JP2010167503A - 冷却制御方法、装置、及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】高精度なダイナミック制御を可能にし、かつ、材質造り込みへの影響も少なくする。
【解決手段】冷却制御装置１００は、仕上圧延後の鋼板１を搬送しながら、冷却通板中は冷却強度が略一定となるような冷却水量で冷却する冷却装置４を制御するものであって、目標冷却終了温度情報に応じて通板速度を算出して冷却装置４に反映させるとともに、冷却装置４による鋼板１の予定冷却履歴を取得する予定冷却履歴取得部１０１と、冷却装置４による冷却開始前及び冷却終了後での鋼板１の長手方向の所定の部位での実績温度情報を取得する実績温度情報取得部１０２と、予定冷却履歴取得部１０１により取得される予定冷却履歴と実績温度情報取得部１０２により取得される実績温度情報とに基づいて、冷却装置４に反映させた通板速度を修正する通板速度修正部１０３とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、熱間圧延された鋼板を冷却する冷却装置を制御する冷却制御方法、装置、及びコンピュータプログラムに関する。

熱間圧延された主に厚鋼板を水冷により加速冷却し、焼入れ効果等を得るようにした鋼板製造ラインが稼動している。この熱間圧延鋼板の冷却は鋼板の材質造り込み上重要な工程の一つであり、その特性を決定付けるパラメータとしては、主に「鋼板の冷却開始温度」、「冷却強度」、「鋼板の冷却終了温度」が挙げられる。

ところで、上述したパラメータのうち「鋼板の冷却開始温度」は仕上圧延工程の仕上温度で決定付けられ、また、「冷却強度」は所望の材質造り込みの前提条件として決定付けられることから、オンライン上での冷却制御においては「鋼板の冷却終了温度」が最も重要となる。

従来から、冷却通板中の鋼板の温度を計測し、冷却終了温度が所望の温度となるように鋼板の上面や下面に噴射する冷却水量を変動させて、温度誤差を修正するようにした冷却制御が提案されている（例えば特許文献１）。

特公平７−４１３０３号公報 特開２００３−１３８３１８号公報 特開平６−７１３１５号公報

しかしながら、冷却装置では大量の冷却水が使用されるため、冷却通板中に冷却水量を変動させるのでは、その応答性に劣ってしまい、高精度なダイナミック制御が困難であるという問題がある。

また、冷却通板中に冷却水量を変動させることは、重要なパラメータの一つである「冷却強度」そのものを変化させることになるため、材質造り込みへの影響が懸念される。

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、高精度なダイナミック制御を可能にし、かつ、材質造り込みへの影響も少なくすることを目的とする。

本発明の冷却制御方法は、複数の冷却ゾーンを備え、冷却装置の前面位置及び後面位置に温度計が配置された冷却装置であり、冷却通板中は単位時間当たりの温度差である冷却強度が略一定となるような冷却水量で、仕上圧延後の鋼板を搬送しながら冷却する冷却装置を制御する冷却制御方法であって、
前記鋼板の長手方向の各セグメントｉでの板厚方向平均温度である冷却開始温度情報ＴＳ_i ^*を取得し、
前記鋼板の長手方向の各セグメントｉでの冷却開始温度情報ＴＳ_i ^*と、予め設定され板厚方向平均温度で与えられる目標冷却終了温度情報ＴＥ^*と、各冷却ゾーンにおいて予め設定される製造標準値の冷却水量と、前記冷却ゾーンの全長とに基づいて通板速度を算出し、
前記鋼板の長手方向の各セグメントｉが冷却開始位置から冷却終了位置に達するまでの予定全冷却時間ｔｅ_i ^*を算出する予定冷却履歴取得手順と、
前記冷却装置の前面位置及び後面位置にそれぞれ配置された温度計により計測される前記鋼板の長手方向の各セグメントｉの表面温度をセグメント毎に定周期で読み込んで、該表面温度から冷却開始前及び冷却終了後それぞれの板厚方向平均温度ＴＳ_i ^R、ＴＦ_i ^Rを算出し、該板厚方向平均温度それぞれの複数のセグメント分である指定距離分の平均値ＴＳ^R、ＴＦ^Rを求めて、前記冷却装置による冷却開始前及び冷却終了後での前記鋼板の長手方向の所定の指定距離分での実績温度情報を取得する実績温度情報取得手順と、
前記実績温度情報取得手順により取得される冷却開始前及び冷却終了後それぞれにおける指定距離分の板厚方向平均温度の平均値ＴＳ^R及びＴＦ^Rと、該指定距離分の実績平均冷却時間ｔｅ^Rとから次式で実績冷却強度Ｖｃ^Rを算出し、
Ｖｃ^R＝（ＴＳ^R−ＴＦ^R）／ｔｅ^R
前記冷却開始前における指定距離分の板厚方向平均温度の平均値ＴＳ^Rと前記目標冷却終了温度情報ＴＥ^*と前記実績冷却強度Ｖｃ^Rとから、次式で冷却開始位置から冷却終了位置に達するまでの必要全冷却時間ｔｅｅ_i´を算出し、
ｔｅｅ_i´＝（ＴＳ^R−ＴＥ^*）／Ｖｃ^R
該必要全冷却時間ｔｅｅ_i´と前記予定冷却履歴取得手順により求められた予定冷却履歴の予定全冷却時間ｔｅ_i ^*とに基づいて前記通板速度を修正する通板速度修正手順とを有することを特徴とする。
本発明の冷却制御方法は、複数の冷却ゾーンを備え、冷却装置の前面位置及び後面位置に温度計が配置された冷却装置であり、冷却通板中は単位時間当たりの温度差である冷却強度が略一定となるような冷却水量で、仕上圧延後の鋼板を搬送しながら冷却する冷却装置を制御する冷却制御装置であって、
前記鋼板の長手方向の各セグメントｉでの板厚方向平均温度である冷却開始温度情報ＴＳ_i ^*を取得し、
前記鋼板の長手方向の各セグメントｉでの冷却開始温度情報ＴＳ_i ^*と、予め設定され板厚方向平均温度で与えられる目標冷却終了温度情報ＴＥ^*と、各冷却ゾーンにおいて予め設定される製造標準値の冷却水量と、前記冷却ゾーンの全長とに基づいて通板速度を算出し、
前記鋼板の長手方向の各セグメントｉが冷却開始位置から冷却終了位置に達するまでの予定全冷却時間ｔｅ_i ^*を算出する予定冷却履歴取得手段と、
前記冷却装置の前面位置及び後面位置にそれぞれ配置された温度計により計測される前記鋼板の長手方向の各セグメントｉの表面温度をセグメント毎に定周期で読み込んで、該表面温度から冷却開始前及び冷却終了後それぞれの板厚方向平均温度ＴＳ_i ^R、ＴＦ_i ^Rを算出し、該板厚方向平均温度それぞれの複数のセグメント分である指定距離分の平均値ＴＳ^R、ＴＦ^Rを求めて、前記冷却装置による冷却開始前及び冷却終了後での前記鋼板の長手方向の所定の指定距離分での実績温度情報を取得する実績温度情報取得手段と、
前記実績温度情報取得手段により取得される冷却開始前及び冷却終了後それぞれにおける指定距離分の板厚方向平均温度の平均値ＴＳ^R及びＴＦ^Rと、該指定距離分の実績平均冷却時間ｔｅ^Rとから次式で実績冷却強度Ｖｃ^Rを算出し、
Ｖｃ^R＝（ＴＳ^R−ＴＦ^R）／ｔｅ^R
前記冷却開始前における指定距離分の板厚方向平均温度の平均値ＴＳ^Rと前記目標冷却終了温度情報ＴＥ^*と前記実績冷却強度Ｖｃ^Rとから、次式で冷却開始位置から冷却終了位置に達するまでの必要全冷却時間ｔｅｅ_i´を算出し、
ｔｅｅ_i´＝（ＴＳ^R−ＴＥ^*）／Ｖｃ^R
該必要全冷却時間ｔｅｅ_i´と前記予定冷却履歴取得手順により求められた予定冷却履歴の予定全冷却時間ｔｅ_i ^*とに基づいて前記通板速度を修正する通板速度修正手段とを備えたことを特徴とする。
本発明のコンピュータプログラムは、上記の冷却制御方法の各手順の処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、冷却通板中に、冷却強度が略一定となるように冷却水量を制御し、鋼板の冷却終了温度が目標冷却終了温度となるように通板速度を制御するようにしたので、応答性に優れた高精度なダイナミック制御が可能になり、かつ、材質造り込みへの影響も少なくすることができる。

本発明を適用する鋼板製造ラインの一例を示す図である。 冷却装置の内部構成例を示す図である。 本実施形態の冷却制御装置を含む制御系の概略構成を示す図である。 本実施形態の冷却制御装置による冷却制御処理を説明するためのフローチャートである。 冷却開始からの時間と鋼板の温度変化との関係を示す特性図である。 予定冷却履歴の取得処理について説明するためのフローチャートである。 板厚方向の温度分布を説明するための図である。 実績温度情報の取得処理について説明するためのフローチャートである。 通板速度の修正処理について説明するためのフローチャートである。 実施例における結果を示す特性図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。図１には、本発明が適用される鋼板製造ラインの一例を示す。同図に示すように、不図示の加熱炉や粗圧延機を経て粗形成された鋼板１を目標板厚まで圧延する仕上圧延機２と、仕上圧延後の鋼板１の形状を矯正する矯正機３と、矯正後の鋼板１を加速冷却する冷却装置４とが順次配設されており、加速冷却後の鋼板１が所望の形状及び材質を有する製品となる。

仕上圧延機２の前面位置及び後面位置には、仕上前面温度計５及び仕上後面温度計６がそれぞれ配置される。また、冷却装置４の前面位置Ｓ及び後面位置Ｆには、冷却前面温度計７及び冷却後面温度計８がそれぞれ配置される。なお、本実施形態では、各温度計が鋼板１の上面で表面温度を計測する例を説明するが、例えば鋼板１の上面及び下面の両方で表面温度を計測するようにしてもよい。また、本実施形態では冷却後面温度計８を冷却装置４の外に設置しているが、冷却ゾーン部分使用する場合などの為に冷却装置４内部で表面温度を計測するようにしてもよい。

図２は、冷却装置４の内部構成例を示す図である。冷却装置４の内部では、鋼板１を搬送するローラ群４１が多数配列されるとともに、各冷却ゾーン１Ｚ〜１９Ｚにおいて鋼板１の上面及び下面に冷却水を噴射するノズル群（不図示）が多数配列される。これらノズル群からの冷却水の噴射は流量制御弁によってそれぞれ制御され、鋼板の板厚や板長等の諸条件によって使用ゾーン数や各ノズルからの噴射量を調整できるようになっている。

図３は、本実施形態の冷却制御装置１００を含む制御系の概略構成を示す図である。冷却制御装置１００には、仕上圧延機２を含む各圧延機の総括的な制御を行う圧延制御装置２００と、主に生産管理を行う生産管理装置３００と、冷却制御装置１００から出力される各種データを表示したり、冷却制御装置１００に対してオペレータからの入力等を出力したりするデータ入出力装置４００と、冷却前面温度計７、冷却後面温度計８とが接続する。

また、冷却制御装置１００には、冷却装置４の各冷却ゾーン１Ｚ〜１９Ｚの流量制御弁５０１を制御して冷却水量を制御する冷却水量制御装置５００と、鋼板１を搬送する際に駆動される冷却装置４の鋼板送りモータ６０１を制御して通板速度を制御する通板速度制御装置６００とが接続する。

すなわち、冷却制御装置１００は、冷却前面温度計７及び冷却後面温度計８、圧延制御装置２００、生産管理装置３００、及びデータ入出力装置４００等から入力されるデータに基づいて、冷却水量制御装置５００や通板速度制御装置６００を介して冷却水量や通板速度の制御を行う。

特に本実施形態の冷却制御装置１００は、仕上圧延後の鋼板１を搬送しながら、冷却水量制御装置５００に所要の冷却水量を送信することで、冷却装置の注水量を制御するとともに、冷却装置４により冷却が終了した部分の鋼板１の実績温度情報に基づき通板速度制御装置６００を介して通板速度を制御するものである。

より具体的に、本実施形態の冷却制御装置１００は、目標冷却終了温度情報に応じて通板速度を算出して冷却装置４に反映させるとともに、冷却装置４による鋼板１の予定冷却履歴を取得する予定冷却履歴取得部１０１と、冷却装置４による冷却開始前及び冷却終了後での鋼板１の長手方向の所定の部位での実績温度情報を取得する実績温度情報取得部１０２と、予定冷却履歴取得部１０１により取得される予定冷却履歴と実績温度情報取得部１０２により取得される実績温度情報とに基づいて、冷却装置４に反映させた通板速度を修正する通板速度修正部１０３とを備える。

図４は、本実施形態の冷却制御装置１００による冷却制御処理を説明するためのフローチャートである。また、図５は、冷却開始からの時間と鋼板１の温度（板厚方向平均温度）変化との関係を示す特性図である。

ステップＳ１００では、目標冷却終了温度情報に応じて通板速度を算出して冷却装置４に反映させるとともに、冷却装置４による鋼板１の予定冷却履歴を取得する。以下、図６を参照して、ステップＳ１００の予定冷却履歴の取得処理について説明する。

まず、冷却装置４の入側（冷却開始位置）における鋼板１の長手方向の各セグメントでの冷却開始温度情報を算出する（ステップＳ１０１）。

具体的には、圧延制御装置２００から仕上後面温度計６により計測される鋼板１の表面温度を取得し、仕上圧延終了時点の各セグメントでの板厚方向の温度分布を求める。表面温度から板厚方向の温度分布を求める手法として、板厚方向の温度分布は板厚方向の中間位置で温度が最高となる放物線状となることが知られており、例えば特許文献１に開示された手法を用いて板厚方向１１点の温度分布を決定すればよい（図７を参照）。概要を説明すれば、上表面温度Ｔ_Fは、計測された温度である。上表面と板温最高点との温度差ΔＴは、下式（１）
ΔＴ＝３３．８−３．６３ｈ（−０．０３７１＋０．００５２８ｈ）・Ｔ_F・・・（１）
但し、ΔＴ:上表面と板温最高点との温度差、ｈ:板厚
で与える。下表面温度Ｔ_Lは、下式（２）
Ｔ_L＝Ｔ_F＋Ｋ₁ξ（ΔＴ_Scon＋ΔＴ_Sclass）＋Ｋ₂・・・（２）
但し、ξ：学習により得た温度変換係数、ΔＴ_S：学習により得た入側温度上下面温度差、Ｋ₁，Ｋ₂：調整要素
により決定する。以上の条件を満たす放物線状の温度分布を決定し、板厚方向の温度分布を決定する。その他にも、詳細な説明は省略するが、表面温度から板厚方向の温度分布を求める手法については特許文献２、３等にも開示されており、いずれの手法を用いてもかまわない。

そして、仕上圧延終了時点の各セグメントでの板厚方向の温度分布を初期値として、上述した板厚方向１１点を計算対象点とし、冷却装置４の冷却開始位置までの温度推移を熱伝導差分方程式を解くことにより、冷却装置４の冷却開始位置における各セグメントでの板厚方向平均温度ＴＳ_i ^*（以下、「冷却開始温度ＴＳ_i ^*」と称する）を冷却開始温度情報として算出する。熱伝導差分方程式を解くことにより温度推移を解析する手法についても、例えば特許文献１に開示されているように、概要を説明すれば、板厚方向の初期温度分布状態に基づいて、板上の代表点における１１点を計算対象点として、下式（３）に示す１次元熱伝導差分方程式
Ｑ(ｉ)_t＋Δ_t
＝Ｑ(ｉ)_t＋Δｔ・（λ_i+1−２λ_i＋λ_i-1）／ρ・Δｘ² （ｉ＝１〜１１）
ΔＱ_S
＝４．８８[｛（Ｔｇ＋２７３）／１００｝⁴−｛（Ｔ(ｉ)＋２７３）／１００｝⁴] （ｉ＝１、１１）
＝０ （ｉ＝２〜１０）・・・（３）
但し、Ｑ(ｉ)_t：時刻ｔでの要素ｉの含熱量、Ｔ(ｉ)_t：同温表示、Δt：差分計算の刻み時間（＝const,150msec）、ρ：密度、λ：要素ｉの熱伝導率、Ｔｇ：気温、ΔＱ_S：境界条件、Δｘ：板厚分割厚
を解く。この場合に、板温度Ｔから含熱量Ｑへの変換を、
Ｔ＞８８０であれば、Ｑ＝３．３３３＋０．１６Ｔ
Ｔ≦８８０であれば、Ｑ＝−１４９．０５＋０．４８１・Ｔ−１．６８×１０^-4・Ｔ²
とし、含熱量Ｑから温度Ｔへの変換（含熱量：比熱を０℃からＴまで積分した値）を、
Ｑ＞１４４．１３であれば、Ｔ＝−２０．８＋６．２５×Ｑ
０＜Ｑ≦１４４．１３であれば、Ｔ＝１４３１．５−√（１．１６２×１０₆−５．９５×１０³×Ｑ）
とする。

本実施形態では、冷却開始温度ＴＳ_i ^*を、仕上圧延終了時点の各セグメントでの板厚方向の温度分布を初期値として１次元熱伝導差分方程式を解くことにより取得するようにしたが、冷却前面温度計７より計測された温度から取得するようにしてもよい。

次に、ステップＳ１０１で求められた冷却開始温度ＴＳ_i ^*と、製造標準値として生産管理装置３００等により設定される各冷却ゾーン１Ｚ〜１９Ｚでの冷却水量と、製造標準値として生産管理装置３００等により設定される目標とする冷却終了時点の板厚方向平均温度ＴＥ^*（以下、「目標冷却終了温度ＴＥ^*」と称する）と、冷却装置４の使用ゾーンの全長と等に基づいて通板速度を算出し、その通板速度を初期設定速度として冷却装置４に反映させる（ステップＳ１０２）。本実施形態では、冷却処理の前提として、冷却通板中は冷却強度が略一定となるように各冷却ゾーン１Ｚ〜１９Ｚでの冷却水量、すなわち使用ゾーン数や各ノズルからの噴射量が制御される。

次に、鋼板１の各セグメントでの後面位置Ｆにおける予定板厚方向平均温度ＴＦ_i ^*（ｉ：セグメントの番号）（以下、「予定後面位置温度ＴＦ_i ^*」と称する）を予定後面位置温度情報として算出する（ステップＳ１０３）。この場合も、例えば目標冷却終了温度ＴＥ^*を初期値として、ステップＳ１０１にて冷却開始温度ＴＳ_i ^*を算出したのと同様に熱伝導差分方程式により空冷計算を行って温度推移を解析すればよい。例えば使用する冷却ゾーンが短く、冷却終了位置と後面位置Ｆとの距離が離れるような場合、冷却終了位置での鋼板１の温度と後面位置Ｆでの鋼板１の温度とが相違する可能性があることから本ステップの処理を行うようにしたものであるが、冷却終了位置と後面位置Ｆとの距離が近かったり、目標冷却流量温度ＴＥ^*が後面位置Ｆでの温度として与えられていたりするような場合には本ステップの処理を省略してもよい。

次に、ステップＳ１０２で設定された通板速度に基づいて、鋼板１の各セグメントでの予定全冷却時間ｔｅ_i ^*（ｉ：セグメントの番号）を算出する（ステップＳ１０４）。

そして、目標冷却終了温度ＴＥ^*、冷却開始温度ＴＳ_i ^*、及び予定全冷却時間ｔｅ_i ^*に基づいて、鋼板１の各セグメントが冷却開始位置から冷却終了位置に達するまでの期間での予定冷却強度（予定冷速）Ｖｃ_i ^*（ｉ：セグメントの番号）を算出する（ステップＳ１０５）。上述したように冷却通板中は冷却強度が略一定となるように各冷却ゾーン１Ｚ〜１９Ｚでの冷却水量が制御されるので、予定冷却強度Ｖｃ_i ^*はほぼリニアに変化するものと扱うことができ、下式（４）
Ｖｃ_i ^*＝（ＴＳ_i ^*−ＴＥ^*）／ｔｅ_i ^*・・・（４）
として算出することができる。

図４に説明を戻して、ステップＳ２００では、冷却装置４の前面位置Ｓ（冷却開始前）及び後面位置Ｅ（冷却終了後）における鋼板１の長手方向の所定の部位での実績温度情報を取得する。以下、図８を参照して、ステップＳ２００の実績温度情報の取得処理について説明する。

まず、前面温度計７により計測される鋼板１の表面温度を定周期（各セグメント）で読み込んで、板厚方向平均温度ＴＳ_i ^Rを算出する（ステップＳ２０１）。表面温度から板厚方向の温度分布を求める手法については既述したとおりである。

また、後面温度計８により計測される鋼板１の表面温度を定周期（各セグメント）で読み込んで、板厚方向平均温度ＴＦ_i ^Rを算出する（ステップＳ２０２）。表面温度から板厚方向の温度分布を求める手法については既述したとおりである。

そして、鋼板１の通板状況をトラッキング機能により監視し、指定距離だけ進行するごとに、換言すれば、鋼板１の複数セグメント分について、ステップＳ２０１、Ｓ２０２で算出された板厚方向平均温度ＴＳ_i ^R、ＴＦ_i ^Rそれぞれの指定距離分の平均値ＴＳ^R、ＴＦ^R
（以下、「実績温度ＴＳ^R、ＴＦ^R」と称する）を、下式（５）、（６）
ＴＳ^R＝Ａｖｅ（ＴＳ_i ^R：ｉ＝指定距離分のサンプリング個数分）・・・（５）
ＴＦ^R＝Ａｖｅ（ＴＦ_i ^R：ｉ＝指定距離分のサンプリング個数分）・・・（６）
により実績温度情報として算出する（ステップＳ２０３）。なお、指定距離をどの程度のセグメント分とするかは、通板速度の修正制御に有意効果のある長さを過去の実績等から定めればよい。

図４に説明を戻して、ステップＳ３００では、ステップＳ１００により取得される予定冷却履歴とステップＳ２００により取得される実績温度ＴＳ^R、ＴＦ^Rとに基づいて、冷却装置４に反映させた通板速度を修正する（ステップＳ３００）。以下、図９を参照して、ステップＳ３００の通板速度の修正処理について説明する。

まず、鋼板１が指定距離だけ進行するごとに、指定長さ分が冷却開始位置から冷却終了位置に達するまでの実績冷却強度Ｖｃ^Rを、下式（７）
Ｖｃ^R＝（ＴＳ^R−ＴＦ^R）／ｔｅ^R・・・（７）
により算出する（ステップＳ３０１）。なお、ｔｅ^Rは鋼板１の指定長さ分の実績平均冷却時間である。

次に、ステップＳ３０１により算出された実績冷却強度Ｖｃ^Rを前提として、鋼板１の指定長さ分の必要全冷却時間ｔｅｅ_i´を、下式（８）
ｔｅｅ_i´＝（ＴＳ^R−ＴＥ^*）／Ｖｃ^R・・・（８）
により算出する（ステップＳ３０２）。

次に、修正ゲインＧｖ_Eを用いて、修正全冷却時間ｔｅｅ_i´ｓを、下式（９）
ｔｅｅ_i´ｓ＝ｔｅ_i ^*−（ｔｅ_i ^*−ｔｅｅ_i´）・Ｇｖ_E・・・（９）
により算出する（ステップＳ３０３）。ここで、修正ゲインＧｖ_Eは制御の応答性と収束性を調節するものであり、通常０．８〜１．０の値とするが、実際の温度誤差の大きさや変動に応じて適切に調整すればよい。

次に、修正全冷却時間ｔｅｅ_i´ｓと予定全冷却時間ｔｅ_i ^*との比率をもって、全冷却時間修正率ＫｖＥ_jを、下式（１０）
ＫｖＥ_j＝ｔｅ_i ^*／ｔｅｅ_i´ｓ・・・（１０）
但し、ｊ：制御回数インデックス
により算出する（ステップＳ３０４）。

そして、通板速度の修正係数ΔＶＥ_jを、下式（１１）
ΔＶＥ_j＝ＫｖＥ_j／ＫｖＥ_(j-1)・・・（１１）
により算出し、通板速度の修正設定出力を行う（ステップＳ３０５）。なお、ここでは現在の通板速度に対する修正係数ΔＶＥ_jを算出するようにしたが、初期設定速度に対する修正係数を算出するようにしてもかまわない。

これにより、鋼板１の指定長さ分以降の部位が冷却終了位置に達した時点で目標冷却終了温度ＴＥ^*を満たすように通板速度を修正することができる。

図４に説明を戻して、これらステップＳ２００、３００の処理を、鋼板１の全長が通過するまで所定回数Ｊだけ繰返し実行する（ステップＳ４００）。

以上述べたように、冷却通板中に、冷却強度が略一定となるように冷却水量を制御するとともに、鋼板の冷却終了温度が目標冷却終了温度となるように通板速度を制御するようにしたので、応答性に優れた高精度なダイナミック制御が可能になり、かつ、材質造り込みへの影響も少なくすることができる。

上記実施形態では、冷却開始温度ＴＳ_i ^*、実績温度ＴＳ^R、ＴＳ^R等の各種温度情報として、鋼板１の表面温度ではなく、板厚方向平均温度を用いるようにしたが、これは下記の理由による。すなわち、（１）目標冷却終了温度ＴＥ^*が板厚方向平均温度で与えられる、（２）鋼板１の表面での温度変化は非常に激しく、大きな誤差が生じて逐次修正が発散
するおそれがある等の理由による。

（実施例）
図１０に示すように、同一の冷却条件下で、本発明による冷却制御を適用した場合と適用しない場合との結果を比較した。冷却条件は、仕上圧延後の鋼板の板厚を２０[ｍｍ]、板長を２８[ｍ]、冷却開始温度を７５０[℃]、目標冷却終了温度をＴＥ^*＝４６５±２５[℃]、初期通板速度を７０[ｍ／ｍｉｎ]、修正ゲインをＧｖ_E＝０．９としている。

図１０に示すように、本発明を適用しない場合、実際の冷却終了温度が各板長方向位置で大きく変化するとともに、鋼板の後端に近づくにつれて目標冷却終了温度の範囲４６５±２５[℃]から離れる（高くなる）傾向があった。

それに対して、本発明を適用した場合、実際の冷却終了温度が各板長方向位置でさほど大きく変化することはなく、鋼板の後端付近でも目標冷却終了温度の範囲４６５±２５[℃]内にあり、良好な結果が得られた。

上述した実施形態の冷却制御装置１００は、具体的にはＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含むコンピュータ装置或いはコンピュータシステムにより構成されるものである。したがって、本発明の各機能処理を実現するために、コンピュータにインストールされるコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。

また、上記実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１ 鋼板
２ 仕上圧延機
３ 矯正機
４ 冷却装置
５ 仕上前面温度計
６ 仕上後面温度計
７ 冷却前面温度計
８ 冷却後面温度計
１００ 冷却制御装置
１０１ 予定冷却履歴取得部
１０２ 実績温度情報取得部
１０３ 通板速度修正部

Claims (3)

1. 複数の冷却ゾーンを備え、冷却装置の前面位置及び後面位置に温度計が配置された冷却装置であり、冷却通板中は単位時間当たりの温度差である冷却強度が略一定となるような冷却水量で、仕上圧延後の鋼板を搬送しながら冷却する冷却装置を制御する冷却制御方法であって、
   前記鋼板の長手方向の各セグメントｉでの板厚方向平均温度である冷却開始温度情報ＴＳ_i ^*を取得し、
   前記鋼板の長手方向の各セグメントｉでの冷却開始温度情報ＴＳ_i ^*と、予め設定され板厚方向平均温度で与えられる目標冷却終了温度情報ＴＥ^*と、各冷却ゾーンにおいて予め設定される製造標準値の冷却水量と、前記冷却ゾーンの全長とに基づいて通板速度を算出し、
   前記鋼板の長手方向の各セグメントｉが冷却開始位置から冷却終了位置に達するまでの予定全冷却時間ｔｅ_i ^*を算出する予定冷却履歴取得手順と、
   前記冷却装置の前面位置及び後面位置にそれぞれ配置された温度計により計測される前記鋼板の長手方向の各セグメントｉの表面温度をセグメント毎に定周期で読み込んで、該表面温度から冷却開始前及び冷却終了後それぞれの板厚方向平均温度ＴＳ_i ^R、ＴＦ_i ^Rを算出し、該板厚方向平均温度それぞれの複数のセグメント分である指定距離分の平均値ＴＳ^R、ＴＦ^Rを求めて、前記冷却装置による冷却開始前及び冷却終了後での前記鋼板の長手方向の所定の指定距離分での実績温度情報を取得する実績温度情報取得手順と、
   前記実績温度情報取得手順により取得される冷却開始前及び冷却終了後それぞれにおける指定距離分の板厚方向平均温度の平均値ＴＳ^R及びＴＦ^Rと、該指定距離分の実績平均冷却時間ｔｅ^Rとから次式で実績冷却強度Ｖｃ^Rを算出し、
   Ｖｃ^R＝（ＴＳ^R−ＴＦ^R）／ｔｅ^R
   前記冷却開始前における指定距離分の板厚方向平均温度の平均値ＴＳ^Rと前記目標冷却終了温度情報ＴＥ^*と前記実績冷却強度Ｖｃ^Rとから、次式で冷却開始位置から冷却終了位置に達するまでの必要全冷却時間ｔｅｅ_i´を算出し、
   ｔｅｅ_i´＝（ＴＳ^R−ＴＥ^*）／Ｖｃ^R
   該必要全冷却時間ｔｅｅ_i´と前記予定冷却履歴取得手順により求められた予定冷却履歴の予定全冷却時間ｔｅ_i ^*とに基づいて前記通板速度を修正する通板速度修正手順とを有することを特徴とする冷却制御方法。
2. 複数の冷却ゾーンを備え、冷却装置の前面位置及び後面位置に温度計が配置された冷却装置であり、冷却通板中は単位時間当たりの温度差である冷却強度が略一定となるような冷却水量で、仕上圧延後の鋼板を搬送しながら冷却する冷却装置を制御する冷却制御装置であって、
   前記鋼板の長手方向の各セグメントｉでの板厚方向平均温度である冷却開始温度情報ＴＳ_i ^*を取得し、
   前記鋼板の長手方向の各セグメントｉでの冷却開始温度情報ＴＳ_i ^*と、予め設定され板厚方向平均温度で与えられる目標冷却終了温度情報ＴＥ^*と、各冷却ゾーンにおいて予め設定される製造標準値の冷却水量と、前記冷却ゾーンの全長とに基づいて通板速度を算出し、
   前記鋼板の長手方向の各セグメントｉが冷却開始位置から冷却終了位置に達するまでの予定全冷却時間ｔｅ_i ^*を算出する予定冷却履歴取得手段と、
   前記冷却装置の前面位置及び後面位置にそれぞれ配置された温度計により計測される前記鋼板の長手方向の各セグメントｉの表面温度をセグメント毎に定周期で読み込んで、該表面温度から冷却開始前及び冷却終了後それぞれの板厚方向平均温度ＴＳ_i ^R、ＴＦ_i ^Rを算出し、該板厚方向平均温度それぞれの複数のセグメント分である指定距離分の平均値ＴＳ^R、ＴＦ^Rを求めて、前記冷却装置による冷却開始前及び冷却終了後での前記鋼板の長手方向の所定の指定距離分での実績温度情報を取得する実績温度情報取得手段と、
   前記実績温度情報取得手段により取得される冷却開始前及び冷却終了後それぞれにおける指定距離分の板厚方向平均温度の平均値ＴＳ^R及びＴＦ^Rと、該指定距離分の実績平均冷却時間ｔｅ^Rとから次式で実績冷却強度Ｖｃ^Rを算出し、
   Ｖｃ^R＝（ＴＳ^R−ＴＦ^R）／ｔｅ^R
   前記冷却開始前における指定距離分の板厚方向平均温度の平均値ＴＳ^Rと前記目標冷却終了温度情報ＴＥ^*と前記実績冷却強度Ｖｃ^Rとから、次式で冷却開始位置から冷却終了位置に達するまでの必要全冷却時間ｔｅｅ_i´を算出し、
   ｔｅｅ_i´＝（ＴＳ^R−ＴＥ^*）／Ｖｃ^R
   該必要全冷却時間ｔｅｅ_i´と前記予定冷却履歴取得手順により求められた予定冷却履歴の予定全冷却時間ｔｅ_i ^*とに基づいて前記通板速度を修正する通板速度修正手段とを備えたことを特徴とする冷却制御装置。
3. 請求項１に記載の冷却制御方法の各手順の処理をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。

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