JP3903898B2

JP3903898B2 - Metal plate manufacturing method and temperature control device

Info

Publication number: JP3903898B2
Application number: JP2002298072A
Authority: JP
Inventors: 和喜木村; 達朗本田; 千尋植松; 晶大西
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2022-10-10
Also published as: JP2004130353A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却工程を有する金属板の製造工程において、冷却工程の所定点における金属板温度を測定し、金属板温度の実測値と目標値との温度差に基づいて、冷却装置の稼働／非稼働及び／又は前記冷却装置の冷却水の水量を操作し、仕上圧延後の金属板温度を制御することにより、所望の金属板を製造する金属板の製造方法及び温度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷却工程の所定点における金属板の温度条件（冷却条件）を設定し、金属板が冷却装置によって冷却されるのに先立って、設定した冷却条件に基づいて冷却装置の稼働／非稼働及び／又は冷却装置の冷却水の水量を設定し、所望の温度プロファイルとなる金属板の製造方法が実用化されている。
【０００３】
また、金属板を実際に冷却した際には、金属板の板厚及び圧延速度の変化等の不測の要因により予測通りに冷却できない虞があるため、例えば、巻取装置の入側に配置した温度計により金属板温度を測定し、その実測値と冷却条件の目標値との温度差に基づいて冷却装置の稼働／非稼働及び／又は冷却装置の冷却水の水量を操作するフィードバック制御も行われている。
【０００４】
温度プロファイルは、仕上圧延後の金属板の温度変化を時間の関数として表現した温度曲線のことであり、要求される金属板の特性に基づいて、金属組織学的な観点から決定される。
【０００５】
図１２は、金属板の温度プロファイルの一例を示す温度曲線である。図中パターン１は、巻取装置の入側における金属板温度である巻取温度を目標値に規定し、仕上圧延装置の出側から巻取装置の入側まで一様な冷却速度で金属板を冷却することを特徴とする温度プロファイルである。
【０００６】
パターン２は、仕上圧延装置を出た後に可及的速やかに金属板を急速に水冷却（以下、急速冷却という）し、該急速冷却を停止する時の金属板温度である冷却終了温度（以下、急冷終了温度という）及び前記巻取温度を目標値に規定し、冷却装置の前半に集中して金属板を冷却することを特徴とする温度プロファイルである。即ち、パターン２には、仕上圧延終了後の冷却工程中に冷却速度（単位時間あたりの金属板の温度降下量）が異なる２つの冷却過程（２ａ，２ｂ）が存在することになる。なお、冷却工程中の単位時間あたりの金属板温度降下量は、線形ではないため、通常、「冷却速度」とは、ある区間における冷却速度の平均冷却速度を指すことが一般的であり、本明細書においてもこのような意味で用いる。
【０００７】
パターン３は、前記急冷終了温度、前記急速冷却完了後に所定時間水冷却を停止する中間空冷時間、及び前記巻取温度を目標値に規定し、冷却装置の前半及び後半に集中して金属板を冷却することを特徴とする温度プロファイルである。即ち、パターン３には、仕上圧延終了後の冷却工程中に冷却速度が異なる３つの冷却過程（３ａ，３ｂ，３ｃ）が存在することになる。
【０００８】
金属板は、一様な冷却速度で冷却されるよりも、仕上圧延終了後に可及的速やかに急速冷却される方が、加工性に優れた特性を有するとされている（例えば、特許文献１参照。）。より具体的に述べれば、冷却速度を増し冷却時間を短縮することにより、金属板の粒成長を抑制するとともに結晶粒を微細化することが可能となり、加工性に優れた金属板を製造することができる。
【０００９】
しかしながら、冷却工程中、特に急速冷却中は、冷却水が冷却装置から金属板上に供給されており、金属板周辺に多量の冷却水が飛散していたり、金属板が冷却水で水没している環境にある。従って、一般に用いられている放射温度計では、金属板表面から出射される放射光の光路が冷却水に起因して不安定となるため、金属板温度を精度良く測定することが困難であり、その金属板温度の実測値に基くフィードバック制御又はフィードフォワード制御の精度が低下する。
【００１０】
そこで、冷却ゾーン内の冷却水等の影響を受けない位置に温度計を配置し、温度計により測定された表面温度と、計算により求めた板厚方向の温度分布とから金属板の平均温度を算出し、算出された平均温度に基づいて、温度計より上流側の冷却ゾーンの冷却装置にフィードバックするとともに、温度計より下流側の冷却ゾーンの冷却装置にフィードフォワードすることにより、金属板温度を制御する装置（第１の従来技術）が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１１】
また、仕上圧延装置の出側及び巻取装置の入側の他に、冷却ゾーンの中間点にも温度計（中間温度計）を配置し、冷却水を中間温度計近傍に注水しないように冷却装置の注水ノズルの開閉を設定することで、中間温度計により金属板温度を測定し、その実測値に基づいて、中間温度計より上流側の冷却ゾーンの冷却装置にフィードバックすることにより、金属板温度を制御する装置（第２の従来技術）が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。なお、この第２の従来技術を応用して、金属板温度の実測値に基づいて、中間温度計より下流側の冷却ゾーンの冷却装置にフィードフォワードすることも可能と考えられる。
【００１２】
【特許文献１】
特開平５−１１２８３１号公報（第１−６頁）
【特許文献２】
特開昭６３−３１７２０８号公報（第１−５頁）
【特許文献３】
特開平９−１９７１２号公報（第１−５頁）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した第１の従来技術においては、金属板の一表面を温度計の測定面とすることにより、冷却効率を向上すべく測定面へ冷却水を注水して冷却した場合には、金属板表面から出射される放射光の光路が冷却水に起因して不安定となるため、金属板温度の測定精度が低下するという問題があった。
【００１４】
また、前述した第２の従来技術においては、中間温度計近傍に冷却水を注水できないという問題があり、更に、冷却条件は、所望する金属板の特性により種々異なるため、必ずしも冷却ゾーンの一定点、即ち、中間温度計の配置位置で冷却が終了するわけではない。もちろん、金属板を実際に冷却した際には、不測の要因により予測通りに冷却できない虞が生じる場合もある。従って、巻取温度を冷却条件とする場合には有効であるが、前述したように加工性が優れた金属板を製造するに必要とされる急速冷却を行う等の場合には、中間温度計による温度測定が無意味になり、フィードバック制御ができないという問題があった。
【００１５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、金属板の製造工程において、冷却工程の所定点における金属板温度を精度良く測定し、金属板温度の実測値と目標値との温度差に基づいて、冷却装置の稼働／非稼働、及び／又は前記冷却装置の冷却水の水量を操作し、仕上圧延後の金属板温度を制御することにより、所望の金属板を製造するための金属板の製造方法及び温度制御装置の提供を主たる目的とする。
【００１６】
また本発明は、一の冷却装置から下流側の冷却装置を連続稼働することにより、特に、仕上圧延後に最上流の冷却装置から下流側の冷却装置を連続稼働することにより、仕上圧延後可及的速やかに金属板を急速冷却し、また、急速冷却終了時の冷却終了温度を冷却条件に規定し、該冷却条件に基づいた温度制御を行うことにより、金属板の粒成長を抑制するとともに結晶粒を微細化することが可能となり、加工性が優れた金属板を製造するための製造方法等の提供を目的とする。
【００１７】
更に本発明は、稼働している冷却セクション内の冷却装置の稼働／非稼働及び／又は前記冷却装置の冷却水の水量を操作することにより、特に、稼働している冷却セクション内の最下流の冷却装置から順に冷却装置の稼働／非稼働及び／又は前記冷却装置の冷却水の水量を操作することにより、前記金属板が冷却終了温度に至るのに要する時間を延長することがないように制御して、即ち、金属板の冷却速度が減速することがないように制御して、加工性が優れた金属板を製造するための製造方法等の提供を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る金属板の製造方法は、仕上圧延装置と巻取装置との間に設けた一又は複数の冷却装置を有する複数の冷却セクションを用いて仕上圧延後の金属板を冷却する冷却工程を含む金属板の製造方法において、前記冷却工程の所定点に、水環境下にて光導波路として形成された水柱を介し前記金属板からの放射光を受光して前記金属板の温度を測定できる放射温度計を予め配置し、該放射温度計により測定された金属板の実測温度が、予め設定された前記冷却工程の所定点における金属板の温度条件を満足しているか否かを判定し、前記実測温度が前記温度条件を満足していないと判定された場合には、前記実測温度と前記温度条件との温度差を算出し、算出した温度差に基づいて、前記冷却装置の稼働／非稼働及び／又は前記冷却装置の冷却水の水量を操作することを特徴とする。
【００１９】
請求項２に係る金属板の製造方法は、前記金属板と対向する位置に一端が配置され、他端が前記放射温度計に接続された光ファイバと、前記金属板と前記光ファイバの一端との間に光導波路としての水柱を形成すべく、前記金属板に向けて温水を噴射するノズルと、前記ノズルに温水を供給すべく、水を昇温させる昇温手段とを用い、前記ノズルは、前記水柱を形成する温水の水圧を、前記金属板の測温箇所における沸騰状態が膜沸騰状態を維持する水圧にして噴射し、前記昇温手段は、前記水柱を形成する温水の温度を、前記金属板の測温箇所における沸騰状態が膜沸騰状態を維持する温度に昇温させ、前記光ファイバを介して前記金属板からの放射光を前記放射温度計で受光することにより、前記金属板の表面温度を測定することを特徴とする。
請求項３に係る金属板の製造方法は、仕上圧延装置と巻取装置との間に設けた一又は複数の冷却装置を有する複数の冷却セクションを用いて仕上圧延後の金属板を冷却する冷却工程を含む金属板の製造方法において、前記冷却工程の所定点に、水環境下にて金属板の温度を測定できる温度計を予め配置し、該温度計により測定された金属板の実測温度が、予め設定された前記冷却工程の所定点における金属板の温度条件を満足しているか否かを判定し、前記実測温度が前記温度条件を満足していないと判定された場合には、前記実測温度と前記温度条件との温度差を算出し、算出した温度差に基づいて、前記冷却装置の稼働／非稼働及び／又は前記冷却装置の冷却水の水量を操作し、前記冷却工程には、冷却速度が異なる複数の冷却過程を有しており、前記所定点は、冷却速度が相対的に大きい急速冷却過程の終了点であり、前記温度計は、少なくとも急速冷却過程の終了点となり得る全ての冷却セクションの出側に配置されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項４に係る金属板の製造方法は、仕上圧延装置と巻取装置との間に設けた一又は複数の冷却装置を有する複数の冷却セクションを用いて仕上圧延後の金属板を冷却する冷却工程を含む金属板の製造方法において、前記冷却工程の所定点に、水環境下にて金属板の温度を測定できる温度計を予め配置し、該温度計により測定された金属板の実測温度が、予め設定された前記冷却工程の所定点における金属板の温度条件を満足しているか否かを判定し、前記実測温度が前記温度条件を満足していないと判定された場合には、前記実測温度と前記温度条件との温度差を算出し、算出した温度差に基づいて、前記冷却装置の稼働／非稼働及び／又は前記冷却装置の冷却水の水量を操作し、前記温度条件は、一の冷却セクションから下流側の冷却セクションを連続稼働することで金属板を冷却する場合における稼働している最下流の冷却セクションの出側での金属板温度の条件を含むことを特徴とする。
【００２２】
請求項５に係る金属板の製造方法は、最上流の冷却セクションから稼働することを特徴とする。
【００２３】
請求項６に係る金属板の製造方法は、稼働している冷却セクション内の該冷却セクションが有する冷却装置の稼働／非稼働及び／又は前記冷却装置の冷却水の水量を操作することを特徴とする。
【００２４】
請求項７に係る金属板の製造方法は、稼働している冷却セクション内の最下流の冷却セクションから順に、該冷却セクションが有する冷却装置の稼働／非稼働及び／又は前記冷却装置の冷却水の水量を操作することを特徴とする。
【００２５】
請求項８に係る温度制御装置は、仕上圧延装置と巻取装置との間に設けた一又は複数の冷却装置を有する複数の冷却セクションを用いて仕上圧延後の金属板を冷却する冷却工程にて仕上圧延後の金属板温度を制御する構成とした温度制御装置において、前記冷却工程の所定点に、水環境下にて光導波路として形成された水柱を介し前記金属板からの放射光を受光して前記金属板の温度を測定できる放射温度計と、該放射温度計により測定された金属板の実測温度が、予め設定された前記冷却工程の所定点における金属板の温度条件を満足しているか否かを判定する手段と、該手段にて、前記実測温度が前記温度条件を満足していないと判定された場合には、前記実測温度と前記温度条件との温度差を算出する手段と、算出した温度差に基づいて、前記冷却装置の稼働／非稼働及び／又は前記冷却装置の冷却水の水量を操作する手段とを備えることを特徴とする。
【００２６】
請求項９に係る温度制御装置は、前記金属板と対向する位置に一端が配置され、他端が前記放射温度計に接続された光ファイバと、前記金属板と前記光ファイバの一端との間に、光導波路としての水柱を形成する温水の水圧を、前記金属板の測温箇所における沸騰状態が膜沸騰状態を維持する水圧にして前記金属板に向けて温水を噴射するノズルと、前記水柱を形成する温水の温度を、前記金属板の測温箇所における沸騰状態が膜沸騰状態を維持する温度に昇温させる昇温手段とを更に備えることを特徴とする。
【００２７】
請求項１、請求項３及び請求項８の発明にあっては、冷却工程の所定点における金属板温度を水環境下においても精度良く測定し、その実測温度が予め設定された温度条件を満足しない場合には、実測温度と温度条件との温度差に基づいて、冷却装置の稼働／非稼働及び／又は冷却装置の冷却水の水量を操作することにより、精度良く金属板の温度降下量をフィードバック制御し、要求される金属板の特性に基づいて、金属組織学的な観点から決定される温度プロファイルを精度良く実現することができる。
【００２８】
請求項２及び請求項９の発明にあっては、ノズルが、水柱を形成する温水の水圧を、金属板の測温箇所における沸騰状態が膜沸騰状態を維持する水圧にして噴射し、昇温手段が、水柱を形成する温水の温度を、金属板の測温箇所における沸騰状態が膜沸騰状態を維持する温度に昇温させ、光ファイバを介して金属板からの放射光を放射温度計で受光することにより、放射光の水中での光路長変動の影響を低減し、金属板温度を精度良く測定することができる。
【００２９】
請求項４の発明にあっては、一の冷却セクションから下流側の冷却セクションを連続稼働し、金属板が所定の金属板温度に至るのに要する時間を短縮することにより、金属板の結晶粒を微細化することができ、加工性が優れた金属板を製造することができる。
【００３０】
請求項５の発明にあっては、最上流（仕上圧延後の直近）に設けた冷却セクションから下流側の冷却セクションを連続稼働し、仕上圧延終了後に可及的速やかに急速冷却を開始することにより、金属板の粒成長を抑制することができ、加工性が優れた金属板を製造することができる。
【００３１】
請求項６の発明にあっては、金属板温度の実測温度が温度条件を満足しない場合に、稼働している冷却セクション内の該冷却セクションが有する冷却装置の稼働／非稼働及び／又は前記冷却装置の冷却水の水量を操作することにより、金属板が所定の金属板温度に至るのに要する時間を延長することのなきよう制御できるため、金属板の結晶粒が大きくなることを防止でき、加工性が優れた金属板を製造することができる。
【００３２】
請求項７の発明にあっては、金属板温度の実測温度が温度条件を満足しない場合に、稼働している冷却セクション内の最下流の冷却セクションから順に、該冷却セクションが有する冷却装置の稼働／非稼働及び／又は前記冷却装置の冷却水の水量を操作する、即ち、金属板の温度降下量が大きい冷却装置から順に操作することにより、より効果的に金属板が所定の金属板温度に至るのに要する時間を延長することのなきよう制御できるため、金属板の結晶粒が大きくなることを防止でき、加工性が優れた金属板を製造することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る圧延ラインを示す模式図である。図中１は鋼板であり、図示しないパスライン上流に設けた加熱炉で加熱されたスラブを粗圧延装置５により粗圧延し、複数のスタンドからなるタンデム型の圧延ローラを備えた仕上圧延装置２により仕上圧延される。
【００３４】
仕上圧延後の鋼板１は、パスラインの上下に設けられた複数の冷却装置から構成されるランナウトテーブル冷却設備（以下、ＲＯＴ冷却設備という）９を通過することにより冷却された後、巻取装置（ダウンコイラ）３にて巻取られる。温度計２１が粗圧延装置５の出側に、温度計２２が仕上圧延装置２の出側に、温度計２３が巻取装置３の入側に夫々配置され、夫々の配置箇所を通過する際の鋼板温度を測定する。温度計２１、温度計２２、及び温度計２３は、例えば、鋼板表面からの放射光を受光することにより、鋼板温度を測定することができる放射温度計である。通常、仕上圧延装置２の出側、及び巻取装置３の入側は、冷却装置の冷却水の影響はなく、鋼板表面から出射される放射光の光路が安定しているため、一般に用いられる放射温度計にて精度良く鋼板温度を測定できる。
【００３５】
ＲＯＴ冷却設備９はパスライン上流から冷却セクション７−１，７−２，…，７−Ｎが配置され、冷却セクション７−１，７−２，…，７−Ｎには、上側に冷却ユニット４−１ａ，４−２ａ，…，４−Ｎａと、下側に冷却ユニット４−１ｂ，４−２ｂ，…，４−Ｎｂ（以下、代表して４−ｉとして示す。）とが夫々配置されている。冷却ユニット４−ｉには、複数の冷却装置が配置されており、冷却ユニット４−ｉに属する冷却装置は、冷却ユニット４−ｉが備える一つの冷却バルブ弁により稼働／非稼働を操作される。以下、冷却ユニット４−ｉを制御する単位として説明する。最上流の冷却セクション７−１の入側には、水環境下においても測定可能な温度計（以下、水環境温度計という）６−０が配置され、冷却セクション７−１，７−２，…，７−Ｎの出側には、同様の機能を有する水環境温度計６−１，６−２，…，６−Ｎが夫々配置され、配置箇所を通過する際の鋼板温度を測定する。
【００３６】
冷却ユニット４−ｉは、複数台のラミナー冷却装置又はスプレー冷却装置等から構成されており、冷却ユニット４−ｉを構成する冷却装置数を少なくすれば、１冷却ユニットあたりの冷却量を細かく設定することができるので、鋼板１の冷却条件を高精度で設定できる。
【００３７】
図中１０は温度制御装置であり、温度制御装置１０は、冷却工程に先立って、鋼板１の比熱ｃ、密度ρ、板厚ｈ等の鋼板情報、冷却ユニット長Ｌ等の装置情報、及び圧延速度Ｖ等の圧延情報をプロセスコンピュータ１８から通信部１５を介して取得し、情報を記憶するＲＡＭ等の記憶部１２に記憶させる。また仕上圧延終了後の複数の鋼板温度を含む冷却条件がキーボード等の入力部１３より予め入力され記憶部１２に記憶されている。この冷却条件に基づいて、演算部１１により冷却ユニット４−ｉの稼働／非稼働及び仕上圧延装置２の圧延速度Ｖを決定し、モニタ等の出力部１４に出力するとともに、通信部１５を介して冷却ユニット４−ｉの冷却バルブの開閉及び圧延ローラのモータ回転速度を設定する（以下、初期設定という）。
【００３８】
また、温度制御装置１０は、冷却工程の際に、冷却セクション７−１，７−２，…，７−Ｎの出側に設けた水環境温度計６−１，６−２，…，６−Ｎにより測定された鋼板温度を通信部１５を介して取得し、その実測値が冷却条件を満足しているか否かを演算部１１にて判定し、冷却条件を満足していないと判定された場合には、通信部１５を介して冷却ユニット４−ｉの稼働／非稼働を操作するフィードバック制御を行う。
【００３９】
冷却条件を、例えば、図１２に示すパターン２，３のように冷却工程の前半に急速冷却過程を含む条件とすると、鋼板１は、ＲＯＴ冷却設備９の最上流の冷却セクション７−１から連続稼働させることにより急速冷却され、巻取装置３により巻取られて製品となる。
【００４０】
本実施形態においては、冷却セクション７−１，７−２，…，７−Ｎの出側に水環境温度計６−１，６−２，…，６−Ｎを配置しているが、冷却工程の最上流側に急速冷却過程がある冷却パターンの実現方法を対象とした場合等では、急速冷却過程の終了点となる可能性がある冷却セクションの出側にのみ、水環境温度計を配置してもよい。例えば、その製造ラインで製造される鋼板の特性上、急速冷却過程の終了点となる可能性のある冷却セクションは、冷却セクション７−Ｍ（Ｍ＜Ｎ）よりも上流側の冷却セクションである場合、冷却セクション７−Ｍ及びそれよりも上流側の冷却セクションの出側にのみ水環境温度計を配置すればよい。更に、少なくとも最上流側からＸ（１＜Ｘ＜Ｍ）番目までの冷却セクションでは急速冷却過程が終了する可能性がない場合、即ち、少なくとも冷却セクション７−１から冷却セクション７−Ｘまでは稼働させることが確実な場合は、冷却セクション７−Ｘから冷却セクション７−Ｍまでの各冷却セクションの出側に水環境温度計を配置すればよい。冷却工程の最上流側以外に急速冷却過程がある場合も同様であり、水環境温度計は、少なくとも急速冷却過程の終了点となる可能性がある冷却セクションの出側に配置すればよい。また、水環境温度計６−０は、急速冷却開始時点の鋼板温度を測定するために配置されたものであるが、仕上圧延装置２の出側に配置した温度計２２と水環境温度計６−０とに距離的な間隔がなく、温度計２２により測定された鋼板温度を急速冷却開始時点の鋼板温度に代用しても問題がない場合には必ずしも必要ない。
【００４１】
ここで、水環境下においても鋼板温度を測定することが可能な水環境温度計について説明する。図２は、水環境温度計の構成を示す概略図である。図２に示すように、水環境温度計５１は、放射温度計６１と、鋼板１と対向する位置に先端が配置され、後端が放射温度計６１に接続された光ファイバ６２と、鋼板１と光ファイバ６２の先端との間に光導波路としての水柱Ｗを形成すべく、鋼板１の表面（下面）に向けて温水を噴射するノズル６３と、ノズル６３に温水を供給するための昇温槽６４とを備えている。水環境温度計５１は、光ファイバ６２を介して鋼板１の表面から放射光を放射温度計６１で受光し、鋼板１の表面温度を測定するように構成されている。
【００４２】
光ファイバ６２の先端部には、光学窓８１と、必要に応じて集光用レンズ８２とを備えた先端光学系８０が取付けられている。光学窓８１及び集光用レンズ８２としては、例えば石英製のものを適用することができる。
【００４３】
昇温槽６４には、水道５５からフィルタ９３を介して水道水が供給され、蒸気を送り込むことにより昇温槽６４内の水を昇温させる。また、昇温槽６４内に設けたレベル計９１及び水温計９２により水量レベル及び水温が測定され、一定値、即ち、水柱Ｗを形成する温水の温度を、鋼板１の表面の測温箇所における沸騰状態が膜沸騰状態を維持する温度を低下しないように制御されている。更に、水柱Ｗ用の水温は、昇温槽６４内の水温計９２による管理でも良いが、必要に応じて、ノズル６３直前の水路５７内に設けた水温計７１を利用し、昇温槽６４からノズル６３までの経路における温度降下量を考慮した温度制御とすることにより、より一定温度の水柱Ｗを形成することができる。水柱Ｗを形成する温水の温度としては、例えば、熱間圧延ラインのように高速で鋼板１が走行する場合には、５０℃以上、好ましくは７０℃以上に水温を保持すればよい。
【００４４】
そして、昇温槽６４で昇温された水は脱気槽５６に送られる。脱気槽５６では、脱気用排気設備９５により気泡の除去と、水の中に溶解している空気等のガスが脱気される。脱気槽５６から送出された水は、ポンプ５２及び水路５７を経て、ノズル６３に達する。水柱Ｗを形成するために供給する水を脱気することは、放射光の散乱要因となる水柱Ｗにおける気泡の発生を抑制し、ひいては測温バラツキを抑制するのに有効である。
【００４５】
ノズル６３は、ポンプ５２と協働して、水柱Ｗを形成する温水の水圧を、鋼板１の表面の測温箇所における沸騰状態が膜沸騰状態を維持する水圧にして噴射するように構成されている。逆に述べれば、光導波路として用いる水柱Ｗと鋼板１との界面が核沸騰状態であると、その水柱Ｗが衝突する鋼板表面のみが急激に冷却されてしまうため、鋼板表面の水柱Ｗと接触している部分である測温箇所とそれ以外の部分との温度差、及び鋼板表面と鋼板内部との温度差が大きくなってしまい、測温値の代表性が損なわれ、鋼板の実測値の意味が失われる。そこで、ノズル６３及び昇温槽６４を、鋼板１の表面の測温箇所における沸騰状態が膜沸騰状態を維持するように構成することにより、鋼板温度の測定精度を向上できる。
【００４６】
また、放射温度計６１にて検出すべき波長は、水中での光路長が２００ｍｍの場合に、０．９μｍより短い波長を用いることにより、水中での光路長が２００ｍｍ程度であれば、大きな測温誤差を生じずに測定可能となる。例えば、測定中心波長０．８３μｍを用いると、水中での光路長が２００ｍｍ±２５ｍｍ変動した際の透過率変化は±７％である。この値を測温誤差に換算すると、測定温度が６００℃の際に±０．３６％、即ち、±３．１℃となる。さらに、短い測定中心波長０．６７μｍを用いた場合には、水中での光路長が２００ｍｍ±２５ｍｍ変動した際の透過率変化は±１％であり、この値を測温誤差に換算すると、測定温度が８００℃の際に±０．０５１％、即ち、±０．５５℃となる。いずれの測定中心波長を利用するかは、測定対象温度、即ち、鋼板１の温度に依存するが、いずれにしても測定中心波長を０．９μｍより短くするには、鋼板１の表面と放射温度計６１との間（例えば、光ファイバ６２の後端と放射温度計６１との間）に、０．９μｍより長い波長の光を遮断する光学フィルタ（図示せず）を設置すればよい。
【００４７】
従って、光ファイバ６２は、前述のようにして決定した測定中心波長を十分透過する光ファイバであればよく、例えば、石英製の光ファイバとすることが可能である。また、単芯の光ファイバを利用することができる他、設置上の制約等により、水中での光路長を比較的長くする必要がある場合には、水による減衰の影響を緩和すべく、必要に応じて複数本の光ファイバを束ねたバンドルファイバとすることも可能である。また、光ファイバのコア径に特に制約はない。
【００４８】
なお、ノズル６３及びノズル６３の前段に位置する水路５７は、気泡の発生を抑制するべく、その水路５７内での急激な口径及び形状変化を極力避けるように設計することが好ましい。また、ノズル６３から吐出される水柱Ｗの所謂ポテンシャルコアが大きくなるように、ノズル６３の形状等を決定することが好ましい。
【００４９】
以下、冷却条件が、急速冷却終了時の急冷終了温度目標値ＴＳ_aim、その許容範囲である急冷終了温度許容値ΔＴＳ、中間空冷時の冷却ユニットを停止する中間空冷時間ｔ_air、後半冷却時の条件である巻取装置３の入側での巻取温度目標値ＴＣ_aim、及びその許容範囲である巻取温度許容値ΔＴＣとした場合について、温度制御装置１０が、冷却工程に先立って、鋼板情報、装置情報、及び圧延情報から冷却ユニット４−ｉの稼働／非稼働及び仕上圧延装置２の圧延速度Ｖを決定する初期設定に関する処理手順について説明する。
【００５０】
図３、図４、図５、及び図６は、本発明の温度制御装置１０が冷却セクションの稼働台数（冷却ユニットの稼働台数）及び仕上圧延装置２の圧延速度Ｖを決定する処理手順を示すフローチャートである。冷却セクションを構成する上面冷却ユニット及び下面冷却ユニットを、パスライン上流側から連続して稼働してもよいが、各冷却セクションとも全能力を使うように設定すると、冷却工程の際に、鋼板温度が目標値から外れた場合に、それを修正するフィードバック制御ができなくなる虞があるので、上下面の各冷却ユニットを交互に稼働する。つまり、最上流側に位置する冷却セクション７−１は上面冷却ユニット４−１ａのみを稼働し、最上流から２番目の冷却セクション７−２は下面冷却ユニット４−２ｂのみを稼働し、最上流から３番目の冷却セクション７−３は上面冷却ユニット４−３ａのみを稼働する等のようにする。
【００５１】
これにより、本実施形態による初期設定に基づいて実際に鋼板１を冷却した際に、たとえ鋼板温度が目標値から外れた場合においても、それを修正するフィードバック制御が可能となる。例えば、冷却不足が発生した場合は、冷却不足に陥った冷却セクションにおいて、非稼働側の冷却ユニットを稼働させれば冷却能力を向上させることができる。
【００５２】
まず、プロセスコンピュータ１８から鋼板情報である比熱ｃ、密度ρ、板厚ｈ、装置情報である冷却ユニット長Ｌ、及び圧延情報である圧延速度Ｖを取得（Ｓ１）する。ここで各冷却ユニット長は同一値Ｌとしたが、あくまで説明の簡略化のためであり、通常は各冷却ユニット長として第ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）冷却ユニット長Ｌ_iを用いる。
【００５３】
また、プロセスコンピュータ１８から、急冷終了温度目標値ＴＳ_aim、急冷終了温度許容値ΔＴＳ、中間空冷時間ｔ_air、巻取温度目標値ＴＣ_aim、及び巻取温度許容値ΔＴＣからなる冷却条件、並びに再計算時のパラメータである速度修正幅ΔＶを取得（Ｓ２）する。
【００５４】
再計算時のパラメータである速度修正幅ΔＶが小さいほど、冷却条件の目標値の許容幅である急冷終了温度許容値ΔＴＳ及び巻取温度許容値ΔＴＣを小さく設定することが可能であり、目標の特性を忠実に実現した鋼板１を製造することができ、鋼板特性のばらつきを減少させ安定して鋼板１を製造することができる。
【００５５】
しかし、速度修正幅ΔＶが小さいほど、ループによる再計算処理の回数が増加して処理時間が長くなるので、速度修正幅ΔＶは、所望の鋼板１を製造するために要する冷却条件の要求精度及び温度制御装置１０の処理能力から適切に設定する必要がある。
【００５６】
次に、パスライン上流に設けた冷却セクションから連続して稼働し、急速冷却を行う急速冷却区間の設定を行う。仕上圧延装置２の出側に配置した温度計２２により圧延終了温度ＴＦを測定し、測定した圧延終了温度ＴＦは、冷却セクション７−１の入側での冷却セクション入側鋼板温度（以下、入側鋼板温度という）Ｔ_inに相当するので、圧延終了温度ＴＦを入側鋼板温度Ｔ_inに設定（Ｓ３）する。
【００５７】
もちろん、圧延終了温度ＴＦを温度計２２を用いて測定するのではなく、粗圧延装置５の出側に設けた温度計２１により測定された鋼板温度Ｔ₀とＳ１及びＳ２にて取得した各数値とを用いて、それ自体公知の計算式（１）により仕上圧延装置２の出側での鋼板１の圧延終了温度ＴＦを算出してもよい。
ＴＦ＝Ｔ₀−ΔＴＦ …（１）
ΔＴＦ＝ΔＴ_w＋ΔＴ_a＋ΔＴ_r−ΔＴ_q−ΔＴ_bh
ΔＴ_w＝ｈ_w・（ＴＦ−Ｔ_w）・ｔ_w／（ｃ・ρ・ｈ）
ΔＴ_a＝ｈ_a・（ＴＦ−Ｔ_a）・ｔ_a／（ｃ・ρ・ｈ）
ΔＴ_r＝ｈ_r・（ＴＦ−Ｔ_r）・ｔ_r／（ｃ・ρ・ｈ）
ΔＴ_q＝Ｇ・η／（ｃ・ρ・ｈ）
ΔＴ_bh＝ＰＢ／（ｃ・ρ・ｈ・ｂ・Ｖ）
ここで、
ＴＦ：鋼板温度（℃）
Ｔ₀ ：鋼板初期温度（℃）
ΔＴＦ：鋼板の温度降下量（℃）
ΔＴ_w：水冷による鋼板の温度降下量（℃）
ΔＴ_a：空冷による鋼板の温度降下量（℃）
ΔＴ_r：ロール接触による鋼板の温度降下量（℃）
ΔＴ_q：圧延時の加工発熱による鋼板の温度上昇量（℃）
ΔＴ_bh：加熱装置の加熱による鋼板の温度上昇量（℃）
ｈ_w ：水冷による熱伝達係数（kcal／(m²・min・℃)）
ｈ_a ：空冷による熱伝達係数（kcal／(m²・min・℃)）
ｈ_r ：ロール接触による熱伝達係数（kcal／(m²・min・℃)）
ｔ_w ：水冷に要した時間（min）
ｔ_a ：空冷に要した時間（min）
ｔ_r ：圧延に要した時間（min）
ｃ：鋼板の比熱（kcal／(kg・℃)）
ρ ：鋼板の密度（kg／m³）
ｈ：鋼板の板厚（m）
Ｇ：圧延トルク（kcal）
η ：圧延トルクの発熱係数
ＰＢ：加熱装置の実効出力（kcal／min）
ｂ：加熱装置での鋼板の幅（m）
Ｖ：加熱装置での鋼板の速度（m／min）
である。
【００５８】
Ｓ３にて求めた入側鋼板温度Ｔ_inと、Ｓ１及びＳ２にて取得した各数値とを用いて、冷却セクション番号ｉを１に設定して冷却セクション７−１（即ち、冷却ユニット４−１ａ（以下、同））により鋼板１が冷却された場合（Ｓ４）の温度降下に基づく鋼板温度をそれ自体公知の計算式（２）及び（３）により算出し、冷却セクション７−１の出側での冷却セクション出側鋼板温度（以下、出側鋼板温度という）Ｔ_outに設定（Ｓ５）する。
Ｔ_out＝Ｔ_in・ｅｘｐ（−α_w・Ｌ／（ｃ・ρ・ｈ・Ｖ）） …（２）
ここで、
Ｔ_out：出側鋼板温度（℃）
Ｔ_in ：入側鋼板温度（℃）
α_w ：冷却ユニットの熱伝達係数（kcal／(m²・min・℃)）
ｃ：鋼板の比熱（kcal／(kg・℃)）
ρ ：鋼板の密度（kg／m³）
ｈ：鋼板の板厚（m）
Ｌ：冷却ユニット長（m）
Ｖ：圧延速度（m／min）
である。
α_w＝Ａ・（Ｗ^B／Ｔ^C）・（１−Ｄ・Ｔ_w）・Ｖ^E …（３）
ここで、
α_w ：冷却ユニットの熱伝達係数（kcal／(m²・min・℃)）
Ｗ：水量密度（l／(min・m²)）
Ｔ：鋼板温度（℃）
Ｔ_w ：冷却水温度（℃）
Ｖ：圧延速度（m／min）
であり、Ａ〜Ｅは、冷却ユニットの種類によって定まるパラメータである。
【００５９】
Ｓ５にて算出した出側鋼板温度Ｔ_outと急冷終了温度の許容範囲上限値（ＴＳ_aim＋ΔＴＳ）とを比較し、出側鋼板温度Ｔ_outが急冷終了温度の許容範囲上限値（ＴＳ_aim＋ΔＴＳ）より小さいか否かを判定（Ｓ６）する。
【００６０】
Ｓ６にて、出側鋼板温度Ｔ_outが急冷終了温度の許容範囲上限値（ＴＳ_aim＋ΔＴＳ）より大きいと判定した場合（Ｓ６：ＮＯ）には、冷却が不足していることになるため、冷却セクションを更に稼働させるべく冷却セクション番号ｉを１インクリメント（Ｓ７）する。
【００６１】
Ｓ５にて算出した出側鋼板温度Ｔ_outは次の冷却セクションの入側での鋼板温度に相当するので、Ｓ５にて算出した出側鋼板温度Ｔ_outを入側鋼板温度Ｔ_inに再設定（Ｓ８）し、Ｓ５に戻り温度計算を再実行する。
【００６２】
一方Ｓ６にて、出側鋼板温度Ｔ_outが急冷終了温度の許容範囲上限値（ＴＳ_aim＋ΔＴＳ）より小さいと判定した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）には、更に下限値を満足するか否かを判定するため、出側鋼板温度Ｔ_outと急冷終了温度の許容範囲下限値（ＴＳ_aim−ΔＴＳ）とを比較し、出側鋼板温度Ｔ_outが急冷終了温度の許容範囲下限値（ＴＳ_aim−ΔＴＳ）より大きいか否かを判定（Ｓ９）する。
【００６３】
Ｓ９にて、出側鋼板温度Ｔ_outが急冷終了温度の許容範囲下限値（ＴＳ_aim−ΔＴＳ）より小さいと判定した場合（Ｓ９：ＮＯ）には、冷却セクションの稼働だけでは急冷終了温度の許容範囲に設定することができないので、圧延速度Ｖを変更（増速又は減速）することで対応する。即ち、圧延速度Ｖを減速すべく速度修正幅ΔＶ分減少した圧延速度（Ｖ−ΔＶ）を新たな圧延速度Ｖに再設定（Ｓ１０）し、Ｓ３に戻り温度計算を再実行する。
【００６４】
ここで、圧延速度Ｖの変更による鋼板温度への影響について説明する。図７は、圧延速度Ｖの変更による鋼板温度の時間変化を示す説明図である。図中、上側に、鋼板１を冷却する際に用いた冷却セクションが備える上面冷却ユニット及び下面冷却ユニットの稼働／非稼働パターンを示す。中段に示した稼働／非稼働パターンは基準速度（圧延速度変更前）時のパターンであり、この時の温度曲線は、実線で示すように、３つの冷却セクションで冷却した場合には３番目の冷却セクション出側での出側鋼板温度Ｔ_outが急冷終了温度の許容範囲上限値（ＴＳ_aim＋ΔＴＳ）より高くなり、４つの冷却セクションで冷却した場合には４番目の冷却セクション出側での出側鋼板温度Ｔ_outが急冷終了温度の許容範囲下限値（ＴＳ_aim−ΔＴＳ）より低くなってしまい、条件の急冷終了温度を満足する設定が不可能である。
【００６５】
そこで、下段に示すように、圧延速度を減速することで１冷却セクションあたりの温度降下量を変更（増量）し、３つの冷却セクションで冷却した場合に、３番目の冷却セクションの出側での出側鋼板温度Ｔ_outを急冷終了温度の許容範囲内に設定することが可能となる。また、上段に示すように、圧延速度を増速することで１冷却セクションあたりの温度降下量を変更（減量）し、４つの冷却セクションで冷却した場合に、４番目の冷却セクションの出側での出側鋼板温度Ｔ_outを急冷終了温度の許容範囲内に設定することが可能となる。前述したように、圧延速度を減速又は増速により所望の急冷終了温度の条件を満足することができるが、本実施形態においては圧延速度を減速する方を用いる。もちろん、冷却ユニットをより細分化する方法、及び各冷却ユニットから供給される冷却水の水量を制御する方法により、１冷却セクションあたりの鋼板１の温度降下量を増量及び減量させ、冷却条件を満足するように設定してもよい。
【００６６】
一方Ｓ９にて、出側鋼板温度Ｔ_outが急冷終了温度の許容範囲下限値（ＴＳ_ai _m−ΔＴＳ）より大きいと判定した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）には、急速冷却終了時の冷却条件である急冷終了温度目標値ＴＳ_aim及び急冷終了温度許容値ΔＴＳを満足することになる。
【００６７】
このときの冷却セクション番号ｉが急速冷却として稼働する冷却セクション数Ｎ_crに相当し、冷却セクション７−１から冷却セクション７−Ｎ_crまでを急速冷却のために稼働するよう設定（Ｓ１１）する。
【００６８】
次に、冷却セクションによる冷却を停止する中間空冷区間の設定を行う。中間空冷時間ｔ_air及び冷却ユニット長Ｌ、並びに圧延速度Ｖから中間空冷確保のために冷却を停止する冷却セクション数Ｎ_stopを計算式（４）により算出（Ｓ１２）し、中間空冷区間の設定条件が決定される。
Ｎ_stop＝Ｖ・ｔ_air／Ｌ …（４）
ここで、
Ｎ_stop ：停止冷却セクション数（台）
ｔ_air ：中間空冷時間（min）
Ｌ：冷却ユニット長（m）
Ｖ：圧延速度（m／min）
である。
【００６９】
従って、冷却セクション７−（Ｎ_cr＋１）から冷却セクション７−（Ｎ_cr＋Ｎ_stop）までの冷却セクションが中間空冷機能を果たすことになる。
【００７０】
次に、再度冷却セクションによる冷却が必要か否かを判定する。中間空冷区間を終えた中間空冷終了鋼板温度Ｔ_airを中間空冷時間ｔ_airとＳ１及びＳ２にて取得した各数値と急速冷却区間終了時の冷却セクションの出側での出側鋼板温度ＴＳとを用いて、それ自体公知の計算式（５）により算出（Ｓ１３）する。
Ｔ_air＝ＴＳ・ｅｘｐ（−α_air・ｔ_air／（ｃ・ρ・ｈ）） …（５）
ここで、
Ｔ_air：中間空冷終了時の鋼板温度（℃）
ＴＳ：急速冷却終了時の冷却セクションの出側での鋼板温度（℃）
α_air：冷却停止時の熱伝達係数（kcal／(m²・min・℃)）
ｃ：鋼板の比熱（kcal／(kg・℃)）
ρ ：鋼板の密度（kg／m³）
ｈ：鋼板の板厚（m）
である。
【００７１】
Ｓ１３にて算出した中間空冷終了鋼板温度Ｔ_airが巻取温度の許容範囲内（ＴＣ_aim−ΔＴＣ〜ＴＣ_aim＋ΔＴＣ）にあるか否かを判定（Ｓ１４）し、中間空冷終了鋼板温度Ｔ_airが許容範囲内にあると判定した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）には、再度冷却する必要がないことになるため、これにて全ての処理を終了する。
【００７２】
一方Ｓ１４にて、中間空冷終了鋼板温度Ｔ_airが巻取温度の許容範囲内にないと判定した場合（Ｓ１４：ＮＯ）には、残りの冷却セクションを稼働させ再度冷却する必要があるため、そのための設定条件を算出する。
【００７３】
後半冷却の対象冷却セクションは、中間空冷区間よりパスライン下流の冷却セクション、即ち、冷却セクション７−（Ｎ_cr＋Ｎ_stop＋ｊ）（ｊ＝１，２，…）になるが、説明を簡略化するため冷却セクション７−（Ｎ_cr＋Ｎ_stop＋ｊ）のことを後半冷却セクション８−ｊとして説明する。
【００７４】
Ｓ１３にて算出した中間空冷終了鋼板温度Ｔ_airを後半冷却セクション８−１の入側での入側鋼板温度Ｔ_inに設定（Ｓ１５）し、後半冷却セクション番号ｊを１に設定して後半冷却セクション８−１により鋼板１が冷却された場合（Ｓ１６）の温度降下に基づく鋼板温度をそれ自体公知の計算式（２）及び（３）により、後半冷却セクション８−ｊの出側での出側鋼板温度Ｔ_outを算出（Ｓ１７）する。
【００７５】
Ｓ１７にて算出した出側鋼板温度Ｔ_outが巻取温度の許容範囲内（ＴＣ_aim−ΔＴＣ〜ＴＣ_aim＋ΔＴＣ）にあるか否かを判定（Ｓ１８）し、許容範囲内にないと判定した場合（Ｓ１８：ＮＯ）には、冷却が不足していることになるため、後半冷却セクションを更に稼働させるべく後半冷却セクション番号ｊを１インクリメント（Ｓ１９）する。
【００７６】
Ｓ１７にて算出した出側鋼板温度Ｔ_outは、当該後半冷却セクションの下流側の後半冷却セクションの入側での入側鋼板温度Ｔ_inに相当するので、出側鋼板温度Ｔ_outを入側鋼板温度Ｔ_inに再設定（Ｓ２０）し、Ｓ１７に戻り温度計算を再実行する。
【００７７】
一方Ｓ１８にて、出側鋼板温度Ｔ_outが巻取温度の許容範囲内（ＴＣ_aim−ΔＴＣ〜ＴＣ_aim＋ΔＴＣ）にあると判定した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）には、巻取り前の冷却条件に相当する巻取温度目標値ＴＣ_aim、及び巻取温度許容値ΔＴＣはすべて満足することになり、後半冷却区間の設定条件が決定される。
【００７８】
このときの後半冷却セクション番号ｊが後半冷却として稼働する冷却セクション数Ｎ_tcに相当し、後半冷却セクション８−１から後半冷却セクション８−Ｎ_tcまでを後半冷却のために稼働するよう設定（Ｓ２１）する。即ち、冷却セクション７−（Ｎ_cr＋Ｎ_stop＋１）から冷却セクション７−（Ｎ_cr＋Ｎ_stop＋Ｎ_tc）までを後半冷却のために稼働するよう設定する。
【００７９】
このような処理手順を実施することにより、急冷終了温度目標値ＴＳ_aim、急冷終了温度許容値ΔＴＳ、中間空冷時間ｔ_aim、巻取温度目標値ＴＣ_aim、及び巻取温度許容値ΔＴＣを冷却条件とし、冷却条件に基づいて冷却ユニットの稼働のみならず仕上圧延装置２の圧延速度Ｖを変更することにより鋼板１の温度降下量を制御し、所望の特性を有する鋼板１を製造するための設定が算出できる。
【００８０】
以上のようにして算出した冷却セクション数と圧延速度と用いて鋼板１の冷却を開始する。ここで、上記処理手順（フロー）は、図１２に示したパターン３の場合であるが、パターン２のように前半の急速冷却過程のみの冷却条件の場合には、Ｓ１〜Ｓ１１までの処理手順を実行すればよい。
【００８１】
なお、冷却ユニットの稼働／非稼働により冷却能力を調整する初期設定方法について説明したが、これに限定される必要はなく、冷却ユニットの冷却水の水量により冷却能力を調整してもよいし、冷却ユニットの稼働／非稼働と冷却ユニットの冷却水の水量とにより冷却能力を調整してもよい。
【００８２】
また、本発明の趣旨は、冷却工程の所定点（本実施形態においては急速冷却の終了点）における金属板温度を測定し、実測値と目標値との温度差に基づいて冷却ユニットを操作することにあり、初期設定方法は、もちろん、前述した方法に限定されるものではなく他の方法を用いて設定してもよい。
【００８３】
前述した処理手順は、冷却工程の初期設定に関するものであり、実際に鋼板を冷却する際には、鋼板の板厚のばらつき及び圧延速度の変化等の種々の要因により鋼板温度が冷却条件を満足しない虞がある。従って、この冷却条件の目標値からのズレを解決すべくフィードバック制御を行う必要がある。
【００８４】
以下、冷却条件が、急速冷却終了時の急冷終了温度目標値ＴＳ_aim、及びその許容範囲である急冷終了温度許容値ΔＴＳとした場合について、温度制御装置１０が、鋼板温度の実測値と目標値との温度差に基づいて、冷却ユニットの稼働／非稼働を操作するフィードバック制御の処理手順について説明する。
【００８５】
図８及び図９は、本発明の温度制御装置１０が冷却ユニットの稼働／非稼働を操作するフィードバック制御の処理手順を示すフローチャートである。
【００８６】
温度制御装置１０は、まず、初期設定計算により求めた冷却ユニットの稼働／非稼働パターンを設定（Ｓ１０１）する。初期設定計算は、前述した処理手順により算出してもよいが、もちろん、これに限定されるものではない。
【００８７】
そして、初期設定計算により設定された所定の急冷終了温度を得るために稼働している最下流の冷却セクション番号Ｋ（前述した処理手順にて算出した冷却セクション数Ｎ_crに相当）を取得する（Ｓ１０２）。冷却セクション番号Ｋは、その冷却セクション出側の温度計番号でもある。
【００８８】
温度制御装置１０は、本発明の温度制御処理を実施する制御周期Ｚを受け付け、制御周期Ｚ経過毎に制御信号を温度制御装置１０が備える各装置へ出力し、各装置は、取得した制御信号に同期して後述する処理手順を実行する。これらの処理手順を制御周期Ｚ毎に繰り返すことにより、温度制御処理を実現することができる。制御周期Ｚは、例えば、鋼板１が１台の冷却セクションの通過に要する時間（Ｚ＝Ｌ／ｖ）であり、本発明の趣旨は、後述するように、鋼板温度の実測値に基づくフィードバック制御にあり、冷却ユニットの稼働／非稼働を変更した後に、その変更による鋼板温度の実測値が反映されていればよい。フィードバック制御は、鋼板先端部が水環境温度計６−Ｋ上に到達した時点から開始し、鋼板尾端部が水環境温度計６−Ｋ上を通過した時点で終了とする。これは、急冷終了温度を冷却条件としたためであり、水環境温度計６−Ｋの実測値を、上流側の冷却セクションにフィードバックすれば十分であることによる。
【００８９】
鋼板先端部が水環境温度計６−Ｋ上に到達しているか否かを判定（Ｓ１０３）し、Ｓ１０３にて鋼板先端部が水環境温度計６−Ｋ上に到達していないと判定（Ｓ１０３：ＮＯ）された場合には制御する必要はない。
【００９０】
一方、Ｓ１０３にて鋼板先端部が水環境温度計６−Ｋ上に到達していると判定（Ｓ１０３：ＹＥＳ）された場合には、更に、鋼板尾端部が水環境温度計６−Ｋ上を通過したか否かを判定（Ｓ１０４）し、Ｓ１０４にて鋼板尾端部が水環境温度計６−Ｋ上を通過したと判定（Ｓ１０４：ＹＥＳ）された場合には処理を終了する。
【００９１】
一方、Ｓ１０４にて鋼板尾端部が水環境温度計６−Ｋ上を通過していないと判定（Ｓ１０４：ＮＯ）された場合には、水環境温度計６−Ｋ上に鋼板１が存在している状態であるため、水環境温度計６−Ｋにより鋼板温度（以下、実測温度という）ＴＫを測定（Ｓ１０５）する。
【００９２】
Ｓ１０５にて測定された実測温度ＴＫと急冷終了温度の許容範囲上限値（ＴＳ_aim＋ΔＴＳ）とを比較し、実測温度ＴＫが急冷終了温度の許容範囲上限値（ＴＳ_aim＋ΔＴＳ）より大きいか否かを判定（Ｓ１０６）する。
【００９３】
Ｓ１０６にて、実測温度ＴＫが急冷終了温度の許容範囲上限値（ＴＳ_aim＋ΔＴＳ）より大きいと判定（Ｓ１０６：ＹＥＳ）された場合には、鋼板１が冷却不足に陥っていることになるため、稼働している冷却セクション内の稼働冷却ユニット数を１ユニット増加（Ｓ１０７）させる。
【００９４】
冷却ユニットの稼働／非稼働を変更した場合には、その変更によって鋼板温度へ反映されるのには時間を要する。そのため、鋼板温度を測定する位置と稼働を変更させた冷却ユニットの開始位置との距離を、圧延速度Ｖで除算した時間を算出し、算出した時間を温度測定待機時間として設定（Ｓ１０８）する。Ｓ１０８にて設定された温度測定待機時間が経過した際には、Ｓ１０３に移行して処理を繰り返す。
【００９５】
一方Ｓ１０６にて、実測温度ＴＫが急冷終了温度の許容範囲上限値（ＴＳ_aim＋ΔＴＳ）より小さいと判定（Ｓ１０６：ＮＯ）された場合には、更に下限値を満足するか否かを判定するため、実測温度ＴＫと急冷終了温度の許容範囲下限値（ＴＳ_aim−ΔＴＳ）とを比較し、実測温度ＴＫが急冷終了温度の許容範囲下限値（ＴＳ_aim−ΔＴＳ）より小さいか否かを判定（Ｓ１０９）する。
【００９６】
Ｓ１０９にて、実測温度ＴＫが急冷終了温度の許容範囲下限値（ＴＳ_aim−ΔＴＳ）より小さいと判定（Ｓ１０９：ＹＥＳ）された場合には、鋼板１が過冷却に陥っていることになるため、稼働している冷却セクション内の稼働冷却ユニット数を１ユニット減少（Ｓ１１０）させる。
【００９７】
前述同様に、鋼板温度を測定する位置と稼働を変更させた冷却ユニットの開始位置との距離を、圧延速度Ｖで除算した時間を算出し、算出した時間を温度測定待機時間として設定（Ｓ１１１）する。Ｓ１１１にて設定された温度測定待機時間が経過した際には、Ｓ１０３に移行して処理を繰り返す。本実施形態では、稼働している冷却セクションの内、最下流の冷却セクションが変更になった場合でも、フィードバック制御を判定する位置、即ち、鋼板温度を測定する位置は、初期設定時の冷却セクション番号Ｋとしているが、もちろん、Ｓ１１１の処理を行った後、Ｓ１０３へ移行する前に、変更となった最下流の冷却セクション番号を、新たに最下流の冷却セクション番号Ｋとしてもよい。
【００９８】
一方Ｓ１０９にて、実測温度ＴＫが急冷終了温度の許容範囲下限値（ＴＳ_aim−ΔＴＳ）より大きいと判定（Ｓ１０９：ＮＯ）された場合には、実測温度ＴＫが目標とする急冷終了温度の許容範囲とすることができたため処理を終了する。実際には、次の制御時の温度制御処理を実施するＳ１０３へ移行して処理を繰り返す。
【００９９】
鋼板の温度降下量は、図７に示すように、鋼板がより低温である方が大きくなる。即ち、温度降下量の時間に関する関数が、上に凸になるような温度変化を示すため、下流側の冷却セクションにて冷却する方が、鋼板をより効率よく冷却することができる。従って、冷却終了温度に至る時間を延長することなく鋼板を冷却するには、稼働している冷却セクションの内、下流側の冷却セクションの非稼働の冷却ユニットから順に稼働するように操作すればよい。このように制御することにより、冷却速度を減速することなく冷却条件を満足する鋼板を製造することができる。
【０１００】
次に、水環境温度計６−Ｋの実測値と目標値との温度差に基づいて、温度制御装置１０が冷却ユニット数を変更した、即ち、冷却ユニットの稼働／非稼働パターンを変更した場合の鋼板温度の変化について説明する。
【０１０１】
図１０は、本発明の温度制御装置１０が行う冷却ユニットの操作の一例を示す説明図である。具体的に述べれば、初期設定（冷却セクション番号Ｋ＝４）に基づいて冷却を実施したとき、初期設定計算に誤差が生じて実測温度ＴＫが急冷終了温度の許容範囲上限値（ＴＳ_aim＋ΔＴＳ）より大きいと判定された場合における冷却ユニットの操作の一例、及び鋼板温度の時間変化を示す図である。
【０１０２】
図中、上側に、鋼板１を冷却する際に用いた上面冷却ユニット及び下面冷却ユニットの稼働／非稼働パターンを示す。また、初期設定時における鋼板１の想定冷却速度を一点鎖線で示す。上段に示した稼働／非稼働パターンは初期設定（冷却セクション番号Ｋ＝４）時のパターンであり、この初期設定で実際に冷却した時の温度曲線は、実線（１０ａ）に示すように、実測温度ＴＫが急冷終了温度の許容範囲上限値（ＴＳ_aim ＋ΔＴＳ）よりも高くなっている。
なお、実際には冷却開始点（仕上出側点）の温度と、冷却セクション７−Ｋ（ｋ＝４）の出側鋼板温度（水環境温度計６−Ｋで測定した温度）しか実測していないため、その間の温度曲線は想定である。以下の説明においても同様である。
【０１０３】
そこで、中段（第１フィードバック制御時）に示すように、鋼板１の温度降下量を増加させるべく、稼働している冷却セクション内の最下流の冷却ユニット４−４ａを稼働に設定した。しかし、温度曲線は、実線（１０ｂ）に示すように、実測温度ＴＫが急冷終了温度の許容範囲上限値（ＴＳ_aim＋ΔＴＳ）よりも再度高くなった。
【０１０４】
更にそこで、下段（第２フィードバック制御時）に示すように、鋼板１の温度降下量を更に増加させるべく、稼働している冷却セクション内の最下流から一つ上流の冷却ユニット４−３ｂを稼働に設定した。これにより、温度曲線は、実線（１０ｃ）に示すように、実測温度ＴＫが急冷終了温度の許容範囲内（ＴＳ_aim−ΔＴＳ〜ＴＳ_aim＋ΔＴＳ）となった。
【０１０５】
一方、図１１は、本発明の温度制御装置１０が行う冷却ユニットの操作の他の一例を示す説明図である。具体的に述べれば、初期設定（冷却セクション番号Ｋ＝４）に基づいて冷却を実施したとき、初期設定計算に誤差が生じて実測温度ＴＫが急冷終了温度の許容範囲下限値（ＴＳ_aim−ΔＴＳ）より低いと判定された場合における冷却ユニットの操作の一例、及び鋼板温度の時間変化を示す図である。
【０１０６】
図中、上段に示した稼働／非稼働パターンは初期設定（冷却セクション番号Ｋ＝４）時のパターンであり、この初期設定で実際に冷却した時の温度曲線は、実線（１１ａ）に示すように、実測温度ＴＫが急冷終了温度の許容範囲下限値（ＴＳ_aim −ΔＴＳ）よりも低くなっている。
【０１０７】
そこで、中段（第１フィードバック制御時）に示すように、鋼板１の温度降下量を減少させるべく、稼働している冷却セクション内の最下流の冷却ユニット４−４ｂを非稼働に設定した。しかし、温度曲線は、逆に、実線（１１ｂ）に示すように、実測温度ＴＫが急冷終了温度の許容範囲上限値（ＴＳ_aim＋ΔＴＳ）よりも高くなった。
【０１０８】
更にそこで、下段（第２フィードバック制御時）に示すように、鋼板１の温度降下量を減少させるべく、稼働している冷却セクション内の最下流から一つ上流の冷却ユニット４−３ｂを稼働に設定した。これにより、温度曲線は、実線（１１ｃ）に示すように、実測温度ＴＫが急冷終了温度の許容範囲内（ＴＳ_aim−ΔＴＳ〜ＴＳ_aim＋ΔＴＳ）となった。
【０１０９】
このように、稼働している冷却セクション内の最下流の冷却ユニットから順に操作すれば、急冷終了温度に至る時間は、いずれの場合も長くなることがない。即ち、鋼板１の冷却速度は、初期設定時における鋼板１の冷却速度より減速することがない。
【０１１０】
また、冷却条件が、後半冷却時の巻取温度目標値ＴＣ_aim、及びその許容範囲である巻取温度許容値ΔＴＣとした場合についても、前述と同様の処理手順によりフィードバック制御ができる。
【０１１１】
なお、本実施形態においては、冷却ユニットの稼働／非稼働により冷却能力を操作する方法について説明したが、これに限定される必要はなく、冷却ユニットの冷却水の水量を操作して冷却能力を調整してもよいし、冷却ユニットの稼働／非稼働と冷却ユニットの冷却水の水量とを操作して冷却能力を調整してもよい。即ち、図９の処理手順において、Ｓ１０６にて、実測温度ＴＫが急冷終了温度の許容範囲上限値（ＴＳ_aim＋ΔＴＳ）より大きいと判定（Ｓ１０６：ＹＥＳ）した場合には、所定の順序で冷却ユニットの冷却水量を増量し、Ｓ１０９にて、実測温度ＴＫが急冷終了温度の許容範囲下限値（ＴＳ_aim−ΔＴＳ）より小さいと判定（Ｓ１０９：ＹＥＳ）した場合には、所定の順序で冷却ユニットの冷却水量を減量してもよい。各冷却ユニットの水量調整は、例えば、小量、中量、及び多量の３段階のように段階的な調整とすることができる。もちろん、冷却ユニットの水量調整は、これに限定されることはなく、水量調整を細分化すれば、冷却ユニットあたりの冷却量を細かく設定することができるので、鋼板の冷却条件を高精度で設定できる。
【０１１２】
また、本実施形態においては、各冷却セクションの出側に水環境温度計を配置した構成の製造ラインについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、冷却工程の最上流部に急速冷却過程がある冷却パターン（図１２で示すパターン２）を実現するため、冷却設備の前半ゾーンを急速冷却過程の終了点となる可能性のあるエリアと想定して前半ゾーンの各冷却セクションの出側に水環境温度計を配置してもよいし、また、冷却工程の中間に急速冷却過程があるような冷却パターンを実現するため、冷却設備を前半ゾーン、中間ゾーン、後半ゾーンの３つに分けて、中間ゾーンを急速冷却過程の終了点となる可能性のあるエリアとし中間ゾーンの各冷却セクションの出側に水環境温度計を配置してもよい。即ち、その製造ラインで製造される各種鋼板に要求されている急冷終了温度の条件を満足させる場合に、急速冷却過程の終了点となる可能性のあるエリアに含まれる各冷却セクションの出側に水環境温度計を配置するようにすればよい。この場合、不測の要因により急速冷却過程が終了する冷却セクションの番号が変化する虞があるため、多少広めに急速冷却過程の終了点となり得るエリアを想定することが望ましい。
【０１１３】
更に、本実施形態においては、フィードバック制御時の制御シロを考慮して急速冷却過程に用いる冷却セクションにおいて稼働させる冷却ユニットを上面又は下面としているが、これに限定する必要はない。例えば、ＲＯＴ冷却設備をより多くのセクションに分割し、即ち、一冷却ユニットに属する冷却装置数をより少なくし、稼働／非稼働できる単位をより細かくすれば、稼働させる冷却セクション数の増減により冷却能力のより細かい調整が可能となるので、初期設定時に急速冷却過程に用いる冷却セクションの上面及び下面の両方の冷却ユニットの稼働／非稼働を設定するようにしても、本発明のフィードバック制御を有効に利用することができる。
【０１１４】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、金属板の製造工程において、冷却工程の所定点における金属板温度を精度良く測定し、金属板温度の実測値と目標値との温度差に基づいて、冷却装置の稼働／非稼働、及び／又は前記冷却装置の冷却水の水量を操作し、仕上圧延後の金属板温度をフィードバック制御することにより、所望の金属板を安定して製造することができる。
【０１１５】
また本発明によれば、仕上圧延後可及的速やかに金属板を急速冷却することにより、金属板の粒成長を抑制するとともに結晶粒を微細化することが可能となり、加工性が優れた金属板を安定して製造することができる。
【０１１６】
更に本発明によれば、稼働している冷却セクション内の冷却装置の稼働／非稼働及び／又は前記冷却装置の冷却水の水量を操作することにより、特に、稼働している冷却セクション内の最下流の冷却装置から順に冷却装置の稼働／非稼働及び／又は前記冷却装置の冷却水の水量を操作することにより、前記金属板が冷却終了温度に至るのに要する時間を延長することがないように制御して、即ち、金属板の冷却速度が減速することがないように制御して、加工性が優れた金属板を安定して製造することができる等、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧延ラインを示す模式図である。
【図２】水環境温度計の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の温度制御装置が冷却セクションの稼働台数及び仕上圧延装置の圧延速度を決定する処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の温度制御装置が冷却セクションの稼働台数及び仕上圧延装置の圧延速度を決定する処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の温度制御装置が冷却セクションの稼働台数及び仕上圧延装置の圧延速度を決定する処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の温度制御装置が冷却セクションの稼働台数及び仕上圧延装置の圧延速度を決定する処理手順を示すフローチャートである。
【図７】圧延速度の変更による鋼板温度の時間変化を示す説明図である。
【図８】本発明の温度制御装置が冷却ユニットの稼働／非稼働を操作するフィードバック制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の温度制御装置が冷却ユニットの稼働／非稼働を操作するフィードバック制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の温度制御装置が行う冷却ユニットの操作の一例を示す説明図である。
【図１１】本発明の温度制御装置が行う冷却ユニットの操作の他の一例を示す説明図である。
【図１２】金属板の温度プロファイルの一例を示す温度曲線である。
【符号の説明】
１鋼板
２仕上圧延装置
３巻取装置
５粗圧延装置
９ランナウトテーブル冷却設備（ＲＯＴ冷却設備）
１０温度制御装置
１１演算部
１２記憶部
１３入力部
１４出力部
１５通信部
１８プロセスコンピュータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the manufacturing process of a metal plate having a cooling step, the present invention measures the metal plate temperature at a predetermined point in the cooling step, and determines whether the cooling device is The present invention relates to a metal plate manufacturing method and a temperature control device for manufacturing a desired metal plate by operating the amount of cooling water in the cooling device and / or controlling the temperature of the metal plate after finish rolling.
[0002]
[Prior art]
The temperature condition (cooling condition) of the metal plate at a predetermined point in the cooling process is set, and before the metal plate is cooled by the cooling device, the operation / non-operation of the cooling device based on the set cooling condition and / or A method of manufacturing a metal plate that has a desired temperature profile by setting the amount of cooling water in the cooling device has been put into practical use.
[0003]
Also, when the metal plate is actually cooled, it may not be cooled as expected due to unforeseen factors such as changes in the plate thickness and rolling speed of the metal plate. The metal plate temperature is measured with a thermometer, and feedback control is also performed to operate the cooling device operation / non-operation and / or the cooling water amount of the cooling device based on the temperature difference between the actual measurement value and the target value of the cooling condition. It has been broken.
[0004]
The temperature profile is a temperature curve expressing the temperature change of the metal sheet after finish rolling as a function of time, and is determined from a metallographic viewpoint based on the required characteristics of the metal sheet.
[0005]
FIG. 12 is a temperature curve showing an example of the temperature profile of the metal plate. Pattern 1 in the figure defines the coiling temperature, which is the metal plate temperature on the inlet side of the winding device, as a target value, and the metal plate is uniformly cooled from the outlet side of the finish rolling device to the inlet side of the winding device. It is a temperature profile characterized by cooling.
[0006]
In pattern 2, the metal plate is rapidly water-cooled (hereinafter referred to as rapid cooling) as soon as possible after leaving the finish rolling device, and the cooling end temperature (hereinafter referred to as the metal plate temperature when the rapid cooling is stopped) The temperature profile is characterized in that the rapid cooling end temperature is defined as a target value and the metal plate is cooled in a concentrated manner in the first half of the cooling device. That is, in pattern 2, there are two cooling processes (2a, 2b) having different cooling rates (a temperature drop amount of the metal plate per unit time) during the cooling process after finishing rolling. Since the amount of metal plate temperature drop per unit time during the cooling process is not linear, the “cooling rate” generally refers to the average cooling rate of the cooling rate in a certain section. This is also used in the specification.
[0007]
Pattern 3 defines the rapid cooling end temperature, the intermediate air cooling time for stopping water cooling for a predetermined time after completion of the rapid cooling, and the winding temperature as target values, and concentrates the metal plate on the first half and the second half of the cooling device. It is a temperature profile characterized by cooling. That is, in pattern 3, there are three cooling processes (3a, 3b, 3c) having different cooling rates during the cooling process after finishing rolling.
[0008]
The metal plate is said to have excellent workability when it is rapidly cooled as soon as possible after finishing rolling rather than being cooled at a uniform cooling rate (for example, Patent Document 1). reference.). More specifically, by increasing the cooling rate and shortening the cooling time, it is possible to suppress the grain growth of the metal plate and to refine the crystal grain, and to produce a metal plate having excellent workability. Can do.
[0009]
However, during the cooling process, particularly during rapid cooling, cooling water is supplied from the cooling device onto the metal plate, and a large amount of cooling water is scattered around the metal plate, or the metal plate is submerged in the cooling water. Is in an environment. Therefore, in the radiation thermometer generally used, since the optical path of the radiated light emitted from the surface of the metal plate becomes unstable due to the cooling water, it is difficult to accurately measure the metal plate temperature, The accuracy of feedback control or feedforward control based on the measured value of the metal plate temperature is lowered.
[0010]
Therefore, a thermometer is placed at a position in the cooling zone that is not affected by cooling water, etc., and the average temperature of the metal plate is calculated from the surface temperature measured by the thermometer and the temperature distribution in the plate thickness direction obtained by calculation. Based on the calculated average temperature, the metal plate temperature is fed back to the cooling device in the cooling zone upstream from the thermometer and fed forward to the cooling device in the cooling zone downstream from the thermometer. An apparatus to be controlled (first prior art) has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
[0011]
In addition to the exit side of the finish rolling device and the entrance side of the winding device, a thermometer (intermediate thermometer) is also arranged at the midpoint of the cooling zone to cool the cooling water so that it is not poured near the intermediate thermometer. By setting the opening and closing of the water injection nozzle of the device, the metal plate temperature is measured by the intermediate thermometer, and the metal plate is fed back to the cooling device in the cooling zone upstream of the intermediate thermometer based on the measured value. An apparatus for controlling temperature (second prior art) has been proposed (see, for example, Patent Document 3). It is also possible to apply this second prior art and feed forward to the cooling device in the cooling zone downstream of the intermediate thermometer based on the measured value of the metal plate temperature.
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-112831 (page 1-6)
[Patent Document 2]
JP 63-317208 A (page 1-5)
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-19712 (page 1-5)
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the first prior art described above, when one surface of the metal plate is used as the measurement surface of the thermometer, when cooling water is poured onto the measurement surface to improve the cooling efficiency, Since the optical path of the radiated light emitted from the plate surface becomes unstable due to the cooling water, there is a problem that the measurement accuracy of the metal plate temperature is lowered.
[0014]
Further, in the second prior art described above, there is a problem that the cooling water cannot be poured in the vicinity of the intermediate thermometer, and furthermore, the cooling condition varies depending on the characteristics of the desired metal plate, so that it is not necessarily a fixed point of the cooling zone. That is, the cooling does not end at the position where the intermediate thermometer is arranged. Of course, when the metal plate is actually cooled, there is a possibility that it may not be cooled as expected due to unexpected factors. Therefore, it is effective when the coiling temperature is set as the cooling condition, but as described above, the intermediate thermometer is used when performing the rapid cooling required for manufacturing the metal plate having excellent workability. The temperature measurement by means became meaningless, and there was a problem that feedback control was not possible.
[0015]
The present invention has been made in view of such circumstances, and in the metal plate manufacturing process, the metal plate temperature at a predetermined point in the cooling process is accurately measured, and the temperature difference between the measured value and the target value of the metal plate temperature. The metal for producing a desired metal plate by operating / non-operating the cooling device and / or controlling the amount of cooling water of the cooling device and controlling the temperature of the metal plate after finish rolling The main object is to provide a plate manufacturing method and a temperature control device.
[0016]
In addition, the present invention enables the downstream cooling device from one cooling device continuously, and in particular, after the finish rolling, by continuously operating the downstream cooling device from the most upstream cooling device after finishing rolling. The metal plate is rapidly cooled quickly, and the cooling end temperature at the end of the rapid cooling is defined as the cooling condition, and the temperature control based on the cooling condition is performed, thereby suppressing the grain growth of the metal plate and crystal. An object is to provide a production method for producing a metal plate which can be made finer and has excellent workability.
[0017]
Furthermore, the present invention is particularly useful by manipulating the cooling device in / out of the operating cooling section and / or manipulating the amount of cooling water in the cooling device, particularly in the most downstream of the operating cooling section. By controlling the operation / non-operation of the cooling device and / or the amount of cooling water of the cooling device in order from the cooling device, control is performed so that the time required for the metal plate to reach the cooling end temperature is not extended. That is, an object of the present invention is to provide a manufacturing method for manufacturing a metal plate having excellent workability by controlling so that the cooling rate of the metal plate does not decrease.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  The method for producing a metal plate according to claim 1 is a method for cooling a metal plate after finish rolling using a plurality of cooling sections having one or a plurality of cooling devices provided between the finish rolling device and the winding device. In the manufacturing method of a metal plate including a process, in a water environment at a predetermined point of the cooling processThe radiated light from the metal plate is received through a water column formed as an optical waveguide, and theCan measure metal plate temperatureradiationA thermometer in advance,radiationIt is determined whether the measured temperature of the metal plate measured by the thermometer satisfies a preset temperature condition of the metal plate at a predetermined point in the cooling step, and the measured temperature satisfies the temperature condition. If it is determined that the temperature does not exist, a temperature difference between the measured temperature and the temperature condition is calculated, and based on the calculated temperature difference, operation / non-operation of the cooling device and / or cooling water of the cooling device is calculated. It is characterized by operating the amount of water.
[0019]
  A method for producing a metal plate according to claim 2 comprises:In order to form a water column as an optical waveguide between an optical fiber having one end disposed at a position facing the metal plate and the other end connected to the radiation thermometer, and the metal plate and one end of the optical fiber. , Using a nozzle for injecting hot water toward the metal plate, and a temperature raising means for raising the temperature of the water so as to supply hot water to the nozzle. The boiling state at the temperature measurement point of the metal plate is jetted at a water pressure that maintains the film boiling state, and the temperature raising means changes the temperature of the hot water that forms the water column, and the boiling state at the temperature measurement point of the metal plate indicates the film. The surface temperature of the metal plate is measured by raising the temperature to a temperature that maintains the boiling state and receiving the radiation light from the metal plate with the radiation thermometer via the optical fiber.
  The method for producing a metal plate according to claim 3 is a cooling method for cooling the metal plate after finish rolling using a plurality of cooling sections having one or more cooling devices provided between the finish rolling device and the winding device. In the method for manufacturing a metal plate including a step, a thermometer capable of measuring the temperature of the metal plate in a water environment is disposed in advance at a predetermined point in the cooling step, and the actual temperature of the metal plate measured by the thermometer is Determining whether or not the temperature condition of the metal plate at a predetermined point in the cooling step set in advance is satisfied, and if it is determined that the measured temperature does not satisfy the temperature condition, the actual measurement Calculate the temperature difference between the temperature and the temperature condition, and based on the calculated temperature difference, operate the cooling device operation / non-operation and / or the cooling water amount of the cooling device,The cooling process includes a plurality of cooling processes with different cooling rates, the predetermined point is an end point of a rapid cooling process with a relatively high cooling rate, and the thermometer has at least a rapid cooling process. It is arranged on the exit side of all the cooling sections that can be the end points of
[0021]
  The method for producing a metal plate according to claim 4 comprises:In the method for producing a metal plate, including a cooling step of cooling the metal plate after finish rolling using a plurality of cooling sections having one or more cooling devices provided between the finish rolling device and the winding device, the cooling A thermometer capable of measuring the temperature of the metal plate in a water environment is disposed in advance at a predetermined point in the process, and the measured temperature of the metal plate measured by the thermometer is set at a predetermined point in the cooling step. It is determined whether or not the temperature condition of the metal plate is satisfied, and when it is determined that the measured temperature does not satisfy the temperature condition, a temperature difference between the measured temperature and the temperature condition is calculated. , Based on the calculated temperature difference, operating / non-operation of the cooling device and / or the amount of cooling water of the cooling device,The temperature condition includes a condition of the metal plate temperature on the outlet side of the most downstream cooling section in operation when the metal plate is cooled by continuously operating the cooling section downstream from one cooling section. It is characterized by.
[0022]
The method for manufacturing a metal plate according to a fifth aspect is characterized in that it operates from the most upstream cooling section.
[0023]
The method for producing a metal plate according to claim 6 is characterized in that the cooling unit in the operating cooling section is operated / not operated and / or the amount of cooling water in the cooling device is operated. To do.
[0024]
The manufacturing method of the metal plate which concerns on Claim 7 is operation | movement / non-operation of the cooling device which this cooling section has, and / or the cooling water of the said cooling device in order from the most downstream cooling section in the cooling section which is operating. It is characterized by manipulating the amount of water.
[0025]
  The temperature control device according to claim 8 is a cooling step for cooling the metal plate after finish rolling using a plurality of cooling sections having one or a plurality of cooling devices provided between the finish rolling device and the winding device. In the temperature control apparatus configured to control the temperature of the metal plate after finish rolling, the predetermined point of the cooling step is in a water environment.The radiated light from the metal plate is received through a water column formed as an optical waveguide, and theCan measure metal plate temperatureradiationA thermometer,radiationMeans for determining whether the measured temperature of the metal plate measured by a thermometer satisfies a preset temperature condition of the metal plate at a predetermined point in the cooling step; Is determined not to satisfy the temperature condition, the means for calculating the temperature difference between the measured temperature and the temperature condition, and the operation / non-operation of the cooling device based on the calculated temperature difference And / or means for operating the amount of cooling water of the cooling device.
[0026]
  A temperature control device according to claim 9 is provided.,in frontA water column as an optical waveguide is formed between an optical fiber having one end disposed at a position facing the metal plate and the other end connected to the radiation thermometer, and the metal plate and one end of the optical fiber. The water pressure of the hot water is set to a water pressure at which the boiling state at the temperature measurement location of the metal plate maintains the film boiling state, the nozzle for injecting the hot water toward the metal plate, and the temperature of the hot water forming the water column are set to the metal A temperature raising means for raising the temperature of the boiling point at the temperature measuring point of the plate to a temperature at which the film boiling state is maintained.MoreIt is characterized by providing.
[0027]
  Claim 1, claim3In the invention of claim 8 and claim 8, the temperature of the metal plate at a predetermined point in the cooling process is accurately measured even in a water environment, and when the measured temperature does not satisfy a preset temperature condition, the measured temperature The amount of temperature drop of the metal plate is accurately feedback controlled by operating / not operating the cooling device and / or operating the cooling water amount of the cooling device based on the temperature difference between the temperature and the temperature condition. Based on the characteristics of the metal plate, a temperature profile determined from a metallographic viewpoint can be realized with high accuracy.
[0028]
  Claim2In the invention of claim 9 and claim 9, the nozzle injects the water pressure of the hot water forming the water column into the water pressure at which the boiling state at the temperature measurement location of the metal plate maintains the film boiling state, and the temperature raising means comprises: The temperature of the hot water that forms the water column is raised to a temperature at which the boiling state at the temperature measurement point of the metal plate maintains the film boiling state.,lightBy receiving the radiated light from the metal plate via the fiber with a radiation thermometer, the influence of fluctuation of the optical path length of the radiated light in water can be reduced, and the metal plate temperature can be measured with high accuracy.
[0029]
In the invention of claim 4, by continuously operating the cooling section downstream from one cooling section and reducing the time required for the metal plate to reach a predetermined metal plate temperature, the crystal grains of the metal plate Can be made finer, and a metal plate with excellent workability can be produced.
[0030]
In the invention of claim 5, the cooling section on the downstream side is continuously operated from the cooling section provided in the uppermost stream (immediately after finish rolling), and rapid cooling is started as soon as possible after finishing rolling. Thereby, the grain growth of a metal plate can be suppressed and the metal plate excellent in workability can be manufactured.
[0031]
In the invention of claim 6, when the measured temperature of the metal plate temperature does not satisfy the temperature condition, the operation / non-operation of the cooling device included in the cooling section in the operating cooling section and / or the cooling is performed. By controlling the amount of cooling water in the device, it can be controlled without extending the time required for the metal plate to reach a predetermined metal plate temperature, so that the crystal grains of the metal plate can be prevented from becoming large, A metal plate excellent in workability can be produced.
[0032]
In the invention of claim 7, when the measured temperature of the metal plate temperature does not satisfy the temperature condition, the cooling unit included in the cooling section is operated in order from the most downstream cooling section in the operating cooling section. By operating the cooling water amount of the cooling device / not operating and / or the cooling device, that is, by operating sequentially from the cooling device in which the temperature drop of the metal plate is large, the metal plate is more effectively brought to a predetermined metal plate temperature. Since it can control without extending the time required to reach, it can prevent that the crystal grain of a metal plate becomes large, and can manufacture the metal plate excellent in workability.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is a schematic view showing a rolling line according to the present invention. In the figure, 1 is a steel plate, and a slab heated in a heating furnace provided upstream of a pass line (not shown) is roughly rolled by a rough rolling device 5, and a finish rolling device 2 having a tandem type rolling roller comprising a plurality of stands. Is finished and rolled.
[0034]
The steel plate 1 after finish rolling is cooled by passing through a runout table cooling facility (hereinafter referred to as ROT cooling facility) 9 composed of a plurality of cooling devices provided above and below the pass line, and then a winding device. (Downcoiler) 3 is wound up. When the thermometer 21 is disposed on the exit side of the rough rolling device 5, the thermometer 22 is disposed on the exit side of the finish rolling device 2, and the thermometer 23 is disposed on the entry side of the winding device 3. Measure the steel plate temperature. The thermometer 21, the thermometer 22, and the thermometer 23 are radiation thermometers that can measure the steel sheet temperature by receiving radiation light from the steel sheet surface, for example. Normally, the exit side of the finish rolling device 2 and the entrance side of the winding device 3 are generally used because there is no influence of the cooling water of the cooling device and the optical path of the emitted light emitted from the steel plate surface is stable. Steel plate temperature can be accurately measured with a radiation thermometer.
[0035]
The ROT cooling equipment 9 is provided with cooling sections 7-1, 7-2,..., 7-N from the upstream of the pass line, and the cooling sections 7-1, 7-2,. 4-1a, 4-2a,..., 4-Na and cooling units 4-1b, 4-2b,..., 4-Nb (hereinafter, representatively shown as 4-i) are arranged on the lower side. Has been. A plurality of cooling devices are arranged in the cooling unit 4-i, and the cooling devices belonging to the cooling unit 4-i are operated / not operated by one cooling valve valve provided in the cooling unit 4-i. . Hereinafter, it demonstrates as a unit which controls cooling unit 4-i. A thermometer (hereinafter referred to as a water environment thermometer) 6-0 that can be measured even in a water environment is disposed on the inlet side of the most upstream cooling section 7-1, and the cooling sections 7-1, 7-2, ..., 7-N are provided with water environment thermometers 6-1, 6-2, ..., 6-N having the same function, respectively, and measure the steel plate temperature when passing through the arrangement location. .
[0036]
The cooling unit 4-i is composed of a plurality of laminar cooling devices or spray cooling devices, etc. If the number of cooling devices constituting the cooling unit 4-i is reduced, the amount of cooling per cooling unit is set finely. Therefore, the cooling condition of the steel plate 1 can be set with high accuracy.
[0037]
In the figure, reference numeral 10 denotes a temperature control device. Prior to the cooling process, the temperature control device 10 includes steel plate information such as the specific heat c, density ρ, and plate thickness h of the steel plate 1, device information such as the cooling unit length L, and rolling. Rolling information such as speed V is acquired from the process computer 18 via the communication unit 15 and stored in the storage unit 12 such as a RAM for storing the information. Cooling conditions including a plurality of steel plate temperatures after finishing rolling are input in advance from the input unit 13 such as a keyboard and stored in the storage unit 12. Based on this cooling condition, the operation unit 11 determines the operation / non-operation of the cooling unit 4-i and the rolling speed V of the finishing rolling device 2, and outputs the output to the output unit 14 such as a monitor, and via the communication unit 15. Then, the opening and closing of the cooling valve of the cooling unit 4-i and the motor rotation speed of the rolling roller are set (hereinafter referred to as initial setting).
[0038]
Further, the temperature control device 10 is provided with water environment thermometers 6-1, 6-2,..., 6 provided on the outlet side of the cooling sections 7-1, 7-2,. The steel plate temperature measured by -N is acquired via the communication unit 15, and the calculation unit 11 determines whether or not the actual measurement value satisfies the cooling condition, and it is determined that the cooling condition is not satisfied. In the case where it is detected, feedback control for operating the operation / non-operation of the cooling unit 4-i is performed via the communication unit 15.
[0039]
When the cooling condition is, for example, a condition including a rapid cooling process in the first half of the cooling process as in patterns 2 and 3 shown in FIG. 12, the steel plate 1 is continuous from the most upstream cooling section 7-1 of the ROT cooling facility 9. It is rapidly cooled by operating, and is wound up by the winding device 3 to become a product.
[0040]
In this embodiment, the water environment thermometers 6-1, 6-2,..., 6-N are arranged on the exit side of the cooling sections 7-1, 7-2,. When targeting a cooling pattern that has a rapid cooling process on the most upstream side of the process, place a water environment thermometer only on the exit side of the cooling section, which may end the rapid cooling process. May be. For example, the cooling section that may be the end point of the rapid cooling process due to the characteristics of the steel sheet manufactured in the manufacturing line is a cooling section upstream of the cooling section 7-M (M <N). The water environment thermometer may be disposed only on the exit side of the cooling section 7-M and the upstream cooling section. Further, when there is no possibility that the rapid cooling process is finished in at least the cooling section from the most upstream side to the X (1 <X <M) th, that is, at least from the cooling section 7-1 to the cooling section 7-X. If it is certain to be performed, a water environment thermometer may be arranged on the outlet side of each cooling section from the cooling section 7-X to the cooling section 7-M. The same applies to the case where there is a rapid cooling process other than the most upstream side of the cooling process, and the water environment thermometer may be arranged at least on the exit side of the cooling section that may be the end point of the rapid cooling process. Moreover, although the water environment thermometer 6-0 is arrange | positioned in order to measure the steel plate temperature at the time of a rapid cooling start, the thermometer 22 and the water environment thermometer 6 which were arrange | positioned at the exit side of the finishing rolling apparatus 2 are provided. This is not always necessary when there is no problem with the steel plate temperature measured by the thermometer 22 and the steel plate temperature at the time of the start of rapid cooling.
[0041]
Here, the water environment thermometer which can measure steel plate temperature also in a water environment is demonstrated. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the water environment thermometer. As shown in FIG. 2, the water environment thermometer 51 includes a radiation thermometer 61, an optical fiber 62 having a distal end disposed at a position facing the steel plate 1 and a rear end connected to the radiation thermometer 61, and the steel plate 1. In order to form a water column W as an optical waveguide between the optical fiber 62 and the tip of the optical fiber 62, a nozzle 63 for injecting hot water toward the surface (lower surface) of the steel plate 1 and a temperature rise for supplying hot water to the nozzle 63 And a tank 64. The water environment thermometer 51 is configured to receive the radiated light from the surface of the steel plate 1 via the optical fiber 62 by the radiation thermometer 61 and measure the surface temperature of the steel plate 1.
[0042]
A tip optical system 80 including an optical window 81 and, if necessary, a condensing lens 82 is attached to the tip of the optical fiber 62. As the optical window 81 and the condensing lens 82, for example, those made of quartz can be applied.
[0043]
Tap water is supplied from the water supply 55 through the filter 93 to the temperature raising tank 64, and the temperature of the water in the temperature raising tank 64 is raised by sending steam. Further, the water level and the water temperature are measured by the level meter 91 and the water temperature meter 92 provided in the temperature raising tank 64, and the constant value, that is, the temperature of the hot water forming the water column W is measured at the temperature measurement location on the surface of the steel plate 1. The boiling state is controlled so as not to lower the temperature at which the film boiling state is maintained. Further, the water temperature for the water column W may be managed by the water temperature meter 92 in the temperature raising tank 64, but if necessary, the water temperature gauge 71 provided in the water channel 57 immediately before the nozzle 63 is used to raise the temperature of the temperature rising tank 64. By adopting temperature control that takes into account the amount of temperature drop in the path from the nozzle 63 to the nozzle 63, the water column W having a more constant temperature can be formed. As the temperature of the hot water forming the water column W, for example, when the steel plate 1 travels at a high speed like a hot rolling line, the water temperature may be maintained at 50 ° C. or higher, preferably 70 ° C. or higher.
[0044]
The water heated in the temperature raising tank 64 is sent to the deaeration tank 56. In the deaeration tank 56, bubbles are removed by the deaeration exhaust equipment 95 and gas such as air dissolved in water is deaerated. The water sent out from the deaeration tank 56 reaches the nozzle 63 through the pump 52 and the water channel 57. Degassing the water supplied to form the water column W is effective in suppressing the generation of bubbles in the water column W, which is a cause of scattering of radiated light, and thus suppressing temperature measurement variations.
[0045]
The nozzle 63 cooperates with the pump 52 to inject the water pressure of the hot water that forms the water column W into a water pressure that maintains the film boiling state at the temperature measurement location on the surface of the steel plate 1. Yes. In other words, if the interface between the water column W used as the optical waveguide and the steel plate 1 is in a nucleate boiling state, only the surface of the steel plate with which the water column W collides is rapidly cooled, so that it contacts the water column W on the steel plate surface. The temperature difference between the temperature measurement point and the other part, and the temperature difference between the steel plate surface and the steel plate inside become large, the representativeness of the temperature measurement value is impaired, and the measured value of the steel plate Meaning is lost. Therefore, the measurement accuracy of the steel sheet temperature can be improved by configuring the nozzle 63 and the temperature raising tank 64 so that the boiling state at the temperature measurement location on the surface of the steel sheet 1 maintains the film boiling state.
[0046]
In addition, when the optical path length in water is about 200 mm, the wavelength to be detected by the radiation thermometer 61 is large if the optical path length in water is about 200 mm by using a wavelength shorter than 0.9 μm. Measurement can be performed without causing a temperature error. For example, when a measurement center wavelength of 0.83 μm is used, the transmittance change when the optical path length in water fluctuates by 200 mm ± 25 mm is ± 7%. When this value is converted into a temperature measurement error, it becomes ± 0.36%, that is, ± 3.1 ° C. when the measured temperature is 600 ° C. Furthermore, when a short measurement center wavelength of 0.67 μm is used, the transmittance change when the optical path length in water fluctuates by 200 mm ± 25 mm is ± 1%, and this value is converted into a temperature measurement error. When the temperature is 800 ° C., it becomes ± 0.051%, that is, ± 0.55 ° C. Which measurement center wavelength is used depends on the temperature to be measured, that is, the temperature of the steel plate 1. In any case, in order to make the measurement center wavelength shorter than 0.9 μm, the surface of the steel plate 1 and the radiation temperature are used. What is necessary is just to install the optical filter (not shown) which interrupts | blocks the light longer than 0.9 micrometer between the meters 61 (for example, between the rear end of the optical fiber 62, and the radiation thermometer 61).
[0047]
Therefore, the optical fiber 62 may be an optical fiber that sufficiently transmits the measurement center wavelength determined as described above, and may be, for example, an optical fiber made of quartz. Also, in addition to the use of single-core optical fiber, it is necessary to mitigate the effects of water attenuation when it is necessary to make the optical path length in water relatively long due to installation restrictions. Accordingly, a bundle fiber in which a plurality of optical fibers are bundled is also possible. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the core diameter of an optical fiber.
[0048]
In addition, it is preferable to design the water channel 57 located in the front stage of the nozzle 63 and the nozzle 63 so as to avoid a sudden caliber and shape change in the water channel 57 as much as possible in order to suppress the generation of bubbles. Further, it is preferable to determine the shape and the like of the nozzle 63 so that a so-called potential core of the water column W discharged from the nozzle 63 becomes large.
[0049]
Hereinafter, the cooling condition is the rapid cooling end temperature target value TS at the end of the rapid cooling._aim, The rapid cooling end temperature allowable value ΔTS that is the allowable range, and the intermediate air cooling time t for stopping the cooling unit during the intermediate air cooling_airThe winding temperature target value TC on the entry side of the winding device 3, which is the condition for the second half cooling_aim, And when the coiling temperature allowable value ΔTC, which is the allowable range, is set, the temperature control device 10 operates / inoperates the cooling unit 4-i from the steel plate information, device information, and rolling information prior to the cooling process. And the process procedure regarding the initial setting which determines the rolling speed V of the finishing rolling apparatus 2 is demonstrated.
[0050]
3, 4, 5, and 6 show a processing procedure in which the temperature control device 10 of the present invention determines the number of operating cooling sections (the number of operating cooling units) and the rolling speed V of the finishing rolling device 2. It is a flowchart. The upper surface cooling unit and the lower surface cooling unit constituting the cooling section may be operated continuously from the upstream side of the pass line. However, if each cooling section is set to use the full capacity, the steel plate temperature is reduced during the cooling process. When the value deviates from the target value, there is a possibility that feedback control for correcting it may not be possible, so that the cooling units on the upper and lower surfaces are operated alternately. That is, the cooling section 7-1 located on the uppermost stream side operates only the upper surface cooling unit 4-1a, and the second cooling section 7-2 from the uppermost stream operates only the lower surface cooling unit 4-2b. In the third cooling section 7-3, only the upper surface cooling unit 4-3a is operated.
[0051]
Thereby, when the steel plate 1 is actually cooled based on the initial setting according to the present embodiment, even when the steel plate temperature deviates from the target value, feedback control for correcting it can be performed. For example, in the case where insufficient cooling occurs, the cooling capacity can be improved by operating the cooling unit on the non-operating side in the cooling section where the cooling is insufficient.
[0052]
First, specific heat c, density ρ, plate thickness h, cooling unit length L, which is apparatus information, and rolling speed V, which is rolling information, are acquired from the process computer 18 (S1). Here, although the cooling unit lengths are set to the same value L, it is only for the sake of simplification of description, and normally, the i-th (i = 1, 2,..., N) cooling unit length L is set as each cooling unit length._iIs used.
[0053]
Further, from the process computer 18, the rapid cooling end temperature target value TS is obtained._aim, Rapid cooling end temperature allowable value ΔTS, intermediate air cooling time t_air, Winding temperature target value TC_aim, And the cooling condition consisting of the winding temperature allowable value ΔTC and the speed correction width ΔV that is a parameter at the time of recalculation are acquired (S2).
[0054]
As the speed correction width ΔV that is a parameter at the time of recalculation is smaller, the rapid cooling end temperature allowable value ΔTS and the winding temperature allowable value ΔTC that are allowable widths of the target value of the cooling condition can be set smaller. It is possible to manufacture the steel plate 1 that has faithfully realized the characteristics, and it is possible to stably manufacture the steel sheet 1 by reducing variations in the steel sheet characteristics.
[0055]
However, as the speed correction width ΔV is smaller, the number of recalculation processes by the loop increases and the processing time becomes longer. Therefore, the speed correction width ΔV is the required accuracy of the cooling conditions required for manufacturing the desired steel sheet 1 and It is necessary to set appropriately from the processing capacity of the temperature control device 10.
[0056]
Next, a rapid cooling section that operates continuously from the cooling section provided upstream of the pass line and performs rapid cooling is set. The rolling end temperature TF is measured by a thermometer 22 arranged on the exit side of the finish rolling device 2, and the measured rolling end temperature TF is the cooling section entry side steel plate temperature (hereinafter referred to as the entry) of the cooling section 7-1. Side steel plate temperature) T_inTherefore, the rolling end temperature TF is set to the entry side steel plate temperature T._in(S3).
[0057]
Of course, the rolling end temperature TF is not measured using the thermometer 22, but the steel plate temperature T measured by the thermometer 21 provided on the exit side of the rough rolling apparatus 5.₀And the numerical values acquired in S1 and S2 may be used to calculate the rolling end temperature TF of the steel sheet 1 on the exit side of the finish rolling device 2 by a publicly known calculation formula (1).
TF = T₀-ΔTF (1)
ΔTF = ΔT_w+ ΔT_a+ ΔT_r-ΔT_q-ΔT_bh
ΔT_w= H_w・ (TF-T_w) ・ T_w/ (C ・ ρ ・ h)
ΔT_a= H_a・ (TF-T_a) ・ T_a/ (C ・ ρ ・ h)
ΔT_r= H_r・ (TF-T_r) ・ T_r/ (C ・ ρ ・ h)
ΔT_q= G · η / (c · ρ · h)
ΔT_bh= PB / (c · ρ · h · b · V)
here,
TF: Steel plate temperature (° C)
T₀  : Initial steel sheet temperature (° C)
ΔTF: Steel plate temperature drop (° C)
ΔT_w: Temperature drop of steel sheet due to water cooling (℃)
ΔT_a: Temperature drop of steel sheet due to air cooling (℃)
ΔT_r: Temperature drop of steel sheet due to roll contact (℃)
ΔT_q: Temperature rise of steel sheet due to heat generated during rolling (℃)
ΔT_bh: Temperature rise of steel sheet by heating device (℃)
h_w  : Heat transfer coefficient by water cooling (kcal / (m²・ Min ・ ℃))
h_a  : Heat transfer coefficient by air cooling (kcal / (m²・ Min ・ ℃))
h_r  : Heat transfer coefficient due to roll contact (kcal / (m²・ Min ・ ℃))
t_w  : Time required for water cooling (min)
t_a  : Time required for air cooling (min)
t_r  : Time required for rolling (min)
c: Specific heat of steel plate (kcal / (kg · ° C))
ρ: Steel sheet density (kg / m^Three)
h: Steel plate thickness (m)
G: Rolling torque (kcal)
η: Heating coefficient of rolling torque
PB: Effective output of heating device (kcal / min)
b: Width of steel plate in heating device (m)
V: Speed of the steel sheet in the heating device (m / min)
It is.
[0058]
Entry side steel plate temperature T obtained in S3_inThen, using the numerical values acquired in S1 and S2, the cooling section number i is set to 1, and the steel plate 1 is cooled by the cooling section 7-1 (that is, the cooling unit 4-1a (hereinafter the same)). In this case, the steel sheet temperature based on the temperature drop in (S4) is calculated according to the calculation formulas (2) and (3) known per se, and the cooling section exit side steel sheet temperature on the exit side of the cooling section 7-1 (hereinafter, T_out(S5).
T_out= T_inExp (-α_w・ L / (c ・ ρ ・ h ・ V)) (2)
here,
T_out: Outlet steel plate temperature (℃)
T_in  : Entry side steel plate temperature (℃)
α_w  : Heat transfer coefficient of cooling unit (kcal / (m²・ Min ・ ℃))
c: Specific heat of steel plate (kcal / (kg · ° C))
ρ: Steel sheet density (kg / m^Three)
h: Steel plate thickness (m)
L: Cooling unit length (m)
V: Rolling speed (m / min)
It is.
α_w= A ・ (W^B/ T^C) ・ (1-D ・ T_w) ・ V^E      ... (3)
here,
α_w  : Heat transfer coefficient of cooling unit (kcal / (m²・ Min ・ ℃))
W: Water density (l / (min · m²))
T: Steel plate temperature (° C)
T_w  : Cooling water temperature (℃)
V: Rolling speed (m / min)
A to E are parameters determined by the type of the cooling unit.
[0059]
Outgoing steel plate temperature T calculated in S5_outAnd the upper limit of the permissible cooling end temperature (TS_aim+ ΔTS), and the outgoing steel plate temperature T_outIs the upper limit of the allowable range of the quenching end temperature (TS_aimIt is determined whether it is smaller than + ΔTS) (S6).
[0060]
At S6, outlet steel plate temperature T_outIs the upper limit of the allowable range of the quenching end temperature (TS_aimIf it is determined that it is greater than (+ ΔTS) (S6: NO), the cooling is insufficient, so the cooling section number i is incremented by 1 (S7) to further operate the cooling section.
[0061]
Outgoing steel plate temperature T calculated in S5_outCorresponds to the steel plate temperature at the entry side of the next cooling section, so the exit side steel plate temperature T calculated in S5._outEntry side steel plate temperature T_in(S8), the process returns to S5 and the temperature calculation is performed again.
[0062]
On the other hand, at S6, the outgoing steel plate temperature T_outIs the upper limit of the allowable range of the quenching end temperature (TS_aim+ ΔTS) (S6: YES), in order to further determine whether or not the lower limit value is satisfied, the outgoing steel plate temperature T_outAnd the lower limit of the allowable range of the quenching end temperature (TS_aim−ΔTS), and the outgoing steel plate temperature T_outIs the lower limit of the allowable range of the quenching end temperature (TS_aimIt is determined whether it is larger than -ΔTS) (S9).
[0063]
At S9, outgoing steel plate temperature T_outIs the lower limit of the allowable range of the quenching end temperature (TS_aim-ΔTS) is determined to be smaller (S9: NO), it is not possible to set the allowable range of the quenching end temperature only by operating the cooling section, so the rolling speed V is changed (increased or decelerated). Correspond with. That is, the rolling speed (V−ΔV) reduced by the speed correction width ΔV to reduce the rolling speed V is reset to a new rolling speed V (S10), and the process returns to S3 to re-execute the temperature calculation.
[0064]
Here, the influence on the steel plate temperature by the change of the rolling speed V will be described. FIG. 7 is an explanatory view showing the time change of the steel sheet temperature due to the change of the rolling speed V. FIG. In the drawing, the upper / lower operation patterns of the upper surface cooling unit and the lower surface cooling unit provided in the cooling section used when cooling the steel plate 1 are shown on the upper side. The operation / non-operation pattern shown in the middle is the pattern at the reference speed (before changing the rolling speed), and the temperature curve at this time is the third when cooled in three cooling sections, as shown by the solid line. Outgoing steel plate temperature T at the cooling section exit side_outIs the upper limit of the allowable range of the quenching end temperature (TS_aim+ ΔTS), and when cooled by four cooling sections, the outgoing steel plate temperature T at the fourth cooling section outlet_outIs the lower limit of the allowable range of the quenching end temperature (TS_aim−ΔTS), and it is impossible to set to satisfy the rapid cooling end temperature.
[0065]
Therefore, as shown in the lower part, when the cooling rate is reduced (changed) by reducing the rolling speed and cooling is performed in three cooling sections, the third cooling section at the outlet side Outlet steel plate temperature T_outCan be set within the allowable range of the quenching end temperature. In addition, as shown in the upper part, when the rolling speed is increased, the amount of temperature drop per cooling section is changed (decreased), and when cooling is performed in four cooling sections, on the outlet side of the fourth cooling section Outlet steel plate temperature T_outCan be set within the allowable range of the quenching end temperature. As described above, a desired quenching end temperature condition can be satisfied by reducing or increasing the rolling speed. In this embodiment, the method of reducing the rolling speed is used. Of course, the method of subdividing the cooling unit and the method of controlling the amount of cooling water supplied from each cooling unit increase and decrease the temperature drop of the steel sheet 1 per cooling section, and satisfy the cooling conditions. You may set to do.
[0066]
On the other hand, at S9, the outgoing steel plate temperature T_outIs the lower limit of the allowable range of the quenching end temperature (TS_ai _m-ΔTS), when it is determined that it is larger (S9: YES), the rapid cooling end temperature target value TS which is the cooling condition at the end of the rapid cooling._aimAnd the rapid cooling end temperature allowable value ΔTS is satisfied.
[0067]
The cooling section number i at this time is the number of cooling sections N operated as rapid cooling._crAnd from cooling section 7-1 to cooling section 7-N_crIs set to operate for rapid cooling (S11).
[0068]
Next, an intermediate air cooling section in which cooling by the cooling section is stopped is set. Intermediate air cooling time t_airAnd the cooling unit length L and the number N of cooling sections where the cooling is stopped to ensure intermediate air cooling from the rolling speed V_stopIs calculated by the calculation formula (4) (S12), and the setting condition of the intermediate air cooling section is determined.
N_stop= Vt_air/ L (4)
here,
N_stop  : Number of stop cooling sections (units)
t_air  : Intermediate air cooling time (min)
L: Cooling unit length (m)
V: Rolling speed (m / min)
It is.
[0069]
Therefore, the cooling section 7- (N_cr+1) to cooling section 7- (N_cr+ N_stopThe cooling section up to) performs an intermediate air cooling function.
[0070]
Next, it is determined again whether or not cooling by the cooling section is necessary. Intermediate air cooling finished steel plate temperature T after finishing the intermediate air cooling section_airThe intermediate air cooling time t_airUsing the numerical values obtained in S1 and S2 and the outgoing steel plate temperature TS on the outgoing side of the cooling section at the end of the rapid cooling section, calculation is performed by a publicly known calculation formula (5) (S13).
T_air= TS · exp (-α_air・ T_air/ (C · ρ · h)) (5)
here,
T_air: Steel plate temperature at the end of intermediate air cooling (℃)
TS: Steel plate temperature at the exit of the cooling section at the end of rapid cooling (° C)
α_air: Heat transfer coefficient (kcal / (m²・ Min ・ ℃))
c: Specific heat of steel plate (kcal / (kg · ° C))
ρ: Steel sheet density (kg / m^Three)
h: Steel plate thickness (m)
It is.
[0071]
Intermediate air cooling finished steel plate temperature T calculated in S13_airIs within the allowable range of the coiling temperature (TC_aim-ΔTC to TC_aim+ ΔTC) is determined (S14), and the intermediate air cooling finished steel plate temperature T is determined._airIs determined to be within the permissible range (S14: YES), it is not necessary to cool again, and thus all processing is completed.
[0072]
On the other hand, at S14, the intermediate air cooling finished steel plate temperature T_airIs not within the allowable range of the coiling temperature (S14: NO), the remaining cooling section needs to be operated and cooled again, so the setting condition for that is calculated.
[0073]
The target cooling section for the second half cooling is a cooling section downstream of the intermediate air cooling section, that is, a cooling section 7- (N_cr+ N_stop+ J) (j = 1, 2,...), But in order to simplify the explanation, the cooling section 7- (N_cr+ N_stop+ J) will be described as the second half cooling section 8-j.
[0074]
Intermediate air cooling finished steel plate temperature T calculated in S13_airEntry side steel plate temperature T at the entry side of the second half cooling section 8-1_in(S15), when the second half cooling section number j is set to 1 and the steel sheet 1 is cooled by the second half cooling section 8-1 (S16), the steel plate temperature based on the temperature drop is known per se ( According to 2) and (3), the outgoing side steel plate temperature T at the outgoing side of the latter half cooling section 8-j_outIs calculated (S17).
[0075]
Outgoing steel plate temperature T calculated in S17_outIs within the allowable range of the coiling temperature (TC_aim-ΔTC to TC_aim+ ΔTC) is determined (S18), and if it is determined that it is not within the allowable range (S18: NO), the cooling is insufficient, so the second half cooling section should be further operated. The second half cooling section number j is incremented by 1 (S19).
[0076]
Outgoing steel plate temperature T calculated in S17_outIs the steel sheet temperature T on the entry side at the entry side of the latter half cooling section downstream of the latter half cooling section._inIs equivalent to_outEntry side steel plate temperature T_in(S20), and the process returns to S17 to re-execute the temperature calculation.
[0077]
On the other hand, at S18, the outgoing steel plate temperature T_outIs within the allowable range of the coiling temperature (TC_aim-ΔTC to TC_aim+ ΔTC) (S18: YES), the winding temperature target value TC corresponding to the cooling condition before winding_aim, And the winding temperature allowable value ΔTC are all satisfied, and the setting conditions of the second half cooling section are determined.
[0078]
In this case, the second half cooling section number j is the number of cooling sections N that operate as the second half cooling._tcThe latter half cooling section 8-1 to the latter half cooling section 8-N_tcIs set to operate for the second half cooling (S21). That is, the cooling section 7- (N_cr+ N_stop+1) to cooling section 7- (N_cr+ N_stop+ N_tc) Is set to operate for the second half cooling.
[0079]
By carrying out such a processing procedure, the rapid cooling end temperature target value TS_aim, Rapid cooling end temperature allowable value ΔTS, intermediate air cooling time t_aim, Winding temperature target value TC_aim, And the winding temperature allowable value ΔTC as a cooling condition, the temperature drop amount of the steel sheet 1 is controlled by changing not only the operation of the cooling unit but also the rolling speed V of the finishing rolling device 2 based on the cooling condition, A setting for manufacturing the steel sheet 1 having characteristics can be calculated.
[0080]
The cooling of the steel plate 1 is started using the number of cooling sections calculated as described above and the rolling speed. Here, the processing procedure (flow) is the case of the pattern 3 shown in FIG. 12, but in the case of the cooling conditions of only the first half rapid cooling process as in the pattern 2, the processing procedure from S1 to S11. Should be executed.
[0081]
In addition, although the initial setting method of adjusting the cooling capacity by operating / non-operating of the cooling unit has been described, it is not necessary to be limited to this, and the cooling capacity may be adjusted by the amount of cooling water of the cooling unit, The cooling capacity may be adjusted by operating / non-operating the cooling unit and the amount of cooling water in the cooling unit.
[0082]
In addition, the gist of the present invention is to measure the metal plate temperature at a predetermined point in the cooling process (end point of rapid cooling in the present embodiment), and operate the cooling unit based on the temperature difference between the actual measurement value and the target value. Of course, the initial setting method is of course not limited to the method described above, and may be set using another method.
[0083]
The processing procedure described above relates to the initial setting of the cooling process, and when actually cooling the steel sheet, the steel sheet temperature satisfies the cooling condition due to various factors such as variations in the thickness of the steel sheet and changes in the rolling speed. There is a risk of not. Therefore, it is necessary to perform feedback control to solve the deviation from the target value of the cooling condition.
[0084]
Hereinafter, the cooling condition is the rapid cooling end temperature target value TS at the end of the rapid cooling._aim, And the rapid cooling end temperature allowable value ΔTS that is an allowable range thereof, the temperature control device 10 operates the operation / non-operation of the cooling unit based on the temperature difference between the actual measured value and the target value of the steel plate temperature. A processing procedure of feedback control will be described.
[0085]
8 and 9 are flowcharts showing a processing procedure of feedback control in which the temperature control device 10 of the present invention operates the operation / non-operation of the cooling unit.
[0086]
First, the temperature control device 10 sets the operation / non-operation pattern of the cooling unit obtained by the initial setting calculation (S101). The initial setting calculation may be calculated according to the processing procedure described above, but is not limited to this.
[0087]
Then, the most downstream cooling section number K that is operating to obtain the predetermined quenching end temperature set by the initial setting calculation (the number of cooling sections N calculated in the above-described processing procedure)_cr(S102). The cooling section number K is also a thermometer number on the outlet side of the cooling section.
[0088]
The temperature control device 10 receives a control cycle Z for performing the temperature control processing of the present invention, and outputs a control signal to each device included in the temperature control device 10 every time the control cycle Z elapses. The processing procedure described later is executed in synchronization with the above. By repeating these processing procedures for each control cycle Z, temperature control processing can be realized. The control cycle Z is, for example, the time required for the steel plate 1 to pass through one cooling section (Z = L / v), and the gist of the present invention is feedback control based on the measured value of the steel plate temperature, as will be described later. Therefore, after changing the operation / non-operation of the cooling unit, it is only necessary to reflect the actual measurement value of the steel sheet temperature by the change. The feedback control starts when the steel plate tip reaches the water environment thermometer 6-K and ends when the steel plate tail end passes over the water environment thermometer 6-K. This is because the quenching end temperature is set as a cooling condition, and it is sufficient to feed back the measured value of the water environment thermometer 6-K to the upstream cooling section.
[0089]
It is determined whether or not the front end of the steel sheet has reached the water environment thermometer 6-K (S103), and it is determined in S103 that the front end of the steel sheet has not reached the water environment thermometer 6-K (S103). : No), it is not necessary to control.
[0090]
On the other hand, if it is determined in S103 that the steel plate tip has reached the water environment thermometer 6-K (S103: YES), the steel plate tail end is further on the water environment thermometer 6-K. Is determined (S104). If it is determined in S104 that the tail end of the steel sheet has passed over the water environment thermometer 6-K (S104: YES), the process is terminated.
[0091]
On the other hand, when it is determined in S104 that the steel plate tail end portion does not pass over the water environment thermometer 6-K (S104: NO), the steel plate 1 exists on the water environment thermometer 6-K. Therefore, the steel plate temperature (hereinafter referred to as measured temperature) TK is measured by the water environment thermometer 6-K (S105).
[0092]
Allowable upper limit value (TS of measured temperature TK and quenching end temperature measured in S105_aim+ ΔTS), and the measured temperature TK is the upper limit of the allowable range of the quenching end temperature (TS_aimIt is determined whether it is larger than + ΔTS) (S106).
[0093]
In S106, the measured temperature TK is the upper limit of the allowable range of the rapid cooling end temperature (TS_aimIf it is determined that it is larger than (+ ΔTS) (S106: YES), the steel sheet 1 is undercooled, so the number of operating cooling units in the operating cooling section is increased by one unit (S107). Let
[0094]
When the operation / non-operation of the cooling unit is changed, it takes time for the change to be reflected in the steel plate temperature. Therefore, a time obtained by dividing the distance between the position where the steel plate temperature is measured and the start position of the cooling unit whose operation is changed by the rolling speed V is calculated, and the calculated time is set as a temperature measurement standby time (S108). When the temperature measurement standby time set in S108 has elapsed, the process proceeds to S103 and the process is repeated.
[0095]
On the other hand, at S106, the measured temperature TK is the upper limit of the allowable range of the quenching end temperature (TS_aim+ ΔTS) is determined to be smaller (S106: NO), in order to further determine whether or not the lower limit value is satisfied, the allowable range lower limit value (TS) of the measured temperature TK and the rapid cooling end temperature is determined._aim-ΔTS), and the measured temperature TK is the lower limit of the allowable range of the quenching end temperature (TS_aimIt is determined whether it is smaller than -ΔTS) (S109).
[0096]
In S109, the measured temperature TK is the lower limit of the allowable range of the quenching end temperature (TS_aimIf it is determined that it is smaller than -ΔTS) (S109: YES), the steel sheet 1 is in supercooling, so the number of operating cooling units in the operating cooling section is decreased by 1 unit (S110). )
[0097]
As described above, a time obtained by dividing the distance between the position where the steel plate temperature is measured and the start position of the cooling unit whose operation is changed by the rolling speed V is calculated, and the calculated time is set as the temperature measurement standby time (S111). To do. When the temperature measurement standby time set in S111 has elapsed, the process proceeds to S103 and the process is repeated. In this embodiment, even when the most downstream cooling section among the operating cooling sections is changed, the position for determining the feedback control, that is, the position for measuring the steel plate temperature, is the cooling section at the initial setting. Although the number K is used, of course, the changed downstream most cooling section number may be newly set as the most downstream cooling section number K after the process of S111 is performed and before the process proceeds to S103.
[0098]
On the other hand, in S109, the measured temperature TK is the allowable lower limit value (TS_aimIf it is determined that the difference is greater than -ΔTS) (S109: NO), the process ends because the measured temperature TK is within the allowable range of the target quenching end temperature. Actually, the process proceeds to S103 where the temperature control process at the next control is performed, and the process is repeated.
[0099]
As shown in FIG. 7, the temperature drop amount of the steel plate becomes larger when the steel plate is at a lower temperature. That is, since the function related to the time of the temperature drop amount shows a temperature change that becomes convex upward, the steel sheet can be cooled more efficiently by cooling in the cooling section on the downstream side. Therefore, in order to cool the steel sheet without extending the time to reach the cooling end temperature, it is only necessary to operate the cooling sections that are operating in order from the cooling unit that is not operating in the downstream cooling section. . By controlling in this way, it is possible to manufacture a steel plate that satisfies the cooling conditions without reducing the cooling rate.
[0100]
Next, when the temperature control device 10 changes the number of cooling units based on the temperature difference between the actual measured value and the target value of the water environment thermometer 6-K, that is, when the operating / non-operating pattern of the cooling units is changed. The change in the steel plate temperature will be described.
[0101]
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of the operation of the cooling unit performed by the temperature control apparatus 10 of the present invention. More specifically, when cooling is performed based on the initial setting (cooling section number K = 4), an error occurs in the initial setting calculation, and the measured temperature TK is the upper limit (TS) of the rapid cooling end temperature._aimIt is a figure which shows an example of operation of a cooling unit when it determines with it being larger than + (DELTA) TS), and the time change of steel plate temperature.
[0102]
In the drawing, the operation / non-operation pattern of the upper surface cooling unit and the lower surface cooling unit used when cooling the steel plate 1 is shown on the upper side. Moreover, the assumed cooling rate of the steel plate 1 at the time of initial setting is indicated by a one-dot chain line. The operation / non-operation pattern shown in the upper row is a pattern at the time of initial setting (cooling section number K = 4), and the temperature curve when actually cooled by this initial setting is measured as shown by the solid line (10a). Temperature TK is the upper limit of the allowable range of the quenching end temperature (TS_aim + ΔTS).
Actually, only the temperature of the cooling start point (finishing side point) and the outlet side steel plate temperature of the cooling section 7-K (k = 4) (temperature measured by the water environment thermometer 6-K) are actually measured. Since there is no temperature curve in the meantime, it is assumed. The same applies to the following description.
[0103]
Therefore, as shown in the middle stage (during the first feedback control), the most downstream cooling unit 4-4a in the operating cooling section is set to be operated in order to increase the temperature drop amount of the steel plate 1. However, as shown by the solid line (10b), the temperature curve shows that the measured temperature TK is the upper limit value (TS) of the quenching end temperature._aim+ ΔTS) again.
[0104]
Further, as shown in the lower stage (during the second feedback control), in order to further increase the temperature drop amount of the steel plate 1, the cooling unit 4-3b that is one upstream from the most downstream in the operating cooling section is operated. Set to. As a result, as shown by the solid line (10c), the measured temperature TK is within the allowable range of the quenching end temperature (TS_aim−ΔTS to TS_aim+ ΔTS).
[0105]
On the other hand, FIG. 11 is explanatory drawing which shows another example of operation of the cooling unit which the temperature control apparatus 10 of this invention performs. More specifically, when cooling is performed based on the initial setting (cooling section number K = 4), an error occurs in the initial setting calculation, and the measured temperature TK becomes the lower limit value (TS) of the rapid cooling end temperature._aimIt is a figure which shows an example of operation of the cooling unit when it determines with being lower than (-(DELTA) TS), and the time change of steel plate temperature.
[0106]
In the figure, the operation / non-operation pattern shown in the upper part is a pattern at the time of initial setting (cooling section number K = 4), and the temperature curve when actually cooled by this initial setting is as shown by a solid line (11a). In addition, the measured temperature TK is the lower limit value (TS_aim -ΔTS).
[0107]
Therefore, as shown in the middle stage (during the first feedback control), the most downstream cooling unit 4-4b in the operating cooling section is set to non-operating in order to reduce the temperature drop of the steel plate 1. However, the temperature curve, on the contrary, shows that the measured temperature TK is the upper limit of the rapid cooling end temperature (TS) as shown by the solid line (11b)._aim+ ΔTS).
[0108]
Further, as shown in the lower stage (during the second feedback control), in order to reduce the temperature drop of the steel sheet 1, the cooling unit 4-3b that is one upstream from the most downstream in the cooling section that is operating is operated. Set. Thereby, as shown by the solid line (11c), the measured temperature TK is within the allowable range of the quenching end temperature (TS_aim−ΔTS to TS_aim+ ΔTS).
[0109]
Thus, if it operates in an order from the most downstream cooling unit in the cooling section which is operating, the time to the rapid cooling end temperature will not become longer in any case. That is, the cooling rate of the steel plate 1 does not decelerate from the cooling rate of the steel plate 1 at the initial setting.
[0110]
Further, the cooling condition is the coiling temperature target value TC during the second half cooling._aimAlso, when the coiling temperature allowable value ΔTC, which is an allowable range thereof, is set, feedback control can be performed by the same processing procedure as described above.
[0111]
In this embodiment, the method of operating the cooling capacity by operating / not operating the cooling unit has been described. However, the present invention is not limited to this, and the cooling capacity is controlled by operating the amount of cooling water in the cooling unit. The cooling capacity may be adjusted by adjusting the operation / non-operation of the cooling unit and the amount of cooling water in the cooling unit. That is, in the processing procedure of FIG. 9, at S106, the measured temperature TK is the allowable range upper limit value (TS_aimIf it is determined that it is greater than (+ ΔTS) (S106: YES), the amount of cooling water in the cooling unit is increased in a predetermined order. In S109, the measured temperature TK is the allowable range lower limit value (TS_aimWhen it is determined that it is smaller than -ΔTS) (S109: YES), the cooling water amount of the cooling unit may be reduced in a predetermined order. The water amount adjustment of each cooling unit can be a stepwise adjustment such as a small amount, a medium amount, and a large amount of three steps. Of course, the water amount adjustment of the cooling unit is not limited to this, and if the water amount adjustment is subdivided, the cooling amount per cooling unit can be set finely, so the cooling condition of the steel sheet can be set with high accuracy it can.
[0112]
Moreover, although this embodiment demonstrated the manufacturing line of the structure which has arrange | positioned the water environment thermometer in the exit side of each cooling section, this invention is not limited to this. For example, in order to realize a cooling pattern (pattern 2 shown in FIG. 12) having a rapid cooling process at the most upstream part of the cooling process, the first half zone of the cooling facility is assumed to be an area that may be the end point of the rapid cooling process. Water environment thermometers may be placed on the exit side of each cooling section in the first half zone, and in order to realize a cooling pattern in which there is a rapid cooling process in the middle of the cooling process, the cooling equipment is installed in the first half zone. The intermediate zone and the latter half zone are divided into three areas, and the intermediate zone may be an end point of the rapid cooling process, and a water environment thermometer may be arranged on the exit side of each cooling section of the intermediate zone. . In other words, when satisfying the conditions of the quenching end temperature required for various steel sheets manufactured on the production line, the exit side of each cooling section included in the area that may be the end point of the rapid cooling process. A water environment thermometer may be arranged. In this case, since the number of the cooling section where the rapid cooling process ends may change due to an unexpected factor, it is desirable to assume an area that can be the end point of the rapid cooling process slightly wider.
[0113]
Further, in the present embodiment, the cooling unit operated in the cooling section used in the rapid cooling process in consideration of the control white at the time of feedback control is set as the upper surface or the lower surface, but it is not necessary to limit to this. For example, if the ROT cooling facility is divided into more sections, that is, if the number of cooling devices belonging to one cooling unit is reduced and the units that can be operated / inoperated are made finer, cooling can be performed by increasing or decreasing the number of cooling sections to be operated. Since it is possible to finely adjust the capacity, the feedback control of the present invention is effective even when setting the operation / non-operation of both the upper and lower cooling units of the cooling section used in the rapid cooling process at the initial setting. Can be used.
[0114]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, in the manufacturing process of the metal plate, the metal plate temperature at a predetermined point in the cooling process is accurately measured, and based on the temperature difference between the measured value of the metal plate temperature and the target value, By operating the cooling device operation / non-operation and / or the amount of cooling water in the cooling device and feedback-controlling the metal plate temperature after finish rolling, a desired metal plate can be manufactured stably. .
[0115]
In addition, according to the present invention, by rapidly cooling the metal plate as soon as possible after finish rolling, it is possible to suppress the grain growth of the metal plate and make the crystal grains finer, and the metal having excellent workability. A board can be manufactured stably.
[0116]
Furthermore, according to the present invention, in particular, by operating / disabling the cooling device in the operating cooling section and / or manipulating the quantity of cooling water in the cooling device, The time required for the metal plate to reach the cooling end temperature is not extended by operating / disabling the cooling device and / or operating the cooling water amount of the cooling device in order from the downstream cooling device. Thus, it is possible to stably produce a metal plate having excellent workability by controlling the cooling rate of the metal plate so that the cooling rate of the metal plate is not reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a rolling line according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a water environment thermometer.
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure in which the temperature control device of the present invention determines the number of operating cooling sections and the rolling speed of the finish rolling device.
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure in which the temperature control device of the present invention determines the number of operating cooling sections and the rolling speed of the finish rolling device.
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure in which the temperature control device of the present invention determines the number of operating cooling sections and the rolling speed of the finish rolling device.
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure in which the temperature control device of the present invention determines the number of operating cooling sections and the rolling speed of the finish rolling device.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a change over time in steel sheet temperature due to a change in rolling speed.
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of feedback control in which the temperature control device of the present invention operates the operation / non-operation of the cooling unit.
FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure of feedback control in which the temperature control device of the present invention operates the operation / non-operation of the cooling unit.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of the operation of the cooling unit performed by the temperature control device of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing another example of the operation of the cooling unit performed by the temperature control apparatus of the present invention.
FIG. 12 is a temperature curve showing an example of a temperature profile of a metal plate.
[Explanation of symbols]
1 Steel plate
2 Finish rolling equipment
3 Winding device
5 Rough rolling equipment
9 Run-out table cooling equipment (ROT cooling equipment)
10 Temperature controller
11 Calculation unit
12 Storage unit
13 Input section
14 Output section
15 Communication Department
18 Process computer

Claims

In the method of manufacturing a metal plate including a cooling step of cooling the metal plate after finish rolling using a plurality of cooling sections having one or more cooling devices provided between the finish rolling device and the winding device,
Preliminarily placing a radiation thermometer capable of measuring the temperature of the metal plate by receiving the radiated light from the metal plate through a water column formed as an optical waveguide in a water environment at a predetermined point in the cooling process,
Determining whether the measured temperature of the metal plate measured by the radiation thermometer satisfies a preset temperature condition of the metal plate at a predetermined point in the cooling step;
When it is determined that the measured temperature does not satisfy the temperature condition, a temperature difference between the measured temperature and the temperature condition is calculated,
Based on the calculated temperature difference, the operation / non-operation of the cooling device and / or the amount of cooling water of the cooling device is manipulated.

Is disposed at one end in front Kikin genus plate position opposed to an optical fiber whose other end is connected to the radiation thermometer,
A nozzle for injecting hot water toward the metal plate to form a water column as an optical waveguide between the metal plate and one end of the optical fiber;
In order to supply warm water to the nozzle, using a temperature raising means for raising the temperature of the water,
The nozzle sprays the water pressure of the hot water forming the water column as a water pressure at which the boiling state at the temperature measurement location of the metal plate maintains the film boiling state,
The temperature raising means raises the temperature of the hot water forming the water column to a temperature at which the boiling state at the temperature measuring portion of the metal plate maintains the film boiling state,
By receiving radiation from said metal plate through a pre-Symbol optical fiber by the radiation thermometer, a manufacturing method of a metal plate according to claim 1, characterized in that measuring the surface temperature of the metal plate .

In the method of manufacturing a metal plate including a cooling step of cooling the metal plate after finish rolling using a plurality of cooling sections having one or more cooling devices provided between the finish rolling device and the winding device,
Preliminarily placing a thermometer that can measure the temperature of the metal plate in a water environment at a predetermined point in the cooling step,
Determining whether the measured temperature of the metal plate measured by the thermometer satisfies a preset temperature condition of the metal plate at a predetermined point in the cooling step;
When it is determined that the measured temperature does not satisfy the temperature condition, a temperature difference between the measured temperature and the temperature condition is calculated,
Based on the calculated temperature difference, the operation / non-operation of the cooling device and / or the amount of cooling water of the cooling device is manipulated,
The cooling process has a plurality of cooling processes with different cooling rates,
The predetermined point is an end point of a rapid cooling process having a relatively high cooling rate,
The thermometer, at least rapid cooling end point and all manufacturing process characteristics and to Rukin genus plate being disposed on the exit side of the cooling section can be of course.

In the method of manufacturing a metal plate including a cooling step of cooling the metal plate after finish rolling using a plurality of cooling sections having one or more cooling devices provided between the finish rolling device and the winding device,
Preliminarily placing a thermometer that can measure the temperature of the metal plate in a water environment at a predetermined point in the cooling step,
Determining whether the measured temperature of the metal plate measured by the thermometer satisfies a preset temperature condition of the metal plate at a predetermined point in the cooling step;
When it is determined that the measured temperature does not satisfy the temperature condition, a temperature difference between the measured temperature and the temperature condition is calculated,
Based on the calculated temperature difference, the operation / non-operation of the cooling device and / or the amount of cooling water of the cooling device is manipulated,
The temperature condition includes a condition of the metal plate temperature on the outlet side of the most downstream cooling section in operation when the metal plate is cooled by continuously operating the cooling section downstream from one cooling section. features and to Rukin genus board manufacturing method of the.

The metal plate manufacturing method according to claim 4, wherein the metal plate is operated from the most upstream cooling section.

The metal according to claim 4 or 5, wherein the cooling section in the cooling section that is operating is operated / not operated and / or the amount of cooling water of the cooling apparatus is manipulated. A manufacturing method of a board.

The operation / non-operation of the cooling device included in the cooling section and / or the amount of cooling water of the cooling device are operated in order from the most downstream cooling section in the operating cooling section. The manufacturing method of the metal plate as described in any one of.

Controlling the metal plate temperature after finish rolling in the cooling process of cooling the metal plate after finish rolling using a plurality of cooling sections having one or more cooling devices provided between the finish rolling device and the winding device In the temperature control device configured to
A radiation thermometer capable of measuring the temperature of the metal plate by receiving the radiated light from the metal plate through a water column formed as an optical waveguide in a water environment at a predetermined point in the cooling step
Means for determining whether the measured temperature of the metal plate measured by the radiation thermometer satisfies a preset temperature condition of the metal plate at a predetermined point in the cooling step;
If the means determines that the measured temperature does not satisfy the temperature condition, means for calculating a temperature difference between the measured temperature and the temperature condition;
A temperature control device comprising: means for operating / non-operating the cooling device and / or operating a cooling water amount of the cooling device based on the calculated temperature difference.

Is disposed at one end in front Kikin genus plate position opposed to an optical fiber whose other end is connected to the radiation thermometer,
The metal plate is formed by changing the water pressure of hot water that forms a water column as an optical waveguide between the metal plate and one end of the optical fiber so that the boiling state at the temperature measurement point of the metal plate maintains the film boiling state. A nozzle that injects hot water toward
The temperature rising means which raises the temperature of the hot water which forms the said water column to the temperature which the boiling state in the temperature measurement location of the said metal plate maintains a film boiling state is further provided. Temperature control device.