CN102821885A - 轧制材料冷却控制装置、轧制材料冷却控制方法、轧制材料冷却控制程序 - Google Patents

Abstract

本发明的轧制材料冷却控制装置包括：详细温度模型存储部(31)，该详细温度模型存储部(31)存储有详细温度模型，所述详细温度模型使用参数并利用数学式来描述规定的冷却区间内的轧制材料的温度变化；影响系数计算部(32)，该影响系数计算部(32)基于所述详细温度模型，来计算轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数；简略冷却模式计算部(33)，该简略冷却模式计算部(33)基于所述影响系数来计算简略冷却模式，所述简略冷却模式通过将为了获得所述轧制材料的所希望的材质(强度、延展性)而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到；详细冷却模式计算部(34)，该详细冷却模式计算部(34)基于所述简略冷却模式和所述详细温度模型，来计算所述规定的冷却区间内的所述轧制材料的详细冷却模式；以及冷却控制部(35)，该冷却控制部(35)基于所述详细冷却模式，来对所述轧制材料的冷却进行控制。

Description

轧制材料冷却控制装置、轧制材料冷却控制方法、轧制材料冷却控制程序

技术领域

本发明涉及控制轧制材料冷却温度的轧制材料冷却控制装置、轧制材料冷却控制方法、轧制材料冷却控制程序。

背景技术

以往，作为利用轧制材料的温度模型来决定冷却模式、以进行冷却控制的轧制材料冷却控制装置，例如有如下一种轧制材料冷却控制装置，该装置不仅在轧制材料进入运送台之前的一段时间内决定与轧制材料相对应的冷却水量模式，而且读取轧制材料的速度变化、冷床的入口侧温度变化来实时地决定冷却水量，并据此对阀进行操作。具体而言，提出了一种轧制材料冷却控制装置，该轧制材料冷却控制装置包括：进行计算的单元，该单元以沿轧制材料的前进方向将该轧制材料虚拟地进行分割而形成的分条作为冷却控制单位，基于详细温度模型及热轧薄板轧制生产线的设定计算信息，分别对每个冷却控制单位计算初始冷却长度；以及进行校正的单元，该单元将热轧薄板轧制生产线的出口侧的检测温度相对于由轧制材料的设定计算所获得的温度的偏差、与轧制生产线的检测平均速度相对于由设定计算所获得的平均速度的偏差相关联，以对初始冷却长度进行校正(例如，参照专利文献1)。

另外，除此以外，还有基于轧制材料的温度模型来控制轧制材料的冷却的装置(例如，参照专利文献2～4)。

专利文献1：日本专利特开2004－34122号公报

专利文献2：日本专利特开2005－297015号公报

专利文献3：日本专利特开2003－039109号公报

专利文献4：日本专利特开2000－167615号公报

发明内容

然而，对于最近的高级钢板等轧制材料，由于所要求的质量和材质的等级非常高，要对其制造时的冷却温度进行高精度控制，因此，有时会在温度模型中使用多个参数，并使用描述较为复杂的详细的温度模型(以下称为详细温度模型)。

但是，对于所述背景技术中的冷却温度控制装置，在使用轧制材料的详细温度模型的情况下，根据详细温度模型直接求出冷却模式。这里，所谓冷却模式，是指轧制材料进行冷却所参照的温度履历的模式、以及实现该温度履历的浇水模式之中的任意一个模式、或这两个模式。另外，将利用详细温度模型所求出的冷却模式称为详细冷却模式。

在高级钢板等轧制材料的制造中的详细温度模型中，需要使用多个参数来进行详细的温度计算，以进行冷却控制。另外，存在以下问题：即，若要既避免计算途中所产生的超过限制状态、同时实现作为目标的详细冷却模式，则需要反复进行计算，计算负担非常大，难以获得最佳答案，从而无法制造拥有所希望材质的轧制材料。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供能减小根据轧制材料的详细温度模型求出详细冷却模式时的计算负担、最佳地执行冷却控制、从而确实达到所希望的材质的轧制材料冷却控制装置、轧制材料冷却控制方法、轧制材料冷却控制程序。

为了达到上述目的，本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的第一特征在于，包括：详细温度模型存储部，该详细温度模型存储部存储有详细温度模型，所述详细温度模型使用参数并利用数学式来描述规定的冷却区间内的轧制材料的温度变化；影响系数计算部，该影响系数计算部基于存储于所述详细温度模型存储部的所述详细温度模型，来计算所述轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数；简略冷却模式计算部，该简略冷却模式计算部基于由所述影响系数计算部所计算出的所述影响系数，来计算简略冷却模式，所述简略冷却模式通过将为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到；详细冷却模式计算部，该详细冷却模式计算部基于由所述简略冷却模式计算部所计算出的所述简略冷却模式、及存储于所述详细温度模型存储部的所述详细温度模型，来计算所述规定的冷却区间内的所述轧制材料的详细冷却模式；以及冷却控制部，该冷却控制部基于由所述详细冷却模式计算部所计算出的所述详细冷却模式，来对所述轧制材料的冷却进行控制。

为了达到上述目的，本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的第二特征在于，在上述第一特征所述的轧制材料冷却控制装置中，所述简略冷却模式计算部利用直线、多项式、指数函数、或对数的代数式，来对所述轧制材料的冷却速度进行近似，从而在几何学上对所述规定的冷却区间内的该轧制材料的温度变化进行近似，以计算将所述所希望的详细冷却模式进行简化的简略冷却模式。

为了达到上述目的，本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的第三特征在于，在上述第一特征或第二特征所述的轧制材料冷却控制装置中，所述简略冷却模式计算部基于由所述影响系数计算部所计算出的所述影响系数，利用为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式所允许的最低速度和最高速度，来计算所述简略冷却模式，对计算出的所述简略冷却模式中的各参数的值是否在各参数的上下限范围内进行判断，在计算出的所述简略冷却模式中的各参数的值不在各参数的上下限范围内的情况下，根据计算出的所述简略冷却模式中的各参数的优先顺序，从优先顺序较低的参数起进行修正，计算简略冷却模式，使得计算出的所述简略冷却模式中的各参数的值在各参数的上下限范围内。

为了达到上述目的，本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的第四特征在于，在上述第一特征～第三特征的任一项所述的轧制材料冷却控制装置中，所述详细冷却模式计算部将由所述简略冷却模式计算部所计算出的所述简略冷却模式中的参数的值设为用于计算所述详细冷却模式的目标值、或设为用于计算所述详细冷却模式的初始值，利用为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式所允许的最低速度和最高速度，来计算所述详细冷却模式，在将所述简略冷却模式中的参数的值设为所述目标值的情况下，输出该所计算出的所述详细冷却模式，另一方面，在将所述简略冷却模式中的参数的值设为所述初始值的情况下，对该所计算出的所述详细冷却模式中的各参数的值是否在各参数的上下限范围内进行判断，在计算出的所述详细冷却模式中的各参数的值不在各参数的上下限范围内的情况下，根据计算出的所述详细冷却模式中的各参数的优先顺序，从优先顺序较低的参数起进行修正，计算所述详细冷却模式，使得计算出的所述详细冷却模式中的各参数的值在各参数的上下限范围内。

为了达到上述目的，本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的第五特征在于，在上述第一特征～第三特征的任一权利要求所述的轧制材料冷却控制装置中，在作为所述轧制材料的详细冷却模式而进行经过水冷的第一冷却区间、气冷的第二冷却区间、及水冷的第三冷却区间这三阶段的三段式冷却模式的情况下，所述冷却控制部通过将所述第一冷却区间的下游端的阀设置成常开，来确保作为所述第二冷却区间的气冷时间，并仅在所述第三冷却区间的上游端对打开的阀的位置进行修正。

为了达到上述目的，本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的第六特征在于，在上述第一特征～第三特征的任一项所述的轧制材料冷却控制装置中，在为了实现所述轧制材料的所希望的材质而提供的所希望的冷却速度的优先顺序比所希望的温度的优先顺序要高的情况下，所述冷却控制部将目标温度与测定温度之间的偏差进行反馈而将其与所述目标温度相加，来作为内部温度目标值，并对所述轧制材料的冷却进行控制，使得达到该内部温度目标值。

为了达到上述目的，本发明所涉及的轧制材料冷却控制方法的第一特征在于，包括：基于详细温度模型来计算轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数的步骤，所述详细温度模型利用数学式来描述对所述轧制材料进行冷却的规定的冷却区间内的该轧制材料的温度变化；基于所计算出的所述影响系数、来计算简略冷却模式的步骤，所述简略冷却模式通过将为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到；基于计算出的所述简略冷却模式和所述详细温度模型、来计算所述规定的冷却区间内的所述轧制材料的详细冷却模式的步骤；以及基于所计算出的所述详细冷却模式、来对所述轧制材料的冷却进行控制的步骤。

为了达到上述目的，本发明所涉及的轧制材料冷却控制程序的第一特征在于，使计算机执行以下步骤：基于详细温度模型来计算轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数的步骤，所述详细温度模型利用数学式来描述对所述轧制材料进行冷却的规定的冷却区间内的该轧制材料的温度变化；基于所计算出的所述影响系数、来计算简略冷却模式的步骤，所述简略冷却模式通过将为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到；基于计算出的所述简略冷却模式和所述详细温度模型、来计算所述规定的冷却区间内的所述轧制材料的详细冷却模式的步骤；以及基于所计算出的所述详细冷却模式、来对所述轧制材料的冷却进行控制的步骤。

如上所述，根据本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置、轧制材料冷却控制方法、轧制材料冷却控制程序，由于基于详细温度模型，来计算轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数，所述详细温度模型使用参数并利用数学式来描述规定的冷却区间内的所述轧制材料的温度变化，基于该影响系数来计算简略冷却模式，所述简略冷却模式通过将为了获得所述轧制材料的所希望的材质(强度、延展性等)而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到，基于所计算出的简略冷却模式和详细温度模型，来计算出规定的冷却区间内的轧制材料的详细冷却模式，基于所计算出的详细冷却模式，来对轧制材料的冷却进行控制，因此，与直接根据轧制材料的详细温度模型来求出详细冷却模式的情况相比，能减小根据详细温度模型求出详细冷却模式时的计算负担，最佳地执行冷却控制，从而高效地对制造高级钢板等所需要的材质进行控制。

附图说明

图1是表示运用本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的实施方式的热轧薄板轧制生产线上的运送台和冷床的一个例子的图。

图2是表示运用本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的实施方式的热轧薄板轧制生产线上的冷床的结构的一个例子的图。

图3是表示本发明所涉及的实施方式1的轧制材料冷却控制装置的结构例的框图。

图4是用于对轧制材料中的结点进行说明的说明图。

图5是近似表示前段冷却模式的一个例子的说明图。

图6是近似表示后段冷却模式的一个例子的说明图。

图7是近似表示缓慢冷却模式(moderate cooling pattern)的一个例子的说明图。

图8是近似表示三段式冷却模式的一个例子的说明图。

图9是表示三段式冷却的详细冷却模式的一个例子的说明图。

图10是近似表示在三段式冷却模式中将第三冷却区间的最终位置修正至物理上的实际的冷床的最下游以前的情况下的一个例子的说明图。

图11是表示从影响系数计算部32中的影响系数的计算起到详细冷却模式计算部34中的初始设定值计算结束为止的详细冷却模式计算处理的一个例子的流程图。

图12是表示在详细冷却模式计算部34中的初始设定计算后适用于所有分条(冷却控制单位)的动态控制的一个例子的流程图。

图13是表示在实施方式2中、将第一冷却区间的最上游的冷床(Bank)的阀作为设置成常开(打开)状态的转轴阀(pivot valve)来进行设定的情况的说明图。

图14是表示在实施方式2中、将第一冷却区间的最下游的冷床(Bank)的阀作为设置成常开(打开)状态的转轴阀来进行设定的情况的说明图。

图15是表示本发明所涉及的实施方式3的轧制材料冷却控制装置的结构例的框图。

图16是表示对实施方式3的轧制材料冷却控制装置中的内部温度目标值进行修正的反馈控制的一个例子的说明图。

具体实施方式

下面，利用附图，对本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的实施方式进行说明。此外，为了便于说明，将实施方式的轧制材料冷却控制装置的控制对象设为以下所说明的图1、图2的具有冷却设备的热轧薄板轧制生产线，但即使在厚板轧制生产线、冷轧轧制生产线等其他方式的轧制设备中也同样能适用。

《热轧薄板轧制生产线的说明(图1、图2)》

首先，对运用本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的实施方式的热轧薄板轧制生产线进行说明。

对于热轧薄板轧制生产线上的轧制材料的质量控制，有对轧制材料的宽度方向中央部的板厚进行控制的板厚控制、板宽控制、对宽度方向板厚分布进行控制的板凸度控制、对轧制材料的宽度方向的伸展进行控制的平面度控制等产品的尺寸控制、以及轧制材料的温度控制。

另外，对于轧制材料的温度控制，有对精轧机出口侧的温度进行控制的精轧机出口侧温度控制、以及对卷绕机前的温度进行控制的卷绕温度控制。

在热轧薄板轧制生产线上，一般依次配置有加热炉、粗轧生产线、精轧机、设置有冷床的运送台(被称为ROT：输出辊道(Run out table))、以及卷绕机。代表性的轧制材料的温度如下：在加热炉的出口侧为1200～1250℃，在粗轧生产线的出口侧为1100～1150℃，在精轧机的入口侧为1050～1100℃，在精轧机的出口侧为850～900℃，在卷绕机前的卷绕温度为150～700℃。

对于材料的强度、延展性等材质，除了受精轧机中的变形量和温度等条件的影响非常大以外，受从精轧机出来到卷绕机为止的冷却的影响也非常大。因此，从精轧机出来到卷绕机为止的卷绕温度控制对材质的形成来说非常重要。

这里，分开使用质量和材质这两个词汇。如上所述，质量是指厚度、宽度、板凸度、平面度、温度等，材质是指强度、延展性等。

如上所述，一般钢的卷绕温度为150～700℃，冷却模式也多使用在运送台(ROT)的前段进行浇水以进行冷却的前段冷却模式、在运送台(ROT)的后段进行浇水以进行冷却的后段冷却模式、以及在运送台(ROT)上的中段缓缓进行冷却的缓慢冷却模式等。

另一方面，对于为了制造具有作为钢的结构的铁氧体和马氏体这两层的Dual Phase钢(双相钢)、以及具有残留奥氏体的TRIP钢等特殊钢、高级钢的冷却，由于经过第一冷却区间(水冷)、第二冷却区间(气冷)、以及第三冷却区间(水冷)的三个阶段，因此，被称为三段式冷却模式。此时的卷绕温度为150～350℃。另外，在三段式冷却模式中，在第一冷却区间和第三冷却区间这两个水冷区间内，需要提供冷却速度的目标值，并维持该目标值。

图1是表示热轧薄板轧制生产线上的运送台(ROT)10上等的设备结构例的说明图。

在图1中，运送台(ROT)10是一边将轧制材料11从轧机、一般为精轧机的轧机最终机架12运送至卷绕机16、一边进行冷却的装置。在成为运送台(ROT)10的最上游的、精轧机的轧机最终机架12的出口侧，设置有精轧机出口侧温度计(FDT：Finisher Delivery Thermometer)13，另一方面，在成为运送台(ROT)10的最下游的、卷绕机16的前段，设置有卷绕温度计(CT：CoilingThermometer)14。另外，有时在运送台(ROT)10上的任意位置上设置有中间温度计(MT：Intermediate Thermometer)15。中间温度计(MT)15的数量和设置位置根据运送台(ROT)10、轧制生产线的不同而不同。

如图1所示，利用精轧机出口侧温度计(FDT)13来测定送出轧机最终机架12的轧制材料11的温度，利用设置于运送台(ROT)10上的n(n＝1～N。N通常为7～25)个冷床(Bank)17n、即冷床(Bank)171、171、……17N来喷射冷却水，以对轧制材料11进行冷却。之后，利用卷绕温度计(CT)14对温度进行测定，利用卷绕机16来进行卷绕。一般，运送台(ROT)10使多个辊子18并排旋转，以运送轧制材料11。

图2是表示运送台(ROT)10上的一个冷床(Bank)17n的设备结构例的说明图。

如图2所示，在一个冷床(Bank)17n上，通常上下设置有4～12个左右的喷头17n1(在图2(A)中，设上侧有4个，下侧有12个)，在各喷头17n1上，在相对于轧制材料的运送方向的两侧、以及如图2(B)所示那样在相对于运送方向的垂直方向上，设置有多个喷嘴17n2。

另外，在各喷头17n1上，安装有阀17n3，利用阀17n3的开/闭来对冷却水的流量进行调整。此外，如图2(A)的运送台(ROT)10的下侧所示，有时也用一个阀17n3来控制多个喷头17n1。在与阀17n3相连接的配管的源头，在高处设置有储水罐(未图示)，利用该储水罐(未图示)与喷头17n1之间的高度差，来决定冲向轧制材料11的表面的冷却水的力量。

此外，还存在以下冷床：即，不是安装能连续进行流量调整的阀17n3、或利用如上所述的冷却水的自由下落来向金属表面进行冲击，而是提高冷却水原来的压力，以增强冷却水的冲击的力量。

这里，尽量使冷却水以较大的力量进行冲击的理由是：若对高温物体进行浇水，则由于在高温物体与水之间会产生蒸气膜，从而水的冷却效果会减弱，因此，需要冲破该蒸气膜，直接向金属表面进行浇水，以提高冷却效果。

无论在哪个阀17n3中，从输出对阀17n3的开/闭指令、或流量指令起，到实际开始/停止从阀17n3进行浇水为止，或到来自阀17n3的流量实际值到达指令值为止，都存在延迟时间。因此，希望阀17n3的动作尽量不重复开/闭、即打开关闭，以提高冷却温度控制的精度。

＜实施方式1的轧制材料冷却控制装置的结构＞

接着，对本发明所涉及的实施方式1的轧制材料冷却控制装置的结构进行说明。

图3是表示本发明所涉及的实施方式1的轧制材料冷却控制装置的结构例的框图。此外，在图3中，由于运送台(ROT)10的结构与图1所示的运送台(ROT)10的结构相同，因此，省略说明。

在图3中，本发明所涉及的实施方式1的轧制材料冷却控制装置30具有详细温度模型存储部31、影响系数计算部32、简略冷却模式计算部33、详细冷却模式计算部34、以及冷却控制部35。

详细温度模型存储部31存储有详细温度模型，所述详细温度模型利用数学式来描述对在热轧薄板轧制生产线上进行轧制的轧制材料进行冷却的规定的冷却区间内的该轧制材料的温度变化。这里，在本实施方式1中，所谓对轧制材料进行冷却的规定的冷却区间，例如是指从精轧机出口侧温度计(FDT)13经由运送台(ROT)10到卷绕温度计(CT)14为止的冷却区间，但并不局限于此。此外，关于参数和详细温度模型将在后面进行描述。

影响系数计算部32基于存储于详细温度模型存储部31的详细温度模型，来计算控制轧制材料11的温度变化所需要的影响系数。

简略冷却模式计算部33基于由影响系数计算部32所计算出的影响系数，来计算简略冷却模式，所述简略冷却模式通过将为了获得轧制材料11的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到。在本实施方式1的简略冷却模式计算部33中，例如，利用直线、多项式、指数函数、或对数的代数式，对从精轧机出口侧温度计(FDT)13经由运送台(ROT)10到卷绕温度计(CT)14为止的冷轧区间内的轧制材料11的冷却速度进行近似，从而在几何学上对规定的冷却区间内的该轧制材料11的温度变化进行近似，以计算将所述所希望的详细冷却模式进行简化的近似的简略冷却模式。

详细冷却模式计算部34基于由简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式、以及存储于详细温度模型存储部31的详细温度模型，来计算规定的冷却区间、即从精轧机出口侧温度计(FDT)13到卷绕温度计(CT)14为止的冷却区间内的轧制材料11的详细冷却模式。

冷却控制部35具有轧制材料跟踪部351、冷床控制部352、以及反馈(FB)控制部353，基于由详细冷却模式计算部34所计算出的详细冷却模式，来向各阀17n3等发送开/闭操作信号(打开关闭操作信号)，以对规定的冷却区间、即从精轧机出口侧温度计(FDT)13到卷绕温度计(CT)14为止的冷却区间内的轧制材料11的冷却进行控制。

这里，轧制材料跟踪部351利用安装于轧机最终机架12、卷绕机16的脉冲发生器19a、19b的信号，来对轧制材料11的位置进行跟踪，并向冷床控制部352等输出该跟踪信号。此外，轧制材料的跟踪不仅可以通过脉冲发生器19a、19b的计数来实现，也可以通过材料感测传感器等其他方法来实现，当然也可以进一步将它们设置于运送台(ROT)10的中间。

冷床控制部352基于来自轧制材料跟踪部351的表示轧制材料11的位置的跟踪信号、以及由详细冷却模式计算部34所计算出的详细温度模型的详细冷却模式，来向各冷床(Bank)17n的阀17n3等发送开/闭(打开关闭)操作信号。

反馈(FB)控制部353对卷绕温度计(CT)14中的对于每根分条的卷绕温度的实测值、与目标值之间的偏差进行评价，对卷绕温度计(CT)14附近的反馈(FB)控制用的冷床(Bank)、例如第N－1、N个冷却装置(Bank)17N－1、17N输出浇水指示。此外，反馈(FB)控制部353具有任意的结构，即使省略也当然没有问题。

＜实施方式1的简要动作＞

接着，对具有如上所述结构的实施方式1的轧制材料冷却控制装置30的简要动作进行说明。

首先，在实施方式1的轧制材料冷却控制装置30中，从精轧机设定计算装置20获得精轧机出口侧温度计(FDT)13中的轧制材料的温度预测值、精轧机出口侧温度计(FDT)13中的轧制材料的速度模式等信息。

然后，在实施方式1的轧制材料冷却控制装置30中，冷却控制部35的冷床控制部352对运送台(ROT)10上的冷床(Bank)17n发送控制信号，以对冷床控制部352所计算出的阀17n3的开/闭信息、要从阀17n3输出的流量等控制信息进行设定。以下，为了简单起见，将设置于冷床(Bank)17n的控制对象即阀17n3设为由阀17n3的开/闭信息来进行控制的开闭阀。此外，即使是由流量等控制信息来进行控制的流量控制阀，其考虑方法也相同。

这里，冷却控制部35的轧制材料跟踪部351从安装于轧机最终机架12、卷绕机16的脉冲发生器19a、19b输入脉冲信号，以对轧制材料11的位置进行跟踪。

此时，在本实施方式1的轧制材料冷却控制装置30中，与以往以来的卷绕温度的控制方法相同，将轧制材料11设想为被称为分条(冷却控制单位)的长度固定的部分相连接的材料，将其分割成分条(冷却控制单位)，为了对每根分条控制温度，对每根分条的轧制材料位置进行跟踪。

然后，在本实施方式1的轧制材料冷却控制装置30中，冷却控制部35的冷床控制部352基于来自轧制材料跟踪部351的表示每根分条的轧制材料位置的跟踪信息，来决定在一根一根的分条(冷却控制单位)通过精轧机出口侧温度计(FDT)13下而到达卷绕温度计(CT)14下之前、应该使哪个冷床(Bank)17n的哪个阀17n3进行开/闭。关于将轧制材料11分割成分条、并对各分条的温度进行控制的考虑方法，无论在以往还是在本发明中都未发生改变。

冷床控制部352作为其初始设定计算，以来自精轧机设定计算装置20的信息、例如精轧机出口侧温度预测值为基准，在最初的分条、即No.＝1的分条经过从精轧机出口侧温度计(FDT)13到卷绕温度计(CT)14为止的路程时，基于详细冷却模式计算部34所计算出的详细冷却模式，来决定应该开(打开)哪个阀17n3。

具体而言，冷床控制部352基于详细冷却模式计算部34所计算出的详细冷却模式，来决定开(打开)阀17n3的优先顺序，根据该优先顺序来试行开/闭，并反复进行直到达到所希望的卷绕温度。

然后，冷床控制部352在决定对于最初(No.＝1)的分条开/闭哪个阀17n3的初始设定计算之后，进行如下所谓的动态控制：即，在之后的分条、即No.＝2以后的分条每次通过精轧机出口侧温度计(FDT)13时，都基于精轧机出口侧温度计(FDT)13所测出的精轧机出口侧温度，对该分条运用与上述初始设定计算相同的计算，来决定开/闭哪个阀17n3。此外，关于初始设定计算和动态控制的详细处理，将在后面进行描述。

轧制材料跟踪部351基于来自脉冲发生器19a、19b的脉冲信号，在进行初始设定计算和动态控制时对分条的位置进行跟踪，在分条来到要开/闭阀的冷床(Bank)17n的位置处时，向冷床控制部352发送位置检测信号，冷床控制部352准确地开/闭冷床(Bank)17n的阀17n3。

然后，若卷绕温度计(CT)14对每根分条的卷绕温度进行测定，则对目标卷绕温度与测定卷绕温度之间的偏差进行评价，并利用反馈(FB)控制部353，对反馈(FB)控制用的冷床(Bank)、例如第N－1、N个冷床(Bank)17N－1、17N输出浇水指示。

若卷绕机16完成轧制材料11的一根的量的卷绕，则详细温度模型存储部31从精轧机出口侧温度计(FDT)13、卷绕温度计(CT)14等收集每根分条的测定温度等，并根据需要，对详细温度模型进行学习，或对其进行自适应修正，所述详细温度模型利用数学式来描述从精轧机出口侧温度计(FDT)13到卷绕温度计(CT)14为止的运送台(ROT)10上的温度变化。

＜实施方式1的详细动作＞

接着，对具有如上所述结构的实施方式1的轧制材料冷却控制装置30的动作进行说明。

(详细温度模型存储部31的动作)

详细温度模型存储部31存储有详细温度模型，所述详细温度模型利用数学式来描述对用热轧薄板轧制生产线进行轧制的轧制材料11进行冷却的规定的冷却区间、例如从精轧机出口侧温度计(FDT)13到卷绕温度计(CT)14为止的运送台(ROT)10上的该轧制材料的温度变化。

具体而言，作为利用数学式来描述运送台(ROT)10上的冷却区间内的温度变化的详细温度模型，详细温度模型存储部31例如利用有限差分法将轧制材料11沿其板厚方向分割成多片，用结点i这样的点来代表板厚方向的各个分割区间，将使用如下所示的多个参数并利用数学式来描述轧制材料11的各结点i的温度变化ΔT_i的函数作为详细温度模型。

即，例如能将轧制材料11中的结点编号i的温度变化ΔT_I的详细温度模型表示成以下的式1那样。

[数学式1]

$\mathrm{\Δ}{T}_i=\frac{\mathrm{\Σ}{Q}_i}{\mathrm{\ρ}{C}_p{V}_i}\mathrm{\Λt}$ ···（式1）

这里，在上述式1中，Q_i是表示热流的参数，ρ是表示密度的参数，C_p是表示比热的参数，V_i是表示结点i的体积的参数，Δt是表示运送台(ROT)10上的时间变化的参数。

然后，可以将热流Q_i分为位于轧制材料11表面的结点、以及位于轧制材料内部的结点，并将它们描述成以下的式2或式3所示那样。关于结点，将利用后述的图4来进行说明。

首先，可利用以下的式2来表示轧制材料表面结点的热流的平衡。

[数学式2]

$\mathrm{\Σ}{Q}_i=-Q_{\mathrm{rad}}-Q_{\mathrm{water}}-Q_{\mathrm{air}}-Q_{i\_\mathrm{to}\_i+1}^{\mathrm{cond}}+Q_{\mathrm{transf}}$ ···（式2）

这里，在上述式2中，

Q_rad是辐射所产生的热流的参数，Q_water是水冷热传递所产生的热流的参数，Q_air是气冷对流热传递所产生的热流的参数，

是从结点i向结点(i＋1)的热传导的参数，Q_Transf是相变形所产生的热流的参数。另外，带有“－”的项表示热被吸收，带有“＋”的项表示产生热。

接着，可利用以下的式3来表示轧制材料11内部结点的热流的平衡。各参数的意思与上述式2相同。

[数学式3]

$\mathrm{\Σ}{Q}_i=-Q_{i\_\mathrm{to}\_i+1}^{\mathrm{cond}}+Q_{i-1\_\mathrm{to}\_i}^{\mathrm{cond}}+Q_{\mathrm{transf}}$ ···（式3）

此外，上述(式2)、(式3)中的辐射、热传递、热传导的描述使用了热力学的一般式。

图4是表示轧制材料11的板厚方向的温度分布的一个例子的说明图。

在图4中，示出了以下的例子：即，将轧制材料11沿其板厚方向例如进行4分割，分别用结点i(i＝1～4)这样的点来代表4分割后的轧制材料11，来计算结点i间的热传导。在图4中，利用从结点i到结点(i＋1)这样的一般的方法来表示结点间的热传导。

若用连续系统来表示图4中的轧制材料11的板厚方向的热流的关系式，则

[数学式4]

$Q=-\mathrm{kA}\frac{\∂T}{\∂x}$ ····（式4）

这里，符号的意思如下。还示出了单位的例子。

Q：每单位时间的热流[J/s]

k：热导率[J/(msK)]

A：面积[m²]

T：轧制材料的温度[degC]

x：轧制材料板厚方向的位置

当利用以下述符号表示的多个参数来表示时，则例如如下述式4所示。

另外，若用差分方程式来表示，则当利用以下述符号表示的参数来表示时，如下述式5所示。

[数学式5]

$Q_{i\→i+1}=\frac{{\mathrm{kA}}_{i\→i+1}(T_i-T_{i+1})}{d}$ ····（式5）

Q_i→i+1：从结点i到结点i＋1的每单位时间的热流[J/s]

k：热导率[J/(msK)]

A_i→i+1：从结点i至结点i＋1之间的截面积[m²]

T_i：结点i处的温度[degC]

d：结点间的距离[m]

此外，差分方程式的求解方法只要使用一般的方法即可。另外，在图4中，将轧制材料的板厚方向的结点数i设为4个，但这只是一个例子。一般，对于相同的板厚，若增加结点数i，则能获得精度较高的计算结果。但是，结点数i过多，只会导致计算负担增加，从而会阻碍精度的提高。因此，需要预先对结点数i的选择进行探讨。此外，关于轧制材料11的结点，在WO2008/012881等中已有揭示。

(影响系数计算部32的动作)

影响系数计算部32基于由详细温度模型存储部31使用多个参数并利用数学式来表示的详细温度模型，来计算控制轧制材料11的温度变化所需要的影响系数。

具体而言，在变量Y为变量X的函数Y(X)的情况下，可利用以下的式6来表示由变量X对变量Y的影响系数的计算方法。

[数学式6]

$\frac{\∂Y}{\∂X}=\frac{Y(X+\mathrm{\ΔX})-Y(X-\mathrm{\ΔX})}{2\mathrm{\ΔX}}$ ···（式6）

这里，函数Y(X)不是单纯的一次函数，而是包含多个未知的参数的、由上述式1那样的数学式来表示的复杂的详细温度模型。另外，变量X是各参数。

即，由上述式6来表示的影响系数是利用数值计算来计算出在使作为各参数的变量X发生微小(2ΔX)变化时、作为详细温度模型的函数的Y发生多大的变化。即，由上述式6来表示的影响系数是利用作为各参数的X来对上述式1的函数Y(X)进行偏微分的结果，所述函数Y(X)表示包含多个参数来描述的详细温度模型。

(简略冷却模式计算部33的动作)

接着，简略冷却模式计算部33基于由影响系数计算部32所计算出的影响系数，来计算简略冷却模式，所述简略冷却模式通过将为了获得轧制材料的所希望的材质(强度、延展性等)而需要的详细冷却模式进行简化而得到。

具体而言，简略冷却模式计算部33利用直线、指数函数等对详细冷却模式进行近似，以计算出如图5～图8所示的简略冷却模式。

图5表示前段冷却的简略冷却模式，图6表示后段冷却的简略冷却模式，图7表示缓慢冷却的简略冷却模式，图8表示三段式冷却的简略冷却模式。

在图5～图8的各个简略冷却模式中，从精轧机出口侧温度计(FDT)13的位置到水冷开始位置都必须进行气冷，将该区间称为初始气冷区间。在图8所示的三段式冷却的情况下，从最下游的冷床(Bank)中的阀到卷绕温度计(CT)14的区间也必须进行气冷，将该区间称为最终气冷区间。

另外，在图5～图8的各个简略冷却模式中，在水冷区间、气冷区间中，都用直线来对温度下降进行近似，但实际上详细冷却模式并不是直线。其理由将在后面进行描述。

另外，在图5～图8的各个简略冷却模式中，T_FD是精轧机出口侧温度计(FDT)13的精轧机出口侧温度，并具有目标值，但并不一定始终能控制在一定的值上。即，对于卷绕温度控制来说，T_FD的变动会成为干扰。

另外，在图5～图7中，T₀是初始气冷区间的终端温度，S₀是冷却速度，T₁是第一冷却区间的终端温度，S₁是冷却速度，T_C是第二冷却区间的终端温度(卷绕温度)，S₂是冷却速度，另外，T_M是中间温度计(MT)所在位置的温度。在图8中，T₀是初始气冷区间的终端温度，S₀是冷却速度，T₁是第一冷却区间的终端温度，S₁是冷却速度，T₂是第二冷却区间的终端温度，S₂是冷却速度，T₃是第三冷却区间的终端温度，S₃是冷却速度，T_C是最终气冷区间的终端温度(卷绕温度)，S₄是冷却速度，另外，T_M是中间温度计(MT)所在位置的温度。

在图5的前段冷却模式、图6的后段冷却模式、图7的缓慢冷却模式的情况下，卷绕温度计(CT)14中的卷绕温度(T_C)的目标值是最重要的实现目标。而且，也有时会指定第一冷却区间的冷却速度S₁的目标值。

另外，在图8所示的三段式冷却模式的情况下，有5个重要的参数。所谓图8所示的三段式冷却模式中的5个重要的参数，是指第一冷却区间的终端温度T₁和冷却速度S₁、第二冷却区间的时间t₂、第一冷却区间的冷却速度S₃、以及卷绕温度T_C。这5个参数的优先顺序根据所制造的钢板的材质来决定。

这里，列举作为最复杂的冷却模式的三段式冷却模式的例子，并对简略冷却模式计算部33将后述图9所示的三段式冷却模式的详细冷却模式近似为直线、以计算出图8所示的简略冷却模式的情况进行说明。

简略冷却模式计算部33为了计算出如图8所示的三段式冷却的简略冷却模式，需要各冷却区间内的冷却速度S₀、S₁、S₂、S₃、S₄的估算值。

图9是表示详细冷却模式计算部34所计算出的三段式冷却的详细冷却模式的一个例子的说明图。

在图9中，横轴是离开精轧机出口侧温度计(FDT)13的时间(Time fromFDT[sec])，纵轴是带材(轧制材料)温度(Strip temperature[degC])或冷却速度(Cooling rate[degC/s])。

在图9中，图8中的初始气冷区间t₀、第一冷却区间t₁、第二冷却区间t₂、第三冷却区间t₃、最终冷却(气冷)区间t₄分别相当于0～1秒、1～2.5秒、1.5秒～6.4秒、6.4秒～8.3秒、8.3秒～11.7秒的区间。

另外，在图9中，折线910表示轧制材料的表面的温度履历，折线920表示轧制材料的厚度方向的平均温度，折线930表示基于轧制材料的厚度方向平均温度的冷却速度。

详细冷却模式计算部34一般使用以折线920所表示的轧制材料的厚度方向的平均温度，来作为用于冷却控制的管理值。

因此，由于需要各个区间、即初始气冷区间t₀、第一冷却区间t₁、第二冷却区间t₂、第三冷却区间t₃、最终冷却(气冷)区间t₄内的冷却速度S₀、S₁、S₂、S₃、S₄，因此，简略冷却模式计算部33输入并使用由影响系数计算部32作为影响系数而计算出的冷却速度。

这里，在图9的详细冷却模式中的离开精轧机出口侧温度计(FDT)13的时间为1～2.5秒的第一冷却区间t₁、时间为6.4～8.3秒的第三冷却区间t₃内，由折线930所表示的冷却速度发生复杂且急剧的变化，在该第一冷却区间t₁和第三冷却区间t₃内，由折线920所表示的轧制材料的厚度方向的平均温度的温度下降一眼看去也可看成为直线，但实际上是由复杂的曲线所形成的。此外，若冷却速度保持一定，则温度下降呈直线。

因此，在图5～图8所示的简略冷却模式中，虽然用直线来进行近似，但实际的详细冷却模式也有时必须用指数函数等曲线来对由折线910所表示的轧制材料的表面的温度履历、由折线920所表示的轧制材料的厚度方向的平均温度的温度下降等进行近似。

特别是如图9的详细冷却模式所示那样，在第一冷却区间t₁、第三冷却区间t₃的水冷的情况下，由折线910所表示的轧制材料的表面的温度履历、由折线920所表示的轧制材料的厚度方向的平均温度的温度下降容易变成复杂的曲线。

因而，若详细冷却模式计算部34利用详细温度模型存储部31所存储的详细温度模型，直接计算如图9所示的详细冷却模式，这样做会大幅增加计算负担，且耗费时间。

因此，在本实施方式中，详细冷却模式计算部34不是利用详细温度模型存储部31所存储的详细温度模型来直接计算如图9所示的详细冷却模式，而是基于详细温度模型存储部31所存储的详细温度模型，来使影响系数计算部32计算出影响系数，进而基于该影响系数，使简略冷却模式计算部33计算出简略冷却模式，并参照所计算出的简略冷却模式，利用详细温度模型存储部31所存储的详细温度模型，来计算出如图9所示的详细冷却模式，从而减轻计算详细冷却模式时的计算负担，并缩短时间。

因此，在简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式中，例如只考虑直线近似。此外，包含除直线近似以外的近似当然也没问题。

因而，在简略冷却模式计算部33中，例如进行如下所述的计算。但是，这里，作为一个例子，在图5～图8所示的冷却模式之中，以最复杂的图8所示的三段式冷却的情况为例来进行说明。此外，对除此以外的图5～图7所示的冷却模式，也能同样地计算简略冷却模式。

首先，在图8中，将T_FD设为精轧机出口侧温度计(FDT)13的温度，将T₀设为初始气冷区间t₀的终端温度，将S₀设为初始气冷区间t₀的冷却速度，将T₁设为第一冷却区间t₁的终端温度，将S₁设为第一冷却区间t₁的冷却速度，将T₂设为第二冷却区间t₂的终端温度，将S₂设为第二冷却区间t₂的冷却速度，将T₃设为第三冷却区间t₃的终端温度，将S₃设为第三冷却区间t₃的冷却速度，间T_CT设为最终气冷区间t₄的终端温度(卷绕温度)，将T_M设为中间温度计(MT)所在位置的温度。

于是，图8所示的三段式冷却的简略冷却模式的基本式如下所示。

[数学式7]

T₀=T_FD-S₀t₀=T_FD-ΔT₀    ···（式7）

T₁=T₀-S₁t₁=T₀-ΔT₁      ···（式8）

T₂=T₁-S₂t₂=T₁-ΔT₂      ···（式9）

T₃=T₂-S₃t₃=T₂-ΔT₃      ···（式10）

T_CT=T₃-S₄t₄=T₃-ΔT₄     ···（式11）

$L_{1-3}={\∫}_0^{t1+t2+t3}V\left(\mathrm{\τ}\right)\mathrm{d\τ}$ ···（式12）

$L_{0-4}={\∫}_0^{t0+t1+t2+t3+t4}V\left(\mathrm{\τ}\right)\mathrm{d\τ}$ ···（式13）

这里，L_1－3是时间t₁到t₃的距离，L_0－4是时间t₀到t₄的距离、即从精轧机出口侧温度计(FDT)13到卷绕温度计(CT)14的距离。V表示轧制材料的运送速度，τ表示时刻。

此时，将三段式冷却中的5个重要参数T₁、T_C、t₂、S₁、S₃作为要达到的值来提供给简略冷却模式计算部33。另外，虽然值会发生变化，但作为可测定或可预测的参数，提供精轧机出口侧温度计(FDT)13的温度T_FD、及轧制材料的运送速度V。从精轧机出口侧温度计(FDT)13到卷绕温度计(CT)14的距离L_0-4是固定值。

在这样的条件下，简略冷却模式计算部33计算出参数T₀、T₂、t₀、t₁、t₃、t₄、L₀，从而计算出简略冷却模式。

例如，若将进行水冷的第一冷却区间t1的下游端的阀设置成常开阀，则例如能获得如图8所示的几何学上的关系，能获得所有的参数T₀、T₂、t₀、t₁、t₃、t₄、L₀。

然而，在简略冷却模式计算部33中，在基于由影响系数计算部32所计算出的影响系数来计算简略冷却模式时，必须满足轧制材料11的所希望的强度、延展性等轧制材料11的所希望的材质、以及实际的冷床(Bank)17n中的阀17n3的数量、配置等制约条件。

因此，本实施方式1的简略冷却模式计算部33基于由影响系数计算部32所计算出的影响系数，利用为了获得轧制材料11的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式所允许的最低速度和最高速度，来计算简略冷却模式，对计算出的简略冷却模式中的各参数的值是否在各参数的上下限范围内进行判断，在计算出的简略冷却模式中的各参数的值不在各参数的上下限范围内的情况下，根据计算出的简略冷却模式中的各参数的优先顺序，从优先顺序较低的参数起进行修正，计算简略冷却模式，使得计算出的简略冷却模式中的各参数的值在各参数的上下限范围内，这将在后面用图11和图12来进行描述。在参数中，例如有轧制材料的通过位置、该位置上的温度、冷却速度、以及气冷时间等。

这里，设利用简略冷却模式计算部33中的简略冷却模式的计算，例如能获得图10中的、折线1010那样的简略冷却模式。

此时，若计算上的第三冷却区间t₃的最终位置在物理上实际未位于冷床的最下游的上游侧、或最下游的位置，则由于无法满足轧制材料11的所希望的强度、延展性等轧制材料11的所希望的材质，因此，简略冷却模式计算部33需要对所计算出的简略冷却模式是否满足它们的制约条件进行确认，并对参数进行调整以使所计算出的简略冷却模式落入制约条件内。

例如，在所计算出的简略冷却模式中的第三冷却区间t3的最终位置在物理上实际位于冷床的最下游的下游、且在5个重要的参数T₁、T_C、t₂、S₁、S₃之中、第三冷却区间t₃内的冷却速度S₃的优先顺序为最下位的情况下，如图10的折线1020所示，简略冷却模式计算部33将第三冷却区间t₃内的冷却速度S₃进行修正，达到比目标值的倾斜度要陡的冷却速度S₃ ^UL，以缩短第三冷却区间t₃的时间，从而对计算上的第三冷却区间t₃的最终位置进行修正，使其在物理上实际位于冷床(Bank)17n的最下游之前。

但是，对于第三冷却区间t₃内的冷却速度S₃，由于作为所希望的详细冷却模式，也具有上下限值，因此，在超过冷却速度S₃的上限值的情况下，简略冷却模式计算部33例如将冷却速度S₃修正至上限值，接着对优先顺序较低的参数进行修正。

这样，简略冷却模式计算部33基于由影响系数计算部32所计算出的影响系数，如图5～图8所示，来计算由直线等来进行近似的简略冷却模式，使得满足轧制材料11的强度、延展性等所希望的材质、以及实际的冷床(Bank)17n中的阀17n3的数量、配置等制约条件。

此时，在本实施方式的简略冷却模式计算部33中，为了简化计算，例如将根据轧制材料而设想的最低速度和最高速度这两个速度作为该轧制材料的运送速度来进行计算，并预先对在轧制材料的运送速度为最低速度和最高速度这两个速度时、是否能确保冷却速度、气冷时间等所希望的详细冷却模式进行确认。此外，作为根据该轧制材料来设想的运送速度，不计算最低速度和最高速度这两个速度，而是计算其以上的速度当然也没有问题。

(详细冷却模式计算部34的动作)

然后，在详细冷却模式计算部34中，一边试行实际的冷床(Bank)17n中的阀17n3的开/闭，一边参照存储于详细温度模型存储部31的详细温度模型，使用由简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式作为目标值或初始值，来计算详细冷却模式，以实现轧制材料的所希望的强度、延展性等所希望的材质。

这里，在本实施方式1的详细冷却模式计算部34中，存在使用由简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式作为目标值的情况、以及使用所述简略冷却模式作为初始值的情况。

在详细冷却模式计算部34使用由简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式作为目标值的情况下，对轧制材料的运送速度在根据该轧制材料来设想的最低速度和最高速度这两个速度下是否未超过上下限进行确认，然后，将5个重要参数T₁、T_C、t₂、S₁、S₃视为可实现的参数来计算详细冷却模式。

即，在详细冷却模式计算部34使用由简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式作为目标值的情况下，即使具有在根据该轧制材料11来设想的最低速度和最高速度这两个速度下脱离各自的上下限的参数，也直接计算详细冷却模式，即使无法严格达到详细冷却模式也没有办法。由此，详细冷却模式计算部34的计算负担非常轻。

与此不同的是，在详细冷却模式计算部34使用由简略冷却模式计算部33所计算出的详细冷却模式作为初始值的情况下，对详细冷却模式的所有参数(变量)在预先设定的根据该轧制材料来设想的最低速度和最高速度下是否分别落入上下限范围内进行确认，若脱离所述范围，则从优先顺序较低的参数起反复进行修正计算，使得分别落入上下限范围内。在这种情况下，与使用由简略冷却模式计算部33所计算出的详细冷却模式作为目标值的情况相比，详细冷却模式计算部34的计算负担会增加，但可知通过适当决定初始值，能减少计算次数，另外，能实现更正确的详细冷却模式。这里，详细冷却模式计算部34也可以不根据详细冷却模式的所有参数(变量)在预先设定的根据该轧制材料来设想的最低速度和最高速度下是否分别落入上下限范围内来进行判断，而是根据是否能分别达到所希望的值来进行判断。

此外，在计算对最初的No.1分条所设定的初始设定值时、以及之后在分条(冷却控制单位)位于精轧机出口侧温度计(FDT)13下并对精轧机出口侧温度进行测定后对每根分条(冷却控制单位)进行动态控制时，执行详细冷却模式计算部34的详细冷却模式计算处理。

图11是表示从影响系数计算部32中的影响系数的计算起到详细冷却模式计算部34中的对最初的、即No.1分条的初始设定值计算结束为止的详细冷却模式计算处理的一个例子的流程图。

首先，在本装置中，从精轧机设定计算装置20等输入与作为冷却对象的轧制材料等相关的产品信息、冷却速度、目标温度、制约条件等所需要的数据(S1100)。

然后，影响系数计算部32基于存储于详细温度模型存储部31的详细温度模型，如前所述那样计算影响系数，并将其输出至简略冷却模式计算部33(S1110)。

简略冷却模式计算部33基于在S1110中影响系数计算部32所计算出的影响系数，在为了获得轧制材料11的所希望的材质而设想的、轧制材料11的运送速度的最低速度和最高速度这两个速度下计算简略冷却模式(S1120)。

接着，简略冷却模式计算部33在轧制材料11的运送速度为最低速度和最高速度这两个速度时，对作为S1120中所计算出的简略冷却模式的所有变量的参数是否都在作为各参数的制约条件的上下限范围内进行判断(S1130)。

这里，在判断为轧制材料11的运送速度为最低速度和最高速度这两个速度时、由简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式的所有参数都不在作为各参数的制约条件的上下限范围内的情况下(S1130“否”)，简略冷却模式计算部33从优先顺序较低的参数起将所述参数修正至其上下限范围内(S1140)，并再次返回步骤1120的处理。

这里，所谓优先顺序较低的参数，在图8、图10所示的三段式冷却的情况下，如前所述，成为除5个重要的参数T₁、T_C、t₂、S₁、S₃、即第一冷却区间的终端温度T₁和冷却速度S₁、第二冷却区间的时间t₂、第三冷却区间的冷却速度S₃、以及卷绕温度T_C以外的参数。例如，是第二冷却区间的终端温度T₂、第三冷却区间的终端温度T₃、第二冷却区间t₂内的冷却速度S₂、最终冷却(气冷)区间t₄内的冷却速度S₄等。

与此不同的是，在判断为轧制材料11的运送速度为最低速度和最高速度这两个速度时、所计算出的简略冷却模式的所有参数都在作为各参数的制约条件的上下限范围内的情况下(S1130“是”)，简略冷却模式计算部33将所计算出的简略冷却模式输出至详细冷却模式计算部34。

然后，详细冷却模式计算部34对使用由简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式是作为初始值、还是作为目标值进行判断(S1150)。

这里，在判断为使用由简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式作为初始值的情况下(S1150“是”)，详细冷却模式计算部34在作为轧制材料11的运送速度来设想的最低速度、最高速度下计算详细冷却模式(S1160)，接着，对该计算出的详细冷却模式中的所有参数是否都在作为各参数的制约条件的上下限范围内进行判断(S1170)。

然后，在判断为由S1160所计算出的详细冷却模式中的所有参数都不在作为各参数的制约条件的上下限范围内的情况下(S1170“否”)，与S 1140相同，详细冷却模式计算部34从优先顺序较低的参数起将所述参数修正至其上下限范围内(S1180)，并再次返回S1160的处理。

与此不同的是，在判断为详细冷却模式中的所有参数都在作为各参数的制约条件的上下限范围内的情况下(S1170“是”)，详细冷却模式计算部34结束图11中的处理。

另一方面，在S1150的判断处理中，在判断为使用由简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式作为目标值的情况下(S1150“否”)，详细冷却模式计算部34在作为轧制材料11的运送速度来设想的最低速度、最高速度下计算详细冷却模式(S1190)。但是，此时，与作为初始值来使用的情况不同，即使该计算出的详细冷却模式中的参数超过作为各参数的制约条件的上下限范围，也不进行修正而在设想的最低速度、最高速度下计算详细冷却模式(S1190)。至此，结束图11中的处理。

以上的图11所示的处理是详细冷却模式计算部34中的对最初的、即No.1分条的初始设定值的计算处理。

然后，详细冷却模式计算部34对冷却控制部35设定基于由以上的初始设定值计算处理所计算出的详细冷却模式的阀17n3的开/闭模式。

冷却控制部35基于如图11所示那样由详细冷却模式计算部34所计算出的参数的初始值设定，对No.1分条(冷却控制单位)进行冷却控制。此外，详细冷却模式计算部34利用下面的图12所示的动态控制，来对每根分条(冷却控制单位)决定对No.1以后的分条(冷却控制单位)的参数。

接着，利用图12，对在初始值设定计算后适用于所有的分条(冷却控制单位)的动态控制的一个例子进行说明。

图12是表示在详细冷却模式计算部34中的初始设定计算后适用于所有分条(冷却控制单位)的动态控制的一个例子的流程图。

即，详细冷却模式计算部34首先对最初的分条设定No.＝1(S1200)，接着，从精轧机设定计算装置20等输入精轧机出口侧温度测定值、预测速度模式等冷却控制所需要的数据(S1210)。

接着，详细冷却模式计算部34对使用由简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式是作为初始值、还是作为目标值进行判断(S1220)。

这里，在判断为使用由简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式作为初始值的情况下(S1220“是”)，若该分条的精轧机出口侧温度测定值、预测速度等从前一根分条(若分条No.＝1则为初始设定状态)发生变化，则详细冷却模式计算部34将前一根分条的阀17n3的开/闭状态作为初始值来计算变化量(S1230)。

接着，详细冷却模式计算部34对在轧制材料11的运送速度为最低速度和最高速度这两个速度时、由简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式的所有参数是否都在作为各参数的制约条件的上下限范围内进行判断(S1240)，在判断为不在作为参数的制约条件的上下限范围内的情况下(S1240“否”)，从优先顺序较低的参数起将所述参数修正至其范围内(S1250)，并返回步骤1310的处理。

与此不同的是，在判断为轧制材料11的运送速度为最低速度和最高速度这两个速度时、由简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式的所有参数都在作为各参数的制约条件的上下限范围内的情况下(S1240“是”)，详细冷却模式计算部34对冷却控制部35设定分条的阀17n3的开/闭状态(S1270)。

然后，详细冷却模式计算部34对该分条是否为最后的分条进行判断(S1280)，在该分条为最后的分条的情况下(S1280“是”)，结束该处理，另一方面，在判断为该分条不是最后的分条的情况下(S1280“否”)，更新为下一根分条的编号(S1290)，并返回步骤1310的处理。

与此不同的是，根据S1220的判断，在判断为不使用由简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式作为初始值的情况下(S1220“否”)，即，在判断为使用简略冷却模式作为目标值的情况下，若该分条的精轧机出口侧温度测定值、预测速度等从前一根分条(若分条No.＝1则为初始设定状态)发生变化，则详细冷却模式计算部34将前一根分条的阀17n3的开/闭状态作为初始值来计算变化量，在这种情况下，即使简略冷却模式的所有参数都超过作为各参数的制约条件的上下限范围，也不进行修正(S1260)。

然后，详细冷却模式计算部34对冷却控制部35设定根据所计算出的详细冷却模式来决定的阀17n3的开/闭模式(S1270)。

然后，冷却控制部35基于如图12所示那样由详细冷却模式计算部34所计算出的参数的初始值设定，对No.2以后的每根分条(冷却控制单位)进行冷却控制。

因而，根据实施方式1的轧制材料冷却控制装置30，由于并非利用详细温度模型来直接计算如图9所示的详细冷却模式，其中，所述详细温度模型利用数学式来描述对轧制材料11进行冷却的规定的冷却区间内的该轧制材料的温度变化，而是首先由影响系数计算部32基于详细温度模型来计算所述轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数，接着，由简略冷却模式计算部33基于该影响系数来计算简略冷却模式，其中，所述简略冷却模式通过将为了获得轧制材料11的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到，然后，由详细冷却模式计算部34基于该简略冷却模式和详细温度模型，来计算规定的冷却区间内的轧制材料的详细冷却模式，由冷却控制部35基于该详细冷却模式，来对轧制材料11的冷却进行控制，因此，能减轻计算详细冷却模式时的计算负担，并能缩短其计算时间。

特别是在实施方式1的轧制材料冷却控制装置30中，由于利用详细温度模型来计算影响系数，基于该影响系数，来计算简略冷却模式，并基于该简略冷却模式和详细温度模型，来计算规定的冷却区间内的轧制材料的详细冷却模式，其中，所述简略冷却模式通过将为了获得轧制材料11的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到，因此，不仅计算详细冷却模式时的计算负担较小，而且在对计算负担较轻的简略冷却模式进行计算时，能将参数限制在上下限内等而避免达到极限值。

因此，根据实施方式1的轧制材料冷却控制装置30，能容易地避免阻碍实现详细冷却模式的制约条件，简单地实现所希望的详细冷却模式，从而能最佳地对轧制材料11执行冷却控制。

其结果是，若在高级钢板等的详细温度模型中，使用多个未知的参数，根据详细温度模型来直接求出详细冷却模式，则计算负担非常大，无法正确求出每根分条的详细冷却模式，从而难以最佳地进行冷却控制，但根据实施方式1的轧制材料冷却控制装置30，即使对于高级钢板等，也能对每根分条简单地求出所希望的详细冷却模式，从而能确实达到高级钢板等所希望的材质。

另外，在实施方式1的轧制材料冷却控制装置30中，由于简略冷却模式计算部33基于影响系数，例如利用直线、多项式、指数函数、或对数的代数式，来对轧制材料11的冷却速度进行近似，从而在几何学上对规定的冷却区间内的该轧制材料11的温度变化进行近似，以计算将所希望的详细冷却模式进行简化的简略冷却模式，因此，能减轻计算详细冷却模式时的计算负担，并能缩短其计算时间。此外，该处理在本发明中是任意的。

另外，在本实施方式1的轧制材料冷却控制装置30中，由于简略冷却模式计算部33基于影响系数，利用为了获得轧制材料11的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式所允许的最低速度和最高速度，来计算简略冷却模式，对计算出的简略冷却模式中的各参数的值是否在各参数的上下限范围内进行判断，在计算出的简略冷却模式中的各参数的值不在各参数的上下限范围内的情况下，根据计算出的简略冷却模式中的各参数的优先顺序，从优先顺序较低的参数起进行修正，计算简略冷却模式，使得计算出的简略冷却模式中的各参数的值在各参数的上下限范围内，因此，在计算负担更轻的简略冷却模式计算时，能高效地将参数限制在上下限内等而避免达到极限值。此外，该处理在本发明中也是任意的。

另外，在实施方式1的轧制材料冷却控制装置30中，由于详细冷却模式计算部34将由简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式中的参数的值设为用于计算详细冷却模式的目标值、或设为用于计算详细冷却模式的初始值，利用为了获得轧制材料11的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式所允许的最低速度和最高速度，来计算详细冷却模式，在将简略冷却模式中的参数的值设为目标值的情况下，输出该所计算出的详细冷却模式，另一方面，在将简略冷却模式中的参数的值设为初始值的情况下，对该所计算出的详细冷却模式中的各参数的值是否在各参数的上下限范围内进行判断，在计算出的详细冷却模式中的各参数的值不在各参数的上下限范围内的情况下，根据计算出的详细冷却模式中的各参数的优先顺序，从优先顺序较低的参数起进行修正，计算详细冷却模式，使得计算出的详细冷却模式中的各参数的值在各参数的上下限范围内，因此，能简单且可靠地计算出精度更高的详细冷却模式。此外，该处理在本发明中也是任意的。

此外，在本实施方式1的轧制材料冷却控制装置30中，以利用三段式冷却模式来进行冷却控制的情况为一个例子而进行了说明，但同样也能适用于除此以外的冷却模式、即前段冷却模式、后段冷却模式、和缓慢冷却模式。

《实施方式2》

接着，对实施方式2的轧制材料冷却控制装置进行说明。此外，由于实施方式2的轧制材料冷却控制装置的结构与图3所示的实施方式1的轧制材料冷却控制装置30的结构从外观来看是相同的，因此，参照图3所示的实施方式1的轧制材料冷却控制装置30的结构，对实施方式2的轧制材料冷却控制装置的动作进行说明。

在实施方式2的轧制材料冷却控制装置中，进行控制，使得冷床(Bank)17n中的阀17n3的开/闭动作(操作)最小、即尽可能少。此外，在实施方式2中，以利用三段式冷却模式来进行冷却控制的情况为一个例子来进行说明，但同样也能适用于除此以外的冷却模式、即前段冷却模式、后段冷却模式、和缓慢冷却模式。

使冷床(Bank)17n中的阀17n3的开/闭动作(操作)尽量少的理由是：由于如前所述，冷床(Bank)17n中的阀17n3的响应中必定存在延迟，因此，阀17n3最好尽量不反复进行开/闭动作。例如，如图13所示，若将最上游的冷床(Bank)171中的阀1713设定作为设置成常开(打开)状态的转轴阀，则由于即使对于相同的轧制材料11，精轧机出口侧温度也会发生变化，或者轧制材料11的运送速度也会发生变化，因此，若在这样的状态下执行冷却控制，则向下游侧使阀17n3进行开/闭，第一冷却区间的最下游的冷床(Bank)17p中的阀17p3的开/闭状态会发生变化。

在三段式冷却模式中，使作为第二冷却区间的气冷区间的长度(时间)保持为目标值，这一点也很重要。因此，若第一冷却区间的最下游的冷床(Bank)17p中的阀17p3的开/闭状态发生变化，则为了保持第二冷却区间内的气冷区间的长度(时间)，第三冷却区间的最上游的冷床(Bank)17r的阀17r3的开/闭也必须相应地进行变更。此外，第二冷却区间内的气冷区间的长度(时间)随着轧制材料11的运送速度的变化而变化。

因而，第二冷却区间的最上游和最下游的冷床(Bank)17q中的阀17q3反复开/闭会导致冷却控制的精度恶化，进而导致轧制材料的强度、延展性等材质恶化。

因此，如图14所示，实施方式2的冷床控制部352进行设定，使得最上游的阀在最高速度下打开，即，将第一冷却区间的最下游的冷床(Bank)17p中的阀17p3作为转轴阀而设置成常开(打开)状态，并进行控制，使得从第一冷却区间的最下游的冷床(Bank)17p中的阀17p3向上游使阀17n3进行开/闭。

为此，在实施方式2的冷床控制部352中，预先计算在轧制材料的运送速度的最低速度和最高速度的各速度下需要设置成开(打开)状态的第一冷却区间的阀数，以决定第一冷却区间的规定的上游的冷床(Bank)17n的阀位置，使得从第一冷却区间的最下游排列至规定的上游的阀的状态设置成最大数量开(打开)状态。

这里，为了将第一冷却区间的最下游的冷床(Bank)17p中的阀17p3作为转轴阀而设置成常开(打开)状态，从而使第二冷却区间的气冷时间保持目标值，还考虑到轧制材料的运送速度的变化等所引起的第二冷却区间的气冷时间本身的变化，只要改变第三冷却区间的最上游的开阀位置即可。

然后，根据轧制材料的运送速度、第一冷却区间的最下游的冷床(Bank)17p中的开阀位置、第三冷却区间的最上游的冷床(Bank)17r中的开阀位置的关系，来决定第二冷却区间的气冷时间。此外，由于轧制材料的运送速度的一般的模式是在加速后保持一定速度、然后减速，因此，第三冷却区间的最上游的冷床(Bank)17r中的开阀位置不会逐渐变化。

这样，将第一冷却区间的最下游的冷床(Bank)17p中的阀17p3设置成常开(打开)状态，从而能将各阀17n3重复开/闭动作的情况保持在最低限度。

因此，根据实施方式2的轧制材料冷却控制装置，与所述实施方式1的轧制材料冷却控制装置相同，由于根据详细温度模型来求出影响系数，基于该影响系数来求出简略冷却模式，根据简略冷却模式来决定详细冷却模式，因此，计算详细冷却模式时的计算负担较少、能进行可容易地避免达到极限值的冷却控制，其结果是，能容易地避免阻碍实现详细冷却模式的制约条件，实现所希望的详细冷却模式，最佳地执行冷却控制，从而能确实达到所希望的材质。

特别是在实施方式2的轧制材料冷却控制装置中，由于将水冷的第一冷却区间的最下游的冷床(Bank)17p中的阀17p3作为转轴阀而设置成常开，向上游对阀进行开/闭控制，因此，能进行控制使得各冷床(Bank)17n中的阀17n3的开/闭动作(操作)最小，与将水冷的第一冷却区间的最上游的冷床(Bank)171中的阀1713作为转轴阀而设置成常开、并向下游对阀进行开/闭控制的情况相比，能降低阀17n3的响应延迟的不良影响。其结果是，能一边维持所希望的详细冷却模式，一边进行维持目标值的反馈控制，能实现高精度的冷却模式的控制，提高冷却控制的精度，还能提高轧制材料的强度、延展性等材质。

《实施方式3》

接着，对实施方式3的轧制材料冷却控制装置40进行说明。

在实施方式3的轧制材料冷却控制装置40中，在为了实现轧制材料11的强度、延展性等所希望的材质而提供的、所希望的温度、冷却速度、以及气冷时间等之中，冷却速度的优先顺序比所希望的温度要高的情况下，作为目标温度与测定温度的偏差的反馈控制，不采用从温度计附近的冷床直接浇水的控制方式，而是进行利用目标温度与测定温度的偏差来对目标温度进行修正的反馈控制。

即，在实施方式1的轧制材料冷却控制装置30等中，利用由反馈(FB)控制部353所进行的反馈控制，使用卷绕温度计(CT)14附近的冷床(Bank)17N－1、17N，以控制卷绕温度计(CT)14处的最终的卷绕温度为目的，但在实施方式3的轧制材料冷却控制装置40中，为了在确保材质的基础上保持重要的冷却速度，不利用反馈控制在冷床(Bank)17N－1、17N等处进行局部浇水。

使用冷床(Bank)17N－1、17N来进行局部浇水的理由是：由于从作为操作端的冷床(Bank)到卷绕温度计(CT)14为止的距离短，所浪费的时间短，从而容易发挥出控制性能。

然而，在图5所示的前段冷却模式、图7所示的缓慢冷却模式中，为了确保作为与卷绕温度计(CT)14的位置相连接的最后的冷却区间的第二气冷区间有较长的时间，若像由实施方式1的轧制材料冷却控制装置30中的反馈(FB)控制部353所进行的反馈控制那样，使用卷绕温度计(CT)14附近的冷床(Bank)17N－1、17N，来控制卷绕温度计(CT)14处的最终的卷绕温度，则有时在第二气冷区间内会混入水冷区间。

另外，在图6所示的后段冷却模式、图8所示的三段式冷却模式中，与卷绕温度计(CT)14相连接的最后的冷却区间是气冷区间(在图6中，是第二气冷区间，在图8中，是最终气冷区间)，虽然其时间较短，但若利用由反馈(FB)控制部353所进行的反馈控制，使用卷绕温度计(CT)14附近的冷床(Bank)17N－1、17N，来控制卷绕温度计(CT)14处的最终的卷绕温度，则会改变最终的水冷的冷却区间(在图6中，是第一冷却区间，在图8中，是第三冷却区间)的冷却速度，有时冷却速度会发生意想不到的变化。

为了实现轧制材料的强度、延展性等所希望的材质，在所设定的所希望的温度、冷却速度、以及气冷时间之中，冷却速度的优先顺序比温度要高的情况下，最好不要采用利用由反馈(FB)控制部353所进行的反馈控制来从卷绕温度计(CT)14附近的冷床(Bank)17N－1、17N直接浇水的控制方式。

由于同样的理由，在冷却速度比温度要优先的情况下，即使在向中间温度计(MT)15的中间温度提供目标值的情况下，也最好不要利用中间温度计(MT)15的测定值通过反馈控制来直接变更离中间温度计(MT)15最近的上游的冷床(Bank)的浇水量。

因此，实施方式3的轧制材料冷却控制装置为了在确保所希望的材质的基础上保持重要的冷却速度，通过修正内部温度目标值来达到卷绕温度计(CT)14处的目标值，而非利用反馈(FB)控制部353，用冷床(Bank)17N－1、17N等来进行局部浇水，来达到卷绕温度计(CT)14处的目标值。

图15是表示实施方式3的轧制材料冷却控制装置40的结构例的图。

在图15中，实施方式3的轧制材料冷却控制装置40从图3所示的实施方式3的轧制材料冷却控制装置30的结构中省略了反馈(FB)控制部353的功能，冷却控制部45的冷床控制部452等如下面的图16所示那样，基于卷绕温度计(CT)14、中间温度计(MT)15等所测得的卷绕温度、中间温度等，来改变修正内部温度目标值的反馈温度控制。此外，当然也可以不向冷床控制部452追加修正内部温度目标值的反馈温度控制功能，而单独设置反馈温度控制部。

图16是表示对实施方式3的轧制材料冷却控制装置40中的内部温度目标值进行修正的反馈控制的一个例子的说明图。

为了便于进行说明，与图1相同，图16以在运送台(ROT)10上设置有一个中间温度计(MT)15的情况为例。设在运送台(ROT)10上，在起点设置有精轧机出口侧温度计(FDT)13，在终点设置有卷绕温度计(CT)14。

这里，将从精轧机出口侧温度计(FDT)13到中间温度计(MT)15设为前半冷却单位，将从中间温度计(MT)到卷绕温度计(CT)14设为后半冷却单位。

实施方式3的冷床控制部452在前半冷却单位将中间温度计(MT)15的中间温度目标值与中间温度计(MT)15中的中间温度测定值之间的偏差、与中间温度计(MT)15的中间温度内部目标值相加以进行修正，对精轧机出口侧温度计(FDT)13与中间温度计(MT)15之间的冷床(Bank)进行控制，使得中间温度计(MT)15中的中间温度测定值达到修正后的中间温度内部目标值。

即，实施方式3的冷床控制部452通过改变位于精轧机出口侧温度计(FDT)13与中间温度计(MT)15之间的水冷区间的时间，来不使所设定的冷却速度发生变化。

与此不同的是，在后半冷却单位中，实施方式3的冷床控制部452将卷绕温度计(CT)14的卷绕温度目标值与卷绕温度计(CT)14处的卷绕温度测定值之间的偏差、与卷绕温度内部目标值相加以进行修正，对中间温度计(MT)15与卷绕温度计(CT)14之间的冷床(Bank)进行控制，使得卷绕温度计(CT)14处的卷绕温度测定值达到修正后的卷绕温度目标值。

即，实施方式3的冷床控制部452通过改变位于中间温度计(MT)15与卷绕温度计(CT)14之间的水冷区间的时间，来不使所设定的冷却速度发生变化。

此外，实施方式3的冷床控制部452也可以在前半冷却单位和后半冷却单位中每隔规定时间执行几次如上所述的控制，使得中间温度计(MT)15或卷绕温度计(CT)14分别达到修正后的中间温度内部目标值或卷绕温度测定值。

若用数学式来表示实施方式3的冷床控制部452每隔规定时间执行多次如上所述的控制的情况下的卷绕温度计(CT)14中的卷绕温度测定值，则可表示为如下式14所示那样。此外，在中间温度的情况下，也能同样地进行表示。

[数学式8]

$T_C^{\mathrm{InnerAIM}}\left(j\right)=T_C^{\mathrm{InnerAIM}}(j-1)+k(T_C^{\mathrm{Ocraim}}-T_C^{\mathrm{Meas}})$

···（式14）

这里，在式14中，

j：控制次数

卷绕温度内部目标值

k：增益

卷绕温度的原先的目标值

卷绕温度测定值

此外，在中间温度的情况下，也能同样地进行表示。另外，在有多个中间温度计(MT)15的情况下，将其数量设为最大数量，即，只要对每个温度计之间的冷却单位进行分割，使得与上述相同地进行控制即可。

因此，根据实施方式3的轧制材料冷却控制装置40，由于与实施方式1的轧制材料冷却控制装置30等相同，根据详细温度模型来求出影响系数，基于该影响系数来求出简略冷却模式，根据简略冷却模式来决定详细冷却模式，因此，计算详细冷却模式时的计算负担较少，能进行可容易地避免达到极限值的冷却控制，其结果是，能容易地避免阻碍实现详细冷却模式的制约条件，实现所希望的详细冷却模式，最佳地执行冷却控制，从而能确实达到所希望的材质。

特别是在实施方式3的轧制材料冷却控制装置中，由于为了在确保所希望的材质的基础上保持重要的冷却速度，利用实施方式3的冷床控制部452，将温度计的目标值与该温度计中的温度测定值之间的偏差、与该温度计的温度内部目标值相加以进行修正，并对该温度计之前的冷床(Bank)进行控制，使得该温度计中的温度测定值达到修正后的温度内部目标值，而非利用反馈(FB)控制部353，用卷绕温度计(CT)14附近的冷床(Bank)17N－1、17N等来进行局部浇水，来达到卷绕温度计(CT)14处的目标值，因此，能防止气冷区间内混入水冷区间，或进而能防止冷却速度发生意想不到的变化，并且，为了实现轧制材料的强度、延展性等所希望的材质，在所设定的所希望的温度、冷却速度、以及气冷时间之中，即使在冷却速度的优先顺序比温度要高的情况下，也能优先维持冷却速度。

此外，将上述实施方式1～实施方式3的轧制材料冷却控制装置30、40用于热轧薄板轧制生产线来进行了说明，但本发明并不局限于此，也同样能适用于具有相同的冷床的其他方式的热轧薄板轧制生产线、厚板轧制生产线、冷轧轧制生产线等轧制设备。

另外，在上述实施方式1～实施方式3中，如图3所示，在硬件上对本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的结构例进行了说明，但在本发明中，并不局限于此，当然也可以采用以下结构：即，设置CPU、以及存储有执行与上述实施方式相同的动作的轧制材料冷却控制程序的存储部等，并利用计算机装置、控制装置，用软件来执行本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置和轧制材料冷却控制方法。

另外，上述实施方式1～实施方式3只是作为本发明的一个例子的实施方式，各种参数、各种数值等也只是一个例子，可在不脱离本发明的要点的范围内进行修正等，从而并不局限于此。

工业上的实用性

如上所述，本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置、轧制材料冷却控制方法、轧制材料冷却控制程序具有以下效果：即，由于基于详细温度模型，来计算参数控制所需要的影响系数，所述详细温度模型使用参数并利用数学式来描述规定的冷却区间内的轧制材料的温度变化，基于该影响系数来计算简略冷却模式，所述简略冷却模式通过将为了获得轧制材料的所希望的材质(强度、延展性等)而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到，基于所计算出的简略冷却模式和详细温度模型，来计算出规定的冷却区间内的轧制材料的详细冷却模式，基于所计算出的详细冷却模式，来对轧制材料的冷却进行控制，因此，与直接根据轧制材料的详细温度模型来求出详细冷却模式的情况相比，能减小根据详细温度模型求出详细冷却模式时的计算负担，最佳地执行冷却控制，从而高效地对制造高级钢板等所需要的材质进行控制，并且，所述轧制材料冷却控制装置、轧制材料冷却控制方法、轧制材料冷却控制程序以热轧薄板轧制生产线、厚板轧制生产线、冷轧轧制生产线等上的轧制材料冷却控制装置、轧制材料冷却控制方法、轧制材料冷却控制程序为对象，对于这些轧制材料冷却控制装置、轧制材料冷却控制方法、轧制材料冷却控制程序，工业上的实用性较强。

标号说明

20  精轧机设定计算装置

30、40  轧制材料冷却控制装置

31  详细温度模型存储部

32  影响系数计算部

33  简略冷却模式计算部

34  详细冷却模式计算部

35、45  冷却控制部

351  轧制材料跟踪部

352、452  冷床控制部

353  反馈(FB)控制部

Claims (8)

1.一种轧制材料冷却控制装置，其特征在于，包括：

详细温度模型存储部，该详细温度模型存储部存储有详细温度模型，所述详细温度模型使用参数并利用数学式来描述规定的冷却区间内的轧制材料的温度变化；

影响系数计算部，该影响系数计算部基于存储于所述详细温度模型存储部的所述详细温度模型，来计算所述轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数；

简略冷却模式计算部，该简略冷却模式计算部基于由所述影响系数计算部所计算出的所述影响系数，来计算简略冷却模式，所述简略冷却模式通过将为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到；

详细冷却模式计算部，该详细冷却模式计算部基于由所述简略冷却模式计算部所计算出的所述简略冷却模式、及存储于所述详细温度模型存储部的所述详细温度模型，来计算所述规定的冷却区间内的所述轧制材料的详细冷却模式；以及

冷却控制部，该冷却控制部基于由所述详细冷却模式计算部所计算出的所述详细冷却模式，来对所述轧制材料的冷却进行控制。

2.如权利要求1所述的轧制材料冷却控制装置，其特征在于，

所述简略冷却模式计算部

利用直线、多项式、指数函数、或对数的代数式，来对所述轧制材料的冷却速度进行近似，从而在几何学上对所述规定的冷却区间内的该轧制材料的温度变化进行近似，以计算将所述所希望的详细冷却模式进行简化的简略冷却模式。

3.如权利要求1或2所述的轧制材料冷却控制装置，其特征在于，

所述简略冷却模式计算部

基于由所述影响系数计算部所计算出的所述影响系数，利用为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式所允许的最低速度和最高速度，来计算所述简略冷却模式，对计算出的所述简略冷却模式中的各参数的值是否在各参数的上下限范围内进行判断，

在计算出的所述简略冷却模式中的各参数的值不在各参数的上下限范围内的情况下，根据计算出的所述简略冷却模式中的各参数的优先顺序，从优先顺序较低的参数起进行修正，计算简略冷却模式，使得计算出的所述简略冷却模式中的各参数的值在各参数的上下限范围内。

4.如权利要求1至3的任一项所述的轧制材料冷却控制装置，其特征在于，

所述详细冷却模式计算部

将由所述简略冷却模式计算部所计算出的所述简略冷却模式中的参数的值设为用于计算所述详细冷却模式的目标值、或设为用于计算所述详细冷却模式的初始值，利用为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式所允许的最低速度和最高速度，来计算所述详细冷却模式，

在将所述简略冷却模式中的参数的值设为所述目标值的情况下，输出该所计算出的所述详细冷却模式，

另一方面，在将所述简略冷却模式中的参数的值设为所述初始值的情况下，对该所计算出的所述详细冷却模式中的各参数的值是否在各参数的上下限范围内进行判断，在计算出的所述详细冷却模式中的各参数的值不在各参数的上下限范围内的情况下，根据计算出的所述详细冷却模式中的各参数的优先顺序，从优先顺序较低的参数起进行修正，计算所述详细冷却模式，使得计算出的所述详细冷却模式中的各参数的值在各参数的上下限范围内。

5.如权利要求1至3的任一项所述的轧制材料冷却控制装置，其特征在于，

所述冷却控制部

在作为所述轧制材料的详细冷却模式而进行经过水冷的第一冷却区间、气冷的第二冷却区间、及水冷的第三冷却区间这三阶段的三段式冷却模式的情况下，通过将所述第一冷却区间的下游端的阀设置成常开，来确保作为所述第二冷却区间的气冷时间，并仅在所述第三冷却区间的上游端对打开的阀的位置进行修正。

6.如权利要求1至3的任一项所述的轧制材料冷却控制装置，其特征在于，

所述冷却控制部

在为了实现所述轧制材料的所希望的材质而提供的所希望的冷却速度的优先顺序比所希望的温度的优先顺序要高的情况下，将目标温度与测定温度之间的偏差进行反馈而将其与所述目标温度相加，来作为内部温度目标值，并对所述轧制材料的冷却进行控制，使得达到该内部温度目标值。

7.一种轧制材料冷却控制方法，其特征在于，包括：

基于详细温度模型来计算轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数的步骤，所述详细温度模型利用数学式来描述对所述轧制材料进行冷却的规定的冷却区间内的该轧制材料的温度变化；

基于所计算出的所述影响系数、来计算简略冷却模式的步骤，所述简略冷却模式通过将为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到；

基于计算出的所述简略冷却模式和所述详细温度模型、来计算所述规定的冷却区间内的所述轧制材料的详细冷却模式的步骤；以及

基于所计算出的所述详细冷却模式、来对所述轧制材料的冷却进行控制的步骤。

8.一种轧制材料冷却控制程序，其特征在于，

使计算机执行以下步骤：

基于详细温度模型来计算轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数的步骤，所述详细温度模型利用数学式来描述对所述轧制材料进行冷却的规定的冷却区间内的该轧制材料的温度变化；

基于所计算出的所述影响系数、来计算简略冷却模式的步骤，所述简略冷却模式通过将为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到；

基于计算出的所述简略冷却模式和所述详细温度模型、来计算所述规定的冷却区间内的所述轧制材料的详细冷却模式的步骤；以及

基于所计算出的所述详细冷却模式、来对所述轧制材料的冷却进行控制的步骤。

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