CN111940517A - 边缘加热器的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及边缘加热器的控制系统，使边缘加热器相对于重叠尺寸的变化的响应速度提高。控制系统具备边缘加热器、第一及第二高频电源、第一及第二移动装置、第一及第二计测器、控制装置。控制装置将来自第一计测器的第一偏移量OA1分离为在钢板SS的搬运中以相对长的周期变化的分量OA1＿L和以相对短的周期变化的分量OA1＿H。控制装置基于分量OA1＿L分别计算钢板SS的加热中的用于控制第一移动装置及第二移动装置的控制量。控制装置基于来自第二计测器的入侧温度分布TD1来修正第一及第二高频电源的功率的预先设定值P。控制装置基于功率的修正值Pmod和分量OA1＿H来分别设定钢板SS的加热中的第一及第二交流电流的频率。

Description

边缘加热器的控制系统

技术领域

本发明涉及对被应用于热轧设备的边缘加热器进行控制的系统。

背景技术

一般，在热轧设备中，通过1～3台粗轧机和7台左右的精轧机对金属材料进行轧制。在热轧中，规定尺寸(例如，厚度200～250mm、宽度800～2000mm、长度5～10m)的金属材料在被预先加热至规定温度(例如，1200℃)之后向粗轧机供给。在粗轧机中，金属材料被沿正向(从设备的上游朝向下游的方向)以及反方(从设备的下游朝向上游的方向)轧制多个轨迹(pass)。从粗轧机输出的金属材料被供给至精轧机。在精轧机中，金属材料被轧制成为所希望的尺寸。从精轧机输出的金属材料在冷却工作台中被冷却并由卷取机进行卷绕。

这样，在热轧中，在粗轧机的上游侧被加热后的金属材料一边从设备的上游向下游搬运一边被轧制。因此，在搬运以及轧制的过程中金属材料的温度会降低。特别是，金属材料的宽度方向上的端部的温度容易比中央部的温度降低。一般，金属材料的特性与其温度关系很大。因此，如果端部与中央部之间产生温度差，则强度、延性容易变化。例如，温度越低，则金属材料越硬且越脆。因此，如果产生温度差，则会在低温的端部产生破裂而产品容易不合格。或者，在精轧机的轧辊的宽度方向容易产生偏磨损。

因此，近年来在精轧机的上游侧设置对宽度方向的端部进行加热的边缘加热器这一做法一直成为主流。作为这样的边缘加热器，例示有感应加热式的加热器。感应加热式的加热器具备被从高频电源供给交流电流的电感器。电感器被设置为在金属材料的厚度方向夹持宽度的端部。如果对电感器供给交流电流，则产生在厚度方向贯通的交替磁场。交替磁场的磁通使金属材料感应涡流。通过该涡流产生焦耳热，端部被局部加热。

但是，如果在搬运中金属材料蜿蜒行进，则端部的位置会向左右偏移。当金属材料在长度方向弯曲时也会发生该位置偏移。如果发生这样的位置偏移，则金属材料与电感器在宽度方向重叠的长度(以下，也称为“重叠尺寸”)发生变化。如果重叠尺寸变化，则无法如所抱有的目的那样对端部进行加热。即，无法使端部恰当地升温。于是，由于宽度方向的温度分布变得不均匀，所以牵涉到上述的端部的破裂、偏磨损。并且，因精轧制中的金属材料的蜿蜒行进而有可能引发不稳定的轧制。

专利文献1(日本实用新型登记第2588606号公报)中公开了一种根据端部的位置偏移的大小来使电感器沿宽度方向移动的技术。根据该现有技术，能够将重叠尺寸保持为恒定。因此，即便是发生了位置偏移的情况，也能够抑制宽度方向的温度分布变得不均匀这一情况。

专利文献2(日本特开2004-006106号公报)中公开了一种对位于厚度方向的上下且构成电感器的1对加热线圈之间的间隙进行调整的技术。在该现有技术中，分别计测在以分别夹持金属材料的左右的端部的方式设置的电感器中流动的电流值。而且，对至少一方的构成电感器的加热线圈间的间隙进行调整，以使它们的电流值不存在偏差。根据该现有技术，能够使左右的端部的升温量相等。因此，即便是发生了位置偏移的情况，也能够使宽度方向的温度分布均匀。

专利文献1：日本实用新型登记第2588606号公报

专利文献2：日本特开2004-006106号公报

然而，在专利文献1所记载的技术中，需要使总重量为20t左右的边缘加热器沿宽度方向移动。因此，存在边缘加热器的响应赶不上重叠尺寸的变化的可能性。关于该点，在专利文献2所记载的技术中，间隙的调整通过加热线圈向厚度方向的移动来实现。因此，与专利文献1所记载的技术，响应速度变高。然而，作为重叠尺寸以短周期变化那样的情况的对策是不充分的。

发明内容

本发明是鉴于上述课题的至少一个而完成的，其目的在于，提高边缘加热器相对于重叠尺寸的变化的响应速度。

第一发明是边缘加热器的控制系统，具有以下的特征。所述控制系统具备边缘加热器、第一高频电源以及第二高频电源、第一移动装置以及第二移动装置、第一计测器以及第二计测器、控制装置。

所述边缘加热器被设置在粗轧机与精轧机之间。所述边缘加热器具有第一电感器以及第二电感器。第一电感器以及第二电感器对在搬运线上被搬运的金属材料的宽度方向上的两端部分别进行加热。

所述第一高频电源向所述第一电感器供给第一交流电流。

所述第二高频电源向所述第二电感器供给第二交流电流。

所述第一移动装置变更与所述搬运线的搬运方向正交的方向上的所述第一电感器的位置。

所述第二移动装置变更所述正交的方向上的所述第二电感器的位置。

所述第一计测器被设置在所述粗轧机与所述边缘加热器之间。所述第一计测器计测从所述搬运线的基准位置到所述宽度方向上的中央位置为止的偏移量。

所述第二计测器被设置在所述粗轧机与所述边缘加热器之间。所述第二计测器计测所述宽度方向上的温度分布作为入侧温度分布。

所述控制装置基于所述偏移量和所述入侧温度分布来控制所述第一高频电源以及第二高频电源、所述第一移动装置以及第二移动装置。

所述控制装置将所述金属材料的规定区间中的所述偏移量分离为在所述金属材料的搬运中以相对长的周期变化的长周期分量和在所述搬运中以相对短的周期变化的短周期分量，基于所述长周期分量，分别计算由所述边缘加热器对所述金属材料的加热中的用于控制所述第一移动装置以及第二移动装置的控制量，基于所述入侧温度分布来修正所述第一高频电源以及第二高频电源的功率的预先设定值，基于所述功率的修正值和所述短周期分量来分别设定由所述边缘加热器对所述金属材料的加热中的所述第一交流电流以及第二交流电流的频率。

第二发明在第一发明中还具有以下的特征。

所述第一计测器计测所述偏移量作为第一偏移量。

所述第二计测器被设置在所述第一计测器与所述边缘加热器之间。所述第二计测器还计测从所述基准位置到所述中央位置为止的第二偏移量。

所述控制装置在计算所述控制量之前，使用所述规定区间中的所述第二偏移量来修正所述第一分量。

第三发明在第一或者第二发明中还具有以下的特征。

所述控制系统还具备第三计测器。

所述第三计测器被设置在所述边缘加热器与所述精轧机之间。所述第三计测器计测所述宽度方向上的温度分布作为出侧温度分布。

所述控制装置基于所述入侧温度分布来计算所述金属材料的长度方向的规定位置处的温度作为加热前温度，基于所述出侧温度分布来计算所述金属材料的所述规定位置处的温度作为加热后温度，基于所述加热前温度与所述加热后温度之差来修正所述预先设定值或者所述修正值。

发明效果

根据第一发明，规定区间中的偏移量被分离为长周期以及短周期分量。另外，基于入侧温度分布来修正第一高频电源以及第二高频电源的功率的预先设定值。并且，基于功率的修正值和短周期分量来分别设定第一交流电流以及第二交流电流的频率。这里，短周期分量是在金属材料的搬运中以相对短的周期变化的分量。另外，频率的控制响应性优异。因此，通过基于所设定的频率来控制第一高频电源以及第二高频电源，即便是重叠尺寸以短的周期变化那样的情况，也能够使宽度方向的温度分布均匀。

另外，根据第一发明，基于长周期分量来分别设定用于控制第一移动装置以及第二移动装置的控制量。这里，长周期分量是在金属材料的搬运中以相对长的周期变化的分量。因此，通过基于所设定的控制量来控制第一移动装置以及第二移动装置，即便是重叠尺寸以长的周期变化那样的情况，也能够使温度分布均匀。

根据第二发明，在计算控制量之前，使用规定区间中的第二偏移量对长周期分量进行修正。另外，在设定频率之前，使用规定区间中的第一偏移量对短周期分量进行修正。这里，第二偏移量由设置于第一计测器与边缘加热器之间的第二计测器计测。即，第二偏移量与第一偏移量相比在接近边缘加热器的位置计测。因此，如果使用第二偏移量修正第一分量以及第二分量，则能够使更接近边缘加热器的位置处的位置偏移反映于高频电源以及移动装置的控制。因此，能够提供这些控制的效果。

根据第三发明，基于加热前温度与加热后温度之差来修正预先设定值或者其修正值。因此，能够使温度分布的均匀性提高。

附图说明

图1是表示应用实施方式1涉及的控制系统的热轧设备的结构例的简要图。

图2是对边缘加热器的结构例进行说明的图。

图3是表示实施方式1涉及的控制系统的结构例的图。

图4是对控制装置的功能结构例进行说明的框图。

图5是对分解计算部进行的处理的流程加以说明的流程图。

图6是对图5的步骤S11的处理进行说明的图。

图7是表示图5的步骤S12以及S13的处理的一个例子的图。

图8是对位移(shift)控制部进行的处理的流程加以说明的流程图。

图9是对频率控制部进行的处理的流程加以说明的流程图。

图10是表示决定了频率计算用的系数的数据表的一个例子的图。

图11是对功率控制部进行的处理的流程加以说明的流程图。

图12是表示应用实施方式2涉及的控制系统的热轧设备的结构例的简要图。

图13是对控制装置的功能结构例进行说明的框图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。其中，当在以下所示的实施方式中言及到各要素的个数、数量、量、范围等数字的情况下，除了特别明示的情况、在原理上清楚确定为该数的情况以外，本发明并不局限于该言及的数。另外，关于以下所示的实施方式中说明的构造、步骤等，除了特别明示的情况、在原理上清楚确定为此的情况以外，并不是本发明必须的。

1.实施方式1

首先，参照图1至11对本发明的实施方式1进行说明。

1.1热轧设备的整体结构

图1是表示应用本发明的实施方式1涉及的控制系统的热轧设备的结构例的简要图。如图1所示，热轧设备1具备搬运线11、加热炉12、粗轧机13、精轧机14、冷却工作台15、卷取机16、板宽度计17、扫描温度计18、边缘加热器2、控制装置3以及上级计算器4。

搬运线11对钢板SS进行搬运。搬运线11由多个搬运辊构成。钢板SS根据搬运线11上的位置而称呼改变。一般，加热炉12与粗轧机13之间的钢板SS被称为钢锭。钢锭例如是被制成为厚度200～250mm、宽度800～2000mm、长度5～10m的长方体状的铁块。被粗轧机13轧制后的钢板SS被称为薄板坯。被精轧机14轧制后的钢板SS被称为带钢。

加热炉12被设置在搬运线11的上游。加热炉12对钢板SS进行加热。从加热炉12输出时的钢板SS的温度约为1200℃。

粗轧机13被设置在加热炉12的下游。粗轧机13例如由1～3个轧制台构成。粗轧机13对从搬运线11的上游侧送来的钢板SS一边沿正向以及反方输送一边进行轧制。粗轧机13将钢板SS下压至钢板SS的厚度成为目标的厚度。也可以在粗轧机13附带有被称为轧边机的调整钢板SS的宽度的装置。

精轧机14被设置在粗轧机13的下游。精轧机14例如由5～7个轧制台构成。精轧机14一边将从搬运线11的上游侧送来的钢板SS仅向正向输送一边进行轧制。精轧机14决定与钢板SS的厚度、宽度等尺寸有关的最终质量。从精轧机14输出时的钢板SS的温度约为900℃。

冷却工作台15被设置在精轧机14的下游。冷却工作台15通过被称为冷床的水冷却装置向钢板SS注水来使其温度下降。从冷却工作台15输出时的钢板SS的温度在特殊钢的情况为200℃前后，在普通钢的情况为600℃前后。

卷取机16被设置在冷却工作台15的下游。卷取机16将来自精轧机14的钢板SS卷绕成螺旋状。

板宽度计17被设置在粗轧机13与边缘加热器2之间。板宽度计17计测钢板SS的宽度(以下，也称为“板宽度”)。板宽度计17还计测从搬运线11的基准位置RL＿11(例如，中央位置)到钢板SS的宽度方向上的中央位置CL＿SS为止的距离(以下，也称为“第一偏移量OA1”)。板宽度计17将计测到的板宽度以及第一偏移量OA1的信息发送给控制装置3。

扫描温度计18被设置在板宽度计17与边缘加热器2之间。扫描温度计18对钢板SS的宽度方向的温度分布进行计测。扫描温度计18计测到的温度分布也被称为“入侧温度分布TD1”。扫描温度计18还计测从基准位置RL＿11到中央位置CL＿SS为止的距离(以下，也称为“第二偏移量OA2”)。扫描温度计18将计测到的入侧温度分布TD1以及第二偏移量OA2的信息发送给控制装置3。

边缘加热器2被设置在粗轧机13与精轧机14之间。边缘加热器2对钢板SS的宽度方向上的左右的端部进行加热。关于边缘加热器2的结构将在项目1.2中叙述。

控制装置3是具备处理器、存储器以及输入输出接口的微型计算机。控制装置3经由输入输出接口接受各种信息。而且，控制装置3基于接收到的各种信息来执行边缘加热器2的各种控制。关于为了执行各种控制而控制装置3所具有的功能将在项目1.3叙述。

上级计算器4由与控制装置3相同结构的微型计算机构成。上级计算器4基于经由输入输出接口接收到的各种信息、或者存储器内存储的各种信息来生成与热轧有关的各种信息(以下，也称为“热轧命令信息”)。热轧命令信息包括搬运线11中的搬运速度的信息、精轧机14的控制量、边缘加热器2的功率的预先设定值P、以及边缘加热器2的出侧中的温度条件。

1.2边缘加热器的结构

图2是对边缘加热器2的结构例进行说明的图。如图2所示，边缘加热器2具备电感器21L。电感器21L具备铁芯22L、加热线圈23L以及24L。铁芯22L的剖面形成为C字型，构成磁路。加热线圈23L被卷绕在铁芯22L的上脚部。加热线圈24L被卷绕在铁芯22L的下脚部。在加热线圈23L以及24L之间形成有开口部25L。钢板SS的宽度方向的左端部在开口部25L通过。

如果从高频电源向加热线圈23L以及24L供给交流电流，则在上下方向(即，厚度方向)产生交替磁场。如果在钢板SS的左端部通过开口部25L的期间进行该通电，则交替磁场的磁通使左端部产生涡流。于是，基于该涡流而产生焦耳热，左端部被加热。以下，为了便于说明，将对加热线圈23L以及24L供给的交流电流也称为“第一交流电流”。

边缘加热器2还具备电感器21R。电感器21R与电感器21L成对。电感器21R的结构与电感器21L的结构相同。在加热线圈23R以及24R之间形成有开口部25R。钢板SS的宽度方向的右端部在开口部25R通过。钢板SS的右端部的加热的原理与左端部的相同。以下，为了便于说明，将对加热线圈23R以及24R供给的交流电流也称为“第二交流电流”。

设置于热轧设备1的操作人员用的单间(即，操控室)侧被称为操作人员侧OS。该单间的相反侧被称为驱动器侧DS。电感器21R例如位于操作人员侧OS。电感器21L例如位于驱动器侧DS。

1.3控制系统的结构

1.3.1控制系统的结构

图3是表示实施方式1涉及的控制系统的结构例的图。其中，在图3中，电感器21L以及与其相关的构成为了方便起见而被省略，但这些结构和电感器21R以及与其相关的构成相同。另外，板宽度计17、扫描温度计18、控制装置3以及上级计算器4被设置为由电感器21L以及21R共用。

如图3所示，实施方式1涉及的控制系统具备铁芯22R、加热线圈23R以及24R、移动装置26R、位置计测器27R、马达28R作为与电感器21R相关的构成。铁芯22R、加热线圈23R以及24R的结构如已经说明那样。移动装置26R对电感器21R在宽度方向上的位置进行变更。位置计测器27R计测电感器21R在宽度方向上的位置。马达28R驱动移动装置26R的车轮。

另外，与电感器21R相关的构成还包括高频电源5R、位置计算器6R以及马达控制器7R。高频电源5R对加热线圈23R以及24R供给交流电流。位置计算器6R基于从位置计测器27R送来的电感器21R的实际位置和从控制装置3送来的电感器21R的目标位置S来计算电感器21R在宽度方向上的移动量(以下，也称为“位移量”)。马达控制器7R基于从位置计算器6R送来的位移量来计算马达28R的控制量。

1.3.2控制装置的结构

图4是对控制装置3的功能结构例进行说明的框图。如图4所示，控制装置3具备信息取得部31、分解计算部32、位移控制部33、频率控制部34以及功率控制部35。这些部31～35的一部分或者全部通过控制装置3的处理器执行程序来发挥功能。

信息取得部31取得从各种传感器送来的信息。该信息包括入侧温度分布TD1的信息、第一偏移量OA1的信息以及第二偏移量OA2的信息。信息取得部31还取得从上级计算器4送来的轧制命令信息。该信息包括预先设定值P。

分解计算部32将第一偏移量OA1分解为低次分量OA1＿L和高次分量OA1＿H。低次分量OA1＿L是在钢板SS的搬运中以相对长的周期变化的分量。高次分量OA1＿H是在钢板SS的搬运中以相对短的周期变化的分量。分解计算部32还使用第二偏移量OA2对低次分量OA1＿L进行修正。关于分解计算部32进行的具体处理将在项目1.4中叙述。分解计算部32将修正后的低次分量OA1＿L发送给位移控制部33。

位移控制部33基于从分解计算部32送来的低次分量OA1＿L来分别设定电感器21L以及21R的目标位置S。目标位置S是用于使低次分量OA1＿L为零的位移量。关于位移控制部33进行的具体处理将在项目1.4中叙述。位移控制部33将表示计算出的目标位置S的指令值(位移量指令值)发送给位置计算器6L以及6R。

频率控制部34基于从分解计算部32送来的高次分量OA1＿H和从功率控制部35送来的功率的修正值Pmod来设定目标频率。目标频率是为了在修正值Pmod的功率条件下除去高次分量OA1＿H而分别设定的第一交流电流以及第二交流电流的频率的目标值。关于频率控制部34进行的具体处理将在项目1.4中叙述。频率控制部34将表示所设定的目标频率的指令值(频率指令值)分别发送给高频电源5L以及5R。

功率控制部35基于入侧温度分布TD1对预先设定值P进行修正。关于功率控制部35进行的具体处理将在项目1.4中叙述。在修正了预先设定值P的情况下，功率控制部35将修正后的功率的值(即，修正值Pmod)发送给频率控制部34。并且，功率控制部35将表示修正值Pmod的指令值(功率指令值)发送给高频电源5L以及5R。

1.4各种处理的详细

1.4.1分解计算处理

图5是对分解计算部32进行的处理的流程加以说明的流程图。图5所示的例程例如在钢板SS的前端到达了板宽度计17的位置的时机开始。

在图5所示的例程中，首先计算第一偏移量OA1i(步骤S11)。图6是对步骤S11的处理进行说明的图。在步骤S11中，首先，将钢板SS沿长度方向分割为n个。该分割可以以钢板SS的全长为对象来进行，也可以划分为预先设定的长度并反复进行。

接着，针对分割后的区域i(1≤i≤n)计算第一偏移量OA1i。第一偏移量OA1i是从图6所示的搬运线11的基准位置RL＿11到区域i中的中央位置CL＿SS为止的距离。关于第一偏移量OA1i的符号，使区域i中的中央位置CL＿SS位于比基准位置RL＿11靠驱动器侧DS的情况为负。

紧接着步骤S11，计算低次分量OA1i＿L(步骤S12)。在步骤S12中，对于第一偏移量OA1i的计测值Δxi设定低次(例如，3次、4次)的多项式。而且，通过执行使式(1)的误差error最小化的回归分析，来决定该多项式的系数。

在式(1)中，Δxai是根据低次的多项式计算的Δxi的近似值。将由该近似值Δxai表示的第一偏移量OA1i作为低次分量OA1i＿L。此外，也可以代替低次的多项式而使用样条函数。

紧接着步骤S12，计算高次分量OA1i＿H(步骤S13)。高次分量OA1i＿H由从计测值Δxi减去在步骤S12中计算出的近似值Δxai而得到的残差Δxi－Δxai表示。图7是表示步骤S12以及S13的处理的一个例子的图。如图7所示，在这些步骤中，假定为近似值Δxai相当于低次分量OA1i＿L，将残差Δxi－Δxai作为高次分量OA1i＿H。

紧接着步骤S13，计算低次分量OA1i＿Lmod(步骤S14)。低次分量OA1i＿Lmod是在步骤S13中计算出的低次分量OA1i＿L的修正值。使用第二偏移量OA2来进行低次分量OA1i＿L的修正。例如，在第二偏移量OA2的计测值Δyi与计测值Δxi之差|Δyi－Δxi|大于阈值ζ的情况下，根据该差使低次分量OA1i＿L偏移来进行修正。

由位于比板宽度计17靠下游的扫描温度计18计测第二偏移量OA2。因此，如果使用计测值Δyi，则低次分量OA1i＿L根据更接近边缘加热器2的位置处的偏移信息被微修正。

紧接着步骤S14，输出低次分量OA1i＿L以及高次分量OA1i＿H(步骤S15)。低次分量OA1i＿L被输出至位移控制部33。当在步骤S14中进行了修正的情况下，低次分量OA1i＿Lmod被输出至位移控制部33。高次分量OA1i＿H被输出至频率控制部34。

1.4.2位移控制处理

图8是对位移控制部33进行的处理的流程加以说明的流程图。在图8所示的例程中，首先取得低次分量OA1i＿L(步骤S21)。

紧接着步骤S21，判断低次分量OA1i＿L是否是规定范围内(步骤S22)。规定范围由电感器21R以及21L的宽度方向上的位置S的上限Smax以及下限Smin确定。上限Smax以及下限Smin基于移动装置26L以及26R的式样被预先设定。

在步骤S22的判断结果为肯定的情况下，目标位置Si被设定为初始位置S0+近似值Δxai(步骤S23)。目标位置Si是区域i通过电感器21L以及21R的位置时的、这些电感器的位置的目标值。初始位置S0是电感器21L以及21R的位置的初始值，基于搬运线11的基准位置被预先设定。

在步骤S22的判断结果为否定的情况下，目标位置Si被设定为上限Smax或者下限Smin(步骤S24)。具体而言，在低次分量OA1i＿L高于上限Smax的情况下，目标位置Si被设定为上限Smax。在低次分量OA1i＿L低于下限Smin的情况下，目标位置Si被设定为下限Smin。

紧接着步骤S23或者S24，输出位移量指令值(步骤S25)。具体而言，在步骤S23或者S24中设定的目标位置Si被输出至位置计算器6L以及6R。

1.4.3频率控制处理

图9是对频率控制部34进行的处理的流程加以说明的流程图。在图9所示的例程中，首先取得设定式的系数以及高次分量OA1i＿H(步骤S31)。设定式是用于设定目标频率的式子，以高次分量OA1i＿H为变量。作为设定式，可例示指数函数。

通过参照数据表来取得设定式的系数。图10是表示数据表的一个例子的图。在图10所示的例子中，对钢型以及板厚的每个划分设定了系数a、系数b、……。系数a、系数b、……基于离线模拟或实机试验来预先设定。

紧接着步骤S31，进行目标频率的计算(步骤S32)。具体而言，根据使用在步骤S31中取得的系数而确定的设定式、和在步骤S31中取得的高次分量OA1i＿H来计算目标频率。

紧接着步骤S32，计算钢板SS的宽度方向的升温量WA(步骤S33)。升温量WA基于预先设定值P与在步骤S32中计算出的目标频率来计算。在通过后述的功率控制处理修正预先设定值P的情况下，取代预先设定值P而将修正值Pmod用于升温量WA的计算。该情况下，分别计算操作人员侧OS的升温量WA和驱动器侧DS的升温量。

紧接着步骤S33，判断是否需要修正目标频率(步骤S34)。在步骤S34中，具体进行与升温量有关的判断、和与处理次数有关的判断。在与升温量有关的判断中，判断升温量WA与目标升温量TWA之差|WA－TWA|是否为阈值ε以下。目标升温量TWA是基于预先设定值P而设定的钢板SS的升温量的目标值。在与处理次数有关的判断中，判断步骤S34的反复次数N是否比阈值Nloop多。

在步骤S34的处理中，当判断为差|WA－TWA|＞阈值ε的情况下，判断为需要修正目标频率。另外，在判断为反复次数N≤阈值Nloop的情况下，也判断为需要修正。在任意情况下都修正目标频率(步骤S35)。而且，在目标频率的修正后，再次进行步骤S34的处理。步骤S34以及S35的处理被反复进行至在步骤S34的处理中得到与升温量或者处理次数有关的肯定的判断结果为止。

当在步骤S34的处理中得到了肯定的判断结果的情况下，判断为不需要修正目标频率。该情况下，输出频率指令值(步骤S35)。具体而言，在步骤S33的处理中升温量WA的计算所使用的目标频率的最新的值被分别输出至高频电源5L以及5R。

1.4.4功率控制处理

图11是对功率控制部35进行的处理的流程加以说明的流程图。在图11所示的例程中，首先取得入侧温度分布TD1i以及预先设定值P(步骤S41)。入侧温度分布TD1i是区域i中的入侧温度分布TD1。

紧接着步骤S41，计算钢板SS的宽度方向上的左端部与右端部的温度差(步骤S42)。温度差基于入侧温度分布TD1i来计算。用于计算温度差的位置为从区域i的左端以及右端分别离开了规定的距离的位置。

紧接着步骤S42，计算修正值Pmod，i(步骤S43)。修正值Pmod，i是区域i中的修正值Pmod。修正值Pmod，i的计算以在步骤S42中计算出的温度差变为零的方式进行。例如，在驱动器侧DS的温度比操作人员侧OS的温度高的情况下，基于式(2a)以及(2b)来分别计算修正值Pmod，i。

在式(2a)以及(2b)中，Pi是区域i中的预先设定值P。另外，Ti是区域i的左端部以及右端部的钢板SS的温度。右边第二项是以温度差的绝对值为变量的预先设定值P的函数。

紧接着步骤S43，输出修正值Pmod，i(步骤S44)。修正值Pmod，i被用于频率控制处理中的升温量WA的计算。修正值Pmod，i还被分别输出至高频电源5L以及5R。

1.5效果

根据实施方式1涉及的控制系统，第一偏移量OA1被分离为低次分量OA1＿L以及高次分量OA1＿H。另外，基于入侧温度分布TD1来修正预先设定值P。并且，基于修正值Pmod和高次分量OA1＿H来分别设定高频电源5L以及5R的目标频率。

如已经叙述那样，高次分量OA1＿H是在钢板SS的搬运中以相对短的周期变化的分量。而且，频率的控制响应性优异。因此，通过基于所设定的目标频率来分别控制高频电源5L以及5R，即便是重叠尺寸(参照图2)以短的周期变化那样的情况，也能够使钢板SS的宽度方向的温度分布均匀。

另外，根据实施方式1涉及的控制系统，基于低次分量OA1＿L来设定电感器21L以及21R的目标位置S，并且，基于该目标位置S来计算马达的控制量。如已经叙述那样，低次分量OA1＿L是在钢板SS的搬运中以相对长的周期变化的分量。因此，通过基于计算出的控制量来控制马达，即便是重叠尺寸以长的周期变化那样的情况，也能够使钢板SS的宽度方向的温度分布均匀。

1.6实施方式1的变形例

在上述的实施方式1中，使用第二偏移量OA2修正了低次分量OA1＿L(参照图5的步骤S14)。然而，该修正处理也可以被省略。该情况下，只要省略步骤S14的处理，并将通过步骤S12以及S13计算出的低次分量OA1＿L以及高次分量OA1＿H在步骤S15中输出即可。另外，该情况下，由于不需要计测第二偏移量OA2，所以扫描温度计18只要仅计测上游侧温度分布即可。因此，板宽度计17与扫描温度计18的位置可以与图1所示的位置相反。即，可以在板宽度计17的上游设置扫描温度计18。

1.7实施方式1与第一发明的对应关系

在上述的实施方式1中，电感器21L相当于第一发明的“第一电感器”，电感器21R相当于第一发明的“第二电感器”。高频电源5L相当于第一发明的“第一高频电源”，高频电源5R相当于第一发明的“第二高频电源”。移动装置26R相当于第一发明的“第一移动装置”，与移动装置26R成对的移动装置相当于第一发明的“第二移动装置”。板宽度计17相当于第一发明的“第一计测器”，扫描温度计18相当于第一发明的“第二计测器”。低次分量OA1＿L相当于第一发明的“长周期分量”，高次分量OA1＿H相当于第一发明的“短周期分量”。

2.实施方式2

接下来，参照图12至13对本发明的实施方式2进行说明。以下，适当地省略与上述实施方式1的说明重复的说明。

2.1热轧设备的整体结构

图12是表示应用本发明的实施方式2涉及的控制系统的热轧设备的结构例的简要图。如图12所示，热轧设备1具备扫描温度计19。其他的结构与图1所示的结构相同。

扫描温度计19被设置在边缘加热器2与精轧机14之间。扫描温度计19计测钢板SS的宽度方向的温度分布。扫描温度计19计测出的温度分布也被称为“出侧温度分布TD2”。扫描温度计19将计测出的出侧温度分布TD2的信息发送给控制装置3。

2.2控制装置的结构

图13是对控制装置3的功能结构例进行说明的框图。如图13所示，控制装置3具备功率修正部36。其他的功能结构与图4所示的构成基本相同。

功率修正部36基于入侧温度分布TD1以及出侧温度分布TD2来计算实际的升温量AWA。升温量AWA基于在区域i的左端部与右端部分别计算出的温度差DT来计算。温度差DT是基于入侧温度分布TD1而计算的钢板SS的规定位置处的温度(即，加热前温度)与基于出侧温度分布TD2而计算的钢板SS的规定位置处的温度(即，加热后温度)的误差。规定位置是从区域i的左端以及右端分别离开了规定的距离的位置。

功率修正部36设定用于使计算出的升温量AWA与在频率控制处理中计算出的升温量WA的误差为零的修正系数。该修正系数根据温度差DT被预先设定。功率修正部36将所设定的修正系数发送给功率控制部35。在区域i的左端部中的温度差DT与区域i的右端部中的温度差不同的情况下，功率修正部36将对左端部和右端部分别设定的修正系数发送给功率控制部35。

功率控制部35使用从功率修正部36送来的修正系数对预先设定值P进行修正。在已经通过功率控制处理修正了预先设定值P的情况下，功率控制部35使用修正系数对修正值Pmod进一步修正。在进行了使用修正系数的修正的情况下，功率控制部35将修正后的功率的值发送给频率控制部34。除此之外，功率控制部35将表示修正后的功率的值的指令值(功率指令值)发送给高频电源5L以及5R。

2.3效果

根据实施方式2涉及的控制系统，基于温度差DT来修正预先设定值P或者修正值Pmod。因此，能够提高钢板SS的宽度方向的温度分布的均匀性。

2.4实施方式2与第三发明的对应关系

在上述的实施方式2中，扫描温度计19相当于第三发明的“第三计测器”。

附图标记说明：

1…热轧设备；2…边缘加热器；3…控制装置；4…上级计算器；5L、5R…高频电源；11…搬运线；13…粗轧机；14…精轧机；17…板宽度计；18、19…扫描温度计；21L、21R…电感器；26R…移动装置；31…信息取得部；32…分解计算部；33…位移控制部；34…频率控制部；35…功率控制部；36…功率修正部；OA1…第一偏移量；OA2…第二偏移量；OA1＿H…高次分量；OA1＿L…低次分量；P…预先设定值；Pmod…修正值；SS…钢板。

Claims (3)

1.一种边缘加热器的控制系统，其特征在于，具备：

边缘加热器，具有第一电感器以及第二电感器并被设置在粗轧机与精轧机之间，该第一电感器以及第二电感器分别对在搬运线上被搬运的金属材料的宽度方向上的两端部进行加热；

第一高频电源，向所述第一电感器供给第一交流电流；

第二高频电源，向所述第二电感器供给第二交流电流；

第一移动装置，变更与所述搬运线的搬运方向正交的方向上的所述第一电感器的位置；

第二移动装置，变更所述正交的方向上的所述第二电感器的位置；

第一计测器，被设置在所述粗轧机与所述边缘加热器之间，计测从所述搬运线的基准位置到所述宽度方向上的中央位置为止的偏移量；

第二计测器，被设置在所述粗轧机与所述边缘加热器之间，计测所述宽度方向上的温度分布作为入侧温度分布；以及

控制装置，基于所述偏移量和所述入侧温度分布来控制所述第一高频电源、所述第二高频电源、所述第一移动装置以及所述第二移动装置，

所述控制装置

将所述金属材料的规定区间的所述偏移量分离为在所述金属材料的搬运中以相对长的周期变化的长周期分量以及在所述搬运中以相对短的周期变化的短周期分量，

基于所述长周期分量，分别计算在所述边缘加热器对所述金属材料的加热中的用于控制所述第一移动装置以及所述第二移动装置的控制量，

基于所述入侧温度分布来修正所述第一高频电源以及所述第二高频电源的功率的预先设定值，

基于所述功率的修正值和所述短周期分量来分别设定在所述边缘加热器对所述金属材料的加热中的所述第一交流电流以及所述第二交流电流的频率。

2.根据权利要求1所述的边缘加热器的控制系统，其特征在于，

所述第一计测器计测所述偏移量作为第一偏移量，

所述第二计测器被设置在所述第一计测器与所述边缘加热器之间，还计测从所述基准位置到所述中央位置为止的第二偏移量，

所述控制装置

在计算所述控制量之前，使用所述规定区间的所述第二偏移量来修正所述长周期分量，

在设定所述频率之前，使用所述规定区间的所述第二偏移量来修正所述短周期分量。

3.根据权利要求1或2所述的边缘加热器的控制系统，其特征在于，

所述控制系统还具备第三计测器，该第三计测器被设置在所述边缘加热器与所述精轧机之间，计测所述宽度方向上的温度分布作为出侧温度分布，

所述控制装置

基于所述入侧温度分布来计算所述金属材料的长度方向上的规定位置处的温度作为加热前温度，

基于所述出侧温度分布来计算所述金属材料的所述规定位置处的温度作为加热后温度，

基于所述加热前温度与所述加热后温度之差来修正所述预先设定值或者所述修正值。

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