JP2019181500A - 熱間圧延ライン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼板の幅方向端部の材質を幅方向中央部の材質に近づけるようエッジヒータの出力を設定して、幅方向端部の材料品質を向上できる熱間圧延ライン制御装置を提供する。【解決手段】被圧延材７の先端がエッジヒータ３よりも上流に位置する場合に、エッジヒータ３および仕上圧延機４を含む各工程について設定した加工量と、仕上圧延機４の入側からコイラ６までの区間における被圧延材７の幅方向の温度分布の遷移を予測した温度履歴と、に基づいてコイラ巻取後の被圧延材７の幅方向中央部および幅方向端部の機械的特性値を材質の指標として算出する。機械的特性値の差が閾値よりも小さくなるように、温度履歴を変更する。変更した温度履歴の仕上圧延機４の入側における被圧延材７の幅方向中央部と幅方向端部との温度差を生じさせるようにエッジヒータ３の出力を再設定する。【選択図】図１

Description

この発明は、熱間圧延ライン制御装置に関する。特に、熱間圧延ラインにおいて、鋼板の幅方向端部における材質を、製品に許容される材質に収まるように、鋼板の幅方向端部の温度を制御するのに好適な制御装置に関する。

鉄鋼材料など金属材料において、機械的特性（強度、成形性、靭性等）、電磁的特性（透磁率等）などの材質は、その合金組成、加熱条件、加工条件、および、冷却条件によって変化する。

合金組成は、成分元素の添加量を制御することで調整するが、成分調整時には例えば１００トン前後の溶鋼を保持できる成分調整炉を用いるなど、１つのロット単位が大きく、２０トン前後になる個々の製品ごとに添加量を変更することは不可能である。

したがって、所望の材質の製品を製造するためには、加熱条件、加工条件、および、冷却条件を適正化して材質を造り込む必要がある。さらに、これらの製造条件は、材質のみならず製品寸法や形状などの製品品質や、安定した操業の実現にも重要である。

熱間圧延では、スラブ加熱炉で所要の温度まで加熱された高温の鋼板スラブが、ライン上を搬送されて、順次圧延され、最後にコイラで巻き取られる。熱間圧延プロセスにおいては、様々なプロセスパラメータを変更することにより、製品を作り分けている。

プロセスパラメータには、例えば、仕上入側温度、仕上出側温度、巻取温度などに代表される圧延ライン上の各ポイントにおける目標温度、各パスの板厚スケジュール、圧延機に備えられているデスケーラの使用要否、連続圧延機のスタンド間に配置されたインタースタンドクーリングの使用要否と使用流量、仕上圧延機で用いる潤滑油量、冷却テーブルで用いる冷却パターンなどがある。

これらのプロセスパラメータは、加熱温度目標値、加工後の寸法目標値、冷却速度目標値などを達成するために、製品毎に、長年に亘る経験に基づいて決められているのが一般的である。しかしながら、近年の製品仕様への要求の高度化および多様化から、これらの目標値の保証範囲が、従来よりも更に厳しくなっており、機械的特性を管理する必要がある。

機械的特性は、圧延温度と強い関係があるため、圧延ライン主要部に配置された温度計出力値を用いた圧延コイル全体の温度を管理することで、機械的特性を管理する手法が採られることがある。具体的には、加熱炉出側、粗圧延機入・出側、仕上圧延機入・出側、コイラ入側、などに配置された温度計により、鋼板の幅方向中央部の温度を計測し、これを経験に基づいて決められていた目標温度に一致するように制御している。従って、鋼板の幅方向端部の機械的特性については、考慮が十分でないのが実情である。

また、例えば、合金組成としてシリコンを多量に含むような特殊な材料では、鋼板の幅方向端部における温度低下を起因とした圧延中の耳割れ発生がしばしば見られるため、鋼板の幅方向中央部の温度を経験的に管理し、鋼板の幅方向端部の温度を間接的に管理することもある。

鋼板の幅方向端部の温度を制御する手段として、たとえば、差分法を用いて鋼板の板幅端部近傍の温度分布を正確に計算し、実操業での制御計算に適用することが試みられている。この手段は、たとえば、以下の特許文献で記載されている。

特開２０１５−１４７２１６号公報 国際公開第２０１６／１５１８５４号

特許文献１（温度分布予測装置）では、板幅中央部の温度計算値に基づいて、幅方向の温度分布を近似的に計算する方法を提供している。

特許文献２（温度計算方法、温度計算装置、加熱制御方法、及び加熱制御装置）では、板厚方向と板幅方向に、差分法により、鋼板の温度を計算する方法および精度を上げる方法を提供している。

また、鋼板の幅方向端部の温度を制御する手段として、そのほかにも、仕上圧延機入側に設置されるエッジヒータや、ランアウトテーブルにて端に冷却水がかからないようにするエッジマスクなどの利用がある。エッジヒータは、鋼板端部のみを誘導加熱により加熱することで、幅方向端部における低温部を軽減しようとするものである。鋼板の幅方向端部における所望の昇温量に対するエッジヒータの所要出力は、オフラインでのシミュレーション結果などを参考とした、簡易式やテーブル索引で決定することが多い。また、特許文献２では、上記温度計算方法に加え、仕上圧延機出側の温度目標値に近づけるように、エッジヒータの出力を変更し、最終的に目標値を達成する近似計算の方法を提供している。

このように、鋼板の幅方向の温度分布を計算し、仕上圧延機出側における幅方向端部の鋼板温度を幅方向中央部の温度目標値に近づけることは試みられている。しかしながら、仕上圧延機出側における幅方向中央部と端部との鋼板温度の一致が、幅方向中央部と端部との材質の一致を保証するものではない。幅方向の材質は、コイラに巻き取られるまでの鋼板の幅方向の温度分布の遷移過程によって変化する。しかし、鋼板の幅方向端部の材質を制御対象として、コイラ巻取後の幅方向端部の材質を幅方向中央部の材質に一致させるように圧延プロセスは制御されていなかった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、鋼板（被圧延材）の幅方向端部の材質を幅方向中央部の材質に近づけるようエッジヒータの出力を設定して、幅方向端部の材料品質を向上できる熱間圧延ライン制御装置を提供することを目的とする。

上記目的の達成のため、本発明に係る熱間圧延ラインおよび熱間圧延ライン制御装置は以下のように構成される。

熱間圧延ラインは、少なくとも、被圧延材の幅方向端部を加熱するエッジヒータと、エッジヒータの下流に設けられ、被圧延材を圧延する仕上圧延機と、仕上圧延機の下流に設けられ、加工後の被圧延材を巻き取るコイラと、を備える。

熱間圧延ライン制御装置は、被圧延材の先端がエッジヒータよりも上流に位置する場合に、以下の処理を実行する。まず、エッジヒータおよび仕上圧延機を含む各工程について設定した加工量と、仕上圧延機の入側からコイラまでの区間における被圧延材の幅方向の温度分布の遷移を予測した温度履歴と、に基づいてコイラ巻取後の被圧延材の幅方向中央部および幅方向端部の機械的特性値を材質の指標として算出する。次に、コイラ巻取後の被圧延材の幅方向中央部と幅方向端部との機械的特性値の差が閾値よりも小さくなるように、温度履歴を変更する。次に、変更した温度履歴の仕上圧延機の入側における被圧延材の幅方向中央部と幅方向端部との温度差を生じさせるようにエッジヒータの出力を再設定する。

好ましくは以下の構成をさらに備える。熱間圧延ラインは、仕上圧延機の出側において、圧延された被圧延材の温度を測定する仕上出側温度計を備える。仕上出側温度計には、被圧延材の幅方向全域に亘り温度を測定する走査型温度計や、被圧延材の幅方向中央部の温度を測定する位置固定型の温度計が用いられる。そして、熱間圧延ライン制御装置は、被圧延材の一部がエッジヒータから仕上出側温度計までの区間に亘って存在する場合に、以下の処理を実行する。まず、仕上出側温度計が測定した仕上圧延出側温度に基づいて、仕上圧延機の入側からコイラまでの区間の温度履歴のうち、仕上圧延機の出側からコイラまでの区間について再予測する。次に、加工量と再予測した温度履歴とに基づいて、コイラ巻取後の被圧延材の幅方向中央部および幅方向端部の機械的特性値を算出する。次に、コイラ巻取後の被圧延材の幅方向中央部と幅方向端部との機械的特性値の差が閾値よりも小さくなるように、温度履歴を変更する。次に、変更した温度履歴の仕上圧延機の入側における被圧延材の幅方向中央部と幅方向端部との温度差を生じさせるようにエッジヒータの出力を再設定する。

本発明によれば、被圧延材の幅方向端部の材質を幅方向中央部の材質に近づけるようエッジヒータの出力を設定して、幅方向端部の材料品質を向上できる。幅方向端部の材質が製品に許容される材質に収まることで歩留まりの向上が期待される。

実施の形態１に係る熱間圧延ラインの構成例を示す概略図である。 実施の形態１に係る圧延設定制御装置の概要について説明するための図である。 圧延設定制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。 温度分布を正確に予測するために鋼板長手方向断面を鋼板厚方向および幅方向に要素分割する一例を示す図である。 図４に示す要素間の熱の流れの例を示す図である。 温度計算機能により計算された温度履歴の一例を示す図である。 鋼板の幅方向中央部および端部の温度履歴の一例を示す図である。 エッジヒータの出力を修正して再計算した温度履歴の計算結果の一例を示す図である。 鋼板の幅方向中央部および端部の粒径の遷移の一例を示す図である。 鋼板の幅方向端部の粒径の遷移を中奥部の粒径の遷移に添わせるために、温度履歴を変更する一例を説明するための図である。 実施の形態２に係る圧延設定制御装置について説明するための図である。 仕上出側温度計からコイラまでの区間における温度履歴の例を示す図である。 実施の形態３に係る圧延設定制御装置について説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態１．
（熱間圧延ラインの構成）
図１は、実施の形態１に係る熱間圧延ラインの構成例を示す概略図である。図１に示す熱間圧延ラインは、スラブ加熱炉１、粗圧延機２、エッジヒータ３、仕上圧延機４、冷却テーブル５、コイラ６、および、それらの間で金属材料である被圧延材７を搬送するローラーテーブル８を備える。

熱間圧延では、スラブ加熱炉１で加熱された高温のスラブ（被圧延材７）が、ライン上を搬送されて、粗圧延機２と仕上圧延機４で所望の厚さまで薄く延ばされると同時に、所望の幅に加工され、最後にコイラ６で巻き取られる。

スラブ加熱炉１は、被圧延材７を加熱する。加熱された被圧延材７は、ローラーテーブル８上に抽出される。スラブ加熱炉１を出たとき、被圧延材７は、スラブと呼ばれる成形された金属の塊である。

粗圧延機２は、スラブ加熱炉１の下流に設けられている。粗圧延機２は、単一の圧延スタンド又は複数の圧延スタンドを備える（１基から３基で構成されることが多い）。粗圧延機２は、被圧延材７を順方向（上流から下流へ）および逆方向（下流から上流へ）に複数パス圧延する。なお、粗圧延機２の入側には、被圧延材７の幅を調整するエッジャ９が付属することもある。粗圧延機２の出側には、被圧延材７の温度を測定する粗出側温度計１０が付属することもある。

エッジヒータ３は、粗圧延機２と仕上圧延機４の間に設けられている。エッジヒータ３は、被圧延材７の幅方向端部のみを誘導加熱により加熱することで、幅方向端部における低温部を軽減しようとするものである。

また、粗圧延機２と仕上圧延機４の間には、被圧延材７の先尾端を切り落とすクロップシャー、被圧延材７の表面にできる酸化膜を高圧水で除去するデスケーラ、幅方向全域を加熱するバーヒータなどの他、仕上入側温度計１１が設置されることもある。

仕上圧延機４は、エッジヒータ３の下流に設けられている。仕上圧延機４は、複数（例えば６基から７基）の圧延スタンドを備える。仕上圧延機４は、被圧延材７を上流から下流へ一方向に圧延する。仕上圧延により、鋼板（被圧延材７）の板厚、板幅などの寸法に関する最終品質が決定づけられる。

仕上出側温度計１２は、仕上圧延機４の出側に設けられ、圧延された鋼板温度（被圧延材７の温度）を測定する。鋼板温度は、粗圧延機２や仕上圧延機４で圧延されたときに、上下ロールに奪われたり、被圧延材７に直接噴射される冷却水により抜熱されたりする。被圧延材７の幅方向端部では、幅方向中央部よりも水や空気と触れる面積が大きいため、熱が逃げやすい、すなわち、温度が下がりやすい。

冷却テーブル５は、仕上圧延機４の下流に設けられている。冷却テーブル５には、圧延された被圧延材７へ注水する冷却装置が設置されている。被圧延材７は、冷却装置により目標温度まで冷却される。

コイラ６は、冷却テーブル５の下流に設けられ、加工後の被圧延材７を巻き取る。冷却テーブル５を通過した被圧延材７は、ピンチロールで下方にガイドされつつ、コイラ６に巻き取られ、コイル状の製品となる。

（熱間圧延ライン制御装置の処理）
図２は、実施の形態１に係る圧延設定制御装置の概要について説明するための図である。熱間圧延ライン制御装置である圧延設定制御装置１３は、被圧延材７を繰り返し加熱冷却し、形状サイズを圧延により整え、材質を作り込む圧延プロセスを設定する。

圧延設定制御装置１３は、各種情報を入出力する入出力インタフェースと、各種情報、初期設定、各機能のプログラム、演算結果等を記憶するメモリと、各種情報や初期設定に基づいて各種演算処理（プログラム）を実行可能なプロセッサとを備える。なお、図２の圧延設定制御装置１３内には、本実施形態の説明に必要な機能のみが描かれているが、圧延設定制御装置１３は圧延プロセスの設定に必要な図示省略する各種機能を備える。

圧延設定制御装置１３は、各工程の加工量などの熱間圧延プロセスパラメータを計算するプロセス計算機能１５、各工程における抜熱や発熱などの温度履歴を予測計算する温度計算機能１６、エッジヒータ３における所望の加熱量を達成するためのエッジヒータ出力量を計算するエッジヒータ出力計算機能１７、各工程の加工量や温度履歴に基づいて材質を予測する材質予測機能１８を備える。図中では、一つの圧延設定制御装置１３にすべての機能が記載されているが、それぞれが個別の装置に構成されていてもよい。

図３を参照して、図２に示す各機能の詳細、および、コイラ巻取後の被圧延材７の幅方向端部の材質を幅方向中央部の材質に一致させるようにエッジヒータ３の出力を決定する処理について説明する。図３は、圧延設定制御装置１３が実行するルーチンのフローチャートである。実施の形態１において本ルーチンは、被圧延材７の先端がエッジヒータ３よりも上流に位置する場合に実行される。

まずステップＳ１００において、圧延設定制御装置１３は、スラブ抽出時に上位計算機から、熱間圧延ラインを制御するために必要な設定計算や制御計算を実施するための熱延命令情報１４を取得する。熱延命令情報１４は、鋼板スラブの寸法や鋼種等の情報や圧延後の鋼板の目標寸法の情報、材料組成、加熱炉抽出温度などを含む。

次にステップＳ１１０において、プロセス計算機能１５は、熱延命令情報１４に基づいて、粗圧延機２、エッジヒータ３、仕上圧延機４、冷却テーブル５、コイラ６を含む各工程について設定する加工量を設定計算・制御計算する。加工量は、例えば、各圧延機における上下ロールの回転速度やロールギャップ、エッジヒータ３の出力またはその加熱量、冷却テーブル５による冷却パターンなどである。加工量は、シミュレーション結果に基づく簡易式やテーブルを予め用意し、熱延命令情報１４に基づいて決定してもよい。

また、圧延機入側で平坦な板を圧延すると、圧延ロールが圧延荷重によりたわむため、圧延機の出側では、いわゆる板クラウンのついた断面形状になる。すなわち、鋼板幅方向の中央部と端部で受ける塑性変形の量が異なる。塑性変形量の差は、鋼板の材質に影響を与えるので、プロセス計算機能１５は、塑性変形量も計算する。

次にステップＳ１２０において、温度計算機能１６は、加熱炉抽出温度等の熱延命令情報１４、各工程の加工量、塑性変形量に基づいて、仕上圧延機４の入側からコイラ６までの区間における被圧延材７の幅方向の温度分布の遷移である温度履歴を予測計算する。

温度計算機能１６では、鋼板幅方向端部の温度分布を正確に予測するために、たとえば、差分法などを用いて、図４のように、鋼板長手方向断面を鋼板厚方向および幅方向で、細かく分割し、その分割した要素での代表点における熱伝導、および空気や水、圧延ロールなどの外的要因との熱伝達を数式化し、温度変化を計算する。このとき、より温度降下が大きい鋼板幅方向端部で、より細かく分割することで、鋼板幅方向端部における温度分布を正確に予測することができる。図４における分割した各要素間の関係は、たとえば以下のような数式で表される。各要素間の熱の流れの例を図５に示す。

ここで、

上記のように鋼板の温度計算を、鋼板の圧延に従って位置を進め、熱間圧延ライン上流から下流に向かって実施する。このように温度計算を行うことで、鋼板の幅方向中央部および幅方向端部のみならず、鋼板全域における温度履歴を詳細に予測することができる。

温度計算機能１６により計算された温度履歴の一例を図６に示す。図６では、仕上圧延出側温度までで示しているが、その後の冷却テーブル、コイラでの温度履歴についても同様にして計算できる。こうして得た温度履歴の内、鋼板の幅方向中央部および端部の温度履歴に着目すると、図７のようになる。コイラにおける鋼板の幅方向中央部および端部の温度差ΔT_initが得られる。

図３に戻り説明を続ける。次にステップＳ１３０において、エッジヒータ出力計算機能１７は、温度計算機能１６により計算されたコイラにおける鋼板の幅方向中央部および端部の温度差ΔT_initを参照し、この温度差ΔT_initが最小となるようにエッジヒータの出力を修正する。

次にステップＳ１４０において、温度計算機能１６は、上述した各工程の加工量のうち、エッジヒータ３の出力をステップＳ１３０で計算した値に修正して、温度履歴を再計算する。図８にエッジヒータの出力を修正して再計算した温度履歴の計算結果の一例を示す。

図３に戻り説明を続ける。次にステップＳ１５０〜ステップＳ１６０において、材質予測機能１８は、上述した各工程について設定した加工量と温度履歴とに基づいて、コイラ巻取後の被圧延材７の幅方向中央部および幅方向端部の機械的特性値を材質の指標として算出する。

具体的には、まずステップＳ１５０において、材質予測機能１８は、各工程における加工量や温度履歴を用いて、各工程におけるオーステナイト、フェライト、パーライト、マルテンサイトなどといった鉄鋼材料各相の粒径、各相の体積分率等の遷移を計算する。例えば、図９に示すような、仕上圧延機４の入側からコイラ巻取りまでの被圧延材７の幅方向中央部および幅方向端部の各相の粒径および体積分布の遷移が得られる。

次にステップＳ１６０において、材質予測機能１８は、これらの粒径、体積分率等に基づいて、材質の指標としての引張強度や降伏強度などのコイラ巻取後の機械的特性値に換算する。計算された引張強度や降伏強度などの数値は、実際のラボ試験との比較に利用されることもある。

材質を予測するモデルには、様々に提案されており、静的再結晶、静的回復、動的再結晶、動的回復、粒成長などを表す数式群からなるものが広く知られている。一例として、塑性加工技術シリーズ７ 板圧延 Ｐ１９８〜２２９（コロナ社）に掲載されているものがある。同教科書には、理論式とその原典が記載されている。

上述のように材質予測機能１８では、鋼板幅方向中央部および幅方向端部の各相の粒径、体積分率等の遷移を計算し、これらに基づいて引張強度や降伏強度などのコイラ巻取後の機械的特性値を計算する。図９に示すように、幅方向中央部および端部にて、鉄鋼材料各相の粒径や体積分率の遷移に差異がある場合、そこから換算されるコイラ巻取後の機械的特性にも差が生じる。

図３に戻り説明を続ける。次にステップＳ１７０において、材質予測機能１８は、コイラ巻取後の被圧延材７の幅方向中央部と幅方向端部との機械的特性値の差ΔMech_center-edgeの絶対値が、既定の閾値よりも小さいか否かを判定する。判定条件が成立しない場合はステップＳ１８０〜ステップＳ２００の処理に進み、幅方向端部の材質を、幅方向中央部の材質に近づけるようにエッジヒータ３の出力を決定する。判定条件が成立する場合は本ルーチンを終了する。

ステップＳ１８０において、コイラ巻取後の被圧延材７の幅方向中央部と幅方向端部との機械的特性値の差ΔMech_center-edgeの絶対値が閾値よりも小さくなるような温度履歴へ変更する。例えば、鋼板の幅方向中央部および幅方向端部の引張強度を機械的特性値とした場合に、その引張強度差が閾値以上であった場合、幅方向端部における各相の粒径、体積分率の遷移を、幅方向中央部の各相の粒径・体積分率の遷移に添うように上記材質を予測するモデルを用いて、温度計算機能１６にて必要な温度履歴を計算する。図１０に示す例では、上図の鋼板幅方向端部の粒径の遷移（実線）を鋼板幅方向中央部の粒径の遷移（破線）に添わせるために、下図の鋼板幅方向端部の温度の遷移（実線）を鋼板幅方向中央部の温度の遷移（破線）よりも高める。

次にステップＳ１９０において、温度計算機能１６は、変更した温度履歴の仕上圧延機４の入側における被圧延材７の幅方向中央部と幅方向端部との温度差ΔT_reqを計算する（図１０下図）。そして、エッジヒータ出力計算機能１７は、仕上圧延機４の入側にて必要な鋼板幅方向中央部と幅方向端部の温度差ΔT_reqを生じさせるようにエッジヒータ３の出力を再設定する。

次にステップＳ２００において、再設定したエッジヒータ３の出力を用いてステップＳ１４０と同様に温度履歴を再計算し、ステップＳ１５０と同様に各相の粒径・体積分率を計算し、ステップＳ１６０と同様にコイラ巻取り後の機械的特性値を計算する。このような計算をステップＳ１７０の判定条件が成立するまで繰り返すことで、各工程における加工量および温度履歴が決定される。

こうして得られた各工程における加工量および温度履歴を圧延プロセスの設定として鋼板を圧延することで、鋼板の幅方向端部の材質を、幅方向中央部の材質に近づける、すなわち、鋼板の幅方向端部における材質を担保して、鋼板を製造することができる。

実施の形態２．
次に、図１１、図１２を参照して本発明の実施の形態２について説明する。図１１は、実施の形態２に係る圧延設定制御装置について説明するための図である。上述した実施の形態１では、鋼板（被圧延材７）の圧延前、詳細には被圧延材７の先端がエッジヒータ３よりも上流に位置する場合における設定計算について説明した。ところで、オンライン操業中には各種センサから圧延実績値が得られる。そこで、実施の形態２では、被圧延材７の一部がエッジヒータ３から仕上出側温度計１２までの区間に亘って存在する場合に、オンライン操業中の圧延実績値を利用して鋼板の幅方向端部における材質を制御する。

圧延設定制御装置１３は、予測計算をするための圧延モデルを都度修正するために、予測計算値と圧延実績値を比較する。このため、圧延設定制御装置１３は、圧延実績値を収集、管理する圧延実績情報収集機能１９を有する。

圧延実績情報収集機能１９は、鋼板の位置情報の収集や、工程毎に設置された温度計で測定された温度、圧延機に設置されたロードセルで計測された圧延荷重、板厚計や板幅計で測定された各工程の鋼板の厚みや幅の寸法の収集、鋼板の断面形状を測定する板クラウン計の測定値の収集をし、それらを鋼板全長分、または、時系列情報として保管する。

鋼板の長手方向先端部が熱間圧延ラインの仕上圧延機４の出側にある仕上出側温度計１２に到達すると、仕上出側温度計１２は、鋼板の温度を測定する。仕上出側温度計１２として、鋼板の幅方向全域にわたり温度を測定する走査型温度計を使用することで、時々刻々の幅方向の温度分布を測定できる。測定された温度情報は、圧延実績情報収集機能１９に収集される。収集された温度履歴情報は、圧延設定制御装置１３に送られ、各機能で圧延制御に用いられる。

実施の形態２に係る温度計算機能１６は、被圧延材７の一部がエッジヒータ３から仕上出側温度計１２までの区間に亘って存在する場合に、仕上出側温度計１２が測定した仕上圧延出側温度に基づいて、仕上圧延機４の入側からコイラ６までの区間の温度履歴のうち、仕上圧延機４の出側からコイラ６までの区間について再予測する。すなわち、実施の形態１において圧延前に予測された温度履歴に対して、仕上出側温度計１２による実績値のフィードバックを利用して再予測することで、仕上出側温度計１２の下流における温度履歴の予測精度を高める。実施の形態２では、被圧延材７の一部がエッジヒータ３から仕上出側温度計１２までの区間に亘って存在する場合に、上記処理が実行され、その後、図３のＳ１５０以降の処理が実行される。

例えば、図１２のような温度履歴が得られたとしたとき、この温度履歴をもとに、材質予測機能１８では、幅方向中央部および幅方向端部における鉄鋼材料各相の粒径、体積分率を求める。また、得られた各相の粒径、体積分率から、幅方向中央部および幅方向端部における引張強度や降伏強度など機械的特性値を得る。

そして、幅方向中央部および幅方向端部における引張強度や降伏強度などの機械的特性値の差をもとに、実施の形態１と同様にして、幅方向中央部および幅方向端部における機械的特性値の差異を最小とするような温度差ΔT_reqを求め、これをエッジヒータ出力計算機能１７に与えることで、幅方向中央部と幅方向端部における機械的特性値の一致を図る。

（効果）
以上説明したように、実施の形態２では、仕上出側温度計１２からフィードバックされた実績値を利用するため、実施の形態１に比して精度高く温度履歴を再予測できる。これに基づき幅方向端部および幅方向中央部の材質を計算し、幅方向端部の材質を、幅方向中央部の材質に近づけるように、エッジヒータ３の出力が修正される。このようにして、圧延中の鋼板の少なくとも長手方向先端部以外の部位（エッジヒータ３の上流に位置する部分）では、鋼板の幅方向端部の材質が幅方向中央部の材質により近づき、実施の形態１に比して、より均一材質の鋼板を製造することができる。

実施の形態３．
次に、図１３を参照して本発明の実施の形態３について説明する。図１３は、実施の形態３に係る圧延設定制御装置について説明するための図である。第２の実施の形態では、仕上出側温度計１２として、鋼板の幅方向全域にわたり温度を測定する走査型温度計を試用した。これに対し、第３の実施の形態では、仕上出側温度計１２として、位置固定型の放射温度計を使用する。

これは、従来より熱間圧延ラインで広く見られる構成で、主に、幅方向中央部に測定点を設定し、その点における温度を測定することで、仕上出側の温度として取り込む。この場合は、測定された幅方向中央部の温度と、プロセス計算機能１５で計算された鋼板の長手方向断面形状、寸法を用いて温度計算機能１６で計算された幅方向の温度分布を用いる。この温度分布を用いて、実施の形態２と同様の処理を経て、エッジヒータの出力を補正し、鋼板の幅方向端部において、所望の材質を得る。

以上説明したように、実施の形態３によれば、位置固定型の放射温度計を使用することで実施の形態１に比して精度高く、かつ実施の形態２に比して低コストに、材質を高めることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ スラブ加熱炉
２ 粗圧延機
３ エッジヒータ
４ 仕上圧延機
５ 冷却テーブル
６ コイラ
７ 被圧延材
８ ローラーテーブル
９ エッジャ
１０ 粗出側温度計
１１ 仕上入側温度計
１２ 仕上出側温度計
１３ 圧延設定制御装置
１４ 熱延命令情報
１５ プロセス計算機能
１６ 温度計算機能
１７ エッジヒータ出力計算機能
１８ 材質予測機能
１９ 圧延実績情報収集機能
ΔMech_center-edge コイラ巻取後の被圧延材の幅方向中央部および幅方向端部の機械的特性値の差
ΔT_init コイラにおける鋼板の幅方向中央部および端部の温度差
ΔT_req 仕上圧延機の入側における被圧延材の幅方向中央部と幅方向端部との温度差

Claims (4)

1. 被圧延材の幅方向端部を加熱するエッジヒータと、
   前記エッジヒータの下流に設けられ、前記被圧延材を圧延する仕上圧延機と、
   前記仕上圧延機の下流に設けられ、加工後の前記被圧延材を巻き取るコイラと、を備える熱間圧延ラインに適用される熱間圧延ライン制御装置であって、
   前記被圧延材の先端が前記エッジヒータよりも上流に位置する場合に、前記エッジヒータおよび前記仕上圧延機を含む各工程について設定した加工量と、前記仕上圧延機の入側から前記コイラまでの区間における前記被圧延材の幅方向の温度分布の遷移を予測した温度履歴と、に基づいてコイラ巻取後の前記被圧延材の幅方向中央部および幅方向端部の機械的特性値を材質の指標として算出し、
   コイラ巻取後の前記被圧延材の幅方向中央部と幅方向端部との前記機械的特性値の差が閾値よりも小さくなるように、前記温度履歴を変更し、
   変更した前記温度履歴の前記仕上圧延機の入側における前記被圧延材の幅方向中央部と幅方向端部との温度差を生じさせるように前記エッジヒータの出力を再設定すること、
   を特徴とする熱間圧延ライン制御装置。
2. 前記仕上圧延機の出側に設けられ、圧延された前記被圧延材の温度を測定する仕上出側温度計を備え、
   前記被圧延材の一部が前記エッジヒータから前記仕上出側温度計までの区間に亘って存在する場合に、前記仕上出側温度計が測定した仕上圧延出側温度に基づいて、前記仕上圧延機の入側から前記コイラまでの区間の前記温度履歴のうち、前記仕上圧延機の出側から前記コイラまでの区間について再予測し、
   前記加工量と再予測した前記温度履歴とに基づいて、コイラ巻取後の前記被圧延材の幅方向中央部および幅方向端部の前記機械的特性値を算出し、
   コイラ巻取後の前記被圧延材の幅方向中央部と幅方向端部との前記機械的特性値の差が前記閾値よりも小さくなるように、前記温度履歴を変更し、
   変更した前記温度履歴の前記仕上圧延機の入側における前記被圧延材の幅方向中央部と幅方向端部との温度差を生じさせるように前記エッジヒータの出力を再設定すること、
   を特徴とする請求項１記載の熱間圧延ライン制御装置。
3. 前記仕上出側温度計は、前記被圧延材の幅方向全域に亘り温度を測定する走査型温度計であること、
   を特徴とする請求項２記載の熱間圧延ライン制御装置。
4. 前記仕上出側温度計は、前記被圧延材の幅方向中央部の温度を測定する位置固定型の温度計であること、
   を特徴とする請求項２記載の熱間圧延ライン制御装置。

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