JP2013163189A - 熱間圧延ラインの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走間板厚変更中の仕上ミルの出側における圧延速度を一定しつつ、仕上ミルの出側において板厚変更後の圧延材の温度を許容範囲内に制御することができる熱間圧延ラインの制御装置を提供する。
【解決手段】先行材の後端部の圧延速度の設定値と圧延材の後端側となる後行材の先端部の圧延速度の設定値と先行材の実速度とに基づいて、仕上ミルの出側で後行材の先端部の温度が所望の範囲内となるように、先行材の後端部における速度変更量を計算する速度変更量計算機能と、速度変更量に基づいて、先行材の後端部が仕上ミルを通過する際の圧延速度を変更して一定にした後、後行材が所望の厚さとなるように、仕上ミルのロール間隙と前記ロール間の張力の設定を走間板厚変更に対応した設定に変更する走変機能と、を備えた。
【選択図】図２

Description

この発明は、熱間圧延ラインの制御装置に関するものである。

熱間圧延ラインの制御装置として、仕上ミルの入側にも目標温度を設定して、圧延材の温度履歴及び速度パターンを考慮し、圧延速度や粗バーの厚さの設定値を変更するものが提案されている。当該制御装置によれば、仕上ミルの出側において、圧延材の温度を目標温度に制御し得る（例えば、特許文献１参照）。

特許第４０７９０９８号公報

しかしながら、当該制御装置で連続圧延を制御した場合、走間板厚変更中の圧延の安全性を考慮して、仕上ミルの出側における圧延速度を一定にすると、仕上ミルの出側において、板厚変更後の圧延材の温度を許容範囲内とすることができない場合がある。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、走間板厚変更中の仕上ミルの出側における圧延速度を一定にしつつ、仕上ミルの出側において板厚変更後の圧延材の温度を許容範囲内に制御することができる熱間圧延ラインの制御装置を提供することである。

この発明に係る熱間圧延ラインの制御装置は、圧延材の先端側となる先行材が所望の温度となるように、前記先行材が仕上ミルを通過する際の圧延速度パターンを決定する速度パターン決定機能と、前記圧延材の位置を把握するトラッキング機能と、前記圧延材の実速度を監視する速度監視機能と、前記先行材の後端部の圧延速度の設定値と前記圧延材の後端側となる後行材の先端部の圧延速度の設定値と前記先行材の実速度とに基づいて、前記仕上ミルの出側で前記後行材の先端部の温度が所望の範囲内となるように、前記先行材の後端部における速度変更量を計算する速度変更量計算機能と、前記速度変更量に基づいて、前記先行材の後端部が前記仕上ミルを通過する際の圧延速度を変更して一定にした後、前記後行材が所望の厚さとなるように、前記仕上ミルのロール間隙の設定と前記ロール間の張力の設定とを走間板厚変更に対応した設定に変更する走変機能と、を備えたものである。

この発明によれば、走間板厚変更中の仕上ミルの出側における圧延速度を一定にしつつ、仕上ミルの出側において板厚変更後の圧延材の温度を許容範囲内に制御することができる。

この発明の実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置に制御される熱間圧延ラインの構成図である。 この発明の実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置のブロック図である。 この発明の実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置が走間板厚変更を行う際に必要とするパラメータを説明するための図である。 この発明の実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置が計算した速度パターンを説明するための図である。 この発明の実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置が速度変更するタイミングを説明するための図である。 この発明の実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置による圧延材の温度制御履歴を説明するためのタイミングチャートである。 この発明の実施の形態２における熱間圧延ラインの制御装置の要部のブロック図である。 この発明の実施の形態２における熱間圧延ラインの制御装置による圧延材の温度制御履歴を説明するためのタイミングチャートである。

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置に制御される熱間圧延ラインの構成図である。

図１の上段（ａ）において、１は加熱炉である。加熱炉１の出側には、粗ミル圧延機群２が配置される。粗ミル圧延機群２の出側には、仕上ミル圧延機群３が配置される。通常、仕上ミル圧延機群３は、５〜７基の仕上ミルスタンドを備える。仕上ミル圧延機群３の出側には、巻取り機４が配置される。仕上ミル圧延機群３と巻取り機４との間には、切断機５が配置される。

粗ミル圧延機群２と仕上ミル圧延機群３との間では、粗ミル圧延機群２出側近傍に、粗ミル出側温度計６が配置される。仕上ミル圧延機群３と切断機５との間では、仕上ミル圧延機群３出側近傍に、仕上ミル出側温度計７が配置される。仕上ミル圧延機群３の各仕上ミルスタンド間には、スタンド間スプレー８が配置される。

この熱間圧延ラインにおいては、加熱炉１から鉄又は非鉄のスラブが抽出される。当該スラブは、粗ミル圧延機群２で目標の中間バー板厚まで圧延される。その後、当該圧延材は、仕上ミル圧延機群３入側まで搬送される。その後、当該圧延材は、仕上ミルスタンドで所望の製品板厚まで圧延される。その後、当該圧延材は、巻取り機４によってコイル状に巻き取られる。

図１の上段（ａ）は、一連なりの先行材９ａと後行材９ｂとを連続圧延する場合を示している。すなわち、圧延材の先端側が先行材９ａである。圧延材の後端側が後行材９ｂである。この場合、圧延中に仕上ミルスタンドのロール間隙及びロール間の張力が変更される。その結果、仕上ミル圧延機群３出側では、先行材９ａと後行材９ｂとにおいて、板厚が変更される。

その後、先行材９ａは、巻取り機４の一方にコイル状に巻き取られる。その後、できるだけ歩留りを低下させることなく、先行材９ａと後行材９ｂとの板厚変更部分周辺が切断機５で切断される。その後、後行材９ｂは、巻取り機４の他方にコイル状に巻き取られる。

図１の中段（ｂ）は、連続鋳造装置１０を備えた熱間圧延ラインである。連続鋳造装置１０は、ロングスラブを抽出する。当該ロングスラブは、熱間圧延ラインで連続圧延される。

図１の下段（ｃ）は、接合設備１１を備えた熱間圧延ラインである。接合設備１１は、仕上ミル圧延機群３の入側に配置される。接合設備１１は、中間バー板厚まで圧延された圧延材を接合する。その結果、一連なりの圧延材が仕上ミル圧延機群３で連続圧延される。

次に、熱間圧延ラインの制御装置を説明する。
図２はこの発明の実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置のブロック図である。

図２に示すように、制御装置は、設定計算機能１２、先行材設定格納機能１３、速度パターン決定機能１４、後行材設定格納機能１５、走変機能１６、トラッキング機能１７、速度監視機能１８、速度変更量計算機能１９、速度変更タイミング決定機能２０を備える。

設定計算機能１２は、仕上ミル圧延機群３の出側における圧延材の目標板厚及び目標温度（ＦＤＴ目標値）等の操業条件に基づいて、モデル式を用いて、少なくとも、圧延材の先端部、中央部、後端部において、圧延スケジュールを決定する機能である。例えば、仕上ミル圧延機群３の出側で目標板厚を得るために、仕上げミルスタンドのロール間隙やロール間の張力等が決定される。また、仕上ミル圧延機群３の出側で圧延材の温度がＦＤＴ目標値となるように、圧延材が仕上ミル圧延機群３を通過する際の圧延速度、スタンド間スプレー８の流量等が決定される。この際、圧延速度は、圧延トルクの限界値を越えないように決定される。

先行材設定格納機能１３は、設定計算機能１２で計算された先行材９ａの各設定値を格納しておき、指定のタイミングで各設定値を熱間圧延ラインに送付する機能である。

速度パターン決定機能１４は、設定計算機能１２で計算された圧延速度、操業条件に基づいて、先行材９ａの圧延材全長の速度パターンを決定する機能である。

後行材設定格納機能１５は、設定計算機能１２で計算された後行材９ｂの各設定値を格納する機能である。

走変機能１６は、先行材設定格納機能１３に格納された先行材９ａの各設定値、後行材設定格納機能１５に格納された後行材９ｂの各設定値に基づいて、仕上ミル圧延機群３の出側において走間板厚変更中に必要となる仕上ミルスタンドのロール間隙とロール間の張力の設定値を決定する機能である。

トラッキング機能１７は、熱間圧延ラインにおいて、圧延材の位置を正確に把握するトラッキングを実施する機能である。

速度監視機能１８は、仕上ミルスタンドのロールの回転数に基づき発生するエンコーダからのパルス信号から計算した速度や超音波速度計等から直接計測した圧延材の実速度を逐次監視する機能である。

速度変更量計算機能１９は、仕上ミル圧延機群３の出側での後行材９ｂの先端部の実温度（ＦＤＴ実績値）が許容範囲内となるように、先行材９ａの後端部における最適な速度変更量を計算する機能である。具体的には、速度変更量計算機能１９は、先行材設定格納機能１３に格納された先行材９ａの後端部の圧延速度の設定値、後行材設定格納機能１５に格納された後行材９ｂの先端部の圧延速度の設定値、速度監視機能１８が監視している現時点での先行材９ａの実速度に基づいて、最適な速度変更量を計算する。

速度変更タイミング決定機能２０は、速度変更量計算機能１９で計算された速度変更量に基づいて、圧延速度を変更する際の最適なタイミングを決定する機能である。

次に、図３を用いて、走間板厚変更を開始するＦＰＣ（Ｆｌｙｉｎｇ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｃｈａｎｇｅ）点の決定方法を説明する。
図３はこの発明の実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置が走間板厚変更を行う際に必要とするパラメータを説明するための図である。

図３において、Ａは後行材９ｂの先端部の設定計算ポイントである。Ｌ_ｂｅｆ（ｍ）は、仕上ミル圧延機群３の出側における先行材９ａの長さである。Ｌ_Ｂ（ｍ）は走間板厚変更に必要となる距離である。Ｌ_Ｃ（ｍ）はマージン距離である。走間板厚変更に必要となる距離Ｌ_Ｂとマージン距離Ｌ_Ｃとは、板厚区分毎の層別テーブル値により、仕上ミル圧延機群３の出側の距離として予め定義される。

先行材９ａの質量をＭ（ｋｇ）、先行材９ａの目標板幅をｗ（ｍ）、先行材９ａの目標板厚をｈ_１（ｍ）、後行材９ｂの目標板厚をｈ_２（ｍ）、圧延材の密度をρ（ｋｇ／ｍ^３）とすると、先行材９ａの長さＬ_ｂｅｆは、次の（１）式で計算される。

仕上ミル圧延機群３の入側の板厚目標値である中間バー厚をＨ（ｍ）とすると、仕上ミル圧延機群３の入側における先行材９ａの長さＬ_Ｈ（ｍ）は、次の（２）で計算される。

このとき、仕上ミル圧延機群３の入側において、先行材９ａの先端からＦＰＣ点までの圧延材の長さＬ_ＨＣ（ｍ）は、次の（３）式で計算される。

次に、図４を用いて、速度変更量の決定方法と圧延速度パターンの修正方法を説明する。
図４はこの発明の実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置が計算した速度パターンを説明するための図である。図４の横軸は時間である。図４の縦軸は圧延速度である。

２１は前回の設定計算時の圧延速度パターンである。２２は設定計算機能１２で計算された先行材９ａの後端部の圧延速度である。２３は設定計算機能１２で計算された後行材９ｂの先端部の圧延速度である。２４はＦＤＴ目標値を達成するために変更した速度実績である。２５は現時点の圧延速度である。Δｖは速度変更量である。Ｓ_ｔａｉｌは速度変更に必要な時間である。２６は変更後の圧延速度パターンである。

先行材９ａの後端部の圧延速度２２の設定値（ｍ／ｓ）をｖ_ｔａｉｌ ^ｂｅｆ、後行材９ｂの先端部の圧延速度２３の設定値（ｍ／ｓ）をｖ_ｈｅａｄ ^ａｆｔ、現時点の圧延速度２５（ｍ／ｓ）をｖ^ａｃｔ、調整ゲインをαとすると、速度変更量Δｖ（ｍ／ｓ）は、次の（４）式で計算される。この際、調整ゲインαは、操業条件として予め設定される。

次に、速度変更量Δｖで変更された圧延速度のリミットチェックが実施される。具体的には、圧延速度許容上限値ｖ_ｍａｘを基準として、次の（５）式が成立するか否かが判定される。この際、圧延速度許容上限値ｖ_ｍａｘは、板厚区分毎の層別テーブル値として、予め決定される。

（５）式が成立する場合、速度変更量Δｖは、次の（６）式で修正される。

また、圧延速度許容下限値ｖ_ｍｉｎを基準として、次の（７）式が成立するか否かが判定される。この際、圧延速度許容下限値ｖ_ｍｉｎは、板厚区分毎の層別テーブル値として、予め決定される。

（７）が成立する場合、速度変更量Δｖは、次の（８）式で修正される。

次に、急激な速度上昇を防止するため、速度変更量Δｖ自体のリミットチェックが実施される。具体的には、速度変更量許容上限値Δｖ_ｍａｘ、速度変更量許容下限値Δｖ_ｍｉｎを基準として、次の（９）式が成立するか否かが判定される。この際、速度変更量許容上限値Δｖ_ｍａｘ、速度変更量許容下限値Δｖ_ｍｉｎは、板厚区分毎の層別テーブル値として、予め決定される。

次に、速度変更に必要な時間ｓ_ｔａｉｌが計算される。具体的には、加速率（ｍ／ｓ^２）をａ_ｔａｉｌ、マージン時間（ｓ）をχ_ｔａｉｌとすると、速度変更に必要な時間ｓ_ｔａｉｌは、次の（１０）式で計算される。この際、加速率ａ_ｔａｉｌ、マージン時間χ_ｔａｉｌは、板厚区分毎の層別テーブル値として、予め決定される。

上記計算結果に基づいて、圧延速度パターンが修正される。具体的には、走間板厚変更中の圧延の安定性を維持するために、走間板厚変更を開始するよりも速度変更に必要な時間Ｓ_ｔａｉｌ以上前に、圧延速度パターンの変更を開始する。その結果、走間板厚変更を開始するよりも前に、変更後の圧延速度パターン２６が一定となる。

次に、図５を用いて、速度変更タイミング距離を説明する。
図５はこの発明の実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置が速度変更するタイミングを説明するための図である。

Ｆ１は最も粗ミル圧延機群２側に配置された仕上ミルスタンドである。ＢはＦＰＣ点である。Ｃは先行材９ａと後行材９ｂとの切断点である。Ｄは後行材９ｂの先端部の設定計算ポイントである。Ｅは速度変更タイミング点である。

Ｆ_{ＲＤＴ−Ｆ１}は粗ミル出側温度計６と仕上げミルスタンドＦ１との間の距離である。Ｌ_ＦＰＣはＦＰＣ点Ｂと切断点Ｃとの間の距離である。Ｌ_ａｆｔ ^ｈｅａｄは切断点Ｃと後行材９ｂの先端部の設定計算ポイントＤとの間の距離である。Ｌ_ｓｐｔはＦＰＣ点Ｂと速度変更タイミング点Ｅとの距離である。Ｌ_{ｃｈｓｐｔ}は速度変更タイミング距離である。

距離Ｆ_{ＲＤＴ−Ｆ１}は、ミル構成により予め決定される。通常、距離Ｆ_{ＲＤＴ−Ｆ１}は、２０ｍ以上あるため、圧延速度の変更に対して十分な距離がある。

距離Ｌ_ＦＰＣは、先行材９ａの目標板厚をｈ_１、後行材９ｂの目標板厚をｈ_２、中間バー厚をＨ、走間板厚変更に必要とする距離をＬ_Ｂ、マージン距離をＬ_Ｃとすると、次の（１１）式で計算される。

距離Ｌ_ａｆｔ ^ｈｅａｄは、板厚区分による層別テーブル値として、予め決定される。

距離Ｌ_ｓｐｔは、現在の圧延速度をｖ^ａｃｔ、加速率をａ_ｔａｉｌ、速度変更に必要な時間をｓ_ｔａｉｌとすると、次の（１２）式で計算される。

速度変更タイミング距離Ｌ_{ｃｈｓｐｔ}は、後行材９ｂの先端部の設定計算ポイントＤが粗ミル出側温度計６に到達した時点での仕上ミルスタンドＦ１からの距離で示される。具体的には、速度変更タイミング距離Ｌ_{ｃｈｓｐｔ}は、次の（１３）式で計算される。

次に、図６を用いて、制御装置の動作を説明する。
図６はこの発明の実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。

まず、ステップＳ１では、加熱炉１から先行材９ａが抽出される前に、圧延材の長さ、切断点、ＦＰＣ点が予め決定される。その後、ステップＳ２に進み、加熱炉１から先行材９ａが抽出される。この際、設定計算機能１２は、先行材９ａ、後行材９ｂの設定計算を少なくとも一度必ず実施する。

その後、ステップＳ３に進み、先行材９ａの先端部が粗ミル出側温度計６に到達する。この際、設定計算機能１２は、粗ミル出側温度計６で計測された先行材９ａの先端部の実温度に基づいて、先行材９ａの設定計算を再度実施するときもある。

その後、ステップＳ４に進み、先行材９ａの先端部が仕上ミル出側温度計７に到達する。到達以降、ＦＤＴ実績値とＦＤＴ目標値の誤差に基づいて、圧延速度が修正される。その結果、仕上ミル圧延機群３の出側において、先行材９ａの温度を、そのＦＤＴ目標値に維持する。

その後、ステップＳ５に進み、後行材９ｂの先端部が加熱炉１から抽出される。この際、設定計算機能１２は、後行材９ｂの設定計算を再度実施する。当該設定計算の結果は、後行材設定格納機能１５に格納される。また、速度変更量計算機能１９は、速度変更量Δｖを計算する。

その後、ステップＳ６に進み、後行材９ｂの先端部が粗ミル出側温度計６に到達する。この際、設定計算機能１２は、粗ミル出側温度計６で計測された後行材９ｂの先端部の実温度に基づいて、後行材９ｂの設定計算を再度実施する。この際、速度変更量計算機能１９は、速度変更量Δｖを再度計算する。

その後、ステップＳ７に進み、速度変更タイミング決定機能２０は、速度変更タイミング距離Ｌ_{ｃｈｓｐｔ}を計算する。速度変更タイミング距離Ｌ_{ｃｈｓｐｔ}は、走変機能１６に送付される。

その後、ステップＳ８に進み、トラッキング機能１７は、速度変更タイミング点Ｅが仕上ミルスタンドＦ１に到達したことを把握する。この際、走変機能１６は、圧延速度の変更を開始する。

その後、ステップＳ９に進み、圧延速度の変更が完了する。その後、トラッキング機能１７は、ＦＰＣ点Ｂが仕上ミルスタンドＦ１に到達したことを把握する。この際、走変機能１６は、走間板厚変更を開始する。その結果、仕上ミル圧延機群３の出側において、圧延材の板厚が変更される。

その後、ステップＳ１０に進み、トラッキング機能１７は、切断点Ｃが切断機５に到達したことを把握する。この際、切断機５は、圧延材を切断点Ｃで切断する。

次に、図７を用いて、制御装置で圧延速度を変更した際の圧延材の温度制御履歴を説明する。
図７はこの発明の実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置による圧延材の温度制御履歴を説明するためのタイミングチャートである。

図７において、２７は圧延速度である。２８はＦＤＴ目標値である。２９はＦＤＴ許容上限値である。３０はＦＤＴ許容下限値である。３１はＦＤＴ実績値である。

図７に示すように、初期状態において、圧延速度２７は一定となっている。その結果、ＦＤＴ実績値３１はＦＤＴ目標値２８と一致している。その後、圧延速度２７の変更が開始される。その結果、ＦＤＴ実績値３１が上昇する。その後、圧延速度２７が一定となる。その後、走間板厚変更が開始される。その結果、ＦＤＴ実績値３１は、ＦＤＴ許容上限値２９を上回ることなく下降する。

その後、走間板厚変更が完了する。その結果、ＦＤＴ実績値３１は、ＦＤＴ許容下限値３０を下回ることなく、一定となる。後行材９ｂがＤＣｏｎした後に、圧延速度２７は、再び速度変更を開始し、その結果、ＦＤＴ実績値３１はＦＤＴ目標値２８と一致する。

以上で説明した実施の形態１によれば、仕上ミル圧延機群３の出側で後行材９ｂの先端部の温度が所望の範囲内となるように、先行材９ａの後端部の圧延速度を変更して一定にした後、走間板厚変更が開始される。このため、走間板厚変更中の仕上ミルの出側における圧延速度を一定しつつ、仕上ミルの出側において後行材９ｂの温度を許容範囲内に制御することができる。その結果、圧延材全長の品質を確保することができる。

また、速度変更タイミング距離Ｌ_{ｃｈｓｐｔ}を適切に設定することで、先行材９ａの後端部において、ＦＤＴ実績値がＦＤＴ目標値から外れる長さを短くすることができる。

なお、圧延材の長さによって、図６のステップＳ４とステップＳ５の順番が入れ替わる場合もある。しかしながら、順番が入れ替わっても、何ら影響はない。

実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２における熱間圧延ラインの制御装置の要部のブロック図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

図８に示すように、制御装置は、偏差計算機能３２、ＤＢ（Ｄｅａｄ Ｂａｎｄ）機能３３、制御量計算機能３４、アクチュエータ出力決定機能３５、制限機能３６を備える。

偏差計算機能３２は、先行材９ａに関し、ＦＤＴ実績値とＦＤＴ目標値との偏差を計算する機能である。ＦＤＴ実績値をＦＤＴ^ａｃｔ、ＦＤＴ目標値をＦＤＴ^ｔａｒとした場合、これらの偏差ΔＴは、次の（１４）式で計算される。

なお、後行材９ｂの先端部が仕上ミル出側温度計７に到達した際、ＦＤＴ目標値は、後行材９ｂ設定値格納機能に格納されたものに変更される。

ＤＢ機能３３は、不感帯域を設けることで、過剰な制御を避ける機能である。ＤＢ機能３３は、走変機能１６からの情報に基づいて、速度変更を開始してから走間板厚変更が完了するまで、ＤＢ閾値を変更する。

ＦＤＴ許容上限偏差（ｄｅｇＣ）をΔＴ_ＦＤ ^ＵＬ、ＤＢ上限用ゲインをβ^ＵＬとすると、ＤＢ上限閾値Ｔ_ＤＢ ^ＵＬは、次の（１５）式で計算される。この際、ＤＢ上限用ゲインをβ^ＵＬは、板厚区分の層別テーブル値として予め決定される。

また、ＦＤＴ許容下限偏差（ｄｅｇＣ）をΔＴ_ＦＤ ^ＬＬ、ＤＢ下限用ゲインをβ^ＬＬとすると、ＤＢ下限閾値Ｔ_ＤＢ ^ＬＬは、次の（１６）式で計算される。この際、ＤＢ下限用ゲインをβ^ＵＬは、板厚区分の層別テーブル値として予め決定される。

このため、偏差ΔＴは、次の（１７）式で修正される。

制御量計算機能３４は、修正後の偏差ΔＴに基づいて、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）計算方法等を適用し、アクチュエータの制御変更量を計算する機能である。

アクチュエータ出力決定機能３５は、制御量計算機能３４で計算された制御変更量と現在の出力値とに基づいて、アクチュエータの出力を決定する機能である。アクチュエータの出力は、操業条件やミル制約等により決定される。通常、アクチュエータの出力は、スタンド間スプレー８の流量や圧延速度となる。

制限機能３６は、先行材設定格納機能１３の先行材９ａ自体の設定値に加え、後行材設定格納機能１５の後行材９ｂの先端部の設定値を考慮して、アクチュエータの出力の制限範囲を決定する機能を備える。

次に、アクチュエータの出力がスタンド間スプレー８の流量の場合を説明する。この場合、先行材９ａの流量許容下限値（％）をＷ^{ｂｅｆ＿ＬＬ}、先行材９ａの流量許容上限値（％）をＷ^{ｂｅｆ＿ＵＬ}とすると、流量Ｗは、次の（１８）式で制限される。この際、先行材９ａの流量許容下限値Ｗ^{ｂｅｆ＿ＬＬ}、先行材９ａの流量許容上限値Ｗ^{ｂｅｆ＿ＵＬ}は、操業条件により決定される。

また、後行材９ｂの先端部における設定流量（％）をＷ_ｈｅａｄ ^ａｆｔ、先行材９ａの後端部における流量変更許容量（％）をΔＷ_ｔｅとすると、流量Ｗは、次の（１９）式でも制限される。この際、後行材９ｂの先端部における設定流量Ｗ_ｈｅａｄ ^ａｆｔは、設定計算により計算される。先行材９ａの後端部における流量変更許容量ΔＷ_ｔｅは、板厚区分の層別テーブル値として予め決定される。

次に、アクチュエータの出力が圧延速度の場合を説明する。この場合、先行材９ａの速度許容下限値をＶ^{ｂｅｆ＿ＬＬ}、先行材９ａの速度許容上限値をＶ^{ｂｅｆ＿ＵＬ}とすると、圧延速度ｖは、次の（２０）式で制限される。この際、先行材９ａの速度許容下限値Ｖ^{ｂｅｆ＿ＬＬ}、先行材９ａの速度許容上限値Ｖ^{ｂｅｆ＿ＵＬ}は、操業条件により決定される。

また、後行材９ｂの先端部における設定速度をｖ_ｈｅａｄ ^ａｆｔ（ｍ／ｓ）、速度許容下限変化率をδ^ＬＬ、速度許容上限変化率をδ^ＵＬとすると、圧延速度ｖは、次の（２１）式でも制限される。この際、後行材９ｂの先端部における設定速度ｖ_ｈｅａｄ ^ａｆｔは、設定計算により計算される。速度許容下限変化率δ^ＬＬ、速度許容上限変化率をδ^ＵＬは、板厚区分の層別テーブル値として予め決定される。

次に、図９を用いて、アクチュエータの出力を制限した際の温度制御履歴を説明する。
図９はこの発明の実施の形態２における熱間圧延ラインの制御装置による圧延材の温度制御履歴を説明するためのタイミングチャートである。

図９において、３７は圧延速度である。３８はスタンド間スプレー８の流量である。３９はＦＤＴ目標値ＦＤＴ^ｔａｒとＤＢ上限閾値Ｔ_ＤＢ ^ＵＬとの和で設定されたＤＢ上限値である。４０はＦＤＴ目標値ＦＤＴ^ｔａｒとＤＢ下限閾値Ｔ_ＤＢ ^ＬＬとの和で設定されたＤＢ下限値である。４１はＦＤＴ実績値である。

図９に示すように、圧延速度３７の変更を開始してから走間板厚変更を開始するまで、ＤＢ上限値３９は、大きくなる。この場合、ＦＤＴ実績値４１がＤＢ上限値３９を超えると、偏差ΔＴがＤＢ閾値を超えたことになる。このため、アクチュエータ出力決定機能３５は、流量３８を増加させる。その結果、ＦＤＴ実績値４１の変動が抑制される。

その後、圧延速度の変更を完了し、走間板厚変更を開始する。その結果、ＦＤＴ実績値４１が下降する。このため、アクチュエータ出力決定機能３５は、流量３８を減少させる。その結果、後行材９ｂがＤＣｏｎするまでに、ＦＤＴ実績値４１はＦＤＴ目標値２８と一致する。

以上で説明した実施の形態２によれば、アクチュエータの出力の制限範囲が設定される。この際、ＤＢ機能３３の不感帯域が拡大される。このため、アクチュエータの出力が制限される。

アクチュエータの出力をスタンド間スプレー８の流量とした場合、流量の変化を抑制できる。その結果、後行材９ｂの先端部のＦＤＴ実績値が低下することを抑制できる。また、後行材９ｂの先端部の圧延が不安定になることを防止できる。さらに、仕上ミル圧延機群３の出側で後行材９ｂの先端部の温度が所望の範囲内となるように変更された圧延速度をそのまま利用できる。

アクチュエータの出力を圧延速度とした場合、仕上ミル圧延機群３の出側で後行材９ｂの先端部の温度が所望の範囲内となるように変更された圧延速度が相殺されることを抑制できる。

１ 加熱炉
２ 粗ミル圧延機群
３ 仕上ミル圧延機群
４ 巻取り機
５ 切断機
６ 粗ミル出側温度計
７ 仕上ミル出側温度計
８ スタンド間スプレー
９ａ 先行材
９ｂ 後行材
１０ 連続鋳造装置
１１ 接合設備
１２ 設定計算機能
１３ 先行材設定格納機能
１４ 速度パターン決定機能
１５ 後行材設定格納機能
１６ 走変機能
１７ トラッキング機能
１８ 速度監視機能
１９ 速度変更量計算機能
２０ 速度変更タイミング決定機能
２１ 圧延速度パターン
２２ 圧延速度
２３ 圧延速度
２４ 速度実績
２５ 圧延速度
２６ 圧延速度パターン
２７ 圧延速度
２８ ＦＤＴ目標値
２９ ＦＤＴ許容上限値
３０ ＦＤＴ許容下限値
３１ ＦＤＴ実績値
３２ 偏差計算機能
３３ ＤＢ機能
３４ 制御量計算機能
３５ アクチュエータ出力決定機能
３６ 制限機能
３７ 圧延速度
３８ 流量
３９ ＤＢ上限値
４０ ＤＢ下限値
４１ ＦＤＴ実績値

設定計算機能１２は、仕上ミル圧延機群３の出側における圧延材の目標板厚及び目標温度（ＦＤＴ「Finishing Delivery Temperature：仕上出側温度」目標値）等の操業条件に基づいて、モデル式を用いて、少なくとも、圧延材の先端部、中央部、後端部において、圧延スケジュールを決定する機能である。例えば、仕上ミル圧延機群３の出側で目標板厚を得るために、仕上げミルスタンドのロール間隙やロール間の張力等が決定される。また、仕上ミル圧延機群３の出側で圧延材の温度がＦＤＴ目標値となるように、圧延材が仕上ミル圧延機群３を通過する際の圧延速度、スタンド間スプレー８の流量等が決定される。この際、圧延速度は、圧延トルクの限界値を越えないように決定される。

その後、走間板厚変更が完了する。その結果、ＦＤＴ実績値３１は、ＦＤＴ許容下限値３０を下回ることなく、一定となる。後行材９ｂがＤＣｏｎ「Down coiler on：巻取り機に到達した時」した後に、圧延速度２７は、再び速度変更を開始し、その結果、ＦＤＴ実績値３１はＦＤＴ目標値２８と一致する。

また、ＦＤＴ許容下限偏差（ｄｅｇＣ）をΔＴ_ＦＤ ^ＬＬ、ＤＢ下限用ゲインをβ^ＬＬとすると、ＤＢ下限閾値Ｔ_ＤＢ ^ＬＬは、次の（１６）式で計算される。この際、ＤＢ下限用ゲインβ ^ＬＬ は、板厚区分の層別テーブル値として予め決定される。

Claims (4)

1. 圧延材の先端側となる先行材が所望の温度となるように、前記先行材が仕上ミルを通過する際の圧延速度パターンを決定する速度パターン決定機能と、
   前記圧延材の位置を把握するトラッキング機能と、
   前記圧延材の実速度を監視する速度監視機能と、
   前記先行材の後端部の圧延速度の設定値と前記圧延材の後端側となる後行材の先端部の圧延速度の設定値と前記圧延材の実速度とに基づいて、前記仕上ミルの出側で前記後行材の先端部の温度が所望の範囲内となるように、前記先行材の後端部における速度変更量を計算する速度変更量計算機能と、
   前記速度変更量に基づいて、前記先行材の後端部が前記仕上ミルを通過する際の圧延速度を変更して一定にした後、前記後行材が所望の厚さとなるように、前記仕上ミルのロール間隙の設定と前記ロール間の張力の設定とを走間板厚変更に対応した設定に変更する走変機能と、
   を備えたことを特徴とする熱間圧延ラインの制御装置。
2. 前記仕上ミルの出側での前記先行材の後端部の温度が所望の範囲内となるように、前記走変機能により前記先行材の後端部が前記仕上ミルを通過する際の圧延速度の変更が開始されてから前記走間板厚変更が完了するまで、前記仕上ミルの出側での前記圧延材の温度を制御するアクチュエータの制御量を制限するアクチュエータ出力決定機能、
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の熱間圧延ラインの制御装置。
3. 前記仕上ミルの出側での前記圧延材の実温度と目標温度との偏差を計算する偏差計算機能と、
   前記偏差が閾値内の場合に、前記偏差がないものとするＤＢ機能と、
   前記偏差に基づいて、前記アクチュエータの制御量を計算する機能と、
   前記アクチュエータの出力の制限範囲を決定する制限機能と、
   を備え、
   前記ＤＢ機能は、前記先行材の後端部が前記仕上ミルを通過する際の圧延速度の変更が開始されてから前記走間板厚変更が完了するまで、前記閾値を大きくし、
   前記アクチュエータ出力決定機能は、前記アクチュエータの出力の制御範囲内で前記アクチュエータの制御量を決定することを特徴とする請求項２記載の熱間圧延ラインの制御装置。
4. 前記アクチュエータ出力決定機能は、前記アクチュエータの制御として、前記仕上ミルを構成する仕上ミルスタンドの間に配置されたスタンド間スプレーの流量を制御することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の熱間圧延ラインの制御装置。

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