JP3972479B2

JP3972479B2 - Reheating furnace extraction time determination method

Info

Publication number: JP3972479B2
Application number: JP23089898A
Authority: JP
Inventors: 公治柳野; 克史山本
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2018-08-17
Also published as: JP2000063951A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延設備の加熱炉から被加熱材を抽出する際の時刻を決定する加熱炉抽出時刻決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱間圧延設備の加熱炉から被加熱材（スラブ）を抽出する時刻の決定方法としては、例えば、圧延制約をもとにした抽出時刻の決定と、加熱制約をもとにした抽出時刻の延長とからなるものが知られている。
【０００３】
まず、圧延制約をもとにした抽出時刻の決定について、図２および図３を参照して説明する。
最初に、加熱炉からの抽出順に各被加熱材Ａ〜Ｊについて、加熱炉の抽出から粗第１圧延機、粗第２圧延機、粗第３圧延機、仕上げ圧延機、コイラーまでの圧延スケジュールをもとに搬送時間（圧延時間を含む）を予測計算する（図２参照）。
【０００４】
次いで、あらかじめ決められた材料の加熱炉からの抽出順番のうち、連続して圧延される２本の材料の搬送時間をもとに粗圧延機、仕上げ圧延機、コイラーなどの各設備でのバーツーバー時間（先行材の処理終了から後行材の処理の開始までの時間）が所定の時間（設定替え時間、すなわち、各設備において先行材の設定条件を後行材の設定条件に変更するのに要する時間））となるように、各材料の抽出ピッチ（先行材の抽出開始から後行材の抽出開始までの時間）を求める。このように求めた各材料の抽出ピッチは、例えば図３に示すようになる。
【０００５】
この抽出ピッチの決定では、圧延能率が最大となるように、以下の（１）〜（５）の条件を満たす最小の抽出ピッチを求めるものとする。
粗第１圧延機バーツーバー時間≧粗第１圧延機設定替え時間 …（１）
粗第２圧延機バーツーバー時間≧粗第２圧延機設定替え時間 …（２）
粗第３圧延機バーツーバー時間≧粗第３圧延機設定替え時間 …（３）
仕上げ圧延機バーツーバー時間≧仕上げ圧延機設定替え時間 …（４）
コイラーバーツーバー時間≧コイラー設定替え時間 …（５）
そして、その求めた抽出ピッチを加算することにより、図３に示すように、各材料の加熱炉からの抽出時刻を決定する。
【０００６】
次に、加熱制約をもとにした抽出時刻の延長方法について説明する。
まず、加熱炉内の各材料Ａ〜Ｊについて、加熱炉の炉内温度を最大にしたときの最短加熱時間（必要加熱時間）を求める。次いで、この求めた最短加熱時間が圧延制約下で求めた抽出時刻に対応する在炉時間よりも長いときには、加熱炉での加熱時間の延長が必要になるので、その時間差から加熱に必要な延長時間である必要延長時間を求める。
【０００７】
例えば、材料Ｊについて加熱の完了までに２３７０秒の時間が必要の場合には、圧延制約下で求めた材料Ｊの抽出時刻に対応する在炉時間の１７４０秒（図３参照）との差を求めると、必要延長時間は６３０秒となる。そして、その必要延長時間を材料Ｊを含めた１０本の材料Ａ〜Ｊの抽出ピッチについて均一に修正すると、その各材料に対する修正量は７０秒（６３０秒÷９）になる。このようにして修正された各材料の抽出ピッチと修正後の抽出時刻は、図４に示すようになる。
【０００８】
次に、加熱炉内の各材料Ａ〜Ｊについて、加熱炉の炉内温度を最大にしたときの最短加熱時間の求め方について、図５を参照して説明する。
加熱炉に装入された各材料は、加熱炉から抽出されるまでの間に、時間の経過に伴ってその温度が図５に示すように増加していく。そこで、図５に示すように、加熱時間を現状から単位時間Δｔ分だけ延長したときの材料温度を予測計算する。そして、その予測計算した材料温度が抽出目標温度を上回っているか否かが判定され、上回っていない場合には、さらに単位時間Δｔ分だけ加熱時間を延長したときの材料温度を予測計算し、その予測計算した材料温度が抽出目標温度を上回るまで繰り返す。そして、その予測計算した材料温度が抽出目標温度を上回ると、必要加熱延長時間を補間計算により求め、この求めた必要延長加熱時間を含めて最短加熱時間（必要加熱時間）を求めるようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の加熱制約下における抽出時刻の延長方法において、加熱炉内の材料について加熱炉の炉内温度を最大にしたときの最短加熱時間を求める場合には、上記のように、炉内時間を単位時間Δｔだけ変化させたときの材料の温度予測計算を抽出目標温度を超えるまで実行するため、繰り返し計算が必要となり、計算処理時間が長くなるという不都合がある。
【００１０】
また、図５に示すように、加熱時間の延長量と材料温度は非線形のため、加熱時間延長量の計算精度を向上させるためには、単位時間Δｔを小さくしなけらばならず、これも計算処理が長くなる１つの要因となる。
【００１１】
さらに、材料温度が抽出目標温度付近のときには、加熱時間延長量に対する材料の温度上昇量が小さくなるため、計算に使用する温度モデルの精度により加熱時間延長量を算出するときの誤差が大きくなり実際の操業と合わない場合がある。
【００１２】
そこで、本発明は、計算処理時間が短縮できる上に、実際の操業との誤差を小さくすることができる加熱炉抽出時刻決定方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、加熱制約下における既に加熱炉に搬入されている被加熱材の残り加熱時間である必要加熱時間を求め、この求めた必要加熱時間に基づいて加熱炉から抽出される前記被加熱材の抽出時刻を決定する加熱炉抽出時刻決定方法において、前記加熱炉で加熱される前記被加熱材の現在推定温度および抽出目標温度と前記必要加熱時間の実績値とから回帰式を予め作成しておき、前記必要加熱時間は前記回帰式を用いて求めるようにした。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、圧延制約下において被加熱材を加熱炉から抽出する抽出時間間隔を求め、この求めた抽出時間間隔に基づいて前記被加熱材の各抽出時刻を決定する一方、加熱制約下における既に加熱炉に搬入されている被加熱材の残り加熱時間である必要加熱時間を求め、そして、前記必要加熱時間が、現在時刻から前記圧延制約下で求めた抽出時刻までの時間を上回る場合には、現在時刻から抽出時刻までの間の時間が前記必要加熱時間を下回らないように被加熱材の抽出時刻を修正する加熱炉抽出時刻決定方法において、前記加熱炉で加熱される前記被加熱材の現在推定温度および抽出目標温度と前記必要加熱時間の実績値とから回帰式を予め作成しておき、前記必要加熱時間は前記回帰式を用いて求めるようにした。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
本発明の実施の形態は、上述した従来の方法と共通する部分があり、その共通部分については、以下では最小限度の説明を行うことにする。
【００１６】
すなわち、この実施の形態は、圧延制約下において被加熱材を加熱炉から抽出する抽出時間間隔を求め、この求めた抽出時間間隔に基づいて被加熱材の各抽出時刻を決定する一方、加熱制約下における既に加熱炉に搬入されている被加熱材の残り加熱時間である必要加熱時間を求め、その必要加熱時間が、現在時刻から圧延制約下で求めた抽出時刻までの時間を上回る場合には、現在時刻から抽出時刻までの間の時間が必要加熱時間を下回らないように被加熱材の抽出時刻を修正するようにしたものであり、これらの点は上述した従来の方法と共通している。
【００１７】
この実施の形態が従来の方法と異なる点は、加熱制約下における被加熱材の必要加熱時間を、予め作成した回帰式を用いて求めるようにしたことである。そして、その回帰式は、加熱炉で加熱される被加熱材の現在推定温度および抽出目標温度と必要加熱時間の実績値とから予め作成するようにした。
【００１８】
ここで、必要加熱時間は、材料（スラブ）の加熱炉への装入温度、材料の加熱炉からの抽出温度、材料の鋼種などにより決定することができるので、必要加熱時間を求めるためには、材料の鋼種毎に次の（６）式のような回帰式が得られる。
【００１９】
ＴＩＭＥ＝ａ＋ｂ×Ｔｉｎ＋ｃ×Ｔｉｎ²＋ｄ×Ｔｏｕｔ＋ｅ×Ｔｏｕｔ²…（６）
ＴＩＭＥ：必要加熱時間〔分〕
Ｔｉｎ：材料現在推定温度〔℃〕
Ｔｏｕｔ：抽出目標温度〔℃〕
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ：鋼種毎の回帰係数（回帰式パラメータ）
Ｔｉｎ（材料現在推定温度）は、例えば加熱炉への装入時の材料温度と炉温から差分計算法で求めることができる。
【００２０】
なお、ここでいう鋼種は、例えば材料の炭素含有量などにより分け、比熱、熱伝導率などの違い、すなわち加熱炉内での材料の温度変化の違いを反映させる。また、材料（スラブ）の寸法、炉温上限規制値が異なる場合も加熱炉内での温度変化が異なるため、別の鋼種にして区別するものとする。
【００２１】
従って、この実施の形態では、（６）式のような回帰式は鋼種毎に予め作成しておき、加熱炉から抽出される被加熱材の抽出時刻を決定する際に、鋼種の異なる材料毎に、その鋼種に対応する回帰式を用いて加熱制約下における必要加熱時間を求める。
【００２２】
図１は、材料の炭素含有量が０．０４ｗｔ％の低炭素鋼において、必要加熱時間の計算結果とその実績データとの比較例を示す。
この図１からわかるように、曲線ａ、ｂのように回帰式を用いて必要加熱時間を計算した場合と実績データとを比較すると、回帰式を用いてもその誤差がおよそ±１０分程度であることがわかる。この程度の誤差は操業のばらつきの範囲内であり、実操業に用いても許容される誤差の範囲内である。
【００２３】
なお、図１の図１中の黒丸は抽出温度が１１５０〜１２５０℃未満の実績データを示し、図１中の白丸は抽出温度が１０５０〜１１５０℃未満の実績データを示している。
【００２４】
以上説明したように、本発明の実施の形態では、実操業での加熱実績をもとに作成した回帰式を用いて必要加熱時間（必要在炉時間）を算出するようにしたので、必要加熱時間を算出するのに際して従来のような繰り返し計算が不要となり、計算機の負荷を大幅に軽減できる。また、加熱時間の延長量に関しても実操業の加熱実績をもとに作成した回帰式を用いるようにしたので、従来のように実際の操業とかけ離れた加熱時間の延長量とはならず、その誤差を小さくすることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および請求項２に係る各発明では、被加熱材の加熱炉抽出時刻を決定するにあたり、実操業での加熱実績をもとに予め作成した回帰式を用いて必要加熱時間を求めるようにしたので、必要加熱時間を求める際の計算機による負荷を削減できる上に、その求めた必要加熱時間と実操業での加熱時間との誤差を許容範囲内にすることが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ある材料における必要加熱時間の計算結果とその実績データとの比較例を示す図である。
【図２】圧延制約のもとに被加熱材の抽出時刻を決定する際の説明図である。
【図３】圧延制約のもとに被加熱材の抽出時刻を求めた一例を示す図である。
【図４】加熱制約のもとに被加熱材の修正抽出時刻を求めた一例を示す図である。
【図５】加熱制約のもとに被加熱材の必要加熱温度を求める従来方法の一例を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heating furnace extraction time determination method for determining a time when a material to be heated is extracted from a heating furnace of a hot rolling facility.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method for determining the time for extracting a material to be heated (slab) from a heating furnace of a hot rolling facility, for example, determination of extraction time based on rolling constraints and extraction time based on heating constraints It is known to consist of an extension of
[0003]
First, the determination of the extraction time based on rolling restrictions will be described with reference to FIGS.
First, for each of the heated materials A to J in the order of extraction from the heating furnace, the rolling schedule from extraction of the heating furnace to the rough first rolling mill, rough second rolling mill, rough third rolling mill, finish rolling mill, and coiler The transport time (including the rolling time) is predicted and calculated based on (see FIG. 2).
[0004]
Next, bar-to-bar at each equipment such as rough rolling mill, finish rolling mill, coiler, etc., based on the transport time of two materials that are continuously rolled out of the predetermined order of extraction from the heating furnace The time (the time from the end of the processing of the preceding material to the start of the processing of the following material) is a predetermined time (setting change time, that is, changing the setting condition of the preceding material to the setting condition of the following material in each facility) The extraction pitch of each material (the time from the start of extraction of the preceding material to the start of extraction of the succeeding material) is obtained so that the required time)). The extraction pitch of each material thus obtained is as shown in FIG. 3, for example.
[0005]
In this determination of the extraction pitch, the minimum extraction pitch that satisfies the following conditions (1) to (5) is determined so that the rolling efficiency is maximized.
Coarse first rolling mill bar-to-bar time ≧ Coarse first rolling mill setting change time (1)
Coarse second rolling mill bar-to-bar time ≧ Coarse second rolling mill setting change time (2)
Coarse third rolling mill bar-to-bar time ≥ Coarse third rolling mill setting change time (3)
Finish rolling mill bar-to-bar time ≥ Finish rolling mill setting change time ... (4)
Coiler bar-to-bar time ≥ Coiler setting change time ... (5)
And the extraction time from the heating furnace of each material is determined by adding the obtained extraction pitch as shown in FIG.
[0006]
Next, a method for extending the extraction time based on the heating constraint will be described.
First, for each material A to J in the heating furnace, the shortest heating time (necessary heating time) when the furnace temperature in the heating furnace is maximized is obtained. Next, when the obtained shortest heating time is longer than the in-furnace time corresponding to the extraction time obtained under rolling constraints, it is necessary to extend the heating time in the heating furnace, so the time difference required for heating is extended. Find the required extension time, which is time.
[0007]
For example, when 2370 seconds are required for the heating of the material J to complete the heating, the difference from the in-furnace time corresponding to the extraction time of the material J obtained under the rolling restriction is 1740 seconds (see FIG. 3). As a result, the required extension time is 630 seconds. When the required extension time is uniformly corrected for the extraction pitches of the ten materials A to J including the material J, the correction amount for each material is 70 seconds (630 seconds ÷ 9). The extraction pitch of each material corrected in this way and the extraction time after correction are as shown in FIG.
[0008]
Next, for each material A to J in the heating furnace, a method for obtaining the shortest heating time when the furnace temperature of the heating furnace is maximized will be described with reference to FIG.
The temperature of each material charged in the heating furnace increases as time passes as shown in FIG. 5 until it is extracted from the heating furnace. Therefore, as shown in FIG. 5, the material temperature when the heating time is extended by the unit time Δt from the current state is predicted and calculated. Then, it is determined whether or not the predicted and calculated material temperature exceeds the extraction target temperature. If not, the material temperature when the heating time is further extended by the unit time Δt is predicted and calculated. Repeat until the predicted material temperature exceeds the extraction target temperature. When the predicted material temperature exceeds the extraction target temperature, the required heating extension time is obtained by interpolation calculation, and the shortest heating time (required heating time) including the obtained required extension heating time is obtained. .
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional method for extending the extraction time under the heating restriction, when obtaining the shortest heating time when the furnace temperature of the heating furnace is maximized for the material in the heating furnace, Since the material temperature prediction calculation is performed until the extraction target temperature is exceeded when the value is changed by the unit time Δt, it is necessary to repeat the calculation, resulting in a disadvantage that the calculation processing time becomes long.
[0010]
Further, as shown in FIG. 5, since the heating time extension amount and the material temperature are non-linear, in order to improve the calculation accuracy of the heating time extension amount, the unit time Δt must be reduced. This is one factor that makes the calculation process longer.
[0011]
Furthermore, when the material temperature is near the extraction target temperature, the amount of temperature rise of the material with respect to the heating time extension amount is small, so the error in calculating the heating time extension amount is increased due to the accuracy of the temperature model used for the calculation. May not be suitable for the operation.
[0012]
Therefore, an object of the present invention is to provide a heating furnace extraction time determination method capable of reducing calculation processing time and reducing an error from actual operation.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object of the present invention, the invention according to claim 1 provides a necessary heating time which is a remaining heating time of a material to be heated already carried into a heating furnace under a heating constraint. In the heating furnace extraction time determination method for determining the extraction time of the heated material extracted from the heating furnace based on the determined required heating time, a current estimated temperature of the heated material heated in the heating furnace A regression equation was prepared in advance from the extraction target temperature and the actual value of the required heating time, and the required heating time was obtained using the regression equation.
[0014]
The invention according to claim 2 determines an extraction time interval for extracting the material to be heated from the heating furnace under rolling restrictions, and determines each extraction time of the material to be heated based on the obtained extraction time interval. on the other hand, already obtains the required heating time the remaining heating time of the heated material is carried into the heating furnace in the heating under the constraints and the required heating time, until the extraction time of the current time determined under the rolling constraint In the heating furnace extraction time determination method for correcting the extraction time of the material to be heated so that the time from the current time to the extraction time does not fall below the required heating time , the heating furnace is heated in the heating furnace. A regression equation is created in advance from the current estimated temperature and extraction target temperature of the heated material to be heated and the actual value of the required heating time, and the required heating time is obtained using the regression equation.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
The embodiment of the present invention has a part common to the above-described conventional method, and the common part will be described below with a minimum.
[0016]
That is, in this embodiment, an extraction time interval for extracting the material to be heated from the heating furnace is determined under rolling constraints, and each extraction time of the material to be heated is determined based on the obtained extraction time interval, while heating constraints are determined. If the required heating time that is the remaining heating time of the material to be heated that has already been carried into the heating furnace below is obtained, and the required heating time exceeds the time from the current time to the extraction time obtained under rolling constraints The extraction time of the material to be heated is corrected so that the time between the current time and the extraction time does not fall below the required heating time , and these points are common to the conventional method described above. .
[0017]
This embodiment is different from the conventional method in that the necessary heating time of the material to be heated under the heating restriction is obtained using a regression equation prepared in advance. And the regression equation was made beforehand from the present estimated temperature and extraction target temperature of the to-be-heated material heated with a heating furnace, and the actual value of required heating time.
[0018]
Here, since the required heating time can be determined by the charging temperature of the material (slab) into the heating furnace, the extraction temperature of the material from the heating furnace, the steel type of the material, etc., in order to obtain the required heating time A regression equation such as the following equation (6) is obtained for each steel type of material.
[0019]
TIME = a + b × Tin + c × Tin ² + d × Tout + e × Tout ² (6)
TIME: Required heating time [minutes]
Tin: Current estimated material temperature [° C]
Tout: Extraction target temperature [° C]
a, b, c, d, e: regression coefficient for each steel type (regression parameter)
Tin (current estimated material temperature) can be obtained, for example, by a difference calculation method from the material temperature at the time of charging into the heating furnace and the furnace temperature.
[0020]
Note that the steel types referred to here are divided according to, for example, the carbon content of the material, and reflect differences in specific heat, thermal conductivity, etc., that is, differences in temperature changes of the material in the heating furnace. Also, when the material (slab) dimensions and the furnace temperature upper limit regulation value are different, the temperature change in the heating furnace is different, and therefore, different steel types are used for distinction.
[0021]
Therefore, in this embodiment, a regression equation such as equation (6) is prepared in advance for each steel type, and when determining the extraction time of the material to be heated extracted from the heating furnace, In addition, the required heating time under heating constraints is obtained using a regression equation corresponding to the steel type.
[0022]
FIG. 1 shows a comparative example of a calculation result of required heating time and actual data in a low carbon steel having a carbon content of 0.04 wt%.
As can be seen from FIG. 1, when the required heating time is calculated using the regression equation as in curves a and b and the actual data is compared, the error is about ± 10 minutes even using the regression equation. I know that there is. This level of error is within the range of variations in operation, and is within the range of errors allowed even when used for actual operation.
[0023]
The black circles in FIG. 1 in FIG. 1 indicate actual data with an extraction temperature of less than 1150 to 1250 ° C., and the white circles in FIG. 1 indicate actual data with an extraction temperature of less than 1050 to 1150 ° C.
[0024]
As described above, in the embodiment of the present invention, the required heating time (required in-furnace time) is calculated using the regression equation created based on the actual heating results in actual operation. When calculating the time, iterative calculation as in the prior art becomes unnecessary, and the load on the computer can be greatly reduced. In addition, since the regression formula created based on the actual operation heating results is used for the heating time extension amount, it does not become the heating time extension amount far from the actual operation as in the past. The error can be reduced.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, in each of the inventions according to claim 1 and claim 2, in determining the heating furnace extraction time of the material to be heated, a regression equation created in advance based on the actual heating results in actual operation is used. Since the required heating time is calculated, it is possible to reduce the load on the computer when determining the required heating time, and to make the error between the calculated required heating time and the heating time in actual operation within an allowable range. realizable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a comparative example of a calculation result of required heating time and actual data for a certain material.
FIG. 2 is an explanatory diagram when determining the extraction time of a material to be heated under rolling restrictions.
FIG. 3 is a diagram showing an example of obtaining the extraction time of a material to be heated under rolling restrictions.
FIG. 4 is a diagram showing an example of obtaining a correction extraction time of a material to be heated under a heating constraint.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a conventional method for obtaining a necessary heating temperature of a material to be heated under heating constraints.

Claims

The required heating time which is the remaining heating time of the heated material already carried into the heating furnace under the heating constraint is obtained, and the extraction time of the heated material extracted from the heating furnace based on the obtained required heating time is determined. In the heating furnace extraction time determination method to determine,
Create a regression equation in advance from the current estimated temperature and extraction target temperature of the heated material heated in the heating furnace and the actual value of the required heating time,
The method for determining a heating furnace extraction time, wherein the required heating time is obtained using the regression equation.

An extraction time interval for extracting the material to be heated from the heating furnace under rolling restrictions is determined, and each extraction time of the material to be heated is determined based on the obtained extraction time interval, while being already carried into the heating furnace under the heating restrictions. Find the required heating time that is the remaining heating time of the heated material being heated , and if the required heating time exceeds the time from the current time to the extraction time determined under the rolling constraints, from the current time In the heating furnace extraction time determination method for correcting the extraction time of the material to be heated so that the time until the extraction time does not fall below the required heating time ,
Create a regression equation in advance from the current estimated temperature and extraction target temperature of the heated material heated in the heating furnace and the actual value of the required heating time,
The method for determining a heating furnace extraction time, wherein the required heating time is obtained using the regression equation.