JP2006272395A - Method and apparatus for controlling cooling and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱間圧延された鋼板を冷却する冷却装置を制御する冷却制御方法、装置、及びコンピュータプログラムに関する。 The present invention relates to a cooling control method, apparatus, and computer program for controlling a cooling device for cooling a hot-rolled steel sheet.
熱間圧延された主に厚鋼板を水冷により加速冷却し、焼入れ効果等を得るようにした鋼板製造ラインが稼動している。この熱間圧延鋼板の冷却は鋼板の材質造り込み上重要な工程の一つであり、その特性を決定付けるパラメータとしては、主に「鋼板の冷却開始温度」、「冷却強度」、「鋼板の冷却終了温度」が挙げられる。 A steel plate production line is operating in which hot rolled steel plates are accelerated and cooled by water cooling to obtain a quenching effect. This cooling of hot-rolled steel sheet is one of the important processes in building the material of the steel sheet, and the parameters that determine its characteristics are mainly “cooling start temperature of steel sheet”, “cooling strength”, “ Cooling end temperature ".
ところで、上述したパラメータのうち「鋼板の冷却開始温度」は仕上圧延工程の仕上温度で決定付けられ、また、「冷却強度」は所望の材質造り込みの前提条件として決定付けられることから、オンライン上での冷却制御においては「鋼板の冷却終了温度」が最も重要となる。 By the way, among the parameters described above, the “cooling start temperature of the steel sheet” is determined by the finishing temperature of the finish rolling process, and the “cooling strength” is determined as a precondition for building a desired material. In the cooling control, the “cooling end temperature of the steel sheet” is the most important.
従来から、冷却通板中の鋼板の温度を計測し、冷却終了温度が所望の温度となるように鋼板の上面や下面に噴射する冷却水量を変動させて、温度誤差を修正するようにした冷却制御が提案されている(例えば特許文献1)。 Conventionally, the temperature of the steel plate in the cooling plate is measured, and the cooling error amount is corrected by changing the amount of cooling water sprayed on the upper and lower surfaces of the steel plate so that the cooling end temperature becomes the desired temperature. Control has been proposed (for example, Patent Document 1).
しかしながら、冷却装置では大量の冷却水が使用されるため、冷却通板中に冷却水量を変動させるのでは、その応答性に劣ってしまい、高精度なダイナミック制御が困難であるという問題がある。 However, since a large amount of cooling water is used in the cooling device, there is a problem that if the amount of cooling water is varied in the cooling plate, the response is inferior and high-precision dynamic control is difficult.
また、冷却通板中に冷却水量を変動させることは、重要なパラメータの一つである「冷却強度」そのものを変化させることになるため、材質造り込みへの影響が懸念される。 In addition, changing the amount of cooling water in the cooling plate changes the “cooling strength”, which is one of the important parameters, and there is a concern about the influence on the material build-up.
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、高精度なダイナミック制御を可能にし、かつ、材質造り込みへの影響も少なくすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to enable high-precision dynamic control and to reduce the influence on material fabrication.
本発明の冷却制御方法は、仕上圧延後の鋼板を搬送しながら、冷却通板中は冷却強度が略一定となるような冷却水量で冷却する冷却装置を制御する冷却制御方法であって、前記冷却装置の中間位置における前記鋼板の実績中間温度情報に基づいて、当該鋼板の通板速度を制御する点に特徴を有する。
本発明の冷却制御装置は、仕上圧延後の鋼板を搬送しながら、冷却通板中は冷却強度が略一定となるような冷却水量で冷却する冷却装置を制御する冷却制御装置であって、前記冷却装置の中間位置における前記鋼板の実績中間温度情報に基づいて、当該鋼板の通板速度を制御する手段を備えた点に特徴を有する。
本発明のコンピュータプログラムは、仕上圧延後の鋼板を搬送しながら、冷却通板中は冷却強度が略一定となるような冷却水量で冷却する冷却装置を制御するためのコンピュータプログラムであって、前記冷却装置の中間位置における前記鋼板の実績中間温度情報に基づいて、当該鋼板の通板速度を制御する処理をコンピュータに実行させる点に特徴を有する。
The cooling control method of the present invention is a cooling control method for controlling a cooling device that cools with a cooling water amount such that the cooling strength is substantially constant during cooling through plate while conveying the steel sheet after finish rolling, It is characterized in that the sheet passing speed of the steel sheet is controlled based on the actual intermediate temperature information of the steel sheet at the intermediate position of the cooling device.
The cooling control device of the present invention is a cooling control device that controls a cooling device that cools with a cooling water amount such that the cooling strength is substantially constant during cooling through plate while conveying the steel plate after finish rolling, It is characterized in that a means for controlling the sheet passing speed of the steel sheet is provided based on the actual intermediate temperature information of the steel sheet at the intermediate position of the cooling device.
The computer program of the present invention is a computer program for controlling a cooling device that cools with a cooling water amount such that the cooling strength is substantially constant during cooling through plate while conveying the steel sheet after finish rolling. Based on the actual intermediate temperature information of the steel sheet at the intermediate position of the cooling device, the present invention is characterized in that a process for controlling the sheet passing speed of the steel sheet is executed by a computer.
本発明によれば、冷却通板中に、冷却強度が一定となるように冷却水量を制御し、鋼板の冷却終了温度が目標冷却終了温度となるように通板速度を制御するようにしたので、応答性に優れた高精度なダイナミック制御が可能になり、かつ、材質造り込みへの影響も少なくすることができる。 According to the present invention, the amount of cooling water is controlled so that the cooling strength is constant during the cooling plate, and the plate passing speed is controlled so that the cooling end temperature of the steel plate becomes the target cooling end temperature. High-precision dynamic control with excellent responsiveness is possible, and the influence on material fabrication can be reduced.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。図1には、本発明が適用される鋼板製造ラインの一例を示す。同図に示すように、不図示の加熱炉や粗圧延機を経て粗形成された鋼板1を目標板厚まで圧延する仕上圧延機2と、仕上圧延後の鋼板1の形状を矯正する矯正機3と、矯正後の鋼板1を加速冷却する冷却装置4とが順次配設されており、加速冷却後の鋼板1が所望の形状及び材質を有する製品となる。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an example of a steel sheet production line to which the present invention is applied. As shown in the figure, a
仕上圧延機2の前面位置及び後面位置には、仕上前面温度計5及び仕上後面温度計6がそれぞれ配置される。また、冷却装置4の中間位置Mには、中間位置温度計7が配置される。なお、本実施形態では、各温度計が鋼板1の上面で表面温度を計測する例を説明するが、例えば鋼板1の上面及び下面の両方で表面温度を計測するようにしてもよい。
A finish
図2は、冷却装置4の内部構成例を示す図である。冷却装置4の内部では、鋼板1を搬送するローラ群41が多数配列されるとともに、各冷却ゾーン1Z〜19Zにおいて鋼板1の上面及び下面に冷却水を噴射するノズル群(不図示)が多数配列される。これらノズル群からの冷却水の噴射は流量制御弁によってそれぞれ制御され、鋼板の板厚や板長等の諸条件によって使用ゾーン数や各ノズルからの噴射量を調整できるようになっている。図示例では、冷却ゾーン1Z〜7Zと冷却ゾーン8Z〜11Zとの間に中間位置温度計7が配置されている(中間位置M)。
FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration example of the
図3は、本実施形態の冷却制御装置100を含む制御系の概略構成を示す図である。冷却制御装置100には、仕上圧延機2を含む各圧延機の総括的な制御を行う圧延制御装置200と、主に生産管理を行う生産管理装置300と、冷却制御装置100から出力される各種データを表示したり、冷却制御装置100に対してオペレータからの入力等を出力したりするデータ入出力装置400と、中間位置温度計7とが接続する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of a control system including the
また、冷却制御装置100には、冷却装置4の各冷却ゾーン1Z〜19Zの流量制御弁501を制御して冷却水量を制御する冷却水量制御装置500と、鋼板1を搬送する際に駆動される冷却装置4の鋼板送りモータ601を制御して通板速度を制御する通板速度制御装置600とが接続する。
Further, the cooling
すなわち、冷却制御装置100は、中間位置温度計7、圧延制御装置200、生産管理装置300、及びデータ入出力装置400等から入力されるデータに基づいて、冷却水量制御装置500や通板速度制御装置600を介して冷却水量や通板速度の制御を行う。
That is, the cooling
特に本実施形態の冷却制御装置100は、仕上圧延後の鋼板1を搬送しながら、冷却水量制御装置500に所要の冷却水量を送信することで、冷却装置の注水量を制御するとともに、冷却装置4の中間位置Mにおける鋼板1の実績中間温度情報に基づき通板速度制御装置600を介して通板速度を制御するものである。
In particular, the cooling
より具体的に、本実施形態の冷却制御装置100は、目標冷却終了温度情報に応じて通板速度を算出して冷却装置4に反映させるとともに、冷却装置4による鋼板1の予定冷却履歴を取得する予定冷却履歴取得部101と、冷却装置4の中間位置Mにおける鋼板1の長手方向の所定の部位での実績中間温度情報を取得する実績中間温度情報取得部102と、予定冷却履歴取得部101により取得される予定冷却履歴と実績中間温度情報取得部102により取得される実績中間温度情報とに基づいて、冷却装置4に反映させた通板速度を修正する通板速度修正部103とを備える。
More specifically, the cooling
図4は、本実施形態の冷却制御装置100による冷却制御処理を説明するためのフローチャートである。また、図5は、冷却開始からの時間と鋼板1の温度(板厚方向平均温度)変化との関係を示す特性図である。
FIG. 4 is a flowchart for explaining a cooling control process by the cooling
ステップS100では、目標冷却終了温度情報に応じて通板速度を算出して冷却装置4に反映させるとともに、冷却装置4による鋼板1の予定冷却履歴を取得する。以下、図6を参照して、ステップS100の予定冷却履歴の取得処理について説明する。
In step S100, the plate passing speed is calculated according to the target cooling end temperature information and reflected in the
まず、冷却装置4の入側(冷却開始位置)における鋼板1の長手方向の各セグメントでの冷却開始温度情報を算出する(ステップS101)。
First, the cooling start temperature information in each segment in the longitudinal direction of the
具体的には、圧延制御装置200から仕上後面温度計6により計測される鋼板1の表面温度を取得し、仕上圧延終了時点の各セグメントでの板厚方向の温度分布を求める。表面温度から板厚方向の温度分布を求める手法として、板厚方向の温度分布は板厚方向の中間位置で温度が最高となる放物線状となることが知られており、例えば特許文献1に開示された手法を用いて板厚方向11点の温度分布を決定すればよい(図7を参照)。概要を説明すれば、上表面温度TFは、計測された温度である。上表面と板温最高点との温度差ΔTは、下式(1)
ΔT=33.8−3.63h(−0.0371+0.00528h)・TF・・・(1)
但し、ΔT:上表面と板温最高点との温度差、h:板厚
で与える。下表面温度TLは、下式(2)
TL=TF+K1ξ(ΔTScon+ΔTSclass)+K2・・・(2)
但し、ξ:学習により得た温度変換係数、ΔTS:学習により得た入側温度上下面温度差、K1,K2:調整要素
により決定する。以上の条件を満たす放射線状の温度分布を決定し、板厚方向の温度分布を決定する。その他にも、詳細な説明は省略するが、表面温度から板厚方向の温度分布を求める手法については特許文献2、3等にも開示されており、いずれの手法を用いてもかまわない。
Specifically, the surface temperature of the
ΔT = 33.8−3.63h (−0.0371 + 0.00528h) · T F (1)
Where ΔT: temperature difference between the upper surface and the plate temperature maximum point, and h: plate thickness. The lower surface temperature T L is expressed by the following formula (2)
T L = T F + K 1 ξ (ΔT S con + ΔT S class) + K 2 (2)
Where ξ: temperature conversion coefficient obtained by learning, ΔT S : entrance side temperature upper / lower surface temperature difference obtained by learning, K 1 , K 2 : determined by adjustment factors. A radial temperature distribution satisfying the above conditions is determined, and a temperature distribution in the thickness direction is determined. In addition, although a detailed description is omitted, methods for obtaining the temperature distribution in the thickness direction from the surface temperature are disclosed in
そして、仕上圧延終了時点の各セグメントでの板厚方向の温度分布を初期値として、上述した板厚方向11点を計算対象点とし、冷却装置4の冷却開始位置までの温度推移を熱伝導差分方程式を解くことにより、冷却装置4の冷却開始位置における各セグメントでの板厚方向平均温度T0(以下、「冷却開始温度T0」と称する)を冷却開始温度情報として算出する。熱伝導差分方程式を解くことにより温度推移を解析する手法についても、例えば特許文献1に開示されているように、概要を説明すれば、板厚方向の初期温度分布状態に基づいて、板上の代表点における11点を計算対象点として、下式(3)に示す1次元熱伝導差分方程式
Q(i)t+Δt
=Q(i)t+Δt・(λi+1−2λi+λi-1)/ρ・Δx2 (i=1〜11)
ΔQs
=4.88[{(Tg+273)/100}4−{(T(i)+273)/100}4] (i=1、11)
=0 (i=2〜10)・・・(3)
但し、Q(i)t:時刻tでの要素iの含熱量、T(i)t:同温表示、Δt:差分計算の刻み時間(=const,150msec)、ρ:密度、λ:要素iの熱伝導率、Tg:気温、ΔQs:境界条件、Δx:板厚分割厚
を解く。この場合に、板温度Tから含熱量Qへの変換を、
T>880であれば、Q=3.333+0.16T
T≦880であれば、Q=−149.05+0.481・T−1.68×10-4・T2
とし、含熱量Qから温度Tへの変換(含熱量:比熱を0℃からTまで積分した値)を、
Q>144.13であれば、T=−20.8+6.25×Q
0<Q≦144.13であれば、T=1431.5−√(1.162×106−5.95×103×Q)
とする。
And the temperature distribution in the plate thickness direction in each segment at the end of finish rolling is set as an initial value, the above-described 11 points in the plate thickness direction are set as calculation target points, and the temperature transition to the cooling start position of the
= Q (i) t + Δt · (λ i + 1 -2λ i + λ i-1) / ρ · Δx 2 (i = 1~11)
ΔQ s
= 4.88 [{(Tg + 273) / 100} 4 − {(T (i) +273) / 100} 4 ] (i = 1, 11)
= 0 (i = 2 to 10) (3)
Where Q (i) t : heat content of element i at time t, T (i) t : same temperature display, Δt: difference calculation step time (= const, 150 msec), ρ: density, λ: element i , Tg: temperature, ΔQ s : boundary condition, Δx: plate thickness division thickness. In this case, the conversion from the plate temperature T to the heat content Q is
If T> 880, Q = 3.333 + 0.16T
If T ≦ 880, Q = −149.05 + 0.481 · T−1.68 × 10 −4 · T 2
And conversion from heat content Q to temperature T (heat content: value obtained by integrating specific heat from 0 ° C. to T),
If Q> 144.13, T = -20.8 + 6.25 × Q
If 0 <Q ≦ 144.13, T = 1431.5−√ (1.162 × 10 6 −5.95 × 10 3 × Q)
And
本実施形態では、冷却開始温度T0を、仕上圧延終了時点の各セグメントでの板厚方向の温度分布を初期値として1次元熱伝導差分方程式を解くことにより取得するようにしたが、冷却装置4の入側に温度計を配置しておき、その温度計により計測された温度から取得するようにしてもよい。 In this embodiment, the cooling start temperature T0 is obtained by solving the one-dimensional heat conduction difference equation with the temperature distribution in the thickness direction in each segment at the end of finish rolling as an initial value. A thermometer may be arranged on the entrance side of the slab, and the temperature may be obtained from the temperature measured by the thermometer.
次に、ステップS101で求められた冷却開始温度T0と、製造標準値として生産管理装置300等により設定される各冷却ゾーン1Z〜19Zでの冷却水量と、製造標準値として生産管理装置300等により設定される目標とする冷却終了時点の板厚方向平均温度TE*(以下、「目標冷却終了温度TE*」と称する)と、冷却装置4の使用ゾーンの全長と等に基づいて通板速度を算出し、その通板速度を初期設定速度として冷却装置4に反映させる(ステップS102)。本実施形態では、冷却処理の前提として、冷却通板中は冷却強度が略一定となるように各冷却ゾーン1Z〜19Zでの冷却水量、すなわち使用ゾーン数や各ノズルからの噴射量が制御される。
Next, the cooling start temperature T0 obtained in step S101, the amount of cooling water in each of the
次に、ステップS102で設定された通板速度に基づいて、鋼板1の各セグメントでの予定全冷却時間tei *(i:セグメントの番号)を算出する(ステップS103)。
Next, the planned total cooling time te i * (i: segment number) in each segment of the
次に、ステップS102で設定された通板速度に基づいて、鋼板1の各セグメントが中間位置Mに達するまでの予定冷却時間tcbi *(以下、「予定前段冷却時間tcbi *」と称する)(i:セグメントの番号)を算出する(ステップS104)。
Next, the scheduled cooling time tcb i * until each segment of the
次に、鋼板1の各セグメントでの中間位置Mにおける予定板厚方向平均温度TIi *(i:セグメントの番号)(以下、「予定中間温度TIi *」と称する)を予定中間温度情報として算出する(ステップS105)。この場合も、例えば冷却開始温度T0を初期値として、ステップS101にて冷却開始温度T0を算出したのと同様に熱伝導差分方程式を解くことにより温度推移を解析すればよい。
Next, the planned sheet thickness direction average temperature TI i * (i: segment number) (hereinafter referred to as “scheduled intermediate temperature TI i * ”) at the intermediate position M in each segment of the
次に、鋼板1の各セグメントが中間位置Mから冷却終了位置に達するまでの予定冷却時間tcfi *(以下、「予定後段冷却時間tcfi *」と称する)(i:セグメントの番号)を算出する(ステップS106)。予定後段冷却時間tcfi *は、ステップS103で算出された予定全冷却時間tei *から、ステップS104で算出された予定前段冷却時間tcbi *を減算すれば算出することができる。
Next, a planned cooling time tcf i * (hereinafter referred to as “scheduled post-stage cooling time tcf i * ”) until each segment of the
そして、目標冷却終了温度TE*、予定中間温度TIi *、及び予定後段冷却時間tcfi *に基づいて、鋼板1の各セグメントが中間位置Mから冷却終了位置に達するまでの期間での予定冷却強度(予定冷速)Vcfi *(i:セグメントの番号)を算出する(ステップS107)。上述したように冷却通板中は冷却強度が一定となるように各冷却ゾーン1Z〜19Zでの冷却水量が制御されるので、中間位置Mから冷却終了位置までの予定冷却強度Vcfi *はほぼリニアに変化するものと扱うことができ、下式(4)
Vcfi *=(TIi *−TE*)/tcfi *・・・(4)
として算出することができる。
Then, based on the target cooling end temperature TE * , the planned intermediate temperature TI i * , and the planned post-stage cooling time tcf i * , the planned cooling in the period until each segment of the
Vcf i * = (TI i * −TE * ) / tcf i * (4)
Can be calculated as
図4に説明を戻して、ステップS200では、冷却装置4の中間位置Mにおける鋼板1の長手方向の所定の部位での実績中間温度情報を取得する。以下、図8を参照して、ステップS200の実績中間温度情報の取得処理について説明する。
Returning to FIG. 4, in step S <b> 200, actual intermediate temperature information at a predetermined portion in the longitudinal direction of the
まず、中間位置温度計7により計測される鋼板1の表面温度を定周期(各セグメント)で読み込んで、板厚方向平均温度TIi Rを算出する(ステップS201)。表面温度から板厚方向の温度分布を求める手法については既述したとおりである。
First, the surface temperature of the
そして、鋼板1の通板状況をトラッキング機能により監視し、指定距離だけ進行するごとに、換言すれば、鋼板1の複数セグメント分について、ステップS201で算出された板厚方向平均温度TIi Rの指定距離分の平均値TIR(以下、「実績中間温度TIR」と称する)を、下式(5)
TIR=Ave(TIi R:i=指定距離分のサンプリング個数分)・・・(5)
により実績中間温度情報として算出する(ステップS202)。なお、指定距離をどの程度のセグメント分とするかは、通板速度の修正制御に有意効果のある長さを過去の実績等から定めればよい。
Then, the sheet passing state of the
TI R = Ave (TI i R : i = the number of samplings for the specified distance) (5)
To calculate the actual intermediate temperature information (step S202). In addition, what is necessary is just to determine the length which has a significant effect in correction control of a boarding speed from the past performance etc. how many segments a designated distance is made into.
図4に説明を戻して、ステップS300では、ステップS100により取得される予定冷却履歴とステップS200により取得される実績中間温度TIRとに基づいて、冷却装置4に反映させた通板速度を修正する(ステップS300)。以下、図9を参照して、ステップS300の通板速度の修正処理について説明する。
Returning to FIG. 4, in step S300, the plate speed reflected in the
まず、鋼板1が指定距離だけ進行するごとに、指定長さ分が中間位置Mから冷却終了位置に達するまでの予定冷却強度平均Vcf*を、上記ステップS107で算出された予定冷却強度Vcfi *を用いて、下式(6)
Vcf*=Ave(Vcfi *:i=指定距離分のサンプリング個数分)・・・(6)
により算出する(ステップS301)。
First, each time the
Vcf * = Ave (Vcf i * : i = the number of samplings for the specified distance) (6)
(Step S301).
次に、目標冷却終了温度TE*、ステップS202で算出された実績中間温度TIR、及びステップS301で算出された予定冷却強度平均Vcf*に基づいて、鋼板1の指定長さ分が中間位置Mから冷却終了位置に達するまでの冷却時間tcfR(以下、「必要後段冷却時間tcfR」と称する)を、下式(7)
tcfR=(TIR−TE*)/Vcf*・・・(7)
により算出する(ステップS302)。すなわち、鋼板1の指定長さ分での板厚方向平均温度が目標冷却終了温度TE*となるまでの必要後段冷却時間tcfRを算出する。
Next, based on the target cooling end temperature TE * , the actual intermediate temperature TI R calculated in step S202, and the planned cooling intensity average Vcf * calculated in step S301, the specified length of the
tcf R = (TI R −TE * ) / Vcf * (7)
(Step S302). That is, the necessary post-stage cooling time tcf R until the plate thickness direction average temperature for the specified length of the
次に、鋼板1の各セグメントが中間位置Mに達するまでの冷却時間tcbi Rをトラッキング実測により取得し、鋼板1の指定長さ分の実績前段冷却時間平均tcbRを、下式(8)
tcbR=Ave(Tcbi R:i=指定距離分のサンプリング個数分)・・・(8)
により算出する(ステップS303)。
Next, the cooling time tcb i R until each segment of the
tcb R = Ave (Tcb i R : i = sampling number for the specified distance) (8)
(Step S303).
次に、ステップS302で算出された必要後段冷却時間tcfRとステップS303で算出された実績前段冷却時間平均tcbRとを用いて、鋼板1の指定長さ分の必要全冷却時間tei´を、下式(9)
tei´=tcbR+tcfR・・・(9)
により算出する(ステップS304)。
Next, using the required post-stage cooling time tcf R calculated in step S302 and the actual pre-stage cooling time average tcb R calculated in step S303, the necessary total cooling time te i ′ for the specified length of the
te i '= tcb R + tcf R (9)
(Step S304).
次に、修正ゲインGvIを用いて、修正全冷却時間tei´sを、下式(10)
tei´s=tei *−(tei *−tei´)・GvI・・・(10)
により算出する(ステップS305)。ここで、修正ゲインGvIは制御の応答性と収束性を調節するものであり、通常0.8〜1.0の値とするが、実際の温度誤差の大きさや変動に応じて適切に調整すればよい。
Next, using the correction gain Gv I , the correction total cooling time te i ′ s is expressed by the following equation (10)
te i ′ s = te i * − (te i * −te i ′) · Gv I (10)
(Step S305). Here, the correction gain Gv I adjusts the response and convergence of the control, and is normally set to a value of 0.8 to 1.0, but is appropriately adjusted according to the magnitude and fluctuation of the actual temperature error. do it.
次に、必要後段冷却時間と予定後段冷却時間との比率をもって、後段冷却時間修正率KvIjを、下式(11)
KvIj=(te*−tcb*)/(tei´s−tcbR)・・・(11)
但し、te*:指定長さ分の予定全冷却時間平均、tcb*:指定長さ分の予定前段冷却時間平均、j:制御回数インデックス
により算出する(ステップS306)。
Next, the rear stage cooling time correction rate KvI j is calculated from the following equation (11) with the ratio between the required rear stage cooling time and the planned rear stage cooling time.
KvI j = (te * −tcb * ) / (te i ′ s−tcb R ) (11)
However, te * : the average of the planned total cooling time for the specified length, tcb * : the average of the pre-planned cooling time for the specified length, j: calculated by the control frequency index (step S306).
そして、通板速度の修正係数ΔVIjを、下式(12)
ΔVIj=KvIj/KvI(j-1)・・・(12)
により算出し、通板速度の修正設定出力を行う(ステップS307)。なお、ここでは現在の通板速度に対する修正係数ΔVIjを算出するようにしたが、初期設定速度に対する修正係数を算出するようにしてもかまわない。
And the correction coefficient ΔVI j of the sheet feeding speed is expressed by the following equation (12)
ΔVI j = KvI j / KvI (j-1) (12)
And the correction setting output of the sheet feeding speed is performed (step S307). In this example, the correction coefficient ΔVI j for the current sheet feeding speed is calculated. However, the correction coefficient for the initial set speed may be calculated.
これにより、鋼板1の指定長さ分が冷却終了位置に達した時点で目標冷却終了温度TE*を満たすように通板速度を修正することができる。
Thereby, the plate passing speed can be corrected so as to satisfy the target cooling end temperature TE * when the specified length of the
図4に説明を戻して、これらステップS200、300の処理を、鋼板1の全長が通過するまで所定回数Jだけ繰返し実行する(ステップS400)。
Returning to FIG. 4, the processes in steps S200 and S300 are repeatedly executed a predetermined number of times J until the entire length of the
以上述べたように、冷却通板中に、冷却強度が略一定となるように冷却水量を制御するとともに、鋼板の冷却終了温度が目標冷却終了温度となるように通板速度を制御するようにしたので、応答性に優れた高精度なダイナミック制御が可能になり、かつ、材質造り込みへの影響も少なくすることができる。 As described above, the amount of cooling water is controlled so that the cooling strength becomes substantially constant during cooling passage, and the passage speed is controlled so that the cooling end temperature of the steel plate becomes the target cooling end temperature. As a result, highly accurate dynamic control with excellent responsiveness is possible, and the influence on material fabrication can be reduced.
上記実施形態では、冷却開始温度T0、予定中間温度TIi *、実績中間温度TIR等の各種温度情報として、鋼板1の表面温度ではなく、板厚方向平均温度を用いるようにしたが、これは下記の理由による。すなわち、(1)目標冷却終了温度TE*が板厚方向平均温度で与えられる、(2)鋼板1の表面での温度変化は非常に激しく、大きな誤差が生じて逐次修正が発散するおそれがある、(3)中間位置温度計7は冷却ゾーン間の水切りゾーンに配置されるが、そこでの表面温度は急激な復熱状態にあり、表面温度だけでは正確な情報が得られない等の理由による。
In the above embodiment, as the various temperature information such as the cooling start temperature T0, the planned intermediate temperature TI i * , the actual intermediate temperature TI R, etc., instead of the surface temperature of the
(実施例)
図10に示すように、同一の冷却条件下で、本発明による冷却制御を適用した場合と適用しない場合との結果を比較した。冷却条件は、仕上圧延後の鋼板の板厚を20[mm]、板長を37[m]、冷却開始温度をT0=750[℃]、目標冷却終了温度をTE*=435[℃]、初期通板速度を59.4[m/min]、修正ゲインをGvI=0.9としている。
(Example)
As shown in FIG. 10, under the same cooling conditions, the results were compared between when the cooling control according to the present invention was applied and when it was not applied. The cooling conditions are as follows: the thickness of the steel plate after finish rolling is 20 [mm], the plate length is 37 [m], the cooling start temperature is T0 = 750 [° C.], the target cooling end temperature is TE * = 435 [° C.], The initial sheet passing speed is 59.4 [m / min], and the correction gain is Gv I = 0.9.
図10に示すように、本発明を適用しない場合、実際の冷却終了温度が各板長方向位置で大きく変化するとともに、鋼板の後端に近づくにつれて目標冷却終了温度435[℃]から離れる(高くなる)傾向があった。 As shown in FIG. 10, when the present invention is not applied, the actual cooling end temperature varies greatly at each position in the plate length direction, and moves away from the target cooling end temperature 435 [° C.] as it approaches the rear end of the steel plate (higher). There was a tendency.
それに対して、本発明を適用した場合、実際の冷却終了温度が各板長方向位置でさほど大きく変化することはなく、鋼板の後端付近でも目標冷却終了温度435[℃]近傍にあり、良好な結果が得られた。 On the other hand, when the present invention is applied, the actual cooling end temperature does not change so much at each position in the plate length direction, and is near the target cooling end temperature 435 [° C.] even near the rear end of the steel plate. Results were obtained.
上述した実施形態の冷却制御装置100は、具体的にはCPU、RAM、ROM等を含むコンピュータ装置或いはコンピュータシステムにより構成されるものである。したがって、本発明の各機能処理を実現するために、コンピュータにインストールされるコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。
Specifically, the cooling
また、上記実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 Moreover, the said embodiment is only what showed the specific example in implementing this invention, and the technical scope of this invention should not be limitedly interpreted by these. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
1 鋼板
2 仕上圧延機
3 矯正機
4 冷却装置
5 仕上前面温度計
6 仕上後面温度計
7 中間位置温度計
100 冷却制御装置
101 予定冷却履歴取得部
102 実績中間温度情報取得部
103 通板速度修正部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記冷却装置の中間位置における前記鋼板の実績中間温度情報に基づいて、当該鋼板の通板速度を制御することを特徴とする冷却制御方法。 A cooling control method for controlling a cooling device that cools with a cooling water amount so that the cooling strength is substantially constant during cooling through plate while conveying the steel plate after finish rolling,
The cooling control method characterized by controlling the sheet passing speed of the said steel plate based on the performance intermediate temperature information of the said steel plate in the intermediate position of the said cooling device.
前記冷却装置の中間位置における前記鋼板の長手方向の所定の部位での実績中間温度情報を取得する実績中間温度情報取得手順と、
前記予定冷却履歴取得手順により取得される予定冷却履歴と前記実績中間温度情報取得手順により取得される実績中間温度情報とに基づいて、前記冷却装置に反映させた通板速度を修正する通板速度修正手順とを有することを特徴とする請求項1に記載の冷却制御方法。 A plan cooling history acquisition procedure for calculating a sheet passing speed according to target cooling end temperature information and reflecting it in the cooling device, and acquiring a scheduled cooling history of the steel sheet by the cooling device;
Actual intermediate temperature information acquisition procedure for acquiring actual intermediate temperature information at a predetermined portion in the longitudinal direction of the steel sheet at an intermediate position of the cooling device;
Based on the planned cooling history acquired by the scheduled cooling history acquisition procedure and the actual intermediate temperature information acquired by the actual intermediate temperature information acquisition procedure, the plate speed that corrects the plate speed reflected in the cooling device The cooling control method according to claim 1, further comprising a correction procedure.
前記冷却装置の中間位置における前記鋼板の実績中間温度情報に基づいて、当該鋼板の通板速度を制御する手段を備えたことを特徴とする冷却制御装置。 A cooling control device that controls a cooling device that cools with a cooling water amount such that the cooling strength is substantially constant during cooling through plate while conveying the steel plate after finish rolling,
A cooling control apparatus comprising means for controlling a sheet passing speed of the steel sheet based on the actual intermediate temperature information of the steel sheet at an intermediate position of the cooling apparatus.
前記冷却装置の中間位置における前記鋼板の長手方向の所定の部位での実績中間温度情報を取得する実績中間温度情報取得手段と、
前記予定冷却履歴取得手段により取得される予定冷却履歴と前記実績中間温度情報取得手段により取得される実績中間温度情報とに基づいて、前記冷却装置に反映させた通板速度を修正する通板速度修正手段とを備えたことを特徴とする請求項7に記載の冷却制御装置。 A scheduled cooling history acquisition means for calculating a sheet passing speed according to target cooling end temperature information and reflecting the calculated speed on the cooling device, and acquiring a scheduled cooling history of the steel sheet by the cooling device;
Actual intermediate temperature information acquisition means for acquiring actual intermediate temperature information at a predetermined portion in the longitudinal direction of the steel sheet at an intermediate position of the cooling device;
Based on the planned cooling history acquired by the planned cooling history acquisition means and the actual intermediate temperature information acquired by the actual intermediate temperature information acquisition means, the plate speed that corrects the plate speed reflected in the cooling device The cooling control device according to claim 7, further comprising a correction unit.
前記冷却装置の中間位置における前記鋼板の実績中間温度情報に基づいて、当該鋼板の通板速度を制御する処理をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 A computer program for controlling a cooling device that cools with a cooling water amount such that the cooling strength in the cooling plate is substantially constant while conveying the steel plate after finish rolling,
A computer program that causes a computer to execute a process of controlling a sheet passing speed of the steel sheet based on actual intermediate temperature information of the steel sheet at an intermediate position of the cooling device.
前記予定冷却履歴取得処理により取得される予定冷却履歴と前記実績中間温度情報取得処理により取得される実績中間温度情報とに基づいて、前記冷却装置に反映させた通板速度を修正する通板速度修正処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする請求項9に記載のコンピュータプログラム。 Actual intermediate temperature information acquisition processing for acquiring actual intermediate temperature information at a predetermined portion in the longitudinal direction of the steel sheet at an intermediate position of the cooling device;
Based on the planned cooling history acquired by the scheduled cooling history acquisition process and the actual intermediate temperature information acquired by the actual intermediate temperature information acquisition process, the plate speed that corrects the plate speed reflected in the cooling device The computer program according to claim 9, wherein the computer executes the correction process.
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