説明

溶鋼鍋の出鋼引当て方法及び溶鋼鍋の出鋼引当て装置

【課題】溶鋼処理に引当てる溶鋼鍋と必要な溶鋼鍋数を把握可能にすること。
【解決手段】演算部13が、出鋼チャージ毎の出鋼終了時刻の情報と、鋳造終了時刻の情報と、当該出鋼チャージについて二次精錬設備においてガス攪拌処理が必要であるか否かの情報と、各溶鋼鍋のガス攪拌処理回数の情報とを含む出鋼計画データに基づいて、前記各出鋼チャージに引当て可能な最終鋳造終了時刻が最も近い溶鋼鍋を引当て、各溶鋼鍋の占有時間の推移を表示出力する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、製鋼工場内における溶鋼処理に必要な溶鋼鍋を出鋼チャージに引当てる溶鋼鍋の出鋼引当て方法及び溶鋼鍋の出鋼引当て装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
製鋼工場内における溶鋼処理では、転炉から出鋼された溶鋼は、内壁面が耐火物で覆われた溶鋼鍋に注がれ、二次精錬設備において目的の成分及び温度に調整された後、溶鋼鍋から連続鋳造設備に注がれてスラブやビレット等の中間製品に鋳造される。そして、溶鋼が空けられた溶鋼鍋は整備された後に再び転炉に搬送され、同様の作業が繰り返し行われる。
【0003】
このような溶鋼処理では、溶鋼の出鋼から鋳造までのリードタイム、すなわち溶鋼鍋が占有されている時間が出鋼チャージ毎で同じであれば、溶鋼鍋を連続的に使用できることから、溶鋼処理に必要な溶鋼鍋数やどの溶鋼鍋を引当てられるかを容易に把握することができる。なお、出鋼チャージとは、転炉における吹錬を1単位とするバッチプロセス、換言すれば、1回の出鋼工程によって転炉から出鋼される溶鋼を意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2000−315109号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、実際の溶鋼処理では、多品種の鉄鋼製品を製造するために、二次精錬設備や連続鋳造設備における処理内容が出鋼チャージによって異なる。このため、溶鋼が二次精錬設備や連続鋳造設備を通過するために要する時間は出鋼チャージによって異なり、溶鋼の出鋼から鋳造までのリードタイムは出鋼チャージによって変化する。これにより、実際の溶鋼処理では、例えば1日に必要な溶鋼鍋数やどの溶鋼鍋を引当てることができるかを把握することが困難であった。
【0006】
一般に、実際の溶鋼処理では、転炉、二次精錬設備、及び連続鋳造設備それぞれにおける処理時間及び処理順序に基づいて溶鋼を順次出鋼して運搬している。このため、転炉から順次出鋼される溶鋼に引当てる溶鋼鍋や、運搬する溶鋼鍋の数を正確に把握できないと、溶鋼鍋の数が足りない等の理由によって操業を維持することができなくなる。また、空鍋のまま放置される時間が長いほど、次に溶鋼鍋を使用する際に温度を上げるために要する時間や燃料が余分にかかる。このことから、出鋼計画にしたがった溶鋼処理に引当てる溶鋼鍋や必要な溶鋼鍋数をオペレータが把握可能な溶鋼鍋の出鋼引当て方法及び溶鋼鍋の出鋼引当て装置の提供が望まれている。
【0007】
なお、特許文献1には、多品種の製造ロットが転炉、二次精錬設備、及び連続鋳造設備において処理される順序と各処理の開始時刻とを算出する方法が開示されている。この方法によれば、各処理の開始時刻に基づいて溶鋼鍋が占有されている時間を把握することができる。しかしながら、この方法では、出鋼計画にしたがった溶鋼処理に引当てる溶鋼鍋や必要な溶鋼鍋数を把握することはできない。
【0008】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、出鋼計画にしたがった溶鋼処理に引当てる溶鋼鍋を把握し効率よく溶鋼鍋を運用することが可能な溶鋼鍋の出鋼引当て方法及び溶鋼鍋の出鋼引当て装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る溶鋼鍋の出鋼引当て方法は、出鋼チャージ毎の出鋼終了時刻の情報と、鋳造終了時刻の情報と、当該出鋼チャージについて二次精錬設備においてガス攪拌処理が必要であるか否かの情報と、溶鋼鍋毎のガス攪拌処理回数の情報と、最終鋳造終了時刻とを含む出鋼計画データに基づいて、前記各出鋼チャージに引当て可能な最終鋳造終了時刻が最も近い溶鋼鍋を引当てるステップと、各溶鋼鍋の占有時間の推移を表示出力するステップと、を含むことを特徴とする。
【0010】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る溶鋼鍋の出鋼引当て装置は、出鋼チャージ毎の出鋼終了時刻の情報と、鋳造終了時刻の情報と、当該出鋼チャージについて二次精錬設備においてガス攪拌処理が必要であるか否かの情報と、溶鋼鍋毎のガス攪拌処理回数の情報と、最終鋳造終了時刻とを含む出鋼計画データに基づいて、前記各出鋼チャージに引当て可能な最終鋳造終了時刻が最も近い溶鋼鍋を引当てる手段と、各溶鋼鍋の占有時間の推移を表示出力する手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明に係る溶鋼鍋の出鋼引当て方法及び溶鋼鍋の出鋼引当て装置によれば、出鋼計画にしたがった溶鋼処理に引当てる溶鋼鍋や必要な溶鋼鍋数を把握して、効率よく溶鋼鍋を運用できるので、溶鋼処理に必要な時間と燃料を節約できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】図1は、溶鋼処理の流れを説明するための模式図である。
【図2】図2は、本発明の一実施形態である装置の構成を示すブロック図である。
【図3】図3は、本発明の一実施形態である出鋼引当て処理の流れを示すフローチャートである。
【図4】図4は、本発明の一実施形態である出鋼引当て処理を説明するための説明図である。
【図5】図5は、本発明の一実施形態である出鋼引当て処理により出鋼チャージに溶鋼鍋を引当てた結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である溶鋼鍋の出鋼引当て方法及び出鋼引当て装置について説明する。
【0014】
〔溶鋼処理の流れ〕
初めに、図1を参照して、本発明の一実施形態である溶鋼鍋の出鋼引当て方法及び出鋼引当て装置の処理対象となる溶鋼処理の流れについて説明する。
【0015】
図1は、溶鋼処理の流れを説明するための模式図である。なお、図1では、説明を簡略化するために、主要な工程のみを図示している。図1に示すように、製鋼工場における溶鋼工程では、始めに、転炉1から出鋼された溶鋼2は、内壁面が耐火物で覆われた溶鋼鍋3に注がれる。次に、溶鋼鍋3に注がれた溶鋼2は、二次精錬設備において目的の成分及び温度に調整される(二次精錬)。具体的には、二次精錬設備では、出鋼成分や規格等に応じて、導入管4を介して成分調整用の合金鉄や薬剤等の添加物が溶鋼2に加えられる。そして、ノズル5を介して溶鋼鍋3の底面から不活性ガスを供給することによって添加物を攪拌(ガス攪拌処理)し、溶鋼2は目的の成分及び温度に調整される。次に、目的の成分及び温度に調整された溶鋼2は、溶鋼鍋3に入れられた状態で連続鋳造機6に搬送され、連続鋳造設備6に注がれてスラブやビレット等の中間製品に鋳造される(連続鋳造)。そして、溶鋼2が空けられた溶鋼鍋3は、内壁面の養生やノズル5の整備/交換等の整備(空鍋整備)が行われた後に再び転炉1に搬送され、同様の作業が繰り返し行われる。
【0016】
なお、溶鋼鍋のノズル5は、ガス攪拌処理を所定回数行なうごとに交換される。ノズル5の交換を行う場合には、鋳造が終了し溶鋼2が空けられた後に次の出鋼チャージに溶鋼鍋3を使用可能になるまでに、通常の空鍋整備や転炉1への搬送に要する段取り時間に加え、ノズル交換時間を要する。
【0017】
〔出鋼引当て装置の構成〕
次に、図2を参照して、本発明の一実施形態である出鋼引当て装置の構成について説明する。
【0018】
図2は、本発明の一実施形態である出鋼引当て装置の構成を示すブロック図である。図2に示すように、本発明の一実施形態である出鋼引当て装置10は、ワークステーション等の演算処理装置によって構成され、製鋼データベース(DB)11、端末インターフェイス12、及び演算部13を備える。
【0019】
製鋼DB11は、製鋼工場20において計画された出鋼計画データを格納する。出鋼計画データは、1日等の所定時間毎の出鋼チャージ数と各出鋼チャージとに関するデータと溶鋼鍋数と各溶鋼鍋に関するデータとを含む。各出鋼チャージに関するデータは、転炉から溶鋼が出鋼される時刻(出鋼終了時刻)、溶鋼の鋳造が終了する時刻(鋳造終了時刻)、転炉から出鋼された溶鋼に対して行われる処理工程(通過工程)、及び転炉から出鋼された溶鋼の成分(鋼種成分)に関するデータを少なくとも含む。また、各溶鋼鍋に関するデータは、少なくとも当該溶鋼鍋でガス攪拌処理を実施する回数(ガス攪拌処理回数)と、最終鋳造終了時刻とを含む。製鋼DB11内に格納されている出鋼開始時刻や鋳造終了時刻等のデータは、オペレータが出鋼引当て装置10に接続された端末装置21を操作することによって、端末インターフェイス12を介して書き換えることができる。
【0020】
演算部13は、CPU等の演算処理装置によって構成されている。演算部13は、図示しないROMに格納されている出鋼引当てプログラムをRAM内へとロードし、RAM内にロードされた出鋼引当てプログラムを実行することによって、溶鋼処理に必要な溶鋼鍋を出鋼チャージに引当てる処理をする。演算部13は、端末インターフェイス12を介して演算結果をオペレータが操作する端末装置21の表示装置や出力装置に出力することができる。
【0021】
〔出鋼引当て処理〕
このような構成を有する出鋼引当て装置10は、以下に示す出鋼引当て処理を実行することによって、溶鋼処理に引当てる溶鋼鍋と必要な溶鋼鍋の数を決定する。以下、図3に示すフローチャートを参照して、この出鋼引当て処理を実行する際の出鋼引当て装置10の動作について説明する。
【0022】
図3は、本発明の一実施形態である出鋼引当て処理の流れを示すフローチャートである。図3に示すフローチャートは、オペレータが端末装置21を操作することによって端末インターフェイス12を介して演算部13に出鋼引当て処理の実行を指示したタイミングで開始となり、出鋼引当て処理はステップS1の処理に進む。なお、オペレータは、たとえば始業時などに、本実施の形態にかかる出鋼引当て処理の実行を指示する。
【0023】
ステップS1の処理では、演算部13が、製鋼DB11に記憶されている出鋼計画データから、M個の出鋼チャージに関するデータを取得し、たとえば図4に示すようにそのM個の出鋼チャージに関するデータを出鋼終了時間の早い順にソートし、その順に出鋼チャージ番号(I)を付与する。図4は、出鋼チャージの個数Mが30である場合において、出鋼終了時刻が早い順にソートした例を示す。これにより、ステップS1の処理は完了し、出鋼引当て処理は、ステップS2の処理に移行する。各出鋼チャージは、出鋼終了時刻に始まり、鋳造終了時刻に終了する。すなわち、後述の出鋼チャージを空いた溶鋼鍋に引当てる処理では、出鋼チャージの出鋼終了時刻が早いほど、早く空く溶鋼鍋を引当てることができる。
【0024】
ステップS2〜S4の処理では、演算部13は、以下に説明するステップS5以降の処理によりI番目の出鋼チャージを溶鋼鍋に引当てる処理を、Iが1からMになるまで(ステップS3,ステップS4,Yes)、繰り返す。
【0025】
ステップS5の処理では、演算部13は、製鋼DB11に記憶されている出鋼計画データから、N個の溶鋼鍋に関するデータを取得して、そのN個の溶鋼鍋に関するデータを最終鋳造終了時刻の早い順にソートして、その順に溶鋼鍋番号(J)を付与する。これにより、ステップS5の処理は完了し、出鋼引当て処理は、ステップS6の処理に移行する。
【0026】
ここで、上記N個の溶鋼鍋は、本実施の形態にかかる出鋼引当て処理を実行する時点より以前に出鋼引当て処理を実行した結果で引当て済みの溶鋼鍋が該当する。また、溶鋼鍋に関するデータに含まれる最終鋳造終了時刻は、たとえば、上記本実施の形態にかかる出鋼引当て処理を実行する時点より以前に出鋼引当て処理を実行した結果を参照して取得できる。また、各溶鋼鍋に関するデータには、ガス攪拌処理回数が含まれる。このガス攪拌処理回数が所定の回数に達するごとにノズルの交換が必要となる。各溶鋼鍋は、ノズル交換が不要な場合は、鋳造終了時刻の後、空鍋整備や転炉1への搬送に要する所定の段取り時間(S1_TIME)を経て空きの状態になるが、ノズル交換が必要な場合には、段取り時間(S1_TIME)に加えて所定のノズル交換時間(S2_TIME)を経た後に、空きの状態になる。このように、最終鋳造終了時刻が早い溶鋼鍋ほど、早く空きの状態になる可能性がある。
【0027】
ステップS6〜S8の処理では、演算部13は、以下に説明するステップS9以降の処理によりI番目の出鋼チャージをJ番目の溶鋼鍋に引当てられるかを判断する処理を、Jが1からNになるまで(ステップS7,ステップS8,Yes)繰り返す。
【0028】
ステップS9の処理では、演算部13は、I番目の出鋼チャージの出鋼終了時刻(LD_END(I))とJ番目の溶鋼鍋の最終鋳造終了時刻(CC_END(J))に段取り時間(S1_TIME)を加えた時刻とを対比させ、どちらが遅いかを判断する。すなわち、演算部13は、以下の式(1)により、J番目の溶鋼鍋の最終鋳造終了時刻(CC_END(J))の後に、I番目の出鋼チャージの出鋼終了時刻(LD_END(I))までの間に、段取り時間(S1_TIME)をとることができるかを判断する。
【0029】
LD_END(I)−CC_END(J)≧S1_TIME …(1)
【0030】
I番目の出鋼チャージの出鋼終了時刻の方がJ番目の溶鋼鍋の最終鋳造終了時刻に段取り時間(S1_TIME)を加えた時刻より早い場合、すなわち、段取り時間(S1_TIME)をとることができない場合には(ステップS9,No)、I番目の出鋼チャージをJ番目の溶鋼鍋に引当てることは不可能であるため、ステップS7の処理に移行する。すなわち、演算部13は、(J+1)番目の溶鋼鍋について、同様の判断を行なう。一方、I番目の出鋼チャージの出鋼終了時刻がJ番目の溶鋼鍋の最終鋳造終了時刻に段取り時間(S1_TIME)を加えた時刻以降の場合、すなわち、段取り時間(S1_TIME)をとることができる場合には(ステップS9,Yes)、出鋼引当て処理は、ステップS10の処理に移行する。
【0031】
ステップS10〜S15の処理では、演算部13は、I番目の出鋼チャージが、二次精錬設備においてガス攪拌処理が必要であるか否かの情報(ステップS10)と、J番目の溶鋼鍋のガス攪拌処理回数(ステップS11)とに基づいて、I番目の出鋼チャージをJ番目の溶鋼鍋に引当てることができるかを判断する。
【0032】
すなわち、I番目の出鋼チャージが、二次精錬設備においてガス攪拌処理が必要な場合には(ステップS10,Yes)、演算部13は、J番目の溶鋼鍋のガス攪拌処理回数を確認し、ノズル交換が必要な所定回数に達していない場合には(ステップS11,No)、J番目の溶鋼鍋のガス攪拌処理回数に1を加算した上で(ステップS12)、I番目の出鋼チャージをJ番目の溶鋼鍋に引当てる(ステップS13)。一方、I番目の出鋼チャージが、二次精錬設備においてガス攪拌処理が必要ない場合には(ステップS10,No)、演算部13は、I番目の出鋼チャージをJ番目の溶鋼鍋に引当てる(ステップS13)。
【0033】
ステップS11の処理において、J番目の溶鋼鍋のガス攪拌処理回数が、ノズル交換が必要な所定回数に達している場合には(ステップS11,Yes)、演算部13は、I番目の出鋼チャージの出鋼終了時刻(LD_END(I))とJ番目の溶鋼鍋の最終鋳造終了時刻(CC_END(J))に段取り時間(S1_TIME)とノズル交換時間(S2_TIME)とを加えた時刻とを対比させ、どちらが遅いかを判断する(ステップS14)。すなわち、演算部13は、以下の式(2)により、J番目の溶鋼鍋の最終鋳造終了時刻(CC_END(J))の後に、I番目の出鋼チャージの出鋼終了時刻(LD_END(I))までの間に、段取り時間(S1_TIME)とノズル交換時間(S2_TIME)をとることができるかを判断する。
【0034】
LD_END(I)−CC_END(J)≧S1_TIME+S2_TIME …(2)
【0035】
I番目の出鋼チャージの出鋼終了時刻の方がJ番目の溶鋼鍋の最終鋳造終了時刻に段取り時間(S1_TIME)とノズル交換時間(S2_TIME)とを加えた時刻より早い場合、すなわち、段取り時間(S1_TIME)とノズル交換時間(S2_TIME)をとることができない場合には(ステップS14,No)、I番目の出鋼チャージをJ番目の溶鋼鍋に引当てることは不可能であるため、ステップS7の処理に移行する。すなわち、演算部13は、(J+1)番目の溶鋼鍋について、同様の判断を行なう。一方、I番目の出鋼チャージの出鋼終了時刻がJ番目の溶鋼鍋の最終鋳造終了時刻に段取り時間(S1_TIME)とノズル交換時間(S2_TIME)とを加えた時刻以降の場合、すなわち、段取り時間(S1_TIME)とノズル交換時間(S2_TIME)をとることができる場合には(ステップS14,Yes)、演算部13は、J番目の溶鋼鍋のガス攪拌処理回数をリセット(初期化)した上で(ステップS15)、I番目の出鋼チャージをJ番目の溶鋼鍋に引当てて、適宜な記憶部に記憶する(ステップS13)。これにより、ステップS13の処理は完了し、出鋼引当て処理は、ステップS3の処理に移行する。そして、演算部13は、Iを1ずつ大きくして(ステップS3)、I番目の出鋼チャージを溶鋼鍋に引当てる処理(ステップS5〜S16)を、IがMを超えるまで(ステップS4,Yes)繰り返す。
【0036】
なお、JがNに達しても、I番目の出鋼チャージをJ番目の溶鋼鍋に引当てることができない場合には(ステップS8,No)、演算部13は、N個の溶鋼鍋ではI番目の出鋼チャージに引当てることができないと判断し、(N+1)番目の新たな溶鋼鍋に引当てて、適宜な記憶部に記憶する(ステップS16)。
【0037】
以上の説明した手順により、M個の全ての出鋼チャージについて、溶鋼鍋を引当てる処理が完了すると(ステップS4,No)、出鋼引当て処理は、ステップS17の処理に移行する。
【0038】
ステップS17の処理では、演算部13は、以上の処理により得られた出鋼チャージと引当てられた溶鋼鍋との結果を、端末インターフェイス12を介して出力し、操作端末21の表示装置に表示させるとともに、製鋼DB11に記憶させる。図5は、出鋼チャージの個数Mが30、溶鋼鍋の個数Nが7の場合に、出力される各溶鋼鍋に引当てられた出鋼チャージの一覧を例示する図であり、図4に例示する30の出鋼チャージを、段取り時間(S1_TIME)=40分、ノズル交換時間(S2_TIME)=40分として、7つの溶鋼鍋に引当てた結果を示す。図5において、各出鋼チャージを示す線上には当該鍋のガス攪拌処理回数が付記されており、ガス攪拌処理を8回行なうごとにノズルを交換している(たとえば、鍋番号J=3,6について、図5中の黒逆三角形の箇所)。これにより、ステップS17の処理は完了し、一連の出鋼引当て処理は終了する。
【0039】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である出鋼引当て処理によれば、演算部13が、出鋼計画データに基づいて、溶鋼鍋を空きの状態にする時間をできるだけ短くするように出鋼チャージに引当てる。このような出鋼引当て処理によれば、オペレータは、出力結果に基づいて溶鋼処理に引当てる溶鋼鍋や必要な溶鋼鍋数を把握し、溶鋼鍋の数が足りない等の理由によって操業が維持できなくなることを抑制できる。また、効率よく溶鋼鍋を運用できるので、溶鋼処理に必要な時間と燃料を節約できる。
【0040】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【0041】
1 転炉
2 溶鋼
3 溶鋼鍋
4 導入管
5 ノズル
6 連続鋳造機
10 出鋼引当て装置
11 製鋼データベース
12 端末インターフェイス
13 演算部
21 端末装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
出鋼チャージ毎の出鋼終了時刻の情報と、鋳造終了時刻の情報と、当該出鋼チャージについて二次精錬設備においてガス攪拌処理が必要であるか否かの情報と、溶鋼鍋毎のガス攪拌処理回数の情報と、最終鋳造終了時刻とを含む出鋼計画データに基づいて、前記各出鋼チャージに引当て可能な最終鋳造終了時刻が最も近い溶鋼鍋を引当てるステップと、
各溶鋼鍋の占有時間の推移を表示出力するステップと、
を含むことを特徴とする溶鋼鍋の出鋼引当て方法。
【請求項2】
出鋼チャージ毎の出鋼終了時刻の情報と、鋳造終了時刻の情報と、当該出鋼チャージについて二次精錬設備においてガス攪拌処理が必要であるか否かの情報と、溶鋼鍋毎のガス攪拌処理回数の情報と、最終鋳造終了時刻とを含む出鋼計画データに基づいて、前記各出鋼チャージに引当て可能な最終鋳造終了時刻が最も近い溶鋼鍋を引当てる手段と、
各溶鋼鍋の占有時間の推移を表示出力する手段と、
を備えることを特徴とする溶鋼鍋の出鋼引当て装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−92400(P2012−92400A)
【公開日】平成24年5月17日(2012.5.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−241329(P2010−241329)
【出願日】平成22年10月27日(2010.10.27)
【出願人】(000001258)JFEスチール株式会社 (8,589)
【Fターム(参考)】