JP2018144062A - 巻取り冷却制御装置および巻取り冷却制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱間圧延ラインで製造される鋼板の製造品質を向上させる。【解決手段】巻取り冷却制御装置１００は、鋼板１５１を長手方向の所定の長さ毎に区分した各セクションについて、各セクションが熱間圧延機１５２から排出されダウンコイラ１５４の位置まで移動する間に変化する目標温度履歴を、鋼板１５１のフェライト相の体積比が各セクション間で略一定となるように算出する目標温度履歴算出部１２０と、鋼板１５１の各セクションが巻取り冷却装置１６０により冷却されるときの温度を前記算出された目標温度履歴と一致させるように、巻取り冷却装置１４０の冷却ヘッダ１６３に対する冷却指令を各セクション毎に算出する冷却指令算出部１３０と、前記算出された各セクション毎の冷却指令に基づき、所定の時間刻み毎の各冷却ヘッダ１６３の開閉パターンを算出して、巻取り冷却装置１６０へ出力するヘッダパターン出力部１４０と、を備えて構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、熱間圧延ラインに含まれる巻取り冷却装置を制御する巻取り冷却制御装置および巻取り冷却制御方法に関する。

近年、ＤＰ（Dual Phase）鋼やＴＲＩＰ（Transformation Induced Plasticity）鋼などのように鋼板の高品質化が進行している。一般に、ＤＰ鋼やＴＲＩＰ鋼の圧延においては、冷却開始時から冷却終了時」までの冷却途中の中間温度での保持時間（以下、中間空冷時間）は、フェライト相の体積比に大きな影響を与えることが知られている。そのため、中間空冷時間は、ある時間範囲に制御されることが必要であり、その時間範囲より短くても長くても鋼板の品質を低下させる。そこで、その鋼板の冷却制御では、巻取り温度だけでなく中間温度を目標温度に一致させ、さらに、その中間温度の近傍で鋼板温度を一定時間保持するという中間空冷時間を設けた制御が行われる。

特許文献１には、このような鋼板の冷却制御を可能にした冷却装置の例が開示されている。その制御方法によれば、少なくとも圧延材の温度、水冷の冷却速度および空冷時間を制御量とする。そして、この制御量のそれぞれに対して優先順位と許容値を決定し、その優先順位に従い、かつ、許容値を満たすように目標値の修正計算が行われる。

また、特許文献２には、中間温度計を挟んで上流冷却設備と下流冷却設備のヘッダパターンをそれぞれ算出し、開動作を抑制する中間温度計近傍のヘッダを特定する水冷禁止ヘッダ算出手段を備えた巻取り冷却制御装置の例が開示されている。この巻取り冷却制御装置では、中間温度計近傍でのヘッダの開動作を抑制することにより中間空冷時間が目標範囲に収まるよう制御される。

特開２００７−２６８５４０号公報 特開２０１５−５４３２２号公報

以上の従来技術は、いずれも鋼板の冷却温度パターンや中間温度に配慮した制御を行うことはできるものの、温度制御の精度向上や中間空冷時間遵守の観点からは、以下のような問題があると考えられる。

特許文献１には、与えられた優先順位に従い許容値を満たすように目標値の修正計算を行うことは記載されているが、圧延材の温度、水冷の冷却速度および空冷時間を含む制御量の間の優先順位と許容値を決める方法については開示されていない。制御量の優先順位と許容値を決めるためには、制御量の一つまたは複数を許容値内または外に変化させたときの鋼板の品質を、制御量の膨大な組合せに対して調べる必要がある。

また、特許文献２には、中間空冷時間が目標範囲に収まるようなプリセット制御を行う方法が開示されているが、冷却ヘッダの優先順位や水冷禁止フラグの優先順位とフェライト相の体積比との関係などは明確化されていない。したがって、鋼板速度が変化した場合などにおいて、所望のフェライト相の体積比を得るための冷却制御の方法については、課題が残ることとなった。

一般に、鋼板の圧延は、低い速度で開始され、その後、一定の最大速度で圧延が続けられる。そして、圧延中の鋼板は、尾端部に近づくと、圧延終了に向けて減速し、低い速度でミルから払い出される。このように鋼板の圧延速度は変化するため、ミルから払い出されてから中間温度計の位置に到達するまでの時間は、鋼板の長手方向の部位によって変化する。そのため、冷却速度を一定に制御したとしても、フェライト変態で生成されるフェライト相の体積比は一定にならない可能性がある。

本発明の目的は、熱間圧延ラインで製造される鋼板など金属板について目標巻取り温度を実現した上で、当該金属板の少なくとも１つの変態相の体積比を長手方向の各部位間で均一化することが可能な巻取り冷却制御装置および巻取り冷却制御方法を提供することにある。

前記発明の目的を達成するために、本発明に係る巻取り冷却制御装置は、熱間圧延機によって圧延されてダウンコイラに巻取られる被圧延材に冷却水を放出する複数の冷却ヘッダを備えて構成される巻取り冷却装置を制御する巻取り冷却制御装置であって、前記被圧延材を長手方向の所定の長さ毎に区分した前記被圧延材の各セクションについて、前記各セクションが前記熱間圧延機から排出され前記ダウンコイラの位置まで移動する間に変化するときの目標温度履歴を、前記被圧延材の少なくとも１つの変態相の体積比が前記各セクション間で略一定となるように算出する目標温度履歴算出部と、前記各セクションが前記巻取り冷却装置により冷却されるときの温度を前記算出された目標温度履歴と一致させるような前記各冷却ヘッダに対する冷却指令を、前記セクション毎に算出する冷却指令算出部と、前記セクション毎に算出された前記各冷却ヘッダに対する冷却指令に基づき、所定の時間刻み毎に前記各冷却ヘッダの開閉パターンを算出して、前記巻取り冷却装置へ出力するヘッダパターン出力部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、熱間圧延ラインで製造される鋼板など金属板について目標巻取り温度を実現した上で、当該金属板の少なくとも１つの変態相の体積比を長手方向の各部位間で均一化することが可能となる。よって、本発明により、熱間圧延ラインで製造される鋼板などの金属板の製造品質を向上させることが可能となる。

本発明の実施形態に係る巻取り冷却制御装置およびその制御対象の構成の例を示した図。 圧延対象の鋼板の化学組成の例を示した図。 相変態開始条件の例を模式的に示した図。 フェライト変態の相変態開始炭素濃度Ｃ_FTに対する等温変態速度係数テーブルの例を示した図。 複数の温度の間を所定の刻みに分割した各温度でフェライト相の体積比χ_Fが目標フェライト体積比χ_F,targetになった時間ｔ_F,targetを示したグラフ。 目標温度履歴算出部により実行される処理フローの例を示した図。 比較例（従来技術）で求められた各鋼板速度Ｖ_１＜Ｖ_２＜Ｖ_３＜Ｖ_４での目標温度履歴の例を示した図。 本発明の実施形態で求められた鋼板速度Ｖ_１＜Ｖ_２＜Ｖ_３＜Ｖ_４での目標温度履歴の例を示した図。 比較例（従来技術）に基づき製造される熱延ＤＰ鋼のフェライト相の体積比を示した図。 本発明の実施形態に基づき製造される熱延ＤＰ鋼のフェライト相の体積比を示した図。 。熱延ＤＰ鋼におけるフェライトの平均結晶粒径を本発明の実施形態と比較例（従来技術）とで比較した例を示した図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面において、共通する構成要素には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

＜巻取り冷却制御装置１００の概略構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る巻取り冷却制御装置１００およびその制御対象１５０の構成の例を示した図である。図１に示すように、巻取り冷却制御装置１００は、制御対象１５０から種々の信号（鋼板速度や巻取り温度などの実績値）を受信し、その実績値に応じた制御信号を制御対象１５０に出力する。

ここでは、まず、制御対象１５０の構成について説明する。本実施形態の場合、制御対象１５０の主要な構成要素は、熱間圧延システムにおける巻取り冷却装置１６０である。巻取り冷却装置１６０は、熱間圧延機１５２とダウンコイラ１５４との間に配置され、熱間圧延機１５２のミル１５３によって圧延された８５０℃〜９００℃程度の鋼板１５１を冷却する。また、ダウンコイラ１５４は、巻取り冷却装置１６０によって冷却された鋼板１５１を巻取る。なお、本実施形態では、熱間圧延機１５２により圧延される被圧延材は、ＤＰ鋼やＴＲＩＰ鋼など鉄を主成分とする鋼板であるとするが、鋼板に限定されることはない。

巻取り冷却装置１６０は、鋼板１５１を上側から水冷する上部冷却装置１６１および鋼板１５１を下側から水冷する下部冷却装置１６２により構成される。そして、上部冷却装置１６１および下部冷却装置１６２は、冷却水を放出する複数の冷却ヘッダ１６３が鋼板１５１の長手方向に沿って、鋼板１５１を挟んだ上下位置にそれぞれ配置されて構成される。また、それぞれの冷却ヘッダ１６３は、鋼板１５１の幅方向に沿って配列された多数のノズルによって構成される。

なお、鋼板１５１の長手方向に沿って配置された複数の冷却ヘッダ１６３は、所定数毎に区分されているものとし、それぞれ区分された複数の冷却ヘッダ１６３をバンク１６４という。また、ここでは、鋼板１５１の長手方向に沿ってミル１５３側に配置されているバンク１６４を前段バンク群１６５という。同様に、鋼板１５１の長手方向に沿って中央部に配置されているバンク１６４を中段バンク群１６６といい、ダウンコイラ１５４側に配置されているバンク１６４を後段バンク群１６７という。

また、制御対象１５０の中には、冷却制御実施中の鋼板１５１の温度を検知するために、ミル出側温度計１７０、中間温度計１７１、巻取り温度計１７２などの計測器が設けられている。ちなみに、ミル出側温度計１７０は、熱間圧延機１５２で圧延された直後の鋼板１５１の温度を計測する。また、巻取り冷却装置１６０の中央部付近に設置された中間温度計１７１は、その設置位置を通過中の鋼板１５１の温度を計測する。また、巻取り温度計１７２は、ダウンコイラ１５４で巻き取る直前の鋼板１５１の温度を計測する。

さらに、図１を参照しつつ、巻取り冷却制御装置１００の構成について説明する。本実施形態では、巻取り冷却制御装置１００が実行する巻取り冷却制御の目的は、巻取り温度計１７２で計測される鋼板１５１の温度を目標巻取り温度に一致させ、かつ、鋼板１５１のフェライト体積比を目標の体積比に一致させることにある。この制御の目的のために、巻取り冷却制御装置１００は、巻取り冷却装置１６０を構成する各冷却ヘッダ１６３に対し、開または閉の操作指令を出力する。なお、本実施形態では、開または閉の操作指令は、冷却ヘッダ１６３から冷却水を放出するか否かを指示する指令であるとするが、放出する冷却水の量を指示する指令であってもよい。

巻取り冷却制御装置１００は、処理部１１０と記憶部１０１とを少なくとも備えた一般的なコンピュータによって構成される。ここで、処理部１１０は、相変態開始条件算出部１１１、保持条件算出部１１２、板温度推定部１１３、鋼板速度パターン修正部１１４、目標温度履歴算出部１２０、冷却指令算出部１３０、ヘッダパターン出力部１４０などの機能ブロックを含んで構成される。また、記憶部１０１には、ミル出側目標温度、巻取り目標温度鋼板速度パターン、等温変態速度計数テーブル、相変態開始条件テーブル、目標相体積比、鋼板化学組成データなどの各種制御情報が記憶される。

以上のような構成を有する巻取り冷却制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と記憶装置（半導体メモリ、磁気ハードディスク装置など）とを備えて種々の演算処理や制御処理を実行する一般的なコンピュータによって具現化される。その場合、処理部１１０を構成する各機能ブロックの機能は、前記ＣＰＵが前記記憶装置に記憶された所定のプログラムを実行することによって実現される。また、記憶部１０１は、前記記憶装置の一部に割り当てられた記憶領域に所定のデータが記憶されることよって実現される。

本実施形態において、ユーザが指定する制御情報は、ミル出側目標温度Ｔ_Ｆ、巻取り目標温度Ｔ_Ｃ、フェライトなどの目標相体積比および鋼板速度パターンである。なお、これらの制御情報は、ユーザが巻取り冷却制御装置１００に付属する入力装置から直接入力してもよいし、ネットワークを介して上位計算機５０から入力してもよい。

以下、巻取り冷却制御装置１００の処理部１１０を構成する各機能ブロックの詳細について、図２以下の図面も参照しながら説明する。

＜相変態開始条件算出部１１１＞
相変態開始条件算出部１１１は、記憶部１０１に記憶されている相変態開始条件テーブル、目標相体積比、鋼板化学組成データに基づき、フェライト相の目標相体積比χ_Fを実現するためのフェライトとマルテンサイトについての相変態開始炭素濃度Ｃ_FT，Ｃ_MT、相変態開始温度Ｔ_FT，Ｔ_MTを求める。

相変態開始条件算出部１１１は、まず、記憶部１０１を参照し、これから圧延される鋼板１５１の化学組成（chemical composition）に対応する相変態開始条件を求める。図２は、圧延対象の鋼板１５１の化学組成の例を示した図である。図２において、各行の各列のデータは、「Slub #」で識別される鋼板１５１に含まれる元素の含有率を表している。なお、鋼板１５１の「Slub #」は、その圧延開始前にユーザによって指定される。

相変態開始条件は、変態タイプTRF_TYPE毎に、炭素濃度Ｃと温度Ｔとの関係として表わされる。本明細書では、これを｛TRF_TYPE，Ｃ，Ｔ｝と表記する。図３は、相変態開始条件の例を模式的に示した図である。図３では、相変態開始条件は、横軸を炭素濃度Ｃ、縦軸を温度Ｔとしたグラフにおいて、４種類の相変態タイプTRF_TYPE毎の炭素濃度Ｃと温度Ｔとの関係として示されている。ここで、Tf(Ｃ)、Tp(Ｃ)、Tb(Ｃ)、Tm(Ｃ)は、それぞれフェライト（Ferrite）変態、パーライト（Pearlite）変態、ベイナイト（Bainite）変態、マルテンサイト（Martensite）変態の相変態開始条件を表す。なお、図３では、簡単のため相変態開始条件は、直線状に描かれているが、一般的には曲線である。

相変態開始条件テーブル｛TRF_TYPE，Ｃ，Ｔ｝は、例えば、よく知られたＣＡＬＰＨＡＤ（CALculation of PHAse Diagram）法を用いて計算することができる。その場合、圧延条件に依存するオーステナイト相の転位密度エネルギーを加えるとさらに精度のよい結果が得られる。本実施形態では、相変態開始条件｛TRF_TYPE，Ｃ，Ｔ｝は、予め計算されたものが相変態開始条件テーブルとして記憶部１０１に記憶されているものとするが、ＣＡＬＰＨＡＤ法のプログラムを実装するものであってもよい。

続いて、相変態開始条件算出部１１１は、予めユーザにより入力されたフェライト相の目標相体積比χ_Fに基づき相変態開始時の炭素濃度を計算する。例えば、フェライト相とマルテンサイト相からなるＤＰ鋼の場合、オーステナイト相からフェライトへ相の変態を開始するときの炭素濃度Ｃ_FTは、次の式（１）を用いて計算することができる。
Ｃ_FT ＝ Ｃ₀ （１）
ただし、Ｃ₀：鋼板１５１の炭素濃度

オーステナイト相からマルテンサイト相への相変態を開始するときの炭素濃度Ｃ_MTは、次の式（２）を用いて計算することができる。
Ｃ_MT ＝（Ｃ₀−χ_F×Ｃ_F）／（１−χ_F ） （２）
ただし、Ｃ_F：フェライト相の炭素濃度
χ_F：フェライト相の相体積比

さらに、相変態開始条件算出部１１１は、相変態開始条件｛TRF_TYPE，Ｃ，Ｔ｝から、相変態開始時の炭素濃度に対応する温度を求める。ＤＰ鋼の例では、TRF_TYPE＝FT（フェライト変態）かつＣ≒Ｃ_FTに対応する温度をフェライト変態開始温度Ｔ_FTとし、TRF_TYPE＝MT（マルテンサイト変態）かつＣ≒Ｃ_MTに対応する温度をマルテンサイト変態開始温度Ｔ_MTとする。ここで、記号「≒」は補間を意味する。補間方法はラグランジュ補間が使える他、線形補間など複数種類が知られている。

相変態開始条件算出部１１１は、以上のようにして求めた、フェライト相の目標相体積比χ_Fを実現するための相変態開始炭素濃度Ｃ_FT，Ｃ_MTおよび相変態開始温度Ｔ_FT，Ｔ_MTを出力する。

＜保持条件算出部１１２＞
保持条件算出部１１２は、冷却途中に鋼板１５１の温度を一定の温度に一定の時間保持することを目的として、その保持すべき温度および時間を、保持温度Ｔ_Hおよび保持時間Δ_Hとして算出する。なお、ここでいう保持温度Ｔ_Hおよび保持時間Δ_Hは、一般にいう中間温度および中間空冷時間に相当する。

保持条件算出部１１２は、まず、記憶部１０１に記憶されている等温変態速度係数テーブルを参照し、相変態開始炭素濃度Ｃ_FT，Ｃ_MTに対応する化学組成での等温変態速度係数（以下、ＴＴＴ（Time-Temperature Transformation）速度係数という）ｎ，ｋを求める。さらに、保持条件算出部１１２は、このＴＴＴ速度係数ｎ，ｋを用いてＴＴＴ速度を計算する。ＴＴＴ速度は、例えばＪＭＡＫ（Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov）モデルとして知られている次の式（３）を用いて計算することができる。
ｄχ_F／ｄｔ＝ｎ×ｋ×ｔ^(n-1)×χ_A （３）
ただし、χ_A：オーステナイト相の体積比
ｎ，ｋ：ＴＴＴ速度係数

図４は、フェライト変態の相変態開始炭素濃度Ｃ_FTに対する等温変態速度係数テーブルの例を示した図である。図４に示すように、本実施形態では、ＪＭＡＫモデルを用いて速度係数テーブルを｛温度Ｔ，ｎ，ｋ｝と表す。

ＴＴＴ速度係数は、例えば、相変態実験により得られるＴＴＴ線図（ＴＴＴ diagram）のデータを回帰させて作成することができる。また、相変態速度計算モデルを用いて計算することもできる。相変態速度計算モデルとしては、例えば、ＩＳＩＪ International Vol.32 (1992)のp.423-432に掲載されているものがある。

図５により、等温変態速度係数テーブルを利用して保持温度（Holding Temperature）Ｔ_Hと保持時間（Holding Time）Δ_Hを求める方法を説明する。図５は、複数の温度、例えば、Ｔ_FTとＴ_MTの間を５℃刻みに分割した各温度で式（３）を時間積分してフェライト相の体積比χ_Fが目標フェライト体積比χ_F,targetになった時間ｔ_F,targetを示したグラフである。このグラフにより得られた時間ｔ_F,targetが最も短い温度ｔ_xを選び、ノーズ温度（Nose temperature）Ｔ_noseとする。そして、ノーズ温度Ｔ_noseでの時間ｔ_F,targetをｔ_Xとする。保持条件算出部１１２は、以上のようにして求めたＴ_noseおよびｔ_Xを、それぞれ、保持温度Ｔ_Hおよび保持時間Δ_Hとして出力する。

＜板温度推定部１１３＞
板温度推定部１１３は、鋼板速度Ｖで移動する鋼板１５１の各セクションの温度変化を計算する。以下では、鋼板１５１の１つのセクションがミル出側温度計１７０の設置位置から巻取り温度計１７２の設置位置まで移動する間の温度変化を一定の時間Δで時刻を進めながら差分計算する例を示す。なお、計算する温度変化は、ミル１５３の側から巻取り温度計１７２の設置位置まで、またはミル出側温度計１７０の設置位置からダウンコイラ１５４まで、またはミル１５３の出側からダウンコイラ１５４までのいずれの温度変化であってもよい。

ここでは、まず、温度変化計算の対象となる鋼板１５１のセクションの現在時刻における位置をミル出側温度計１７０の設置位置からの距離Ｌ_nで表すこととし、板温度推定部１１３は、この距離Ｌ_nを次の式（４）に従って計算する。
Ｌ_n＝Ｌ_n-1＋Δ×Ｖ （４）
ただし、Ｌ_n：現在の距離（ｍ）
Ｌ_n-1：現在より時間Δ前の距離（ｍ）
Δ：板温度推定計算の計算刻み時間（ｓ）

次に、板温度推定部１１３は、予め設定されたヘッダパターン（冷却ヘッダ１６３から冷却水を放出するか否かを指示する情報）から距離Ｌ_ｎの位置における冷却ヘッダ１６３の動作を判定し、鋼板１５１の表面熱流束を計算する。

ここで、冷却ヘッダ１６３が冷却水を放出する水冷動作中である場合には、その表面熱流束ｑ_wは、例えば、次の式（５）に従って計算することができる。
ｑ_w＝9.72×10⁵×ω^0.355×{(2.5−1.15×logＴ_w)×Ｄ／(pl×pc)}^0.646 （５）
ただし、ω：水量密度（Ｌ／ｍ²／ｓ）
Ｔ_w：水温（℃）
Ｄ：ノズル直径（ｍ）
pl：ライン方向のノズルピッチ（ｍ）
pc：ラインと直交方向のノズルピッチ（ｍ）

一方、冷却ヘッダ１６３が水冷動作中でない場合には、その表面熱流束ｑ_rは、例えば、次の式（６）に従って計算することができる。
ｑ_r＝σ×ε×[(273＋Ｔ_su)⁴ −(273＋Ｔ_a )⁴] （６）
ただし、σ：ステファン・ボルツマン定数（Ｗ／ｍ²／Ｋ⁴）
ε：放射率
Ｔ_a：空気温度（℃）
Ｔ_su：鋼板の表面温度（℃）

板温度推定部１１３は、式（５）または式（６）を用いて鋼板１５１の上面および下面における表面熱流束を計算し、それぞれの鋼板表面での熱移動量をそれぞれ定量化する。そして、計算刻みの時間Δが経過する前の温度に基づき、時間Δの間に移動する熱量を加減算することで、鋼板１５１の当該セクションの温度を計算する。

ここで、鋼板１５１の厚み方向の熱伝導を無視する場合には、鋼板１５１の当該セクションの温度を次の式（７）を用いて計算することができる。
Ｔ_n＝Ｔ_n-1−（ｑ_t＋ｑ_b）×Δ／（ρ×Ｃ×Ｂ） （７）
ただし、Ｔ_n-1：時間Δ前の板温（℃）
ｑ_t：鋼板上面における熱流束（Ｗ／ｍ²）
ｑ_b：鋼板下面における熱流束（Ｗ／ｍ²）
ρ：鋼板の密度（ｋｇ／ｍ³）
Ｃ：鋼板の比熱（Ｊ／ｋｇ／Ｋ）
Ｂ：鋼板の厚み（ｍ）

また、鋼板１５１の厚み方向の熱伝導を考慮する場合には、よく知られた伝熱方程式を解くことにより、鋼板１５１の厚み方向の温度を計算することができる。伝熱方程式は、次の式（８）により与えられる。なお、この式（８）を鋼板１５１の厚み方向に分割して計算機で差分計算する方法は、種々の文献に公開されている。
ｄＴ／ｄｔ＝{λ／(ρ×Ｃ)}×(∂²Ｔ／∂ｘ²) （８）
ただし、λ：鋼板の熱伝導率
Ｔ：鋼板の内部温度
ｘ：厚み方向の位置

＜鋼板速度パターン修正部１１４＞
鋼板速度パターン修正部１１４は、ユーザが指定した鋼板速度パターンにおける最大速度を修正して出力する。この目的のため、鋼板速度パターン修正部１１４は、その内部に鋼板速度上限算出部１１４１を有している。

一般に、鋼板１５１の速度は、圧延の進行とともに変化する。鋼板１５１の先端部は、後方にあるミル１５３による押し出しによって無張力状態で巻取り冷却装置１６０内を走行する。そのため、鋼板１５１は、その速度が速い場合には、搬送部から浮き上がりダウンコイラ１５４への巻き込み不良を起こし易い。また、鋼板１５１の尾端部も、前方にあるダウンコイラ１５４の巻取りによって無張力状態で巻取り冷却装置１６０内を走行する。そのため、鋼板１５１は、その移動速度が速い場合には、上下に波打ちしてダウンコイラ１５４への巻き込み不良を起こし易い。これらの不良を防止するため、鋼板１５１の先端部と尾端部では鋼板速度を遅くすることが一般的に行われている。

一方、先端部と尾端部を除く鋼板１５１の大部分では、ダウンコイラ１５４の巻取りとミル１５３による押し出しの速度を調整して鋼板に加わる張力を制御することで、巻取り冷却装置１６０内での走行不良を抑制することができる。そのため、単位時間当たりの鋼板１５１の生産量を増やすために、鋼板１５１の大部分では鋼板速度を速くする制御が行われる。なお、鋼板１５１の長手方向の温度均一性を高める上でも、鋼板速度を大きくして圧延時間を短くすることが有利である。

鋼板速度上限算出部１１４１は、ミル出側温度Ｔ_Fから保持温度Ｔ_Hまでの冷却速度ＣＲ_FHおよび保持温度Ｔ_Hから巻取り温度Ｔ_Cまでの冷却速度ＣＲ_HCを、巻取り冷却装置１６０で実現できる最大冷却速度にしたときの鋼板速度上限を算出する。

鋼板速度Ｖで移動する鋼板１５１のセクションがミル出側温度計１７０の設置位置から中間温度計１７１の設置位置まで移動する時間ｔ_IMTは、次の式（９）を用いて計算することができる。
ｔ_IMT＝Ｌ_IMT／Ｖ （９）
ただし、Ｌ_IMT：ミル出側温度計１７０の設置位置から中間温度計１７１の
設置位置までの距離

中間温度計１７１で計測される鋼板温度が保持温度Ｔ_Hと一致するように、中間温度計１７１の計測温度を用いて前段バンク群１６５に属する冷却ヘッダ１６３をダイナミック制御するためには、次の不等式が満たされるようにする。
Δ_FR＋Δ_FH≦ｔ_IMT ≦Δ_FR＋Δ_FH＋Δ_H （１０）

ここで、Δ_FRは、当該セクションがミル出側温度計１７０を出て巻取り冷却装置１６０に入るまでの時間、Δ_FHは、ミル出側温度Ｔ_Fから保持温度Ｔ_Hまでの冷却に要する時間であり、それぞれ、次の式（１１）および式（１２）により計算することができる。
Δ_FR＝Ｌ_FR／Ｖ （１１）
ただし、Ｌ_FR：ミル出側温度計１７０の設置位置から巻取り冷却装置１６０の
最初の冷却ヘッダ１６３の設置位置までの距離
Δ_FH＝（Ｔ_F−Ｔ_H）／ＣＲ_FH （１２）

同様に、巻取り温度計１７２で計測される鋼板温度がＴ_Cと一致するように、巻取り温度計１７２の計測温度を用いて後段バンク群１６７に属する冷却ヘッダ１６３をダイナミック制御するためには、次の不等式が満たされるようにする。
Δ_FH＋Δ_H＋Δ_HC＋Δ_RC≦ｔ_CT （１３）

ここで、Δ_RCは、当該セクションが巻取り冷却装置１６０から出て巻取り温度計１７２の位置に到達するまでの時間、Δ_HCはＴ_HからＴ_Cまでの冷却に要する時間であり、それぞれ、次の式（１４）および式（１５）により計算することができる。
Δ_RC＝Ｌ_RC／Ｖ （１４）
ただし、Ｌ_RC：巻取り冷却装置１６０の最終ヘッダから巻取り温度計１７２まで
の距離
Δ_HC＝（Ｔ_H−Ｔ_C）／ＣＲ_HC （１５）

また、ｔ_CTは、当該セクションがミル出側温度計１７０の位置から巻取り温度計１７２の位置に到達するまでの時間であり、次の式（１６）により計算することができる。
ｔ_CT＝Ｌ_CT／Ｖ （１６）
ただし、Ｌ_CT：ミル出側温度計１７０から巻取り温度計１７２までの距離

なお、以上の式（１１）〜式（１６）においては、空冷時の温度変化が水冷時に比べて小さいことから、水冷時以外の温度変化を無視している。空冷時の温度変化を考慮するためには、式（１２）のＴ_Fおよび式（１５）のＴ_Cを、空冷時の温度変化を考慮して修正すればよい。一方、式（１２）および式（１５）のＴ_Hは、フェライト変態の進行に伴い発生する潜熱が空冷と相殺するので、とくに修正するまでもない。

以上のようにして得られた２つの不等式：式（１０）と式（１３）を鋼板速度に対して整理して、以下の鋼板速度上限（Upper Bound velocity）Ｖ_UBの決定式を得る。
Ｖ_UB＝α×Min［(Ｌ_IMT−Ｌ_FR)／Δ_FH，(Ｌ_CT−Ｌ_FR−Ｌ_RC)／(Δ_FH＋Δ_H＋Δ_HC)］ （１７）
ただし、α：安全率（０＜α＜１）

鋼板速度上限算出部１１４１は、前記の如くＣＲ_FHとＣＲ_HCを巻取り冷却装置１６０で実現できる最大冷却速度とした上で、式（１７）を用いて鋼板速度上限Ｖ_UBを算出し、出力する。

鋼板速度パターン修正部１１４は、ユーザが指定した鋼板速度パターンにおける最大速度Ｖ_maxを、前記の鋼板速度上限算出部１１４１で算出したＶ_UBと比較して、Ｖ_maxがＶ_UBより大きい場合には、Ｖ_maxをＶ_UBに修正する。さらに、鋼板速度パターン修正部１１４は、Ｖ_maxの修正と整合するように鋼板速度パターンを修正して、修正後の鋼板速度パターンを出力する。

なお、鋼板速度パターンの修正は、例えば、Ｖ_max前後の加減速速度を元通り保持した上で加減速時間を調整することにより行うことができる。あるいは、加減速時間を元通り保持した上で加減速速度を調整してもよいし、加減速時間と加減速速度の両方を調整してもよい。

また、ここでは、Ｖ_maxがＶ_UBより大きい場合にのみ、Ｖ_maxをＶ_UBに修正するとしたが、つねに、Ｖ_maxをＶ_UBに修正するようにしてもよい。あるいは、Ｖ_maxがＶ_UBより大きい場合には、警告を出してユーザにＶ_UBの設定を求めるようにしてもよい。

＜目標温度履歴算出部１２０＞
目標温度履歴算出部１２０は、鋼板１５１がミル１５３から排出されてからダウンコイラ１５４の位置まで（つまり、ミル出側温度計１７０の設置位置から巻取り温度計１７２の設置位置まで）移動する間の鋼板１５１の目標温度履歴を算出する。なお、この目標温度履歴は、ユーザが指定するミル出側温度Ｔ_Fおよび巻取り温度Ｔ_C、鋼板速度パターン修正部１１４が出力する鋼板速度パターン、ならびに、保持条件算出部１１２が出力する保持温度Ｔ_Hおよび保持時間Δ_Hを全て満たすように算出される。さらに、目標温度履歴算出部１２０は、この目標温度履歴を実現するための冷却ヘッダ１６３の開閉パターンを算出する。

なお、目標温度履歴算出部１２０は、以上のような鋼板１５１の目標温度履歴および冷却ヘッダ１６３の開閉パターンを、鋼板１５１を長手方向に所定の長さごとに区分したセクション毎に作成する。

図６は、目標温度履歴算出部１２０により実行される処理フローの例を示した図である。目標温度履歴算出部１２０は、まず、ステップＳ０１において、鋼板１５１のあるセクションの鋼板速度Ｖ、ミル出側目標温度Ｔ_F，巻取り目標温度Ｔ_C、保持温度Ｔ_H，保持時間Δ_Hなどを入力情報として受け取り、処理を開始する。

ここで、中間温度計１７１の設置位置Ｘ_IMTや中間温度計１７１からミル１５３の方向に設ける空冷区間の最短長Ｌ_airは、既知の定数であるとする。また、本実施形態では、中間温度計１７１の設置位置Ｘ_IMTなどを表すために、鋼板１５１の進行方向に沿って便宜上の座標軸（Ｘ軸）が設けられているものとする。なお、この座標軸（Ｘ軸）の方向は、ミル１５３側からダウンコイラ１５４側の方向であるとし、また、原点は、ミル出側温度計１７０の設置位置であるとする。

空冷区間の最短長Ｌ_airは、中間温度計１７１で温度計測される時点での鋼板１５１の表面状態を一定に保ち、温度計測精度を確保するために設けられる距離である。なお、空冷区間の最短長Ｌ_airの具体的な長さは、中間温度計１７１の計測方式によって異なるが、例えば冷却ヘッダ１６３が３つ分の長さである。

次に、ステップＳ０２では、目標温度履歴算出部１２０は、温度保持区間の長さＬ_Hと、鋼板温度をＴ_FからＴ_Hまで冷却するのに必要な開ヘッダの数Ｎ_F,openと、鋼板温度をＴ_HからＴ_Cまで冷却するのに必要な開ヘッダの数Ｎ_R,openを求める。なお、開ヘッダとは、冷却水を放水する開状態の冷却ヘッダ１６３をいう。

なお、Ｌ_Hは、次の式（１８）によって求められ、また、Ｎ_F,openおよびＮ_R,openは、次の式（１９−１）および式（１９−２）によって求められる。
Ｌ_H＝Ｖ×Δ_H （１８）
Ｎ_F,open＝（Ｔ_F−Ｔ_H）／ΔＴ_open （１９−１）
Ｎ_R,open＝（Ｔ_H−Ｔ_C）／ΔＴ_open （１９−２）
ここで、式（１９−１）および式（１９−２）におけるΔＴ_openは、１つの開ヘッダによる概略温度変化量であり、前記板温度推定部１１３の式（７）または式（８）を用いて計算することができる。

次に、ステップＳ０３では、目標温度履歴算出部１２０は、ダウンコイラ１５４に最も近い開ヘッダ（以下、最下流開ヘッダという）の位置Ｘ_C3eおよび巻取り冷却装置１６０に含まれる冷却ヘッダ１６３の開閉パターンＰ_openの初期値を設定する。

このとき、ダウンコイラ１５４に最も近い開ヘッダの位置Ｘ_C3eの初期値としては、ダウンコイラ１５４に最も近い冷却ヘッダ１６３の位置が設定される。また、開閉パターンＰ_openの初期値は、次の２段階の処理によって設定される。すなわち、まず、第１段階として、全部の冷却ヘッダ１６３が閉に設定される。その後、第２段階として、前段バンク群１６５のミル１５３に近い方から順にＮ_F,open個の冷却ヘッダ１６３、および、後段バンク群１６７のダウンコイラ１５４に近い方から順にＮ_R,open個の冷却ヘッダ１６３が開ヘッダに設定される。

次に、ステップＳ０４では、目標温度履歴算出部１２０は、開閉パターンＰ_openから巻取り温度予想値Ｔ_C’を計算し、目標巻取り温度Ｔ_Cとの差分量｜Ｔ_C−Ｔ_C’｜が最小になるようにＰ_openおよびＮ_R,openを調整する。ここで、Ｔ_C ＞Ｔ_C’の場合には、ダウンコイラ１５４に最も近い順に閉ヘッダを開ヘッダに変更して、その差分量の分、Ｎ_R,openを増加させる。また、Ｔ_C＜Ｔ_C’の場合には、ダウンコイラ１５４から最も遠い順に開ヘッダを閉ヘッダに変更して、その差分量の分、Ｎ_R,openを減少させる。

さらに、ステップＳ０４では、目標温度履歴算出部１２０は、以上のようにして調整したＮ_R,openを用い、次の式（２０）に従って、後段バンク群１６７の水冷領域（以下、第３水冷領域という）の長さＬ_C3を計算する。
Ｌ_C3＝Ｎ_R,open×Ｌ_head＋（Ｎ_Bank,R,open−１）×Ｌ_gap （２０）
ただし、Ｎ_Bank,R,open＝Floor（Ｎ_R,open／Ｈ_bank）
Ｌ_head：冷却ヘッダ１６３間の距離
Ｌ_gap：バンク１６４間の距離
Ｎ_Bank,R,open：全冷却ヘッダを開ヘッダと設定するバンク１６４の数
Ｈ_bank：１バンクに含まれる冷却ヘッダ１６３の数
Floor：自然数への切下げ関数

続いて、ステップＳ０５では、目標温度履歴算出部１２０は、温度保持開始位置Ｘ_Hsを次の式（２０）に従って計算する。
Ｘ_Hs＝Ｘ_C3e−Ｌ_C3−Ｌ_H （２１）

次に、ステップＳ０６では、目標温度履歴算出部１２０は、Ｘ_HsとＸ_IMT＋Ｌ_airの大小を判定する。そして、その判定の結果、Ｘ_HsがＸ_IMT＋Ｌ_airよりも大きい場合には（ステップＳ０６でＮｏ）、処理をステップＳ０７に移行させる。また、Ｘ_HsがＸ_IMT＋Ｌ_air以下である場合には（ステップＳ０６でＹｅｓ）、処理をステップＳ０８へ移行させる。したがって、ステップＳ０６の判定処理によって、ステップＳ０８での温度保持開始位置Ｘ_Hsは、必ずＸ_IMT＋Ｌ_airよりミル１５３側となる。

ステップＳ０７では、目標温度履歴算出部１２０は、ダウンコイラ１５４に最も近い開ヘッダの座標位置Ｘ_C3eを、次の式（２２）に従って修正する。
Ｘ_C3e＝Ｘ_C3e＋ΔＸ_C3e （２２）
ただし、ΔＸ_C3e＝Round（（Ｘ_IMT＋Ｌ_air−Ｘ_Hs）／Ｌ_head）×Ｌ_head
Round：実数を最も近い整数に近似する関数

したがって、ΔＸ_C3eはヘッダ１個の間隔の整数倍となる。これは、ステップＳ０７において、第３水冷領域と保持領域の開閉パターンＰ_openが修正したＸ_C3eに応じて前後にシフトされることを意味している。例えば、ΔＸ_C3e＝−２×Ｌ_headのときは、第３水冷領域と保持領域の開閉パターンＰ_openをミル１５３の方向にヘッダ２つ分シフトさせて、ダウンコイラ１５４に最も近いヘッダ２つを閉ヘッダとする。以上の処理により、ステップＳ０８が開始される時点で温度保持開始位置Ｘ_Hsからダウンコイラ１５４側の全ヘッダに対する開閉パターンＰ_openが決まる。

また、ステップＳ０８では、目標温度履歴算出部１２０は、温度保持開始位置Ｘ_Hsを巻取り冷却装置１６０の入口からＮ_F,open番目の冷却ヘッダ１６３までの距離Ｌ_F,openと比較する。ここで、Ｎ_F,openは、前記ステップＳ０２で求めた鋼板温度をＴ_FからＴ_Hまで冷却するために必要な開ヘッダ数である。そして、比較の結果、Ｘ_HsがＬ_F,openより大きい場合には（ステップＳ０８でＹｅｓ）、目標温度履歴算出部１２０は、処理をステップＳ０９へ移行させる。また、Ｘ_HsがＬ_F,open以下の場合には（ステップＳ０８でＮｏ）、処理をステップＳ１２に移行させる。

続いて、ステップＳ０９では、目標温度履歴算出部１２０は、前出の式（３）で示した相変態速度モデルを用いて待機温度Ｔ_Wを計算する。ここで、待機温度Ｔ_Wとは、その温度でｃ×Ｘ_IMT／Ｖ時間保持したとき、フェライト相の体積比が所定の公差範囲δＦ未満になる温度をいう。ここで、定数ｃは、０．１〜０．９の値であり、例えば０．５である。また、δＦは目標体積比の略１／１０の値である。

続いて、ステップＳ１０では、目標温度履歴算出部１２０は、鋼板温度をＴ_FからＴ_Wまで冷却する第１水冷領域の開ヘッダの数Ｎ_C1,openおよび第１水冷領域の長さＬ_C1を計算する。さらに、目標温度履歴算出部１２０は、鋼板温度をＴ_WからＴ_Hまで冷却する第２水冷領域の開ヘッダの数Ｎ_C2,openおよび第２水冷領域の長さＬ_C2を計算する。

続いて、ステップＳ１１では、目標温度履歴算出部１２０は、次の式（２３）に従って待機領域の長さＬ_Wを計算する。
Ｌ_W＝max（Ｘ_Hs−Ｌ_C1−Ｌ_C2，０） （２３）

また、ステップＳ１２では、温度保持開始位置Ｘ_Hsは、Ｌ_F,open以下であるので、目標温度履歴算出部１２０は、温度保持開始位置Ｘ_Hsからミル１５３側にある全ての冷却ヘッダ１６３を開ヘッダとする。

以上により、目標温度履歴算出部１２０の処理終了時点では、巻取り冷却装置１６０内の全ての冷却ヘッダ１６３に対する最終的な開閉パターンＰ_openが求められたことになる。そこで、ステップＳ１３では、目標温度履歴算出部１２０は、この最終的な開閉パターンＰ_openを冷却指令算出部１３０へ出力して、鋼板１５１の１つのセクションに対する目標温度履歴算出部１２０の処理を終了する。

なお、以上の目標温度履歴算出部１２０の処理は、鋼板１５１の全てのセクションについて、セクション毎に実行される。

＜冷却指令算出部１３０、ヘッダパターン出力部１４０＞
冷却指令算出部１３０は、鋼板１５１の各セクションが巻取り冷却装置１６０により実際に冷却されるときの各セクションの位置に応じて、目標温度履歴算出部１２０により算出されたセクション毎の開閉パターンＰ_openに対応する冷却指令を算出する。また、ヘッダパターン出力部１４０は、冷却指令算出部１３０により算出された冷却指令を、冷却ヘッダ１６３を開閉するヘッダパターンに変換して制御対象１５０に出力する。なお、冷却指令算出部１３０およびヘッダパターン出力部１４０の処理は、鋼板１５１の先端がミル出側温度計１７０を通過し、尾端が巻取り温度計１７２を通過し終えるまでの間、所定の時間刻み毎に実行される。

以下、本実施形態に係る発明の特徴および効果を明らかにするため、ＤＰ鋼を例にして本発明の実施形態によって得られる温度履歴と金属組織を、比較例（従来技術）と比較した結果を図７〜図１１に示す。

図７は、比較例（従来技術）で求められた各鋼板速度Ｖ_１＜Ｖ_２＜Ｖ_３＜Ｖ_４での目標温度履歴の例を示した図である。比較例では、温度保持領域は、中間温度計１７１を中心にミル１５３側とダウンコイラ１５４側に略対称に設けられるため、最も速いＶ_４では、温度保持領域終了〜ダウンコイラ１５４までの冷却ヘッダ１６３数が不足して目標巻取り温度Ｔ_Cを達成することができない。また、鋼板１５１のセクション毎に温度がミル出側目標温度Ｔ_Fから保持温度Ｔ_Hまで略均一冷却速度で冷却するため、ミル出側目標温度Ｔ_Fから保持温度Ｔ_Hまでの冷却速度は、セクション間で大きく変化する。

図８は、本発明の実施形態で求められた鋼板速度Ｖ_１＜Ｖ_２＜Ｖ_３＜Ｖ_４での目標温度履歴の例を示した図である。本実施形態では、ダウンコイラ１５４に近い側から開閉パターンが設定されるため、最も速い鋼板速度Ｖ_４でも目標巻取り温度Ｔ_Cを達成することができる。また、鋼板１５１のセクション毎の速度変化に応じて待機温度Ｔ_Wでの待機時間が変化するため、セクション毎の鋼板速度の違いによるＴ_WからＴ_Hまでの冷却速度の変動が図７の比較例に比べ緩和される。

図９は、比較例（従来技術）に基づき製造される熱延ＤＰ鋼のフェライト相の体積比を示した図である。鋼板速度が遅いＶ_１ではミル出側温度Ｔ_Fから保持温度Ｔ_Hまでの冷却中にフェライト相が生成されるため、フェライト相の体積比が大きくなり、鋼板１５１の強度が低下する。また、鋼板速度が速いＶ_４ではマルテンサイト変態開始温度より高い温度で巻取ることになるため、ベイナイト組織が形成されて強度および靭性が低下する。

図１０は、本発明の実施形態に基づき製造される熱延ＤＰ鋼のフェライト相の体積比を示した図である。図１０に示すように、本実施形態の場合には、鋼板速度が変化しても略均一なフェライト相の体積比が得られることが分かる。

図１１は、熱延ＤＰ鋼におけるフェライトの平均結晶粒径を本発明の実施形態と比較例（従来技術）とで比較した例を示した図である。比較例（従来技術）では、鋼板速度の遅いＶ_１で製造される熱延ＤＰ鋼において、比較的高温で生成されるフェライト相によってフェライト粒径が大きくなる傾向がある。本実施形態に基づき製造される熱延ＤＰ鋼では、フェライト変態が保持温度Ｔ_Hで進むため、フェライト粒径は、鋼板速度に関わらず略一定の粒径となる。

以上、本発明の実施形態によれば、鋼板速度が変化してもフェライト相の体積比およびフェライトの結晶粒径が略一定となるので、製造される鋼板の品質の均質化を図ることができる。

なお、本発明は、以上に説明した実施形態および変形例に限定されるものではなく、さらに、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態および変形例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態や変形例の構成の一部を、他の実施形態や変形例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態や変形例の構成に他の実施形態や変形例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態や変形例の構成の一部について、他の実施形態や変形例に含まれる構成を追加・削除・置換することも可能である。

５０ 上位計算機
１００ 巻取り冷却制御装置
１０１ 記憶部
１１０ 処理部
１１１ 相変態開始条件算出部
１１２ 保持条件算出部
１１３ 板温推定部
１１４ 鋼板速度パターン修正部
１２０ 目標温度履歴算出部
１３０ 冷却指令算出部
１４０ ヘッダパターン出力部
１５０ 制御対象
１５１ 鋼板（被圧延材）
１５２ 熱間圧延機
１５３ ミル
１５４ ダウンコイラ
１６０ 巻取り冷却装置
１６１ 上部冷却装置
１６２ 下部冷却装置
１６３ 冷却ヘッダ
１６４ バンク
１６５ 前段バンク群
１６６ 中段バンク群
１６７ 後段バンク群
１７０ ミル出側温度計
１７１ 中間温度計
１７２ 巻取り温度計
１１４１ 鋼板速度上限算出部
Ｔ_F ミル出側目標温度
Ｔ_C 巻取り目標温度
Ｔ_H 保持温度
Ｔ_W 待機温度
Δ_H 保持時間
Ｎ_F,open 鋼板温度をＴ_FからＴ_Hまで冷却するのに必要な開ヘッダの数
Ｎ_R,open 鋼板温度をＴ_HからＴ_Cまで冷却するのに必要な開ヘッダの数
Ｌ_H 温度保持区間の長さ
Ｌ_air 空冷区間の最短長
Ｌ_C3 第３水冷領域の長さ
Ｘ_IMT 中間温度計の位置
Ｘ_C3e 最下流開ヘッダの位置
Ｘ_Hs 温度保持開始位置
Ｐ_open 冷却ヘッダの開閉パターン

Claims (8)

1. 熱間圧延機によって圧延されてダウンコイラに巻取られる被圧延材に冷却水を放出する複数の冷却ヘッダを備えて構成される巻取り冷却装置を制御する巻取り冷却制御装置であって、
   前記被圧延材を長手方向の所定の長さ毎に区分した前記被圧延材の各セクションについて、前記各セクションが前記熱間圧延機から排出され前記ダウンコイラの位置まで移動する間に変化するときの目標温度履歴を、前記被圧延材の少なくとも１つの変態相の体積比が前記各セクション間で略一定となるように算出する目標温度履歴算出部と、
   前記各セクションが前記巻取り冷却装置により冷却されるときの温度を前記算出された目標温度履歴と一致させるような前記各冷却ヘッダに対する冷却指令を、前記セクション毎に算出する冷却指令算出部と、
   前記セクション毎に算出された前記各冷却ヘッダに対する冷却指令に基づき、所定の時間刻み毎に前記各冷却ヘッダの開閉パターンを算出して、前記巻取り冷却装置へ出力するヘッダパターン出力部と、
   を備えること
   を特徴とする巻取り冷却制御装置。
2. 前記被圧延材の少なくとも１つの変態相について等温変態を生じさせるための保持温度および保持時間を算出する保持条件算出部をさらに備え、
   前記目標温度履歴算出部は、
   前記保持条件算出部で算出された前記保持温度および前記保持時間を満たすように、前記目標温度履歴を算出すること
   を特徴とする請求項１に記載の巻取り冷却制御装置。
3. 前記保持条件算出部は、
   ユーザによって設定される前記被圧延材の化学組成と、ミル出側目標温度と、巻取り目標温度と、変態相の目標体積比とに基づき、前記保持温度と前記保持時間とを算出すること
   を特徴とする請求項２に記載の巻取り冷却制御装置。
4. 前記目標温度履歴算出部は、
   前記被圧延材の温度を前記ミル出側目標温度から前記保持温度に冷却するときに必要となる開放状態の前記冷却ヘッダの数をＮとし、前記巻取り冷却装置の入口から数えてＮ番目の前記冷却ヘッダの位置が前記保持温度を保持開始する位置よりも前記熱間圧延機側になると判定される場合には、前記被圧延材の温度が前記保持温度よりも高い待機温度まで低下したとき、その待機温度を一定の時間維持するような前記目標温度履歴を算出すること
   を特徴とする請求項３に記載の巻取り冷却制御装置。
5. 熱間圧延機によって圧延されてダウンコイラに巻取られる被圧延材に冷却水を放出する複数の冷却ヘッダを備えて構成される巻取り冷却装置を制御する巻取り冷却制御装置により実行される巻取り冷却制御方法であって、
   前記巻取り冷却制御装置は、
   前記被圧延材を長手方向の所定の長さ毎に区分した前記被圧延材の各セクションについて、前記各セクションが前記熱間圧延機から排出され前記ダウンコイラの位置まで移動する間に変化するときの目標温度履歴を、前記被圧延材の少なくとも１つの変態相の体積比が前記各セクション間で略一定となるように算出する第１のステップと、
   前記各セクションが前記巻取り冷却装置により冷却されるときの温度を前記算出された目標温度履歴と一致させるような前記各冷却ヘッダに対する冷却指令を、前記セクション毎に算出する第２のステップと、
   前記セクション毎に算出された前記各冷却ヘッダに対する冷却指令に基づき、所定の時間刻み毎に前記各冷却ヘッダの開閉パターンを算出して、前記巻取り冷却装置へ出力する第３のステップと、
   を実行すること
   を特徴とする巻取り冷却制御方法。
6. 前記巻取り冷却制御装置は、
   前記被圧延材の少なくとも１つの変態相について等温変態を生じさせるための保持温度および保持時間を算出する第４のステップをさらに実行し、
   前記第１のステップでは、
   前記第４のステップで算出された前記保持温度および前記保持時間を満たすように、前記目標温度履歴を算出すること
   を特徴とする請求項５に記載の巻取り冷却制御方法。
7. 前記巻取り冷却制御装置は、
   前記第４のステップでは、
   ユーザによって設定される前記被圧延材の化学組成と、ミル出側目標温度と、巻取り目標温度と、変態相の目標体積比とに基づき、前記保持温度と前記保持時間とを算出すること
   を特徴とする請求項６に記載の巻取り冷却制御方法。
8. 前記巻取り冷却制御装置は、
   前記第１のステップでは、
   前記被圧延材の温度を前記ミル出側目標温度から前記保持温度に冷却するときに必要となる開放状態の前記冷却ヘッダの数をＮとし、前記巻取り冷却装置の入口から数えてＮ番目の前記冷却ヘッダの位置が前記保持温度を保持開始する位置よりも前記熱間圧延機側になると判定される場合には、前記被圧延材の温度が前記保持温度よりも高い待機温度まで低下したとき、その待機温度を一定の時間維持するような前記目標温度履歴を算出すること
   を特徴とする請求項７に記載の巻取り冷却制御方法。

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