JP5054369B2 - 巻取り温度制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

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、とりわけ鋼板速度の変化が急激なステッケルミルにおいて、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装置およびその制御方法に関する。

熱間圧延ラインの鋼板の巻取温度制御を行う従来方法としては、例えば、特許文献１には、鋼板の速度変更時に、ヘッダー水量を、変動前の注水量に加速率又は減速率を乗じた簡易計算で算出して設定する制御方法が示されている。

特開平８−２５２６２５号公報

特許文献１の方法では、速度変化に対してはヘッダー水量を算出し直すことで対応できる。しかしながら、算出し直した後に計測された巻取り温度が目標の値と異なっている場合に、ヘッダー水量をどう変更するかについては示されていなかった。通常は、目標温度と計測した巻取り温度の偏差にしたがって、ヘッダー水量または開閉しているヘッダー本数を増減させるフィードバック制御を並行して行い、巻取り温度精度の向上が図られる。

鋼板の速度変化が比較的緩やかなタンデムミルでは、このような制御方式でうまく行くことが多い。しかし、鋼板速度が急加速および急減速されるステッケルミルでは、速度変化の影響を打ち消すヘッダー水量を精度良く算出することは困難で、この結果、巻取り温度が非定常に変化することが多い。このような非定常に生ずる偏差を通常のフィードバック制御で解消しようとすると、低いゲインで安定に制御するしかないが、偏差を解消するまでの経過時間が大きくなる問題があった。一方、高いゲインで制御すると制御系が不安定となり、場合によってはハンチングを起こす等の問題があった。特許文献１では、このような急激な速度変化を伴った場合に、どのようにして高精度の巻取り温度を得るかについては、何も示されていなかった。

また操作端であるヘッダーと巻取り温度計の間には通常10ｍ程度の距離があり、このためフィードバンク制御の応答は鋼板速度に依存する。このため鋼板が十分高速な定常速度で圧延されているときは、フィードバック制御機会を支障なく確保できるが、低速で圧延されているときには、フィードバック制御の機会が少なく、したがって応答性の低いフィードバック制御しか行えない問題があった。
したがって、本発明が解決しようとする課題は、急加減速で鋼板速度が非定常に変化し、この影響で巻取り温度偏差が非定常に変化する可能性のある場合でも、巻取り温度を安定で高応答に制御することにある。また鋼板が低速圧延されているときでも、制御方式の適切な切替で制御精度を低下させないことにある。

前記した課題を解決するために、本発明の巻取り温度制御装置は、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、鋼板の巻取り温度を推定するための板温推定モデルと、冷却に先立って、目標巻取り温度と鋼板の速度に関する情報とから、該板温推定モデルを用いて巻取り温度を推定し、推定結果を用いて目標巻取り温度を実現するための冷却装置への制御指令を算出して出力するプリセット制御手段と、冷却制御中の鋼板の巻取り温度を観測し、観測結果と目標巻取り温度との偏差から制御指令の補正量を算出して出力するダイナミック制御手段を備え、さらに前記ダイナミック制御手段は、前記偏差に対応して算出された制御指令の補正量とダイナミック制御手段が現在出力している制御指令の補正量とから、ダイナミック制御手段が次回出力する補正量を算出する第１の補正手段と、該偏差に対応して算出された前記制御指令の補正量を出力する第２の補正手段と、
該鋼板の速度を取り込み、前回のダイナミック制御手段の計算タイミングから今回のダイナミック制御手段の計算タイミングまでに鋼板速度が定常速度からあらかじめ定めた偏差を減じた値よりも大きい場合には、第１の補正手段の出力と第２の補正手段の出力のうち、第１の補正手段の出力を使い、鋼板速度が定常速度からあらかじめ定めた偏差を減じた値よりも大きくない場合には、第２の補正手段の出力を使うように選択して、ダイナミック制御手段が次回出力する補正量を決定する操作量切替手段を備えていることを特徴とする。
また本発明の巻取り温度制御装置は、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、鋼板の巻取り温度を推定するための板温推定モデルと、
冷却に先立って、目標巻取り温度と鋼板の速度に関する情報とから、該板温推定モデルを用いて巻取り温度を推定し、推定結果を用いて目標巻取り温度を実現するための冷却装置への制御指令を算出して出力するプリセット制御手段と、冷却制御中の鋼板の巻取り温度を観測し、観測結果と目標巻取り温度との偏差から制御指令の補正量を算出して出力するダイナミック制御手段を備え、
さらに前記ダイナミック制御手段は、前記偏差を用いて算出した制御指令の修正量とダイナミック制御手段が現在出力している補正量とから、ダイナミック制御手段が次回出力する補正量を算出する第１の補正手段と、該偏差を用いて算出した前記制御指令の修正量を出力する第２の補正手段と、 該鋼板の速度を取り込み、前回のダイナミック制御手段の計算タイミングから今回のダイナミック制御手段の計算タイミングまでの鋼板速度がある値Ａよりも大きいときは、第１の補正手段の出力と第２の補正手段の出力のうち、第１の補正手段の出力を使い、鋼板速度がある値Ｂよりも小さいときは、第２の補正手段の出力を使い、鋼板速度が前記値Ａと前記値Ｂとの間のときは、第１の補正手段の出力と第２の補正手段の出力を合成した出力を使って、ダイナミック制御手段が次回出力する補正量を決定する操作量合成手段を備えていることを特徴とする。
また本発明の巻取り温度制御方法は、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方法において、冷却に先立って、目標巻取り温度と鋼板の速度に関する情報とから、板温推定モデルを用いて巻取り温度を推定し、推定結果を用いて目標巻取り温度を実現するための冷却装置への制御指令を出力するプリセット制御を行い、冷却制御中の鋼板の巻取り温度を観測し、観測結果と目標巻取り温度との偏差から制御指令の補正量を出力するダイナミック制御を行い、さらに観測結果と目標巻取り温度との偏差を用いて算出した制御指令の補正量とダイナミック制御手段が現在出力している補正量とから第１の補正量を算出して出力し、観測結果と目標巻取り温度との偏差を用いて算出した前記制御指令の補正量を第２の補正量として出力し、前回のダイナミック制御手段の計算タイミングから今回のダイナミック制御手段の計算タイミングまでに取り込んだ鋼板速度が定常速度からあらかじめ定めた偏差を減じた値よりも大きい場合には、第１の補正量と第２の補正量のうち、第１の補正量を使い、鋼板速度が定常速度からあらかじめ定めた偏差を減じた値よりも大きくない場合には、第２の補正量を使うように選択して、ダイナミック制御における次回の補正量を決定することを特徴とする。

本発明によると、熱間圧延における巻取り冷却工程において、冷却制御中に鋼板の速度が急激に加速または減速しても、この影響を高応答に抑制することで、鋼板の長手方向で巻取り温度を高精度に制御することができる。

以下、本発明の実施の形態について主としてステッケルミルを対象に、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の巻取り温度制御装置１００は、プリセット制御手段１１０とダイナミック制御手段１２０を備える。プリセット制御手段１１０は、目標巻取り温度と鋼板の速度パターンと冷却装置の優先順位を入力情報とし、板温推定モデル１１７を用いて所望の巻取り温度を実現する冷却装置の指令値に対応した制御コードを算出するモデルベーストプリセット手段１１１を設けている。ダイナミック制御手段１２０は、目標巻取り温度と冷却制御中に鋼板から検出した巻取り温度の偏差を補償するためのヘッダーの開閉を制御コードの補正量として算出する巻取り温度偏差補正手段１２１を設けている。巻取り温度偏差補正手段１２１には、巻取り温度の偏差と現在の補正量とから次回の補正量を算出して出力する第１の補正手段１２２と、巻取り温度の偏差から、次回の補正量を算出して出力する第２の補正手段１２３を有する。また鋼板の速度変化等を指針に、第１の補正手段１２２と第２の補正手段１２３の出力を切り替る操作量切替手段１２５を有する。さらに鋼板長手方向の各部位毎に、モデルベーストプリセット手段１１１の出力した制御コードを、ダイナミック制御手段１２０の出力した制御コードで補正して最終的な制御コードを算出し、これを冷却装置の出力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。

これにより、熱間圧延後の鋼板の巻取り制御において、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、同時に平坦に近い鋼板形状を得ることができる。

図１に本発明の実施例を示す。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は熱間圧延のステッケル圧延ラインである。大きくは、鋼板１５１に圧延を施すステッケルミル１６０、圧延された９００℃〜１０００℃の鋼板１５１を所定の温度まで冷却する巻取り冷却装置１７０、鋼板を巻取ってコイルにするダウンコイラ１８０から構成される。ステッケルミル１６０は、先立ってスラブを２５mm〜３０mm程度の厚みに圧延する粗圧延を経て送られてきた粗バーに対し、圧延スタンド１６１で往復圧延を施し、目標厚みに圧延する。図１では、最終圧延を行いながら圧延スタンド１６１から払い出された鋼板１５１が、巻取冷却装置１７０で冷却され、ダウンコイラ１８０で巻取られている様子を示している。

図２に最終圧延に先立った圧延中の様子を示す。圧延中は鋼板１５１を、ブライドルロール１６４、１６５で支持し、ファーネスコイラ１６２と１６３で巻き出し、巻取りを行いながら、圧延スタンド１６１が備えているワークロール２０１、バックアップロール２０２で徐々に鋼板１５１を薄くしていく。圧延回数は目標板厚の厚い場合３回、薄い場合７回、中間的な目標板厚の場合で５回程度である。

巻取り冷却装置１７０には、鋼板１５１を上側から水冷する上部冷却装置１７１と鋼板１５１を下側から水冷する下部冷却装置１７２が備えられている。各冷却装置は、水を放出する冷却ヘッダー１７４が一定本数組み合わされたバンク１７３を複数個、それぞれ備えている。上部冷却装置１７１にはラミナー方式、一方、下部冷却装置１７２にはスプレー方式の冷却が適用される場合が多いが、その他の冷却方式の適用も報告されている。巻取り温度計１７５はダウンコイラ１８０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１７５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、各部位に応じて異なった値を設定することもできる。また本実施例では簡単のため、各冷却ヘッダー１６０の操作指令が開の場合と閉の場合を例に説明するが、流量を連続的に制御可能な冷却装置へ適用も容易である。

次に、巻取り温度制御装置１００の構成を説明する。巻取り温度制御装置１００は、鋼板１５１が巻取り冷却装置１７０で冷却されるのに先立って、各冷却ヘッダー１７４の開閉パターンに対応した制御指令を算出するプリセット制御手段１１０を備えている。また、鋼板１５１が巻取り冷却装置１７０で冷却されているときに、巻取り温度計１７５の測定温度等の実績をリアルタイムに取り込んで、制御指令を変更するダイナミック制御手段１２０、制御指令を各冷却ヘッダー１７４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。

プリセット制御手段１１０は、目標巻取り温度テーブル１１４、速度パターンテーブル１１５、冷却ヘッダー優先順位テーブル１１６、板温推定モデル１１７を備え、それぞれから情報を取り込む。モデルベーストプリセット手段１１１は板温推定モデル１１７を用いた演算によりヘッダーパターンを算出する。さらにモデルベーストプリセット手段１１１の計算結果に対して、ヘッダー１７４の開閉パターンの時間的な出力を滑らかにする冷却装置指令値スムージング手段１１２を備えている。

ダイナミック制御手段１２０は、巻取り温度計１７５の検出値と目標巻取温度との偏差を解消するために開閉する冷却ヘッダー１７４の個数を算出する巻取り温度偏差補正手段１２１を備えている。温度偏差補正手段１２１は第１の補正手段１２２と第２の補正手段１２３の２通りの演算で算出する。さらに、温度偏差に対して開閉すべきヘッダーの個数を冷却状態に対応して格納している影響係数テーブル１２４、第1の補正手段１２２の出力と第２の補正手段１２３の出力の、どちらを最終的な出力とするかを判断し、切り替る操作量切替手段１２５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。以下、プリセット制御手段１１０の構成から順に、詳しく説明する。

図３に目標巻取り温度テーブルの構成を示す。目標巻取り温度テーブル１１４は、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。プリセット制御手段１１０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１１４から対応する目標温度を抽出する。

図４に速度パターンテーブルの構成を示す。速度パターンテーブル１１５は鋼種、板厚、板幅に対して層別されている。圧延スタンド１６１から鋼板１５１の先端が払い出された時の速度（スレッディング速度：Ｖ1）、その後加速され、ダウンコイラ１８０に巻取られるまでの速度（初期速度：Ｖ2）、その後、急加速された後の速度（定常速度Ｖ3）、鋼板１５１の後端が圧延スタンド１５１から払いだされる直前に急減速され、ダウンコイラ１８０で巻き取られるまでの速度（終期速度Ｖ4）がある。

プリセット制御手段１１０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。

図５に速度パターンの概略を示す。鋼板151が圧延スタンド161から払い出されてから、ダウンコイラ180での巻取りが完了するまでの速度パターンである。図のような急加減速によりＶ1、Ｖ2、Ｖ3、Ｖ4の順に速度が遷移していく。
図６に冷却ヘッダー優先順位テーブルの構成を示す。この例の冷却ヘッダー優先順位テーブル１１５はヘッダーの総数が１００の場合を示している。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。優先順位は、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放する。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。水冷と空冷を混在させることで、冷却効率を多少犠牲にして鋼板１５１の表面と内部の温度差を抑制する。

冷却ヘッダーは目標巻取り温度が実現できる本数だけ、開放するように制御される。バルク、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バルクの第1冷却ヘッダーを表している。図６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。すなわち薄板のため冷却効率に配慮してミル１５７出側のヘッダーから順に優先的に開放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。

以下、ヘッダーパターンは対応する制御コードで表現し、これを制御指令とする。図７にプリセット制御手段１１０が出力する制御コードと、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１、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２のように制御コード化している。

プリセット制御手段１１０は、このような冷却ヘッダー開閉パターンに対応した制御コードを、スムージング手段１１２に出力する。すなわち、すべての冷却ヘッダーが開放した状態の制御コードを０、すべての冷却ヘッダーが閉じ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。そしてたとえば、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）のみ開放の状態を制御コード９９、（１、１）（１、２）が開放の状態を制御コード９８、（１、１）（１、２）、（１、３）が開放の状態を制御コード９７とする。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。

図８にモデルベーストプリセット手段１１１が実行するアルゴリズムを示す。Ｓ８−１で、速度パターンテーブル１１５から取り込んだ値をもとに、スレッディング速度から初期速度に移行するための第１加速開始位置、また初期速度から定常速度に移行するための第２加速開始位置、定常速度から終期速度に移行するための減速開始位置を算出する。そしてこれらの開始位置から、鋼板１５１のミル１５７での払い出し開始からダウンコイラ１５４での巻取り完了までの速度パターンを計算する。第１加速開始位置Saccp1、第１加速完了位置Saccq1、第２加速開始位置Saccp2、第２加速完了位置Saccq2、減速開始位置Sdccp、減速完了位置Sdccqは、以下に示す（１）〜（６）式でそれぞれ算出できる。なお以下の式で、＊または・は掛け算を意味する。
Saccp1＝Ｌ0 （１）
ただし、Ｌ0：定数
Saccq1＝Saccp1＋(Sstart−Sthread)＊(Sstart＋Sthread)／(Saccrate1＊2) （２）
ただし、Sthread：鋼板151のスレッディング速度、Sstart：鋼板151の初期速度、Saccrate1：鋼板151のスレッディング速度から初期速度までの加速レート。
Saccp2＝Ｌmd （３）
ただし、Ｌmd：ミル157からダウンコイラ154までの距離。
Saccq2＝Saccp2＋(Smid−Sstart)＊ (Smid+Sstart)／(Saccrate*2) （４）
ただし、Sstart：鋼板151の初期速度、Smid：鋼板151の定常速度、Saccrate：鋼板151の初期速度から定常速度までの加速レート。
Sdccp＝Lstrip−(Smid−Send)＊ (Smid+Send)／(Sdccrate*2)−Lmargin （５）
ただし、Lstrip：鋼板151の長さ、Send：鋼板151の終期速度、Sdccrate：鋼板151の定常速度から終期速度までの減速レート、Lmargin：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。
Sdccq＝Lstrip−Lmargin （６）
算出した速度パターンにしたがって、Ｓ８−２以降で、目標巻取り温度を実現するヘッダーパターンの時間変化を、板温推定モデル１１７を用いた演算で算出する。本実施例では線形逆補間法にしたがって、ヘッダーパターンを算出する例を示す。

Ｓ８−２では、鋼板１５１の各部位について、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、単純に開している冷却ヘッダーが減少するので、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。

次にＳ８−３で、ｎLとｎHの平均をｎ0とする。そしてＳ８−４で、制御コードｎ0に対応した巻取り温度Tc0を算出する。Ｓ８−４は板温推定モデル１１７にしたがった温度推定演算を、鋼板１５０の長手方向の各部位について、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。

Ｓ８−５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。

Ｓ８−６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Ｓ８−３〜Ｓ８−５の実行を繰り返す。アルゴリズムの終了は、Ｓ８−３〜Ｓ８−５の一定回数以上の繰り返しを完了、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、あるいはｎ0がｎH、ｎLのいずれかと一致、等を条件に判定すれば良い。

制御コード付与の方法としては、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放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。

図９にＳ８−４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、一定刻みΔ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。Ｓ９−１で計算時刻を更新し、さらに図８のＳ８−１で生成した速度パターンから、該当時刻の板速Vｔを計算する。Ｓ９−２で、算出した板速を用いてミル払い出し長さを計算する。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、（７）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＋Δ・Vt （７）
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の全長と圧延スタンド１６１〜ダウンコイラ１８０までの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。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、Δ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Δの間にミルから排出された鋼板１５１に冷却前の鋼板温度の推定値を設定する。Ｓ９−６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Ｓ９−７で、例えば（８）式にしたがって熱伝達係数を計算する。
Hw＝9.72＊10⁵＊ω^0.355＊{(2.5−1.15＊logTw)＊D／(pl＊pc)}^0.646／(Tsu−Tw)（８）
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。

（８）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。

一方、空冷の場合は、例えば（９）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) （９）
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。

（８）式と（９）式は、鋼板１５１の表と裏について、それぞれ計算する。そしてＳ９−９で鋼板１５１の各部位の温度を、Δ経過する前の温度をもとに、Δ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（１０）式のように計算できる。
Tn＝Tn-1−(ht＋hb)＊Δ／(ρ＊C＊B) （１０）
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：鋼板厚。

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（１１）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） （１１）
ただし、λ：熱伝導率、T：材料温度。

そしてS９−１０で圧延スタンド１６１からダウンコイラ１８０までの、ライン内の鋼板１５１の全領域で計算が完了するまで、Ｓ９−６〜Ｓ９−９を繰り返す。またＳ９−１〜Ｓ９−１０を、Ｓ９−３で演算の終了を判定されるまで、繰り返す。

図１０に鋼板151の各部位に付与されている制御コードの一例を示す。図８の最適化処理による変化の一例を示したものである。図１０の処理１回目では、各部位で同一の初期値（ｎL＝０、ｎH＝100）に対する処理なので、鋼板１５１の全域で５０が付与される。処理２回目では制御コード５０に対して鋼板１５１の各部位の巻取り温度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の先端、後端に近い部分は、ヘッダーを閉じ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、ヘッダーを開放する方向の制御コードに更新される例を示している。具体的には図１０の処理２回目に示すように、先端部、後端部は、1回目の処理のＳ８−５でｎL＝５０、ｎH＝１００に更新された結果、制御コードはその平均である７５に更新されている。一方、中央部は1回目の処理のＳ８−５でｎL＝０、ｎH＝５０に更新された結果、制御コードは２５に更新されている。このようにして、図８のＳ８−３〜８−６を繰り返すことで、制御コードが順次更新される。

図１１にプリセット制御手段が最終的に出力する制御コードの例を示す。図１１の例で、鋼板１５１は先端からの距離に対応して長手方向に１ｍ単位でメッシュに分けられており、メッシュに対応して、制御コードが割り振られる。冷却装置は鋼板の表と裏に対応して上部冷却装置１７１と下部冷却装置１７２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１１では、鋼板１５１の長手方向について、先端から１ｍ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、500ｍから501ｍの間では、上ヘッダーの制御コードは１４、下ヘッダーの制御コードも１４であることを示している。図１１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設定することも可能である。

図１２にスムージング手段の処理結果を示す。スムージング手段１１２はモデルベーストプリセット手段１１１の出力に対して、冷却ヘッダーの開閉を平滑化する処理を行う。モデルベーストプリセット手段１１１が出力した制御コードは、鋼板部位３ｍ〜４ｍの区間で、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が部位の通過に伴って、瞬間的に開閉するような制御指令が出力される。スムージング手段１１２によるスムージング処理の後は、制御コード１２を１４にスムージングすることにより、鋼板部位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ような、簡単な処理で実現できる。

図１３にダイナミック制御手段の構成を示す。プリセット制御手段１１０が出力した制御コードは、鋼板１５１を冷却制御中に、ダイナミック制御手段１２０によりリアルタイムで補正され、ヘッダーパターン変換手段１３０に出力する最終的な制御コードが決定される。ダイナミック制御手段１２０は、巻取り温度計１７５からの検出温度を用いて、これと目標巻取り温度との偏差を補正する巻取り温度偏差補正手段１２１を備える。さらに巻取り温度偏差補正手段１２１は、異なった演算で補正量を算出する第１の補正手段１２２と第２の補正手段１２３を備えている。加えてダイナミック制御手段１２０は、補正量の計算に使用する影響係数テーブル１２４、第１の補正手段１２２の出力と第２の補正手段１２３の出力のどちらをダイナミック制御手段１２０の最終的に出力にするかを判定し切り替る操作量切替手段１２５を備えている。

次に、各部の動作を詳細に説明する。影響係数テーブル１２４には、制御コードの変化に対する巻取り温度の変化が格納されている。図１４に影響係数テーブル１２４の構成を示す。影響係数テーブル１２４には、冷却ヘッダー１７４を一つ開、または閉したときの巻取り温度Ｔcの変化量に対応した数値である∂Ｔc／Δｎ（℃）が、板厚、板速、鋼種インデックスで層別されて格納されている。図１４の例では、板厚が３mm以下、鋼板１５１の速度が150mpm以下、鋼種インデックスが１の場合、(∂Ｔc／Δｎ)＝3.0℃であり、冷却ヘッダー174を一つ開または閉すると、巻取り温度計１７５で計測される巻取り温度Tcが3℃、低下または上昇することを示している。本実施例では層別項目を板厚、板速、鋼種インデックスの３つとしたが、減らすこともできるし、圧延スタンド１６１を払い出されたときの鋼板１５１の温度等をさらに追加して、増やすことも考えられる。

次に巻取り温度偏差補正手段の処理を図１３に基づいて説明する。巻取り温度偏差補正手段１２１は、巻取り温度計１７５で検出した巻取り温度の、目標温度に対する偏差の大きさに対して、開閉するヘッダーの個数を異なった演算で算出する第１の補正手段１２２と第２の補正手段１２３を備えている。第１の補正手段１２２は第１の補正量算出手段１３０２と、第１の補正量算出手段１３０２の実行タイミングを設定する第１の起動タイミング生成手段１３０１を備えている。

図１５に第１の起動タイミング生成手段の処理を示す。第１の起動タイミング生成手段１３０１の処理は、鋼板１５１が巻取り温度計１７５を通過したタイミングで、開始される。まずＳ１５−１で、冷却装置１７０において、フィードバック制御でヘッダーを開閉する部位から巻取り温度計１７５までの鋼板１５１の移送時間を、鋼板１５１の速度を用いて算出する。Ｓ１５−２では、算出した移送時間、冷却ヘッダー１７４の開閉の影響が鋼板１５１に伝わるまでの遅れ、巻取り温度計175の遅れの総和をもとに、起動周期を算出する。冷却ヘッダー１７４の開閉が鋼板に伝わるまでの遅れは、たとえば冷却ヘッダー１７４が開放の場合であれば、巻取り温度制御装置１１０が冷却ヘッダー開の指令を出力してから、水が鋼板１５１に当たるまでの時間である。起動周期は総和そのものの場合もあるし、さらに適当なマージンを加算した時間を周期としても良い。

Ｓ１５−３で、Ｓ１５−２で算出した起動周期に対して、起動タイミングかどうかを判定する。起動タイミングの場合には、Ｓ１５−４で起動タイミングであることを示す信号を第１の補正量算出手段１３０２に出力する。Ｓ１５−５で、鋼板１５１の尾端が巻取り温度計１７３を通過したかどうかを判定し、通過した場合には処理を終了する。通過していない場合には、Ｓ１５−１〜Ｓ１５−４の処理を繰り返す。

第１の補正量算出手段１３０２は、（１２）式の演算を行う。すなわちダイナミック制御手段１２０が現在出力している補正量（Δｎ）preに対して、巻取り温度偏差ΔＴcに対応した以下の値を加減算して、Δｎ1を算出する。Δｎ1は前回の補正量に対して、ΔＴcの影響を積分した値となる。
Δｎ1＝(Δｎ)pre＋G1・(1／(∂Ｔc／Δｎ))・ΔＴc （１２）
ただし、G1：ゲイン（定数）、∂ｎ／∂Ｔc：影響係数１２４から取り込んだ該当層別の影響係数。

一方、第２の起動タイミング生成手段１３０３は、第２の補正量算出手段１３０４に対して定周期で起動信号を出力する。起動信号を受け取ると、第２の補正量算出手段１３０４は巻取り温度偏差ΔＴcに対応した以下の値を、Δｎ2として（１３）式のより算出する。Δｎ2は、現在のΔＴcに比例した値となる。
Δｎ2＝G2・(１／(∂Ｔc／Δｎ))・ΔＴc （１３）
ただし、G2：ゲイン（定数）、∂ｎ／∂Ｔc：影響係数124から取り込んだ該当層別の影響係数。

本実施例では簡単のため、第１の補正量算出手段１３０２と第２の補正量算出手段１３０４で使用する影響係数を、共に影響係数テーブル１２４から取り込んだ同一の値としたが、処理の違いに応じて異なった値としてもよい。

図１６に操作量切替手段１２５の処理を示す。まずＳ１６−１で鋼板１５１の速度Ｖを取り込む。Ｓ１６−２で、取り込んだ鋼板速度Ｖが、定常速度Ｖ3からあらかじめ定めたΔを減じた値より大きいかどうか判定する。大きい場合には、Δｎとして第１の補正量算出手段１３０２の出力Δｎ1を出力する。大きくない場合には、Δｎとして第２の補正量算出手段１３０４の出力Δｎ2を出力する。

図１７に鋼板全域での、第１の補正量算出手段1302と第２の補正量算出手段1304の切り替えの様子を模式図で示す。横軸は鋼板151が圧延スタンド161から払いだされてからの経過時間でも良いし、鋼板先端からの長さでも良い。図１７では、最高速度（定常速度）Ｖ3に対して、鋼板速度が(Ｖ3−Δ)より大きい領域（２）では、第１の補正量算出手段１３０２の出力がダイナミック制御手段１２０の出力として選択される。一方、それ以外の領域（１）、領域（３）では、第２の補正量算出手段１３０４の出力がダイナミック制御手段１２０の出力として選択される。Δは最高速度からのマージンとして適当に設定すればよいが、実用上は、５〜10mpm程度に設定される場合が多い。

次にヘッダーパターン変換手段１３０の処理を説明する。ここで鋼板１５１には、図１８に示すように、長手方向にセクション1801が定義されており、セクション内で施される操作量は同一である。図１８の例では、鋼板先端から鋼板後端で、合計ｎ個のセクションが定義されており、それぞれにセクション番号が付与されている。すなわち鋼板先端のセクションに１、以下、鋼板後端のセクションにｎが付与されている。

図１９にヘッダーパターン変換手段が実行するアルゴリズムを示す。ヘッダーパターン変換手段１３０は、Ｓ１９−１で、冷却ヘッダー直下を通過している鋼板１５１の先端からの距離Lhを算出する。制御装置１００は、種々の目的で使用する目的で、このような距離情報を有している。Ｓ１９−２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Ｓ１９−６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、Ｓ１９−３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８の鋼板部位を照合し、Ｌhに対応する部位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。本実施例で制御コードは、プリセット制御手段１１０が設定した値を、ダイナミック制御手段１２０が補正した値である。Ｓ19-4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７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放するか決定する。Ｓ１９−５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て、具体的に開放する冷却ヘッダーを特定し、最終的に該当冷却ヘッダーの開閉を決定する。Ｓ１９−６6で、すべての冷却ヘッダー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、Ｓ１９−１〜Ｓ１９−５の処理を繰り返す。

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、ヘッダー数としては設備に応じて、種々の数が可能である。また制御コードを、プリセット制御手段１１０が設定した値を、ダイナミック制御手段１２０が補正した値として一括化したが、適用バンクを区別して対応することも考えられる。たとえば、ダウンコイラ１８０に近い最終２バンクをダイナミック制御用、それ以外をプリセット制御用とし、前者をダイナミック制御手段１２０が出力したΔｎにしたがって制御し、後者をプリセット制御手段１１０が出力した制御コードにしたがって、独立に制御することも考えられる。さらに本実施例ではスムージング手段１１２を備えたが、省略する構成も考えられる。また本実施例では制御指令を制御コードで表現する場合について説明したが、ヘッダーパターンを直接制御指令とする等、制御指令の表現方法としては種々考えられる。

本実施例では、操作量切替手段１２５が、第１の補正量算出手段１３０２の出力の有効性を判断した上で、第１の補正量算出手段１３０２の出力を用いて補正量を更新するかどうか判定する例を示す。

図２０に操作量切替手段1２５の処理アルゴリズムを示す。まずＳ２０−１で鋼板１５１の速度Ｖを取り込む。Ｓ２０−２で、冷却装置１７０のフィードバック制御でヘッダーを開閉する部位から巻取り温度計１７５までの鋼板１５１の移送時間を、鋼板１５１の速度を用いて算出する。Ｓ２０−３では、算出した移送時間、冷却ヘッダー１７４の開閉の影響が鋼板１５１に伝わるまでの遅れ、巻取り温度計１７５の遅れの総和をもとに、起動間隔を算出する。Ｓ２０−４で、Ｓ２０−３で算出した起動間隔に対して、この間に鋼板１５１の速度が変化したかどうかを判定する。速度変化がなかった場合には、第１の補正量算出手段１３０２で適切な補正量が算出されていると判定し、Ｓ２０−５で第１の補正量算出手段１３０２の出力Δｎ1を、補正量として出力する。速度が変化した場合には、第１の補正量算出手段１３０２の算出値の信頼性が低いと判断し、Ｓ２１−６でΔｎの前回値が、次回も保持される。

本実施例では、操作量切替手段１２５が同様に、第１の補正量算出手段１３０２の出力の有効性を判断した上で、第１の補正量算出手段１３０２の出力を用いて補正量を更新するかどうか判定する例を示す。

図２１に操作量切替手段１２５の処理アルゴリズムを示す。まずＳ２１−１で鋼板１５１1の速度Ｖを取り込む。Ｓ２１−２で取り込んだ鋼板速度Ｖが、定常速度Ｖ3からあらかじめ定めたΔを減じた値より大きいかどうか判定する。大きい場合には、第１の補正量算出手段１３０２で適切な補正量が算出されていると判定し、Ｓ２１−３でΔｎとして第１の補正量算出手段１３０２の出力Δｎ1を出力する。大きくない場合には、第１の補正量算出手段１３０２の算出値の信頼性が低いと判断し、Ｓ２１−４でΔｎの前回値が、次回も保持される。

本実施例では、ダイナミック制御手段１２０に操作量合成手段２２０１を備え、第１の補正手段１２２の出力と第２の補正手段１２３の出力を、操作量合成手段２２０１で合成してΔｎを算出する実施例を示す。

図２２で、操作量合成手段２２０１は、第１の補正手段１２２が備えた第１の補正量算出手段１３０２の出力Δｎ1の出力と、第２の補正手段１２３が備えた第２の補正量算出手段１３０４の出力Δｎ2の出力を、取り込んだ鋼板速度を指標に選択または合成することにより、Δｎを算出して出力する。

図２３に、鋼板１５１の速度に対して、最高速度Ｖ3からの偏差にしたがって、操作量合成手段２２０１の処理が異なる例を示す。図２３に示すように、最高速度Ｖ3に対し、鋼板速度が（Ｖ3−Δ1）以上の領域を領域（２）、（Ｖ3−Δ2）以上で（Ｖ3−Δ1）未満の領域を領域（４）、（５）、（Ｖ3−Δ2）未満の領域を領域（１）、（３）と定義する。

図２４に操作量合成手段２２０１が実行するアルゴリズムを示す。Ｓ２４−１で鋼板１５１の速度Ｖを取り込む。次にＳ２４−２で速度領域を判定する。領域（１）、（３）の場合はＳ２４−３で、Δｎとして第２の補正量算出手段１３０４の出力Δｎ2を出力する。一方、領域（４）、（５）の場合にはＳ２４−５で、第１の補正量算出手段１３０２の出力Δｎ1と第２の補正量算出手段１３０４の出力Δｎ2を合成してΔｎを算出し、出力する。合成処理としては、例えば（１４）式のように、鋼板速度Ｖと定常速度Ｖ3の相対関係を用いてΔｎ1とΔｎ2を按分することで、行うことが考えられる。
Δｎ＝(Ｖ／Ｖ3)・Δｎ1＋{(Ｖ3−Ｖ)／Ｖ3}・Δｎ2 （１４）
さらにＳ２４−２で領域（２）と判定された場合には、Ｓ２４−５でΔｎとして第１の補正量算出手段１３０２の出力Δｎ1を出力する。

本実施例では、水冷モデルや空冷モデルのチューニングを、プラントメーカが遠隔からインターネットを用いたサービスとして行う場合を示す。

図２５にシステムの全体構成を示す。メーカは制御対象１５０から制御装置１００が取り込んだ巻取り温度や、これに関連したヘッダーパターン、鋼板１５１の速度、冷却前温度等の実績データや板厚、板幅等のプライマリ情報を、ネットワーク２５１１、サーバ２５１０、回線網２５０３を介して、自社のサーバ２５０４に取り込む。そしてチューニング用データベース２５０５に格納する。

メーカ２５０２はモデルチューニング手段２５０６を有しており、鉄鋼会社２５０１からの要求にしたがって、チューニング用データベース２５０５に蓄積されたデータを用いて実施例１で述べた影響係数テーブル１２４の値を推定し、計算結果を鉄鋼会社２５０１に送信する。補正計算は、たとえば「モデルチューニングを高精度に行うアジャスティングニューラルネットの構成と学習方式」（電気学会論文誌Ｄ、平成７年４月号）に一例を示すように、種々の方式が知られている。モデルチューニングの対価は、チューニング回数に対応付けても良いし、チューニングの結果向上した制御結果に対応付けた成果報酬でも良い。

本発明は、鋼板速度が急激に変化するステッケルミルで顕著な効果を発揮するが、タンデムミルミルを含めた熱間圧延ラインの冷却制御に、広く適用することができる。

本発明の実施例による制御システムを示した構成図。 ステッケルミル構成を示した説明図。 目標巻取り温度テーブルの構成を示した説明図。 速度パターンテーブルの構成を示した説明図。 速度パターンの例を示した説明図。 冷却ヘッダー優先順位テーブルの構成を示した説明図。 ヘッダー開閉パターンと制御コードの対応例の説明図。 モデルベーストプリセット手段の処理を示すフロー図。 巻取り温度予測計算の詳細処理を示すフロー図。 冷却ヘッダー開閉パターンと制御コードの対応テーブルの説明図。 鋼板部位と制御コードの対応テーブルの説明図。 スムージング処理の説明図。 ダイナミック制御手段の構成図。 影響係数テーブルの説明図。 第１の起動タイミング生成手段の処理を示すフロー図。 実施例１の操作量切替手段の処理を示すフロー図。 操作量切替手段が鋼板速度に着目して補正手段を切替る模式図。 鋼板長手方向に定義したセクションの説明図。 ヘッダーパターン変換手段の処理を示すフロー図。 実施例２の操作量切替手段の処理を示すフロー図。 実施例３の操作量切替手段の処理を示すフロー図。 ダイナミック制御手段の他の実施例を示す構成図。 操作量合成手段が鋼板速度に着目して補正手段を切替／合成する模式図。 操作量合成手段の処理を示すフロー図。 制御モデルのチューニングを遠隔サービスする構成図。

符号の説明

１００…制御装置、１１１…モデルベーストプリセット手段、１１２…スムージング手段、１１４…目標巻取り温度テーブル、１１５…速度パターンテーブル、１１６…冷却ヘッダー優先順位テーブル、１１７…板温推定モデル、１２０…ダイナミック制御手段、１２１…巻取り温度偏差補正手段、１２２…第１の補正手段、１２３…第２の補正手段、１２４…影響係数テーブル、１２５…操作量切替手段、１３０…ヘッダーパターン変換手段、１５０…制御対象、１６０…ステッケルミル、１７０…巻取冷却装置、１８０…ダウンコイラ。

Claims (7)

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、
   鋼板の巻取り温度を推定するための板温推定モデルと、
   冷却に先立って、目標巻取り温度と鋼板の速度に関する情報とから、該板温推定モデルを用いて巻取り温度を推定し、推定結果を用いて目標巻取り温度を実現するための冷却装置への制御指令を算出して出力するプリセット制御手段と、
   冷却制御中の鋼板の巻取り温度を観測し、観測結果と目標巻取り温度との偏差から制御指令の補正量を算出して出力するダイナミック制御手段を備え、
   さらに前記ダイナミック制御手段は、前記偏差に対応して算出された制御指令の補正量とダイナミック制御手段が現在出力している制御指令の補正量とから、ダイナミック制御手段が次回出力する補正量を算出する第１の補正手段と、
   該偏差に対応して算出された前記制御指令の補正量を出力する第２の補正手段と、
   該鋼板の速度を取り込み、前回のダイナミック制御手段の計算タイミングから今回のダイナミック制御手段の計算タイミングまでに鋼板速度が定常速度からあらかじめ定めた偏差を減じた値よりも大きい場合には、第１の補正手段の出力と第２の補正手段の出力のうち、第１の補正手段の出力を使い、鋼板速度が定常速度からあらかじめ定めた偏差を減じた値よりも大きくない場合には、第２の補正手段の出力を使うように選択して、ダイナミック制御手段が次回出力する補正量を決定する操作量切替手段を備えていることを特徴とする巻取り温度制御装置。
2. 前記第１の補正手段は、鋼板速度に対応づけて次回の補正演算の起動タイミングを決定する第１の起動タイミング生成手段を備え、前記第２の補正手段は、あらかじめ定められた所定の周期で次回の補正演算の起動タイミングを決定する第２の起動タイミング生成手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の巻取り温度制御装置。
3. 前記第１の起動タイミング生成手段は、鋼板速度、前記冷却装置の中で制御指令の変更により操作量が変更される部位と巻取り温度計の距離、制御指令変更の影響が鋼板温度に及ぶまでの時間を用いた演算で、次回の補正演算の起動タイミングを決定することを特徴とする請求項２に記載の巻取り温度制御装置。
4. 前記操作量切替手段は、前記第１の起動タイミング生成手段が決定した前回と次回の起動間隔の間で鋼板速度が定常速度からあらかじめ定めた偏差を減じた値よりも大きいかどうかを検出し、鋼板速度が定常速度からあらかじめ定めた偏差を減じた値よりも大きい場合には第１の補正手段の出力を用いて、ダイナミック制御手段が次回出力する補正量を決定し、鋼板速度が定常速度からあらかじめ定めた偏差を減じた値よりも大きくない場合には第２の補正手段の出力を用いて、ダイナミック制御手段が次回出力する補正量を決定することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の巻取り温度制御装置。
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、
   鋼板の巻取り温度を推定するための板温推定モデルと、
   冷却に先立って、目標巻取り温度と鋼板の速度に関する情報とから、該板温推定モデルを用いて巻取り温度を推定し、推定結果を用いて目標巻取り温度を実現するための冷却装置への制御指令を算出して出力するプリセット制御手段と、
   冷却制御中の鋼板の巻取り温度を観測し、観測結果と目標巻取り温度との偏差から制御指令の補正量を算出して出力するダイナミック制御手段を備え、
   さらに前記ダイナミック制御手段は、前記偏差を用いて算出した制御指令の修正量とダイナミック制御手段が現在出力している補正量とから、ダイナミック制御手段が次回出力する補正量を算出する第１の補正手段と、
   該偏差を用いて算出した前記制御指令の修正量を出力する第２の補正手段と、
   該鋼板の速度を取り込み、前回のダイナミック制御手段の計算タイミングから今回のダイナミック制御手段の計算タイミングまでの鋼板速度がある値Ａよりも大きいときは、第１の補正手段の出力と第２の補正手段の出力のうち、第１の補正手段の出力を使い、鋼板速度がある値Ｂよりも小さいときは、第２の補正手段の出力を使い、鋼板速度が前記値Ａと前記値Ｂとの間のときは、第１の補正手段の出力と第２の補正手段の出力を合成した出力を使って、ダイナミック制御手段が次回出力する補正量を決定する操作量合成手段を備えていることを特徴とする巻取り温度制御装置。
6. 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方法において、
   冷却に先立って、目標巻取り温度と鋼板の速度に関する情報とから、板温推定モデルを用いて巻取り温度を推定し、推定結果を用いて目標巻取り温度を実現するための冷却装置への制御指令を出力するプリセット制御を行い、
   冷却制御中の鋼板の巻取り温度を観測し、観測結果と目標巻取り温度との偏差から制御指令の補正量を出力するダイナミック制御を行い、
   さらに観測結果と目標巻取り温度との偏差を用いて算出した制御指令の補正量とダイナミック制御手段が現在出力している補正量とから第１の補正量を算出して出力し、
   観測結果と目標巻取り温度との偏差を用いて算出した前記制御指令の補正量を第２の補正量として出力し、
   前回のダイナミック制御手段の計算タイミングから今回のダイナミック制御手段の計算タイミングまでに取り込んだ鋼板速度が定常速度からあらかじめ定めた偏差を減じた値よりも大きい場合には、第１の補正量と第２の補正量のうち、第１の補正量を使い、鋼板速度が定常速度からあらかじめ定めた偏差を減じた値よりも大きくない場合には、第２の補正量を使うように選択して、ダイナミック制御における次回の補正量を決定することを特徴とする巻取り温度制御方法。
7. 前記第１の補正量の算出タイミングは、鋼板速度、前記冷却装置の中で制御指令の変更により操作量が変更される部位と巻取り温度計の距離、制御指令変更の影響が鋼板温度に及ぶまでの時間を用いた演算で決定され、前記第２の補正量である前記制御指令の補正量の算出タイミングは、あらかじめ定められた所定の周期で決定されることを特徴とする請求項６に記載の巻取り温度制御方法。

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