DE102018200932A1 - Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung und Aufwicklungskühlungs-Steuerverfahren - Google Patents

Abstract

Eine Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung 100 wird bereitgestellt, um die Produktionsqualität eines auf einer Warmwalzstraße hergestellten Stahlblechs zu verbessern. Die Vorrichtung enthält: eine Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinrichtung, welche für jeden Abschnitt eines Stahlblechs, welches in der Längsrichtung eine vordefinierte Länge hat, eine sich von der Ausgabe aus einem Warmwalzwerk 152 bis zum Übergang auf eine Aufwickelhaspel 163 ändernde Solltemperatur so berechnet, dass der Volumenanteil der Ferritphase des Walzguts in allen Abschnitten im Wesentlichen konstant ist; eine Kühlbefehl-Berechnungseinrichtung, welche für jeden Abschnitt einen Kühlbefehl für Kühlköpfe 163 einer Aufwicklungskühlvorrichtung 160 so berechnet, dass die Temperatur jedes durch die Kühlvorrichtung zu kühlenden Abschnitts mit der berechneten Solltemperatur übereinstimmt; und eine Kopfmuster-Ausgabeeinrichtung, welche ein Öffnungs-/Schließmuster jedes Kühlkopfs in vordefinierten Zeitintervallen auf der Grundlage des berechneten Kühlbefehls berechnet und dieses an die Kühlvorrichtung ausgibt.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung, welche eine in einer Warmwalzstraße enthaltene Aufwicklungskühlvorrichtung steuert, und ein Aufwicklungskühlungs-Steuerverfahren.
• STAND DER TECHNIK
• In den letzten Jahren steigt die Qualität von Stahlblechen wie in dem Fall von Dual-phase- (DP-) Stahl und Transformation-induced-plasticity- (TRIP-) Stahl. Allgemein, wie in der Fachwelt bekannt ist, wirkt sich beim Walzen von DP-Stahl und TRIP-Stahl die Haltezeit bei einer Zwischentemperatur auf halbem Weg der Abkühlung zwischen dem Abkühlungsbeginn und dem Abkühlungsabschluss (im Folgenden als die Zwischen-Luftkühlzeit bezeichnet) stark auf den Volumenanteil der Ferritphase aus. Folglich ist es erforderlich, die Zwischen-Luftkühlzeit so zu steuern, dass sie in einem bestimmten Zeitrahmen liegt. Die Qualität des Stahlblechs verschlechtert sich, wenn die Zwischen-Luftkühlzeit kürzer oder länger als der Zeitrahmen ist. Angesichts dessen wird bei der Steuerung der Kühlung des Stahlblechs nicht nur die Aufwickeltemperatur, sondern auch die Zwischentemperatur an die Solltemperatur angeglichen. Ferner wird eine Steuerung zum Vorsehen der Zwischen-Luftkühlzeit, während welcher die Stahlblechtemperatur über eine feste Zeitspanne in der Nähe der Zwischentemperatur gehalten wird, durchgeführt.
• Patentdokument 1 offenbart ein Beispiel einer Kühlvorrichtung, welche die Steuerung der Kühlung eines solchen Stahlblechs ermöglicht. Gemäß dem Steuerverfahren werden mindestens die Temperatur des Walzguts, die Wasserabkühlgeschwindigkeit und die Luftkühlzeit als die Steuergrößen verwendet. Bezüglich jeder dieser Steuergrößen werden die Prioritätenfolge und der zulässige Wert ermittelt, und eine Sollwertkorrekturberechnung wird gemäß der Prioritätenfolge durchgeführt, um den zulässigen Wert einzuhalten.
• Patentdokument 2 offenbart ein Beispiel einer Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung, ausgestattet mit einer Einrichtung zur Berechnung für die Wasserkühlung gesperrter Köpfe, welche die jeweiligen Kopfmuster vorgelagerter Kühleinrichtungen und nachgelagerter Kühleinrichtungen mit einem dazwischen befindlichen Zwischenthermometer berechnet und welche den den Öffnungsvorgang unterdrückenden Kopf in der Nähe des Zwischenthermometers festlegt. In dieser Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung wird der Öffnungsvorgang des Kopfs in der Nähe des Zwischenthermometers unterdrückt, wodurch die Steuerung so durchgeführt wird, dass die Zwischen-Luftkühlzeit innerhalb des Sollbereichs liegt.
• DRUCKSCHRIFTENVERZEICHNIS
• Patentdokumente
• Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2007-268540
• Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2015-54322
• KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• Obwohl die obigen Verfahren nach Stand der Technik eine Steuerung unter Berücksichtigung der Kühltemperatur, des Musters und der Zwischentemperatur des Stahlblechs gestatten, ist davon auszugehen, dass sie, was eine Verbesserung der Genauigkeit der Temperatursteuerung und der Einhaltung der Zwischen-Luftkühlzeit anbelangt, Probleme wie folgt haben.
• Obwohl Patentdokument 1 die Durchführung der Sollwertkorrekturberechnung gemäß einer gegebenen Prioritätenfolge, um den zulässigen Wert einzuhalten, offenbart, offenbart es kein Verfahren zum Ermitteln der Prioritätenfolge und des zulässigen Werts zwischen den Steuergrößen einschließlich der Temperatur des Walzguts, der Wasserabkühlgeschwindigkeit und der Luftkühlzeit. Um die Prioritätenfolge der Steuergrößen und den zulässigen Wert zu ermitteln, ist es erforderlich, die Qualität des Stahlblechs unter Variieren einer oder einer Vielzahl der Steuergrößen innerhalb oder außerhalb des zulässigen Werts bezüglich einer riesigen Anzahl von Kombinationen der Steuergrößen zu untersuchen.
• Obwohl Patentdokument 2 ein Verfahren zum Durchführen einer voreingestellten Steuerung dergestalt, dass die Zwischen-Luftkühlzeit innerhalb des Sollbereichs liegt, offenbart, wird die Beziehung zwischen der Prioritätenfolge der Kühlköpfe, der Prioritätenfolge der Kennzeichen „Für die Wasserkühlung gesperrt“ und dem Volumenanteil der Ferritphase nicht erklärt. Somit bleibt zum Beispiel in dem Fall, in welchem die Stahlblechgeschwindigkeit geändert wird, ein zu lösendes Problem bezüglich des Kühlungssteuerverfahrens zum Erzielen eines gewünschten Ferritphasen-Volumenanteils.
• Allgemein wird das Walzen eines Stahlblechs mit einer niedrigen Geschwindigkeit gestartet und wird danach das Walzen mit einer festen maximalen Geschwindigkeit fortgesetzt. Das gewalzt werdende Stahlblech wird zum Abschluss des Walzens hin verlangsamt, wenn der hintere Endteil sich nähert, bevor er mit langsamer Geschwindigkeit aus der Walzstraße hinausgeführt wird. Auf diese Weise wird die Walzgeschwindigkeit des Stahlblechs geändert, so dass die Zeit zwischen dem Augenblick, in welchem das Stahlblech aus der Walzstraße hinausgeführt wird, und dem Augenblick, in welchem die Position des Zwischenthermometers erreicht wird, sich je nach dem Teilstück des Stahlblechs in Längsrichtung ändert. Folglich besteht, auch wenn die Abkühlgeschwindigkeit auf einen festen Wert gesteuert wird, die Möglichkeit, dass der Volumenanteil der durch Ferritumwandlung erzeugten Ferritphase nicht fest ist.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung und ein Aufwicklungskühlungs-Steuerverfahren bereitzustellen, welche eine Soll-Aufwickeltemperatur für ein auf einer Warmwalzstraße hergestelltes Metallblech wie ein Stahlblech realisieren und gestatten, den Volumenanteil mindestens einer umgewandelten Phase des Metallblechs zwischen den Blech-Teilstücken in Längsrichtung gleichzumachen.
• Um die obige Aufgabe der Erfindung zu erfüllen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine eine Aufwicklungskühlvorrichtung, welche mit einer Vielzahl von Kühlköpfen ausgestattet ist, welche Kühlwasser auf ein durch ein Warmwalzwerk gewalztes und durch eine Aufwickelhaspel aufgewickeltes Walzgut abgeben, steuernde Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung bereitgestellt, enthaltend: eine Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit, welche bezüglich jedes durch Unterteilung des Walzguts in einer vordefinierten Länge in der Längsrichtung erhaltenen Abschnitts des Walzguts in einem Fall, in welchem jeder Abschnitt eine Änderung zwischen einem Augenblick, in welchem jeder Abschnitt aus dem Warmwalzwerk ausgegeben wird, und einem Augenblick, in welchem jeder Abschnitt auf die Aufwickelhaspel läuft, durchmacht, einen Solltemperaturverlauf so berechnet, dass der Volumenanteil mindestens einer umgewandelten Phase des Walzguts zwischen den Abschnitten im Wesentlichen feststehend ist; eine Kühlbefehl-Berechnungseinheit, welche für jeden Abschnitt einen Kühlbefehl für jeden Kühlkopf berechnet, welcher Kühlbefehl bewirkt, dass eine Temperatur, auf welche jeder Abschnitt durch die Aufwicklungskühlvorrichtung gekühlt wird, mit dem berechneten Solltemperaturverlauf übereinstimmt; und/oder eine Kopfmuster-Ausgabeeinheit, welche ein Öffnungs-/Schließmuster jedes Kühlkopfs für jede vordefinierte Zeitspanne auf der Grundlage des für jeden Abschnitt berechneten Kühlbefehls für jeden Kühlkopf berechnet und das berechnete Öffnungs-/Schließmuster an die Aufwicklungskühlvorrichtung ausgibt.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Soll-Aufwickeltemperatur für ein auf einer Warmwalzstraße hergestelltes Metallblech wie ein Stahlblech zu realisieren und den Volumenanteil mindestens einer umgewandelten Phase des Metallblechs zwischen den Blech-Teilstücken in Längsrichtung gleichzumachen. Somit ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Produktionsqualität eines auf einer Warmwalzstraße hergestellten Metallblechs wie eines Stahlblechs zu verbessern.
• Figurenliste
• 1 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel der Konstruktion einer Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eines Gegenstands der Steuerung veranschaulicht;
• 2 ist eine Tabelle, welche ein Beispiel der chemischen Zusammensetzung eines den Gegenstand des Walzens darstellenden Stahlblechs zeigt;
• 3 ist ein Schaubild, welches ein Beispiel einer Phasenumwandlungsstartbedingung schematisch veranschaulicht;
• 4 zeigt ein Beispiel einer Isotherme-Umwandlungsratenkoeffizienten-Tabelle bezüglich einer Phasenumwandlungsstart-Kohlenstoffkonzentration C_FT einer Ferritumwandlung;
• 5 ist ein Schaubild, welches die Zeit t_F,target, zu welcher der Ferritphasen-Volumenanteil X_F den Soll-Ferritvolumenanteil X_F,target erreicht, bei jeder durch Unterteilen des Abschnitts zwischen einer Vielzahl von Temperaturen in vordefinierte Intervalle erhaltenen Temperatur zeigt;
• 6 ist ein Ablaufplan, welcher ein Beispiel des durch die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit auszuführenden Verarbeitungsablaufs zeigt;
• 7 ist ein Schaubild, welches ein Beispiel des in einem Vergleichsbeispiel (Verfahren nach Stand der Technik) erhaltenen Solltemperaturverlaufs bei jeder Stahlblechgeschwindigkeit V₁ < V₂ < V₃ < V₄ zeigt;
• 8 ist ein Schaubild, welches ein Beispiel des in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhaltenen Solltemperaturverlaufs bei jeder Stahlblechgeschwindigkeit V₁ < V₂ < V₃ < V₄ zeigt;
• 9 ist ein Schaubild, welches den Ferritphasen-Volumenanteil eines auf der Grundlage des Vergleichsbeispiels (Verfahrens nach Stand der Technik) hergestellten warmgewalzten DP-Stahls zeigt;
• 10 ist ein Schaubild, welches den Ferritphasen-Volumenanteil eines auf der Grundlage der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellten warmgewalzten DP-Stahls zeigt; und
• 11 ist ein Schaubild, welches die durchschnittliche Ferritkristallkorngröße des warmgewalzten DP-Stahls der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit dem Vergleichsbeispiel (Verfahren nach Stand der Technik) zeigt.
• BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen, und auf eine nochmalige Beschreibung derselben wird verzichtet.
• [Überblick über die Konstruktion einer Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung 100]
• 1 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel der Konstruktion einer Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eines Gegenstands 150 der Steuerung veranschaulicht. Wie in 1 gezeigt, empfängt die Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung 100 verschiedene Signale (Istwerte der Stahlblechgeschwindigkeit, Aufwickeltemperatur usw.) von dem Gegenstand 150 der Steuerung und gibt sie Steuersignale gemäß den Istwerten an den Gegenstand 150 der Steuerung aus.
• Hier wird zuerst die Konstruktion des Gegenstands 150 der Steuerung beschrieben. In dem Fall der vorliegenden Ausführungsform ist der Hauptbestandteil des Gegenstands 150 der Steuerung eine Aufwicklungskühlvorrichtung 160 in einer Warmwalzanlage. Die Aufwicklungskühlvorrichtung 160 ist zwischen einem Warmwalzwerk 152 und einer Aufwickelhaspel 154 angeordnet und kühlt ein durch eine Walzstraße 153 des Warmwalzwerks 152 gewalztes Stahlblech 151 auf einer Temperatur von ungefähr 850 °C bis 900 °C. Die Aufwickelhaspel 154 wickelt das durch die Aufwicklungskühlvorrichtung 160 gekühlte Stahlblech 151 auf. Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform das durch das Warmwalzwerk 152 gewalzte Walzgut ein Stahlblech ist, dessen Hauptbestandteil Eisen wie DP-Stahl und TRIP-Stahl ist, ist das Walzgut nicht auf ein Stahlblech beschränkt.
• Die Aufwicklungskühlvorrichtung 160 besteht aus einer oberen Kühlvorrichtung 161, welche das Stahlblech 151 von der Oberseite mit Wasser kühlt, und einer unteren Kühlvorrichtung 162, welche das Stahlblech 151 von der Unterseite mit Wasser kühlt. Die obere Kühlvorrichtung 161 und die untere Kühlvorrichtung 162 weisen eine Vielzahl Kühlwasser abgebender Kühlköpfe 163 auf, welche jeweils an oberen und unteren Positionen, wobei das Stahlblech 151 dazwischen liegt, entlang der Längsrichtung des Stahlblechs 151 angeordnet sind. Jeder Kühlkopf 163 ist durch eine große Anzahl entlang der Querrichtung des Stahlblechs 151 angeordneter Düsen gebildet.
• Die Vielzahl entlang der Längsrichtung des Stahlblechs 151 angeordneter Kühlköpfe 163 ist in Abschnitte unterteilt, welche jeweils eine vordefinierte Anzahl Köpfe enthalten. Jeder Abschnitt der Vielzahl von Kühlköpfen 163 wird als eine Bank 164 bezeichnet. Hier werden die entlang der Längsrichtung des Stahlblechs 151 auf der Walzstraße-153-Seite angeordneten Bänke 164 als eine vordere Bankgruppe 165 bezeichnet. Entsprechend werden die entlang der Längsrichtung des Stahlblechs 151 in dem mittleren Teil angeordneten Bänke 164 als eine mittlere Bankgruppe 166 bezeichnet und werden die auf der Seite der Aufwickelhaspel 154 angeordneten Bänke 164 als eine hintere Bankgruppe 167 bezeichnet.
• Ferner sind in dem Gegenstand 150 der Steuerung, um die Temperatur des Stahlblechs 151 unter Kühlungssteuerung zu erfassen, Messinstrumente wie ein ausgabeseitiges Fertigbearbeitungs-Thermometer 170, ein Zwischenthermometer 171 und ein Aufwickelthermometer 172 vorgesehen. Das ausgabeseitige Fertigbearbeitungs-Thermometer 170 misst die Temperatur des Stahlblechs 151 unmittelbar nach dem Walzen in dem Warmwalzwerk 152. Das in der Nähe des mittleren Teils der Aufwicklungskühlvorrichtung 160 installierte Zwischenthermometer 171 misst die Temperatur des seinen Einbauort passierenden Stahlblechs 151. Das Aufwickelthermometer 172 misst die Temperatur des Stahlblechs 151 unmittelbar vor dem Aufwickeln durch die Aufwickelhaspel 154.
• Ferner wird die Konstruktion der Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung 100 anhand von 1 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform besteht die Aufgabe der durch die Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung 100 ausgeführten Aufwicklungskühlungssteuerung darin, dafür zu sorgen, dass die durch das Aufwickelthermometer 172 gemessene Temperatur des Stahlblechs 151 mit der Soll-Aufwickeltemperatur übereinstimmt, und dafür zu sorgen, dass der Ferrit-Volumenanteil des Stahlblechs 151 mit dem Soll-Volumenanteil übereinstimmt. Um diese Aufgabe der Steuerung zu erfüllen, gibt die Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung 100 einen Öffnungs- oder Schließbefehl an jeden der die Aufwicklungskühlvorrichtung 160 darstellenden Kühlköpfe 163 aus. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Öffnungs- oder Schließbefehl ein Befehl, welcher angibt, ob Kühlwasser aus den Kühlköpfen 163 abgegeben werden soll oder nicht. Es kann auch ein Befehl sein, welcher die Menge abgegebenen Kühlwassers angibt.
• Die Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung 100 besteht aus einem normalen Computer, welcher mindestens mit einer Verarbeitungseinheit 110 und einer Speichereinheit 101 ausgestattet ist. Hier enthält die Verarbeitungseinheit 110 Funktionsbausteine wie eine Phasenumwandlungsstartbedingungs-Berechnungseinheit 111, eine Haltebedingungs-Berechnungseinheit 112, eine Blechtemperatur-Schätzungseinheit 113, eine Stahlblechgeschwindigkeitsmuster-Korrektureinheit 114, eine Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120, eine Kühlbefehl-Berechnungseinheit 130 und eine Kopfmuster-Ausgabeeinheit 140. Ferner speichert die Speichereinheit 101 verschiedene Elemente von Steuerinformationen wie eine Soll-Fertigbearbeitungs-Ausgabetemperatur, ein Soll-Aufwickeltemperatur-Stahlblechgeschwindigkeitsmuster, eine Isotherme-Umwandlungsratenkoeffizienten-Tabelle, eine Phasenumwandlungsstartbedingungs-Tabelle, einen Soll-Volumenanteil und Daten über die chemische Zusammensetzung des Stahlblechs.
• Die wie oben beschrieben aufgebaute Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung 100 wird durch einen normalen, mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) und einer Speichervorrichtung (einem Halbleiterspeicher, einer magnetischen Festplatte usw.) ausgestatteten und zum Ausführen verschiedener Berechnungsverarbeitungsoperationen und Steuerverarbeitungsoperationen konfigurierten Computer realisiert. In diesem Fall wird die Funktion jedes die Verarbeitungseinheit 110 bildenden Funktionsbausteins realisiert, indem die CPU veranlasst wird, ein in der Speichervorrichtung gespeichertes vordefiniertes Programm auszuführen. Ferner wird die Speichereinheit 101 durch Speichern vordefinierter Daten in einem einem Teil der Speichervorrichtung zugeteilten Speicherbereich realisiert.
• In der vorliegenden Ausführungsform bestehen durch den Benutzer bestimmte Steuerinformationen aus einer Soll-Fertigbearbeitungs-Ausgabetemperatur T_F , einer Soll-Aufwickeltemperatur T_C, einem Soll-Phasenvolumenanteil von Ferrit oder dergleichen und einem Stahlblechgeschwindigkeitsmuster. Diese Steuerinformations-Elemente können durch den Benutzer über eine zu der Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung 100 gehörende Eingabevorrichtung direkt eingegeben werden oder können von einem Host-Computer 50 aus über ein Netz eingegeben werden.
• Im Folgenden wird jeder die Verarbeitungseinheit 110 der Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung 100 bildende Funktionsbaustein anhand der Figuren auch ab 2 ausführlich beschrieben.
• Phasenumwandlungsstartbedingungs-Berechnungseinheit 111
• Die Phasenumwandlungsstartbedingungs-Berechnungseinheit 111 erhält die Phasenumwandlungsstart-Kohlenstoffkonzentration C_FT und C_MT und die Phasenumwandlungsstart-Temperaturen T_FT und T_MT bezüglich Ferrit und Martensit zum Realisieren des Soll-Phasenvolumenanteils X_F der Ferritphase auf der Grundlage der in der Speichereinheit 101 gespeicherten Daten der Phasenumwandlungsstartbedingungs-Tabelle, des Soll-Phasenvolumenanteils und der chemischen Zusammensetzung des Stahlblechs.
• Was die Speichereinheit 101 anbelangt, erhält die Phasenumwandlungsstartbedingungs-Berechnungseinheit 111 zuerst eine der chemischen Zusammensetzung des zu walzenden Stahlblechs 151 entsprechende Phasenumwandlungsstartbedingung. 2 ist eine Tabelle, welche ein Beispiel der chemischen Zusammensetzung des zu walzenden Stahlblechs 151 zeigt. In 2 stellen die Daten jeder Spalte jeder Zeile den Gehalt an einem in dem Stahlblech 151 enthaltenen, durch „Zusammensetzungs-Nr.“ identifizierten Element dar. Die „Zusammensetzungs-Nr.“ des Stahlblechs 151 wird durch den Benutzer bestimmt, bevor das Walzen desselben gestartet wird.
• Die Phasenumwandlungsstartbedingung wird als die Beziehung zwischen Kohlenstoffkonzentration C und Temperatur T für jeden Umwandlungstyp (TRF_TYPE) ausgedrückt. In der vorliegenden Beschreibung wird diese als {TRF_TYPE, C, T} ausgedrückt. 3 ist ein Schaubild, welches ein Beispiel der Phasenumwandlungsstartbedingung schematisch veranschaulicht. In 3 ist die Phasenumwandlungsstartbedingung in einem Schaubild, in welchem die horizontale Achse der Kohlenstoffkonzentration C entspricht und in welchem die vertikale Achse der Temperatur T entspricht, als die Beziehung zwischen Kohlenstoffkonzentration C und Temperatur T für jede von vier Arten von Phasenumwandlungstypen TRF_TYPE gezeigt. Hier stellen Bezeichnungen Tf(C), Tp(C), Tb(C) und Tm(C) die Phasenumwandlungsstartbedingung für Ferritumwandlung, Perlitumwandlung, Bainitumwandlung beziehungsweise Martensitumwandlung dar. Obwohl in 3 die Phasenumwandlungsstartbedingungen zur Vereinfachung als Geraden dargestellt sind, sind sie allgemein als Kurven auszudrücken.
• Die Phasenumwandlungsstartbedingungs-Tabelle {TRF_TYPE, C, T} kann zum Beispiel mittels des wohlbekannten Phasendiagrammberechnungs- (CALPHAD-) Verfahrens berechnet werden. In diesem Fall ist es möglich, durch Hinzufügen der Versetzungsdichte-Energie der Austenitphase, welche von der Walzbedingung abhängt, ein genaueres Ergebnis zu erreichen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Phasenumwandlungsstartbedingung {TRF_TYPE, C, T} als eine Phasenumwandlungsstartbedingungs-Tabelle in der Speichereinheit 101 gespeichert. Jedoch kann das Programm des CALPHAD-Verfahrens installiert werden.
• Anschließend berechnet die Phasenumwandlungsstartbedingungs-Berechnungseinheit 111 auf der Grundlage des zuvor durch den Benutzer eingegebenen Soll-Phasenvolumenanteils X_F der Ferritphase die Kohlenstoffkonzentration zum Zeitpunkt des Phasenumwandlungsstarts. Zum Beispiel in dem Fall eines aus der Ferritphase und der Martensitphase bestehenden DP-Stahls kann die Kohlenstoffkonzentration C_FT beim Starten der Umwandlung von der Austenitphase in die Ferritphase mittels der folgenden Gleichung (1) berechnet werden: $${\text{C}}_{\text{FT}}={\text{C}}_0$$

  

  wobei Co die Kohlenstoffkonzentration des Stahlblechs 151 ist.
• Die Kohlenstoffkonzentration C_MT beim Starten der Umwandlung von der Austenitphase in die Martensitphase kann mittels der folgenden Gleichung (2) berechnet werden: $${\text{C}}_{\text{MT}}=\left({\text{C}}_0-{\text{X}}_{\text{F}}\times {\text{C}}_{\text{F}}\right)/\left(1-{\text{X}}_{\text{F}}\right)$$

  

  wobei C_F die Kohlenstoffkonzentration der Ferritphase und X_F der Phasenvolumenanteil der Ferritphase ist.
• Ferner erhält die Phasenumwandlungsstartbedingungs-Berechnungseinheit 111 aus der Phasenumwandlungsstartbedingung {TRF_TYPE, C, T} eine der Kohlenstoffkonzentration zum Zeitpunkt des Phasenumwandlungsstarts entsprechende Temperatur. In dem Beispiel des DP-Stahls wird die der Bedingung: TRF_TYPE=FT (Ferritumwandlung) und C ≈ C_FT entsprechende Temperatur als die Ferritumwandlungs-Starttemperatur T_FT angesehen und wird die der Bedingung: TRF_TYPE=MT (Martensitumwandlung) und C ≈ C_MT entsprechende Temperatur als die Martensitumwandlungs-Starttemperatur T_MT angesehen. Hier bedeutet das Zeichen „≈“ Interpolation. Als das Interpolationsverfahren kann die Lagrangesche Interpolation verwendet werden. Neben diesem ist eine Vielzahl von Interpolationsverfahren, darunter auch die lineare Interpolation, bekannt.
• Die Phasenumwandlungsstartbedingungs-Berechnungseinheit 111 gibt die Phasenumwandlungsstart Kohlenstoffkonzentration C_FT, C_MT und die Phasenumwandlungsstarttemperatur T_FT, T_MT zum Realisieren des Ferritphasen-Soll-Phasenvolumenanteils X_F aus.
• [Haltebedingungs-Berechnungseinheit 112]
• Um die Temperatur des Stahlblechs 151 während des Kühlens über eine feste Zeitspanne auf einer festen Temperatur zu halten, berechnet die Haltebedingungs-Berechnungseinheit 112 die Haltetemperatur und die Haltezeit als die Haltetemperatur T_H und die Haltezeit Δ_H . Hier entsprechen die Haltetemperatur T_H und die Haltezeit Δ_H der Zwischentemperatur und der Zwischen-Luftkühlzeit, wie sie allgemein bezeichnet werden.
• Die Haltebedingungs-Berechnungseinheit 112 zieht zuerst die in der Speichereinheit 101 gespeicherte Isotherme-Umwandlungsratenkoeffizienten-Tabelle heran und erhält die Isotherme-Umwandlungsratenkoeffizienten (im Folgenden als Zeit/Temperatur-Transformationsraten- (TTT-Raten-) Koeffizienten bezeichnet) n und k in dem Fall, dass die chemische Zusammensetzung der Phasenumwandlungsstart-Kohlenstoffkonzentration C_FT, C_MT entspricht. Ferner berechnet die Haltebedingungs-Berechnungseinheit 112 unter Verwendung der TTT-Raten-Koeffizienten n und k die TTT-Rate. Die TTT-Rate kann zum Beispiel mittels der folgenden, als Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov- (JMAK-) Modell bekannten Gleichung (3) berechnet werden: $${\text{DX}}_{\text{F}}/\text{dt}=\text{n}\times \text{k}\times {\text{t}}^{\left(\text{n-1}\right)}\times {\text{X}}_{\text{A}}$$

  

  wobei x_A der Volumenanteil der Austenitphase ist und n und k TTT-Raten-Koeffizienten sind.
• 4 zeigt ein Beispiel der Isotherme-Umwandlungsratenkoeffizienten-Tabelle bezüglich der Phasenumwandlungsstart-Kohlenstoffkonzentration C_FT der Ferritumwandlung. Wie in 4 gezeigt, wird in der vorliegenden Ausführungsform die Ratenkoeffiziententabelle unter Verwendung des JMAK-Modells als {Temperatur T, n, k} ausgedrückt.
• Der TTT-Raten-Koeffizient kann zum Beispiel durch Regression der Daten der TTT-Tabelle (des TTT-Schaubilds), welche (welches) man aus einem Phasenumwandlungsversuch gewonnen hat, erstellt werden. Ferner lässt er sich unter Verwendung eines Phasenumwandlungsraten-Berechnungsmodells berechnen. Ein Beispiel des Phasenumwandlungsraten-Berechnungsmodells steht auf den Seiten 423 - 432 von ISIJ International Vol. 32 (1992).
• Anhand von 5 wird ein Verfahren zum Erhalten der Haltetemperatur T_H und der Haltezeit Δ_H durch Verwenden der Isotherme-Umwandlungsratenkoeffizienten-Tabelle beschrieben. 5 ist ein Schaubild, welches durch Zeitintegration der Gleichung (3) durch eine zum Beispiel durch Unterteilung des Intervalls zwischen T_FT und T_MT in Abschnitte von jeweils 5 °C erhaltene Vielzahl von Temperaturen die Zeit t_F,target, bei welcher der Volumenanteil X_F der Ferritphase den Soll-Ferritvolumenanteil X_F,target erreicht, zeigt. Die Temperatur t_x, bei welcher die durch dieses Schaubild erhaltene Zeit t_F,target am kürzesten ist, wird ausgewählt und als eine Nasentemperatur T_nose verwendet. Dann erhält man die Zeit t_F,target bei der Nasentemperatur T_nose als t_x. Die Haltebedingungs-Berechnungseinheit 112 gibt die so erhaltenen T_nose und tx als die Haltetemperatur T_H beziehungsweise die Haltezeit Δ_H aus.
• Blechtemperatur-Schätzungseinheit 113
• Die Blechtemperatur-Schätzungseinheit 113 berechnet die Temperaturänderung in jedem Abschnitt des sich mit einer Stahlblechgeschwindigkeit V bewegenden Stahlblechs 151. In dem folgenden Beispiel wird die Temperaturänderung während der Bewegung eines Abschnitts des Stahlblechs 151 von dem Einbauort eines ausgabeseitigen Fertigbearbeitungs-Thermometers 170 zu dem Einbauort eines Aufwickelthermometers 172 differenziert, während die Zeit um eine feste Zeitspanne Δ vorrückt. Die berechnete Temperaturänderung kann eine beliebige der Temperaturänderung von der Ausgabeseite der Walzstraße 153 zu dem Einbauort des Aufwickelthermometers 172, der Temperaturänderung von dem Einbauort des ausgabeseitigen Fertigbearbeitungs-Thermometers 170 zu der Aufwickelhaspel 154 und der Temperaturänderung von der Ausgabeseite der Walze 153 zu der Aufwickelhaspel 154 sein.
• Hier wird die Position zum aktuellen Zeitpunkt des den Gegenstand der Temperaturänderungsberechnung bildenden Abschnitts des Stahlblechs 151 durch den Abstand L_n von dem Einbauort des ausgabeseitigen Fertigbearbeitungs-Thermometers 170 ausgedrückt und berechnet die Blechtemperatur-Schätzungseinheit 113 diesen Abstand Ln mittels der folgenden Gleichung (4): $${\text{L}}_{\text{n}}={\text{L}}_{\text{n-1}}+\mathrm{\Delta }\times \text{V}$$

  

  wobei Ln der aktuelle Abstand (m) ist, L_n-1 der Abstand (m) zu dem um Δ vor dem aktuellen Augenblick liegenden Zeitpunkt ist und Δ ein Berechnungszeitabschnitt (s) bei der Blechtemperaturschätzungs-Berechnung ist.
• Dann ermittelt die Blechtemperatur-Schätzungseinheit 113 die Tätigkeit der Kühlköpfe 163 in dem Abstand Ln aus einem zuvor eingestellten Kopfmuster (Information, welche bestimmt, ob Kühlwasser aus den Kühlköpfen 163 abgegeben werden soll oder nicht) und berechnet sie den Oberflächen-Wärmestrom des Stahlblechs 151.
• Hier kann, wenn die Kühlköpfe 163 den Wasserkühlungsvorgang durchführen, bei welchem sie Kühlwasser abgeben, der Oberflächen-Wärmestrom q_w desselben zum Beispiel mittels der folgenden Gleichung (5) berechnet werden: $${\text{q}}_{\text{w}}=\mathrm{9,72}\times {10}^5\times {\mathrm{\omega }}^{\mathrm{0,355}}\times {\left\{\left(\mathrm{2,5}-\mathrm{1,15}\times {\text{logT}}_{\text{w}}\right)\times \text{D/}\left(\text{pl}\times \text{pc}\right)\right\}}^{\mathrm{0,646}}$$

  

  wobei ω eine Wassermengendichte (I/m²/s) ist, T_w eine Wassertemperatur (°C) ist, pl ein Düsenabstand (m) in der Richtung der Walzstraße ist und pc ein Düsenabstand (m) in einer zu der Walzstraße orthogonalen Richtung ist.
• Andererseits kann, wenn die Kühlköpfe 163 den Wasserkühlungsvorgang nicht durchführen, der Oberflächen-Wärmestrom q_r mittels der folgenden Gleichung (6) berechnet werden: $${\text{q}}_{\text{r}}=\mathrm{\sigma }\times \mathrm{\epsilon }\times \left[{\left(273+{\text{T}}_{\text{su}}\right)}^4-{\left(273+{\text{T}}_{\text{a}}\right)}^4\right]$$

  

  wobei σ die Stefan-Boltzmann-Konstante (W/m²/K⁴) ist, ε ein Emissionsgrad ist, T_a eine Lufttemperatur (°C) ist und T_su eine Oberflächentemperatur (°C) des Stahlblechs ist.
• Die Blechtemperatur-Schätzungseinheit 113 berechnet den Oberflächen-Wärmestrom an der Oberseite und der Unterseite des Stahlblechs 151 mittels der Gleichung (5) oder (6) und quantifiziert die Wärmeübergangsmenge an jeder Stahlblech-Oberfläche. Dann wird auf der Grundlage der Temperatur vor dem Ablauf des Berechnungszeitabschnitts Δ die während der Zeit Δ übergegangene Wärmemenge addiert oder subtrahiert, wodurch die Temperatur des betroffenen Abschnitts des Stahlblechs 151 berechnet wird.
• Hier, in dem Fall, in welchem die Wärmeleitung in der Dickenrichtung des Stahlblechs 151 vernachlässigbar ist, kann die Temperatur des betroffenen Abschnitts des Stahlblechs 151 mittels der folgenden Gleichung (7) berechnet werden: $${\text{T}}_{\text{n}}={\text{T}}_{\text{n-1}}-\left({\text{q}}_{\text{t}}+{\text{q}}_{\text{b}}\right)\times \mathrm{\Delta /}\left(\mathrm{\rho }\times \text{C}\times \text{B}\right)$$

  

  wobei T_n-1 eine Blechtemperatur (°C) vor Ablauf der Zeit Δ ist, q_t ein Wärmestrom (W/m²) an der oberen Oberfläche des Stahlblechs ist, q_b ein Wärmestrom (W/m²) an der unteren Oberfläche des Stahlblechs ist, ρ eine Dichte (kg/m³) des Stahlblechs ist, C eine spezifische Wärme (J/kg/K) des Stahlblechs ist und B eine Dicke (m) des Stahlblechs ist.
• In dem Fall, in welchem die Wärmeleitung in der Dickenrichtung des Stahlblechs 151 berücksichtigt wird, ist die wohlbekannte Wärmeleitungs-Gleichung gelöst, wodurch es möglich ist, die Temperatur in der Dickenrichtung des Stahlblechs 151 zu berechnen. Die Wärmeleitungs-Gleichung ist durch die folgende Gleichung (8) gegeben. Verschiedene Dokumente offenbaren das Verfahren des Dividierens dieser Gleichung (8) in der Dickenrichtung des Stahlblechs 151 und Durchführens einer Differenzierung derselben mittels eines Computers. $$\text{dT/dt}=\left\{\mathrm{\lambda /}\left(\mathrm{\rho }\times \text{C}\right)\right\}\times \left({\partial }^2\text{T/}\partial {\text{x}}^2\right)$$

  

  wobei λ eine Wärmeleitfähigkeit des Stahlblechs ist, T eine Innentemperatur des Stahlblechs ist und X eine Position in der Dickenrichtung ist.
• Stahlblechgeschwindigkeitsmuster-Korrektureinheit 114
• Die Stahlblechgeschwindigkeitsmuster-Korrektureinheit 114 korrigiert die maximale Geschwindigkeit in dem Fall des Stahlblechgeschwindigkeitsmusters wie durch den Benutzer bestimmt und gibt sie aus. Zu diesem Zweck enthält die Stahlblechgeschwindigkeitsmuster-Korrektureinheit 114 eine Stahlblechgeschwindigkeitsobergrenzen-Berechnungseinheit 1141.
• Allgemein ändert sich die Geschwindigkeit des Stahlblechs 151 mit dem Fortschreiten des Walzens. Der vordere Endteil des Stahlblechs 151 durchläuft die Aufwicklungskühlvorrichtung 160 in einem infolge des Hinausschiebens aus der Walzstraße 153 am hinteren Ende ungespannten Zustand. Folglich wird das Stahlblech 151, wenn seine Geschwindigkeit hoch ist, von dem Förderabschnitt angehoben und kann es leicht einen Aufwickelfehler an der Aufwickelhaspel 154 verursachen. Ferner durchläuft auch der hintere Endteil des Stahlblechs 151 die Aufwicklungskühlvorrichtung 160 in einem infolge des Aufwickelns durch die Aufwickelhaspel 154 an der Vorderseite ungespannten Zustand. Folglich wellt sich das Stahlblech 151 vertikal, wenn seine Bewegungsgeschwindigkeit hoch ist, und kann es leicht einen Aufwickelfehler an der Aufwickelhaspel 154 verursachen. Um einen solchen Fehler zu vermeiden, ist es gängige Praxis, die Stahlblechgeschwindigkeit an dem vorderen Ende und an dem hinteren Ende des Stahlblechs 151 zu senken.
• Andererseits werden, was den größten Teil des Stahlblechs 151 außer dem vorderen Endteil und dem hinteren Endteil anbelangt, die Geschwindigkeit des Aufwickelns durch die Aufwickelhaspel 154 und diejenige des Hinausschiebens durch die Walzstraße 153 angepasst, um die auf das Stahlblech ausgeübte Spannung zu steuern, wodurch es möglich ist, einen Durchlauffehler in der Aufwicklungskühlvorrichtung 160 zu unterdrücken. Folglich wird, um die Produktionsmenge des Stahlblechs 151 pro Zeiteinheit zu erhöhen, eine Steuerung so durchgeführt, dass die Geschwindigkeit des Stahlblechs im größten Teil des Stahlblechs 151 erhöht wird. Auch unter dem Gesichtspunkt des Verbesserns der Gleichförmigkeit der Temperatur in der Längsrichtung des Stahlblechs 151 ist es vorteilhaft, die Stahlblechgeschwindigkeit zu erhöhen und die Walzdauer zu verkürzen.
• Die Stahlblechgeschwindigkeitsobergrenzen-Berechnungseinheit 1141 berechnet die Stahlblechgeschwindigkeitsobergrenze, wenn die Abkühlgeschwindigkeit CR_FH von der Fertigbearbeitungs-Ausgabetemperatur T_F auf die Haltetemperatur T_H und die Abkühlgeschwindigkeit CR_HC von der Haltetemperatur T_H auf die Aufwickeltemperatur T_C auf die maximal mögliche Abkühlgeschwindigkeit, welche in der Aufwicklungskühlvorrichtung 160 möglich ist, eingestellt sind.
• Die Zeit t_IMT, welche verstreicht, während der Abschnitt des Stahlblechs 151 sich mit der Stahlblechgeschwindigkeit V von dem Einbauort des ausgabeseitigen Fertigbearbeitungs-Thermometers 170 bis zu dem Zwischenthermometer 171 bewegt, kann mittels der folgenden Gleichung (9) berechnet werden: $${\text{t}}_{\text{IMT}}={\text{L}}_{\text{IMT}}/\text{V}$$

  

  wobei L_IMT eine Entfernung von dem Einbauort des ausgabeseitigen Fertigbearbeitungs-Thermometers 170 bis zu dem Einbauort des Zwischenthermometers 171 ist.
• Um eine dynamische Steuerung an den zu der vorderen Bankgruppe 165 gehörenden Kühlköpfen 163 unter Verwendung der Messtemperatur des Zwischenthermometers 171 so durchzuführen, dass die durch das Zwischenthermometer 171 gemessene Stahlblechtemperatur mit der Haltetemperatur T_H übereinstimmt, muss die folgende Ungleichung erfüllt sein: $${\mathrm{\Delta }}_{\text{FR}}+{\mathrm{\Delta }}_{\text{FH}}\le {\text{t}}_{\text{IMT}}\le {\mathrm{\Delta }}_{\text{FR}}+{\mathrm{\Delta }}_{\text{FH}}+{\mathrm{\Delta }}_{\text{H}}$$

  
• Hier ist Δ_FR die Zeit, welche verstreicht, bis der Abschnitt, nachdem er das ausgabeseitige Fertigbearbeitungs-Thermometer 170 verlassen hat, in die Aufwicklungskühlvorrichtung 160 eintritt, und ist Δ_FH die für das Abkühlen von der Fertigbearbeitungs-Ausgabetemperatur T_F auf die Haltetemperatur T_H erforderliche Zeit. Sie können mittels der folgenden Gleichungen (11) beziehungsweise (12) berechnet werden: $${\mathrm{\Delta }}_{\text{FR}}={\text{L}}_{\text{FR}}/\text{V}$$

  

  wobei L_FR eine Entfernung von der Einbauort des ausgabeseitigen Fertigbearbeitungs-Thermometers 170 bis zu dem Einbauort des ersten Kühlkopfs 163 der Aufwicklungskühlvorrichtung 160 ist, und $${\mathrm{\Delta }}_{\text{FH}}=\left({\text{T}}_{\text{F}}-{\text{T}}_{\text{H}}\right)/{\text{CR}}_{\text{FH}}$$

  
• Entsprechend muss, um eine dynamische Steuerung an dem zu der hinteren Bankgruppe 167 gehörenden Kühlkopf 163 unter Verwendung der Messtemperatur des Aufwickelthermometers 172 so durchzuführen, dass die durch das Aufwickelthermometer 172 gemessene Stahlblechtemperatur mit Tc übereinstimmt, die folgende Ungleichung erfüllt sein: $${\mathrm{\Delta }}_{\text{FH}}+{\mathrm{\Delta }}_{\text{H}}+{\mathrm{\Delta }}_{\text{HC}}+{\mathrm{\Delta }}_{\text{RC}}\le {\text{t}}_{\text{CT}}$$

  
• Hier ist Δ_RC die Zeit, welche verstreicht, bis der Abschnitt, nachdem er die Aufwicklungskühlvorrichtung 160 verlassen hat, die Position des Aufwickelthermometers 172 erreicht, und ist Δ_HC die für die Abkühlung von T_H auf T_C erforderliche Zeit. Sie können durch die folgenden Gleichungen (14) beziehungsweise (15) berechnet werden: $${\mathrm{\Delta }}_{\text{RC}}={\text{L}}_{\text{RC}}/\text{V}$$

  

  wobei L_RC eine Entfernung von dem letzten Kopf der Aufwicklungskühlvorrichtung 160 bis zu dem Aufwickelthermometer 172 ist, und $${\mathrm{\Delta }}_{\text{HC}}=\left({\mathrm{{\rm T}}}_{\text{H}}-{\text{T}}_{\text{C}}\right)/{\text{CR}}_{\text{HC}}$$

  
• Ferner ist t_CT die Zeit, welche verstreicht, bis der Abschnitt von der Position des ausgabeseitigen Fertigbearbeitungs-Thermometers 170 aus die Position des Aufwickelthermometers 172 erreicht. Sie kann mittels der folgenden Gleichung (16) berechnet werden: $${\text{t}}_{\text{CT}}={\text{L}}_{\text{CT}}/\text{V}$$

  

  wobei L_CT eine Entfernung von dem ausgabeseitigen Fertigbearbeitungs-Thermometer 170 bis zu dem Aufwickelthermometer 172 ist.
• Die Temperaturänderung während der Luftkühlung ist geringer als diejenige während der Wasserkühlung. Folglich wird in den obigen Gleichungen (11) bis (16) die Temperaturänderung, außer derjenigen während der Wasserkühlung, vernachlässigt. Um die Temperaturänderung während der Luftkühlung zu berücksichtigen, werden T_F der Gleichung (12) und T_C der Gleichung (15) unter Berücksichtigung der Temperaturänderung während der Luftkühlung korrigiert. Andererseits braucht T_H der Gleichungen (12) und (15) insbesondere nicht korrigiert zu werden, da die bei dem Fortschreiten der Ferritumwandlung erzeugte Umwandlungswärme und die Luftkühlung einander ausgleichen.
• Die beiden wie oben beschrieben erhaltenen Ungleichungen (10) und (13) werden bezüglich der Stahlblechgeschwindigkeit angepasst, um die folgende Gleichung zum Ermitteln der Stahlblechgeschwindigkeitsobergrenze (der oberen Grenzgeschwindigkeit) V_UB zu erhalten: $${\text{V}}_{\text{UB}}=\mathrm{\alpha }\times \text{Min}\left[\left({\text{L}}_{\text{IMT}}-{\text{L}}_{\text{FR}}\right)/{\mathrm{\Delta }}_{\text{FH}\text{,}}\left({\text{L}}_{\text{CT}}-{\text{L}}_{\text{FR}}-{\text{L}}_{\text{RC}}\right)/\left({\mathrm{\Delta }}_{\text{FH}}+{\mathrm{\Delta }}_{\text{H}}+{\mathrm{\Delta }}_{\text{HC}}\right)\right]$$

  

  wobei α ein Sicherheitsfaktor (0 < α < 1) ist.
• Wie oben beschrieben, werden CR_FH und CR_HC als die maximale Abkühlgeschwindigkeit, welche durch die Aufwicklungskühlvorrichtung 160 realisiert werden kann, angesehen und berechnet die Stahlblechgeschwindigkeitsobergrenzen-Berechnungseinheit 1141 mittels der Gleichung (17) die Stahlblechgeschwindigkeits-Obergrenze V_UB und gibt sie aus.
• Die Stahlblechgeschwindigkeitsmuster-Korrektureinheit 114 vergleicht die maximale Geschwindigkeit V_max in dem Stahlblechgeschwindigkeitsmuster wie durch den Benutzer bestimmt mit der durch die oben erwähnte Stahlblechgeschwindigkeitsobergrenzen-Berechnungseinheit 1141 berechneten V_UB. In dem Fall, in welchem V_max größer als V_UB ist, korrigiert sie V_max zu V_UB. Ferner korrigiert die Stahlblechgeschwindigkeitsmuster-Korrektureinheit 114 das Stahlblechgeschwindigkeitsmuster so, dass es mit der Korrektur von V_max übereinstimmt, und gibt sie das korrigierte Stahlblechgeschwindigkeitsmuster aus.
• Die Korrektur des Stahlblechgeschwindigkeitsmusters kann durch Anpassen der Beschleunigungs-/Verzögerungszeit bei gleichzeitigem Beibehalten der vorherigen Beschleunigungs-/Verzögerungsrate vor und nach V_max erfolgen. Alternativ kann die Beschleunigungs-Nerzögerungsrate angepasst werden, während die vorige Beschleunigungs-/Verzögerungszeit beibehalten wird, oder können die Beschleunigungs-Nerzögerungszeit und die Beschleunigungs-/Verzögerungsrate beide angepasst werden.
• Obwohl in dem obigen Beispiel V_max nur dann zu V_UB korrigiert wird, wenn V_max größer als V_UB ist, kann ferner auch vorgesehen sein, dass V_max immer zu V_UB korrigiert wird. Alternativ kann, wenn V_max größer als V_UB ist, eine Warnung ausgegeben werden, so dass der Benutzer V_UB einstellen kann.
• Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120
• Die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 berechnet den Solltemperaturverlauf des Stahlblechs 151 zwischen dem Augenblick, in welchem das Stahlblech 151 aus der Walzstraße 153 ausgegeben wird, und dem Augenblick, in welchem es die Position der Aufwickelhaspel 154 erreicht (das heißt, während der Bewegung von dem Einbauort des ausgabeseitigen Fertigbearbeitungs-Thermometers 170 zu dem Einbauort des Aufwickelthermometers 172). Dieser Solltemperaturverlauf wird so berechnet, dass er sowohl der ausgabeseitigen Fertigbearbeitungs-Temperatur T_F und der Aufwickeltemperatur Tc als auch dem Stahlblechgeschwindigkeitsmuster wie aus der Stahlblechgeschwindigkeitsmuster-Korrektureinheit 114 ausgegeben als auch der Haltetemperatur T_H und der Haltezeit Δ_H wie aus der Haltebedingungs-Berechnungseinheit 112 ausgegeben entspricht. Ferner berechnet die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 das Öffnungs-/Schließmuster der Kühlköpfe 163 zum Realisieren dieses Solltemperaturverlaufs.
• Das Stahlblech 151 ist in der Längsrichtung in Abschnitte einer vordefinierten Länge unterteilt, und die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 erstellt den Solltemperaturverlauf des Stahlblechs 151 und das Öffnungs-/Schließmuster der Kühlköpfe 163 wie oben erwähnt für jeden der Abschnitte.
• 6 ist ein Ablaufplan, welcher ein Beispiel des durch die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 ausgeführten Verarbeitungsablaufs zeigt. Zuerst, in Schritt S01, empfängt die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 die Stahlblechgeschwindigkeit V, die Soll-Fertigbearbeitungs-Ausgabetemperatur T_F , die Soll-Aufwickeltemperatur T_C, die Haltetemperatur T_H , die Haltezeit Δ_H usw. eines bestimmten Abschnitts des Stahlblechs 151 als Eingabeinformationen und startet sie die Verarbeitung.
• Hier ist davon auszugehen, dass der Einbauort X_IMT des Zwischenthermometers 171 und die minimale Länge L_air des ab dem Zwischenthermometer 171 in der Richtung der Walzstraße 153 vorgesehenen Luftkühlungsabschnitts bereits bekannte Konstanten sind. Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform davon auszugehen, dass zum Ausdrücken des Einbauorts X_IMT des Zwischenthermometers 171 usw. eine imaginäre Koordinatenachse (X-Achse) entlang der Vorschubrichtung des Stahlblechs 151 vorgesehen ist. Die Richtung dieser Koordinatenachse (X-Achse) ist die Richtung von der Walzstraße-153-Seite zu der Aufwickelhaspel-154-Seite, und der Ursprung ist der Einbauort des ausgabeseitigen Fertigbearbeitungs-Thermometers 170.
• Die minimale Länge L_air des Luftkühlungsabschnitts ist eine zu dem Zweck des Aufrechterhaltens eines feststehenden Oberflächenzustands des Stahlblechs 151 zu dem Zeitpunkt, zu welchem eine Temperaturmessung durch das Zwischenthermometer 171 erfolgt, und des Sicherstellens der erforderlichen Temperaturmessgenauigkeit vorgesehene Strecke. Die spezifische Länge der minimalen Länge L_air des Luftkühlungsabschnitts fällt je nach dem Messsystem des Zwischenthermometers 171 verschieden aus. Zum Beispiel ist sie eine drei Kühlköpfen 163 entsprechende Länge.
• Dann, in Schritt S02, erhält die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 die Länge L_H des Temperaturhalteabschnitts, die erforderliche Anzahl N_F,open offener Köpfe zum Abkühlen der Stahlblechtemperatur von T_F auf T_H und die erforderliche Anzahl N_R,open offener Köpfe zum Abkühlen der Stahlblechtemperatur von T_H auf T_C. Ein offener Kopf ist ein Kühlkopf 163 in einem offenen Zustand, in welchem Kühlwasser abgegeben wird.
• L_H erhält man mittels der folgenden Gleichung (18), und N_F,open und N_R,open erhält man durch die folgenden Gleichungen (19-1) und (19-2): $${\text{L}}_{\text{H}}=\text{V}\times {\mathrm{\Delta }}_{\text{H}}$$

  

  $${\mathrm{{\rm N}}}_{\text{F}\text{,open}}=\left({\text{T}}_{\text{F}}-{\text{T}}_{\text{H}}\right)/\mathrm{\Delta }{\text{T}}_{\text{open}}$$

  

  $${\mathrm{{\rm N}}}_{\text{R}\text{,open}}=\left({\text{T}}_{\text{H}}-{\text{T}}_{\text{C}}\right)/\mathrm{\Delta }{\text{T}}_{\text{open}}$$

  
• Hier ist ΔT_open in den Gleichungen (19-1) und (19-2) der beträchtliche Temperaturänderungsbetrag in einem offenen Kopf und kann dieser mittels Gleichung (7) oder (8) der Blechtemperatur-Schätzungseinheit 113 berechnet werden.
• Dann, in Schritt S03, stellt die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 den Anfangswert der Position X_C3e des der Aufwickelhaspel 154 nächstgelegenen offenen Kopfs (im Folgenden als der am weitesten nachgelagerte offene Kopf bezeichnet) und den Anfangswert des Öffnungs-/Schließmusters P_open der in der Aufwicklungskühlvorrichtung 160 enthaltenen Kühlköpfe 163 ein.
• Dabei wird die Position des der Aufwickelhaspel 154 nächstgelegenen Kühlkopfs 163 als der Anfangswert der Position X_C3e des der Aufwickelhaspel 154 nächstgelegenen offenen Kopfs eingestellt. Der Anfangswert des Öffnungs-/Schließmusters P_open wird durch die folgenden zwei Verarbeitungsschritte eingestellt. Das heißt, zuerst, als der erste Schritt, werden alle Kühlköpfe 163 auf „geschlossen“ gestellt. Danach, als der zweite Schritt, werden N_F,open Kühlköpfe 163 der vorderen Bankgruppe 165 der Reihe nach ab dem der Walzstraße 153 nächstgelegenen und N_R,open Kühlköpfe 163 der hinteren Bankgruppe 167 der Reihe nach ab dem der Aufwickelhaspel 154 nächstgelegenen auf „offen“ gestellt.
• Dann, in Schritt S04, berechnet die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 aus dem Öffnungs-/Schließmuster P_open den voraussichtlichen Aufwickeltemperaturwert T_C' und passt sie P_open und N_R,open so an, dass der Differenzbetrag zwischen dem voraussichtlichen Aufwickeltemperaturwert T_C' und der Soll-Aufwickeltemperatur T_C, |T_C - T_C'| minimal ist. Hier, in dem Fall, in welchem T_C > T_C' ist, werden die geschlossenen Köpfe der Reihe nach ab dem der Aufwickelhaspel 154 nächstgelegenen auf „offen“ gestellt und steigt N_R,open um einen dem Differenzbetrag entsprechenden Betrag. In dem Fall, in welchem T_C < T_C' ist, werden die offenen Köpfe der Reihe nach ab dem von der Aufwickelhaspel 154 am weitesten entfernten auf „geschlossen“ gestellt und sinkt N_R,open um einen dem Differenzbetrag entsprechenden Betrag.
• Ferner, in Schritt S04, berechnet die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 die Länge L_C3 des Wasserkühlungsbereichs der hinteren Bankgruppe 167 (im Folgenden als der dritte Wasserkühlungsbereich bezeichnet) gemäß der folgenden Gleichung (20) unter Verwendung des wie oben beschrieben angepassten Werts von N_R,open . $${\text{L}}_{\text{C3}}={\text{N}}_{\text{R}\text{,open}}\times {\text{L}}_{\text{head}}+\left({\text{N}}_{\text{Bank}\text{,R}\text{,open}}-1\right)\times {\text{L}}_{\text{gap}}$$

  

  wobei N_Bank,R,open = Abrundung (N_R,open /H_bank) ist, L_head ein Abstand zwischen den Kühlköpfen 163 ist, L_gap ein Abstand zwischen den Bänken 164 ist, N_Bank,R,open eine Anzahl von Bänken 164 ist, bei welchen alle Kühlköpfe auf „offen“ gestellt sind, H_bank eine Anzahl von in 1 Bank enthaltenen Kühlköpfen 163 ist und Abrundung eine Funktion zur Verminderung auf eine natürliche Zahl ist.
• Anschließend, in Schritt S05, berechnet die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 die Temperaturhaltungs-Startposition X_Hs gemäß der folgenden Gleichung (21): $${\text{X}}_{\text{Hs}}={\text{X}}_{\text{C3e}}-{\text{L}}_{\text{C3}}-{\text{L}}_{\text{H}}$$

  
• Dann, in Schritt S06, ermittelt die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120, ob X_Hs oder X_IMT + L_air größer ist. Wenn die Ermittlung ergibt, dass X_Hs größer als X_IMT + L_air ist (NEIN in Schritt S06), fährt das Verfahren mit Schritt S07 fort. Wenn X_Hs kleiner als oder gleich X_IMT + L_air ist (JA in Schritt S06), fährt das Verfahren mit Schritt S08 fort. Folglich befindet sich, infolge der Ermittlungsverarbeitung in Schritt S06, die Temperaturhaltungs-Startposition X_Hs in Schritt S08 bezüglich X_IMT + L_air immer auf der Walzstraße-153-Seite.
• In Schritt S07 korrigiert die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 die Koordinatenposition X_C3e des der Aufwickelhaspel 154 nächstgelegenen offenen Kopfs gemäß der folgenden Gleichung (22): $${\text{X}}_{\text{C3e}}={\text{X}}_{\text{C3e}}+\mathrm{\Delta }{\text{X}}_{\text{C3e}}$$

  

  wobei ΔX_C3e = Rundung ((X_IMT + L_air - X_Hs )/L_head) × L_head ist und Rundung eine eine reelle Zahl an eine nächstgelegene ganze Zahl annähernde Funktion ist.
• Somit ist ΔX_C3e ein ganzzahliges Vielfaches des Intervalls eines Kopfs. Dies bedeutet, dass in Schritt S07 das Öffnungs-/Schließmuster P_open des dritten Wasserkühlungsbereichs und des Haltebereichs gemäß dem korrigierten Wert von X_C3e in der Vor-/Zurück-Richtung verschoben wird. Zum Beispiel wird, wenn ΔX_C3e = -2 × L_head, das Öffnungs-/Schließmuster P_open des dritten Wasserkühlungsbereichs und des Haltebereichs um eine zwei Köpfen entsprechende Strecke in der Richtung der Walzstraße 153 verschoben und werden die beiden der Aufwickelhaspel 154 nächstgelegenen Köpfe auf „geschlossen“ gestellt. Durch die obige Verarbeitung wird zu dem Zeitpunkt, zu welchem Schritt S08 gestartet wird, das Öffnungs-/Schließmuster P_open bezüglich aller Köpfe auf der Aufwickelhaspel-154-Seite der Temperaturhaltungs-Startposition X_Hs ermittelt.
• In Schritt S08 vergleicht die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 die Temperaturhaltungs-Startposition X_Hs mit der Strecke L_F,open von dem Einlass der Aufwicklungskühlvorrichtung 160 bis zu dem N_F,open -ten Kühlkopf 163. Hier ist N_F,open die Anzahl zum Abkühlen der in Schritt S02 erhaltenen Stahlblechtemperatur von T_F auf T_H benötigter offener Köpfe. Wenn der Vergleich ergibt, dass X_Hs größer als L_F,open ist (JA in Schritt S08), veranlasst die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120, dass das Verfahren mit Schritt S09 fortfährt. Wenn X_Hs kleiner als oder gleich L_F,open ist (NEIN in Schritt S08), fährt das Verfahren mit Schritt S12 fort.
• Anschließend, in Schritt S09, berechnet die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 unter Verwendung des in der obigen Gleichung (3) gezeigten Phasenumwandlungsraten-Modells die Wartetemperatur T_w . Hier ist die Wartetemperatur T_w die Temperatur, bei welcher der Ferritphasen-Volumenanteil kleiner als ein vordefinierter Toleranzbereich δF ist, wenn das Halten c × X_IMT /V Stunden lang bei dieser Temperatur erfolgt. Hier ist die Konstante c ein Wert zwischen 0,1 und 0,9. Zum Beispiel beträgt sie 0,5. δF ist ein Wert, welcher im Wesentlichen 1/10 des Soll-Volumenanteils beträgt.
• Anschließend, in Schritt S10, berechnet die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 die Anzahl N_C1,open der offenen Köpfe des ersten Wasserkühlungsbereichs, welcher die Stahlblechtemperatur von T_F auf T_w abkühlt, und die Länge L_C1 des ersten Wasserkühlungsbereichs. Ferner berechnet die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 die Anzahl N_C2,open der offenen Köpfe des zweiten Wasserkühlungsbereichs, welcher die Stahlblechtemperatur von T_w auf T_H abkühlt, und die Länge L_C2 des zweiten Wasserkühlungsbereichs.
• Anschließend, in Schritt S11, berechnet die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 die Länge L_w des Wartebereichs gemäß der folgenden Gleichung (23): $${\text{L}}_{\text{w}}=\text{max}\left({\text{X}}_{\text{Hs}}-{\text{L}}_{\text{C1}}-{\text{L}}_{\text{C2}\text{,}}0\right)$$

  
• In Schritt S12 ist die Temperaturhaltungs-Startposition X_Hs kleiner oder gleich L_F,open, so dass die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 alle Kühlköpfe 163 auf der Walzstraße-153-Seite der Temperaturhaltungs-Startposition X_Hs auf „offen“ stellt.
• Durch die obige Operation erhält man zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Verarbeitung durch die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 abgeschlossen wird, das endgültige Öffnungs-/Schließmuster P_open bezüglich aller Kühlköpfe 163 in der Aufwicklungskühlvorrichtung 160. Angesichts dessen gibt in Schritt S13 die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 dieses endgültige Öffnungs-/Schließmuster P_open an die Kühlbefehl-Berechnungseinheit 130 aus, um die Verarbeitung der Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 bezüglich eines Abschnitt des Stahlblechs 151 abzuschließen.
• Die obige Verarbeitung durch die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 wird für jeden Abschnitt bezüglich aller Abschnitte des Stahlblechs 151 ausgeführt.
• Kühlbefehl-Berechnungseinheit 130, Kopfmuster-Ausgabeeinheit 140
• Die Kühlbefehl-Berechnungseinheit 130 berechnet einen dem Öffnungs-/Schließmuster P_open entsprechenden Kühlbefehl für jeden durch die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit 120 berechneten Abschnitt gemäß der Position jedes Abschnitts, wenn jeder Abschnitt des Stahlblechs 151 tatsächlich durch die Aufwicklungskühlvorrichtung 160 gekühlt wird. Eine Kopfmuster-Ausgabeeinheit 140 wandelt den durch die Kühlbefehl-Berechnungseinheit 130 berechneten Kühlbefehl in ein Kopfmuster um, in welchem die Kühlköpfe 163 geöffnet und geschlossen werden, und gibt dieses an den Gegenstand 150 der Steuerung aus. Die Verarbeitung durch die Kühlbefehl-Berechnungseinheit 130 und die Kopfmuster-Ausgabeeinheit 140 wird für jeden vordefinierten Zeitabschnitt von dem Vorbeilaufen des vorderen Endes des Stahlblechs 151 an dem ausgabeseitigen Fertigbearbeitungs-Thermometer 170 bis zum Vorbeilaufen des hinteren Endes des Stahlblechs an dem Aufwickelthermometer 172 ausgeführt.
• Zur Erklärung der Merkmale und Auswirkungen der Erfindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wurden der Temperaturverlauf und das Metallgefüge, welche in dem Fall des DP-Stahls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erreicht wurden, mit denjenigen eines Vergleichsbeispiels (Verfahren nach Stand der Technik) verglichen. Die Vergleichsergebnisse sind in den 7 bis 11 gezeigt.
• 7 ist ein Schaubild, welches ein Beispiel des in dem Vergleichsbeispiel (Verfahren nach Stand der Technik) erhaltenen Solltemperaturverlaufs bei den Stahlblechgeschwindigkeiten V₁ < V₂ < V₃ < V₄ veranschaulicht. In dem Vergleichsbeispiel sind die Temperaturhaitebereiche auf der Walzstraße-153-Seite und der Aufwickelhaspel-154-Seite im Wesentlichen symmetrisch zu dem in der Mitte befindlichen Zwischenthermometer 171 vorgesehen. Folglich ist bei V₄, welche die höchste ist, die Anzahl von Kühlköpfen 163 von dem Ende des Temperaturhaltebereichs bis zu der Aufwickelhaspel 154 zu gering und ist es nicht möglich, die Soll-Aufwickeltemperatur Tc zu erreichen. Ferner wird für jeden Abschnitt des Stahlblechs 151 die Temperatur mit einer im Wesentlichen gleichbleibenden Abkühlgeschwindigkeit von der Soll-Fertigbearbeitungs-Ausgabetemperatur T_F auf die Haltetemperatur T_H gesenkt, so dass die Abkühlgeschwindigkeit von der Soll-Fertigbearbeitungs-Ausgabetemperatur T_F auf die Haltetemperatur T_H von Abschnitt zu Abschnitt stark schwankt.
• 8 ist ein Schaubild, welches ein Beispiel des in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhaltenen Solltemperaturverlaufs bei der Stahlblechgeschwindigkeit V₁ < V₂ < V₃ < V₄ zeigt. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Öffnungs-/Schließmuster beginnend von der Seite nahe der Aufwickelhaspel 154 eingestellt, so dass es auch bei der Stahlblechgeschwindigkeit V₄, welche die höchste ist, möglich ist, die Soll-Aufwickeltemperatur T_C zu erreichen. Ferner wird die Wartezeit bei der Wartetemperatur T_w gemäß der Geschwindigkeitsänderung für jeden Abschnitt des Stahlblechs 151 geändert, so dass die Schwankung der Abkühlgeschwindigkeit von T_w auf T_H infolge der unterschiedlichen Stahlblechgeschwindigkeit von Abschnitt zu Abschnitt gegenüber dem Vergleichsbeispiel in 7 vermindert wird.
• 9 ist ein Schaubild, welches den Volumenanteil der Ferritphase des auf der Grundlage des Vergleichsbeispiels (Verfahren nach Stand der Technik) hergestellten warmgewalzten DP-Stahls veranschaulicht. Bei der Stahlblechgeschwindigkeit V₁, welche niedrig ist, wird die Ferritphase während des Abkühlens von der Soll-Fertigbearbeitungs-Ausgabetemperatur T_F auf die Haltetemperatur T_H erzeugt, so dass der Volumenanteil der Ferritphase zunimmt und die Festigkeit des Stahlblechs 151 abnimmt. Bei der Stahlblechgeschwindigkeit V₄, welche hoch ist, erfolgt das Aufwickeln bei einer höheren Temperatur als der Martensitumwandlungsstarttemperatur, so dass ein Bainitgefüge gebildet wird, was eine Verschlechterung der Festigkeit und Zähigkeit zur Folge hat.
• 10 ist ein Schaubild, welches den Volumenanteil der Ferritphase des auf der Grundlage der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellten warmgewalzten DP-Stahls zeigt. Wie aus 10 ersichtlich, ist es in dem Fall der vorliegenden Ausführungsform möglich, einen im Wesentlichen gleichbleibenden Ferritphasen-Volumenanteil zu erreichen, auch wenn die Stahlblechgeschwindigkeit geändert wird.
• 11 ist ein Schaubild, welches einen Vergleich zwischen der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und dem Vergleichsbeispiel (Verfahren nach Stand der Technik) hinsichtlich der durchschnittlichen Kristallkorngröße des Ferrits in dem warmgewalzten DP-Stahl zeigt. In dem Vergleichsbeispiel (Verfahren nach Stand der Technik) neigt die Ferritkorngröße in dem bei der Stahlblechgeschwindigkeit V₁, welche niedrig ist, hergestellten warmgewalzten DP-Stahl wegen der bei einer relativ hohen Temperatur erzeugten Ferritphase dazu, zu wachsen. In dem auf der Grundlage der vorliegenden Ausführungsform hergestellten warmgewalzten DP-Stahl schreitet die Ferritumwandlung bei der Haltetemperatur T_H fort, so dass die Ferritkorngröße unabhängig von der Stahlblechgeschwindigkeit im Wesentlichen gleichbleibend ist.
• Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Ausführungsform sind der Volumenanteil der Ferritphase und die Kristallkorngröße des Ferrits, auch wenn die Stahlblechgeschwindigkeit geändert wird, im Wesentlichen feststehend, so dass es möglich ist, eine gleichbleibende Qualität des hergestellten Stahlblechs zu erreichen.
• Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform und die oben beschriebene Abwandlung beschränkt, sondern schließt außerdem verschiedene Abwandlungen ein. Zum Beispiel wurden die obige Ausführungsform und die obige Abwandlung ausführlich beschrieben, um das Verstehen der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, und ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine mit allen oben beschriebenen Komponenten ausgestattete Konstruktion beschränkt. Ferner kann ein Teil der Konstruktion einer Ausführungsform und einer Abwandlung durch die Konstruktion einer anderen Ausführungsform und einer anderen Abwandlung ersetzt werden. Ferner kann der Konstruktion einer Ausführungsform oder einer Abwandlung die Konstruktion einer anderen Ausführungsform oder einer anderen Abwandlung hinzugefügt werden. Ferner ist es bezüglich eines Teils der Konstruktion jeder Ausführungsform und Abwandlung möglich, eine Hinzufügung, Entfernung oder Ersetzung einer in einer anderen Ausführungsform oder Abwandlung enthaltenen Konstruktion vorzunehmen.
• Bezugszeichenliste

50:

Host-Computer

100:

Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung

101:

Speichereinheit

110:

Verarbeitungseinheit

111:

Phasenumwandlungsstartbedingungs-Berechnungseinheit

112:

Haltebedingungs-Berechnungseinheit

113:

Blechtemperatur-Schätzungseinheit

114:

Stahlblechgeschwindigkeitsmuster-Korrektureinheit

120:

Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit

130:

Kühlbefehl-Berechnungseinheit

140:

Kopfmuster-Ausgabeeinheit

150:

Gegenstand der Steuerung

151:

Stahlblech (Walzgut)

152:

Warmwalzwerk

153:

Walzstraße

154:

Aufwickelhaspel

160:

Aufwicklungskühlvorrichtung

161:

obere Kühlvorrichtung

162:

untere Kühlvorrichtung

163:

Kühlkopf

164:

Bank

165:

vordere Bankgruppe

166:

mittlere Bankgruppe

167:

hintere Bankgruppe

170:

ausgabeseitiges Fertigbearbeitungs-Thermometer

171:

Zwischenthermometer

172:

Aufwickelthermometer

1141:

Stahlblechgeschwindigkeitsobergrenzen-Berechnungseinheit

T_F:

Soll-Fertigbearbeitungs-Ausgabetemperatur

Tc:

Soll-Aufwickeltemperatur

T_H:

Haltetemperatur

T_w:

Wartetemperatur

Δ_H:

Haltezeit

N_F,open:

Anzahl zum Senken der Stahlblechtemperatur von T_F auf T_H benötigter offener Köpfe

N_R,open:

Anzahl zum Senken der Stahlblechtemperatur von T_H auf T_C benötigter offener Köpfe

L_H:

Länge des Temperaturhalteabschnitts

L_air:

Minimale Länge des Luftkühlungsabschnitts

L_C3:

Länge des dritten Wasserkühlungsbereichs

X_IMT:

Position des Zwischenthermometers

X_C3e:

Position des am weitesten nachgelagerten offenen Kopfs

X_Hs:

Temperaturhaltungs-Startposition

P_open:

Öffnungs-/Schließmuster der Kühlköpfe

Claims (8)

1. Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung (100), welche eine Aufwicklungskühlvorrichtung (160) steuert, welche mit einer Vielzahl von Kühlköpfen (163) ausgestattet ist, welche Kühlwasser auf ein durch ein Warmwalzwerk (152) gewalztes und durch eine Aufwickelhaspel (154) aufgewickeltes Walzgut abgeben, enthaltend: eine Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit (120), welche bezüglich jedes durch Unterteilung des Walzguts in einer vordefinierten Länge in der Längsrichtung erhaltenen Abschnitts des Walzguts in einem Fall, in welchem jeder Abschnitt eine Änderung zwischen einem Augenblick, in welchem jeder Abschnitt aus dem Warmwalzwerk (152) ausgegeben wird, und einem Augenblick, in welchem jeder Abschnitt auf die Aufwickelhaspel (154) läuft, durchmacht, einen Solltemperaturverlauf so berechnet, dass der Volumenanteil mindestens einer umgewandelten Phase des Walzguts zwischen den Abschnitten im Wesentlichen feststehend ist; eine Kühlbefehl-Berechnungseinheit (130), welche für jeden Abschnitt einen Kühlbefehl für jeden Kühlkopf (163) berechnet, welcher Kühlbefehl bewirkt, dass eine Temperatur, auf welche jeder Abschnitt durch die Aufwicklungskühlvorrichtung (160) gekühlt wird, mit dem berechneten Solltemperaturverlauf übereinstimmt; und eine Kopfmuster-Ausgabeeinheit (140), welche auf der Grundlage des für jeden Abschnitt berechneten Kühlbefehls für jeden Kühlkopf (163) ein Öffnungs-/Schließmuster jedes Kühlkopfs (163) für jede vordefinierte Zeitspanne berechnet und das berechnete Öffnungs-/Schließmuster an die Aufwicklungskühlvorrichtung (160) ausgibt.
2. Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 1, außerdem enthaltend eine Haltebedingungs-Berechnungseinheit (112), welche eine Haltetemperatur und eine Haltezeit zum Erzeugen einer isothermen Umwandlung bezüglich mindestens einer umgewandelten Phase des Walzguts berechnet, wobei die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit (120) den Solltemperaturverlauf so berechnet, dass dieser der Haltetemperatur und der Haltezeit wie durch die Haltebedingungs-Berechnungseinheit (112) berechnet entspricht.
3. Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei die Haltebedingungs-Berechnungseinheit (112) die Haltetemperatur und die Haltezeit auf der Grundlage einer durch einen Benutzer eingestellten chemischen Zusammensetzung des Walzguts, einer Soll-Fertigbearbeitungs-Ausgabetemperatur, einer Soll-Aufwickeltemperatur, eines Soll-Volumenanteils einer umgewandelten Phase berechnet.
4. Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei unter der Annahme, dass eine Anzahl der zum Abkühlen des Walzguts von der Soll-Fertigbearbeitungs-Ausgabetemperatur auf die Haltetemperatur benötigten Kühlköpfe (163) in einem offenen Zustand gleich N ist, und in einem Fall, in welchem festgestellt wird, dass eine Position des N-ten Kühlkopfs (163), gezählt ab dem Einlass der Aufwicklungskühlvorrichtung (160), sich auf der Warmwalzwerkseite der Position, wo das Halten der Haltetemperatur beginnt, befindet, die Solltemperaturverlaufs-Berechnungseinheit (120) den Solltemperaturverlauf so berechnet, dass bei einer Absenkung der Temperatur des Walzguts auf eine Wartetemperatur, welche höher als die Haltetemperatur ist, die Wartetemperatur über eine feste Zeitspanne aufrechterhalten wird.
5. Aufwicklungskühlungs-Steuerverfahren zur Verwendung in einer Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung (100), welche eine Aufwicklungskühlvorrichtung (160) steuert, welche mit einer Vielzahl von Kühlköpfen (163) ausgestattet ist, welche Kühlwasser auf ein durch ein Warmwalzwerk (152) gewalztes und durch eine Aufwickelhaspel (154) aufgewickeltes Walzgut abgeben, welches Verfahren enthält: einen ersten Schritt, in welchem bezüglich jedes durch Unterteilung des Walzguts in einer vordefinierten Länge in der Längsrichtung erhaltenen Abschnitts des Walzguts in einem Fall, in welchem jeder Abschnitt eine Änderung zwischen einem Augenblick, in welchem jeder Abschnitt aus dem Warmwalzwerk (152) ausgegeben wird, und einem Augenblick, in welchem jeder Abschnitt auf die Aufwickelhaspel (154) läuft, durchmacht, ein Solltemperaturverlauf so berechnet wird, dass ein Volumenanteil mindestens einer umgewandelten Phase des Walzguts zwischen den Abschnitten im Wesentlichen feststehend ist; einen zweiten Schritt, in welchem für jeden Abschnitt ein Kühlbefehl für jeden Kühlkopf (163) berechnet wird, welcher Kühlbefehl bewirkt, dass eine Temperatur, auf welche jeder Abschnitt durch die Aufwicklungskühlvorrichtung (160) gekühlt wird, mit dem berechneten Solltemperaturverlauf übereinstimmt; und einen dritten Schritt, in welchem, auf der Grundlage des für jeden Abschnitt berechneten Kühlbefehls für jeden Kühlkopf (163), ein Öffnungs-/Schließmuster jedes Kühlkopfs (163) für jede vordefinierte Zeitspanne berechnet und an die Aufwicklungskühlvorrichtung (160) ausgegeben wird.
6. Aufwicklungskühlungs-Steuerverfahren nach Anspruch 5, außerdem enthaltend einen vierten Schritt, in welchem eine Haltetemperatur und eine Haltezeit zum Erzeugen einer isothermen Umwandlung bezüglich mindestens einer umgewandelten Phase des Walzguts berechnet werden, wobei in dem ersten Schritt der Solltemperaturverlauf so berechnet wird, dass er der Haltetemperatur und der Haltezeit wie in dem vierten Schritt berechnet entspricht.
7. Aufwicklungskühlungs-Steuerverfahren nach Anspruch 6, wobei die Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung (100) in dem vierten Schritt die Haltetemperatur und die Haltezeit auf der Grundlage einer durch einen Benutzer eingestellten chemischen Zusammensetzung des Walzguts, einer Soll-Fertigbearbeitungs-Ausgabetemperatur, einer Soll-Aufwickeltemperatur und eines Soll-Volumenanteils einer umgewandelten Phase berechnet.
8. Aufwicklungskühlungs-Steuerverfahren nach Anspruch 7, wobei in dem ersten Schritt unter der Annahme, dass eine Anzahl der zum Abkühlen des Walzguts von der Soll-Fertigbearbeitungs-Ausgabetemperatur auf die Haltetemperatur benötigten Kühlköpfe (163) in einem offenen Zustand gleich N ist, und in einem Fall, in welchem festgestellt wird, dass eine Position des N-ten Kühlkopfs (163), gezählt ab einem Einlass der Aufwicklungskühlvorrichtung, sich auf der Warmwalzwerkseite der Position, wo das Halten der Haltetemperatur beginnt, befindet, die Aufwicklungskühlungs-Steuervorrichtung (100) den Solltemperaturverlauf so berechnet, dass bei einer Absenkung der Temperatur des Walzguts auf eine Wartetemperatur, welche höher als die Haltetemperatur ist, die Wartetemperatur über eine feste Zeitspanne aufrechterhalten wird.

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