JP2010005682A - Cooling control method of hot-rolled metal strip using near-infrared camera in hot rolling and method for manufacturing of hot-rolled metal strip - Google Patents

Cooling control method of hot-rolled metal strip using near-infrared camera in hot rolling and method for manufacturing of hot-rolled metal strip Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for adequately carrying out quality assurance for delivering a product to a user, and also to provide a method for manufacturing of a hot-rolled metal strip using the same. <P>SOLUTION: A cooling-related equipment 26 between a finish-rolling mill 18 of a hot rolling line 100 and a coiler 24 is divided into a first half zone 5 and a second half zone 4. In the first half zone 5, cooling water is supplied, whose water amount density per one surface of a front surface and a rear surface is ≥0.7 m<SP>3</SP>/m<SP>2</SP>/min and ≤1.2 m<SP>3</SP>/m<SP>2</SP>/min respectively. In the second half zone 4, cooling water is supplied, whose water amount density per one surface of the front surface and the rear surface is ≥0.0 5m<SP>3</SP>/m<SP>2</SP>/min and ≤0.3 m<SP>3</SP>/m<SP>2</SP>/min respectively. In this way, the temperature of the hot-rolled metal strip 8 immediately before winding is controlled. In the first half zone 5, in addition thereto, the full width of hot-rolled metal strip 8 installed at the exit side of the first half zone 5 is fed back to the control of the temperature of the hot-rolled metal strip 8 in the first half zone 5 based on result of temperature measurement by a near-infrared camera 27A capable of photographing a full length or a part of the full length so that the temperature of the hot-rolled metal strip 8 immediately before winding is controlled. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属材料を熱間圧延して熱延金属帯(以下、被圧延材)とするに際し、熱延金属帯として巻き取る前に、近赤外線カメラを用いて、その熱延金属帯の全幅を撮影することで、その測定の結果をもとに、熱延金属帯の冷却のしかたを制御する、熱延金属帯の冷却制御方法と、それを用いた熱延金属帯の製造方法に関する。 In the present invention, when a metal material is hot-rolled to form a hot-rolled metal strip (hereinafter referred to as a material to be rolled), before taking up as the hot-rolled metal strip, the near-infrared camera is used to The present invention relates to a method for controlling the cooling of a hot-rolled metal strip, which controls the cooling of the hot-rolled metal strip based on the measurement results, and a method for manufacturing a hot-rolled metal strip using the same. .

熱間圧延とは、一般的に、連続鋳造または造塊、分塊によって製造されたスラブ状の金属材料を、加熱炉にて数百〜千数百℃に加熱した後、熱間圧延ライン上に抽出し、一対または複数対のロールで挟圧しつつそのロールを回転させることで、薄く延ばし、コイル状に巻き取るプロセスをいう。 The hot rolling is generally performed by heating a slab-like metal material produced by continuous casting, ingot-making, or ingoting to several hundred to several hundreds of degrees Celsius in a heating furnace, and then on the hot rolling line. This is a process in which the roll is rotated while being pinched by a pair or a plurality of pairs of rolls, and is rolled thinly and wound into a coil shape.

図31は、従来から一般的に用いられている熱間圧延ライン100の一例を示す。加熱炉10により数百〜千数百℃に加熱された厚み140〜300mmの金属材料(以下、被圧延材。仕上圧延後は熱延金属帯ともいう。)8は、粗圧延機12、仕上圧延機18により厚み0.8〜25mmまで圧延されて金属帯状に薄く延ばされる。   FIG. 31 shows an example of a hot rolling line 100 generally used conventionally. A metal material 140 to 300 mm thick (hereinafter referred to as a material to be rolled. After finish rolling is also referred to as a hot-rolled metal strip) 8 heated to several hundred to several hundreds of degrees Celsius by the heating furnace 10 is a rough rolling machine 12 and finish. It is rolled to a thickness of 0.8 to 25 mm by a rolling mill 18 and thinly extended into a metal strip shape.

粗圧延機12は、図31に示す熱間圧延ライン100の場合、R2、R4の2基であるが、必ずしも基数はこれに限らない。1基だけのものや2基のもののほか、最も一般的なものは4基のものであり、基数の多いものだと6基のものまである。図31に示す熱間圧延ライン100の場合のように、R2、R4と、番号が飛んでいるのは、将来、生産増の場合に、空きスペースにR1やR3を増設する予定だからにすぎない。図31中には図示していないが、粗圧延機12のすぐ上流に幅プレスを設置したものもある。   In the case of the hot rolling line 100 shown in FIG. 31, the rough rolling mill 12 has two groups of R2 and R4, but the number of bases is not necessarily limited thereto. In addition to one or two, the most common one is four, and the one with a large number is up to six. As in the case of the hot rolling line 100 shown in FIG. 31, the numbers R2 and R4 are skipped only because R1 and R3 are planned to be added to empty spaces in the future when production increases. . Although not shown in FIG. 31, there is also one in which a width press is installed immediately upstream of the roughing mill 12.

仕上圧延機18を構成する各圧延機(スタンド)の数は、図31に示す熱間圧延ライン100の場合、F1〜F7の7基であるが、6基のものもある。   In the case of the hot rolling line 100 shown in FIG. 31, the number of rolling mills (stands) constituting the finish rolling mill 18 is seven in F1 to F7, but there are six.

これら各種基数の違いはあるが、粗圧延機12は、往復圧延あるいは一方向圧延あるいは両者により、一般的に、合計で6回あるいは7回の粗圧延を行なって、粗圧延後の被圧延材8を、それにつづく仕上圧延機18に向け供給する。粗圧延におけるそれら各回の圧延を、圧延パスともいい、6回あるいは7回というように複数回圧延することを、6パスで圧延するとか7パスで圧延するともいう。   Although there are differences in these various radixes, the roughing mill 12 generally performs rough rolling 6 times or 7 times in total by reciprocating rolling, unidirectional rolling, or both, and the material to be rolled after rough rolling. 8 is supplied to the finishing mill 18 following it. Each rolling in the rough rolling is also called a rolling pass, and rolling a plurality of times such as 6 times or 7 times is also called rolling with 6 passes or 7 passes.

図31に示す熱間圧延ライン100の場合、R2で5パス、R4で1パス、計6パスで粗圧延を行う。(最も一般的な4基のものの場合なら、R1で3パス、R2、R3、R4で各1パス、計6パスで粗圧延を行うのが一般的である。)
仕上圧延機18は、数百〜千数百℃の高温の被圧延材8を複数の圧延機で同時に圧延するタンデム圧延機の形式をとるが、仕上タンデム圧延機ではなく、略して単に「仕上圧延機」と称されることが多い。19はロールである。
In the case of the hot rolling line 100 shown in FIG. 31, rough rolling is performed with a total of 6 passes, 5 passes for R2 and 1 pass for R4. (In the case of the four most common ones, it is common to perform rough rolling in a total of 6 passes, 3 passes for R1, 1 pass each for R2, R3, and R4.)
The finishing mill 18 takes the form of a tandem rolling mill that simultaneously rolls a high-temperature workpiece 8 of several hundred to several hundreds of degrees Celsius with a plurality of rolling mills, but is not a finishing tandem rolling mill and is simply “finishing”. Often referred to as a “rolling mill”. 19 is a roll.

図31に示したごとく、仕上圧延機18で被圧延材を一本圧延し、しばらく時間的な間隔をおいて、次の被圧延材を圧延し、という動作を繰り返し行う熱間圧延方法のことを、バッチ圧延という。これに対し、今日では、被圧延材同士を接合して仕上圧延する場合もあり、連続熱間圧延とかエンドレス圧延といわれているが、バッチ圧延の方が一般的である。   As shown in FIG. 31, it is a hot rolling method in which one rolling material is rolled by the finish rolling mill 18 and the next rolling material is rolled at a time interval for a while to repeat the operation. Is called batch rolling. On the other hand, in some cases, the materials to be rolled are joined and finish-rolled, which is called continuous hot rolling or endless rolling, but batch rolling is more common.

ところで、熱間圧延ライン100には、仕上圧延機18の各スタンド間を除いて、その他の圧延機(スタンド)間には、図示しない多数(百以上)のテーブルロールが設置されており、被圧延材8を搬送する。   By the way, in the hot rolling line 100, many (one hundred or more) table rolls (not shown) are installed between other rolling mills (stands) except between the stands of the finish rolling mill 18. The rolled material 8 is conveyed.

また、被圧延材8には、加熱炉10から抽出されたとき、その表裏面に酸化物の層(以下、スケール)が生成している。この他、圧延され薄く延ばされるとともに放熱により降温していく過程でも、被圧延材8は高温の状態で大気に曝されるため、新たなスケールが被圧延材8の表裏面に生成する。このため、粗圧延機12の中の各圧延機の入側には、ポンプからの供給圧にして10〜30MPa内外の高圧水を被圧延材8の表裏面に吹き付けてスケールを除去するデスケーリング装置16が設置され、スケールを除去している。   Further, when the material 8 is extracted from the heating furnace 10, oxide layers (hereinafter referred to as scales) are formed on the front and back surfaces thereof. In addition, since the rolled material 8 is exposed to the atmosphere at a high temperature even in the process of being rolled and thinned and lowered in temperature by heat radiation, new scales are generated on the front and back surfaces of the rolled material 8. For this reason, on the entry side of each rolling mill in the rough rolling mill 12, descaling is performed by spraying high-pressure water inside and outside 10 to 30 MPa on the front and back surfaces of the material to be rolled 8 as the supply pressure from the pump. A device 16 is installed to remove the scale.

また、図示していないが、各ワークロール19は、高温の被圧延材と接触するので、冷却水にて冷却されている。各バックアップロール20も、冷却水にて冷却されている。   Moreover, although not shown in figure, since each work roll 19 contacts a hot material to be rolled, it is cooled with cooling water. Each backup roll 20 is also cooled by cooling water.

図31において、14はクロップシャーであり、仕上圧延前に被圧延材8の先尾端のクロップ(被圧延材8の先尾端の、いびつな形状の部分)を切断除去し、仕上圧延機18にスムーズに噛み込みやすい略矩形の平面形状に整形する。   In FIG. 31, reference numeral 14 denotes a crop shear, which cuts and removes the crop at the leading end of the material 8 to be rolled (finished portion of the leading end of the material 8 to be distorted) before finish rolling. 18 is shaped into a substantially rectangular planar shape that is easy to be smoothly bitten.

50は制御装置、70はプロセスコンピュータ、90はビジネスコンピュータである。   50 is a control device, 70 is a process computer, and 90 is a business computer.

ところで、図31に示すような熱間圧延ライン100にて圧延される金属帯に要求される品質は、近年、ますます高度化してきている。その代表的な例が鉄鋼製品すなわち鋼帯で、中でも、近年の自動車軽量化の指向に伴い、ハイテン、つまり高張力鋼の需要が高まり、要求される品質も高度化してきている。   Incidentally, the quality required for the metal strip rolled in the hot rolling line 100 as shown in FIG. 31 has become increasingly sophisticated in recent years. A typical example is a steel product, that is, a steel strip. In particular, with the recent trend toward lighter automobiles, the demand for high-tensile steel, that is, high-tensile steel, has increased, and the required quality has also improved.

すなわち、高張力鋼とは、引張強さが400MPa以上のものをいうことが多いが、近年では、単に、引張強さが高いだけではなく、プレス加工や穴拡げ加工をしたときに割れない、などの高い加工性が併せて求められるとともに、製品である鋼帯上、どこをとっても、それら引張強さや高い加工性などの品質が、可及的に均一であることも求められるなど、要求される品質も高度化してきている。   In other words, high-tensile steel often refers to those having a tensile strength of 400 MPa or more, but in recent years, not only high tensile strength, but also does not crack when subjected to press working or hole expansion processing, In addition to high workability such as, it is also required that the quality such as tensile strength and high workability should be as uniform as possible on the steel strip that is the product. Quality is becoming more sophisticated.

高張力鋼の製造にあたっては、成分面では、Siの含有量アップが代表的であるが、その他にも、その鋼帯の用途と、それに要求される品質に応じて、C、Mn、Ti、Nb、・・・さまざまな調整がなされる場合がある。   In the production of high-strength steel, in terms of composition, the Si content is typically increased, but in addition, depending on the use of the steel strip and the quality required for it, C, Mn, Ti, Nb, ... Various adjustments may be made.

しかし、どのような成分のものであっても、熱間圧延の製造段階での、前述の品質を作り込むための製造技術と条件が、中でも重要であり、その中でも、仕上圧延後の被圧延材8を、何℃の温度まで冷却して、コイラー24にて巻き取るか、そして、製品である鋼帯上、いかに、巻き取り直前の温度を、可及的均一とするか、ということが課題となってくる。   However, whatever the components, the manufacturing technology and conditions for creating the above-mentioned quality at the hot rolling manufacturing stage are particularly important, and among them, the rolled material after finish rolling The temperature of the material 8 is cooled to a temperature of 0 ° C. and wound by the coiler 24, and how the temperature just before winding is made as uniform as possible on the steel strip as a product. It becomes a challenge.

したがって、図31に示した熱間圧延ライン100の例でいえば、コイラー入側温度計25で測定する、被圧延材8の巻き取り直前の温度は、需要家に納入する製品熱延金属帯の品質保証上、最も重要であり、あわせて、ランナウトテーブル23およびそこに設置された冷却関連設備26の制御が重要となる。さらに、仕上出側温度計21で測定する、仕上圧延直後の被圧延材8の温度も重要である。   Therefore, in the example of the hot rolling line 100 shown in FIG. 31, the temperature immediately before winding of the material to be rolled 8 measured by the coiler entry side thermometer 25 is the product hot rolled metal strip delivered to the customer. In addition, it is most important for quality assurance, and in addition, control of the run-out table 23 and the cooling-related equipment 26 installed therein is important. Furthermore, the temperature of the material 8 to be rolled immediately after finish rolling, which is measured with the finish delivery thermometer 21, is also important.

先にも述べたように、近年では、高張力鋼に要求される品質が高度化し、製品である鋼帯上、いかに、品質を可及的均一とするか、そのために、製品である鋼帯上、いかに、巻き取り直前の温度を、可及的均一とするか、ということが課題となってきているが、そのためには、被圧延材8を巻き取る直前の温度を、被圧延材8の全幅にわたって測定しなければならない。あわせて、ランナウトテーブル23およびその上方に設置された冷却関連設備26の制御を考える上では、被圧延材8の仕上圧延直後の温度なども、被圧延材8の全幅にわたって測定しなければならない場合もある。   As mentioned earlier, in recent years, the quality required for high-strength steel has become sophisticated, and on the steel strip that is the product, how the quality can be made as uniform as possible. In addition, how to make the temperature just before winding as uniform as possible has become a problem. For that purpose, the temperature just before winding the material to be rolled 8 is changed to the material to be rolled 8. Must be measured over the full width of In addition, when considering the control of the runout table 23 and the cooling-related equipment 26 installed thereabove, the temperature immediately after finish rolling of the material 8 to be rolled must also be measured over the entire width of the material 8 to be rolled. There is also.

この点、古くは、従来から一般的に用いられている熱間圧延ライン100のような熱間圧延ラインでは、仕上出側温度計21やコイラー入側温度計25は、被圧延材8の幅方向中央(被圧延材8が全く蛇行しない条件下で、熱間圧延ラインの幅中央に一致)に相当する位置に固定的に設置され、視野スポットの直径にして、せいぜい20〜50mmの赤外線式放射温度計に頼っていた。   In this regard, in the past, in a hot rolling line such as the hot rolling line 100 that has been generally used conventionally, the finishing side thermometer 21 and the coiler inlet side thermometer 25 have a width of the material 8 to be rolled. It is fixedly installed at a position corresponding to the center of the direction (coinciding with the center of the width of the hot rolling line under the condition that the material to be rolled 8 does not meander at all), and the diameter of the visual field spot is 20 to 50 mm at most. Relied on a radiation thermometer.

すなわち、被圧延材8の幅方向中央を代表として、全長にわたり温度測定するだけで、幅方向にどのような温度分布になっているかまでは測定しない、という方法である。古くは、需要家に納入する製品熱延金属帯の品質保証上も、これで十分としていた。   That is, this is a method in which the temperature is measured over the entire length, with the center in the width direction of the rolled material 8 as a representative, and the temperature distribution in the width direction is not measured. In the old days, this was sufficient for quality assurance of the hot-rolled metal strips delivered to customers.

しかしながら、被圧延材8の幅方向中央を代表として、全長にわたり温度測定した結果が、被圧延材8の長手方向に、品質保証上、合格である温度分布になっていたとしても、被圧延材8の幅方向にも、品質保証上、合格である温度分布になっているか否かは、幅方向温度分布を測定していない以上、本当は保証できない。   However, even if the result of the temperature measurement over the entire length, represented by the center in the width direction of the material 8 to be rolled, is a temperature distribution that is acceptable for quality assurance in the longitudinal direction of the material 8 to be rolled, Even in the width direction of 8, the temperature distribution that is acceptable for quality assurance cannot be actually guaranteed unless the width direction temperature distribution is measured.

バッチ圧延のもとでは、仕上圧延機18での平坦度制御の効果がまだ現れない、被圧延材8の先端数十メートル、ないしは、張力の作用しない、仕上圧延機18の最終スタンドからコイラー24までの距離に相当する、被圧延材8の先端あるいは尾端の百数十メートルには、どうしても被圧延材8の形状の平坦でない部分ができ、しかもその山波の形状はいびつで、例えば、図32に示すように、被圧延材8の先端部にところどころ局部的に冷却水の水溜まりができたような場合は、同部は局部的に強く冷却されてしまい、幅方向温度分布が均一となりにくい。   Under batch rolling, the effect of flatness control in the finish rolling mill 18 does not yet appear. The tip of the material 8 to be rolled is several tens of meters, or the tension does not act, and the coiler 24 starts from the final stand of the finishing mill 18. In the hundreds of tens of meters of the tip or tail end of the material to be rolled 8 corresponding to the distance up to, there is inevitably an uneven portion of the shape of the material to be rolled 8, and the shape of the mountain wave is irregular, As shown in FIG. 32, when a pool of cooling water is locally generated at the tip of the material 8 to be rolled, the portion is strongly cooled locally and the temperature distribution in the width direction becomes uniform. Hateful.

ところで、鋼の表面と冷却水との間で起こる現象は、鋼の被圧延材の温度が550℃以上では、図33(a)に示すような、被圧延材8の表面全体が水蒸気の膜で覆われている膜沸騰の状態にあるが、550℃を下回るあたりから、水蒸気の膜が不安定となり、局部的に冷却水wと被圧延材8が直接接触する部分ができ、同部分では、図33(b)に示すような、核沸騰の状態に移行し、さらに被圧延材8の温度が全体的に降下すると、全面的に核沸騰の状態に移行する。   By the way, the phenomenon that occurs between the surface of the steel and the cooling water is that when the temperature of the steel material to be rolled is 550 ° C. or higher, the entire surface of the material to be rolled 8 is a water vapor film as shown in FIG. Although it is in a state of film boiling covered with 550 ° C., the film of water vapor becomes unstable from below about 550 ° C., and there is a part where the cooling water w and the material to be rolled 8 are in direct contact with each other. As shown in FIG. 33 (b), when the state of nucleate boiling is reached and the temperature of the material to be rolled 8 is lowered as a whole, the state of nucleate boiling is entirely transferred.

問題は、被圧延材8の温度が全体的に低下しつつある過程では、膜沸騰よりも核沸騰の方が、熱伝達が促進され、それを熱伝達係数に換算した値も大きくなるため、核沸騰が起こっている部分では、局部的に周囲の他の部分に比べて、被圧延材8の温度が低下しやすくなることである。   The problem is that in the process in which the temperature of the material to be rolled 8 is decreasing as a whole, nucleate boiling promotes heat transfer rather than film boiling, and the value converted to a heat transfer coefficient also increases. In the part where nucleate boiling occurs, the temperature of the material to be rolled 8 is likely to decrease locally compared to other surrounding parts.

高張力鋼の場合は、品質確保上、巻き取り直前の温度として求められる値が550℃を下回るものが多いため、膜沸騰から核沸騰に移行する温度域を通過するタイミングが、被圧延材8のある部分と周囲の他の部分とで、早いところと遅いところがでてくる。   In the case of high-strength steel, the value obtained as the temperature immediately before winding is often less than 550 ° C. in order to ensure quality, and therefore the timing of passing through the temperature range where film boiling shifts to nucleate boiling is the material to be rolled 8 There is an early part and a late part in some parts and other parts around.

先述のような水溜まりのある部分では、被圧延材8に局部的に温度の低い部分(ブラックスポット)ができるため、水溜まりのある部分とそうでない部分とで、いよいよ巻き取り直前の被圧延材8の温度に差ができるようになり、それに伴って、被圧延材8全体として品質が均一でなくなり、局部的に品質が許容範囲から外れていくようになる。   In the portion having the water pool as described above, a portion having a low temperature (black spot) is locally formed on the material 8 to be rolled, so that the material 8 to be rolled immediately before winding is finally formed between the portion having the water pool and the portion not having the water pool. Accordingly, the quality of the rolled material 8 as a whole is not uniform, and the quality is locally deviated from the allowable range.

特許文献1では、それ以前の冷却ゾーンでは、全長、水量密度0.3m3/m2 /min以上1.0m3/m2 /min以下が一般的であったところ、図34に示すごとく、冷却ゾ−ンを前半ゾ−ンと後半ゾ−ンに2区分し、前半ゾ−ンで水量密度1.0m3/m2 /min以上5.0m3/m2 /min以下のスリットラミナー方式で強冷却を行うか、水量密度0.3m3/m2 /min以上1.0m3/m2 /min以下のパイプラミナー方式で、550℃まで(図34中C位置)強冷却を行うことで、結晶粒の成長を抑制しつつ、後半ゾ−ンで水量密度0.05m3/m2 /min以上0.3m3/m2 /min未満のスプレー方式で450℃まで緩冷却を行うことで、巻き取り直前の温度を可及的均一とすることを提案している。 In Patent Document 1, the total length and the water density of 0.3 m 3 / m 2 / min or more and 1.0 m 3 / m 2 / min or less were common in the cooling zone before that, as shown in FIG. The cooling zone is divided into the first half zone and the second half zone, and the slit laminar method with water density of 1.0m 3 / m 2 / min to 5.0m 3 / m 2 / min in the first half zone. Strong cooling is performed at 550 ° C. (C position in FIG. 34) with a pipe laminar system with a water density of 0.3 m 3 / m 2 / min to 1.0 m 3 / m 2 / min. Then, while suppressing the growth of crystal grains, in the latter half zone, slowly cool to 450 ° C. by a spray method with a water density of 0.05 m 3 / m 2 / min or more and less than 0.3 m 3 / m 2 / min. And proposes to make the temperature just before winding as uniform as possible.

ちなみに、図34中、5が、強冷却を行う設備(スリットラミナー方式)を配した前半ゾーン、4が、緩冷却を行う設備(スプレー方式)を配した後半ゾーン、3が、冷却ゾーン全長に配した中程度の冷却を行う設備(パイプラミナー方式)であり、図34(a)のB部を拡大した図34(b)中、31,41,51は、ヘッダー管、32は、パイプラミナーノズル、42は、スプレーノズル、52は、スリットラミナーノズルである。   Incidentally, in FIG. 34, 5 is the first half zone in which equipment for strong cooling (slit laminar system) is arranged, 4 is the latter half zone in which equipment for slow cooling (spray system) is arranged, and 3 is the total length of the cooling zone. 34 (b) is an enlarged view of the portion B in FIG. 34 (a). In FIG. 34 (b), 31, 41 and 51 are header pipes, and 32 is a pipe laminator. A nozzle 42 is a spray nozzle, and 52 is a slit laminar nozzle.

特許文献1は、冷却速度の遅い膜沸騰域から冷却速度の速い核沸騰域に変化する遷移温度が、水量密度を低下させると、低下することに着目し、後半ゾーンでは、0.05m3/m2 /min以上0.3m3/m2 /min未満という低水量密度で緩冷却を行うことで、巻き取り直前の温度を可及的均一となるようにしたものである。 Patent Document 1 focuses on the fact that the transition temperature that changes from a film boiling region with a slow cooling rate to a nucleate boiling region with a fast cooling rate decreases when the water density decreases, and in the latter half zone, 0.05 m 3 / By performing slow cooling at a low water density of m 2 / min or more and less than 0.3 m 3 / m 2 / min, the temperature immediately before winding is made as uniform as possible.

また、被圧延材8の幅方向温度分布を測定しようとする努力は、以前もなされてはいた。しかし、以上のような問題があり、近年、とくにその重要性は増してきたといえる。   In addition, efforts to measure the temperature distribution in the width direction of the material to be rolled 8 have been made before. However, there are problems as described above, and it can be said that their importance has increased in recent years.

古くは、被圧延材8の幅方向温度分布を測定するには、被圧延材8の幅方向中央に相当する位置に固定的に設置された温度計に加え、それとは別に、被圧延材8の幅方向に走査(スキャン)する温度計を設置し、搬送中の被圧延材8を幅方向にスキャンすることで、結果的に被圧延材8上に斜めに軌跡を描くように走査(スキャン)して温度測定していた。このため、図35に熱間圧延ライン上方から見た図に示すごとく、温度の局部的に低いブラックスポットと呼ばれる部分をスキャンし損ない、結果的に、同部分を検出できない場合があった。   In the past, in order to measure the temperature distribution in the width direction of the material 8 to be rolled, in addition to the thermometer fixedly installed at a position corresponding to the center in the width direction of the material 8 to be rolled, By installing a thermometer that scans in the width direction, and scanning the material 8 being conveyed in the width direction, the result is a scan (scanning) that draws a locus on the material 8 as a result. ) And measured the temperature. For this reason, as shown in FIG. 35 as seen from above the hot rolling line, the portion called a black spot having a locally low temperature may not be scanned, and as a result, the portion may not be detected.

特許文献2では、制御冷却後の鋼板の幅方向温度分布を鋼板全長に渡って離散的に測定することを記載している。図36に示すごとく、鋼板の幅または長手方向に温度偏差が発生したタイミングと、冷却バンク、ノズルおよび/またはヘッダーのような冷却関連設備の使用開始または終了のタイミングとが一致する、黒やシャドウで示すような被圧延材8全長全幅のうちの一部の領域を異常部位と判定するとともに、冷却装置の方も、異常と診断することを記載している。   Patent Document 2 describes that the temperature distribution in the width direction of the steel sheet after controlled cooling is discretely measured over the entire length of the steel sheet. As shown in FIG. 36, black or shadow in which the timing when the temperature deviation occurs in the width or longitudinal direction of the steel sheet coincides with the timing of starting or ending the use of cooling-related equipment such as cooling banks, nozzles and / or headers. It is described that a part of the entire length of the entire length 8 of the material to be rolled 8 is determined as an abnormal part, and the cooling device is also diagnosed as abnormal.

同特許文献2では、図36を見てもわかる通り、推測するに、幅方向に200mmピッチで、被圧延材8の離散的な温度測定をしている。   In Patent Document 2, as can be seen from FIG. 36, the temperature of the material to be rolled 8 is measured discretely at a pitch of 200 mm in the width direction, as can be seen.

特許文献3では、厚板圧延ラインの場合を対象に、熱間矯正装置(ホットレベラ)の下流側(出側)にて、サーモビュアや走査(スキャン)型の放射温度計により、鋼板の温度分布を測定することを記載しており、その目的は、残留応力分布を求め、後の製造工程である熱処理の条件を調整することで、鋼板を切断時の残留応力解放による変形を、極力抑制する、というものである。   In patent document 3, in the case of a thick plate rolling line, the temperature distribution of the steel sheet is measured by a thermoviewer or a scanning (scanning) type radiation thermometer on the downstream side (exit side) of the hot straightening device (hot leveler). The purpose is to determine the residual stress distribution, and to adjust the conditions of the heat treatment that is the subsequent manufacturing process, thereby suppressing the deformation due to residual stress release when cutting the steel sheet as much as possible, That's it.

ここで、サーモビュアとは、基本原理は近赤外線カメラと同じものを意味し、例えば正方形状の画素を縦横に2次元的に配列し、各画素で測定した温度データを線形補間して物体の温度分布を疑似連続的に測定しようとするものであるが、画素一つあたりの縦横の寸法は、先述の特許文献2での離散的な温度測定ピッチの例である、200mmよりは小さい。このため、より連続に近い温度分布を測定できる。   Here, the thermoviewer means that the basic principle is the same as that of a near-infrared camera. For example, square pixels are arranged two-dimensionally vertically and horizontally, and temperature data measured at each pixel is linearly interpolated to obtain the temperature of the object. The distribution is to be measured pseudo-continuously, but the vertical and horizontal dimensions per pixel are smaller than 200 mm, which is an example of the discrete temperature measurement pitch in Patent Document 2 described above. For this reason, a temperature distribution closer to continuity can be measured.

なお、特許文献3では、温度測定の対象となる被圧延材のどこをどれだけの領域について、その温度を測定するかは不明であるが、全幅でないことだけは確かである。一例として、幅3000mmの鋼板についての言及があるが、測定可能な領域として、幅3000mmもの広幅の鋼板の全幅をカバーできる近赤外線カメラは、特許文献3の出願当時はもとより、現在もまだ開発されていないからである。   In Patent Document 3, it is unclear where and how much region of the material to be rolled is to be measured, but it is certain that the temperature is not full. As an example, there is a reference to a steel plate with a width of 3000 mm, but as a measurable region, a near infrared camera capable of covering the entire width of a steel plate with a width of 3000 mm has been developed as well as at the time of filing of Patent Document 3. Because it is not.

特許文献4では、鋼帯の熱間圧延ラインの場合を対象に、搬送中の鋼板の平面の温度を、冷却関連設備よりも上流側(入側)で測定することを記載しており、その目的は、平面温度の最低温度が予め定めた温度以下で、かつ平面温度の偏差が予め定められた値以下のときは、水冷却による冷却制御を行い、平面温度の偏差が予め定められた値を超えるときは、ガス冷却による冷却制御を行うことで、温度偏差を小さくし、品質を可及的均一とする、というものである。   Patent Document 4 describes that the temperature of the plane of the steel plate being transported is measured on the upstream side (incoming side) of the cooling-related equipment for the case of a hot rolling line of a steel strip. The purpose is to perform cooling control by water cooling when the minimum temperature of the plane temperature is not more than a predetermined temperature and the deviation of the plane temperature is not more than a predetermined value, and the deviation of the plane temperature is a predetermined value. When the temperature exceeds the range, by performing cooling control by gas cooling, the temperature deviation is reduced and the quality is made as uniform as possible.

なお、特許文献4では、鋼板の平面の温度を測定する手段として、近赤外線カメラとは記載しておらず、また、被圧延材のどこをどれだけの領域について、その温度を測定するかも不明である。   In Patent Document 4, a near infrared camera is not described as a means for measuring the temperature of the plane of the steel sheet, and it is also unclear where and how much of the rolled material is to be measured. It is.

最後に、後述の発明を実施するための最良の形態にて引用する関係で、特許文献5をここで挙げておく。
特許第3817153号公報 特開2005−279665号公報 特開2003−311326号公報 特開2000−313920号公報 特開2007−203369号公報
Finally, Patent Document 5 is cited here because it is cited in the best mode for carrying out the invention described later.
Japanese Patent No. 3817153 JP-A-2005-279665 JP 2003-31326 A JP 2000-313920 A JP 2007-203369 A

特許文献1の技術は、巻き取り直前の温度を、可及的均一とすることを目標とはしているものの、巻き取り直前の被圧延材の平面(2次元)温度分布が、結果的に、どのようになったかまでは測定の対象としておらず、もちろん、その測定の結果の記録もしておらず、さらに、測定した結果をもとに、冷却のしかたを制御しようともしていない。このため、需要家に対する製品納入上の品質保証が十分でない、という点で課題を残していた。   Although the technique of Patent Document 1 aims to make the temperature immediately before winding as uniform as possible, the planar (two-dimensional) temperature distribution of the material to be rolled immediately before winding results in Until now, it is not a measurement target, and of course, the measurement result is not recorded, and further, the cooling method is not controlled based on the measurement result. For this reason, the subject remained in the point that the quality assurance in the product delivery with respect to a consumer is not enough.

特許文献2の技術は、幅方向に200mmピッチというような、離散的な被圧延材の温度分布測定によるものであるため、古くから行われている、搬送中の被圧延材を幅方向にスキャンして温度測定する場合と同様、温度の局部的に低いブラックスポットと呼ばれる部分を検出できない場合がある、という問題があった。   Since the technique of Patent Document 2 is based on discrete temperature measurement of a material to be rolled, such as a 200 mm pitch in the width direction, the material to be rolled being transported has been scanned in the width direction, which has been performed for a long time. As in the case of measuring the temperature, there is a problem that a portion called a black spot having a locally low temperature may not be detected.

特許文献3の技術は、厚板圧延ラインを対象としており、しかも、測定視野は被圧延材の全幅をカバーするものではない。このため、視野から外れる被圧延材の部分に、温度の局部的に低いブラックスポットと呼ばれる部分があった場合、同様に同部分を検出できない場合がある、という問題があった。   The technique of Patent Document 3 is intended for thick plate rolling lines, and the measurement field of view does not cover the full width of the material to be rolled. For this reason, when there is a portion called a black spot having a locally low temperature in a portion of the material to be rolled out of the field of view, there is a problem that the same portion may not be detected in the same manner.

特許文献4の技術も、出願当時の技術水準からいって、後述の発明を実施するための最良の形態で述べるシャッタースピードが十分に短くない問題があり、また、測定視野も、被圧延材の全幅をカバーするものとは考えにくく、しかも、冷却関連設備による冷却を、水冷とするか、空冷とするか、をフィードフォワード的に切り替える制御に用いることまでを記載しているにすぎず、制御の結果、どのような被圧延材の平面(2次元)温度分布になったかまでは測定の対象としておらず、また、測定した結果の記録については、これをしておらず、需要家に対する製品納入上の品質までは保証しえない、という点で課題を残していた。   The technique of Patent Document 4 also has a problem that the shutter speed described in the best mode for carrying out the invention to be described later is not sufficiently short according to the technical level at the time of filing. It is unlikely to cover the full width, and only describes that the cooling by the cooling-related equipment is used for control to switch between water cooling and air cooling in a feed-forward manner. As a result, the flat (two-dimensional) temperature distribution of the material to be rolled is not subject to measurement, and the measurement results are not recorded, and products for consumers are not used. The problem remained in that we could not guarantee the quality on delivery.

本発明は、かような従来技術の問題を解決するべくなされたものであり、巻き取り前の被圧延材の平面(2次元)温度分布の実績を測定の対象とし、その測定の結果をもとに冷却のしかたを制御する、近赤外線カメラを用いた熱延金属帯の冷却制御方法を提供することで、需要家に対する製品納入上の品質保証を適正に行えるような方法と、それを用いた熱延金属帯の製造方法を提供しようとするものである。   The present invention has been made to solve such a problem of the prior art, and the measurement result is the result of the planar (two-dimensional) temperature distribution of the material to be rolled before winding. In addition, by providing a cooling control method for hot-rolled metal strips using a near-infrared camera that controls the cooling method, it is possible to properly guarantee the quality of products delivered to consumers. An object of the present invention is to provide a method for producing a hot-rolled metal strip.

すなわち、本発明は以下の通りである。
(1)熱間圧延ラインの仕上圧延機とコイラーの間の冷却関連設備を、前半ゾーンと後半ゾーンに2区分し、前記前半ゾーンでは、表裏片面あたり水量密度0.7m3 /m2 / min以上1.2m3 /m2 /min以下の冷却水を供給し、前記後半ゾーンでは、表裏片面あたり水量密度0.05m3/m2 /min以上0.3m3/m2 /min以下の冷却水を供給して、巻き取り直前の、熱延金属帯の温度を制御するとともに、前記前半ゾーンでは、さらにそれに加え、前記前半ゾーンの出側に設置した、前記熱延金属帯の全幅を、全長または全長のうちの一部の長さについて撮影可能な、近赤外線カメラによる温度測定の結果をもとに、前記前半ゾーンにおける、前記熱延金属帯の温度の制御にフィードバックして、巻き取り直前の、前記熱延金属帯の温度を制御することを特徴とする熱延金属帯の冷却制御方法。
(2)(1)のフィードバックによる、前記熱延金属帯の巻き取り直前の温度上昇分を補償すべく、前記後半ゾーンにおける、前記熱延金属帯の温度の制御にフィードフォワードして、巻き取り直前の、前記熱延金属帯の温度を制御することを特徴とする(1)の熱延金属帯の冷却制御方法。
(3)ある熱延金属帯に対して、前記(1)の熱延金属帯の冷却制御方法を適用し、次の熱延金属帯も同じ材質と寸法であった場合、前記したある熱延金属帯の、近赤外線カメラの視野に入り撮影された1画像内での温度測定の結果をもとに、前記熱延金属帯の平均温度と該平均温度から前記1画像内での温度の最小値を差し引いた偏差を演算し、前記フィードバックにより、前記熱延金属帯内で、該偏差が、前記熱延金属帯の温度が幅方向に不均一になったことを判定する閾値ΔTL未満となった時点以降における、前記熱延金属帯の、前記前半ゾーンの出側での、熱間圧延ラインの幅中央における温度の測定結果の、長手方向平均値を、次の熱延金属帯の、前記前半ゾーンの出側での、前記した、熱間圧延ラインの幅中央における温度の目標値として、前記した、次の熱延金属帯に対する冷却制御を行うようにすることを特徴とする熱延金属帯の冷却制御方法。
(4)(1)ないし(3)のいずれかを用いた熱延金属帯の製造方法。
That is, the present invention is as follows.
(1) The cooling-related equipment between the finishing mill of the hot rolling line and the coiler is divided into two zones, a first half zone and a second half zone. In the first half zone, the water volume density per front and back single side is 0.7 m 3 / m 2 / min. Cooling water of 1.2 m 3 / m 2 / min or less is supplied, and in the latter half zone, the water density is 0.05 m 3 / m 2 / min or more and 0.3 m 3 / m 2 / min or less per front and back side surfaces. Supplying water to control the temperature of the hot-rolled metal strip immediately before winding, and in addition to that, in the first half zone, the full width of the hot-rolled metal strip installed on the outlet side of the first half zone, Based on the result of temperature measurement with a near-infrared camera, which can be photographed for the entire length or a part of the total length, it is fed back to the control of the temperature of the hot-rolled metal strip in the first half zone Previous, previous A method for controlling the cooling of a hot-rolled metal strip, comprising controlling the temperature of the hot-rolled metal strip.
(2) In order to compensate for the temperature rise immediately before winding of the hot-rolled metal strip due to the feedback of (1), feed-forward is performed to control the temperature of the hot-rolled metal strip in the latter half zone, and winding is performed. The method for controlling cooling of a hot-rolled metal strip according to (1), wherein the temperature of the hot-rolled metal strip immediately before is controlled.
(3) When the method for controlling cooling of a hot-rolled metal strip in (1) above is applied to a hot-rolled metal strip, and the next hot-rolled metal strip has the same material and dimensions, Based on the temperature measurement result in one image of the metal band taken in the field of view of the near infrared camera, the average temperature of the hot-rolled metal band and the minimum temperature in the one image from the average temperature The deviation obtained by subtracting the value is calculated, and by the feedback, the deviation is less than the threshold ΔTL for determining that the temperature of the hot-rolled metal strip becomes uneven in the width direction in the hot-rolled metal strip. The average value in the longitudinal direction of the measurement result of the temperature at the center of the width of the hot rolling line on the exit side of the first half zone of the hot-rolled metal strip after the time point, As described above, the temperature at the center of the width of the hot rolling line at the exit side of the first half zone As a standard value, the above-mentioned, cooling control method for the hot-rolled metal strip, characterized in that to perform the cooling control for the next hot rolled metal strip.
(4) A method for producing a hot-rolled metal strip using any one of (1) to (3).

本発明によれば、巻き取り前の被圧延材の平面(2次元)温度分布の実績を測定の対象とし、その測定の結果をもとに、冷却のしかたを制御する、近赤外線カメラを用いた熱延金属帯の冷却制御方法を提供することで、需要家に対する製品納入上の品質保証を適正に行えるような方法と、それを用いた熱延金属帯の製造方法を提供できる。   According to the present invention, the near-infrared camera that controls the cooling method based on the measurement result of the result of the planar (two-dimensional) temperature distribution of the rolled material before winding is used. By providing the cooling control method for the hot-rolled metal strip, it is possible to provide a method for appropriately performing quality assurance for product delivery to the customer and a method for manufacturing the hot-rolled metal strip using the method.

(熱延金属帯の原初的な冷却制御方法)
本発明を実施するための一つの実施の形態に係る熱延金属帯の冷却制御方法について、以下に説明する。
(Primary cooling control method for hot-rolled metal strip)
A method for controlling the cooling of a hot-rolled metal strip according to an embodiment for carrying out the present invention will be described below.

発明者らは、仕上圧延後の被圧延材(熱延金属帯)の一部においてでも、核沸騰が開始してしまう部分が出てくると、後々そのような不均一さを平坦化して解消するのは難しく、それが、そのまま巻き取り直前の温度の不均一さとなって残り、製品熱延金属帯の材質の不均一につながる点に鑑み、本発明をなすに至った。   The inventors flatten and eliminate such non-uniformity later when a part of the material to be rolled (hot-rolled metal strip) after finish rolling comes to the beginning of nucleate boiling. In view of the fact that it remains as a non-uniform temperature just before winding, which leads to non-uniform material quality of the product hot-rolled metal strip, the present invention has been made.

巻き取り直前の、熱延金属帯の温度の制御は、原初的に、概略、以下に述べるようにして行われている。   Control of the temperature of the hot-rolled metal strip immediately before winding is performed as originally described in outline as follows.

図31中に示した、粗圧延機12で粗圧延された被圧延材8が仕上入側温度計15の真下まで搬送されてきて、その先端が仕上入側温度計15の真下に到達すると、被圧延材8の先端の温度は仕上入側温度計15からプロセスコンピュータ70に伝送される。   When the material 8 to be rolled roughly rolled by the roughing mill 12 shown in FIG. 31 has been transported to just below the finishing input thermometer 15 and its tip reaches directly below the finishing input thermometer 15, The temperature of the tip of the material 8 to be rolled is transmitted from the finish entry thermometer 15 to the process computer 70.

プロセスコンピュータ70内では、被圧延材8の先端の温度がある一定の閾値以上、例えば、700℃以上であるか否かを判断し、被圧延材8の先端の温度がある一定の閾値以上の場合には、被圧延材8の先端が仕上入側温度計15の真下に到達したと判定する。   In the process computer 70, it is determined whether or not the temperature of the tip of the material 8 to be rolled is equal to or higher than a certain threshold, for example, 700 ° C. or higher. In this case, it is determined that the tip of the material to be rolled 8 has reached directly below the finishing entry thermometer 15.

そして、プロセスコンピュータ70内では、被圧延材8の先端が仕上入側温度計15の真下に到達した、と判定したことをトリガー信号として、プロセスコンピュータ70よりも上位のビジネスコンピュータ90から、目標とする被圧延材8の巻き取り直前の温度の長手方向パターンを設定し、それを達成するための被圧延材8の長手方向についての注水バンクのスプレーパターンの計算が起動される。   Then, in the process computer 70, a target signal is obtained from a business computer 90 higher than the process computer 70 with a trigger signal that it is determined that the tip of the material 8 to be rolled has reached directly below the finishing input thermometer 15. The longitudinal pattern of the temperature just before winding of the material to be rolled 8 is set, and calculation of the spray pattern of the water injection bank in the longitudinal direction of the material to be rolled 8 to achieve it is started.

この注水バンクのスプレーパターンの計算は、同じくビジネスコンピュータ90から伝送される、目標とする被圧延材8の巻き取り直前の温度の長手方向パターン、目標とする被圧延材8の仕上圧延後の温度の長手方向パターン、仕上圧延後の被圧延材(熱延金属帯)8の厚み、被圧延材8のスレッディング速度、及び被圧延材8のトップ速度に基づいて、仕上入側温度計15で測定した被圧延材8の仕上圧延機18の入側での長手方向温度分布の実績をもとに、プロセスコンピュータ70内で計算される。   The calculation of the spray pattern of the water injection bank is performed similarly by transmitting the longitudinal pattern of the temperature immediately before winding the target rolled material 8 and the temperature after finish rolling of the target rolled material 8, which are also transmitted from the business computer 90. Measured with a finish-side thermometer 15 based on the longitudinal pattern, the thickness of the rolled material (hot rolled metal strip) 8 after finish rolling, the threading speed of the rolled material 8, and the top speed of the rolled material 8. This is calculated in the process computer 70 on the basis of the actual temperature distribution in the longitudinal direction on the entry side of the finishing mill 18 of the rolled material 8.

ここで、目標とする被圧延材8の巻き取り直前の温度の長手方向パターンは、ビジネスコンピュータ90内に設定テーブルを設け、被圧延材8の材質や仕上圧延後の厚み、幅等のデータをキーとし、被圧延材8の先端、中間、尾端ごとに設定される。しかし、これに限らず、プロセスコンピュータ70内に設定テーブルを設けて、設定してもよい。   Here, for the longitudinal pattern of the temperature immediately before winding the rolled material 8 as a target, a setting table is provided in the business computer 90 and data such as the material of the rolled material 8 and the thickness and width after finish rolling are provided. The key is set for each of the tip, middle, and tail ends of the material 8 to be rolled. However, the present invention is not limited to this, and a setting table may be provided in the process computer 70 for setting.

また、被圧延材8のスレッディング速度及びトップ速度とは、図2に示すように、被圧延材8を仕上圧延する際の加減速パターン中でいえば、被圧延材8の先端が次々と仕上圧延機18の各スタンドに噛み込んでいくときの突っ掛け防止のための低い速度を、スレッディング速度、また、さらに被圧延材8の先端が進行し、コイラー24に巻き付いた直後に加速を開始するのであるが、被圧延材製品の材質確保を目的とした、温度降下補償を行うための高い速度を、トップ速度と称す。   Further, as shown in FIG. 2, the threading speed and the top speed of the material 8 to be rolled are in the acceleration / deceleration pattern when the material 8 is finish-rolled. Acceleration is started immediately after the tip of the material to be rolled 8 is advanced and wound around the coiler 24 at a low speed for preventing bumping when biting into each stand of the rolling mill 18. However, a high speed for performing temperature drop compensation for the purpose of securing the material of the material to be rolled is referred to as a top speed.

図2においては、被圧延材8の先端が仕上圧延機18のF1スタンドにオンしたとき(a)から前記先端がコイラー24に巻き付いたとき(b)までスレッディング速度で通板し、先端がコイラー24に巻き付いた直後に加速し、そしてトップ速度を被圧延材8の尾端がF1スタンドからオフするとき(c)まで維持し、さらに尾端の巻取りが完了する(d)までにクリーピング速度と呼ばれる速度まで減速して通板している。   In FIG. 2, the threaded plate 8 is threaded at a threading speed from when the tip of the material 8 is turned on to the F1 stand of the finishing mill 18 (a) until when the tip is wound around the coiler 24 (b). Accelerate immediately after winding around 24, and maintain the top speed until the tail end of the material 8 is turned off from the F1 stand (c), and creeping is completed until the tail end winding is completed (d) The board is decelerated to a speed called speed.

さて、ここで、プロセスコンピュータ70内での、注水バンクのスプレーパターンの計算の話に戻ると、注水バンクのスプレーパターンは、全バンク注水、全バンク無注水、半数のバンクにて注水ほかの、何かある一つの例に、まず、仮に決められる。   Now, returning to the calculation of the spray pattern of the irrigation bank in the process computer 70, the spray pattern of the irrigation bank can be used for all bank injection, all bank non-injection, half of the bank injection, etc. In one example, it is decided first.

そして、その仮に決められた注水バンクのスプレーパターンに従った場合の、注水開始バンクの開始する位置から注水終了バンクの終了する位置までの距離(注水長L)も仮に決められる。
さらに、その仮に決められた注水バンクのスプレーパターンに従った場合に、被圧延材8の巻き取り直前の温度がいくらになるか、が次に計算される。
Then, the distance (water injection length L) from the position where the water injection start bank starts to the position where the water injection end bank ends when the spray pattern of the water injection bank determined in accordance with the provisionally determined spray pattern is followed.
Furthermore, when the spray pattern of the water injection bank determined in advance is followed, how much the temperature immediately before winding the rolled material 8 will be calculated.

まず、図3(b)に示すように被圧延材(熱延金属帯)8を長手方向に仮想的に分割した切板8aの連続したものと考え、ある一つの切板8aを取り上げた場合に、その切板8aが、被圧延材8中の長手方向のどこに位置するか、そして仕上圧延開始前の被圧延材8の状態ではどの位置に相当し、該位置での粗出側被圧延材温度実績はいくらだったのか(仕上入側温度計15により測定される)、のデータをもとに以降の計算が行われる。   First, as shown in FIG. 3 (b), it is considered that a cut plate 8a obtained by virtually dividing the material to be rolled (hot rolled metal strip) 8 in the longitudinal direction is continuous, and a single cut plate 8a is taken up. In addition, where the cut plate 8a is located in the longitudinal direction in the material 8 to be rolled, and in which state the rolled material 8 is in the state of the material 8 to be rolled before the start of finish rolling, it corresponds to the rough side rolled material at that position. Subsequent calculations are performed based on the data of how much the material temperature was (measured by the finishing input thermometer 15).

さて、ここで、各切板8aが仕上出側温度計21の直下に達したときに、目標とする被圧延材8の仕上圧延後の温度の長手方向パターンの通りになるものと仮に決める。   Now, when each cut plate 8a reaches directly under the finishing delivery thermometer 21, it is temporarily determined that it will follow the longitudinal pattern of the temperature after finishing rolling of the target material 8 to be rolled.

そして、先述のスレッディング速度、トップ速度、それに各構成設備間の機械的な距離をもとに、主要構成設備(F1、F7、ランナウトテーブル23の入側及び出側)への到達までに要する時間を計算し、次にその所要時間をもとにランナウトテーブル23中、実質的に冷却に寄与する、冷却関連設備26の伸びるゾーンの直下(冷却ゾーン)の入側へ到達するまでの放冷による被圧延材8の温度降下、デスケーリング装置16によるデスケーリング水や仕上圧延機18を構成する各圧延機間に設置された冷却装置(図示せず)からの冷却水噴射による被圧延材8の温度降下、仕上圧延中の加工発熱による被圧延材8の温度上昇などの温度変動をその切板8aごとに計算し、その切板8aがランナウトテーブル23中、実質的に冷却に寄与する、冷却関連設備26の伸びるゾーンの直下(冷却ゾーン)の入側に到達したときに何℃の温度になるか、を詳説しない計算により予測する。   Based on the threading speed, the top speed, and the mechanical distance between the components, the time required to reach the main components (F1, F7, the entry side and the exit side of the run-out table 23) is reached. Next, based on the required time, the run-out table 23 is allowed to cool down until it reaches the entrance side of the cooling-related equipment 26 that directly contributes to the cooling (extension zone) of the cooling-related equipment 26 (cooling zone). The temperature of the material 8 to be rolled, the descaling water by the descaling device 16, and the material to be rolled 8 by cooling water injection from a cooling device (not shown) installed between the rolling mills constituting the finish rolling mill 18. Temperature fluctuations such as a temperature drop and a temperature rise of the material 8 to be rolled due to processing heat generated during finish rolling are calculated for each of the cut plates 8a, and the cut plates 8a substantially contribute to cooling in the run-out table 23. That, cooling facilities 26 directly below the zone extending either to a temperature of several ℃ when it reaches the entry side of the (cooling zone), predicted by calculation without detailing.

さらに、各切板8aが、冷却関連設備26の存在する直下のゾーンにて、先述の仮に決められた注水バンクのスプレーパターンに従った場合に、何℃まで冷却されるか、を概略以下に述べる計算ロジックにより予測する。   In addition, the following is an outline of how much each cut plate 8a is cooled to below the temperature in the zone immediately below where the cooling-related equipment 26 is present, according to the spray pattern of the water injection bank determined as described above. Predict by the calculation logic described.

熱延金属帯(被圧延材)8の温度は、下記式(3)に示す板厚方向一次元熱伝導方程式により表される。   The temperature of the hot-rolled metal strip (rolled material) 8 is represented by a one-dimensional heat conduction equation in the plate thickness direction shown in the following formula (3).

熱延金属帯(被圧延材)8の表面および板厚方向中心における境界条件は、上面および下面の冷却は対称であるとして、下記式(4)により与える。 The boundary condition at the surface of the hot-rolled metal strip (rolled material) 8 and the center in the plate thickness direction is given by the following formula (4), assuming that the cooling of the upper surface and the lower surface is symmetric.

ここで、Tは熱延金属帯(被圧延材)8の温度、Twは冷却水の水温、cは比熱、ρは密度、λは熱伝導率、Qtransは変態発熱、hは熱伝達率、dは板厚、xは板厚方向座標、tは時間である。 Here, T is the temperature of the hot-rolled metal strip (rolled material) 8, Tw is the cooling water temperature, c is the specific heat, ρ is the density, λ is the thermal conductivity, Qtrans is the transformation heat generation, h is the heat transfer coefficient, d is a plate thickness, x is a plate thickness direction coordinate, and t is time.

熱延金属帯(被圧延材)8の表面における熱伝達率hは、輻射、対流、水冷各項の和として下記式(5)にて求める。   The heat transfer coefficient h on the surface of the hot-rolled metal strip (rolled material) 8 is obtained by the following formula (5) as the sum of each term of radiation, convection, and water cooling.

ここで、heは輻射による熱伝達率、haは対流による熱伝達率、hwtおよびhwbは上面水冷および下面水冷による熱伝達率である。熱伝達率hwtおよびhwbについては、冷却水の水流密度W、水温Tw、熱延金属帯(被圧延材)8の表面温度Ts、熱延金属帯(被圧延材)8の搬送速度Vの関数として下記式(6)のように与えられる。 Here, he is a heat transfer coefficient by radiation, ha is a heat transfer coefficient by convection, and hwt and hwb are heat transfer coefficients by upper surface water cooling and lower surface water cooling. As for the heat transfer rates hwt and hwb, a function of the water flow density W of the cooling water, the water temperature Tw, the surface temperature Ts of the hot-rolled metal strip (rolled material) 8, and the conveyance speed V of the hot-rolled metal strip (rolled material) 8 Is given by the following equation (6).

冷却過程におけるフェライト、パーライト、ベイナイトなどの変態相の体積率を計算することにより、変態速度の推定を行って下記式(7)のように変態発熱Qtransを計算する。   By calculating the volume fraction of the transformation phase such as ferrite, pearlite, and bainite in the cooling process, the transformation rate is estimated, and the transformation heat generation Qtrans is calculated as in the following formula (7).

ここで、ξは変態潜熱、Xは変態率である。 Here, ξ is the transformation latent heat, and X is the transformation rate.

さて、ランナウトテーブル23を通過する際にどこどこのバンクについて冷却水を注水すれば、その切板8aを目標とする巻き取り直前の温度まで冷却できるかは、図4のフローチャートに示す収束計算により求める。   By the convergence calculation shown in the flowchart of FIG. 4, whether or not the bank where the cooling water is poured when passing through the run-out table 23 can cool the cut plate 8a to the target temperature just before winding. Ask.

すなわち、先述の仮に決められた注水バンクのスプレーパターンに従った場合(図4中の冷却バンクの初期設定)に、その仮に決められた注水バンクのスプレーパターンに従った場合の、注水バンク合計数分の冷却水の流量と、その注水バンク合計数分に相当するゾーンをその切板8aが通過するのに要する時間を前述のスレッディング速度、トップ速度、それに各構成設備間の機械的な距離をもとに予測計算(図4中の各バンクでの冷却時間の予測)した結果とから、その時間でその切板8aが巻き取り直前に何℃まで冷却されるかを、前述の式(3)〜(7)の計算により求め(図4中の巻取温度の予測)、それがまだ目標とする巻き取り直前の温度に比べ、ある一定の値(例えば±5℃)を超えて外れている場合、そのすぐ下流側のバンクを注水した場合、あるいはそのすぐ上流側のバンクを注水停止した場合はどうか、を次に計算する、という一連の計算プロセスを繰り返す収束計算により求める。求めた結果が図4中のバンク選択のプリセットに相当する。   That is, when the spray pattern of the water injection bank determined in advance is followed (initial setting of the cooling bank in FIG. 4), the total number of water injection banks in accordance with the spray pattern of the water injection bank determined temporarily The amount of cooling water flow and the time required for the cut plate 8a to pass through a zone corresponding to the total number of water injection banks are the above-mentioned threading speed, top speed, and mechanical distance between each component. Based on the result of the prediction calculation (prediction of the cooling time in each bank in FIG. 4) based on the above-described equation (3), how much the cut plate 8a is cooled immediately before winding in that time. ) To (7) calculated (prediction of coiling temperature in FIG. 4), and still exceeds a certain value (for example, ± 5 ° C.) compared to the target temperature just before coiling. If the When pouring water the click, or immediately if if the upstream side of the bank was stopped water injection, and then calculate, obtained by convergence calculation repeating a series of calculations process called. The obtained result corresponds to the bank selection preset in FIG.

このように収束計算され、補正された注水バンクのスプレーパターン(バンク選択のプリセット結果)は制御装置50に伝送され、制御装置50は、この伝送された、補正された注水バンクのスプレーパターンにより、冷却関連設備26から被圧延材8に向け注水する冷却水の流量を制御する。注水バンクの合計数が変われば冷却水の流量も変わる関係にある。   The spray pattern (bank selection preset result) of the water injection bank that has been converged and corrected in this way is transmitted to the control device 50, and the control device 50 uses the corrected water injection bank spray pattern thus transmitted, The flow rate of the cooling water poured from the cooling-related equipment 26 toward the material to be rolled 8 is controlled. If the total number of water injection banks changes, the flow rate of cooling water also changes.

具体的には、冷却水を注水するバンクと対象とする切板8aの計算機設定に基づいて多くのデータを制御装置50に伝送し、制御装置50は、リアルタイムにその切板8aの冷却水を注水する各バンクへの到達をメジャーリングロール28と速度計29の両者を用いたトラッキングに基づいて判定し、バルブ開閉から冷却水の注水開始及び注水停止までの遅延時間などを適宜考慮した上で、その到達タイミングに合わせて各バンクの各ヘッダの冷却水の注水開始及び注水停止のためのバルブ開閉を制御する。   Specifically, a lot of data is transmitted to the control device 50 based on the computer setting of the bank for injecting cooling water and the target cutting plate 8a, and the control device 50 supplies the cooling water for the cutting plate 8a in real time. The arrival to each bank to be injected is determined based on tracking using both the measuring roll 28 and the speedometer 29, and the delay time from the opening and closing of the valve to the start and stop of injection of cooling water is appropriately taken into account. In accordance with the arrival timing, the opening and closing of the valves for starting and stopping the injection of the cooling water in each header of each bank is controlled.

(本実施の形態に係る熱延金属帯の冷却制御方法)
ここで、本実施の形態に係る熱延金属帯の冷却制御方法の説明に移る。
(Cooling control method for hot-rolled metal strip according to the present embodiment)
Here, the description will be shifted to the cooling control method for the hot-rolled metal strip according to the present embodiment.

一つの要件は、熱間圧延ラインの仕上圧延機とコイラーの間の冷却関連設備26の伸びるゾーンの直下(冷却ゾーン)を、前半ゾ−ンと後半ゾ−ンに2区分し、前半ゾーンと後半ゾーンにおける、巻き取り直前の、熱延金属帯の温度の制御を、例えば、以上説明した、一連の、原初的な熱延金属帯の冷却制御方法により、行うようにするとともに、前半ゾーンでは、さらにそれに加え、前半ゾーンの出側に設置した、熱延金属帯の全幅を、全長または全長のうちの一部の長さについて撮影可能な、近赤外線カメラによる温度測定の結果をもとに、前半ゾーンにおける熱延金属帯の温度の制御にフィードバックすることにある。   One requirement is to divide the zone immediately below the zone (cooling zone) of the cooling-related equipment 26 between the finishing mill and the coiler of the hot rolling line into two zones, the first zone and the second zone. In the latter half zone, the temperature of the hot rolled metal strip immediately before winding is controlled by, for example, the above-described series of primitive hot rolled metal strip cooling control methods. In addition to that, based on the results of temperature measurements with a near-infrared camera that can shoot the full width or part of the full length of the hot-rolled metal strip installed on the exit side of the first half zone. The purpose is to provide feedback to control the temperature of the hot-rolled metal strip in the first half zone.

すなわち、図1(a)に示すように、前半ゾーンの出側に設置した、熱延金属帯の全幅を、全長または全長のうちの一部の長さについて撮影可能な、近赤外線カメラにより、仕上圧延後の熱延金属帯の一部にでも、核沸騰が開始してしまう部分が出てきて、熱延金属帯の温度が不均一(特に幅方向に不均一)になると、その温度測定の結果をもとに、冷却水を注水するヘッダー数を幾分減らすように、前半ゾーンにおける、熱延金属帯の温度の制御にフィードバックするようにすれば、熱延金属帯の温度分布の均一化を図れる。   That is, as shown in FIG. 1 (a), the near-infrared camera capable of photographing the entire width of the hot-rolled metal strip installed on the exit side of the first half zone for the entire length or a part of the total length, Even when a part of the hot-rolled metal strip after finish rolling comes to the point where nucleate boiling starts and the temperature of the hot-rolled metal strip becomes non-uniform (particularly in the width direction), the temperature is measured. Based on the above results, the temperature distribution of the hot-rolled metal strip can be made uniform by feeding back to the control of the temperature of the hot-rolled metal strip in the first half zone so that the number of headers for cooling water injection is somewhat reduced. Can be realized.

前半ゾーンと後半ゾーンをどこで分けるかは次に説明する考え方による。   Where to divide the first half zone and the second half zone is based on the concept described below.

後述するように、熱延金属帯の表面温度が高い領域では、膜沸騰であり、熱流束は低い。パイプラミナー方式のような、一般的な冷却関連設備の場合、水量密度に依存するが、500ないし550℃の間のある温度を境に、遷移沸騰(熱延金属帯の一部において、核沸騰が開始すること)が開始して、温度の低下とともに熱流束が大きくなる。   As will be described later, in the region where the surface temperature of the hot-rolled metal strip is high, film boiling occurs and the heat flux is low. In general cooling-related equipment such as a pipe laminar system, depending on the water density, transition boiling (at some part of the hot-rolled metal zone, nucleate boiling occurs at a certain temperature between 500 and 550 ° C). The heat flux increases as the temperature decreases.

遷移沸騰が開始するまでに前半ゾーンにおける冷却を停止しないと、被圧延材表面の平均温度よりも局部的に低温の領域ができやすくなり、この温度偏差が巻き取り直前の温度の不均一さとそれに伴う製品熱延金属帯の材質の不均一さにも影響する。   If the cooling in the first half zone is not stopped before the transition boiling starts, a region that is locally lower than the average temperature of the surface of the material to be rolled tends to be formed, and this temperature deviation is caused by uneven temperature just before winding and It also affects the non-uniformity of the product hot rolled metal strip.

よって、安全側に考え、熱延金属帯の温度が550℃となるまで冷却が可能なように、被圧延材搬送方向の前半ゾーンの長さを決定する。   Therefore, considering the safety side, the length of the first half zone in the direction of the material to be rolled is determined so that cooling can be performed until the temperature of the hot-rolled metal strip reaches 550 ° C.

その長さは、熱延金属帯の厚さ、搬送速度、目標とする仕上圧延後温度、などにより変動するため、対象とする熱間圧延ラインにて圧延する被圧延材全体(プロダクトミックス)のうち、厚さと搬送速度の積に対する、目標とする仕上圧延後温度の割合が、最大のものを、想定し得る最高の冷却水の水温で、550℃まで冷却する場合を臨界条件として決定すればよい。   The length varies depending on the thickness of the hot-rolled metal strip, the conveyance speed, the target post-finishing temperature, etc., so the entire material to be rolled (product mix) rolled in the target hot rolling line Among them, if the ratio of the target post-finishing temperature to the product of the thickness and the conveyance speed is the maximum, the case where the maximum cooling water temperature that can be assumed is cooled to 550 ° C. is determined as a critical condition. Good.

また、前記の決定は、対象とする熱間圧延ラインにて圧延する被圧延材全体ではなく、特に巻き取り直前の温度の均一さを厳格に要求される材質の被圧延材に、対象を限定して行ってもよい。   In addition, the above-mentioned determination is not limited to the entire material to be rolled to be rolled in the target hot rolling line, but is limited to the material to be rolled that requires strictly uniform temperature immediately before winding. You may do it.

ランナウトテーブルの長さ(仕上圧延機を構成する最終スタンドから、それに近い側のコイラーまでの長さ)は熱間圧延ラインによって異なり、130ないし195mあるところ、前半ゾーンの搬送方向の長さの一例としては、70mが挙げられるが、本実施の形態に限られるものではない。   The length of the run-out table (the length from the final stand constituting the finishing mill to the coiler on the side closer to it) varies depending on the hot rolling line, and is 130 to 195 m. Is 70 m, but is not limited to this embodiment.

ちなみに、後半ゾーンの搬送方向の長さの一例としては、30mが挙げられるが、本実施の形態に限られるものではない。   Incidentally, as an example of the length in the transport direction of the latter half zone, 30 m is mentioned, but it is not limited to the present embodiment.

また、前半ゾーンと後半ゾーンの間に空冷ゾーンを設けてもかまわない。   An air cooling zone may be provided between the first half zone and the second half zone.

仕上圧延後の熱延金属帯の一部にでも、核沸騰が開始してしまう部分が出てきて、熱延金属帯の温度が不均一になることは、次のようにして判定する。   Even in a part of the hot-rolled metal strip after finish rolling, a portion where nucleate boiling starts and the temperature of the hot-rolled metal strip becomes uneven is determined as follows.

まず、近赤外線カメラの視野に入り撮影された1画像毎に、熱延金属帯表面の平均温度を演算する。そして、平均温度からの温度偏差(平均値−最小値)を演算し、平均温度よりも低温側の領域(低温領域)を判別する。   First, the average temperature of the surface of the hot-rolled metal strip is calculated for each image taken in the field of view of the near-infrared camera. Then, a temperature deviation from the average temperature (average value−minimum value) is calculated, and a region on the low temperature side (low temperature region) is determined from the average temperature.

先にも述べたが、このような低温領域は、多くの場合、図32に示すように、被圧延材8の先端部にところどころ局部的に冷却水の水溜まりができて、同部は局部的に強く冷却され、幅方向温度分布が不均一となることによって生じる。   As described above, such a low temperature region often has a pool of cooling water locally at the tip of the material 8 to be rolled as shown in FIG. This is caused by the fact that the temperature distribution in the width direction becomes uneven and the temperature distribution in the width direction becomes non-uniform.

平均温度よりも低温側の領域(低温領域)を判別する必要があるのは、次に述べる理由による。   The reason why it is necessary to discriminate a region on the low temperature side (low temperature region) from the average temperature is as follows.

特に、後半ゾーンで表裏片面あたり水量密度0.05m3 /m2 / min以上0.3m3/m2 /min未満の冷却水を供給して緩冷却した場合に顕著であるが、平均温度よりも低温側の領域(低温領域)があると、図5に、被圧延材8の長手方向の1画素にて測定した温度を被圧延材8の幅方向に連ねたものを、前半ゾーンと後半ゾーンとで比較して示しているが、平均温度からの温度偏差(平均値−最小値)が大きい箇所と小さい箇所の2箇所で比較してみればわかる通り、同温度偏差が、ある一定の値以上に大きいと、冷却により、平均温度からの温度偏差が拡大してしまい、巻き取り直前の温度が目標とする値から大きくはずれて許容範囲に入らなくなり、それに伴って、材質の不均一さが許容範囲に収まらなくなる。 In particular, when the cooling water is slowly cooled by supplying water with a water density of 0.05 m 3 / m 2 / min or more and less than 0.3 m 3 / m 2 / min per front and back surfaces in the latter half zone, If there is a region on the low temperature side (low temperature region), the first half zone and the second half are obtained by connecting the temperature measured in one pixel in the longitudinal direction of the material 8 to be rolled in the width direction of the material 8 in FIG. Although it is shown in comparison with the zone, as can be seen by comparing the temperature deviation from the average temperature (average value-minimum value) at two locations, a large portion and a small portion, the temperature deviation is a certain constant. If the value is larger than this value, the temperature deviation from the average temperature will increase due to cooling, and the temperature just before winding will be far from the target value and will not be within the allowable range. Will not be within the allowable range.

しかも、図6に示すごとく、その傾向は、目標とする巻き取り直前の温度(図中CTと標記)が低くなるほど顕著になる。   Moreover, as shown in FIG. 6, the tendency becomes more prominent as the target temperature immediately before winding (labeled CT in the figure) becomes lower.

この点、平均温度からの温度偏差(平均値−最小値)が小さいと、温度偏差の拡大は比較的小さい。   In this regard, when the temperature deviation from the average temperature (average value−minimum value) is small, the expansion of the temperature deviation is relatively small.

この低温領域の温度偏差が、次に説明する、前半ゾーンにおける冷却後の許容温度偏差の閾値ΔTL以上である領域の有無を、先述の、前半ゾーンの出側に設置した、熱延金属帯の全幅あるいはさらに全長または全長のうちの一部の長さを撮影可能な近赤外線カメラによる測定の結果をもとに、判定する。   The presence or absence of a region in which the temperature deviation in this low temperature region is equal to or greater than the threshold ΔTL of the allowable temperature deviation after cooling in the first half zone, which will be described below, is set on the outlet side of the first half zone. The determination is made based on the result of measurement by a near-infrared camera capable of photographing the full width, or the full length or a part of the full length.

この、熱延金属帯の温度が不均一になったことを判定する閾値は、材質上必要な、目標とする熱延金属帯の巻き取り直前の温度を挟んだ同温度の許容範囲の下限、各熱延金属帯同士の間での巻き取り直前の温度の的中精度の標準偏差σc、及び、仕上圧延後の熱延金属帯の熱間圧延ラインの幅中央における温度が被圧延材内で長手方向にどれだけ変動するかの標準偏差σL、仕上圧延後の熱延金属帯の温度が幅方向にどれだけ変動するかの標準偏差σw、などより決める。   The threshold for determining that the temperature of the hot-rolled metal strip has become non-uniform is the lower limit of the allowable range of the same temperature sandwiching the temperature immediately before winding of the target hot-rolled metal strip, which is necessary for the material, The standard deviation σc of the accuracy of the temperature just before winding between the hot rolled metal strips and the temperature at the center of the hot rolling line of the hot rolled metal strip after finish rolling are within the material to be rolled. It is determined from the standard deviation σL of how much it varies in the longitudinal direction, the standard deviation σw of how much the temperature of the hot-rolled metal strip after finish rolling varies in the width direction, and the like.

材質上必要な、目標とする被圧延材の巻き取り直前の温度から、同温度の許容範囲の下限値を差し引いた値(公差)をX(多くの場合60℃。それ以下、例えば40℃などをクリアできるとさらに好ましい。)とすると、下式を満足する必要がある。   A value (tolerance) obtained by subtracting the lower limit value of the allowable range of the temperature from the temperature immediately before winding of the target material to be rolled, which is necessary for the material, is X (in many cases 60 ° C., for example, 40 ° C. or lower) Is more preferable.), It is necessary to satisfy the following formula.

X≧3.0×√(σc^2+σL^2+σw^2)
よって、遷移沸騰に起因した熱延金属帯の温度の幅方向の不均一さの標準偏差σwは、次式を満足する必要がある。
X ≧ 3.0 × √ (σc ^ 2 + σL ^ 2 + σw ^ 2)
Therefore, the standard deviation σw of the non-uniformity in the width direction of the temperature of the hot-rolled metal strip due to transition boiling needs to satisfy the following equation.

σw≦√[ (X/3.0)^2 − (σc^2+σL^2) ]
よって、閾値ΔTLは、σwの2.5倍に等しいものと決めると、
ΔTL=2.5×√[ (X/3.0)^2 − (σc^2+σL^2) ] ・・・(0)
となる。
σw ≦ √ [(X / 3.0) ^ 2 − (σc ^ 2 + σL ^ 2)]
Therefore, if the threshold value ΔTL is determined to be equal to 2.5 times σw,
ΔTL = 2.5 × √ [(X / 3.0) ^ 2− (σc ^ 2 + σL ^ 2)] (0)
It becomes.

例えば、材質上必要な、目標とする被圧延材の巻き取り直前の温度から、同温度の許容範囲の下限値を差し引いた値(公差)Xが60℃、温度制御精度σcが5℃、同σLが8℃の場合、閾値ΔTLは44℃となる。   For example, a value (tolerance) X obtained by subtracting the lower limit value of the allowable range of the same temperature from the temperature immediately before winding of the target material to be rolled, which is necessary for the material, is 60 ° C., and the temperature control accuracy σc is 5 ° C. When σL is 8 ° C., the threshold ΔTL is 44 ° C.

対象とする熱間圧延ラインにて圧延する被圧延材全体(プロダクトミックス)のうち、同じ材質と仕上圧延後寸法の被圧延材ごとに温度制御精度σc、σLを実績解析し、目標とする被圧延材の巻き取り直前の温度から、同温度の許容範囲の下限値を差し引いた値(公差)X(60℃)を用いて、ΔTLを求めてみた結果の一例を、図7に示す。巻き取り直前の温度が低くなるほど、閾値ΔTLも小さくなることがわかる。   Of the whole material to be rolled (product mix) rolled in the target hot rolling line, the temperature control accuracy σc, σL is analyzed for each material to be rolled having the same material and dimensions after finish rolling, and the target material FIG. 7 shows an example of a result obtained by calculating ΔTL using a value (tolerance) X (60 ° C.) obtained by subtracting the lower limit value of the allowable range of the temperature from the temperature immediately before winding the rolled material. It can be seen that the threshold ΔTL decreases as the temperature immediately before winding decreases.

対象とする熱間圧延ラインにて圧延する被圧延材全体ではなく、特に巻き取り直前の温度の均一さを厳格に要求される材質の被圧延材に対象を限定して、温度制御精度σc、σLを実績解析し、閾値ΔTLを求めるとともに、そのような材質の被圧延材に限って、本実施の形態に係る熱延金属帯の冷却制御方法を適用するようにしてもよい。   The temperature control accuracy σc, not limited to the entire material to be rolled to be rolled in the target hot rolling line, but particularly to the material to be rolled that is strictly required to have a uniform temperature immediately before winding. While analyzing σL and obtaining the threshold value ΔTL, the method for controlling cooling of a hot-rolled metal strip according to the present embodiment may be applied only to the material to be rolled.

ところで、前半ゾーンにて冷却水を注水するヘッダー数を幾分減らすようにフィードバック制御すると、減らした分だけ、熱延金属帯の巻き取り直前の温度が上がってしまうが、その上がってしまう温度がある一定以上に大きい場合は、その分を補償すべく、後半ゾーンにおける冷却にフィードフォワード制御して、後半ゾーンにて冷却水を注水するヘッダー数を幾分増やすようにした方が好ましい。   By the way, if feedback control is performed so as to reduce the number of headers for injecting cooling water in the first half zone, the temperature immediately before winding the hot-rolled metal strip increases by the reduced amount. If it is larger than a certain level, it is preferable to feed-forward control to cooling in the latter half zone to compensate for that, and to somewhat increase the number of headers for injecting cooling water in the latter half zone.

各々の操作量は、式(1)および式(2)により演算され、注水流量の変更量に相当する注水バンク数の増減で制御される。なお、ΔTは、近赤外線カメラの視野中の最低温度が、平均温度に対し、どれだけ低いか、その偏差を示したものである。   Each operation amount is calculated by the equations (1) and (2), and is controlled by increasing or decreasing the number of water injection banks corresponding to the amount of change in the water injection flow rate. Note that ΔT indicates how much the lowest temperature in the field of view of the near-infrared camera is lower than the average temperature, and the deviation thereof.

ちなみに視野の大きさは、熱延金属帯の幅方向には最大幅である2300mmをカバーする幅とし、搬送方向には、熱延金属帯の搬送速度に応じた長さとする。後述するように、一例を挙げると、3200mmである。   By the way, the size of the field of view is a width that covers the maximum width of 2300 mm in the width direction of the hot-rolled metal strip, and a length corresponding to the transport speed of the hot-rolled metal strip in the transport direction. As will be described later, an example is 3200 mm.

さらに、何視野分も熱延金属帯の長手方向に連続して、熱延金属帯の全長または全長のうちの一部の長さを撮影可能としておくのが好ましい。   Further, it is preferable that the number of visual fields can be continuously photographed in the longitudinal direction of the hot-rolled metal strip so that the entire length of the hot-rolled metal strip or a part of the entire length can be photographed.

例えば、熱延金属帯の搬送速度が1200mpmの場合、0.16secに1回の撮影を行うことで、搬送方向すなわち被圧延材8の長手方向に3200mmごとに全長全幅の温度分布データを測定していくことができる。   For example, when the conveyance speed of the hot-rolled metal strip is 1200 mpm, the temperature distribution data of the full length is measured every 3200 mm in the conveyance direction, that is, in the longitudinal direction of the material 8 to be rolled, by photographing once every 0.16 sec. Can continue.

なお、熱延金属帯表面の平均温度からの温度偏差(平均値−最小値)が所定の閾値ΔTL以上なのではなくて、平均温度自体が予定していたよりも許容範囲を外れて低温側に外れていたような場合には、熱間圧延ラインの幅中央における温度の測定結果に基づいてフィードバック制御を行う機能が別途はたらくので心配はない。   The temperature deviation from the average temperature on the surface of the hot-rolled metal strip (average value−minimum value) is not equal to or greater than the predetermined threshold value ΔTL. In such a case, there is no concern because the function of performing feedback control functions separately based on the temperature measurement result at the center of the width of the hot rolling line.

(後半ゾーン緩冷却の場合)
さて、後半ゾーンにおける冷却のしかたについては、一つの考え方として、表裏片面あたり水量密度を0.05m3/m2 /min以上0.3m3/m2 /min未満と低下させ、緩冷却を行うようにする方法がある。
(In the case of slow cooling in the second half zone)
As for the cooling method in the latter half zone, as one idea, the water density per front and back side is lowered to 0.05 m 3 / m 2 / min or more and less than 0.3 m 3 / m 2 / min to perform slow cooling. There is a way to do so.

ここで、水量密度は、熱延金属帯に単位時間あたり供給される冷却水の流量を、その冷却水が供給される熱延金属帯の面積で除した値である。   Here, the water density is a value obtained by dividing the flow rate of the cooling water supplied to the hot-rolled metal strip per unit time by the area of the hot-rolled metal zone to which the cooling water is supplied.

また、表裏片面あたりで上記水量密度範囲内であれば、別に、両面とも上記水量密度範囲内であってもよい。その方が冷却能を大きくできて好都合な場合もある。   Moreover, as long as it exists in the said water amount density range per front and back single side | surface, both surfaces may be in the said water amount density range separately. In some cases, it is advantageous to increase the cooling capacity.

さらに、ある熱延金属帯に対して、上記に説明した、本実施の形態に係る熱延金属帯の冷却制御方法、すなわち、前半ゾーンにおける、熱延金属帯の温度の制御へのフィードバックを適用し、次の熱延金属帯も同じ材質と寸法であった場合、前記したある熱延金属帯の、近赤外線カメラの視野に入り撮影された1画像内での温度測定の結果をもとに、前記熱延金属帯の平均温度と該平均温度から前記1画像内での温度の最小値を差し引いた偏差を演算し、前記フィードバックにより、前記熱延金属帯内で、該偏差が、前記熱延金属帯の温度が幅方向に不均一になったことを判定する閾値ΔTL未満となった時点以降における、前記熱延金属帯の、前記前半ゾーンの出側での、熱間圧延ラインの幅中央における温度の測定結果の、長手方向平均値を、次の熱延金属帯の、前記前半ゾーンの出側での、前記した、熱間圧延ラインの幅中央における温度の目標値として、前記した、次の熱延金属帯に対する冷却制御を行うようにするのも好ましい。   Further, the above-described cooling control method for a hot-rolled metal strip according to the present embodiment, that is, feedback to the control of the temperature of the hot-rolled metal strip in the first half zone is applied to a hot-rolled metal strip. However, if the next hot-rolled metal strip has the same material and dimensions, based on the result of temperature measurement in one image of the hot-rolled metal strip described above and taken in the field of view of the near-infrared camera. Calculating a deviation obtained by subtracting a minimum value of the temperature in the one image from the average temperature of the hot-rolled metal strip and the average temperature, and the deviation is calculated in the hot-rolled metal strip by the feedback. The width of the hot rolling line on the outlet side of the first half zone of the hot-rolled metal strip after the time when the temperature of the rolled metal strip becomes less than a threshold value ΔTL for determining that the temperature in the width direction has become uneven. Longitudinal average of temperature measurement results at the center As described above, the cooling control for the next hot-rolled metal strip is performed as the target value of the temperature at the center of the width of the hot rolling line on the outlet side of the first half-zone of the next hot-rolled metal strip. It is also preferable to do so.

そのようにすれば、前半ゾーンの出側での、熱延金属帯の温度が、熱延金属帯の先端部においても、遷移沸騰域に入りにくくなり、巻き取り直前の温度も許容範囲に入りやすくなるからである。   By doing so, the temperature of the hot-rolled metal strip on the exit side of the first-half zone becomes difficult to enter the transition boiling region even at the tip of the hot-rolled metal strip, and the temperature just before winding is also within the allowable range. This is because it becomes easier.

(後半ゾーン強冷却の場合)
また、発明者らは、新たに発見した次のような事実をもとに、別の好ましい実施の形態にも想到した。
(In the case of strong cooling in the second half zone)
The inventors have also conceived another preferred embodiment based on the following newly discovered facts.

新たに発見した事実とは、すなわち、熱延金属帯の一部において、核沸騰が開始する温度域にて、特許文献1のように、水量密度を0.05m3/m2 /min以上0.3m3/m2 /min未満と低下させ、緩冷却を行うようにするのとは逆に、表裏片面あたり水量密度2.0m3/m2 /min以上の強冷却を行った場合にも、巻き取り直前の、熱延金属帯の温度が、均一に近づく作用があることである。 The newly discovered fact is that the water density is 0.05 m 3 / m 2 / min or more 0 in the temperature range where nucleate boiling starts in a part of the hot-rolled metal zone, as in Patent Document 1. .3m 3 / m 2 / min. When the cooling rate is less than 3 m 3 / min and the cooling is performed slowly, the water density is 2.0 m 3 / m 2 / min or more per side. The temperature of the hot-rolled metal strip immediately before winding is uniform.

熱延金属帯の表面温度が高い領域では、膜沸騰であり、熱流束は低い。パイプラミナー方式のような、一般的な冷却関連設備の場合、水量密度に依存するが、500ないし550℃の間のある温度を境に、遷移沸騰(熱延金属帯の一部において、核沸騰が開始すること)が開始して、温度の低下とともに熱流束が大きくなる。   In the region where the surface temperature of the hot-rolled metal strip is high, film boiling occurs and the heat flux is low. In general cooling-related equipment such as a pipe laminar system, depending on the water density, transition boiling (at some part of the hot-rolled metal zone, nucleate boiling occurs at a certain temperature between 500 and 550 ° C). The heat flux increases as the temperature decreases.

しかし、発明者らの研究によれば、図8に示すように、冷却のための水量密度を大きくしていくと、遷移沸騰開始温度が次第に高くなるとともに、熱延金属帯が一部でなく全面的に核沸騰に移行する温度も次第に高くなることがわかった。   However, according to the inventors' research, as shown in FIG. 8, as the water density for cooling increases, the transition boiling start temperature gradually increases and the hot-rolled metal strip is not a part. It was found that the temperature at which nucleate boiling over the entire surface gradually increases.

しかも、ここで重要なことは、冷却のための水量密度を大きくしていくと、熱延金属帯の一部でなく全面的に核沸騰に移行する方向に作用することである。   Moreover, what is important here is that when the water density for cooling is increased, it acts not only on a part of the hot-rolled metal strip but also on the entire surface to nucleate boiling.

よって、仕上圧延後、熱延金属帯の温度が500ないし550℃の遷移沸騰開始温度に至る前までは、本実施の形態の別の要件として規定しているように、前半ゾーンにて、パイプラミナー方式のような、一般的な冷却関連設備により、表裏片面あたり水量密度0.7m3/m2 /min以上1.2m3/m2 /min以下となるような冷却を行い、それ以下の温度域では、むしろ水量密度を大きくして、完全に核沸騰に移行した状態で冷却すれば、熱延金属帯が遷移沸騰状態にある温度域にて冷却水を注水することに伴う、熱延金属帯の、巻き取り直前の温度の不均一さを、抑制することも可能となる。 Therefore, until the temperature of the hot-rolled metal strip reaches the transition boiling start temperature of 500 to 550 ° C. after the finish rolling, as defined as another requirement of the present embodiment, the pipe in the first half zone Cooling is performed so that the water density is 0.7 m 3 / m 2 / min or more and 1.2 m 3 / m 2 / min or less per one side of the front and back surfaces by general cooling-related equipment such as a laminar method. In the temperature range, if the water density is rather increased and cooling is performed in a state where it has completely shifted to nucleate boiling, the hot rolling associated with the injection of cooling water in the temperature range where the hot-rolled metal strip is in the transition boiling state. It is also possible to suppress the temperature non-uniformity of the metal strip immediately before winding.

ここで、具体的な水量密度と遷移沸騰開始温度の関係を実験室内にて調査した結果について説明する。   Here, the result of investigating the relationship between the specific water density and the transition boiling start temperature in the laboratory will be described.

図9には、実験室内で、円管ジェットを熱延金属帯(熱延鋼帯)の幅方向と長手方向に複数配列したノズルにより、水量密度(熱延金属帯の単位面積当たり注水する冷却水の流量)を変化させ、その冷却温度履歴から遷移沸騰開始温度及び核沸騰開始温度を読み取ったものを示す。   In FIG. 9, the water density (cooling in which water is injected per unit area of the hot-rolled metal strip) by a nozzle in which a plurality of circular jets are arranged in the width direction and the longitudinal direction of the hot-rolled metal strip (hot-rolled steel strip) in the laboratory. The flow of water) is changed, and the transition boiling start temperature and nucleate boiling start temperature are read from the cooling temperature history.

まず、水量密度を大きくするにつれて、遷移沸騰開始温度及び核沸騰開始温度は高くなり、500℃以上で確実に核沸騰とするためには、水量密度を2.0m3/m2 /min以上にすればよいことがわかる。 First, as the water density is increased, the transition boiling start temperature and the nucleate boiling start temperature are increased. To ensure nucleate boiling at 500 ° C. or higher, the water density is set to 2.0 m 3 / m 2 / min or higher. You can see that

また、パイプラミナー方式のような、一般的な冷却関連設備により、水量密度0.7m3/m2 /min以上1.2m3/m2 /min以下となるような冷却を行った場合には、遷移沸騰開始温度が500ないし550℃になることがわかる。 In addition, when cooling is performed so that the water density is 0.7 m 3 / m 2 / min or more and 1.2 m 3 / m 2 / min or less by a general cooling-related facility such as a pipe laminar method. It can be seen that the transition boiling start temperature is 500 to 550 ° C.

すなわち、前半ゾーンの冷却関連設備としては、パイプラミナー方式のような、従来から一般的にあるものを利用して、仕上圧延後、熱延金属帯の温度が500ないし550℃の遷移沸騰開始温度に至る前までの冷却を行い、後半ゾーンの冷却関連設備としては、水量密度が2.0m3/m2 /min以上となるような特別の工夫を施したものを利用して、熱延金属帯の温度が遷移沸騰開始温度以下になった後の冷却を行うようにする。 That is, as the cooling-related equipment in the first half zone, using a conventional one such as a pipe laminar method, after the finish rolling, the temperature of the hot-rolled metal strip is 500 to 550 ° C. The transition boiling start temperature As a cooling-related equipment in the latter half of the zone, hot-rolled metal is used as a cooling-related equipment that has been specially devised so that the water density is 2.0 m 3 / m 2 / min or more. Cooling is performed after the temperature of the belt has fallen below the transition boiling start temperature.

なお、図9にて得られた知見からすると、特許文献1のように、後半ゾーンで水量密度0.05m3/m2 /min以上0.3m3/m2 /min未満のスプレー方式で緩冷却を行うようにした場合には、遷移沸騰開始温度を400℃までは下げられるため、目標とする巻き取り直前の温度が400℃以上の場合は、熱延金属帯の、巻き取り直前の温度の不均一さを、抑制することが可能である。 According to the knowledge obtained in FIG. 9, as in Patent Document 1, in the latter half zone, the water density is 0.05 m 3 / m 2 / min or more and less than 0.3 m 3 / m 2 / min. When cooling is performed, the transition boiling start temperature can be lowered to 400 ° C. Therefore, when the target temperature immediately before winding is 400 ° C or higher, the temperature of the hot-rolled metal strip immediately before winding. It is possible to suppress non-uniformity.

熱延金属帯の、目標とする巻き取り直前の温度が400℃以上であれば、以上の方法も好ましい。   The above method is also preferable if the temperature of the hot-rolled metal strip immediately before the target winding is 400 ° C. or higher.

が、それ以下の温度まで冷却すると、熱延金属帯の一部が遷移沸騰域に入った状態で、さして水量密度の大きくない冷却がなされるため、熱延金属帯の、巻き取り直前の温度が不均一になる危険性が生じてくる。   However, when cooling to a temperature below that, the hot rolled metal strip is cooled in a state where a part of the hot rolled metal strip enters the transition boiling region, and the water density is not so large. There is a risk of non-uniformity.

この点、上記に説明した好ましい実施の形態によれば、常温までの範囲で、巻き取り直前の温度の目標値をいくら低くしても、実際の巻き取り直前の温度の不均一さを、抑制することができる。   In this regard, according to the preferred embodiment described above, even if the target value of the temperature immediately before winding is lowered within the range up to room temperature, the temperature non-uniformity immediately before winding is suppressed. can do.

後半ゾーンの冷却関連設備としての、表裏片面あたり水量密度が2.0m3/m2
/min以上となるような特別の工夫を施したものとしては、熱延金属帯の上面に関しては、直進性に優れたラミナー状のもの若しくはジェット冷却が好ましい。
Water density per side of front and back as a cooling related equipment in the second half zone is 2.0m 3 / m 2
As for the device with a special devise such that it becomes / min or more, the upper surface of the hot-rolled metal strip is preferably a laminar one having excellent straightness or jet cooling.

なお、後半ゾーンの冷却関連設備の水量密度に別に上限はないが、後に説明する各種の工夫をこらしても、発明者らの想到する限りの方法では、現在実現可能なのは7.0m3/m2 /min以下となる。 Although there is no upper limit to the water density of the cooling-related equipment in the latter half zone, even if various ideas described later are applied, the method that can be realized by the inventors is 7.0 m 3 / m. 2 / min or less.

好ましい実施の形態では、後半ゾーンにおける表裏片面あたり水量密度を2.0m3/m2 /min以上にするが、これだけ大きな水量密度の冷却水を熱延金属帯上に噴射すると、熱延金属帯の上面では、冷却水は熱延金属帯の側面にしか排水されないため、熱延金属帯の上に厚い水膜が出来てしまう。 In a preferred embodiment, the water density per front and back single side in the latter half zone is set to 2.0 m 3 / m 2 / min or more. When cooling water having such a large water density is sprayed onto the hot rolled metal band, the hot rolled metal band Since the cooling water is drained only on the side surface of the hot-rolled metal strip, a thick water film is formed on the hot-rolled metal strip.

冷却水は、この水膜を貫通し、熱延金属帯に直接打力を発生させなければ、これだけ大きな水量密度の冷却水を噴射しても、熱延金属帯の一部においてだけしか、膜沸騰にならない可能性がある。そこで、直進性の高いラミナー状のもの、若しくはジェットノズルから冷却水を噴射するジェット冷却などが好ましい。ノズルの形状としては、円管状のものやスリット状のものなどが考えられるが、どちらを利用してもかまわない。   If the cooling water penetrates this water film and does not generate a direct striking force on the hot rolled metal strip, even if the cooling water having such a large water density is jetted, it is only in a part of the hot rolled metal strip. There is a possibility that it will not boil. Therefore, a laminar shape with high straightness or jet cooling in which cooling water is injected from a jet nozzle is preferable. As the shape of the nozzle, a circular tube shape or a slit shape can be considered, but either one may be used.

スプレーやミスト冷却を利用すると、ノズルから噴射された冷却水は、液滴状に分断され、空気の抵抗を受けて減速しやすいため、好ましくない。   Use of spray or mist cooling is not preferable because the cooling water sprayed from the nozzle is divided into droplets and easily decelerates due to air resistance.

(後半ゾーンに用いるのに好ましい冷却装置)
後半ゾーンに用いるのに好ましい冷却装置の各種の実施の形態としては、例えば、厚板圧延ラインに適用した実施例を記載している特許文献5のものを、熱延金属帯を製造するための熱間圧延ラインに転用するのが好ましい。
(Preferred cooling device for use in the latter half zone)
As various embodiments of a cooling device preferable for use in the latter half zone, for example, the one of Patent Document 5 describing an example applied to a thick plate rolling line is used for producing a hot-rolled metal strip. It is preferable to divert to a hot rolling line.

図10(a)は、後半ゾーンに用いるのに好ましい冷却装置の実施の形態の一例を説明するための図である。   FIG. 10A is a view for explaining an example of an embodiment of a cooling device preferable for use in the latter half zone.

この実施の形態に係る冷却装置201は、図31に示した熱間圧延ライン100のような熱間圧延ラインに設置される冷却装置であり、テーブルローラー13上を搬送される被圧延材8の上面に向けて棒状冷却水を供給するための上ヘッダユニット210を備えている。   The cooling device 201 according to this embodiment is a cooling device installed in a hot rolling line such as the hot rolling line 100 shown in FIG. 31, and the material to be rolled 8 conveyed on the table roller 13. An upper header unit 210 for supplying rod-shaped cooling water toward the upper surface is provided.

上ヘッダユニット210は、搬送方向に複数配置された第一上ヘッダ210aからなる第一上ヘッダ群と、その下流側に、搬送方向に複数配置された第二上ヘッダ210bからなる第二上ヘッダ群によって構成されており、第一上ヘッダ群および第二上ヘッダ群の各上ヘッダ210a、210bは、それぞれ独立して棒状冷却水の噴射(注水)のON−OFF制御(注水の開始と停止の制御)を可能とするON−OFF機構300を備えた配管構成となっている。なお、ここでは、第一上ヘッ ダ群および第二上ヘッダ群はそれぞれ3個の上ヘッダで構成されている。   The upper header unit 210 includes a first upper header group composed of a plurality of first upper headers 210a arranged in the transport direction, and a second upper header composed of a plurality of second upper headers 210b arranged downstream in the transport direction. The upper headers 210a and 210b of the first upper header group and the second upper header group are each independently turned ON / OFF control of the injection (water injection) of the rod-shaped cooling water (start and stop of water injection) The piping configuration is provided with an ON-OFF mechanism 300 that enables the control of the above. Here, the first upper header group and the second upper header group are each composed of three upper headers.

そして、上ヘッダ210a、210bのそれぞれに、搬送方向に複数列の上ノズル220(ここでは被圧延材8の搬送方向に4列)が取り付けられており、第一上ヘッダ210aの上ノズル群(第一上ノズル群)220aと第二上ヘッダ210bの上ノズル群(第二上ノズル群)220bとは、それぞれから噴射する棒状冷却水230aと棒状冷却水230bの噴射方向が被圧延材8の搬送方向に互いに対向するように配列されている。すなわち、第一上ノズル群220aは被圧延材上面の下流側に向けて斜めにθ1の伏角(噴射角度)で棒状冷却水230aを噴射し、第二上ノズル群220bは被圧延材上面の上流側に向けて斜めにθ2の伏角(噴射角度)で棒状冷却水230bを噴射するようになっている。   A plurality of rows of upper nozzles 220 (here, four rows in the conveyance direction of the material 8 to be rolled) are attached to the upper headers 210a and 210b, respectively. The first upper nozzle group) 220a and the upper nozzle group (second upper nozzle group) 220b of the second upper header 210b are arranged such that the injection directions of the rod-shaped cooling water 230a and the rod-shaped cooling water 230b sprayed from the rolled material 8 are They are arranged so as to face each other in the transport direction. That is, the first upper nozzle group 220a injects the rod-shaped cooling water 230a obliquely toward the downstream side of the upper surface of the material to be rolled at an inclination angle (injection angle) of θ1, and the second upper nozzle group 220b is upstream of the upper surface of the material to be rolled. The rod-shaped cooling water 230b is jetted obliquely toward the side at an inclination angle (jet angle) of θ2.

したがって、お互いの上ヘッダから被圧延材8の搬送方向に見て最も遠い側の列(最外側の列)の上ノズルからの棒状冷却水が被圧延材8に衝突する位置同士に挟まれた領域が冷却領域ということになる。   Therefore, the rod-shaped cooling water from the upper nozzle of the farthest row (outermost row) when viewed in the conveying direction of the material to be rolled 8 from the upper header of each other is sandwiched between the positions where the rod-shaped cooling water collides with the material to be rolled 8. The area is the cooling area.

その際に、第一上ノズル群220aからの棒状冷却水230aの噴射線と第二上ノズル群220bからの棒状冷却水230bの噴射線が交差しないようにすれば、お互いの上ヘッダから被圧延材8の搬送方向に見て最も近い側の列(最内側の列)の上ノズルからの棒状冷却水が被圧延材8に衝突する位置同士に挟まれた領域に、図10に示すような滞留冷却水240の水膜が安定して形成される。   At that time, if the injection line of the rod-shaped cooling water 230a from the first upper nozzle group 220a and the injection line of the rod-shaped cooling water 230b from the second upper nozzle group 220b do not intersect, the rolling is performed from the upper header of each other. As shown in FIG. 10, in a region sandwiched between positions where the rod-shaped cooling water from the upper nozzle in the closest row (innermost row) as viewed in the conveying direction of the material 8 collides with the material 8 to be rolled. The water film of the staying cooling water 240 is stably formed.

これにより、お互いの上ヘッダに最も近い側の列(最内側の列)の上ノズルからの棒状冷却水は滞留冷却水240の水膜に向かって噴射されることになり、お互いに他方の棒状冷却水を壊すことがないので好ましい。   Thereby, the rod-shaped cooling water from the upper nozzle on the side closest to the upper header of each other (innermost row) is jetted toward the water film of the staying cooling water 240, and the other rod-shaped water is mutually connected. It is preferable because the cooling water is not broken.

そして、最内側の列の上ノズルから棒状冷却水が被圧延材8に衝突する位置同士の間隔を滞留域長さLと呼ぶこととする。この滞留域長さLでは、棒状冷却水が被圧延材8に衝突せず滞留冷却水240のみで冷却がなされるため、被圧延材8と冷却水の接触が不安定であり、温度不均一の発生原因となりやすいが、滞留域長さLが1.5m以内となるようにすれば、滞留冷却水240が被圧延材8を冷却する割合は比較的少ないので、滞留冷却水240による温度不均一を防止することができる。このように、この滞留域長さLは短いほうがよく、100mm程度まで短くするのがより好ましい。   And the space | interval of the position where rod-shaped cooling water collides with the to-be-rolled material 8 from the upper nozzle of the innermost row shall be called the residence area length L. In this staying area length L, the rod-shaped cooling water does not collide with the material to be rolled 8 and is cooled only by the staying cooling water 240, so that the contact between the material to be rolled 8 and the cooling water is unstable and the temperature is not uniform. However, if the staying zone length L is set to 1.5 m or less, the rate at which the staying cooling water 240 cools the material 8 to be rolled is relatively small. Uniformity can be prevented. As described above, the length L of the staying region is preferably short, and more preferably about 100 mm.

ちなみに、棒状冷却水とは、円形状(楕円や多角の形状も含む)のノズル噴出口から噴射される冷却水のことを指している。また、棒状冷却水は、スプレー状の噴流でなく、膜状のラミナーフローでなく、ノズル噴出口から被圧延材8に衝突するまでの水流の断面がほぼ円形に保たれ、連続性で直進性のある水流の冷却水をいう。   Incidentally, the rod-shaped cooling water refers to cooling water ejected from a circular (including elliptical or polygonal) nozzle outlet. In addition, the rod-shaped cooling water is not a spray-like jet, but a film-like laminar flow, and the cross section of the water flow from the nozzle outlet to the material to be rolled 8 is maintained in a substantially circular shape. Cooling water with a water flow.

そして、図10(b)、(c)は、上ヘッダ210(210a、210b)に取り付けられている上ノズル220(220a、220b)の配置例を示したものである。通過する被圧延材8の全幅に棒状冷却水を供給できるように被圧延材8の幅方向にある一定の取り付け間隔で一列に配置されたノズルの列が、被圧延材8の搬送方向Aに複数列(ここでは、4列)設けられている。   FIGS. 10B and 10C show examples of arrangement of the upper nozzles 220 (220a and 220b) attached to the upper header 210 (210a and 210b). A row of nozzles arranged in a row at a fixed mounting interval in the width direction of the material to be rolled 8 so that rod-shaped cooling water can be supplied to the entire width of the material to be rolled 8 passing therethrough is in the conveying direction A of the material to be rolled 8. A plurality of rows (here, 4 rows) are provided.

さらに、ここでは、前列のノズルから噴射される棒状冷却水の被圧延材8の幅方向衝突位置に対して次列のノズルから噴射される棒状冷却水の被圧延材8の幅方向衝突位置がずれるようにノズルが配置されている。   Furthermore, here, the width direction collision position of the rolled material 8 of rod-shaped cooling water sprayed from the nozzle in the next row with respect to the width direction collision position of the rolled material 8 of rod-shaped cooling water sprayed from the nozzle in the front row is here. Nozzles are arranged so as to be displaced.

すなわち、図10(b)では、前列のノズルに対して次列のノズルの幅方向位置を幅方向取り付け間隔の1/3程度ずらしており、図10(c)では、幅方向取り付け間隔の1/2程度ずらしている。   That is, in FIG. 10B, the position in the width direction of the nozzle in the next row is shifted by about 1/3 of the width direction attachment interval with respect to the nozzle in the previous row, and in FIG. / It is shifted about 2

なお、後述するが、ノズルから噴射する棒状冷却水に被圧延材8の幅方向成分を持たせる場合は、ノズルの被圧延材8の幅方向取り付け位置と棒状冷却水の被圧延材8の幅方向衝突位置とが異なってくるので、その場合には、棒状冷却水の被圧延材8の幅方向衝突位置が所望の位置(分布)になるように、ノズルの取り付け位置を調整する必要がある。   In addition, although mentioned later, when giving the width direction component of the to-be-rolled material 8 to the rod-shaped cooling water sprayed from a nozzle, the width direction attachment position of the to-be-rolled material 8 of a nozzle and the width of the to-be-rolled material 8 of rod-shaped cooling water. Since the direction collision position is different, in that case, it is necessary to adjust the nozzle mounting position so that the width direction collision position of the rolled material 8 of the rod-shaped cooling water becomes a desired position (distribution). .

上記のように搬送方向に複数列の上ノズル220を配置するのは、1列の上ノズルでは被圧延材8に衝突する棒状冷却水と隣り合う棒状冷却水との間で滞留冷却水を堰き止めて水切りを行う力が弱くなることが挙げられる。滞留冷却水を堰き止めるためには複数列の上ノズルが必要であり、それぞれの上ヘッダ210に取り付けられている上ノズル220の列数を3列以上とするのが好ましく、5列以上とすればより好ましい。   As described above, a plurality of rows of upper nozzles 220 are arranged in the conveying direction because one row of upper nozzles dams up the stagnant cooling water between the rod-shaped cooling water that collides with the material to be rolled 8 and the adjacent rod-shaped cooling water. The power to stop and drain the water is weakened. In order to block the accumulated cooling water, a plurality of upper nozzles are necessary, and the number of upper nozzles 220 attached to each upper header 210 is preferably three or more, and more than five. More preferable.

また、前述したように上ノズル220を複数の上ヘッダ210に分けて取り付けることは、熱延金属帯の温度制御を実施するために不可欠なこととなる。   Further, as described above, attaching the upper nozzle 220 separately to the plurality of upper headers 210 is indispensable for performing temperature control of the hot-rolled metal strip.

熱延金属帯では、様々な厚みの熱延金属帯を目標とする温度まで冷却する必要があるが、生産量を確保するために可能なかぎり速い搬送速度で冷却を行う必要がある。   In the hot-rolled metal strip, it is necessary to cool the hot-rolled metal strip of various thicknesses to a target temperature, but it is necessary to cool at the fastest possible conveyance speed in order to secure the production amount.

そのため、目標とする温度に調整するには、水冷時間を調整する必要があり、そのため、一般的には、冷却領域の長さを様々に変更する必要が出てくる。   Therefore, in order to adjust to the target temperature, it is necessary to adjust the water cooling time. Therefore, in general, it is necessary to change the length of the cooling region in various ways.

このため、上ノズルを複数の上ヘッダに分けて取り付け、それぞれの上ヘッダで棒状冷却水の噴射のON−OFFができるような構造にすることで、冷却領域の長さを変化させる。   For this reason, the length of the cooling region is changed by attaching the upper nozzle to a plurality of upper headers, and making the structure so that each upper header can turn on and off the injection of the rod-shaped cooling water.

それぞれの上ヘッダには1列以上の上ノズルを取り付ければよいが、取り付けるノズル列数は目標とする温度制御能力に応じて決定する。   One or more upper nozzles may be attached to each upper header, but the number of nozzle rows to be attached is determined according to the target temperature control capability.

1列当たりに被圧延材8が冷却される温度(例えば、5℃)よりも、許容される温度偏差(例えば±8℃)の範囲が広い場合は、許容される温度偏差の範囲に調整できる限度内で1ヘッダ当たりのノズル列数を増やしてもかまわない。   When the range of allowable temperature deviation (for example, ± 8 ° C.) is wider than the temperature (for example, 5 ° C.) at which the material to be rolled 8 is cooled per row, it can be adjusted to the allowable temperature deviation range. The number of nozzle rows per header may be increased within the limit.

例えば、±8℃の温度偏差の範囲(16℃の温度範囲)に調整するには、1つの上ヘッダでの冷却による温度降下を16℃未満とすればよく、そのためには、上ヘッダに取り付ける上ノズル列数を3列とすれば、15℃単位で温度が調整できるため、許容される温度偏差の範囲に冷却した上での熱延金属帯の温度の調整が可能となる。   For example, in order to adjust to a temperature deviation range of ± 8 ° C. (temperature range of 16 ° C.), the temperature drop due to cooling in one upper header may be less than 16 ° C. For that purpose, it is attached to the upper header If the number of upper nozzle rows is 3, the temperature can be adjusted in units of 15 ° C., so that it is possible to adjust the temperature of the hot-rolled metal strip after cooling to an allowable temperature deviation range.

逆に、この場合に上ヘッダに取り付ける上ノズル列数を4列とすると、温度調整は20℃単位となり、目標とする温度偏差の範囲(16℃)内に収まらない可能性があり、好ましくない。   Conversely, if the number of upper nozzle rows attached to the upper header is four in this case, the temperature adjustment is in units of 20 ° C, which may not be within the target temperature deviation range (16 ° C), which is not preferable. .

よって、冷却装置により冷却可能な温度や許容される温度偏差の範囲によって、1上ヘッダあたりの上ノズル列数は調整する必要がある。   Therefore, it is necessary to adjust the number of upper nozzle rows per upper header depending on the temperature that can be cooled by the cooling device and the range of allowable temperature deviation.

このように、上ヘッダ210の個数および上ノズル220の列数は、滞留水を堰き止める観点と所望の冷却能力を得る観点が両立する条件となるように定める。   As described above, the number of the upper headers 210 and the number of the upper nozzles 220 are determined so as to satisfy both the viewpoint of blocking the accumulated water and the viewpoint of obtaining a desired cooling capacity.

そして、この冷却装置201は、上ヘッダ210a、210bから被圧延材8の上面に向けて、被圧延材8の上面の水量密度が2.0m3/m2/min以上になるように棒状冷却水230を供給する。 And this cooling device 201 is rod-shaped cooling from the upper headers 210a and 210b toward the upper surface of the material 8 to be rolled so that the water density on the upper surface of the material 8 to be rolled becomes 2.0 m 3 / m 2 / min or more. Water 230 is supplied.

ここで、水量密度を2.0m3/m2/min以上としている理由について説明する。図10に示す滞留水240は、供給する棒状冷却水230a、230bによって堰き止められて形成される。 Here, the reason why the water density is 2.0 m 3 / m 2 / min or more will be described. The staying water 240 shown in FIG. 10 is formed by damming with the rod-shaped cooling waters 230a and 230b to be supplied.

このとき、水量密度が小さいと堰き止めること自体ができず、水量密度がある量よりも大きくなると堰き止めることができる滞留水240の量は増大し、被圧延材8の幅端部から排出される冷却水と供給される冷却水の流量が釣り合って、滞留水240の量は一定に維持される。   At this time, if the water density is small, damming itself cannot be performed, and if the water density becomes larger than a certain amount, the amount of stagnant water 240 that can be dammed increases and is discharged from the width end of the material 8 to be rolled. The amount of the staying water 240 is kept constant by balancing the flow rate of the cooling water supplied and the flow rate of the supplied cooling water.

熱延金属帯の場合、一般的な幅は0.9〜2.3mであり、2.0m3/m2/min以上の水量密度で冷却すれば、これらの幅において滞留冷却水240を一定に維持できる。 In the case of a hot-rolled metal strip, the general width is 0.9 to 2.3 m, and if it is cooled at a water density of 2.0 m 3 / m 2 / min or more, the staying cooling water 240 is constant in these widths. Can be maintained.

水量密度を2.0m3/m2/min以上に大きくすればするほど、熱延金属帯の冷却速度が速くなるため、目標とする温度まで冷却するために必要な冷却領域の長さを短くすることができる。 As the water density is increased to 2.0 m 3 / m 2 / min or more, the cooling rate of the hot-rolled metal strip increases, so the length of the cooling region necessary for cooling to the target temperature is shortened. can do.

その結果、この冷却装置201を導入するスペースをコンパクトにすることが可能となり、既存の設備の間に、この冷却装置201を導入して、併用して冷却することも可能となるほか、設置コストの節約にも繋がる。   As a result, the space for introducing the cooling device 201 can be made compact, and the cooling device 201 can be introduced between existing facilities and cooled together. Leads to savings.

このように、この冷却装置201では、第一上ノズル220aから噴射される棒状冷却水230aと第二上ノズル220bから噴射される棒状冷却水230bが被圧延材8の搬送方向にお互い対向するようにしているので、被圧延材8の上面の滞留水240が被圧延材8の搬送方向に移動しようとするのを、噴射された棒状冷却水230a、230b自身が堰き止める。これによって、2.0m3/m2/min以上の大きな水量密度の冷却水を供給しても、安定した冷却領域が得られ、均一な冷却を行うことができる。 Thus, in this cooling device 201, the rod-shaped cooling water 230a ejected from the first upper nozzle 220a and the rod-shaped cooling water 230b ejected from the second upper nozzle 220b are opposed to each other in the conveying direction of the material 8 to be rolled. Therefore, the injected rod-like cooling water 230a, 230b itself blocks the stagnant water 240 on the upper surface of the material 8 to be moved in the conveying direction of the material 8 to be rolled. Thus, even when cooling water having a large water density of 2.0 m 3 / m 2 / min or more is supplied, a stable cooling region can be obtained and uniform cooling can be performed.

なお、上ノズル220a、220bから噴射する冷却水を、例えばスリットノズルから噴射した膜状冷却水でなく、棒状冷却水としているのは、棒状冷却水の方が安定的に水流を形成できるため、滞留冷却水を堰き止める力が大きいからである。   In addition, the cooling water sprayed from the upper nozzles 220a and 220b is not a film-like cooling water sprayed from, for example, a slit nozzle, but a rod-shaped cooling water because the rod-shaped cooling water can stably form a water flow. This is because the power for blocking the accumulated cooling water is great.

また、膜状冷却水を斜めに噴射する場合、被圧延材8からノズルまでの距離が遠くなると被圧延材8に近づくほど水膜が薄くなって、ますます壊れやすくなるからでもある。   In addition, when the film-like cooling water is injected obliquely, the water film becomes thinner as the distance from the material to be rolled 8 to the nozzle becomes longer, and the water film becomes thinner and more fragile.

そして、第一上ノズル220aの噴射角度θ1と、第二上ノズル220bの噴射角度θ2は、30〜60゜とするのが好ましい。   The injection angle θ1 of the first upper nozzle 220a and the injection angle θ2 of the second upper nozzle 220b are preferably 30 to 60 °.

噴射角度θ1、θ2が30゜より小さいと、棒状冷却水230a、230bの垂直方向速度成分が小さくなって、被圧延材8への衝突が弱くなり、冷却能力が低下するからであり、噴射角度θ1、θ2が60゜よりも大きいと、棒状冷却水の搬送方向速度成分が小さくなって、滞留冷却水240を堰き止める力が弱くなるからである。なお、噴射角度θ1と噴射角度θ2は必ずしも等しくする必要はない。   If the injection angles θ1 and θ2 are smaller than 30 °, the vertical velocity components of the rod-shaped cooling waters 230a and 230b become small, the collision with the material to be rolled 8 becomes weak, and the cooling capacity decreases. This is because if θ1 and θ2 are larger than 60 °, the speed component in the conveying direction of the rod-shaped cooling water becomes small, and the force to dam the stagnant cooling water 240 becomes weak. The injection angle θ1 and the injection angle θ2 are not necessarily equal.

また、滞留冷却水を堰き止めるためには、長手方向に複数列(前記で3列以上噴射する)と説明したが、さらに上ノズル220から噴射する棒状冷却水の噴射速度を8m/s以上とすると、滞留水の堰き止め効果がさらに改善され好ましい。   Further, in order to block the accumulated cooling water, it has been described that a plurality of rows in the longitudinal direction (three or more rows are jetted as described above), but the jet speed of the rod-like cooling water jetted from the upper nozzle 220 is 8 m / s or more. Then, the retention effect of the retained water is further improved, which is preferable.

そして、ノズルが詰まりにくく、かつ棒状冷却水の噴射速度を確保するためには、上ノズル220の内径は3〜8mmの範囲とするのが好適である。   In order to prevent the nozzle from being clogged and to ensure the injection speed of the rod-shaped cooling water, the inner diameter of the upper nozzle 220 is preferably in the range of 3 to 8 mm.

また、棒状冷却水の場合、幅方向に隣り合う棒状冷却水と棒状冷却水の隙間から冷却水が流れ出しやすい。   Moreover, in the case of rod-shaped cooling water, the cooling water tends to flow out from the gap between the rod-shaped cooling water and the rod-shaped cooling water adjacent in the width direction.

この場合、前述した図10(b),(c)のように、前列の棒状冷却水の被圧延材8の幅方向衝突位置に対して次列の棒状冷却水の被圧延材8の幅方向衝突位置をずらして配置することが好ましい。これによって、幅方向に隣り合う棒状冷却水の間で水切り能力が弱くなる部分に次の列の棒状冷却水が衝突し、水切り能力が補完される。   In this case, as shown in FIGS. 10B and 10C described above, the width direction of the rolled material 8 in the next row of rod-shaped cooling water with respect to the collision position in the width direction of the rolled material 8 in the next row of rod-shaped cooling water. It is preferable to dispose the collision position. As a result, the rod-shaped cooling water in the next row collides with a portion where the drainage capability is weakened between the rod-shaped cooling waters adjacent in the width direction, and the drainage capability is complemented.

そして、上ノズル220の幅方向の取り付けピッチ(幅方向取り付け間隔)は、ノズル内径に対して20倍以内とすれば良好な水切り性を得ることができる。   And if the attachment pitch (width direction attachment space | interval) of the width direction of the upper nozzle 220 shall be 20 times or less with respect to a nozzle internal diameter, favorable draining property can be obtained.

さらに、被圧延材8の反りなどによって上ノズル220が破損することを防止するために、上ノズル220の先端の位置をパスラインから離すようにするのがよいが、あまり離すと棒状冷却水が分散するので、上ノズル220の先端とパスラインの距離を500mm〜1800mmとするのが好ましい。   Furthermore, in order to prevent the upper nozzle 220 from being damaged due to warpage of the material 8 to be rolled, it is preferable that the position of the tip of the upper nozzle 220 be separated from the pass line. In order to disperse, the distance between the tip of the upper nozzle 220 and the pass line is preferably set to 500 mm to 1800 mm.

また、図11(a),(b),(c)に示すが、棒状冷却水の噴射方向の速度成分の0〜35%が被圧延材8の幅方向に向かう速度成分となるように、外向き角αを持たせて棒状冷却水の噴射方向を設定すると、上ノズル220から被圧延材8に噴射された棒状冷却水は、図11(a),(b),(c)の矢印Bに示すように合流して速やかに被圧延材8の幅端から落下するようになり、棒状冷却水が被圧延材8の幅方向外側に向かう速度成分を有していない場合に比べて、低い圧力や少ない水量で滞留水を堰き止めて水切りができるようになるため、経済的な設計を行う上で好ましい。   Moreover, as shown in FIGS. 11 (a), (b) and (c), 0 to 35% of the speed component in the injection direction of the rod-shaped cooling water is a speed component toward the width direction of the material 8 to be rolled. When the injection direction of the rod-shaped cooling water is set with the outward angle α, the rod-shaped cooling water injected from the upper nozzle 220 onto the material to be rolled 8 is indicated by the arrows in FIGS. 11 (a), 11 (b), and 11 (c). Compared to the case where the bar-shaped cooling water does not have a velocity component toward the outer side in the width direction of the material 8 to be rolled, as shown in B, and quickly falls from the width end of the material 8 to be rolled. Since it becomes possible to drain water by damming up the stagnant water with a low pressure or a small amount of water, it is preferable for economical design.

より好ましい範囲は10〜35%である。なお、35%を超えると、冷却水の被圧延材8の幅方向への飛散防止に装置コストがかかる上、棒状冷却水の鉛直方向速度成分が小さくなって、冷却能力が低下する。   A more preferable range is 10 to 35%. In addition, if it exceeds 35%, the apparatus cost is required for preventing scattering of the cooling water in the width direction of the material 8 to be rolled, and the vertical velocity component of the rod-shaped cooling water becomes small, so that the cooling capacity is lowered.

また、被圧延材8の幅方向に配列される全ノズル数の40〜60%が、被圧延材8の幅方向の一方の外側に向かう成分を持つ棒状冷却水を噴射するのが好ましい。   Moreover, it is preferable that 40 to 60% of the total number of nozzles arranged in the width direction of the material to be rolled 8 inject the rod-shaped cooling water having a component toward one outer side in the width direction of the material to be rolled 8.

被圧延材8の幅方向の一方の外側に向いているノズル数が全体の60%を超えて、幅端からの冷却水排出に偏りが生じれば、滞留冷却水の厚みが厚くなったところで棒状冷却水が滞留冷却水を堰き止められなくなり、幅方向の温度不均一が発生する可能性があるからである。   If the number of nozzles facing one outer side in the width direction of the material to be rolled 8 exceeds 60% of the whole and deviation occurs in cooling water discharge from the width end, the thickness of the staying cooling water has increased. This is because the rod-shaped cooling water cannot dam the staying cooling water, and the temperature in the width direction may be uneven.

また、被圧延材8の幅方向の一方の外側で飛散水が極端に多くなると、これを防止するための装置コストが高くなるからでもある。   Moreover, it is because the apparatus cost for preventing this will become high when splashed water increases excessively on one outer side of the width direction of the to-be-rolled material 8. FIG.

したがって、図11(b)のように、両外側に一定の外向き角αをもって噴射する場合では、被圧延材8の幅方向外側に噴射するノズルの比率を片側40%、逆側60%までは配置可能であるが、好ましくは片側50%、逆側50%で配置するのがよい。   Therefore, as shown in FIG. 11 (b), in the case of injecting with a constant outward angle α on both outer sides, the ratio of the nozzles injected on the outer side in the width direction of the material 8 to be rolled is up to 40% on one side and 60% on the opposite side. Can be arranged, but it is preferable to arrange 50% on one side and 50% on the opposite side.

また、図11(a)に示すように、被圧延材8の幅方向外側に向かうにつれて順次外向き角αを大きくする場合もあるが、その場合は被圧延材8の幅方向中心に対して対称な外向き角αの分布となるようにすることが好ましい。   In addition, as shown in FIG. 11A, the outward angle α may be gradually increased toward the outer side in the width direction of the material 8 to be rolled, but in that case, with respect to the center in the width direction of the material 8 to be rolled. It is preferable to have a symmetrical distribution of outward angles α.

また、図11(c)に示すように、被圧延材8の幅方向外側を向かない上ノズル(外向き角α=0の上ノズル)の総数を全体の20%以内(例えば20%)とし、残りのうち両外側に向けるノズル数をほぼ等しく(例えば片側40%ずつ)すれば、滞留冷却水の排水は円滑に行われ、滞留冷却水を堰き止めて水切りを行うには好適となる。   Moreover, as shown in FIG.11 (c), the total number of the upper nozzles (outward angle (alpha) = 0 upper nozzle) which does not face the width direction outer side of the to-be-rolled material 8 shall be less than 20% (for example, 20%) of the whole. If the number of nozzles directed to both outsides is made substantially equal (for example, 40% on each side), the accumulated cooling water is drained smoothly, and it is suitable for draining the retained cooling water.

なお、以上説明した各冷却装置20は、図10に示したように、各3個の上ヘッダ21a、21bを有するようにしているが、冷却能力の関係でもっと設備長を長くする場合には、上ヘッダ21a、21bの数を増やしてもかまわないし、また、冷却装置20を搬送方向Aに複数台設置してもかまわない。   Each cooling device 20 described above has three upper headers 21a and 21b as shown in FIG. 10. However, when the equipment length is made longer due to the cooling capacity, The number of upper headers 21a and 21b may be increased, and a plurality of cooling devices 20 may be installed in the transport direction A.

さらに、図12に示すように、第一上ヘッダ210a、第二上ヘッダ210bの間に中間ヘッダ210cを設けることも可能であり、その個数はいくつでもかまわない。   Furthermore, as shown in FIG. 12, it is possible to provide intermediate headers 210c between the first upper header 210a and the second upper header 210b, and the number thereof may be any number.

ここで、中間ヘッダ210cは、搬送方向に対する伏角θを90°とする以外、ノズル配置や外向き角度α、水量密度などは、第一上ヘッダ210a、第二上ヘッダ210bと同様にすればよい。また、その場合に第一上ヘッダ210a、第二上ヘッダ210bの個数を複数としてもかまわない。   Here, the intermediate header 210c may have the same nozzle arrangement, outward angle α, water density, and the like as the first upper header 210a and the second upper header 210b except that the dip angle θ with respect to the transport direction is 90 °. . In that case, the number of the first upper header 210a and the second upper header 210b may be plural.

このようにして、以上説明した各冷却装置20においては、熱延金属帯8の上方に2.0m3/m2/min以上の水量密度の棒状冷却水を噴射する第一上ノズル群220a、第二上ノズル群220bを接続した第一上ヘッダ210a、第二上ヘッダ210bを設け、棒状冷却水230a、230bと被圧延材8のなす伏角θ1、θ2が30゜〜60゜で、被圧延材8の搬送方向Aにお互いに対向するように第一上ノズル群220a、第二上ノズル群220bを配置して、さらに棒状冷却水を進行方向の速度成分に対して、被圧延材8の幅方向外向きに0〜35%の速度成分を持たせて噴射することにより、被圧延材8の上面に冷却水を供給するようにしているので、 熱間圧延ラインに設置することによって、被圧延材8を目標温度まで高冷却速度で均一にかつ安定的に冷却することができる。 Thus, in each cooling device 20 described above, the first upper nozzle group 220a for injecting rod-shaped cooling water having a water density of 2.0 m 3 / m 2 / min or more above the hot-rolled metal strip 8, A first upper header 210a and a second upper header 210b connected to the second upper nozzle group 220b are provided, and the tilt angles θ1 and θ2 formed by the rod-shaped cooling waters 230a and 230b and the material to be rolled 8 are 30 ° to 60 °, and the material to be rolled The first upper nozzle group 220a and the second upper nozzle group 220b are arranged so as to face each other in the conveyance direction A of the material 8, and the rod-shaped cooling water is further applied to the speed component in the traveling direction of the material 8 to be rolled. By spraying with a speed component of 0 to 35% outward in the width direction, cooling water is supplied to the upper surface of the material 8 to be rolled, so by installing it in the hot rolling line, Highly cooled the rolled material 8 to the target temperature It can be uniformly and stably cooled at a rate.

以上説明した各冷却装置20において、対向する第一上ノズル群220a、第二上ノズル群220bから噴射される棒状冷却水230a、230bの速度が速い場合、例えば10m/s以上である場合は、棒状冷却水230a、230bは、被圧延材8に衝突後、お互いにぶつかり合って上方に飛散する。   In each cooling device 20 described above, when the speed of the rod-shaped cooling water 230a and 230b sprayed from the first upper nozzle group 220a and the second upper nozzle group 220b facing each other is high, for example, 10 m / s or more, The rod-shaped cooling water 230a and 230b collide with the material to be rolled 8 and then collide with each other and scatter upward.

この飛散冷却水が滞留冷却水240上に落下すれば問題ないが、図13に示すように、飛散冷却水250が斜め上方に飛散して棒状冷却水230a、230b上に落下すると、飛散冷却水250が棒状冷却水230a、230b間の隙間から漏れて、完全な水切りができなくなる場合がある。特に、滞留域長さが200mm以内である場合に、その問題が発生しやすい。さらに、冷却水の噴射速度が速くなるにつれ、飛散冷却水240が第一上ヘッダ210a、第二上ヘッダ210bの上を飛び越えて被圧延材8上に落下することもある。   If this scattered cooling water falls on the stagnant cooling water 240, there is no problem, but as shown in FIG. 13, if the scattered cooling water 250 splashes obliquely upward and falls on the rod-shaped cooling water 230a, 230b, the scattered cooling water. There are cases where 250 leaks from the gap between the rod-shaped cooling water 230a and 230b and complete draining cannot be performed. In particular, when the staying zone length is within 200 mm, the problem is likely to occur. Furthermore, as the cooling water injection speed increases, the scattered cooling water 240 may jump over the first upper header 210a and the second upper header 210b and fall onto the material 8 to be rolled.

それに対して、図14(a)に示す冷却装置201は、図10(a)に示した冷却装置201において、さらに、対向する第一上ノズル群220a、第二上ノズル群220bの最内側列のさらに内側に遮蔽板260a、260bを追加したものである。ここで、遮蔽板260a、260bは、第一上ノズル群220a、第二上ノズル群220bから噴射される棒状冷却水230a、230bの上方を覆うように設置するのが好ましい。   On the other hand, the cooling device 201 shown in FIG. 14A is the cooling device 201 shown in FIG. 10A, and further, the innermost row of the opposed first upper nozzle group 220a and second upper nozzle group 220b. Further, shielding plates 260a and 260b are added to the inside. Here, the shielding plates 260a and 260b are preferably installed so as to cover the upper portions of the rod-shaped cooling waters 230a and 230b ejected from the first upper nozzle group 220a and the second upper nozzle group 220b.

これによって、飛散冷却水250が斜め上方に飛散した場合でも、落下する飛散冷却水250は遮蔽板260a、260bに遮られ、棒状冷却水230a、230b上に落下することなく、滞留冷却水240上に落下するようになる。したがって、的確に水切りを行うことができるようになる。   As a result, even when the scattered cooling water 250 is scattered obliquely upward, the falling scattered cooling water 250 is blocked by the shielding plates 260a and 260b, and does not fall on the rod-shaped cooling water 230a and 230b. To fall into. Therefore, it becomes possible to drain water accurately.

なお、遮蔽板260a、260bは、シリンダ270a、270bによって昇降できる構造にすることもでき、遮蔽板260a、260bを必要とする製品製造時のみに使用し、それ以外の時は退避位置に引き上げておく方法もある。   The shielding plates 260a and 260b can be structured so that they can be moved up and down by the cylinders 270a and 270b. The shielding plates 260a and 260b are used only when manufacturing the products that require the shielding plates 260a and 260b. There is also a way to keep it.

ちなみに、遮蔽板260a、260bを使用する際には、遮蔽板260a、260bの最下端が被圧延材8の上面から300〜800mm上方に位置するようにするのが好ましい。すなわち、被圧延材8の上面から300mm以上、上方に位置するようにしておけば、先端または尾端に上反りが発生した被圧延材8が進入してきても、衝突することがない。しかし、被圧延材8の上面から800mmを超えて高くすると、飛散冷却水250を十分に遮蔽することができない。   Incidentally, when using the shielding plates 260a and 260b, it is preferable that the lowermost ends of the shielding plates 260a and 260b be positioned 300 to 800 mm above the upper surface of the material 8 to be rolled. That is, if it is positioned 300 mm or more above the upper surface of the material 8 to be rolled, it will not collide even if the material 8 to be rolled up enters the tip or tail end. However, if the height is higher than 800 mm from the upper surface of the material 8 to be rolled, the scattered cooling water 250 cannot be sufficiently shielded.

また、図14(a)における遮蔽板260a、260bに替えて、図14(b)に示すように、軽くて表面が滑らかな遮蔽幕280a、280bを用いるようにしてもよい。遮蔽幕280a、280bは、通常は垂れ下がった状態で待機しており、棒状冷却水230a、230bの噴射が開始されると、最内側の列の棒状冷却水に沿って持ち上がる。その際、棒状冷却水230a、230bは勢いよく噴射されるので、その流れが乱れるということはない。   Further, instead of the shielding plates 260a and 260b in FIG. 14A, shielding curtains 280a and 280b having a light and smooth surface may be used as shown in FIG. 14B. The shielding screens 280a and 280b are normally in a suspended state and are lifted along the rod-shaped cooling water in the innermost row when the injection of the rod-shaped cooling water 230a and 230b is started. At that time, since the rod-shaped cooling water 230a and 230b are jetted vigorously, the flow is not disturbed.

さらに、前述したように、冷却水の噴射速度が速く、飛散冷却水250が第一上ヘッダ210a、第二上ヘッダ210bの上を飛び越えて被圧延材8の上に落下しようとする場合には、図14(c)に示すような、第一上ヘッダ210aと第二上ヘッダ210bの間の被圧延材上方に位置するような遮蔽板290を用いてもよい。このような遮蔽板290を用いれば、第一上ヘッダ210a、第二上ヘッダ210bの上を飛び越えて被圧延材8の上に落下しようとする飛散冷却水250を的確に遮蔽することができる。しかも、遮蔽板290に当たった飛散冷却水250は、落下する際に、横方向に飛散しようとする飛散冷却水250を巻き込んで一緒に滞留冷却水240上に落下するので効果的である。   Furthermore, as described above, when the cooling water injection speed is high, the scattered cooling water 250 jumps over the first upper header 210a and the second upper header 210b and falls onto the material 8 to be rolled. As shown in FIG. 14C, a shielding plate 290 located above the material to be rolled between the first upper header 210a and the second upper header 210b may be used. By using such a shielding plate 290, it is possible to accurately shield the scattered cooling water 250 that jumps over the first upper header 210a and the second upper header 210b and falls onto the material 8 to be rolled. In addition, the scattered cooling water 250 that hits the shielding plate 290 is effective because it scatters the scattered cooling water 250 to be scattered in the lateral direction and falls onto the staying cooling water 240 together.

そして、図14(a),(b),(c)に示した各冷却装置においても、第一上ヘッダ210a、第二上ヘッダ210bの数の調整を行えばよい。   And also in each cooling device shown to Fig.14 (a), (b), (c), what is necessary is just to adjust the number of the 1st upper header 210a and the 2nd upper header 210b.

なお、以上の各冷却装置201の説明においては、被圧延材8の下面の冷却については説明していない。下面冷却については、もともと被圧延材8の上に滞留水240が乗って過冷却が発生する問題はないため、下ノズル310に一般的な冷却ノズル(スプレーノズル、スリットノズル、円管ノズル)を採用してかまわない。場合によっては、上面冷却のみで被圧延材8を冷却してもかまわない。   In the description of each cooling device 201 described above, cooling of the lower surface of the material to be rolled 8 is not described. As for the lower surface cooling, there is no problem that the accumulated water 240 originally gets on the material 8 to be rolled and overcooling occurs. Therefore, a general cooling nozzle (spray nozzle, slit nozzle, circular tube nozzle) is used for the lower nozzle 310. You can adopt it. In some cases, the material to be rolled 8 may be cooled only by cooling the upper surface.

このほか、冷却装置としては、図15(a),(b),(c)に示した各種の実施の形態のものを用いてもよい。   In addition, as the cooling device, those of various embodiments shown in FIGS. 15A, 15B, and 15C may be used.

(近赤外線カメラの好適な配置)
ところで、ブラックスポットのできている部分は、製品である鋼帯の伸びや穴拡げ性などの機械的性質が劣るため、同部は切除し、ブラックスポットの顕著でない部分だけにした上で、需要家に納入する、という具合に対応せざるを得ない。
(Preferred arrangement of near infrared camera)
By the way, the part where the black spot is formed is inferior in mechanical properties such as the elongation and hole expandability of the product steel strip. We have to deal with the situation of delivering to the house.

このようなブラックスポットのある被圧延材の部分が、間違って需要家に納入されてしまうのを防ぎ、品質保証を行えるようにするためには、そのようなブラックスポットのある被圧延材の部分を、局部的に温度の低い部分として正確に捕捉する、という品質判定を行える必要がある。   In order to prevent such parts of the rolled material with black spots from being delivered to the customer by mistake and to ensure quality assurance, the parts of the rolled material with such black spots It is necessary to be able to make a quality judgment that the image is accurately captured as a locally low temperature portion.

そのためには、図1(b)のように、被圧延材8の全幅をカバーして撮影可能な近赤外線カメラ25Aをコイラー入側に設置するのがよい。   For this purpose, as shown in FIG. 1B, it is preferable to install a near-infrared camera 25A that can cover and capture the entire width of the material 8 to be rolled on the coiler entrance side.

一方、前半ゾーンの出側に設置した、熱延金属帯の全幅あるいはさらにその全長を撮影可能な近赤外線カメラ27Aによる測定の結果をもとに、前半ゾーン5における冷却のしかたを制御して、熱延金属帯の、巻き取り直前の温度が不均一になるのを抑制するためには、図1(a)のような近赤外線カメラの配置とするのが好ましいことから、両者を両立させるためには、図1(c)のような近赤外線カメラの配置とするのが好ましいことになる。   On the other hand, based on the measurement result of the near-infrared camera 27A that can photograph the entire width of the hot-rolled metal strip or the entire length of the hot-rolled metal strip installed on the exit side of the first-half zone, In order to prevent the temperature immediately before winding of the hot-rolled metal band from becoming non-uniform, it is preferable to arrange the near infrared camera as shown in FIG. For this, it is preferable to use a near infrared camera arrangement as shown in FIG.

このほか、近赤外線カメラは、もちろん、ランナウトテーブルの中間や、仕上圧延機出側に設置してもよいし、図25(b)〜(d)のように、これらのうち複数の箇所に併設してもよい(図25(c)は図1(c)と同じである)。   In addition, the near-infrared camera may, of course, be installed in the middle of the run-out table or on the exit side of the finish rolling mill, or as shown in FIGS. 25 (b) to (d). (FIG. 25C is the same as FIG. 1C).

ここで、コイラー入側に設置する近赤外線カメラは、被圧延材8の搬送方向上流側のコイラー24の、図示しないマンドレルの中心から、被圧延材8の搬送方向上流側(入側)に30m以内の位置に設置するのが好ましい。   Here, the near-infrared camera installed on the inlet side of the coiler is 30 m from the center of the mandrel (not shown) of the coiler 24 on the upstream side in the conveying direction of the material 8 to the upstream side (incoming side) in the conveying direction of the material 8 to be rolled. It is preferable to install in the position within.

仕上圧延機出側に設置する近赤外線カメラは、設置するとしたら、仕上圧延機18の最終スタンドのワークロール中心から、被圧延材8の搬送方向下流側(出側)に30m以内の位置に設置するのが好ましい。   The near-infrared camera installed on the finishing mill exit side is installed at a position within 30 m from the center of the work roll of the final stand of the finishing mill 18 to the downstream side (exit side) in the conveying direction of the material 8 to be rolled. It is preferable to do this.

ランナウトテーブルの中間に設置する近赤外線カメラは、設置するとしたら、図31に示した熱間圧延ライン100の仕上圧延機18とコイラー24の間の冷却関連設備26を2区分した、前半ゾ−ンと後半ゾ−ンの中間の位置に設置するのが好ましい。   The near-infrared camera installed in the middle of the run-out table, if installed, is divided into two zones, the cooling-related equipment 26 between the finishing mill 18 and the coiler 24 of the hot rolling line 100 shown in FIG. It is preferable to install in the middle position between the second and second zone.

(近赤外線カメラの仕様、熱延金属帯の全幅撮影方法)
図16に、a)耳伸び、b)中伸びなどの先端部の平坦度(急峻度)の悪さと切除長さの関係を示す。
(Near-infrared camera specifications, full width shooting method for hot-rolled metal strip)
FIG. 16 shows the relationship between the excision length and the poor flatness (steepness) of the tip, such as a) ear extension and b) medium extension.

被圧延材8上、ブラックスポットのできている部分が、a)耳伸び、b)中伸びなどの先端部の平坦度(急峻度)の悪さに起因して、長手方向に長いと、図16に示すように、酸洗など後工程にて、ブラックスポットの顕著な部分を含む領域について、その全長を切除する際の切除長さも長くする必要があることがわかる。   If the portion where the black spot is formed on the material 8 to be rolled is long in the longitudinal direction due to poor flatness (steepness) of the tip portion such as a) ear elongation and b) medium elongation, FIG. As can be seen from the above, it is necessary to lengthen the excision length when excising the entire length of the region including the remarkable portion of the black spot in a post-process such as pickling.

このため、被圧延材8の長手方向には、仕上圧延機18での平坦度制御の効果がまだ現れない、被圧延材8の先端数十メートル、ないしは、張力の作用しない、仕上圧延機18の最終スタンドからコイラー24までの距離に相当する、被圧延材8の先端あるいは尾端の百数十メートルの、被圧延材8の形状の平坦でない部分を、カバーして撮影するのが好ましい。   For this reason, in the longitudinal direction of the material 8 to be rolled, the effect of controlling the flatness in the finish rolling mill 18 does not yet appear. It is preferable to cover and photograph a non-flat portion of the shape of the material 8 to be rolled, which corresponds to the distance from the final stand to the coiler 24, which is several hundreds of meters at the front end or tail end of the material 8 to be rolled.

もちろん、被圧延材8の全長を撮影するのも好ましい。   Of course, it is also preferable to photograph the entire length of the material 8 to be rolled.

図16中の各写真は、近赤外線カメラを、熱間圧延ライン100上、コイラー入側温度計25の上流側1mの位置に仮設し、仕上圧延機18側を俯瞰して撮影したものである。機械的性質の代表である引張強さの目標は590MPa、コイラー入側温度計25の位置にての巻き取り直前の温度の目標は470℃である。図中の記号は、Dはドライブ(駆動)側、Oはオペレータ側(ドライブ側と反対側)、Cはセンター部、Qはクォーター部、Eはエッジ部をそれぞれ示す。急峻度の値は、被圧延材8の最先端から長手方向に53mの位置のものである。   Each photograph in FIG. 16 is a temporary infrared camera taken on the hot rolling line 100 at a position 1 m upstream of the coiler entry-side thermometer 25 and taken from an overhead view of the finishing mill 18 side. . The target of tensile strength, which is representative of mechanical properties, is 590 MPa, and the target of temperature immediately before winding at the position of the coiler inlet side thermometer 25 is 470 ° C. In the drawing, D denotes a drive (drive side), O denotes an operator side (opposite the drive side), C denotes a center portion, Q denotes a quarter portion, and E denotes an edge portion. The value of the steepness is that at a position of 53 m in the longitudinal direction from the foremost part of the material 8 to be rolled.

被圧延材8の平坦度の悪いことがある先端部と尾端部(仕上圧延機18の最終スタンドF7からコイラー24までの距離に相当する長さ)については、少なくとも、その長手方向全長にわたり、連続した撮影画像が得られるようにするのがよい。   About the tip part and tail end part (length corresponding to the distance from the final stand F7 of the finish rolling mill 18 to the coiler 24) that may have poor flatness of the material 8 to be rolled, at least over its entire length in the longitudinal direction, It is preferable to obtain continuous captured images.

もちろん、被圧延材8の可及的に全長にわたり、連続した撮影画像が得られるようにするのも好ましい。   Of course, it is also preferable to obtain a continuous photographed image over the entire length of the material 8 to be rolled.

ここで用いた近赤外線カメラの画素一つあたりの大きさは、縦30μm×横30μmであり、画素の縦横の配列数は、縦320×横256のものを用いており、図17に示した本設時のように、被圧延材8を真上から撮影した場合、近赤外線カメラ側ではなく、測定対象である被圧延材8側に換算して、一画素あたり縦10mm×横10mm、トータルで、縦(長手方向)3200mm×横(幅方向)2560mmの領域を1回の撮影で視野に捉えることができる。   The size per pixel of the near-infrared camera used here is 30 μm long × 30 μm wide, and the number of vertical and horizontal pixel arrangements is 320 × 256 horizontal, as shown in FIG. When the material to be rolled 8 is photographed from directly above as in the case of the main installation, it is converted to the material to be rolled 8 side to be measured, not the near infrared camera side, and the total length is 10 mm × 10 mm wide per pixel. Thus, an area of 3200 mm in the vertical direction (longitudinal direction) × 2560 mm in the horizontal direction (width direction) can be captured in the field of view by one photographing.

一画素あたりの縦横の寸法は、ともに、測定対象である被圧延材8側に換算して、10mm以下とするのが好ましい。これよりも大きいと、撮影した画像はモザイク状のため、ブラックスポットの外縁と平面形状がわかりにくくなるからである。   Both vertical and horizontal dimensions per pixel are preferably 10 mm or less in terms of the material to be rolled 8 that is a measurement target. If it is larger than this, the photographed image has a mosaic shape, so that it becomes difficult to understand the outer edge and the planar shape of the black spot.

一方、同寸法の下限はとくに規定する必要はない。一例として挙げた上記の例の10mmとかそれ以下で大丈夫である。   On the other hand, the lower limit of the size need not be specified. The above example given as an example is 10 mm or less.

従来から一般的に製造される被圧延材の幅は、最大2300mmであり、この近赤外線カメラの視野は、全ての被圧延材8について、その全幅をカバーできることになる。   The width of the material to be rolled that is generally manufactured from the past is 2300 mm at the maximum, and the field of view of this near infrared camera can cover the entire width of all the material to be rolled 8.

仮設した近赤外線カメラの撮影した画像図18(a)は、正常に撮影できた場合を示している。被圧延材8の搬送速度は、熱間圧延ライン100の例では、120mpmから1200mpmに及ぶが、縦(長手方向)3200mmの視野があるため、例えば、被圧延材8の搬送速度が1200mpmであれば、3200mmを搬送するのに、3200/1000÷1200/60=0.16secかかるため、0.16secに1回の撮影を行い、被圧延材8の先端が視野に入った瞬間以前から撮影を開始し、被圧延材8の全長が搬送され、尾端が視野から外れる瞬間以降に撮影を終了する。搬送速度がもっと遅ければ、搬送速度に反比例するかたちで、撮影の間隔を長くすればよい。   An image captured by the temporary near-infrared camera FIG. 18A shows a case where the image can be normally captured. In the example of the hot rolling line 100, the conveyance speed of the material to be rolled 8 ranges from 120 mpm to 1200 mpm. However, since the vertical (longitudinal direction) has a field of view of 3200 mm, for example, the conveyance speed of the material to be rolled 8 is 1200 mpm. For example, since it takes 3200/1000 ÷ 1200/60 = 0.16 sec to convey 3200 mm, one image is taken every 0.16 sec, and the image is taken from the moment before the tip of the rolled material 8 enters the field of view. The entire length of the material to be rolled 8 is conveyed and the photographing is finished after the moment when the tail end is out of the field of view. If the transport speed is slower, the shooting interval can be increased in inverse proportion to the transport speed.

ところで、1回の撮影でのシャッタースピードが1000分の1秒台と、十分に短くない近赤外線カメラを用いた場合、被圧延材8の搬送速度が速いと、図18(b)に示すように、画像がぶれて流れてしまい、ブラックスポットは大きく写り、ぼやけてしまうことがある。   By the way, when a near-infrared camera whose shutter speed in one shooting is in the 1/1000 second range and not sufficiently short is used, if the conveyance speed of the material to be rolled 8 is high, as shown in FIG. In addition, the image may be blurred and the black spot may appear large and blur.

本実施の形態では、表1に示した仕様の近赤外線カメラを用いている。最短10μsec(10万分の1秒)の高速シャッターを搭載した近赤外線カメラを用いることで、被圧延材8の搬送速度が速くても、画像がぶれて流れてしまわないような撮影が可能である。   In this embodiment, a near infrared camera having the specifications shown in Table 1 is used. By using a near-infrared camera equipped with a high-speed shutter of the shortest 10 μsec (1 / 100,000 second), it is possible to take a picture so that the image does not flow even when the material to be rolled 8 is fast. .

図19(a)は、近赤外線カメラのシャッタースピードをいろいろに変えた場合に、どれだけの輝度に測定されるか、を調べたものである。横軸は、被圧延材8の温度からして、熱放射エネルギー(W/mm2)がどれだけになるかを換算式にて計算して示しており、縦軸は、輝度値([-])を示している。 FIG. 19A shows how much brightness is measured when the shutter speed of the near-infrared camera is changed in various ways. The horizontal axis indicates how much the heat radiation energy (W / mm 2 ) is calculated from the temperature of the material 8 to be rolled, and the vertical axis indicates the luminance value ([− ]).

近赤外線カメラ側の問題であるが、輝度値8000([-])を下回る領域では、ノイズの影響が大きくて鮮明な画像が得にくくなるため、8000([-])を下限とした。   Although it is a problem on the near-infrared camera side, in the region where the luminance value is less than 8000 ([-]), the influence of noise is large and it becomes difficult to obtain a clear image.

また、本近赤外線カメラの仕様上、輝度値は16ビット信号で測定するため、最大で216=65536([-])を上回る領域は、飽和してしまって測定ができなくなることから、やや余裕をみて60000([-])を上限とした。 In addition, since the brightness value is measured with a 16-bit signal due to the specifications of this near-infrared camera, the region exceeding 2 16 = 65536 ([-]) at the maximum is saturated and cannot be measured. The upper limit was set to 60000 ([-]) for a margin.

以上説明した上限と下限の間が測定可能なレンジであり、そのレンジに相当する温度範囲が測定可能な温度レンジである。   The range between the upper limit and the lower limit described above is a measurable range, and the temperature range corresponding to the range is the measurable temperature range.

図19(b)は、その関係をわかりやすく示したもので、横軸にシャッタースピードをとった場合に、縦軸に測定可能な温度レンジを示したものである。シャッタースピードを短くしていくと、40μsecを下回るあたりから、300℃未満の被圧延材8の温度は測定不可能になり、それよりもシャッタースピードを短くしていくと、測定可能な温度レンジの下限が、上がってしまうことがわかる。   FIG. 19B shows the relationship in an easy-to-understand manner. When the shutter speed is taken on the horizontal axis, the measurable temperature range is shown on the vertical axis. When the shutter speed is shortened, the temperature of the material 8 to be rolled below 300 ° C. becomes impossible to measure from below about 40 μsec, and when the shutter speed is shortened, the measurable temperature range is reduced. It can be seen that the lower limit goes up.

被圧延材8が高張力鋼である場合、その種類によって目標とする巻き取り直前の温度も異なるが、冷却関連設備26による冷却後の被圧延材8の温度は、最低で300℃に達する場合がある。   When the material to be rolled 8 is high-strength steel, the temperature immediately before winding is different depending on the type, but the temperature of the material 8 after cooling by the cooling-related equipment 26 reaches 300 ° C. at the minimum. There is.

したがって、被圧延材8の種類によらずに最低温度300℃を測定可能なようにしようとすると、シャッタースピードを40μsec以上にする必要がある。   Therefore, if it is attempted to measure the minimum temperature of 300 ° C. regardless of the type of the material to be rolled 8, the shutter speed needs to be 40 μsec or more.

そこで、被圧延材8の温度に応じて、シャッタースピードを調整するのが好ましい。   Therefore, it is preferable to adjust the shutter speed according to the temperature of the material 8 to be rolled.

すなわち、例えば、被圧延材8の、目標とする巻き取り直前の温度が、測定可能な300℃に近い低い温度の場合は、画像がぼやけない限度において、近赤外線カメラのシャッタースピードを、例えば40μsec以上(本実施の形態に用いている近赤外線カメラでは、仕様上、最長で50μsec:表1の仕様より)に長くし、被圧延材8の目標とする巻き取り直前の温度が例えば450℃〜750℃というように高い場合は、近赤外線カメラのシャッタースピードを、例えば40μsec未満(同最短で10μsec:同)に短くし、測定した温度のレンジを確保するようにするのが好ましい。   That is, for example, when the target temperature immediately before winding of the material to be rolled 8 is a low temperature close to measurable 300 ° C., the shutter speed of the near-infrared camera is set to 40 μsec, for example, to the extent that the image is not blurred. The above-mentioned (in the near-infrared camera used in the present embodiment, the specification is a maximum of 50 μsec: longer than the specification of Table 1), and the target temperature of the rolled material 8 immediately before winding is 450 ° C. to, for example, When the temperature is as high as 750 ° C., it is preferable to reduce the shutter speed of the near-infrared camera to, for example, less than 40 μsec (the shortest is 10 μsec: the same) to ensure the measured temperature range.

ただ、被圧延材8の温度が測定可能な下限に近づくほど、放射エネルギーが少ないことから、測定した温度のレンジを確保できるようにシャッタースピードを長くした方が好ましいことはいうまでもなく、被圧延材8の温度が測定可能な上限に近づくほど、可及的にシャッタースピードを短くした方が、受光素子の能力が飽和して画像がぼやけてしまうのを防止できるため、好ましい。   However, since the radiant energy decreases as the temperature of the material 8 to be rolled approaches the measurable lower limit, it goes without saying that it is preferable to increase the shutter speed so as to ensure the measured temperature range. As the temperature of the rolled material 8 approaches the measurable upper limit, it is preferable to shorten the shutter speed as much as possible, because the ability of the light receiving element can be prevented from becoming saturated and the image blurring.

被圧延材8の目標とする巻き取り直前の温度に応じて、近赤外線カメラのシャッタースピードを調整するに際しては、例えば、被圧延材8が高張力鋼の場合に限らず、その被圧延材8の種類によって決まる、目標とする巻き取り直前の温度に応じて、近赤外線カメラのシャッタースピードを、実際に撮影を行う以前に、予め決めてしまっておくよう調整するのが好ましい。   When adjusting the shutter speed of the near-infrared camera according to the target temperature of the material to be rolled 8, the material to be rolled 8 is not limited to the case where the material to be rolled 8 is high-tensile steel, for example. It is preferable to adjust the shutter speed of the near-infrared camera so as to be determined in advance before actual shooting, depending on the target temperature immediately before winding, which is determined by the type of the image.

あるいは、仕上出側温度計21にて測定した被圧延材8の先端部の温度の実績に応じて、近赤外線カメラのシャッタースピードを調整するのも好ましい。   Or it is also preferable to adjust the shutter speed of a near-infrared camera according to the track record of the temperature of the front-end | tip part of the to-be-rolled material 8 measured with the finishing delivery side thermometer 21. FIG.

(近赤外線カメラの校正方法)
次に、近赤外線カメラが測定できるのは輝度である。予め、何らかの方法により近赤外線カメラのメーカー側にて輝度を温度に変換するロジックを組み込んでいる場合もあるが、既設のスポット温度計と測定結果が合わなくて最大20℃内外の誤差が生じる場合があり、問題となる。
(Near-infrared camera calibration method)
Next, what a near-infrared camera can measure is brightness. In some cases, the manufacturer of the near-infrared camera may incorporate a logic to convert the brightness into temperature in some way, but when the measurement result does not match the existing spot thermometer, an error of up to 20 ° C will occur. There is a problem.

そこで、このような問題を解決するため、予め、熱間圧延ラインの外、すなわち、オフラインで、同じ熱源の同じ箇所について、該近赤外線カメラにて測定した輝度と、スポット温度計にて測定した温度と、の関係が、前記熱源の温度を変化させたときにどうなるか、を輝度−温度変換曲線として求めたものを、制御装置50やプロセスコンピュータ70などに記憶しておき、前記熱間圧延ラインに前記近赤外線カメラを設置して被圧延材を撮影したときの輝度を、該輝度−温度変換曲線に従って、温度に変換する方法がある。   Therefore, in order to solve such a problem, the brightness measured with the near-infrared camera and the spot thermometer were measured in advance for the same part of the same heat source outside the hot rolling line, that is, offline. What is obtained when the relationship between the temperature and the temperature of the heat source is changed as a luminance-temperature conversion curve is stored in the control device 50 or the process computer 70, and the hot rolling. There is a method of converting the luminance when the near-infrared camera is installed in a line and photographing the material to be rolled into temperature according to the luminance-temperature conversion curve.

図20がその結果である。また、図18(a)の右横に示したスケールは、色の濃淡と温度の関係で表示したものである。色は実際はカラーであるが、輝度が高いほど白っぽく、低いほど黒っぽく見えるようにしたものを、温度と対応づけたものである。   FIG. 20 shows the result. Further, the scale shown on the right side of FIG. 18A is displayed in relation to the color shade and the temperature. The color is actually a color, but the one that looks whitish as the brightness increases and darker as the brightness decreases is associated with the temperature.

あるいは、近赤外線カメラを熱間圧延ラインに設置して被圧延材を撮影し温度測定するとともに、前記近赤外線カメラを設置した箇所での該近赤外線カメラの視野内のある箇所について、スポット温度計にても被圧延材を温度測定し、スポット温度計にて測定した被圧延材の部分の温度に、近赤外線カメラにて測定した同部分の温度が一致するよう、近赤外線カメラを校正した上で、被圧延材を撮影する、という方法もある。これは、いわばオンラインでの校正ともいえる。   Alternatively, a near-infrared camera is installed in the hot rolling line to photograph the material to be rolled and measure the temperature, and a spot thermometer at a certain place in the field of view of the near-infrared camera at the place where the near-infrared camera is installed However, after measuring the temperature of the material to be rolled and calibrating the near-infrared camera so that the temperature of the portion of the material to be rolled measured with the spot thermometer matches the temperature measured with the near-infrared camera. There is also a method of photographing the material to be rolled. This can be said to be online calibration.

(熱延金属帯の全幅を撮影が可能な近赤外線カメラを設置した熱間圧延ライン)
図25(a)に、コイラー入側温度計25に併設する形で、近赤外線カメラ25Aを設置した例を示しているが、近赤外線カメラの視野内のある箇所について、スポット温度計であるコイラー入側温度計25にても被圧延材を温度測定ができるよう、コイラー入側温度計25の向きを調節する。図25(b)には、仕上出側温度計21とコイラー入側温度計25の両者に併設する形で、近赤外線カメラ21A,25Aを設置した例、図25(c)には、中間温度計27(前半ゾーンの出側)とコイラー入側温度計25の両者に併設する形で、近赤外線カメラ27A,25Aを設置した例、図25(d)には、仕上出側温度計21と中間温度計27(前半ゾーンの出側)とコイラー入側温度計25の三者に併設する形で、近赤外線カメラ21A,27A,25Aを設置した例、をそれぞれ示すが、同様に、スポット温度計である仕上出側温度計21と中間温度計27の向きも調節する。
(Hot rolling line with a near infrared camera capable of photographing the full width of a hot-rolled metal strip)
FIG. 25 (a) shows an example in which a near infrared camera 25A is installed in the form of being attached to the coiler entry-side thermometer 25. However, a coiler that is a spot thermometer at a certain point in the field of view of the near infrared camera. The direction of the coiler inlet side thermometer 25 is adjusted so that the temperature of the material to be rolled can also be measured by the inlet side thermometer 25. FIG. 25 (b) shows an example in which near-infrared cameras 21A and 25A are installed so as to be provided on both the finisher-side thermometer 21 and the coiler inlet-side thermometer 25, and FIG. 25 (c) shows an intermediate temperature. An example in which the near-infrared cameras 27A and 25A are installed so as to be provided in both the total 27 (exit side of the first half zone) and the coiler entrance side thermometer 25, FIG. 25 (d) shows the finish exit side thermometer 21 and An example in which the near-infrared cameras 21A, 27A, and 25A are installed in the form of being attached to the intermediate thermometer 27 (exit side of the first half zone) and the coiler inlet-side thermometer 25 is shown. The direction of the finishing delivery thermometer 21 and the intermediate thermometer 27 which are the meters is also adjusted.

近赤外線カメラの画素の大きさに対してスポット温度計の視野が大きく、スポット温度計の視野の中に複数の近赤外線カメラの画素が入る場合は、ある一つの画素を代表させ、スポット温度計にて測定した温度と、その画素にて測定した温度と、が一致するよう、輝度−温度変換曲線を求めたり、近赤外線カメラを校正したりするのが好ましいが、平均値が一致するようにするなど、その他の方法によってもよい。   If the field of view of the spot thermometer is larger than the size of the pixel of the near-infrared camera, and there are multiple near-infrared camera pixels in the field of view of the spot thermometer, the spot thermometer It is preferable to obtain a brightness-temperature conversion curve or calibrate the near-infrared camera so that the temperature measured at the pixel and the temperature measured at the pixel match, but the average values match. For example, other methods may be used.

(熱延金属帯の全幅撮影結果記録方法、品質判定方法、品質判定結果記録方法)
さて、ここで話は変わり、近赤外線カメラにて測定した被圧延材8の平面(2次元)温度分布をもとに、どのようにして品質判定を行うかを、被圧延材8の全幅全長を撮影し、温度測定する場合を例に、以下、説明する。
(Full width shooting result recording method, quality judgment method, quality judgment result recording method of hot rolled metal strip)
Now, the story changes, and how the quality is determined based on the planar (two-dimensional) temperature distribution of the material 8 to be rolled measured with a near infrared camera. An example of taking a picture and measuring the temperature will be described below.

まずは、図21中の各ステップを参照しつつ、その全体の流れについて説明する。   First, the overall flow will be described with reference to each step in FIG.

先に、被圧延材8の搬送速度が1200mpmの場合、0.16secに1回の撮影を行うことで、搬送方向すなわち被圧延材8の長手方向に3200mmごとに全長全幅の温度分布データを測定していくことを述べた。   First, when the conveyance speed of the material to be rolled 8 is 1200 mpm, the temperature distribution data of the full width of the entire length is measured every 3200 mm in the conveyance direction, that is, the longitudinal direction of the material 8 to be rolled, by photographing once every 0.16 sec. I told you to do.

被圧延材8を1本、その尾端まで撮影し終わると、ここで、後の処理のしやすさのため、被圧延材8の全長全幅の温度分布データは、後述の実施例のごとく、パソコンなどのコンピュータに付随するメモリーなどの記録媒体に一時記憶し、被圧延材8の長手方向に一定長さごと、例えば、4m(4000mm)ごとに区分した温度分布データに再編集する(ステップ110)。   When one piece of the material to be rolled 8 is photographed up to its tail end, here, for ease of later processing, the temperature distribution data of the full width of the whole length of the material to be rolled 8 is as in the examples described later. Temporarily stored in a recording medium such as a memory attached to a computer such as a personal computer, and re-edited into temperature distribution data divided every predetermined length, for example, every 4 m (4000 mm) in the longitudinal direction of the material 8 (step 110). ).

その結果は、パソコンなどのコンピュータに付随するハードディスクなどの記録媒体に記憶する(ステップ120)。   The result is stored in a recording medium such as a hard disk attached to a computer such as a personal computer (step 120).

そのデータを、一度に1本でも複数本でもよい。再度、同パソコンなどのコンピュータに付随するメモリーなどの記録媒体に、読み出して一時記憶させる(ステップ130)。   The data may be one or more at a time. Again, it is read out and temporarily stored in a recording medium such as a memory attached to the computer such as the personal computer (step 130).

そして、その1つの構成単位の中で、あるいは、1画面の中で、全ての画素について、温度公差を外れたか否かを判定し、温度公差の上限値(温度上限閾値)を超えた画素、温度公差の下限値(温度下限閾値)を下回った画素、について、その画素の平面(2次元)座標(代表値でも縦横範囲でもよい)とともに一時記憶させ、温度公差外れ部分の平面(2次元)分布を作成する(ステップ150)。   Then, in the one structural unit or in one screen, it is determined whether or not all the pixels are out of the temperature tolerance, and the pixels exceeding the upper limit value of the temperature tolerance (temperature upper limit threshold value), Pixels that are below the lower limit of the temperature tolerance (temperature lower limit threshold) are temporarily stored together with the plane (two-dimensional) coordinates of the pixel (which may be representative values or vertical and horizontal ranges), and the plane outside the temperature tolerance (two-dimensional) A distribution is created (step 150).

さらに、個々の被圧延材8ごとに、その全長にわたり、一定長さごと、つまり、前述の1つの構成単位ごとに、温度公差を外れた品質の不良部分の種々の統計値を計算する(ステップ160)。その詳細については後述する。   Further, for each individual material 8 to be rolled, various statistical values of defective portions of quality out of the temperature tolerance are calculated for every fixed length, that is, for each of the above-mentioned one structural unit (step) 160). Details thereof will be described later.

また、温度公差を外れた被圧延材8の品質不良部分の判定を、前記種々の統計値より、例えば、1mごとに行い、そしてまた例えば、図22に示すような品質判定結果の16進表示の関係でセットにして、全長にわたりビット情報として作成する(ステップ170)。これも、その詳細については後述する。   Further, the quality defective portion of the material 8 to be rolled out of the temperature tolerance is determined from each of the various statistical values, for example, every 1 m, and, for example, a hexadecimal display of the quality determination result as shown in FIG. And set as bit information over the entire length (step 170). Details of this will also be described later.

最後に、温度公差を外れた被圧延材8の品質不良部分について、その被圧延材8の先端からの開始位置と、その長さとを決定し、各被圧延材8ごとに紐付け、同パソコンなどのコンピュータに付随するハードディスクなどの記録媒体に記憶する(ステップ180)。   Finally, regarding the poor quality portion of the material 8 to be rolled out of the temperature tolerance, the starting position from the tip of the material 8 to be rolled and its length are determined, and each material to be rolled 8 is linked to each other. The data is stored in a recording medium such as a hard disk attached to the computer (step 180).

以上で、どのようにして品質判定を行うか、その処理の全体の流れについての説明は、以上の通りであるが、先程後述するとした(ステップ160)、(ステップ170)の処理の詳細について、以下に説明する。   The above description of how the quality determination is performed and the overall flow of the processing are as described above. Details of the processing of (Step 160) and (Step 170) described later are as follows. This will be described below.

(ステップ160)での、統計値を計算する処理は、次のようなものである。   The process of calculating the statistical value in (Step 160) is as follows.

計算する統計値には、例えば、次のようなものがある。
(1)公差外れ面積率
図23(a)に示すような、被圧延材8を上方から見た面積に占める、温度公差を外れた被圧延材8の品質不良部分の面積の割合が、公差外れ面積率(%)である。
Examples of statistical values to be calculated include the following.
(1) Out-of-tolerance area ratio As shown in FIG. 23 (a), the ratio of the area of the poor quality portion of the material 8 out of the temperature tolerance that occupies the area of the material 8 viewed from above is the tolerance. It is a detached area ratio (%).

計算式としては、以下のようになる。
公差外れ面積率=Σ公差外れ箇所の面積Si/(領域長さ×被圧延材幅)×100(%)
・・・(8)
(2)公差外れ長さ率
図23(b)に示すような、被圧延材8を上方から見た領域長さに占める、温度公差を外れた被圧延材8の品質不良部分の長手方向の長さの割合が、公差外れ長さ率(%)である。長手方向にラップする領域がある場合は、ラップする領域を二重にカウントせずに、一つの領域と考えてその長さを求め、計算する(図23(b)中のL3)。
The calculation formula is as follows.
Tolerance out-of-tolerance ratio = Sigma out of tolerance area S i / (region length × rolled material width) × 100 (%)
... (8)
(2) Out-of-tolerance length ratio As shown in FIG. 23 (b), in the longitudinal direction of the quality defect portion of the rolled material 8 out of the temperature tolerance, which occupies the length of the region viewed from above the rolled material 8. The length ratio is the out-of-tolerance length ratio (%). If there is a region that wraps in the longitudinal direction, the wrapping region is not counted twice, but is considered as one region, and its length is calculated and calculated (L 3 in FIG. 23B).

計算式としては、以下のようになる。
公差外れ長さ率=Σ公差外れ長さLi/領域長さ ・・・(9)
(3)公差外れ平均個数
図23(c)に示すような、画面数N(本実施の形態ではN=4)の表示領域あたりの、温度公差を外れた被圧延材8の品質不良部分の個数が、公差外れ平均個数である。
The calculation formula is as follows.
Tolerance length ratio = Σ Tolerance length L i / Area length (9)
(3) Average number out of tolerance As shown in FIG. 23 (c), the number of screens N (N = 4 in the present embodiment) per display area of the quality defect portion of the rolled material 8 out of the temperature tolerance. The number is an average number out of tolerance.

計算式としては、以下のようになる。
公差外れ平均個数=公差外れ箇所の個数/画面数N (個/定長4mピッチ)
・・・(10)
(4)公差外れ箇所の平均面積/個
図23(d)に示すような、温度公差を外れた被圧延材8の品質不良部分の面積の合計を、同部分の個数で除したものが、公差外れ箇所の平均面積/個である。
The calculation formula is as follows.
Average number of tolerance deviation = Number of tolerance deviation points / Number of screens N (Piece / Constant length 4m pitch)
... (10)
(4) Average area of out-of-tolerance locations / pieces As shown in FIG. 23 (d), the sum of the areas of poor quality parts of the rolled material 8 out of temperature tolerance divided by the number of the same parts, The average area / piece of out-of-tolerance locations.

計算式としては、以下のようになる。
公差外れ箇所の平均面積/個=Σ公差外れ箇所の面積Si/公差外れ箇所の個数
・・・(11)
一方、(ステップ170)での、品質不良部分を判定し、長さを決定する処理は、次のようなものである。本実施の形態では、(1)〜(3)は被圧延材の定長4mピッチごとに判定し、(4)と(5)はとくに詳細な判定が必要と考え、被圧延材1mごとに判定するようにしている。
(1)公差外れ面積率による判定
先述の(8)式による計算の結果(本実施の形態では領域長さ=4m)が、ある閾値SNG1以上の場合に、その被圧延材4mの構成単位について、品質判定の結果を不合格(NG)と判定する。
(2)公差外れ長さ率による判定
先述の(9)式による計算の結果(本実施の形態では領域長さ=4m)が、ある閾値LNG以上の場合に、その被圧延材4mの構成単位について、品質判定の結果を不合格(NG)と判定する。
(3)公差外れ平均個数による判定
先述の(10)式による計算の結果(本実施の形態では画面数N=4)が、ある閾値NNG以上の場合に、その被圧延材4mの構成単位について、品質判定の結果を不合格(NG)と判定する。
(4)公差外れ箇所1つあたりの面積による判定
公差外れ箇所の面積Siが、ある閾値SNG2以上のものが一つでもある場合に、図24(a)に示すように、その被圧延材1mごとに、品質判定の結果を不合格(NG)と判定する。(先述の(11)式とは異なるので要注意。ただ、先述の(11)式の計算過程で登場するものを判定に使うため、さほど大変ではない)
(5)公差外れ箇所1つあたりの長手方向、幅方向寸法による判定
公差外れ箇所の長手方向寸法がある閾値LNG以上のものが一つでもあるか、公差外れ箇所の幅方向寸法がある閾値WNG以上のものが一つでもあるか、いずれかの場合に、図24(b)中に示すように、その被圧延材1mごとに、品質判定の結果を不合格(NG)と判定する。
The calculation formula is as follows.
Average area of out-of-tolerance locations / piece = Σ Tolerance out-of-place area S i / Number of out-of-tolerance locations
(11)
On the other hand, the process of determining the defective portion and determining the length in (Step 170) is as follows. In the present embodiment, (1) to (3) are determined for every 4 m pitch of the material to be rolled, and (4) and (5) are considered to require particularly detailed determination, and for each 1 m of material to be rolled. Judgment is made.
(1) Judgment based on out-of-tolerance area ratio When the result of the calculation by the above-described equation (8) (region length = 4 m in this embodiment) is equal to or greater than a certain threshold value SNG1 , the structural unit of the material to be rolled 4m The result of the quality determination is determined to be rejected (NG).
(2) Tolerance out of determination described above by length ratio (9) Results of Computational (region in this embodiment the length = 4m) is, in the case of more than a threshold L NG, structure of the material to be rolled 4m About a unit, it determines with the result of quality determination being disqualified (NG).
(3) Judgment based on average number of out-of-tolerance When the result of calculation according to the above-mentioned equation (10) (in this embodiment, the number of screens N = 4) is a certain threshold value NNG or more, the constituent unit of the material to be rolled 4m The result of the quality determination is determined to be rejected (NG).
(4) Determination by area per out-of-tolerance location When the area S i of out-of-tolerance location is at least one threshold S NG2 or more, as shown in FIG. The result of quality determination is determined to be rejected (NG) for each material 1 m. (Be careful because it is different from the above-mentioned equation (11). However, since what is used in the calculation process of the above-mentioned equation (11) is used for determination, it is not so difficult.)
(5) Judgment based on longitudinal and width direction dimensions for each out-of-tolerance location There is at least one threshold value L NG that has a longitudinal direction dimension in an out-of-tolerance location, or a threshold value that has a width-direction size in an out-of-tolerance location If there is at least one WNG or more, as shown in FIG. 24 (b), the quality judgment result is judged to be rejected (NG) for each rolled material 1m. .

ところで、以上説明した本実施の形態中、温度上限閾値、温度下限閾値、公差外れ箇所の面積の閾値SNG1、公差外れ箇所の長手方向寸法の閾値LNG、公差外れ箇所の幅方向寸法の閾値WNG、公差外れ箇所の個数の閾値NNG、公差外れ箇所1つあたりの面積の閾値SNG2、などは、被圧延材8の種類や寸法ごとに、プロセスコンピュータ70内などに記憶させておき、必要に応じて、ビジネスコンピュータ90やパソコンに伝送し、あるいは、制御装置50を介して近赤外線カメラに伝送するなどすればよい。 By the way, in the present embodiment described above, the temperature upper limit threshold, the temperature lower limit threshold, the tolerance threshold area threshold S NG1 , the tolerance dimension longitudinal dimension threshold L NG , and the tolerance dimension width dimension threshold. W NG , threshold value N NG of the number of out-of-tolerance locations, area threshold value S NG2 per out-of-tolerance location, and the like are stored in the process computer 70 for each type and size of the material 8 to be rolled. If necessary, it may be transmitted to a business computer 90 or a personal computer, or may be transmitted to a near-infrared camera via the control device 50.

さて、ここで、話は少し変わるが、バッチ圧延の場合、被圧延材8の先端部と尾端部数十m〜百数十mには、平坦でない部分ができることは先にも述べたが、その中でも何十mかの部分は必ず公差外れになるので後工程で切除するようにし、その代わりに、同部分は品質判定の対象としないようにすることで、全被圧延材が品質不良になる煩雑さを回避するなどの措置を講ずるなどしてもよい。   Now, although the story changes a little, in the case of batch rolling, as described above, the tip portion and the tail end portion of the material 8 to be rolled can have uneven portions. Of these, dozens of meters will always be out of tolerance, so they should be cut out in a later process, and instead, the same material should not be subject to quality judgment. Measures such as avoiding the complexity of becoming may be taken.

同じように、被圧延材8上面に乗った冷却水が、幅方向両エッジから流れ落ちる関係で、被圧延材8の幅方向両エッジは、幅方向中央に比べ強く冷却され、局部的に低温の部分ができるため、これらの部分についても、品質判定の対象としないようにするなどしてもよい。   Similarly, the cooling water riding on the upper surface of the material to be rolled 8 flows down from both edges in the width direction, so that both edges in the width direction of the material to be rolled 8 are cooled more strongly than the center in the width direction and are locally low in temperature. Since parts are formed, these parts may not be subjected to quality determination.

以上のような場合のため、先端部対象被圧延材長、尾端部対象被圧延材長、幅エッジ対象被圧延材幅/片側などを、被圧延材8の種類や寸法ごとに、プロセスコンピュータ70内などに記憶させておき、必要に応じて、ビジネスコンピュータ90やパソコンに伝送し、あるいは、制御装置50を介して近赤外線カメラに伝送するなどするのも好ましい。   Because of the above cases, the process computer calculates the length of the material to be rolled at the tip, the length of the material to be rolled at the tail end, the width / width of the material to be rolled at the edge, and the like for each type and size of the material 8 to be rolled. It is also preferable that the data is stored in 70 or the like, and transmitted to the business computer 90 or a personal computer, or transmitted to the near-infrared camera via the control device 50 as necessary.

さらに、異常値除去やノイズ除去のため、温度上限閾値の上側、温度下限閾値の下側に、温度上限フィルタ値、温度下限フィルタ値などを、また、公差外れ箇所の長手方向寸法の閾値LNGの上側、公差外れ箇所の幅方向寸法の閾値WNGの上側に、公差外れ箇所の長手方向寸法のフィルタ値、公差外れ箇所の幅方向寸法のフィルタ値などを、プロセスコンピュータ70内などに記憶させておき、必要に応じて、ビジネスコンピュータ90やパソコンに伝送し、あるいは、制御装置50を介して近赤外線カメラに伝送するなどしてもよい。 Furthermore, because of the outlier removal and noise reduction, the upper temperature limit threshold, below the temperature lower limit threshold, temperature upper filter values, such as temperature lower filter value, also, the threshold L NG longitudinal dimension of the tolerance off point upper, above the threshold W NG in the width direction dimension of the portion out tolerances of the filter value of the longitudinal dimension of the portion out tolerances, etc. filter value of the width dimension of the portion out tolerances, is stored in such a process computer 70 in If necessary, it may be transmitted to the business computer 90 or a personal computer, or may be transmitted to the near-infrared camera via the control device 50.

以上で、近赤外線カメラにて測定した被圧延材8の平面(2次元)温度分布をもとに、どのようにして品質判定を行うか、の全体の流れ、および、一部ステップの処理についての、本実施の形態における例の説明は終わりであるが、以上説明した本実施の形態は、あくまで一例であり、品質判定の具体的なロジックなどは、以上説明した本実施の形態に限るものではない。   The overall flow of how to perform quality determination based on the planar (two-dimensional) temperature distribution of the material to be rolled 8 measured with a near-infrared camera, and processing of some steps However, the description of the example in the present embodiment is finished. However, the present embodiment described above is merely an example, and the specific logic of the quality determination is limited to the present embodiment described above. is not.

(参考例1)
(コンピュータシステム)
図25(a)に、先述の図31に示した熱間圧延ライン100の仕上圧延機18以降の部分を抜き出して示した。図25(a)に示した通り、コイラー入側温度計25に併設する形で、近赤外線カメラ25Aを設置した。両者の間隔は1mしかない。
(Reference Example 1)
(Computer system)
FIG. 25A shows a part extracted from the finishing mill 18 of the hot rolling line 100 shown in FIG. 31 described above. As shown in FIG. 25 (a), a near-infrared camera 25A was installed in the form of being attached to the coiler entry-side thermometer 25. The distance between them is only 1 m.

近赤外線カメラ25Aで測定した被圧延材8の平面(2次元)温度データは、その専用パソコン251に送られて画像処理され、温度公差を外れた被圧延材8の品質不良部分については、その被圧延材8の先端からの開始位置と、その長さとが決定された上で、先述の定長(4m)ごとや1mごとの品質判定の結果も含め、被圧延材8の平面(2次元)温度データのほか、上記に登場するあらゆるデータが、その熱延金属帯の品質判定の結果として、各被圧延材8ごとに紐付けられ、同様に被圧延材8ごとに紐付けされたコイルNoと呼ばれる識別データをキーに記録され、さらに、そのコイルNoを入力すれば、所内LAN252を経由し、別の複数の場所にある、例えば、製造部門の事務所や、品質管理部門の事務所など、各事務所のパソコン253で、遠隔にて、その画像処理後の平面(2次元)温度データを、コピーしてくることができ、画像処理後の温度データを、それら各事務所のパソコン253の画面上に再生したり、また、その画像処理後の温度データを、解析したり、あるいは、加工したりすることもできる。もちろん、需要家に対する製品納入上の品質保証用にも使える。品質不良部があれば、酸洗やスキンパスなど、精製工程を追加して、品質不良部を切除するよう人為指示する、などの対応をとることができるからである。   The plane (two-dimensional) temperature data of the rolled material 8 measured by the near-infrared camera 25A is sent to the dedicated personal computer 251 and subjected to image processing. For the poor quality portion of the rolled material 8 that is out of the temperature tolerance, After the starting position from the tip of the material 8 to be rolled and its length are determined, the plane (two-dimensional) of the material 8 to be rolled, including the results of the quality determination for each fixed length (4 m) and 1 m as described above. ) In addition to the temperature data, all the data appearing above are linked to each rolled material 8 as a result of the quality judgment of the hot-rolled metal strip, and are similarly linked to each rolled material 8 If the identification data called No is recorded in the key and the coil No. is further input, it passes through the local LAN 252 and is located in a plurality of other locations, for example, the office of the manufacturing department or the office of the quality control department Etc. The computer 253 can remotely copy the planar (two-dimensional) temperature data after the image processing, and reproduce the temperature data after the image processing on the screen of the personal computer 253 in each office. In addition, the temperature data after the image processing can be analyzed or processed. Of course, it can also be used for quality assurance in product delivery to consumers. This is because if there is a poor quality part, it is possible to take a countermeasure such as adding a purification process such as pickling or skin pass, and instructing artificially to remove the poor quality part.

1本の被圧延材8あたり、長さにもよるが、20〜40MBほどの容量のデータであるため、パソコンのハードディスクのような記憶容量でも、被圧延材数百本分内外のデータであれば記録できる。対象を高張力鋼に絞るなどすれば、実用的に数ヶ月分のデータは記録できる。ハードディスクを交換すれば半永久的に記録できることはいうまでもない。   Although it depends on the length of one rolled material 8, the data has a capacity of about 20 to 40 MB. Therefore, even with a storage capacity such as a hard disk of a personal computer, data for several hundred pieces of rolled material can be used. Can be recorded. If you focus on high-strength steel, you can practically record several months of data. It goes without saying that recording can be done semipermanently by replacing the hard disk.

以上のように、パソコン程度の記憶容量のものであっても、熱間圧延ラインにて圧延する熱延金属帯の全幅を撮影可能な近赤外線カメラを用いて品質判定した結果を記録する熱延金属帯の品質判定結果記録用コンピュータシステム900を構築することができる。   As described above, even when the storage capacity is about the same as that of a personal computer, hot rolling is used to record the result of quality determination using a near-infrared camera capable of photographing the entire width of a hot-rolled metal strip that is rolled in a hot rolling line. A computer system 900 for recording the quality determination result of the metal strip can be constructed.

(参考例2)
図25(b)に、仕上出側温度計21とコイラー入側温度計25の両者に併設する形で、近赤外線カメラ21A,25Aを設置した例を示す。
(Reference Example 2)
FIG. 25 (b) shows an example in which near-infrared cameras 21A and 25A are installed so as to be provided on both the finisher-side thermometer 21 and the coiler inlet-side thermometer 25.

近赤外線カメラ21A,25Aで測定した被圧延材8の平面(2次元)温度データが、専用パソコン251以降に伝送されるルート以降は、実施例1と共通である。   It is the same as that in the first embodiment after the route where the planar (two-dimensional) temperature data of the material 8 to be rolled measured by the near-infrared cameras 21A and 25A is transmitted to the dedicated personal computer 251 and later.

画像処理後の温度データを、解析、加工し、需要家に対する製品納入上の品質保証用にも使えることはもとより、仕上出側温度計21に併設された近赤外線カメラ21Aにて測定した温度データをもとに、被圧延材8のブラックスポットのある部分について、冷却関連設備26による冷却のしかたを弱めるなどのフィードフォワード制御を行うことで、被圧延材8の巻き取り直前の温度は可及的均一化を図り、可及的に被圧延材8の全長全幅について、品質合格を図ろうとするものである。   Temperature data after image processing is analyzed and processed, and can be used for quality assurance in product delivery to customers, as well as temperature data measured by the near infrared camera 21A attached to the finishing-side thermometer 21 Based on the above, the feed-forward control, such as weakening the cooling method by the cooling-related equipment 26, is performed on the portion of the rolled material 8 where the black spot is present, so that the temperature immediately before winding the rolled material 8 is possible. The quality of the whole length of the material 8 to be rolled is to be as good as possible.

(参考例3)
図25(c)に、中間温度計27(前半ゾーンの出側)とコイラー入側温度計25の両者に併設する形で、近赤外線カメラ27A,25Aを設置した例を示す。
(Reference Example 3)
FIG. 25C shows an example in which near-infrared cameras 27A and 25A are installed so as to be attached to both the intermediate thermometer 27 (exit side of the first half zone) and the coiler inlet-side thermometer 25.

近赤外線カメラ27A,25Aで測定した被圧延材8の平面(2次元)温度データが、専用パソコン251以降に伝送されるルート以降は、実施例1,2と共通である。   The route after the plane (two-dimensional) temperature data of the rolled material 8 measured by the near-infrared cameras 27A and 25A is transmitted to the dedicated personal computer 251 and later is the same as in the first and second embodiments.

画像処理後の温度データを、解析、加工し、需要家に対する製品納入上の品質保証用にも使えることはもとより、仕上出側温度計21にて測定した温度データをもとに、冷却関連設備26のうちの中間温度計27(前半ゾーンの出側)よりも上流側の部分、あるいはさらに下流側の部分にて、被圧延材8を冷却するフィードフォワード制御が行われるが、中間温度計27に併設された近赤外線カメラ27Aにて測定した温度データをもとに、被圧延材8のブラックスポットのある部分について、冷却関連設備26のうちの中間温度計27よりも下流側の部分による冷却のしかたを弱めるなどのフィードフォワード制御を行うとともに、被圧延材8のブラックスポットのある部分について、冷却関連設備26のうちの中間温度計27よりも上流側の部分による冷却のしかたを弱めるなどのフィードバック制御も併せて行うことで、より確実に、被圧延材8の巻き取り直前の温度は可及的均一化を図り、可及的に被圧延材8の全長全幅について、品質合格を図ろうとするものである。   Cooling-related equipment based on the temperature data measured by the finishing thermometer 21 as well as being used for quality assurance in product delivery to customers after analyzing and processing the temperature data after image processing 26, feed-forward control for cooling the material 8 to be rolled is performed at a portion upstream of the intermediate thermometer 27 (exit side of the first half zone) or further downstream, but the intermediate thermometer 27 Based on the temperature data measured by the near-infrared camera 27A attached to the center, the portion with the black spot of the material 8 to be rolled is cooled by the portion downstream of the intermediate thermometer 27 in the cooling related equipment 26. In addition to performing feed-forward control such as weakening the method, the portion of the material 8 to be rolled that has a black spot upstream of the intermediate thermometer 27 in the cooling-related equipment 26 By also performing feedback control such as weakening the cooling method by this part, the temperature immediately before winding the rolled material 8 is more assured as uniform as possible, and the rolled material 8 is made as much as possible. It is intended to pass the quality for the full length of the whole.

(実施例)
(熱延金属帯の冷却制御方法)
上記実施例3と同様、図25(c)に示したように、中間温度計27とコイラー入側温度計25の両者に併設する形で、近赤外線カメラ27A,25Aを設置した熱間圧延ライン100にて、高張力鋼を実際に製造し、本実施の形態に係る熱延金属帯の冷却方法を適用した結果について、以下に説明する。
(Example)
(Cooling control method for hot-rolled metal strip)
As in the third embodiment, as shown in FIG. 25 (c), a hot rolling line provided with near-infrared cameras 27A and 25A in the form of being attached to both the intermediate thermometer 27 and the coiler inlet-side thermometer 25. The result of actually manufacturing a high-strength steel at 100 and applying the method for cooling a hot-rolled metal strip according to the present embodiment will be described below.

この高張力鋼は、製品寸法が厚さ3.2mm×幅900mm、目標とする巻き取り直前の温度は350℃である。   This high-tensile steel has a product size of 3.2 mm thickness × 900 mm width, and the target temperature immediately before winding is 350 ° C.

仕上圧延完了時の目標とする熱延金属帯の温度を840℃とし、前半ゾーンで550℃まで、後半ゾーンで400℃まで、冷却した後に、コイラー24により巻き取る。   The target hot-rolled metal strip temperature at the completion of finish rolling is 840 ° C., cooled to 550 ° C. in the first half zone and 400 ° C. in the second half zone, and then wound by the coiler 24.

ここで、所望の材質を確保したい観点から、巻き取り直前の温度の許容範囲は、熱間圧延ライン100の幅中央に設置した放射温度計(スポット温度計)であるコイラー入側温度計25で測定して、熱延金属帯の全長にわたって60℃以内である。   Here, from the viewpoint of securing a desired material, the allowable range of the temperature immediately before winding is a coiler entry-side thermometer 25 that is a radiation thermometer (spot thermometer) installed at the center of the width of the hot rolling line 100. Measured and within 60 ° C over the entire length of the hot rolled metal strip.

前半ゾーンの冷却装置の構成は、上面側が円管ラミナーノズル、下面側がスプレーノズルであり、それぞれ水量密度1.0m3/m2 /minである。 The structure of the cooling device in the first half zone is a circular tube laminar nozzle on the upper surface side and a spray nozzle on the lower surface side, each having a water density of 1.0 m 3 / m 2 / min.

また、後半ゾーンの冷却装置の構成は、上面及び下面とも水量密度0.2m3/m2 各冷却装置からの注水流量は、設置されているヘッダの使用本数の変更により調整する。   In addition, the structure of the cooling device in the latter half zone is adjusted by changing the number of headers installed, the water injection flow rate from each cooling device with water volume density of 0.2 m3 / m2 on both upper and lower surfaces.

近赤外線カメラの仕様は、表1に示したものとした。分解能は、近赤外線カメラの画素数、パスラインからの近赤外線カメラの設置高さ、および近赤外線カメラのレンズ倍率などにより決まる。   The specifications of the near infrared camera are shown in Table 1. The resolution is determined by the number of pixels of the near infrared camera, the installation height of the near infrared camera from the pass line, the lens magnification of the near infrared camera, and the like.

ここでは、φ100mmのブラックスポットを捕捉できることを目標とし、近赤外線カメラの画素数、パスラインからの近赤外線カメラの設置高さ、レンズ倍率などを決定した。   Here, with the goal of capturing a black spot of φ100 mm, the number of pixels of the near infrared camera, the installation height of the near infrared camera from the pass line, the lens magnification, and the like were determined.

また、シャッタースピードは、搬送速度に応じて決める必要がある。ここでは、搬送速度1500mpmにおいて、露光時間中の移動量が0.3mm以内となるようシャッタースピードを決めた。   The shutter speed needs to be determined according to the transport speed. Here, the shutter speed is determined so that the moving amount during the exposure time is within 0.3 mm at the conveyance speed of 1500 mpm.

さらに、仕上圧延機と前半ゾーンの間、前半ゾーンの出側、後半ゾーンの出側には、それぞれ、熱間圧延ライン100の幅中央に放射温度計が設置されており(仕上出側温度計21、中間温度計27、コイラー入側温度計25)、これらの温度計により熱延金属帯の長手方向の温度分布が測定できるようになっている。   Further, a radiation thermometer is installed in the center of the width of the hot rolling line 100 between the finishing mill and the first half zone, on the exit side of the first half zone, and on the exit side of the second half zone (finishing side thermometer). 21, intermediate thermometer 27, coiler inlet side thermometer 25), and these thermometers can measure the temperature distribution in the longitudinal direction of the hot-rolled metal strip.

熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度の平均、および、熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度の(最大値−最小値)で定義される偏差について、まとめた結果を表2に示す。   Summarized results on the deviation defined by the average of the temperature just before winding in the longitudinal direction of the hot rolled metal strip and the temperature (maximum value-minimum value) just before winding in the longitudinal direction of the hot rolled metal strip It shows in Table 2.

なお、表2には、実施例と比較例についての、実験条件と、冷却後の、熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度の平均、および、熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度の(最大値−最小値)で定義される偏差について、整理して記載している。   In Table 2, the experimental conditions and the average temperature immediately before winding in the longitudinal direction of the hot-rolled metal strip after cooling and the winding in the longitudinal direction of the hot-rolled metal strip are shown in Table 2. The deviation defined by (maximum value-minimum value) of the temperature immediately before taking is summarized and described.

(実施例1)
閾値ΔTLを30.0℃に設定した。熱延金属帯の最先端から長さ方向に5mの範囲に、閾値を下回る低温の部分が存在しており、前半ゾーンの出側に併設した近赤外線カメラ27Aを用いて、本実施の形態に係る熱延金属帯の冷却制御方法により、閾値の範囲内になるまで、前半ゾーンにおける冷却水を注水するノズル本数を、フィードバック制御により調整した。
Example 1
The threshold ΔTL was set to 30.0 ° C. There is a low-temperature part below the threshold in the range of 5 m in the length direction from the front end of the hot-rolled metal strip, and this embodiment is used by using the near-infrared camera 27A provided on the exit side of the first half zone. By the cooling control method for the hot-rolled metal strip, the number of nozzles for injecting the cooling water in the first half zone was adjusted by feedback control until it was within the threshold range.

その結果、冷却水を注水するノズル本数は、熱延金属帯の最先端が通過する際の初期設定84本から79本に5本減り、前半ゾーン出側で測定した熱延金属帯の平均温度は、532℃から551℃まで19℃上昇した。   As a result, the number of nozzles for injecting cooling water is reduced from 5 to 79 from the initial setting of 84 when the cutting edge of the hot-rolled metal band passes, and the average temperature of the hot-rolled metal band measured on the outlet side of the first half zone Rose 19 ° C from 532 ° C to 551 ° C.

これと同時に、後半ゾーンにおける冷却水を注水するノズル本数は、熱延金属帯の最先端が通過する際の初期設定67本から75本に8本増えた。   At the same time, the number of nozzles for injecting cooling water in the latter half zone increased by 8 from the initial setting of 67 when the leading edge of the hot-rolled metal band passes to 75.

図26(a)に熱間圧延ライン100の幅中央に設置した放射温度計(スポット温度計)であるコイラー入側温度計25にて測定した巻き取り直前の温度のチャートを示すが、熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度は平均で404℃となり、ほぼ目標通りとなった。また、本実施の形態に係る熱延金属帯の冷却方法による、冷却水を注水するノズル本数の調整と、それによる注水流量の調整は、熱延金属帯の最先端から長手方向に100mの位置までに完了し、以降も含めた長手方向の巻き取り直前の温度の偏差も53℃と小さく抑えることができた。   FIG. 26 (a) shows a chart of the temperature just before winding measured by a coiler inlet side thermometer 25 which is a radiation thermometer (spot thermometer) installed in the center of the width of the hot rolling line 100. The temperature immediately before winding of the metal strip in the longitudinal direction was 404 ° C. on average, which was almost as intended. In addition, the adjustment of the number of nozzles for injecting cooling water and the adjustment of the water injection flow rate by the method for cooling the hot-rolled metal strip according to the present embodiment are located at a position of 100 m in the longitudinal direction from the forefront of the hot-rolled metal strip The temperature deviation just before the winding in the longitudinal direction, including the following, was also kept as small as 53 ° C.

(実施例2)
実施例1にて用いた熱延金属帯に対して、本実施の形態に係る熱延金属帯の冷却制御方法、すなわち、前半ゾーンにおける冷却のしかたへのフィードバック制御を適用し、次の熱延金属帯も同じ材質と寸法であったので、実施例1にて用いた熱延金属帯の、近赤外線カメラの視野に入り撮影された1画像内での温度分布の測定結果をもとに、前記熱延金属帯の平均温度と該平均温度から前記1画像内での温度の最小値を差し引いた偏差を演算し、前記フィードバック制御により、前記熱延金属帯内で、該偏差が、前記熱延金属帯の温度が幅方向に不均一になったことを判定する閾値ΔTL未満となった時点以降における、前記熱延金属帯の、前記前半ゾーンの出側での、熱間圧延ラインの幅中央における温度の測定結果の、長手方向平均値を、次の熱延金属帯の、前記前半ゾーンの出側での、前記した、熱間圧延ラインの幅中央における温度の目標値として、前記した、次の熱延金属帯に対する冷却制御を行った。
(Example 2)
Applying the hot-rolled metal strip cooling control method according to the present embodiment to the hot-rolled metal strip used in Example 1, that is, feedback control to the cooling method in the first half zone, the next hot-rolled metal strip is used. Since the metal band was also the same material and dimensions, based on the measurement result of the temperature distribution in one image taken in the field of view of the near-infrared camera of the hot-rolled metal band used in Example 1, An average temperature of the hot-rolled metal strip and a deviation obtained by subtracting a minimum value of the temperature in the one image from the average temperature are calculated, and the deviation is calculated in the hot-rolled metal strip by the feedback control. The width of the hot rolling line on the outlet side of the first half zone of the hot-rolled metal strip after the time when the temperature of the rolled metal strip becomes less than a threshold value ΔTL for determining that the temperature in the width direction has become uneven. The average value in the longitudinal direction of the temperature measurement result at the center The next hot rolled metal strip, in the exit side of the first half zone, described above, as the temperature set point of the width center of the hot rolling line, the above-mentioned, was cooling control for the next hot rolled metal strip.

図26(b)に実施例1と同様にして測定した巻き取り直前の温度のチャートを示す。   FIG. 26B shows a chart of the temperature just before winding measured in the same manner as in Example 1.

冷却終了後の熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度は、平均で402℃となり、ほぼ目標通りとなった。また、長手方向の巻き取り直前の温度の偏差も51℃と小さく抑えることができた。   The temperature immediately before winding in the longitudinal direction of the hot-rolled metal strip after cooling was 402 ° C. on average, which was almost as intended. Moreover, the temperature deviation just before winding in the longitudinal direction could be kept as small as 51 ° C.

(比較例1)
前半ゾーンの出側に併設した近赤外線カメラ27Aは用いず、本実施の形態に係る熱延金属帯の冷却制御方法によるフィードバック制御も行わなかった。
(Comparative Example 1)
The near-infrared camera 27A provided on the exit side of the first half zone was not used, and feedback control by the cooling control method for the hot-rolled metal strip according to the present embodiment was not performed.

図26(c)に実施例1,実施例2と同様にして測定した巻き取り直前の温度のチャートを示す。   FIG. 26 (c) shows a chart of the temperature immediately before winding measured in the same manner as in Example 1 and Example 2.

冷却終了後の熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度は、平均で380℃となり、目標からはずれ、熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度の偏差は95℃と、大きくなってしまった。   The temperature immediately before winding in the longitudinal direction of the hot-rolled metal strip after cooling is 380 ° C. on average, which is not the target, and the temperature deviation just before winding in the longitudinal direction of the hot-rolled metal strip is as large as 95 ° C. It is had.

前半ゾーンの出側ですでに熱延金属帯の長手方向の温度の偏差が60℃あり、後半ゾーンの出側ではこれが95℃に拡大したことがわかる。   It can be seen that the temperature deviation in the longitudinal direction of the hot-rolled metal strip is already 60 ° C. on the exit side of the first half zone, and this has expanded to 95 ° C. on the exit side of the second half zone.

水量密度を小さくすることにより、遷移沸騰開始温度が低くなったものの、膜沸騰から遷移沸騰への移行を抑えることができなかったため、冷却終了後の温度がばらついたと考えられる。   Although the transition boiling start temperature was lowered by decreasing the water density, the transition from film boiling to transition boiling could not be suppressed, so the temperature after cooling was considered to have varied.

(比較例2)
近赤外線カメラ27Aの代わりに、走査型放射温度計を用いて平面(2次元)温度分布を測定し、実施例と同様なフィードバック制御を行った。
(Comparative Example 2)
Instead of the near-infrared camera 27A, a planar (two-dimensional) temperature distribution was measured using a scanning radiation thermometer, and feedback control similar to that in the example was performed.

図26(d)に実施例1,実施例2,比較例1と同様にして測定した巻き取り直前の温度のチャートを示すが、近赤外線カメラでは捉えることが出来るφ50〜100mmのブラックスポットを、走査型放射温度計では完全に捉えることが出来ないため、同様なフィードバック制御を行っても、熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度の偏差は67℃と大きくなってしまった。   FIG. 26 (d) shows a chart of the temperature immediately before winding measured in the same manner as in Example 1, Example 2 and Comparative Example 1, but a black spot with a diameter of 50 to 100 mm that can be captured by a near-infrared camera, Since the scanning radiation thermometer cannot be completely captured, even if similar feedback control is performed, the temperature deviation just before winding in the longitudinal direction of the hot-rolled metal strip has increased to 67 ° C.

(参考例4)
上記実施例と同様、図25(c)に示したように、中間温度計27とコイラー入側温度計25の両者に併設する形で、近赤外線カメラ27A,25Aを設置した熱間圧延ライン100にて、高張力鋼を実際に製造し、本実施の形態に係る熱延金属帯の冷却方法を適用した結果について、以下に説明する。
(Reference Example 4)
As in the above embodiment, as shown in FIG. 25 (c), the hot rolling line 100 in which the near infrared cameras 27A and 25A are installed so as to be provided in both the intermediate thermometer 27 and the coiler inlet side thermometer 25. In the following, the results of actually manufacturing high-strength steel and applying the method for cooling a hot-rolled metal strip according to the present embodiment will be described.

この高張力鋼は、製品寸法が厚さ3.2mm×幅900mm、目標とする巻き取り直前の温度は350℃である。   This high-tensile steel has a product size of 3.2 mm thickness × 900 mm width, and the target temperature immediately before winding is 350 ° C.

仕上圧延完了時の目標とする熱延金属帯の温度を840℃とし、前半ゾーンで550℃まで、後半ゾーンで350℃まで、冷却した後に、コイラー24により巻き取る。   The target hot-rolled metal strip temperature at the completion of finish rolling is 840 ° C., cooled to 550 ° C. in the first half zone and 350 ° C. in the second half zone, and then wound by the coiler 24.

ここで、所望の材質を確保したい観点から、巻き取り直前の温度の許容範囲は、熱間圧延ライン100の幅中央に設置した放射温度計(スポット温度計)であるコイラー入側温度計25で測定して、熱延金属帯の全長にわたって60℃以内である。   Here, from the viewpoint of securing a desired material, the allowable range of the temperature immediately before winding is a coiler entry-side thermometer 25 that is a radiation thermometer (spot thermometer) installed at the center of the width of the hot rolling line 100. Measured and within 60 ° C over the entire length of the hot rolled metal strip.

前半ゾーンの冷却装置の構成は、上面側が円管ラミナーノズル、下面側がスプレーノズルであり、それぞれ水量密度1.0m3/m2 /minである。 The structure of the cooling device in the first half zone is a circular tube laminar nozzle on the upper surface side and a spray nozzle on the lower surface side, each having a water density of 1.0 m 3 / m 2 / min.

また、後半ゾーンの冷却装置には、上面及び下面とも水量密度2.0m3/m2 /minの直進性に優れた円管ラミナーノズルが備えられている。 Further, the cooling device in the latter half zone is provided with a circular tube laminar nozzle excellent in straightness with a water density of 2.0 m 3 / m 2 / min on both the upper surface and the lower surface.

冷却装置の搬送方向の長さは、前半ゾーンの冷却装置が75m、後半ゾーンの冷却装置が10mである。   The length of the cooling device in the transport direction is 75 m for the cooling device in the first half zone and 10 m for the cooling device in the second half zone.

このノズルは、搬送方向Aに複数設置されており、それぞれ個別にON−OFFすることができる。   A plurality of nozzles are installed in the transport direction A, and can be individually turned on and off.

各冷却装置からの注水流量は、設置されているノズルの使用本数の変更により調整する。   The flow rate of water injected from each cooling device is adjusted by changing the number of nozzles installed.

近赤外線カメラの仕様は、表1に示したものとした。分解能は、近赤外線カメラの画素数、パスラインからの近赤外線カメラの設置高さ、および近赤外線カメラのレンズ倍率などにより決まる。   The specifications of the near infrared camera are shown in Table 1. The resolution is determined by the number of pixels of the near infrared camera, the installation height of the near infrared camera from the pass line, the lens magnification of the near infrared camera, and the like.

ここでは、φ100mmのブラックスポットを捕捉できることを目標とし、近赤外線カメラの画素数、パスラインからの近赤外線カメラの設置高さ、レンズ倍率などを決定した。   Here, with the goal of capturing a black spot of φ100 mm, the number of pixels of the near infrared camera, the installation height of the near infrared camera from the pass line, the lens magnification, and the like were determined.

また、シャッタースピードは、搬送速度に応じて決める必要がある。ここでは、搬送速度1500mpmにおいて、露光時間中の移動量が0.3mm以内となるようシャッタースピードを決めた。   The shutter speed needs to be determined according to the transport speed. Here, the shutter speed is determined so that the moving amount during the exposure time is within 0.3 mm at the conveyance speed of 1500 mpm.

さらに、仕上圧延機と前半ゾーンの間、前半ゾーンの出側、後半ゾーンの出側には、それぞれ、熱間圧延ライン100の幅中央に放射温度計が設置されており(仕上出側温度計21、中間温度計27、コイラー入側温度計25)、これらの温度計により熱延金属帯の長手方向の温度分布が測定できるようになっている。   Further, a radiation thermometer is installed in the center of the width of the hot rolling line 100 between the finishing mill and the first half zone, on the exit side of the first half zone, and on the exit side of the second half zone (finishing side thermometer). 21, intermediate thermometer 27, coiler inlet side thermometer 25), and these thermometers can measure the temperature distribution in the longitudinal direction of the hot-rolled metal strip.

熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度の平均、および、熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度の(最大値−最小値)で定義される偏差について、まとめた結果を表3に示す。   Summarized results on the deviation defined by the average of the temperature just before winding in the longitudinal direction of the hot rolled metal strip and the temperature (maximum value-minimum value) just before winding in the longitudinal direction of the hot rolled metal strip Table 3 shows.

なお、表3には、実施例と比較例についての、実験条件と、冷却後の、熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度の平均、および、熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度の(最大値−最小値)で定義される偏差について、整理して記載している。   In Table 3, the experimental conditions and the average temperature immediately before winding in the longitudinal direction of the hot-rolled metal strip after cooling and the winding in the longitudinal direction of the hot-rolled metal strip are shown in Table 3. The deviation defined by (maximum value-minimum value) of the temperature immediately before taking is summarized and described.

(実施例)
閾値ΔTLを33.8℃に設定した。熱延金属帯の最先端から長さ方向に5mの範囲に、閾値を下回る低温の部分が存在しており、前半ゾーンの出側に併設した近赤外線カメラ27Aを用いて、本実施の形態に係る熱延金属帯の冷却制御方法により、閾値の範囲内になるまで、前半ゾーンにおける冷却水を注水するノズル本数を、フィードバック制御により調整した。
(Example)
The threshold ΔTL was set to 33.8 ° C. There is a low-temperature part below the threshold in the range of 5 m in the length direction from the front end of the hot-rolled metal strip, and this embodiment is used by using the near-infrared camera 27A provided on the exit side of the first half zone. By the cooling control method for the hot-rolled metal strip, the number of nozzles for injecting the cooling water in the first half zone was adjusted by feedback control until it was within the threshold range.

その結果、冷却水を注水するノズル本数は、熱延金属帯の最先端が通過する際の初期設定84本から79本に5本減り、前半ゾーン出側で測定した熱延金属帯の平均温度は、532℃から551℃まで19℃上昇した。   As a result, the number of nozzles for injecting cooling water is reduced from 5 to 79 from the initial setting of 84 when the cutting edge of the hot-rolled metal band passes, and the average temperature of the hot-rolled metal band measured on the outlet side of the first half zone Rose 19 ° C from 532 ° C to 551 ° C.

これと同時に、後半ゾーンにおける冷却水を注水するノズル本数は、熱延金属帯の最先端が通過する際の初期設定32本から34本に2本増えた。   At the same time, the number of nozzles for injecting cooling water in the latter half zone increased by two from 34, which was the initial setting when the leading edge of the hot-rolled metal strip passes.

図27(a)に熱間圧延ライン100の幅中央に設置した放射温度計(スポット温度計)であるコイラー入側温度計25にて測定した巻き取り直前の温度のチャートを示すが、熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度は平均で354℃となり、ほぼ目標通りとなった。また、本実施の形態に係る熱延金属帯の冷却方法による、冷却水を注水するノズル本数の調整と、それによる注水流量の調整は、熱延金属帯の最先端から長手方向に100mの位置までに完了し、以降も含めた長手方向の巻き取り直前の温度の偏差も53℃と小さく抑えることができた。   FIG. 27 (a) shows a chart of the temperature just before winding measured by a coiler inlet side thermometer 25 which is a radiation thermometer (spot thermometer) installed in the center of the width of the hot rolling line 100. The temperature immediately before winding the metal strip in the longitudinal direction was 354 ° C. on average, which was almost as intended. In addition, the adjustment of the number of nozzles for injecting cooling water and the adjustment of the water injection flow rate by the method for cooling the hot-rolled metal strip according to the present embodiment are located at a position of 100 m in the longitudinal direction from the forefront of the hot-rolled metal strip The temperature deviation just before the winding in the longitudinal direction, including the following, was also kept as small as 53 ° C.

(比較例1)
前半ゾーンの出側に併設した近赤外線カメラ27Aは用いず、本実施の形態に係る熱延金属帯の冷却制御方法によるフィードバック制御も行わなかった。
(Comparative Example 1)
The near-infrared camera 27A provided on the exit side of the first half zone was not used, and feedback control by the cooling control method for the hot-rolled metal strip according to the present embodiment was not performed.

図27(b)に実施例と同様にして測定した巻き取り直前の温度のチャートを示す。水量密度0.3m3/m2 /min未満となるように、前半ゾーンでは温度30℃の冷却水で550℃まで冷却し、後半ゾーンでは上下面ともにスプレーによる冷却として、水量密度0.2m3/m2 /min、温度30℃の冷却水で、目標とする巻き取り直前の温度である350℃までを目標に冷却した例である。 FIG. 27B shows a chart of the temperature just before winding measured in the same manner as in the example. As the water amount density of 0.3 m 3 / m less than 2 / min, and cooled to 550 ° C. at a cooling water temperature of 30 ° C. in the first half zone, as cooling by spraying both upper and lower surfaces in the second half zone, water density 0.2 m 3 This is an example of cooling to 350 ° C., which is the temperature just before the target winding, with cooling water at a temperature of 30 ° C./m 2 / min.

冷却終了後の熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度は、平均で359℃となり、ほぼ目標通りとなったものの、熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度の偏差は90℃と、大きくなってしまった。   The temperature immediately before winding in the longitudinal direction of the hot-rolled metal strip after cooling was 359 ° C. on average, which was almost the target, but the temperature deviation immediately before winding in the longitudinal direction of the hot-rolled metal strip was 90 It has grown to ℃.

水量密度を小さくすることにより、遷移沸騰開始温度が低くなったものの、膜沸騰から遷移沸騰への移行を完全に抑えることができなかったため、冷却終了後の温度がばらついたと考えられる。   Although the transition boiling start temperature was lowered by reducing the water density, the transition from film boiling to transition boiling could not be completely suppressed, so the temperature after cooling was considered to have varied.

(比較例2)
近赤外線カメラ27Aの代わりに、走査型放射温度計を用いて平面(2次元)温度分布を測定し、実施例と同様なフィードバック制御を行った。
(Comparative Example 2)
Instead of the near-infrared camera 27A, a planar (two-dimensional) temperature distribution was measured using a scanning radiation thermometer, and feedback control similar to that in the example was performed.

図27(c)に実施例,比較例1と同様にして測定した巻き取り直前の温度のチャートを示すが、近赤外線カメラでは捉えることが出来るφ50〜100mmのブラックスポットを、走査型放射温度計では完全に捉えることが出来ないため、同様なフィードバック制御を行っても、熱延金属帯の長手方向の巻き取り直前の温度の偏差は67℃と大きくなってしまった。   FIG. 27 (c) shows a chart of the temperature immediately before winding measured in the same manner as in Example and Comparative Example 1, but a black spot with a diameter of 50-100 mm that can be captured by a near-infrared camera is scanned with a scanning radiation thermometer. Therefore, even if the same feedback control is performed, the temperature deviation just before winding in the longitudinal direction of the hot-rolled metal strip has become as large as 67 ° C.

(参考例5)
図25(d)に、仕上出側温度計21と中間温度計27とコイラー入側温度計25の3者に併設する形で、近赤外線カメラ21A,27A,25Aを設置した例を示す。
(Reference Example 5)
FIG. 25 (d) shows an example in which near-infrared cameras 21A, 27A, and 25A are installed in the form of being provided side by side with a finisher-side thermometer 21, an intermediate thermometer 27, and a coiler inlet-side thermometer 25.

図25(c)の場合において、仕上出側温度計21に代え、近赤外線カメラ21Aにて測定した温度データをもとに、参考例3の場合と同じように制御を行うことで、より確実に、被圧延材8の巻き取り直前の温度は可及的均一化を図り、可及的に被圧延材8の全長全幅について、品質合格を図ろうとするものである。   In the case of FIG. 25 (c), instead of the finishing delivery thermometer 21, the same control as in Reference Example 3 is performed based on the temperature data measured by the near-infrared camera 21A, thereby ensuring more certainty. In addition, the temperature immediately before winding of the material to be rolled 8 is made as uniform as possible, and the quality of the whole length of the material 8 to be rolled is to be as good as possible.

(参考例6)
(ビジコンシステム、後工程での熱延金属帯の品質不良部切除)
図28に示すように、近赤外線カメラにて測定した温度データを制御装置50経由で取り込み、図25(a)〜(d)における専用パソコン251の役割をプロセスコンピュータ70またはビジネスコンピュータ90にて果たし、ビジネスコンピュータ90内に、被圧延材8ごとに紐付けされたコイルNoと呼ばれる識別データをキーに記録される。
(Reference Example 6)
(Vidicon system, removal of defective parts of hot-rolled metal strip in the post process)
As shown in FIG. 28, the temperature data measured by the near-infrared camera is taken in via the control device 50, and the role of the dedicated personal computer 251 in FIGS. 25 (a) to 25 (d) is played by the process computer 70 or the business computer 90. In the business computer 90, identification data called a coil No associated with each material to be rolled 8 is recorded as a key.

以上のような方法とは別に、近赤外線カメラと制御装置50の間、あるいは、制御装置50とプロセスコンピュータ70の間、あるいは、プロセスコンピュータ70とビジネスコンピュータ90の間に、図示しない専用パソコン251を間挿し、専用パソコン251にて画像処理した後の温度データを、ビジネスコンピュータ90に送り、さらに、ビジネスコンピュータ90内に、被圧延材8ごとに紐付けされたコイルNoと呼ばれる識別データをキーに、画像処理した後の温度データが記録されるようにしてもよい。   In addition to the above method, a dedicated personal computer 251 (not shown) is provided between the near-infrared camera and the control device 50, between the control device 50 and the process computer 70, or between the process computer 70 and the business computer 90. The temperature data after interpolating and image processing by the dedicated personal computer 251 is sent to the business computer 90. Further, in the business computer 90, the identification data called coil No. associated with each rolled material 8 is used as a key. The temperature data after image processing may be recorded.

図25中の所内LAN252に代え、専用回線を経由して各ライン用のビジネスコンピュータ90を結ぶネットワークを形成しておき、各ライン用のビジネスコンピュータ90に接続する端末やパソコン、あるいはそのネットワークに直接接続する端末やパソコンから、そのコイルNoを入力すれば、例えば、製造部門の事務所や、品質管理部門の事務所などの各事務所など、離れた場所でも、遠隔にて、その画像処理後の平面(2次元)温度データを、コピーしてくることができ、画像処理後の温度データを、それら各事務所の端末やパソコンの画面上に再生したり、また、その画像処理後の温度データを、解析したり、あるいは、加工したりすることもできる。もちろん、需要家に対する製品納入上の品質保証用にも使える。   Instead of the in-house LAN 252 in FIG. 25, a network that connects the business computers 90 for each line via a dedicated line is formed, and a terminal or personal computer connected to the business computer 90 for each line, or directly to the network. If the coil No. is input from the connected terminal or personal computer, the image can be processed remotely at remote locations such as offices in the manufacturing department and offices in the quality control department. The two-dimensional temperature data can be copied, and the temperature data after image processing can be reproduced on the terminal or PC screen of each office, and the temperature after image processing. Data can also be analyzed or processed. Of course, it can also be used for quality assurance in product delivery to consumers.

品質不良部があることを自動で判定した場合、ビジネスコンピュータ90からの指令により、例えば、インラインスキンパス30を有する酸洗ライン200のような精製工程を、熱間圧延工程の後工程として追加して、品質不良部をシャー5にて切除するよう自動で指示する、などの対応をとることができるからである。   When it is automatically determined that there is a poor quality part, a refining process such as a pickling line 200 having an inline skin pass 30 is added as a subsequent process of the hot rolling process according to a command from the business computer 90. This is because it is possible to take measures such as automatically instructing to cut off the defective portion with the shear 5.

被圧延材8の最先端から30mの範囲に品質不良部が集中している場合は、その30mを切除し、一つ前の被圧延材の尾端に、品質不良部を切除後の被圧延材8の先端を溶接機6にて溶接し、連続的に酸洗ライン200を通過させる。   When poor quality parts are concentrated in the range of 30m from the foremost part of the material 8 to be rolled, 30m is cut off and the rolled material after the bad quality part is cut off at the tail end of the previous material to be rolled. The tip of the material 8 is welded by the welding machine 6 and is continuously passed through the pickling line 200.

しかし、例えば、被圧延材8の最先端から30〜40mの範囲と、同100〜120mの範囲に品質不良部があるような場合は、その30〜40mの範囲と100〜120mの範囲を切除したのでは、40〜100mの部分に60m分の健全部分ができるが、溶接部が混在してもよい需要家からのオーダーか、あるいは、溶接部が混在してはいけないが60m分の小さな重量でも大丈夫な需要家からのオーダーや、最終的に切板になるようなオーダーであれば、この60m分の健全部分を、前後の被圧延材の先端と尾端に、溶接機6にて溶接し、連続的に酸洗ライン200を通過させる。   However, for example, when there is a poor quality part in the range of 30 to 40 m and the range of 100 to 120 m from the cutting edge of the material 8 to be rolled, the range of 30 to 40 m and the range of 100 to 120 m are excised. So, a healthy part for 60m is made in the 40-100m part, but it is an order from the customer where the welded part may be mixed, or the welded part should not be mixed, but a small weight for 60m However, if it is an order from an okay customer or an order that eventually becomes a cut plate, the 60 m healthy portion is welded to the front and rear ends of the material to be rolled by the welding machine 6. Then, the pickling line 200 is continuously passed.

もしも、溶接部が混在してはいけなくて、しかも、60m分の小さな重量ではいけない需要家からのオーダーであれば、30〜100mの範囲全体を切除し、一つ前の被圧延材の尾端に、品質不良部を切除後の被圧延材8の先端を溶接機6にて溶接し、連続的に酸洗ライン200を通過させる。   If it is an order from a customer who should not have a welded portion and should not have a small weight of 60m, the entire range of 30 to 100m should be excised and the tail of the previous rolled material At the end, the tip of the material to be rolled 8 after the poor quality portion is excised is welded by the welding machine 6 and continuously passed through the pickling line 200.

被圧延材8の尾端についても同様である。   The same applies to the tail end of the material 8 to be rolled.

品質不良部をシャー5にて切除するよう自動で指示する際には、切除指令、被圧延材の長手方向のどこを切除するのか、長手方向位置(切除開始位置)および切除長を、指令として出力するようにする。   When automatically instructing to cut out the poor quality portion with the shear 5, the cutting command, where to cut in the longitudinal direction of the material to be rolled, the longitudinal position (cutting start position) and the cutting length are used as commands. Make output.

ビジネスコンピュータ90は、各被圧延材8の需要家からのオーダー材質、オーダー厚、オーダー幅などの属性データのほか、例えば熱間圧延ライン100での全長板厚分布や近赤外線カメラで測定した全幅温度分布など、各種の膨大な製造実績データを、各被圧延材8ごとに紐付けて記録している。そして、熱間圧延ライン100のほか、酸洗ライン200をはじめ、ここには図示しない冷間圧延などの別の製造工程なども含め、全製造工程を通しての通過工程指示も行うなど、全製造工程を通しての通過工程指示・管理のほか、製造・品質実績管理も行う。   The business computer 90, in addition to the attribute data such as the order material, order thickness, order width, etc. from the customer of each material 8 to be rolled, for example, the full length thickness distribution in the hot rolling line 100 and the full width measured with a near infrared camera. Various huge production record data such as temperature distribution are recorded in association with each material 8 to be rolled. In addition to the hot rolling line 100, the entire picking line 200 and other manufacturing processes such as cold rolling (not shown) are also included here. In addition to instructing and managing the passing process through the company, it also manages manufacturing and quality results.

これら一連の機能を果たす、ビジネスコンピュータ90、そのコンピュータプログラム、付属する記録装置と記録媒体、および、それらに接続する端末やパソコンと、その画面表示機能のようなマンマシンデータインターフェース機能も含めた、コンピュータシステムのことをビジコンシステムと呼ぶ。   Including these business functions, including business computer 90, its computer program, attached recording device and recording medium, and terminals and personal computers connected thereto, and man-machine data interface functions such as its screen display function, A computer system is called a vidicon system.

図28に、熱間圧延ライン100および他の製造工程も含め、通過工程指示・管理のほか、製造・品質実績管理も行う、ビジコンシステム901の概要を示す。   FIG. 28 shows an outline of a vidicon system 901 that includes the hot rolling line 100 and other manufacturing processes, as well as the passing process instruction and management, and the manufacturing and quality results management.

図28の例では、熱間圧延ライン用、冷間圧延ライン用、酸洗ライン用、他のライン用、などに分けてビジネスコンピュータ90を設けているが、分け方は上記の例に限るものではなく、あるいは1台のコンピュータに集約してもよい。   In the example of FIG. 28, the business computer 90 is provided separately for a hot rolling line, for a cold rolling line, for a pickling line, for other lines, etc., but the way of dividing is limited to the above example. Alternatively, it may be integrated into one computer.

また、図28では、熱間圧延ライン100に近赤外線カメラを設置する形態として、図25(a)の形態を踏襲する場合を例に挙げているが、図25(b)〜(d)の各種の形態を踏襲する場合も例として挙げることができる。
(熱延金属帯の製造方法)
以下に、本発明の実施による効果を説明する。
Moreover, in FIG. 28, although the case where the form of FIG. 25 (a) is followed is mentioned as an example as a form which installs a near-infrared camera in the hot rolling line 100, FIG.25 (b)-(d). An example of the case of following various forms is also possible.
(Method for producing hot-rolled metal strip)
Below, the effect by implementation of this invention is demonstrated.

被圧延材8の熱間圧延ライン中央についてだけ、コイラー入側にて温度測定した結果を、長手方向に連続したデータを図29に示す。この被圧延材は中伸びであったため、被圧延材の幅中央の平坦(急峻)度の長手方向分布と、被圧延材の温度の長手方向分布とが、相関を示すが、被圧延材の最先端から20m以内の範囲にできる平坦度の悪い部分に、局部的に被圧延材の温度の低い部分ができているようすがわかる。実際、○で囲った部分は切除したが、試しに需要家と同じ条件でプレス加工してみると、割れが発生した。   FIG. 29 shows data obtained by continuously measuring the temperature at the coiler entrance side only in the center of the hot rolling line of the material 8 to be rolled, in the longitudinal direction. Since the material to be rolled was moderately elongated, the longitudinal distribution of the flatness (steepness) at the center of the width of the material to be rolled and the longitudinal distribution of the temperature of the material to be rolled showed a correlation. It can be seen that a part having a low temperature of the material to be rolled is locally formed in a part having a poor flatness within a range of 20 m from the most advanced part. Actually, the part surrounded by ○ was cut out, but when it was pressed under the same conditions as the customer as a test, a crack occurred.

また、コイラー入側に近赤外線カメラを設置する前は、コイラー入側温度計25による温度測定結果によって品質不良部分を判定せざるを得なかったが、図30の縦軸に、近赤外線カメラにて温度測定した場合の品質不良部分と判定した部分の長さから、同コイラー入側温度計25にて温度測定した場合の品質不良部分と判定した部分の長さを差し引いた値が、10m以上である被圧延材の本数の比率を示している。コイラー入側に近赤外線カメラを設置する前は、25.5%の被圧延材について、温度上限閾値を超えるものや温度下限閾値を下回るものを少な目に判定していたことになる。(コイラー入側に近赤外線カメラを設置した後は、当然ながらその比率は0%である。)   In addition, before installing the near infrared camera on the coiler entry side, it was necessary to determine the poor quality part based on the temperature measurement result by the coiler entry side thermometer 25, but the vertical axis in FIG. The value obtained by subtracting the length of the portion determined to be a defective quality when the temperature is measured by the coiler inlet side thermometer 25 from the length of the portion determined to be a defective quality when the temperature is measured is 10 m or more. It shows the ratio of the number of the material to be rolled. Before the near-infrared camera was installed on the entrance side of the coiler, about 25.5% of the material to be rolled, the material exceeding the temperature upper threshold or the temperature lowering below the temperature lower threshold was judged to be small. (After installing a near-infrared camera on the inlet side of the coiler, the ratio is naturally 0%.)

熱間圧延ラインのコイラー入側に設置した近赤外線カメラを用いて熱延金属帯の全幅を撮影し、その温度分布を測定し、その測定の結果をもとに、冷却のしかたを制御するようにすれば、需要家に対する製品納入上の品質保証を適正に行えるようになる。   Using a near-infrared camera installed on the coiler entrance side of the hot rolling line, film the entire width of the hot-rolled metal strip, measure its temperature distribution, and control the cooling method based on the measurement results. By doing so, it will be possible to properly guarantee the quality of products delivered to consumers.

本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention a)耳伸び、b)中伸びなどの先端部の平坦度(急峻度)の悪さと切除長さの関係を示す線図A diagram showing the relationship between the ablation length and the poor flatness (steepness) of the tip, such as a) ear extension and b) medium extension 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための一つの実施の形態について説明するための線図Schematic for explaining one embodiment for carrying out the present invention 本発明を実施するための別の実施の形態について説明するための線図Diagram for explaining another embodiment for carrying out the present invention 本発明の効果について説明するための線図Diagram for explaining the effect of the present invention 本発明の効果について説明するためのグラフGraph for explaining the effect of the present invention 従来からある熱間圧延ラインの一例について説明するための線図Diagram for explaining an example of a conventional hot rolling line 従来技術の問題点について説明するための線図Diagram for explaining the problems of the prior art 膜沸騰のようすと核沸騰のようすを対比して説明するための線図Diagram for comparing film boiling and nucleate boiling 従来技術について説明するための線図Diagram for explaining the prior art 従来技術の問題点について説明するための線図Diagram for explaining the problems of the prior art 従来技術について説明するための線図Diagram for explaining the prior art

符号の説明Explanation of symbols

5 シャー
6 溶接機
8 被圧延材
10 加熱炉
12 粗圧延機
13 テーブルローラー
135 エッジャーロール
14 クロップシャー
15 仕上入側温度計
18 仕上圧延機
19 ワークロール
20 バックアップロール
21 仕上出側温度計
21A 近赤外線カメラ
22 仕上出側板厚計
23 ランナウトテーブル
24 コイラー
25 コイラー入側温度計
25A 近赤外線カメラ
251 専用パソコン
252 所内LAN
253 各事務所のパソコン
26 冷却関連設備
27 中間温度計
27A 近赤外線カメラ
28 メジャーリングロール
29 速度計
30 インラインスキンパス
50 制御装置
70 プロセスコンピュータ
90 ビジネスコンピュータ
100 熱間圧延ライン
200 酸洗ライン
201 冷却装置
210 上ヘッダユニット
210a 第一上ヘッダ
210b 第二上ヘッダ
210c 中間ヘッダ
220a 第一上ノズル群
220b 第二上ノズル群
230a 棒状冷却水
230b 棒状冷却水
240 滞留冷却水
250 飛散冷却水
260a 遮蔽板
260b 遮蔽板
270a シリンダ
270b シリンダ
280a 遮蔽幕
280b 遮蔽幕
290 遮蔽板
300 ON−OFF機構
310 下ノズル
900 コンピュータシステム
901 ビジコンシステム
A 搬送方向
B 幅方向
5 Shear 6 Welding machine 8 Rolled material
10 Heating furnace
12 Rough rolling mill
13 Table roller
135 Edger Roll
14 Cropshire
15 Finishing-side thermometer
18 Finishing mill
19 Work roll
20 Backup roll
21 Finishing side thermometer
21A near infrared camera
22 Finishing side thickness gauge
23 Runout Table
24 coiler
25 Coiler inlet side thermometer
25A near infrared camera
251 PC
252 Local LAN
253 PC at each office
26 Cooling related equipment
27 Intermediate thermometer
27A near infrared camera
28 Majoring roll
29 Speedometer
30 Inline skin pass
50 Control unit
70 process computer
90 Business computer
100 hot rolling line
200 pickling line
201 Cooling device
210 Upper header unit
210a First upper header
210b Second upper header
210c Intermediate header
220a First upper nozzle group
220b Second upper nozzle group
230a Rod cooling water
230b Rod cooling water
240 Stagnant cooling water
250 splash cooling water
260a Shield plate
260b Shield plate
270a cylinder
270b cylinder
280a Screening curtain
280b Screening curtain
290 Shield plate
300 ON-OFF mechanism
310 Lower nozzle
900 computer system
901 vidicon system A transport direction B width direction

Claims (4)

熱間圧延ラインの仕上圧延機とコイラーの間の冷却関連設備を、前半ゾーンと後半ゾーンに2区分し、前記前半ゾーンでは、表裏片面あたり水量密度0.7m/m /min以上1.2m/m /min以下の冷却水を供給し、前記後半ゾーンでは、表裏片面あたり水量密度0.05m/m /min以上0.3m/m /min以下の冷却水を供給して、巻き取り直前の、熱延金属帯の温度を制御するとともに、前記前半ゾーンでは、さらにそれに加え、前記前半ゾーンの出側に設置した、前記熱延金属帯の全幅を、全長または全長のうちの一部の長さについて撮影可能な、近赤外線カメラによる温度測定の結果をもとに、前記前半ゾーンにおける、前記熱延金属帯の温度の制御にフィードバックして、巻き取り直前の、前記熱延金属帯の温度を制御することを特徴とする熱延金属帯の冷却制御方法。 The cooling-related equipment between the finish rolling mill and the coiler in the hot rolling line is divided into a first half zone and a second half zone. In the first half zone, the water density per front and back single side is 0.7 m 3 / m 2 / min or more. Supply cooling water of 2 m 3 / m 2 / min or less, and supply water with a water density of 0.05 m 3 / m 2 / min or more and 0.3 m 3 / m 2 / min or less per front and back side surfaces in the latter half zone. Then, the temperature of the hot-rolled metal strip immediately before winding is controlled, and in the first half zone, in addition to that, the full width of the hot-rolled metal strip installed on the exit side of the first half zone Based on the result of temperature measurement by a near-infrared camera, which can be photographed for a part of the length, feedback to the temperature control of the hot-rolled metal strip in the first half zone, The method for controlling cooling of a hot-rolled metal strip, comprising controlling the temperature of the hot-rolled metal strip. 前記フィードバックによる、前記熱延金属帯の巻き取り直前の温度上昇分を補償すべく、前記後半ゾーンにおける、前記熱延金属帯の温度の制御にフィードフォワードして、巻き取り直前の、前記熱延金属帯の温度を制御することを特徴とする請求項1の熱延金属帯の冷却制御方法。 In order to compensate for the temperature increase immediately before winding of the hot-rolled metal strip due to the feedback, the hot-rolling immediately before winding is fed forward to control the temperature of the hot-rolled metal strip in the latter half zone. The method for controlling cooling of a hot-rolled metal strip according to claim 1, wherein the temperature of the metal strip is controlled. ある熱延金属帯に対して、前記請求項1の熱延金属帯の冷却制御方法を適用し、次の熱延金属帯も同じ材質と寸法であった場合、前記したある熱延金属帯の、近赤外線カメラの視野に入り撮影された1画像内での温度測定の結果をもとに、前記熱延金属帯の平均温度と該平均温度から前記1画像内での温度の最小値を差し引いた偏差を演算し、前記フィードバックにより、前記熱延金属帯内で、該偏差が、前記熱延金属帯の温度が幅方向に不均一になったことを判定する閾値ΔTL未満となった時点以降における、前記熱延金属帯の、前記前半ゾーンの出側での、熱間圧延ラインの幅中央における温度の測定結果の、長手方向平均値を、次の熱延金属帯の、前記前半ゾーンの出側での、前記した、熱間圧延ラインの幅中央における温度の目標値として、前記した、次の熱延金属帯に対する冷却制御を行うようにすることを特徴とする熱延金属帯の冷却制御方法。 When the cooling control method for a hot-rolled metal strip according to claim 1 is applied to a hot-rolled metal strip, and the next hot-rolled metal strip has the same material and dimensions, Based on the result of temperature measurement in one image taken in the field of view of the near-infrared camera, the average temperature of the hot-rolled metal strip and the minimum value of the temperature in the one image are subtracted from the average temperature. After the time when the deviation becomes less than a threshold value ΔTL for determining that the temperature of the hot-rolled metal strip becomes non-uniform in the width direction by the feedback. The average value in the longitudinal direction of the measurement result of the temperature at the center of the width of the hot rolling line at the outlet side of the first half zone of the hot rolled metal band in the first half zone of the next hot rolled metal band. Target temperature at the center of the width of the hot rolling line as described above As the the cooling control method for the hot-rolled metal strip, characterized in that to perform the cooling control for the next hot rolled metal strip. 請求項1ないし3のいずれかを用いた熱延金属帯の製造方法。 A method for producing a hot-rolled metal strip using any one of claims 1 to 3.
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