JP2012011448A - Cooling control method of rolled material, and continuous rolling mill to which the cooling control method is applied - Google Patents

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岳洋 佃
Masayoshi Kobayashi
正宜 小林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To construct a transformation heating prediction model and temperature prediction model by which a transformation heating amount in cooling a rolled material is precisely predicted, and to provide a cooling control method of the rolled material using the prediction model.SOLUTION: In the cooling control method, the transformation heating prediction model in which the transformation heating amount generated in the rolled material W in cooling is predicted by using a ferrite transformation rate, and the temperature prediction model for predicting a sheet temperature by using the predicted transformation heating amount are prepared. The ferrite transformation rate is obtained by using an acquired intermediate temperature actual value. The transformation heating amount generated in a downstream side from a position where the intermediate temperature actual value is acquired is predicted by the transformation heating prediction model using the obtained ferrite transformation rate, and a prediction value of a winding temperature is obtained by the temperature prediction model using the predicted transformation heating amount. A cooling means 3 is controlled so that a difference between the prediction value of the winding temperature and a target value becomes a predetermined value or less.

Description

本発明は、熱間仕上げ圧延された後の圧延材を冷却する際に好適な圧延材の冷却制御方法、及びこの冷却制御方法が適用された連続圧延機に関する。   The present invention relates to a rolling material cooling control method suitable for cooling a rolled material after hot finish rolling, and a continuous rolling machine to which the cooling control method is applied.

従来から、薄鋼板等の圧延材は、加熱されたスラブを複数の圧延スタンドで連続的に圧延することで製造されており、最終圧延スタンドの下流側には圧延材を巻き取るための巻き取り機が設けられている。また、最終圧延スタンドと巻き取り機の間には、圧延材の温度を制御しつつ冷却を行う冷却手段が備えられている。
冷却手段は、冷却水の供給量を可変とするバルブを複数備えた冷却バンクが複数連なることで構成されている。冷却手段、すなわち冷却バンクは、圧延材の板温度を目標温度に一致させるために、開状態にあるバルブの本数である開バルブ本数を変更して、圧延材の温度調整や冷却制御を行う。
Conventionally, a rolled material such as a thin steel plate has been manufactured by continuously rolling a heated slab with a plurality of rolling stands, and winding the rolled material on the downstream side of the final rolling stand. A machine is provided. Further, a cooling means for cooling while controlling the temperature of the rolled material is provided between the final rolling stand and the winder.
The cooling means is configured by a plurality of cooling banks provided with a plurality of valves that make the supply amount of cooling water variable. The cooling means, that is, the cooling bank, adjusts the temperature of the rolled material and controls the cooling by changing the number of open valves, which is the number of valves in the open state, in order to make the plate temperature of the rolled material coincide with the target temperature.

ところで、圧延材の強度や靭性等の材質特性を所定の範囲に収めるためには、巻き取り直前の巻き取り温度の管理が重要である。そのため、温度予測モデルを高精度化して、巻き取り温度の予測精度を向上させる必要がある。温度予測モデルを高精度化の手法の1つとして、冷却時に圧延材に生じる変態発熱量を加味することが行われている。
なお、ここで言う変態発熱量とは、組織変化に伴う発熱量と磁性状態の変化に伴う発熱量の和である。組織変化に伴う発熱量とは、最終圧延直後の鋼材はオーステナイト状態にあるが、圧延材(鋼板)を冷却するにしたがって、フェライトやパーライトといった組織に変態し、この変態時に発生する熱量のことである。磁性状態の変化に伴う発熱量とは、圧延材(鋼板)を冷却するにしたがって、常磁性体から強磁性体に変化する磁気変態がおこり、その時に発生する熱量のことである。
By the way, in order to keep the material properties such as strength and toughness of the rolled material within a predetermined range, it is important to control the winding temperature immediately before winding. For this reason, it is necessary to increase the accuracy of the temperature prediction model and improve the accuracy of predicting the winding temperature. As one method for improving the accuracy of the temperature prediction model, taking into account the amount of transformation heat generated in the rolled material during cooling.
The transformation calorific value referred to here is the sum of the calorific value associated with the change in structure and the calorific value associated with the change in magnetic state. The calorific value associated with the structural change is the amount of heat generated during the transformation of the steel material immediately after the final rolling, which is in the austenitic state, but transforms into a structure such as ferrite and pearlite as the rolled material (steel plate) is cooled. is there. The calorific value associated with the change in the magnetic state is the amount of heat generated at the time when a magnetic transformation that changes from a paramagnetic material to a ferromagnetic material occurs as the rolled material (steel plate) is cooled.

このような変態発熱量を考慮した温度予測モデルとしては、式(1)が用いられることが多い。   Equation (1) is often used as a temperature prediction model in consideration of such transformation heat generation.

式(1)に含まれる変態発熱量Qを具体的に予測する技術を開示したものとしては、特許文献1や特許文献2がある。
特許文献1は、仕上圧延機で加工された鋼板を、冷却手段で冷却する工程を経て製造される、鋼材の製造方法であって、前記冷却手段によって冷却される前の前記鋼板の温度を測定する、第1温度測定工程と、前記鋼板の表面から放出される熱量の総和を算出する、熱量算出工程と、等温変態線図を用いて前記鋼板の変態発熱量を算出する、変態発熱量算出工程と、前記第1温度測定工程によって測定された前記温度と、前記熱量算出工程によって算出された前記熱量と、前記変態発熱量算出工程によって算出された前記変態発熱量と、を用いて、前記冷却手段で冷却された前記鋼板の温度を予測する、温度予測工程と、前記冷却手段によって冷却された鋼板の冷却温度を測定する、第2温度測定工程と、前記温度予測工程によって予測された前記温度と、前記第2温度測定工程によって測定された前記冷却温度とが一致するように、前記冷却手段の動作を制御する、動作制御工程と、を備える鋼材の製造方法を開示する。
Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose techniques for specifically predicting the transformation calorific value Q included in Equation (1).
Patent Document 1 is a method for manufacturing a steel material, which is manufactured through a step of cooling a steel plate processed by a finish rolling mill with a cooling unit, and measures the temperature of the steel plate before being cooled by the cooling unit. Calculating a total calorific value released from the surface of the steel sheet, calculating a calorific value of the steel sheet using a calorific value calculating step and an isothermal transformation diagram. Using the step, the temperature measured by the first temperature measurement step, the calorific value calculated by the calorific value calculation step, and the transformation calorific value calculated by the transformation calorific value calculation step, Predicting the temperature of the steel sheet cooled by the cooling means, predicting the temperature of the steel sheet cooled by the cooling means, measuring the cooling temperature of the steel sheet cooled by the cooling means, and predicting the temperature. And wherein the temperature, such that the second temperature measurement step and the cooling temperature measured by match, and controls the operation of the cooling means, discloses a method of making steel comprising a motion control step.

特許文献2は、熱間圧延機で圧延された金属の圧延材を、圧延機出側の搬送テーブルに設置された冷却手段で冷却し、巻取機前の巻取温度計で測定した圧延材の巻取温度を所定の温度目標値に制御する巻取温度制御装置において、前記圧延材が相変態を起こすことにより発生する変態発熱の量を予測して、その変態発熱の量を補償しながら、巻取温度を所定の温度目標値に一致させるように制御し、また、変態発熱の量を予測するための変態発熱モデルを学習する変態発熱モデル学習手段を備えた巻取温度制御装置を開示する。   Patent Document 2 describes a rolled material obtained by cooling a metal rolled material rolled by a hot rolling mill with a cooling means installed on a conveying table on the delivery side of the rolling mill and measuring with a winding thermometer before the winding machine. In the coiling temperature control device that controls the coiling temperature to a predetermined temperature target value, while predicting the amount of transformation heat generated when the rolled material undergoes phase transformation, and compensating the amount of transformation heat generation Discloses a winding temperature control device provided with a transformation heat generation model learning means for controlling the winding temperature to coincide with a predetermined temperature target value and learning a transformation heat generation model for predicting the amount of transformation heat generation. To do.

また、特許文献3のように、巻き取り温度の的中率の向上を目的にして、中間温度計の温度実績値を活用した取組みも行われている。
すなわち、特許文献3は、熱間圧延機により熱間圧延を行われてから搬送テーブルにより搬送される鋼板へ向けて、該鋼板の搬送方向へ向けて並設された複数基の水冷装置それぞれから、予め定められた熱間圧延条件に基づいて鋼板の巻取温度を演算により予測することにより予め定められる冷却条件で冷却水を噴射することによって該鋼板を冷却した後に、巻取機によりコイルに巻き取って熱延鋼板を製造する際に、前記熱間圧延の途中で、前記予め定められた熱間圧延条件とは異なる他の熱間圧延条件に変更して該熱間圧延を引き続き行う場合に、前記他の熱間圧延条件と、複数の前記水冷装置のうちの最上流側に位置する水冷装置の入側における鋼板の温度の測定値とに基づいて、前記鋼板の巻取温度を目標値とすることが可能な、複数の前記水冷装置全てについての冷却条件の設定値を求め、さらに前記他の熱間圧延条件と、複数の前記水冷装置のうちで最も上流側に位置する水冷装置以外の1又は2以上の水冷装置の入側における鋼板の温度の測定値とに基づいて、少なくとも前記1又は2以上の水冷装置について求めた前記冷却条件の設定値を修正して設定する熱延鋼板の製造方法を開示する。
In addition, as in Patent Document 3, for the purpose of improving the accuracy of the coiling temperature, an approach using the actual temperature value of the intermediate thermometer is also performed.
That is, Patent Document 3 is directed to a plurality of water-cooling devices arranged in parallel in the conveyance direction of the steel sheet toward the steel sheet conveyed by the conveyance table after being hot-rolled by a hot rolling mill. The steel sheet is cooled by injecting cooling water under a predetermined cooling condition by predicting the coiling temperature of the steel sheet by calculation based on a predetermined hot rolling condition, and then applied to the coil by a winder. When producing a hot-rolled steel sheet by winding, in the course of the hot rolling, when the hot rolling is continued by changing to another hot rolling condition different from the predetermined hot rolling condition In addition, based on the other hot rolling conditions and the measured value of the temperature of the steel plate on the inlet side of the water cooling device located on the most upstream side of the plurality of water cooling devices, the coiling temperature of the steel plate is targeted Value One or two or more water cooling devices other than the water cooling device located on the most upstream side among the other hot rolling conditions and the plurality of water cooling devices are obtained. A method for manufacturing a hot-rolled steel sheet is disclosed in which the set value of the cooling condition determined for at least one or more of the water cooling devices is corrected and set based on the measured value of the temperature of the steel sheet on the inlet side.

特開2008−161924号公報JP 2008-161924 特開2005−297015号公報JP 2005-297015 A 特開2009−56504号公報JP 2009-56504 A

上記した特許文献1は、等温変態線図(TTT曲線図)を用いた変態発熱挙動予測モデルを用いることにより、膨大なパラメータを用意することなく、高精度な変態発熱予測を行うものとなっている。具体的には、鋼板の成分によって一意に決まるTTT曲線図を冷却される鋼板の組成によって変形させることにより、TTT曲線図が存在する組成と異なる組成の鋼板に対しても、高精度な変態発熱の予測を可能としている。   Patent Document 1 described above performs transformation heat generation prediction with high accuracy without preparing enormous parameters by using a transformation heat generation behavior prediction model using an isothermal transformation diagram (TTT curve diagram). Yes. Specifically, by transforming a TTT curve diagram uniquely determined by the composition of the steel sheet according to the composition of the steel sheet to be cooled, even a steel sheet having a composition different from the composition in which the TTT curve diagram exists can be transformed with high accuracy. It is possible to predict.

しかしながら、特許文献1の技術では、TTT曲線の4つのパラメータ(ΔTs,ΔTf,Δts,Δtf)を変形させる手法が、明細書中の開示だけでは不十分であり、具体的な導出方法の説明がなされていないに等しい。また、4つのパラメータ(ΔTs,ΔTf,Δts,Δtf)が、文献中の式(1)〜式(8)として表すことができると記されているが、これらの式で算出される値の精度がどの程度であるが不明であるため、変態発熱量を精確に予測できているか分からないのが実情であり、実際の現場の設備に適用するに際しては、数々の検証を必要とする技術である。 However, in the technique of Patent Document 1, the method of modifying the four parameters (ΔT s , ΔT f , Δt s , Δt f ) of the TTT curve is not sufficient only by the disclosure in the specification, and a specific derivation is made. Equivalent to no explanation of the method. In addition, it is described that the four parameters (ΔT s , ΔT f , Δt s , Δt f ) can be expressed as Equations (1) to (8) in the literature. However, it is unclear whether the transformation heat value can be accurately predicted, and many verifications are required when applying it to actual on-site equipment. Technology.

一方で、特許文献2の技術は、少なくとも2つの異なる冷却状況(1つは巻き取り時に変態を完了、もう1つは巻き取り時には変態途中)での鋼板のデータを用いて、変態発熱モデルを学習する手法を用いている。
この手法の変態発熱モデルにおいては、変態発熱量が「調整ゲイン」、「フェライト体積率」、「変態に伴う潜熱」の積から成り立っており、巻き取り温度、巻き取りに要する時間の実績データ、時間に依存するフェライト体積率モデルなどを用いて、調整ゲインを決定して、変態発熱モデルの構築を行うものとなっている。
On the other hand, the technique of Patent Document 2 uses a steel plate data in at least two different cooling situations (one completes transformation during winding and the other during transformation), A learning method is used.
In the transformation heat generation model of this method, the transformation heat generation amount is composed of the product of `` adjustment gain '', `` ferrite volume fraction '', `` latent heat accompanying transformation '', winding temperature, actual data of time required for winding, An adjustment gain is determined using a time-dependent ferrite volume fraction model or the like, and a transformation heat generation model is constructed.

しかしながら、特許文献2の技術では、フェライト分率の時間的な推移を表す数式として、文献中の式(3)、式(4)が用いられているが、この式は近似式であって、その精度がどのくらいの精度で予測できているか不明である。そのため、文献中の式(6)で算出されるフェライト体積率の増加量(ΔFij)が正確な値とならない可能性があり、ΔFijを含む文献中の式(10)により得られる発熱量の調整ゲインであるKQTの値が正確な値とはならず、ひいては、変態発熱量をどのくらいの精度にて予測できているかわからないのが実情である。 However, in the technique of Patent Document 2, Expressions (3) and (4) in the document are used as mathematical expressions representing the temporal transition of the ferrite fraction, and these expressions are approximate expressions, It is unclear how accurately the accuracy can be predicted. Therefore, there is a possibility that the increase amount (ΔF ij ) of the ferrite volume fraction calculated by the equation (6) in the document may not be an accurate value, and the calorific value obtained by the equation (10) in the document including ΔF ij The actual value is that the value of K QT , which is the adjustment gain, is not an accurate value, and as a result, it is not known to what degree the transformation calorific value can be predicted.

つまり、特許文献2の技術も、実際の現場の設備に適用するに際しては、数々の検証を必要とするものである。
一方で、特許文献3の技術は、水冷装置に設けられている中間温度計による温度実績値を用いて、中間温度計より下流側(巻取り温度側)の冷却装置のバルブ本数を温度降下予測式に基づき、修正するといったものである。しかしながら、この技術においては、修正に用いる温度予測式において、変態発熱量を表現する式が含まれておらず、中間温度計から巻取りまでの間に変態発熱が発生する場合、温度降下量を正確に予測することが出来ず、巻取り温度の的中精度が大いに劣化する可能性が高い。言い換えれば、特許文献3の技術は、変態発熱量Qを具体的に予測するために利用できる技術ではない。
That is, the technique of Patent Document 2 also requires many verifications when applied to actual field equipment.
On the other hand, the technique of Patent Document 3 predicts the temperature drop of the number of cooling devices on the downstream side (winding temperature side) of the cooling device using the actual temperature value of the intermediate thermometer provided in the water cooling device. Based on the formula, it is corrected. However, in this technique, the temperature prediction formula used for correction does not include an expression that expresses the transformation heat generation amount.If transformation heat generation occurs between the intermediate thermometer and the winding, the temperature drop amount is calculated. It cannot be predicted accurately, and there is a high possibility that the accuracy of the winding temperature will greatly deteriorate. In other words, the technique of Patent Document 3 is not a technique that can be used to specifically predict the transformation heat generation amount Q.

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、圧延材の冷却時における変態発熱量を正確に予測できるような変態発熱予測モデルや温度予測モデルを構築し、係る予測モデルを用いた圧延材の冷却制御方法を提供することを目的とする。   Therefore, in view of the above problems, the present invention constructs a transformation heat generation prediction model and a temperature prediction model that can accurately predict the transformation heat generation amount during cooling of the rolling material, and cools the rolling material using the prediction model. An object is to provide a control method.

上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、熱間連続圧延においては、中間温度計から巻き取り装置までの間で、変態発熱の発生総量が大きいことは当業者間ではよく知られている事実であり、変態途中で巻き取る鋼種に対しては、変態発熱の変化量を正確に予測しなければ、巻き取り温度の的中精度が大きく劣化するといった状況が発生することも容易に想像できる。
In order to achieve the above-described object, the present invention takes the following technical means.
That is, in hot continuous rolling, it is a well-known fact among those skilled in the art that the total amount of transformation heat generation is large between the intermediate thermometer and the winding device. On the other hand, if the amount of change in transformation heat generation is not accurately predicted, it can be easily imagined that a situation occurs in which the accuracy of the winding temperature is greatly deteriorated.

特に、圧延材の先端部では、無張力状態で圧延されるため、板形状の乱れが他の部分(中等部など)と比較して発生しやすく、そのため、板温度の乱れが生じ、中間温度にて実績値が目標値と乖離する場合が多い。それ故、最終の圧延スタンド出側時に予測した中間温度計から巻き取り装置までの変態発熱量と実際の変態発熱量が大きく異なり、巻き取り温度の制御精度が大きく劣化する場合が多い。   In particular, since the rolling end of the rolled material is rolled in a tension-free state, the plate shape is more likely to be disturbed compared to other portions (such as the intermediate portion), and hence the plate temperature is disturbed, resulting in an intermediate temperature. In many cases, the actual value deviates from the target value. Therefore, the transformation calorific value from the intermediate thermometer to the winding device predicted at the time of the final rolling stand exit is greatly different from the actual transformation calorific value, and the control accuracy of the coiling temperature is often greatly deteriorated.

以上のことを鑑み、本願発明者らは、熱間連続圧延における巻き取り温度の的中精度を向上させるためには、変態発熱量の予測を含んだ温度予測モデルを用いると共に、中間温度計の実績値を活用した変態発熱量の予測を行って、冷却手段でのバルブパターンの修正を行う制御ロジック、すなわち、以下の圧延材の冷却制御方法の構築を行うこととした。
本発明に係る圧延材の冷却制御方法は、圧延材を水冷する冷却手段を用いて、圧延後の圧延材の巻き取り温度が目標値になるように冷却するに際して、冷却時に圧延材に生じる変態発熱量を、圧延材のフェライト変態率を用いて予測する変態発熱予測モデルと、この変態発熱予測モデルで予測する変態発熱量を用いて圧延材の温度を予測する温度予測モデルと、を用意しておき、前記冷却手段の中途位置における圧延材の温度を中間温度実績値として取得し、前記取得した中間温度実績値を用いて前記フェライト変態率を求め、求めたフェライト変態率を用いた変態発熱予測モデルで、中間温度実績値を取得した位置より下流側にて発生する変態発熱量を予測すると共に、予測した変態発熱量を用いた温度予測モデルにより圧延材の巻き取り温度の予測値を求め、前記巻き取り温度の予測値と目標値との差が所定の値以下となるように前記冷却手段を制御することを特徴とする。
In view of the above, the inventors of the present application use a temperature prediction model including a prediction of the transformation heat value and improve the accuracy of the coiling temperature in the hot continuous rolling, Control logic that corrects the valve pattern in the cooling means by predicting the transformation calorific value utilizing the actual value, that is, the following cooling control method for the rolled material was constructed.
The method for controlling cooling of a rolled material according to the present invention uses a cooling means for water-cooling the rolled material, and when cooling so that the winding temperature of the rolled material after rolling becomes a target value, the transformation that occurs in the rolled material during cooling A transformation heat generation prediction model that predicts the heat generation amount using the ferrite transformation rate of the rolled material, and a temperature prediction model that predicts the temperature of the rolling material using the transformation heat generation amount predicted by this transformation heat generation prediction model are prepared. In addition, the temperature of the rolled material in the middle position of the cooling means is acquired as an intermediate temperature actual value, the ferrite transformation rate is obtained using the acquired intermediate temperature actual value, and the transformation heat generation using the obtained ferrite transformation rate is obtained. The prediction model predicts the amount of transformation heat generated downstream from the position where the actual intermediate temperature value was obtained, and rolls up the rolled material using the temperature prediction model that uses the predicted amount of transformation heat generation. It obtains the predicted value of the time difference between the predicted value and the target value of the winding temperature and controlling the cooling means to be equal to or less than a predetermined value.

好ましくは、前記フェライト変態率を、フェライト変態率の時定数を変数として含む式により算出することとし、前記フェライト変態率の時定数を、中間温度実績値による線形一次式として表現された式を用いて決定するとよい。
前記冷却手段は、開バルブの本数を変更可能な冷却バンクが複数備えられた構成を有するものであって、
前記巻き取り温度の予測値と目標値との差が所定の値以下となるように、冷却バンクの開バルブの本数を変更するとよい。
Preferably, the ferrite transformation rate is calculated by an equation including a time constant of the ferrite transformation rate as a variable, and the time constant of the ferrite transformation rate is expressed as a linear linear expression based on the actual intermediate temperature value. It is good to decide.
The cooling means has a configuration provided with a plurality of cooling banks capable of changing the number of open valves,
The number of open valves of the cooling bank may be changed so that the difference between the predicted value of the coiling temperature and the target value is not more than a predetermined value.

一方、本発明に係る連続圧延機は、圧延材を圧延する複数の圧延スタンドと、前記圧延スタンドの下流側に配備されて圧延材を水冷する冷却手段と、前記冷却手段の中途部に設けられた中間温度計と、前記冷却手段で冷却された圧延材を巻き取る巻き取り装置と、上記した圧延材の冷却制御方法を行って、巻き取り温度の予測値と目標値との差が所定の値以下となるように前記冷却手段を制御する制御部と、を有することを特徴とする。   On the other hand, the continuous rolling mill according to the present invention is provided in a plurality of rolling stands that roll the rolled material, a cooling means that is arranged on the downstream side of the rolling stand and water-cools the rolled material, and is provided in the middle of the cooling means. An intermediate thermometer, a winding device for winding the rolled material cooled by the cooling means, and the above-described cooling control method for the rolled material, and the difference between the predicted value and the target value of the winding temperature is a predetermined value. And a control unit that controls the cooling means so as to be less than or equal to the value.

本発明に係る圧延材の冷却制御技術を用いることで、圧延材の冷却時における変態発熱量を正確に算出できると共に、圧延材の板温度(巻き取り温度)を正確に予測可能となり、その結果、圧延材の冷却制御を確実に行うことが可能となる。   By using the rolling material cooling control technology according to the present invention, it is possible to accurately calculate the amount of transformation heat generated when the rolled material is cooled, and to accurately predict the plate temperature (winding temperature) of the rolled material, and as a result. It becomes possible to reliably control the cooling of the rolled material.

連続圧延機の装置構成を示した図である。It is the figure which showed the apparatus structure of the continuous rolling mill. 冷却手段におけるバルブパターンの決定方法を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the determination method of the valve pattern in a cooling means. データベース化された中間温度実績値とフェライト変態率の最適時定数とを示す図である。It is a figure which shows the intermediate temperature actual value and the optimal time constant of the ferrite transformation rate which were databased. 本実施形態に係る圧延材の冷却制御方法を採用した結果を示した図である(圧延材の全長での温度的中率)。It is the figure which showed the result of having employ | adopted the cooling control method of the rolling material which concerns on this embodiment (The temperature middle rate in the full length of a rolling material). 本実施形態に係る圧延材の冷却制御方法を採用した結果を示した図である(圧延材の先端での温度的中率)。It is the figure which showed the result of having employ | adopted the cooling control method of the rolling material which concerns on this embodiment (The temperature middle rate in the front-end | tip of a rolling material). 本実施形態に係る圧延材の冷却制御方法を採用した結果を示した図である(圧延材長手方向における温度分布)。It is the figure which showed the result which employ | adopted the cooling control method of the rolling material which concerns on this embodiment (temperature distribution in a rolling material longitudinal direction).

本発明の実施形態を、図を基に説明する。なお、以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
以下、本発明にかかる圧延材Wの冷却制御方法及び連続圧延機1を、薄鋼板の熱間連続圧延機1を例示して説明する。
[装置構成]
薄鋼板等の圧延材Wは、加熱された元板やスラブを複数の圧延スタンド2が備えられた連続圧延機1に導入され、連続的に圧延することで製造される。連続圧延機1の上流側に備えられた圧延スタンド2は粗圧延スタンドであり、下流側に備えられた圧延スタンド2は板厚などを整える仕上げ圧延スタンドである。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
Hereinafter, the cooling control method for the rolled material W and the continuous rolling mill 1 according to the present invention will be described by exemplifying the hot continuous rolling mill 1 for thin steel sheets.
[Device configuration]
A rolled material W such as a thin steel plate is produced by introducing a heated base plate or slab into a continuous rolling mill 1 provided with a plurality of rolling stands 2 and continuously rolling it. The rolling stand 2 provided on the upstream side of the continuous rolling mill 1 is a rough rolling stand, and the rolling stand 2 provided on the downstream side is a finishing rolling stand that adjusts the plate thickness and the like.

最終段に備えられた圧延スタンド2(すなわち、仕上げ圧延スタンド)を出た圧延材Wは、圧延材移送方向の下流側に配置された冷却手段3内を通りながら冷却され、巻き取り装置4で巻き取られる。
図1は、連続圧延機1の最終段に備えられた圧延スタンド2から冷却手段3、巻き取り装置4に至るまでの構成を示した図である。圧延材Wの移送方向において、移送されていく側(巻き取り装置4側)を下流側、その反対側(圧延スタンド2側)を上流側と呼ぶ。
The rolled material W exiting the rolling stand 2 (that is, the finish rolling stand) provided in the final stage is cooled while passing through the cooling means 3 disposed on the downstream side in the rolling material transfer direction. It is wound up.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration from a rolling stand 2 provided in the final stage of the continuous rolling mill 1 to a cooling unit 3 and a winding device 4. In the transfer direction of the rolling material W, the side (winding device 4 side) to which it is transferred is called the downstream side, and the opposite side (rolling stand 2 side) is called the upstream side.

圧延スタンド2は、一対のワークロール5,5を有すると共に、このワークロール5,5をバックアップする一対のバックアップロール6,6を備えている。ワークロール5の回転軸には、その回転数を計測し圧延材Wの移送速度である板速度を測定する出側板速度検出器7が設けられている。
圧延スタンド2の出側には、圧延材Wの温度である板温度を計測する出側板温度計8が配置されている。この出側板温度計8は、圧延材Wからの熱放射量を基に板温度を計測する放射温度計である。出側板温度計8の下流側には、γ線厚み計からなる出側板厚計12が設置されている。
The rolling stand 2 includes a pair of work rolls 5 and 5 and a pair of backup rolls 6 and 6 that back up the work rolls 5 and 5. The rotation axis of the work roll 5 is provided with an exit side plate speed detector 7 that measures the number of rotations and measures the plate speed that is the transfer speed of the rolled material W.
On the exit side of the rolling stand 2, an exit side plate thermometer 8 that measures the plate temperature that is the temperature of the rolled material W is disposed. The delivery side plate thermometer 8 is a radiation thermometer that measures the plate temperature based on the amount of heat radiation from the rolled material W. On the downstream side of the delivery side plate thermometer 8, an delivery side thickness meter 12 composed of a γ-ray thickness meter is installed.

出側板厚計12の下流側には、冷却手段3が備えられている。この冷却手段3は、複数の冷却バンク9を圧延材Wの上下(表裏)面に備え、この冷却バンク9が圧延材移送方向に複数個(m=1〜N)連なるように配置される構成となっている。
冷却バンク9には、圧延材Wに向けて冷却水(冷却材)を吹き付けて圧延材Wの温度を下げる複数の冷却ノズル(図示せず)が備えられ、各冷却ノズルには冷却材の流量をオン・オフ制御可能なバルブ(図示せず)が設けられている。このバルブを開状態にすると冷却材が冷却ノズルから噴出するため、開状態のバルブ数(開バルブ本数)を変更することで、冷却ノズルから圧延材Wに吹き付けられる冷却材の全量が変わり、板温度の温度降下量が可変する。
Cooling means 3 is provided on the downstream side of the outlet side thickness gauge 12. The cooling means 3 includes a plurality of cooling banks 9 on the upper and lower (front and back) surfaces of the rolled material W, and is arranged such that a plurality (m = 1 to N) of the cooling banks 9 are continuous in the rolling material transfer direction. It has become.
The cooling bank 9 is provided with a plurality of cooling nozzles (not shown) for spraying cooling water (coolant) toward the rolled material W to lower the temperature of the rolled material W, and each cooling nozzle has a flow rate of the coolant. There is provided a valve (not shown) that can be turned on and off. When this valve is opened, the coolant spouts from the cooling nozzle, so changing the number of open valves (number of open valves) changes the total amount of coolant sprayed from the cooling nozzle to the rolled material W. The amount of temperature drop is variable.

冷却手段3の中途部には、放射温度計からなる温度計が設置されており、冷却途中の圧延材Wの板温度を計測するようになっている。この温度計を中間温度計10と呼ぶ。
冷却手段3の最下流側の冷却バンク9の下流側であって、巻き取り装置4の直前には、放射温度計からなる温度計が設置されており、冷却バンク9を通過した圧延材Wの板温度を計測するようになっている。以降、この温度計を巻き取り温度計11と呼ぶ。
A thermometer composed of a radiation thermometer is installed in the middle of the cooling means 3 to measure the plate temperature of the rolled material W during cooling. This thermometer is referred to as an intermediate thermometer 10.
A thermometer composed of a radiation thermometer is installed on the downstream side of the cooling bank 9 on the most downstream side of the cooling means 3 and immediately before the winding device 4. The plate temperature is measured. Hereinafter, this thermometer is referred to as a winding thermometer 11.

巻き取り装置4の回転軸には、軸の回転速度を計測する巻き取り速度検出器13が設置されている。
前述した出側板温度計8や出側板速度検出器7や出側板厚計12の計測データ、すなわち圧延スタンド2出側の板温度、板速度、板厚の各実績値は、冷却手段3を制御する制御部20に入力される。この制御部20には、巻き取り温度計11や巻き取り速度検出器13からの実績値(巻き取り温度、巻き取り速度)も入力される。
A winding speed detector 13 for measuring the rotational speed of the shaft is installed on the rotating shaft of the winding device 4.
The above-mentioned measured data of the exit side plate thermometer 8, the exit side plate speed detector 7 and the exit side plate thickness meter 12, that is, the actual values of the plate temperature, plate speed, and plate thickness on the exit side of the rolling stand 2 control the cooling means 3. Is input to the control unit 20. Actual values (winding temperature, winding speed) from the winding thermometer 11 and the winding speed detector 13 are also input to the control unit 20.

制御部20は、圧延スタンド2や冷却手段3を制御するものであって、バルブパターン決定部21を有している。
このバルブパターン決定部21は、冷却手段3による冷却で圧延材Wに生じる変態発熱量を予測する変態発熱予測モデルと、この変態発熱予測モデルが予測する変態発熱量を用いて圧延材Wの温度を予測する温度予測モデルとを備えている。圧延スタンド2(仕上圧延スタンド)の出側直後の板温度、板厚、板速度などの情報及びこれらのモデルを用いて、バルブパターン決定部21は、巻き取り温度の予測値と目標値との差が所定の値以下となるように、各冷却バンク9における開バルブ本数の適切値を算出する処理(ダイナミック制御)を行う。
The control unit 20 controls the rolling stand 2 and the cooling means 3 and has a valve pattern determination unit 21.
The valve pattern determination unit 21 uses the transformation heat generation prediction model for predicting the transformation heat generation amount generated in the rolled material W by cooling by the cooling means 3 and the temperature of the rolling material W using the transformation heat generation amount predicted by the transformation heat generation prediction model. And a temperature prediction model for predicting. Using information such as the plate temperature, plate thickness, plate speed, etc. immediately after the exit of the rolling stand 2 (finish rolling stand) and these models, the valve pattern determining unit 21 calculates the predicted value and the target value of the winding temperature. Processing (dynamic control) for calculating an appropriate value of the number of open valves in each cooling bank 9 is performed so that the difference is equal to or less than a predetermined value.

さらに、バルブパターン決定部21では、中間温度計10での計測値(中間温度の実績値)及び変態発熱予測モデル、温度予測モデルを用いて、算出された開バルブ本数の値(中間温度計10から冷却手段3の出側までの開バルブ本数の値)をダイナミック制御で修正する処理を行う。
バルブパターン決定部21で算出及び修正された開バルブ本数の値は、バルブ開閉信号出力部24に送られる。バルブ開閉信号出力部24は、開バルブ本数の値に応じ各冷却バンク9のバルブの開閉を行い、冷却手段3全体の冷却状態を変更する。
Further, the valve pattern determining unit 21 uses the measured value (actual value of the intermediate temperature) of the intermediate thermometer 10, the transformation heat generation prediction model, and the temperature prediction model to calculate the value of the number of opened valves (intermediate thermometer 10 To the outlet side of the cooling means 3) is corrected by dynamic control.
The value of the number of opened valves calculated and corrected by the valve pattern determining unit 21 is sent to the valve opening / closing signal output unit 24. The valve opening / closing signal output unit 24 opens and closes the valves of each cooling bank 9 according to the value of the number of opened valves, and changes the cooling state of the entire cooling means 3.

本実施形態の場合、制御部20はプロセスコンピュータで構成されており、バルブ開閉信号出力部24は、シーケンサやPLCなどで構成される。加えて、この制御部20には上位コンピュータ25から各種データが転送可能となっている。
[温度予測モデル]
次に、バルブパターン決定部21で実行される圧延材Wの巻き取り温度の予測について説明する。
In the case of the present embodiment, the control unit 20 is configured by a process computer, and the valve opening / closing signal output unit 24 is configured by a sequencer, a PLC, or the like. In addition, various data can be transferred to the control unit 20 from the host computer 25.
[Temperature prediction model]
Next, prediction of the winding temperature of the rolled material W executed by the valve pattern determination unit 21 will be described.

前述した如く、バルブパターン決定部21においては、最終の圧延スタンド2の出側から巻き取り装置4までの温度降下計算を行い、冷却手段3(特に、中間温度計10より下流側)における冷却バンク9内の開バルブの本数やパターンを変更する。
温度降下計算に用いる温度予測モデルは、式(1)の如くである。
As described above, the valve pattern determination unit 21 calculates a temperature drop from the exit side of the final rolling stand 2 to the winding device 4, and the cooling bank in the cooling means 3 (especially, the downstream side of the intermediate thermometer 10). Change the number and pattern of open valves in 9.
The temperature prediction model used for the temperature drop calculation is as shown in Equation (1).

式(1)に基づき、冷却手段3内での温度降下計算を冷却バンク9毎に行う。
この式(1)には、変態発熱量Qが変数として存在するが、この変態発熱量Qは、組織変化に伴う発熱量と磁性状態の変化に伴う発熱量の和である。組織変化に伴う発熱量とは、最終圧延直後の鋼材はオーステナイト状態にあるが、圧延材W(鋼板)を冷却するにしたがって、フェライトやパーライトといった組織に変態し、この変態時に発生する熱量のことである。磁性状態の変化に伴う発熱量とは、圧延材W(鋼板)を冷却するにしたがって、常磁性体から強磁性体に変化する磁気変態がおこり、その時に発生する発熱量のことである。
Based on the equation (1), the temperature drop in the cooling means 3 is calculated for each cooling bank 9.
In this equation (1), the transformation calorific value Q exists as a variable, and this transformation calorific value Q is the sum of the calorific value associated with the change in structure and the calorific value associated with the change in magnetic state. The amount of heat generated by the structural change is the amount of heat generated at the time of transformation, although the steel material immediately after the final rolling is in the austenitic state, but as the rolled material W (steel plate) is cooled, it transforms into a structure such as ferrite or pearlite. It is. The calorific value associated with the change in the magnetic state is the calorific value generated at the time when a magnetic transformation that changes from a paramagnetic material to a ferromagnetic material occurs as the rolled material W (steel plate) is cooled.

なお、式(1)の熱伝達率αは、物性値を採用してもよいし過去の実績値から求めてもよい。圧延材Wの温度T(板温度)と開バルブからの水量密度wとから、関数形式を用いて、α=k・f(T,w)と表現し、この式を用いて算出してもよい。
[変態発熱予測モデル]
次に、温度予測モデル(式(1))内に存在する変態発熱量Qの求め方、すなわち変態発熱予測モデルについて説明する。
The heat transfer coefficient α in the formula (1) may adopt a physical property value or may be obtained from a past actual value. From the temperature T (plate temperature) of the rolled material W and the water density w from the open valve, it can be expressed as α = k · f (T, w) using a functional form, and calculated using this equation. Good.
[Transformation heat generation prediction model]
Next, a method for obtaining the transformation heat generation amount Q existing in the temperature prediction model (formula (1)), that is, the transformation heat generation prediction model will be described.

周知の如く、古典核生成論では、式(2)で表現されるように、核生成速度Iは温度Tに依存している。   As is well known, in the classical nucleation theory, the nucleation rate I depends on the temperature T as expressed by the equation (2).

それ故に、フェライト変態率xも温度Tに依存するものであって、特に、中間温度計10の位置から巻き取り装置4までのフェライト変態率の時間変化dx/dtは、中間温度の実績値に依存することがわかる。
このような知見から、フェライト変態率の変化率dx/dtを用いることで、変態発熱量Qは式(3)のように表現できることがわかっており、この式(3)を利用することで、変態発熱量Qを算出することが可能である。
Therefore, the ferrite transformation rate x also depends on the temperature T, and in particular, the time change dx / dt of the ferrite transformation rate from the position of the intermediate thermometer 10 to the winding device 4 is the actual value of the intermediate temperature. It turns out that it depends.
From such knowledge, it is known that the transformation calorific value Q can be expressed as in Equation (3) by using the change rate dx / dt of the ferrite transformation rate, and by using this Equation (3), It is possible to calculate the transformation calorific value Q.

なお、フェライト変態率は複雑な式で表現できるが、本実施形態では、式(4)又は式(5)で示す近似式を採用することにする。   Although the ferrite transformation rate can be expressed by a complicated expression, in this embodiment, an approximate expression represented by Expression (4) or Expression (5) is adopted.

以上まとめるならば、冷却手段3に設けられた中間温度計10での実績値(中間温度実績値)を用いて、フェライト変態率を求める(式(4)又は式(5))と共に、得られたフェライト変態率から式(3)用いることで、中間温度計10〜巻き取り装置4間で発生する変態発熱量Qを求め、さらに、求めた変態発熱量Qを用いつつ温度予測モデル(式(1))により、圧延材Wの巻き取り温度の予測値を求めることができる。
[開バルブ本数の決定方法]
次に、式(1)で求められた巻き取り温度の予測値と、巻き取り温度の目標値との偏差が所定の値以下となるように、冷却手段3を制御する処理(ダイナミック制御)について説明する。
In summary, the ferrite transformation rate is obtained (formula (4) or formula (5)) using the actual value (intermediate temperature actual value) in the intermediate thermometer 10 provided in the cooling means 3. The transformation heat generation amount Q generated between the intermediate thermometer 10 and the winding device 4 is obtained by using the equation (3) from the ferrite transformation rate, and the temperature prediction model (formula ( According to 1)), a predicted value of the winding temperature of the rolled material W can be obtained.
[How to determine the number of open valves]
Next, a process (dynamic control) for controlling the cooling means 3 so that the deviation between the estimated value of the winding temperature obtained by the equation (1) and the target value of the winding temperature is not more than a predetermined value. explain.

この処理は、図2に示すフローチャートに基づいて、バルブパターン決定部21にて行われる。圧延材Wを長手方向に仮想的な短板(切板)に分割し、それぞれの切板に対して、以下の処理を行う。
まず、図2のS1において、ある切板の中間温度実績値を中間温度計10にて検出する。
This processing is performed by the valve pattern determination unit 21 based on the flowchart shown in FIG. The rolled material W is divided into virtual short plates (cut plates) in the longitudinal direction, and the following processing is performed on the respective cut plates.
First, in S <b> 1 of FIG. 2, the intermediate temperature actual value of a certain cut plate is detected by the intermediate thermometer 10.

次に、S2において、検出された中間温度実績値におけるフェライト変態率の時定数TFを計算する。計算には、式(6)で示されるような線形の一次式を用いる。 Next, in S2, the time constant TF of the ferrite transformation rate in the detected intermediate temperature actual value is calculated. For the calculation, a linear linear expression as shown in Expression (6) is used.

式(6)の導出方法として、本実施形態の場合、まず、冷却された実績データ(過去の圧延実績データ)を用いて、巻き取り温度における予測誤差を最小とするフェライト変態率の時定数TFの値(最適時定数と定義する)を、鋼板毎に算出する。
そして、算出された最適時定数TFとその時の中間温度実績値とを、図3に示す如く、鋼種毎にデータベース化する。このデータベースは制御部20内に格納されている。その後、このデータベースを用いて、鋼種毎に、フェライト変態率の時定数TFと中間温度実績値との関係を回帰手法などを用いて線形の一次式で近似するようにし、式(6)が導出される。
As a derivation method of Equation (6), in the case of the present embodiment, first, the time constant T of the ferrite transformation rate that minimizes the prediction error at the coiling temperature using the cooled actual data (past rolling actual data). The value of F (defined as the optimal time constant) is calculated for each steel plate.
Then, the calculated optimal time constant TF and the actual intermediate temperature value at that time are stored in a database for each steel type as shown in FIG. This database is stored in the control unit 20. Then, using this database, for each steel type, the relationship between the time constant TF of the ferrite transformation rate and the intermediate temperature actual value is approximated by a linear linear expression using a regression method or the like. Derived.

次に、S3において、式(6)で算出されたフェライト変態率の時定数TFを基に、式(4)又は式(5)を用いて、圧延材Wが中間温度計10から巻き取り温度に至るまでのフェライト変態率xを求める。
S5において、S4で計算されたフェライト変態率xを用いて、温度降下の予測式(式(1)と変態発熱量Qの式(3)に基づき、中間温度から巻き取り温度までの温度履歴予測計算を行う。
Next, in S3, the rolled material W is wound from the intermediate thermometer 10 using the formula (4) or the formula (5) based on the time constant TF of the ferrite transformation rate calculated by the formula (6). The ferrite transformation rate x up to the temperature is obtained.
In S5, using the ferrite transformation rate x calculated in S4, temperature history prediction from the intermediate temperature to the coiling temperature based on the formula for predicting the temperature drop (formula (1) and formula (3) for the transformation heat generation amount Q) Perform the calculation.

S6で、得られた巻き取り温度の予測値を基に、その予測値と巻き取り温度の目標値との偏差がある閾値温度以下(例えば、5℃)となるまで開バルブ本数を増減させる。その結果、S7にてバルブの開閉パターンが決定される。なお、バルブ開閉パターンの初期値の設定はS4にて行われる。バルブ開閉の初期設定パターンは、計算負荷を低減させるために、ダイナミック制御において設定されたバルブの開閉パターンとしてもよい。   In S6, based on the obtained estimated value of the winding temperature, the number of opened valves is increased or decreased until the deviation between the predicted value and the target value of the winding temperature is equal to or lower than a certain threshold temperature (for example, 5 ° C.). As a result, the valve opening / closing pattern is determined in S7. The initial value of the valve opening / closing pattern is set in S4. The initial setting pattern of valve opening / closing may be a valve opening / closing pattern set in dynamic control in order to reduce the calculation load.

図4〜図6は、本発明に係る圧延材Wの冷却制御方法を採用して、圧延を行った結果が示されている。
図4は、高炭素鋼を圧延する場合において、当該鋼板(圧延材W)の全長に亘り、巻き取り温度が±30℃の範囲に入る確率(±30℃的中率)を示したものである。この図から明らかなように、本発明を用いることにより、巻き取り温度の±30℃的中率が、従来の制御手法での的中率85%から92%へと向上した。
4 to 6 show the results of rolling by adopting the cooling control method for the rolled material W according to the present invention.
FIG. 4 shows the probability (± 30 ° C. middle rate) that the coiling temperature falls within the range of ± 30 ° C. over the entire length of the steel plate (rolled material W) when rolling high carbon steel. is there. As is apparent from this figure, by using the present invention, the average rate of ± 30 ° C. of the winding temperature was improved from 85% in the conventional control method to 92%.

図5は、高炭素鋼を圧延する場合において、当該鋼板(圧延材W)の先端(圧延材Wの最先端部から約200mまでの部分)に関し、巻き取り温度が±30℃の範囲に入る確率(±30℃的中率)を示したものである。この図から明らかなように、本発明を用いることにより、巻き取り温度の±30℃的中率が、従来の制御手法での的中率75%から88%へと大幅に向上した。   FIG. 5 shows that when rolling high carbon steel, the coiling temperature falls within a range of ± 30 ° C. with respect to the tip of the steel plate (rolled material W) (the portion from the most advanced portion of the rolled material W to about 200 m). The probability (± 30 ° C mean) is shown. As is apparent from this figure, by using the present invention, the mean ratio of the winding temperature of ± 30 ° C. was greatly improved from 75% in the conventional control method to 88%.

図6は、高炭素鋼を圧延する場合において、当該鋼板(圧延材W)の長手方向に亘る温度分布を示したものである。従来の冷却制御では、鋼板の先端部において、巻き取り温度の実績値が許容される温度公差を逸脱する状況が発生していた。しかしながら、本発明の冷却制御方法を適用することで、鋼板の先端部において、巻き取り温度の実績値が許容される温度公差内に確実に収まるようになり、巻き取り温度の公差的中率が改善していることがわかる。   FIG. 6 shows the temperature distribution in the longitudinal direction of the steel plate (rolled material W) when rolling high carbon steel. In the conventional cooling control, a situation has occurred in which the actual value of the winding temperature deviates from the allowable temperature tolerance at the front end of the steel plate. However, by applying the cooling control method of the present invention, the actual value of the coiling temperature is surely within the allowable temperature tolerance at the tip of the steel sheet, and the tolerance median of the coiling temperature is reduced. You can see that it is improving.

以上述べた圧延材Wの冷却制御方法を用いることで、圧延材Wの冷却時における変態発熱量を正確に算出できると共に、圧延材Wの板温度(巻き取り温度)を正確に予測可能となり、その結果、圧延材Wの冷却制御を確実に行うことが可能となる。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
By using the cooling control method for the rolled material W described above, it is possible to accurately calculate the amount of transformation heat generated when the rolled material W is cooled, and to accurately predict the plate temperature (winding temperature) of the rolled material W. As a result, the cooling control of the rolled material W can be reliably performed.
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. In particular, in the embodiment disclosed this time, matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of a component deviate from a range that a person skilled in the art normally performs. Instead, values that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.

1 連続圧延機
2 圧延スタンド
3 冷却手段
4 巻き取り装置
5 ワークロール
6 バックアップロール
7 出側板速度検出器
8 出側板温度計
9 冷却バンク
10 中間温度計
11 巻き取り温度計
12 出側板厚計
13 巻き取り速度検出器
20 制御部
21 バルブパターン決定部
24 バルブ開閉信号出力部
25 上位コンピュータ
W 圧延材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Continuous rolling mill 2 Rolling stand 3 Cooling means 4 Winding device 5 Work roll 6 Backup roll 7 Delivery side plate speed detector 8 Delivery side thermometer 9 Cooling bank 10 Intermediate thermometer 11 Winding thermometer 12 Delivery side thickness gauge 13 Winding Take-off speed detector 20 Control unit 21 Valve pattern determination unit 24 Valve open / close signal output unit 25 Host computer W Rolled material

Claims (4)

圧延材を水冷する冷却手段を用いて、圧延後の圧延材の巻き取り温度が目標値になるように冷却するに際して、
冷却時に圧延材に生じる変態発熱量を、圧延材のフェライト変態率を用いて予測する変態発熱予測モデルと、この変態発熱予測モデルで予測する変態発熱量を用いて圧延材の温度を予測する温度予測モデルと、を用意しておき、
前記冷却手段の中途位置における圧延材の温度を中間温度実績値として取得し、
前記取得した中間温度実績値を用いて前記フェライト変態率を求め、
求めたフェライト変態率を用いた変態発熱予測モデルで、中間温度実績値を取得した位置より下流側にて発生する変態発熱量を予測すると共に、予測した変態発熱量を用いた温度予測モデルにより圧延材の巻き取り温度の予測値を求め、
前記巻き取り温度の予測値と目標値との差が所定の値以下となるように前記冷却手段を制御することを特徴とする圧延材の冷却制御方法。
Using a cooling means for water-cooling the rolled material, when cooling so that the winding temperature of the rolled material after rolling becomes a target value,
The transformation heat generation prediction model that predicts the transformation calorific value that occurs in the rolled material during cooling using the ferrite transformation rate of the rolling material, and the temperature that predicts the temperature of the rolling material using the transformation calorific value predicted by this transformation heat generation prediction model Prepare a prediction model,
Obtain the temperature of the rolled material in the middle position of the cooling means as an intermediate temperature actual value,
Using the acquired intermediate temperature actual value to determine the ferrite transformation rate,
The transformation heat generation prediction model using the obtained ferrite transformation rate predicts the transformation heat generation occurring downstream from the position where the intermediate temperature actual value was obtained, and rolling by the temperature prediction model using the predicted transformation heat generation amount Obtain the predicted value of the material winding temperature,
A rolling material cooling control method, wherein the cooling means is controlled so that a difference between a predicted value and a target value of the winding temperature is equal to or less than a predetermined value.
前記フェライト変態率を、フェライト変態率の時定数を変数として含む式により算出することとし、
前記フェライト変態率の時定数を、中間温度実績値による線形一次式として表現された式を用いて決定することを特徴とする請求項1に記載の圧延材の冷却制御方法。
The ferrite transformation rate is calculated by an equation including a time constant of the ferrite transformation rate as a variable,
The method for controlling cooling of a rolled material according to claim 1, wherein the time constant of the ferrite transformation rate is determined using an expression expressed as a linear linear expression based on actual intermediate temperature values.
前記冷却手段は、開バルブの本数を変更可能な冷却バンクが複数備えられた構成を有するものであって、
前記巻き取り温度の予測値と目標値との差が所定の値以下となるように、冷却バンクの開バルブの本数を変更することを特徴とする請求項1又は2に記載の圧延材の冷却制御方法。
The cooling means has a configuration provided with a plurality of cooling banks capable of changing the number of open valves,
The cooling of the rolling material according to claim 1 or 2, wherein the number of open valves of the cooling bank is changed so that a difference between a predicted value of the coiling temperature and a target value is not more than a predetermined value. Control method.
圧延材を圧延する複数の圧延スタンドと、
前記圧延スタンドの下流側に配備されて圧延材を水冷する冷却手段と、
前記冷却手段の中途部に設けられた中間温度計と、
前記冷却手段で冷却された圧延材を巻き取る巻き取り装置と、
請求項1〜3のいずれかに記載された圧延材の冷却制御方法を行って、巻き取り温度の予測値と目標値との差が所定の値以下となるように前記冷却手段を制御する制御部と、
を有することを特徴とする連続圧延機。
A plurality of rolling stands for rolling the rolled material;
A cooling means arranged on the downstream side of the rolling stand to cool the rolled material with water;
An intermediate thermometer provided in the middle of the cooling means;
A winding device for winding the rolled material cooled by the cooling means;
Control for controlling the cooling means by performing the cooling control method for a rolled material according to any one of claims 1 to 3 so that a difference between a predicted value of a coiling temperature and a target value is not more than a predetermined value. And
A continuous rolling mill characterized by comprising:
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