JP2004508943A

JP2004508943A - How to provide tailored steel strip

Info

Publication number: JP2004508943A
Application number: JP2002530242A
Authority: JP
Inventors: ブレッジ・ウォルター; マハパトラ・ラーマ; ストレッチョフ・レイザー; マカンサン・カナパー
Original assignee: ニューコア・コーポレーション
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2004-03-25
Also published as: BR0114337A; RU2282521C2; EP1326724B1; EP1326724A1; CN1458869A; MY126907A; EP1326724A4; CN1308100C; AU2001291504B2; TW589520B; CA2421668A1; MXPA03002134A; KR100868143B1; WO2002026423A1; KR20030064761A; ATE349288T1; CN1820875A; DE60125562D1; ES2282290T3; DE60125562T2

Abstract

A method of controlling a continuous steel strip casting process based on customer-specified requirements includes a general purpose computer in which product specifications of steel product ordered by a customer is entered. The computer is configured to automatically map the product specifications to process parameters/set points for controlling the continuous steel strip casting process in a manner to produce the customer ordered product, and in one embodiment produces a process change report detailing such process parameters/set points for operator use in physically implementing such process parameters/set points in the strip casting process. Alternatively, the computer may provide the process parameters/set points directly to the strip casting process for automatic control thereof in producing the customer ordered steel product. The process of the present invention is capable of substantially reducing the time between a customer request for a steel product and delivery thereof over that of conventional steel manufacturing processes.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本出願は、２０００年９月２９日出願のアメリカ仮出願第６０／２３６，３９０号の優先権及び特典を主張する。
【０００２】
本発明は注文に合わせて鋼ストリップを提供するシステム及び方法全般に関し、より明細には、顧客指定の鋼ストリップ要件を、顧客指定の鋼ストリップ製品を製造するよう作動可能な連続ストリップ鋳造工程を制御する工程作動パラメータに変換するシステム及び方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来の鋼産業工程で、鋼製品に関し、特に機械的及び寸法上の特性について顧客の注文を満たすのは複雑で時間が掛かり、成し遂げるのに典型的には１０週間若しくはそれ以上の期間が必要となり得る。図１には、一例として、顧客注文の鋼ストリップ製品を製造する従来の工程１０フローを示すフローチャートを示している。本明細書で使う「ストリップ」という語は５ｍｍ厚以下の製品を意味すると理解すべきである。
【０００４】
工程１０は段階１２で始まり、鋼製造業者が顧客の注文、典型的には鋼ストリップ製品の機械的及び寸法上の要件並びに所望量に関し述べたもの、を受ける。その後の段階１４で、鋼製造業者は、顧客の注文をもとに製品の広範な特性を達成するための特定の鋼ケミストリ（ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）要件を決定する。ケミストリ要件は、（ケミストリが機械的及び仕上げ特性の主要決定因子であったインゴット鋳造／熱間圧延テクノロジーに大抵は由来している）利用可能な鋼ケミストリの巨大なレシピリスト（ｒｅｃｉｐｅｌｉｓｔ）から選択される。その後の段階１６で、鋼製造業者は、鋼ケミストリ要件に応じて形成される溶融鋼から鋼スラブを製造するのに使われる、鋼鋳造工程の操作パラメータ及び／又はセットポイントに対応する鋳造パラメータを決定する。段階１８で、鋼製造業者は、顧客の厚等の寸法上の要件を得ることに最初は集中し、次いで最終製品特性を得るのに必要となり得る追加の下流側処理段階を完成させて下流側スラブ処理要件を決める。斯かる下流側スラブ処理要件は、例えば、（ａ）熱間ストリップミル処理装置の熱間ミル炉（ｈｏｔｍｉｌｌｆｕｒｎａｃｅ）操作パラメータ及び／又はセットポイントに対応するスラブ再熱パラメータ、（ｂ）熱間ストリップミル処理装置のミル圧延操作パラメータ及び／又はセットポイントに対応する熱間圧延パラメータ、（ｃ）冷間ミル処理装置の酸洗い・冷間圧延操作パラメータ及び／又はセットポイントに対応する冷間圧延パラメータ、及び（ｄ）熱処理装置の熱処理操作パラメータ及び／又はセットポイントに対応する熱処理パラメータ、のうちのいずれか１つ又は組合せを含み得る。
【０００５】
段階１８から、工程１０は段階２０に進み、鋼製造業者は指定の鋼製品のケミストリ要件に応じた１バッチ（ｂａｔｃｈ）の溶鋼を製造し、段階１６で確立の鋳造パラメータに応じて鋼製品をスラブストック（ｓｌａｂｓｔｏｃｋ）に鋳造する。しばしば、（５トンもの少量であり得る）顧客の注文は、１製鋼ヒート（ｏｎｅｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇｈｅａｔ）−特定の鋼プラント容量次第であるが、典型的には１００〜３００トン−を満たすのに充分な注文となるまでプールされる。これにより特定の顧客の注文をこなし得る期間の遅れが更に追加され、製造に掛かる全期間が１０週間を優に超えて延びてしまう。いずれにしろ、工程１０は段階２０から段階２２に進み、スラブストックが段階１８で確立のスラブ再熱・熱間圧延パラメータに応じて再熱され、熱間ストリップミル装置で熱間圧延されて所定厚の鋼のコイルストック（ｃｏｉｌｓｔｏｃｋ）を造る。その後の段階２４で、コイルストックは段階１８で確立の酸洗い・冷間圧延パラメータに応じて酸洗いされ、冷間ミルで冷間圧延されて、巻きストックの厚を顧客指定の厚に減らす。最後に、段階２６でコイルストックは段階１８で確立の熱処理パラメータに応じて熱処理装置で熱処理され、顧客の注文の要件に合うようコイルストックを焼きなます。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したタイプの従来の鋼ストリップ製造では、（典型的には５０を超す）多くの異なる鋼等級を製造する必要があり、それらは最初はスラブに鋳造され、次いで複雑な熱間圧延スケジュールを介して熱間ストリップミルで処理されて、１．５ｍｍもの薄さであって、全般に３００〜４５０ＭＰａの範囲の降伏強さを持つ製品を造る。顧客がもっと薄い材料又はこの範囲外の特性を要求する場合は、酸洗いライン、冷間圧下ミル、焼きなまし炉を含む後続処理が必要である。
【０００７】
上記した従来の鋼ストリップ製造工程の主たる欠点は、期間が非常に長いことであり、顧客の注文を満足させる鋼製品を製造するのに、典型的には１０週間又はそれ以上もの期間が必要である。従って必要なのは、顧客指定の鋼ストリップ製品を製造するのに要する時間を大幅に減らすことによって顧客のニーズにより応じた改良された鋼ストリップ製造工程である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の従来技術の欠点を解決するのが本発明である。本発明の１局面によれば、顧客指定の鋼製品を製造する連続ストリップ鋼鋳造工程の制御方法は、鋼製品について該製品の顧客指定の要件を含んだ注文を受け、前記鋼製品を製造する連続ストリップ鋼鋳造工程を制御する複数の工程パラメータに、前記顧客指定の要件をマッピングし、前記連続ストリップ鋼鋳造工程のオペレータへの工程変更レポートに、前記複数の工程パラメータを表示することを含む。
【０００９】
本発明の別の局面によれば、顧客指定の鋼製品を製造する連続ストリップ鋼鋳造工程の制御方法は、鋼製品について該製品の顧客指定の要件を含んだ注文を受け、前記鋼製品を製造する連続ストリップ鋼鋳造工程を制御する複数の工程パラメータに、前記顧客指定の要件をマッピングし、前記工程パラメータに基づいて前記連続ストリップ鋼鋳造工程を制御して前記鋼製品を製造することを含む。
【００１０】
本発明の更に別の局面によれば、顧客指定の鋼製品を製造する連続ストリップ鋼鋳造工程の制御方法は、１組の所定工程パラメータに基づいて連続ストリップ鋼鋳造工程を制御して第１の鋼製品を製造し、第２の鋼製品について該第２の鋼製品に関する顧客指定の要件を含んだ注文を受け、前記第２の鋼製品を製造する連続ストリップ鋼鋳造工程を制御する１組の新工程パラメータに前記顧客指定の要件をマッピングし、前記連続ストリップ鋼鋳造工程が前記第１の鋼製品の製造から前記第２の鋼製品の製造に直ちに切り替わるよう、前記連続ストリップ鋼鋳造工程を中断することなく前記組の所定工程パラメータを前記組の新工程パラメータに替えることを含む。
【００１１】
本発明の更に又別の局面によれば、顧客指定の鋼ストリップを提供する方法は、顧客指定の要件の鋼ストリップの注文を、単一鋼ケミストリの鋼ストリップを鋳造する連続ストリップ鋳造機の生産工程（ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｒｕｎ）で、注文された鋼ストリップを製造するスケジュールへ処理し、生産工程時に連続ストリップ鋳造機を操作して単一鋼ケミストリの鋳造ストリップを製造し、オーステナイトからフェライトへの変態温度範囲でストリップを冷却し、工程パラメータを選択的に制御して顧客指定の要件を有するストリップを製造することを含む。
【００１２】
好ましくは、その方法は、オーステナイトからフェライトへの変態温度範囲でストリップを冷却する前に鋳造ストリップをインライン熱間圧延することを更に含む。
【００１３】
本発明による前述の方法各々において、顧客指定の要件は指定の鋼等級及び／又は指定のストリップ厚を含むことができ、顧客指定の鋼製品を製造するために連続ストリップ鋳造工程を制御する工程パラメータは連続ストリップ鋳造工程の鋳造速度、鋼ストリップの鋳放し鋼厚、鋼ストリップの熱間圧下百分率、鋼ストリップの冷却速度、鋼ストリップの巻取り温度、前記鋼製品の冷間圧下百分率、焼きなまし周期タイプ及び焼きなまし温度のいずれか１つ又は組合せを含むことができる。
【００１４】
本発明の目的は、顧客の注文に合わせて鋼ストリップを提供する改良された方法を提供することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、鋼ストリップ製品について顧客の注文の受領と、鋼ストリップ製品の実際の製造との間の転換時間（ｔｕｒｎａｒｏｕｎｄｔｉｍｅ）を最小限にすることである。
【００１６】
本発明のこれらの及びその他の目的は好適な実施の形態についての以下の記述から更に明らかとなるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の原理の理解を促進するため、以下、図面に示した好適な実施の形態について言及し、それを記述するのに特定の言葉遣いを用いる。しかしながら、それは本発明の範囲の限定を意図したものでなく、本発明の属する分野の当業者なら普通そうなるように、示した実施の形態の変更例や更なる改変例、説明した本発明の原理の更なる適用が考えられる、と理解される。
【００１８】
本発明は連続ストリップ鋳造機で鋼ストリップを製造することに基づいている。出願人は、双ロール鋳造機形式の連続ストリップ鋳造機で鋼ストリップを鋳造する分野において広範な研究・開発事業を行なってきている。一般に、双ロール鋳造機で連続的に鋼ストリップを鋳造するには、内部を水冷されている一対の相互方向に回転する水平鋳造ロール間に溶鋼を導くことにより動いているロール表面上に金属殻が凝固してロール間のロール間隙にて合わされてロール間のロール間隙から下方に送給される凝固ストリップを生み出す。「ロール間隙」（ｎｉｐ）という語は、ロール同士が最接近する領域一般を指すものとして用いる。溶融金属は取鍋から小容器へと注がれ、そこからロール間隙上方に位置した金属供給ノズルを介し流下してロール間のロール間隙へ向かうことにより、ロール間隙直上のロール鋳造表面に支持されロール間隙長さ方向に沿って延びる溶融金属の鋳造溜めを形成することができる。通常この鋳造溜めを間に囲い込むのは、溢流しないよう鋳造溜めの２端を堰き止める、ロール端面に摺動係合保持された側板又は堰であるが、電磁バリヤ等の代替手段も提案されている。この種の双ロール鋳造機での鋼ストリップの鋳造は、例えば、アメリカ特許第５，１８４，６６８号、第５，２７７，２４３号及び第５，９３４，３５９号で記述されている。それら全てを、言及することによりここに明示的に組み入れる。
【００１９】
出願人は、ストリップを連続鋳造し、その後、下流側ストリップ処理パラメータを選択的に変更することにより、広範囲の微構造を、従って広範囲の機械的特性を有する所与の組成の鋼ストリップの製造が可能であることを見出した。例えば、出願人は、ケイ素／マンガンキルドされた平炭素鋼を含む平炭素鋼について行なった研究から、ストリップをオーステナイトからフェライトに変態させるため０．１℃／秒〜超１００℃／秒の範囲で冷却速度を選択することにより２００ＭＰａ〜超５５０ＭＰａの範囲の降伏強さを持つ鋼ストリップを製造できることを見出した。従って、出願人により認識された連続ストリップ鋳造の自由度の一例は、所与の組成の鋼ストリップを鋳造する連続ストリップ鋳造機の生産工程を、オーステナイトからフェライトへの変態温度範囲で鋳造ストリップが選択的に異なる冷却速度となることができるように制御でき、その結果、様々な異なる微構造、従って機械的特性の選択ができるようストリップを製造できることである。
【００２０】
出願人は、通常、連続ストリップ鋼鋳造工程の下流側ストリップ処理パラメータを選択的に変更することにより、製造（即ち、顧客指定の）要件に合わせるため連続ストリップ鋳造機を操業することに関してかなりの柔軟性を実現できることを発見した。これは、所与の寸法上の仕様及び様々異なる機械的特性の鋼ストリップについて顧客の出す注文品を単一製造工程の単一鋼ケミストリで製造できることを意味する。加えて、これは、生産工程の調整を、生産工程の進行中にリアルタイムで行なえることを意味する。このことは短い転換時間内で注文品についての顧客の要求に合わせることに関した連続ストリップ鋳造の重要な利点であると認識された。
【００２１】
本発明の好適な実施の形態についての以下の記述は、双ロール鋳造機を用いる鋼ストリップの連続鋳造に関してである。本発明は双ロール鋳造機の使用に限定されるものではなく、他の型の連続ストリップ鋳造機にも範囲が及ぶ。
【００２２】
図２に関し、連続ストリップ鋼鋳造装置／工程５０が、本発明によって鋼ストリップが製造できる製造ラインの連続する部分として示されている。図２及び３で示している双ロール鋳造機は全般に５４として示され、それの製造する鋳造鋼ストリップ５６が移行路５２を通ってガイドテーブル５８にわたり、ピンチロール６０Ａで構成されたピンチロールスタンド６０へ至る。ピンチロールスタンド６０を出た直後、ストリップは、１対の圧下ロール６２Ａ及びバックアップロール６２Ｂで構成される熱間圧延機６２を通って熱間圧延されてその厚みを減らす。圧延されたストリップはランアウトテーブル６４上を通って水ジェット６６により強制冷却でき、１対のピンチロール７０Ａ及び７０Ｂで構成されるピンチロールスタンド７０を経てからコイラ６８に至る。
【００２３】
さて図３に関し、双ロール鋳造機５４を構成する主機械フレーム７２が、鋳造表面７４Ａ及び７４Ｂを有する１対の平行鋳造ロール７４を支持する。鋳造作業時に溶融金属が取鍋（図示せず）からタンディッシュ８０へ、耐火シュラウド８２を介して分配器８４へ、そして金属供給ノズル８６を介して鋳造ロール７４間のロール間隙８８へと供給される。斯くしてロール間隙８８に送給された溶融金属はロール間隙８８上方に溜め９２を形成し、この溜め９２をロール端で囲い込むのが１対の側部閉止堰又は板９０であって、側板ホルダに接続された流体圧シリンダユニットで構成された１対のスラスタ（図示せず）によりロール端に当てがわれる。溜め９２の上面（通常、「メニスカス」レベルと呼ばれる）が供給ノズル８６下端より上となることにより供給ノズル８６下端がこの溜め９２に浸漬してもよい。
【００２４】
鋳造ロール７４は水冷されるので、動いているロール表面上に殻が凝固し、ロール間のロール間隙８８にて合わせられて、ロール７４間のロール間隙８８から下方に送給される凝固ストリップ５６を生み出す。双ロール鋳造機５４はアメリカ特許第５，１８４，６６８号及び第５，２７７，２４３号又はアメリカ特許第５，４８８，９８８号に幾分詳細に示され、記述された種類のものでよく、言及することにより各々の開示を本明細書に明示的に組み入れる。
【００２５】
本発明によれば、鋼ストリップについての顧客の注文が図４のコンピュータシステム１５０等の多目的コンピュータシステムに入力され、以下でより充分に記述される仕方で処理され、図２及び３に関し上述した連続鋼ストリップ鋳造工程５０等の連続鋼ストリップ鋳造工程を制御する工程パラメータ及び／又は工程セットポイントを決め、それにより顧客の注文を満たす。図４に関し、多目的コンピュータシステム１５０が含む多目的コンピュータ１５２は、従来のディスクトップパソコン（ＰＣ）、ラップトップ又はノートブックコンピュータ、又は、以下で述べる仕方で作動するよう構成されている他の公知の多目的コンピュータであってよい。コンピュータシステム１５０は、顧客の注文に関する情報を入力するためコンピュータ１５２に電子接続された従来のキーボード１５４を含み、１つ又は組合せの出力装置を含むことができる。例えば、コンピュータ１５２はプリンタ１５６に電子接続でき、その場合、コンピュータ１５２は工程変更レポート等のレポートの形での１組の工程パラメータを印刷するよう構成でき、工程変更レポートは図２及び３に示した連続鋼ストリップ鋳造工程５０等の連続鋼ストリップ鋳造工程を、顧客注文の鋼ストリップ製品を製造するように制御する工程パラメータ及び／又はセットポイントを陳述する。１つの実施の形態によれば、工程５０等の連続鋼ストリップ鋳造工程のオペレータは、工程変更レポートを見て連続鋼ストリップ鋳造工程に対応の物理的変化を行ない、それにより顧客注文の鋼ストリップ製品を製造する。
【００２６】
若しくは、又は、加えて、コンピュータ１５２は従来のモニター１５８に電子接続でき、その場合、コンピュータ１５２は工程変更レポート等のレポートの形で１組の工程パラメータを表示するよう構成でき、工程変更レポートは、図２及び３に示した連続鋼ストリップ鋳造工程５０等の連続鋼ストリップ鋳造工程を顧客注文の鋼ストリップ製品を製造するように制御する工程パラメータ及び／又はセットポイントを陳述する。工程５０等の連続鋼ストリップ鋳造工程のオペレータは、印刷されたレポートに加えて、又は、それの代わりにモニター１５８に表示された工程変更レポートを見て、対応の物理的変化を連続鋼ストリップ鋳造工程に行ない、それにより顧客注文の鋼ストリップ製品を製造することができる。
【００２７】
コンピュータ１５２は従来の記憶媒体ユニット１６０にも電子接続され、記憶ユニット１６０に対し公知の仕方で情報を出入れするよう構成される。本発明の１つの実施の形態においては、コンピュータ１５２は工程変更レポート等のレポートの形の１組の工程パラメータを記憶ユニット１６０を介し記憶媒体１６２にダウンロードするよう構成され、工程変更レポートは、図２及び３に示した連続鋼ストリップ鋳造工程５０等の連続鋼ストリップ鋳造工程を顧客注文の鋼ストリップ製品を製造するように制御する工程パラメータ及び／又はセットポイントを陳述する。次いで、工程５０等の連続鋼ストリップ鋳造工程のオペレータは、従来技術により記憶媒体の中身にアクセスし、工程変更レポートを見て対応の物理的変化を連続鋼ストリップ鋳造工程に行ない、それにより顧客注文の鋼ストリップ製品を製造できる。記憶媒体ユニット１６０及び記憶媒体１６２は公知の記憶媒体ユニット・記憶媒体の組合せとして実現できる。例としては、磁気ディスク読み／書きユニット１６０と磁気ディスク１６２、ＣＤ−ＲＯＭ読み／書きユニット１６０とＣＤ−ＲＯＭディスク１６２、等が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００２８】
代替の実施の形態においては、図２及び３に示した連続鋼ストリップ鋳造工程５０等の連続鋼ストリップ鋳造工程がコンピュータ制御の工程であり、この場合、コンピュータシステム１５０は、図４に仮想線で示されているよう適宜の通信回線１６４を介し工程変更レポートを工程５０に直接（電子的に）提供するよう構成できる。更に又は、コンピュータ１５２は斯かる実施の形態において工程変更レポートを記憶媒体１６２にダウンロードするよう構成でき、その場合、オペレータは工程変更レポートを含む記憶媒体１６２を、図４に破線１６６で示したように工程５０内にある記憶媒体ユニット１６０に類似した記憶媒体ユニット（図示せず）にロードする。いずれにしろ、工程５０等の連続鋼ストリップ鋳造工程は工程変更レポートに応答して、対応の工程変更及び／又は装置セットポイント変更を自動的に行なう。しかしながら、工程及び／又はセットポイント変更が連続鋼ストリップ鋳造工程に対しどのようにして行われようとも、ストリップ鋳造工程装置は斯かる変更に応答して、今行われている鋼ストリップ製品の製造から新工程パラメータ／工程セットポイント情報に従う鋼ストリップ製品の製造に直接切り替わると理解すべきである。
【００２９】
さて図５に関し、示したフローチャートは、図２及び３に関して表示・記述された工程５０等の連続ストリップ鋼鋳造工程を制御して顧客指定の鋼ストリップ製品を製造する工程２００の１つの好適な実施の形態を示している。工程２００は初期段階２０２で始まり、指定の機械的特性又は製品仕様を有する鋼ストリップ製品についての顧客注文を受ける。１つの実施の形態において、製品仕様には鋼製品の所望の等級、所望のストリップ厚及び全ストリップ量が含まれるが、本発明は顧客注文の製品に関する追加の又は代替の情報を求めることも考慮している。その後の段階２０４で、製品仕様が、そのための任意の公知メカニズムを介しコンピュータ１５２に入力される。例えば、オペレータがキーボード１５４を介し情報をコンピュータ１５２に打ち込むことができる。又は、情報がフレキシブルディスク等の記憶媒体で顧客から提供される場合には、オペレータは単に記憶媒体ユニット１６０を介し情報をコンピュータにアップロードできる。若しくは、本発明は添付図面に示していない他の公知技術で製品仕様をコンピュータ１５２に入力することも考慮している。斯かる他の公知の技術は、コンピュータ１５２と顧客のコンピュータとの間の電話モデムを介した製品仕様の転送、インターネット接続を介した製品仕様の転送、等を含み得るが、それらに限定されるものではない。
【００３０】
いずれにしろ、工程２００は段階２０４から段階２０６に進み、コンピュータ１５２は、段階２０４でコンピュータ１５２に入力の製品仕様に基づき顧客注文の鋼製品を製造するよう、工程パラメータ及び／又は工程セットポイントを演算して工程５０等の連続鋼ストリップ鋳造工程を制御するよう作動可能である。本発明によれば、コンピュータ１５２は、顧客注文の鋼製品を製造するよう連続鋼ストリップ鋳造工程を制御する１組の工程パラメータ／セットポイントに対し、段階２０４でコンピュータ１５２に入力の製品仕様に関した１組又は複数組の規則をプログラミングされる。その１組又は複数組の規則は１又は複数の表、１又は複数のグラフ、１又は複数の等式、等のいずれか１つ又は組合せとして実現できる。実証的な１組の規則の例を以下の表Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩに示す。
【００３１】
表Ｉは、いずれかの顧客により注文され得る鋼製品に関した製品仕様を、ここに表示・記述した連続鋼ストリップ鋳造工程５０の熱間ブランド製品処理パラメータ／セットポイントにマッピングする１組の規則を詳述している。表Ｉに関しているので、熱間ブランド製品のＡＳＴＭ指定の鋼等級は以下の降伏強さ（ＹＳ）及び％伸長（％Ｅｌｏｎｇ）に関連する。

そして、残留物レベルの標識であるＬ、Ｍ及びＨは、低（Ｌ）＜０．３５％、中（Ｍ）＝０．８％、高（Ｈ）＝１．２％　という関係で定義される。
【００３２】
【表１】

【００３３】
表Ｉの値を生み出すのに使われる熱間バンド製品の一般的な１組の規則を以下の表ＩＩで要約する。ここで「ケミストリ」という語は鋼製品中の残留物のレベルを指し、低、中、高レベルについては上記で要約している。
【００３４】
【表２】

【００３５】
実際の行程から集めたデータにより、１．２％の残留物はほぼ１２０Ｍｐａの降伏強さ増となることが判明し、従って、残留物の０．１％の増が降伏強さの１０Ｍｐａ増に相当することになると推測される。
【００３６】
表Ｉから、顧客指定の熱間帯鋼（ｈｏｔｂａｎｄｓｔｅｅｌ）製品を製造するのに必要な工程パラメータは、連続ストリップ鋳造工程の鋳造速度、鋼製品の鋳放し鋼厚、鋼製品の熱間圧下百分率、鋼製品の冷却速度及び鋼製品の巻取り温度のいずれか１つ又は組合せを含み得ることが今や明らかであるはずである。
【００３７】
表ＩＩＩは、いずれかの顧客により注文され得る鋼製品に関した製品仕様を、ここに表示・記述した連続鋼ストリップ鋳造工程５０の冷間圧延製品処理パラメータ／セットポイントにマッピングする１組の規則を詳述している。表ＩＩＩに関しているので、冷間圧延製品のＡＳＴＭ指定の鋼等級は以下の降伏強さ（ＹＳ）及び％伸長（％Ｅｌｏｎｇ）に関連する。

【００３８】
【表３】

【００３９】
表ＩＩＩの値を生み出すために使われる一般的な冷間圧延材料用の１組の規則は
（ｉ）等級８０を得るのに３５〜４０％以上の冷間圧下が必要
（ｉｉ）連続焼きなましには、少なくとも５０％の冷間圧下が必要
（ｉｉｉ）バッチ焼きなましには、少なくとも４０％の冷間圧下が必要
【００４０】
表ＩＩＩから、顧客指定の冷間圧延シート製品を製造するのに必要な工程パラメータは熱間バンド製品を製造する熱間バンド工程パラメータのいずれかを含み、追加的に、冷間圧下百分率、焼きなましタイプ（例えばバッチ又はバッチ／連続）及び焼きなまし温度のいずれか１つ又は組合せ、を含むことができるのが今や明らかであるはずである。
【００４１】
再び図５に関し、工程２００は段階２０６から段階２０８へと進んで、コンピュータ１５２は、連続ストリップ鋳造オペレータへの工程変更レポートに工程パラメータを表示する本発明の１つの実施の形態で作動可能である。段階２０８は、典型的にはコンピュータ１５２が上記したような連続鋼ストリップ鋳造工程５０を自動制御作動可能でない場合にのみ含められ、その他の場合には工程２００から省略できる、と理解される。含められる場合、コンピュータ１５２は、図４に関し前記したいずれか１つ又は複数の出力装置を介し工程変更レポートを表示するよう構成できる。この実施の形態において、点線の囲み２１０はコンピュータ１５２によって行なわれる工程２００の段階を囲んでいる。その上、上記したように、本発明はコンピュータ１５２が顧客の注文を電子受領するよう作動可能である実施の形態を考えており、斯かる実施の形態においては点線の囲み２１０は段階２０２を含むよう延ばすことができる。
【００４２】
段階２０８から、工程２００は段階２１２へと進み、図２及び３に関し示され記述された連続ストリップ鋳造工程５０のような連続ストリップ鋳造工程が段階２０６で演算の工程パラメータの関数として制御され、それにより顧客指定の鋼製品を生み出す。段階２０８を含む工程の実施の形態において、段階２１２は一般にコンピュータ１５２によってではなく、代わりに連続鋼ストリップ鋳造工程のオペレータによって行なわれる。オペレータは、工程変更レポートに示されている工程パラメータ／セットポイントを物理的に実行することにより、斯かる実施の形態での段階２１２を実行する。コンピュータ１５２が工程パラメータ／セットポイントを連続鋼ストリップ鋳造工程に直接に（電子的に）提供するよう構成できる実施の形態においては、段階２０８は省略でき、段階２０６を段階２１２に直接進めることかできる。斯かる実施の形態においては、コンピュータ１５２を、連続鋼ストリップ鋳造工程の段階２０６で演算の工程パラメータ／セットポイントを自動的に実行するよう構成でき、これらの場合、点線の囲み２１０は段階２１２を包含するように及ぶ。
【００４３】
本発明によれば、コンピュータシステム１５０は、顧客指定の製品仕様を、選択した組成の鋼の生産工程スケジュールにマッピングするよう作動可能である。典型的には、所与の鋼ケミストリのための生産工程スケジュールは鋼ストリップが双ロール鋳造機５４により連続鋳造される間、少なくとも数日間延び得る。注文数及び注文仕様次第で、全生産工程は、１つの特定組の機械的特性を有する鋼ストリップ又はストリップ長さ方向に沿って異なる選択機械的特性を有する鋼ストリップの製造に関連することができる。
【００４４】
生産工程スケジュールは鋳造速度、熱間圧延温度範囲、熱間圧下量、オーステナイトからフェライトへの変態温度範囲（典型的には９００〜５５０℃）での冷却速度等のパラメータを考慮に入れて、鋳造ストリップに最終微構造を造り、それがストリップに所望の機械的特性を提供し、結果としてストリップの冷却速度変更に関連した材料処理の成果をもたらす。
【００４５】
冷却速度を０．１℃／秒と超１００℃／秒の範囲内に調節することにより、
（ｉ）大部分が多角形フェライト、
（ｉｉ）多角形フェライトと針状フェライト、ウイドマンステッテンフェライト、ベイナイト等の低温変態製品との混合物、及び
（ｉｉｉ）大部分が低温変態製品
を含む微構造を有する鋳造品を製造することが可能である。
【００４６】
低炭素鋼の場合、斯かる範囲の微構造は２００ＭＰａ〜超７００ＭＰａの範囲の降伏強さを生み出すことができる。生産工程スケジュールが確立された後、双ロール鋳造機５４を操作して製造スケジュールに応じて鋳造ストリップを製造することができ、ストリップは要求通りに顧客に納品できる。
【００４７】
本発明の方法の有利な特徴の１つは、所要の機械的特性を持つストリップの緊急注文に製造を対応させるため生産工程進行中に生産工程スケジュールの調整が可能なことである。従って、本発明の方法においては、単一の鋼ケミストリを用いて広範な機械的特性が生み出され、それ故、顧客の注文は、注文のヒート／バッチ量が集められるまで遅らせる必要はもはやない。圧延温度、熱間圧下度合及び最終冷却速度の制御に関連してストリップ鋳造は顧客の寸法的な仕様及び所要の機械的特性を典型的には長さが７０ｍ以下の１製造ライン内で同時に達成することを可能にできる。特性は中央制御コンピュータ内のキープロセス制御ループ（ｋｅｙｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌｌｏｏｐｓ）上の適宜のセットポイントを改変することによりリアルタイムで変更でき、従って、顧客の注文を受けてから製品を発送するまでの期間は従来の鋼製造方法が１４〜３０日掛かるのに比べ８時間という短さにでき、注文から発送までの期間が非常に短いので、電子商取引を適用することにより「仮想問屋」（ｖｉｒｔｕａｌｗａｒｅｒｈｏｕｓ）の構想が可能である。
【００４８】
上記において本発明を図面及び記述により詳細に例示・記述してきたが、それは例証的なものであって限定的性格のものでないと見なすべきであり、好適な実施の形態を表示・記述したに過ぎず、本発明の精神の範囲内となる全ての変更及び改変は保護が望まれると解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来の鋼ストリップ製造工程を示すフローチャートである。
【図２】
本発明による連続鋼ストリップ鋳造装置の、１つの好適な実施の形態の概略図である。
【図３】
図１の装置の双ロールストリップ鋳造機の詳細の一部を示す概略図である。
【図４】
顧客指定の鋼ストリップ要件を、図２及び３の連続鋼ストリップ鋳造装置を制御する工程パラメータに変換するよう作動可能な多目的コンピュータシステムのブロック図である。
【図５】
図４の多目的コンピュータを用いる図２及び３の連続鋼ストリップ鋳造装置を制御する工程フローの、１つの好適な実施の形態を示すフローチャートである。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
This application claims the priority and benefits of US Provisional Application No. 60 / 236,390, filed Sep. 29, 2000.
[0002]
The present invention relates generally to systems and methods for providing tailor-made steel strip, and more particularly to controlling customer-specified steel strip requirements and a continuous strip casting process operable to produce a customer-specified steel strip product. A system and method for converting process operating parameters to the same.
[0003]
[Prior art]
In traditional steel industry processes, fulfilling customer orders for steel products, especially in terms of mechanical and dimensional properties, is complex and time-consuming, and typically requires ten weeks or more to achieve. obtain. FIG. 1 is a flowchart showing, as an example, a flow of a conventional process 10 for manufacturing a steel strip product ordered by a customer. As used herein, the term "strip" should be understood to mean a product no more than 5 mm thick.
[0004]
Process 10 begins at step 12, where a steel manufacturer receives a customer's order, typically with respect to the mechanical and dimensional requirements and desired quantities of a steel strip product. At a subsequent stage 14, the steel manufacturer determines specific steel chemistry requirements to achieve a wide range of product properties based on customer orders. Chemistry requirements are selected from a huge recipe list of available steel chemistry (often derived from ingot casting / hot rolling technology, where chemistry was a major determinant of mechanical and finishing properties) Is done. In a subsequent step 16, the steel manufacturer sets the operating parameters of the steel casting process and / or the casting parameters corresponding to the set points used to manufacture the steel slab from the molten steel formed according to the steel chemistry requirements. decide. At step 18, the steel manufacturer initially focuses on obtaining dimensional requirements such as customer thickness, and then completes any additional downstream processing steps that may be necessary to obtain the final product properties, thereby reducing downstream requirements. Determine slab processing requirements. Such downstream slab processing requirements include, for example, (a) hot mill furnace operating parameters and / or slab reheating parameters corresponding to set points of the hot strip mill processing equipment; Hot rolling parameters corresponding to the mill rolling operation parameters and / or set points of the strip mill processing apparatus, and (c) pickling / cold rolling operation parameters of the cold mill processing apparatus and / or cold rolling corresponding to the set points. And / or (d) heat treatment operation parameters of the heat treatment apparatus and / or heat treatment parameters corresponding to the set points.
[0005]
From step 18, step 10 proceeds to step 20, where the steel manufacturer produces a batch of molten steel according to the chemistry requirements of the specified steel product, and in step 16 according to the established casting parameters, the steel product. Cast into slab stock. Often, customer orders (which can be as small as 5 tons) are sufficient to fill one steelmaking heat-depending on the specific steel plant capacity, but typically 100-300 tons. Pooled until ordered. This adds an additional delay in the time that a particular customer's order can be fulfilled, extending the overall manufacturing time well beyond 10 weeks. In any case, process 10 proceeds from step 20 to step 22, where the slab stock is reheated according to the slab reheat / hot rolling parameters established in step 18 and hot rolled in a hot strip mill apparatus to a predetermined rate. Make thick steel coil stock. In a subsequent step 24, the coil stock is pickled according to the pickling and cold rolling parameters established in step 18 and cold rolled in a cold mill to reduce the thickness of the wound stock to a customer specified thickness. Finally, in step 26, the coil stock is heat treated in the heat treatment equipment according to the heat treatment parameters established in step 18 to anneal the coil stock to meet customer order requirements.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Conventional steel strip production of the type described above requires the production of many different steel grades (typically over 50), which are first cast into slabs and then through complex hot rolling schedules. Hot strip mill to produce a product as thin as 1.5 mm and with a yield strength generally in the range of 300-450 MPa. If customers require thinner materials or properties outside of this range, subsequent processing including pickling lines, cold reduction mills, and annealing furnaces is required.
[0007]
A major drawback of the conventional steel strip manufacturing process described above is that the duration is very long, typically requiring ten weeks or more to produce steel products that satisfy customer orders. is there. What is needed, therefore, is an improved steel strip manufacturing process that better meets customer needs by significantly reducing the time required to manufacture customer-specified steel strip products.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above-mentioned disadvantages of the prior art. According to one aspect of the present invention, a method for controlling a continuous strip steel casting process for manufacturing a customer-specified steel product receives an order for a steel product that includes customer-specified requirements for the product and manufactures the steel product. Mapping the customer-specified requirements to a plurality of process parameters for controlling a continuous strip steel casting process and displaying the plurality of process parameters in a process change report to an operator of the continuous strip steel casting process.
[0009]
According to another aspect of the present invention, a method of controlling a continuous strip steel casting process for manufacturing a customer-specified steel product comprises receiving an order for a steel product that includes customer-specified requirements for the product and manufacturing the steel product. Mapping the customer-specified requirements to a plurality of process parameters for controlling the continuous strip steel casting process, and controlling the continuous strip steel casting process based on the process parameters to produce the steel product.
[0010]
According to yet another aspect of the present invention, a method for controlling a continuous strip steel casting process for producing a customer-specified steel product includes controlling a continuous strip steel casting process based on a set of predetermined process parameters to perform a first process. A set of products for manufacturing a steel product, receiving an order for a second steel product that includes customer-specified requirements for the second steel product, and controlling a continuous strip steel casting process for manufacturing the second steel product. Mapping the customer-specified requirements to new process parameters and interrupting the continuous strip steel casting process so that the continuous strip steel casting process immediately switches from producing the first steel product to producing the second steel product. Replacing the set of predetermined process parameters with the set of new process parameters without performing the process.
[0011]
In accordance with yet another aspect of the present invention, a method of providing a customer-specified steel strip comprises providing a customer-specified requirement for a steel strip order by producing a continuous strip caster that casts a single steel chemistry steel strip. In a production run, the steel strip is processed to a schedule to produce the ordered steel strip, and a continuous strip caster is operated during the production process to produce a single steel chemistry cast strip and the austenite to ferrite transformation temperature range. Cooling the strips and selectively controlling process parameters to produce strips having customer specified requirements.
[0012]
Preferably, the method further comprises in-line hot rolling the cast strip before cooling the strip in the austenite to ferrite transformation temperature range.
[0013]
In each of the foregoing methods according to the present invention, the customer-specified requirements may include a specified steel grade and / or a specified strip thickness, and process parameters that control a continuous strip casting process to produce a customer-specified steel product. Is the casting speed of the continuous strip casting process, the as-cast steel thickness of the steel strip, the hot reduction percentage of the steel strip, the cooling rate of the steel strip, the winding temperature of the steel strip, the cold reduction percentage of the steel product, the annealing cycle type And any one or combination of annealing temperatures.
[0014]
It is an object of the present invention to provide an improved method of providing steel strip to a customer's order.
[0015]
Another object of the present invention is to minimize the turnaround time between receipt of a customer order for a steel strip product and actual production of the steel strip product.
[0016]
These and other objects of the present invention will become more apparent from the following description of the preferred embodiments.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
To facilitate an understanding of the principles of the invention, reference will now be made to preferred embodiments illustrated in the drawings and specific language will be used to describe the same. However, it is not intended to limit the scope of the invention, and modifications and further modifications of the described embodiments, It is understood that further applications of the principle are possible.
[0018]
The invention is based on producing steel strip on a continuous strip caster. Applicant has conducted extensive research and development work in the field of casting steel strip on a continuous strip caster of the twin roll caster type. Generally, to continuously cast steel strip in a twin-roll caster, a metal shell is formed on a moving roll surface by directing molten steel between a pair of mutually rotating horizontal casting rolls that are water-cooled inside. Solidifies at the nip between the rolls to produce a solidified strip that is fed downward from the nip between the rolls. The term "roll gap" (nip) is used to refer to the general area where rolls are closest. The molten metal is poured from the ladle into a small container, and flows down through the metal supply nozzle located above the roll gap to the roll gap between the rolls, where it is supported by the roll casting surface immediately above the roll gap. A casting pool of molten metal can be formed that extends along the length of the roll gap. Normally, the casting pool is surrounded by side plates or weirs that are slidably held on the roll end faces to block the two ends of the casting pool so as not to overflow, but alternative means such as an electromagnetic barrier are also proposed. Have been. Casting of steel strip in this type of twin roll caster is described, for example, in U.S. Patent Nos. 5,184,668, 5,277,243 and 5,934,359. All of which are expressly incorporated herein by reference.
[0019]
Applicants have found that by continuously casting the strip and then selectively altering the downstream strip processing parameters, the production of steel strips of a given composition with a wide range of microstructures and thus a wide range of mechanical properties. I found that it is possible. For example, applicants have studied from flat carbon steels, including silicon / manganese killed flat carbon steels, to transform strips from austenite to ferrite in the range of 0.1 ° C / sec to greater than 100 ° C / sec. It has been found that a steel strip having a yield strength in the range of 200 MPa to more than 550 MPa can be produced by selecting the cooling rate. Thus, one example of the degree of freedom of continuous strip casting recognized by the Applicant is that the production process of a continuous strip caster that casts steel strips of a given composition selects cast strip in the austenite to ferrite transformation temperature range. It is possible to control the strips so that they can have different cooling rates, so that the strip can be manufactured with a variety of different microstructures and thus mechanical properties.
[0020]
Applicants typically have considerable flexibility in operating a continuous strip caster to meet manufacturing (ie, customer specified) requirements by selectively altering the downstream strip processing parameters of the continuous strip steel casting process. I found that I could realize the nature. This means that customer orders for steel strips of given dimensional specifications and different mechanical properties can be manufactured in a single manufacturing process, single steel chemistry. In addition, this means that the production process can be adjusted in real time while the production process is in progress. This has been recognized as a significant advantage of continuous strip casting with respect to meeting customer requirements for orders within a short turnaround time.
[0021]
The following description of the preferred embodiment of the present invention is for continuous casting of steel strip using a twin roll caster. The present invention is not limited to the use of twin roll casters, but extends to other types of continuous strip casters.
[0022]
With reference to FIG. 2, a continuous strip steel casting apparatus / process 50 is shown as a continuous part of a production line where steel strip can be produced according to the present invention. The twin roll caster shown in FIGS. 2 and 3 is indicated generally at 54, the casting steel strip 56 of which it manufactures passing over the guide table 58 through the transition 52 and comprising a pinch roll 60A comprising a pinch roll 60A. To 60. Immediately after exiting the pinch roll stand 60, the strip is hot rolled through a hot rolling mill 62 comprising a pair of reduction rolls 62A and backup rolls 62B to reduce its thickness. The rolled strip passes through a run-out table 64 and can be forcibly cooled by a water jet 66 and passes through a pinch roll stand 70 composed of a pair of pinch rolls 70A and 70B before reaching a coiler 68.
[0023]
Referring now to FIG. 3, a main machine frame 72 comprising twin roll caster 54 supports a pair of parallel casting rolls 74 having casting surfaces 74A and 74B. During the casting operation, molten metal is supplied from a ladle (not shown) to a tundish 80, to a distributor 84 via a refractory shroud 82, and to a roll gap 88 between casting rolls 74 via a metal supply nozzle 86. You. The molten metal thus fed into the roll gap 88 forms a reservoir 92 above the roll gap 88, and a pair of side closing weirs or plates 90 surrounding the reservoir 92 at the roll end, The roll is applied to the roll end by a pair of thrusters (not shown) each composed of a fluid pressure cylinder unit connected to the side plate holder. The lower end of the supply nozzle 86 may be immersed in the reservoir 92 by the upper surface of the reservoir 92 (commonly referred to as the “meniscus” level) being above the lower end of the supply nozzle 86.
[0024]
As the casting rolls 74 are water-cooled, the shells solidify on the moving roll surfaces, meet at the roll gaps 88 between the rolls, and are fed downward from the roll gaps 88 between the rolls 74. Produces. Twin roll caster 54 may be of the type shown and described in somewhat greater detail in U.S. Patent Nos. 5,184,668 and 5,277,243 or U.S. Patent No. 5,488,988, Each disclosure is expressly incorporated herein by reference.
[0025]
In accordance with the present invention, a customer's order for a steel strip is entered into a multi-purpose computer system, such as computer system 150 of FIG. 4, and processed in a manner more fully described below, and the sequence described above with respect to FIGS. Process parameters and / or process set points that control a continuous steel strip casting process, such as steel strip casting process 50, are determined, thereby fulfilling customer orders. With reference to FIG. 4, the multi-purpose computer 152 included in the multi-purpose computer system 150 may be a conventional desktop personal computer (PC), laptop or notebook computer, or other known multi-purpose computer configured to operate in the manner described below. It may be a computer. Computer system 150 includes a conventional keyboard 154 electronically connected to computer 152 for entering information regarding a customer's order, and can include one or a combination of output devices. For example, computer 152 can be electronically connected to printer 156, in which case computer 152 can be configured to print a set of process parameters in the form of a report, such as a process change report, the process change report shown in FIGS. State process parameters and / or set points that control a continuous steel strip casting process, such as the continuous steel strip casting process 50, to produce a custom-made steel strip product. According to one embodiment, the operator of the continuous steel strip casting process, such as step 50, sees the process change report and makes the corresponding physical changes to the continuous steel strip casting process, thereby producing a customer-ordered steel strip product. To manufacture.
[0026]
Alternatively or additionally, computer 152 can be electronically connected to a conventional monitor 158, in which case computer 152 can be configured to display a set of process parameters in the form of a report, such as a process change report, wherein the process change report is Describe the process parameters and / or set points that control a continuous steel strip casting process, such as the continuous steel strip casting process 50 shown in FIGS. 2 and 3, to produce a custom-made steel strip product. The operator of the continuous steel strip casting process, such as step 50, may view the process change report displayed on the monitor 158 in addition to or instead of the printed report to indicate the corresponding physical changes in the continuous steel strip casting. Process to produce a customer-ordered steel strip product.
[0027]
Computer 152 is also electronically connected to conventional storage media unit 160 and is configured to access and retrieve information from storage unit 160 in known manner. In one embodiment of the invention, computer 152 is configured to download a set of process parameters in the form of a report, such as a process change report, to storage medium 162 via storage unit 160, wherein the process change report is State process parameters and / or set points that control a continuous steel strip casting process, such as the continuous steel strip casting process 50 shown in FIGS. 2 and 3, to produce a custom-made steel strip product. The operator of the continuous steel strip casting process, such as step 50, then accesses the contents of the storage media according to conventional techniques, sees the process change report, and makes the corresponding physical changes to the continuous steel strip casting process, thereby ordering the customer. Steel strip products. The storage medium unit 160 and the storage medium 162 can be realized as a known combination of a storage medium unit and a storage medium. Examples include, but are not limited to, magnetic disk read / write unit 160 and magnetic disk 162, CD-ROM read / write unit 160 and CD-ROM disk 162, and the like.
[0028]
In an alternative embodiment, a continuous steel strip casting process, such as the continuous steel strip casting process 50 shown in FIGS. 2 and 3, is a computer-controlled process, in which case the computer system 150 uses phantom lines in FIG. The process change report can be provided directly (electronically) to the process 50 via the appropriate communication line 164 as shown. Additionally or alternatively, the computer 152 can be configured in such an embodiment to download the process change report to the storage medium 162, in which case the operator may place the storage medium 162 containing the process change report as shown by the dashed line 166 in FIG. Then, a storage medium unit (not shown) similar to the storage medium unit 160 in the step 50 is loaded. In any event, the continuous steel strip casting process, such as process 50, responds to the process change report and automatically makes corresponding process changes and / or equipment set point changes. However, no matter how the process and / or set point changes are made to the continuous steel strip casting process, the strip casting process equipment will respond to such changes from the current steel strip product manufacturing. It should be understood that there is a direct switch to production of steel strip products according to the new process parameters / process setpoint information.
[0029]
Referring now to FIG. 5, the flowchart shown illustrates one preferred implementation of a process 200 for controlling a continuous strip steel casting process, such as process 50 shown and described with respect to FIGS. Is shown. Process 200 begins at an initial stage 202 where a customer order is received for a steel strip product having specified mechanical properties or product specifications. In one embodiment, the product specifications include the desired grade, desired strip thickness, and total strip volume of the steel product, but the present invention also contemplates seeking additional or alternative information about the customer-ordered product. are doing. At a subsequent step 204, the product specification is entered into the computer 152 via any known mechanism therefor. For example, an operator can type information into computer 152 via keyboard 154. Alternatively, if the information is provided by the customer on a storage medium such as a flexible disk, the operator can simply upload the information to the computer via the storage medium unit 160. Alternatively, the present invention contemplates entering product specifications into computer 152 using other known techniques not shown in the accompanying drawings. Such other known techniques may include, but are not limited to, transferring product specifications between the computer 152 and the customer's computer via a telephone modem, transferring product specifications via an Internet connection, and the like. Not something.
[0030]
In any event, the process 200 proceeds from step 204 to step 206, where the computer 152 sets the process parameters and / or process setpoints to produce a customer-ordered steel product based on the product specifications input to the computer 152 at step 204. Operable to calculate and control a continuous steel strip casting process, such as process 50. In accordance with the present invention, computer 152 related to product specifications input to computer 152 at step 204 for a set of process parameters / set points that control the continuous steel strip casting process to produce customer ordered steel products. One or more sets of rules are programmed. The set or sets of rules can be implemented as any one or combination of one or more tables, one or more graphs, one or more equations, and the like. Examples of an empirical set of rules are shown in Tables I, II and III below.
[0031]
Table I sets forth a set of rules that map product specifications for steel products that can be ordered by any customer to the hot brand product processing parameters / setpoints of the continuous steel strip casting process 50 shown and described herein. It is detailed. With reference to Table I, the ASTM-rated steel grade for hot brand products is related to the following yield strength (YS) and% elongation (% Elong).

The residual level indicators L, M and H are defined as low (L) <0.35%, medium (M) = 0.8%, and high (H) = 1.2%. You.
[0032]
[Table 1]

[0033]
A general set of rules for hot band products used to produce the values in Table I is summarized in Table II below. Here, the term "chemistry" refers to the level of residue in steel products, with low, medium and high levels summarized above.
[0034]
[Table 2]

[0035]
The data collected from the actual run shows that 1.2% of the residue results in a yield strength increase of almost 120 Mpa, so that a 0.1% increase in the residue results in a 10 Mpa increase in the yield strength. It is presumed to be equivalent.
[0036]
From Table I, the process parameters required to produce a customer specified hot band steel product are the casting speed of the continuous strip casting process, the as-cast steel thickness of the steel product, the hot reduction of the steel product. It should now be clear that any one or a combination of percentage, steel product cooling rate and steel product winding temperature may be included.
[0037]
Table III provides a set of rules that map product specifications for steel products that can be ordered by any customer to the cold rolled product processing parameters / setpoints of the continuous steel strip casting process 50 shown and described herein. It is detailed. With reference to Table III, the ASTM-rated steel grade of the cold rolled product relates to the following yield strength (YS) and% elongation (% Elong).

[0038]
[Table 3]

[0039]
One set of rules for common cold rolled materials used to produce the values in Table III is
(I) 35-40% or more cold reduction is required to obtain grade 80
(Ii) At least 50% cold reduction is required for continuous annealing
(Iii) Batch annealing requires at least 40% cold reduction
[0040]
From Table III, the process parameters required to produce the customer-specified cold rolled sheet product include any of the hot band process parameters for producing the hot band product, and additionally, percent cold reduction, annealing. It should now be apparent that any one or combination of type (eg, batch or batch / continuous) and annealing temperature may be included.
[0041]
Referring again to FIG. 5, the process 200 proceeds from step 206 to step 208, wherein the computer 152 is operable in one embodiment of the present invention to display process parameters in a process change report to a continuous strip casting operator. . It is understood that step 208 is typically included only if the computer 152 is not capable of automatically controlling the continuous steel strip casting process 50 as described above, and may otherwise be omitted from the process 200. If included, the computer 152 can be configured to display the process change report via any one or more output devices described above with respect to FIG. In this embodiment, dashed box 210 encloses the steps of process 200 performed by computer 152. Moreover, as noted above, the present invention contemplates embodiments in which computer 152 is operable to electronically receive a customer's order, in which dotted box 210 includes step 202 Can be extended.
[0042]
From step 208, the process 200 proceeds to step 212, where a continuous strip casting process, such as the continuous strip casting process 50 shown and described with respect to FIGS. 2 and 3, is controlled in step 206 as a function of the process parameters of the operation. To produce customer specified steel products. In embodiments of the process that include step 208, step 212 is generally performed not by the computer 152, but instead by an operator of the continuous steel strip casting process. The operator performs step 212 in such an embodiment by physically executing the process parameters / setpoints indicated in the process change report. In embodiments where computer 152 can be configured to provide process parameters / set points directly (electronically) to the continuous steel strip casting process, step 208 can be omitted and step 206 can proceed directly to step 212. . In such an embodiment, the computer 152 can be configured to automatically perform the process parameters / setpoints of the computation in step 206 of the continuous steel strip casting process, in which case the dashed box 210 replaces step 212. To encompass.
[0043]
In accordance with the present invention, computer system 150 is operable to map customer-specified product specifications to a steel composition schedule for a selected composition. Typically, the production run schedule for a given steel chemistry may extend for at least several days while the steel strip is continuously cast by twin roll caster 54. Depending on the order quantity and the order specification, the entire production process can relate to the production of a steel strip with one particular set of mechanical properties or with different selected mechanical properties along the length of the strip. .
[0044]
The production process schedule takes into account parameters such as casting speed, hot rolling temperature range, hot reduction, cooling rate in the austenite to ferrite transformation temperature range (typically 900-550 ° C), The final microstructure is created in the strip, which provides the strip with the desired mechanical properties, resulting in material processing results associated with changing the cooling rate of the strip.
[0045]
By adjusting the cooling rate within the range of 0.1 ° C./sec and super 100 ° C./sec,
(I) Mostly polygonal ferrite,
(Ii) a mixture of polygonal ferrite and low-temperature transformation products such as acicular ferrite, Widmanstatten ferrite, and bainite; and
(Iii) Mostly low-temperature transformation products
It is possible to produce a casting having a microstructure comprising:
[0046]
For low carbon steels, such ranges of microstructure can produce yield strengths ranging from 200 MPa to more than 700 MPa. After the production schedule is established, the twin roll caster 54 can be operated to produce cast strips according to the production schedule, and the strips can be delivered to customers as required.
[0047]
One of the advantageous features of the method of the present invention is that the production process schedule can be adjusted during the production process in order to respond to the urgent order for strips having the required mechanical properties. Thus, in the method of the present invention, a single steel chemistry is used to create a wide range of mechanical properties, and therefore customer orders no longer need to be delayed until the heat / batch volume of the order has been collected. In connection with the control of rolling temperature, hot reduction and final cooling rate, strip casting simultaneously achieves the customer's dimensional specifications and the required mechanical properties in one production line, typically less than 70 m in length. Can be done. The properties can be changed in real time by modifying the appropriate setpoints on the key process control loops in the central control computer, so the time between receiving a customer order and shipping the product is Since the time between ordering and shipping can be as short as 8 hours, compared to 14-30 days for conventional steel manufacturing methods, the application of e-commerce allows a "virtual wholesaler" A concept is possible.
[0048]
While the invention has been illustrated and described in detail above with reference to the drawings and description, it should be regarded as illustrative and not restrictive in nature and merely as a preferred embodiment being shown and described. It is understood that all changes and modifications that come within the spirit of the invention are desired to be protected.
[Brief description of the drawings]
FIG.
It is a flowchart which shows the conventional steel strip manufacturing process.
FIG. 2
1 is a schematic view of one preferred embodiment of a continuous steel strip casting apparatus according to the present invention.
FIG. 3
FIG. 2 is a schematic view showing a part of details of a twin roll strip caster of the apparatus of FIG. 1.
FIG. 4
FIG. 4 is a block diagram of a general purpose computer system operable to convert customer specified steel strip requirements into process parameters controlling the continuous steel strip casting apparatus of FIGS.
FIG. 5
5 is a flowchart illustrating one preferred embodiment of a process flow for controlling the continuous steel strip casting apparatus of FIGS. 2 and 3 using the multipurpose computer of FIG.

Claims

顧客指定の鋼製品を製造する連続ストリップ鋼鋳造工程の制御方法において、
鋼製品について該製品の顧客指定の要件を含んだ注文を受け、
前記鋼製品を製造する連続ストリップ鋼鋳造工程を制御する複数の工程パラメータに、前記顧客指定の要件をマッピングし、
前記連続ストリップ鋼鋳造工程のオペレータへの工程変更レポートに、前記複数の工程パラメータを表示する
ことを含む方法。In a method of controlling a continuous strip steel casting process for producing a steel product specified by a customer,
Receiving an order for a steel product that includes customer-specified requirements for the product;
Mapping the customer-specified requirements to a plurality of process parameters controlling a continuous strip steel casting process for producing the steel product,
Displaying the plurality of process parameters in a process change report to an operator of the continuous strip steel casting process.

前記鋼製品を製造する前記工程変更レポートに表示された前記工程パラメータに基づき、前記連続ストリップ鋼鋳造工程を制御することを更に含む、請求項１又は請求項２の方法。3. The method of claim 1 or claim 2, further comprising controlling the continuous strip steel casting process based on the process parameters displayed in the process change report for manufacturing the steel product.

前記顧客指定の要件が前記鋼製品の厚を含む、請求項１又は２の方法。The method of claim 1 or 2, wherein the customer-specified requirements include a thickness of the steel product.

前記顧客指定の要件が前記鋼製品の等級を含む、請求項１乃至３のいずれかの方法。The method of any of claims 1 to 3, wherein the customer specified requirements include a grade of the steel product.

前記複数の工程パラメータが前記連続ストリップ鋼鋳造工程の鋳造速度を含む、請求項１乃至４のいずれかの方法。The method of claim 1, wherein the plurality of process parameters include a casting speed of the continuous strip steel casting process.

前記複数の工程パラメータが前記鋼製品の鋳放し厚を含む、請求項１乃至５のいずれかの方法。The method of claim 1, wherein the plurality of process parameters include an as-cast thickness of the steel product.

前記複数の工程パラメータが前記鋼製品の熱間圧下百分率を含む、請求項１乃至６のいずれかの方法。The method of any of claims 1 to 6, wherein the plurality of process parameters include a hot reduction percentage of the steel product.

前記複数の工程パラメータが前記鋼製品の冷却速度を含む、請求項１乃至７のいずれかの方法。The method of claim 1, wherein the plurality of process parameters include a cooling rate of the steel product.

前記複数の工程パラメータが前記鋼製品の巻取り温度を含む、請求項１乃至８のいずれかの方法。The method of any of claims 1 to 8, wherein the plurality of process parameters include a winding temperature of the steel product.

前記複数の工程パラメータが前記鋼製品の冷間圧下百分率を含む、請求項１乃至９のいずれかの方法。10. The method of any of claims 1 to 9, wherein the plurality of process parameters include a cold reduction percentage of the steel product.

前記複数の工程パラメータが焼きなまし周期タイプを含む、請求項１乃至１０のいずれかの方法。The method of claim 1, wherein the plurality of process parameters include an annealing cycle type.

前記複数の工程パラメータが焼きなまし温度を含む、請求項１１の方法。The method of claim 11, wherein the plurality of process parameters include an annealing temperature.

顧客指定の鋼製品を製造する連続ストリップ鋼鋳造工程の制御方法において、
鋼製品について該製品の顧客指定の要件を含んだ注文を受け、
前記鋼製品を製造する連続ストリップ鋼鋳造工程を制御する複数の工程パラメータに、前記顧客指定の要件をマッピングし、
前記工程パラメータに基づいて前記連続ストリップ鋼鋳造工程を制御して前記鋼製品を製造すること
を含む方法。In a method of controlling a continuous strip steel casting process for producing a steel product specified by a customer,
Receiving an order for a steel product that includes customer-specified requirements for the product;
Mapping the customer-specified requirements to a plurality of process parameters controlling a continuous strip steel casting process for producing the steel product,
Controlling the continuous strip steel casting process based on the process parameters to produce the steel product.

前記顧客指定の要件が前記鋼製品の厚を含む、請求項１３の方法。14. The method of claim 13, wherein the customer-specified requirement comprises a thickness of the steel product.

前記顧客指定の要件が前記鋼製品の等級を含む、請求項１３又は請求項１４の方法。15. The method of claim 13 or claim 14, wherein the customer specified requirements include a grade of the steel product.

前記複数の工程パラメータが前記連続ストリップ鋼鋳造工程の鋳造速度を含む、請求項１３乃至１５のいずれかの方法。16. The method of any of claims 13 to 15, wherein the plurality of process parameters include a casting speed of the continuous strip steel casting process.

前記複数の工程パラメータが前記鋼製品の鋳放し厚を含む、請求項１３乃至１６のいずれかの方法。17. The method of any of claims 13 to 16, wherein the plurality of process parameters include an as-cast thickness of the steel product.

前記複数の工程パラメータが前記鋼製品の熱間圧下百分率を含む、請求項１３乃至１７のいずれかの方法。18. The method of any of claims 13 to 17, wherein the plurality of process parameters include a hot reduction percentage of the steel product.

前記複数の工程パラメータが前記鋼製品の冷却速度を含む、請求項１３乃至１８のいずれかの方法。19. The method of any of claims 13 to 18, wherein the plurality of process parameters include a cooling rate of the steel product.

前記複数の工程パラメータが前記鋼製品の巻取り温度を含む、請求項１３乃至１９のいずれかの方法。20. The method of any of claims 13 to 19, wherein the plurality of process parameters include a winding temperature of the steel product.

前記複数の工程パラメータが前記鋼製品の冷間圧下百分率を含む、請求項１３乃至２０のいずれかの方法。21. The method of any of claims 13 to 20, wherein the plurality of process parameters include a cold reduction percentage of the steel product.

前記複数の工程パラメータが焼きなまし周期タイプを含む、請求項１３乃至２１のいずれかの方法。22. The method of any of claims 13 to 21, wherein the plurality of process parameters include an annealing cycle type.

前記複数の工程パラメータが焼きなまし温度を含む、請求項２２の方法。23. The method of claim 22, wherein the plurality of process parameters include an annealing temperature.

顧客指定の鋼製品を製造する連続ストリップ鋼鋳造工程の制御方法において、
１組の所定工程パラメータに基づいて連続ストリップ鋼鋳造工程を制御して第１の鋼製品を製造し、
第２の鋼製品について該第２の鋼製品に関する顧客指定の要件を含んだ注文を受け、
前記第２の鋼製品を製造する連続ストリップ鋼鋳造工程を制御する１組の新工程パラメータに前記顧客指定の要件をマッピングし、
前記連続ストリップ鋼鋳造工程が前記第１の鋼製品の製造から前記第２の鋼製品の製造に直ちに切り替わるよう、前記連続ストリップ鋼鋳造工程を中断することなく前記組の所与工程パラメータを前記組の新工程パラメータに替える
ことを含む方法。In a method of controlling a continuous strip steel casting process for producing a steel product specified by a customer,
Controlling a continuous strip steel casting process based on a set of predetermined process parameters to produce a first steel product;
Receiving an order for a second steel product that includes customer-specified requirements for the second steel product;
Mapping said customer-specified requirements to a set of new process parameters controlling a continuous strip steel casting process for producing said second steel product;
The given set of process parameters of the set is set without interrupting the continuous strip steel casting process such that the continuous strip steel casting process immediately switches from manufacturing the first steel product to manufacturing the second steel product. A method including replacing with new process parameters.

前記顧客指定の要件が前記鋼製品の厚を含む、請求項２４の方法。25. The method of claim 24, wherein the customer-specified requirements include a thickness of the steel product.

前記顧客指定の要件が前記鋼製品の等級を含む、請求項２４又は請求項２５の方法。26. The method of claim 24 or claim 25, wherein the customer specified requirements include a grade of the steel product.

前記組の新工程パラメータが前記連続ストリップ鋼鋳造工程の鋳造速度を含む、請求項２４乃至２６のいずれかの方法。27. The method of any of claims 24 to 26, wherein the set of new process parameters includes a casting speed of the continuous strip steel casting process.

前記組の新工程パラメータが前記鋼製品の鋳放し厚を含む、請求項２４乃至２７のいずれかの方法。28. The method of any of claims 24 to 27, wherein the set of new process parameters comprises the as-cast thickness of the steel product.

前記組の新工程パラメータが前記鋼製品の熱間圧下百分率を含む、請求項２４乃至２８のいずれかの方法。29. The method of any of claims 24-28, wherein the set of new process parameters comprises the hot reduction percentage of the steel product.

前記複数の工程パラメータが前記鋼製品の冷却速度を含む、請求項２４乃至２９のいずれかの方法。30. The method of any of claims 24 to 29, wherein the plurality of process parameters include a cooling rate of the steel product.

前記組の新工程パラメータが前記鋼製品の巻取り温度を含む、請求項２４乃至３０のいずれかの方法。31. The method of any of claims 24 to 30, wherein the set of new process parameters comprises a winding temperature of the steel product.

前記組の新工程パラメータが前記鋼製品の冷間圧下百分率を含む、請求項２４乃至３１のいずれかの方法。32. The method of any of claims 24-31, wherein the set of new process parameters comprises a cold reduction percentage of the steel product.

前記組の新工程パラメータが焼きなまし周期タイプを含む、請求項２４乃至３２のいずれかの方法。33. The method of any of claims 24 to 32, wherein the set of new process parameters includes an annealing cycle type.

前記組の新工程パラメータが焼きなまし温度を含む、請求項３３の方法。34. The method of claim 33, wherein the set of new process parameters includes an annealing temperature.

顧客指定の要件の鋼ストリップの注文を、単一鋼ケミストリの鋼ストリップを鋳造する連続ストリップ鋳造機の生産工程で、注文された鋼ストリップを製造するスケジュールへ処理し、
生産工程時に連続ストリップ鋳造機を操作して単一鋼ケミストリの鋳造ストリップを製造し、
オーステナイトからフェライトへの変態温度範囲でストリップを冷却し、
工程パラメータを選択的に制御して顧客指定の要件を有するストリップを製造する
ことを含む顧客指定の鋼ストリップを提供する方法。Processing the steel strip order of customer specified requirements to the schedule to produce the ordered steel strip in the production process of continuous strip casting machine for casting steel strip of single steel chemistry,
Operate a continuous strip casting machine during the production process to produce a single steel chemistry cast strip,
Cooling the strip in the austenite to ferrite transformation temperature range,
A method of providing a customer-specified steel strip comprising selectively controlling process parameters to produce a strip having customer-specified requirements.

オーステナイトからフェライトへの変態温度範囲でストリップを冷却する前に鋳造ストリップをインライン熱間圧延することを更に含む、請求項３５の方法。36. The method of claim 35, further comprising in-line hot rolling the cast strip before cooling the strip in the austenite to ferrite transformation temperature range.

前記顧客指定の要件が前記鋼製品の厚を含む、請求項３５又は請求項３６の方法。37. The method of claim 35 or claim 36, wherein the customer-specified requirements include a thickness of the steel product.

前記顧客指定の要件が前記鋼製品の等級を含む、請求項３５乃至３７のいずれかの方法。The method of any of claims 35 to 37, wherein the customer-specified requirements include a grade of the steel product.

前記工程パラメータが前記連続ストリップ鋼鋳造工程の鋳造速度を含む、請求項３５乃至３８のいずれかの方法。39. The method of any of claims 35 to 38, wherein the process parameter comprises a casting speed of the continuous strip steel casting process.

前記工程パラメータが前記鋼製品の鋳放し厚を含む、請求項３５乃至３９のいずれかの方法。40. The method of any of claims 35 to 39, wherein the process parameter comprises an as-cast thickness of the steel product.

前記工程パラメータが前記鋼製品の熱間圧下百分率を含む、請求項３５乃至４０のいずれかの方法。41. The method of any of claims 35 to 40, wherein the process parameter comprises a hot reduction percentage of the steel product.

前記工程パラメータが前記鋼製品の冷却速度を含む、請求項３５乃至４１のいずれかの方法。42. The method of any of claims 35 to 41, wherein the process parameter comprises a cooling rate of the steel product.

前記工程パラメータが前記鋼製品の巻取り温度を含む、請求項３５乃至４２のいずれかの方法。43. The method of any of claims 35 to 42, wherein the process parameter comprises a winding temperature of the steel product.

前記工程パラメータが前記鋼製品の冷間圧下百分率を含む、請求項３５乃至４３のいずれかの方法。44. The method of any of claims 35 to 43, wherein the process parameter comprises a cold reduction percentage of the steel product.

請前記工程パラメータが焼きなまし周期タイプを含む、請求項３５乃至４４のいずれかの方法。45. The method of any of claims 35 to 44, wherein the process parameters include an annealing cycle type.

前記複数の工程パラメータが焼きなまし温度を含む、請求項４５の方法。46. The method of claim 45, wherein the plurality of process parameters include an annealing temperature.