KR101541572B1 - Optimization device, optimization method, and optimization program recording medium recorded - Google Patents
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Abstract
본 발명은 압연재의 제품 품질을 확보하면서, 최적화하고 싶은 최적화 지표량이 최소가 되도록, 압연 설비의 제어를 최적화한다. 압연 장치가 압연재를 압연하기 위한 제어 설정치를 산출하는 설정 계산부(31)와, 설정 계산부(31)에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 압연 장치에 의해 압연된 압연재의 재질을 예측하는 재질 예측 계산부(32)와, 설정 계산부(31)에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 압연 장치가 압연재를 압연하는데 있어서 최적화하는 지표의 량을 최적화 지표량으로서 산출하는 최적화 지표량 산출부(36)와, 재질 예측 계산부(32)에 의해 예측된 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 최적화 지표량 산출부(36)에 의해 산출된 최적화 지표량을 최소로 하는 제어 설정치를 설정 계산부(31)에 산출시키는 최적화부(34)를 구비한다.The present invention optimizes the control of the rolling facility so as to minimize the amount of optimization index desired to be optimized while securing the product quality of the rolled material. A setting calculation section (31) for calculating a control setting value for rolling the rolled material by the rolling device, and a control section for predicting the material of the rolled material rolled by the rolling device on the basis of the control setting value calculated by the setting calculation section Based on the control setting value calculated by the setting calculation unit 31, an optimization index amount calculating unit 32 for calculating an optimum index amount used for rolling the rolled material by the rolling apparatus, The optimization index calculation unit 36 calculates the optimization index calculated by the optimization index calculation unit 36 to a minimum value within a range in which the material predicted by the material prediction calculation unit 32 satisfies the externally input required material And a control setting value to the setting calculation section 31 based on the control setting value.
Description
본 발명은, 압연 설비에서 압연재를 압연할 때, 압연재의 제품 품질을 확보하면서, 최적화 지표량(指標量)을 최소가 되도록, 압연 설비의 제어를 최적화하는 최적화 장치, 최적화 방법, 및 최적화 프로그램에 관한 것이다.The present invention relates to an optimization apparatus, an optimization method, and an optimization method for optimizing the control of a rolling facility so as to minimize the optimization index amount (index amount) while ensuring the product quality of the rolled material when rolling the rolled material in a rolling facility Program.
금속재료를 압연하는 압연 설비로서는, 철강의 판(이하, 강판이라고 한다)을 제조하는 열간 박판 압연 설비, 후판 압연 설비, 냉간 압연 설비, 철강의 형강 압연 설비, 봉강, 선재의 압연 설비, 및 알루미늄, 구리의 압연 설비가 있다.Examples of rolling facilities for rolling metal materials include hot plate rolling facilities for manufacturing steel plates (hereinafter referred to as steel plates), heavy plate rolling facilities, cold rolling facilities, rolling mills for steel bars, rolling facilities for bars and rods, , Copper rolling equipment.
예를 들면, 열간 박판 압연 설비는, 슬래브라고 불리는 직육면체형상의 철강 재료를 가열로(101)로 1200℃ 정도에서 가열하고, 조압연기로 조압연을 시행함에 의해 두께 30 내지 40㎜ 정도의 바를 얻는다. 이때, 바히터에 의해 바를 승온하는 경우도 있다. 그 후, 열간 박판 압연 설비는, 마무리압연기에서, 조압연된 바를 두께 1.2 내지 12㎜로 압연한다. 다음에, 열간 박판 압연 설비는, 수냉기에 의해 500 내지 700℃ 정도로 냉각한 후, 최종적으로 권취기로, 코일로서 권취한다. 여기서, 슬래브는, 압연의 각 공정을 경유할 때마다, 바, 코일 등으로 호칭 방법이 변하지만, 이하, 압연재(壓延材)라는 호칭으로 통일하기로 한다.For example, in the hot strip rolling facility, a steel material having a rectangular parallelepiped shape called a slab is heated in a
이와 같이, 열간 박판 압연 설비는, 압연재를 반송하면서, 가열로에서 소정의 온도에서 가열되고, 압연기로 크게 변형시켜짐에 의해, 일정한 품질, 즉 목표로 하는 재질을 담보할 수 있는데, 높은 품질을 담보하기 위해서는, 제품의 재질을 예측하고, 이 예측에 의거하여 열간 박판 압연 설비에서의 각 제어치를 결정할 필요가 있다.As described above, the hot strip rolling facility can secure a constant quality, that is, a target material, by being heated at a predetermined temperature in the heating furnace while being deformed by the rolling mill while conveying the rolled material, It is necessary to predict the material of the product and determine each control value in the hot strip rolling facility on the basis of this prediction.
예를 들면, 특허 문헌 1에는, 압연 전의 강재 실적 성분치 및 압연 후의 강재 사이즈(두께, 폭, 길이)와 강재 재질 보증치(인장강도, 항복점(降伏點), 인성)로부터 가열, 압연, 냉각의 예정 프로세스 조건을 구하는 강판의 재질 예측 제어 방법이 제안되어 있다.For example, Patent Document 1 discloses a method of heating, rolling, and cooling (rolling) from a steel material component value before rolling and a steel material size (thickness, width, length) after rolling and a steel material guarantee value (tensile strength, yield point, toughness) A material predictive control method of a steel plate for obtaining a predetermined process condition of a steel plate is proposed.
또한, 고품질이 요구되는 한편으로, 고온에서 가열하면, 소비하는 에너지도 커지는데, 요즘의 세계적인 환경 문제에의 몰두나, 일본의 에너지 사정 등에 의해, 열간 박판 압연 설비에서도, 소비 에너지의 저감이 강하게 요망되고 있다.In addition, while high quality is required, the energy consumed by heating at high temperatures also increases. Due to the recent global environmental problems and the energy situation in Japan, reduction of energy consumption in hot strip rolling facilities is strong Is desired.
그래서, 예를 들면, 에너지 절약 대책으로서, 압연기로 압연하지 않는 시간, 이른바 아이들(idle) 시간에, 롤 회전 속도를 떨어뜨리는 에너지 절약 방법이 일반적으로 행하여지고 있다. 또한, 압연기에서는 대량의 냉각수, 유압계(油壓系)의 기름, 블로어의 공기를 사용하기 때문에, 압연기에 물, 기름, 공기를 공급하는 펌프의 대수 제어나 기동·정지 제어에 있어서, 에너지 절약화를 도모하는 에너지 절약 방법이 일반적으로 잘 알려져 있다.Thus, for example, as an energy saving countermeasure, an energy saving method of lowering the roll rotation speed in a so-called idle time for a time not to be rolled by a rolling mill is generally performed. Further, since a large amount of cooling water, oil in the hydraulic system and air of the blower are used in the rolling mill, energy conservation is required in the algebraic control of the pump for supplying water, oil and air to the rolling mill, Energy conservation methods are generally well known.
예를 들면, 특허 문헌 2에는, 압연재 개개의 화학 분석에 대응하는 AR3 변태점(變態點) 이상이 되는 가열로 추출 온도와, 전력 로스트를 저감하는 조압연의 각 패스의 출구 두께와, AR3 변태점 이상의 마무리압연기의 출구 온도를 설정하는 압연 방법이 제안되어 있다.For example, Patent Document 2 discloses a method in which the heating furnace extraction temperature, which is higher than the AR3 transformation point corresponding to the chemical analysis of each rolled material, the exit thickness of each pass of rough rolling to reduce power roast, A rolling method for setting the outlet temperature of the above-mentioned finishing mill has been proposed.
그러나, 특허 문헌 2에 기재된 압연 방법에서는, 마무리출측(出側) 온도로 AR3 변태점 이상이 되는 가열로 추출 온도로 설정하여도, 변태 이외에 최종 재질을 좌우한 요소가 있는 경우, 최종 재질의 확보를 할 수가 없는 일이 있다.However, in the rolling method described in Patent Document 2, even if the heating furnace extraction temperature is set to the heating furnace extraction temperature which is higher than the AR3 transformation point at the finishing out side (outlet side) temperature, in the case where there is a factor influencing the final material other than the transformation, There is something that can not be done.
변태 이외의 최종 재질을 좌우하는 요소로서는, 예를 들면, 최종 입경(粒徑)에 영향을 미치는 각 패스의 재결정률이나, 마이크로알로이강(鋼)에서는 고용(固溶) 원소량이나 석출 원소량 및 석출물의 크기 등의 금속 조직 변화가 있다. 이들의 금속 조직 변화는, 가열로로부터 마무리출측까지 과거의 이력이 영향을 미치기 때문에, 최종 재질을 확보하기 위해서는, 금속 조직 변화를 고려하여 압연 조건을 설정할 필요가 있다.As factors affecting the final material other than the transformation, for example, the recrystallization rate of each pass affecting the final grain diameter and the recrystallization rate of each pass affecting the grain diameter, And the size of the precipitate. Since the past hysteresis from the heating furnace to the finishing and exiting side influences the change of the metal structure, it is necessary to set the rolling condition in consideration of the change of the metal texture in order to secure the final material.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 압연재의 제품 품질을 확보하면서, 최적화하고 싶은 최적화 지표량이 최소가 되도록, 압연 설비의 제어를 최적화하는 최적화 장치, 최적화 방법, 및 최적화 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an optimization apparatus, an optimization method, and an optimization program that optimize control of a rolling facility so as to minimize the amount of optimization index desired to be optimized while ensuring product quality of the rolled material The purpose.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 최적화 장치의 제 1의 특징은, 압연 장치가 압연재를 압연하기 위한 제어 설정치를 산출하는 설정 계산부와, 상기 설정 계산부에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 상기 압연 장치에 의해 압연된 압연재의 재질을 예측하는 재질 예측부와, 상기 설정 계산부에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 상기 압연 장치가 상기 압연재를 압연하는데 있어서 최적화하는 지표의 량을 최적화 지표량으로서 산출하는 최적화 지표량 산출부와, 상기 재질 예측부에 의해 예측된 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 상기 최적화 지표량 산출부에 의해 산출된 최적화 지표량을 최소로 하는 상기 제어 설정치를 상기 설정 계산부에 산출시키는 최적화부를 구비한 것에 있다.In order to achieve the above object, a first aspect of the optimization apparatus according to the present invention is that the rolling apparatus includes: a setting calculation section for calculating a control set value for rolling a rolled material; A material predicting unit for predicting the material of the rolled material rolled by the rolling apparatus based on the control setting value calculated by the setting calculation unit, An optimization index calculation unit for calculating an optimization index of the material that is predicted by the material predicting unit based on the optimization index calculated by the optimization index calculation unit, And the control setting value that minimizes the amount of the control set value is calculated by the setting calculation section.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 최적화 장치의 제 2의 특징은, 상기 최적화 지표량 산출부는, 상기 설정 계산부에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 상기 압연 장치가 상기 압연재를 압연하기 위해 필요한 에너지인 사용 에너지를, 최적화 지표량으로서 산출하는 것에 있다.In order to achieve the above object, a second aspect of the optimization apparatus according to the present invention is that the optimization index calculation unit calculates the optimum index value based on the control setting value calculated by the setting calculation unit, The amount of energy to be used is calculated as the amount of optimization index.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 최적화 장치의 제 3의 특징은, 상기 최적화부는, 상기 압연 장치에 의해 압연되는 압연재의 처리량이 외부 입력된 요구 처리량을 충족하고, 또한 상기 재질 예측부에 의해 예측된 상기 처리량분 모든 압연재의 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 상기 최적화 지표량 산출부에 의해 산출된 상기 처리량분의 압연재를 압연하기 위해 필요한 최적화 지표량을 최소로 하는 상기 제어 설정치를 상기 설정 계산부에 산출시키는 것에 있다.In order to achieve the above object, a third aspect of the optimization apparatus according to the present invention is characterized in that the optimizing unit is configured such that the processing amount of the rolled material rolled by the rolling apparatus satisfies an externally input required processing amount, The optimization index amount necessary for rolling the rolled material of the processing amount calculated by the optimization index amount calculation section within a range in which the material of all rolled materials predicted by the optimization index calculation section satisfies the externally input required material And the control setting value to be minimized is calculated by the setting calculation section.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 최적화 방법의 제 1의 특징은, 압연 장치가 압연재를 압연하기 위한 제어 설정치를 산출하는 설정 계산 스텝과, 상기 설정 계산 스텝에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 상기 압연 장치에 의해 압연된 압연재의 재질을 예측하는 재질 예측 스텝과, 상기 설정 계산 스텝에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 상기 압연 장치가 상기 압연재를 압연하는데 있어서 최적화하는 지표의 량을 최적화 지표량으로서 산출하는 최적화 지표량 산출 스텝과, 상기 재질 예측 스텝에 의해 예측된 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 상기 최적화 지표량 산출 스텝에 의해 산출된 최적화 지표량을 최소로 하는 상기 제어 설정치를 상기 설정 계산 스텝에 의해 산출시키는 최적화 스텝을 갖는 것에 있다.In order to achieve the above object, a first aspect of the optimization method according to the present invention is characterized in that the rolling apparatus includes a setting calculation step of calculating a control set value for rolling the rolled material, and a control setting value calculated by the setting calculation step On the basis of the control set value calculated by the setting calculation step, a material predicting step of predicting the material of the rolled material rolled by the rolling apparatus on the basis of the index An optimization index value calculation step of calculating an optimization index value calculated by the optimization index calculation step in a range that satisfies the material to be input externally inputted by the material predicted by the material prediction step, And the control step of calculating the control setting value that minimizes the amount The.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 최적화 방법의 제 2의 특징은, 상기 최적화 지표량 산출 스텝은, 상기 설정 계산 스텝에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 상기 압연 장치가 상기 압연재를 압연하기 위해 필요한 에너지인 사용 에너지를, 최적화 지표량으로서 산출하는 것에 있다.In order to achieve the above object, a second aspect of the optimization method according to the present invention is characterized in that the optimization index calculation step includes a step of calculating, based on the control setting value calculated by the setting calculation step, And the use energy as the energy required for rolling is calculated as the optimum index.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 최적화 방법의 제 3의 특징은, 상기 최적화 스텝은, 상기 압연 장치에 의해 압연되는 압연재의 처리량이 외부 입력된 요구 처리량을 충족하고, 또한 상기 재질 예측 스텝에 의해 예측된 상기 처리량분 모든 압연재의 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 상기 최적화 지표량 산출 스텝에 의해 산출된 상기 처리량분의 압연재를 압연하기 위해 필요한 최적화 지표량을 최소로 하는 상기 제어 설정치를 상기 설정 계산 스텝에 의해 산출시키는 것에 있다.In order to achieve the above object, a third aspect of the optimization method according to the present invention is characterized in that the optimization step is a step of optimizing the rolling amount of the rolled material rolled by the rolling apparatus, The optimization index value calculating step calculates the optimization index value necessary for rolling the rolled material of the processing amount calculated by the optimization index calculation step within a range in which the material of all rolled materials predicted by the step satisfies the externally input required material Is calculated by the setting calculation step.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 최적화 프로그램의 제 1의 특징은, 압연 장치가 압연재를 압연하기 위한 제어 설정치를 산출하는 설정 계산 스텝과, 상기 설정 계산 스텝에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 상기 압연 장치에 의해 압연된 압연재의 재질을 예측하는 재질 예측 스텝과, 상기 설정 계산 스텝에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 상기 압연 장치가 상기 압연재를 압연하는데 있어서 최적화하는 지표의 량을 최적화 지표량으로서 산출하는 최적화 지표량 산출 스텝과, 상기 재질 예측 스텝에 의해 예측된 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 상기 최적화 지표량 산출 스텝에 의해 산출된 최적화 지표량을 최소로 하는 상기 제어 설정치를 상기 설정 계산 스텝에 의해 산출시키는 최적화 스텝을 컴퓨터에 실행시키는 것에 있다.In order to achieve the above object, a first aspect of the optimization program according to the present invention is a program for causing a rolling apparatus to calculate a control set value for rolling a rolled material, On the basis of the control set value calculated by the setting calculation step, a material predicting step of predicting the material of the rolled material rolled by the rolling apparatus on the basis of the index An optimization index value calculation step of calculating an optimization index value calculated by the optimization index calculation step in a range that satisfies the material to be input externally inputted by the material predicted by the material prediction step, The control step of calculating the control setting value by the setting calculation step, Which it is being run.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 최적화 프로그램의 제 2의 특징은, 상기 최적화 지표량 산출 스텝은, 상기 설정 계산 스텝에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 상기 압연 장치가 상기 압연재를 압연하기 위해 필요한 에너지인 사용 에너지를, 최적화 지표량으로서 산출하는 것에 있다.In order to achieve the above object, a second aspect of the optimization program according to the present invention is characterized in that the optimization index calculation step includes a step of calculating, based on the control setting value calculated by the setting calculation step, And the use energy as the energy required for rolling is calculated as the optimum index.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 최적화 프로그램의 제 3의 특징은, 상기 최적화 스텝은, 상기 압연 장치에 의해 압연되는 압연재의 처리량이 외부 입력된 요구 처리량을 충족시키고, 또한 상기 재질 예측 스텝에 의해 예측된 상기 처리량분 모든 압연재의 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 상기 최적화 지표량 산출 스텝에 의해 산출된 상기 처리량분의 압연재를 압연하기 위해 필요한 최적화 지표량을 최소로 하는 상기 제어 설정치를 상기 설정 계산 스텝에 의해 산출시키는 것에 있다.In order to achieve the above object, according to a third aspect of the optimization program according to the present invention, in the optimization step, the processing amount of the rolled material rolled by the rolling apparatus satisfies an externally input required processing amount, The optimization index value calculating step calculates the optimization index value necessary for rolling the rolled material of the processing amount calculated by the optimization index calculation step within a range in which the material of all rolled materials predicted by the step satisfies the externally input required material Is calculated by the setting calculation step.
본 발명의 최적화 장치, 최적화 방법, 및 최적화 프로그램에 의하면, 압연재의 제품 품질을 확보하면서, 최적화하고 싶은 최적화 지표량이 최소가 되도록, 압연 설비의 제어를 최적화할 수 있다.According to the optimization apparatus, optimization method, and optimization program of the present invention, the control of the rolling facility can be optimized so as to minimize the amount of optimization index desired to be optimized while securing the product quality of the rolled material.
도 1은 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치가 적용된 열간압연 시스템의 구성을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치가 구비하는 CPU의 구성을 도시한 구성도.
도 3은 압연재가 소비하는 에너지의 한 예를 설명한 도면.
도 4는 설비마다 소비하는 에너지의 구분의 한 예를 도시한 도면.
도 5은 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치에 의한 처리의 플로우를 도시한 플로우 차트.
도 6은 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 최적화 장치가 구비하는 CPU의 구성을 도시한 구성도.
도 7은 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 최적화 장치에 의한 처리의 플로우를 도시한 플로우 차트.
도 8은 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 최적화 장치에서의 각각의 최적화 지표를 선택한 경우의, 최적화를 위한 반복 계산의 종료 판정의 한 예를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 제 3의 실시 형태에 관한 최적화 장치에 의한 처리 플로우를 도시하는 플로우 차트.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a hot rolling system to which an optimizing device according to a first embodiment of the present invention is applied; FIG.
2 is a configuration diagram showing the configuration of a CPU included in the optimization apparatus according to the first embodiment of the present invention;
3 is a view for explaining an example of energy consumed by the rolling material;
Fig. 4 is a diagram showing an example of classification of energy consumed for each facility; Fig.
5 is a flowchart showing the flow of processing by the optimizing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
6 is a configuration diagram showing the configuration of a CPU included in the optimization apparatus according to the second embodiment of the present invention;
7 is a flowchart showing the flow of processing by the optimization apparatus according to the second embodiment of the present invention.
8 is a view showing an example of the end determination of the iterative calculation for optimization when each optimization index in the optimization apparatus according to the second embodiment of the present invention is selected.
9 is a flowchart showing a processing flow by the optimization apparatus according to the third embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 관한 최적화 장치의 실시의 형태에 관해 도면을 참조하여 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the optimization apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<제 1의 실시 형태>≪ First Embodiment >
≪구성≫«Configuration»
도 1은, 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치가 적용된 열간압연 시스템의 구성을 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram showing the configuration of a hot rolling system to which an optimizing device according to a first embodiment of the present invention is applied.
도 1에 도시하는 바와 같이, 열간압연 시스템(300)는, 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)와, 열간으로 압연재를 압연하는 열간압연 장치(100)와, 열간압연 장치(100)를 제어하는 제어 장치(200)를 구비하고 있고, 최적화 장치(1)는, 제어 장치(200)에 접속되어 있다. 도 1중의 화살표는, 열간압연 장치(열간압연 라인)에서 압연되는 압연재(150)가 반송되는 반송 방향을 나타내고 있다. 일반적으로, 압연재(150)는, 열간압연 장치에서 압연되는 과정에서, 슬래브, 바, 코일이라고도 불리지만, 여기서는, 압연재(150)라는 호칭으로 통일하기로 한다.1, the hot rolling
도 1에 도시하는 바와 같이, 열간압연 장치(100)는, 가열로(101)와, 프라이머리 디스케일러(103)와, 조(粗)에저(105)와, 조압연기(107)와, 조출측 판폭계(109)와, 바히터(110)와, 조출측 온도계(111)와, 마무리입측(入側) 온도계(113)와, 크롭시어(115)와, 세컨더리 디스케일러(117)와, 마무리압연기(119)와, 마무리출측 판후계(121)와, 멀티 게이지(123)와, 마무리출측 온도계(125)와, 평탄도계(127)와, 런 아웃 테이블(129)과, 코일러 입측 온도계(131)와, 코일러 입측 판폭계(133)와, 코일러(135)를 구비한다.1, the hot
가열로(101)는, 압연재(150)를 가열하기 위한 로(爐)이다.The
프라이머리 디스케일러(103)는, 가열로(101)의 가열에 의해 압연재(150) 표면에 형성된 산화막을, 압연재(150)의 상하 방향에서 고압수를 분사함에 의해 제거한다.The
조에저(105)는, 열간압연 라인상 면방향에서 보아, 압연재(150)의 폭방향의 압연을 행한다.The
조압연기(107)는, 단수 또는 복수 스탠드를 구비하고, 압연재(150)의 상하 방향의 압연을 행한다. 또한, 조압연기(107)는, 온도 저하 방지 등의 관점에서, 라인 길이를 짧게 할 필요가 있고, 또한 복수 패스(반송 방향에 대한 왕복 운동)에 의한 압연이 필요하기 때문에, 가역식 압연기를 포함하여 구성되는 경우가 많다. 또한, 조압연기(107)는, 반제품인 압연재(150)에 고압수를 분사하여, 표면의 산화막을 제거하기 위한 디스케일러를 구비하고 있다. 압연은, 고온에서 행하여지기 때문에, 산화막이 형성되기 쉽고, 이와 같은 산화막을 제거하기 위한 장치를 적절히 이용할 필요가 있다.The
조출측 판폭계(109)는, 압연중의 반제품인 압연재(150)의 판폭을 측정한다.The
바히터(110)는, 조압연기(107)에 의해 압연된 압연재(150)를 가온한다.The bar heater (110) warms the rolled material (150) rolled by the roughing mill (107).
조출측 온도계(111)는, 압연중의 반제품인 압연재(150)의 표면 온도를 측정한다.The feeding-
마무리입측 온도계(113)는, 조압연기(107)와 마무리압연기(119) 사이의 거리가 길기 때문에, 마무리압연기(119)의 입구에서의 압연재(150)의 표면 온도를 측정한다.The finishing
크롭시어(115)는, 압연재(150)의 선단단부를 절단한다.The
세컨더리 디스케일러(117)는, 조압연기(107)와 마무리압연기(119) 사이의 거리가 길기 때문에, 마무리압연기(119)의 입구에 마련되고, 마무리압연 후의 압연재(150)의 표면 성상(性狀)을 좋게 하기 위해, 조압연된 압연재(150) 표면에 형성된 산화막을, 압연재(150)의 상하 방향에서 고압수를 분사함에 의해 제거한다.Since the distance between the
마무리압연기(119)는, 스탠드라고 불리는 압연 롤이 복수열 설치된 탠덤식이 채용되고 있고, 복수의 압연 롤로 상하 방향으로 압연함에 의해, 목표 판두께의 압연재(150)를 얻을 수 있다. 이 마무리압연기(119)의 스탠드 및 스탠드 사이에는, 산화막 형성을 억제하기 위해, 및 온도 제어를 행하기 위해, 스프레이가 구비되어 있다.The
마무리출측 판후계(121)는, 마무리압연기(119)에 의해 압연된 압연재(150)의 판두께를 측정한다.The finishing
X선 측정기의 일종인 멀티 게이지(Multi Channel Gauge)(123)는, X선의 검출기를 압연재(150)의 폭방향으로 나열한 형태를 하고 있고, 폭방향에서의 판두께 분포를 측정할 수 있기 때문에, 판두께, 크라운, 판폭 등 복수 종류의 프로세스값을 1대로 측정할 수 있는 복합형 측정기이다.The
마무리출측 온도계(125)는, 마무리압연기(119)에 의한 압연 후의 압연재(150)의 표면 온도를 측정한다. 압연재(150)의 온도는, 제품의 금속 조직의 형성이나 재질과 밀접하게 관련되어 있고, 적절한 온도로 관리될 필요가 있다.The finishing
평탄도계(127)는, 마무리압연기(119)에 의한 압연 후의 압연재(150)의 평탄도를 측정한다. 또한, 평탄도계(127)는, 복수의 CCD 카메라를 구비하고 있고, 압연재(150)의 판폭을 측정하는 것도 가능하다.The
런 아웃 테이블(129)은, 압연재(150)의 온도를 제어하기 위해, 냉각수에 의해 압연재(150)를 냉각하는 장치이다. 이들에는, 통상의 런 아웃 테이블 냉각 장치에 더하여, 전후에 강제냉각 장치가 구비되는 것도 있다.The run-out table 129 is a device for cooling the rolled
코일러 입측 온도계(131)는, 런 아웃 테이블(129)에 의해 냉각된 압연재(150)의 표면 온도를 측정한다. 압연재(150)의 온도는, 압연 제품의 금속 조직의 형성이나 재질과 밀접하게 관련되어 있고, 적절한 온도로 관리될 필요가 있다.The
코일러 입측 판폭계(133)는, 런 아웃 테이블(129)에 의해 냉각된 압연재(150)의 판폭을 측정한다. 통상의 압연에서는, 오스테나이트역(域)까지 가열된 압연재(150)는, 런 아웃 테이블(129)에서 페라이트나 펄라이트 등의 조직으로 변태하기 때문에 변태 후의 판폭을 측정한다. 또한, 마무리압연기(119) 출측에서 약 860℃ 전후, 코일러(135) 입측에서 약 600℃ 전후이기 때문에, 보다 실온에 가까운 상태에서 측정함에 의해, 선팽창에 의한 실온과의 오차가 보다 적은 상태에서 판폭을 측정할 수 있다.The coiler-side
코일러(135)는, 압연재(150)를 반송하기 위해 권취한다.The
제어 장치(200)는, 제품인 압연재(150)의 품질을 확보하기 위한 품질 제어로서, 압연재(150)의 치수 제어와 온도 제어를 행한다.The
제어 장치(200)는, 치수 제어로서, 압연재(150)의 폭방향 중앙부의 판두께를 제어하는 판두께 제어, 판폭을 제어하는 판폭 제어, 폭방향 판두께 분포를 제어하는 판 크라운 제어, 압연재(150)의 폭방향의 늘어남을 제어하는 평탄도 제어를 행한다.The
또한, 제어 장치(200)는, 온도 제어로서, 마무리압연기(119) 출구의 온도를 제어하는 마무리 출구 온도 제어와, 코일러(135) 전의 온도를 제어하는 권취 온도 제어를 행한다.The
압연재(150)의 제품 품질을 결정할 때에 중요한 것이, 제어 설정치를 산출하는 설정 계산이나 품질 제어이다. 설정 계산에서는, 예를 들면, 조압연기(107) 및 마무리압연기(119)에 압연재(150)가 물려들어가기 전에, 미리 압연 롤의 롤 갭, 롤 속도가 초기 계산으로 산출되고, 이에 의해 안정된 통판(通板)이 확보된다. 마무리압연기(119)의 냉각수의 초기 설정 및 감기 온도 제어의 초기 설정은, 미리 적절하게 행하여질 필요가 있다.What is important in determining the product quality of the rolled
예를 들면, 판폭 제어에 있어서, 판두께 정밀도의 향상을 저해한 외란(外亂)으로서는, 압연재(150)의 온도 변동이 있다. 가열로(101)에서 가열된 압연재(150)는, 가열로(101)의 구조상 스키드 마크라는 저온 부분이 생기는 경우가 있다. 이 저온 부분은 딱딱해지기(硬) 때문에, 판두께는 두꺼워지고, 또한 판폭도 변화한다.For example, in the width control, there is a temperature fluctuation of the rolled
여기서, 압연재(150)의 온도와 품질의 관계에 관해 설명한다. 가열로(101)에서 압연재(150)를 충분히 가열하지 않으면, 스키드 마크가 현저하게 나타나고, 압연재(150)의 반송 방향으로 판두께 편차가 스키드 마크의 주기(周期)로 나타난다.Here, the relationship between the temperature and the quality of the rolled
특히, 압연재(150)의 재질로서 마이크로알로이강이 사용되는 경우, 가열로(101)로부터의 추출 온도의 변화에 의해, 기대(期待)한 마이크로알로이의 효과를 얻을 수가 없는 것이 우려된다. 마이크로알로이강은, 니오브나 바나듐으로 대표되는 마이크로알로이를 첨가하고, 조직을 미세화한 강이다. 선박이나 파이프라인을 비롯한 용도로 사용된 후판 및 열간압연 강재는, 높은 강도, 인성, 용접성, 가공성이 요구된다.Particularly, when microalloy steel is used as the material of the rolled
이 강도와 저온 인성의 양립에는 조직의 미세화가 유효하고, 열간압연의 조건을 적정화하여 오스테나이트 상태를 조정하고(제어 압연), 제어 압연 후에 오스테나이트-페라이트 변태온도 영역에서 급냉시킴으로써(제어 냉각), 페라이트 조직을 미세화하는 TMCP(Thermo Mechanical Control Process)를 이용하는 것도 유효하다.(Controlled cooling) by controlling the austenite state (controlled rolling) by appropriately adjusting the conditions of the hot rolling and by quenching (controlled cooling) in the austenite-ferrite transformation temperature region after controlled rolling, , And TMCP (Thermo Mechanical Control Process) for making the ferrite structure finer.
니오브나 바나듐으로 대표되는 마이크로알로이는, TMCP의 효과를 크게 한다. 그 효과로서, 예를 들면, 가열로(101) 등의 가열 공정에서는, 석출물의 피닝(pinning) 효과에 의해 결정립의 성장이 억제된다. 또한, 조압연기(107)나 마무리압연기(119) 등의 압연 공정에서는, 고용(固溶) 원소에 의한 솔류트 드래그(solute drag) 효과, 가공에 의한 석출물의 피닝 효과에 의해 회복 및 재결정이 억제되기 때문에, 페라이트의 입자 내 석출이 촉진되고, 페라이트 입자가 미세화된다. 또한, 런 아웃 테이블(129) 등의 냉각 공정에서는, 석출물에 의한 석출 강화(强化)에 의해, 최종 제품의 강도가 향상되는 것, 등이 알려져 있다.Microalloys such as niobium and vanadium increase the effect of TMCP. As an effect thereof, for example, in a heating step such as the
이와 같이, 마이크로알로이강은 널리 사용되고 있지만, 충분히 가열되지 않는 경우, 마이크로알로이의 고용량(固溶量)이 충분히 얻어지지 않고, 고용 마이크로알로이에 의한 솔류트 드래그 효과가 감소하는 것이나, 추출 후, 압연중 및 냉각중의 석출량이 감소하고, 석출물에 의한 피닝 효과가 감소하는 것이 우려된다.As described above, although microalloy steels are widely used, when the microalloy steel is not sufficiently heated, the solute dragging effect by the solid solution microalloy is not sufficiently obtained, It is feared that the amount of precipitation during and during cooling decreases and the pinning effect due to the precipitates decreases.
또한, 저온의 압연재(150)를 압연하는 경우, 딱딱한 재료를 압연하는 것이 되기 때문에, 조압연기(107) 및 마무리압연기(119)의 압연 동력이 보다 많이 필요해지고, 조압연기(107) 및 마무리압연기(119)를 구동하는 구동 장치의 소비 에너지가 증가한다.When rolling the low-temperature rolled
또한, 근래, 압연재(150)의 압연 제품에 대해 고객이 요구하는 사양은 엄격해질 뿐이고, 특히 압연 제품의 치수 형상에 더하여, 강도 및 연성 등의 기계적 성질을 허용 범위 내에 넣는 것이 중요하게 되어 있다. 철강을 비롯한 금속재료에 있어서, 강도(항복 응력, 내력(耐力), 경도 등), 인성(취성 천이온도 등), 성형성(r값 등) 등의 기계적 성질은, 그 합금 조성뿐만 아니라, 가열 조건, 가공 조건, 및, 냉각 조건에 의해서도 변화한다. 합금 조성의 조정은, 성분 원소의 첨가량을 제어함으로써 행하는데, 성분 조정시에는 예를 들면 100톤 전후의 용강(溶鋼)을 보존할 수 있는 성분 조정로를 이용하는 등, 하나의 로트 단위가 커서, 15톤 전후가 되는 개개의 제품마다 첨가량을 변경하는 것은 매우 곤란하다. 따라서 소망하는 재질의 제품을 제조하기 위해서는, 가열 조건, 가공 조건, 및, 냉각 조건을 적정하게 하여, 재질을 제대로 만드는 것, 즉 목표로 하는 기계적 성질 등의 재질을 달성하는 것이 중요하다.In addition, in recent years, the specifications required by the customer for the rolled products of the rolled
한편, 요즘의 세계적인 환경 문제에의 몰두나 관심의 높아짐을 수용하여, 이산화탄소(CO2로 기재한다)로 대표되는 온난화 가스를 저감하는 것도 중요하다.On the other hand, it is also important to reduce the amount of warming gas represented by carbon dioxide (hereinafter referred to as CO 2 ) by accommodating the increasing attention and interest in global environmental problems these days.
상술한 바와 같이, 에너지 절약의 실제의 방책으로서는, 예를 들면 조압연기(107)나 마무리압연기(119)로 압연하지 않는 시간, 이른바 아이들(idle) 시간에, 롤 회전 속도를 떨어뜨려, 전기 에너지를 에너지 절약화하는 방법이 있다. 또한 조압연기(107)나 마무리압연기(119) 그러면 대량의 냉각수, 유압계의 기름, 블로어의 공기를 사용하기 때문에, 조압연기(107)나 마무리압연기(119)에 물, 기름, 공기를 공급하는 펌프의 대수 제어나 기동·정지 제어에 있어서, 에너지 절약화를 도모하는 것도 생각된다.As described above, as an actual measure of energy saving, for example, the roll rotation speed is lowered in a time period during which the rolling is not performed in the
또한, 열간압연 장치(100)에서 사용되는 에너지는, 연료 에너지가 약 60%를 차지하고, 전기 에너지의 34%와 비교하여 크다. 그 때문에, 연료 에너지의 에너지 절약화를 행하는 것이, 열간압연 장치(100)에서 소비되는 총 에너지의 에너지 절약화에 있어서, 효과적이다. 연료 에너지는, 주로 가열로(101)에서 소비된다. 그때에, 가열로(101)에서의 연료 에너지의 에너지 절약화를 도모하기 위해, 가열로(101)에 주목한 제어를 행하는 것이 효과가 크다.Further, the energy used in the
그래서, 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)는, 열간압연 장치(100)를 제어하는 제어 장치(200)에 접속되고, 열간압연 장치(100)에 의해 압연된 압연재(150)의 제품 품질을 확보하면서, 가열로(101)를 중심으로 열간압연 장치(100)에서의 사용 에너지가 최소가 되도록, 제어 장치(200)에 의한 열간압연 장치(100)의 제어를 최적화한다.Thus, the optimization apparatus 1 according to the first embodiment has a structure in which the rolled
도 1에 도시하는 바와 같이, 최적화 장치(1)는, CPU(11)와, ROM(12)과, RAM(13)과, 입력부(14)와, 표시부(15)와, 하드 디스크(16)를 구비하고 있고, 각각은, 버스(20)를 통하여 접속되어 있다.1, the optimization apparatus 1 includes a
ROM(12)은, 불휘발성 반도체 등으로 구성되고, CPU(11)가 실행하는 오퍼레이션 시스템 및 최적화 프로그램을 기억하고 있다.The
RAM(13)은, 휘발성 반도체 등으로 구성되고, CPU(11)가 각종 처리를 실행함에 있어서 필요한 데이터를 일시적으로 기억한다.The
하드 디스크(16)는, CPU(11)가 최적화 프로그램을 실행함에 있어서 필요한 정보를 기억하고 있다.The
CPU(11)는, 최적화 장치(1)의 중추적인 제어를 행한다.The
도 2는, 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)가 구비하는 CPU(11)의 구성을 도시한 구성도이다.Fig. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the
도 2에 도시하는 바와 같이, CPU(11)는, 최적화 프로그램을 실행함에 의해, 그 기능상, 설정 계산부(31)와, 재질 예측 계산부(32)와, 에너지량 계산부(33)와, 최적화부(34)를 구비한다.As shown in Fig. 2, the
설정 계산부(31)는, 안정되면서 정밀도로 압연재(150)를 압연하기 위한 제어 설정치, 즉 가열로 조건이나 가열로 추출 후의 압연 조업(操業) 파라미터 등의 계산을 행한다.The setting
예를 들면, 설정 계산부(31)는, 상온에서의 압연재(150)의 치수나 중량이 외부로부터 입력되고, 이것을 가열로(101)에 장입하여 소망하는 추출 온도까지 상승시키는 경우, 몇 도의 분위기 온도 중에서 몇 시간 재로(在爐)하면 좋은지를 계산하는 가열로 설정 계산을 실행한다.For example, when the dimensions and weight of the rolled
한, 설정 계산부(31)는, 설정 계산을 실행한다. 예를 들면, 설정 계산부(31)는, 가열로(101)로부터 추출된 압연재(150)의 치수나 온도에 의거하여, 압연 하중, 변형 저항, 압연 토오크, 압연 파워 등에 관해 수식을 이용한 압연 모델을 사용하여 예측하고, 안정 압연을 위한 제어 설정치인 마무리출측 압연 속도 설정치, 롤 갭 설정치 등을 계산한다.The setting
또한, 설정 계산부(31)는, 압연재 재장(材長)이나 압연재(150)의 가감속의 계산치에 의거하여, 각 시각에서의 가상 압연재의 위치를 가열로(101)부터 코일러(135)에의 권취 완료까지 예측한다. 그리고, 설정 계산부(31)는, 압연재(150)의 열수지(熱收支)를 주변 분위기에의 복사, 공기 대류, 냉각수 대류, 변태, 가공에 의한 발열, 롤에의 전열(傳熱) 등을 고려한 온도 모델을 사용하여, 가열로 추출 온도나 마무리출측 목표 온도나 권취 목표 온도에 의거하여, 프라이머리 디스케일러(103), 세컨더리 디스케일러(117), 마무리압연기(119), 및 런 아웃 테이블(129)의 스프레이의 설정 및 각 지점에서의 압연재(150)의 온도를 계산한다.The setting
재질 예측 계산부(32)는, 설정 계산부(31)에 의해 계산된 제어 설정치로 압연을 행한 경우의, 권취 후의 항복 응력이나 인장강도 등의 기계적 성질 등의 압연재(150)의 재질을 예측한다. 예를 들면, 재질 예측 계산부(32)는, 금속 조직 정보 및 화학 성분에 의거하여, 항복 응력이나 인장강도 등의 기계적 성질 등으로 대표되는 재질을 예측한다. 한 예로서, 제 173·174회 서산(西山)기념 기술강좌 「열연 강재의 조직 변화 및 재질의 예측」((사)일본철강협회 간행)의 P125에 게재되어 있다.The material
권취 후의 금속 조직에는, 페라이트 입경, 페라이트, 펄라이트, 마르텐사이트 등의 각 상(相) 체적률, 중간 데이터로서 오스테나이트 입경 등이 있다. 그래서, 재질 예측 계산부(32)는, 압연재의 화학 성분이나, 설정 계산부(31)에 의해 산출된 압연시의 온도, 하중 등의 예측치에 의거하여, 야금(冶金) 현상을 수식화한 모델을 사용하여, 금속 조직의 변화를 예측한다.The metal structure after winding includes phase phase proportions such as ferrite grain size, ferrite, pearlite and martensite, and austenite grain size as intermediate data. Thus, the material
이 야금 현상을 수식화한 모델에는, 다양한 것이 제안되어 있고, 정적 회복, 정적 재결정, 동적 회복, 동적 재결정, 입(粒) 성장 등을 나타내는 수식군(數式群)으로 이루어지는 것이 널리 알려져 있다. 한 예로서, 가소성 가공 기술 시리즈 7판 압연(코로나사) P198 내지 229에 한 예가 게재되어 있다. 이들에 의해 입경이나 페라이트, 펄라이트, 마르텐사이트의 체적률 등을 파악할 수 있다.Various models have been proposed for the modeling of this metallurgical phenomenon, and it is widely known that the model consists of groups of mathematical expressions representing static recovery, static recrystallization, dynamic recovery, dynamic recrystallization, grain growth, and the like. As an example, an example is given in the plastic processing technique series 7 plate rolling (Corona Inc.) P198 to 229. The particle size and the volume ratio of ferrite, pearlite, and martensite can be grasped by these.
에너지량 계산부(33)는, 설정 계산부(31)의 계산 결과에 의거하여, 계산 대상의 압연재(150)를 압연하는데 있어서 필요한 에너지량을 계산한다.The energy
도 3은, 압연재(150)가 소비하는 에너지의 한 예를 설명한 도면이다.Fig. 3 is a view for explaining an example of the energy consumed by the rolled
도 3에 도시하는 바와 같이, 압연재(150)의 소비하는 에너지(201)는, 열에너지(202), 가공 에너지(203), 반송 에너지(204), 분사 에너지(205)로 나뉘여진다.As shown in Fig. 3, the
열에너지(202)는, 가열로(101)에 의해 압연재(150)가 가열될 때에 소비하는 가열 소비 에너지(206)와, 프라이머리 디스케일러(103), 세컨더리 디스케일러(117), 마무리압연기(119), 및 런 아웃 테이블(129)에서, 압연재(150)가 공냉, 및 스프레이에 의해 수냉될 때에 소비하는 냉각 소비 에너지(207)가 있다. 압연재(150)의 압연중 및 냉각중에 압연재(150)의 내부에서 변태가 생기는 경우의 에너지도 열에너지(202)에 포함된다. 또한, 압연 라인의 도중에 바히터(110) 등에 의해 압연재(150)가 가열되는 경우의 에너지도, 열에너지(202)에 포함되다.The
가공 에너지(203)는, 조에저(105), 조압연기(107), 마무리압연기(119)에서, 압연재(150)가 변형될 때에 소비하는 에너지이다.The processing
반송 에너지(204)는, 압연재(150)가 반송 테이블에서 압연 라인상에서 반송될 때에 소비하는 에너지이다.The conveying
분사 에너지(205)는, 프라이머리 디스케일러(103), 세컨더리 디스케일러(117) 등의 디스케일러에서의 물 분사로 스케일이 제거될 때에 소비하는 에너지이다.The
도 4는, 설비마다 소비하는 에너지의 구분의 한 예를 도시하는 도면이다.Fig. 4 is a diagram showing an example of classification of energy consumed for each facility.
도 4에서는, 압연 라인에서 압연에 직접 관계되는 설비가 소비하는 에너지와, 이 설비를 구동하는 구동 장치가 소비하는 에너지를 구분하여 나타내고 있다.In Fig. 4, the energy consumed by the facility directly related to the rolling in the rolling line and the energy consumed by the drive device driving the facility are separately shown.
도 4에 도시하는 바와 같이, 가열로(101)에서는, 중유나 천연가스 등의 화석 연료를 태우는 일이 많고, 연료 에너지(310)가 소비된다. 바히터(110)에서는, 유도가열로 가열되고. 전기 에너지(311)가 소비된다. 런 아웃 테이블(129)에서는, 공냉 및 헤드 탱크로부터 공급되는 냉각수에 의한 수냉이 행하여진다. 냉각수에는 순환수가 사용되는 일이 많고, 냉각에 사용된 물은, 피트에 회수되고, 여과 및 냉각의 과정을 경유하여, 재차 냉각에 사용된다. 헤드 탱크에는, 냉각수 탱크로부터 펌프를 이용하여 양수(揚水)된다. 그 때문에, 런 아웃 테이블(129), 마무리압연기(119) 등의 스프레이, 프라이머리 디스케일러(103), 세컨더리 디스케일러(117) 등의 디스케일러에는, 펌프 구동용 전동기(301)가 구비되어 있고, 펌프 구동용 전동기(301)에 의한 펌프 구동을 위한 전기 에너지가 소비된다.As shown in Fig. 4, in the
조압연기(107) 및 마무리압연기(119)에서는, 롤이 압연기 구동용 전동기(302)에 의해 구동되기 때문에, 전기 에너지가 소비된다.In the
압연재(150)의 반송에도 전력이 필요하고, 반송용 테이블을 구동하는 테이블 구동용 전동기(303)에서, 전기 에너지가 소비된다.Electric power is also required for conveyance of the rolled
에너지량 계산부(33)는, 압연에 필요한 에너지의 계산을 이하와 같이 행한다.The energy
우선, 압연재가 가열로(101)에서 소비하는 에너지량을 이하와 같이 계산한다. 예를 들면, 중량 15ton의 압연재(150)가 상온(30℃)부터 1230℃까지 승온되었다고 하면, 강철의 비열을 0.5kJ/㎏/K로 하면, 그 압연재(150)는 9,000,000kJ( = 0.5X1, 200X15,000)의 열에너지를 받은 것이 된다.First, the amount of energy consumed by the rolling
에너지량 계산부(33)는, 비열, 초기 온도, 최종 온도, 중량에 의거하여, 압연재(150)의 승온에 직접적으로 필요한 에너지량을 계산한다. 가열로(101) 내의 압연재(150)를 가열하는 경우는, 분위기 온도도 상승시켜야 하고, 또한 벽을 통하여서 열을 빼앗기는 등의 효율의 저하가 있기 때문에, 압연재(150)의 승온에 직접적으로 소비된 에너지 외에, 간접적으로 필요한 에너지가 있다. 가열로(101)에는 복수개의 압연재(150)가 있고, 간접적으로 필요한 에너지는 그것들 전부에 관한 에너지이다.The energy
그 때문에, 에너지량 계산부(33)는, 어느 계산 대상의 압연재(150)의 1개당에 간접적으로 필요한 에너지량을 재로(在爐) 갯수, 압연재(150)의 슬래브 사이즈, 재로 시간을 고려하여 계산한다. 가열로(101)에서 필요한 에너지량은, 상기한 압연재(150)의 승온에 직접적으로 필요한 연료 에너지와, 압연재(150)의 1개당에 간접적으로 필요한 연료 에너지를 가산한 에너지량이다.Therefore, the energy
에너지량 계산부(33)는, 가열로(101)에서 소비하는 열에너지와 마찬가지로, 비열, 초기 온도, 최종 온도, 중량에 의거하여, 압연재(150)가 바히터(110)에서 소비하는 에너지량을 계산한다. 전기 에너지로부터 열에너지로의 변환 효율을 고려한 전기 에너지의 소비량이, 바히터(110)에서의 유도가열에 필요한 에너지량이다.The energy
다음에, 에너지량 계산부(33)는, 런 아웃 테이블(129)에서의 냉각에 필요한 에너지량을, 예를 들면 이하와 같이 계산한다.Next, the energy
런 아웃 테이블(129)에서의 냉각은, 일단 헤드 탱크에 축적된 물을 이용함에 의해 행하여진다. 이 헤드 탱크는 압연 라인이 설치되어 있는 위치보다도 상방에 설치되고, 이 위치의 차(差)를 이용하여 각 스프레이에 물을 공급한다. 이를 위해, 펌프 등을 사용하여 일단 물을 헤드 탱크에 올려야 한다.The cooling in the run-out table 129 is performed by using the water once accumulated in the head tank. This head tank is provided above the position where the rolling line is installed, and water is supplied to each spray by using the difference in this position. To do this, the water must first be placed on the head tank using a pump or the like.
에너지량 계산부(33)는, 설정 계산부(31)에서 계산되는 각 시각에서 온 상태로 설정된 스프레이 수[개]를 C, 각 스프레이가 방출하는 냉각수 유량 [㎥/H]를 FS로 하면, C와 FS에 의거하여, 하기한 (수식 1)를 이용하여, 런 아웃 테이블(129)에서 사용되는 냉각수의 총량(FT)[㎥]을 산출한다.The energy
FT = ∫(C×FS) dt (수식 1)FT =? (C 占 FS) dt (Equation 1)
그리고, 에너지량 계산부(33)는, 산출한 냉각수의 총량(FT)[㎥]과, 계산 대상의 압연재(150)와, 직전에 반송된 전재(前材)인 압연재(150)와의 냉각 간격(T)[H]과, 전재의 냉각 종료시에 탱크로 잉여하고 있는 수량[㎥]에 의거하여, 펌프의 양수 속도 [㎥/s]를 산출한다. 그때에 전동기에서 소비된 전기 에너지량은, 펌프 및 전동기의 특성으로부터 계산할 수 있고, 이것이 즉 런 아웃 테이블(129)에서의 냉각에 필요한 에너지량이 된다.The energy
에너지량 계산부(33)는, 예를 들면, 분사시의 펌프 운전과 아이들시의 펌프 운전 각각의 경우에, 전동기에서 소비되는 전기 에너지량을 계산하고, 그들을 가산함에 의해, 디스케일러나 스프레이에서 필요한 에너지량을 계산한다.The energy
다음에, 에너지량 계산부(33)는, 압연재(150)의 가공에 필요한 에너지량을 계산한다. 압연재(150)의 가공이나 변형에 필요한 에너지는, 주로 압연 스탠드에서 소비된다. 압연 스탠드에서의 현상(現象)은, 설정 계산부(31)에서의 압연 모델식(式)으로 기술된다. 즉, 에너지량 계산부(33)는, 압연재(150)의 특성이나 재료 온도에 따라, 변형 저항을 계산하고, 변형 저항에 의거하여 압연 하중을 계산하고, 압연 하중에 의거하여 재료의 변형에 필요한 압연 토오크를 계산한다. 전동기가 출력하여야 할 토오크는, 압연 토오크에 로스 토오크와 가속 토오크를 더한 값이 된다.Next, the energy
에너지량 계산부(33)는, 전동기가 필요로 하는 전력량(E)[J]을 하기한 (수식 2) 및 (수식 3)를 이용하여 산출한다. 여기서, 전력을 P[W], 토오크를 T[N-m], 회전 속도를 V[rad/s], 시간을 t[H]로 한다.The energy
P = T×v (수식 2)P = T x v (Equation 2)
E = P×t (수식 3)E = P x t (Equation 3)
또한, 에너지량 계산부(33)는, 압연재(150)의 압연에 필요한 토오크를 예측하고, 마무리출측 압연 속도를 결정하고, 압연재(150)의 반송 방향에서의 길이로부터 압연 시간을 산출한다. 그리고, 에너지량 계산부(33)는, 산출한 전력량(E)[J]과 압연 시간에 의거하여, 압연재(150)의 압연에 필요한 전기 에너지량[kJ = ㎾시]을, 압연재(150)의 가공에 필요한 에너지량으로서 산출한다.The energy
다음에, 에너지량 계산부(33)는, 압연재(150)의 반송에 필요한 전기 에너지량을 산출한다. 압연재(150)는 복수대의 전동기로 분담하여 반송되기 때문에, 에너지량 계산부(33)는, 1대의 전동기에 대해, 분담하는 압연재(150)의 중량으로부터 토오크를 산출하고, 압연재(150)의 길이와 반송 속도에 의거하여 반송시간을 산출한다. 그리고, 에너지량 계산부(33)는, 이 토오크와 반송시간에 의거하여, 상술한 (수식 2) 및 (수식 3)를 이용하여, 압연재(150)의 반송에 필요한 전기 에너지량[kJ]을 산출하다. 또한, 압연재(150)의 반송에 필요한 전기 에너지량에는, 가열로(101) 내에서의 압연재(150)를 반송하기 위해 필요한 전기 에너지도 가산된다.Next, the energy
그리고, 에너지량 계산부(33)는, 압연재(150)의 압연에 필요한 총 에너지량으로서, 상기한 각 설비에서 필요한 연료 에너지에 전기 에너지를 가산한 에너지량으로서 산출한다.The energy
최적화부(34)는, 가열로 조건 및 가열로 추출 후의 압연 조업 파라미터를 최적화하고, 최종 재질을 확보하면서, 소비 에너지를 저감한다. 구체적으로는, 최적화부(34)는, 재질 예측 계산부(32)에 의해 예측된 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 에너지량 계산부(33)에 의해 산출된 압연재(150)의 압연에 필요한 총 에너지량을 최소로 하는 열간압연 장치(100)의 제어 설정치를 설정 계산부(31)에 산출시킨다.The optimizing
≪작용≫«Works»
본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)의 작용에 관해 설명한다.The operation of the optimization apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described.
도 5는, 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)에 의한 처리의 플로우를 도시하는 플로우 차트이다.5 is a flowchart showing the flow of processing by the optimization apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.
도 5에 도시하는 바와 같이, 우선, 설정 계산부(31)는, 가열로 조건과 압연 조업 파라미터와의 초기치가 외부로부터 공급되었는지의 여부를 판정한다(스텝 S101). 여기서는 한 예로서, 가열로 조건으로서 가열로 추출 온도가 공급되고, 가열로 추출 후의 압연 조업 파라미터로서 마무리출측 압연 속도가 공급된 경우를 예로 들어서 설명한다. 또한, 추출 온도 및 마무리출측 압연 속도의 초기치는, 예를 들면 강종이나 마무리 목표 판두께 등으로 구분되는 테이블을 미리 ROM(12)에 기억하여 두고, 설정 계산부(31)가, ROM(12)에 의거하여, 외부로부터 공급된 강종이나 마무리 목표 판두께에 대응하는 가열로 추출 온도 및 마무리출측 압연 속도를 추출하도록 하여도 좋다.As shown in Fig. 5, first, the setting
다음에, 설정 계산부(31)는, 가열로 설정 계산을 실행한다(스텝 S102). 구체적으로는, 설정 계산부(31)는, 상온에서의 압연재(150)의 치수 및 중량에 의거하여, 압연재(150)를 가열로 추출 온도까지 가열하기 위해, 가열로(101) 내에서 몇 시간 재로시키면 좋은지를 산출한다.Next, the setting
그리고, 설정 계산부(31)는, 설정 계산을 실행한다(스텝 S103). 구체적으로는, 설정 계산부(31)는, 공급된 가열로 추출 온도 및 마무리출측 압연 속도의 초기치로 압연하는 경우에, 압연재(150)의 목표로 하는 두께, 폭, 마무리출측 온도, 및 권취기 앞(前) 온도를 달성하도록, 안정하게 압연되는 롤 갭 설정치 등의 그 밖의 압연 조건을 산출한다. 또한, 설정 계산부(31)는, 압연재 재장이나 압연재의 가감속의 계산치에 의거하여, 각 시각에서의 가상 압연재의 위치를 가열로(101)부터 코일러(135)에의 권취 완료까지 예측하고, 압연재(150)의 열수지를 주변 분위기에의 복사, 공기 대류, 냉각수 대류, 변태, 가공에 의한 발열, 롤에의 전열 등을 고려한 온도 모델을 사용하여, 가열로 추출 온도나 마무리출측 목표 온도나 권취 목표 온도에 의거하여, 프라이머리 디스케일러(103), 세컨더리 디스케일러(117), 마무리압연기(119), 및 런 아웃 테이블(129)의 스프레이의 설정 및 각 지점에서의 압연재(150)의 온도를 계산한다.Then, the setting
다음에, 재질 예측 계산부(32)는, 재질 예측 계산을 실행한다(스텝 S105). 구체적으로는, 재질 예측 계산부(32)는, 설정 계산부(31)에 의해 계산된 제어 설정치로 압연을 행한 경우의, 권취 후의 항복 응력이나 인장강도 등의 기계적 성질 등의 압연재(150)의 재질을 예측한다. 여기서는, 재질로서, 권취 후의 인장강도(TScal)를 예측하는 예를 들어서 설명한다.Next, the material
최적화부(34)는, 재질이 요구 재질을 충족시키는지의 여부를 판정한다(스텝 S107) 구체적으로는, 최적화부(34)는, 산출된 인장강도의 예측치(TScal)가, 미리 정해진 요구 재질(TSth) 이상인지의 여부를 판정한다.Specifically, the optimizing
스텝 S107에서, 요구 재질을 충족시키지 않는다고 판정된 경우(NO인 경우), 최적화부(34)는, 반복 계산 제한 회수 이내인지의 여부를 판정한다(스텝 S109). 이 반복 계산 제한 회수에는, 미리 임의의 수로서 설정되어 있다.If it is determined in step S107 that the requested material is not satisfied (NO), the optimizing
스텝 S109에서, 반복 계산 제한 회수 이내라고 판정된 경우(YES인 경우), 최적화부(34)는, 압연 조업 파라미터인 마무리출측 압연 속도를 △Vm/s만큼 변경한다(스텝 S111).If it is determined in step S109 that the number of iterations is within the limit of the number of repeated calculation (YES), the optimizing
한편, 스텝 S109에서, 반복 계산 제한 회수를 초과하였다고 판정된 경우(NO인 경우), 최적화부(34)는, 가열로 조건인 가열로 추출 온도를 △T℃만큼 변경한다(스텝 S113).On the other hand, if it is determined in step S109 that the number of times of repeated calculation is exceeded (NO), the optimizing
이와 같이 하여, 설정 계산부(31)와, 재질 예측 계산부(32)와, 최적화부(34)가, △V 및 △T를 변경하면서, 반복 계산을 행함에 의해, 가열로 조건인 가열로 추출 온도와, 압연 조업 파라미터인 마무리출측 압연 속도를 가(假)결정한다.In this manner, the setting
한편, 스텝 S107에서, 재질이 요구 재질을 충족시킨다고 판정된 경우(YES인 경우), 에너지량 계산부(33)는, 가열로 목표 추출 온도, 마무리출측 압연 속도, 및 설정 계산부(31)에서 계산한 압연 조건에 의거하여, 열간압연 장치(100)에서 소비되는 총 에너지량을 산출한다(스텝 S115).On the other hand, when it is determined in step S107 that the material satisfies the required material (YES), the energy
다음에, 최적화부(34)는, 에너지량 계산부(33)에 의해 산출된 총 에너지량의 감소량이 충분히 작은지의 여부를 판정한다(스텝 S117). 구체적으로는, 필요 에너지 전회 계산 결과[kJ]를 En-1, 필요 에너지 금회 계산 결과[kJ]를 En, 임계치(ε)로 하여, 하기한 (수식 4)를 충족시키는지의 여부를 판정한다. 여기서, 임계치(ε)는, 예를 들면, 0.01이라는 바와 같이, 미리 설정되어 있다.Next, the optimizing
|En-1 - En|/En < 임계치(ε) (수식 4)| En-1 - En | / En <Threshold (?) (Equation 4)
스텝 S117에서, 에너지량 계산부(33)에 의해 산출된 총 에너지량의 감소량이 충분히 작지 않다고 판정된 경우(NO인 경우), 최적화부(34)는, 반복 계산 제한 횟수 이내인지의 여부를 판정한다(스텝 S119).If it is determined in step S117 that the reduction amount of the total energy amount calculated by the energy
스텝 S119에서, 반복 계산 제한 회수 이내라고 판정된 경우(YES인 경우), 최적화부(34)는, 압연 조업 파라미터인 마무리출측 압연 속도를 △Vm/s만큼 변경한다(스텝 S121).If it is determined in step S119 that the number of iterations is within the limit of the number of times of repeated calculation (YES), the optimizing
한편, 스텝 S117에서, 에너지량 계산부(33)에 의해 산출된 총 에너지량의 감소량이 충분히 작다고 판정된 경우(YES인 경우), 최적화부(34)는, 다시, 에너지량 계산부(33)에 의해 산출된 총 에너지량의 감소량이 충분히 작은지의 여부를 판정하고(스텝 S123), 에너지량 계산부(33)에 의해 산출된 총 에너지량의 감소량이 충분히 작지 않다고 판정된 경우(NO인 경우), 최적화부(34)는, 반복 계산 제한 회수 이내인지의 여부를 판정한다(스텝 S125).On the other hand, if it is determined in step S117 that the reduction amount of the total amount of energy calculated by the energy
스텝 S125에서, 반복 계산 제한 회수 이내라고 판정된 경우(YES인 경우), 최적화부(34)는, 가열로 조건인 가열로 추출 온도를 △T℃만큼 변경한다(스텝 S127).If it is determined in step S125 that the number of iterations is within the limit of the repeated calculation (YES), the optimizing
한편, 스텝 S125에서, 반복 계산 제한 회수를 초과하였다고 판정된 경우(NO인 경우), 최적화부(34)는, 요구 재료를 충족하고, 또한 가장 에너지 소비량이 작은 가열로 조건과 압연 조업 파라미터를 선택한다(스텝 S129).On the other hand, if it is determined in step S125 that the number of times of repeated calculation is exceeded (NO), the optimizing
이상과 같이 하여, 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)에 의하면, 설정 계산부(31)와, 재질 예측 계산부(32)와, 에너지량 계산부(33)와, 최적화부(34)가, △V 및 △T를 변경하면서, 반복 계산을 행함에 의해, 재질 예측 계산부(32)에 의해 예측된 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 에너지량 계산부(33)에 의해 산출된 총 에너지량을 최소로 하는 제어 설정치를 설정 계산부(31)에 산출시키기 때문에, 압연재(150)의 요구 재질을 담보하면서, 소비하는 총 에너지량을 최소화하는 압연 조건을 결정할 수 있다.As described above, according to the optimization apparatus 1 of the first embodiment of the present invention, the setting
즉, 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)에 의하면, 압연 장치가 압연재를 압연하기 위한 제어 설정치를 산출하는 설정 계산부와, 설정 계산부에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 압연 장치에 의해 압연된 압연재의 재질을 예측하는 재질 예측부와, 설정 계산부에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 압연 장치가 압연재를 압연하는데 있어서 최적화하는 지표의 량을 최적화 지표량으로서 산출하는 최적화 지표량 산출부와, 재질 예측부에 의해 예측된 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 최적화 지표량 산출부에 의해 산출된 최적화 지표량을 최소로 하는 제어 설정치를 설정 계산부에 산출시키는 최적화부를 구비하고 있기 때문에, 압연재의 제품 품질을 확보하면서, 최적화하고 싶은 최적화 지표 량이 최소가 되도록, 압연 설비의 제어를 최적화할 수 있다.That is, according to the optimization apparatus 1 of the first embodiment of the present invention, the rolling apparatus includes a setting calculation section that calculates a control set value for rolling the rolled material, and a control section that calculates, based on the control set value calculated by the setting calculation section A material predicting unit that predicts the material of the rolled material rolled by the rolling apparatus and an amount of an index that the rolling apparatus optimizes in rolling the rolled material based on the control set value calculated by the setting calculation unit, An optimization index calculation unit for calculating an optimization index value by using the optimization index value calculated by the optimization index calculation unit in a range that the material predicted by the material prediction unit satisfies the externally input required material, To the setting calculation section. Therefore, it is possible to obtain the optimum quality index of the rolled material while ensuring the product quality of the rolled material, As a result, the control of the rolling mill can be optimized.
또한, 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)에 의하면, 가열로 조건으로서 가열로 추출 온도, 및 압연 조업 파라미터인 마무리출측 압연 속도에 관해, 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 총 에너지량이 최소가 되도록 제어 설정치를 산출하였지만, 이것으로 한하지 않는다.Further, according to the optimization apparatus 1 of the first embodiment of the present invention, with respect to the heating furnace extraction temperature as the heating furnace condition and the finish annealing rolling speed as the rolling working parameter, within the range satisfying the required material, The control set value is calculated so as to minimize the total energy amount, but this is not limitative.
예를 들면, 가열로 조건으로서 바히터(110)의 가열 온도로 하여도 좋고, 압연 조업 파라미터로서, 런 아웃 테이블(129)의 냉각 조건, 조압연기(107) 또는 마무리압연기(119)의 압연 패스 수, 각 패스의 하중 배분, 및 압연재(150)의 판두께중, 적어도 어느 하나로 하여도 좋다.For example, the heating temperature of the
또한, 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)에 의하면, 충족하여야 할 요구 재질로서 인장강도를 들었지만, 이것으로 한하지 않고, 항복 응력, 취성 천이 온도, r값, 구멍 확대율, 등이나, 그들의 조합이라도 좋다.In addition, according to the optimization apparatus 1 of the first embodiment of the present invention, tensile strength is regarded as a required material to be satisfied, but the present invention is not limited to this, and the yield stress, brittle transition temperature, r- Or the like, or a combination thereof.
또한, 제 1의 실시 형태에서는, 열간압연 장치(100)를 구비하는 열간압연 시스템(300)을 예로 들어서 설명하였지만, 이것으로 한하지 않고, 열간 박판 압연 설비, 후판 압연 설비, 냉간 압연 설비, 철강의 형강 압연 설비, 봉강, 선재의 압연 설비, 또는 알루미늄, 구리의 압연 설비를 구비하는 압연 시스템에도 적용 가능하다.In the first embodiment, the
<제 2의 실시 형태>≪ Second Embodiment >
제 1의 실시 형태에서는, 압연재(150)의 재질이 요구 재질을 충족하고, 또한 압연에 필요한 에너지량을 최적화하는 지표인 최적화 지표로 하고, 이 최적화 지표가 최소가 되도록, 제어 설정치를 산출하는 최적화 장치(1)를 예로 들어서 설명하였다.In the first embodiment, the control set value is calculated so that the material of the rolled
그러나, 최적화 지표는 에너지량으로 한하지 않고 플랜트나, 조업 일시, 강종 등에서 다르다. 그래서, 압연에 필요한 총 에너지량 대신에, 예를 들면, 연료 에너지량, 전기 에너지량, 에너지 원단위, 비용, 비용 원단위, 압연에서 배출되는 CO2량, 압연시의 피크 전력을 최적화 지표로서 이용하여도 좋다.However, the optimization index is not limited to the amount of energy, but differs depending on the plant, the date and time of operation, and the type of steel. Therefore, instead of the total amount of energy required for rolling, for example, by using the amount of fuel energy, the amount of electric energy, the energy intensity, the cost, the unit cost, the amount of CO 2 discharged from rolling, It is also good.
제 2의 실시 형태에서는, 최적화 지표를 선택하고, 압연재(150)의 재질이 요구 재질을 충족하고, 또한 선택된 최적화 지표의 최적화량을 최적화하도록, 제어 설정치를 산출하는 최적화 장치를 예로 들어서 설명한다.In the second embodiment, an optimization apparatus for calculating the control set value is described as an example in which the optimum index is selected, the material of the rolled
제 2의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1A)는, 도 1에 도시한 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)와 마찬가지로, 열간압연 장치(100)를 제어하는 제어 장치(200)에 접속되어 있다.The optimizing apparatus 1A according to the second embodiment is similar to the optimizing apparatus 1 according to the first embodiment shown in Fig. 1 except that the optimizing apparatus 1A is connected to the
또한, 제 2의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1A)는, CPU(11A)와, ROM(12)과, RAM(13)과, 입력부(14)와, 표시부(15)와, 하드 디스크(16)를 구비하고 있다. 이 중, ROM(12)과, RAM(13)과, 표시부(15)와, 하드 디스크(16)는, 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)가 구비하는 각각 동일 부호가 붙여진 구성과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.The optimization apparatus 1A according to the second embodiment includes a
도 6은, 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1A)가 구비하는 CPU(11A)의 구성을 도시한 구성도이다.Fig. 6 is a configuration diagram showing the configuration of the
도 6에 도시하는 바와 같이, CPU(11A)는, 그 기능상, 설정 계산부(31)와, 재질 예측 계산부(32)와, 최적화부(34)와, 최적화 지표 선택부(35)와, 최적화 지표량 계산부(36)를 구비하고 있다. 이 중, 설정 계산부(31)와, 재질 예측 계산부(32)와, 최적화부(34)는, 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)가 구비한 각각 동일 부호가 붙여진 구성과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.6, the
최적화 지표 선택부(35)는, 최적화 지표인 총 에너지량, 연료 에너지량, 전기 에너지량, 에너지 원단위, 비용, 비용 원단위, 압연에서 배출되는 CO2 배출량, 압연시의 피크 전력중, 어느 임의의 하나를 선택한다.The optimization
최적화 지표량 계산부(36)는, 설정 계산부(31)에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 최적화 지표 선택부(35)에 의해 선택된 최적화 지표의 량을 최적화 지표량으로서 산출한다.The optimization index
≪작용≫«Works»
본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1A)의 작용에 관해 설명한다.The operation of the optimizing apparatus 1A according to the second embodiment of the present invention will be described.
도 7은, 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1A)에 의한 처리의 플로우를 도시하는 플로우 차트이다. 또한, 도 7에 도시하는 플로우 차트의 처리 스텝중, 도 5에 도시한 플로우 차트에서의 처리 스텝과 동일 스텝 번호가 붙여진 처리는, 각각 동일 처리이기 때문에, 설명을 생략한다.Fig. 7 is a flowchart showing the flow of processing by the optimizing apparatus 1A according to the second embodiment of the present invention. In the processing steps of the flowchart shown in Fig. 7, the same step numbers as those of the processing steps in the flowchart shown in Fig. 5 are the same processing, and a description thereof will be omitted.
스텝 S201에서, 최적화 지표 선택부(35)는, 최적화 지표인 총 에너지량, 연료 에너지량, 전기 에너지량, 에너지 원단위, 비용, 비용 원단위, 압연에서 배출되는 CO2 배출량, 압연시의 피크 전력중, 어느 임의의 하나를 선택한다.In step S201, the optimization
스텝 S215에서, 최적화 지표량 계산부(36)는, 최적화 지표의 량중, 어느 하나를 계산하다. 또한, 압연에 필요한 총 에너지량, 연료 에너지, 전기 에너지에 관해서는, 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)가 구비하는 에너지량 계산부(33)에 의한 총 에너지량, 연료 에너지, 전기 에너지의 산출 방법과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.In step S215, the optimization index
최적화 지표량 계산부(36)는, 에너지 원단위를 산출하는 경우, 우선, 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)가 구비하는 에너지량 계산부(33)와 마찬가지로, 연료 에너지 사용량과 전기 에너지 사용량을 산출하고, 하기한 (수식 5)를 이용하여 에너지 원단위를 산출한다. 여기서, 에너지 원단위를 Es[kJ/ton], 연료 에너지 사용량을 Ef[kJ], 전기 에너지 사용량을 Ee[kJ], 생산량을 S[ton]로 한다.In the case of calculating the energy intensity, the optimization indicator
Es = (Ef + Ee)/S (수식 5)Es = (Ef + Ee) / S (Equation 5)
또한, 최적화 지표량 계산부(36)는, CO2 배출량을 산출하는 경우, 이산화탄소 배출 계수를 이용하여 산출한다. 여기서, 이산화탄소 배출 계수는, 연료나 전력을 소비하는 때에 얼마만큼 이산화탄소를 배출하는지를 계산하기 위한 계수이다. 예를 들면, 천연가스에 관해서는, 0.5526㎏-C/㎏(천연가스 1㎏를 연소시킨 때, 0.5526㎏의 탄소를 배출한다) 또는, 2.025㎏-CO2/㎏(천연가스 1㎏를 연소시킨 때, 2.025㎏의 이산화탄소를 배출한다)으로 결정되어 있다. 전기 1㎾h를 사용한다면 이산화탄소는, 0.555㎏-CO2/㎾h로 규정되어 있다.Further, the optimization index
그리고, 최적화 지표량 계산부(36)는, 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)가 구비하는 에너지량 계산부(33)와 마찬가지로, 연료 에너지 사용량(Ef)과 전기 에너지 사용량(Ee)을 산출하고, 하기한 (수식 6)를 이용하여 CO2 배출량을 산출한다. 여기서, CO2 배출량(Mg)[㎏], 연료에 대한 배출 계수(Kf)[㎏-CO2/㎏], 전기에 대한 배출 계수(Ke)[㎏-CO2/㎾h]로 한다.The optimization index
Mg = Ef×Kf + Ee×Ke (수식 6)Mg = Ef x Kf + Ee x Ke (Equation 6)
또한, 최적화 지표량 계산부(36)는, 비용을 산출하는 경우, 우선, 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)가 구비하는 에너지량 계산부(33)와 마찬가지로, 연료 에너지 사용량(Ef)과 전기 에너지 사용량(Ee)을 산출하고, 하기한 (수식 7)를 이용하여 비용을 산출한다. 여기서, 비용을 C[엔(円)], 연료대 원단위를 Fg[ 엔/㎏], 전기대 원단위를 Eg[엔/㎾h]로 한다.In the case of calculating the cost, the optimization index
C = Ef×Fg + Ee×Eg (수식 7)C = Ef x Fg + Ee x Eg (Equation 7)
또한, 최적화 지표량 계산부(36)는, 비용 원단위를 산출하는 경우, (수식 7)을 이용하여 산출한 비용(C)을 생산량을 S[ton]로 제산(除算)함에 의해, 비용 원단위(Cg)를 산출한다.The optimization index
또한, 최적화 지표량 계산부(36)는, 피크 전력을 산출하는 경우, 설정 계산부(31)가 압연재 재장이나 압연재(150)의 가감속의 계산치에 의거하여 예측한, 각 시각에서의 압연재(150)의 위치와, 에너지량 계산부(33)에 의해 산출된 각 설비의 사용 전력에 의거하여, 하기한 (수식 8)를 이용하여, 어느 시각(t)에 압연 라인에서 사용하는 전력을 산출한다.When calculating the peak power, the optimization index
그리고, 최적화 지표량 계산부(36)는, 감시 대상 기간(예를 들면, 어느 압연재가 가열로로부터 추출되어 권취가 종료될 때까지나, 1캠페인중 등)을 마련해, 그 기간중에 (수식 8)로 계산된 압연 라인이 사용하고 있는 각각의 전력을 감시하고, 사용 전력이 가장 커지는 시각의 전력(Ep)(t)을 피크 전력으로 한다. 여기서, 어느 시각(t)에 압연 라인에서 사용하는 전력(Ep)(t)[㎾h], 어느 시각(t)에 어느 설비에서 사용하고 있는 전력을 Eu(t)[㎾h]로 한다.The optimization index
Ep(t) = Σ설비(Eu(t)) (수식 8)Ep (t) = Σ equipment (Eu (t)) (Formula 8)
스텝 S217 및 스텝 S223에서, 최적화부(34)는, 최적화 지표량 계산부(36)에 의해 산출된 최적화 지표의 량이 최적화되었는지의 여부를 판정한다.In steps S217 and S223, the optimizing
도 8은, 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1A)에서의 각각의 최적화 지표를 선택한 경우의, 최적화를 위한 반복 계산의 종료 판정의 한 예를 도시하는 도면이다.8 is a diagram showing an example of the end determination of the iterative calculation for optimization when each optimization index in the optimization apparatus 1A according to the second embodiment of the present invention is selected.
최적화부(34)는, 요구 재질을 충족하고, 또한 최적화 지표량이 최대량이 되는 압연 조건을, 반복 계산에 의해 계산한다. 예를 들면, 최적화 지표로서 CO2 배출량이 선택된 경우, 최적화부(34)는, CO2 배출량이 최소가 되는 압연 조건을, 반복 계산에 의해 계산한다.The optimizing
그리고, 최적화부(34)는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 선택된 최적화 지표량이, 최적화 반복 계산 종료 기준에 달할 때까지 반복 계산을 실행한다.Then, as shown in Fig. 8, the optimizing
반복 계산의 종료 조건은, 계산 시간의 관점에서 반복 회수에 제한을 마련하는 외에, 당해 회의 반복 계산과 전회의 반복 계산에 있어서 최적화 지표량 계산부(36)에 의해 산출된 최적화 지표량을 비교하고, 최적화 지표량이 최대량에 수속하였는지를 판정한다.The termination conditions of the iterative calculation are such that a limitation is imposed on the number of iterations from the viewpoint of the calculation time and the optimization index amount calculated by the optimization index
예를 들면, 최적화 지표로서 CO2 배출량이 선택된 경우는, CO2 배출량의 전회 계산 결과로부터의 감소폭이 충분히 작은지로 판정한다.For example, when the CO 2 emission amount is selected as the optimization index, it is determined that the reduction amount from the previous calculation result of the CO 2 emission amount is sufficiently small.
이상과 같이, 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1A)에 의하면, 재질 예측 계산부(32)에 의해 예측된 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 최적화 지표량 계산부(36)에 의해 산출된 최적화 지표량인 총 에너지량, 연료 에너지량, 전기 에너지량, 에너지 원단위, 비용, 비용 원단위, 압연에서 배출되는 CO2 배출량, 압연시의 피크 전력중, 어느 하나를 최소로 하는 제어 설정치를 설정 계산부(31)에 산출시키기 때문에, 압연재(150)의 요구 재질을 담보하면서, 다양한 최적화 지표중에서 소망하는 최적화 지표를 선택하고, 이 선택된 최적화 지표량을 최소화하는 압연 조건을 결정할 수 있다.As described above, according to the optimization apparatus 1A according to the second embodiment of the present invention, within the range in which the material predicted by the material
또한, 본 발명의 제 2의 실시 형태에서는, CPU(11A)가, 각 압연재에 관해 도 7에 도시한 처리를 실행하였지만, 이것으로 한하지 않고, 예를 들면, 압연기의 롤 체인지부터 롤 체인지까지의 1롤 캠페인중 등, 보다 긴 기간에서 실행하여도 좋다.In the second embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 제 2의 실시 형태에서는, 최적화 지표 선택부(35)가, 최적화 지표의 선택을 미리 행하고, 그 최적화 지표가 최대량이 되는 최적화 계산을 행하였지만, 이것으로 한하지 않고, 복수의 최적화 지표에 대해 각각이 최대량으로 되도록, 각각의 최적화 지표에 대한 최적화 계산을 행하고, 모든 최적화 계산이 종료된 후에, 최적화 지표를 선택하고, 압연 조건을 결정하여도 좋다.In the second embodiment of the present invention, the optimization
<제 3의 실시 형태>≪ Third Embodiment >
다음에, 본 발명의 제 3의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1B)에 관해 설명한다.Next, the optimization apparatus 1B according to the third embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 제 1의 실시 형태에서는, 압연재(150)의 재질이 요구 재질을 충족하고, 또한 압연에 필요한 에너지량을 최적화하는 지표인 최적화 지표로 하고, 이 최적화 지표가 최소가 되도록, 제어 설정치를 산출하는 최적화 장치(1)를 예로 들어서 설명하였다.In the first embodiment of the present invention, it is assumed that the material of the rolled
본 발명의 제 3의 실시 형태에서는, 조압연기(107) 또는 마무리압연기(119)의 롤 체인지로부터 롤 체인지까지의 1롤 캠페인중(예를 들면, 롤 체인지중의 타이밍으로 말하면, 금회의 롤 체인지로부터 다음회의 롤 캠페인까지)의 모든 압연재(150)에 있어서, 재질 요구 및 스루풋(단위 시간당의 생산량) 요구를 충족시키고, 또한 캠페인중의 압연에 필요한 에너지의 총량이 최소가 되도록, 제어 설정치를 산출한 최적화 장치(1B)를 예로 들어서 설명한다.In the third embodiment of the present invention, in the one-roll campaign from the roll change to the roll change of the
본 발명의 제 3의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1B)는, 도 1에 도시한 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)와 마찬가지로, 열간압연 장치(100)를 제어하는 제어 장치(200)에 접속되어 있다.The optimizing apparatus 1B according to the third embodiment of the present invention is similar to the optimizing apparatus 1 according to the first embodiment shown in Fig. 1, except that the
또한, 본 발명의 제 3의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1B)는, 도 2에 도시한 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)와 동일한 구성을 구비하기 때문에, 설명을 생략한다.The optimization apparatus 1B according to the third embodiment of the present invention has the same configuration as that of the optimization apparatus 1 according to the first embodiment shown in Fig. 2, and a description thereof will be omitted.
≪작용≫«Works»
본 발명의 제 3의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1B)의 작용에 관해 설명한다.The operation of the optimizing device 1B according to the third embodiment of the present invention will be described.
도 9는, 본 발명의 제 3의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1B)에 의한 처리 플로우를 도시하는 플로우 차트이다.Fig. 9 is a flowchart showing a processing flow by the optimizing device 1B according to the third embodiment of the present invention.
도 9에 도시하는 바와 같이, CPU(11)의 설정 계산부(31)는, 조압연기(107) 또는 마무리압연기(119)의 캠페인에서의 압연재(150)의 최적화 계산을 실행한다(스텝 S301). 구체적으로는, CPU(11)는, 계산 대상의 롤 캠페인중에 압연되는 모든 압연재(150)에 대해, 도 5에 도시한 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1)에 의한 처리와 동일한 처리를 실행함에 의해, 최적화 계산의 방법을 이용하여, 계산 대상의 압연재(150)가 재질 요구를 충족시키고, 또한 대상의 압연재(150)의 1개당의 압연에 필요한 에너지가 최소가 되는, 가열로 추출 온도 및 마무리출측 압연 속도를 가열로 장입 전에 각각 계산한다.9, the setting
다음에, CPU(11)의 설정 계산부(31)는, 추출 피치 설정 계산을 실행한다(스텝 S303). 구체적으로는, 스텝 S301에서, 계산 대상의 롤 캠페인중의 각 압연재에 대해 최적의 압연 조업 파라미터가 이미 계산되어 있다. 그 때문에, 압연재(150)가 가열로(101)로부터 추출된 후의 압연 라인상에서 어떻게 이동하는지를 이미 알고 있다. 그래서, 설정 계산부(31)는, 이 정보에 의해 압연재(150)와 선행하는 압연재(150)가 압연 라인상에서 충돌하지 않는 추출 피치(τi)를 계산한다. 여기서 추출 피치(τi)는, 압연재(150)와 선행한 압연재(150)와의 가열로 추출 시간 간격으로 한다.Next, the setting
그리고, 설정 계산부(31)는, 계산한 추출 피치(τi)가 요구 스루풋을 충족하고 있는지의 여부를 판정한다(스텝 S305). 구체적으로는, 설정 계산부(31)는, 하기한 (수식 9)를 충족하고 있는지의 여부를 판정한다.Then, the setting
Σiτi ≤ TMAX (수식 9)Σ i τ i ≤ T MAX (Equation 9)
여기서 TMAX는, 요구 스루풋의 관점에서 계산 대상의 롤 캠페인의 모든 압연재(150)의 압연에 소비할 수 있는 최대 시간이다. 추출 피치(τi)의 초기치는, 예를 들면, 압연재(150)의 충돌이 생기지 않는 가장 짧은 추출 간격이 짧은 피치를 선택한다.Here, T MAX is the maximum time that can be consumed for rolling all the rolled
스텝 S303 및 S305의 처리 스텝에 의해, 설정 계산부(31)는, 요구 스루풋을 충족하고, 또한, 압연 라인상에서 압연재(150)끼리가 충돌하지 않는 추출 피치를 계산할 수 있다.By the processing steps of steps S303 and S305, the setting
다음에, 설정 계산부(31)는, 각 압연재(150)의 추출 목표 온도 및 추출 피치(τi)에 의거하여, 노온(爐溫) 설정 계산을 실행한다(스텝 S307). 가열로(101)의 노온도의 계산 방법은, 예를 들면, 문헌 '철강업에서의 제어'; 다카하시 료이치(高橋亮一)저; 코로나사(2002년 출판)에 나타나 있다.Next, the setting
그리고, 설정 계산부(31)는, 롤 캠페인의 모든 압연재(150)에 대해 목표 추출 온도를 달성할 수 있는지의 여부를 판정한다(스텝 S309).Then, the setting
스텝 S309에서, 목표 추출 온도를 달성할 수 없다고 판정된 경우(NO인 경우), 설정 계산부(31)는, 목표 추출 온도를 달성할 수 없는 압연재(150)의 추출 피치를, 선행하는 압연재(150)와 간섭하지 않는 범위에서 변경하고, 스텝 S307과 마찬가지로, 노온 설정 계산을 실행한다(스텝 S311).If it is determined in step S309 that the target extraction temperature can not be attained (NO), the setting
그리고, 설정 계산부(31)는, 롤 캠페인의 모든 압연재(150)에 관해 목표 추출 온도가 달성할 수 있는지의 여부를 판정한다(스텝 S313).Then, the setting
스텝 S313에서, 목표 추출 온도가 달성할 수 없다고 판정된 경우(NO인 경우), 설정 계산부(31)는, 반복 계산 제한 횟수 이내인지의 여부를 판정한다(스텝 S315).If it is determined in step S313 that the target extraction temperature can not be achieved (NO), the setting
스텝 S315에서, 반복 계산 제한 횟수를 초과하였다고 판정된 경우(NO인 경우), 설정 계산부(31)는, 목표 추출 온도를 달성할 수 없는 압연재(150)의 목표 추출 온도를 변경한다(스텝 S317). 목표 추출 온도의 변경은, 압연재(150)의 1개당의 계산 과정에서 얻어지는, 필요 에너지가 최소 에너지에 가깝고, 요구 재질을 충족시키는, 노온 제어만으로 달성할 수 있는 목표 추출 온도를 선택한다. 또는, 목표 추출 온도를 달성할 수 없는 압연재(150)에 대해, 스텝 S301에서 최적화 계산을 재차 실행함에 의해, 재질 요구를 충족하고, 필요 에너지가 작고, 노온 제어만으로 달성할 수 있는 목표 추출 온도를 계산한다.If it is determined in step S315 that the number of times of repeated calculation is exceeded (NO), the setting
한편, 스텝 S313에서, 목표 추출 온도가 달성할 수 있다고 판정된 경우(YES인 경우), 즉, 어느 추출 피치에 있어서, 모든 압연재(150)가 목표 추출 온도를 달성할 수 있는 노온 설정이 가능한 경우는, 에너지량 계산부(33)는, 당해 캠페인의 압연에 필요한 전 에너지량을 계산한다(스텝 S319). 예를 들면, 에너지량 계산부(33)는, 가열로에서 소비되는 연료 에너지와, 그 밖의 설비에서 소비되는 전기 에너지를 각각 계산한 후에 가산함에 의해, 당해 캠페인의 압연에 필요한 전 에너지량을 산출한다.On the other hand, if it is determined in step S313 that the target extraction temperature can be attained (YES), that is, if it is possible to perform the noon setting in which all the rolled
또한, 설정 계산부(31)가 노온 설정 계산을 행할 때에, 캠페인중에서의 노온 패턴을 산출하고 있기 때문에, 에너지량 계산부(33)는, 이 노온 패턴에 의거하여, 분위기 온도의 상승에 필요한 에너지, 벽을 통하여서 열이 도망치는 등의 효율의 저하, 압연재의 승온에 필요한 에너지를 계산하고, 다시 그것들로부터 연료 에너지의 소비량을 산출한다.In addition, since the noon pattern is calculated in the campaign when the setting
전기 에너지는, 상기한 압연재(150)의 1개당의 압연에 필요한 에너지량이 가산됨에 의해 계산된다. 또한, 아이들에 필요한 에너지도 포함한다.The electric energy is calculated by adding the amount of energy required for rolling one piece of rolled
다음에, 최적화부(34)는, 당해 캠페인의 압연에 필요한 전 에너지량의 감소량이 충분히 작은지의 여부를 판정한다(스텝 S321).Next, the optimizing
스텝 S321에서, 당해 캠페인의 압연에 필요한 전 에너지량의 감소량이 충분히 작지 않다고 판정된 경우(NO인 경우), 최적화부(34)는, 반복 계산 제한 회수 이내인지의 여부를 판정한다(스텝 S323).If it is determined in step S321 that the reduction amount of the total amount of energy required for rolling the campaign is not sufficiently small (NO), the optimizing
스텝 S323에서, 반복 계산 제한 횟수 이내라고 판정된 경우(YES인 경우), 처리를 스텝 S303으로 이행하고, 반복 계산 제한 횟수를 초과하였다고 판정된 경우(NO인 경우), 처리를 종료한다.If it is determined in step S323 that the number of repetition calculation is within the limit number of times (YES), the process proceeds to step S303. If it is determined that the repetition calculation limit number is exceeded (NO), the process is terminated.
이와 같이 하여, 재질 요구 및 스루풋 요구를 충족하고, 또한 에너지량이 최소가 되는 추출 피치를 얻기 위해 추출 피치를 변경하고, 상기 계산을, 지정 반복 회수를 초과할 때까지, 또는, 에너지 감소폭이 지정 값 이하가 될 때까지 행할 수 있다.In this manner, the extraction pitch is changed so as to satisfy the material requirement and the throughput requirement and to obtain the extraction pitch that minimizes the energy amount, and the calculation is repeated until the specified number of repetitions is exceeded, Or less.
이상과 같이, 본 발명의 제 3의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1B)에 의하면, 최적화부(34)가, 압연재(150)의 처리량이 외부 입력된 요구 처리량을 충족하고, 또한 재질 예측 계산부(32)에 의해 예측된 처리량분 모든 압연재(150)의 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족하는 범위 내에서, 에너지량 계산부(33)에 의해 산출된 처리량분의 압연재(150)를 압연하기 위해 필요한 최적화 지표량을 최소로 하는 제어 설정치를 설정 계산부(31)에 산출시키기 때문에, 예를 들면, 조압연기(107) 또는 마무리압연기(119)의 롤 체인지로부터 롤 체인지까지의 1롤 캠페인중의 모든 압연재(150)에서도, 압연재(150)의 제품 품질을 확보하면서, 최적화하고 싶은 최적화 지표량이 최소가 되도록, 압연 설비의 제어를 최적화할 수 있다.As described above, according to the optimizing apparatus 1B according to the third embodiment of the present invention, the optimizing
또한, 본 발명의 제 3의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1B)에서는, 1롤 캠페인중에 압연된 각 압연재의, 추출 피치, 가열로 추출 온도, 마무리출측 압연 속도에 관해, 재질 요구 및 스루풋 요구를 충족하고, 에너지가 최소로 되는 방법에 관해 설명하였지만, 추출 피치나 추출 온도, 마무리출측 압연 속도로 한하지 않고, 런 아웃 테이블에서의 냉각 조건이나, 압연 패스 수, 각 패스의 하중 배분, 바히터의 가열 조건 등을 변경한 경우에 관해서도, 상기한 바와 마찬가지로, 설정 계산부(31)에서의 가열로 조건 및 압연 조건을 변경하고, 그 조건화로, 재질 예측 계산부(32)에 의한 재질 예측 계산과, 에너지량 계산부(33)에 의한 설정 계산부(31)에서 계산한 압연 조건으로 압연하는 경우의 에너지 계산을 반복하여 행하고, 최적화부(34)에서 재질 요구를 충족하고, 또한 에너지가 최소가 되는 압연 조건을 결정할 수 있다.In the optimization apparatus 1B according to the third embodiment of the present invention, with respect to the extraction pitch, the heating furnace extraction temperature, and the finishing exit rolling speed of each rolled material rolled during the one-roll campaign, But the cooling conditions in the run-out table, the number of rolling passes, the load distribution of each pass, the number of rolling passes, and the number of rolling passes are not limited to the extraction pitch, the extraction temperature, The heating furnace condition and the rolling condition in the setting
또한, 본 발명의 제 3의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1B)에서는, 압연에 필요한 총 에너지를 최소화하는 경우에 관해 설명하였지만, 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 최적화 장치(1A)와 마찬가지로, 최적화 지표 선택부(35) 및 최적화 지표량 계산부(36)를 구비하고, 도 8에 도시한 연료 에너지나 전기 에너지량, 에너지 원단위, CO2 배출량, 비용, In the optimization apparatus 1B according to the third embodiment of the present invention, the total energy required for rolling is minimized. However, as in the optimization apparatus 1A according to the second embodiment of the present invention, An optimization
원단위, 피크 전력 등의 최적화 지표가 최대량이 되도록, 압연 라인을 최적화할 수 있다. The rolling line can be optimized so that the optimum index of the unity, peak power, etc. is the maximum.
또한, 상술한 실시 형태를, 컴퓨터에 인스톨한 최적화 프로그램을 실행시킴에 의해 실현할 수 있다. 즉, 이 최적화 프로그램은, 예를 들면, 최적화 프로그램이 기억된 기록 매체로부터 판독되고, CPU에서 실행됨에 의해 최적화 장치(1 내지 1B)의 어느 하나를 구성하도록 하여도 좋고, 통신 네트워크를 통하여 전송되어 인스톨되고, CPU에서 실행됨에 의해 최적화 장치(1 내지 1B)의 어느 하나를 구성하도록 하여도 좋다.Further, the above-described embodiment can be realized by executing an optimization program installed in a computer. That is, this optimization program may be configured to be either one of the optimization devices 1 to 1B by being read from the recording medium on which the optimization program is stored and being executed by the CPU, or may be transmitted through the communication network Any one of the optimization apparatuses 1 to 1B may be configured by being installed and being executed by the CPU.
본 발명은, 열간압연 장치를 제어하는 제어 장치를 설정하는 최적화 장치에 적용할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to an optimization apparatus for setting a control apparatus for controlling a hot rolling apparatus.
1, 1A, 1B : 최적화 장치
31 : 설정 계산부
32 : 재질 예측 계산부(재질 예측부)
33 : 에너지량 계산부
34 : 최적화부
35 : 최적화 지표 선택부
36 : 최적화 지표량 계산부
100 : 열간압연 장치
101 : 가열로
103 : 프라이머리 디스케일러
105 : 조에저
107 : 조압연기
109 : 조출측 판폭계
110 : 바히터
111 : 조출측 온도계
113 : 마무리입측 온도계
115 : 크롭시어
117 : 세컨더리 디스케일러
119 : 마무리압연기
121 : 마무리출측 판후계
123 : 멀티 게이지
125 : 마무리출측 온도계
127 : 평탄도계
129 : 런 아웃 테이블
131 : 코일러 입측 온도계
133 : 코일러 입측 판폭계
135 : 코일러
150 : 압연재
200 : 제어 장치
300 : 열간압연 시스템1, 1A, 1B: Optimizer
31:
32: material prediction calculation unit (material prediction unit)
33: Energy amount calculation unit
34:
35: Optimization index selection unit
36: Optimization Indicator Amount Calculation Section
100: Hot rolling device
101: heating furnace
103: primary scaler
105: Joe Lowe
107: rough rolling mill
109: Feeder side plate
110: Bar heater
111: Feeding side thermometer
113: Finish Inside Thermometer
115: Cropsia
117: Secondary descaler
119: Finishing mill
121: Finishing Exit plate succession
123: Multi-gauge
125: Finishing output thermometer
127: Flatness meter
129: Run out table
131: Coiler Inside Thermometer
133: Coiler side plate width
135: Coiler
150: rolled material
200: Control device
300: Hot rolling system
Claims (9)
상기 설정 계산부에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 상기 압연 장치에 의해 압연된 압연재의 재질을 예측하는 재질 예측부와,
상기 설정 계산부에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 상기 압연 장치가 상기 압연재를 압연하는데 있어서 필요한 총 에너지량, 연료 에너지량, 전기에너지량, 에너지 원단위, 가격, 가격 원단위, 압연에서 배출되는 CO2 배출량 및 압연시의 피크 전력 중, 어느 하나를 최적화하는 지표의 량을 최적화 지표량으로서 산출하는 최적화 지표량 산출부와,
상기 재질 예측부에 의해 예측된 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 상기 최적화 지표량 산출부에 의해 산출된 최적화 지표량을 최소로 하는 상기 제어 설정치를 상기 설정 계산부에 산출시키는 반복 계산을 실행하는 최적화부를 구비하고,
상기 최적화부는,
상기 가열로 조건 또는 상기 압연 조업 파라미터를 변경하는 것에 의해, 소정의 반복 계산 제한회수 이내에서, 상기 최적화 지표량 산출부에 의해 산출된 전회의 최적화 지표량에 대한 해당 회의 최적화 지표량의 감소율이 소정의 임계치 미만으로 될 때까지 상기 반복 계산을 실행하는 것을 특징으로 하는 최적화 장치.A setting calculation unit for calculating a control set value for rolling the rolled material by a rolling apparatus having a heating furnace based on a heating furnace condition of the heating furnace and a rolling operation parameter of the rolling apparatus;
A material predicting unit that predicts a material of the rolled material rolled by the rolling apparatus based on the control set value calculated by the setting calculator;
The amount of fuel energy, the amount of electric energy, the energy intensity, the price, the price unit intensity, and the total amount of energy required for rolling the rolled material by the rolling apparatus, based on the control setting value calculated by the setting calculation unit. An optimization index value calculation unit for calculating an index value that optimizes any one of CO 2 emission amount and peak power at the time of rolling as an optimum index amount,
The control calculation unit calculates the control setting value that minimizes the optimization index amount calculated by the optimization index calculation unit within the range in which the material predicted by the material prediction unit satisfies the externally input required material And an optimization unit for performing iterative calculation,
The optimizing unit,
The reduction rate of the corresponding meeting optimization index amount with respect to the previous optimization index amount calculated by the optimization index amount calculation unit within a predetermined number of repeated calculation times is changed to a predetermined And the iterative calculation is performed until the difference is less than the threshold value of the optimization result.
상기 최적화부는,
상기 압연 장치가 구비되는 롤의 롤 캠페인 중에 있어서 압연되는 압연재의 처리량이 외부 입력된 요구 처리량을 충족시키고, 또한 상기 재질 예측부에 의해 예측된 상기 처리량분 모든 압연재의 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 상기 최적화 지표량 산출부에 의해 산출된 상기 처리량분의 압연재를 압연하기 위해 필요한 최적화 지표량을 최소로 하는 상기 제어 설정치를 상기 설정 계산부에 산출시키는 것을 특징으로 하는 최적화 장치.The method according to claim 1,
The optimizing unit,
Wherein the rolled material roll is rolled in a rolling campaign of the rolling apparatus, wherein the throughput of rolled material satisfies an externally inputted required throughput, and the material of the rolling material predicted by the material predicting unit is externally inputted The control calculation unit calculates the control set value to minimize the optimization index amount necessary for rolling the rolled material in the amount of processing amount calculated by the optimization index amount calculation unit within a range that satisfies the material .
상기 설정 계산 스텝에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 상기 압연 장치에 의해 압연된 압연재의 재질을 예측하는 재질 예측 스텝과,
상기 설정 계산 스텝에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 상기 압연 장치가 상기 압연재를 압연하는데 있어서 필요한 총 에너지량, 연료 에너지량, 전기에너지량, 에너지 원단위, 가격, 가격 원단위, 압연에서 배출되는 CO2 배출량 및 압연시의 피크 전력 중, 어느 하나를 최적화하는 지표의 량을 최적화 지표량으로서 산출하는 최적화 지표량 산출 스텝과,
상기 재질 예측 스텝에 의해 예측된 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 상기 최적화 지표량 산출 스텝에 의해 산출된 최적화 지표량을 최소로 하는 상기 제어 설정치를 상기 설정 계산 스텝에 의해 산출시키는 반복 계산을 실행하는 최적화 스텝을 구비하며,
상기 최적화 스텝은,
상기 가열로 조건 또는 상기 압연 조업 파라미터를 병경함으로써, 소정의 반복 계산 제한 회수 이내에서, 상기 최적화 지표량 산출 스텝에 의해 산출된 전회의 최적화 지표량에 대한 해당 회의 최적화 지표량의 감소율이 소정의 임계치 미만으로 될 때까지 상기 반복 계산을 실행하는 것을 특징으로 하는 최적화 방법.A setting calculation step of calculating a control set value for rolling the rolled material by a rolling apparatus having a heating furnace based on a heating furnace condition of the heating furnace and a rolling operation parameter of the rolling apparatus;
A material predicting step of predicting a material of the rolled material rolled by the rolling apparatus based on the control set value calculated by the setting calculation step,
The amount of fuel energy, the amount of electric energy, the energy intensity, the price, the price basicity, and the amount of energy required for rolling the rolled material by the rolling device, based on the control setting value calculated by the setting calculation step An optimization index value calculation step of calculating an index value for optimizing any one of a CO 2 emission amount and a peak power at the time of rolling as an optimization index value;
The control setting value for minimizing the optimization index amount calculated by the optimization index calculation step is calculated by the setting calculation step within a range in which the material predicted by the material prediction step satisfies the externally input required material And an optimization step of performing an iterative calculation,
Wherein the optimization step comprises:
Wherein the reduction rate of the corresponding optimization index of the preceding optimization index amount calculated by the optimization index calculation step is within a predetermined limit number of times of repeated calculation by varying the heating furnace condition or the rolling operation parameter, Wherein the iterative calculation is performed until the difference is less than a predetermined value.
상기 최적화 스텝은,
상기 압연 장치가 구비되는 롤의 롤 캠페인 중에 있어서 압연되는 압연재의 처리량이 외부 입력된 요구 처리량을 충족시키고, 또한 상기 재질 예측 스텝에 의해 예측된 상기 처리량분 모든 압연재의 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 상기 최적화 지표량 산출 스텝에 의해 산출된 상기 처리량분의 압연재를 압연하기 위해 필요한 최적화 지표량을 최소로 하는 상기 제어 설정치를 상기 설정 계산 스텝에 의해 산출시키는 것을 특징으로 하는 최적화 방법.The method of claim 3,
Wherein the optimization step comprises:
Wherein the rolled material roll is rolled during the rolling campaign of the rolling apparatus, the processing amount of the rolled material satisfies the required input processing amount input from outside, and the material of the rolling material, which is predicted by the material predicting step, The control setting value for minimizing the optimization index amount necessary for rolling the rolled material of the processing amount calculated by the optimization index calculation step within the range that satisfies the material is calculated by the setting calculation step .
상기 설정 계산 스텝에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 상기 압연 장치에 의해 압연된 압연재의 재질을 예측하는 재질 예측 스텝과,
상기 설정 계산 스텝에 의해 산출된 제어 설정치에 의거하여, 상기 압연 장치가 상기 압연재를 압연하는데 있어서 필요한 총 에너지량, 연료 에너지량, 전기에너지량, 에너지 원단위, 가격, 가격 원단위, 압연에서 배출되는 CO2 배출량 및 압연시의 피크 전력 중, 어느 하나를 최적화하는 지표의 량을 최적화 지표량으로서 산출하는 최적화 지표량 산출 스텝과,
상기 재질 예측 스텝에 의해 예측된 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 상기 최적화 지표량 산출 스텝에 의해 산출된 최적화 지표량을 최소로 하는 상기 제어 설정치를 상기 설정 계산 스텝에 의해 산출시키는 반복 계산을 실행하는 최적화 스텝을 컴퓨터에 실행시키며,
상기 최적화 스텝은,
상기 가열로 조건 또는 상기 압연 조업 파라미터를 변경하는 것에 의해, 소정의 반복 계산 제한 회수 이내에서, 상기 최적화 지표량 산출 스텝에 의해 산출된 전회의 최적화 지표량에 대한 해당 회의 최적화 지표량의 감소율이 소정의 임계치 미만으로 될 때까지 상기 반복 계산을 실행하는 것을 특징으로 하는 최적화 프로그램이 기록된 기록 매체.A setting calculation step of calculating a control set value for rolling the rolled material by a rolling apparatus having a heating furnace based on a heating furnace condition of the heating furnace and a rolling operation parameter of the rolling apparatus;
A material predicting step of predicting a material of the rolled material rolled by the rolling apparatus based on the control set value calculated by the setting calculation step,
The amount of fuel energy, the amount of electric energy, the energy intensity, the price, the price basicity, and the amount of energy required for rolling the rolled material by the rolling device, based on the control setting value calculated by the setting calculation step An optimization index value calculation step of calculating an index value for optimizing any one of a CO 2 emission amount and a peak power at the time of rolling as an optimization index value;
The control setting value for minimizing the optimization index amount calculated by the optimization index calculation step is calculated by the setting calculation step within a range in which the material predicted by the material prediction step satisfies the externally input required material The computer executes an optimization step of performing an iterative calculation,
Wherein the optimization step comprises:
Wherein the reduction rate of the corresponding optimization index of the meeting with respect to the previous optimization index calculated in the optimization index calculation step is within a predetermined number of repeated calculation limits by changing the heating furnace condition or the rolling operation parameter, And the repetition calculation is performed until the estimated value of the optimization value becomes less than the threshold value of the optimization program.
상기 최적화 스텝은,
상기 압연 장치가 구비되는 롤의 롤 캠페인 중에서 압연되는 압연재의 처리량이 외부 입력된 요구 처리량을 충족시키고, 또한 상기 재질 예측 스텝에 의해 예측된 상기 처리량분 모든 압연재의 재질이 외부 입력된 요구 재질을 충족시키는 범위 내에서, 상기 최적화 지표량 산출 스텝에 의해 산출된 상기 처리량분의 압연재를 압연하기 위해 필요한 최적화 지표량을 최소로 하는 상기 제어 설정치를 상기 설정 계산 스텝에 의해 산출시키는 것을 특징으로 하는 최적화 프로그램이 기록된 기록 매체.6. The method of claim 5,
Wherein the optimization step comprises:
Wherein the rolled roll of the rolling apparatus includes a rolled material rolled by the roll of rolled material, the rolled rolled material having a throughput satisfying an externally inputted required processing amount, and a material of the rolled material predicted by the material predicting step, , The control setting value that minimizes the optimization index amount necessary for rolling the rolled material of the processing amount calculated by the optimization index calculation step is calculated by the setting calculation step Wherein the optimization program is recorded on the recording medium.
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