加熱炉の制御方法及び厚鋼板の製造方法
【課題】表面スケール疵を発生させることなく厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能な、加熱炉の制御方法及び厚鋼板の製造方法を提供する。
【解決手段】Ｒ基の加熱炉が稼働中の連続加熱炉で複数のスラブを加熱し、スラブを圧延して厚鋼板を製造する際に、圧延後に厚鋼板に表面スケール疵が発生しない目標在炉時間を決定し、圧延能率及び目標在炉時間から、スラブに表面スケール疵が発生しない目標炉内スラブ数を計算し、スラブが加熱炉群に装入される際に加熱炉群内に存在するスラブ数を予測し、予測したスラブ数が、目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ−１）倍以上であれば少なくとも１基の加熱炉の加熱能力を低減し、それ以外の場合にはＲ基の加熱炉の加熱能力を維持し、予測したスラブ数が目標炉内スラブ数以下となるようにスラブの間隔を調整する加熱炉の制御方法とし、該制御方法で制御される加熱炉を用いて厚鋼板を製造する厚鋼板の製造方法とする。
【解決手段】Ｒ基の加熱炉が稼働中の連続加熱炉で複数のスラブを加熱し、スラブを圧延して厚鋼板を製造する際に、圧延後に厚鋼板に表面スケール疵が発生しない目標在炉時間を決定し、圧延能率及び目標在炉時間から、スラブに表面スケール疵が発生しない目標炉内スラブ数を計算し、スラブが加熱炉群に装入される際に加熱炉群内に存在するスラブ数を予測し、予測したスラブ数が、目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ−１）倍以上であれば少なくとも１基の加熱炉の加熱能力を低減し、それ以外の場合にはＲ基の加熱炉の加熱能力を維持し、予測したスラブ数が目標炉内スラブ数以下となるようにスラブの間隔を調整する加熱炉の制御方法とし、該制御方法で制御される加熱炉を用いて厚鋼板を製造する厚鋼板の製造方法とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱炉の制御方法及び該加熱炉の制御方法を用いる厚鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
厚鋼板は、スラブを連続加熱炉（以下、単に「加熱炉」とも言う。）に装入して所定温度に加熱した後、圧延機で所定厚まで圧延する過程を経て、製造される。通常の製造ラインでは、１の圧延機に対し複数の加熱炉が設置される。これは加熱能力（加熱ピッチ）が圧延能力（圧延ピッチ）に比して小さいためであり、加熱炉は両ピッチ（加熱ピッチ及び圧延ピッチ）を吸収するためのバッファーとしての役割も果たす。
【０００３】
加熱炉のバッファー機能を効率的に活用できれば、厚鋼板の生産能率をより向上させることができる。このために、加熱炉からのスラブを適切に抽出する順番を決定して、加熱炉の制御を行う発明が多数特許出願されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、加熱炉にスラブを装入する前後において、抽出順位を変更可能なスラブの範囲内で加熱後の圧延シミュレーションを行い、加熱制約を満たしながら圧延時間が最短となるようにスラブの抽出順を決定し、この決定した抽出順に基づいて圧延スケジュール計算を行ってスラブの個々の圧延時間を予測し、この圧延時間に基づいて在炉時間を予測し、この在炉時間に基づいて加熱炉の加熱制御を行う、加熱炉の加熱制御方法の発明が記載されている。加熱炉のバッファー機能を効率的に機能させることは、生産能率の向上につながるだけでなく、加熱炉に使用する燃料原単位の観点や環境保護の観点からも好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３２０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、バッファー機能を効率化した場合には厚鋼板の生産量の向上を図ることが可能になるが、この場合でも、鋼種によっては疵が発生する、あるいは適切な機械的特性を与えることはできないという問題が生じる場合があった。すなわち、スラブの在炉時間が長くなると表面スケール疵（アバタ）が発生しやすく、疵の手入れ・除去が必要となり却って厚鋼板の製造能率を下げることになる。一方、スラブの在炉時間が短くなると、機械的特性が悪化しやすく、所望の特性が得られ難くなるという問題が生じていた。
【０００７】
このような問題は、圧延機のロール替えなど、イレギュラーの作業工程が入る場合に起こることが多い。イレギュラーの作業工程が入る場合であっても、在炉時間を適切に制御することにより、機械的特性を満足し、表面スケール疵が発生しない厚鋼板を製造することが可能になる。図４は、表面スケール疵が発生しない境目となる在炉時間Ｔ１（在炉時間がＴ１を超えると表面スケール疵が発生する）と機械的特性不足が生じない境目となる在炉時間Ｔ２（在炉時間がＴ２未満になると機械的特性不足が生じる）との関係を示す図である。図４において、Ｔは在炉時間である。在炉時間Ｔを、Ｔ２以上Ｔ１以下に制御することにより、機械的特性を満足し、表面スケール疵が発生しない厚鋼板を製造することが可能になる。
【０００８】
一方で、環境保護の観点からは使用燃料を減少させることが好ましい。バッファー機能の効率化を行ったとしても燃料原単位の削減は高々数％、例えば特許文献１に記載の発明では従来の方法に比べて２％の燃料原単位の効率化しか図れない。環境保護の観点から、より高い燃料の効率的使用が望まれる。
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、表面スケール疵が発生することがなく、厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能な、加熱炉の制御方法及び厚鋼板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者らは従来とは別の観点から、加熱炉のバッファー機能の効率化を検討した。
まず、燃料の使用量を抜本的に低下させるため、加熱炉の使用有無をバッファーとして役立てることを検討した。複数の加熱炉のうち１台の使用を停止できれば、停止加熱炉以外の加熱炉における燃料使用量が多くなっても、加熱炉全体としての燃料使用量を大幅に減少させることが可能になる。
【００１１】
加えて、１の加熱炉の使用を停止した場合、加熱炉全体で炉内に存在させることが可能なスラブ数（以下において、「炉内スラブ数」ということがある。）は、停止前に比べて少なくなる。スラブが加熱炉内で加熱される時間（以下において、「在炉時間」という。）と炉内スラブ数との間には、
炉内スラブ数［個］ ＝ 在炉時間［時間］ × 圧延能率［個／時間］
という関係がある。ここで、「圧延能率」とは、単位時間当たりに圧延機によって圧延されるスラブ数をいう。例えば圧延能率が一定の場合、上記関係から、炉内スラブ数が少なくなると在炉時間が短くなるので、在炉時間が長いことを原因として発生していた表面スケール疵の発生を抑えることが可能になる。ここで、「圧延能率が一定」とは、順次圧延されるスラブが一定ペースで圧延されその圧延量がほぼ変わらないことをいう。
【００１２】
一方、圧延能率が高い操業下においては、スラブ間隔を狭くしても、在炉時間が短くなり機械特性が不足することがある。このような場合には、使用する加熱炉の数を増やして在炉時間を長くすることにより、機械的特性を満足する厚鋼板を得ることができる。
【００１３】
本発明は、これらの知見を基にして完成されたものであり、その要旨は、以下に示す通りである。以下、本発明について説明する。
【００１４】
本発明の第１の態様は、Ｒ基（Ｒは２以上の整数）の加熱炉が稼働中である加熱炉群で複数のスラブを加熱し、加熱された複数のスラブを圧延機で圧延して厚鋼板を製造する際に加熱炉を制御する方法であって、スラブを圧延した後に厚鋼板に表面スケール疵が発生しない目標在炉時間を決定する工程と、圧延機の圧延能率と決定された目標在炉時間とから、スラブに表面スケール疵が発生しない目標炉内スラブ数を計算する工程と、スラブが加熱炉群に装入される際に該加熱炉群内に存在する炉内スラブ数を予測する炉内スラブ数予測工程と、予測された炉内スラブ数が、目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ−１）倍以上であるか否か（０．９≦α≦１．１）を判断する判断工程と、予測された炉内スラブ数が目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ−１）倍以上であると判断工程で判断された場合に、Ｒ基のうち少なくとも１基の加熱炉の加熱能力を低減する低減工程と、予測された炉内スラブ数が目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ−１）倍未満であると判断工程で判断された場合に、Ｒ基の加熱炉の加熱能力を維持して操業する維持工程と、低減工程又は維持工程後に、予測された炉内スラブ数が目標炉内スラブ数以下となるようにスラブの間隔を調整する工程と、を有することを特徴とする、加熱炉の制御方法である。
【００１５】
ここに、「Ｒ基のうち少なくとも１基の加熱炉の加熱能力を低減する」とは、少なくとも１基の加熱炉の動作を完全に停止する形態、及び、少なくとも１基の加熱炉を他の加熱炉（加熱能力を低減する加熱炉が１基の場合には、Ｒ−１基の加熱炉）よりも低温で燃焼させる形態を含む概念である。
【００１６】
本発明の第２の態様は、稼働中のＲ基（Ｒは正の整数）の加熱炉、及び、該Ｒ基の加熱炉よりも加熱能力が低い状態とされている少なくとも１基の加熱炉を有する加熱炉群で複数のスラブを加熱し、加熱された複数のスラブを圧延機で圧延して厚鋼板を製造する際に加熱炉を制御する方法であって、スラブを圧延した後に厚鋼板に機械的特性不足が発生しない目標在炉時間を決定する工程と、圧延機の圧延能率と決定された目標在炉時間とから、スラブに機械的特性不足が生じない目標炉内スラブ数を計算する工程と、スラブが加熱炉群に装入される際にＲ基の加熱炉内に存在する炉内スラブ数を予測する炉内スラブ数予測工程と、予測された炉内スラブ数が、目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ＋１）倍以下であるか否か（０．９≦α≦１．１）を判断する判断工程と、予測された炉内スラブ数が目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ＋１）倍以下であると判断工程で判断された場合に、加熱能力が低い状態とされている少なくとも１基の加熱炉の加熱能力を増大させて操業する増大工程と、予測された炉内スラブ数が目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ＋１）倍よりも多いと判断工程で判断された場合に、Ｒ基の加熱炉の加熱能力を維持して操業する維持工程と、増大工程又は維持工程後に、予測された炉内スラブ数が目標炉内スラブ数以上となるようにスラブの間隔を調整する工程と、を有することを特徴とする、加熱炉の制御方法である。
【００１７】
ここに、「該Ｒ基の加熱炉よりも加熱能力が低い状態とされている少なくとも１基の加熱炉を有する加熱炉群」とは、加熱炉群に、動作が完全に停止している加熱炉、又は、稼働しているＲ基の加熱炉のすべてよりも低温で燃焼させている加熱炉が、少なくとも１基存在していることをいう。
【００１８】
本発明の第３の態様は、上記本発明の第１の態様及び／又は上記本発明の第２の態様にかかる加熱炉の制御方法によって制御される加熱炉と、該加熱炉の下工程側に配設された圧延機とを用いて厚鋼板を製造することを特徴とする、厚鋼板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の態様では、厚鋼板に表面スケール疵が発生しないように加熱炉が制御される。表面スケール疵の発生が懸念され始める在炉時間Ｔ１は、厚鋼板の機械的特性不足が懸念され始める在炉時間Ｔ２よりも長く、表面スケール疵の発生が懸念される状態下では、厚鋼板の機械的特性不足は懸念されない。それゆえ、表面スケール疵の発生が懸念される場合に、厚鋼板に表面スケール疵が発生しないように加熱炉を制御することにより、表面スケール疵が発生することがなく、厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能な、加熱炉の制御方法を提供することができる。また、本発明の第１の態様では、厚鋼板に表面スケール疵の発生が懸念される場合に、少なくとも１基の加熱炉の加熱能力が低減される。加熱能力を低減することにより、燃料使用量を低減することが可能になるので、本発明の第１の態様によれば、環境負荷を低減することも可能になる。
【００２０】
本発明の第２の態様では、厚鋼板の機械的特性が不足しないように加熱炉が制御される。機械的特性不足が懸念され始める在炉時間Ｔ２は、表面スケール疵の発生が懸念され始める在炉時間Ｔ１よりも短く、機械的特性不足が懸念される状態下では、表面スケール疵の発生は懸念されない。それゆえ、厚鋼板の機械的特性不足が懸念される場合に、厚鋼板の機械的特性が不足しないように加熱炉を制御することにより、表面スケール疵が発生することがなく、厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能な、加熱炉の制御方法を提供することができる。
【００２１】
本発明の第３の態様では、本発明の第１の態様及び／又は本発明の第２の態様にかかる加熱炉の制御方法によって制御される加熱炉を用いて厚鋼板を製造する。本発明の第１の態様や本発明の第２の態様は上記効果を奏するので、本発明の第３の態様によれば、表面スケール疵が発生することがなく、厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能な、厚鋼板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】厚鋼板の製造ライン１０を説明する図である。
【図２】第１実施形態にかかる本発明の加熱炉の制御方法を説明するフローチャートである。
【図３】第２実施形態にかかる本発明の加熱炉の制御方法を説明するフローチャートである。
【図４】表面スケール疵が発生しない境目となる在炉時間Ｔ１と機械的特性不足が生じない境目となる在炉時間Ｔ２との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
通常、厚鋼板の仕様（スペック）は客先より指定され、メーカーはこれにしたがって厚鋼板を製造する。スペック（例えばスラブの材質など）から表面スケール疵の発生がない、あるいは機械的特性不足が生じないことが明らかな場合には、本発明を実施しないことも可能である。この場合は、圧延能率に合わせて加熱炉にスラブを装入する圧延能率優先の操炉により、厚鋼板の製造を行うことができる。これに対し、表面スケール疵の発生や機械的特性不足が懸念される場合には、本発明を実施することにより、懸念を排除することが可能になる。
【００２４】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す形態は本発明の例示であり、本発明は以下に示す形態に限定されるものではない。
【００２５】
図１は、本発明を実施可能な厚鋼板の製造ラインを簡略化して示す図である。図１では、加熱炉よりも上工程側に配設されている設備、及び、圧延機列よりも下工程側に配設されている設備の記載を省略しており、圧延機列の記載も簡略化している。
【００２６】
図１に示すように、厚鋼板の製造ライン１０は、スラブ１、１、…を加熱する４基の加熱炉２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを有する加熱炉群２と、該加熱炉群２の下工程側に配設された圧延機３ａ、３ａ、…、及び、圧延機３ｂ、３ｂ、…を有する圧延機列３と、加熱炉群２の動作を制御可能な制御手段４と、を有している。制御手段４には、加熱炉群２の動作制御を実行可能なＣＰＵ４ａと、該ＣＰＵ４ａに対する記憶装置とが設けられている。ＣＰＵ４ａは、マイクロプロセッサユニット及びその動作に必要な各種周辺回路を組み合わせて構成され、ＣＰＵ４ａに対する記憶装置は、例えば、加熱炉群２の動作制御に必要なプログラムや各種データを記憶するＲＯＭ４ｂと、ＣＰＵ４ａの作業領域として機能するＲＡＭ４ｃ等を組み合わせて構成される。当該構成に加えて、さらに、ＣＰＵ４ａが、ＲＯＭ４ｂに記憶されたソフトウエアと組み合わされることにより、厚鋼板の製造ライン１０における制御手段４が機能する。
【００２７】
加熱炉群２によって加熱された後、圧延機列３によって圧延されるスラブ１、１、…に関する情報は、制御手段４の入力ポート４ｄを介して、入力信号としてＣＰＵ４ａへと到達する。ＣＰＵ４ａは、入力信号及びＲＯＭ４ｂに記憶されたプログラムを用いて計算することにより、スラブを圧延した後に厚鋼板に表面スケール疵が発生しない目標在炉時間、及び、スラブに表面スケール疵が発生しない目標炉内スラブ数や、スラブが加熱炉２ａへと装入される際に加熱炉群２内に存在するスラブ数（予測炉内スラブ数）や、スラブを圧延した後に厚鋼板に機械的特性不足が生じない目標在炉時間、及び、スラブに機械的特性不足が生じない目標炉内スラブ数等を、決定・計算・予測する。そして、計算・予測された、予測炉内スラブ数及び目標炉内スラブ数が、所定の関係を満たすか否かがＣＰＵ４ａにおいて判断され、判断結果に基いて、加熱炉群２の動作指令が決定される。その後、決定された動作指令が、出力ポート４ｅを介して加熱炉群２へと出力され、加熱炉群２を構成する各加熱炉２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの動作が制御される。
【００２８】
１．第１実施形態
図２は、第１実施形態にかかる本発明の加熱炉の制御方法（以下において、「第１の制御方法」という。）を説明するフローチャートである。以下、図１、図２、及び、図４を参照しつつ、第１の制御方法について説明する。
【００２９】
図２に示すように、第１の制御方法は、目標在炉時間決定工程（Ｓ１１）と、目標炉内スラブ数計算工程（Ｓ１２）と、炉内スラブ数予測工程（Ｓ１３）と、判断工程（Ｓ１４）と、低減工程（Ｓ１５）と、維持工程（Ｓ１６）と、スラブ間隔調整工程（Ｓ１７）と、を有している。
【００３０】
目標在炉時間決定工程Ｓ１１（以下において、「Ｓ１１」という。）は、圧延機列３を用いてスラブ１、１、…を圧延した後に、厚鋼板に表面スケール疵が発生しない目標在炉時間Ｔ１を決定する工程である。目標在炉時間は、過去の厚鋼板製造で得られた経験則から求めればよい。例えば、同スペックごとにＴ１のデータを蓄積したデータテーブルをＲＯＭ４ｂに記憶しておき、目標在炉時間を決定する際に、ＲＯＭ４ｂに記憶されたプログラムを用いて計算することにより、Ｔ１を決定すればよい。
【００３１】
目標炉内スラブ数計算工程Ｓ１２（以下において、「Ｓ１２」という。）は、Ｓ１１で決定された目標在炉時間Ｔ１と圧延機列３の圧延能率から、スラブ１、１、…に表面スケール疵が発生しない目標炉内スラブ数Ｓ１を計算する工程である。ここで、Ｓ１は現状の操炉状態で表面スケール疵が発生しない最大スラブ数を表す。
圧延機列３の圧延能率（個／時間）は、圧延温度（スラブ加熱温度）、圧下量などの製造条件や圧延機列３の圧延ロールを交換する作業に伴う圧延停止などの作業条件などによって決まる。Ｓ１２では、これらの製造条件や作業条件などを加味した圧延能率を求め、求めた圧延能率を用いてＳ１を計算すればよい。圧延能率は様々な要因に起因する。計算が困難な場合は、圧延停止などの作業条件のみを勘案して圧延能率を求めてもよい。上述のように、目標炉内スラブ数Ｓ１＝目標在炉時間Ｔ１×圧延能率という関係が成立するため、圧延能率が求まれば、目標炉内スラブ数を容易に計算することができる。
【００３２】
炉内スラブ数予測工程Ｓ１３（以下において、「Ｓ１３」という。）は、スラブ１、１、…が加熱炉群２に装入される際に加熱炉群２内に存在する炉内スラブ数Ｅ１を予測する工程である。Ｓ１３では、スラブ１、１、…が加熱炉群２に装入されるまでに加熱炉群２に装入されるスラブ数、加熱炉群２中に存在しているスラブ数、及び、スラブ１、１、…が加熱炉群２に装入されるまでに加熱炉群２から搬出されるスラブ数から、炉内スラブ数Ｅ１を容易に予測できる。
【００３３】
判断工程Ｓ１４（以下において、「Ｓ１４」という。）は、Ｓ１２で計算された目標炉内スラブ数Ｓ１と、Ｓ１３で予測された炉内スラブ数Ｅ１とが、下記式１の関係を満たすか否かを判断する工程である。
Ｅ１≧Ｓ１×α×Ｒ／（Ｒ−１） …（式１）
式１において、αは０．９≦α≦１．１の係数であり、Ｒは加熱炉群２に含まれる稼働中の加熱炉数（厚鋼板の製造ライン１０ではＲ＝４）である。０．９≦α≦１．１とするのは、炉内スラブ数Ｅ１の予測誤差を修正するためである。上記式１の関係を満たす場合には、後述する低減工程（Ｓ１５）が行なわれる。これに対し、上記式１の関係を満たさない場合には、後述する維持工程（Ｓ１６）が行なわれる。実際の操業では、αは経験に基づき決定すればよい。
【００３４】
低減工程Ｓ１５（以下において、「Ｓ１５」という。）は、Ｓ１４で肯定判断がなされた場合（上記式１の関係を満たす場合）に行なわれる工程である。Ｓ１５では、加熱炉群２を構成する４基の加熱炉のうち少なくとも１基の加熱炉の加熱能力を低減する（加熱能力を低減する加熱炉数が１基の場合、１基の加熱炉の動作を停止して稼働させる加熱炉数を３基にする、又は、再度の操業に対応しやすくするため１基の加熱炉を低温で燃焼させて３基の加熱炉の燃焼温度は維持する）。Ｓ１５で加熱炉の加熱能力を低減することにより、圧延能率が一定であれば在炉時間を短くすることが容易になるので、表面スケール疵の発生を防止することが可能になる。なお、圧延能率が一定でない場合でも、上述のＥ１、Ｓ１の任意の時間内における平均値を算出できれば、その平均値より同様の計算ができる。この場合も在炉時間の短縮化により、表面スケール疵の防止が可能となる。さらに、加熱炉の加熱能力を低減することにより、燃料の使用量を低減することが容易になるので、環境負荷を低減することも可能になる。なお、上述の「低温で燃焼」とは、具体的には、加熱炉ではスラブを通常１０５０〜１２５０℃程度に均熱加熱するのに対し、燃料使用量を低減させて、これらの温度にまで加熱することはできないが、再操業を容易にできる温度まで加熱炉内の温度を低減させることをいう。
【００３５】
維持工程Ｓ１６（以下において、「Ｓ１６」という。）は、Ｓ１４で否定判断がなされた場合（上記式１の関係を満たさない場合）に行なわれる工程である。上記式１の関係を満たさない場合には、上記式１の関係を満たす場合と比較して、在炉時間は短い。そのため、上記式１の関係を満たさない場合には、加熱炉の加熱能力を低減せずに維持することができる。ただし、加熱炉の加熱能力を維持し、且つ、スラブ間隔も維持すると、表面スケール疵が発生する場合もある。そこで、Ｓ１４で肯定判断がなされた場合のみならず、Ｓ１４で否定判断がなされた場合においても、後述するスラブ間隔調整工程（Ｓ１７）が行なわれる。
【００３６】
スラブ間隔調整工程Ｓ１７（以下において、「Ｓ１７」という。）は、Ｓ１５又はＳ１６の後に、炉内スラブ数Ｅ１が目標炉内スラブ数Ｓ１以下となるように、不図示のスラブ間隔調整手段を用いてスラブ１、１、…の間隔を調整する工程である。スラブと加熱炉との物理的距離の関係は、下記式２で表すことができる。なお、１の連続加熱炉でスラブを複数の列並べて使用している場合には、下記式２の右辺第２項も加算して計算する。
（平均スラブ幅＋平均スラブ間隔）×スラブ数
＝加熱炉長さ×使用加熱炉数｛＋加熱炉長さ×増加列数｝ …（式２）
Ｓ１７でスラブ間隔を調整することにより、スラブ数が目標炉内スラブ数Ｓ１以下になれば、表面スケール疵の発生はない。また、表面スケール疵の発生が懸念される状態下では、機械的特性不足は懸念されない。したがって、Ｓ１１乃至Ｓ１７を有する第１の制御方法によれば、表面スケール疵が発生することがなく、厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能な、加熱炉の制御方法を提供することができる。また、Ｓ１４で肯定判断がなされた場合には、少なくとも１基の加熱炉の加熱能力が低減されるので、第１の制御方法によれば、環境負荷を低減することも可能になる。
【００３７】
＜第１の制御方法：例１＞
例えば、上記第１の制御方法において、Ｓ１２で計算された目標炉内スラブ数Ｓ１が９０であり、Ｓ１３で予測された炉内スラブ数Ｅ１が１３０であり、α＝１である場合、予測炉内スラブ数Ｅ１は目標炉内スラブ数Ｓ１を大きく超え、その数は目標炉内スラブ数Ｓ１の４／３倍（＝１２０）以上である。このような場合、スラブが加熱炉内に長時間に亘り滞留することになるので、圧延後に表面スケール疵が発生する。そこで、これを避けるために、例えば、Ｓ１５において、稼働中の４基の加熱炉２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのうち、１基の使用を停止させる。または、例えば、Ｓ１５において、稼働中の４基の加熱炉２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのうち、１基の加熱炉を低温で燃焼させ、当該１基の加熱炉の加熱能力を他の３基の加熱炉と同等の加熱能力に変更する際に変更しやすいように操業する。
【００３８】
加熱炉１基の使用を停止する場合、使用停止する加熱炉からは優先的にスラブを抽出し、当該加熱炉中のスラブ数をゼロにする。３基での操炉となれば、加熱炉群全体で加熱できるスラブ数は少なくなる。圧延能率が一定であれば在炉時間は短くなる。また、操炉数も減るので加熱炉群全体で燃料の使用量も大きく減少させることができ、環境にも優しい。
【００３９】
ただし、加熱炉を１基停止させたとしても、単純計算で加熱炉内のスラブ数（１３０×３／４＝９７．５）が目標炉内スラブ数Ｓ１（＝９０）を下回るわけではない。そこで、第１の制御方法では、Ｓ１７でスラブ間隔の調整を行うことで、適正な加熱炉内スラブ数とし、表面スケール疵を解消する。
【００４０】
＜第１の制御方法：例２＞
例えば、上記第１の制御方法において、Ｓ１２で計算された目標炉内スラブ数Ｓ１が９０であり、Ｓ１３で予測された炉内スラブ数Ｅ１が１００であり、α＝１である場合、予測炉内スラブ数Ｅ１は目標炉内スラブ数Ｓ１を超すが、その数は目標炉内スラブ数Ｓ１の４／３倍（＝１２０）未満である。このような場合も、圧延後に表面スケール疵が発生するが、スラブが上記例１の場合ほど加熱炉内に長時間に亘り滞留することにならない。そのため、この場合には、稼働中の４基の連続加熱炉の１基の加熱能力を、わざわざ低減する必要はない。そこで、上記式１を満たさない場合には、Ｓ１７でスラブ間隔の調整を行うことで、適正な加熱炉内スラブ数とし表面スケール疵を解消すれば十分である。
【００４１】
２．第２実施形態
図３は、第２実施形態にかかる本発明の加熱炉の制御方法（以下において、「第２の制御方法」という。）を説明するフローチャートである。以下、図１、図３、及び、図４を参照しつつ、第２の制御方法について説明する。なお、第２の制御方法が実施される厚鋼板の製造ラインは、動作を停止している加熱炉、又は、表面スケール疵を解消する等の目的で他のすべての加熱炉の加熱能力よりも低い状態で稼働している加熱炉を少なくとも１基有していることを前提とする。
【００４２】
図３に示すように、第２の制御方法は、目標在炉時間決定工程（Ｓ２１）と、目標炉内スラブ数計算工程（Ｓ２２）と、炉内スラブ数予測工程（Ｓ２３）と、判断工程（Ｓ２４）と、増大工程（Ｓ２５）と、維持工程（Ｓ２６）と、スラブ間隔調整工程（Ｓ２７）と、を有している。
【００４３】
目標在炉時間決定工程Ｓ２１（以下において、「Ｓ２１」という。）は、圧延機列３を用いてスラブ１、１、…を圧延した後に、厚鋼板に機械的特性不足が生じない目標在炉時間Ｔ２を決定する工程である。目標在炉時間は、過去の厚鋼板製造で得られた経験則から求めればよい。例えば、同スペックごとにＴ２のデータを蓄積したデータテーブルをＲＯＭ４ｂに記憶しておき、目標在炉時間を決定する際に、ＲＯＭ４ｂに記憶されたプログラムを用いて計算することにより、Ｔ２を決定すればよい。
【００４４】
目標炉内スラブ数計算工程Ｓ２２（以下において、「Ｓ２２」という。）は、Ｓ２１で決定された目標在炉時間Ｔ２と圧延機列３の圧延能率から、スラブ１、１、…に機械的特性不足が生じない目標炉内スラブ数Ｓ２を計算する工程である。ここで、Ｓ２は現状の操炉状態で機械的特性不足が生じない最小スラブ数を表す。
圧延機列３の圧延能率（個／時間）は、圧延温度（スラブ加熱温度）、圧下量などの製造条件や圧延機列３の圧延ロールを交換する作業に伴う圧延停止などの作業条件などによって決まる。Ｓ２２では、これらの製造条件や作業条件などを加味した圧延能率を求め、求めた圧延能率を用いてＳ２を計算すればよい。圧延能率は様々な要因に起因する。計算が困難な場合は、圧延停止などの作業条件のみを勘案して圧延能率を求めてもよい。上述のように、目標炉内スラブ数Ｓ２＝目標在炉時間Ｔ２×圧延能率という関係が成立するため、圧延能率が求まれば、目標炉内スラブ数を容易に計算することができる。
【００４５】
炉内スラブ数予測工程Ｓ２３（以下において、「Ｓ２３」という。）は、スラブ１、１、…が加熱炉群２に装入される際に加熱炉群２内に存在する炉内スラブ数Ｅ２を予測する工程である。Ｓ２３はＳ１３と同様の工程であるため、ここでは説明を省略する。
【００４６】
判断工程Ｓ２４（以下において、「Ｓ２４」という。）は、Ｓ２２で計算された目標炉内スラブ数Ｓ２と、Ｓ２３で予測された炉内スラブ数Ｅ２とが、下記式３の関係を満たすか否かを判断する工程である。
Ｅ２≦Ｓ２×α×Ｒ／（Ｒ＋１） …（式３）
式３において、αは０．９≦α≦１．１の係数であり、Ｒは加熱炉群２に含まれる加熱炉のうち、加熱能力を低減していない加熱炉の数（例えば、厚鋼板の製造ライン１０において、稼働を停止又は他の加熱炉よりも加熱能力を低減している加熱炉が１基、加熱能力を低減していない加熱炉が３基である場合には、Ｒ＝３）である。上記式３の関係を満たす場合には、後述する増大工程（Ｓ２５）が行なわれる。これに対し、上記式３の関係を満たさない場合には、後述する維持工程（Ｓ２６）が行なわれる。なお、「他の加熱炉よりも加熱能力を低減している」とは、具体的には、加熱炉を停止している、又は、スラブを１０５０〜１２５０℃程度まで加熱できないが、同温度域まで容易に上昇させることができる温度に加熱炉内の温度を維持していることをいう。
【００４７】
増大工程Ｓ２５（以下において、「Ｓ２５」という。）は、Ｓ２４で肯定判断がなされた場合（上記式３の関係を満たす場合）に行なわれる工程である。Ｓ２５では、加熱炉群２を構成する４基の加熱炉のうち少なくとも１基の加熱炉の加熱能力を増大する（動作を停止させている、又は、加熱能力を低減させている加熱炉数が１基の場合、当該１基の加熱炉の加熱能力を増大させて、例えば、４基の加熱炉すべての加熱能力を同程度にする）。Ｓ２５で加熱炉の加熱能力を増大することにより、圧延能率が一定であれば在炉時間を長くすることが容易になるので、機械的特性不足の発生を防止することが可能になる。
【００４８】
維持工程Ｓ２６（以下において、「Ｓ２６」という。）は、Ｓ２４で否定判断がなされた場合（上記式３の関係を満たさない場合）に行なわれる工程である。上記式３の関係を満たさない場合には、上記式３の関係を満たす場合と比較して、在炉時間は長い。そのため、上記式３の関係を満たさない場合には、加熱炉の加熱能力を増大せずに維持することができる。ただし、加熱炉の加熱能力を維持し、且つ、スラブ間隔も維持すると、機械的特性不足が生じる場合もある。そこで、Ｓ２４で肯定判断がなされた場合のみならず、Ｓ２４で否定判断がなされた場合においても、後述するスラブ間隔調整工程（Ｓ２７）が行なわれる。
【００４９】
スラブ間隔調整工程Ｓ２７（以下において、「Ｓ２７」という。）は、Ｓ２５又はＳ２６の後に、炉内スラブ数Ｅ２が目標炉内スラブ数Ｓ２以上となるように、不図示のスラブ間隔調整手段を用いてスラブ１、１、…の間隔を調整する工程である。スラブと加熱炉との物理的距離の関係は、上記式２で表すことができる。なお、１の連続加熱炉でスラブを複数の列並べて使用している場合には、上記式２の右辺第２項も加算して計算する。
【００５０】
Ｓ２７でスラブ間隔を調整することにより、スラブ数が目標炉内スラブ数Ｓ２以上になれば、機械的特性不足の発生はない。また、機械的特性不足の発生が懸念される状態下では、表面スケール疵の発生は懸念されない。したがって、Ｓ２１乃至Ｓ２７を有する第２の制御方法によれば、表面スケール疵が発生することがなく、厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能な、加熱炉の制御方法を提供することができる。
【００５１】
＜第２の制御方法：例１＞
例えば、上記第２の制御方法において、稼働中の加熱炉が３基であり、当該３基よりも加熱能力を低減させている加熱炉が１基であり、Ｓ２２で計算された目標炉内スラブ数Ｓ２が１２０であり、Ｓ２３で予測された炉内スラブ数Ｅ２が８４であり、α＝１である場合、予測炉内スラブ数Ｅ２は目標炉内スラブ数Ｓ２を大きく下回り、その数は目標炉内スラブ数Ｓ２の３／４倍（＝９０）以下である。このような場合、加熱炉内のウォーキングビームの進行速度を低速にしない限り加熱時間（在炉時間）が不足し、圧延後に厚鋼板の機械的特性が不足する。そこで、これを避けるために、Ｓ２５において、稼働停止中の１基の加熱炉を稼働させることにより、４基すべての加熱炉を同様に稼働させる。または、例えば、Ｓ２５において、３基の加熱炉よりも低温で燃焼させていた１基の加熱炉の燃焼温度を増大させることにより、４基すべての加熱炉を同様に稼働させる。
【００５２】
停止から稼働へと稼働状態を変更した加熱炉、又は、低温燃焼から高温燃焼へと稼働状態を変更した加熱炉には、優先的にスラブを装入し、当該加熱炉中のスラブ数を増加させる。４基での操炉となれば、加熱炉群全体のスラブ数は多くなる。
【００５３】
ただし、加熱炉１基の稼働状態を変更したとしても、単純計算で加熱炉内のスラブ数（８４×４／３＝１１２）が目標炉内スラブ数Ｓ２（１２０）を上回るわけではない。そこで、第２の制御方法では、Ｓ２７でスラブ間隔の調整を行うことで、適正な加熱炉内スラブ数とし、機械的特性不足を解消する。
【００５４】
＜第２の制御方法：例２＞
例えば、上記第２の制御方法において、稼働中の加熱炉が３基であり、当該３基よりも加熱能力を低減させている加熱炉が１基であり、Ｓ２２で計算された目標炉内スラブ数Ｓ２が１２０であり、Ｓ２３で予測された炉内スラブ数Ｅ２が９５であり、α＝１である場合、予測炉内スラブ数Ｅ２は目標炉内スラブ数Ｓ２に満たないが、その数は目標炉内スラブ数Ｓ２の３／４倍（＝９０）を超える。このような場合も、圧延後に機械的特性不足が生じるが、スラブが上記例１の場合ほど加熱時間（在炉時間）は短くならない。そのため、この場合には、加熱能力が低い状態とされている加熱炉の加熱能力を、わざわざ増大する必要はない。そこで、上記式３を満たさない場合には、Ｓ２７でスラブ間隔の調整を行うことで、適正な加熱炉内スラブ数とし機械的特性不足を解消すれば十分である。
【００５５】
以上説明した第１の制御方法や第２の制御方法を用いて加熱炉群２を制御することにより、表面スケール疵が発生することがなく、厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能になる。したがって、上記第１の制御方法及び／又は上記第２の制御方法によって動作を制御される加熱炉群２と、該加熱炉群２の下工程側に配設された圧延機列３とを用いて厚鋼板を製造する形態とすることにより、表面スケール疵が発生することがなく、厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能な、厚鋼板の製造方法を提供することができる。
【実施例】
【００５６】
厚鋼板の製造を行う実際の製造ラインを用いて本発明の効果を検証した。製造ラインには４基の連続加熱炉を備える加熱炉群が圧延機の上流側（上工程側）に設置され、１の加熱炉から抽出されたスラブを、続く圧延機で所定厚まで圧延した。厚鋼板は同一のスペックごとにまとめて処理されるため、スペックが異なる厚鋼板を製造するときに表面スケール疵の発生等のトラブルが生じやすい。よって、同スペックごとの厚鋼板におけるトラブルを目安に本発明の有用性を確かめた。なお、本願発明の効果を明確に調査するために、比較的表面スケール疵が出やすい引張強度４００ＭＰａ級の一般的な鋼を用いた。
【００５７】
表１に、本願発明を適用しない比較例の場合の、表面スケール疵が大量発生する前後における製造数、疵発生数、疵発生率（手入れ不要の部分疵も含む）の結果を示す。表１に示したように、疵大量発生前は１９．６％程度の疵発生率であったのに対し、疵大量発生後の操業条件では在炉時間が長期化したため、疵発生率は１９．６％の３倍近い、５７．４％にまで増大した。
【００５８】
【表１】
【００５９】
表２に、本願発明を適用した実施例の場合の、稼働加熱炉数が減少する前後における製造数、疵発生数、疵発生率（手入れ不要の部分疵も含む）を示す。表１における疵大量発生前と表２における稼働加熱炉数４の場合とが対応しており、表１における疵大量発生後と表２における稼働加熱炉数３の場合とが対応している。すなわち、表１の例では、稼働加熱炉数を４のまま維持すると表面スケール疵が大量に発生したため、第１の制御方法を実施することにより、稼働加熱炉数を４基から３基へと減少した場合の結果を示したのが、表２である。
【００６０】
【表２】
【００６１】
表２に示したように、稼働加熱炉数を４基とした場合には、表１に示した疵大量発生前と疵発生率は同程度（１９．０％）であったが、第１の制御方法を実施して稼働加熱炉数を４基から３基に減少することにより、疵発生率は１／３以下の６．２％にまで低下した。これより、本発明によれば、表面スケール疵の発生を顕著に抑制することができることが分かる。また、稼働加熱炉数が少なくなるので、燃料使用量も抑えられる。
【符号の説明】
【００６２】
１…スラブ
２…加熱炉群
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ…加熱炉
３…圧延機列
３ａ、３ｂ…圧延機
４…制御手段
１０…厚鋼板の製造ライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱炉の制御方法及び該加熱炉の制御方法を用いる厚鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
厚鋼板は、スラブを連続加熱炉（以下、単に「加熱炉」とも言う。）に装入して所定温度に加熱した後、圧延機で所定厚まで圧延する過程を経て、製造される。通常の製造ラインでは、１の圧延機に対し複数の加熱炉が設置される。これは加熱能力（加熱ピッチ）が圧延能力（圧延ピッチ）に比して小さいためであり、加熱炉は両ピッチ（加熱ピッチ及び圧延ピッチ）を吸収するためのバッファーとしての役割も果たす。
【０００３】
加熱炉のバッファー機能を効率的に活用できれば、厚鋼板の生産能率をより向上させることができる。このために、加熱炉からのスラブを適切に抽出する順番を決定して、加熱炉の制御を行う発明が多数特許出願されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、加熱炉にスラブを装入する前後において、抽出順位を変更可能なスラブの範囲内で加熱後の圧延シミュレーションを行い、加熱制約を満たしながら圧延時間が最短となるようにスラブの抽出順を決定し、この決定した抽出順に基づいて圧延スケジュール計算を行ってスラブの個々の圧延時間を予測し、この圧延時間に基づいて在炉時間を予測し、この在炉時間に基づいて加熱炉の加熱制御を行う、加熱炉の加熱制御方法の発明が記載されている。加熱炉のバッファー機能を効率的に機能させることは、生産能率の向上につながるだけでなく、加熱炉に使用する燃料原単位の観点や環境保護の観点からも好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３２０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、バッファー機能を効率化した場合には厚鋼板の生産量の向上を図ることが可能になるが、この場合でも、鋼種によっては疵が発生する、あるいは適切な機械的特性を与えることはできないという問題が生じる場合があった。すなわち、スラブの在炉時間が長くなると表面スケール疵（アバタ）が発生しやすく、疵の手入れ・除去が必要となり却って厚鋼板の製造能率を下げることになる。一方、スラブの在炉時間が短くなると、機械的特性が悪化しやすく、所望の特性が得られ難くなるという問題が生じていた。
【０００７】
このような問題は、圧延機のロール替えなど、イレギュラーの作業工程が入る場合に起こることが多い。イレギュラーの作業工程が入る場合であっても、在炉時間を適切に制御することにより、機械的特性を満足し、表面スケール疵が発生しない厚鋼板を製造することが可能になる。図４は、表面スケール疵が発生しない境目となる在炉時間Ｔ１（在炉時間がＴ１を超えると表面スケール疵が発生する）と機械的特性不足が生じない境目となる在炉時間Ｔ２（在炉時間がＴ２未満になると機械的特性不足が生じる）との関係を示す図である。図４において、Ｔは在炉時間である。在炉時間Ｔを、Ｔ２以上Ｔ１以下に制御することにより、機械的特性を満足し、表面スケール疵が発生しない厚鋼板を製造することが可能になる。
【０００８】
一方で、環境保護の観点からは使用燃料を減少させることが好ましい。バッファー機能の効率化を行ったとしても燃料原単位の削減は高々数％、例えば特許文献１に記載の発明では従来の方法に比べて２％の燃料原単位の効率化しか図れない。環境保護の観点から、より高い燃料の効率的使用が望まれる。
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、表面スケール疵が発生することがなく、厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能な、加熱炉の制御方法及び厚鋼板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者らは従来とは別の観点から、加熱炉のバッファー機能の効率化を検討した。
まず、燃料の使用量を抜本的に低下させるため、加熱炉の使用有無をバッファーとして役立てることを検討した。複数の加熱炉のうち１台の使用を停止できれば、停止加熱炉以外の加熱炉における燃料使用量が多くなっても、加熱炉全体としての燃料使用量を大幅に減少させることが可能になる。
【００１１】
加えて、１の加熱炉の使用を停止した場合、加熱炉全体で炉内に存在させることが可能なスラブ数（以下において、「炉内スラブ数」ということがある。）は、停止前に比べて少なくなる。スラブが加熱炉内で加熱される時間（以下において、「在炉時間」という。）と炉内スラブ数との間には、
炉内スラブ数［個］ ＝ 在炉時間［時間］ × 圧延能率［個／時間］
という関係がある。ここで、「圧延能率」とは、単位時間当たりに圧延機によって圧延されるスラブ数をいう。例えば圧延能率が一定の場合、上記関係から、炉内スラブ数が少なくなると在炉時間が短くなるので、在炉時間が長いことを原因として発生していた表面スケール疵の発生を抑えることが可能になる。ここで、「圧延能率が一定」とは、順次圧延されるスラブが一定ペースで圧延されその圧延量がほぼ変わらないことをいう。
【００１２】
一方、圧延能率が高い操業下においては、スラブ間隔を狭くしても、在炉時間が短くなり機械特性が不足することがある。このような場合には、使用する加熱炉の数を増やして在炉時間を長くすることにより、機械的特性を満足する厚鋼板を得ることができる。
【００１３】
本発明は、これらの知見を基にして完成されたものであり、その要旨は、以下に示す通りである。以下、本発明について説明する。
【００１４】
本発明の第１の態様は、Ｒ基（Ｒは２以上の整数）の加熱炉が稼働中である加熱炉群で複数のスラブを加熱し、加熱された複数のスラブを圧延機で圧延して厚鋼板を製造する際に加熱炉を制御する方法であって、スラブを圧延した後に厚鋼板に表面スケール疵が発生しない目標在炉時間を決定する工程と、圧延機の圧延能率と決定された目標在炉時間とから、スラブに表面スケール疵が発生しない目標炉内スラブ数を計算する工程と、スラブが加熱炉群に装入される際に該加熱炉群内に存在する炉内スラブ数を予測する炉内スラブ数予測工程と、予測された炉内スラブ数が、目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ−１）倍以上であるか否か（０．９≦α≦１．１）を判断する判断工程と、予測された炉内スラブ数が目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ−１）倍以上であると判断工程で判断された場合に、Ｒ基のうち少なくとも１基の加熱炉の加熱能力を低減する低減工程と、予測された炉内スラブ数が目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ−１）倍未満であると判断工程で判断された場合に、Ｒ基の加熱炉の加熱能力を維持して操業する維持工程と、低減工程又は維持工程後に、予測された炉内スラブ数が目標炉内スラブ数以下となるようにスラブの間隔を調整する工程と、を有することを特徴とする、加熱炉の制御方法である。
【００１５】
ここに、「Ｒ基のうち少なくとも１基の加熱炉の加熱能力を低減する」とは、少なくとも１基の加熱炉の動作を完全に停止する形態、及び、少なくとも１基の加熱炉を他の加熱炉（加熱能力を低減する加熱炉が１基の場合には、Ｒ−１基の加熱炉）よりも低温で燃焼させる形態を含む概念である。
【００１６】
本発明の第２の態様は、稼働中のＲ基（Ｒは正の整数）の加熱炉、及び、該Ｒ基の加熱炉よりも加熱能力が低い状態とされている少なくとも１基の加熱炉を有する加熱炉群で複数のスラブを加熱し、加熱された複数のスラブを圧延機で圧延して厚鋼板を製造する際に加熱炉を制御する方法であって、スラブを圧延した後に厚鋼板に機械的特性不足が発生しない目標在炉時間を決定する工程と、圧延機の圧延能率と決定された目標在炉時間とから、スラブに機械的特性不足が生じない目標炉内スラブ数を計算する工程と、スラブが加熱炉群に装入される際にＲ基の加熱炉内に存在する炉内スラブ数を予測する炉内スラブ数予測工程と、予測された炉内スラブ数が、目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ＋１）倍以下であるか否か（０．９≦α≦１．１）を判断する判断工程と、予測された炉内スラブ数が目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ＋１）倍以下であると判断工程で判断された場合に、加熱能力が低い状態とされている少なくとも１基の加熱炉の加熱能力を増大させて操業する増大工程と、予測された炉内スラブ数が目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ＋１）倍よりも多いと判断工程で判断された場合に、Ｒ基の加熱炉の加熱能力を維持して操業する維持工程と、増大工程又は維持工程後に、予測された炉内スラブ数が目標炉内スラブ数以上となるようにスラブの間隔を調整する工程と、を有することを特徴とする、加熱炉の制御方法である。
【００１７】
ここに、「該Ｒ基の加熱炉よりも加熱能力が低い状態とされている少なくとも１基の加熱炉を有する加熱炉群」とは、加熱炉群に、動作が完全に停止している加熱炉、又は、稼働しているＲ基の加熱炉のすべてよりも低温で燃焼させている加熱炉が、少なくとも１基存在していることをいう。
【００１８】
本発明の第３の態様は、上記本発明の第１の態様及び／又は上記本発明の第２の態様にかかる加熱炉の制御方法によって制御される加熱炉と、該加熱炉の下工程側に配設された圧延機とを用いて厚鋼板を製造することを特徴とする、厚鋼板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の態様では、厚鋼板に表面スケール疵が発生しないように加熱炉が制御される。表面スケール疵の発生が懸念され始める在炉時間Ｔ１は、厚鋼板の機械的特性不足が懸念され始める在炉時間Ｔ２よりも長く、表面スケール疵の発生が懸念される状態下では、厚鋼板の機械的特性不足は懸念されない。それゆえ、表面スケール疵の発生が懸念される場合に、厚鋼板に表面スケール疵が発生しないように加熱炉を制御することにより、表面スケール疵が発生することがなく、厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能な、加熱炉の制御方法を提供することができる。また、本発明の第１の態様では、厚鋼板に表面スケール疵の発生が懸念される場合に、少なくとも１基の加熱炉の加熱能力が低減される。加熱能力を低減することにより、燃料使用量を低減することが可能になるので、本発明の第１の態様によれば、環境負荷を低減することも可能になる。
【００２０】
本発明の第２の態様では、厚鋼板の機械的特性が不足しないように加熱炉が制御される。機械的特性不足が懸念され始める在炉時間Ｔ２は、表面スケール疵の発生が懸念され始める在炉時間Ｔ１よりも短く、機械的特性不足が懸念される状態下では、表面スケール疵の発生は懸念されない。それゆえ、厚鋼板の機械的特性不足が懸念される場合に、厚鋼板の機械的特性が不足しないように加熱炉を制御することにより、表面スケール疵が発生することがなく、厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能な、加熱炉の制御方法を提供することができる。
【００２１】
本発明の第３の態様では、本発明の第１の態様及び／又は本発明の第２の態様にかかる加熱炉の制御方法によって制御される加熱炉を用いて厚鋼板を製造する。本発明の第１の態様や本発明の第２の態様は上記効果を奏するので、本発明の第３の態様によれば、表面スケール疵が発生することがなく、厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能な、厚鋼板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】厚鋼板の製造ライン１０を説明する図である。
【図２】第１実施形態にかかる本発明の加熱炉の制御方法を説明するフローチャートである。
【図３】第２実施形態にかかる本発明の加熱炉の制御方法を説明するフローチャートである。
【図４】表面スケール疵が発生しない境目となる在炉時間Ｔ１と機械的特性不足が生じない境目となる在炉時間Ｔ２との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
通常、厚鋼板の仕様（スペック）は客先より指定され、メーカーはこれにしたがって厚鋼板を製造する。スペック（例えばスラブの材質など）から表面スケール疵の発生がない、あるいは機械的特性不足が生じないことが明らかな場合には、本発明を実施しないことも可能である。この場合は、圧延能率に合わせて加熱炉にスラブを装入する圧延能率優先の操炉により、厚鋼板の製造を行うことができる。これに対し、表面スケール疵の発生や機械的特性不足が懸念される場合には、本発明を実施することにより、懸念を排除することが可能になる。
【００２４】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す形態は本発明の例示であり、本発明は以下に示す形態に限定されるものではない。
【００２５】
図１は、本発明を実施可能な厚鋼板の製造ラインを簡略化して示す図である。図１では、加熱炉よりも上工程側に配設されている設備、及び、圧延機列よりも下工程側に配設されている設備の記載を省略しており、圧延機列の記載も簡略化している。
【００２６】
図１に示すように、厚鋼板の製造ライン１０は、スラブ１、１、…を加熱する４基の加熱炉２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを有する加熱炉群２と、該加熱炉群２の下工程側に配設された圧延機３ａ、３ａ、…、及び、圧延機３ｂ、３ｂ、…を有する圧延機列３と、加熱炉群２の動作を制御可能な制御手段４と、を有している。制御手段４には、加熱炉群２の動作制御を実行可能なＣＰＵ４ａと、該ＣＰＵ４ａに対する記憶装置とが設けられている。ＣＰＵ４ａは、マイクロプロセッサユニット及びその動作に必要な各種周辺回路を組み合わせて構成され、ＣＰＵ４ａに対する記憶装置は、例えば、加熱炉群２の動作制御に必要なプログラムや各種データを記憶するＲＯＭ４ｂと、ＣＰＵ４ａの作業領域として機能するＲＡＭ４ｃ等を組み合わせて構成される。当該構成に加えて、さらに、ＣＰＵ４ａが、ＲＯＭ４ｂに記憶されたソフトウエアと組み合わされることにより、厚鋼板の製造ライン１０における制御手段４が機能する。
【００２７】
加熱炉群２によって加熱された後、圧延機列３によって圧延されるスラブ１、１、…に関する情報は、制御手段４の入力ポート４ｄを介して、入力信号としてＣＰＵ４ａへと到達する。ＣＰＵ４ａは、入力信号及びＲＯＭ４ｂに記憶されたプログラムを用いて計算することにより、スラブを圧延した後に厚鋼板に表面スケール疵が発生しない目標在炉時間、及び、スラブに表面スケール疵が発生しない目標炉内スラブ数や、スラブが加熱炉２ａへと装入される際に加熱炉群２内に存在するスラブ数（予測炉内スラブ数）や、スラブを圧延した後に厚鋼板に機械的特性不足が生じない目標在炉時間、及び、スラブに機械的特性不足が生じない目標炉内スラブ数等を、決定・計算・予測する。そして、計算・予測された、予測炉内スラブ数及び目標炉内スラブ数が、所定の関係を満たすか否かがＣＰＵ４ａにおいて判断され、判断結果に基いて、加熱炉群２の動作指令が決定される。その後、決定された動作指令が、出力ポート４ｅを介して加熱炉群２へと出力され、加熱炉群２を構成する各加熱炉２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの動作が制御される。
【００２８】
１．第１実施形態
図２は、第１実施形態にかかる本発明の加熱炉の制御方法（以下において、「第１の制御方法」という。）を説明するフローチャートである。以下、図１、図２、及び、図４を参照しつつ、第１の制御方法について説明する。
【００２９】
図２に示すように、第１の制御方法は、目標在炉時間決定工程（Ｓ１１）と、目標炉内スラブ数計算工程（Ｓ１２）と、炉内スラブ数予測工程（Ｓ１３）と、判断工程（Ｓ１４）と、低減工程（Ｓ１５）と、維持工程（Ｓ１６）と、スラブ間隔調整工程（Ｓ１７）と、を有している。
【００３０】
目標在炉時間決定工程Ｓ１１（以下において、「Ｓ１１」という。）は、圧延機列３を用いてスラブ１、１、…を圧延した後に、厚鋼板に表面スケール疵が発生しない目標在炉時間Ｔ１を決定する工程である。目標在炉時間は、過去の厚鋼板製造で得られた経験則から求めればよい。例えば、同スペックごとにＴ１のデータを蓄積したデータテーブルをＲＯＭ４ｂに記憶しておき、目標在炉時間を決定する際に、ＲＯＭ４ｂに記憶されたプログラムを用いて計算することにより、Ｔ１を決定すればよい。
【００３１】
目標炉内スラブ数計算工程Ｓ１２（以下において、「Ｓ１２」という。）は、Ｓ１１で決定された目標在炉時間Ｔ１と圧延機列３の圧延能率から、スラブ１、１、…に表面スケール疵が発生しない目標炉内スラブ数Ｓ１を計算する工程である。ここで、Ｓ１は現状の操炉状態で表面スケール疵が発生しない最大スラブ数を表す。
圧延機列３の圧延能率（個／時間）は、圧延温度（スラブ加熱温度）、圧下量などの製造条件や圧延機列３の圧延ロールを交換する作業に伴う圧延停止などの作業条件などによって決まる。Ｓ１２では、これらの製造条件や作業条件などを加味した圧延能率を求め、求めた圧延能率を用いてＳ１を計算すればよい。圧延能率は様々な要因に起因する。計算が困難な場合は、圧延停止などの作業条件のみを勘案して圧延能率を求めてもよい。上述のように、目標炉内スラブ数Ｓ１＝目標在炉時間Ｔ１×圧延能率という関係が成立するため、圧延能率が求まれば、目標炉内スラブ数を容易に計算することができる。
【００３２】
炉内スラブ数予測工程Ｓ１３（以下において、「Ｓ１３」という。）は、スラブ１、１、…が加熱炉群２に装入される際に加熱炉群２内に存在する炉内スラブ数Ｅ１を予測する工程である。Ｓ１３では、スラブ１、１、…が加熱炉群２に装入されるまでに加熱炉群２に装入されるスラブ数、加熱炉群２中に存在しているスラブ数、及び、スラブ１、１、…が加熱炉群２に装入されるまでに加熱炉群２から搬出されるスラブ数から、炉内スラブ数Ｅ１を容易に予測できる。
【００３３】
判断工程Ｓ１４（以下において、「Ｓ１４」という。）は、Ｓ１２で計算された目標炉内スラブ数Ｓ１と、Ｓ１３で予測された炉内スラブ数Ｅ１とが、下記式１の関係を満たすか否かを判断する工程である。
Ｅ１≧Ｓ１×α×Ｒ／（Ｒ−１） …（式１）
式１において、αは０．９≦α≦１．１の係数であり、Ｒは加熱炉群２に含まれる稼働中の加熱炉数（厚鋼板の製造ライン１０ではＲ＝４）である。０．９≦α≦１．１とするのは、炉内スラブ数Ｅ１の予測誤差を修正するためである。上記式１の関係を満たす場合には、後述する低減工程（Ｓ１５）が行なわれる。これに対し、上記式１の関係を満たさない場合には、後述する維持工程（Ｓ１６）が行なわれる。実際の操業では、αは経験に基づき決定すればよい。
【００３４】
低減工程Ｓ１５（以下において、「Ｓ１５」という。）は、Ｓ１４で肯定判断がなされた場合（上記式１の関係を満たす場合）に行なわれる工程である。Ｓ１５では、加熱炉群２を構成する４基の加熱炉のうち少なくとも１基の加熱炉の加熱能力を低減する（加熱能力を低減する加熱炉数が１基の場合、１基の加熱炉の動作を停止して稼働させる加熱炉数を３基にする、又は、再度の操業に対応しやすくするため１基の加熱炉を低温で燃焼させて３基の加熱炉の燃焼温度は維持する）。Ｓ１５で加熱炉の加熱能力を低減することにより、圧延能率が一定であれば在炉時間を短くすることが容易になるので、表面スケール疵の発生を防止することが可能になる。なお、圧延能率が一定でない場合でも、上述のＥ１、Ｓ１の任意の時間内における平均値を算出できれば、その平均値より同様の計算ができる。この場合も在炉時間の短縮化により、表面スケール疵の防止が可能となる。さらに、加熱炉の加熱能力を低減することにより、燃料の使用量を低減することが容易になるので、環境負荷を低減することも可能になる。なお、上述の「低温で燃焼」とは、具体的には、加熱炉ではスラブを通常１０５０〜１２５０℃程度に均熱加熱するのに対し、燃料使用量を低減させて、これらの温度にまで加熱することはできないが、再操業を容易にできる温度まで加熱炉内の温度を低減させることをいう。
【００３５】
維持工程Ｓ１６（以下において、「Ｓ１６」という。）は、Ｓ１４で否定判断がなされた場合（上記式１の関係を満たさない場合）に行なわれる工程である。上記式１の関係を満たさない場合には、上記式１の関係を満たす場合と比較して、在炉時間は短い。そのため、上記式１の関係を満たさない場合には、加熱炉の加熱能力を低減せずに維持することができる。ただし、加熱炉の加熱能力を維持し、且つ、スラブ間隔も維持すると、表面スケール疵が発生する場合もある。そこで、Ｓ１４で肯定判断がなされた場合のみならず、Ｓ１４で否定判断がなされた場合においても、後述するスラブ間隔調整工程（Ｓ１７）が行なわれる。
【００３６】
スラブ間隔調整工程Ｓ１７（以下において、「Ｓ１７」という。）は、Ｓ１５又はＳ１６の後に、炉内スラブ数Ｅ１が目標炉内スラブ数Ｓ１以下となるように、不図示のスラブ間隔調整手段を用いてスラブ１、１、…の間隔を調整する工程である。スラブと加熱炉との物理的距離の関係は、下記式２で表すことができる。なお、１の連続加熱炉でスラブを複数の列並べて使用している場合には、下記式２の右辺第２項も加算して計算する。
（平均スラブ幅＋平均スラブ間隔）×スラブ数
＝加熱炉長さ×使用加熱炉数｛＋加熱炉長さ×増加列数｝ …（式２）
Ｓ１７でスラブ間隔を調整することにより、スラブ数が目標炉内スラブ数Ｓ１以下になれば、表面スケール疵の発生はない。また、表面スケール疵の発生が懸念される状態下では、機械的特性不足は懸念されない。したがって、Ｓ１１乃至Ｓ１７を有する第１の制御方法によれば、表面スケール疵が発生することがなく、厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能な、加熱炉の制御方法を提供することができる。また、Ｓ１４で肯定判断がなされた場合には、少なくとも１基の加熱炉の加熱能力が低減されるので、第１の制御方法によれば、環境負荷を低減することも可能になる。
【００３７】
＜第１の制御方法：例１＞
例えば、上記第１の制御方法において、Ｓ１２で計算された目標炉内スラブ数Ｓ１が９０であり、Ｓ１３で予測された炉内スラブ数Ｅ１が１３０であり、α＝１である場合、予測炉内スラブ数Ｅ１は目標炉内スラブ数Ｓ１を大きく超え、その数は目標炉内スラブ数Ｓ１の４／３倍（＝１２０）以上である。このような場合、スラブが加熱炉内に長時間に亘り滞留することになるので、圧延後に表面スケール疵が発生する。そこで、これを避けるために、例えば、Ｓ１５において、稼働中の４基の加熱炉２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのうち、１基の使用を停止させる。または、例えば、Ｓ１５において、稼働中の４基の加熱炉２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのうち、１基の加熱炉を低温で燃焼させ、当該１基の加熱炉の加熱能力を他の３基の加熱炉と同等の加熱能力に変更する際に変更しやすいように操業する。
【００３８】
加熱炉１基の使用を停止する場合、使用停止する加熱炉からは優先的にスラブを抽出し、当該加熱炉中のスラブ数をゼロにする。３基での操炉となれば、加熱炉群全体で加熱できるスラブ数は少なくなる。圧延能率が一定であれば在炉時間は短くなる。また、操炉数も減るので加熱炉群全体で燃料の使用量も大きく減少させることができ、環境にも優しい。
【００３９】
ただし、加熱炉を１基停止させたとしても、単純計算で加熱炉内のスラブ数（１３０×３／４＝９７．５）が目標炉内スラブ数Ｓ１（＝９０）を下回るわけではない。そこで、第１の制御方法では、Ｓ１７でスラブ間隔の調整を行うことで、適正な加熱炉内スラブ数とし、表面スケール疵を解消する。
【００４０】
＜第１の制御方法：例２＞
例えば、上記第１の制御方法において、Ｓ１２で計算された目標炉内スラブ数Ｓ１が９０であり、Ｓ１３で予測された炉内スラブ数Ｅ１が１００であり、α＝１である場合、予測炉内スラブ数Ｅ１は目標炉内スラブ数Ｓ１を超すが、その数は目標炉内スラブ数Ｓ１の４／３倍（＝１２０）未満である。このような場合も、圧延後に表面スケール疵が発生するが、スラブが上記例１の場合ほど加熱炉内に長時間に亘り滞留することにならない。そのため、この場合には、稼働中の４基の連続加熱炉の１基の加熱能力を、わざわざ低減する必要はない。そこで、上記式１を満たさない場合には、Ｓ１７でスラブ間隔の調整を行うことで、適正な加熱炉内スラブ数とし表面スケール疵を解消すれば十分である。
【００４１】
２．第２実施形態
図３は、第２実施形態にかかる本発明の加熱炉の制御方法（以下において、「第２の制御方法」という。）を説明するフローチャートである。以下、図１、図３、及び、図４を参照しつつ、第２の制御方法について説明する。なお、第２の制御方法が実施される厚鋼板の製造ラインは、動作を停止している加熱炉、又は、表面スケール疵を解消する等の目的で他のすべての加熱炉の加熱能力よりも低い状態で稼働している加熱炉を少なくとも１基有していることを前提とする。
【００４２】
図３に示すように、第２の制御方法は、目標在炉時間決定工程（Ｓ２１）と、目標炉内スラブ数計算工程（Ｓ２２）と、炉内スラブ数予測工程（Ｓ２３）と、判断工程（Ｓ２４）と、増大工程（Ｓ２５）と、維持工程（Ｓ２６）と、スラブ間隔調整工程（Ｓ２７）と、を有している。
【００４３】
目標在炉時間決定工程Ｓ２１（以下において、「Ｓ２１」という。）は、圧延機列３を用いてスラブ１、１、…を圧延した後に、厚鋼板に機械的特性不足が生じない目標在炉時間Ｔ２を決定する工程である。目標在炉時間は、過去の厚鋼板製造で得られた経験則から求めればよい。例えば、同スペックごとにＴ２のデータを蓄積したデータテーブルをＲＯＭ４ｂに記憶しておき、目標在炉時間を決定する際に、ＲＯＭ４ｂに記憶されたプログラムを用いて計算することにより、Ｔ２を決定すればよい。
【００４４】
目標炉内スラブ数計算工程Ｓ２２（以下において、「Ｓ２２」という。）は、Ｓ２１で決定された目標在炉時間Ｔ２と圧延機列３の圧延能率から、スラブ１、１、…に機械的特性不足が生じない目標炉内スラブ数Ｓ２を計算する工程である。ここで、Ｓ２は現状の操炉状態で機械的特性不足が生じない最小スラブ数を表す。
圧延機列３の圧延能率（個／時間）は、圧延温度（スラブ加熱温度）、圧下量などの製造条件や圧延機列３の圧延ロールを交換する作業に伴う圧延停止などの作業条件などによって決まる。Ｓ２２では、これらの製造条件や作業条件などを加味した圧延能率を求め、求めた圧延能率を用いてＳ２を計算すればよい。圧延能率は様々な要因に起因する。計算が困難な場合は、圧延停止などの作業条件のみを勘案して圧延能率を求めてもよい。上述のように、目標炉内スラブ数Ｓ２＝目標在炉時間Ｔ２×圧延能率という関係が成立するため、圧延能率が求まれば、目標炉内スラブ数を容易に計算することができる。
【００４５】
炉内スラブ数予測工程Ｓ２３（以下において、「Ｓ２３」という。）は、スラブ１、１、…が加熱炉群２に装入される際に加熱炉群２内に存在する炉内スラブ数Ｅ２を予測する工程である。Ｓ２３はＳ１３と同様の工程であるため、ここでは説明を省略する。
【００４６】
判断工程Ｓ２４（以下において、「Ｓ２４」という。）は、Ｓ２２で計算された目標炉内スラブ数Ｓ２と、Ｓ２３で予測された炉内スラブ数Ｅ２とが、下記式３の関係を満たすか否かを判断する工程である。
Ｅ２≦Ｓ２×α×Ｒ／（Ｒ＋１） …（式３）
式３において、αは０．９≦α≦１．１の係数であり、Ｒは加熱炉群２に含まれる加熱炉のうち、加熱能力を低減していない加熱炉の数（例えば、厚鋼板の製造ライン１０において、稼働を停止又は他の加熱炉よりも加熱能力を低減している加熱炉が１基、加熱能力を低減していない加熱炉が３基である場合には、Ｒ＝３）である。上記式３の関係を満たす場合には、後述する増大工程（Ｓ２５）が行なわれる。これに対し、上記式３の関係を満たさない場合には、後述する維持工程（Ｓ２６）が行なわれる。なお、「他の加熱炉よりも加熱能力を低減している」とは、具体的には、加熱炉を停止している、又は、スラブを１０５０〜１２５０℃程度まで加熱できないが、同温度域まで容易に上昇させることができる温度に加熱炉内の温度を維持していることをいう。
【００４７】
増大工程Ｓ２５（以下において、「Ｓ２５」という。）は、Ｓ２４で肯定判断がなされた場合（上記式３の関係を満たす場合）に行なわれる工程である。Ｓ２５では、加熱炉群２を構成する４基の加熱炉のうち少なくとも１基の加熱炉の加熱能力を増大する（動作を停止させている、又は、加熱能力を低減させている加熱炉数が１基の場合、当該１基の加熱炉の加熱能力を増大させて、例えば、４基の加熱炉すべての加熱能力を同程度にする）。Ｓ２５で加熱炉の加熱能力を増大することにより、圧延能率が一定であれば在炉時間を長くすることが容易になるので、機械的特性不足の発生を防止することが可能になる。
【００４８】
維持工程Ｓ２６（以下において、「Ｓ２６」という。）は、Ｓ２４で否定判断がなされた場合（上記式３の関係を満たさない場合）に行なわれる工程である。上記式３の関係を満たさない場合には、上記式３の関係を満たす場合と比較して、在炉時間は長い。そのため、上記式３の関係を満たさない場合には、加熱炉の加熱能力を増大せずに維持することができる。ただし、加熱炉の加熱能力を維持し、且つ、スラブ間隔も維持すると、機械的特性不足が生じる場合もある。そこで、Ｓ２４で肯定判断がなされた場合のみならず、Ｓ２４で否定判断がなされた場合においても、後述するスラブ間隔調整工程（Ｓ２７）が行なわれる。
【００４９】
スラブ間隔調整工程Ｓ２７（以下において、「Ｓ２７」という。）は、Ｓ２５又はＳ２６の後に、炉内スラブ数Ｅ２が目標炉内スラブ数Ｓ２以上となるように、不図示のスラブ間隔調整手段を用いてスラブ１、１、…の間隔を調整する工程である。スラブと加熱炉との物理的距離の関係は、上記式２で表すことができる。なお、１の連続加熱炉でスラブを複数の列並べて使用している場合には、上記式２の右辺第２項も加算して計算する。
【００５０】
Ｓ２７でスラブ間隔を調整することにより、スラブ数が目標炉内スラブ数Ｓ２以上になれば、機械的特性不足の発生はない。また、機械的特性不足の発生が懸念される状態下では、表面スケール疵の発生は懸念されない。したがって、Ｓ２１乃至Ｓ２７を有する第２の制御方法によれば、表面スケール疵が発生することがなく、厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能な、加熱炉の制御方法を提供することができる。
【００５１】
＜第２の制御方法：例１＞
例えば、上記第２の制御方法において、稼働中の加熱炉が３基であり、当該３基よりも加熱能力を低減させている加熱炉が１基であり、Ｓ２２で計算された目標炉内スラブ数Ｓ２が１２０であり、Ｓ２３で予測された炉内スラブ数Ｅ２が８４であり、α＝１である場合、予測炉内スラブ数Ｅ２は目標炉内スラブ数Ｓ２を大きく下回り、その数は目標炉内スラブ数Ｓ２の３／４倍（＝９０）以下である。このような場合、加熱炉内のウォーキングビームの進行速度を低速にしない限り加熱時間（在炉時間）が不足し、圧延後に厚鋼板の機械的特性が不足する。そこで、これを避けるために、Ｓ２５において、稼働停止中の１基の加熱炉を稼働させることにより、４基すべての加熱炉を同様に稼働させる。または、例えば、Ｓ２５において、３基の加熱炉よりも低温で燃焼させていた１基の加熱炉の燃焼温度を増大させることにより、４基すべての加熱炉を同様に稼働させる。
【００５２】
停止から稼働へと稼働状態を変更した加熱炉、又は、低温燃焼から高温燃焼へと稼働状態を変更した加熱炉には、優先的にスラブを装入し、当該加熱炉中のスラブ数を増加させる。４基での操炉となれば、加熱炉群全体のスラブ数は多くなる。
【００５３】
ただし、加熱炉１基の稼働状態を変更したとしても、単純計算で加熱炉内のスラブ数（８４×４／３＝１１２）が目標炉内スラブ数Ｓ２（１２０）を上回るわけではない。そこで、第２の制御方法では、Ｓ２７でスラブ間隔の調整を行うことで、適正な加熱炉内スラブ数とし、機械的特性不足を解消する。
【００５４】
＜第２の制御方法：例２＞
例えば、上記第２の制御方法において、稼働中の加熱炉が３基であり、当該３基よりも加熱能力を低減させている加熱炉が１基であり、Ｓ２２で計算された目標炉内スラブ数Ｓ２が１２０であり、Ｓ２３で予測された炉内スラブ数Ｅ２が９５であり、α＝１である場合、予測炉内スラブ数Ｅ２は目標炉内スラブ数Ｓ２に満たないが、その数は目標炉内スラブ数Ｓ２の３／４倍（＝９０）を超える。このような場合も、圧延後に機械的特性不足が生じるが、スラブが上記例１の場合ほど加熱時間（在炉時間）は短くならない。そのため、この場合には、加熱能力が低い状態とされている加熱炉の加熱能力を、わざわざ増大する必要はない。そこで、上記式３を満たさない場合には、Ｓ２７でスラブ間隔の調整を行うことで、適正な加熱炉内スラブ数とし機械的特性不足を解消すれば十分である。
【００５５】
以上説明した第１の制御方法や第２の制御方法を用いて加熱炉群２を制御することにより、表面スケール疵が発生することがなく、厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能になる。したがって、上記第１の制御方法及び／又は上記第２の制御方法によって動作を制御される加熱炉群２と、該加熱炉群２の下工程側に配設された圧延機列３とを用いて厚鋼板を製造する形態とすることにより、表面スケール疵が発生することがなく、厚鋼板に適切な機械的特性を与えることが可能な、厚鋼板の製造方法を提供することができる。
【実施例】
【００５６】
厚鋼板の製造を行う実際の製造ラインを用いて本発明の効果を検証した。製造ラインには４基の連続加熱炉を備える加熱炉群が圧延機の上流側（上工程側）に設置され、１の加熱炉から抽出されたスラブを、続く圧延機で所定厚まで圧延した。厚鋼板は同一のスペックごとにまとめて処理されるため、スペックが異なる厚鋼板を製造するときに表面スケール疵の発生等のトラブルが生じやすい。よって、同スペックごとの厚鋼板におけるトラブルを目安に本発明の有用性を確かめた。なお、本願発明の効果を明確に調査するために、比較的表面スケール疵が出やすい引張強度４００ＭＰａ級の一般的な鋼を用いた。
【００５７】
表１に、本願発明を適用しない比較例の場合の、表面スケール疵が大量発生する前後における製造数、疵発生数、疵発生率（手入れ不要の部分疵も含む）の結果を示す。表１に示したように、疵大量発生前は１９．６％程度の疵発生率であったのに対し、疵大量発生後の操業条件では在炉時間が長期化したため、疵発生率は１９．６％の３倍近い、５７．４％にまで増大した。
【００５８】
【表１】
【００５９】
表２に、本願発明を適用した実施例の場合の、稼働加熱炉数が減少する前後における製造数、疵発生数、疵発生率（手入れ不要の部分疵も含む）を示す。表１における疵大量発生前と表２における稼働加熱炉数４の場合とが対応しており、表１における疵大量発生後と表２における稼働加熱炉数３の場合とが対応している。すなわち、表１の例では、稼働加熱炉数を４のまま維持すると表面スケール疵が大量に発生したため、第１の制御方法を実施することにより、稼働加熱炉数を４基から３基へと減少した場合の結果を示したのが、表２である。
【００６０】
【表２】
【００６１】
表２に示したように、稼働加熱炉数を４基とした場合には、表１に示した疵大量発生前と疵発生率は同程度（１９．０％）であったが、第１の制御方法を実施して稼働加熱炉数を４基から３基に減少することにより、疵発生率は１／３以下の６．２％にまで低下した。これより、本発明によれば、表面スケール疵の発生を顕著に抑制することができることが分かる。また、稼働加熱炉数が少なくなるので、燃料使用量も抑えられる。
【符号の説明】
【００６２】
１…スラブ
２…加熱炉群
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ…加熱炉
３…圧延機列
３ａ、３ｂ…圧延機
４…制御手段
１０…厚鋼板の製造ライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ基（Ｒは２以上の整数）の加熱炉が稼働中である加熱炉群で複数のスラブを加熱し、加熱された複数のスラブを圧延機で圧延して厚鋼板を製造する際に加熱炉を制御する方法であって、
前記スラブを圧延した後に前記厚鋼板に表面スケール疵が発生しない目標在炉時間を決定する工程と、
前記圧延機の圧延能率と、決定された目標在炉時間とから、前記スラブに表面スケール疵が発生しない目標炉内スラブ数を計算する工程と、
前記スラブが前記加熱炉群に装入される際に該加熱炉群内に存在する炉内スラブ数を予測する炉内スラブ数予測工程と、
予測された前記炉内スラブ数が、前記目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ−１）倍以上であるか否か（０．９≦α≦１．１）を判断する判断工程と、
予測された前記炉内スラブ数が前記目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ−１）倍以上であると前記判断工程で判断された場合に、Ｒ基のうち少なくとも１基の加熱炉の加熱能力を低減する低減工程と、
予測された前記炉内スラブ数が前記目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ−１）倍未満であると前記判断工程で判断された場合に、Ｒ基の前記加熱炉の加熱能力を維持して操業する維持工程と、
前記低減工程又は前記維持工程後に、予測された前記炉内スラブ数が前記目標炉内スラブ数以下となるように前記スラブの間隔を調整する工程と、
を有することを特徴とする、加熱炉の制御方法。
【請求項２】
稼働中のＲ基（Ｒは正の整数）の加熱炉、及び、該Ｒ基の加熱炉よりも加熱能力が低い状態とされている少なくとも１基の加熱炉を有する加熱炉群で複数のスラブを加熱し、加熱された複数のスラブを圧延機で圧延して厚鋼板を製造する際に加熱炉を制御する方法であって、
前記スラブを圧延した後に前記厚鋼板に機械的特性不足が生じない目標在炉時間を決定する工程と、
前記圧延機の圧延能率と、決定された目標在炉時間とから、前記スラブに機械的特性不足が生じない目標炉内スラブ数を計算する工程と、
前記スラブが前記加熱炉群に装入される際にＲ基の前記加熱炉内に存在する炉内スラブ数を予測する炉内スラブ数予測工程と、
予測された前記炉内スラブ数が、前記目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ＋１）倍以下であるか否か（０．９≦α≦１．１）を判断する判断工程と、
予測された前記炉内スラブ数が前記目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ＋１）倍以下であると前記判断工程で判断された場合に、加熱能力が低い状態とされている少なくとも１基の前記加熱炉の加熱能力を増大させて操業する増大工程と、
予測された前記炉内スラブ数が前記目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ＋１）倍よりも多いと前記判断工程で判断された場合に、Ｒ基の前記加熱炉の加熱能力を維持して操業する維持工程と、
前記増大工程又は前記維持工程後に、予測された前記炉内スラブ数が前記目標炉内スラブ数以上となるように前記スラブの間隔を調整する工程と、
を有することを特徴とする、加熱炉の制御方法。
【請求項３】
請求項１及び／又は請求項２に記載の加熱炉の制御方法によって制御される加熱炉と、該加熱炉の下工程側に配設された圧延機とを用いて厚鋼板を製造することを特徴とする、厚鋼板の製造方法。
【請求項１】
Ｒ基（Ｒは２以上の整数）の加熱炉が稼働中である加熱炉群で複数のスラブを加熱し、加熱された複数のスラブを圧延機で圧延して厚鋼板を製造する際に加熱炉を制御する方法であって、
前記スラブを圧延した後に前記厚鋼板に表面スケール疵が発生しない目標在炉時間を決定する工程と、
前記圧延機の圧延能率と、決定された目標在炉時間とから、前記スラブに表面スケール疵が発生しない目標炉内スラブ数を計算する工程と、
前記スラブが前記加熱炉群に装入される際に該加熱炉群内に存在する炉内スラブ数を予測する炉内スラブ数予測工程と、
予測された前記炉内スラブ数が、前記目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ−１）倍以上であるか否か（０．９≦α≦１．１）を判断する判断工程と、
予測された前記炉内スラブ数が前記目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ−１）倍以上であると前記判断工程で判断された場合に、Ｒ基のうち少なくとも１基の加熱炉の加熱能力を低減する低減工程と、
予測された前記炉内スラブ数が前記目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ−１）倍未満であると前記判断工程で判断された場合に、Ｒ基の前記加熱炉の加熱能力を維持して操業する維持工程と、
前記低減工程又は前記維持工程後に、予測された前記炉内スラブ数が前記目標炉内スラブ数以下となるように前記スラブの間隔を調整する工程と、
を有することを特徴とする、加熱炉の制御方法。
【請求項２】
稼働中のＲ基（Ｒは正の整数）の加熱炉、及び、該Ｒ基の加熱炉よりも加熱能力が低い状態とされている少なくとも１基の加熱炉を有する加熱炉群で複数のスラブを加熱し、加熱された複数のスラブを圧延機で圧延して厚鋼板を製造する際に加熱炉を制御する方法であって、
前記スラブを圧延した後に前記厚鋼板に機械的特性不足が生じない目標在炉時間を決定する工程と、
前記圧延機の圧延能率と、決定された目標在炉時間とから、前記スラブに機械的特性不足が生じない目標炉内スラブ数を計算する工程と、
前記スラブが前記加熱炉群に装入される際にＲ基の前記加熱炉内に存在する炉内スラブ数を予測する炉内スラブ数予測工程と、
予測された前記炉内スラブ数が、前記目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ＋１）倍以下であるか否か（０．９≦α≦１．１）を判断する判断工程と、
予測された前記炉内スラブ数が前記目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ＋１）倍以下であると前記判断工程で判断された場合に、加熱能力が低い状態とされている少なくとも１基の前記加熱炉の加熱能力を増大させて操業する増大工程と、
予測された前記炉内スラブ数が前記目標炉内スラブ数のα×Ｒ／（Ｒ＋１）倍よりも多いと前記判断工程で判断された場合に、Ｒ基の前記加熱炉の加熱能力を維持して操業する維持工程と、
前記増大工程又は前記維持工程後に、予測された前記炉内スラブ数が前記目標炉内スラブ数以上となるように前記スラブの間隔を調整する工程と、
を有することを特徴とする、加熱炉の制御方法。
【請求項３】
請求項１及び／又は請求項２に記載の加熱炉の制御方法によって制御される加熱炉と、該加熱炉の下工程側に配設された圧延機とを用いて厚鋼板を製造することを特徴とする、厚鋼板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１６２７８３（Ｐ２０１２−１６２７８３Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５６００（Ｐ２０１１−２５６００）
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
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