JP4648176B2 - Water cooling control method for rolled material - Google Patents
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Description
この発明は、棒鋼、線材など条材の熱間連続圧延における圧延材の水冷制御方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling water cooling of a rolled material in hot continuous rolling of strips such as steel bars and wire rods.
棒鋼および線材(バーインコイル)などの条材は、加熱炉で熱間圧延温度域に加熱された鋼片、または連続鋳造設備から直送された鋼片を、多段に圧延機を配置した粗圧延から仕上げ圧延に至る複数の圧延機列での熱間圧延により、順次断面積を小さくして所要の寸法・形状に製造される。近年では、圧延製品の材質や表面性状などの品質改善のため、圧延機列間に中間水冷帯を設置して圧延材を強制水冷し、従来よりも仕上げ温度を低温側に制御するなどの制御圧延が行なわれている。このような仕上げ温度制御では、通常、中間水冷帯出側での圧延材の目標温度を予め定め、この目標温度に出来るだけ近づけるように冷却水流量が制御される。前記目標温度は、一般には圧延材の表面温度である。 Strips such as steel bars and wire rods (burn-in coils) can be obtained from rough rolling in which rolling mills are arranged in multiple stages from steel slabs heated to a hot rolling temperature range in a heating furnace or directly from continuous casting equipment. By hot rolling in a plurality of rolling mill rows leading to finish rolling, the cross-sectional area is sequentially reduced to produce the required dimensions and shapes. In recent years, in order to improve the quality of rolled products, such as the quality of the surface and surface properties, an intermediate water cooling zone is installed between rolling mills to force the rolled material to water-cool and control the finishing temperature to a lower temperature than before. Rolling is taking place. In such finishing temperature control, normally, the target temperature of the rolled material on the intermediate water cooling zone outlet side is determined in advance, and the cooling water flow rate is controlled so as to be as close as possible to this target temperature. The target temperature is generally the surface temperature of the rolled material.
このような冷却水流量の制御方法としては、従来から、水冷帯出側で実測した圧延材の実績温度と予め決定した水冷帯出側での目標温度との偏差に基づいて冷却水流量を制御するフィードバック制御、水冷帯入側で実測した圧延材の温度と水冷帯入側での目標温度との偏差に基づいて冷却水流量を制御するフィ−ドフォワード制御、および次圧延材への冷却水流量のプリセットが行なわれている。例えば、特許文献1では、上流側に圧延機、下流側に水冷帯を備えた棒鋼類の圧延設備で、圧延機側には圧延速度検出器、水冷帯の入側および出側には圧延材の温度検出器をそれぞれ設け、圧延速度検出器からの圧延速度信号と当該棒鋼情報とに基づいて棒鋼の位置トラッキングを行い、棒鋼長手方向部位について入側温度検出器からの温度信号に基づいて温度トラッキングを行い、この温度に基づいて前記水冷帯の水量をフィ−ドフォワード制御し、このときの制御量(冷却水流量)を出側温度検出器からの温度信号に基づいて補正し、当該棒鋼の後端が水冷帯を通過時または通過後において、当該棒鋼についての制御水量、または直近の複数本の棒鋼についての制御水量の平均値を次棒鋼の制御水量としてプリセットする棒鋼類圧延設備における水冷制御方法が開示されている。
しかし、従来から行なわれている水冷制御方法や、特許文献1に開示された水冷制御方法では、圧延材の温度は、その表面温度を検出したものである。水冷直後の圧延材表面には冷却水が残留しており、水冷による表面温度むらが発生するため、正確な温度測定が難しい。また、水冷帯出側では、通常の圧延過程での圧延材の温度分布とは異なり、水冷により、圧延材中心部の温度低下に比べて表層部の温度低下が大きいため、圧延材の表面温度と中心温度との差が大きく、水冷後の復熱過程で圧延材の温度を測定しても、断面内平均温度で代表される圧延材の適正温度を測定していることにはならない。水冷後の復熱過程での圧延材の表面温度は復熱時間の関数となるため、水冷帯での冷却水流量が同じでも、すなわち圧延材の温度降下量が同じでも、圧延速度が異なると圧延材が水冷帯出側から温度検出位置に達するまでの時間(復熱時間)が異なり、復熱過程で測定される圧延材表面温度が異なることになる。 However, in the conventional water cooling control method and the water cooling control method disclosed in Patent Document 1, the temperature of the rolled material is the surface temperature detected. Cooling water remains on the surface of the rolled material immediately after water cooling, and surface temperature unevenness due to water cooling occurs, making accurate temperature measurement difficult. In addition, unlike the temperature distribution of the rolled material in the normal rolling process on the water-cooled zone exit side, the temperature drop in the surface layer part is larger than the temperature drop in the center part of the rolled material due to water cooling. The difference from the center temperature is large, and even if the temperature of the rolled material is measured in the reheating process after water cooling, the appropriate temperature of the rolled material represented by the average temperature in the cross section is not measured. Since the surface temperature of the rolled material in the reheating process after water cooling is a function of the reheating time, even if the cooling water flow rate in the water cooling zone is the same, that is, the temperature drop amount of the rolled material is the same, the rolling speed is different. The time (recuperation time) until the rolled material reaches the temperature detection position from the water-cooled zone exit side is different, and the surface temperature of the rolled material measured in the reheating process is different.
図3は、前記圧延機列間に設置した中間水冷帯での水冷過程および水冷後の復熱過程での圧延材の表面温度(Ts)、中心温度(Tc)および断面内の平均温度(Tm)の推移を示したものである。この圧延材の温度推移は、水冷前後の圧延材の実測表面温度に基づいて温度解析により算出したものである。圧延材の表面温度(Ts)に着目すると、中間水冷帯出側(水冷終了時)ではTs=740℃であり、水冷後0.1秒経過時には、Ts=781℃まで復熱し、水冷後0.2秒経過時には、Ts=798℃まで復熱している。このように、復熱時間が0.1秒異なるだけでも、圧延材表面温度に17℃の温度差が生じる。一方、圧延材の断面内平均温度(Tm)については、中間水冷帯入側(冷却開始時)ではTm=973℃、中間水冷帯出側(冷却終了時)ではTm=892℃で、水冷による温度降下量ΔTm=81℃であり、水冷後の復熱過程では断面内平均温度(Tm)は殆んど降下していない。前記復熱時間、すなわち水冷後温度検出までの時間が0.1秒異なるだけで生じる17℃の圧延材表面温度の差は、断面内平均温度(Tm)の降下量(ΔTm)の81℃に対して約20%に相当し、測温誤差の許容範囲を超えた大きな温度差となっている。 FIG. 3 shows the surface temperature (Ts), center temperature (Tc), and average temperature (Tm) in the cross section in the water cooling process in the intermediate water cooling zone installed between the rolling mill rows and in the reheating process after water cooling. ). The temperature transition of the rolled material is calculated by temperature analysis based on the measured surface temperature of the rolled material before and after water cooling. Focusing on the surface temperature (Ts) of the rolled material, Ts = 740 ° C. at the intermediate water cooling zone outlet (at the end of water cooling), and when 0.1 second has elapsed after water cooling, the heat is reheated to Ts = 781 ° C. When 2 seconds have elapsed, the heat is recovered to Ts = 798 ° C. Thus, even if the recuperation time is different by 0.1 second, a temperature difference of 17 ° C. occurs in the surface temperature of the rolled material. On the other hand, the average temperature (Tm) in the cross section of the rolled material is Tm = 973 ° C. on the intermediate water cooling zone entry side (at the start of cooling), and Tm = 892 ° C. on the intermediate water cooling zone exit side (at the end of cooling). The amount of decrease ΔTm = 81 ° C., and the average temperature (Tm) in the cross section hardly decreases during the reheating process after water cooling. The difference in the surface temperature of the rolled material of 17 ° C., which occurs only when the recuperation time, that is, the time until the temperature is detected after water cooling is 0.1 seconds, is 81 ° C., which is the amount of decrease (ΔTm) of the average temperature in the cross section (Tm) On the other hand, it corresponds to about 20%, which is a large temperature difference exceeding the allowable range of temperature measurement error.
そこで、この発明の課題は、棒鋼や線材などの条材の熱間圧延過程で材質改善などを目的として圧延材を水冷する場合に、水冷後の冷却水の残留や復熱時間が圧延材の表面温度に及ぼす影響を最小限に抑制して、仕上げ圧延温度を精度よく制御できる水冷制御方法を提供することである。 Therefore, the problem of the present invention is that when the rolled material is water-cooled for the purpose of improving the material quality during the hot rolling process of strips such as steel bars and wire rods, the remaining cooling water and the recuperation time after the water cooling are An object of the present invention is to provide a water cooling control method capable of controlling the finish rolling temperature with high accuracy while minimizing the influence on the surface temperature.
前記の課題を解決するために、この発明では以下の構成を採用したのである。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
請求項1に係る圧延材の水冷制御方法は、連続して多段に配置された圧延機で複数の圧延機列が形成され、上流側と下流側の圧延機列間に、冷却水流量調整手段を備えた水冷制御手段を有する水冷装置を配置した棒鋼または線材圧延設備での圧延材の水冷制御方法であって、前記水冷制御手段により、前記水冷装置で水冷後、前記下流側の圧延機列の先頭の圧延機出側での圧延材表面温度が所定の温度となるように前記水冷装置への冷却水供給流量を制御することを特徴とする。 The method for controlling water cooling of a rolled material according to claim 1 is characterized in that a plurality of rolling mill rows are formed by rolling mills continuously arranged in multiple stages, and a cooling water flow rate adjusting means is provided between the upstream and downstream rolling mill rows. A method of controlling water cooling of a rolled material in a steel bar or wire rod rolling facility equipped with a water cooling device having a water cooling control means comprising: a downstream rolling mill row after water cooling by the water cooling device by the water cooling control means The flow rate of the cooling water supplied to the water cooling device is controlled so that the surface temperature of the rolled material on the outlet side of the first rolling mill becomes a predetermined temperature.
一般に、棒鋼または線材の圧延過程で材質改善などを目的として、仕上げ圧延温度を制御するために中間水冷などの強制水冷を行なう場合に、通常、水冷帯出側での圧延材の温度、すなわち圧延材表面温度が所定の温度となるように冷却水流量の調節などの水冷制御が行なわれる。しかし、前述のように、水冷帯出側直後の圧延材表面には、冷却水の残留や水冷過程で発生した温度むらが存在するため、圧延材の温度を正確に測定することは難しい。また、圧延材の表面温度を水冷帯出側の復熱過程で測定した場合には、圧延材の断面内平均温度と表面温度との差が大きく、圧延材表面温度は、圧延材断面内平均温度、すなわち圧延材の代表温度を表したものとは言えない。このため、復熱が完全に終了した時点の圧延材の表面温度を測定することが望ましいが、復熱が完全に終了するためには通常1秒程度の時間が必要であり、水冷帯と仕上げ圧延機列などの下流側の圧延機列との間に充分な距離が必要となる。この距離は、例えば、圧延速度が6m/sであれば、6m以上必要となり、圧延設備長さの制約から充分な距離を取れないことが多い。これに対し、圧延機で塑性変形を受けたロール孔型出側の圧延材は、メタルフローにより圧延材の表面性状が均一化してきて、塑性変形による加工発熱も圧延材中心部よりも表層部に多く発生するため、圧延材断面内の温度分布も均一化してくる。したがって、圧延後の表面温度は、復熱過程での表面温度に比べて、圧延材断面内平均温度、すなわち圧延材の代表温度により近づくため、仕上げ圧延機列などの前記下流側の圧延機列の先頭の圧延機出側の圧延材表面温度を測定し、この温度が目標温度と一致するように水冷帯の冷却水流量を調整することにより、仕上げ圧延温度等、圧延温度を精度よくコントロールできる高精度の水冷制御が可能となる。ここで、先頭の圧延機出側とは、この圧延機の出側から下流側の次圧延機の入側までの間を意味する。以下の記載においても同様である。 In general, when forced water cooling such as intermediate water cooling is performed to control the finishing rolling temperature for the purpose of improving the material quality in the rolling process of steel bars or wire rods, the temperature of the rolling material at the outlet side of the water cooling zone, that is, the rolling material is generally used. Water cooling control such as adjustment of the cooling water flow rate is performed so that the surface temperature becomes a predetermined temperature. However, as described above, the surface of the rolled material immediately after the exit from the water-cooled zone has residual cooling water and temperature unevenness generated during the water-cooling process, so it is difficult to accurately measure the temperature of the rolled material. In addition, when the surface temperature of the rolled material is measured during the reheating process on the water-cooled zone exit side, the difference between the average temperature in the cross section of the rolled material and the surface temperature is large, and the surface temperature of the rolled material is the average temperature in the cross section of the rolled material. That is, it cannot be said that it represents the representative temperature of the rolled material. For this reason, it is desirable to measure the surface temperature of the rolled material at the time when the recuperation is completed, but it usually takes about 1 second to complete the recuperation. A sufficient distance is required between the rolling mill row on the downstream side such as a rolling mill row. For example, if the rolling speed is 6 m / s, this distance is required to be 6 m or more. In many cases, a sufficient distance cannot be obtained due to restrictions on the length of the rolling equipment. In contrast, the rolled material on the exit side of the roll hole mold that has undergone plastic deformation in a rolling mill has a uniform surface property due to metal flow, and the heat generated by plastic deformation is also greater than the center of the rolled material. Therefore, the temperature distribution in the cross section of the rolled material becomes uniform. Therefore, since the surface temperature after rolling is closer to the average temperature in the cross section of the rolled material, that is, the representative temperature of the rolled material, compared to the surface temperature in the recuperation process, the downstream rolling mill row such as the finishing rolling mill row By measuring the surface temperature of the rolled material on the delivery side of the first rolling mill and adjusting the cooling water flow rate in the water cooling zone so that this temperature matches the target temperature, the rolling temperature such as the finish rolling temperature can be accurately controlled. High-precision water cooling control is possible. Here, the leading rolling mill outlet side means the interval from the outlet side of this rolling mill to the inlet side of the downstream next rolling mill. The same applies to the following description.
請求項2に係る圧延材の水冷制御方法は、連続して多段に配置された圧延機で複数の圧延機列が形成され、上流側と下流側の圧延機列間に、冷却水流量調整手段を備えた水冷制御手段を有する水冷装置を配置した棒鋼または線材圧延設備での圧延材の水冷制御方法であって、前記水冷制御手段により、前記水冷装置で圧延材を水冷後、前記下流側の圧延機列の先頭の圧延機出側での圧延材表面温度と予め設定した目標表面温度との偏差に基づき、次圧延材に対して前記水冷装置への冷却水供給流量および/または圧延速度の設定値を調整することを特徴とする。 The method for controlling water cooling of a rolled material according to claim 2 is characterized in that a plurality of rolling mill rows are formed by rolling mills arranged continuously in multiple stages, and a cooling water flow rate adjusting means is provided between the upstream and downstream rolling mill rows. A water cooling control method for a rolled material in a steel bar or wire rod rolling facility equipped with a water cooling device having a water cooling control means comprising a water cooling control means comprising: Based on the deviation between the surface temperature of the rolled material on the outlet side of the first rolling mill in the rolling mill row and the preset target surface temperature, the flow rate of the cooling water supplied to the water cooling device and / or the rolling speed of the next rolled material The setting value is adjusted.
このように、当該圧延材についての水冷制御結果に基づいて次圧延材の冷却水供給流量および/または圧延速度の設定値(プリセット流量およびプリセット圧延速度)を調整すれば、前記の圧延材1本内の冷却水流量の調整と相俟って、次圧延材の先端側から、圧延温度をさらに精度よくコントロールできる高精度の水冷制御が可能となる。 Thus, if the set value (preset flow rate and preset rolling speed) of the cooling water supply flow rate and / or rolling speed of the next rolled material is adjusted based on the water cooling control result for the rolled material, the one rolled material described above Combined with the adjustment of the flow rate of the cooling water inside, it is possible to perform highly accurate water cooling control that can control the rolling temperature with higher accuracy from the front end side of the next rolled material.
請求項3に係る圧延材の水冷制御方法は、連続して多段に配置された圧延機で複数の圧延機列が形成され、上流側と下流側の圧延機列間に、冷却水流量調整手段を備えた水冷制御手段を有する水冷装置を配置した棒鋼または線材圧延設備での圧延材の水冷制御方法であって、前記水冷制御手段により、前記水冷装置で圧延材を水冷後、前記下流側の圧延機列の先頭の圧延機での圧延負荷が所定の圧延負荷となるように前記水冷装置への冷却水供給流量を制御することを特徴とする。 The method for controlling water cooling of a rolled material according to claim 3 is characterized in that a plurality of rolling mill rows are formed by rolling mills continuously arranged in multiple stages, and a cooling water flow rate adjusting means is provided between the upstream and downstream rolling mill rows. A water cooling control method for a rolled material in a steel bar or wire rod rolling facility equipped with a water cooling device having a water cooling control means comprising a water cooling control means comprising: The cooling water supply flow rate to the water cooling device is controlled so that the rolling load at the rolling mill at the head of the rolling mill row becomes a predetermined rolling load.
圧延鋼種、圧延速度および断面減少率が同一であれば、圧延負荷は圧延材の断面内の平均温度に比例するため、一般に圧延荷重または圧延動力で表される圧延負荷と圧延材の断面内平均温度との関係を求めておけば、圧延負荷を測定することは圧延材の断面内平均温度を測定することと同等になる。したがって、仕上げ圧延機列の先頭の圧延機での圧延負荷を測定し、この圧延負荷が目標とする圧延負荷と一致するように、水冷帯の冷却水流量および/または圧延速度を調整することにより、仕上げ圧延温度等、圧延温度を精度よくコントロールできる高精度の水冷制御が可能となる。 If the rolling steel type, rolling speed and cross-section reduction rate are the same, the rolling load is proportional to the average temperature in the cross section of the rolled material, so the rolling load generally expressed in terms of rolling load or rolling power and the average in the cross section of the rolled material If the relationship with temperature is calculated | required, measuring a rolling load will become equivalent to measuring the average temperature in the cross section of a rolling material. Therefore, by measuring the rolling load at the first rolling mill in the finish rolling mill row, and adjusting the cooling water flow rate and / or rolling speed of the water cooling zone so that this rolling load matches the target rolling load. In addition, high-precision water cooling control capable of accurately controlling the rolling temperature such as the finish rolling temperature becomes possible.
請求項4に係る圧延材の水冷制御方法は、連続して多段に配置された圧延機で複数の圧延機列が形成され、上流側と下流側の圧延機列間に、冷却水流量調整手段を備えた水冷制御手段を有する水冷装置を配置した棒鋼または線材圧延設備での圧延材の水冷制御方法であって、前記水冷制御手段により、前記水冷装置で圧延材を水冷後、前記下流側の圧延機列の先頭の圧延機の圧延負荷と予め設定した目標圧延負荷との偏差に基づき、次圧延材に対して前記水冷装置への冷却水供給流量および/または圧延速度の設定値を調整することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a water cooling control method for a rolled material, in which a plurality of rolling mill rows are formed by rolling mills continuously arranged in multiple stages, and a cooling water flow rate adjusting means is provided between the upstream and downstream rolling mill rows. A water cooling control method for a rolled material in a steel bar or wire rod rolling facility equipped with a water cooling device having a water cooling control means comprising a water cooling control means comprising: Based on the deviation between the rolling load of the first rolling mill in the rolling mill row and the preset target rolling load, the set value of the cooling water supply flow rate and / or rolling speed to the water cooling device is adjusted for the next rolled material. It is characterized by that.
このように、当該圧延材についての水冷制御結果に基づいて次圧延材の冷却水供給流量および/または圧延速度の設定値(プリセット流量およびプリセット圧延速度)を調整すれば、制御パラメータとして、圧延材表面温度の代わりに圧延負荷を用いる場合にも、前記の圧延材1本内の冷却水流量の調整と相俟って、次圧延材の先端側から、圧延温度をさらに精度よくコントロールできる高精度の水冷制御が可能となる。 As described above, if the cooling water supply flow rate and / or the set value of the rolling speed (preset flow rate and preset rolling speed) of the next rolled material are adjusted based on the water cooling control result for the rolled material, the rolled material is used as a control parameter. Even when a rolling load is used instead of the surface temperature, it is possible to control the rolling temperature more accurately from the front end side of the next rolled material in combination with the adjustment of the cooling water flow rate in one rolled material. Water cooling control is possible.
この発明では、棒鋼または線材の圧延過程で、仕上げ温度制御等を目的として圧延機列間に設けた水冷帯で圧延材の強制水冷を行なう場合に、従来のように、正確な温度測定が難しい水冷帯出側での圧延材の表面温度に基づかず、水冷帯の下流側圧延機列の先頭圧延機出側での圧延材表面温度が所定の温度となるように、または前記先頭圧延機での圧延負荷が目標圧延負荷と一致するように、水冷帯への冷却水供給流量および/または圧延速度を制御するようにしたので、圧延材の代表温度(断面内平均温度)に基づいて、仕上げ圧延温度等、圧延温度を精度よくコントロールできる高精度の水冷制御を実現することができる。 In this invention, in the rolling process of steel bars or wire rods, when performing forced water cooling of the rolled material in a water cooling zone provided between the rolling mill rows for the purpose of controlling the finishing temperature, it is difficult to accurately measure the temperature as in the prior art. It is not based on the surface temperature of the rolled material on the water-cooled zone outlet side, so that the surface temperature of the rolled material on the outlet side of the leading rolling mill in the downstream rolling mill row of the water-cooled zone becomes a predetermined temperature, or in the leading rolling mill Since the cooling water supply flow rate and / or the rolling speed is controlled so that the rolling load coincides with the target rolling load, finish rolling is performed based on the representative temperature (average temperature in the cross section) of the rolled material. High-precision water cooling control that can accurately control the rolling temperature such as temperature can be realized.
以下に、この発明の実施形態を添付の図1から図3に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying FIGS.
図1は、棒鋼または線材圧延設備の要部を示したもので、連続して多段に配置された圧延機1a〜1f、および圧延機列2a〜2fからそれぞれなる上流側の中間圧延機列1と下流側の仕上げ圧延機列2の間に中間水冷帯3が配置されている。この実施形態では、中間水冷帯3の入側には入側温度計(入側温度検出器)4が、中間水冷帯3の下流側の仕上げ圧延機列2の先頭の圧延機2aの出側には出側温度計(出側温度検出器)5がそれぞれ設けられている。また、中間圧延機列1および仕上げ圧延機列2の各圧延機1a〜1fおよび2a〜2fには、圧延材の噛み込みを検出するメタルイン検出器6、7、および圧延速度を検出する線速検出器8、9がそれぞれ設けられている。図1では、メタルイン検出器6、7、および線速検出器8、9を中間圧延機列1の最下流側の圧延機1fと、仕上げ圧延機列2の最上流、すなわち先頭の圧延機2aについてのみ記載し、他の圧延機については図示を省略している。前記の各検出器からの噛み込み信号、線速検出信号および温度検出信号はそれぞれ水冷制御装置10に取り込まれる。
FIG. 1 shows an essential part of a steel bar or wire rod rolling facility, and an upstream intermediate rolling mill row 1 composed of rolling mills 1a to 1f and rolling
圧延材11が中間圧延機列1に到達した時点から、水冷制御装置10により、圧延材11の詳細なトラッキングが行なわれる。圧延材11が中間圧延機列1の最後尾の圧延機1fに到達したかどうかは、メタルイン検出器6により検出される。そして、予め決定されている当該圧延材のパススケジュールと、線速検出器8によって検出される圧延速度と、入側温度計(入側温度検出器)4による圧延材の温度計測値から、中間水冷帯3を通過するときの、圧延材の長手方向の部位と温度と圧延速度とが対応づけられ、これらの値がリンクされて水冷制御装置10に取り込まれる。メタル検出器6により圧延材先端が中間圧延機列1の最後尾の圧延機1fに達したことが検出されると、水冷制御装置10により、この検出時点から圧延材の先端が中間水冷帯に到達するまで時間が算出されて、この到達時間から、入側温度計4により、中間水冷帯3入側の圧延材長手方向の温度T1が、所定の時間間隔で計測される。そして、この温度計測値T1は、前記のように、圧延材の長手方向の部位と対応づけて水冷制御装置10に取り込まれている。次に、メタル検出器7により、圧延材の先端が、仕上げ圧延機列2の先頭圧延機2aに到達したことが検出されると、水冷制御装置10からの指令で、先頭圧延機2aの出側温度計5により、圧延材長手方向の温度T2が所定の時間間隔で、すなわち、中間水冷帯3の入側で温度計測された圧延材の長手方向の部位に対応する部位の温度T2が計測される。この検出温度T2と予め設定した先頭圧延機2a出側温度計5の位置での目標温度T2aとの差ΔT2に応じて、すなわち、圧延材の温度T2が目標温度T2aに一致するように、当該圧延材に対しては中間水冷帯3の冷却水流量をフィ−ドバック制御する。また、次圧延材に対しては、冷却水流量の設定量および/または圧延速度を制御する。
From the point of time when the rolled
前記当該圧延材に対する冷却水流量の制御は、目標温度T2aからの差ΔT2に対して、水冷帯の冷却水流量Waを温度偏差ΔT2の解消に必要な冷却水流量ΔWaだけ補正する。なお、前記目標温度T2aとの温度偏差を比較する先頭圧延機2a出側での計測温度T2は、温度計測のバラツキを考慮して、圧延材長手方向の複数の計測温度を平均した平均値(T2av.)である。したがって、ΔT2=ABS(T2a−T2)=ABS(T2a−T2av.)である。ABSは絶対値を表わす記号である。同様に、中間水冷帯3入側の圧延材長手方向の温度T1として、圧延材長手方向の複数の計測温度の平均値(T1av.)が用いられる。この先頭圧延機2aの出側および中間水冷帯3の入側の計測温度の平均化は、圧延材の長手方向に沿って、温度計測部位グループについて繰り返される。そして、中間水冷帯3の入側の平均温度T1av.、前記先頭圧延機2aの出側の平均温度T2av、温度降下量(T1av.−T2av)、先頭圧延機2aの出側の目標温度T2aからの温度偏差ΔT2、前記平均温度を算出した計測部位が中間水冷帯3を通過したときの冷却水流量Wa(平均流量)、前記温度偏差ΔT2に基づく補正流量ΔWa(平均流量)、および当該圧延材に対する中間水冷帯3入側の目標温度T1a、目標温度降下量(T1a−T2a)、圧延速度、当該圧延材の製品寸法(仕上げ線径)、鋼種がそれぞれ水冷制御装置10の記憶部(図示省略)に記憶される。そして、同一ロットの次圧延材を含めて、同一鋼種または同一鋼種グループ、同一製品寸法の圧延材に対して、記憶した水冷制御結果に基づいて、中間水冷帯3の初期設定流量Wpおよび目標温度T2aからの偏差1℃あたりの補正流量ΔWuを修正して水冷制御精度を向上させる。なお、前記冷却水の初期設定流量Wpは、中間水冷帯3での目標温度降下量(T1a−T2a)に対して、鋼種、製品寸法、圧延速度等の圧延条件に対して、水冷制御実績値等から予め求めておいた冷却水流量に基づいて決定することができる。また、目標温度T2aからの偏差1℃あたりの補正流量ΔWuは、当該圧延材に対する補正流量ΔWaの平均値ΔWamと、目標温度T2aと当該圧延材についてのT2の平均温度T2mとの偏差に基づいて算出することが可能である。
In the control of the cooling water flow rate for the rolled material, the cooling water flow rate Wa in the water cooling zone is corrected by the cooling water flow rate ΔWa necessary for eliminating the temperature deviation ΔT2 with respect to the difference ΔT2 from the target temperature T2a. The measured temperature T2 on the outlet side of the leading
前記圧延材の温度は、通常、加熱炉での加熱状態等に起因して、1本の圧延材内で、その先後端部や中間部の全長にわたって変動し、圧延材間でも変動する。このため、目標温度からの偏差に基づいた、水冷制御装置10からの制御指令により、的確かつタイムリーに冷却水流量の調節弁を作動させるためには、流量調節弁の動作は遅れを伴うことを考慮して、目標温度T2aからの温度偏差ΔT2に対する冷却水の補正流量ΔWaを、次圧延材に対して早い目のタイミングで、すなわち、次圧延材の先端部が中間水冷帯3に到達する時点では、前記流量調節弁の開度が前記補正流量ΔWaを取り込んだ初期設定流量(=Wp+ΔWp(=ΔWa))の弁開度となるように弁開度の動作指示を与えることが望ましい。 The temperature of the rolled material usually varies over the entire length of the front and rear end portions and the intermediate portion in one rolled material due to the heating state in the heating furnace and the like, and also varies between the rolled materials. For this reason, in order to operate the cooling water flow rate adjusting valve accurately and in a timely manner by the control command from the water cooling control device 10 based on the deviation from the target temperature, the operation of the flow rate adjusting valve is delayed. In consideration of the above, the correction flow rate ΔWa of the cooling water with respect to the temperature deviation ΔT2 from the target temperature T2a is set at an early timing relative to the next rolling material, that is, the leading end of the next rolling material reaches the intermediate water cooling zone 3. At the time, it is desirable to give an operation instruction of the valve opening degree so that the opening degree of the flow rate control valve becomes the valve opening degree of the initial setting flow rate (= Wp + ΔWp (= ΔWa)) incorporating the correction flow rate ΔWa.
図2は、図1の場合と同様に、棒鋼または線材圧延設備の要部を示したもので、この実施形態では、中間水冷帯3の下流側の仕上げ圧延機列2の先頭圧延機2aの出側に温度計5を設ける(図1参照)代わりに、先頭圧延機2aに、圧延負荷検出器12として圧延荷重の検出器が付設されており、それ以外の設備構成は図1の場合と同様であるので、説明を省略する。
FIG. 2 shows the main part of the steel bar or wire rod rolling facility as in the case of FIG. 1. In this embodiment, the
圧延材11が中間圧延機列1に到達した時点から、水冷制御装置10により、圧延材11の詳細なトラッキングが行なわれる。圧延材11が中間圧延機列1の最後尾の圧延機1fに到達したかどうかは、メタルイン検出器6により検出される。そして、予め決定されている当該圧延材のパススケジュールと、線速検出器8によって検出される圧延速度と、入側温度計(入側温度検出器)4による圧延材の温度計測値から、中間水冷帯3を通過するときの、圧延材の長手方向の部位と温度と圧延速度とが対応づけられ、これらの値がリンクされて水冷制御装置10に取り込まれる。メタル検出器6により圧延材先端が中間圧延機列1の最後尾の圧延機1fに達したことが検出されると、水冷制御装置10により、この検出時点から圧延材11の先端が中間水冷帯3に到達するまで時間が算出されて、この到達時間から、入側温度計4により、中間水冷帯3入側の圧延材長手方向の温度T1が所定の時間間隔で計測される。そして、この温度計測値T1は、前記のように、圧延材の長手方向の部位と対応づけて水冷制御装置10に取り込まれている。次に、メタル検出器7により、圧延材11の先端が、仕上げ圧延機列2の先頭圧延機2aに到達したことが検出されると、水冷制御装置10からの指令で、前記圧延負荷検出器12により圧延材長手方向の所定の時間間隔で、すなわち、中間水冷帯3の入側で温度計測された圧延材11の長手方向の部位に対応する部位に圧延負荷の圧延荷重Fが計測される。この計測した圧延荷重Fと予め設定した目標圧延荷重Faとの差ΔFに応じて、すなわち、計測負荷が目標負荷に一致するように、当該圧延材に対しては、中間水冷帯3の冷却水流量をフィ−ドバック制御する。また、次圧延材に対しては、冷却水流量および/または圧延速度の設定値(プリセット値)を調整する。
From the point of time when the rolled
前記当該圧延材に対する冷却水流量の制御は、目標圧延荷重Faからの差ΔFに対して、水冷帯の冷却水流量WaをΔFに対応する冷却水流量ΔWaだけ補正する。なお、前記目標圧延荷重Faとの差を比較する先頭圧延機2aの圧延荷重Fは、計測圧延荷重のバラツキを考慮して、圧延材長手方向の複数の計測圧延荷重の平均値(Fav.)である。したがって、ΔF=ABS(Fa−F)=ABS(Fa−Fav.)である。同様に、中間冷却帯1入側の圧延材長手方向の温度T1として、先頭圧延機2aの圧延荷重計測部位に対応する、圧延材長手方向の複数の計測温度の平均値(T1av.)が用いられる。この先頭圧延機2aの計測圧延荷重Fおよび中間圧延機列1の入側の計測温度T1の平均化は、圧延材の長手方向に沿って、圧延荷重および温度計測部位グループについて繰り返される。そして、中間水冷帯3の入側の平均温度T1av.、前記先頭圧延機2aの平均圧延荷重Fav.、目標圧延荷重Faからの荷重偏差ΔF、前記平均温度T1av.を算出した計測部位が中間水冷帯3を通過したときの冷却水流量Wa(平均流量)、補正流量ΔWa(平均流量)、および圧延速度、当該圧延材の製品寸法(仕上げ線径)、鋼種が水冷制御装置10の記憶部(図示省略)に記憶される。そして、同一ロットの次圧延材を含めて、同一鋼種または同一鋼種グループ、同一製品寸法の圧延材に対して、記憶した前記水冷制御結果に基づいて、中間水冷帯3の初期設定流量Wpおよび目標圧延荷重Faからの偏差単位圧延荷重あたりの補正流量ΔWuを修正して水冷制御精度を向上させる。なお、前記冷却水の初期設定流量Wpは、鋼種、製品寸法、圧延速度等の圧延条件ごとに、中間水冷帯3の入側温度T1av.と前記先頭圧延機2aの目標圧延荷重Faに対して、水冷制御実績値等から予め求めておいた冷却水流量に基づいて決定することができる。また、目標温度からの偏差単位圧延荷重あたりの補正流量ΔWuは、当該圧延材に対する補正流量ΔWaの平均値ΔWamと、目標圧延荷重Faと当該圧延材についての圧延荷重Fの平均荷重Fmとの偏差に基づいて算出することが可能である。
The control of the cooling water flow rate for the rolled material corrects the cooling water flow rate Wa in the water cooling zone by the cooling water flow rate ΔWa corresponding to ΔF with respect to the difference ΔF from the target rolling load Fa. The rolling load F of the leading
前述の、先頭圧延機2a出側の圧延材の温度を計測する前記実施形態の場合と同様に、先頭圧延機2aの圧延荷重を計測する上記実施形態の場合も、目標圧延荷重からの偏差に基づいた、水冷制御装置10からの制御指令により、的確かつタイムリーに冷却水流量の調節弁を作動させるために、流量調節弁の動作は遅れを伴うことを考慮して、目標圧延荷重F2aからの荷重偏差ΔFに対する冷却水の補正流量ΔWaを、次圧延材に対して早い目のタイミングで、すなわち、次圧延材の先端部が中間水冷帯3に到達する時点では、前記流量調節弁の開度が前記補正流量ΔWaを取り込んだ初期設定流量(=Wp+ΔWp(=ΔWa))の弁開度となるように弁開度の動作指示を与えることが望ましい。
Similar to the above-described embodiment in which the temperature of the rolling material on the outlet side of the leading
なお、上記の実施形態では、圧延負荷として圧延荷重Fを使用する形態を示したが、圧延負荷として、圧延ロールを駆動する電動機の負荷電流Iを使用することができる。また、圧延負荷として、圧延荷重または負荷電流のいずれを用いる場合でも、圧延速度を変化させると、圧延材の温度が同じでもこれらの圧延負荷が変化するため、前記目標圧延荷重Faまたは目標負荷電流Iaは、圧延速度によって補正できるようにしておくことが望ましい。また、前記先頭圧延機2a出側の計測温度、および先頭圧延機2aの計測圧延負荷は、中間水冷帯3の入側の圧延材温度と目標温度との偏差に基づいてフィ−ドフォワード制御を行なう場合にも使用することができる。
In addition, in said embodiment, although the form which uses the rolling load F as a rolling load was shown, the load current I of the electric motor which drives a rolling roll can be used as a rolling load. In addition, even when either a rolling load or a load current is used as the rolling load, if the rolling speed is changed, the rolling load changes even if the temperature of the rolled material is the same. Therefore, the target rolling load Fa or the target load current is changed. It is desirable that Ia can be corrected by the rolling speed. Further, the measured temperature on the outlet side of the leading
1:中間圧延機列 1a〜1f:圧延機 2:仕上げ圧延機列
2a〜2f:圧延機 3:中間水冷帯 4:入側温度計
5:出側温度計 6、7:メタルイン(噛み込み)検出器
8、9:線速検出器 10:水冷制御装置 11:圧延材
12:圧延負荷検出器 13:仕上げ温度計
1: Intermediate rolling mill row 1a to 1f: Rolling mill 2: Finish rolling
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