JP4966826B2 - Winding temperature control device and control method - Google Patents

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本発明は,熱間圧延ラインの巻取温度装置およびその制御方法に係り,簡易な計算で巻取温度を目標温度に一致させるのに好適な巻取温度制御方式に関する。   The present invention relates to a coiling temperature apparatus for a hot rolling line and a control method thereof, and more particularly to a coiling temperature control system suitable for making the coiling temperature coincide with a target temperature by simple calculation.
巻取温度制御を行う従来方法として,例えば,特許文献1には,冷却開始前にあらかじめ得られた圧延材の速度パターンに対応して,圧延材の情報に基づいて冷却パターンを設定し,圧延中の圧延材の速度にしたがって冷却パターンに応じた制御を行う方法が開示されている。   As a conventional method for controlling the coiling temperature, for example, in Patent Document 1, a cooling pattern is set on the basis of rolling material information corresponding to the speed pattern of the rolling material obtained in advance before the start of cooling. A method is disclosed in which control is performed in accordance with the cooling pattern according to the speed of the rolled material.
また特許文献2には,圧延材冷却装置に対応して鋼板を長手方向に分割し,これを材料冷却単位としてこの単位毎に温度を予測し,その予測温度を目標温度に一致させる巻取温度制御方法が記載されている。また圧延材の温度変化や搬送テーブルの入側温度変化を取込んでリアルタイムで冷却水量を決め,これに応じてバルブの操作をすることにより,外乱の影響を低減することのできる巻取温度制御方法および装置が示されている。   In Patent Document 2, a steel sheet is divided in the longitudinal direction corresponding to the rolling material cooling device, and this is used as a material cooling unit to predict the temperature for each unit, and to make the predicted temperature coincide with the target temperature. A control method is described. Winding temperature control that can reduce the influence of disturbances by taking into account changes in the temperature of the rolled material and changes in the inlet side temperature of the transfer table, determining the amount of cooling water in real time, and operating the valve accordingly. A method and apparatus are shown.
さらに特許文献3では鋼板を長手方向に区分するとともに,ヘッダーの開閉パターンと対応した制御コードを導入し,各区分の制御コードを簡易な線形演算で求解する方法が示されている。   Further, Patent Document 3 discloses a method of dividing a steel plate in the longitudinal direction and introducing a control code corresponding to the opening / closing pattern of the header to find the control code of each division by a simple linear operation.
特開平8−66713号公報JP-A-8-66713 特開2000−167615号公報JP 2000-167615 A 特開2007−118027号公報JP 2007-118027 A
しかしながら,これらの手法では,膨大な組み合わせとなる冷却パターン(冷却ヘッダーの組み合わせ)の中から適切なパターンを効率的に選択することや,選択のために必要な演算の削減に対して十分に配慮されていない。このため,巻取り温度の制御精度が低下したり,冷却パターンの決定に多大な計算時間を必要とする問題点があった。   However, with these methods, sufficient consideration is given to efficiently selecting an appropriate pattern from among a huge number of cooling patterns (combination of cooling headers) and reducing the computation required for the selection. It has not been. For this reason, there is a problem that the control accuracy of the coiling temperature is lowered and a long calculation time is required for determining the cooling pattern.
特許文献1では,速度一定の定常部では良い制御が行えるが,一般に圧延材の通板速度は,ミル払い出し時は低速であるが,その後徐々に加速し,ダウンコイラ巻取開始以後,加速レートを高め一定速度に到達した後,コイルがミルを抜ける直前に再度低速になる。このように速度が変化する過渡状態部では,速度と巻取温度パターンは直接対応しないので,速度を検出して冷却パターンを変更する特許文献1の手法では巻取温度制御の精度が低下する問題点があった。また速度パターンから巻取り温度パターンを決定する具体的な手法については開示されておらず,そのための演算量削減に対する考慮もなされていなかった。   In Patent Document 1, good control can be performed in a steady portion where the speed is constant. In general, the sheet feed speed of the rolled material is low when the mill is discharged, but then gradually accelerates, and after the start of downcoiler winding, the acceleration rate is increased. After reaching a high and constant speed, it slows down again just before the coil leaves the mill. In the transient state portion where the speed changes in this way, the speed and the winding temperature pattern do not directly correspond to each other. Therefore, the method of Patent Document 1 in which the cooling pattern is detected by detecting the speed decreases the accuracy of the winding temperature control. There was a point. In addition, a specific method for determining the winding temperature pattern from the speed pattern has not been disclosed, and no consideration has been given to reducing the amount of computation for that purpose.
また特許文献2に記載された制御方法では,圧延材の温度予測をする分割単位が冷却装置の大きさに依存するため,精度上必要とする値に比べ,分割が粗くなる問題があった。   Further, in the control method described in Patent Document 2, since the division unit for predicting the temperature of the rolled material depends on the size of the cooling device, there is a problem that the division becomes coarser than the value required for accuracy.
さらに特許文献3に記載された手法では,制御コードの導入により冷却パターンを簡単な演算で決定する手法が記載されているが,差分計算の時間刻みを適切な値に決定する手法は開示されていない。また鋼板長手方向に区分したセクションすべてについて,巻取り温度を算出した上でヘッダーパターンを求めているため,依然として演算量が多大になる問題があった。   Furthermore, the method described in Patent Document 3 describes a method for determining a cooling pattern by a simple calculation by introducing a control code, but does not disclose a method for determining a time interval for difference calculation to an appropriate value. Absent. In addition, since the header pattern is obtained after calculating the coiling temperature for all sections sectioned in the longitudinal direction of the steel plate, there is still a problem that the amount of calculation is still large.
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み,膨大な組み合わせとなる冷却パターンの中から巻取温度を精度良く制御するのに適切な冷却パターンを効率的に選択し、冷却パターンを算出するための計算時間を低減できる巻取り温度制御装置及び方法を提供することにある。   An object of the present invention is to calculate a cooling pattern by efficiently selecting a cooling pattern appropriate for accurately controlling a winding temperature from a large number of cooling patterns in view of the above-described problems of the prior art. It is an object of the present invention to provide a winding temperature control device and method that can reduce the calculation time for the above.
前記した課題を解決するために本発明では,巻取り温度制御のプリセット演算において,鋼板速度パターンを取り込んで,計算精度上必要となる冷却モデル演算の時間刻みを算出する時間刻み決定手段と,同様に鋼板速度パターンから上記セクションのうち,巻取り温度を推定し,制御コードを計算する対象セクションを決定する計算セクション決定手段を備えた。また制御コードを直接計算されない他のセクションの制御コードを,対象セクションの制御コードから決定する制御コード内挿手段を備えた。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is similar to the time step determining means for taking in the steel plate speed pattern and calculating the time step of the cooling model calculation required for calculation accuracy in the preset calculation of the winding temperature control. In addition, a calculation section determining means for estimating a coiling temperature from the steel plate speed pattern and determining a target section for calculating a control code is provided. Control code interpolation means for determining the control code of the other section, for which the control code is not directly calculated, from the control code of the target section is provided.
時間刻み決定手段は鋼板速度に対応して,冷却モデル計算の時間刻みを精度上必要な範囲で最大な値に設定する。このため計算刻みが過剰に細かくなり計算時間が大きな値になったり,計算刻みが粗くなり巻取り温度の予測精度を低下させることはない。また計算セクション決定手段は巻取り温度を計算するセクションの数を,鋼板速度の変化を指標に必要最小限に設定するため,巻取り温度の計算回数も低減できる。この結果,鋼板の長手方向での巻取り温度精度を低下させることなく,少ない演算量で巻取り温度をプリセット制御することができる。   The time step determining means sets the time step of the cooling model calculation to the maximum value within the necessary range for accuracy corresponding to the steel plate speed. For this reason, the calculation step becomes excessively fine, the calculation time becomes large, and the calculation step becomes coarse, so that the prediction accuracy of the coiling temperature is not lowered. In addition, the calculation section determination means sets the number of sections for calculating the coiling temperature to the minimum necessary using the change in the steel plate speed as an index, so the number of coiling temperature calculations can be reduced. As a result, the winding temperature can be preset controlled with a small amount of calculation without degrading the winding temperature accuracy in the longitudinal direction of the steel sheet.
本発明の実施形態によれば、熱間圧延後の鋼板の巻取り温度制御において,簡易な演算で鋼板長手方向のどの部位においても,高精度な巻取り温度が得られる。この結果,鋼板の組成品質を向上させることができ,同時に,平坦に近い巻取り鋼板形状を得ることができる。以下、複数の実施例について図面を参照しながら説明する。   According to the embodiment of the present invention, in the coiling temperature control of the steel sheet after hot rolling, a highly accurate coiling temperature can be obtained at any part in the longitudinal direction of the steel sheet with a simple calculation. As a result, the composition quality of the steel plate can be improved, and at the same time, a wound steel plate shape that is nearly flat can be obtained. Hereinafter, a plurality of embodiments will be described with reference to the drawings.
図1は本発明による巻取り温度制御システムの実施例を示す。巻取り温度制御装置100は制御対象150から種々の信号を受信し,制御信号を制御対象150に出力する。まず制御対象150の構成を説明する。本実施例で制御対象150は熱間圧延の巻取り温度制御設備であり,圧延部152のミル157で圧延された900℃程度の鋼板151を巻取り冷却装置153で冷却し,ダウンコイラ154で巻取る。タンデム圧延では7つ程度のミルで連続圧延されるため,図のミル157は最終スタンドに対応する。またステッケルミルのように1スタンド往復圧延の場合もあるが,本発明はいずれにも適用できる。   FIG. 1 shows an embodiment of a winding temperature control system according to the present invention. The winding temperature control apparatus 100 receives various signals from the control target 150 and outputs control signals to the control target 150. First, the configuration of the control target 150 will be described. In this embodiment, the control object 150 is a hot rolling coiling temperature control facility. A steel plate 151 of about 900 ° C. rolled by a mill 157 of a rolling unit 152 is cooled by a winding cooling device 153 and wound by a downcoiler 154. take. In tandem rolling, continuous rolling is performed with about 7 mills, so the mill 157 in the figure corresponds to the final stand. In addition, there are cases of one-stand reciprocating rolling such as a Steckel mill, but the present invention can be applied to any of them.
巻取り冷却装置153には,鋼板151の上側から水冷する上部冷却装置158と鋼板151の下側から水冷する下部冷却装置159が備えられており,各冷却装置は,水を放出する冷却ヘッダー160が一定本数組み合わされたバンク161を複数個,それぞれ備えている。本実施例では,各冷却ヘッダー160の操作指令が開と閉の場合を例に説明する。   The winding cooling device 153 includes an upper cooling device 158 that cools water from the upper side of the steel plate 151 and a lower cooling device 159 that cools water from the lower side of the steel plate 151. Each cooling device has a cooling header 160 that discharges water. Are provided with a plurality of banks 161 each of which is a fixed number. In the present embodiment, a case where the operation command for each cooling header 160 is open and closed will be described as an example.
ミル出側温度計155は,圧延部152で圧延された直後の鋼板の温度を計測し,巻取り温度計156はダウンコイラ154で巻取る直前の温度を計測する。巻取り温度制御の目的は,巻取り温度計156で計測された温度を目標温度に一致させることである。目標温度は,コイル長手方向の各部位で一定でも良いし,先行端を各部位に応じて異なった値に設定することもできる。   The mill outlet thermometer 155 measures the temperature of the steel sheet immediately after being rolled by the rolling unit 152, and the winding thermometer 156 measures the temperature immediately before winding by the downcoiler 154. The purpose of the winding temperature control is to make the temperature measured by the winding thermometer 156 coincide with the target temperature. The target temperature may be constant at each part in the coil longitudinal direction, or the leading end can be set to a different value depending on each part.
次に,巻取り温度制御装置100の構成を示す。巻取り温度制御装置100は,鋼板151が巻取り冷却装置153で冷却されるのに先立って各冷却ヘッダー160の開閉パターンに対応した制御コードを,鋼板長手方向を適当な長さで区分したセクション毎に算出するプリセット制御手段110を有する。また鋼板151が巻取り冷却装置153で冷却されているときに,巻取り温度計156の測定温度等の実績をリアルタイムに取り込んで,制御コードを変更するダイナミック制御手段120を有する。さらに制御コードを各冷却ヘッダー160の開閉パターンに変換するヘッダーパターン変換手段130を備えている。各冷却ヘッダー160の開閉パターンの集合を,以下,ヘッダーパターンと称する。   Next, the configuration of the winding temperature control device 100 is shown. The winding temperature control device 100 is a section in which the longitudinal direction of the steel plate is divided by an appropriate length with a control code corresponding to the opening / closing pattern of each cooling header 160 before the steel plate 151 is cooled by the winding cooling device 153. Preset control means 110 is provided for each calculation. In addition, when the steel plate 151 is cooled by the winding cooling device 153, it has dynamic control means 120 that takes in the results such as the measured temperature of the winding thermometer 156 in real time and changes the control code. Furthermore, a header pattern conversion means 130 for converting the control code into an opening / closing pattern of each cooling header 160 is provided. A set of opening / closing patterns of each cooling header 160 is hereinafter referred to as a header pattern.
プリセット制御手段110は,速度パターンテーブル111,目標巻取り温度テーブル112,冷却ヘッダー優先順位テーブル113から情報を取り込み,板温推定モデル114を用いた演算によりヘッダーパターンを算出する制御コード算出手段117を備えている。さらに速度パターンテーブル111から鋼板151の速度パターンを取り込み,制御コード算出手段117の巻取り温度推定演算の時間刻みを決定する時間刻み決定手段115,巻取り温度を推定し,この結果にしたがって制御コードを計算するの対象セクションを決定する計算セクション決定手段116を有する。さらに制御コード算出手段117の出力を元に,計算されなかったセクションの制御コードを決定する制御コード内挿手段,最終的に得られた各セクションの制御コードの計算結果に対して,ヘッダーパターンの時間的な出力を滑らかにするように制御コードを微修正する制御コードスムージング手段112を備えている。   The preset control means 110 includes a control code calculation means 117 that takes in information from the speed pattern table 111, the target winding temperature table 112, and the cooling header priority order table 113, and calculates a header pattern by calculation using the plate temperature estimation model 114. I have. Further, the speed pattern of the steel plate 151 is fetched from the speed pattern table 111, the time step determining means 115 for determining the time step of the winding temperature estimation calculation of the control code calculating means 117, the winding temperature is estimated, and the control code is determined according to this result. Calculation section determining means 116 for determining a section to be calculated. Furthermore, based on the output of the control code calculation means 117, the control code interpolation means for determining the control code of the section that has not been calculated. Control code smoothing means 112 for finely correcting the control code so as to smooth out the temporal output is provided.
ダイナミック制御手段120は,巻取り温度計156からの検出温度を用いて,これと目標温度との偏差を補正する巻取り温度偏差補正手段121,ミル出側温度計155からの検出温度を用いて,これとプリセット制御演算時に想定したミル出側温度との偏差を補正するミル出側温度偏差補正手段122,ミル157やダウンコイラ154の回転速度から鋼板151の速度を算出し,算出結果とプリセット制御演算時に想定した鋼板速度との偏差を補正する速度偏差補正手段123を備えている。   The dynamic control means 120 uses the temperature detected from the coiling thermometer 156 and uses the temperature detected by the coil temperature sensor 155 and the coil temperature deviation correcting means 121 for correcting the deviation between the temperature and the target temperature. The speed of the steel plate 151 is calculated from the rotational speed of the mill outlet side temperature deviation correction means 122, the mill 157 and the downcoiler 154, which corrects the deviation between this and the mill outlet temperature assumed at the time of the preset control calculation. A speed deviation correcting means 123 for correcting a deviation from the steel sheet speed assumed at the time of calculation is provided.
図2に速度パターンテーブル111の構成を示す。図2は圧延機152がタンデムミルの場合の速度パターンを例に示す。図では鋼種,板厚,板幅に対して,ミル157から鋼板151の先端が払い出されるときの速度(初期速度),その後,鋼板151の先端がダウンコイラ154に巻き取られるまでの加速度(第1加速度),その後,最大速度に達するまでの加速度(第2加速度),最大速度,最大速度から終期速度まで減速するときの減速度,および終期速度が層別毎に蓄積されている。速度の単位はm/分(mpm)である。   FIG. 2 shows the configuration of the speed pattern table 111. FIG. 2 shows an example of a speed pattern when the rolling mill 152 is a tandem mill. In the figure, the speed at which the tip of the steel plate 151 is discharged from the mill 157 (initial speed) with respect to the steel type, plate thickness, and plate width, and then the acceleration until the tip of the steel plate 151 is wound around the downcoiler 154 (first Acceleration), acceleration until reaching the maximum speed (second acceleration), maximum speed, deceleration when decelerating from the maximum speed to the final speed, and final speed are accumulated for each layer. The unit of speed is m / min (mpm).
時間刻み決定手段115,計算セクション決定手段116,および制御コード算出手段117は,該当コイルの鋼種,板厚,板幅を判定して,速度パターンテーブル111から対応する速度パターンを抽出する。たとえば鋼種がSUS304,板厚3.0〜4.0mm,板幅が1200mmのときには,初期速度670mpm,第1加速度2mpm/s,第2加速度12mpm/s,最大速度1000mpm,減速度6mpm,終期速度900mpmが抽出されることを示している。   The time step determining means 115, the calculation section determining means 116, and the control code calculating means 117 determine the steel type, plate thickness, and plate width of the corresponding coil, and extract the corresponding speed pattern from the speed pattern table 111. For example, when the steel grade is SUS304, the plate thickness is 3.0 to 4.0mm, and the plate width is 1200mm, the initial speed is 670mpm, the first acceleration is 2mpm / s, the second acceleration is 12mpm / s, the maximum speed is 1000mpm, the deceleration is 6mpm, and the final speed is 900mpm. It is shown that.
図3に目標巻取り温度テーブル112の構成を示す。鋼板の種類(鋼種)に対応して目標温度が層別された例を示している。制御コード算出手段117は該当コイルの鋼種を判定して,目標巻取り温度テーブル112から対応する目標温度を抽出する。   FIG. 3 shows the configuration of the target winding temperature table 112. The example in which the target temperature is stratified corresponding to the type (steel type) of the steel plate is shown. The control code calculation means 117 determines the steel type of the corresponding coil, and extracts the corresponding target temperature from the target winding temperature table 112.
図4に冷却ヘッダー優先順位テーブル113の構成を示す。以下では,ヘッダーの総数が100の場合を例に説明する。100個のヘッダーの開放順位に,1〜100の優先順位を付与したもので,鋼種,板厚,ヘッダー区分(上ヘッダーまたは下ヘッダー)に対して,優先的に開放する冷却ヘッダーの順序が格納されている。   FIG. 4 shows the configuration of the cooling header priority table 113. In the following, a case where the total number of headers is 100 will be described as an example. A priority order of 1 to 100 is given to the opening order of 100 headers, and the order of cooling headers to be preferentially opened is stored for steel grade, plate thickness, and header classification (upper header or lower header). Has been.
優先順位は,鋼板151の温度降下パターン,冷却効率,表面と内部の許容温度差等に配慮して決定する。たとえば鋼板151が薄い場合は,表面と内部に温度差が生じにくいため,冷却効率に配慮して鋼板151の温度が高いミル157の出側に近いヘッダーを優先的に開し,鋼板151が厚い場合には,空冷による復熱を利用して表面と内部の温度差を許容値の範囲内に抑える目的で,可能な限り開ヘッダーが連続しないように優先順位を付与する等が,鋼種や板厚により層別されて決定される。また鋼種によっては一定時間の中間温度保持を要求されるものもあり,その場合は前半冷却,中間温度保持,後半冷却を実現するようにヘッダー優先順位が付与される。   The priority order is determined in consideration of the temperature drop pattern of the steel plate 151, the cooling efficiency, the allowable temperature difference between the surface and the inside, and the like. For example, when the steel plate 151 is thin, a temperature difference between the surface and the inside is unlikely to occur. Therefore, in consideration of cooling efficiency, the header close to the exit side of the mill 157 where the temperature of the steel plate 151 is high is preferentially opened, and the steel plate 151 is thick. In some cases, priority should be given so that the open headers do not continue as much as possible for the purpose of keeping the temperature difference between the surface and the interior within the allowable range by using recuperation by air cooling. It is determined by layering according to thickness. Some steel grades require that the intermediate temperature be maintained for a certain period of time, in which case the header priority is assigned so as to realize the first half cooling, intermediate temperature holding, and second half cooling.
冷却ヘッダーは目標巻取り温度が得られる本数が開放するように制御される。バンク,冷却ヘッダーには,ミル157に近い順に番号がつけられており,たとえば(1,1)は,第1バンクの第1冷却ヘッダーを表している。図で,鋼種がSUS304,板厚が2.0〜3.0mm,冷却ヘッダー区分が上ヘッダーの場合には,(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,1),・・・・・,(20,4),(20,5)の順で,優先的に開放することを示している。すなわちミル157出側のヘッダーから順に優先的に開することを示している。また鋼種がSUS304,板厚が5.0〜6.0mm,冷却ヘッダー区分が上ヘッダーの場合には,(1,1),(1,4),(2,1),(2,4),(3,1),(3,4),・・・・・,(20,3),(20,5)の順で,優先的に開放することを示している。すなわち鋼板151がやや厚いため,開ヘッダーが連続しないように優先順位を付与していることを示している。本実施例では,上ヘッダーと下ヘッダーの優先順位を同一としたが,異なる優先順位を付与することもできる。   The cooling headers are controlled so that the number of cooling headers that can achieve the target winding temperature is released. Banks and cooling headers are numbered in order of proximity to the mill 157. For example, (1,1) represents the first cooling header of the first bank. In the figure, when the steel type is SUS304, the plate thickness is 2.0 to 3.0 mm, and the cooling header section is the upper header, (1,1), (1,2), (1,3), (1,4), It is shown that they are opened preferentially in the order of (1, 5), (2, 1), ..., (20, 4), (20, 5). That is, it indicates that the opening is preferentially performed in order from the header on the outlet side of the mill 157. If the steel type is SUS304, the plate thickness is 5.0 to 6.0 mm, and the cooling header section is the upper header, (1,1), (1,4), (2,1), (2,4), (3 , 1), (3, 4),..., (20, 3), (20, 5). That is, since the steel plate 151 is slightly thick, priority is given so that the open headers do not continue. In this embodiment, the priority order of the upper header and the lower header is the same, but different priority orders can be given.
本発明でヘッダーパターンは対応する制御コードで表現する。図5に制御コードと冷却ヘッダー開閉パターンの対応を示す。制御コード0が全開,100が全閉である。以下,優先順位1の冷却ヘッダーのみが開しているヘッダー開閉パターンを99,優先順位1と2の二つの冷却ヘッダーが開しているヘッダー開閉パターンを98のように制御コード化している。すなわち,すべての冷却ヘッダーが開した状態の制御コードを0,すべての冷却ヘッダーが閉した状態の制御コードを100(100は上または下の冷却ヘッダーの総数)とする。たとえば,鋼種がSUS304,板厚が2.0〜3.0mm,冷却ヘッダー区分が上ヘッダーの場合であれば,ヘッダーの優先順位にしたがって,(1,1)のみ開の状態を制御コード99,(1,1)(1,2)が開の状態を制御コード98,(1,1)(1,2),(1,3)が開の状態を制御コード97とし,この要領で以下,全ヘッダーが開している状態の制御コードである0まで,ヘッダーの開放パターンに制御コードを付与する。   In the present invention, the header pattern is expressed by a corresponding control code. FIG. 5 shows the correspondence between control codes and cooling header opening / closing patterns. Control code 0 is fully open and 100 is fully closed. Hereinafter, the header opening / closing pattern in which only the cooling header of priority 1 is opened is 99 and the header opening / closing pattern in which the two cooling headers of priority 1 and 2 are opened is coded as 98. That is, the control code with all cooling headers open is set to 0, and the control code with all cooling headers closed is set to 100 (100 is the total number of upper or lower cooling headers). For example, if the steel type is SUS304, the plate thickness is 2.0 to 3.0 mm, and the cooling header section is the upper header, the control code 99, (1, 1) Control code 98 when (1,2) is open and control code 97 when (1,1) (1,2), (1,3) are open. Control codes are assigned to the header opening pattern up to 0, which is the control code in the open state.
図6に時間刻み決定手段115が実行するアルゴリズムを示す。S6−1で速度パターンテーブル111から最大速度を取り込む。S6−2では最大速度と鋼板長手方向のヘッダーピッチから,(1)式にしたがって標準時間刻みΔTsを算出する。
ΔTs=Lh/(Vmax×1000/60) …(1)
ただし Lh:ヘッダーピッチ、Vmax:鋼板最大速度である。
FIG. 6 shows an algorithm executed by the time step determining means 115. In S6-1, the maximum speed is fetched from the speed pattern table 111. In S6-2, the standard time increment ΔTs is calculated from the maximum speed and the header pitch in the longitudinal direction of the steel sheet according to equation (1).
ΔTs = Lh / (Vmax × 1000/60) (1)
However, Lh: header pitch, Vmax: maximum steel plate speed.
S6−3で,標準時間刻みΔTsから(2)式にしたがって差分計算の時間刻みΔTcを算出する。
ΔTc=α1×ΔTs …(2)
α1は定数で,巻取り温度計算の精度確保のためには1または1以下に設定する。また少々の精度低下を許容して計算時間を短縮したい場合には,1以上に設定することも考えられる。
In S6-3, a time step ΔTc for difference calculation is calculated from the standard time step ΔTs according to the equation (2).
ΔTc = α1 × ΔTs (2)
α1 is a constant and is set to 1 or 1 or less to ensure the accuracy of the coiling temperature calculation. If it is desired to allow a slight decrease in accuracy and shorten the calculation time, it may be set to 1 or more.
鋼板最大速度は、一般に鋼板の板厚,板幅,鋼種により決まる。図2の例では,SUS304,板厚2.0〜3.0mm,板幅900mmの最大速度は1100mpm(以下,ケース1),SUS304,板厚12.0〜mm,板幅1200mmの最大速度は400mpm(以下,ケース2)である。(1)、(2)式で,α1=1,Lh=300mmとしたとき,ケース1ではΔTc=0.0164s,ケース2ではΔTc=0.045sとなる。したがってΔTc=0.0164で固定とした場合との比較で,ケース2の場合,計算精度を低下させることなく鋼板温度予測のための計算量を約1/3に低減できる。逆に、ΔTc=0.045で固定とした場合との比較で,ケース2の場合の計算精度低下を防止できる。このように鋼板速度にしたがって計算精度確保のために必要な計算刻みが異なることによって,本発明によれば,鋼板速度を反映して最適化でき,温度計算の精度を低下させることなく,計算量を最小化できる。   The maximum speed of the steel sheet is generally determined by the thickness, width, and type of steel sheet. In the example of Fig. 2, the maximum speed of SUS304, plate thickness 2.0-3.0mm, plate width 900mm is 1100mpm (hereinafter, case 1), SUS304, plate thickness 12.0-mm, plate width 1200mm is 400mpm (hereinafter, case) 2). In the equations (1) and (2), when α1 = 1 and Lh = 300 mm, ΔTc = 0.0164 s in case 1 and ΔTc = 0.045 s in case 2. Therefore, in comparison with the case where ΔTc is fixed at 0.0164, in case 2, the calculation amount for predicting the steel sheet temperature can be reduced to about 1 / without reducing the calculation accuracy. On the other hand, compared with the case where ΔTc = 0.045 is fixed, the calculation accuracy in the case 2 can be prevented from being lowered. Since the calculation steps necessary for ensuring the calculation accuracy differ according to the steel plate speed in this way, according to the present invention, optimization can be performed reflecting the steel plate speed, and the calculation amount can be reduced without reducing the accuracy of temperature calculation. Can be minimized.
巻取り冷却装置の構成によっては,テーブルローラーとの干渉等の理由でヘッダーピッチが一様でない場合もある。この場合には,計算精度を決定するLhとして,最小のヘッダーピッチを使用すればよい。あるいはヘッダーピッチの平均値等のヘッダーピッチを代表する値を使用することも考えられる。   Depending on the configuration of the winding cooling device, the header pitch may not be uniform due to interference with the table roller. In this case, the minimum header pitch may be used as Lh for determining calculation accuracy. Alternatively, it is conceivable to use a value representing the header pitch such as an average value of the header pitch.
図7に計算セクション決定手段116が実行するアルゴリズムを示す。計算セクション決定手段116では,鋼板先行端の一定数のセクションに加え,鋼板の速度パターン変更点に対応するタイミングでミル157直下にあるセクションを計算対象に設定する。   FIG. 7 shows an algorithm executed by the calculation section determination means 116. In the calculation section determination means 116, in addition to a fixed number of sections at the leading end of the steel sheet, the section immediately below the mill 157 is set as a calculation target at the timing corresponding to the speed pattern change point of the steel sheet.
鋼板先後端では,鋼板151のダウンコイラ154への巻き付き性や巻取り性を良くする目的で,目標巻取り温度を部位に対応して高く設定する場合がある。このためまずS7−1で,鋼板先頭から一定数のセクションを,計算対象に設定する。一定数は,目標温度が鋼板定常部と異なっている範囲を基に決めれば良く,通常,先端数十メートルの範囲に設定する。   At the front and rear ends of the steel plate, the target winding temperature may be set higher depending on the part in order to improve the winding property and winding property of the steel plate 151 around the downcoiler 154. For this reason, first, in S7-1, a certain number of sections from the top of the steel plate are set as calculation targets. The fixed number may be determined based on the range in which the target temperature is different from the steady part of the steel plate, and is usually set in the range of several tens of meters at the tip.
次にS7−2で第1加速終了セクション番号を算出し,計算対象に設定する。第1加速終了セクション番号SL1aは(3)式により算出する。
SL1a=Lmd/Seclen …(3)
ただし、Lmd:ミル157からダウンコイラ154までの距離、Seclen:セクション長。
Next, in S7-2, a first acceleration end section number is calculated and set as a calculation target. The first acceleration end section number SL1a is calculated by equation (3).
SL1a = Lmd / Seclen (3)
Where Lmd: distance from mill 157 to downcoiler 154, Seclen: section length.
S7−3では第1加速終了セクション番号を算出し,計算対象に設定する。第2加速終了セクション番号SL2aは(4)、(5)式により算出する。
(V1a)2=Lmd×2×Acc1+Vmax×Vmax …(4)
SL2a={Lmd+(Vmax−V1a)/Acc2×(Vmax+V1a)/2}/Seclen …(5)
ただし、V1a:第1加速終了速度、Acc1:第1加速度,Acc2:第2加速度,Vmax:最大速度である。
In S7-3, the first acceleration end section number is calculated and set as a calculation target. The second acceleration end section number SL2a is calculated by equations (4) and (5).
(V1a) 2 = Lmd × 2 × Acc1 + Vmax × Vmax (4)
SL2a = {Lmd + (Vmax−V1a) / Acc2 × (Vmax + V1a) / 2} / Seclen (5)
Where V1a is the first acceleration end speed, Acc1 is the first acceleration, Acc2 is the second acceleration, and Vmax is the maximum speed.
S7−4では減速開始セクション番号を算出し,計算対象に設定する。減速開始セクション番号SLdsは(6)式により算出する。
SLds={Striplen−(Vmax−Vf)/Dcc×(Vmax+Vf)/2−dccmargin}/Seclen …(6)
ただし、Striplen:鋼板長さ,Vf:終期速度,Dcc:減速度,dccmargin:鋼板151の尻抜けのどれくらい前で減速を完了するかのマージン。
In S7-4, the deceleration start section number is calculated and set as the calculation target. The deceleration start section number SLds is calculated by equation (6).
SLds = {Striplen− (Vmax−Vf) / Dcc × (Vmax + Vf) / 2−dccmargin} / Seclen (6)
However, Striplen: steel plate length, Vf: final velocity, Dcc: deceleration, dccmargin: margin of how long before the bottom of the steel plate 151 completes deceleration.
S7−5で減速終了セクション番号を算出し,計算対象に設定する。減速終了セクション番号SLdeは(7)式により算出する。
SLde={Striplen−dccmargin}/Seclen …(7)
S7−6では,鋼板尾端から一定数のセクションを計算対象に設定する。一定数はS7−1の鋼板先端部の場合と同様,目標温度が鋼板定常部と異なっている範囲を基に決めれば良く,通常,先端数十メートルの範囲に設定する。
In S7-5, calculate the deceleration end section number and set it as the calculation target. The deceleration end section number SLde is calculated by equation (7).
SLde = {Striplen−dccmargin} / Seclen (7)
In S7-6, a certain number of sections from the tail end of the steel sheet are set as calculation targets. The constant may be determined based on the range in which the target temperature is different from the steady part of the steel plate as in the case of the steel plate tip of S7-1, and is usually set in the range of several tens of meters.
以上の計算で,鋼板151の全長で定義した各セクションに対して,制御コードの計算対象となるセクションが抽出されたことになる。図7のアルゴリズムを実行した結果,隣接した計算対象のセクション番号が大きく隔たっていた場合には,精度向上のため,それらの中間付近のセクションを計算対象セクションに含めても良い。   With the above calculation, a section for which the control code is calculated is extracted for each section defined by the total length of the steel plate 151. As a result of executing the algorithm of FIG. 7, if the section numbers of adjacent calculation targets are greatly separated, a section near the middle may be included in the calculation target section in order to improve accuracy.
図8に制御コード算出手段117が実行するアルゴリズムを示す。制御コード算出手段117は計算セクション決定手段116により計算対象として決められたセクションについて,目標巻取り温度を実現するヘッダーパターンを板温推定モデル114を用いた演算により,制御コードの形式で算出する。本実施例では線形逆補間法により制御コードを算出する例を示す。   FIG. 8 shows an algorithm executed by the control code calculation unit 117. The control code calculation means 117 calculates a header pattern for realizing the target coiling temperature in the form of the control code for the section determined as the calculation target by the calculation section determination means 116 by calculation using the plate temperature estimation model 114. In this embodiment, an example in which a control code is calculated by a linear inverse interpolation method is shown.
まずS8−1で鋼板151の計算対象として定義されたセクションで,解の制御コードを挟むような二つの制御コードnL,nHを定義する。ここでは冷却ヘッダーの全開と全閉の間に解が存在することから,一律にnL=0,nH=100とする。ここで制御コードの増加に伴って,開している冷却ヘッダーは単純に減少するので,n1<n2のとき,これらのヘッダーパターンに対応した巻取り温度Tc1,Tc2について,Tc1<Tc2が成立する。   First, in the section defined as the calculation target of the steel plate 151 in S8-1, two control codes nL and nH that sandwich the control code of the solution are defined. Here, since a solution exists between the fully open and fully closed cooling headers, nL = 0 and nH = 100 are uniformly set. Here, as the control code increases, the number of open cooling headers simply decreases. Therefore, when n1 <n2, Tc1 <Tc2 holds for the coiling temperatures Tc1, Tc2 corresponding to these header patterns. .
次にS8−2で,nLとnHの平均をn0とする。そしてS8−3で,制御コードn0に対応した巻取り温度Tc0を算出する。S8−3は板温推定モデル114を用いた鋼板151の温度推定演算を,計算セクション決定手段116により計算対象として定義されたセクションについて,ミル払い出しからダウンコイラ巻取りまで連続計算し,巻取り温度を推定する。   Next, in S8-2, the average of nL and nH is n0. In S8-3, a winding temperature Tc0 corresponding to the control code n0 is calculated. In S8-3, the temperature estimation calculation of the steel plate 151 using the plate temperature estimation model 114 is continuously calculated from the mill discharge to the downcoiler winding for the section defined as the calculation target by the calculation section determining means 116, and the winding temperature is calculated. presume.
S8−4で目標巻取り温度Ttargetに対する推定巻取り温度Tc0の符号を判定し,Tc0>Ttarget の場合は,n0とnLの間に解があるので,n0を新たにnHとおく。逆にTc0<Ttarget の場合は,n0とnHの間に解があるので,n0を新たにnLとおく。S8-5でアルゴリズムの終了条件を判定し,満足していない時はS8−2〜S8−4の実行を繰り返す。   In S8-4, the sign of the estimated winding temperature Tc0 with respect to the target winding temperature Ttarget is determined. If Tc0> Ttarget, there is a solution between n0 and nL, so n0 is newly set to nH. Conversely, if Tc0 <Ttarget, there is a solution between n0 and nH, so n0 is newly set to nL. In S8-5, the end condition of the algorithm is determined. If not satisfied, the execution of S8-2 to S8-4 is repeated.
アルゴリズムの終了は,S8−2〜S8−4の一定回数以上の繰り返しで完了するか、計算対象のすべてのセクションで,巻取り温度推定値Tcと目標巻取り温度Ttargetの偏差が一定値以下(n0がnH,nLのいずれかと一致)等を条件に,判定すれば良い。   Completion of the algorithm is completed by repeating a certain number of times S8-2 to S8-4 or the deviation between the estimated coiling temperature Tc and the target coiling temperature Ttarget is below a certain value in all sections to be calculated ( The determination may be made on the condition that n0 matches either nH or nL).
制御コード付与は,すべての冷却ヘッダーが閉した状態の制御コードを0,すべての冷却ヘッダーが開した状態の制御コードを100とし,これに対応して付与しても同じである。   The control code assignment is the same even if the control code with all the cooling headers closed is 0, and the control code with all the cooling headers open is 100.
図9に、S8−3に対応した温度推定演算の詳細を示す。温度推定演算としては,鋼板151を長手方向および厚み方向に分割し,決まった単位で時間を進めて計算する,いわゆる前進差分法の例を示す。時間刻みの値は,時間刻み決定手段115の出力ΔTcにしたがって決定する。   FIG. 9 shows the details of the temperature estimation calculation corresponding to S8-3. As the temperature estimation calculation, an example of a so-called forward difference method is shown in which the steel plate 151 is divided into the longitudinal direction and the thickness direction, and the time is calculated by a predetermined unit. The value of the time step is determined according to the output ΔTc of the time step determination means 115.
まずS9−1で計算時刻を更新し,速度パターンテーブル111から取り込んだ値を基に,該当時刻の板速Vtを計算する。Vtは速度変化の切替点となる鋼板部位を算出した(3)式〜(7)式の演算にしたがって簡単に求められる。S9−2で,算出した板速を用いて,ミル払い出し長さLnを計算する。払い出し長さLnとは,圧延を終えてミルから払い出された鋼板の長さで,(8)式で計算できる。ただしLn−1は,前時刻の払い出し長さである。
Ln=Ln−1+ΔTc・Vt …(8)
S9−3で演算の完了を判定する。ミル払い出し長さLnが,鋼板151の全長とミル157〜ダウンコイラ154距離の和より大きくなった時,コイル1本に対応した巻取り温度予測計算がすべて終了しているので,演算完了となる。
First, the calculation time is updated in S9-1, and the plate speed Vt at the corresponding time is calculated based on the value fetched from the speed pattern table 111. Vt is easily obtained according to the calculations of equations (3) to (7) in which the steel plate portion serving as the speed change switching point is calculated. In S9-2, the mill delivery length Ln is calculated using the calculated plate speed. The payout length Ln is the length of the steel sheet discharged from the mill after rolling, and can be calculated by equation (8). However, Ln−1 is the payout length of the previous time.
Ln = Ln−1 + ΔTc · Vt (8)
In S9-3, the completion of the operation is determined. When the mill payout length Ln becomes larger than the sum of the total length of the steel plate 151 and the distance between the mill 157 and the downcoiler 154, all the winding temperature prediction calculations corresponding to one coil are completed, and the calculation is completed.
演算が完了していない場合には,S9−4で鋼板の温度トラッキングを行う。すなわち,前時刻の鋼板の位置に対して,ΔTcだけ時間が経過した後に鋼板がどれだけ進むかがLnとLn−1の関係から分かるので,鋼板の温度分布を対応した距離だけ移動する処理を行う。S9−5でΔTcの間にミルから排出された鋼板151にミル出側の鋼板温度の推定値を設定する。   If the calculation has not been completed, the temperature of the steel sheet is tracked in S9-4. In other words, it can be seen from the relationship between Ln and Ln−1 that the steel plate advances after a time of ΔTc with respect to the position of the steel plate at the previous time, so the process of moving the temperature distribution of the steel plate by the corresponding distance is performed. Do. In S9-5, an estimated value of the steel plate temperature on the outlet side of the mill is set to the steel plate 151 discharged from the mill during ΔTc.
S9−6で冷却エリア(巻取り冷却装置153内)に,計算セクション決定手段116が算出した計算対象のセクションがあるかどうかを判定する。ある場合はS9−7に処理を進め,ない場合にはS9−1に処理を戻す。S9−7で鋼板151の各部位に対応したヘッダーの開閉の情報から,各部位が水冷か空冷かを判定する。水冷の場合はS9−8で,例えば(9)式にしたがって熱伝達係数を計算する。
hw=9.72*105*ω0.355*{(2.5−1.15*logTw)*D/(pl*pc)}0.646/(Tsu−Tw) …(9)
ただし、ω:水量密度、Tw:水温、D:ノズル直径、pl:ライン方向のノズルピッチ、pc:ラインと直行方向のノズルピッチ 、Tsu:鋼板151の表面温度である。
In S9-6, it is determined whether or not there is a calculation target section calculated by the calculation section determining means 116 in the cooling area (in the winding cooling device 153). If there is, the process proceeds to S9-7, and if not, the process returns to S9-1. In S9-7, it is determined whether each part is water-cooled or air-cooled from the opening / closing information of the header corresponding to each part of the steel plate 151. In the case of water cooling, in S9-8, for example, the heat transfer coefficient is calculated according to equation (9).
hw = 9.72 * 10 5 * ω 0.355 * {(2.5−1.15 * logTw) * D / (pl * pc)} 0.646 / (Tsu−Tw)… (9)
Where ω is the water density, Tw is the water temperature, D is the nozzle diameter, pl is the nozzle pitch in the line direction, pc is the nozzle pitch in the line and perpendicular direction, and Tsu is the surface temperature of the steel plate 151.
(9)式は,いわゆるラミナー冷却の場合の熱伝達係数である。水冷方法としてはこの他にスプレー冷却等,種々あり,いくつかの熱伝達係数の計算式が知られている。   Equation (9) is a heat transfer coefficient in the case of so-called laminar cooling. There are various other water cooling methods such as spray cooling, and several heat transfer coefficient formulas are known.
一方,空冷の場合はS9−9で,例えば(10)式にしたがって熱伝達係数を計算する。
hr=σ・ε[{(273+Tsu)/100}4−{(273+Ta)/100}4]/(Tsu−Ta) …(10)
ただし、σ:ステファンボルツマン定数(=4.88)、ε:放射率、Ta:空気温度(℃)、Tsu:鋼板151の表面温度である。
On the other hand, in the case of air cooling, in S9-9, the heat transfer coefficient is calculated according to, for example, equation (10).
hr = σ · ε [{(273 + Tsu) / 100} 4 − {(273 + Ta) / 100} 4 ] / (Tsu−Ta) (10)
Where σ: Stefan Boltzmann constant (= 4.88), ε: emissivity, Ta: air temperature (° C.), Tsu: surface temperature of steel plate 151.
鋼板151の表面については(9)式で,裏面については(10)式で,それぞれ熱の移動量を計算する。そしてS9−10で鋼板151の各部位の温度を,ΔTc経過する前の温度をもとに,ΔTc間の熱量の移動を加減算することで計算する。鋼板151の厚み方向の熱移動を無視する場合であれば,鋼板151の長手方向の各部位について(11)式の差分式で計算できる。
Tn=Tn-1−(ht+hb)*Δ/(ρ*C*B) …(11)
ただし,Tn:現在の板温,Tn-1:Δ前の板温,ht:鋼板表面の熱伝達係数,hb:鋼板裏面の熱伝達係数,ρ:鋼板の密度、C:鋼板の比熱、B:鋼板の厚みである。
また鋼板151の厚み方向の熱伝導を考慮する必要がある場合には,良く知られる熱方程式を解くことで計算できる。熱方程式は(12)式で表され,これを計算機で差分計算する方法は,種々の文献で公開されている。
∂T/∂t={λ/(ρ*C)}(∂2T/∂t2) …(12)
ただし、λ:熱伝導率、T:材料温度である。
The amount of heat transfer is calculated using equation (9) for the surface of the steel plate 151 and using equation (10) for the back surface. In S9-10, the temperature of each part of the steel plate 151 is calculated by adding / subtracting the movement of the amount of heat between ΔTc based on the temperature before ΔTc elapses. If the heat transfer in the thickness direction of the steel plate 151 is neglected, each part in the longitudinal direction of the steel plate 151 can be calculated by the differential equation (11).
Tn = Tn-1− (ht + hb) * Δ / (ρ * C * B) (11)
Where Tn: current plate temperature, Tn-1: plate temperature before Δ, ht: heat transfer coefficient on the steel plate surface, hb: heat transfer coefficient on the back surface of the steel plate, ρ: density of the steel plate, C: specific heat of the steel plate, B : The thickness of the steel sheet.
When it is necessary to consider the heat conduction in the thickness direction of the steel plate 151, it can be calculated by solving a well-known heat equation. The heat equation is expressed by equation (12), and methods for calculating the difference with a computer are disclosed in various documents.
∂T / ∂t = {λ / (ρ * C)} (∂ 2 T / ∂t 2 ) (12)
Where λ is the thermal conductivity and T is the material temperature.
そしてS9−11で,ミル157からダウンコイラ154までのライン内の鋼板151の計算対象セクションすべてで計算を行ったかどうかを判定する。計算が完了するまでS9−7〜S9−10を繰り返す。またS9−1〜S9−11を,S9−3で演算の終了を判定されるまで繰り返す。   In S9-11, it is determined whether or not the calculation has been performed for all the calculation target sections of the steel plate 151 in the line from the mill 157 to the downcoiler 154. Repeat S9-7 to S9-10 until the calculation is completed. Further, S9-1 to S9-11 are repeated until it is determined in S9-3 that the calculation is finished.
図10に各計算セクションに付与されている制御コードの,制御コード算出手段117における最適化処理による変化の一例を示す。処理1回目では,計算対象の各部位で同一の初期値(nL=0,nH=100)に対する処理なので,図10の処理1回目に示すように,各セクションで50が付与される。処理2回目では制御コード50に対して各セクションの巻取り温度Tc0の予測結果が,Ttargetより大きいか小さいかで,付与される制御コードが異なる。本実施例では,鋼板速度が低速である鋼板151の先後端に近い部分は,ヘッダーを閉する方向の制御コードに更新され,鋼板速度が高速である鋼板151の中央部は,ヘッダーを開する方向の制御コードに更新される例を示している。   FIG. 10 shows an example of the change of the control code assigned to each calculation section by the optimization process in the control code calculation means 117. In the first processing, the processing is performed on the same initial value (nL = 0, nH = 100) in each part to be calculated, so 50 is assigned to each section as shown in the first processing in FIG. In the second processing, the control code to be applied differs depending on whether the prediction result of the winding temperature Tc0 of each section with respect to the control code 50 is larger or smaller than Ttarget. In this embodiment, the portion near the front and rear ends of the steel plate 151 having a low steel plate speed is updated to a control code in a direction in which the header is closed, and the central portion of the steel plate 151 having a high steel plate speed opens the header. An example of updating to a direction control code is shown.
具体的には,図10の処理2回目に示すように,先端部と後端部は,S8−4の処理でnL=0,nH=50に更新された結果,制御コードはその平均である25に更新されている。一方,鋼板中央部に近い第1加速終了セクション1001と減速開始セクション1002は,S8−4の処理でnL=50,nH=100に更新された結果,制御コードは75に更新されている。このようにして,図8のS8−2〜8−5を繰り返すことで,制御コードが順次更新される。   Specifically, as shown in the second processing of FIG. 10, the leading end and the trailing end are updated to nL = 0 and nH = 50 in the processing of S8-4, and the control code is the average. It has been updated to 25. On the other hand, the first acceleration end section 1001 and the deceleration start section 1002 close to the center of the steel plate are updated to nL = 50 and nH = 100 in the process of S8-4, so that the control code is updated to 75. In this way, the control codes are sequentially updated by repeating S8-2 to 8-5 in FIG.
図11に制御コード内挿手段118が実行するアルゴリズムを示す。計算セクションSa,Sbの制御コードがCa,Cbの場合,SaとSbの間にあるセクションSiの制御コードCiを求めるための内挿演算は,一般に(13)式にしたがって行う。
Ci=Ca+(int){(Cb−Ca)×(Si−Sa)/(Sb−Sa)+0.5} …(13)
ここで(int)は値を整数化することを示す。個別にはまずS11−1で,鋼板先頭の計算セクションと第1加速終了セクションの制御コードをCa,Cbとし,鋼板先頭から第1加速終了セクションまでの制御コード未定セクションの制御コードを,(13)式により計算する。
FIG. 11 shows an algorithm executed by the control code interpolation means 118. When the control codes of the calculation sections Sa and Sb are Ca and Cb, the interpolation operation for obtaining the control code Ci of the section Si between Sa and Sb is generally performed according to the equation (13).
Ci = Ca + (int) {(Cb−Ca) × (Si−Sa) / (Sb−Sa) +0.5} (13)
Here, (int) indicates that the value is converted to an integer. Individually, first in S11-1, the control code of the calculation section at the top of the steel sheet and the control code of the first acceleration end section are set to Ca and Cb, and the control code of the undefined section from the top of the steel sheet to the first acceleration end section is (13 )
同様にS11−2で,第1加速終了セクションから第2加速終了セクションまでの制御コード未定セクションの制御コードを,S11−3で第2加速終了セクションから減速開始セクションまでの制御コード未定セクションの制御コードを,S11−4で減速開始セクションから減速終了セクションまでの制御コード未定セクションの制御コードを,S11−5で減速終了セクションから鋼板尾端セクションまでの制御コード未定セクションの制御コードを,制御コードが計算されたセクションの値を用いて,それぞれ(13)式にしたがって計算する。   Similarly, in S11-2, control code of the control code undetermined section from the first acceleration end section to the second acceleration end section is controlled, and in S11-3, control code undetermined section control from the second acceleration end section to the deceleration start section is controlled. Control code from the deceleration start section to the deceleration end section in S11-4, control code from the deceleration end section to the steel tail end section, control code from the deceleration end section to the steel tail section in S11-5, control code Is calculated according to the equation (13) using the value of the section where is calculated.
図12に、図8のアルゴリズムにしたがって制御コードを計算されたセクションと,内挿処理にしたがって制御コードを計算されたセクションの,鋼板151全体における分布を示す。鋼板の先後端の計算対象セクションを3セクションずつとした場合の例を示している。   FIG. 12 shows the distribution in the entire steel plate 151 of the section for which the control code is calculated according to the algorithm of FIG. 8 and the section for which the control code is calculated according to the interpolation process. The example at the time of making the calculation object section of the front-and-rear end of a steel plate into three sections each is shown.
図12では,鋼板先頭セクション1201,第1加速終了セクション1202,減速終了セクション1203,鋼板尾端セクション1204が,図8のアルゴリズムに従って制御コードを計算されたセクションである。また一例として、算出するセクション1205が図11のS11−1の内挿計算により制御コードが算出されたセクションを示している。またセクション1206が,図11のS11−5の内挿計算により制御コードが算出されたセクションを示している。   In FIG. 12, a steel plate head section 1201, a first acceleration end section 1202, a deceleration end section 1203, and a steel plate tail end section 1204 are sections whose control codes are calculated according to the algorithm of FIG. As an example, a section 1205 to be calculated indicates a section in which a control code is calculated by the interpolation calculation of S11-1 in FIG. A section 1206 indicates a section in which a control code is calculated by the interpolation calculation of S11-5 in FIG.
このように、すべてのセクションについて鋼板温度推定計算を行った場合に比べ,限られたセクションのみを計算対象とすることで計算量を大幅に削減できる。また鋼板151の速度の変曲点に着目して温度計算セクションを決定したため,内挿で求めた制御コードによりプリセット制御を行っても,巻取り温度制御の精度をほとんど低下させることなく制御を行うことができる。   Thus, compared with the case where the steel plate temperature estimation calculation is performed for all sections, the calculation amount can be greatly reduced by considering only a limited section as a calculation target. In addition, since the temperature calculation section was determined by paying attention to the inflection point of the speed of the steel plate 151, even if preset control is performed using the control code obtained by interpolation, control is performed without substantially reducing the accuracy of the winding temperature control. be able to.
図13に制御コード内挿手段118が最終的に出力する鋼板長手方向の各セクションにおける制御コードの例を示す。各セクションに対応して制御コードが割り振られている。冷却装置は鋼板の表と裏に対応して上部冷却装置158と下部冷却装置159があるので,制御コードとしては,上ヘッダーと下ヘッダーに対応して,別個に出力する。図では,鋼板151の長手方向について,セクション1の上ヘッダーの制御コードは95,下ヘッダーの制御コードも95,IからI+1にかけては,上ヘッダー,下ヘッダー共,制御コードは14であることを示している。図13では,鋼板151の同一部位に対応した上ヘッダーと下ヘッダーの制御コードを同一としたが,異なった制御コードを付与することも可能である。   FIG. 13 shows an example of the control code in each section in the longitudinal direction of the steel plate that is finally output by the control code interpolating means 118. A control code is assigned to each section. Since the cooling device includes the upper cooling device 158 and the lower cooling device 159 corresponding to the front and back of the steel plate, the control code is output separately corresponding to the upper header and the lower header. In the figure, regarding the longitudinal direction of the steel plate 151, the control code of the upper header of section 1 is 95, the control code of the lower header is 95, and the control code is 14 for both the upper and lower headers from I to I + 1. Show. In FIG. 13, the control codes of the upper header and the lower header corresponding to the same part of the steel plate 151 are the same, but different control codes can be given.
図14に制御コードスムージング手段119の処理結果を示す。制御コードスムージング手段119は決定された制御コードに対して,冷却ヘッダーの開閉を平滑化する処理を行う。図14の例では,セクションIの制御コードが前後の部位に比べて,ともに小さくなっている。この場合,一部の冷却ヘッダー160が鋼板のセクションIの通過に伴って,瞬間的に開閉するような制御指令が出力されることになる。しかし、制御コードスムージング手段119によるスムージング処理の後は,セクションIの制御コード12を14にスムージングする。   FIG. 14 shows the processing result of the control code smoothing means 119. The control code smoothing means 119 performs a process of smoothing the opening and closing of the cooling header on the determined control code. In the example of FIG. 14, the control codes of section I are both smaller than the front and rear parts. In this case, a control command is output so that some of the cooling headers 160 are opened and closed instantaneously as the section I of the steel plate passes. However, after the smoothing process by the control code smoothing means 119, the control code 12 of section I is smoothed to 14.
これにより,鋼板セクションに対する制御コードの変化は単調となり,スムージング前の問題は解消されている。短周期で冷却ヘッダーが開閉する指令を生成しても,実際には冷却ヘッダーの応答遅れのために意味をなさない。そこでこのようなスムージング処理を行い,冷却ヘッダーの指令を時間方向に平滑化する。平滑化は,各セクションの制御コードを前後の制御コードと比較し,ともに大きいか小さい場合には,前または後ろの制御コードと一致させることで,簡単に実現できる。   As a result, the change of the control code for the steel plate section is monotonous, and the problem before smoothing is solved. Generating a command to open and close the cooling header in a short cycle does not actually make sense because of a response delay in the cooling header. Therefore, such smoothing processing is performed to smooth the cooling header command in the time direction. Smoothing can be easily realized by comparing the control code of each section with the preceding and following control codes, and if both are large or small, match them with the preceding or following control code.
プリセット制御手段110が出力した制御コードは,ダイナミック制御手段120により,実際に鋼板151を冷却中にリアルタイムで補正される。ダイナミック制御手段120は,巻取り温度計156からの検出温度を用いて,これと目標温度との偏差を補償する巻取り温度偏差補正手段121,ミル出側温度計155からの検出温度を用いて,これとプリセット制御演算時に想定したミル出側温度との偏差を補償するミル出側温度偏差補正手段122,ミル157やダウンコイラ154の回転速度から鋼板151の速度を算出し,算出結果とプリセット制御演算時に想定した鋼板速度との偏差を補償する速度偏差補正手段123を備えている。これらの補正量の総和を制御コードの変化量に換算し,ダイナミック制御手段120の補正量として出力する。各補償値の計算は,PI制御の適用等で実現できる。出力された補正量にしたがって,プリセット制御手段110が出力した制御コードが修正される。   The control code output by the preset control means 110 is corrected by the dynamic control means 120 in real time while the steel plate 151 is actually cooled. The dynamic control means 120 uses the detected temperature from the coiling thermometer 156 and uses the temperature detected by the coil temperature sensor 155 and the coil temperature deviation correcting means 121 for compensating for the deviation between the temperature and the target temperature. Then, the speed of the steel plate 151 is calculated from the rotational speed of the mill outlet temperature deviation correction means 122, the mill 157 and the downcoiler 154 that compensates for the deviation between this and the mill outlet temperature assumed at the time of the preset control calculation. A speed deviation correcting means 123 for compensating for a deviation from the steel sheet speed assumed at the time of calculation is provided. The sum of these correction amounts is converted into a control code change amount and output as a correction amount of the dynamic control means 120. Each compensation value can be calculated by applying PI control or the like. The control code output by the preset control means 110 is corrected according to the output correction amount.
鋼板速度は,ミル157のロールの回転速度とロール径から計算されるロール速度を,先進率と呼ばれる係数で補正することで計算できる。またダウンコイラ154の回転速度と鋼板151を巻いていくことによる巻き太り量を考慮した実質コイラ径から算出することもできる。圧延中はミル157の情報から,鋼板151がミル157を尻抜けしてからは,ダウンコイラ154の情報から,鋼板速度を算出するのが,普通である。   The steel plate speed can be calculated by correcting the roll speed calculated from the roll rotation speed and roll diameter of the mill 157 with a coefficient called the advanced rate. It can also be calculated from the actual coiler diameter in consideration of the rotational speed of the downcoiler 154 and the amount of thickening by winding the steel plate 151. It is normal to calculate the steel plate speed from the information of the mill 157 during rolling and from the information of the downcoiler 154 after the steel plate 151 passes through the mill 157.
図15にヘッダーパターン変換手段130が実行するアルゴリズムを示す。S15−1で,冷却ヘッダー160の直下を通過している鋼板部位の,鋼板151の先端からの距離Lhを算出する。通常,制御装置100には,もともとこのような距離情報を算出する手段が備えられている。S15−2でLhが0より小さいかどうか判定し,小さい場合には鋼板151が該当冷却ヘッダーまで到達していないので,処理を抜けてS15−6に進む。大きい場合には,鋼板151が該当冷却ヘッダーまで到達しているので,S15−3で距離Lhに対応した制御コードを抽出する。すなわちLhと図12の鋼板部位を照合し,Lhに対応するセクションの上ヘッダー制御コードと下ヘッダー制御コードを抽出する。   FIG. 15 shows an algorithm executed by the header pattern conversion means 130. In S15-1, the distance Lh from the tip of the steel plate 151 of the steel plate portion passing directly under the cooling header 160 is calculated. Normally, the control device 100 is originally provided with means for calculating such distance information. In S15-2, it is determined whether or not Lh is smaller than 0. If it is smaller, the steel plate 151 has not reached the corresponding cooling header, so the process is terminated and the process proceeds to S15-6. If it is larger, since the steel plate 151 has reached the corresponding cooling header, a control code corresponding to the distance Lh is extracted in S15-3. That is, Lh is compared with the steel plate portion of FIG. 12, and the upper header control code and lower header control code of the section corresponding to Lh are extracted.
S15−4で制御コードから冷却ヘッダー開閉パターンを抽出する。すなわち図13の制御コードと冷却ヘッダー開閉パターンの対応を用いて,優先順位がいくつの冷却ヘッダーまでを開するか決定する。S15−5では,冷却ヘッダー優先順位テーブル115に格納されている情報を用い,優先順位の上で該当ヘッダーを開すべきかどうか判定し,最終的な該当冷却ヘッダーの開閉を決定する。S15−6で,すべての冷却ヘッダー160についての演算が終了したかどうかを判定し,終了していない場合には,終了するまで,S15−1〜S15−5の処理を繰り返す。   In S15-4, the cooling header opening / closing pattern is extracted from the control code. That is, using the correspondence between the control code and the cooling header opening / closing pattern in FIG. In S15-5, using the information stored in the cooling header priority table 115, it is determined whether or not the corresponding header should be opened based on the priority, and the final opening and closing of the corresponding cooling header is determined. In S15-6, it is determined whether or not the calculation for all the cooling headers 160 has been completed. If the calculation has not been completed, the processes of S15-1 to S15-5 are repeated until the calculation is completed.
本実施例では冷却ヘッダー数が上下とも100の場合を例に説明したが,設備に応じて種々の本数になる。本実施例では制御コードスムージング手段119を備えたが,省略する構成も考えられる。本実施例はプリセット制御を例に説明したが,ダイナミック制御で板温推定計算を行う場合にも,本実施例で示した時間刻み決定手段,計算セクション決定手段,制御コード内挿手段の処理を,同様に適用することが可能である。   In the present embodiment, the case where the number of cooling headers is 100 on both the upper and lower sides has been described as an example. In this embodiment, the control code smoothing means 119 is provided, but a configuration in which it is omitted is also conceivable. In this embodiment, preset control has been described as an example. However, even when plate temperature estimation calculation is performed by dynamic control, the processing of the time step determination means, calculation section determination means, and control code interpolation means shown in this embodiment is performed. , Can be applied similarly.
次に差分計算の時間刻みを,現在の鋼板速度に対応してその都度最適化する実施例を示す。図16に,この場合の時間刻み決定手段115の処理を示す。時間刻み決定手段115は,制御コード算出手段117から新しい計算時刻を受け取るたびに起動され,時間刻みを算出して出力する。S16−1で制御コード算出手段117から現在の計算時刻を取り込み,該当時刻の板速を計算する。S16−2では,板速と鋼板長手方向ノズルピッチから,(2)式にしたがって標準時間刻みを算出する。そして標準時間刻みから,(3)式にしたがって差分計算の時間刻みを算出し,制御コード算出手段117に出力する。   Next, an embodiment is shown in which the time increment of the difference calculation is optimized each time corresponding to the current steel plate speed. FIG. 16 shows the processing of the time step determining means 115 in this case. The time step determination unit 115 is activated every time a new calculation time is received from the control code calculation unit 117, and calculates and outputs the time step. In S16-1, the current calculation time is taken from the control code calculation means 117, and the plate speed at the corresponding time is calculated. In S16-2, the standard time increment is calculated from the plate speed and the nozzle pitch in the longitudinal direction of the steel plate according to the equation (2). Then, from the standard time step, the time step of the difference calculation is calculated according to the equation (3) and output to the control code calculation means 117.
実施例1では最大速度に着目して差分計算の時間刻みを算出したため,速度が低い領域では計算刻みが過剰に小さくなり,プリセット計算量を不必要に増やす場合があったが,本実施例ではその時点の速度に着目して差分計算の時間刻みを決めるため,プリセット計算量をさらに必要最小限のものとすることができる。   In the first embodiment, the time increment of the difference calculation is calculated by paying attention to the maximum speed. Therefore, the calculation step becomes excessively small in the region where the speed is low, and the preset calculation amount may be increased unnecessarily. In this embodiment, Focusing on the speed at that time, the time increment of the difference calculation is determined, so that the preset calculation amount can be further reduced to the minimum necessary.
次に圧延機がステッケルの場合の実施例を示す。図17にステッケル圧延に対応した速度パターンテーブル111の構成を示す。鋼種,板厚,板幅に対して,ミル157から鋼板151の先端が払い出されて,ダウンコイラ154に巻き取られるまでの速度(初期速度),その後,急加速された後の定常速度(最高速度),鋼板151の後端がミル157から払い出される直前に急減速され,ダウンコイラ154で巻き取られるまでの速度(終期速度)が層別されている。   Next, an example in which the rolling mill is a stickel will be described. FIG. 17 shows the configuration of the speed pattern table 111 corresponding to stickel rolling. The speed (initial speed) until the tip of the steel plate 151 is discharged from the mill 157 and wound on the downcoiler 154 with respect to the steel type, thickness, and width, and then the steady speed (maximum) Speed), the speed until the rear end of the steel plate 151 is suddenly decelerated just before being discharged from the mill 157 and wound by the downcoiler 154 (the final speed) is stratified.
時間刻み決定手段115,計算セクション決定手段116,および制御コード算出手段117は,該当コイルの鋼種,板厚,板幅を判定して,速度パターンテーブル115から対応する速度パターンを抽出する。たとえば鋼種がSUS304,板厚3.0〜4.0mm,板幅が1200mmのときには,初期速度150mpm,定常速度150mpm,終期速度150mpmが設定されることを示している。   The time increment determining means 115, the calculation section determining means 116, and the control code calculating means 117 determine the steel type, sheet thickness, and sheet width of the corresponding coil, and extract the corresponding speed pattern from the speed pattern table 115. For example, when the steel type is SUS304, the plate thickness is 3.0-4.0mm, and the plate width is 1200mm, the initial speed is 150mpm, the steady speed is 150mpm, and the final speed is 150mpm.
図18に計算セクション決定手段116が実行するアルゴリズムを示す。計算セクション決定手段116の処理は、速度パターンが異なる以外は図7と同様である。まずS18−1で,鋼板先頭から一定数のセクションを,計算対象に設定する。次にS18−2で加速終了セクション番号を算出し,計算対象に設定する。加速終了セクション番号SLaは(14)式により算出する。
SLa=Lmd/Seclen …(14)
ただし、Lmd:ミル157からダウンコイラ154までの距離、Seclen:セクション長である。
FIG. 18 shows an algorithm executed by the calculation section determination unit 116. The processing of the calculation section determination unit 116 is the same as that in FIG. 7 except that the speed pattern is different. First, in S18-1, a certain number of sections from the top of the steel sheet are set as calculation targets. Next, in S18-2, an acceleration end section number is calculated and set as a calculation target. The acceleration end section number SLa is calculated by the equation (14).
SLa = Lmd / Seclen (14)
However, Lmd: distance from the mill 157 to the downcoiler 154, Seclen: section length.
S18−3では,最高速度到達セクション番号を算出し,計算対象に設定する。最高速度到達セクション番号SLtは(15)式により算出する。
SLt={Lmd+(Vmax−V1)/Acc×(Vmax+V1)/2}/Seclen …(15)
ただし、V1:初期速度、Acc:加速度,Vmax:最高速度である。
In S18-3, the maximum speed reaching section number is calculated and set as a calculation target. The maximum speed reaching section number SLt is calculated by the equation (15).
SLt = {Lmd + (Vmax−V1) / Acc × (Vmax + V1) / 2} / Seclen (15)
However, V1: Initial speed, Acc: Acceleration, Vmax: Maximum speed.
S18−4では,減速開始セクション番号を算出し,計算対象に設定する。減速開始セクション番号SLdsは(16)式により算出する。
SLds={Striplen−(Vmax−Vf)/Dcc×(Vmax+Vf)/2−dccmargin}/Seclen …(16)
ただし、Striplen:鋼板長さ,Vf:終期速度,Dcc:減速度,dccmargin:鋼板151の尻抜けのどれくらい前で減速を完了するかのマージンである。
In S18-4, the deceleration start section number is calculated and set as the calculation target. The deceleration start section number SLds is calculated by equation (16).
SLds = {Striplen− (Vmax−Vf) / Dcc × (Vmax + Vf) / 2−dccmargin} / Seclen (16)
However, Striplen: Steel plate length, Vf: Final speed, Dcc: Deceleration, dccmargin: Margin of how long before the bottom of the steel plate 151 is completed, deceleration is completed.
S18−5で減速終了セクション番号を算出し,計算対象に設定する。減速終了セクション番号SLdeは(17)式により算出する。
SLde={Striplen−dccmargin}/Seclen …(17)
S18−6では,鋼板尾端から一定数のセクションを計算対象に設定する。この後,実施例1と同様に決定された計算セクションについて,制御コード算出演算を行い,制御コードを決定する。
In S18-5, calculate the deceleration end section number and set it as the calculation target. The deceleration end section number SLde is calculated by equation (17).
SLde = {Striplen−dccmargin} / Seclen (17)
In S18-6, a certain number of sections from the tail end of the steel plate are set as calculation targets. Thereafter, the control code calculation operation is performed for the calculation section determined in the same manner as in the first embodiment, and the control code is determined.
図19に,制御コード内挿手段118が実行するアルゴリズムを示す。実施例1と同様に(13)式にしたがって内挿演算を行う。S19−1で,鋼板先頭から加速開始セクションまでの制御コード未定セクションの制御コードを計算する。同様にS19−2で加速開始セクションから最高速度到達セクションまでの制御コード未定セクションの制御コードを,S19−3で最高速度到達セクションから減速開始セクションまでの制御コード未定セクションの制御コードを,S19−4で減速開始セクションから減速終了セクションまでの制御コード未定セクションの制御コードを,S19−5で減速終了セクションから鋼板尾端セクションまでの制御コード未定セクションの制御コードを,それぞれ(13)式にしたがって計算する。   FIG. 19 shows an algorithm executed by the control code interpolation means 118. In the same manner as in the first embodiment, interpolation is performed according to the equation (13). In S19-1, the control code of the section where the control code is undecided from the top of the steel plate to the acceleration start section is calculated. Similarly, in S19-2, the control code of the control code undetermined section from the acceleration start section to the maximum speed attainment section, the control code of the control code undetermined section from the maximum speed attainment section to the deceleration start section in S19-3, S19- In step 4, the control code of the control code undetermined section from the deceleration start section to the deceleration end section is determined in accordance with equation (13). calculate.
図20は本発明の第4の実施例として,巻取り温度制御装置100にユーザインターフェース手段2001を備えた構成を示す。ユーザインターフェース手段2001は巻取り温度制御装置100が出力した情報を取り込み,プリセット制御結果を表示する。さらにプリセット計算で使用した計算刻みを表示する機能と,鋼板長手方向に区分したセクションのうち図8のアルゴリズムで制御コードを計算したセクションと,内挿演算で制御コードを計算したセクションを分離して表示する機能を備えている。   FIG. 20 shows a configuration in which the winding temperature control apparatus 100 is provided with user interface means 2001 as a fourth embodiment of the present invention. The user interface unit 2001 takes in the information output from the winding temperature control device 100 and displays the preset control result. In addition, the function that displays the calculation step used in the preset calculation and the section that calculated the control code by the algorithm in Fig. 8 and the section that calculated the control code by interpolation are separated from the sections divided in the longitudinal direction of the steel plate. It has a display function.
図20のユーザインターフェース手段2001において,2002はプリセット計算に使用した計算刻みを示している。またプリセット計算結果2004は,鋼板長手方向に100のセクションが定義されている例を示しており,各セクションについてプリセット制御で付与された制御コード2005が示されている。また色のついたセクション(例えば2007)は図8のアルゴリズムで制御コードが計算されたセクションを示しており,色のついてないセクション(例えば2006)は内挿演算で制御コードを計算したセクションを示している。   In the user interface means 2001 of FIG. 20, 2002 indicates a calculation step used for the preset calculation. The preset calculation result 2004 shows an example in which 100 sections are defined in the longitudinal direction of the steel sheet, and the control code 2005 given by the preset control is shown for each section. The colored section (for example, 2007) shows the section for which the control code was calculated by the algorithm shown in FIG. 8, and the uncolored section (for example, 2006) shows the section for which the control code was calculated by interpolation. ing.
これによれば、計算刻みを表示し,計算された制御コードとの関係を把握し易くすることで,(2)式のα1と制御コードの関係が明確化でき,α1の調整効率を高めることができる。   According to this, it is possible to clarify the relationship between α1 in equation (2) and the control code by displaying the calculation step and making it easy to grasp the relationship with the calculated control code, and increase the adjustment efficiency of α1. Can do.
再プリセットボタン2003をクリックすると,信号が巻取り温度制御装置100に送られ,巻取り温度制御装置100はプリセット計算を再度実行し,結果をユーザインターフェース手段2001に出力する。この機能により,α1を変更して再プリセットし,制御コードがほとんど変化しないことをもって、α1を大きくする等の作業が効率的に行えるので,α1の調整効率を高めることができる。   When the re-preset button 2003 is clicked, a signal is sent to the winding temperature control device 100, and the winding temperature control device 100 executes the preset calculation again and outputs the result to the user interface means 2001. With this function, α1 is changed and re-preset, and the control code hardly changes, so that operations such as increasing α1 can be performed efficiently, so that the adjustment efficiency of α1 can be increased.
また図8のアルゴリズムで制御コードを計算したセクションと,内挿演算で制御コードを計算したセクションを分離して表示することで,図8のアルゴリズムを適用して制御コードを算出するセクションを増減させる作業を効率化できる。   In addition, the section for which the control code is calculated by applying the algorithm of FIG. 8 is increased or decreased by separately displaying the section for which the control code is calculated by the algorithm of FIG. 8 and the section for which the control code has been calculated by interpolation. Work efficiency can be improved.
本発明の熱間圧延システムにおける巻取り温度制御装置の構成図。The block diagram of the coiling temperature control apparatus in the hot rolling system of this invention. 速度パターンテーブルの構成を示した説明図。Explanatory drawing which showed the structure of the speed pattern table. 目標巻取り温度テーブルの構成を示した説明図。Explanatory drawing which showed the structure of the target winding temperature table. 冷却ヘッダー優先順位テーブルの構成を示した説明図。Explanatory drawing which showed the structure of the cooling header priority order table. 制御コードとヘッダーパターンの割付例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of allocation of a control code and a header pattern. 時間刻み決定手段の処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process of a time step determination means. 計算セクション決定手段の処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process of a calculation section determination means. 制御コード決定手段の処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process of a control code determination means. 板温を推定する処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process which estimates plate | board temperature. 制御コードの決定過程を示した説明図。Explanatory drawing which showed the determination process of the control code. 制御コード内挿手段の処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process of a control code interpolation means. 鋼板全体における制御コード算出方法の分布を示す説明図。Explanatory drawing which shows distribution of the control code calculation method in the whole steel plate. 制御コード算出結果を示す説明図。Explanatory drawing which shows a control code calculation result. 制御コードスムージング手段の処理結果を示す説明図。Explanatory drawing which shows the processing result of a control code smoothing means. ヘッダーパターン変換手段の処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process of a header pattern conversion means. 実施例2の時間刻み決定手段の処理を示すフローチャート。9 is a flowchart showing processing of a time step determining unit according to the second embodiment. 速度パターンテーブルの構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the speed pattern table. 実施例3の計算セクション決定手段の処理を示すフローチャート。10 is a flowchart illustrating processing of a calculation section determination unit according to the third embodiment. 実施例3の制御コード内挿手段の処理を示すフローチャート。10 is a flowchart illustrating processing of a control code interpolation unit according to the third embodiment. 実施例4のユーザインターフェース手段の説明図。Explanatory drawing of the user interface means of Example 4.
符号の説明Explanation of symbols
100…制御装置、110…プリセット制御手段、111…速度パターンテーブル、112…目標巻取り温度テーブル、113…冷却ヘッダー優先順位テーブル、114…板温推定モデル、115…時間刻み決定手段、116…計算セクション決定手段、117…制御コード算出手段、118…制御コード内挿手段、120…ダイナミック制御手段、130…ヘッダーパターン変換手段、150…制御対象、153…巻取冷却装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Control apparatus, 110 ... Preset control means, 111 ... Speed pattern table, 112 ... Target winding temperature table, 113 ... Cooling header priority order table, 114 ... Plate temperature estimation model, 115 ... Time step determination means, 116 ... Calculation Section determining means, 117 ... control code calculating means, 118 ... control code interpolation means, 120 ... dynamic control means, 130 ... header pattern converting means, 150 ... control target, 153 ... winding cooling device.

Claims (10)

  1. 熱間圧延機で圧延された鋼板を,該熱間圧延機の出側に備えられた冷却装置で冷却し,
    ダウンコイラで巻取られる前の鋼板の温度を所定の目標温度に制御する巻取り温度制御装
    置において,
    冷却装置に備えられた多数の冷却ヘッダーの開放順序の優先関係を格納している冷却ヘ
    ッダー優先順位テーブルと,
    前記熱間圧延機で圧延された鋼板に対し、前記冷却ヘッダーの開閉情報から鋼板の各部位が水冷か空冷かを判定し、判定結果を用いた鋼板の各部位に対応した抜熱の振舞いと熱移動の振舞いから鋼板の各部位の温度を推定し、鋼板速度を用いて微小時刻後の鋼板位置を求め、これらの演算を鋼板が巻取り温度計位置に至るまで繰り返す差分演算により、鋼板の巻取り温度を推定する板温推定モデルと,
    冷却ヘッダーの開閉の組み合わせであるヘッダーパターンを前記優先順位テーブルの情報を用いて生成した制御コードと対応づけた上で,鋼板の速度に関する情報を前記板温推定モデルに与え、前記板温推定モデルの差分演算により巻取り温度を推定せしめ,前記板温推定モデルの推定結果を用いて目標巻取り温度を実現するための制御コードを算出して出力する制御コード算出手段と,
    鋼板長手方向の冷却ヘッダーの間隔と鋼板の速度に関する情報とから,前記巻取り温度を推定する差分演算の時間刻みを決定する時間刻み決定手段と,
    前記制御コードをヘッダーパターンに変換して冷却装置に出力するヘッダーパターン変換手段とを含んで構成されること,を特徴とする巻取り温度制御装置。
    The steel sheet rolled by the hot rolling mill is cooled by a cooling device provided on the outlet side of the hot rolling mill,
    In a winding temperature control device for controlling the temperature of a steel plate before being wound by a downcoiler to a predetermined target temperature,
    A cooling header priority table storing priority relationships of the opening order of a number of cooling headers provided in the cooling device;
    With respect to the steel sheet rolled by the hot rolling mill, it is determined whether each part of the steel sheet is water-cooled or air-cooled from the opening / closing information of the cooling header, and the heat removal behavior corresponding to each part of the steel sheet using the determination result The temperature of each part of the steel plate is estimated from the behavior of heat transfer, the steel plate position after a minute time is obtained using the steel plate speed, and these calculations are repeated until the steel plate reaches the winding thermometer position. A plate temperature estimation model for estimating the coiling temperature,
    A header pattern, which is a combination of opening and closing of the cooling header, is associated with a control code generated using the information in the priority table, and information on the speed of the steel plate is given to the plate temperature estimation model, and the plate temperature estimation model A control code calculating means for estimating the coiling temperature by the difference calculation of, and calculating and outputting a control code for realizing the target coiling temperature using the estimation result of the plate temperature estimation model ;
    A time step determining means for determining a time step of the difference calculation for estimating the winding temperature from the information about the interval between the cooling headers in the longitudinal direction of the steel plate and the speed of the steel plate;
    A winding temperature control device comprising header pattern conversion means for converting the control code into a header pattern and outputting the header code to a cooling device.
  2. 前記時間刻み決定手段は,鋼板長手方向の冷却ヘッダーの間隔と鋼板の最高速度の比に定数を乗じた値にしたがって,前記巻取り温度を推定する差分演算の刻みを決定することを特徴とする請求項1記載の巻取り温度制御装置。   The time step determining means determines a step of a difference calculation for estimating the coiling temperature according to a value obtained by multiplying a ratio between a cooling header interval in the longitudinal direction of the steel plate and a maximum speed of the steel plate by a constant. The winding temperature control device according to claim 1.
  3. 前記時間刻み決定手段は,毎回の巻取り温度を推定する演算のタイミングで鋼板速度を取り込み,鋼板長手方向の冷却ヘッダーの間隔と取り込んだ鋼板速度の比に定数を乗じた値にしたがって,前記差分時間の刻みを演算タイミング毎に決定し,変更することを特徴とする請求項1記載の巻取り温度制御装置。   The time step determining means takes in the steel plate speed at the timing of calculation for estimating the coiling temperature every time, and calculates the difference according to a value obtained by multiplying a ratio between the cooling header interval in the longitudinal direction of the steel plate and the taken steel plate speed by a constant. The winding temperature control device according to claim 1, wherein the time increment is determined and changed for each calculation timing.
  4. 前記冷却ヘッダーの間隔が一様でないときには,冷却ヘッダーの間隔の最小値を用いて
    前記巻取り温度を推定する差分演算の刻みを決定することを特徴とする請求項2記載の巻
    取り温度制御装置。
    3. The winding temperature control apparatus according to claim 2, wherein when the cooling header interval is not uniform, a difference calculation step for estimating the winding temperature is determined using a minimum value of the cooling header interval. .
  5. 熱間圧延機で圧延された鋼板を,該熱間圧延機の出側に備えられた冷却装置で冷却し,
    ダウンコイラで巻取られる前の鋼板の温度を所定の目標温度に制御する巻取り温度制御装
    置において,
    冷却装置に備えられた多数の冷却ヘッダーの開放順序の優先関係を格納している冷却ヘ
    ッダー優先順位テーブルと,
    前記熱間圧延機で圧延された鋼板に対し、鋼板を長手方向のセクションに分割し前記冷却ヘッダーの開閉情報から鋼板の各部位が水冷か空冷かを判定し、判定結果を用いた鋼板の各部位に対応した抜熱の振舞いと熱移動の振舞いから鋼板の各部位の温度を推定し、鋼板速度を用いて微小時刻後の鋼板位置を求め、鋼板の巻取り温度を推定する板温推定モデルと,
    冷却ヘッダーの開閉の組み合わせであるヘッダーパターンを前記優先順位テーブルの情報を用いて生成した制御コードと対応づけた上で,鋼板の速度に関する情報を前記板温推定モデルに与え、前記板温推定モデルにより巻取り温度を推定せしめ,前記板温推定モデルの推定結果を用いて目標巻取り温度を実現するための制御コードをセクションに対応づけて算出して出力する制御コード算出手段と,
    鋼板の速度に関する情報から,制御コード算出手段が計算対象とするセクションを決定
    する計算セクション決定手段と,
    制御コード算出手段により制御コードが計算されたセクションの値を内挿して,制御コ
    ードが決定されていないセクションの制御コードを計算する制御コード内挿手段と,
    計算された制御コードをヘッダーパターンに変換して冷却装置に出力するヘッダーパタ
    ーン変換手段とを含んで構成されること,を特徴とする巻取り温度制御装置。
    The steel sheet rolled by the hot rolling mill is cooled by a cooling device provided on the outlet side of the hot rolling mill,
    In a winding temperature control device for controlling the temperature of a steel plate before being wound by a downcoiler to a predetermined target temperature,
    A cooling header priority table storing priority relationships of the opening order of a number of cooling headers provided in the cooling device;
    For the steel sheet rolled by the hot rolling mill, the steel sheet is divided into longitudinal sections, and it is determined whether each part of the steel sheet is water-cooled or air-cooled from the opening / closing information of the cooling header. A plate temperature estimation model that estimates the temperature of each part of the steel sheet from the heat removal behavior and heat transfer behavior corresponding to the part, finds the steel sheet position after a minute time using the steel sheet speed, and estimates the coiling temperature of the steel sheet When,
    A header pattern, which is a combination of opening and closing of the cooling header, is associated with a control code generated using the information in the priority table, and information on the speed of the steel plate is given to the plate temperature estimation model, and the plate temperature estimation model Control code calculating means for estimating the coiling temperature and calculating and outputting a control code for realizing the target coiling temperature in association with the section using the estimation result of the plate temperature estimation model ;
    A calculation section determining means for determining a section to be calculated by the control code calculating means from information on the speed of the steel plate;
    Control code interpolating means for interpolating the value of the section for which the control code is calculated by the control code calculating means to calculate the control code of the section for which the control code is not determined;
    A winding temperature control device comprising: header pattern conversion means for converting a calculated control code into a header pattern and outputting the header pattern to a cooling device.
  6. 前記制御コード算出手段は,前記計算セクション決定手段から計算対象とするセクショ
    ンを取り込み,このセクションに関してのみ前記板温推定モデルを用いて巻取り温度を推
    定した後,推定結果を用いて目標巻取り温度を実現するための制御コードを算出して出力
    すること,を特徴とする請求項5記載の巻取り温度制御装置。
    The control code calculation means fetches a section to be calculated from the calculation section determination means, estimates the coiling temperature only for this section using the plate temperature estimation model, and then uses the estimation result to calculate the target coiling temperature. 6. The winding temperature control device according to claim 5, wherein a control code for realizing is calculated and output.
  7. ユーザインターフェース手段を備え,前記巻取り温度制御装置は,前記鋼板長手方向の
    セクションに対応づけて算出した制御コード,巻取り温度を推定する差分演算の時間刻み
    ,各セクションの制御コードが前記制御コード算出手段により計算されたか前記内挿手段
    により計算されたかを特定する情報を前記ユーザインターフェース手段に出力し,前記ユ
    ーザインターフェース手段はこれらの情報を取り込み,画面に表示するとともに,ユーザ
    が入力した再計算信号を前記巻取り温度制御装置に出力し,この信号に従って前記巻取り
    温度制御装置は制御コードの再計算を行うこと,を特徴とする請求項1記載の巻取り温度
    御装置。
    The winding temperature control device includes user interface means, the control code calculated in association with the section in the longitudinal direction of the steel sheet, the time interval of the difference calculation for estimating the winding temperature, and the control code of each section is the control code Information specifying whether the calculation is performed by the calculation means or the interpolation means is output to the user interface means, and the user interface means captures and displays the information on the screen, and the recalculation input by the user The winding temperature control device according to claim 1, wherein a signal is output to the winding temperature control device, and the winding temperature control device recalculates a control code in accordance with the signal.
  8. 前記ヘッダーパターン変換手段は,各ヘッダー直下にある鋼板のセクションを認識した
    上で,セクションに対応づけられた制御コードを抽出し,これをヘッダーパターンに変換
    して冷却装置に出力することを特徴とする請求項1記載の巻取り温度制御装置。
    The header pattern conversion means recognizes the section of the steel plate directly under each header, extracts a control code associated with the section, converts it into a header pattern, and outputs it to the cooling device. The winding temperature control device according to claim 1.
  9. 熱間圧延機で圧延された鋼板を,該熱間圧延機の出側に備えられた冷却装置で冷却し,
    ダウンコイラで鋼板が巻取られる前の鋼板の温度を所定の目標温度に制御する巻取り温度
    制御方法において,
    前記冷却装置に備えられた冷却ヘッダーの開放順序に優先順位を付与し,
    冷却ヘッダー開閉の組み合わせであるヘッダーパターンと対応する制御コードを,前記
    優先順位を用いて生成し,
    鋼板長手方向の冷却ヘッダーの間隔と鋼板の速度に関する情報とから,巻取り温度推定
    演算の差分演算の刻みを決定し,
    前記熱間圧延機で圧延された鋼板に対し、前記制御コードから鋼板の各部位が水冷か空冷かを判定し、判定結果を用いた鋼板の各部位に対応した抜熱の振舞いと熱移動の振舞いから鋼板の各部位の温度を推定し、鋼板速度を用いて微小時刻後の鋼板位置を求め、これらの演算を鋼板が巻取り温度計位置に至るまで繰り返す差分演算を行う板温推定モデルを用いて前記鋼板の巻取り温度を推定し,
    この推定結果を用いて目標巻取り温度を実現するための制御コードを決定して出力し,
    この制御コードをヘッダーパターンに変換して冷却装置に出力すること,を特徴とする
    巻取り温度制御方法。
    The steel sheet rolled by the hot rolling mill is cooled by a cooling device provided on the outlet side of the hot rolling mill,
    In a winding temperature control method for controlling the temperature of a steel plate before being wound by a downcoiler to a predetermined target temperature,
    Giving priority to the opening order of the cooling headers provided in the cooling device;
    A control code corresponding to a header pattern that is a combination of opening and closing of the cooling header is generated using the priority order,
    From the distance between the cooling headers in the longitudinal direction of the steel plate and the information about the speed of the steel plate, the difference calculation step of the coiling temperature estimation calculation is determined.
    For the steel sheet rolled by the hot rolling mill, it is determined from the control code whether each part of the steel sheet is water-cooled or air-cooled, and the heat removal behavior and heat transfer corresponding to each part of the steel sheet using the determination result are determined. A plate temperature estimation model that estimates the temperature of each part of the steel plate from the behavior, calculates the steel plate position after a minute time using the steel plate speed, and repeats these calculations until the steel plate reaches the winding thermometer position. estimates the winding temperature of the steel sheet by using,
    Using this estimation result, the control code for realizing the target coiling temperature is determined and output,
    A winding temperature control method characterized in that the control code is converted into a header pattern and output to a cooling device.
  10. 熱間圧延機で圧延された鋼板を,該熱間圧延機の出側に備えられた冷却装置で冷却し,
    ダウンコイラで鋼板が巻取られる前の鋼板の温度を所定の目標温度に制御する巻取り温度
    制御方法において,
    冷却装置に備えられた冷却ヘッダーの開放順序に優先順位を付与し,
    冷却ヘッダー開閉の組み合わせであるヘッダーパターンと対応する制御コードを,該優
    先順位を用いて生成し,
    前記鋼板を長手方向のセクションに分割し,鋼板の速度に関する情報から,制御コード
    の計算対象とするセクションを決定し,
    前記熱間圧延機で圧延された鋼板に対し、決定されたセクションについて,前記制御コードから鋼板の各部位が水冷か空冷かを判定し、判定結果を用いた鋼板の各部位に対応した抜熱の振舞いと熱移動の振舞いから鋼板の各部位の温度を推定し、鋼板速度を用いて微小時刻後の鋼板位置を求め、鋼板の巻取り温度を推定する板温推定モデルを用いて該鋼板の巻取り温度を推定し,
    この推定結果を用いて目標巻取り温度を実現するための制御コードを決定し,
    制御コードが計算されたセクションの値を内挿して,制御コードが決定されていないセ
    クションの制御コードを決定し,
    各ヘッダー直下にある鋼板のセクションを認識し,該セクションと対応した制御コード
    をヘッダーパターンに変換して冷却装置に出力すること,を特徴とする巻取り温度制御方
    法。
    The steel sheet rolled by the hot rolling mill is cooled by a cooling device provided on the outlet side of the hot rolling mill,
    In a winding temperature control method for controlling the temperature of a steel plate before being wound by a downcoiler to a predetermined target temperature,
    Prioritize the opening order of the cooling headers provided in the cooling device,
    A control code corresponding to a header pattern that is a combination of opening and closing of the cooling header is generated using the priority order,
    The steel sheet is divided into sections in the longitudinal direction, and from the information on the speed of the steel sheet, the section to be calculated for the control code is determined,
    To rolled steel sheet in the hot rolling mill, the determined section, each part of the steel plate from the control code to determine whether the water-cooled or air-cooled, corresponding to each part of the steel plate using the determination result heat removal The temperature of each part of the steel sheet is estimated from the behavior of the steel sheet and the behavior of heat transfer, the steel sheet position after a minute time is obtained using the steel sheet speed, and the steel sheet temperature estimation model is used to estimate the coiling temperature of the steel sheet. Estimate the coiling temperature,
    Using this estimation result, determine the control code to achieve the target coiling temperature,
    Interpolate the value of the section where the control code is calculated to determine the control code of the section where the control code is not determined,
    A coiling temperature control method characterized by recognizing a section of a steel plate directly under each header, converting a control code corresponding to the section into a header pattern, and outputting it to a cooling device.
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