JP7632366B2 - Method for generating prediction model for coiled steel sheet, method for cooling coiled steel sheet, and method for manufacturing coiled steel sheet - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態は、コイル状鋼板に関する予測モデルの生成方法、コイル状鋼板の冷却方法、コイル状鋼板の製造方法、及び、コイル状鋼板の冷却設備に関する。 Embodiments of the present invention relate to a method for generating a predictive model for coiled steel sheets, a method for cooling coiled steel sheets, a method for manufacturing coiled steel sheets, and cooling equipment for coiled steel sheets.
コイル状鋼板の製造に当たっては熱間圧延(熱延)、或いは、冷間圧延(冷延)が実行される。このうち、例えば熱延鋼板を製造する場合には、まず加熱炉においてスラブを所定温度に加熱し、加熱されたスラブを粗圧延機で圧延して粗バーとする。次いでこの粗バーを複数機の圧延スタンドからなる連続熱間仕上げ圧延機を通過させることで所定の厚みの熱延鋼板とする。 When manufacturing coiled steel sheet, hot rolling or cold rolling is carried out. For example, when manufacturing hot-rolled steel sheet, a slab is first heated to a predetermined temperature in a heating furnace, and the heated slab is rolled in a rough rolling mill to form a rough bar. This rough bar is then passed through a continuous hot finishing rolling mill consisting of multiple rolling stands to form a hot-rolled steel sheet of a predetermined thickness.
そしてこの連続熱間仕上げ圧延機から出た熱延鋼板は、ランアウトテーブルに設置された冷却装置の上方及び下方から供給される冷却水によって冷却された後、巻き取り機で巻き取られることによって、コイル状熱延鋼板となる。そしてこのコイル状熱延鋼板の状態で保管される。 The hot-rolled steel sheet that leaves the continuous hot finishing rolling mill is cooled with cooling water supplied from above and below the cooling device installed on the run-out table, and then wound up by a winding machine to become a coiled hot-rolled steel sheet. It is then stored in this state.
一方、冷延鋼板の場合は、連続熱間仕上げ圧延機から出た熱延鋼板に対して酸洗処理工程や焼鈍処理工程、冷間圧延工程などの各工程を経て、冷延鋼板となる。そして、当該冷延鋼板についても巻き取り機で巻き取られることで、コイル状冷延鋼板となる。このようなコイル状冷延鋼板についてもこの状態で保管される。 On the other hand, in the case of cold-rolled steel sheets, the hot-rolled steel sheets coming out of the continuous hot finishing mill go through various processes such as pickling, annealing, and cold rolling to become cold-rolled steel sheets. The cold-rolled steel sheets are then wound up on a winding machine to become coiled cold-rolled steel sheets. Such coiled cold-rolled steel sheets are also stored in this state.
このように、各種鋼板は保管時には巻き取られてコイル状とされている。ちなみに、このような巻き取られた状態にある各種鋼板は、例えば、コイル状熱延鋼板の場合、その温度は500~650℃、コイル状冷延鋼板の場合には、この温度以下である。但し、この温度状態のままでは出荷や次の工程へ回すことができないため、これらコイル状鋼板が置かれているコイル置き場(以下、このような置き場を適宜「冷却床」と表す。)において、常温まで冷却されてから運搬・出荷される。 In this way, various steel sheets are wound up into coils for storage. Incidentally, the temperature of various steel sheets in this wound state is, for example, 500-650°C in the case of coiled hot-rolled steel sheets, and below this temperature in the case of coiled cold-rolled steel sheets. However, since they cannot be shipped or passed on to the next process in this temperature state, they are cooled to room temperature in the coil storage area where these coiled steel sheets are kept (hereinafter, such storage areas will be referred to as "cooling beds" as appropriate) before being transported and shipped.
当該冷却床には、大量のコイル状鋼板が置かれて冷却されている。そのためどうしても高温のコイル状鋼板の周囲に同じく高温のコイル状鋼板が置かれることになる。従ってこの場合、各コイル状鋼板の周囲の温度は高くなっている。このため、コイル状鋼板の冷却能率が低下し、コイル状鋼板の冷却を完了するまでに、例えば、3~5日かかることもある。 A large amount of coiled steel plates are placed on the cooling bed and cooled. This means that other coiled steel plates at similarly high temperatures are placed around the hot coiled steel plates. In this case, the temperature around each coiled steel plate is therefore high. This reduces the cooling efficiency of the coiled steel plates, and it may take, for example, 3 to 5 days to complete the cooling of the coiled steel plates.
その結果、冷却床として使用するためにコイル状鋼板を置くための敷地は、広大とならざるを得ない。また、冷却に時間が掛かることから、コイル状鋼板を出荷するまでの期間が長くなるという問題が発生する。さらにこのように冷却に時間が掛かることによって、冷却床のコイル置き場不足やコイルの在庫増加も問題となる。 As a result, the area required to store the coiled steel sheets as a cooling bed must be large. In addition, because it takes time to cool, the time it takes to ship the coiled steel sheets increases. Furthermore, the time it takes to cool leads to problems such as a lack of space to store the coils in the cooling bed and an increase in coil inventory.
そこで、コイル状鋼板の冷却時間を短縮するため、コイル状鋼板に冷却水を散布する方法が種々提案されている。しかしながら、例えばコイル状の冷延鋼板のように、コイル状鋼板の表面温度が100℃以下の状態でコイル状鋼板に冷却水が散布されると、冷却水が蒸発しにくい。そのため、コイル状鋼板の表面が水で濡れ、そのまま放置するとその表面に錆が発生することがあり得る。 In order to shorten the cooling time of coiled steel sheets, various methods have been proposed for spraying cooling water onto the coiled steel sheets. However, when cooling water is sprayed onto the coiled steel sheets when the surface temperature of the coiled steel sheets is below 100°C, such as in the case of coiled cold-rolled steel sheets, the cooling water does not evaporate easily. As a result, the surface of the coiled steel sheets becomes wet with water, and if left as is, rust may form on the surface.
コイル状鋼板に錆が発生するとその外観が損なわれ、コイル状鋼板を製品として出荷することができなくなる。また、冷却水の散布を行わなくても、特に冬から春先にかけての外気温が低い季節は、コイル状鋼板が結露する可能性もあり、結露による錆発生の可能性もある。 If rust occurs on the coiled steel plate, it will impair its appearance and the coiled steel plate will not be able to be shipped as a product. Even if cooling water is not sprayed, condensation may form on the coiled steel plate, especially during the cold seasons from winter to early spring, which may lead to rust.
そこで、以下の特許文献1ないし特許文献3には、鋼板の冷却に関して様々な方策が開示されている。例えば、特許文献1に記載の技術のように、コイルを構成する熱延鋼板の表面が濡れないようにするために、コイル周囲の温度と湿度を測定し、コイルを冷却するための冷却水の噴霧量を制御する熱延コイルの水冷方法が提案されている。 The following Patent Documents 1 to 3 disclose various methods for cooling steel sheets. For example, the technology described in Patent Document 1 proposes a water-cooling method for hot-rolled coils that measures the temperature and humidity around the coil and controls the amount of cooling water sprayed to cool the coil, in order to prevent the surface of the hot-rolled steel sheet that constitutes the coil from getting wet.
一方特許文献2に記載の技術では、コイル1個に対し、冷却ノズルをその幅方向両端面に配置し、両側からそれぞれの冷却ノズルを用いて冷却する熱延コイルの冷却方法も提案されている。
Meanwhile, the technology described in
さらに、特許文献3に記載の技術のように、熱間圧延ラインに設置される巻取り機で巻き取られた後のコイル状鋼板を冷却するに際し、コイル状鋼板の幅方向両端部に冷却ミストを間欠的に吹き付けて冷却を行うコイル状熱間圧延鋼板の冷却方法も提案されている。 Furthermore, as in the technology described in Patent Document 3, a method for cooling a coiled hot-rolled steel sheet has also been proposed in which cooling is performed by intermittently spraying cooling mist onto both widthwise ends of the coiled steel sheet after it has been wound by a winding machine installed in a hot rolling line.
しかしながら、特許文献1に記載された熱延コイルの水冷方法は、コイル置き場の天井という、コイルからすれば遠方からコイルに冷却水を散布しているため、コイルの冷却能力が低くなり、効率的なコイルの冷却ができないという問題点がある。 However, the water-cooling method for hot-rolled coils described in Patent Document 1 has the problem that cooling water is sprayed onto the coils from the ceiling of the coil storage area, which is far away from the coils, resulting in low coil cooling capacity and inefficient coil cooling.
また、特許文献2に記載された熱延コイルの水冷方法は、1つの熱延コイルに対し、冷却ノズルを熱延コイルの幅方向両端面に1個ずつ用いているだけのため、冷却ノズルから出た微小液滴(以下、このような「微少液滴」を適宜「ミスト」と表す。)が熱延コイルの幅方向両端面に十分に広がらない。すなわち、冷却面積が狭いことから、熱延コイルの全体を冷却することが困難である。その結果、特許文献2に記載された熱延コイルの水冷方法は、コイルの冷却効率が低下するという問題がある。
In addition, the water-cooling method for hot-rolled coils described in
ここで、コイル状鋼板に対する冷却能力を向上させるためには、単位面積当たりのミストの噴射流量を増加させることが重要である。しかしながら、この噴射流量を増加させると、コイル状鋼板周囲の湿度の増加やコイル表面の温度の低下といった原因でミストが蒸発しにくくなる。 Here, in order to improve the cooling capacity for the coiled steel plate, it is important to increase the mist spray flow rate per unit area. However, if the spray flow rate is increased, the mist becomes difficult to evaporate due to factors such as an increase in humidity around the coiled steel plate and a decrease in the temperature of the coil surface.
そのため、蒸発しないミストがコイルに付着しやすい。特に、コイル状鋼板の表面の温度が100℃未満の場合は、付着したミストが蒸発しにくいため、コイル表面が濡れた状態となりやすく、錆の発生を誘発しかねない。 As a result, the mist that does not evaporate is likely to adhere to the coil. In particular, when the surface temperature of the coiled steel sheet is below 100°C, the mist that adheres to the coil is unlikely to evaporate, and the coil surface is likely to remain wet, which may induce rust.
このような水冷時のコイル表面の濡れを防止するには、粒子径が小さなミストを用いることが有効であると考えられる。これは、ミストの粒子径が小さい方が蒸発に必要な熱量が小さく、蒸発しやすいからである。 To prevent the coil surface from getting wet during water cooling, it is believed that using mist with a small particle size is effective. This is because mist with a smaller particle size requires less heat to evaporate, making it easier to evaporate.
一方で、ミストの粒子径を微小化すると、コイル状鋼板における周囲の風の影響を受けてミストが拡散してしまうことも考えられ、ミストが冷却対象となるコイル状鋼板から外れやすい。またミストノズルからコイルへの噴射距離が短くなってしまうため、そもそも噴射されたミストがコイル状鋼板に届かない可能性が生じ得るという問題がある。 On the other hand, if the particle size of the mist is reduced, it is possible that the mist will be dispersed by the influence of the wind around the coiled steel sheet, and the mist will be more likely to miss the coiled steel sheet that is the target for cooling. In addition, the spray distance from the mist nozzle to the coil will be shortened, which raises the problem that the sprayed mist may not even reach the coiled steel sheet in the first place.
ここで、特許文献3に記載されたコイル状熱間圧延鋼板の冷却方法は、常に冷却ミストをミストノズルからコイル状鋼板に噴射するとともに、その冷却ミストを気流に乗せてコイル状鋼板の幅方向端部に間欠的に吹き付けるために送風機の首振りを併用する方法である。 The cooling method for coiled hot-rolled steel sheet described in Patent Document 3 involves constantly spraying cooling mist from a mist nozzle onto the coiled steel sheet, and also using an oscillating blower to entrain the cooling mist in an air current and intermittently blow it onto the widthwise ends of the coiled steel sheet.
しかしこの方法でも、上述した問題から適切にコイル状の熱延鋼板の冷却が行われない可能性があり、しかも却って冷却対象となっているコイル状鋼板以外の周囲の湿度増加を招きかねない。特に、上記コイル状の熱延鋼板の冷却方法によって冷却完了されたコイルは結露するため、コイルに錆が発生するリスクが増加する。 However, even with this method, there is a possibility that the coiled hot-rolled steel sheet may not be cooled properly due to the problems mentioned above, and it may even lead to an increase in the humidity in the surrounding area other than the coiled steel sheet being cooled. In particular, condensation occurs in the coil once cooling is complete using the above-mentioned method for cooling the coiled hot-rolled steel sheet, increasing the risk of rust occurring in the coil.
従って、コイル状鋼板に錆を発生させることなく冷却するべく、適切な温度、湿度等の管理が必要となるとともに、より迅速にコイル状鋼板を冷却することも考慮して冷却装置を制御する必要がある。そして当該制御を行うためには、例えば、コイル状鋼板の冷却完了時間や結露が生ずる状態を予測する予測モデルがあるとより適切な制御を行うことができる。 Therefore, in order to cool the coiled steel plate without causing rust, it is necessary to properly manage the temperature, humidity, etc., and it is also necessary to control the cooling device in consideration of cooling the coiled steel plate more quickly. To perform this control, more appropriate control can be achieved if there is a predictive model that can predict, for example, the time when the coiled steel plate will be cooled and the state in which condensation will occur.
本発明は、上述したような点に着目してなされたもので、コイル状鋼板の表面の濡れ抑制とコイル状鋼板の冷却能力向上との両立を可能とし、コイル状鋼板に錆を発生させず、しかも高能率でコイル状鋼板の冷却を行うことができるコイル状鋼板に関する予測モデルの生成方法、コイル状鋼板の冷却方法、コイル状鋼板の製造方法、及び、コイル状鋼板の冷却設備を提供することを目的としている。 The present invention has been made with a focus on the above-mentioned points, and aims to provide a method for generating a predictive model for coiled steel plate, a method for cooling coiled steel plate, a method for manufacturing coiled steel plate, and cooling equipment for coiled steel plate that can simultaneously suppress wetting of the surface of the coiled steel plate and improve the cooling capacity of the coiled steel plate, prevent rust from forming on the coiled steel plate, and enable the coiled steel plate to be cooled with high efficiency.
本発明の実施の形態におけるコイル状鋼板に関する予測モデルの生成方法は、コイル状鋼板の成分情報、コイル状鋼板の操業パラメータ、及び、コイル状鋼板の製造における実績データを取得するステップと、成分情報及び操業パラメータを入力データとし、実績データを教師データとして、冷却ミスト発生装置から噴射された冷却ミストを蒸発させることにより冷却された状態の空気を吸引してコイル状鋼板へ送風することができる程度の間隔で配置される冷却ファンの、少なくとも冷却ミスト発生装置及び冷却ファンに対する制御が行われる際に用いられる冷却床におけるコイル状鋼板の結露発生を予測する予測モデルを機械学習によって生成するステップと、を備える。 A method for generating a predictive model for a coiled steel plate in an embodiment of the present invention includes the steps of acquiring component information of the coiled steel plate, operational parameters of the coiled steel plate, and performance data in the manufacture of the coiled steel plate, and generating by machine learning a predictive model that predicts the occurrence of condensation on the coiled steel plate on a cooling bed that is used when controlling at least the cooling mist generator and the cooling fan, which are arranged at intervals such that the cooling mist sprayed from the cooling mist generator can be evaporated to draw in cooled air and blow it to the coiled steel plate, using the component information and operational parameters as input data and the performance data as training data.
本発明の実施の形態におけるコイル状鋼板に関する予測モデルの生成方法において、操業パラメータは、コイル状鋼板の寸法と温度、冷却時に使用される冷却媒体の使用流量、コイル状鋼板周辺の冷却媒体の流量である。 In the method for generating a predictive model for coiled steel plate in an embodiment of the present invention, the operational parameters are the dimensions and temperature of the coiled steel plate, the flow rate of the cooling medium used during cooling, and the flow rate of the cooling medium around the coiled steel plate.
また、本発明の実施の形態におけるコイル状鋼板に関する予測モデルの生成方法においては、コイル状鋼板と冷却床の両方、或いは、いずれかの状態を検出する測定装置が測定して得られた情報を教師データとして取得する。 In addition, in the method for generating a predictive model for coiled steel plate in an embodiment of the present invention, information obtained by measurement using a measuring device that detects the state of both or either of the coiled steel plate and the cooling bed is acquired as training data.
本発明の実施の形態におけるコイル状鋼板の冷却方法は、冷却床におけるコイル状鋼板の冷却完了時間、或いは、結露発生を予測するために、コイル状鋼板の成分情報、コイル状鋼板の操業パラメータ、及び、コイル状鋼板の製造における実績データを取得するステップと、成分情報及び操業パラメータを入力データとし、実績データを教師データとして生成された予測モデルを用いてコイル状鋼板の冷却処理の制御内容を設定するステップと、設定された制御内容に基づいて、冷却設備を制御するステップと、を備え、冷却設備は、少なくとも冷却ミスト発生装置と、冷却ミスト発生装置から噴射される冷却ミストが蒸発し、かつ、冷却ミストが拡散して吸引されないことを避けることができる程度の間隔で配置される冷却ファンとから構成され、冷却設備を制御するステップは、さらに、設定された制御内容に基づいて、冷却ミスト発生装置により冷却ミストを噴射するステップと、冷却ファンが、冷却ミスト発生装置により噴射された冷却ミストが蒸発することにより冷却された空気を吸引して冷却床に置かれているコイル状鋼板に送風するステップと、を備える。 A method for cooling a coiled steel sheet in an embodiment of the present invention includes the steps of: acquiring component information of the coiled steel sheet, operation parameters of the coiled steel sheet, and performance data in the manufacture of the coiled steel sheet in order to predict the cooling completion time of the coiled steel sheet on the cooling bed or the occurrence of condensation; setting control contents for the cooling process of the coiled steel sheet using a prediction model generated using the component information and operation parameters as input data and the performance data as teaching data; and controlling the cooling equipment based on the set control contents. The cooling equipment is composed of at least a cooling mist generator and cooling fans arranged at intervals sufficient to allow the cooling mist sprayed from the cooling mist generator to evaporate and to prevent the cooling mist from diffusing and not being sucked in. The step of controlling the cooling equipment further includes the steps of spraying cooling mist from the cooling mist generator based on the set control contents, and sucking in air cooled by the evaporation of the cooling mist sprayed by the cooling mist generator and blowing it to the coiled steel sheet placed on the cooling bed by the cooling fan.
さらに、本発明の実施の形態におけるコイル状鋼板の冷却方法では、冷却ファンがコイル状鋼板に送風するステップの後に、制御内容に基づいて、冷却ファンによってコイル状鋼板に送風された気体を含む、コイル状鋼板の周囲の空気を冷却床外に排気するステップを備える。 Furthermore, in the method for cooling a coiled steel plate in an embodiment of the present invention, after the step of the cooling fan blowing air onto the coiled steel plate, a step of exhausting the air around the coiled steel plate, including the gas blown onto the coiled steel plate by the cooling fan, outside the cooling bed based on the control content is provided.
本発明の実施の形態におけるコイル状鋼板の製造方法は、冷却床におけるコイル状鋼板の冷却完了時間、或いは、結露発生を予測するために、コイル状鋼板の成分情報、コイル状鋼板の操業パラメータ、及び、コイル状鋼板の製造における実績データを取得するステップと、成分情報及び操業パラメータを入力データとし、実績データを教師データとして生成された予測モデルを用いてコイル状鋼板の冷却処理の制御内容を設定するステップと、設定された制御内容に基づいて、冷却設備を制御するステップと、を備えるコイル状鋼板の冷却方法を有している。 The coiled steel sheet manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes a step of acquiring component information of the coiled steel sheet, operating parameters of the coiled steel sheet, and performance data in the manufacture of the coiled steel sheet in order to predict the cooling completion time of the coiled steel sheet on the cooling bed or the occurrence of condensation, a step of setting the control content of the cooling process of the coiled steel sheet using a prediction model generated using the component information and operating parameters as input data and the performance data as training data, and a step of controlling the cooling equipment based on the set control content.
このような本発明の実施の形態におけるコイル状鋼板の冷却方法、コイル状鋼板の製造方法、及び、コイル状鋼板の冷却設備であれば、コイル状鋼板の表面の濡れ抑制とコイル状鋼板の冷却能力向上との両立を可能とし、コイル状鋼板に錆を発生させず、しかも高能率でコイル状鋼板の冷却を行うことができる。 The coiled steel sheet cooling method, coiled steel sheet manufacturing method, and coiled steel sheet cooling equipment according to the embodiments of the present invention make it possible to simultaneously suppress wetting of the surface of the coiled steel sheet and improve the cooling capacity of the coiled steel sheet, preventing rust from forming on the coiled steel sheet and enabling the coiled steel sheet to be cooled with high efficiency.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する内容については、冷却の対象となるコイル状鋼板が熱延鋼板であっても冷延鋼板であっても良く、いずれかに限定されるものではない。従って以下の説明においては特段区別することなく、単に「コイル状鋼板」と表す。 Below, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the contents described below are not limited to the coiled steel sheet to be cooled, and may be either a hot-rolled steel sheet or a cold-rolled steel sheet. Therefore, in the following description, no particular distinction will be made and the term "coiled steel sheet" will be used.
また、以下に説明する本発明の実施の形態におけるコイル状鋼板に関する予測モデルの生成方法、コイル状鋼板の冷却方法は、熱間圧延ラインや冷間圧延ラインその他、酸洗や焼鈍設備に付帯あるいは設置される巻取り機で巻き取られたコイル状鋼板Sが形成され、冷却床に置かれて冷却される際に用いられるものである。 The method of generating a predictive model for coiled steel sheets and the method of cooling coiled steel sheets in the embodiments of the present invention described below are used when coiled steel sheets S are formed by winding them up on a winding machine attached to or installed in hot rolling lines, cold rolling lines, and other pickling or annealing equipment, and are placed on a cooling bed to be cooled.
図1は、本発明の実施の形態におけるコイル状鋼板Sの冷却を行う建屋Bの全体を示す斜視図である。図1においては、建屋Bの内部を明らかにするために、建屋B自体は破線で示している。 Fig. 1 is a perspective view showing an entire building B in which a coiled steel sheet S is cooled in an embodiment of the present invention. In Fig. 1, in order to clarify the inside of the building B, the building B itself is shown by a dashed line .
一方、図2は、本発明の実施の形態におけるコイル状鋼板Sの冷却を行う建屋Bを正面から示す説明図である。なお図2においては、図1とは異なり建屋Bは実線で示されている。また、後述する冷却ファンからコイル状鋼板Sに向けて送られた空気の流れが破線で示されている。 On the other hand, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the front view of the building B in which the coiled steel plate S is cooled in an embodiment of the present invention. Note that in FIG. 2, unlike FIG. 1, the building B is shown in solid lines. Also, the flow of air sent from a cooling fan, which will be described later, toward the coiled steel plate S is shown in dashed lines.
また、本発明の実施の形態において建屋Bは、図1や図2に示すように四角形状に形成されているが、建屋Bの構造はどのようなものであっても良く、図1等に示された構造に限定されない。 In addition, in the embodiment of the present invention, building B is formed in a rectangular shape as shown in Figures 1 and 2, but the structure of building B may be any type and is not limited to the structure shown in Figure 1, etc.
図1に示すように、建屋Bは、冷却の対象となるコイル状鋼板Sを置く冷却床CFと当該冷却床CFの四方を囲む壁と冷却床CFに対向する位置に設けられる天井Rとで構成されている。なお、図1等においては、本発明の実施の形態におけるコイル状鋼板Sの冷却方法を説明するに当たって不要な構造物については、その描画を省略している。 As shown in FIG. 1, the building B is composed of a cooling bed CF on which the coiled steel sheet S to be cooled is placed, walls surrounding the cooling bed CF on all four sides, and a ceiling R located opposite the cooling bed CF. Note that in FIG. 1 and other figures, structures that are not necessary for explaining the method for cooling the coiled steel sheet S in the embodiment of the present invention are omitted.
また、図1等においては、建屋Bの床面全てをコイル状鋼板Sを冷却するための冷却床CFとして使用している。但し、建屋Bにおいてどの程度の領域を冷却床CFとして使用するかは任意に設定することができる。さらに建屋B自体もコイル状鋼板Sを冷却するための専用の建屋でなくても構わない。 In addition, in FIG. 1 etc., the entire floor surface of building B is used as a cooling bed CF for cooling the coiled steel plate S. However, the extent to which an area of building B is used as a cooling bed CF can be set arbitrarily. Furthermore, building B itself does not have to be a building dedicated to cooling the coiled steel plate S.
冷却床CFにはコイル状鋼板Sが配置されている。これは、当該建屋Bの内部においてコイル状鋼板Sを所望の温度となるまで冷却するために置かれているものである。図1においては、1列5つのコイル状鋼板Sが3列冷却床CFに置かれている。但し、冷却床CFにどのような数のコイル状鋼板Sを置くかについては、運用によって任意に設定することができる。 Coiled steel plates S are placed on the cooling bed CF. This is placed inside the building B in order to cool the coiled steel plates S to the desired temperature. In FIG. 1, three rows of five coiled steel plates S are placed on the cooling bed CF. However, the number of coiled steel plates S placed on the cooling bed CF can be set arbitrarily depending on the operation.
なお、コイル状鋼板Sを後述する冷却ミスト発生装置1や冷却ファン2といった冷却設備Cの間に複数個並べて置く場合、コイル状鋼板S同士は、例えば、1~2m程度離して配置することが好ましい。
When multiple coiled steel sheets S are arranged between cooling equipment C, such as the cooling mist generator 1 and cooling
図1に示す冷却床CFには、コイル状鋼板Sを巻き取る際の回転軸方向、すなわち、コイル中心軸が図面において左右方向となるように置かれた状態が示されている。一方、図2に示す冷却床CFには、当該中心軸が図面における左右方向と直交する方向となるように示されている。すなわち、冷却床CFにコイル状鋼板Sを置く際の向きについては、いずれの向きであっても良い。 The cooling bed CF shown in Figure 1 is shown placed so that the direction of the rotation axis when winding the coiled steel sheet S, i.e., the central axis of the coil, is in the left-right direction in the drawing. On the other hand, the cooling bed CF shown in Figure 2 is shown so that the central axis is in a direction perpendicular to the left-right direction in the drawing. In other words, the coiled steel sheet S may be placed in either direction on the cooling bed CF.
また、図面の描画上、冷却床CFに置かれているコイル状鋼板Sの大きさについては、いずれのコイル状鋼板Sも同じ大きさとしているが、冷却の対象となるコイル状鋼板Sの大きさについてはどのような大きさであっても良い。また、上述したように、コイル状鋼板Sは、コイル状熱延鋼板であってもコイル状冷延鋼板であっても良い。 For the purpose of drawing the drawings, the size of each coiled steel sheet S placed on the cooling bed CF is the same, but the size of the coiled steel sheet S to be cooled may be any size. As described above, the coiled steel sheet S may be a coiled hot-rolled steel sheet or a coiled cold-rolled steel sheet.
図1において、コイル状鋼板Sの中心軸と平行となる位置に、すなわち、コイル状鋼板Sが配置されている列の両側に、コイル状鋼板Sを冷却するための冷却設備Cが設けられている。冷却設備Cは、少なくとも冷却ミスト発生装置1と、冷却ファン2とから構成される。
In FIG. 1, cooling equipment C for cooling the coiled steel plate S is provided at a position parallel to the central axis of the coiled steel plate S, i.e., on both sides of the row in which the coiled steel plate S is arranged. The cooling equipment C is composed of at least a cooling mist generator 1 and a cooling
まず冷却ミスト発生装置1は、コイル状鋼板Sを冷却するために用いる冷却媒体である冷却ミストを発生させる。冷却ミストとして使用される液体はどのようなものであっても良いが、冷却床CFにおける作業性、コストや入手の容易さ等から、水が好適に使用される。 First, the cooling mist generator 1 generates cooling mist, which is the cooling medium used to cool the coiled steel sheet S. Any liquid may be used as the cooling mist, but water is preferably used because of its workability in the cooling bed CF, cost, ease of availability, etc.
冷却ミスト発生装置1において冷却ミストを発生させる方式は、一流体方式でも二流体方式でもその方法を問わない。例えば、二流体方式を採用する場合は、所定の条件を勘案した上で冷却ミストを構成する気体の体積と冷却液との体積比率(すなわち「気水比」)を10~1000の範囲に設定することができる。 The method for generating the cooling mist in the cooling mist generator 1 can be either a one-fluid method or a two-fluid method. For example, when using a two-fluid method, the volume ratio of the gas that makes up the cooling mist to the cooling liquid (i.e., the "air-water ratio") can be set in the range of 10 to 1000, taking into account certain conditions.
冷却ファン2は、後述するように冷却ミスト発生装置1から噴射された冷却ミストが蒸発することにより冷却された空気(冷却媒体)を吸引して冷却床CFに置かれているコイル状鋼板Sに送風する。従って冷却ファン2からの風がコイル状鋼板Sに送られるように、冷却ファン2は、冷却ミスト発生装置1の前方、すなわち、風下に配置されることになる。
The cooling
冷却ファン2はコイル状鋼板Sに対して、例えば、1m程度離した位置に設置される。冷却ファン2とコイル状鋼板Sとを接近させすぎると、冷却ファン2が冷却対象となるコイル状鋼板Sの熱で破損する恐れがあるためである。
The cooling
一方、冷却ファン2と冷却ミスト発生装置1との間隔は、冷却ミストが蒸発し、かつ、冷却ミストが拡散して冷却ファン2に吸引されないことを避けることができる程度の間隔が望ましく、おおよそ1~2m程度が目安となる。
On the other hand, the distance between the cooling
さらに、冷却ミスト発生装置1から噴射された冷却ミストは、冷却ファン2に吸引される前に蒸発するようにされている。つまり、冷却ファン2は冷却対象であるコイル状鋼板Sに対して、冷却ミストが蒸発したことにより冷却された空気と周辺空気あるいはガスから成る気体を送風することになる。
Furthermore, the cooling mist sprayed from the cooling mist generator 1 is designed to evaporate before being sucked into the cooling
これは、冷却ミスト発生装置1から噴射された冷却ミストが蒸発せずに冷却ファン2を介してコイル状鋼板Sに送られると、特に低温時にはコイル状鋼板Sに付着した冷却ミストが元となり錆が発生するリスクが増加するからである。
This is because if the cooling mist sprayed from the cooling mist generator 1 is sent to the coiled steel plate S via the cooling
ここでコイル状鋼板Sの抜熱、すなわち冷却は、放射と対流の2種類の熱伝達によって行われる。このうち放射は、放射率とコイル状鋼板Sの表面の絶対温度の4乗と周囲の絶対温度の4乗の差の積で表される。一方対流は、対流熱伝達係数と、コイル状鋼板Sの表面温度と周囲の空気温度の差の積で表される。従って高温物の冷却時には放射の影響が大きく、低温時には対流の影響が大きくなる。 Here, heat removal from the coiled steel plate S, i.e., cooling, is achieved by two types of heat transfer: radiation and convection. Of these, radiation is expressed as the product of the emissivity and the difference between the fourth power of the absolute temperature of the surface of the coiled steel plate S and the fourth power of the absolute temperature of the surroundings. On the other hand, convection is expressed as the product of the convection heat transfer coefficient and the difference between the surface temperature of the coiled steel plate S and the surrounding air temperature. Therefore, the effect of radiation is greater when cooling high-temperature objects, and the effect of convection is greater at low temperatures.
また、コイル状鋼板Sの冷却所要時間に着目すると、低温時、特に100℃以下から所望の温度まで到達したという冷却完了までの時間が長くなる傾向がある。従って、上述したような低温時の冷却に対する影響が大きい対流による冷却能力向上が重要である。 In addition, when looking at the time required to cool the coiled steel sheet S, there is a tendency for the time taken to complete cooling, i.e., to be longer at low temperatures, particularly from below 100°C, to reach the desired temperature. Therefore, it is important to improve the cooling capacity by convection, which has a large impact on cooling at low temperatures as described above.
対流の冷却能力向上には、上述した条件のうち、対流熱伝達係数の向上と、周囲の空気温度低下が有効である。そして対流熱伝達係数の向上には、冷却ファンの設置が効果的であり、周囲の空気温度低下には冷却ミストの噴射が効果的である。 Of the above mentioned conditions, improving the convection heat transfer coefficient and lowering the surrounding air temperature are effective in improving the cooling capacity of convection. Furthermore, installing a cooling fan is effective in improving the convection heat transfer coefficient, while spraying cooling mist is effective in lowering the surrounding air temperature.
このように、冷却ファンによる対流熱伝達係数を増加させることによって、結露水の蒸発速度を大きくすることができるため、コイル状鋼板Sが結露した場合でも錆の発生を抑制できる。 In this way, by increasing the convection heat transfer coefficient of the cooling fan, the evaporation rate of the condensed water can be increased, so that even if condensation occurs on the coiled steel plate S, the occurrence of rust can be suppressed.
一方、冷却ミストが蒸発すると、気化熱により空気の温度が5℃前後低下することが実験により判明した。このように冷却ミスト発生装置による冷却ミストの噴射は、特に低温時の対流の冷却能力向上に寄与する。 On the other hand, experiments have shown that when the cooling mist evaporates, the latent heat of vaporization causes the air temperature to drop by around 5°C. In this way, spraying cooling mist from a cooling mist generator contributes to improving the cooling capacity of convection, especially at low temperatures.
以上の観点から、本発明の実施の形態におけるコイル状鋼板の冷却方法は、冷却設備Cとして少なくとも冷却ミスト発生装置1及び冷却ファン2を用いることとしている。さらに、上述したような冷却の考え方から、冷却ミスト発生装置1によって噴射された冷却ミストはそのままの状態でコイル状鋼板Sへと送られるのではなく、一旦蒸発させることにより冷却された状態の空気を冷却ファン2を介してコイル状鋼板Sへと送風する。
From the above viewpoints, the coiled steel sheet cooling method in the embodiment of the present invention uses at least a cooling mist generator 1 and a cooling
このような冷却方法を用いることによって、冷却ミストがコイル状鋼板Sに付着することによる錆の発生を低減するとともに、たとえコイル状鋼板Sに結露が生じた場合であっても冷却ファン2から風が送られているのでコイル状鋼板Sの表面が濡れている状態を回避することができる。また、より低温となった空気を冷却ファン2を介してコイル状鋼板Sへと送風するため、コイル状鋼板Sの冷却をより効果的に行うことができる。
By using this cooling method, the occurrence of rust caused by the cooling mist adhering to the coiled steel plate S can be reduced, and even if condensation occurs on the coiled steel plate S, the surface of the coiled steel plate S can be prevented from becoming wet because air is blown from the cooling
従って、冷却ミスト発生装置1から噴射される冷却ミストの流量については、冷却ファン2に到達する前に冷却ミストの蒸発が可能となる量が上限となる。冷却ミストの流量が多すぎるとコイル状鋼板S周辺の相対湿度が増加し、相対湿度が100%になると冷却ミスト発生装置1から噴射された冷却ミストが蒸発しきれない。
Therefore, the flow rate of the cooling mist sprayed from the cooling mist generator 1 is limited to the amount at which the cooling mist can evaporate before reaching the cooling
一方で、冷却ミストの流量が小さいと冷却ミストが蒸発することによる気化熱による空気の冷却が不十分となることから、冷却能力が不足する。そのため、冷却ファン2の送風量と冷却ミスト発生装置1による冷却ミストの噴射量のバランスを調整し、冷却床CFにおける相対湿度を制御する必要がある。
On the other hand, if the flow rate of the cooling mist is small, the cooling capacity will be insufficient because the air will not be cooled sufficiently by the latent heat of vaporization caused by the evaporation of the cooling mist. Therefore, it is necessary to adjust the balance between the air flow rate of the cooling
このように本発明の実施の形態におけるコイル状鋼板の冷却方法においては、冷却ミスト発生装置1から噴射された冷却ミストが蒸発することにより冷却された空気を冷却ファン2を介してコイル状鋼板Sに送ることでコイル状鋼板Sの冷却を行うものである。そのため、冷却ミストの粒子径、すなわち、冷却ミスト発生装置1から噴射される液滴の径は、40μm以下であることが望ましい。冷却ミストの粒子径が40μm以下であれば、概ね1秒程度で冷却ミストが蒸発する。
In this manner, in the coiled steel sheet cooling method according to the embodiment of the present invention, the cooling mist sprayed from the cooling mist generating device 1 evaporates, and the cooled air is sent to the coiled steel sheet S via the cooling
一方で、冷却ミストの粒子径が大きいほど、冷却ミストの蒸発に要する時間が長くなる。そのため、冷却ミストの粒子径が40μmよりも大きい場合、冷却ミストの蒸発効率が悪く、気化熱による空気の冷却が不十分となる。そして、冷却ミストが蒸発せずに冷却ファン2に吸引された場合、コイル状鋼板Sに冷却ミストが蒸発しないまま付着する可能性が高くなり、錆発生のリスクが増加する。
On the other hand, the larger the particle diameter of the cooling mist, the longer it takes for the cooling mist to evaporate. Therefore, if the particle diameter of the cooling mist is larger than 40 μm, the efficiency of evaporation of the cooling mist is poor, and the cooling of the air by the heat of vaporization is insufficient. If the cooling mist is sucked into the cooling
このように冷却ミストの粒子径については、上述したような大きさが望ましいが、蒸発のしやすさを考慮しすぎると、冷却ミストの噴射量が少なくなり、必然的に蒸発量も少なくなる。そのため、このような場合には粒子径の小さい冷却ミストを多量に噴射することが望ましい。 As described above, it is desirable for the particle size of the cooling mist to be as large as that mentioned above, but if the ease of evaporation is taken into too much consideration, the amount of cooling mist sprayed will be small, which will inevitably result in a small amount of evaporation. Therefore, in such cases, it is desirable to spray a large amount of cooling mist with a small particle size.
さらに、本発明の実施の形態におけるコイル状鋼板Sの冷却方法においては、冷却ミスト発生装置1による冷却ミストの噴射と冷却ミストの噴射停止とは間欠的に行われ、それぞれ一定期間交互に繰り返されるように制御される。そしてコイル状鋼板Sの目標冷却時間に応じ、噴射間隔を設定すれば良い。 Furthermore, in the method for cooling the coiled steel sheet S according to the embodiment of the present invention, the cooling mist generator 1 intermittently sprays the cooling mist and stops spraying the cooling mist, and the spraying is controlled to be repeated alternately for a certain period of time. The spray interval can then be set according to the target cooling time for the coiled steel sheet S.
このように冷却ミストの噴射と噴射停止をそれぞれ一定期間交互に繰り返すことにより、噴射を続けた場合に比べてコイル状鋼板Sの周囲における湿度の増加を抑制できる。より好適には、コイル状鋼板Sの温度が低下すると結露のリスクが増加するため、冷却ミストの噴射間隔を長めに設定することで、錆を抑制しやすくすることができる。 In this way, by alternately repeating the spraying and stopping of spraying of cooling mist for a certain period of time, it is possible to suppress an increase in humidity around the coil-shaped steel sheet S compared to when spraying is continuous. More preferably, since the risk of condensation increases as the temperature of the coil-shaped steel sheet S decreases, it is possible to more easily suppress rust by setting the spray interval of cooling mist to be longer.
また、コイル状鋼板Sが十分低温になり冷却が完了した場合には、ランニングコストと結露リスクの観点から、冷却ミスト発生装置1による冷却ミストの噴射を停止することが好ましい。 In addition, when the coiled steel sheet S has cooled sufficiently and cooling is complete, it is preferable to stop spraying the cooling mist from the cooling mist generator 1 from the standpoint of running costs and the risk of condensation.
ここで、冷却ミストが蒸発すると、特にコイル状鋼板Sの周囲における湿度が増加することになる。湿度が高くなると、コイル状鋼板Sが低温の時には特に結露し、錆が発生しやすくなる。そのため、湿度の増加は望ましくない。 Here, when the cooling mist evaporates, the humidity increases, particularly around the coiled steel sheet S. If the humidity increases, condensation will form, especially when the coiled steel sheet S is at a low temperature, making it more likely to rust. For this reason, an increase in humidity is undesirable.
温かい空気は上昇するため、冷却床CFの天井Rに排気ファンなどを設置し、積極的に冷却床CFの空気を、例えば建屋Bの外に排気することにより、湿度の増加を抑制することが可能である。 Since warm air rises, it is possible to prevent an increase in humidity by installing an exhaust fan on the ceiling R of the cooling floor CF and actively exhausting the air from the cooling floor CF, for example, outside the building B.
例えば、冷却床CFの温度が40℃、相対湿度が90%、露点が38℃である場合、コイル状鋼板Sは38℃以下で結露する。従って、冷却により、コイル状鋼板Sの周囲の温度に対してコイル状鋼板Sの表面温度が2℃低下するか、相対湿度が100%になるとコイル状鋼板Sの表面が結露するため、冷却床CFの周囲の空気を排気して湿度を低下させる必要がある。 For example, if the temperature of the cooling bed CF is 40°C, the relative humidity is 90%, and the dew point is 38°C, the coiled steel plate S will condense at or below 38°C. Therefore, when cooling causes the surface temperature of the coiled steel plate S to drop by 2°C relative to the temperature around the coiled steel plate S, or when the relative humidity reaches 100%, condensation will form on the surface of the coiled steel plate S, so it is necessary to exhaust the air around the cooling bed CF to reduce the humidity.
そこで本発明の実施の形態におけるコイル状鋼板Sの冷却設備Cにおいては、建屋Bの天井RにルーフファンRFを設けている。すなわち図1や図2に示すように、例えば、建屋Bには3つのルーフファンRFが設けられている。当該ルーフファンRFをどのような数設けるかについては、自由に設定することができる。また、図1に示すように天井Rに一列になるようにルーフファンRFが設置されているが、この配置位置についても自由に設定可能である。 Therefore, in the cooling equipment C for the coiled steel plate S in the embodiment of the present invention, roof fans RF are provided on the ceiling R of the building B. That is, as shown in Figures 1 and 2, for example, three roof fans RF are provided in the building B. The number of roof fans RF to be provided can be freely set. Also, as shown in Figure 1, the roof fans RF are installed in a row on the ceiling R, but the position of the roof fans RF can also be freely set.
図2には、これら冷却ミスト発生装置1、冷却ファン2、及び、ルーフファンRFからなる冷却設備Cを稼働させた場合の風の動きが破線で示されている。図2に示すように、コイル状鋼板Sが列状に置かれている両側に冷却ミスト発生装置1及び冷却ファン2が配置されている。
In Figure 2, the dashed lines show the movement of air when the cooling equipment C, consisting of the cooling mist generator 1, the cooling
冷却ミスト発生装置1から噴射された冷却ミストは、冷却ミスト発生装置1と冷却ファン2との間で蒸発することにより周囲の空気を冷却する。冷却ファン2はこの冷却された空気を吸引して周囲の気体ともども吹き出してコイル状鋼板Sへと送る。冷却ファン2からコイル状鋼板Sに向けて送られた気体は、図2に破線の矢印で示されているように、冷却床CF周囲の空気を含めてルーフファンRFから建屋Bの外部に排気される。
The cooling mist sprayed from the cooling mist generator 1 evaporates between the cooling mist generator 1 and the cooling
さらに、これまで説明してきた冷却ミスト発生装置1や冷却ファン2の制御に当たって、測定装置3を用いて建屋B内の状況を把握して得られた情報を基にすることができる。図1や図2においては、建屋Bの壁に測定装置3の一例として、温度計3aとビデオカメラ3bとを設置した状態を示している。また、別途湿度計を備えていても良い。
Furthermore, the cooling mist generator 1 and cooling
このような測定装置3を用いて温度と湿度を把握できれば、露点を推定することができる。これにより、コイル状鋼板Sに対する結露の発生リスクを把握し、冷却ミスト発生装置1や冷却ファン2等の冷却設備Cの制御を行うことができる。また、測定装置3によって把握された温度等の情報を基に、冷却床CFから結露発生前にコイル状鋼板Sを搬出することも可能となる。
If the temperature and humidity can be determined using such a measuring device 3, the dew point can be estimated. This makes it possible to determine the risk of condensation occurring on the coiled steel sheet S and control the cooling equipment C, such as the cooling mist generator 1 and cooling
なお、コイル状鋼板Sは冷却床CFに多数配置されることから、温度測定のために用いる温度計3aとしては、例えば、放射温度計の使用が望ましい。また、2次元放射温度計を用い、1台で複数のコイル状鋼板Sの温度測定を行っても良い。測定位置は、コイル状鋼板Sの中心軸に直交する面、すなわち、その幅端部で構成される面の測定が望ましい。
Since many coiled steel plates S are placed on the cooling bed CF, it is preferable to use, for example, a radiation thermometer as the
なぜならば、コイル状鋼板Sのうち幅端部で構成される面は、半径方向は鋼板が積層された状態となっており、熱伝導が悪いからである。また、最外周や最内周は巻き緩んでいる場合もあり、さらに熱伝導率が悪くなる場合がある。このように熱伝導率が悪いと、内部からの温度が伝わりにくいため、温度を低めに見積もる必要が出てくるなど、正確な測定が困難である。そこでこのような弊害がなく確実にコイル状鋼板Sの温度を測定することができる幅端部で構成される面を測定する。 This is because the surface of the coiled steel sheet S that is made up of the width ends has poor thermal conductivity because the steel sheets are stacked in the radial direction. In addition, the outermost and innermost circumferences may be loosely wound, which may further worsen thermal conductivity. When thermal conductivity is poor in this way, the temperature is not easily transmitted from the inside, making it necessary to underestimate the temperature and making accurate measurement difficult. Therefore, the surface made up of the width ends is measured, which allows the temperature of the coiled steel sheet S to be measured reliably without such problems.
さらにここでは測定装置3としてビデオカメラ3bも設けている。このようなビデオカメラ3bを設けることで、コイル状鋼板Sを直接観察することができることになるため、結露の発生の有無を直接判断することもできる。また、後述するように、コイル状鋼板Sについての結露発生を予測するためのモデルを生成する際にも当該ビデオカメラ3bによる情報を用いることができる。
In addition, a
なお、ここでは結露の発生の有無を観察する測定装置として、ビデオカメラ3bを挙げたが、画像が取得できるのであれば、どのような形式の撮像装置であっても良い。また、測定装置3による測定処理も、常時測定、或いは、所定の時間ごとに測定等、測定のタイミングは任意に設定することができる。
Here, a
このように本発明の実施の形態における冷却設備Cは、上述した冷却ミスト発生装置1と、冷却ファン2と、測定装置3と、ルーフファンRFとから構成されるとともに、これら冷却設備Cを制御するための制御装置4も備えている。
In this way, the cooling equipment C in this embodiment of the present invention is composed of the above-mentioned cooling mist generating device 1, cooling
図3は、本発明の実施の形態における制御装置4の内部構成を示すブロック図である。制御装置4は、情報取得部41と、学習部42と、記憶部43と、冷却条件演算部44と、冷却条件出力部45と、を備えている。制御装置4は、上述した冷却設備Cを構成する各装置の駆動を制御するとともに、制御の際に参照するための予測モデルを機械学習することにより生成し、さらには生成された予測モデルの更新も行う。
Figure 3 is a block diagram showing the internal configuration of the
ここで予測モデルとしては、コイル状鋼板の冷却完了時間を予測するために使用される予測モデルと、コイル状鋼板の結露発生を予測するために使用される予測モデルを挙げることができる。 Examples of predictive models include a predictive model used to predict the cooling completion time of the coiled steel plate and a predictive model used to predict the occurrence of condensation on the coiled steel plate.
すなわち、コイル状鋼板の冷却完了時間予測モデルとは、冷却床CFでコイル状鋼板Sが冷却設備Cによって冷却され、冷却完了温度に到達するまでの時間を予測するモデルである。一方、コイル状鋼板の結露発生予測モデルは、冷却床CFでコイル状鋼板Sが冷却される過程において、コイル状鋼板Sに結露が生ずるか否かを予測するモデルである。 In other words, the coiled steel sheet cooling completion time prediction model is a model that predicts the time it takes for the coiled steel sheet S to reach the cooling completion temperature after being cooled by the cooling equipment C on the cooling bed CF. On the other hand, the coiled steel sheet condensation occurrence prediction model is a model that predicts whether or not condensation will occur on the coiled steel sheet S during the process of cooling the coiled steel sheet S on the cooling bed CF.
なお、図3に示す制御装置4では、以下に説明するコイル状鋼板に関する予測モデルの生成方法やコイル状鋼板の冷却方法に関連する機能についてのみ示しており、その他の様々な機能については図示を省略している。
Note that the
従って、制御装置4は、図3においては図示されていない、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)及び入出力インターフェイスがバスを介して接続される構成を備えていても良い。また、当該入出力インターフェイスには、上述した各部が接続されているとともに、例えば、表示部や通信制御部、或いは、入力部といった各部が接続されていても良い。
Therefore, the
また、制御装置4は、上位コンピュータ5及びデータベース6と接続されている。上位コンピュータ5は、上述した冷却床CFを備える建屋Bにおけるコイル状鋼板Sの冷却処理を制御する制御装置4の他、コイル状鋼板Sの各製造工程において用いられる制御装置等を結ぶコンピュータである。
The
一方データベース6は、コイル状鋼板Sの製造に係る様々な情報を格納する。また、当該データベース6には上位コンピュータ5をはじめ、各製造工程における制御装置等がアクセスできる。従って、図3においても制御装置4の外側に描画されている。
On the other hand, the
そのためデータベース6に対して、例えば、上位コンピュータ5からの情報が送信されて格納されるとともに、上位コンピュータ5がデータベース6にアクセスして必要な情報を取得することができる。また、後述するように、制御装置4や冷却設備Cからも設定された冷却条件の情報や測定装置3によって測定された値に関する情報が送信され格納される。
Therefore, for example, information from the
情報取得部41は、例えば、測定装置3が測定した温度や結露発生の状況等に関する情報を取得する。また、情報取得部41は、上位コンピュータ5から冷却対象となるコイル状鋼板Sに関する各種情報を取得する。具体的には、情報取得部41は後述するようなコイル状鋼板Sの成分情報、コイル状鋼板Sの操業パラメータ、及び、コイル状鋼板Sの製造における実績データを取得する。
The
学習部42は、コイル状鋼板Sの冷却完了時間予測モデルやコイル状鋼板Sの結露発生予測モデルを、機械学習を行うことにより生成する。すなわち、情報取得部41によって取得された成分情報及び操業パラメータを入力データとし、実績データを教師データとして冷却床におけるコイル状鋼板Sの状態を予測する予測モデルを機械学習によって生成する。
The
ここで、「成分情報」とは、コイル状鋼板Sの含有成分のことであり、コイル状鋼板Sの変態温度や変態前後の相分率を決定づける情報である。そのため、当該成分情報はコイル状鋼板Sの変態を予測する上で不可欠である。 Here, "composition information" refers to the components contained in the coiled steel sheet S, and is information that determines the transformation temperature of the coiled steel sheet S and the phase fraction before and after the transformation. Therefore, this composition information is essential for predicting the transformation of the coiled steel sheet S.
ここで、一般的な鋼においては、巻取り前に概ね変態が完了しているが、例えば、高張力鋼板ではマンガン(Mn)などの焼入れ元素を多く含んでおり、巻取り前の温度条件により、変態が十分に進行していない場合がある。その場合は、変態の影響により、巻取り後のコイル状鋼板Sの温度履歴が変化する。そのため、冷却完了時間や結露発生の有無を予測するに当たって必要な情報である。 In general steel, the transformation is generally complete before coiling. However, for example, high-tensile steel sheets contain a large amount of hardening elements such as manganese (Mn), and depending on the temperature conditions before coiling, the transformation may not have progressed sufficiently. In such cases, the temperature history of the coiled steel sheet S after coiling changes due to the influence of the transformation. For this reason, this information is necessary for predicting the time to complete cooling and whether or not condensation will occur.
なお、当該成分情報については、コイル状鋼板Sごとに異なるため、それぞれの情報が上位コンピュータ5から情報取得部41によって取得される。
In addition, since the component information differs for each coiled steel sheet S, each piece of information is acquired from the
「操業パラメータ」とは、冷却床CFでのコイル状鋼板Sの冷却過程において用いられる値である。但し、確かに好適には後述するように目標冷却完了時間の情報に基づいて種々設定される値が用いられるが、例えば、冷却条件演算部44において演算処理されることによって得られた値を用いることも可能である。
"Operation parameters" are values used in the cooling process of the coiled steel sheet S on the cooling bed CF. However, while it is certainly preferable to use various values that are set based on information on the target cooling completion time as described below, it is also possible to use values obtained by performing calculation processing in the cooling
「操業パラメータ」として用いられる情報は、例えば、「コイル状鋼板Sの幅」、「コイル状鋼板Sの外径」、「冷却設備C(冷却ミスト発生装置1)におけるミストの流量」、「冷却ファン2により送風する気体の風速」、「冷却床CFのコイル状鋼板S周辺の風速」、及び、「コイル状鋼板Sについて測定された温度の値」である。
The information used as "operation parameters" is, for example, the "width of the coiled steel plate S," the "outer diameter of the coiled steel plate S," the "flow rate of the mist in the cooling equipment C (cooling mist generating device 1)," the "wind speed of the gas blown by the cooling
また上述した操業パラメータについては、他にも「冷却床の温度」や「冷却床の湿度」等を加えても良い。さらに、コイル状鋼板S周辺の気体の風速を考慮することで、より対流熱伝達の寄与が大きくなる低温側の予測精度が向上する。 The above-mentioned operating parameters may also include other parameters such as "cooling bed temperature" and "cooling bed humidity." Furthermore, by taking into account the wind speed of the gas around the coiled steel plate S, the prediction accuracy of the low-temperature side, where the contribution of convection heat transfer is greater, is improved.
このうち、コイル状鋼板Sの「幅」及び「外径」については、上位コンピュータ5から冷却対象ごとに取得される情報である。「冷却設備Cにおけるミストの流量」や「冷却ファン2により送風する気体の風速」については、制御装置4がコイル状鋼板Sを冷却する際に冷却ミスト発生装置1や冷却ファン2を駆動制御する際の値である。
Of these, the "width" and "outer diameter" of the coiled steel plate S are information acquired from the
ここで、「冷却床CFのコイル状鋼板S周辺の風速」の情報についても収集するのは、特にコイル状鋼板Sの表面が低温となる場合、上述したように、対流熱伝達がより有効な条件であり、精度良く予測するに当たって必要なパラメータだからである。従って、当該観点からすれば、さらに、上述したように、冷却床CFの温度・湿度、ルーフファンRFの排気流量を加えれば、より精度よく予測可能である。 Here, the reason why information on the "wind speed around the coiled steel plate S of the cooling bed CF" is also collected is that, as described above, convective heat transfer is a more effective condition, particularly when the surface of the coiled steel plate S is at a low temperature, and this is a necessary parameter for accurate prediction. From this perspective, therefore, by further adding the temperature and humidity of the cooling bed CF and the exhaust flow rate of the roof fan RF, as described above, more accurate prediction is possible.
なお、ここで「コイル状鋼板S周辺」とは、測定装置の耐熱性にもよるもののよりコイル状鋼板Sの近くで測定することが好ましい。具体的には、コイル状鋼板Sから数百mm程度、より現実的にはおおよそ500mm程度離した位置で測定する。 Note that "around the coiled steel plate S" here means that it is preferable to measure closer to the coiled steel plate S, although this depends on the heat resistance of the measuring device. Specifically, the measurement is performed at a position several hundred mm away from the coiled steel plate S, more realistically about 500 mm away.
コイル状鋼板Sの温度は、図1や図2に示す温度計3aで測定する。温度を測定する場所は、コイル状鋼板Sの幅端部で構成される面であることが望ましい。またコイル状鋼板Sの温度は、冷却過程におけるコイル状鋼板Sの温度の履歴を把握するためのものであるとともに、コイル状鋼板Sが置かれた位置や周囲のコイル状鋼板Sの配置状況で変化するため、可能な限り多くのコイル状鋼板Sに対して取得することが望ましい。
The temperature of the coiled steel plate S is measured using the
そして、入力データとしてこれまで説明した情報の他にもデータベース6に保存される各種情報を含めることができる。コイル状鋼板Sの温度履歴に直接的または間接的に影響を与えうる操業実績データを入力データとして用いることで、冷却完了時間の予測精度が高まる場合も考えられるからである。各種情報としては、例えば、冷却床CFの所在地の外気温や湿度、天候等の環境情報を挙げることができる。
In addition to the information described above, the input data can also include various types of information stored in the
一方教師データとして用いられるコイル状鋼板Sの製造における実績データは、例えば、測定装置3によって取得された、これまでコイル状鋼板Sを冷却する処理が実行される中で実際に得られた情報である。 On the other hand, the actual data in the manufacture of the coiled steel sheet S used as training data is, for example, information actually obtained by the measuring device 3 while the process of cooling the coiled steel sheet S has been carried out.
例えばコイル状鋼板Sの冷却完了時間の予測モデルを生成する場合に用いられる実績データは、温度計3aで測定された温度の情報と当該情報から算出された冷却完了時間の情報である。
For example, the actual data used when generating a prediction model for the cooling completion time of a coiled steel sheet S is information on the temperature measured by the
すなわち、コイル状鋼板Sごと、或いは、コイル状鋼板Sが置かれている冷却床CFにおいて設定された領域ごと等に温度計3aで冷却の過程における温度が測定されている。そして、冷却対象となるコイル状鋼板Sが建屋Bに搬入された時間はデータベース6に格納されていることから、冷却が完了したと判断された温度となるまでの冷却時間を把握することができる。
That is, the temperature during the cooling process is measured by the
また結露発生の有無を予測する予測モデルを生成する場合には、例えば、ビデオカメラ3bで撮影されたコイル状鋼板Sの表面の状態に関する情報が実績データとなる。すなわち、ビデオカメラ3bに基づく情報から結露発生の有無が把握でき、その際におけるビデオカメラ3bに基づく情報と紐付けられるその他の情報が教師データとなる。
When generating a prediction model for predicting the occurrence of condensation, for example, information on the surface condition of the coiled steel sheet S captured by the
学習部42は、このように成分情報及び操業パラメータを入力データとし、実績データを教師データとして予測モデルを機械学習によって生成する。具体的には、学習部42は、冷却完了時間、或いは、結露発生の予測モデルの生成に当たって、機械学習のアルゴリズムを利用する。
The
機械学習のアルゴリズムとしては、例えば、ニューラルネットワーク、決定木学習、ランダムフォレスト、サポートベクター回帰等を採用することができる。また、冷却完了時間、結露発生の予測について各々単独の予測モデルとせず、これらの予測モデルを組み合わせたアンサンブルモデルとして構成されるものであって良い。 As machine learning algorithms, for example, neural networks, decision tree learning, random forests, support vector regression, etc. can be adopted. Furthermore, the prediction of the cooling completion time and the occurrence of condensation may not be made into separate prediction models, but may be configured as an ensemble model that combines these prediction models.
さらに、データベース6に蓄積された各種実績データは、上述の学習済の冷却完了時間および結露発生予測モデルを構築するだけでなく、訓練するデータとしても用いることができる。これら実績データは、上述したように各種測定装置3によって測定されたデータであって良い。
Furthermore, the various performance data stored in the
なお、学習部42が機械学習を行うタイミングについては、例えば随時行う、所定の期間ごとに行う、というように、任意に設定することができる。また、上位コンピュータ5がデータベース6から読みだした教師データを、冷却完了時間予測モデル、及び、結露発生予測モデルに与え、学習部42に機械学習を行わせることとしても良い。
The timing at which the
そして、学習部42よって生成(構築)された冷却完了時間予測モデル、及び、結露発生予測モデルは、例えば、記憶部43に格納され、コイル状鋼板Sの冷却を行う際の制御に生かされることになる。
The cooling completion time prediction model and the condensation occurrence prediction model generated (constructed) by the
ここで記憶部43は、例えば、半導体や磁気ディスクで構成されており、上述した冷却完了時間予測モデル及び結露発生予測モデルや後述する冷却条件演算部44が設定する際に用いるプログラム等が格納されている。
Here, the
なお図3に示すように、本発明の実施の形態における制御装置4においては、その内部に記憶部43を設けた形態を前提に説明をしているが、記憶部43を制御装置4の内部に設けず、例えば、データベース6がその機能を果たすようにされていても良く、その構成の仕方は自由に選択することができる。
As shown in FIG. 3, the
冷却条件演算部44は、建屋B内の冷却床CFに置かれたコイル状鋼板Sを冷却する際に各冷却設備Cを駆動するための制御内容を設定する。すなわち、例えば上位コンピュータ5から受けた目標冷却完了時間の情報に基づいて、例えば、冷却ミスト発生装置1といった、冷却設備Cを構成する各部の駆動制御を行うに必要な入力データを設定する。
The cooling
具体的には、例えば、冷却ミスト発生装置1については、冷却ミストの噴射量(流量)である。また、冷却ファン2やルーフファンRFの場合には、所定の風速となるように制御内容を設定する。
Specifically, for example, for the cooling mist generator 1, it is the amount of cooling mist sprayed (flow rate). For the cooling
さらに、コイル状鋼板Sの冷却処理は、建屋Bの冷却床CFに設定されている冷却領域ごとに行われる。従って、冷却条件演算部44がこのような処理を実行するに当たっては、これらの領域ごとに制御内容を設定する。このとき、多くの場合冷却領域の中に複数のコイル状鋼板Sが存在することになるが、このような場合には、例えば、最も錆やすいコイル状鋼板Sを基に、このようなコイル状鋼板Sに錆が発生することがないように冷却設備Cの制御内容が設定される。
Furthermore, the cooling process of the coiled steel plate S is performed for each cooling area set on the cooling floor CF of the building B. Therefore, when the cooling
そして冷却条件演算部44は、設定した各条件を記憶部43から取得した冷却完了時間の予測モデルや結露発生の有無を判断するための予測モデルに当てはめて、冷却完了時間と結露の有無に関する予測値を算出する。
The cooling
その結果、冷却完了時間については、目標に沿った結果を得ることができたか否か、結露の発生の有無については、結露が生じないようにコイル状鋼板Sを冷却することができるか否かを判断する。 As a result, it is judged whether the cooling completion time was achieved in line with the target, and whether condensation occurred, whether the coiled steel sheet S could be cooled in a manner that prevented condensation from occurring.
判断の結果、所望の結果が得られない場合には、所望の結果が得られるように、制御内容を見直して改めて各予測モデルを使用して演算を繰り返す。一方、所望の結果が得られた場合には、冷却条件演算部44は、冷却条件出力部45を介して各冷却設備Cに対して制御信号を送信し、設定した入力データを基に冷却設備Cを駆動制御する。
If the desired result is not obtained as a result of the judgment, the control content is reviewed and the calculation is repeated using each prediction model again so that the desired result is obtained. On the other hand, if the desired result is obtained, the cooling
冷却条件出力部45は、このように冷却条件演算部44から受けた入力データを冷却設備Cに対して送信するとともに、データベース6に対しても送信し、教師データとして格納する。そして冷却設備Cは、制御装置4において設定、出力された制御信号に基づいて駆動され、冷却床CFに置かれたコイル状鋼板Sの冷却処理を実行する。さらに、冷却設備Cからデータベース6に対して制御内容についての情報を送信することとしても良い。
The cooling
このように構築された、冷却完了時間予測モデル、結露発生予測モデルの生成方法、及び、これら冷却完了時間予測モデルや結露発生の予測モデルを用いたコイル状鋼板Sの冷却方法によれば、冷却床に置かれて冷却中のコイル状鋼板Sの温度履歴や結露発生を高精度に予測し、制御することができる。 The thus constructed cooling completion time prediction model, the method for generating the condensation occurrence prediction model, and the cooling method for coiled steel sheet S using these cooling completion time prediction model and condensation occurrence prediction model make it possible to predict and control with high accuracy the temperature history and condensation occurrence of the coiled steel sheet S placed on the cooling bed while being cooled.
また、冷却設備Cがこのように制御されるため、冷却対象となっているコイル状鋼板Sに対する冷却完了の時期が把握しやすくなることから、建屋Bからのコイル状鋼板Sの搬出スケジュールについても予測が立てやすくなり、出荷の管理にも資することになる。 In addition, because the cooling equipment C is controlled in this manner, it becomes easier to grasp the time when the cooling of the coiled steel plate S to be cooled will be completed, which makes it easier to predict the schedule for removing the coiled steel plate S from building B, which also contributes to the management of shipments.
また、データベース6に格納された入力データを用いて、さらに上述した学習部42による機械学習が実行され、冷却完了時間の予測モデルや結露発生の予測モデルを更新するようにされていても良い。このような処理を繰り返すことによって、各予測モデルの精度が上がり、さらにコイル状鋼板Sの冷却方法をより緻密に実行することができるようになる。
In addition, the input data stored in the
さらに、冷却設備Cの制御に当たって、冷却条件演算部44が制御内容を設定するために用いた入力データが、例えば、異常な値であった場合、予測データに当てはめた結果も異常値となる可能性が高いため、このような場合にはその旨を上述した表示部等を介して管理者に対して報知することもできる。
Furthermore, when controlling the cooling equipment C, if the input data used by the cooling
[動作]
次に、制御装置4において冷却完了時間の予測モデル、及び、結露発生の有無に関する予測モデルが生成される流れ、及び、生成された予測モデルを用いた冷却設備Cの制御の流れについて、図4及び図5を用いて説明する。
[Action]
Next, the flow of generating a prediction model for the cooling completion time and a prediction model for the occurrence of condensation in the
まず冷却完了時間の予測モデル、及び、結露発生の有無に関する予測モデルが生成される流れである。図4は、本発明の実施の形態において制御装置4がコイル状鋼板Sの冷却完了時間、或いは、結露の発生を予測するためのモデルを生成するに当たって機械学習をする流れを示すフローチャートである。
First, the flow of generating a prediction model for the cooling completion time and the occurrence of condensation is shown. Figure 4 is a flowchart showing the flow of machine learning performed by the
まず制御装置4は、入力データを取得する(ST1)。当該入力データは、冷却完了時間の予測モデルの生成の場合も、結露発生の有無に関する予測モデルの生成の場合も同じであり、上述したように、冷却対象となっているコイル状鋼板Sの成分情報及び操業パラメータである。
First, the
一方、教師データも併せて取得する(ST2)。教師データは実績データであるが、冷却完了時間の予測モデルの場合は、温度計3aで測定された温度の情報と当該情報から算出された冷却完了時間の情報である。一方、結露発生の有無に関する予測モデルの場合は、ビデオカメラ3bで撮影されたコイル状鋼板Sの表面の状態に関する情報である。
Meanwhile, training data is also acquired (ST2). The training data is actual data, but in the case of a prediction model for the cooling completion time, it is information on the temperature measured by the
学習部42は、例えば、上位コンピュータ5がデータベース6にアクセスすることで得られたこれらの入力データ、及び、教師データを情報取得部41を介して受信することで取得する。或いは、学習部42が記憶部43にアクセスすることで取得しても良い。
The
そして学習部42では、得られた入力データ、及び、教師データを用いて機械学習を実行する(ST3)。機械学習で用いるアルゴリズムについては、上述したようにいずれのアルゴリズムを用いても良い。
Then, the
そして機械学習の結果生成(構築)された予測モデルは、記憶部43へと送信され格納される(ST4)。以上で、冷却完了時間の予測モデル、及び、結露発生の有無に関する予測モデルが生成される。
The prediction model generated (constructed) as a result of the machine learning is then sent to the
なお、ここでは、学習部42が機械学習を行って生成された予測モデルについては、そのまま記憶部43へ格納されるが、例えば、学習部42が生成された予測モデルが妥当なものであるか否かについて評価を行うようにしても良い。また、評価の結果によっては、予測モデルを再構築することとしても良い。
Note that here, the predictive model generated by the
次に、生成された当該各予測モデルを用いた、コイル状鋼板Sの冷却方法の流れについて説明する。図5は、本発明の実施の形態において制御装置4がコイル状鋼板Sの冷却完了時間、或いは、結露の発生を予測する際に生成された予測モデルを用いて冷却設備Cの制御を行う流れを示すフローチャートである。
Next, we will explain the flow of the cooling method for the coiled steel plate S using each of the generated prediction models. Figure 5 is a flowchart showing the flow of the
制御装置4は、冷却対象となるコイル状鋼板Sの冷却処理を実行するに当たって、上位コンピュータ5から目標冷却完了時間の情報を取得する(ST11)。そして受信した当該目標冷却完了時間に冷却処理が完了するように、制御を行うための入力データの設定を行う(ST12)。
When executing the cooling process for the coiled steel plate S to be cooled, the
具体的には、上述したように例えば、冷却条件演算部44によって、冷却ミスト発生装置1における冷却ミストの流量や冷却ファン2やルーフファンRFにおける風量が設定される。或いは、記憶部43に格納されている各予測モデルにて用いられている条件を入力データとして採用することも可能である。
Specifically, as described above, for example, the flow rate of the cooling mist in the cooling mist generator 1 and the air volume in the cooling
このようにして設定された入力データを、次に冷却条件演算部44は、記憶部43から取得した冷却完了時間の予測モデル、或いは、結露発生の有無に関する予測モデルに当てはめる(ST13)。
The cooling
このように入力データを予測モデルに当てはめることによって、冷却完了時間が予測できるとともに、当該冷却条件の下、コイル状鋼板Sに結露が発生するか否かの予測も可能となる。 By applying the input data to the prediction model in this way, it is possible to predict the time until cooling is complete, and also to predict whether condensation will occur on the coiled steel plate S under the cooling conditions.
冷却条件演算部44では、入力データを各予測モデルに当てはめた結果を確認する。すなわち、目標冷却完了時間の情報と照らし合わせて、目標とされる冷却完了時間までに対象となるコイル状鋼板Sの冷却処理が完了するか否か、結露が発生するか否かを判定する(ST14)。
The cooling
その結果、所望の結果が取得できなかった場合には(ST14のNO)、入力データを変更して(ST15)、改めてステップST12へと戻り、入力データの設定、予測モデルへの当てはめを実行する。 If the desired results cannot be obtained (NO in ST14), the input data is changed (ST15) and the process returns to step ST12 to set the input data and apply it to the prediction model.
一方、所望の結果が得られた場合には(ST14のYES)、冷却条件演算部44は冷却条件出力部45へと入力データを送信し、冷却条件出力部45を介して冷却設備Cへと入力データを送信する(ST16)。これによって、入力データを基に冷却ミスト発生装置1等の冷却設備Cが駆動制御される。
On the other hand, if the desired result is obtained (YES in ST14), the cooling
併せて、冷却条件出力部45は、入力データを教師データとしてデータベース6へと送信し、格納する(ST17)。なお、教師データとする入力データについては、データベース6に送信するのではなく、例えば、記憶部43に送信して記憶させることも可能である。
In addition, the cooling
制御装置4による、上述した一連の処理が実行されることによって、冷却完了時間の予測モデル、及び、結露発生の有無に関する予測モデルを用いた冷却方法により、冷却設備Cによってコイル状鋼板Sが冷却される。
The
次に、これまで説明してきた冷却完了時間の予測モデル、及び、結露発生の有無に関する予測モデルの生成の流れ、冷却ミスト発生装置1等の冷却設備Cを用いたコイル状鋼板Sの冷却方法について、その実施例を説明する。 Next, we will explain the flow of generating the prediction model for the cooling completion time and the prediction model for the occurrence or non-occurrence of condensation, as well as an example of a method for cooling a coiled steel sheet S using cooling equipment C such as a cooling mist generator 1.
本実施例における冷却床CFには、図1や図2に示されるように、複数のコイル状鋼板Sを1m間隔で並べて置いた。さらに、コイル状鋼板Sの列の両端部には冷却設備Cとして、冷却ミスト発生装置1及び冷却ファン2を配置した。両者の位置関係は、冷却ファン2の後方に冷却ミスト発生装置を配置している。
In this embodiment, as shown in Figures 1 and 2, multiple coiled steel plates S were placed at 1 m intervals on the cooling bed CF. In addition, a cooling mist generator 1 and a cooling
このような冷却設備Cを用いてコイル状鋼板Sの冷却を行った。コイル状鋼板Sの冷却開始温度は600℃で、コイル状鋼板Sの幅は1000mm、外径は1950mmであった。またコイル状鋼板Sは、図示する通り、1列あたり5個とし、冷却床CFの温度は30℃で、相対湿度は80%であった。冷却ミストの原料としては水を採用し、その温度は30℃とした。コイル状鋼板Sの冷却は、コイル表面温度が50℃となった時点で停止した。 The coiled steel plate S was cooled using this cooling equipment C. The starting cooling temperature of the coiled steel plate S was 600°C, the width of the coiled steel plate S was 1000 mm, and the outer diameter was 1950 mm. As shown in the figure, five coiled steel plates S were arranged in one row, the temperature of the cooling bed CF was 30°C, and the relative humidity was 80%. Water was used as the raw material for the cooling mist, and its temperature was 30°C. The cooling of the coiled steel plate S was stopped when the coil surface temperature reached 50°C.
さらに、予測モデルを生成する際の入力データとして、コイル状鋼板Sの板幅は「800~1200mm」のデータを、外径は「1800~2100mm」のデータを、鋼板の含有成分は「C:0.01~0.1%、Si:0.1~1.0%、Mn:0.5~2.0%」のデータを用いた。また、結露発生予測に関しても入力データとして同じデータセットを採用した。 Furthermore, as input data for generating the prediction model, data for the width of the coiled steel plate S of "800 to 1200 mm," the outer diameter of "1800 to 2100 mm," and the steel plate components of "C: 0.01 to 0.1%, Si: 0.1 to 1.0%, Mn: 0.5 to 2.0%" were used. The same data set was also used as input data for predicting condensation.
そしてコイル状鋼板Sの冷却完了時間の予測に関して、入力データとして巻取り前の鋼板の温度を用いた。すなわち当該コイル状鋼板Sの温度については、巻取り前に鋼板の幅方向中央部の温度をスポット式放射温度計によって測定し、鋼板の上面の温度を測定した結果を用いた。 Then, in predicting the cooling completion time of the coiled steel sheet S, the temperature of the steel sheet before winding was used as input data. That is, the temperature of the coiled steel sheet S was measured by measuring the temperature of the center of the width direction of the steel sheet with a spot-type radiation thermometer before winding, and the temperature of the top surface of the steel sheet was measured.
このようなコイル状鋼板Sの含有成分、冷却設備Cの操業パラメータを入力データとし、測定装置3である温度計3aによる温度情報を教師データとして冷却完了時間の予測モデルを生成した。併せて、同じ入力データを用い、ビデオカメラ3bによる結露の有無に関する情報を教師データとして、コイル状鋼板Sの結露発生の有無に関する結露発生の予測モデルを生成した。
A prediction model for the cooling completion time was generated using the components contained in the coiled steel plate S and the operating parameters of the cooling equipment C as input data and temperature information from the
冷却完了時間の予測モデルおよび結露発生の予測モデルによって、コイル状鋼板Sの冷却完了時間および結露発生を予測した。さらに、予測した冷却完了時間が目標範囲に入り、かつ、結露が発生しない状態となるように、冷却設備Cのパラメータと冷却ファン2やルーフファンRFの排気流量を調整し、当該制御内容を基に冷却設備Cの駆動制御を行った。
The cooling completion time and condensation occurrence of the coiled steel plate S were predicted using a prediction model for the cooling completion time and a prediction model for the occurrence of condensation. Furthermore, the parameters of the cooling equipment C and the exhaust flow rates of the cooling
その結果、冷却対象であるコイル状鋼板Sについて、目標冷却完了時間内に冷却を完了しつつ、結露の発生も回避して錆の発生防止を達成した。このように上述した予測モデルの生成方法及び、当該予測モデルを使用した冷却方法を用いることで、最終的にコイル状鋼板Sの冷却時間を適正化し、冷却床の置場不足を解消できた。 As a result, the cooling of the coiled steel plate S, which was the object to be cooled, was completed within the target cooling completion time, while condensation was avoided, and rust was prevented. By using the above-mentioned method for generating a predictive model and the cooling method using the predictive model, the cooling time of the coiled steel plate S was ultimately optimized, and the lack of space for the cooling bed was resolved.
なお、これまで説明してきた本発明の実施の形態は、いずれも本発明の一例を示したものである。また、これらの各実施の形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。これらの各実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 The embodiments of the present invention described so far are merely examples of the present invention. Various modifications or improvements can be made to each of these embodiments, and such modifications or improvements can also be included in the present invention. Each of these embodiments and their variations are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims.
1 冷却ミスト発生装置
2 冷却ファン
3 測定装置
3a 温度計
3b ビデオカメラ
4 制御装置
B 建屋
C 冷却設備
CF 冷却床
RF ルーフファン
S コイル状鋼板
1 Cooling
Claims (11)
前記成分情報及び前記操業パラメータを入力データとし、前記実績データを教師データとして、冷却ミスト発生装置から噴射された冷却ミストを蒸発させることにより冷却された状態の空気を吸引して前記コイル状鋼板へ送風することができる程度の間隔で配置される冷却ファンの、少なくとも前記冷却ミスト発生装置及び前記冷却ファンに対する制御が行われる際に用いられる冷却床における前記コイル状鋼板の結露発生を予測する予測モデルを機械学習によって生成するステップと、
を備えることを特徴とするコイル状鋼板に関する予測モデルの生成方法。 Acquiring component information of a coiled steel sheet, operation parameters of the coiled steel sheet, and performance data in the manufacture of the coiled steel sheet;
a step of generating, by machine learning, a prediction model for predicting the occurrence of condensation on the coiled steel sheet on a cooling bed used when controlling at least the cooling mist generator and the cooling fan, the cooling fan being arranged at an interval sufficient to allow the cooling mist sprayed from the cooling mist generator to be evaporated, the cooling mist being sucked in and blown to the coiled steel sheet;
A method for generating a prediction model for a coiled steel sheet, comprising:
前記測定装置が測定して得られた情報を前記教師データとして取得することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のコイル状鋼板に関する予測モデルの生成方法。 A measuring device is provided for detecting the state of both the coiled steel plate and the cooling bed, or one of the two,
The method for generating a prediction model for a coiled steel sheet according to claim 1 or 2, characterized in that information obtained by measurement with the measuring device is acquired as the teaching data.
設定された前記制御内容に基づいて、冷却設備を制御するステップと、を備え、
前記冷却設備は、少なくとも冷却ミスト発生装置と、前記冷却ミスト発生装置から噴射される冷却ミストが蒸発し、かつ、前記冷却ミストが拡散して吸引されないことを避けることができる程度の間隔で配置される冷却ファンとから構成され、
前記冷却設備を制御するステップは、さらに、
設定された前記制御内容に基づいて、冷却ミスト発生装置により冷却ミストを噴射するステップと、
冷却ファンが、前記冷却ミスト発生装置により噴射された前記冷却ミストが蒸発することにより冷却された空気を吸引して冷却床に置かれているコイル状鋼板に送風するステップと、
を備えることを特徴とするコイル状鋼板の冷却方法。 A step of setting control contents of a cooling process of the coiled steel sheet using a prediction model for predicting a cooling completion time of the coiled steel sheet on a cooling bed or occurrence of condensation, which is generated by the method for generating a prediction model related to the coiled steel sheet according to any one of claims 1 to 5;
and controlling the cooling equipment based on the set control content.
The cooling equipment is composed of at least a cooling mist generating device and cooling fans arranged at intervals to allow the cooling mist sprayed from the cooling mist generating device to evaporate and to prevent the cooling mist from diffusing and not being sucked in ,
The step of controlling the cooling facility further comprises:
A step of spraying cooling mist from a cooling mist generating device based on the set control content;
a cooling fan sucking in air cooled by evaporation of the cooling mist sprayed by the cooling mist generator and blowing the air onto the coil-shaped steel plate placed on a cooling bed;
A method for cooling a coiled steel plate, comprising:
前記制御内容に基づいて、前記冷却ファンによって前記コイル状鋼板に送風された気体を含む、前記コイル状鋼板の周囲の空気を前記冷却床外に排気するステップを備えることを特徴とする請求項6に記載のコイル状鋼板の冷却方法。 After the step of blowing air onto the coiled steel sheet by the cooling fan,
The method for cooling a coiled steel plate according to claim 6, further comprising a step of exhausting the air around the coiled steel plate, including the gas blown to the coiled steel plate by the cooling fan, outside the cooling bed based on the control content.
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