JP2015080788A - Rolled-material temperature control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、圧延材の温度制御装置に関する。 The present invention relates to a temperature control device for rolled material.
例えば、特許文献1には、圧延材の温度制御装置が記載されている。当該温度制御装置は、圧延材を仮想的に一定の長さに分割したものに対し各注水装置の優先順位を決めて注水を制御する。当該制御により、圧延材の巻き取り温度が制御される。
For example,
しかしながら、当該温度制御装置においては、各注水装置による注水の優先順位が予め設定されている。このため、圧延材の温度履歴を適切に制御することができない。 However, in the temperature control device, the priority of water injection by each water injection device is set in advance. For this reason, the temperature history of a rolling material cannot be controlled appropriately.
この発明は、上述の課題を解決するためになされた。この発明の目的は、圧延材の温度履歴を適切に制御することができる圧延材の温度制御装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems. The objective of this invention is providing the temperature control apparatus of the rolling material which can control the temperature history of a rolling material appropriately.
この発明に係る圧延材の温度制御装置は、圧延ラインに設けられた複数の注水装置の各々の注水によって圧延材において移動する熱量を温度モデルに基づいて計算する熱収支計算機能と、前記複数の注水装置の各々に対応した位置に対し、圧延材が持って入ってくる熱量と前記熱収支計算機能により計算された熱量と圧延材が持って出る熱量とに基づいて、前記複数の注水装置の各々からの注水による圧延材の温度履歴を計算する温度計算機能と、前記温度計算機能により計算された温度履歴が所望の温度履歴となるように前記複数の注水装置の各々による注水量を決定する注水量決定機能と、を備えた。 The temperature control device for a rolled material according to the present invention includes a heat balance calculation function for calculating the amount of heat that moves in the rolled material by water injection of each of a plurality of water injection devices provided in a rolling line, based on a temperature model, Based on the amount of heat brought in by the rolled material, the amount of heat calculated by the heat balance calculation function, and the amount of heat brought out by the rolled material, for each position corresponding to each of the water injection devices, A temperature calculation function for calculating the temperature history of the rolled material by water injection from each of the plurality of water injection devices is determined such that the temperature history calculated by the temperature calculation function becomes a desired temperature history. And a water injection amount determining function.
この発明によれば、注水装置の各々に対応した位置の熱量の出入りに基づいて、注水装置の各々による注水が決定される。このため、圧延材の温度履歴を適切に制御することができる。 According to this invention, water injection by each of the water injection devices is determined based on the amount of heat in and out of the position corresponding to each of the water injection devices. For this reason, it is possible to appropriately control the temperature history of the rolled material.
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が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 A mode for carrying out the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds in each figure. The overlapping explanation of the part is appropriately simplified or omitted.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における圧延材の温度制御装置を利用した圧延ラインの要部の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a rolling line that uses a temperature control device for rolled material according to
図1の圧延ラインにおいて、図示しない加熱炉の下流側には、図示しない搬送テーブルが設けられる。搬送テーブルは、複数のロールを備える。当該搬送テーブルの下流側には、図示しない粗圧延機が設けられる。粗圧延機は、図示しない1つ以上の圧延スタンドを備える。各圧延スタンドの間には、搬送テーブルが設けられる。搬送テーブルは、複数のロールを備える。 In the rolling line of FIG. 1, a conveyance table (not shown) is provided on the downstream side of a heating furnace (not shown). The conveyance table includes a plurality of rolls. A roughing mill (not shown) is provided on the downstream side of the transfer table. The rough rolling mill includes one or more rolling stands (not shown). A conveyance table is provided between the rolling stands. The conveyance table includes a plurality of rolls.
粗圧延機の下流には、FET温度計1が設けられる。FET温度計1の下流側には、仕上圧延機が設けられる。仕上圧延機は、1つ以上の圧延スタンド2を備える。圧延スタンド2の数はNで表される。各圧延スタンド2の間には、図示しない搬送テーブルが設けられる。搬送テーブルは、複数のロールを備える。当該搬送テーブルの上下には、複数のスタンド間注水装置3が設けられる。
An
仕上圧延機の下流側には、FDT温度計4が設けられる。FDT温度計4の下流側には、ROTが設けられる。ROTには、複数のROTロール5が設けられる。ROTロール5の下流側には、下側ROTロール注水装置6が設けられる。ROTロール5の上側には、上側ROTロール注水装置7が設けられる。ROTロール5の出側には、CT温度計8が設けられる。CT温度計8の下流側には、巻き取り機9が設けられる。
An
圧延ラインにおいては、加熱炉は、金属製の圧延材10を加熱する。搬送テーブルは、ロールを回転させることにより圧延材10を仕上圧延機に向けて搬送する。仕上圧延機の上流側において、FET温度計1は、圧延材10の温度を測定する。その後、仕上圧延機は、圧延材10を圧延する。搬送テーブルは、ロールを回転させることにより圧延材10を搬送する。
In the rolling line, the heating furnace heats the rolled
この際、圧延スタンド2は、圧延速度を変更することにより圧延材10の温度を調整する。例えば、圧延速度が速くなれば、圧延材10の温度は上昇する。スタンド間注水装置3は、圧延材10に注水することにより圧延材10の温度を調整する。仕上圧延機の下流側において、FDT温度計4は、圧延材10の温度を測定する。
At this time, the
圧延材10の温度は、Feed Forward(FF)制御、Feed Back(FB)制御等により的確に制御される場合もある。例えば、FF制御は、FET温度計1で測定された圧延材10の温度に基づいて行われる。例えば、FB制御は、FDT温度計4で測定された圧延材10の温度に基づいて行われる。
The temperature of the rolled
その後、当該圧延材10は、ROT上を搬送される。この際、下側ROTロール注水装置6と上側ROTロール注水装置7とは、圧延材10に注水することにより圧延材10の温度を調整する。その後、当該圧延材10は、巻き取り機9に巻き取られる。その結果、当該圧延材10は製品となる。
Thereafter, the rolled
この際、圧延材10の温度は、FF制御、FB制御等により的確に制御される場合もある。例えば、FF制御は、FDT温度計4で測定された圧延材10の温度に基づいて行われる。例えば、FB制御は、CT温度計8で測定された圧延材10の温度に基づいて行われる。
At this time, the temperature of the rolled
なお、1つ以上の温度計がROT上に設けられる場合もある。この場合、当該温度計の測定値は、圧延材10の温度のFF制御、FB制御に用いられる。
One or more thermometers may be provided on the ROT. In this case, the measured value of the thermometer is used for FF control and FB control of the temperature of the rolled
次に、図2を用いて、圧延材の温度制御装置を説明する。
図2はこの発明の実施の形態1における圧延材の温度制御装置のブロック図である。
Next, the temperature control device for the rolled material will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a block diagram of the temperature control device for the rolled material according to
図2の圧延機出側温度制御装置11において、圧延機材料位置トラッキング機能11aは、圧延材10の位置を時々刻々トラッキングする。圧延機材料位置トラッキング機能11aは、トラッキング結果に基づいて、圧延スタンド2の各々とスタンド間注水装置3の各々に対応した位置での圧延材10の移動を把握する。
In the rolling mill outlet
記憶機能11bは、材料温度モデルを記憶する。材料温度モデルは、圧延材10と外部環境(冷却水、空気)との熱伝達、圧延材10の内部での熱伝導、圧延材10の変態による発熱効果を記述したモデルである。
The storage function 11b stores a material temperature model. The material temperature model is a model that describes heat transfer between the rolled
圧延スタンド内熱収支計算機能11cとスタンド間注水装置内熱収支計算機能11dとは、圧延スタンド2とスタンド間注水装置3とを含む設備を複数の単位に分ける。例えば、圧延スタンド内熱収支計算機能11cは、圧延スタンド2のロールバイトを単位とする。例えば、圧延スタンド内熱収支計算機能11cは、圧延スタンド2のロールバイトを含むやや広めの範囲を単位とする。例えば、スタンド間注水装置内熱収支計算機能11dは、スタンド間注水装置3において1本の注水バルブがカバーする範囲を単位とする。
The heat
圧延スタンド内熱収支計算機能11cは、圧延スタンド2の各々による圧延によって圧延材10において移動する熱量を差分法により計算する。スタンド間注水装置内熱収支計算機能11dは、スタンド間注水装置3の各々による注水によって圧延材10において移動する熱量を差分法により計算する。
The heat
圧延機出側温度計算機能11eは、圧延スタンド内熱収支計算機能11cの計算結果とスタンド間注水装置内熱収支計算機能11dの計算結果とに計算結果に基づいて、スタンド間注水装置3の各々による注水量と最も下流側の圧延スタンド2の圧延速度との初期値を計算する。
The rolling mill outlet
圧延機出側温度計算機能11eは、スタンド間注水装置3の各々による注水量と最も下流側の圧延スタンド2の圧延速度との初期値に基づいて圧延材10の温度履歴を計算する。圧延機出側温度計算機能11eは、圧延材10の圧延機出側温度が所望の温度になるように、スタンド間注水装置3の各々による注水量と最も下流側の圧延スタンド2の圧延速度との修正を繰り返す。
The rolling mill outlet
注水量・圧延速度決定機能11fは、FET温度計1が圧延材10の温度を測定した際に、スタンド間注水装置3の各々による注水量と最も下流側の圧延スタンド2の圧延速度を決定する。
The water injection amount / rolling
スタンド間注水装置注水量制御機能11gは、注水量・圧延速度決定機能11fにより決定された注水量となるようにスタンド間注水装置3の各々による注水量を適切なタイミングで制御する。適切なタイミングは、圧延機材料位置トラッキング機能11aによる圧延材10の位置の情報に基づいて設定される。
The inter-stand water injection device water injection amount control function 11g controls the water injection amount by each of the inter-stand
温度モデル学習機能11hは、圧延機出側温度計算機能11eにより計算された温度履歴が実際の温度履歴に近づくように材料温度モデルを調整する。この際、温度モデル学習機能11hは、圧延機出側温度計算機能11eにより計算された温度と圧延材10の温度の実績値とを比較する。温度モデル学習機能11hは、この際の誤差を次の圧延材10以後の圧延材10に対応した材料温度モデルの学習値に加える。
The temperature
図2の巻き取り温度制御装置12において、搬送テーブル材料位置トラッキング機能12aは、圧延材10の位置を時々刻々トラッキングする。搬送テーブル材料位置トラッキング機能12aは、トラッキング結果に基づいて、下側ROTロール注水装置6の各々と上側ROTロール注水装置7の各々とに対応した位置での圧延材10の移動を把握する。
In the winding
記憶機能12bは、材料温度モデルを記憶する。材料温度モデルは、圧延材10と外部環境(冷却水、空気)との熱伝達、圧延材10の内部での熱伝導、圧延材10の変態による発熱効果を記述したモデルである。
The
注水装置内熱収支計算機能12cは、下側ROTロール注水装置6と上側ROTロール注水装置7とを複数の単位に分け、単位の各々による注水によって圧延材10において移動する熱量を差分法により計算する。例えば、注水装置内熱収支計算機能12cは、下側ROTロール注水装置6と上側ROTロール注水装置7との注水バルブ1本毎を単位とする。例えば、注水装置内熱収支計算機能12cは、複数の注水バルブが集まった冷却バンクを単位とする。
The heat
巻き取り温度計算機能12dは、注水装置内熱収支計算機能12cの計算結果に基づいて、各単位の注水量の初期値を計算する。
The winding
巻き取り温度計算機能12dは、単位の各々による注水量の初期値に基づいて圧延材10の温度履歴を計算する。巻き取り温度計算機能12dは、圧延材10の巻取り温度が所望の温度になるように、単位の各々による注水量の修正を繰り返す。
The winding
この際、最も下流側の下側ROTロール注水装置6と上側ROTロール注水装置7とからCT温度計8までの領域において、注水はない。巻き取り温度計算機能12dは、当該領域において空冷による温度降下を計算する。
At this time, there is no water injection in the region from the most downstream ROT roll
搬送テーブル注水量制御機能12fは、注水装置注水量決定機能12eにより決定された注水量となるように各単位による注水量を適切なタイミングで制御する。適切なタイミングは、搬送テーブル材料位置トラッキング機能12aによる圧延材10の位置に基づいて設定される。
The conveyance table water injection
温度モデル学習機能12gは、巻き取り温度計算機能12dにより計算された温度履歴が実際の温度履歴に近づくように材料温度モデルを調整する。この際、温度モデル学習機能12gは、巻き取り温度計算機能12dにより計算された温度と圧延材10の温度の実績値とを比較する。温度モデル学習機能12gは、この際の誤差を次の圧延材10以後の圧延材10に対応した材料温度モデルの学習値に加える。
The temperature
次に、図3を用いて、熱の移動を説明する。
図3はこの発明の実施の形態1における圧延材の温度制御装置を利用した圧延機の要部の斜視図である。
Next, heat transfer will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a perspective view of a main part of a rolling mill using the rolling material temperature control apparatus according to
熱の移動には、熱伝達と熱伝導とがある。熱伝達は、圧延材10と周囲環境(水又は空気)との間の熱の移動を表す。熱伝導は、圧延材10の中の熱の移動を表す。圧延材10の表面の熱伝達により、圧延材10の熱が奪われる。その結果、圧延材10の温度は降下する。当該降下部分には、熱伝導が生ずる。熱伝導は、圧延材10が搬送テーブル、圧延機、水冷装置のいずれにある場合にも生ずる。
Heat transfer includes heat transfer and heat conduction. Heat transfer represents the transfer of heat between the rolled
搬送テーブルにおいて、熱伝達は、圧延材10に対する空冷効果のみを考慮すればよい。当該空冷効果は、放射による温度降下と対流による温度降下である。
In the transfer table, the heat transfer needs to consider only the air cooling effect on the rolled
圧延機のロールと圧延材10との接触領域において、熱伝達は、圧延材10からロールへの抜熱、圧延材10とロールとの摩擦による発熱を考慮すればよい。この際、圧延材10が加工されるときに発生する熱も考慮するとよい。
In the contact region between the roll of the rolling mill and the rolled
スタンド間注水装置3、下側ROTロール注水装置6、上側ROTロール注水装置7において、熱伝達は、圧延材10の水冷効果と空冷効果とを考慮すればよい。当該水冷効果は、スタンド間注水装置3、上側ROT注水装置、下側ROTロール注水装置6から供給される冷却水に熱を奪われる水冷対流である。当該空冷効果は、放射による温度降下と対流による温度降下である。この際、圧延材10の水で覆われている部分においては、放射が生ずる。これに対し、空冷対流は生じない。
In the inter-stand
例えば、熱間薄板圧延、厚板圧延において圧延温度が800℃以上であれば、圧延材10の組織はオーステナイトである。圧延材10の冷却が進むと、圧延材10の組織はフェライトに変態する。この際、変態発熱が生ずる。具体的には、潜熱が放出される。その結果、圧延材10の温度が上昇する。
For example, if the rolling temperature is 800 ° C. or higher in hot sheet rolling and plate rolling, the structure of the rolled
次に、図4を用いて、圧延材10の圧延機出側温度の計算方法を説明する。
図4はこの発明の実施の形態1における圧延材の温度制御装置による温度計算の一例を説明するための図である。
Next, the calculation method of the rolling mill delivery side temperature of the rolling
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of temperature calculation by the temperature control device for rolled material in
図4に示すように、圧延スタンド2のNO.i−1の長さはLSi−1と定義される。スタンド間注水装置3のNO.i−1の長さは、LIi−1と定義される。圧延スタンド2のNO.iの長さはLSiと定義される。
As shown in FIG. The length of i-1 is defined as LSi-1 . The NO. The length of i-1 is defined as L Ii-1 . No. of the rolling
例えば、スタンド間注水装置3のNo.i−1に対しては、圧延スタンド2のNo.i−1からの熱の移動が考慮される。スタンド間注水装置3のNo.i−1での熱の移動が考慮される。圧延スタンド2のNo.iへの熱の移動が考慮される。
For example, the No. For i-1, the No. of the rolling
具体的には、圧延スタンド2のNo.i−1の出側温度TDi−1 Rがスタンド間注水装置3のNO.i−1の入側温度TEi Iとなる。スタンド間注水装置3のNo.i−1に対応した位置においては、圧延材10の上下面において、熱の移動がある。当該熱の移動は、材料温度モデルを用いて計算される。スタンド間注水装置3のNo.iの出側温度TDi Iは、圧延スタンド2のNo.iの入側温度TEi+1 Iとなる。
Specifically, No. of the rolling
この際、スタンド間注水装置3による注水量とともに圧延スタンド2の圧延速度も操作量となる。ただし、圧延スタンド2の各々の速度は、圧延材10のマスフローバランスを確保して設定される。このため、全ての圧延スタンド2の圧延速度を個別に操作量とすることはできない。本実施の形態においては、最も下流側の圧延スタンド2のみが操作量とされる。
At this time, the rolling speed of the rolling
次に、図5を用いて、圧延材10の巻き取り温度の計算方法を説明する。
図5はこの発明の実施の形態1における圧延材の温度制御装置による温度計算の一例を説明するための図である。
Next, the calculation method of the winding temperature of the rolling
FIG. 5 is a diagram for explaining an example of temperature calculation by the temperature control device for rolled material according to
図5に示すように、下側ROTロール注水装置6のNo.i−1と上側ROTロール注水装置7のNo.i−1の長さは、Li−1と定義される。下側ROTロール注水装置6のNo.1と上側ROTロール注水装置7のNo.1の長さは、Liと定義される。下側ROTロール注水装置6のNo.i+1と上側ROTロール注水装置7のNo.i+1の長さは、Li+1と定義される。
As shown in FIG. 5, the lower ROT roll
例えば、下側ROTロール注水装置6のNo.iと上側ROTロール注水装置7のNo.iの下にある圧延材10に対しては、下側ROTロール注水装置6のNo.i−1と上側ROTロール注水装置7のNo.i−1の下にある圧延材10からの熱の移動が考慮される。下側ROTロール注水装置6のNo.i+1と上側ROTロール注水装置7のNo.i+1の下にある圧延材10に対しては、下側ROTロール注水装置6のNo.iと上側ROTロール注水装置7のNo.iの下にある圧延材10からの熱の移動が考慮される。
For example, the lower ROT roll
具体的には、下側ROTロール注水装置6のNo.i−1と上側ROTロール注水装置7の注水装置のNo.i−1の出側温度TDi−1 Tが下側ROTロール注水装置6のNo.iと上側ROTロール注水装置7のNo.iの入側温度TEi Tとなる。下側ROTロール注水装置6のNo.iと上側ROT注水装置のNo.iに対応した位置においては、圧延材10の上下面において、熱の移動がある。当該熱の移動は、材料温度モデルを用いて計算される。下側ROTロール注水装置6のNo.iと上側ROTロール注水装置7のNo.iの出側温度TDi Tは、下側ROTロール注水装置6のNo.i+1と上側ROTロール注水装置7のNo.i+1の入側温度TEi+1 Tとなる。
Specifically, the lower ROT roll
次に、図6を用いて、圧延材10の巻き取り温度の計算方法の詳細を説明する。
図6はこの発明の実施の形態1における圧延材10の温度制御装置による温度計算の詳細を説明するための図である。
Next, details of a method for calculating the winding temperature of the rolled
FIG. 6 is a diagram for explaining the details of the temperature calculation by the temperature control device for the rolled
例えば、圧延材10は、Sectionに分割される。例えば、Sectionの厚さは、圧延材10の厚さの1/3の厚さに設定される。例えば、Sectionの長さは、下側ROTロール注水装置6と上側ROTロール注水装置7との長さに応じた長さに設定される。
For example, the rolled
例えば、Section i、jは、下側ROTロール注水装置6のNo.1と上側ROTロール注水装置7のNo.1とに対応した位置にあって、圧延材10の厚み方向に対し上からJ番目のSectionである。
For example, Section i, j is the No. 1 and No. of the upper ROT roll
Sectoinの長さLi−1、Li、Li+1は、それぞれ異なってもよいし、同じでもよい。図4においては、各Section間の熱の移動が考慮される。 The lengths of Sectin L i−1 , L i , and L i + 1 may be different or the same. In FIG. 4, heat transfer between each Section is considered.
材料温度モデルにおいて、水冷熱伝達(対流による伝熱)を表す式は次の(1)式で表される。 In the material temperature model, a formula representing water-cooled heat transfer (heat transfer by convection) is expressed by the following formula (1).
空冷熱伝達(対流による伝熱)は次の(2)式で表される。 Air-cooled heat transfer (heat transfer by convection) is expressed by the following equation (2).
(1)式、(2)式において、添え字i、jは、Sectionの位置を表す。Qwは水冷熱伝達による熱流(W)を表す。Qaは空冷熱伝達による熱流(W)を表す。hwは被冷却体と冷却水の間の熱伝達率(W/mm2/K)を表す。haは被冷却体と周囲空気の間の熱伝達率(W/mm2/KC)を表す。Swは被冷却体の水冷表面積(mm2)を表す。Sは被冷却体の全表面積(mm2)を表す。Tは被冷却体のSectionの温度(K)を表す。Twは冷却水温度(K)を表す。Taは周囲の空気温度(K)を表す。 In the expressions (1) and (2), the subscripts i and j represent the position of the Section. Qw represents the heat flow (W) by water-cooled heat transfer. Qa represents the heat flow (W) by air-cooling heat transfer. h w represents the heat transfer coefficient (W / mm 2 / K) between the object to be cooled and the cooling water. h a represents a heat transfer coefficient between the object to be cooled and the ambient air (W / mm 2 / KC) . S w represents the water cooled surface area of the object to be cooled (mm 2). S represents the total surface area (mm 2 ) of the object to be cooled. T represents the section temperature (K) of the object to be cooled. Tw represents the cooling water temperature (K). T a represents the ambient air temperature (K).
放射による熱流は、Stefan−Boltzmannの式に基づいて次の(3)で表される。 The heat flow by radiation is expressed by the following (3) based on the Stefan-Boltzmann equation.
(3)式において、Qradは、放射による熱流(W)である。εは、放射率(−)である。σはStefan−Boltzmannの定数(5.668339*10−14(W/mm2/K4))である。 In the equation (3), Q rad is a heat flow (W) by radiation. ε is the emissivity (−). σ is a Stefan-Boltzmann constant (5.6668339 * 10 −14 (W / mm 2 / K 4 )).
上流から下流に向かう熱の移動は、次の(4)式で表される。 The movement of heat from upstream to downstream is expressed by the following equation (4).
(4)式において、Qfは、圧延材10の搬送方向に移動するSection間の熱流(W)を表す。Aは、Sectionの厚み方向と幅方向の断面積である。φは、被冷却体の比熱(J/kg/K)を表す。ρは、被冷却体の密度(kg/mm3)を表す。vは、移動速度(mm/s)を表す。
In the equation (4), Q f represents the heat flow (W) between the Sections moving in the conveying direction of the rolled
圧延材10の厚さ方向に接するSection間において、上流側のSectionから下流側への熱伝導は、次の(5)式で表される。
Between the Sections in contact with the thickness direction of the rolled
圧延材10の厚さ方向に接するSection間において、下流側のSectionから上流側への熱伝導は、次の(6)式で表される。
Between the Sections in contact with the thickness direction of the rolled
(5)式と(6)式とにおいて、QCは、Section間の厚さ方向の熱伝導による熱流(W)である。kは、熱伝導率(W/mm/K)である。dは、Section間の距離(mm)である。 In equation (5) and the equation (6), Q C is the heat flow due to the thickness direction of the heat conduction between Section (W). k is the thermal conductivity (W / mm / K). d is the distance (mm) between Sections.
熱流のモデルは、微分方程式で表される。当該微分方程式は、次の(7)式で表される。 The model of heat flow is represented by a differential equation. The differential equation is expressed by the following equation (7).
(7)式を用いて、Sectionごとの微分方程式を解くことにより、圧延材10の温度を計算することができる。圧延材10の温度をより詳細に表現するためには、Section数を増やせばよい。この場合、計算量の増加による計算機負荷の増加に注意すればよい。
The temperature of the rolled
以上で説明した実施の形態1によれば、下側ROTロール注水装置6等の各々に対応した位置の熱量の出入り基づいて、下側ROTロール注水装置6等の各々における温度降下を正しく計算することができる。このため、下側ROTロール注水装置6等の制約はあるものの、注水バルブの使用に対して優先順を指定することなく、任意の温度降下曲線を指定することができる。その結果、圧延材の温度履歴を適切に制御することができる。当該制御により、DP(二層鋼)、TRIP鋼等の高級鋼板を容易に製造することができる。
According to the first embodiment described above, the temperature drop in each of the lower ROT roll
この際、下側ROTロール注水装置6等内において複数の注水バルブの応答時間が異なる場合でも、当該複数の注水バルブの応答時間のみを考慮すればよい。例えば、バルブ応答を補償するように、早めにバルブ開閉指令を出せばよい。
At this time, even when the response times of the plurality of water injection valves are different in the lower ROT roll
なお、(7)式に対し、圧延材10の搬送に要するむだ時間要素を考慮してもよい。この場合、材料温度モデルは線形近似で表される。当該線形近似の伝達関数は、次の(8)式で表される。
In addition, you may consider the dead time element required for conveyance of the rolling
(8)式において、iは、注水位置の位置に対応した添え字である。ΔTは、被冷却体の温度変化(K)である。当該温度変化は、Sectionの厚さ方向の平均値で表される。Kiはゲイン(Ks/mm3)である。TRは、時定数(s)である。TLは搬送むだ時間(s)である。FLは注水装置における注水量(m3/s)である。当該注水量と等価な値として、被冷却体の水冷表面積Swの値を用いてもよい。
In the equation (8), i is a subscript corresponding to the position of the water injection position. ΔT is a temperature change (K) of the cooled object. The temperature change is represented by an average value in the section thickness direction. K i is a gain (Ks / mm 3 ). T R when a constant (s). TL is the transport dead time (s). F L is the injection amount in the
(8)式は(7)式から直ちに解析的に導出されない。(8)式は、(7)式にそれぞれのパラメータの数値を入れて、数値解として求められる。(8)式は、一次遅れ系ではなく、2次共振系等、他の伝達関数で表してもよい。 Equation (8) is not immediately analytically derived from Equation (7). Equation (8) is obtained as a numerical solution by putting the numerical values of the respective parameters into Equation (7). Expression (8) may be expressed by other transfer functions such as a secondary resonance system instead of the first-order lag system.
(8)式においては、初期温度としてFDTが与えられ、目標温度としてCTが与えられた際、目標降下温度(FDT−CT)を達成するための注水量又は被冷却体の水冷表面積の近似解を簡単な逆算式で求めることができる。この場合、(8)式による近似解の値を初期として詳細な計算を行うことで、計算量を減らすことができる。 In equation (8), when FDT is given as the initial temperature and CT is given as the target temperature, an approximate solution of the water injection amount or the water-cooled surface area of the cooled object to achieve the target temperature drop (FDT-CT). Can be obtained by a simple reverse calculation. In this case, the amount of calculation can be reduced by performing detailed calculation with the value of the approximate solution according to Equation (8) as the initial value.
また、巻き取り機9のない厚板圧延ラインにおいて、巻き取り温度に相当する仕上がり温度を制御する際に、本実施の形態の制御方法を適用してもよい。 Moreover, in the thick plate rolling line without the winder 9, the control method of the present embodiment may be applied when controlling the finishing temperature corresponding to the winding temperature.
1 FET温度計、 2 圧延スタンド、 3 スタンド間注水装置、 4 FDT温度計、 5 ROTロール、 6 下側ROTロール注水装置、 7 上側ROTロール注水装置、 8 CT温度計、 9 巻き取り機、 10 圧延材、 11 圧延機出側温度制御装置、 11a 圧延機材料位置トラッキング機能、 11b 記憶機能、 11c 圧延スタンド内熱収支計算機能、 11d スタンド間注水装置内熱収支計算機能、 11e 圧延機出側温度計算機能、 11f 注水量・圧延速度決定機能、 11g スタンド間注水装置注水量制御機能、 11h 温度モデル学習機能、 12 巻き取り温度制御装置、 12a 搬送テーブル材料位置トラッキング機能、 12b 記憶機能、 12c 注水装置内熱収支計算機能、 12d 巻き取り温度計算機能、 12e 注水装置注水量決定機能、 12f 搬送テーブル注水量制御機能、 12g 温度モデル学習機能
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記複数の注水装置の各々に対応した位置に対し、圧延材が持って入ってくる熱量と前記熱収支計算機能により計算された熱量と圧延材が持って出る熱量とに基づいて、前記複数の注水装置の各々からの注水による圧延材の温度履歴を計算する温度計算機能と、
前記温度計算機能により計算された温度履歴が所望の温度履歴となるように前記複数の注水装置の各々による注水量を決定する注水量決定機能と、
を備えた圧延材の温度制御装置。 A heat balance calculation function for calculating, based on a temperature model, the amount of heat transferred in the rolled material by water injection of each of a plurality of water injection devices provided in the rolling line;
Based on the amount of heat brought in by the rolled material, the amount of heat calculated by the heat balance calculation function, and the amount of heat brought out by the rolled material, for the positions corresponding to each of the plurality of water injection devices, A temperature calculation function for calculating the temperature history of the rolled material by water injection from each of the water injection devices;
A water injection amount determining function for determining a water injection amount by each of the plurality of water injection devices so that a temperature history calculated by the temperature calculation function becomes a desired temperature history;
The temperature control apparatus of the rolling material provided with.
前記トラッキング機能によりトラッキングされた圧延材の位置の情報に基づいたタイミングで、前記注水量決定機能により決定された注水量となるように前記複数の注水装置の各々を制御する注水量制御機能と、
を備えた請求項1に記載の圧延材の温度制御装置。 A tracking function for tracking the position of the rolled material in the rolling line;
A water injection amount control function for controlling each of the plurality of water injection devices to be a water injection amount determined by the water injection amount determination function at a timing based on the position information of the rolled material tracked by the tracking function,
The temperature control apparatus of the rolling material of Claim 1 provided with these.
前記注水量決定機能は、前記巻き取り機に巻き取られる圧延材の温度が所望の温度になるように前記複数の注水装置の各々による注水量を決定する請求項1又は請求項2に記載の圧延材の温度制御装置。 The heat balance calculation function calculates the amount of heat that moves in the rolled material by water injection of each of the water injection devices on the upstream side of the winder,
The said water injection amount determination function determines the water injection amount by each of these water injection apparatus so that the temperature of the rolling material wound by the said winding machine may turn into desired temperature. Rolling material temperature control device.
前記温度計算機能は、前記複数の圧延スタンドの各々に対応した位置と前記複数の注水装置の各々に対応した位置とに対し、圧延材が持って入ってくる熱量と前記熱収支計算機能により計算された熱量と圧延材が持って出る熱量とに基づいて、前記複数の圧延スタンドの各々による圧延と前記複数の注水装置の各々による注水とによる圧延材の温度履歴を計算し、
前記注水量決定機能は、前記複数の圧延スタンドの出側における圧延材の温度が所望の温度になるように前記複数の注水装置の各々による注水量を決定する請求項1又は請求項2に記載の圧延材の温度制御装置。 The heat balance calculation function moves in the rolled material by the amount of heat moved in the rolled material by rolling by each of the plurality of rolling stands alternately arranged with each of the plurality of water pouring devices, and by water injection in each of the plurality of water pouring devices. Calculate the amount of heat,
The temperature calculation function is calculated by the heat balance calculation function and the amount of heat that the rolled material enters with respect to the position corresponding to each of the plurality of rolling stands and the position corresponding to each of the plurality of water injection devices. Based on the amount of heat and the amount of heat that the rolled material brings, calculate the temperature history of the rolled material by rolling by each of the plurality of rolling stands and water by each of the plurality of water injection devices,
The said water injection amount determination function determines the water injection amount by each of these water injection apparatus so that the temperature of the rolling material in the exit side of these rolling stands may become desired temperature. Rolling material temperature control device.
を備えた請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の圧延材の温度制御装置。 A learning function for setting a learning value of the temperature model based on a comparison result between the temperature of the rolled material calculated by the temperature calculating function and the actual value of the temperature of the rolled material,
The temperature control apparatus of the rolling material as described in any one of Claims 1-4 provided with these.
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