JPS62267425A - 交互圧延システムにおける加熱炉の操炉方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は交互圧延システムにおける加熱炉の操炉方法
に関する。

従来技術 連鋳装置により鋳造された熱片スラブを加熱炉で加熱し
た後に圧延機により圧延する技術において、連鋳装置に
よる熱片スラブの生産能力が圧延機の圧延能力よりも小
さい場合、圧延機の操業率の低下を来たす、この問題に
対処するため近年、スラブヤードに貯留された温片スラ
ブや冷片スラブを別に設けた加熱炉で加熱し、熱片スラ
ブの不足分を補充することによって圧延機の操業率の向
上を図るようにした交互圧延システムが開発され、実用
化されている。このシステムは例えば第１図に概略的に
示されるように、熱片スラブ（以下ＤＨＣＲスラブと称
する）を鋳造する連鋳装置（図示せず）と、温片スラブ
（ＯＣＲスラブと称する）及び又は冷片スラブ（以下Ｃ
ＣＲスラブと称する）を貯留するスラブヤード（図示せ
ず）と、［１ｎ　ＣＲスラブを加熱する第一加熱炉１　
（以下−号炉と称する）と、ＨＣＲスラブ、ＣＣＲスラ
ブを加熱する第二加熱炉２（以下二号炉と称する）と、
前記連鋳装置及びスラブヤードから供給される各スラブ
を積載して搬送するアプローチテーブル３と、前記アプ
ローチテーブル３により搬送されたＤＨＣＲスラブを装
入するチャージャー４と、ＨＣＲスラブ及び又はＯＣＲ
スラブを二号炉に装入するプッシャー５と、前記各炉か
ら抽出されたスラブを積載して搬送する搬送テーブル６
と、該搬送テーブル６によって搬送されたスラブを圧延
する圧延機７と、前記各部材の操作を制御する制御装置
（図示せず）とがらなっており、−号炉は第一ウオーキ
ングビーム（以下ＷＢＩと称する）　ｌａと第二ウオー
キングビーム（以下−８■と称する）ｌｂとよりなる分
割型ウオーキングビーム炉で炉内に空炉を生じたとき（
スラブ間の間隔がスラブ巾よりも大きな間隔を生じたと
き）、咳空炉をつめてスラブ間が適切な間隔となるよう
に制御されるようになっており、装入側にはマツチング
ゾーンを備えている。そして二号炉２からのＨＣＲスラ
ブ及び又はＣＣＲスラブの抽出ピッチ（以下ＨＣＩ＋抽
出ピッチと称する）は−号炉１からのＤＩＩＣＲスラブ
の抽出ピンチ（以下ＤＨＣＲ抽出ピッチと称する）に対
して一定の比率となるように設定され、しかも各炉に装
入されたスラブは前記各炉の抽出比率に基づいておのお
の抽出順及び抽出時刻が設定しである。

しかして連鋳装置から供給されるＤ）ＩｃＲスラブとス
ラブヤードから供給されるＨＣＲスラブ、ＣＣＲスラブ
は、それぞれアプローチテーブル３、チャージャー４又
はプッシャー５を介して一号炉１及び二号炉２にそれぞ
れ装入され、各炉で加熱された後に前記順番で前記時刻
に抽出され、圧延機で圧延される。

発明が解決しようとする問題点 従前の前記交互圧延システムは上述するように、−号炉
と二号炉より抽出されるスラブの抽出順が決められ、各
炉からのスラブの抽出比率を一定に設定していたため装
入されるＤＨＣＲスラブの長さが長いものに或いは短か
いものに切換わったりして該スラブの一号炉への装入ピ
ッチが変動した場合、圧延処理量が圧延能力を下廻って
、圧延機の操業率が低下したり、或いは逆に一号炉のマ
ツチングゾーンにＤＨＣＲスラブが滞留して加熱炉への
装入待ちによるスラブの温度低下を生じたり、ラインか
らのスラブの除去という処置を謀らざるを得なくなり、
その結果ＤＩＩＣＲスラブの圧延比率が低下して加熱炉
の燃料原単位が上昇するという問題があった・ このことを第１２図及び第１３図に基づいて具体的に説
明する。

ここで−号炉及び二号炉から交互に抽出されるスラブの
抽出比率は２：１に設定されている。

第１２図に示す例は一号炉に装入されるＤＨＣＲスラブ
が羊里小（１２，３ｔ）より単重大（１６，５ｔ）に切
換ねった場合を示すもので、連鋳装置により華重大のス
ラブが２１木／Ｈのピッチで装入されると、−号炉ｌか
らは単里小のスラブが単位時間当り２１本抽出され、二
号炉２からは抽出比が２：１に設定されていることから
華里小のスラブが同じ＜　ｔＯ，Ｓ本抽出される。従っ
て、圧延本数は３１．５本／Ｈ，圧延処理量は３８７　
ｔ／Ｈとなり、単里小のスラブに対する圧延能力４４３
ｔ／ｎをかなり下廻る結果となる。

第１３図に示されるように、スラブが逆に単重大より中
型車に切換ねった１５合には、φ里小のスラブは２８本
／１１のピッチで装入されうるようになるが、羊重大の
スラブに対する圧延能力５９．１ｔ／Ｉ＋からみて同ス
ラブの対処本数は３６木／Ｈに制限されるため一号炉ｌ
からは２４零／Ｈ１二号炉２からは１２木／１１シかそ
れぞれ抽出することができず、従って、−号炉１に装入
されるべき［１）ＩＣＲスラブは単位時間当り４ｔ分が
装入待ちの状態となったり、ラインから除去しなければ
ならなくなる。

しかもラインから除去され、リゼクトされたスラブは一
号炉で抽出されるべきものとして予め設定されているた
め、その分実際に抽出される本数が減少し、圧延機の操
業率を低下させることとなる。

各炉から抽出されるスラブの抽出比率が一定に設定され
ているとまた、鋼種によってはｖ４鋼種の交互圧延がで
きないという不都合がある。すなわち高炭素鋼（Ｈ，Ｃ
）やスｆ　７　レスｗ４（Ｎｉ−３Ｏ３）など在炉時間
に制約があるものでは、上述するような装入ピンチの変
動により在炉時間が変動し、過加熱による劣化や加熱不
足を来たすようになるからである。

問題点を解決するための手段 本発明者らは上記の問題を解消すべく種々検討した結果
、次のような条件を満たすことが必要であるという結論
に達した。

すなわち、−号炉に装入されるＤＨＣＩ＋スラブが装入
待ちとなったり、リゼクトを生じたりしてＤＨＣＲスラ
ブの圧延比率が低下することによる燃料原単位の上昇を
防ぐには、−号炉からのスラブの抽出ピンチを連鋳装置
で連遺されたスラブのピッチに一致させる必要があり、
そのためには−号炉からのスラブの抽出を優先させるこ
とが必要であること。

圧延機の圧延能力を最大限有効に活用するためには、−
号炉から抽出されるスラブの所要本数の抽出所要時間と
前記スラブの圧延所要時間の差を二号炉から抽出される
スラブの圧延可能時間とし、二号炉は該圧延可能時間に
基づいて抽出ピンチが設定されるように抽出操作される
ことが必要であること。

異鋼種の交互圧延を行う場合、二号炉に装入される鋼種
に高炭素鋼（Ｈ、Ｃ）やステンレス鋼（Ｎｉ−５ＯＳ）
など在炉時間の制約があるときには、上記と逆に二号炉
からのスラブの抽出を優先し、該抽出ピンチに基づいて
一号炉からの抽出ピンチを設定すること。

などで上記の条件を満たすには、−号炉及び二号炉から
の抽出ピッチは一定の比率ではなく、−号炉の装入ピッ
チや製品板厚の変動による圧延ピッチの変動或いは二号
炉へ装入される鋼種による要因によって変動するように
設定されていることが必要である。すなわち、第−号炉
と二号炉は抽出本数比率が可変となるように抽出操作さ
れることが必要である。

本発明は以上の事項に基づいてなされたもので、連鋳装
置から供給される熱片スラブを加熱する一号炉と、スラ
ブヤードから供給される温片スラブ及び又は冷片スラブ
を加熱する二号炉とを備え、前記各スラブを前記各加熱
炉から交互に抽出して圧延する交互圧延システムにおい
て、−号炉と二号炉との抽出比率が可変となるように前
記各加熱炉を抽出操作することを特徴とするものである
。

ここで−号炉及び二号炉はそれぞれ一基づ＼設けられる
か或いは複数基づ＼設けられる。

実施例 本実施例は既に説明した第１図に示す交互圧延システム
において、図示しない制御装置によって第２図〜第９図
に示す交互圧延・圧延順計算及び抽出時刻予測モデルに
従って計算し、その計算結果に基づいて一号炉１及び二
号炉２の抽出操作を行うようにしたものである。

以下において、−号炉１及び二号炉２の抽数本故、抽出
順及び抽出時刻の決定方法を第２〜９図に基づいて説明
する。

第３図から第５図までは一連のフローチャートで、第２
図に示すようにＬＤ、ゾーン（均熱帯）、ＬＤ。

ゾーン（第三加熱帯）、ＬＤ、ゾーン（第二加熱帯）及
びＬＤ、ゾーン（第一加熱帯）の複数ゾーンに分割され
た一号炉１の各ゾーンにおけるスラブの抽出本数、抽出
順及び抽出時刻と一号炉の各ゾーンに対応する二号炉の
各ゾーンにおけるスラブの抽出本数、抽出順及び抽出時
刻を１傾次決定するものである。

すなわち先ず第３図に示すように、−号炉の各分割ゾー
ンＬＤｊ　の長さを設定し、ＬＤｊ　ゾーンに滞在する
Ｄ！Ｉｃ！！スラブの抽出所要時間及び圧延所要時間を
次のようにして求める。

第６図のサブルーチンＡに示すように、装入スラブの長
さＳＬｉ（ｍ）すなわち連鋳装置（ＣＣ）で鋳造し、所
定長さに切断されたＤＨＣＲスラブの長さをＣＣ引抜速
速度　ＣＣ（ｍ）すなわち鋳造速度で除し、０ＨＣＲス
ラブの装入とッチＰＣＣｉ　（ｓｅｃ）を求める。装入
されるＤＩ（ＣＲスラブは長さが変わるため一号炉１に
装入されるＤ　１１　ＣＩ？スラブの装入ピッチは各ス
ラブの平均値であるＤＨＣＲスラブ平均装人ピッチＰＤ
’ｊとして表わし、次のようにして求める。

ＰＤ’ｊ（ｉｎ）−Σ（ＷＤｊｉ／　ＰＣＣｉ）／ｎ　
　（ｍ／５ｅｅ）１：Ｉ ＷＤｊｉニスラブ幅＋スラブ間隔 ＤＨＣＲ平均装入ピンチＰＤ　ｊ（ｉｎ）は通常ＤＨＣ
Ｒスラブ平均抽出ピッチＰＤｊ　として設定される。

特別の場合として例えば圧延ロールの交換、圧延機の修
理等により圧延が停止した場合には、第２図に示される
ようにマツチングゾーンにＤＨＣＲスラブが滞留す“る
ことを考慮して、マツチングゾーンをクリヤーさせるた
めの抽出ピッチアップ率ΔＰＤ？Ｉｊを第７図に示すサ
ブルーチンＢに従って求める。

すなわち、第２図に示すようにＬＤ、ゾーンのスラブを
抽出した時の−ＢＴ系の移動路ＮＬａ１を計算し、その
計算結果を基にしてＬＤ、ゾーンのスラブを抽出した時
にマツチングゾーンを占有しているスラブ長さＩＪを予
測計算する。　Ｌｌ’ｌをＬＭ＋、ＬＴｏ及びＬＭ、の
夫々と比較して、各ゾーンのスラブを抽出する際の抽出
ピッチアンプ率ΔＰＤＭｊを求める。

ＤＨＣＩ？スラブ平均抽出ピッチＰＤｊ　は前記した平
均装入ヒツチＰＤ’ｊ（ｉｎ）に抽出ピンチアップ率Δ
ＰＤＭｊを加えたものとして新たに設定される。スラブ
がマツチングゾーンに滞留することなく正常に抽出され
ている場合にはΔＰＤＭｊはＯである。

次にスラブの焼上り予測時間切ｉを実績スラブ温度をベ
ースとした最短読上り時間として周知の伝熱計算式より
求め、第８図に示すサブルーチンＣに従って各スラブの
抽出可能ヒツチＰｙｊｉを求めるとともに、その平均値
として焼土りピッチＰＤＦｊを求める。

前記焼上りヒツチＰＤＰｊと平均抽出ピッチＰＤｊ（マ
ツチングゾーンにスラブがｔＩ留している場合には前記
抽出ピッチアップ率ΔＰＤＭｊを加えたもの）とを比較
し、焼上りが早い時には平均抽出ヒツチＰＤｊはＰＤｊ
　に、焼上りが遅くネックになっている時にはＰＤＦｊ
にされる。

一号炉のＬＤｊ　ゾーンから抽出されるスラブ本数ＮＤ
ｊ　は、先に設定されているＬＤｊ　ゾーンの長さと該
ゾーン内に滞在する全スラブのスラブ幅及び各スラブ間
の間隔とが等しいことから次の式によって求められる。

〜０ｊ ＬＤｊ　　−Σ　−Ｄｊｉ Ｓ１ また、抽出所要時間ｔｊは各スラブが抽出される時間の
総和であって次のように表わされる。

ｔ」＝　　Σ　（ＷＤｊ　ｉ／ＰＤｊ　）１″−１ 前記抽出されたスラブを圧延するのに要する時間すなわ
ち圧延所要時間ｔＤＲｊは、各スラブの圧延時間の総和
であって次のように表される。

Ｄｌ ｔＤｌ？ｊ　＝ΣｒＤｉ ｉ＝ｌ ｒＤｉニスラブ１本の圧延時間 以上のようにして一号炉１のＬＤｊ　ゾーンに滞在する
ＤＩ（ＣＲスラブの抽出所要時間ｔｊと圧延所要時間ｔ
ＤＲｊが求まり、後者が前者より少ない場合には両者の
時間差がＬＤｊ　ゾーンに対応した二号炉２のＬＣｊゾ
ーンに滞在するＩＩＣＲスラブの圧延に利用し得る時間
となる。

すなわち、第４図のフローチャートに示されるように二
号炉２の圧延可能時間ｔＣＲｊは前記の一号炉１の抽出
所要時間ｔｊと圧延所要時間ｔＤＲｊの差として次のよ
うに表される。

ｔｃＲｊ壬ｔｊ　−ｔＤＲｊ 前記圧延可能時間ＬＣＲｊを利用して圧延すべく抽出し
得る抽出スラブ本数は次のようにして求められる。

一号炉Ｉの抽出所要時間ｔｊ内における二号炉２のＬＣ
ｊ　ゾーンに滞在する焼上げ可能スラブ本数ＮＣＦＪと
圧延可能スラブ本数ＮＣＪを計算し両者を比較する。

前記抽出本数は、前者の焼上げ可能スラブ本数ＮＣＦｊ
が少ない場合、すなわち加熱ネックを生しる場合には、
焼上げ可能スラブ本数ＮＣＦｊに設定され、後者の圧延
可能スラブ本数ＮＣＩ？ｊが少ない場合、すなわちミル
ネックを生じる場合には、二号炉２に滞在するスラブが
在炉時間に制約のないものであれば圧延可能スラブ本Ｉ
ＮｃＲｊに設定される。第９図は一号炉のＬＤｊ　ゾー
ンにおけるスラブが抽出されるときの二号炉の対応する
ＬＣｊ　ゾーンにおけるスラブの抽出本数を示すもので
ある。

以上は？３’ｉｌ鋼の交互圧延について述べたが、二号
炉から抽出されるスラブが高炭素Ｆｌ（１１，ｃ）ステ
ンレス！ＩＩ（Ｎｉ−３ＩＩＳ、Ｃｒ−５ｕＳ）等であ
ってこれらの在炉時間に制約があり、後述する平均抽出
ピッチＰＣＲｊが二号炉２の抽出ピッチ下限Ｋを上堰る
場合には、−号炉１の抽出スラブ本数ＮＤｊ　を、＜ｌ
である定数３倍したＮＤｊＸａに減少させ、二号炉２か
らのスラブの抽出を優先させる。

なお、前記焼上げ可能スラブ本３１１Ｉｃｐｊおよび圧
延可能スラブ本数ＭＣｌ１ｊは次の弐によって求められ
る。

ＣＦｊ ｔｊ−Σ　−ｃｊｉ／ＰＣＦｊ ｚｌ Ｗｃｊｉニスラブ幅＋スラブ間隔 ｒｃｉニスラブ１本の圧延時間 また、二号炉２の焼上げ可能スラブ本数ＮＣＦ　ｊを抽
出する平均抽出ピッチＰＣＦｊは、前述した一号炉１に
おける焼上りピッチＰＤＦｊと同様にして、第８図に示
すサブルーチンＣより求められる。

二号炉２の圧延可能スラブ本数ＮＣＲｊは一号炉１の抽
出所要時間ｔｊ内に抽出されるものであるため、その平
均抽出ピッチＰＣＲｊは次の弐によって求めらＰＣＲ，
ｉ　＝ΣＷｃｊｉ／ｌｊ ｓ１ 以上のことから、第３図及び第４図に示すフローチャー
トに従って一号炉１と二号炉２の抽出スラブ本数及び抽
出ピンチを決定することによって連鋳装置の鋳造ピンチ
すなわち一号炉！の装入ピンチが変動し、−号炉１の抽
出ピッチ又は抽出スラブ本数が変動したとしても該変動
分を補完するように二号炉２の抽出ピッチ又は抽出スラ
ブ本数が変動されるため圧延能力の低下を生しることが
なく、また−号炉ｌのマツチングゾーンにスラブを滞留
させたり、リゼクトされるスラブを生じさせることがな
い。

一号炉から抽出されるスラブの圧延所要時間が変動する
場合も前記と同様である。

次に一号炉および二号炉から抽出するスラブの抽出順及
び抽出時刻は第５図に示すフローチャートに従って次の
ようにして求める。

−号炉から抽出されるＮ木目のスラブの抽出可能インタ
ーバルｔＤは次の式によって求められる。

ｔＤ−臀Ｄｊ　（Ｎ）／ＰＤｊ ＷＤｊ　（Ｎ）　：　Ｎ木目のスラブのスラブ輻＋スラ
ブ間隔これによりＮ木目のスラブが抽出可能な時刻ＴＤ
　（Ｎ）は（Ｎ−１）木目のスラブの抽出時刻をＴＤ（
Ｎ’−１）とすると、次のように表わされる。

ＴＯ（Ｎ）　　＝ＴＤ（Ｎ−１）＋ｔＤ上記上記一号炉
に空炉がない場合のものであるが、空炉がある場合には
、別の計算式に基づいて空炉を詰める時間ｔａが求めら
れ、この場合抽出可能な時刻ＴＤ　（！ｉ）は次のよう
に表わされる。

ＴＯ（Ｎ）＝ＴＤ（Ｎ−１）＋ｔａ 二号炉から抽出されるＮ木目のスラブの抽出可能インタ
ーバルｔＣも同様にして次の弐から求められる。

ｔｃ＝Ｗｃｊ　（Ｎ）／ＰＣＦｊ Ｗｃｊ　（Ｎ）　：　Ｎ木目のスラブのスラブ幅＋スラ
ブ間隔これによりＮ木目のスラブが抽出可能な時刻ＴＣ
（Ｎ）は（Ｎ−１）木目の抽出時刻をＴＣ（Ｎ−１）と
すると、 ＴＣ（Ｎ）　＝　ＴＣ（Ｎ　−１）　＋　ｔＣと表わさ
れる。

以上のようにして求めた一号炉からのスラブの抽出可能
な時刻ＴＯ（Ｎ）と二号炉からのスラブの抽出可能な時
刻ＴＣ（Ｎ）　とを比較して前者の時刻ＴＯ（！ｉ）が
後者の時刻ＴＣ（Ｎ）よりも早いときには一号炉からス
ラブが抽出される。−号炉から抽出される次のスラブの
抽出時刻Ｔ（ｌｌ）は、抽出予定時刻Ｔｘ　（Ｎ）の方
が抽出可能時刻ＴＤ（Ｎ）よりも遅いとき抽出予定時刻
Ｔｘ　（Ｎ）に設定され、逆に抽出予定時刻Ｔｘ（Ｎ）
の方が抽出可能時刻ＴＯ（Ｎ）よりも早いときには、抽
出可能時刻ＴＯ（Ｎ）に設定される。

また前者の時刻ＴＤ　（Ｎ）が後者の時刻ＴＣ（Ｎ）よ
りも遅いときにはスラブは二号炉から抽出される。

二号炉から抽出される次のスラブの抽出時刻Ｔｘ（Ｎ）
は、抽出予定時刻Ｔｘ（Ｎ）の方が抽出可能時刻ＴＣ（
Ｎ）よりも遅いとき抽出予定時刻Ｔｘ（Ｎ）に、早いと
きには抽出可能時刻ＴＣ（Ｎ）にそれぞれ設定される。

なお抽出予定時刻Ｔｘ　（Ｎ）は（Ｎ−１）木目の抽出
予定時刻Ｔ（Ｎ−１）に次のスラブが抽出されるまでの
インターバルを加えた時間として求められ、該インター
バルは二号炉における圧延可能スラブ本数ＮＣＲｊが焼
上げ可能スラブ木１ｉＮｃＦｊよりも大きな加熱♀７り
のときには一号炉及び二号炉から抽出されるスラブの抽
出平均インターバルｔｃ＋。とじて求められ、次のよう
に表される。

Ｌ　ｅ４ｏ　＝　Ｗ（Ｎ　　１）／ＰＤｊ　＋　ＰＣＦ
ｊ匿〜−１）　：ＷＤｊ　（Ｎ　−１）又は−ｃｊ　（
Ｎ　−１１これより抽出予定時刻Ｔｘ　（Ｎ）は次のよ
うに表わされる。

Ｔｘ（Ｎ）　＝　Ｔ（Ｎ　　１）＋乞６．。

Ｔ（Ｎ−１）　：　（Ｎ−１）木目抽出予定時刻圧延可
能スラブ本数ＮＣＲｊが焼上げ可能スラブ本数ＮＣＦｊ
よりも小さなミル２−／りのときには、抽出予定時刻Ｔ
ｘ（Ｎ）は次のように表わされる。

Ｔｘ（Ｎ）＝　Ｔ（Ｎ−１）＋ｔＲ（Ｎ−１）ｔｌｌ（
Ｎ　−１）　：　（Ｎ−１）木目の圧延所要時間以上の
ようにして求められた一号炉及び二号炉からのスラブの
抽出時刻が第１２図及び第１３図に示される。なお第１
０図は加熱ネックの場合、第１１図はミルネックの場合
である。

発明の効果 本発明は以上のように、−号炉及び二号炉から抽出され
るスラブの抽出本数比率を可変にしたことよりなるもの
で、装入ピッチや圧延ピッチが変動しても一号炉からの
スラブを優先して抽出させることによりＤＨＣＲスラブ
の装入待ちやラインからの除去といった問題を解消する
ことができ、したかって抽出本数比率が固定の従来法と
比べ、［１ｌｌＣＲスラブの圧延比率を旨めることがで
き、またＤＨＣＲスラブの抽出本数に対応して不足分の
ＩＩＣＲ、ＣＣＲスラブが抽出され、−号炉及び二号炉
より常に圧延能力のスラブ数が抽出されるため圧延機の
操業率を高めることもできる。

本発明によればまた、在炉時間に制約があるような鋼種
においても装入ピンチや圧延ピッチの変動に対処してこ
れを優先して抽出させることができるため異鋼種との交
互圧延ができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法で使用される加熱装置の概略図、第
２図は一号炉の概略図、第３〜５図はフロー図、第６〜
８図は説明図、第９図は一号炉及び二号炉から抽出され
るスラブの説明図、第１０図は加熱ネック時の、第１！
図は圧延ネック時の抽出順をそれぞれ示すグラフ図、第
１２及び１３図は従来例の説明図を示す５゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 連鋳装置から供給される熱片スラブを加熱する第一加熱
   炉と、スラブヤードから供給される温片スラブ及び又は
   冷片スラブを加熱する第二加熱炉とを備え、前記各スラ
   ブを前記各加熱炉から交互に抽出して圧延する交互圧延
   システムにおいて、第一加熱炉と第二加熱炉との抽出比
   率が可変となるように前記各加熱炉の抽出操作を行うこ
   とを特徴とする交互圧延システムにおける加熱炉の操炉
   方法