JPH0442084B2 - - Google Patents

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JPH0442084B2
JPH0442084B2 JP56158430A JP15843081A JPH0442084B2 JP H0442084 B2 JPH0442084 B2 JP H0442084B2 JP 56158430 A JP56158430 A JP 56158430A JP 15843081 A JP15843081 A JP 15843081A JP H0442084 B2 JPH0442084 B2 JP H0442084B2
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slab
heating furnace
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rolling
furnace
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Seiji Kitao
Masayasu Fukui
Yoshiharu Hamazaki
Masayoshi Kutsuzawa
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JFE Steel Corp
Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
Kawasaki Steel Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/005—Control of time interval or spacing between workpieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/02—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling heavy work, e.g. ingots, slabs, blooms, or billets, in which the cross-sectional form is unimportant ; Rolling combined with forging or pressing
    • B21B2001/028—Slabs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/004—Heating the product

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、熱間連続圧延において、単位時間
当りに圧延されるスラブの総重量を最大に、且つ
安定した操業をし得るように加熱炉抽出ピツチを
設定する制御方法に関する。
熱間連続圧延において、単位時間当りに圧延さ
れるスラブの総重量（以下圧延能率TPH：TON
PERHOURと云う）は全体の生産計画に従つて決定
されるが、出来るだけ生産効率を高めるためには
圧延能率を大きくとることが望ましい。
しかしながら従来までの圧延能率はオペレータ
の腕に任かされているといつてよく、必ずしも全
体として設備の能力を最適に活用しているとは言
い難かつた。
また、加熱炉の抽出ピツチを制御する方法とし
て、特公昭49−23965号公報が提案されているが、
所要在炉時間と圧延処理所要時間積算値の差を加
熱炉出側から各綱片までの綱片数で除した値のう
ち、最も大きい正の値を各綱片の圧延所要時間に
付加するようにしたものであり、制約条件の大き
い綱片があれば、全ての綱片について抽出ピツチ
を大きくとらなければならず、圧延能力を最大に
し得ないものであつた。さらに、特開昭55−
97808号公報にはミルライン上の制約から許容さ
れる最小抽出ピツチを加熱炉からの抽出ピツチと
する方法が提案されているが、加熱炉側からの制
約を考慮しておらず、加熱炉の能力がミルライン
側の能力より常に大である必要があり、また、ス
ラブ温度に対する配慮がなされておらず、成品品
質を確保し得るものでなかつた。
この発明は上記のような現状に鑑みなされたも
のでホツトストリツプミルの圧延能力を最大にす
るような制御方法を提供することを目的としたも
のである。
通常、熱間圧延においてはミル操業上から加熱
炉抽出温度下限Ｔ＊EXTL と成品の機械的性質に大き
な影響を与えるためにある所望の値を確保する必
要のある仕上ミル出側温度FDTは予め与えられ
ている。したがつて加熱炉目標抽出温度をＴ＊EXTL
とし、仕上ミル出側温度を所定の値FDTに保ち
ながら所望の成品まで圧延するためのミルライン
各設備での圧延速度VR、搬送速度VT、加減速度
αおよび圧下パターンHiなどのいわゆる圧延ス
ケジユールは決定することができる。
一方、各スラブの圧延スケジユールが決まると
そのスラブが加熱炉から抽出された後、圧延され
てダウンコイラーに巻取られるまで、ミルライン
上をどのように動いてゆくか（以下その動きの様
子を搬送スケジユールと呼ぶ）は完全に把握する
ことができる。
この搬送スケジユールに基づいてミルライン側
からみてとり得る加熱炉最小抽出ピツチτ＊M を次
のようにして求めることができる。
すなわち、第１図に示すように先行スラブが加
熱炉より、抽出されてからミルラインを搬送、圧
延されてコイラーに巻取られるまでのスラブ尾端
の搬送スケジユールは当該スラブの圧延スケジユ
ール（ミルライン各設備での速度、加減速度、圧
下パターンなど）が抽出時に予め決められてお
り、また各設備の寸法は予め判つているから曲線
１のように求めることができる。
また、後続スラブ先端の搬送スケジユールも全
く同様に圧延スケジユールが判かると曲線２のよ
うに求まる。
一方、ミルライン上の各設備においては先行ス
ラブの尾端と後続スラブの先端の間のギヤツプタ
イム、例えば第１図においてミルライン上の特定
の点Ａを今ホツトストリツプミルラインの粗ミル
第１スタンドと仮定すると、粗ミル第１スタンド
を先行スラブ尾端が通過してから後続スラブ先端
が通過するまでの時間間隔TGGAは無制限に小さ
くすることができず、ある限度があり、これをギ
ヤツプタイム制約条件TGAと称する。例えば、
先行スラブを圧延している粗ミル第１スタンドを
揃速している粗ミル第１スタンド直前の搬送テー
ブルに先行スラブ尾端と後続スラブ先端が同時に
のり、しかも目標搬送速度が異る場合は安定な搬
送が不可能となるのでこのような状態が発生しな
いようにギヤツプタイム制約条件が必要となる。
また粗ミルや仕上ミルにおいて先行スラブ尾端が
抜け、次に後続スラブ先端が噛み込むまでにロー
ルギヤツプ設定更変や圧延速度設定変更をするの
が通常であるがそれらの設定変更が完了するまで
の時間もギヤツプタイム制約条件となる。
このように、各設備の特定点Ａ〜Ｅではそれぞ
れギヤツプタイム制約条件TGA〜TGEがあり、し
かもそれぞれの値は異なる。したがつて各特定点
Ａ〜Ｅにおける先行スラブの尾端と後続スラブの
先端の間のギヤツプタイムはそれぞれのギヤツプ
タイム制約条件TGA〜TGEより小さくすることは
できない。
したがつて、ミルライン側でとり得る最小の加
熱炉抽出ピツチは図に示すように先行スラブ尾端
搬送スケジユールと後続スラブ先端搬送スケジユ
ールから各特定点のギヤツプタイムTGGA…
TGGEを求め、このギヤツプタイムが少くとも各
特定点のギヤツプタイム制約条件TGA，TGB…
TGE以上となるように、曲線２を時間軸方向に並
行移動することにより最小の抽出ピツチτ＊M を求
める。
図の例では特定点Ｃが一番厳しい条件となり、
TGGC＝TGCとなる様に先行スラブと後続スラブ
の抽出ピツチτ＊M を決定すると特定点Ｃ以外の特
定点Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅはそれぞれのギヤツプタイム
条件より大きいギヤツプタイムとなり安定な操業
を得ることができる。特定点は永年の操業上から
ミルライン上のどこを選べば良いかは判る。例え
ばホツトストリツプミルではスケールブレーカ、
粗ミル第１スタンド、粗ミル第２スタンド、粗ミ
ル最終スタンド、仕上入側クロツプシヤ、仕上第
１スタンド、仕上最終スタンド、ダウンコイラー
などを選定する。
第５図は、各スラブの圧延スケジユールから求
めたスラブ先端、及び尾端の搬送スケジユールを
示したものであり、曲線１２は第１スラブ尾端、
２１は第１スラブに続く第２スラブの先端、２２
は同じく第２スラブの尾端、３１は第２スラブに
続く第３スラブの先端の搬送スケジユールをそれ
ぞれ示す。図において、縦軸は時間、横軸はミル
ライン上の距離である。第５図において、Ｒ１〜
Ｒ３は粗圧延機、CSはクロツプシヤー、Ｆ１は
仕上圧延機第１スタンド、Fnは仕上圧延機最終
スタンド、DCはドウンコイラーの設置位置を示
し、これらがミルライン上の特定点である。ま
た、FCは加熱炉抽出位置を示す。第５図におい
て、第１スラブは、粗圧延機第１スタンドＲ１で
５回、第２スタンドＲ２で７回の可逆圧延を行な
つており、それに続く第２スラブは、粗圧延機第
１スタンド、及び第２スタンドで夫々３回の可逆
圧延がなされることが各曲線１２，２１，２２か
ら判る。このように、各スラブの圧延スケジユー
ルは各スラブの仕様によつて異なり、かつこれに
より、夫々の搬送スケジユールも異なることにな
る。第５図の例では、第１スラブ尾端１２と第２
スラブ先端２１のギヤツプタイム制約条件は仕上
圧延機第１スタンドＦ１が最も厳しく、53秒のギ
ヤツプタイムを最小限必要とする。そして、仕上
圧延機第１スタンドＦ１のギヤツプタイムを最小
の53秒とするためには、第２スラブの抽出ピツチ
を161秒としなければならないことが認識できる。
一方、第２スラブ尾端２２と第３スラブ先端３
１のギヤツプタイム制御条件は粗圧延機第１スタ
ンドＲ１が最も厳しく、49秒のギヤツプタイムを
必要とする。そして、このギヤツプタイム制約条
件を満足するには第３スラブの抽出ピツチを82秒
としなければならないことが認識できる。
他方、加熱炉側から考えてみると加熱炉に装入
されるスラブの温度TINは予め判つており、目標
抽出温度Ｔ＊EXTL も与えられているが加熱炉設備の
制約により抽出ピツチを圧延能率TPHの上げを
目的にむやみに短くすることはできない。
すなわち、加熱炉に投入できる燃料流量には上
限FuELuがあり、また加熱炉の炉壁保護のために
炉壁温度にも上限TWUがある。これらの加熱炉制
約条件のため目標圧延能率をあまり大きくとり過
ぎると目標抽出温度に焼き上げることができなく
なる。
いま、装入されるスラブのサイズＷが与えられ
たとき、そのスラブを加熱炉で目標抽出温度に焼
き上げるための最短在炉時間ｔ＊F は ｔ＊F ＝ｆ（EUELU，TWU， Ｗ，TIN，Ｔ＊EXTL ）…… (1) と表わすことができ、第２図に目標抽出温度Ｔ＊EX
ＴＬ と最短在炉時間tFとの関係を示している。なお
(1)式においてｆ（・）は・の関数であることを意
味する。
ここで、(1)式は、定性的に最短在炉時間ｔ＊F が
投入燃料FUELU、スラブサイズＷ、装入されるス
ラブ温度TIN、スラブの目標抽出温度Ｔ＊EXTL 、及
び炉壁温度上限TWUの関数となることを意味して
おり、実際には特公昭60−34609号公報に示され
ているような熱方程式を用いてスラブ温度が挿入
温度から目標抽出温度まで昇温するまでの在炉時
間を電子計算機を用いて差分手法を用いて解くこ
とになる。
また、第６図はスラブが加熱炉に装入されてか
ら抽出されるまでのスラブ最大温度Max.temp.
及び最小温度Min.temp.の予測温度と実測温度、
及びガス温度の予測温度、実測温度を示す。第６
図のようにスラブ温度は、略正確に予測できるの
で、スラブを目標抽出温度とする最短在炉時間も
容易に求めることができる。
次に、当該スラブの抽出ピツチは、先行スラブ
が抽出されてから、当該スラブが抽出されるまで
の時間間隔をいう。従つて、当該スラブより先に
抽出される加熱炉内にある各スラブの抽出ピツチ
の総和が、いま装入された当該スラブの在炉時間
となる。従つて、 τ＊F ＋oF-1 〓i=1 τFi＝ｔ＊F となり、スラブの最小抽出ピツチτ＊F は(2)式によ
り求まる。
τ＊F ＝ｔ＊F −oF-1 〓i=1 τFi… (2) ただし(2)式において τFi：加熱炉内ｉ番目スラブの抽出ピツチ nF：当該スラブより先に抽出されるスラブ本
数 である。
すなわち熱間連続圧延においては加熱炉から規
制される加熱炉最小抽出ピツチτ＊F とミルライン
側から規制される加熱炉最小抽出ピツチτ＊M が存
在することが判る。したがつて全体としてみた場
合の圧延能率を最大にするための加熱炉最小抽出
ピツチ＊ 〓は ＊ 〓＝Max｛τ＊M ，τ＊F ｝…… (3) として決定する。(3)式においてMax｛・，・｝は
｛ ｝の中の大きいほうをとることを意味する。
この様子を第３図に示している。
すなわち、ミルライン上の制約条件を考慮して
求めたτ＊M と加熱炉側の制約条件を考慮して求め
たτ＊F のうち、大きい方を最小抽出ピツチ＊ 〓とす
ることにより、圧延能率を最大にする＊ 〓が求めら
れることになる。
以上、本発明の考え方を詳細に説明したが、本
発明の実施例をブロツク図に示すと第４図のよう
になる。すなわちブロツク１ａでは先行スラブの
目標抽出温度Ｔ＊BXTL 、所望の仕上ミル出側温度
FDTおよびスラブ情報成品情報を入力し、この
入力に基いてそのスラブのミルライン上での圧延
スケジユールをブロツク２ａで計算する。ブロツ
ク３ａではブロツク２ａで得られた圧延スケジユ
ールを用いてスラブ尾端の搬送スケジユールを求
める。
後続スラブについても全く同様にしてブロツク
１ｂ〜ブロツク３ｂでそのスラブ先端の搬送スケ
ジユールを求めることができる。
得られた先行スラブ尾端搬送スケジユールと後
続スラブ先端搬送スケジユールおよびブロツク５
のミルライン各設備特定点におけるギヤツプタイ
ム制約条件TGiからブロツク４でミルライン側か
ら許容できる加熱炉最小抽出ピツチτ＊M を計算す
る。
一方、後続スラブの加熱炉装入温度TINをブロ
ツク６で入力し、ブロツク１ｂ入力およびブロツ
ク８の加熱炉投入燃料流量最大値FUELU、加熱炉
許容最大炉壁温度TWUの加熱炉制約条件を入力し
て、ブロツク７で加熱炉側から許容できる加熱炉
最小抽出ピツチτFを計算する。
最後にブロツク９でミルライン側および加熱炉
側から計算した加熱炉最小抽出ピツチτ＊M ，τ＊F
を考慮して全体として圧延能率を最大にする加熱
炉最小抽出ピツチτ＊ 〓を決定する。
このブロツク９で決まつた加熱炉抽出ピツチ＊ 〓
は加熱炉制御１０へ入力される。
すなわち、圧延能率TPHは、 TPH＝o 〓i=1 WGi／〓τ＊i …… (4) で表わされ、スラブ重量WGiは予め与えられてい
るから、ミルライン側及び加熱炉側双方を考慮し
て操業し得る最小の抽出ピツチτ*/iで加熱炉から
スラブを抽出し圧延することにより、圧延能率
TPHを最大にすることができる。(4)式において
ｎは抽出されたスラブの総本数である。
なお加熱炉目標抽出温度を下げることにより圧
延能率を上げることができるが、あまり下げすぎ
るとミルラインの能力より所望の仕上出側温度が
確保できなくなるし、また所要圧延トルクがミル
能力を超える恐れがあり、このようなことを考慮
して加熱炉目標抽出温度は与えられることはいう
までもない。
以上のように、この発明によれば、熱間連続圧
延において加熱炉からコイラーまでの全体の各設
備の制約条件を考慮して各スラブの最小抽出ピツ
チをそれぞれ決定しているので、ミル操業上の制
約、成品の機械的性質に影響を及ぼすことなく、
圧延能率を許容される最大にして操業することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は先行スラブ尾端および後続スラブ先端
の搬送スケジユールをそれぞれ示す曲線図、第２
図は目標抽出温度と最短在炉時間との関係を示す
曲線図、第３図は加熱炉側およびミルライン側か
らそれぞれ規制される抽出ピツチと目標抽出温度
との関係をそれぞれ示す曲線図、第４図はこの発
明の一実施例に係わる圧延能率制御方法を示すブ
ロツク図、第５図はスラブの搬送スケジユールの
具体例を示す曲線図、第６図は加熱炉内スラブ温
度の状況を示す曲線図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 熱間連続圧延において、加熱炉から抽出され
    るスラブ個々について加熱炉目標抽出温度、所定
    の仕上ミル出側温度、及びミルライン上での圧延
    スケジユールにより、それぞれのスラブの加熱炉
    抽出後の搬送スケジユールを求め、相前後して抽
    出されるスラブ個々の搬送スケジユールによりミ
    ルライン上の各圧延設備位置における先行スラブ
    尾端と後続スラブ先端の間のギヤツプタイム制約
    条件を全て満たすミルライン側から制約される加
    熱炉最小抽出ピツチτ＊M を各スラブ個々について
    演算し、一方当該スラブを加熱炉で目標抽出温度
    に焼き上げる最短在炉時間ｔ＊F を求め、この最短
    在炉時間ｔ＊F 及び当該スラブより先に抽出される
    全てのスラブ個々に設定されている抽出ピツチ
    τFiから、加熱炉制約条件のもとで加熱炉側から
    制約される加熱炉最小抽出ピツチτ＊F を、 τ＊F ＝ｔ＊F −oF-1 〓i=1 τFi 但し、τFi：加熱炉内ｉ番目スラブの抽出ピツ
    チ nF：当該スラブより先に抽出されるス
    ラブ本数 により演算し、上記両抽出ピツチτ＊M ，τ＊F を比
    較して大きい方を各々のスラブの加熱炉抽出ピツ
    チ＊ 〓とすることを特徴とする熱間圧延における圧
    延能率制御方法。
JP56158430A 1981-10-05 1981-10-05 熱間圧延における圧延能率制御方法 Granted JPS5858906A (ja)

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