：２，＃３：３，＃４：１となる。次に加熱工程の必
要昇温度の要因因子にて律速となりうる基準値を１２０
℃とした場合、１２０℃以下は同位となることより、鋳
片＃１から順に＃１：３，＃２：１，＃３：２，＃４：
１となる。以下同様にして各鋳片の各要因因子ごとの評
価点を付ける。そして（１）式によって各鋳片の総合評
価点を算出する。この計算例を表２に示す。この場合、
鋳片＃１の総合評点が一番小さく、次に鋳片＃２、次い
で鋳片＃３となる。

【００２３】

【表２】

【００２４】ここで、１本前装入材がないと仮定する
と、次装入対象材の評価点の小さいものから順に順位が
付けられ、＃１鋳片が１位となって、次に装入される。
＃１鋳片が装入された後＃５鋳片が新たに供給され、表
３に示す要因因子となる。この表１から表３までの鋳片
の位置関係を模式的に示したのが図２である。同様にし
て、評価点を算出すると、表４になりここで総合評点は
＃４鋳片が最小となるが、１本前装入材の評点が小さい
ため、総合評点の最も大きい＃３鋳片が装入順位１位と
なる。

【００２５】

【表３】

【００２６】

【表４】

【００２７】このように、連鋳機からの供給順をある時
間幅内では同位として、圧延パス回数以下内の律速評価
因子にて評価点を算出し、次装入の順位を決定する。そ
して各工程にてネックにならない様に、鋳片装入が連続
する場合、総合評価点の大小あるいは小大順に鋳片を装
入する。

【００２８】ただし、上記次装入材の装入順位が決定し
ているにもかかわらず、連鋳機側の鋳片供給ピッチが勝
り、図１の加熱前面テーブル６Ａさらには、バッファテ
ーブル６Ｂに払い出されるケースがあるが、その時は、
その鋳片の温度低下を防止するために、第１優先に装入
を実施するよう順位が変更される。さらに、クレーンに
て装入位置まで搬送する間に次の装入対象材（装入順位
１位）を決定し、装入順位１位の鋳片位置にクレーンを
待機させ、効率良く装入することも同時に行う。

【００２９】次に加熱炉内ウオーキングビーム搬送方法
について説明する。装入順位１の鋳片を装入後、当該装
入材の加熱・圧延・剪断工程いずれかのネック度合評価
値がある基準値を越え、加熱以降の処理能力が連鋳機か
らの供給能力より劣っている様な断面が生じる場合、炉
内ウオーキングビームを１または２以上の鋳片本数分
（通常１本分）だけ、搬送して炉内にバッファー（空
炉）を設ける。

【００３０】図３はウオーキングビーム式加熱炉３にお
ける装入した鋳片の位置を模式的に示した図である。図
３に示す様に例えば、の鋳片で圧延がネックとなる場
合、に連続して鋳片を装入せずに、１本分炉内に空炉
を設け、に次材を装入する。の鋳片が抽出された
後、圧延がネックとなりこの断面で圧延処理能力が連鋳
機からの供給能力に劣っていても、圧延処理中に２本分
の装入スペースが確保され、Ｇ，Ｈの２本分の装入が可
能となり、装入側での鋳片の滞留が防止できる。

【００３１】上記の場合、基本的には連鋳機の鋳片の平
均供給能力が加熱炉および加熱炉以降の平均処理能力よ
り劣っている時は実施する必要がなく、連鋳機の鋳片の
平均供給能力と加熱炉および加熱炉以降の平均処理能力
とがバランスしている操業形態にて実施され、主に圧延
機以降のピッチを考慮した炉内の鋳片搬送および鋳片装
入を決定する方法である。

【００３２】

【発明の効果】本発明の連続加熱炉の操業方法を導入す
ることによって加熱炉の前後工程の物流が整流化され
る。これによって加熱炉装入待ちが防止でき、結果的に
加熱炉燃料原単位の低減が可能となり、また次工程での
ホットチャージ率やホットチャージ温度を阻害すること
なくスムーズな操業が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対象とする設備の全体レイアウトの平
面説明図

【図２】本発明の実施例における鋳片の位置関係を模式
的に示した図

【図３】加熱炉における装入した鋳片の位置を模式的に
示した図

【符号の説明】

１連鋳機１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄストランド２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ鋳片または鋼片３加熱炉４圧延機５剪断機６Ａ加熱炉前面テーブル６Ｂバッファテーブル７スラブヤード８保熱カバー９ホットスカーファー

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２１Ｄ 11/00 １０５

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の連鋳機から供給される複数の鋳片
を連続的に連続加熱炉に装入し、加熱・圧延・剪断・ス
ラブヤードあるいは、剪断後ホットスカーファー設備を
経由してスラブヤードに払い出される工程において、連
続加熱炉に装入する過程について装入する鋳片ごとの連
鋳工程からの出片時刻・鋳片温度・鋼種（成分系）およ
び次工程、いわゆる加熱工程での抽出目標温度、圧延工
程での圧延処理時間に関する圧延パス数あるいは圧延寸
法、剪断工程での剪断処理時間に関する剪断処理本数、
ホットスカーファー工程でのホットスカーファー処理時
間に関するホットスカーファー処理本数等を考慮し、ス
ラブ受入れ工程（スラブヤード）での受入れ棟別等の次
工程での操業ピッチに関するスラブ製造情報をもとに、
加熱炉への鋳片の装入順位に関する要因因子を選定し、
加熱炉装入の対象となるすべての鋳片について、各要因
因子ごとの評価点を付け、総合評価点から前装入材が有
る場合は、前装入材との総合評価点比較を行って、次装
入材の優先順位を決定し、その順番に加熱炉へ装入する
ことを特徴とする連続加熱炉の操業方法。
【請求項２】前装入材との総合評価点の比較により、
その差の大きいものから順に加熱炉に装入することを特
徴とする請求項１記載の連続加熱炉の操業方法。
【請求項３】次加熱炉装入材の各工程におけるネック
度合評価値が連鋳機からの鋳片供給能力にもとづく基準
値を越えたときには、加熱炉のウォーキングビームの鋳
片を装入すべき位置に１または２以上の鋳片本数分の空
きをつくることを特徴とする請求項１または２記載の連
続加熱炉の操業方法。