JP2004059971A - Method for controlling cooling of steel strip - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for controlling cooling of a steel strip in a vertical pass of a continuous annealing facility with which the development of meandering and rolling flaw of the steel strip can be prevented by performing the uniform cooling in the width direction of the steel strip. <P>SOLUTION: In the cooling control method of the steel strip in the vertical pass in the continuous annealing facility, a process for setting divided patterns in the width direction of coolant supplying headers, based on the strip width and kind of steel in the steel strip and number of the coolant supplying headers, a process for calculating the difference between the actual measured temperature distribution and the target temperature distribution and a process, in which in the case the difference between the target temperature distribution and the actual measured temperature distribution in the width direction of the steel strip is out of the permissible range, the number of the coolant supplying headers for starting (ON) or stopping (OFF) the coolant-supply, is calculated, are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続焼鈍設備の垂直パスにおける鋼帯の冷却制御方法に関する。
具体的には、連続焼鈍設備における鋼帯の幅方向に均一な冷却を行う鋼帯の冷却制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
連続焼鈍設備における鋼帯の冷却方法に関しては、従来から種々の提案がなされ実用化されている。
図1は、連続焼鈍設備の全体構成を示す図である。
図1において、ダンサーロールおよびブライドルロール(炉入側BR、炉出側BR)により張力制御がなされた鋼帯は、加熱帯(HF)により加熱され、均熱帯(SF)により保定された後、一次冷却帯(1CF)により冷却される。
次に、過時効帯(OAF)によって過時効処理がなされた後、二次冷却帯(2CF)および水冷槽(WQ)により常温まで冷却される。
【0003】
図2は、連続焼鈍設備の一次冷却帯の垂直パスにおける鋼帯の冷却方法を示す図である。
図2において、方向転換ロール2にて垂直に曲げられた鋼帯1は、冷媒供給ヘッダー4から噴射される冷媒によって冷却される。
この方向転換ロール2による曲げ戻しにより鋼帯1の幅方向の反り(C反り)が発生し、鋼帯1の中央部分に冷却水による垂れ水が発生することにより、鋼帯1の中央部分が過冷却となったり、幅方向の温度偏差を生じたりして、鋼帯1が幅方向に蛇行することにより、鋼帯にロール疵が発生することがあり、操業上および品質上の問題となっていた。
また、ラインスピードを速くすると冷媒の供給量も多くなり、蛇行し易くなるので、ラインスピードを落とした操業を行う必要があった。
【0004】
図3は、従来の冷却装置によって鋼帯を冷却したときの、板幅方向の温度分布を示す図である。
図3において、横軸は板幅方向の位置、縦軸はセンター部目標板温からの偏差(℃)を示す。
図3の例では、鋼帯中央に発生する垂れ水の影響で、鋼帯センター部の温度が低く、また、鋼帯エッジ端面からの抜熱により鋼帯エッジ部の温度も低くなっている。
また、図3の右側(WS)に比べて左側(DS)の温度が低くなっており、鋼帯の左側(DS)の形状が悪くなるので、鋼帯の蛇行やロール疵の原因となっていた。
【0005】
図4は、従来の冷却装置により冷却した鋼帯の形状を示す図である。
図4において、鋼帯センター部の過冷却により中伸びが生じ、エッジ部の過冷却により耳波が生じているうえ、鋼帯の左側(DS)の温度が低いため形状が悪くなっている。
鋼帯の幅方向の均一冷却を目的とした従来技術としては、例えば、WO97/44498号公報に、冷却ノズルを鋼帯の幅方向両端部に向かって傾斜させることによって、鋼帯中央部に発生する垂れ水を防止する方法が開示されている。
しかし、この従来技術では、傾斜冷却ノズルの構造や幅方向分割ヘッダーの構造については開示されているが、幅方向分割ヘッダーの具体的な制御方法については開示されていなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、鋼帯の幅方向の均一冷却を行い、鋼帯の蛇行やロール疵の発生を防止することができる連続焼鈍設備の垂直パスにおける鋼帯の冷却制御方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題を解決するために、幅方向分割ヘッダーの具体的な制御方法を検討することによってなされたものであり、その要旨とするところは、特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
(1)連続焼鈍設備の垂直パスにおける鋼帯の冷却制御方法であって、
前記鋼帯の板幅、鋼種および使用する冷媒供給ヘッダー数に基づいて、該冷媒供給ヘッダーの幅方向分割パターンを設定する工程と、
前記鋼帯の幅方向の実績温度分布を測定し、該実績温度分布と目標温度分布との差異を演算する工程と、
前記鋼帯の幅方向の目標温度分布と実績温度分布との差異が許容範囲を外れる場合に、冷媒供給を開始(ON)または停止(OFF)する前記冷媒供給ヘッダー数を演算する工程とを有することを特徴とする鋼帯の冷却制御方法。
【0008】
(2)前記冷媒供給ヘッダーの幅方向分割パターンが、前記鋼帯の幅方向の中央部分(センター)への冷媒供給を常時開始(ON)とし、前記鋼帯の幅方向の中央部分以外(ミドルまたはサイド)への冷媒供給を開始(ON)または停止(OFF)とすることを特徴とする(1)に記載の鋼帯の冷却制御方法。
(3)前記鋼帯の幅方向の目標温度分布をサインカーブとし、該鋼帯の幅方向の複数点における実績温度を測定し、目標温度分布との差異を演算することを特徴とする(1)または(2)に記載の鋼帯の冷却制御方法。
(4)前記鋼帯の幅方向の実績温度分布と目標温度分布との差異に基づいて、冷媒供給を開始(ON)または停止(OFF)する前記冷媒供給ヘッダーを、連続焼鈍設備の垂直パスにおける上部側の冷媒供給ヘッダーを優先的に選択することを特徴とする(1)乃至(3)に記載の鋼帯の冷却制御方法。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図5乃至図7を用いて詳細に説明する。
図5は、本発明における鋼帯の冷却制御方法の実施形態を示す図である。
図5において、鋼帯1は、方向転換ロール2により垂直に曲げ戻されて、垂直パスに搬送される。
この垂直パスには、鋼帯1の両面から冷媒を吹付けて冷却する冷媒供給ヘッダー4が設けられており、本実施形態では、鋼帯1の両面に片側Nブロックに分かれた冷媒供給ヘッダー群が設置されており、各ブロックに3段設置されており、片側3N段、合計6N段の冷媒供給ヘッダーがある。
【0010】
垂直パスの上段のユニット(図5における1ユニット)には、下降する鋼帯の水平パスにおける下面側(−面側)に鋼帯の幅方向両端部に向けて傾斜した放射冷却ノズルを設置することにより、鋼帯の中央に発生する垂れ水を鋼帯の幅方向両端部の方向に排除することができ、その結果、鋼帯センター部の過冷却を低減することができる。
なお、図5において、格子模様のブロックが、放射冷却ノズルを設置する箇所である。
【0011】
一方、垂直パスの下段のユニット(図5における2ユニット)には、下降する鋼帯の水平パスにおける上面側(図5に示す+面側)の下段から6個の冷媒供給ヘッダーに鋼帯の幅方向両端部に向けて傾斜した放射冷却ノズルを設置することにより、鋼帯の中央に発生する垂れ水を鋼帯の幅方向両端部の方向に排除することができ、その結果、鋼帯センター部の過冷却を低減することができる。
【0012】
次に、本実施形態における幅方向の分割ヘッダーの設置箇所について説明する。
図5において、斜線で示した1ユニットの鋼帯の−面側の#2乃至#Nブロックに幅方向分割ヘッダーを設置した。
幅方向分割ヘッダーを設置することにより、鋼帯の両端部への冷媒の供給を選択的に開始および停止することができ、鋼帯エッジ部の過冷却を防止することができる。
【0013】
幅方向分割ヘッダーの設置個数は、鋼帯センターとエッジとの温度差により塑性変形を起こしやすい軟質の鋼種であるIF鋼について、塑性変形を起こさないための鋼帯センターとエッジとの温度差を20℃以下にするために、鋼帯エッジへの冷媒の噴射を停止すべき冷媒供給ヘッダー数を求めることにより設定した。
なお、本実施例においては、幅方向分割ヘッダーを1ユニットのみに設置しているが、さらに、幅方向分割ヘッダーを2ユニットに設置しても構わない。
【0014】
図5に示すプロセスコンピュータから、鋼帯のサイズ(板幅)、鋼種および使用する冷媒供給ヘッダー数が制御装置に送信される。
制御装置では、鋼帯の幅、鋼種および使用する冷媒供給ヘッダー数に応じて、鋼帯の幅方向分割パターンを設定し、分割ヘッダーへの冷媒供給の開始(ON)および停止(OFF)および冷媒供給ヘッダーへの冷媒供給量の制御を行う。
図5における鋼帯冷却装置の出側には、幅方向板温計が設置されており、鋼帯の幅方向の温度分布を測定することができる。この板温計は走査式の板温計が好ましく、鋼帯の全幅の実績温度うち9点を代表値として制御装置に送信することが好ましい。
【0015】
この制御装置では、鋼帯の幅、鋼種および使用する冷媒供給ヘッダー数に応じて設定する鋼帯の幅方向の目標温度分布と実績温度分布の差異に基づいて、冷媒供給ヘッダーへの冷媒供給を開始(ON)および停止(OFF)する分割ヘッダーを設定し分割部のバルブの開閉操作を行うことにより、実績温度分布を目標温度分布に近づけることができる。
図6は、本発明に用いる制御装置としてのプロセスコントローラーの処理フローを示す図である。
図6において、鋼板のサイズ・鋼種を含むストリップ情報に基づく、フィードフォワード制御により、あらかじめ分割ヘッダーの開閉演算が行う一方で、
目標板温分布と実績板温分布との偏差に基づくフィードバック制御による分割ヘッダーの開閉演算を行うことにより、リアルタイムの分割ヘッダーの開閉パターンを設定している。
図7は、鋼帯幅方向の分割ヘッダーを例示する図である。
図7において、上中下の3個のヘッダーは、図5の#2〜#Nブロックのうち1個のブロックを示している。
上ヘッダーと中ヘッダーは、鋼帯の幅方向にそれぞれ5分割されており、分割されたヘッダーの元には電磁弁(SOV)が設けられており、選択的に冷媒の供給を開始および停止することができる。
【0016】
特に、最も使用頻度の高いミドル部の分割ヘッダーには、鋼帯の左右それぞれの冷媒供給ラインに電磁弁(SOV)が設置されており、左右のヘッダーのうち片方だけに冷媒を供給することができる。
この幅方向分割ヘッダーを用いて、ヘッダーごとに冷媒の供給を開始および停止することにより、複雑な流量コントロールを行う必要がなく、簡便に鋼帯エッジ部の過冷却を防止することができ、その結果、鋼帯の蛇行やロール疵の発生を防止することができる。
【0017】
図7の例では、白抜きの分割ヘッダーに冷媒が供給されていることを示しており、上ヘッダーにはセンターのみに冷媒を供給し、中ヘッダーにはセンターおよび右側のミドル部に冷媒を供給し、その他の分割ヘッダーへの冷媒供給を停止(OFF)することによって、鋼帯の幅方向の温度分布を目標とする温度分布に近づけることができる。
また、冷媒供給ヘッダーの幅方向分割パターンは、記鋼帯の幅方向の中央部分(センター)への冷媒供給を常時開始(ON)とし、前記鋼帯の幅方向の中央部分以外(ミドルまたはサイド)への冷媒供給を開始(ON)または停止(OFF)とすることが好ましい。鋼帯のセンターは鋼帯の温度の基準となるので全体の冷媒供給量を調整することにより、目標温度に近づけることができる一方で、鋼帯のミドルやサイドは部分的に過冷却になり易いので、分割ヘッダーへの冷媒供給を開停止することによって、目標温度に近づける必要があるからである。
なお、各ヘッダーの元には、遮断弁(SOV)および流量調節弁(FCV)が設けられており、各ヘッダーへの冷媒の供給の開停止および供給量の制御を行うことができる。
【0018】
冷媒としては、冷却能力や入手の容易さの観点から、N2などの不活性ガスと冷却水との混合体が好ましく、特に、冷媒に使用するガスの供給口が冷媒供給ヘッダーの片方に設置されている場合には鋼帯の幅方向に風量のアンバランスが生じるので、冷却水の左右の供給バランスを変更することによって、鋼帯の幅方向の冷却速度を均一化させることができる。
図8は、本発明における鋼帯の冷却制御方法のフローを示す図である。
図8において、まず、前記鋼帯の板幅、鋼種および使用する冷媒供給ヘッダー数に基づいて、冷媒供給ヘッダーの幅方向の分割パターンを設定する。
ここに、鋼帯の板幅は、鋼帯の用途によって、3巾、4巾、5巾の3区分のうちいずれかが指定され、鋼帯幅方向のヘッダー分割の基本となるデータである。
【0019】
また、鋼種によって、鋼帯の蛇行挙動や板温計の精度が異なるため幅方向のヘッダーの幅方向分割パターンを決める上で重要なファクターであり、例えば、IF鋼、一般Al−K鋼、440〜590MPa級ハイテン、780MPa級以上ハイテンの4区分とすることが好ましい。
使用する冷媒供給ヘッダー数は、鋼帯の板厚保や生産量により冷却能力を調整するために設定される。また、操業トラブルが発生した場合にはラインスピードを低減する必要があり、この場合には使用する冷媒供給ヘッダー数も少なくする。
【0020】
次に、冷却装置の出側に設置されている板温計により、鋼帯の幅方向の温度分布を測定し、9点の代表値を抽出して目標温度分布との差異を演算する。
目標温度分布は、中高で両端部との温度差を任意に設定することができるように、サインカーブとすることが好ましい。
例えば、目標温度分布を以下の式で規定する。
ΔTi=a*(cos(π*i/3/w)−√3/2)
ここに、ΔTi:センターからの距離Xiにおける目標温度
a:センターとエッジとの許容温度差
w:板幅
次に、実績温度と目標温度との差を次式にて算出する。
ΔTai=(Tsoa+ΔTi)−Tai
ここに、ΔTai:i番目の代表点における実績温度と目標温度との差
Tsoa:センター部の温度実績値
Tai:i番目の代表点における実績温度
【0021】
このi番目の代表点における実績温度と目標温度との差ΔTaiが、例えば5℃未満の場
合は、ΔTai=0と設定して、その冷媒供給ヘッダーの開停止の操作は行わない。
一方、i番目の代表点における実績温度と目標温度との差ΔTaiが、例えば5℃を超え
る場合は、ΔTaiに基づいて、次式により、冷媒供給を開停止するヘッダー数を算出する

Ui=int(β*Σj(ΔTaj*Cij)+0.5)
ここに、Ui:i番目の代表点における開停止するヘッダー数
β:定数
Cij:i番目のヘッダーの開停止が、j番目の代表点の温度差に及ぼす影響係数
【0022】
上記のように、鋼帯の幅方向の実績温度分布と目標温度分布との差異に基づいて、冷媒供給を開始(ON)または停止(OFF)する前記冷媒供給ヘッダー数を算出し操作する冷媒供給ヘッダーの選定は、連続焼鈍設備の垂直パスにおける上部側の冷媒供給ヘッダーを優先することが好ましい。下部のヘッダーは、ラインの速度や板厚により使用する冷媒供給ヘッダーが変化するので操作しにくいうえ、上流側の冷媒供給ヘッダーを操作することにより板温が安定化する効果があるためである。
【0023】
図9は、本発明を実施したときの鋼帯の幅方向の温度分布の変化を示す図である。
図9において、矢印の方向で示すように、鋼帯の幅方向の事跡温度分布は、サインカーブで示す目標温度分布に近づき、センターとエッジ部の温度差を、20℃以下に抑えることができる。
【0024】
【発明の効果】
本発明によれば、鋼帯の幅方向の均一冷却を行い、鋼帯の蛇行やロール疵の発生を防止することができる連続焼鈍設備の垂直パスにおける鋼帯の冷却制御方法を提供することができ、産業上有用な著しい効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】連続焼鈍設備の全体構成を示す図である。
【図2】連続焼鈍設備の一次冷却帯の垂直パスにおける鋼帯の冷却装置の構成を示す図である。
【図3】従来の冷却装置によって鋼帯を冷却したときの、板幅方向の温度分布を示す図である。
【図4】従来の冷却装置により冷却した鋼帯の形状を示す図である。
【図5】本発明における鋼帯の冷却制御方法の実施形態を示す図である。
【図6】本発明に用いる制御装置としてのプロセスコントローラーの処理フローを示す図である。
【図7】本発明に用いる、傾斜冷却ノズルを例示する図である。
【図8】本発明における鋼帯の冷却制御方法のフローを示す図である。
【図9】本発明を実施したときの鋼帯幅方向の温度分布の変化を示す図である。
【符号の説明】
1:鋼帯、
2、3:方向転換ロール、
4:冷媒供給ヘッダー、
5:放射冷却ノズル、
6:幅方向分割ヘッダー
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for controlling cooling of a steel strip in a vertical pass of a continuous annealing facility.
Specifically, the present invention relates to a method for controlling the cooling of a steel strip that performs uniform cooling in the width direction of the steel strip in a continuous annealing facility.
[0002]
[Prior art]
Various proposals have hitherto been made and put into practice regarding a method of cooling a steel strip in a continuous annealing facility.
FIG. 1 is a diagram showing the entire configuration of the continuous annealing equipment.
In FIG. 1, a steel strip subjected to tension control by dancer rolls and bridle rolls (furnace entrance side BR, furnace exit side BR) is heated by a heating zone (HF) and retained by a soaking zone (SF). It is cooled by the primary cooling zone (1CF).
Next, after the overaging treatment is performed in the overaging zone (OAF), it is cooled to room temperature by the secondary cooling zone (2CF) and the water cooling tank (WQ).
[0003]
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of cooling a steel strip in a vertical pass of a primary cooling zone of a continuous annealing facility.
In FIG. 2, the steel strip 1 bent vertically by the direction change roll 2 is cooled by the refrigerant injected from the refrigerant supply header 4.
The bending back by the direction change roll 2 causes a warp (C warp) in the width direction of the steel strip 1, and dripping water due to cooling water is generated in a central part of the steel strip 1. If the steel strip 1 meanders in the width direction due to overcooling or a temperature deviation in the width direction, roll flaws may be generated in the steel strip, which causes problems in operation and quality. I was
Further, when the line speed is increased, the supply amount of the refrigerant is increased, and it is easy to meander. Therefore, it is necessary to perform the operation at a reduced line speed.
[0004]
FIG. 3 is a diagram showing a temperature distribution in a sheet width direction when a steel strip is cooled by a conventional cooling device.
In FIG. 3, the horizontal axis indicates the position in the sheet width direction, and the vertical axis indicates the deviation (° C.) from the center target sheet temperature.
In the example of FIG. 3, the temperature of the steel strip center is low due to the effect of the dripping water generated in the center of the steel strip, and the temperature of the steel strip edge is also low due to the heat removal from the steel strip edge end face.
In addition, the temperature of the left side (DS) is lower than that of the right side (WS) in FIG. 3, and the shape of the left side (DS) of the steel strip is deteriorated. Was.
[0005]
FIG. 4 is a diagram showing a shape of a steel strip cooled by a conventional cooling device.
In FIG. 4, middle elongation occurs due to supercooling of the steel strip center part, ear waves occur due to supercooling of the edge part, and the shape is deteriorated because the temperature on the left side (DS) of the steel strip is low.
As a conventional technique aiming at uniform cooling in the width direction of the steel strip, for example, WO97 / 44498 discloses a technique in which a cooling nozzle is inclined toward both ends in the width direction of the steel strip to generate the cooling nozzle in the center of the steel strip. A method for preventing dripping water is disclosed.
However, in this prior art, the structure of the inclined cooling nozzle and the structure of the width direction divided header are disclosed, but the specific control method of the width direction divided header is not disclosed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the problems of the prior art as described above, performs uniform cooling in the width direction of the steel strip, and prevents the meandering of the steel strip and the occurrence of roll flaws in the vertical pass of the continuous annealing equipment. It is an object to provide a cooling control method for a steel strip.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made by studying a specific control method of the width direction divided header in order to solve the above-described problem, and the gist of the invention is as described in the claims. The contents are as follows.
(1) A method for controlling cooling of a steel strip in a vertical pass of a continuous annealing facility,
Based on the plate width of the steel strip, steel type and the number of refrigerant supply headers to be used, a step of setting a width direction division pattern of the refrigerant supply header,
Measuring the actual temperature distribution in the width direction of the steel strip, and calculating the difference between the actual temperature distribution and the target temperature distribution;
Calculating a refrigerant supply header number for starting (ON) or stopping (OFF) the refrigerant supply when a difference between the target temperature distribution and the actual temperature distribution in the width direction of the steel strip is out of an allowable range. A method for controlling the cooling of a steel strip.
[0008]
(2) The widthwise division pattern of the coolant supply header always starts (ON) the coolant supply to the center portion (center) in the width direction of the steel strip, and other than the middle portion in the width direction of the steel strip (middle). Or (1) starting or stopping (OFF) the supply of the refrigerant to the steel strip.
(3) A target temperature distribution in the width direction of the steel strip is defined as a sine curve, actual temperatures at a plurality of points in the width direction of the steel strip are measured, and a difference from the target temperature distribution is calculated. ) Or (2).
(4) The coolant supply header that starts (ON) or stops (OFF) coolant supply based on the difference between the actual temperature distribution in the width direction of the steel strip and the target temperature distribution in the vertical path of the continuous annealing equipment. The method for controlling cooling of a steel strip according to any one of (1) to (3), wherein the refrigerant supply header on the upper side is preferentially selected.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of a steel strip cooling control method according to the present invention.
In FIG. 5, the steel strip 1 is bent back vertically by the direction change roll 2 and transported to a vertical path.
This vertical path is provided with a coolant supply header 4 for spraying and cooling a coolant from both sides of the steel strip 1. In the present embodiment, a coolant supply header group divided into N blocks on one side on both sides of the steel strip 1. Are installed in each block, and three blocks are provided on each block, and there are a total of 6N refrigerant supply headers on one side, 3N stages.
[0010]
In the upper unit of the vertical path (one unit in FIG. 5), radiant cooling nozzles inclined toward both ends in the width direction of the steel strip are installed on the lower surface side (−surface side) of the descending steel strip in the horizontal path. Thereby, dripping water generated at the center of the steel strip can be eliminated in the direction of both ends in the width direction of the steel strip, and as a result, supercooling of the steel strip center can be reduced.
In addition, in FIG. 5, the block of a lattice pattern is a place where a radiation cooling nozzle is installed.
[0011]
On the other hand, the lower unit (two units in FIG. 5) of the vertical path is provided with six refrigerant supply headers from the lower part of the upper surface side (+ side shown in FIG. 5) in the horizontal path of the descending steel strip. By installing radiant cooling nozzles inclined toward both ends in the width direction, dripping water generated in the center of the steel strip can be eliminated in the direction of both ends in the width direction of the steel strip. The supercooling of the section can be reduced.
[0012]
Next, the installation location of the width-wise divided header in the present embodiment will be described.
In FIG. 5, the width direction divided headers were installed in the # 2 to #N blocks on the minus side of one unit of the steel strip indicated by oblique lines.
By installing the width direction division header, supply of the refrigerant to both ends of the steel strip can be selectively started and stopped, and overcooling of the steel strip edge can be prevented.
[0013]
The number of headers to be installed in the width direction is determined by the temperature difference between the steel strip center and the edge to prevent plastic deformation of IF steel, which is a soft steel type that is apt to undergo plastic deformation due to the temperature difference between the steel strip center and the edge. In order to reduce the temperature to 20 ° C. or lower, the temperature was set by determining the number of refrigerant supply headers at which the injection of the refrigerant to the steel strip edge should be stopped.
In the present embodiment, the width direction division header is installed in only one unit, but the width direction division header may be installed in two units.
[0014]
The size (steel width) of the steel strip, the steel type, and the number of refrigerant supply headers to be used are transmitted from the process computer shown in FIG. 5 to the control device.
The control device sets a width direction division pattern of the steel strip in accordance with the width of the steel strip, the steel type, and the number of refrigerant supply headers to be used, and starts (ON) and stops (OFF) the refrigerant supply to the divided headers and the refrigerant. Controls the amount of refrigerant supplied to the supply header.
A width direction sheet thermometer is installed on the outlet side of the steel strip cooling device in FIG. 5, and can measure the temperature distribution in the width direction of the steel strip. This sheet thermometer is preferably a scanning-type sheet thermometer, and it is preferable that nine points among the actual temperatures of the entire width of the steel strip be transmitted to the control device as representative values.
[0015]
In this control device, based on the difference between the target temperature distribution and the actual temperature distribution in the width direction of the steel strip set according to the width of the steel strip, the steel type and the number of refrigerant supply headers to be used, the supply of the refrigerant to the refrigerant supply header is performed. By setting a division header to be started (ON) and stopped (OFF) and opening and closing the valve of the division part, the actual temperature distribution can be made closer to the target temperature distribution.
FIG. 6 is a diagram showing a processing flow of a process controller as a control device used in the present invention.
In FIG. 6, the feedforward control based on the strip information including the size and steel type of the steel sheet performs the opening and closing operation of the divided header in advance,
A real-time split header opening / closing pattern is set by performing split header opening / closing calculation by feedback control based on the deviation between the target sheet temperature distribution and the actual sheet temperature distribution.
FIG. 7 is a diagram illustrating a split header in the steel strip width direction.
In FIG. 7, the upper, lower, middle and lower three headers indicate one of the # 2 to #N blocks in FIG.
The upper header and the middle header are each divided into five in the width direction of the steel strip, and a solenoid valve (SOV) is provided under the divided header to selectively start and stop the supply of the refrigerant. be able to.
[0016]
In particular, solenoid valves (SOV) are installed in the left and right refrigerant supply lines of the steel strip in the most frequently used middle section divided header, and the refrigerant can be supplied to only one of the left and right headers. it can.
By using this width direction divided header, by starting and stopping the supply of the refrigerant for each header, it is not necessary to perform complicated flow rate control, and it is possible to easily prevent overcooling of the steel strip edge portion, As a result, it is possible to prevent the meandering of the steel strip and the occurrence of roll flaws.
[0017]
In the example of FIG. 7, the refrigerant is supplied to the white divided header, the upper header supplies the refrigerant only to the center, and the middle header supplies the refrigerant to the center and the right middle part. By stopping (OFF) the supply of the refrigerant to the other divided headers, the temperature distribution in the width direction of the steel strip can be made closer to the target temperature distribution.
Further, the widthwise division pattern of the refrigerant supply header is such that the supply of refrigerant to the central portion (center) in the width direction of the steel strip is always started (ON), and other than the central portion in the width direction of the steel strip (middle or side). ) Is preferably started (ON) or stopped (OFF). Since the center of the steel strip serves as a reference for the temperature of the steel strip, it is possible to approach the target temperature by adjusting the overall coolant supply rate, while the middle and sides of the steel strip are likely to be partially supercooled. This is because it is necessary to approach the target temperature by stopping the supply of the refrigerant to the divided header.
In addition, a shutoff valve (SOV) and a flow control valve (FCV) are provided under each header, so that the supply of the refrigerant to each header can be stopped and the supply amount can be controlled.
[0018]
As the refrigerant, a mixture of an inert gas such as N2 and cooling water is preferable from the viewpoint of cooling capacity and availability, and in particular, a supply port of a gas used for the refrigerant is provided on one side of the refrigerant supply header. In this case, an imbalance in the air flow occurs in the width direction of the steel strip. Therefore, by changing the supply balance between the left and right cooling water, the cooling speed in the width direction of the steel strip can be made uniform.
FIG. 8 is a diagram showing a flow of a cooling control method for a steel strip in the present invention.
In FIG. 8, first, a division pattern in the width direction of the coolant supply header is set based on the plate width of the steel strip, the steel type, and the number of coolant supply headers to be used.
Here, the width of the steel strip is designated as one of three widths, four widths, and five widths depending on the use of the steel strip, and is the basic data for dividing the header in the width direction of the steel strip.
[0019]
In addition, since the meandering behavior of the steel strip and the accuracy of the sheet thermometer differ depending on the steel type, this is an important factor in determining the width direction division pattern of the header in the width direction. For example, IF steel, general Al-K steel, 440 It is preferable to use four categories of high tensile strength of 590 MPa class and high tensile strength of 780 MPa class or higher.
The number of coolant supply headers to be used is set to adjust the cooling capacity according to the thickness of the steel strip and the production amount. Further, when an operation trouble occurs, it is necessary to reduce the line speed. In this case, the number of refrigerant supply headers to be used is also reduced.
[0020]
Next, the temperature distribution in the width direction of the steel strip is measured by a sheet thermometer installed on the outlet side of the cooling device, and nine representative values are extracted to calculate a difference from the target temperature distribution.
The target temperature distribution is preferably a sine curve so that the temperature difference between the middle and high ends and the both ends can be arbitrarily set.
For example, the target temperature distribution is defined by the following equation.
ΔTi = a * (cos (π * i / 3 / w) -√3 / 2)
Here, ΔTi: target temperature a at a distance Xi from the center a: allowable temperature difference between the center and the edge w: plate width Next, the difference between the actual temperature and the target temperature is calculated by the following equation.
ΔTai = (Tsoa + ΔTi) −Tai
Here, ΔTai: the difference between the actual temperature at the i-th representative point and the target temperature Tsoa: the actual temperature value of the center part Tai: the actual temperature at the i-th representative point
When the difference ΔTai between the actual temperature and the target temperature at the i-th representative point is, for example, less than 5 ° C., ΔTai = 0 is set, and the operation of stopping the opening of the refrigerant supply header is not performed.
On the other hand, when the difference ΔTai between the actual temperature and the target temperature at the i-th representative point exceeds, for example, 5 ° C., the number of headers for stopping and opening the refrigerant supply is calculated by the following equation based on ΔTai.
Ui = int (β * Σj (ΔTaj * Cij) +0.5)
Here, Ui: the number of headers to stop opening at the i-th representative point β: constant Cij: influence coefficient of the opening and stopping of the i-th header on the temperature difference at the j-th representative point
As described above, based on the difference between the actual temperature distribution and the target temperature distribution in the width direction of the steel strip, the number of the refrigerant supply headers for starting (ON) or stopping (OFF) the refrigerant supply is calculated and operated. It is preferable that the selection of the header gives priority to the refrigerant supply header on the upper side in the vertical pass of the continuous annealing equipment. This is because the lower header is difficult to operate because the refrigerant supply header to be used changes depending on the line speed and the plate thickness, and the operation of the upstream refrigerant supply header has the effect of stabilizing the plate temperature.
[0023]
FIG. 9 is a diagram showing a change in the temperature distribution in the width direction of the steel strip when the present invention is implemented.
In FIG. 9, as shown by the direction of the arrow, the trace temperature distribution in the width direction of the steel strip approaches the target temperature distribution shown by the sine curve, and the temperature difference between the center and the edge can be suppressed to 20 ° C. or less. .
[0024]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a method for controlling cooling of a steel strip in a vertical pass of a continuous annealing facility that can perform uniform cooling in the width direction of the steel strip and prevent the meandering of the steel strip and the occurrence of roll flaws. It has significant industrially useful effects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an entire configuration of a continuous annealing facility.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a cooling device for a steel strip in a vertical path of a primary cooling zone of a continuous annealing facility.
FIG. 3 is a diagram showing a temperature distribution in a sheet width direction when a steel strip is cooled by a conventional cooling device.
FIG. 4 is a view showing a shape of a steel strip cooled by a conventional cooling device.
FIG. 5 is a view showing an embodiment of a steel strip cooling control method according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a processing flow of a process controller as a control device used in the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an inclined cooling nozzle used in the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a flow of a cooling control method for a steel strip in the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a change in a temperature distribution in a steel strip width direction when the present invention is implemented.
[Explanation of symbols]
1: steel strip,
2, 3: turning roll,
4: Refrigerant supply header
5: radiation cooling nozzle,
6: Split header in width direction

Claims (4)

連続焼鈍設備の垂直パスにおける鋼帯の冷却制御方法であって、
前記鋼帯の板幅、鋼種および使用する冷媒供給ヘッダー数に基づいて、該冷媒供給ヘッダーの幅方向分割パターンを設定する工程と、
前記鋼帯の幅方向の実績温度分布を測定し、該実績温度分布と目標温度分布との差異を演算する工程と、
前記鋼帯の幅方向の目標温度分布と実績温度分布との差異が許容範囲を外れる場合に、冷媒供給を開始(ON)または停止(OFF)する前記冷媒供給ヘッダー数を演算する工程とを有することを特徴とする鋼帯の冷却制御方法。
A method for controlling cooling of a steel strip in a vertical pass of a continuous annealing facility,
Based on the plate width of the steel strip, steel type and the number of refrigerant supply headers to be used, a step of setting a width direction division pattern of the refrigerant supply header,
Measuring the actual temperature distribution in the width direction of the steel strip, and calculating the difference between the actual temperature distribution and the target temperature distribution;
Calculating a refrigerant supply header number for starting (ON) or stopping (OFF) the refrigerant supply when a difference between the target temperature distribution and the actual temperature distribution in the width direction of the steel strip is out of an allowable range. A method for controlling the cooling of a steel strip.
前記冷媒供給ヘッダーの幅方向分割パターンが、前記鋼帯の幅方向の中央部分(センター)への冷媒供給を常時開始(ON)とし、前記鋼帯の幅方向の中央部分以外(ミドルまたはサイド)への冷媒供給を開始(ON)または停止(OFF)とすることを特徴とする請求項1に記載の鋼帯の冷却制御方法。The width direction division pattern of the coolant supply header always starts (ON) coolant supply to a center portion (center) in the width direction of the steel strip, and other than the middle portion in the width direction of the steel strip (middle or side). The method for controlling cooling of a steel strip according to claim 1, wherein the supply of the refrigerant to the steel strip is started (ON) or stopped (OFF). 前記鋼帯の幅方向の目標温度分布をサインカーブとし、該鋼帯の幅方向の複数点における実績温度を測定し、目標温度分布との差異を演算することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の鋼帯の冷却制御方法。The target temperature distribution in the width direction of the steel strip is defined as a sine curve, actual temperatures at a plurality of points in the width direction of the steel strip are measured, and a difference from the target temperature distribution is calculated. Item 3. A method for controlling cooling of a steel strip according to item 2. 前記鋼帯の幅方向の実績温度分布と目標温度分布との差異に基づいて、冷媒供給を開始(ON)または停止(OFF)する前記冷媒供給ヘッダーを、連続焼鈍設備の垂直パスにおける上部側の冷媒供給ヘッダーを優先的に選択することを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の鋼帯の冷却制御方法。Based on the difference between the actual temperature distribution and the target temperature distribution in the width direction of the steel strip, the refrigerant supply header that starts (ON) or stops (OFF) the refrigerant supply is connected to the upper side in the vertical path of the continuous annealing equipment. The method for controlling cooling of a steel strip according to any one of claims 1 to 3, wherein the refrigerant supply header is preferentially selected.
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