專利名稱：優(yōu)化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將軋制設(shè)備的控制進(jìn)行優(yōu)化的優(yōu)化裝置，從而在軋制設(shè)備中對(duì)軋制材進(jìn)行軋制時(shí)，確保軋制材的產(chǎn)品品質(zhì)，并使得所使用的能量及所排放的二氧化碳排放量中的至少任一方為最小。
背景技術(shù)：
作為對(duì)金屬材料進(jìn)行軋制的軋制設(shè)備，有制造鋼鐵的板(以下稱為鋼板)的薄板熱軋?jiān)O(shè)備、厚板軋制設(shè)備、冷軋?jiān)O(shè)備、鋼鐵的型鋼軋制設(shè)備、條鋼及線材的軋制設(shè)備、以及鋁銅軋制設(shè)備。例如，薄板熱軋?jiān)O(shè)備利用板坯加熱爐101將被稱為板坯的長(zhǎng)方體狀的鋼鐵材料加熱到1200°C左右，并利用粗軋機(jī)實(shí)施粗軋，從而得到厚度為30 40mm左右的板帶。此時(shí)， 也有時(shí)會(huì)利用板帶加熱器來(lái)使板帶升溫。之后，薄板熱軋?jiān)O(shè)備在精軋機(jī)中將粗軋后的板帶軋制成1. 2 12mm的厚度。接下來(lái)，薄板熱軋?jiān)O(shè)備利用水冷機(jī)冷卻到500 700°C左右，之后，最終利用卷繞機(jī)卷繞成卷材。此處，雖然板坯在經(jīng)過(guò)軋制的各工序時(shí)其稱呼變成板帶、 卷材等，但以下，用稱為軋制材的稱呼來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一。這樣，由于薄板熱軋?jiān)O(shè)備一邊將軋制材進(jìn)行傳送，一邊利用加熱爐進(jìn)行加熱，并利用軋機(jī)使其產(chǎn)生較大變形，因此，所消耗的能量非常大。因而，例如，作為節(jié)能對(duì)策，一般使用在沒(méi)有利用軋機(jī)進(jìn)行軋制的時(shí)間即空閑 (idle)時(shí)間內(nèi)、降低軋輥轉(zhuǎn)速的節(jié)能方法。此外，由于在軋機(jī)中使用大量的冷卻水、油壓系統(tǒng)的油、鼓風(fēng)機(jī)的空氣，因此，一般已知有在對(duì)軋機(jī)提供水、油、空氣的泵的臺(tái)數(shù)控制或起動(dòng) /停止控制中、力圖節(jié)能的節(jié)能方法。此外，在專利文獻(xiàn)1(日本專利特開(kāi)2005-48202號(hào)公報(bào))中，提出了如下加熱爐燃料控制方法為了使加熱爐進(jìn)行節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)，引入能量成本的概念，將能量成本抑制在最低限度。另一方面，受到近來(lái)世界對(duì)環(huán)境問(wèn)題的研究和提高關(guān)注度的影響，包含鋼鐵公司的所有企業(yè)都積極致力于研究降低以二氧化碳為代表的溫室氣體(greenhouse gas)的排放量的對(duì)策。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開(kāi)2005-48202號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在上述減少軋輥轉(zhuǎn)速的節(jié)能方法、或控制泵的節(jié)能方法中，對(duì)于降低所使用的能量及二氧化碳排放量，沒(méi)有得到充分的效果。此外，在專利文獻(xiàn)1所記載的加熱爐燃燒控制方法中，由于將加熱爐作為節(jié)能對(duì)象，因此，難以得到遍及整個(gè)軋制設(shè)備的較大的節(jié)能效果，此外，由于沒(méi)有考慮軋制材的產(chǎn)品品質(zhì)，因此，有時(shí)會(huì)制造出不合格品。本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種優(yōu)化裝置，該優(yōu)化裝置能對(duì)軋制設(shè)備的控制進(jìn)行優(yōu)化，從而確保軋制材的產(chǎn)品品質(zhì)，并使得使用能量及二氧化碳排放量中的至少任一方為最 小。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的優(yōu)化裝置的第1特征在于，包括設(shè)定計(jì)算部，該設(shè)定計(jì)算部基于軋制材的初始尺寸、初始溫度、及目標(biāo)溫度，計(jì)算軋制裝置對(duì)所述軋制材進(jìn)行軋制用的控制設(shè)定值；使用能量計(jì)算部，該使用能量計(jì)算部基于由所述設(shè)定計(jì)算部計(jì)算出的控制設(shè)定值，計(jì)算所述軋制裝置為了對(duì)所述軋制材進(jìn)行軋制而需要的能量，以作為使用能量；制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部，該制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部基于由所述使用能量計(jì)算部計(jì)算出的使用能量及二氧化碳排放系數(shù)，計(jì)算在所述軋制裝置中排放的二氧化碳排放量；以及優(yōu)化部，該優(yōu)化部計(jì)算所述目標(biāo)溫度，以作為為了確保所軋制的所述軋制材的品質(zhì)而需要的溫度以上的、且使得所述使用能量及所述二氧化碳排放量中的至少任一方為最小的溫度。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的優(yōu)化裝置的第2特征在于，所述優(yōu)化部計(jì)算在所述軋制裝置中的、對(duì)所述軋制材進(jìn)行精軋的精軋部的入口或出口、或者對(duì)所述精軋后的軋制材進(jìn)行卷繞的卷繞部的入口中的任意一個(gè)以上的部位的所述軋制材的所述目標(biāo)溫度。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的優(yōu)化裝置的第3特征在于，包括設(shè)定計(jì)算部，該設(shè)定計(jì)算部基于與軋制材有關(guān)的初始尺寸、初始溫度、及多個(gè)目標(biāo)溫度，對(duì)多個(gè)目標(biāo)溫度的每一目標(biāo)溫度，計(jì)算軋制裝置對(duì)所述軋制材進(jìn)行軋制用的多個(gè)控制設(shè)定值；使用能量計(jì)算部，該使用能量計(jì)算部基于由所述設(shè)定計(jì)算部計(jì)算出的多個(gè)控制設(shè)定值，對(duì)所述多個(gè)控制設(shè)定值的每一控制設(shè)定值，計(jì)算所述軋制裝置為了對(duì)所述軋制材進(jìn)行軋制而需要的能量，以作為多個(gè)使用能量；制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部，該制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部基于由所述使用能量計(jì)算部計(jì)算出的多個(gè)使用能量及二氧化碳排放系數(shù)，對(duì)所述多個(gè)使用能量的每一使用能量，計(jì)算在所述軋制裝置中排放的多個(gè)二氧化碳排放量；以及能量品質(zhì)顯示選擇部，該能量品質(zhì)顯示選擇部將所述計(jì)算出的多個(gè)使用能量及多個(gè)二氧化碳排放量顯示于顯示部，并且，基于從所顯示的多個(gè)使用能量及多個(gè)二氧化碳排放量的組合中選擇的任一組合，從所述多個(gè)目標(biāo)溫度中選擇任一目標(biāo)溫度。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的優(yōu)化裝置的第4特征在于，所述能量品質(zhì)顯示選擇部在所述軋制裝置中的、對(duì)所述軋制材進(jìn)行精軋的精軋部的入口或出口、或者對(duì)所述精軋后的軋制材進(jìn)行卷繞的卷繞部的入口中的任意一個(gè)以上的部位，分別從所述多個(gè)目標(biāo)溫度中選擇任一目標(biāo)溫度。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的優(yōu)化裝置的第5特征在于，所述設(shè)定計(jì)算部利用用于對(duì)處于所述軋制裝置內(nèi)的所述軋制材進(jìn)行熱平衡計(jì)算的溫度模型，基于所述計(jì)算出的控制設(shè)定值，計(jì)算處于所述軋制裝置內(nèi)的所述軋制材的溫度，所述優(yōu)化裝置還包括基于由所述設(shè)定計(jì)算部計(jì)算出的溫度、決定所述軋制材的材質(zhì)的材質(zhì)預(yù)測(cè)部，所述優(yōu)化部計(jì)算所述目標(biāo)溫度，以作為使得由所述材質(zhì)預(yù)測(cè)部決定的材質(zhì)是在預(yù)先決定的材質(zhì)以上、且使得所述使用能量及所述二氧化碳排放量中的至少任一方為最小的溫度。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的優(yōu)化裝置的第6特征在于，所述材質(zhì)預(yù)測(cè)部計(jì)算在由所述設(shè)定計(jì)算部計(jì)算出的所述軋制材的溫度下進(jìn)行軋制后的所述軋制材的拉伸強(qiáng)度、屈服應(yīng)力、及延展性中的任意一項(xiàng)或多項(xiàng)，以作為所述材質(zhì)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的優(yōu)化裝置的第7特征在于，所述設(shè)定計(jì)算部利用用于對(duì)處于所述軋制裝置內(nèi)的所述軋制材進(jìn)行熱平衡計(jì)算的溫度模型，基于所述計(jì)算出的多個(gè)控制設(shè)定值，計(jì)算處于所述軋制裝置內(nèi)的所述軋制材的多個(gè)溫度，所述優(yōu)化裝置還包括基于由所述設(shè)定計(jì)算部計(jì)算出的多個(gè)溫度、決定所述軋制材的多種材質(zhì)的材質(zhì)預(yù)測(cè)部，所述能量品質(zhì)顯示選擇部將所述計(jì)算出的多個(gè)使用能量、多個(gè)二氧化碳排放量、及所述決定的多種材質(zhì)顯示于顯示部，并且，基于從所顯示的使用能量、二氧化碳排放量、及材質(zhì)的多種組合中選擇的任一組合，從所述多個(gè)目標(biāo)溫度中選擇任一目標(biāo)溫度。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的優(yōu)化裝置的第8特征在于，所述材質(zhì)預(yù)測(cè)部計(jì)算在由所述設(shè)定計(jì)算部計(jì)算出的所述軋制材的多個(gè)溫度下的所述軋制后的軋制材的拉伸強(qiáng)度、屈服應(yīng)力、及延展性中的任意一項(xiàng)或多項(xiàng)，以作為所述材質(zhì)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的優(yōu)化裝置的第9特征在于，還包括使用能量學(xué)習(xí)部，該使用能量學(xué)習(xí)部基于所述軋制裝置所包括的電能表或燃料提供量?jī)x表的測(cè)定值，計(jì)算所述軋制裝置為了對(duì)所述軋制材進(jìn)行軋制而使用的能量，以作為實(shí)際使用能量，并基于計(jì)算出的實(shí)際使用能量，對(duì)由所述使用能量計(jì)算部計(jì)算出的使用能量進(jìn)行修正。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的優(yōu)化裝置的第10特征在于，包括設(shè)定計(jì)算部，該設(shè)定計(jì)算部基于軋制材的初始尺寸、初始溫度、及目標(biāo)溫度，計(jì)算軋制裝置對(duì)所述軋制材進(jìn)行軋制用的控制設(shè)定值；使用能量計(jì)算部，該使用能量計(jì)算部基于由所述設(shè)定計(jì)算部計(jì)算出的控制設(shè)定值，計(jì)算所述軋制裝置為了對(duì)所述軋制材進(jìn)行軋制而需要的能量，以作為使用能量；制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部，該制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部基于由所述使用能量計(jì)算部計(jì)算出的使用能量及二氧化碳排放系數(shù)，計(jì)算在所述軋制裝置中排放的二氧化碳排放量，以作為產(chǎn)品二氧化碳排放量；基準(zhǔn)壽命周期存儲(chǔ)部，該基準(zhǔn)壽命周期存儲(chǔ)部對(duì)于所述軋制材的每一種類，將所述軋制材在出貨后進(jìn)行使用的使用條件、和在出貨后進(jìn)行回收并由所述軋制裝置再次進(jìn)行軋制為止的壽命周期內(nèi)排放的二氧化碳排放量相關(guān)聯(lián)地作為基準(zhǔn)壽命周期來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)；產(chǎn)品壽命周期二氧化碳排放量計(jì)算部，該產(chǎn)品壽命周期二氧化碳排放量計(jì)算部基于所述基準(zhǔn)壽命周期，計(jì)算在所述軋制材的壽命周期內(nèi)排放的二氧化碳排放量，以作為產(chǎn)品壽命周期二氧化碳排放量，該軋制材是基于由所述設(shè)定計(jì)算部計(jì)算出的控制設(shè)定值來(lái)制造的；以及二氧化碳排放量顯示部，該二氧化碳排放量顯示部將所述產(chǎn)品二氧化碳排放量和所述產(chǎn)品壽命周期二氧化碳排放量顯示于顯示部。根據(jù)本發(fā)明，能對(duì)軋制設(shè)備的控制進(jìn)行優(yōu)化，從而確保軋制材的產(chǎn)品品質(zhì)，并使得使用能量及二氧化碳排放量中的至少任一方為最小。


圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置的熱軋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置所包括的CPU的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置中的處理流程的流程圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置的CPU所包括的使用能量計(jì)算部計(jì)算出的使用能量的分類的圖。圖5是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置的CPU所包括的使用能量計(jì)算部中的環(huán)境升溫用能量的計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖5(a)是表示在某一時(shí)刻tl的板坯加熱爐內(nèi)的軋制材的圖，圖5(b)是表示在時(shí)刻tl之后的某一時(shí)刻t2的板坯加熱爐內(nèi)的軋制材的圖。 圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的優(yōu)化裝置所包括的CPU的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的優(yōu)化裝置所包括的CPU的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的優(yōu)化裝置中的處理流程的流程圖。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的優(yōu)化裝置所包括的CPU的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的優(yōu)化裝置所包括的CPU的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖11是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的優(yōu)化裝置的CPU所包括的使用能量學(xué)習(xí)部中的、用于學(xué)習(xí)使用能量計(jì)算模型的數(shù)據(jù)計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖12是表示軋制材在出貨后進(jìn)行回收并由熱軋裝置再次進(jìn)行軋制為止的壽命周期的圖。圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的優(yōu)化裝置所包括的CPU的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明所涉及的優(yōu)化裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。<實(shí)施方式1> 結(jié)構(gòu) >>圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置的熱軋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，熱軋系統(tǒng)300包括實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置1、在加熱狀態(tài)下對(duì)軋制材進(jìn)行軋制的熱軋裝置100、以及對(duì)熱軋裝置100進(jìn)行控制的控制裝置200，優(yōu)化裝置 1與控制裝置200相連接。熱軋裝置100包括通過(guò)使柴油或天然氣的化石燃料進(jìn)行燃燒來(lái)對(duì)軋制材120進(jìn)行加熱的板坯加熱爐101、測(cè)定板坯加熱爐101的出口溫度的板坯加熱爐出口溫度計(jì)102、從軋制材120的上下方噴射高壓水以將鐵磷(scale)從軋制材120的表面去除的高壓去鱗部103、沿板寬方向?qū)堉撇?20進(jìn)行軋制的軋邊機(jī)104、對(duì)軋制材120進(jìn)行粗軋的粗軋部 105、測(cè)定粗軋部的出口溫度的粗軋出口溫度計(jì)106、測(cè)定精軋部110的入口溫度的精軋入口溫度計(jì)107、切斷軋制材120的前后端部的修剪機(jī)(crop shear) 108、將鐵磷從軋制材120 的表面去除的精軋入口側(cè)去鱗部109、對(duì)軋制材120進(jìn)行精軋的精軋部110、測(cè)定精軋部110 的出口溫度的精軋出口溫度計(jì)111、將軋制材120進(jìn)行冷卻的引出層流噴霧冷卻部(runout laminar spray cooler) 112、測(cè)定由引出層流噴霧冷卻部112冷卻后的軋制材120的溫度的卷繞溫度計(jì)113、以及將軋制材120進(jìn)行卷繞的卷繞機(jī)114。作為用于確保產(chǎn)品的軋制材120的品質(zhì)的品質(zhì)控制，控制裝置200對(duì)軋制材120進(jìn)行尺寸控制和溫度控制。作為尺寸控制，控制裝置200進(jìn)行控制軋制材120的寬度方向中央部的板厚的板厚控制、控制板寬的板寬控制、控制寬度方向板厚分布的板凸度控制、以及控制軋制材120 在寬度方向上的延伸的平坦度控制的尺寸控制。此外，作為溫度控制，控制裝置200進(jìn)行控制精軋部110出口的溫度的精加工出口溫度控制、和控制卷繞機(jī)114前的溫度的卷繞溫度控制。此處，作為軋制材120的材質(zhì)，例如有拉伸強(qiáng)度(Tensile Strength)、屈服應(yīng)力 (Yield Stress)、以及延展性，除精軋部110中的變形量及溫度等條件所產(chǎn)生的影響以外， 從精軋部110出口到卷繞機(jī)114入 口為止的冷卻所產(chǎn)生的影響非常大。在決定軋制材120的產(chǎn)品品質(zhì)時(shí)，重要的是計(jì)算控制設(shè)定值的設(shè)定計(jì)算和品質(zhì)控制。在設(shè)定計(jì)算中，例如，在將軋制材120咬入粗軋部105及精軋部110之前，利用初始計(jì)算來(lái)預(yù)先計(jì)算出軋輥的輥隙、輥速，由此確保穩(wěn)定的通板。對(duì)于精軋部110的冷卻水的初始設(shè)定及卷繞溫度控制的初始設(shè)定，需要預(yù)先適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行。例如，在板寬控制中，作為妨礙提高板厚精度的干擾，有軋制材120的溫度變動(dòng)。 由板坯加熱爐101加熱的軋制材120有時(shí)會(huì)因板坯加熱爐101的結(jié)構(gòu)而形成稱為滑道黑印 (skid mark)的低溫部分。由于該低溫部分變硬，因此，板厚變厚，板寬也發(fā)生變化。此處，對(duì)軋制材120的溫度與品質(zhì)的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。若在板坯加熱爐101中沒(méi)有將軋制材120充分加熱，則出現(xiàn)明顯的滑道黑印，在軋制材120的傳送方向上，以滑道黑印的周期呈現(xiàn)出板厚偏差。此外，由于在對(duì)低溫的軋制材120進(jìn)行軋制的情況下，變成對(duì)硬材料進(jìn)行軋制，因此，需要更多的粗軋部105及精軋部110的軋制動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)粗軋部105及精軋部110的驅(qū)動(dòng)裝置的能耗增加。此外，若為了提高軋制材120的產(chǎn)品品質(zhì)而將板坯加熱爐101的出口溫度設(shè)定得較高，則在板坯加熱爐101中的使用能量及二氧化碳排放量增加。因而，實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置1與對(duì)熱軋裝置100進(jìn)行控制的控制裝置200 相連接，將控制裝置200對(duì)熱軋裝置100的控制進(jìn)行優(yōu)化，以確保由熱軋裝置100軋制后的軋制材120的產(chǎn)品品質(zhì)，并使得熱軋裝置100的使用能量及二氧化碳排放量中的至少任一方為最小。如圖1所示，優(yōu)化裝置1包括CPU11、ROMl2, RAM13、輸入部14、顯示部15、以及硬盤16，各部分通過(guò)總線20相連接。R0M12由非易失性半導(dǎo)體等構(gòu)成，存儲(chǔ)CPUll所執(zhí)行的操作系統(tǒng)及優(yōu)化程序。RAM13由易失性半導(dǎo)體等構(gòu)成，暫時(shí)存儲(chǔ)CPUll執(zhí)行各種處理時(shí)所需的數(shù)據(jù)。硬盤16存儲(chǔ)CPUll執(zhí)行優(yōu)化程序時(shí)所需的信息。例如，將控制設(shè)定值、使用能量、 以及制造時(shí)二氧化碳排放量相關(guān)聯(lián)地作為優(yōu)化數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)。CPUll進(jìn)行優(yōu)化裝置1的中樞控制。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置1所包括的CPUll的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，CPUll通過(guò)執(zhí)行優(yōu)化程序，在其功能上包括設(shè)定計(jì)算部31、使用能量計(jì)算部32、制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33、預(yù)測(cè)量顯示部34、以及優(yōu)化部35。設(shè)定計(jì)算部31基于軋制材120的初始尺寸、初始溫度、以及目標(biāo)溫度，計(jì)算熱軋裝置100對(duì)軋制材120進(jìn)行軋制用的控制設(shè)定值。此處，所謂初始尺寸及初始溫度，是指板坯加熱爐101入口的尺寸及溫度，通過(guò)使用者的操作，從輸入部14輸入，或者從與網(wǎng)絡(luò)相連接的其他計(jì)算機(jī)提供。使用能量計(jì)算部32基于由設(shè)定計(jì)算部31計(jì)算出的控制設(shè)定值，計(jì)算熱軋裝置100 為了對(duì)軋制材120進(jìn)行軋制而需要的能量，以作為使用能量。

制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33基于由使用能量計(jì)算部32計(jì)算出的使用能量及二氧化碳排放系數(shù)，計(jì)算在熱軋裝置100中排放的制造時(shí)二氧化碳排放量。預(yù)測(cè)量顯示部34將由使用能量計(jì)算部32計(jì)算出的使用能量、及由制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33計(jì)算出的制造時(shí)二氧化碳排放量顯示于顯示部15。優(yōu)化部35計(jì)算目標(biāo)溫度，以作為為了確保所軋制的軋制材120的品質(zhì)而需要的溫度以上的溫度、且使得使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量中的至少任一方為最小的溫度。 作用》對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置1的作用進(jìn)行說(shuō)明。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置1中的處理流程的流程圖。如圖3所示，優(yōu)化裝置1的CPUll將初始值代入使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量(步驟S101)。此處，作為初始值，假設(shè)代入足夠大的值。接下來(lái)，優(yōu)化裝置1的CPUll的設(shè)定計(jì)算部31計(jì)算為了對(duì)軋制材120進(jìn)行穩(wěn)定且高精度的軋制而需要的控制設(shè)定值(步驟S102)。具體而言，首先，設(shè)定計(jì)算部31基于常溫下的軋制材120的初始尺寸及初始重量， 計(jì)算在將軋制材120裝入到板坯加熱爐101中并使其上升到目標(biāo)溫度的情況下、在多少度的環(huán)境溫度下在爐中多少時(shí)間即可。此外，設(shè)定計(jì)算部31基于板坯加熱爐101出口的軋制材120的尺寸及溫度，使用軋制模型來(lái)計(jì)算軋制載荷、變形阻抗、軋制轉(zhuǎn)矩、以及軋制功率。 此外，設(shè)定計(jì)算部31計(jì)算用于對(duì)軋制材120進(jìn)行軋制的軋制速度設(shè)定值、和輥隙設(shè)定值。接下來(lái)，CPUll的使用能量計(jì)算部32基于由設(shè)定計(jì)算部31計(jì)算出的控制設(shè)定值，計(jì)算熱軋裝置100為了對(duì)軋制材102進(jìn)行軋制而需要的能量，以作為使用能量(步驟 S103)。具體而言，使用能量計(jì)算部32分別計(jì)算僅為了對(duì)軋制材102進(jìn)行軋制而需要的能量即直接能量、以及雖不是直接注入到軋制材102的能量但對(duì)生產(chǎn)而言是不可或缺的間接能量，以作為使用能量。另外，對(duì)于使用能量的計(jì)算方法，將在后面闡述。接下來(lái)，CPUl 1的制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33基于由使用能量計(jì)算部32計(jì)算出的使用能量及二氧化碳排放系數(shù)，計(jì)算在熱軋裝置100中的制造時(shí)二氧化碳排放量(步驟 S104)。此處，所謂二氧化碳排放系數(shù)，是指用于計(jì)算在消耗燃料或電力時(shí)排放多少二氧化碳的系數(shù)。例如，對(duì)于天然氣，確定為0. 5526 (kg-C/kg)(在燃燒Ikg的天然氣時(shí)排放 0. 5526kg的碳)、或2. 025 (kg-C02/kg)(在燃燒Ikg的天然氣時(shí)排放2. 025kg的二氧化碳)。 若使用1 (kWh)的電，則規(guī)定二氧化碳為0. 555 (kg-C02/kffh)。因而，制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33基于預(yù)先存儲(chǔ)的二氧化碳排放系數(shù)，分別計(jì)算與由使用能量計(jì)算部32計(jì)算出的直接能量相對(duì)應(yīng)的二氧化碳排放量、以及與間接能量相對(duì)應(yīng)的二氧化碳排放量。此處，將與直接能量相對(duì)應(yīng)的二氧化碳排放量、及與間接能量相對(duì)應(yīng)的二氧化碳排放量之和稱為制造時(shí)二氧化碳排放量。接下來(lái)，優(yōu)化部35將在步驟S103中計(jì)算出的使用能量及在步驟S104中計(jì)算出的制造時(shí)二氧化碳排放量與前一次計(jì)算出的使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量相比，判定前者是否減少(步驟S105)。 然后，在步驟S105中，在判定為與前一次計(jì)算出的使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量相比沒(méi)有減少的情況下(否的情況)，預(yù)測(cè)量顯示部34將計(jì)算出的使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量顯示于顯示部15(步驟S106)。具體而言，預(yù)測(cè)量顯示部34將由使用能量計(jì)算部32計(jì)算出的使用能量(直接能量+間接能量)、由制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33 計(jì)算出的與直接能量相對(duì)應(yīng)的二氧化碳排放量、及與間接能量相對(duì)應(yīng)的二氧化碳排放量分別進(jìn)行顯示。通過(guò)顯示這些量，能向操作員或維修員提示使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量，以作為操作的參考信息。此外，優(yōu)化部35將控制設(shè)定值、使用能量、以及制造時(shí)二氧化碳排放量相關(guān)聯(lián)地作為優(yōu)化數(shù)據(jù)來(lái)存儲(chǔ)于硬盤16 (步驟S107)。另一方面，在步驟S105中，在判定為與前一次計(jì)算出的使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量相比有所減少的情況下(是的情況)，優(yōu)化部35將軋制材120的目標(biāo)溫度在為了確保所軋制的軋制材120的品質(zhì)而需要的閾值溫度以上的范圍內(nèi)設(shè)定得較低，并將處理轉(zhuǎn)移至步驟S102 (步驟S108)。此處，對(duì)于閾值溫度，例如，設(shè)精軋部109的入口溫度為980°C， 或設(shè)精軋部109的出口溫度為840°C，或使用者需要基于預(yù)先實(shí)測(cè)，預(yù)先計(jì)算適當(dāng)值，并且， 使用者預(yù)先設(shè)定適當(dāng)值。這樣，重復(fù)執(zhí)行步驟S102 S108的處理，直到在步驟S103 S104中計(jì)算出的使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量成為在前一次的循環(huán)處理的步驟S 103 S 104中計(jì)算出的使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量以上。由此，優(yōu)化部35計(jì)算軋制材120的目標(biāo)溫度， 以作為為了確保所軋制的軋制材120的品質(zhì)而需要的溫度以上、且使得使用能量及二氧化碳排放量為最小的溫度。另外，雖然優(yōu)化部35是將在步驟S103中計(jì)算出的使用能量及在步驟S104中計(jì)算出的制造時(shí)二氧化碳排放量與前一次計(jì)算出的使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量相比，判定前者是否減少，但并不限于此，也可以將在步驟S103中計(jì)算出的使用能量及在步驟S104 中計(jì)算出的制造時(shí)二氧化碳排放量中的任一方與前一次計(jì)算出的使用能量或制造時(shí)二氧化碳排放量相比，判定前者是否減少。 使用能量的計(jì)算》接下來(lái)，對(duì)使用能量計(jì)算部32中的使用能量的計(jì)算處理進(jìn)行說(shuō)明。圖4是表示使用能量計(jì)算部32所計(jì)算出的使用能量的分類的圖。如圖4所示，使用能量計(jì)算部32所計(jì)算出的使用能量Q301分類成僅為了對(duì)軋制材102進(jìn)行軋制而需要的能量即直接能量Q302、以及雖不是直接注入到軋制材102的能量但對(duì)生產(chǎn)而言是不可或缺的間接能量Q303。此外，將直接能量Q302作為軋制材熱能Q304與軋制材加工變形傳送能量Q305之和來(lái)進(jìn)行計(jì)算，將間接能量Q303作為環(huán)境升溫用能量Q306、非軋制時(shí)能量Q307、及生產(chǎn)設(shè)備維持能量Q308之和來(lái)進(jìn)行計(jì)算。軋制材熱能Q304是因板坯加熱爐101中的燃料燃燒而注入到軋制材120中的能量。軋制材加工變形傳送能量Q305是在粗軋部105及精軋部110的軋機(jī)機(jī)座的正下方使軋制材120變形時(shí)所需的能量、與用于使軋制材120在傳送線上進(jìn)行傳送的能量之和。環(huán)境升溫用能量Q306是為了使板坯加熱爐101內(nèi)的環(huán)境溫度上升而需要的能量。 在板坯加熱爐101中，在對(duì)軋制材120進(jìn)行加熱時(shí)，必須使環(huán)境溫度也上升，且需要額外提供從板坯加熱爐101的壁面散熱的部分的能量。非軋制時(shí)能量Q307是雖然未對(duì)軋制材120進(jìn)行軋制或傳送、但用于使軋機(jī)機(jī)座的軋輥持續(xù)旋轉(zhuǎn)或使傳送臺(tái)的軋輥持續(xù)旋轉(zhuǎn)的能量。此外，還包含為了將油壓和水壓保持一定而持續(xù)旋轉(zhuǎn)的泵用電動(dòng)機(jī)所消耗的能量。生產(chǎn)設(shè)備維持能量Q308雖然不是用于制造軋制材120的直接能量，但是，是作為生產(chǎn)設(shè)備所需的能量。接下來(lái)，在下面對(duì)使用能量計(jì)算部32中的軋制材熱能Q304、軋制材加工變形傳送能量Q305、環(huán)境升溫用能量Q306、非軋制時(shí)能量Q307、及生產(chǎn)設(shè)備維持能量Q308的計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明。(軋制材熱能Q304的計(jì)算)使用能量計(jì)算部32利用下述數(shù)學(xué)式1，基于軋制材120的重量W(kg)、初始溫度 Tl (°C )、目標(biāo)溫度T2(°C )、及比熱C(kJ/kg/K)，來(lái)計(jì)算軋制材熱能Q304(kJ)。例如，在使重量W為15 (ton)的軋制材120從30 (°C )升溫至1230 (°C)的情況下，若設(shè)鋼鐵的比熱C 為0. 5 (kJ/kg/K)，則使用能量計(jì)算部32利用下述數(shù)學(xué)式1，計(jì)算出軋制材熱能Q304 (kj)為 9000000 (kj)( = 0. 5 X1200X15000)。Q304 = C* (T2-T1) ......(數(shù)學(xué)式 1)(環(huán)境升溫用能量Q306的計(jì)算)使用能量計(jì)算部32基于注入到板坯加熱爐101中的燃料，計(jì)算環(huán)境升溫用能量 Q306。圖5是對(duì)使用能量計(jì)算部32中的環(huán)境升溫用能量Q306的計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖5(a)是表示在某一時(shí)刻tl的板坯加熱爐101內(nèi)的軋制材120的圖，圖5 (b)是表示在時(shí)刻tl之后的某一時(shí)刻t2的板坯加熱爐101內(nèi)的軋制材120的圖。如圖5(a)所示，在某一時(shí)刻tl，在板坯加熱爐101內(nèi)有nl根軋制材120，從靠近板坯加熱爐101的出口的軋制材起，各自的初始溫度為Tl (tl)、T2 (tl)........Tnl (tl)。如圖5(b)所示，在時(shí)刻tl之后的時(shí)刻t2，從板坯加熱爐101中抽出ml根(ml < nl)軋制材120，重新裝入m2根軋制材120。若設(shè)在時(shí)刻t2，從靠近板坯加熱爐101的
出口的一側(cè)起，軋制材120的溫度分別為Tml+1 (t2)、Tml+2 (t2)........Tnl+m2 (t2)，則
使用能量計(jì)算部32利用下述計(jì)算式，來(lái)計(jì)算軋制材120在時(shí)刻tl-t2期間直接接收的熱能 Ql(kj)。 Ql = Q2+Q3+Q4......(數(shù)學(xué)式 2)此處，設(shè)Q2(kJ)為(用于使1到ml根板坯從其初始溫度升溫至抽出時(shí)刻的溫度的能量)，Q3 (kj)為(用于使第ml+1根到第nl根板枉從其初始溫度升溫至?xí)r刻t2的溫度的能量)，Q4(kJ)為(用于使第nl+1根到第n2根板坯從裝入時(shí)的溫度(常溫)升溫至?xí)r刻t2的溫度的能量)。另外，使用能量計(jì)算部32利用上述數(shù)學(xué)式1，基于比熱、初始溫度、最終溫度、及重量，來(lái)分別計(jì)算Q2、Q3、Q4。
此外，使用能量計(jì)算部32基于在從時(shí)刻tl到t2的期間內(nèi)注入到板坯加熱爐101 內(nèi)的燃料的總量，計(jì)算燃料所具有的能量Q5(kJ)。 然后，使用能量計(jì)算部32利用下述數(shù)學(xué)式3，來(lái)計(jì)算環(huán)境升溫用能量Q306(kJ)。Q306 = Q5-Q1......(數(shù)學(xué)式 3)(軋制材加工變形傳送能量305的計(jì)算)使用能量計(jì)算部32將在粗軋部105及精軋部110中為了軋制材120的加工和變形所需的能量Q6、與為了進(jìn)行軋制材120的傳送所需的能量Q7之和作為軋制材加工變形傳送能量305來(lái)進(jìn)行計(jì)算。使用能量計(jì)算部32將由設(shè)定計(jì)算部31利用軋制模型計(jì)算出的軋制轉(zhuǎn)矩加上損耗轉(zhuǎn)矩、加速轉(zhuǎn)矩，從而計(jì)算出轉(zhuǎn)矩。另外，利用設(shè)定計(jì)算部31，基于軋制材120的特性及溫度來(lái)計(jì)算變形阻抗，基于計(jì)算出的變形阻抗來(lái)計(jì)算軋制載荷，基于計(jì)算出的軋制載荷來(lái)計(jì)算軋制材120的變形所直接需要的軋制轉(zhuǎn)矩。然后，若設(shè)轉(zhuǎn)矩為N(N · m)，角速度為ω (rad/s)，則使用能量計(jì)算部32利用以下的數(shù)學(xué)式4，來(lái)計(jì)算粗軋部105及精軋部110的電動(dòng)機(jī)為了輸出所計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩而需要的功率 P (W)。P(W) = N (N · m) X ω (rad/s)......(數(shù)學(xué)式 4)此外，使用能量計(jì)算部32根據(jù)所決定的軋制速度vp (km/H)、和軋制材120在傳送方向上的長(zhǎng)度，來(lái)計(jì)算軋制時(shí)間Tp (H)，并利用以下的數(shù)學(xué)式5，來(lái)計(jì)算在粗軋部105及精軋部110中將軋制材120進(jìn)行加工和變形所需的能量Q6(kJ)。Q6 (kj) = P (kff) XTp (H)......(數(shù)學(xué)式 5)另外，對(duì)于粗軋部105及精軋部110，除了設(shè)置有軋機(jī)機(jī)座之外，還設(shè)置有對(duì)板寬進(jìn)行矯正的精整壓機(jī)。此外，雖然卷繞機(jī)114不是軋機(jī)機(jī)座，但由于各自的功耗模型是普通的模型，因此，使用模型，進(jìn)行與上述相同的計(jì)算。接下來(lái)，由于利用多臺(tái)電動(dòng)機(jī)來(lái)分擔(dān)軋制材120的重量以進(jìn)行傳送，因此，對(duì)于一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，使用能量計(jì)算部32根據(jù)所分擔(dān)的軋制材120的重量，來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)矩Ν(Ν·πι)。然后，使用能量計(jì)算部32根據(jù)所決定的傳送速度vt (km/H)和軋制材120在傳送方向上的長(zhǎng)度，來(lái)計(jì)算傳送時(shí)間Tt (H)，并利用以下的數(shù)學(xué)式6，來(lái)計(jì)算將軋制材120進(jìn)行傳送所需的能量 Q7(kj)。Q7 (kj) = P (kff) XTt(H)......(數(shù)學(xué)式 6)另外，對(duì)于能量Q7，還附加在板坯加熱爐101內(nèi)將軋制材120進(jìn)行傳送所需的能
So然后，使用能量計(jì)算部32將在粗軋部105及精軋部110中將軋制材120進(jìn)行加工和變形所需的能量Q6、與將軋制材120進(jìn)行傳送所需的能量Q7之和作為軋制材加工變形傳送能量Q305來(lái)進(jìn)行計(jì)算。(非軋制時(shí)能量Q307的計(jì)算)使用能量計(jì)算部32從在某一時(shí)間內(nèi)提供給整個(gè)熱軋裝置100的能量Q8 (kj)減去在該時(shí)間內(nèi)消耗的軋制材加工變形傳送能量Q305，從而計(jì)算出非軋制時(shí)能量Q307。另外， 基于向熱軋裝置100供電的送配電系統(tǒng)中的電能表的測(cè)定值，計(jì)算提供給整個(gè)熱軋裝置 100的能量Q8。
(生產(chǎn)設(shè)備維持能量Q308的計(jì)算)使用能量計(jì)算部32基于電源系統(tǒng)中的電能表的測(cè)定值，將控制裝置200所消耗的能量、及操作熱軋裝置100的操作員和維修員所使用的房間的照明和冷暖氣設(shè)備所消耗的能量作為生產(chǎn)設(shè)備維持能量Q308來(lái)進(jìn)行計(jì)算。這樣，使用能量計(jì)算部32基于由設(shè)定計(jì)算部31計(jì)算出的控制設(shè)定值，分別計(jì)算出軋制材熱能Q304、軋制材加工變形傳送能量Q305、環(huán)境升溫用能量Q306、非軋制時(shí)能量 Q307、及生產(chǎn)設(shè)備維持能量Q308，并將直接能量Q302與間接能量Q303之和作為使用能量來(lái)進(jìn)行計(jì)算，該直接能量Q302是熱軋裝置100為了對(duì)軋制材120進(jìn)行軋制而需要的能量、即軋制材熱能Q304與軋制材加工變形傳送能量Q305之和，該間接能量Q303是環(huán)境升溫用能量Q306、非軋制時(shí)能量Q307、及生產(chǎn)設(shè)備維持能量Q308之 和。如上所述，根據(jù)實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置1，由于包括設(shè)定計(jì)算部31，該設(shè)定計(jì)算部31基于軋制材120的初始尺寸、初始溫度、及目標(biāo)溫度，計(jì)算熱軋裝置100對(duì)軋制材 120進(jìn)行軋制用的控制設(shè)定值；使用能量計(jì)算部32，該使用能量計(jì)算部32基于由設(shè)定計(jì)算部31計(jì)算出的控制設(shè)定值，計(jì)算熱軋裝置100為了對(duì)軋制材120進(jìn)行軋制而需要的能量， 以作為使用能量；制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33，該制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33基于由使用能量計(jì)算部32計(jì)算出的使用能量及二氧化碳排放系數(shù)，計(jì)算在熱軋裝置100中排放的二氧化碳排放量；以及優(yōu)化部35，該優(yōu)化部35計(jì)算目標(biāo)溫度，以作為為了確保所軋制的軋制材120的品質(zhì)而需要的溫度以上的溫度、且使得使用能量及二氧化碳排放量中的至少任一方為最小的溫度，因此，能優(yōu)化熱軋裝置100的控制，從而確保軋制材120的產(chǎn)品品質(zhì)，并使得使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量中的至少任一方為最小。另外，在實(shí)施方式1中，雖然舉出了包括熱軋裝置100的熱軋系統(tǒng)300為例進(jìn)行了說(shuō)明，但并不限于此，也可使用于包括薄板熱軋?jiān)O(shè)備、厚板軋制設(shè)備、冷軋?jiān)O(shè)備、鋼鐵的型鋼軋制設(shè)備、條鋼或線材的軋制設(shè)備、或者鋁銅軋制設(shè)備的軋制系統(tǒng)?！磳?shí)施方式2>接下來(lái)，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的優(yōu)化裝置1A。實(shí)施方式2所涉及的優(yōu)化裝置IA與圖1所示的實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置1 相同，與對(duì)熱軋裝置100進(jìn)行控制的控制裝置200相連接。此外，實(shí)施方式2所涉及的優(yōu)化裝置IA包括CPU11A、R0M12、RAM13、輸入部14、顯示部15、以及硬盤16。其中，由于ROMl2、RAMI3、顯示部15、以及硬盤16是與實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置1所包括的分別標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)的結(jié)構(gòu)相同，因此，省略其說(shuō)明。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的優(yōu)化裝置IA所包括的CPUllA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。如圖6所示，CPUll在其功能上包括設(shè)定計(jì)算部31A、使用能量計(jì)算部32、制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33、預(yù)測(cè)量顯示部34、以及能量品質(zhì)顯示選擇部36。其中，由于使用能量計(jì)算部32、制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33、以及預(yù)測(cè)量顯示部34是與實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置1所包括的分別標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)的結(jié)構(gòu)相同，因此，省略其說(shuō)明。設(shè)定計(jì)算部31A基于與軋制材120有關(guān)的初始尺寸、初始溫度、及多個(gè)目標(biāo)溫度， 對(duì)多個(gè)目標(biāo)溫度的每一目標(biāo)溫度，計(jì)算熱軋裝置100對(duì)軋制材120進(jìn)行軋制用的多個(gè)控制設(shè)定值。
此處，作為多個(gè)目標(biāo)溫度、例如精軋部110的出口溫度的多個(gè)目標(biāo)值，預(yù)先設(shè)定 840、860、880、900、920(°C )。能量品質(zhì)顯示選擇部36將由使用能量計(jì)算部32計(jì)算出的多個(gè)使用能量、及由制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33計(jì)算出的制造時(shí)二氧化碳排放量顯示于顯示部15。然后，若通過(guò)使用者的操作從輸入 部14提供對(duì)所顯示的使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量的多種組合中的任一組合進(jìn)行選擇的操作信號(hào)，則能量品質(zhì)顯示選擇部36基于所提供的操作信號(hào)，從多個(gè)目標(biāo)溫度中，選擇與所選擇的使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量的組合相對(duì)應(yīng)的任一目標(biāo)溫度。由此，由于通過(guò)使用者對(duì)使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量進(jìn)行選擇操作，能設(shè)定目標(biāo)溫度，因此，能優(yōu)化熱軋裝置100的控制，從而確保軋制材120的產(chǎn)品品質(zhì)，并使得使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量中的至少任一方達(dá)到最低限度?！磳?shí)施方式3>接下來(lái)，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的優(yōu)化裝置1B。實(shí)施方式3所涉及的優(yōu)化裝置IB與圖1所示的實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置1 相同，與對(duì)熱軋裝置100進(jìn)行控制的控制裝置200相連接。此外，本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的優(yōu)化裝置IB包括CPU11B、R0M12、RAM13、輸入部14、顯示部15、以及硬盤16。其中，由于ROMl2、RAMI3、輸入部14、顯示部15、以及硬盤16 是與實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置1所包括的分別標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)的結(jié)構(gòu)相同，因此，省略其說(shuō)明。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的優(yōu)化裝置IB所包括的CPUllB的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。如圖7所示，CPUllB在其功能上包括設(shè)定計(jì)算部31B、使用能量計(jì)算部32、制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33、預(yù)測(cè)量顯示部34、優(yōu)化部35B、以及材質(zhì)預(yù)測(cè)部37。其中，由于使用能量計(jì)算部32、制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33、以及預(yù)測(cè)量顯示部34是與實(shí)施方式 1所涉及的優(yōu)化裝置1所包括的分別標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)的結(jié)構(gòu)相同，因此，省略其說(shuō)明。設(shè)定計(jì)算部31B利用用于對(duì)處于熱軋裝置100內(nèi)的軋制材120進(jìn)行熱平衡計(jì)算的溫度模型，基于計(jì)算出的控制設(shè)定值，計(jì)算處于熱軋裝置100內(nèi)的軋制材120的溫度。材質(zhì)預(yù)測(cè)部37基于由設(shè)定計(jì)算部31B計(jì)算出的溫度，決定軋制材120的材質(zhì)。此處，所謂材質(zhì)，是指拉伸強(qiáng)度、屈服應(yīng)力、以及延展性中的至少一種。優(yōu)化部35B計(jì)算目標(biāo)溫度，以作為使得由材質(zhì)預(yù)測(cè)部37決定的材質(zhì)是在預(yù)先決定的材質(zhì)以上、且使得使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量中的至少任一方為最小的溫度。 作用》對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的優(yōu)化裝置IB的作用進(jìn)行說(shuō)明。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的優(yōu)化裝置IB中的處理流程的流程圖。 另外，在圖8所示的流程圖中，對(duì)于步驟SlOl S107的處理，由于與圖3所示的實(shí)施方式 1所涉及的優(yōu)化裝置1的流程圖中的步驟SlOl S107的處理相同，因此，省略其說(shuō)明。在步驟S105中，在判定為與前一次計(jì)算出的使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量相比有所減少的情況下(是的情況)，材質(zhì)預(yù)測(cè)部37對(duì)軋制材120的目標(biāo)溫度進(jìn)行修正(步驟S208)。具體而言，在處理是從步驟S105轉(zhuǎn)移來(lái)的情況下，將新的目標(biāo)溫度設(shè)定得比當(dāng)前設(shè)定的目標(biāo)溫度要低，在處理是從后述的步驟S210轉(zhuǎn)移來(lái)的情況下，將新的目標(biāo)溫度設(shè)定得比當(dāng)前設(shè)定的目標(biāo)溫度要高。然后，材質(zhì)預(yù)測(cè)部37基于所設(shè)定的目標(biāo)溫度，來(lái)決定軋制材120的材質(zhì)(步驟 S209)。例如，材質(zhì)預(yù)測(cè)部37利用日本專利特開(kāi)2007-83299號(hào)公報(bào)所記載的技術(shù)、或文獻(xiàn)“連續(xù)熱軋工序中的材質(zhì)的預(yù)測(cè)和控制(連続熱間圧延工程C b K 3材質(zhì)Q予測(cè)i制御)”((公司)日本鋼鐵協(xié)會(huì)，第131-132次，西山紀(jì)念講座)所記載的技術(shù)，來(lái)決定以所設(shè)定的目標(biāo)溫度制造的軋制材120的拉伸強(qiáng)度、屈服應(yīng)力、以及延展性。接下來(lái)，優(yōu)化部35B對(duì)在步驟S209中計(jì)算出的材質(zhì)是否在預(yù)先決定的材質(zhì)閾值以上進(jìn)行判定(步驟S210)。在步驟S210中，當(dāng)判定為在步驟S209中計(jì)算出的材質(zhì)是在預(yù)先決定的材質(zhì)閾值以上時(shí)，優(yōu)化部35B使處理向步驟S102轉(zhuǎn)移，當(dāng)判定為在步驟S209中計(jì)算出的材質(zhì)是小于預(yù)先決定的材質(zhì)閾值時(shí)，優(yōu)化部35B使處理向步驟S208轉(zhuǎn)移。這樣，重復(fù)執(zhí)行步驟S208 S210的處理，直到在步驟S209中計(jì)算出的材質(zhì)為預(yù)先決定的材質(zhì)閾值以上，并且，重復(fù)執(zhí)行步驟S102 S210的處理，直到在步驟S103 S104 中計(jì)算出的使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量為在前一次的循環(huán)處理的步驟S103 S104 中計(jì)算出的使用能量及制造時(shí)二氧化碳排放量以上。由此，優(yōu)化部35B能計(jì)算軋制材120的目標(biāo)溫度，以作為使得由材質(zhì)預(yù)測(cè)部37決定的材質(zhì)是在預(yù)先決定的材質(zhì)以上、且使得使用能量及二氧化碳排放量為最小的溫度?！磳?shí)施方式4>接下來(lái)，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的優(yōu)化裝置1C。實(shí)施方式4所涉及的優(yōu)化裝置IC與實(shí)施方式2所涉及的優(yōu)化裝置IA相同，與對(duì)熱軋裝置100進(jìn)行控制的控制裝置200相連接。此外，實(shí)施方式4所涉及的優(yōu)化裝置IC包括CPU11C、R0M12、RAM13、輸入部14、顯示部15、以及硬盤16。其中，由于R0M12、RAM13、輸入部14、顯示部15、以及硬盤16是與實(shí)施方式2所涉及的優(yōu)化裝置IA所包括的分別標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)的結(jié)構(gòu)相同，因此，省略其說(shuō)明。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的優(yōu)化裝置所包括的CPUllC的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。如圖9所示，CPUllC在其功能上包括設(shè)定計(jì)算部31C、使用能量計(jì)算部32、制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33、預(yù)測(cè)量顯示部34、能量品質(zhì)顯示選擇部36C、以及材質(zhì)預(yù)測(cè)部 37。其中，由于使用能量計(jì)算部32、制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33、以及預(yù)測(cè)量顯示部34 是與實(shí)施方式2所涉及的優(yōu)化裝置IA所包括的分別標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)的結(jié)構(gòu)相同，因此，省略其說(shuō)明。設(shè)定計(jì)算部31C利用用于對(duì)處于熱軋裝置100內(nèi)的軋制材120進(jìn)行熱平衡計(jì)算的溫度模型，基于計(jì)算出的控制設(shè)定值，來(lái)計(jì)算處于熱軋裝置100內(nèi)的軋制材120的溫度。材質(zhì)預(yù)測(cè)部37基于由設(shè)定計(jì)算部31C計(jì)算出的溫度，來(lái)決定軋制材120的材質(zhì)。 此處，所謂材質(zhì)，是指拉伸強(qiáng)度、屈服應(yīng)力、以及延展性中的至少一種。能量品質(zhì)顯示選擇部36C將由使用能量計(jì)算部32計(jì)算出的多個(gè)使用能量、由制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33計(jì)算出的制造時(shí)二氧化碳排放量、及由材質(zhì)預(yù)測(cè)部37計(jì)算出的材質(zhì)顯示于顯示部15。然后，若通過(guò)使用者的操作從輸入部14提供對(duì)所顯示的使用能量、制造時(shí)二氧化碳排放量、及材質(zhì)的多種組合中的任一組合進(jìn)行選擇的操作信號(hào)，則能量品質(zhì)顯示選擇部36C基于所提供的操作信號(hào)，從多個(gè)目標(biāo)溫度中，選擇與所選擇的使用能量、制造時(shí)二氧化碳排放量、及材質(zhì)的組合相對(duì)應(yīng)的任一目標(biāo)溫度。由此，由于通過(guò)使用者對(duì)使用能量、制造時(shí)二氧化碳排放量、及材質(zhì)進(jìn)行選擇操作，能設(shè)定目標(biāo)溫度，因此，能優(yōu)化熱軋裝置100的控制，從而確保軋制材120的材質(zhì)，并使得使用能量及二氧化碳排放量中的至少任一方為最小。〈實(shí)施方式5>接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的優(yōu)化裝置ID進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式5所涉及的優(yōu)化裝置ID與實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置1相同，與對(duì)熱軋裝置100進(jìn)行控制的控制裝置200相連接。此外，實(shí)施方式5所涉及的優(yōu)化裝置ID包括CPU11D、R0M12、RAM13、輸入部14、顯示部15、以及硬盤16。其中，由于R0M12、RAM13、輸入部14、顯示部15、以及硬盤16是與實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置1所包括的分別標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)的結(jié)構(gòu)相同，因此，省略其說(shuō)明。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的優(yōu)化裝置所包括的CPUllD的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。如圖10所示，CPUllD在其功能上包括設(shè)定計(jì)算部31、使用能量計(jì)算部32、制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33、預(yù)測(cè)量顯示部34、優(yōu)化部35、燃料消耗量學(xué)習(xí)部38、以及耗電量學(xué)習(xí)部39。其中，由于設(shè)定計(jì)算部31、使用能量計(jì)算部32、制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部 33、預(yù)測(cè)量顯示部34、以及優(yōu)化部35是與實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置1所包括的分別標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)的結(jié)構(gòu)相同，因此，省略其說(shuō)明。燃料消耗量學(xué)習(xí)部38基于熱軋裝置100所包括的燃料提供量?jī)x表的測(cè)定值，來(lái)計(jì)算熱軋裝置100為了對(duì)軋制材120進(jìn)行軋制而使用的能量，以作為實(shí)際使用能量，并基于計(jì)算出的實(shí)際使用能量，來(lái)對(duì)由使用能量計(jì)算部32計(jì)算出的使用能量進(jìn)行修正。耗電量學(xué)習(xí)部39基于熱軋裝置100所包括的電能表的測(cè)定值，來(lái)計(jì)算熱軋裝置 100為了對(duì)軋制材120進(jìn)行軋制而使用的能量，以作為實(shí)際使用能量，并基于計(jì)算出的實(shí)際使用能量，來(lái)對(duì)由使用能量計(jì)算部32計(jì)算出的使用能量進(jìn)行修正。另外，將燃料消耗量學(xué)習(xí)部38和耗電量學(xué)習(xí)部39稱為使用能量學(xué)習(xí)部40。圖11是對(duì)使用能量學(xué)習(xí)部40中的使用能量計(jì)算模型的學(xué)習(xí)用的數(shù)據(jù)計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明的圖。如圖11所示，作為計(jì)算使用能量的模型的一個(gè)輸入變量，有軋制速度模式。由于在利用設(shè)定計(jì)算部31執(zhí)行設(shè)定計(jì)算時(shí)，熱軋裝置100還未進(jìn)行軋制，因此，使用能量計(jì)算部 32基于所預(yù)測(cè)的軋制速度即預(yù)測(cè)軋制速度模式201，利用使用能量計(jì)算模型202來(lái)計(jì)算使用能量計(jì)算值203 ((A)的路徑)。此外，若熱軋裝置100進(jìn)行軋制，則軋制速度并不一定以預(yù)定的值進(jìn)行變化，所測(cè)定的實(shí)際軋制速度模式204有時(shí)會(huì)成為與預(yù)測(cè)軋制速度模式201不同的值，由此，使用能量實(shí)際值206與使用能量計(jì)算值203有時(shí)會(huì)成為不同的值((C)的路徑)。此時(shí)，若將使用能量計(jì)算值與使用能量實(shí)際值進(jìn)行比較，以進(jìn)行學(xué)習(xí)，則在預(yù)測(cè)軋制速度模式與實(shí)際軋制速度模式之差較大的情況下，學(xué)習(xí)值成為較大的值，下一次要使用的學(xué)習(xí)值有較大偏差，從而精度有時(shí)會(huì)變差。
因而，像(B)的路徑那樣，使用能量學(xué)習(xí)部40記錄在實(shí)際中使用的實(shí)際軋制速度模式204，并基于所記錄的實(shí)際軋制速度模式204，利用使用能量計(jì)算模型202，來(lái)計(jì)算使用能量。此處，將使用能量學(xué)習(xí)部40計(jì)算出的使用能量稱為使用能量實(shí)際再計(jì)算值207。然后，使用能量學(xué)習(xí)部40將使用能量實(shí)際再計(jì)算值207與使用能量實(shí)際值206進(jìn)行比較，從而進(jìn)行學(xué)習(xí)。具體而言，使用能量學(xué)習(xí)部40的燃料消耗量學(xué)習(xí)部38利用下述數(shù)學(xué)式7，來(lái)計(jì)算燃料使用學(xué)習(xí)值Sf。Sf = Qfcal/Qfact……(數(shù)學(xué)式 7)式中，設(shè)燃料使用能量實(shí)際再計(jì)算值為Qftal，燃料使用能量實(shí)際值為(ifa。t。另外，燃料消耗量學(xué)習(xí)部38基于由燃料計(jì)的測(cè)定值得到的對(duì)板坯加熱爐101的燃料提供量，來(lái)計(jì)算燃料使用能量實(shí)際值％a。t。此外，使用能量學(xué)習(xí)部40的耗電量學(xué)習(xí)部39利用下述數(shù)學(xué)式8，來(lái)計(jì)算電力使用學(xué)習(xí)值％。Se = Qecal/Qeact......(數(shù)學(xué)式 8)式中，設(shè)電力使用能量實(shí)際再計(jì)算值為A。al，電力使用能量實(shí)際值為Aa。t。另外，耗電量學(xué)習(xí)部39基于由電能表的測(cè)定值得到的供電的電能，來(lái)計(jì)算電力使用能量實(shí)際值A(chǔ)a。t。然后，使用能量學(xué)習(xí)部40對(duì)由使用能量計(jì)算部32計(jì)算出的使用能量進(jìn)行修正。由于使用能量可像圖4所示的那樣進(jìn)行分類，因此，例如，在電力使用學(xué)習(xí)值義的值為“1. 1”的情況下，使用能量學(xué)習(xí)部40對(duì)由使用能量計(jì)算部32計(jì)算出的軋制加工變形傳送能量乘以1. 1，從而進(jìn)行修正。這樣，根據(jù)實(shí)施方式5所涉及的優(yōu)化裝置1D，由于使用能量學(xué)習(xí)部40基于熱軋裝置100所包括的電能表或燃料計(jì)的測(cè)定值，來(lái)計(jì)算熱軋裝置100為了對(duì)軋制材120進(jìn)行軋制而使用的能量，以作為實(shí)際使用能量，并基于計(jì)算出的實(shí)際使用能量，來(lái)對(duì)由使用能量計(jì)算部32計(jì)算出的使用能量進(jìn)行修正，因此，能進(jìn)一步提高由使用能量計(jì)算部32計(jì)算出的使用能量的計(jì)算精度?！磳?shí)施方式6>在本發(fā)明的實(shí)施方式1 實(shí)施方式5中，可降低用于制造軋制材的使用能量、及所排放的二氧化碳量。在本發(fā)明的實(shí)施方式6中，在軋制材120出貨后進(jìn)行回收并由熱軋裝置100再次進(jìn)行軋制為止的壽命周期的期間，降低使用能量及所排放的二氧化碳量。圖12是表示軋制材120在出貨后進(jìn)行回收并由熱軋裝置100再次進(jìn)行軋制為止的壽命周期的圖。如圖12所示，軋制材120通過(guò)軋制130、出貨和傳送140、加工150、使用160、回收 170、再利用180，再次循環(huán)至軋制130。例如，在這種軋制材120的壽命周期的使用160中，當(dāng)將強(qiáng)度較小的鋼板用于需要較大強(qiáng)度的部位時(shí)，需要使鋼板的厚度增加，以彌補(bǔ)強(qiáng)度的不足。此時(shí)，若將其用于汽車，則車體的重量增加，成為燃料消耗較多的車。另一方面，在將高強(qiáng)度的鋼板用于汽車的情況下，由于也可確保相同強(qiáng)度，且鋼板薄而輕，因此，燃料消耗也減少，減少了環(huán)境負(fù)擔(dān)。
此外，在為了增加強(qiáng)度而添加鈮(Nb)等微量化學(xué)成分的情況下，在重復(fù)利用該鋼板時(shí)需要去除所添加的鈮，或也有時(shí)因成為多余的成分而無(wú)法再利用。因而，在本發(fā)明的實(shí)施方式6中，舉出在軋制材120出貨后進(jìn)行回收并由熱軋裝置 100再次進(jìn)行軋制為止的壽命周期的期間、降低使用能量及所排放的二氧化碳量的優(yōu)化裝置為例，以進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式6所涉及的優(yōu)化裝置IE與實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置1相同，與對(duì)熱軋裝置100進(jìn)行控制的控制裝置200相連接。此外，實(shí)施方式6所涉及的優(yōu)化裝置IE包括CPU11E、R0M12、RAM13、輸入部14、顯示部15、以及硬盤16E。其中，由于R0M12、RAM13、輸入部14、以及顯示部15是與實(shí)施方式 1所涉及的優(yōu)化裝置1所包括的分別標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)的結(jié)構(gòu)相同，因此，省略其說(shuō)明。硬盤16E存儲(chǔ)CPUll執(zhí)行優(yōu)化程序時(shí)所需的信息。例如，將控制設(shè)定值、使用能量、 以及制造時(shí)二氧化碳排放量相關(guān)聯(lián)地作為優(yōu)化數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)。此外，硬盤16E包括基準(zhǔn)壽命周期存儲(chǔ)部16a。對(duì)于軋制材120的每一種類，基準(zhǔn)壽命周期存儲(chǔ)部16a將軋制材120在出貨后進(jìn)行使用的使用條件、和在出貨后進(jìn)行回收并由熱軋裝置100再次進(jìn)行軋制為止的壽命周期內(nèi)排放的二氧化碳排放量相關(guān)聯(lián)地作為基準(zhǔn)壽命周期來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)。此處，軋制材120的種類可以分為極低碳鋼、低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、不銹鋼、合金鋼、及電磁鋼板，也可以像SAPH、SC、或SUS304那樣，按照基于JIS標(biāo)準(zhǔn)的鋼種分類來(lái)進(jìn)行劃分。圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的優(yōu)化裝置IE所包括的CPUllE的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。如圖13所示，CPUllE在其功能上包括設(shè)定計(jì)算部31、制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33、產(chǎn)品壽命周期二氧化碳排放量計(jì)算部41、以及二氧化碳排放量顯示部42。其中，由于設(shè)定計(jì)算部31、以及制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部33是與實(shí)施方式1所涉及的優(yōu)化裝置1 所包括的分別標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)的結(jié)構(gòu)相同，因此，省略其說(shuō)明。產(chǎn)品壽命周期二氧化碳排放量計(jì)算部41基于存儲(chǔ)在基準(zhǔn)壽命周期存儲(chǔ)部16a中的基準(zhǔn)壽命周期，計(jì)算在軋制材120的壽命周期內(nèi)排放的二氧化碳排放量，以作為產(chǎn)品壽命周期二氧化碳排放量，該軋制材120是基于由設(shè)定計(jì)算部31計(jì)算出的控制設(shè)定值來(lái)制造的。例如，對(duì)如下情況進(jìn)行說(shuō)明對(duì)于存儲(chǔ)在基準(zhǔn)壽命周期存儲(chǔ)部16a中的下述那樣的軋制材120的種類(以下稱為鋼材A)，計(jì)算產(chǎn)品壽命周期二氧化碳排放量。1)鋼種、尺寸SAPH 2mm 厚2)發(fā)送地汽車制造商3)用途轎車架、在車體中的使用率為10% (重量比)4)使用條件車體重量1500kg、一年間行駛2萬(wàn)km、平均燃料消耗8km/l、汽油5)使用期間15年6) 二氧化碳總排放量150kg的SAPH材所貢獻(xiàn)的二氧化碳總排放量為7500kg。7)設(shè)轎車的二氧化碳排放量在行駛Ikm時(shí)約為0. 25kg,貢獻(xiàn)其量的10%。此處，設(shè)鋼材A的強(qiáng)度為400 (MPa)的拉伸強(qiáng)度，用于同一轎車的鋼材需要400 (MPa)的拉伸強(qiáng)度。例如，產(chǎn)品壽命周期二氧化碳排放量計(jì)算部41計(jì)算在使用拉伸強(qiáng)度為500 (MPa) 的鋼材B的情況下的二氧化碳總排放量。此時(shí)，由于鋼材B的拉伸強(qiáng)度比鋼材A要高20 )，因此，能使厚度減薄20 )。 因而，對(duì)于鋼材A，需要150 (kg)，但通過(guò)用鋼材B來(lái)代替，能制造輕了 150 (kg)的20(%)、 即輕了 30 (kg)的車體(1470kg)。因而，產(chǎn)品壽命周期二氧化碳排放量計(jì)算部41將二氧化碳總排放量計(jì)算為 1470/1500X7500(kg) = 7350 (kg)。接下來(lái)，二氧化碳排放量顯示部42將產(chǎn)品二氧化碳排放量和產(chǎn)品壽命周期二氧化碳排放量顯示于顯示部15。這樣，由于通過(guò)將整個(gè)壽命周期內(nèi)的二氧化碳排放量、及在利用軋制線進(jìn)行制造時(shí)的產(chǎn)品二氧化碳排放量進(jìn)行顯示，從而使用者能一邊確認(rèn)這些整個(gè)壽命周期內(nèi)的二氧化碳排放量、及產(chǎn)品二氧化碳排放量，一邊決定熱軋裝置100的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，因此，優(yōu)化裝置IE 能進(jìn)一步優(yōu)化熱軋裝置100的控制。工業(yè)上的實(shí)用性本發(fā)明適用于對(duì)控制熱軋裝置的控制裝置進(jìn)行設(shè)定的優(yōu)化裝置。
權(quán)利要求
1.一種優(yōu)化裝置，其特征在于，包括設(shè)定計(jì)算部，該設(shè)定計(jì)算部基于軋制材的初始尺寸、初始溫度、及目標(biāo)溫度，計(jì)算軋制裝置對(duì)所述軋制材進(jìn)行軋制用的控制設(shè)定值；使用能量計(jì)算部，該使用能量計(jì)算部基于由所述設(shè)定計(jì)算部計(jì)算出的控制設(shè)定值，計(jì)算所述軋制裝置為了對(duì)所述軋制材進(jìn)行軋制而需要的能量，以作為使用能量；制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部，該制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部基于由所述使用能量計(jì)算部計(jì)算出的使用能量及二氧化碳排放系數(shù)，計(jì)算在所述軋制裝置中排放的二氧化碳排放量；以及優(yōu)化部，該優(yōu)化部計(jì)算所述目標(biāo)溫度，以作為為了確保所軋制的所述軋制材的品質(zhì)而需要的溫度以上的、且使得所述使用能量及所述二氧化碳排放量中的至少任一方為最小的溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的優(yōu)化裝置，其特征在于，所述優(yōu)化部計(jì)算在所述軋制裝置中的、對(duì)所述軋制材進(jìn)行精軋的精軋部的入口或出口、或者對(duì)所述精軋后的軋制材進(jìn)行卷繞的卷繞部的入口中的任意一個(gè)以上的部位的所述軋制材的所述目標(biāo)溫度。
3.一種優(yōu)化裝置，其特征在于，包括設(shè)定計(jì)算部，該設(shè)定計(jì)算部基于與軋制材有關(guān)的初始尺寸、初始溫度、及多個(gè)目標(biāo)溫度，對(duì)多個(gè)目標(biāo)溫度的每一目標(biāo)溫度，計(jì)算軋制裝置對(duì)所述軋制材進(jìn)行軋制用的多個(gè)控制設(shè)定值；使用能量計(jì)算部，該使用能量計(jì)算部基于由所述設(shè)定計(jì)算部計(jì)算出的多個(gè)控制設(shè)定值，對(duì)所述多個(gè)控制設(shè)定值的每一控制設(shè)定值，計(jì)算所述軋制裝置為了對(duì)所述軋制材進(jìn)行軋制而需要的能量，以作為多個(gè)使用能量；制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部，該制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部基于由所述使用能量計(jì)算部計(jì)算出的多個(gè)使用能量及二氧化碳排放系數(shù)，對(duì)所述多個(gè)使用能量的每一使用能量，計(jì)算在所述軋制裝置中排放的多個(gè)二氧化碳排放量；以及能量品質(zhì)顯示選擇部，該能量品質(zhì)顯示選擇部將所述計(jì)算出的多個(gè)使用能量及多個(gè)二氧化碳排放量顯示于顯示部，并且，基于從所顯示的多個(gè)使用能量及多個(gè)二氧化碳排放量的組合中選擇的任一組合，從所述多個(gè)目標(biāo)溫度中選擇任一目標(biāo)溫度。
4.如權(quán)利要求3所述的優(yōu)化裝置，其特征在于，所述能量品質(zhì)顯示選擇部在所述軋制裝置中的、對(duì)所述軋制材進(jìn)行精軋的精軋部的入口或出口、或者對(duì)所述精軋后的軋制材進(jìn)行卷繞的卷繞部的入口中的任意一個(gè)以上的部位，分別從所述多個(gè)目標(biāo)溫度中選擇任一目標(biāo)溫度。
5.如權(quán)利要求1所述的優(yōu)化裝置，其特征在于，所述設(shè)定計(jì)算部利用用于對(duì)處于所述軋制裝置內(nèi)的所述軋制材進(jìn)行熱平衡計(jì)算的溫度模型，基于所述計(jì)算出的控制設(shè)定值，計(jì)算處于所述軋制裝置內(nèi)的所述軋制材的溫度，所述優(yōu)化裝置還包括基于由所述設(shè)定計(jì)算部計(jì)算出的溫度、決定所述軋制材的材質(zhì)的材質(zhì)預(yù)測(cè)部，所述優(yōu)化部計(jì)算所述目標(biāo)溫度，以作為使得由所述材質(zhì)預(yù)測(cè)部決定的材質(zhì)是在預(yù)先決定的材質(zhì)以上、且使得所述使用能量及所述二氧化碳排放量中的至少任一方為最小的溫度。
6.如權(quán)利要求5所述的優(yōu)化裝置，其特征在于，所述材質(zhì)預(yù)測(cè)部計(jì)算在由所述設(shè)定計(jì)算部計(jì)算出的所述軋制材的溫度下進(jìn)行軋制后的所述軋制材的拉伸強(qiáng)度、屈服應(yīng)力、及延展性中的任意一項(xiàng)或多項(xiàng)，以作為所述材質(zhì)。
7.如權(quán)利要求3所述的優(yōu)化裝置，其特征在于，所述設(shè)定計(jì)算部利用用于對(duì)處于所述軋制裝置內(nèi)的所述軋制材進(jìn)行熱平衡計(jì)算的溫度模型，基于所述計(jì)算出的多個(gè)控制設(shè)定值，計(jì)算處于所述軋制裝置內(nèi)的所述軋制材的多個(gè)溫度，所述優(yōu)化裝置還包括基于由所述設(shè)定計(jì)算部計(jì)算出的多個(gè)溫度、決定所述軋制材的多種材質(zhì)的材質(zhì)預(yù)測(cè)部，所述能量品質(zhì)顯示選擇部將所述計(jì)算出的多個(gè)使用能量、多個(gè)二氧化碳排放量、及所述決定的多種材質(zhì)顯示于顯示部，并且，基于從所顯示的使用能量、二氧化碳排放量、及材質(zhì)的多種組合中選擇的任一組合，從所述多個(gè)目標(biāo)溫度中選擇任一目標(biāo)溫度。
8.如權(quán)利要求7所述的優(yōu)化裝置，其特征在于，所述材質(zhì)預(yù)測(cè)部計(jì)算在由所述設(shè)定計(jì)算部計(jì)算出的所述軋制材的多個(gè)溫度下的所述軋制后的軋制材的拉伸強(qiáng)度、屈服應(yīng)力、及延展性中的任意一項(xiàng)或多項(xiàng)，以作為所述材質(zhì)。
9.如權(quán)利要求1所述的優(yōu)化裝置，其特征在于，還包括使用能量學(xué)習(xí)部，該使用能量學(xué)習(xí)部基于所述軋制裝置所包括的電能表或燃料提供量?jī)x表的測(cè)定值，計(jì)算所述軋制裝置為了對(duì)所述軋制材進(jìn)行軋制而使用的能量，以作為實(shí)際使用能量，并基于計(jì)算出的實(shí)際使用能量，對(duì)由所述使用能量計(jì)算部計(jì)算出的使用能量進(jìn)行修正。
10.如權(quán)利要求3所述的優(yōu)化裝置，其特征在于，還包括使用能量學(xué)習(xí)部，該使用能量學(xué)習(xí)部基于所述軋制裝置所包括的電能表或燃料提供量?jī)x表的測(cè)定值，計(jì)算所述軋制裝置為了對(duì)所述軋制材進(jìn)行軋制而使用的能量，以作為實(shí)際使用能量，并基于計(jì)算出的實(shí)際使用能量，對(duì)由所述使用能量計(jì)算部計(jì)算出的使用能量進(jìn)行修正。
11.一種優(yōu)化裝置，其特征在于，包括設(shè)定計(jì)算部，該設(shè)定計(jì)算部基于軋制材的初始尺寸、初始溫度、及目標(biāo)溫度，計(jì)算軋制裝置對(duì)所述軋制材進(jìn)行軋制用的控制設(shè)定值；使用能量計(jì)算部，該使用能量計(jì)算部基于由所述設(shè)定計(jì)算部計(jì)算出的控制設(shè)定值，計(jì)算所述軋制裝置為了對(duì)所述軋制材進(jìn)行軋制而需要的能量，以作為使用能量；制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部，該制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部基于由所述使用能量計(jì)算部計(jì)算出的使用能量及二氧化碳排放系數(shù)，計(jì)算在所述軋制裝置中排放的二氧化碳排放量，以作為產(chǎn)品二氧化碳排放量；基準(zhǔn)壽命周期存儲(chǔ)部，該基準(zhǔn)壽命周期存儲(chǔ)部對(duì)于所述軋制材的每一種類，將所述軋制材在出貨后進(jìn)行使用的使用條件、和在出貨后進(jìn)行回收并由所述軋制裝置再次進(jìn)行軋制為止的壽命周期內(nèi)排放的二氧化碳排放量相關(guān)聯(lián)地作為基準(zhǔn)壽命周期來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)；產(chǎn)品壽命周期二氧化碳排放量計(jì)算部，該產(chǎn)品壽命周期二氧化碳排放量計(jì)算部基于所述基準(zhǔn)壽命周期，計(jì)算在所述軋制材的壽命周期內(nèi)排放的二氧化碳排放量，以作為產(chǎn)品壽命周期二氧化碳排放量，該軋制材是基于由所述設(shè)定計(jì)算部計(jì)算出的控制設(shè)定值來(lái)制造的；以及二氧化碳排放量顯示 部，該二氧化碳排放量顯示部將所述產(chǎn)品二氧化碳排放量和所述產(chǎn)品壽命周期二氧化碳排放量顯示于顯示部。
全文摘要
優(yōu)化裝置包括基于軋制材(120)的初始尺寸、初始溫度、及目標(biāo)溫度來(lái)計(jì)算熱軋裝置(100)對(duì)軋制材(120)進(jìn)行軋制用的控制設(shè)定值的設(shè)定計(jì)算部(31)；基于控制設(shè)定值、計(jì)算熱軋裝置(100)為了對(duì)軋制材(120)進(jìn)行軋制而需要的使用能量的使用能量計(jì)算部(32)；基于使用能量及二氧化碳排放系數(shù)、計(jì)算在熱軋裝置(100)中排放的二氧化碳排放量的制造時(shí)二氧化碳排放量計(jì)算部(33)；以及計(jì)算目標(biāo)溫度作為為了確保所軋制的軋制材(120)的品質(zhì)而需要的溫度以上的溫度、且使得使用能量及二氧化碳排放量中的至少任一方為最小的溫度的優(yōu)化部(35)。
文檔編號(hào)B21B37/00GK102348516SQ20098015805
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者今成宏幸, 北鄉(xiāng)和壽 申請(qǐng)人:東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會(huì)社