JPH02179829A - 熱間圧延鋼板の冷却制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、上面及び下面の両面から冷却水を吹出して熱
間圧延鋼板を冷却するに際し、当該鋼板が形状不良を起
こさないように、かつ、所望の材質が得られるように、
両面から噴射する冷却水量をそれぞれ最適に制御する熱
間圧延鋼板の冷却制御装置に関する。

（従来技術及び発明が解決しようとする課題）近年では
、熱間圧延された直後の高温の鋼板を水冷により急冷（
加速冷却）して焼入れ効果を得、鋼板に高強度の特性を
付す制御冷却と称される工程を備えた鋼板製造装置が稼
動している。

この鋼板製造装置によって、圧延後直ちに制御冷却して
使用性能の優れた鋼板の製造ができるようになった。

しかしながら、このような従来の鋼板製造装置にあって
は、加速冷却する際の鋼板上下面からの冷却のアンバラ
ンスなどにより、従来の空冷によるものよりも板幅方向
の反り形状不良が発生しやすいという欠点がある。この
形状不良の発生は、鋼板の上面と下面から噴射された冷
却水の挙動の相違による冷却速度の差に起因している。

このように鋼板の上下面がそれぞれ異なる冷却速度で冷
却されると、板厚方向に非対称な内部応力が生じ、製品
の形状を劣化させることになる。

この様な、形状不良の発生を防止するものとして、従来
では、水冷時における鋼板上下面温度を測定し、温度差
より鋼板変形量を予測し、変形を抑止する様に、鋼板上
下面への注水量を制御する技術がある。この方法は、冷
却条件が同一の場合、即ち、板サイズ、冷却開始温度、
冷却終了温度、冷却水量が一定の場合には効果予測され
るが、異なる場合には有効とは言えない。

しかし、注水量制御の方法が提示されておらず、又、上
下面への注水量を変化させた時の冷却終了温度への影響
を考慮していない。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みて成されたも
のであり、水冷時及び水冷後における熱鋼板の反り量が
最小となるように、上下面から噴射する冷却水量を制御
する機能を持った熱間圧延鋼板の冷却制御装置の提供を
目的とする。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するための本発明は、熱鋼板を所定の板
厚にまで圧延を行なう仕上圧延機と、当該仕−に圧延機
の後工程に配置され、搬送された熱鋼板に対して上下面
両方向から当該熱鋼板の幅方向に向けて配された複数の
ノズルから冷却水を噴射して、当該熱鋼板を搬送しなが
ら冷却する冷却装置とが配置された鋼板製造装置におい
て、前記冷却装置内で搬送される熱鋼板上下面の温度を
検出する複数対の温度検出手段と、前記冷却装置による
冷却後の前記熱鋼板の反り量を検出する反り量検出手段
と、予め与えられている前記熱鋼板の諸物性値に基づい
て、前記冷却装置上下面に配置されたノズルから噴射す
る冷却水量と前記熱鋼板の熱伝達率との関係を求める第
１演算手段と、前記温度検出手段により検出された冷却
装置入口における熱鋼板の実績温度及び前記第１演算手
段によって求められた冷却水量と前記熱鋼板の熱伝達率
との関係から、前記熱鋼板上下面の冷却中での温度分布
をそれぞれ独立して算出する温度分布算出手段と、当該
温度分布算出手段によって算出された前記熱鋼板上下面
の温度分布を、前記温度検出手段により検出された水冷
中の上下面熱鋼板の実績温度から得られる温度分布に一
致させるための前記熱鋼板の熱伝達率の補正値を算出す
る補正値算出手段と、前記第１演算手段によって求めた
前記熱鋼板の熱伝達率と冷却水量との関係を、前記補正
演算手段によって算出された補正値によって補正し、こ
の補正後の前記熱鋼板の熱伝達率と冷却水量との関係に
基づいて得られる板厚方向温度分布より前記熱鋼板内部
の応力歪を演算する応力歪演算手段と、当該応力歪演算
手段によって演算された応力歪に基づいて、前記冷却装
置による冷却後の前記熱鋼板の反り量を演算する反り量
演算手段と、当該反り量演算手段によって演算した前記
熱鋼板の反り量と前記反り量検出手段によって検出した
前記熱鋼板の実際の反り量とを比較し、この比較結果に
基づいて前記応力歪演算手段によって演算される応力歪
の補正値を算出する補正値算出手段と、応力歪演算手段
により得られた補正値によって、補正された応力歪演算
手段より求められる応力歪値より得られる板の反り金が
最小となるように、上下面に配置されたノズルのそれぞ
れから噴射する冷却水量を制御する冷却水量制御手段と
を有することを特徴とする。

（作用） 上記のような構成を有する本発明は、以下のように作用
する。

第１演算手段は、予め与えられている熱鋼板の諸物性値
１例えば、材質、板厚、板幅、板長、冷却開始温度、冷
却停止温度等に基づいて、上下面に配置されたノズルか
ら噴射する冷却水量と前記熱鋼板の熱伝達率との関係を
求める。そして、温度分布算出手段は、温度検出手段に
より検出された冷却装置入口における熱鋼板の実績温度
及び前記第１演算手段によって求められた冷却水量と前
記熱鋼板の熱伝達率との関係から計算される。実績冷却
水量での熱伝達率より、前記熱鋼板板厚方向の温度分布
を算出する。補正値算出手段は、当該温度分布算出手段
によって算出された前記熱鋼板」二下面の温度分布を、
前記温度検出手段により検出された熱鋼板の実績温度か
ら得られる温度分布に一致させるための前記熱鋼板の熱
伝達率の補正値を算出する。そして、応力歪演算手段は
、前記第１演算手段によって求めた前記熱鋼板の熱伝達
率と冷却水量との関係を、前記補正演算手段によって算
出された補正値によって補正し、この補正後の前記熱鋼
板の熱伝達率と冷却水量との関係に基づいて得られる板
厚方向温度分布より前記熱鋼板内部の応力歪を演算する
。また、反り量演算手段は、当該応力歪演算手段によっ
て演算された応力歪に基づいて、前記冷却装置による冷
却後の前記熱鋼板の反り量を演算する。演算された反り
量と、前記反り量検出手段によって検出た前記熱鋼板の
実際の反り量とを比較的、この比較結果に基づいて、前
記応力歪演算手段によって得られる応力歪の補正値を算
出する。そして、冷却水口制御手段は、前記応力歪補正
値算出手段によって得られた補正値によって性された応
力歪演算手段によって得られる応力歪値より求められる
前記熱後半の反り量が最小となるように上下面に配置さ
れたノズルのそれぞれから噴射する冷却水量を制御する
。

したがって、冷却時における熱鋼板内部の応力を最小と
することができ、冷却過程における熱鋼板」二下面の温
度精度及び冷却温度精度を向上させることができる。

（実施例） 第１図は、本発明に係る熱間圧延鋼板の冷却制御装置を
備えた鋼板製造ラインの一部を示したものである。

同図に示すように、鋼板製造ラインには、搬送される熱
鋼板１の温度を維持させる加熱炉２と、熱鋼板１の表面
に形成されたスケールを取除くスケールブレーカ−３と
、目標板幅までの幅出し圧延を行なう粗圧延機４とが順
次配設され、熱鋼板１はここまでの工程でスケールが除
かれるとともに所定の幅と厚みに組形成されることにな
る。そして、粗圧延機４の後工程には、熱鋼板１を目標
板厚まで圧延する仕上圧延機５と、仕上圧延後の熱ｗ４
仮１の形状を矯正する熱間矯正機６と、形状矯正後の熱
鋼板１を加速冷却する冷却装置７とが順次配列され、加
速冷却された後の熱鋼板１は、所望の形状、所望の材質
を有する製品となる。

第２図は、搬送される熱鋼板１の温度や形状を測定する
測定機器の配置状態及び冷却装置の内部構造を示す図で
ある。

仕上圧延機５の後面には仕上後面温度計１１が設けられ
、仕上圧延される熱鋼板１の温度を計測する。さらに、
冷却装置７の前面には、冷却装置前面温度計１３が設け
られ、冷却装置７に搬送される直前の熱鋼板１の温度を
測定する。また、冷却装置７の後面には、冷却装置後面
温度計１４と形状計１５とが設けられ、冷却装置７によ
る冷却後の熱鋼板１の温度と形状とが測定される。

また、冷却装置７の内部には、図示するように、熱鋼板
１の搬送される経路の上面７Ａ及び下面７Ｂに冷却水を
噴射するノズル群７ｃ、７ｃ、・・・・・・が多数配列
され、これらのノズル群７ｃからの冷却水の噴射の制御
は、流量制御弁８，８．・・・によってＺ１〜Ｚ６の６
つの冷却ゾーンに分割して行なうようになっている。す
なわち、冷却が行なわれる熱鋼板１の板厚、板長等の諸
条件や冷却開始温度、冷却停止温度等の要因によって使
用すべきゾーン数が異なるために、６つのゾーンに分け
、これらの要因に応じて使用ゾーン数の調整ができるよ
うになっている。各冷却ゾーンの水量は上面と下面の各
々に調整できる。また、冷却装置７の入側と、３，４ゾ
一ン間と、４，５ゾ一ン間と、５．６ゾ一ン間の板方向
中央部の上下面には光ファイバーを応用した放射温度計
対（以下光フアイバー温度計対）２０，２１，２２．２
３が配設され、冷却過程にある熱鋼板１の上下面温度を
検出する。

第３図は、冷却装置７内の温度計の配置状態とノズルの
配置状態を示す図である。

前記したように、光フアイバー温度計対２０は冷却装置
７の入口近傍に、光フアイバー温度計対２１は、３，４
ゾーンの間に、光フアイバー温度計対２２は、４，５ゾ
ーンの間に、光フアイバー温度計対２３は、５，６ゾー
ンの間にそれぞれ配設されている。各ゾーンのノズル７
ｃから噴射される冷却水の水量等の制御は、前記したそ
れぞれの流量制御弁８によって行なわれる。

第４図は、本発明に係る熱間圧延鋼板の冷却制御装置の
制御系の概略構成図である。

冷却装置７における冷却の総括的な制御（上下面に配置
されている各ノズルからの永世制御）を行なう冷却制御
用コンピュータ３０には、圧延機の総括的な制御を行な
う圧延制御用コンピュータ３１と、主に生産管理を行な
うビジネスコンピュータ３２と、冷却制御用コンピュー
タ３０から出力される各種のデータを入力して表示する
とともに、冷却制御用コンピュータ３０に対してオペレ
ーターからの制御補正データ等を出力するデータ入出力
装置３３とが接続され、冷却制御用コンピュータ３０は
これらのコンピュータ３１．３２及びデータ入出力装置
３３からのデータに基づいて、後述する各種の制御装置
を作動させる。また、冷却制御用コンピュータ３０には
、冷却データ学習計算用コンピュータ３６が接続され、
熱鋼板１を冷却する際に各ノズルから噴射させる冷却水
量や通板速度の設定方法の学習を行ない、学習の結果を
冷却制御用コンピュータ３０に出力するようになってい
る。そして、冷却制御用コンピュータ３０は、熱鋼板１
の冷却の際に、その周囲の端部と中央部とで相違する冷
却速度の補正を行なうマスク制御装置３７と、熱鋼板１
の冷却の際に第２図に示したように各ゾーンに配設され
ている流量制御弁８を制御する冷却水量制御装置３８と
、熱鋼板１を搬送する際に駆動される鋼板送り用モータ
３９の回転速度を制御する通板速度制御装置４０とが接
続され、冷却制御用コンピュータ３０は、マスク量、冷
却水量９通収速度の演算、制御を行なう。また、冷却デ
ータ学習計算用コンピュータ３６には、形状計１５から
出力される熱鋼板１の形状データを処理する形状データ
処理コンピュータ３４が接続され、この処理された形状
データは冷却データ学習計算用コンピュータ３６に出力
されることになる。形状データ処理コンピュータ３４に
は、形状データ処理後の各データ（板幅方向の反り（Ｃ
反り）量、鋼板先尾端部の、板長方向の反り（Ｌ反り）
量、光波板側端部に板長方向に生じる側部波形状の波高
とピッチ、鋼板内部に板長方向に生じる中央部波形状の
波高とピッチ）を表示する表示装置３５が接続され、製
品化される鋼板の最終的な形状が表示される。この冷却
データ学習計算用コンピュータ３６には、前記した圧延
制御用コンピュータ３１．ビジネスコンピュータ３２、
冷却装置前面温度計１３．冷却装置後面温度計１４．冷
却装置７内に配設されている光フアイバー温度計対２０
〜２３．冷却水量制御装置３８及び通板速度制御装置４
０が接続され、これらのコンピュータや温度計あるいは
装置から出力される実績データに基づいて、冷却制御を
行なうための学習計算を行なう。

第５図は、本発明に係る熱間圧延鋼板の冷却制御装置の
全体の概略的な動作を示す図である。

本装置の動作は大別して２つの動作よりなる。

熱鋼板の形状不良を起こさず、かつ、所定の材質が得ら
れることを目的として、冷却対象材が冷却装置に到るま
でに行なう冷却装置に対しての設定と、その設定動作の
精度向上を目的として、冷却後に行なう学習である。

まず、冷却装置の設定について説明する。

圧延制御用コンピュータ３１は、冷却対象である熱鋼板
１の圧延実績、すなわち、仕上後面温度計１１により入
力された仕上最終圧延開始前温度（以下、仕上温度と略
す）実績、板厚、板幅等の実績を出力し、冷却制御用コ
ンピュータ３０は、熱鋼板１における冷却装置７直前の
各部の温度を推定する推定計算を行なう。この推定計算
は、圧延制御コンピュータ３１により入力された仕−Ｌ
最終圧延開始直前熱鋼板１の上表面温度（仕−ヒ温度）
或いは後述するビジネスコンピュータ３２により入力さ
れた目標仕上温度を初期値として、板上の代表点におけ
る全厚の１０分割１１点を計算対象点として、仕上最終
圧延から冷却装置７の入側までの温度推移を１次元熱伝
導差分方程式を解くことによって行なう。尚、代表点は
、板長手方向の１点について行なわれるが、板長を考慮
して各部の計算予測到達時間に差を設け、搬送方向先端
部。

中央部２尾端部の３点を設定している。また、この計算
を行なうにあたっては、熱伝導による温度変化、仕上圧
延機５の仕上最終圧延による温度変化の影響、変態、熱
間矯正機６による温度変化の影響などを考慮して計算す
る。

また、ビジネスコンピュータ３２は、冷却に関する指示
情報、すなわち目標仕上温度冷却装置７における各ゾー
ン毎の下面水量、熱鋼板１が冷却装置７に入る際の目標
冷却開始温度、熱鋼板１が冷却装置７から出た際の目標
冷却停止温度、使用ゾーン数、また板に関する材質成分
の情報、板厚。

板幅、板長等のデータを出力し、冷却制御用コンピュー
タ３０はこれらのデータを人力し、板幅、冷却停止温度
、平均下面水量、使用ゾーン別に予め定められた操業標
準値の決定を行なう。

この操業標準値とは、冷却後の鋼板幅方向反り量を許容
値以下とする適正上下水量比を計算する際の初期値、及
び各種マスク量から成る。尚、上下水量比とは、下式で
定義し、下面水量と上下水量比が決定されれば上面水量
を決定するこができる。

これは、以下の考え方に基づく。冷却材の材質特性（引
張り強さ、降伏強さ、伸び等）を制御するためには、温
度制御が必要であり、下面水■を予め定める事により、
冷却装置内での板温度降下特性を決定する。一方、板形
状をフラットにするためには冷却中板厚方向の温度分布
を上下対象にするのが望ましく、下面水量に応じて上面
水量を決定する必要がある。そこで、上下水量比をパラ
メーターとして採用した。

そして、冷却制御用コンピュータ３０は、冷却装置入側
温度推定計算を行ない、その計算結果と決定された操業
標準値により与えられた上下水量比の初期値及び後述す
る温度学習計算によって得られた学習結果により、板温
度推定計算を行なう。

そして、この板温度推定計算の演算結果及び後述する応
力歪学習計算の学習結果によって応力歪推定計算が行な
われる。この応力歪推定計算は複雑であるので、この計
算の詳細については後述することにする。次に、冷却制
御用コンピュータ３０は、応力歪推定計算によって得ら
れた結果に基づいて、冷却装置７の上下面に配設されて
いるノズルから噴射する冷却水台の最適上下比を計算し
、この最適上下比の決定によって冷却装置７の上面に配
設されているノズルから噴射すべき水量を決定し、その
計算結果を冷却水量制御装置３８に出力する。また、板
温度推定計算によって得られた結果に基づいて、熱鋼板
１を冷却装置７に通過させる際の最適通板速度の設定計
算を行なう。この最適通板速度の演算結果は、通板速度
制御装置４０に出力され、熱鋼板１は、この演算結果に
基づいた速度で冷却装置７の内部を搬送されることにな
る。

一方、冷却制御用コンピュータ３０は、操業標準値に基
づいて、鋼板先端、尾端及び側端部のマスク量を決定し
、このマスク量は、マスク制御装置３７に出力される。

このマスク量の制御は、熱鋼板１の周部とそれ以外の部
分とでの冷却される条件の相違を補正するために行なわ
れるものであり、この補正によって、熱鋼板１のどの部
分でも同様の冷却が行なわれることになる。尚、このマ
スク装置及びマスク量の決定は、本願発明とはあまり密
接に関係した制御ではないので、以降においてもその決
定の詳細な説明は省略する。

次に熱鋼板１の冷却後に行なわれる学習について説明す
る。

冷却データ学習用コンピュータ３６は、ビジネスコンピ
ュータ３２より成分等の板に関する情報と仕上後面温度
計１１によって検出され、圧延制御用コンピュータ３１
により入力された仕上圧延機５後面の熱鋼板１の実績温
度を入力し、冷却装置７の入側板温度測定計算を行なう
。また、冷却データ学習計算用コンピュータ３６は、冷
却装置７入口の先ファイバー温度計対２０によって検出
された冷却装置７人側の熱鋼板１の実績上下面温度差と
冷却装置前面温度計１３により検出された冷却装置７人
側の熱鋼板１の上表面温度及び前記した板温度設定計算
の測定値に基づいて入側温度学習を算出し、この学習結
果は設定の際の冷却制御用コンピュータ３０によって入
側板温度設定計算を行なう際に用いられることになる。

次に冷却データ学習用コンピュータ３６は、通板速度制
御装置４０の設定した実績通板速度と、冷却水量制御装
置の設定した上下面の実績水量と、冷却装置前面温度計
１３によって検出された冷却装置７人側の熱鋼板１の実
績温度と、冷却装置入口の光フアイバー温度計対２０に
より検出された冷却装置７人側の熱鋼板１の実績上下面
温度差とを人力し、水冷中の板温度推定計算を行なう。

また、冷却データ学習計算用コンピュータ３６は、冷却
装置後面温度計１４によって検出された冷却装置７出側
の熱鋼板１の実績温度、冷却装置７内部に配設されてい
る光フアイバー温度計対２１〜２３の各ゾーン間におけ
る冷却中の熱鋼板１の実績上下面温度差及び前記した板
温度推定計算の推定値に基づいて温度学習計算を行なう
。この学習結果は冷却制御用コンピュータ３０で行なう
冷却設定の際の板温度推定計算に用いられることになる
。そして、冷却データ学習制御用コンピュータ３６は、
温度学習計算によって得られた冷却中の温度推定結果に
基づいて応力歪推定計算を行なう。

一方、形状データ処理コンピュータ３４は、形状計１５
によって検出した冷却後の熱鋼板１の形状データを入力
し、その形状が理想形状に対してどの位のずれがあるの
かを算出する。冷却データ学習制御用コンピュータ３６
は、形状データ処理コンピュータ３４によって算出した
ずれ及び応力歪推定計算によって得られた応力歪に基づ
いて応力歪の学習計算を行なう。この学習計算によって
得られた学習結果は、設定の際の冷却制御用コンピュー
タ３０による応力歪推定計算の際に用いられることにな
る。また、冷却データ学習制御用コンピュータ３６は、
形状データ処理コンピュータ３４で算出された実績形状
と理想形状とのずれに基づいて標準値の上下化初期値の
修正が行なわれ、この修正値は設定の際の冷却制御用コ
ンピュータ３０における操業標準値決定の際に用いられ
ることになる。

このように、本発明に係る熱間圧延鋼板の冷却制御装置
は、まず、熱鋼板１が冷却装置７に搬送される以前に、
冷却中の板温度と板形状を推定し、冷却装置７での通板
硬度と上下面冷却水量を決定し、冷却停止温度が予め設
定されている温度となり、所定の材質が得られるように
、かつ、形状が理想形状となるように、冷却装置の設定
制御を行なう一方、冷却後の熱鋼板１の実績データに基
づいて学習計算を行ない、この学習結果を、以降の熱鋼
板１の製造の際のデータに加味し、品質等の管理を閉ル
ープ制御によって行なうようにしている。

以−にのように構成された本発明に係る熱間圧延鋼板の
冷却制御装置は、第６図以降に示すフローチャートに基
づいて次のように動作する。尚、このフローチャートの
説明に際し、以上において既に説明されている事項はそ
の説明を省略する。

まず、熱鋼板１が、冷却装置７に搬送される以前に計算
される冷却設定計算について第６図に沿って説明する。

冷却設定計算は、冷却対象の熱鋼板１の仕上圧延開始（
仕−ヒ圧延は通常複数回行なわれる）と仕上圧延終了直
前とデータ入出力装置３３よりデータ修正を行ったタイ
ミングで起動される。まず、冷却制御用コンピュータ３
０は、設定対象の熱鋼板１の仕上圧延が仕上最終圧延手
前まで行なわれたか否かを判断し、仕上最終圧延より早
いタイミングであれば、ビジネスコンピュータ３２より
送られてきた目標仕上温度を、仕上最終圧延以降のタイ
ミングでは、仕上後面温度計１１により検出され、圧延
制御用コンピュータ３１により人力された実績仕上温度
を仕上温度と定める。またこの判断は、冷却制御用コン
ピュータ３０に圧延制御用コンピュータ３１が入力した
か否かにより行なわれる（ステップ１）。次に、冷却制
御用コンピュータ３０は、冷却装置７の入側における熱
鋼板１の温度の推定計算をしくステップ２）、ビジネス
コンピュータ３２から出力される各種のデータ及び修正
された標準値に基づいて操業標準値（上下水量比初期値
、マスク量）の決定番付なう（ステップ３）。次に、冷
却制御用コンピュータ３０は冷却装置７の入力端におけ
る熱鋼板１の温度とステップ３において決定した上下化
初期値を用いて、簡易の板温度推定計算を行ない熱鋼板
１の通板速度を計算する（ステップ４）。次に、冷却制
御用コンピュータ３０は、ステップ４において決定した
通板温度とステップ２において推定した。

冷却装置７の入側における熱鋼板１の温度と、後述する
ステップ５の学習計算によって得られた温度の学習値及
びステップ３において決定した操業標準値（上下化初期
値）に基づいて精密な板温度の推定計算を行い、その計
算結果と応力歪推定計算の結果得られた学習値に基づい
て応力歪の推定計算を行なう。その応力歪推定計算の結
果に基づいて、この応力歪を最少にすべき冷却水の」二
下面からの冷却水量の最適上下比を計算する（ステップ
５）。そして、冷却制御用コンピュータ３０は、ステッ
プ５で計算した最終冷却ゾーンでの板温と、ビジネスコ
ンピュータ３１により人力された目標冷却停止温度とを
照らし合わせて通板速度の修正計算を行ない（ステップ
６）、以上の演算の結果をマスク制御装置３７２通収速
度制御装置４０゜冷却水量制御装置３８にそれぞれ出力
しくステップ７）、熱鋼板１は冷却される。

また、熱鋼板１の冷却後に行なう冷却学習計算について
第７図より説明する。冷却データ学習制御用コンピュー
タ３６は実質上下水量比と実績反り量より操業標準値中
の上下化初期値を修正する（ステップ１０）。次に冷却
データ学習制御用コンピュータ３６は、冷却装置７の入
側における熱鋼板１の温度の推定計算をし、その推定温
度と冷却装置入側の実績温度より入側温度学習計算を行
なう（ステップ１１）。そして、冷却データ学習制御用
コンピュータ３６は、実績水量と実績通板温度を用いて
、冷却中の板温度推定計算を行ない（ステップ１２）、
その推定温度推移と実績冷却後面温度、実績上下面温度
差より冷却中の温度学習計算を行なう（ステップ１３）
。更に、冷却データ学習制御用コンピュータ３６は、ス
テップ１３で得られた温度学習値を用いて、温度と形状
を計算し実績反り量と比較して、形状学習計算を行なう
（ステップ１４）。

次に、第６図に示したメインルーチンのそれぞれのステ
ップの処理について詳細に説明する。

第８図は、メインルーチンにおけるステップ２のサブル
ーチンフローチャートである。

このサブルーチンフローチャートは、熱鋼板１が仕上圧
延機５の仕上最終圧延開始前から冷却装置７の入側まで
搬送される間に、板面上各部の冷却装置７人側での温度
を推定する処理手順を示すものである。

まず、冷却制御用コンピュータ３ｏは、ステップ１で決
定した仕上温度を用いて、熱鋼板１の厚み方向１０分割
１１点の初期温度分布を下記の方法で決定する。

■上表面温度は、仕上温度 ■上表面と板温最高点との温度差は下式で与えるる。

ΔＴ　〜３３．８−３．６３ｈ（−０，０３７１＋〇、
００５２８ｈ）　　−ＴＦ但し、ΔＴ：上表面と板温最
高点との温度差ｈ：板厚 Ｔ、：仕上温度 ■下表面温度は、上表面温度と入側温度学習値より決定
する。

Ｋ、　、　Ｋ２　　：調整要素、Ｋ、　＝１．０．に２
　＝００■以１−の■〜■の条件を満たす放射線状の温
度分布を決定し、板厚方向の温度分布を決定する。

第８図に決定方法を示す（ステップ２０）。そして、冷
却制御用コンピュータ３０は、差分計算用の時間カウン
タｔを０にリセットしてスタートさせるとともに、板温
度推定差分演算を開始する。

この板温度推定差分演算は、ステップ２０によって求め
た初期温度分布状態に基づいて、板上の代表点における
全厚の１０分割１１点を計算対象点として、下式に示す
１次元熱伝導差分方程式を解くことによって行なう（ス
テップ２１．２２）。

板温度Ｔから含熱量Ｑへ変換 Ｔ　＞８８０　Ｑ−３，３３３＋Ｏ，１６ＴＴ≦８８０
　Ｑ＝−１４９，０５＋０．４８１　　・Ｔ　−１，８
８Ｘ１０−４・Ｔ２ Ｑ（ｉ）、＋Δ。

（１−１〜１１） （ｌ麿１，１１のみ） ＝０　　（１−２〜１０） Ｑ（ｉ）ｔ　　；時刻ｔの時の要素１の含熱量Ｔ（１）
ｔ；同温表示 Δｔ　；差分計算の刻み時間（＝ｃｏｎｓｔ　、　１５
０ｍ５ｅｃ）ρ；密度 λ；要素１の熱伝導率　　　Ｔｇ；気温ΔＱ　；境界条
件 ΔＸ；Ｘ；板厚分 割熱量Ｑから温度Ｔへ変換（含熱量；比熱を０℃からＴ
まで積分した値） Ｑ＞１４４．１３　　Ｔ　＝−２０，８＋６．２５ＸＱ
Ｏ＜Ｑ≦１４４．１３ ρ、λの与え方は公知であるので詳しい説明は省略する
。

そして、最終圧下が行なわれる際に前記代表点が、仕上
圧延機５に到達すると（ステップ２３）、圧延に伴って
発生する熱量を加算する。この熱量は、塑性加工熱と、
摩擦熱と、ロール抜熱との和である。これらの熱の算出
式も以下に示す公知の式で行なう。

１）塑性加工熱 ΔＱ　＝η　・ＫｆＩｌｌ・ε／（Ｊ−Ｐ）ｐ ΔＱｐ；塑性加工熱（含熱量表示） η、；効率　　（−ｃｏｎｓｔ） ＫｆＩＩｌ；平均変形抵抗 に仕事当量　　　（・ｃｏｎｓｔ） ρ：比重 ２）摩擦熱 ΔＱｆ＝ηｆ・μ・Ｐｒ！ｉ・ΔＶ／（Ｊ−Ｐ）ΔＱ、
；摩擦熱　（含熱量表示） ηｆ：効率　　（−ｃｏｎｓｔ） μ；摩擦係数　（−ｃｏｎｓｔ） Ｐ　；平均圧延力（仕上最終圧下） ΔＶ；圧延ロールと鋼板の相対速度差 ３）ロール抜熱 （ステップ２５）、熱間矯正機６の通過による温度降下
熱、すなわち、抜熱を加算する（ステップ２６）。抜熱
量を下記に示す。

ＨＬ抜熱加算 １）ＨＬ抜熱 ΔＴｌ［Ｌ、ＨＬ通過による温度降下量（抜熱量）ΔＱ
Ｉ？’ロール抜熱　（含熱量表示）ηＲ；効率 ＣＩ旨比熱 ＴＩ？；圧延時間 ΔＴ；Ｔ；圧延前後の温度降下量 各要素についはで、公知であるのでは、詳しい説明は省
略する（ステップ２４）。冷却制御用コンピュータ３０
は、ステップ２１において起動させたタイマーの積算時
間に基づいて、前記代表点が熱間矯正機６に到達する時
刻であると判断すると次に、熱鋼板１の先端部が冷却装
置７に到達する時刻となると、冷却制御用コンピュータ
３０は、熱鋼板１の先端部の温度を格納しくステップ２
７゜２８）、熱鋼板１の中央部が冷却装置７に到達する
時刻となると、冷却制御用コンピュータ３０は、熱鋼板
１の中央部の温度を格納しくステップ２９゜３０）、熱
鋼板１の尾端部が冷却装置７に到達する時刻となると、
冷却制御用コンピュータ３０は、熱鋼板１０尾端部の温
度を格納する（ステップ３１．３２）。各部の到達時間
は、搬送距離、搬送速度板長をもとに決定する。尚、熱
鋼板１の移動位置を時刻として捕えるためのタイマーの
積算時間は、Δを時間の刻み時間をもって積算されるよ
うにしである（ステップ３３）。ΔｔはＯ，１ｓｅｃ程
度とする。そして、これら格納した代表点各部の温度に
変態発熱を加算する。この変態発熱の加算は、中央部の
計算表面温度温度とＡｒ３変態点を比較して行なわれる
。

まずＡｒ３変態点温度（Ｔａｒ３）を下式で計算する。

Ｔａｒ３　　＝Ｂ６　　＋Ｂ７　　（：Ｃ］＋Ｂ　　Ｂ
　　［：Ｓｉミコ＋８　　［Ｍｎｌ＋Ｂ＋ｏ［Ｎｉコ＋
Ｂ＋　１［Ｃｕｌ”Ｂ＋　２［Ｖ］ Ｂ、　−８６８゜ Ｂ７−−３９６゜ Ｂ８−２４．６゜ Ｂ９−−５８．７゜ ８．０−５０゜ Ｂｔｔ”　３５゜ Ｂ１２”１９０゜ ［Ｃコ、［Ｓ１コ、　［Ｍｎｌ　、　［Ｎｉｌ　、［Ｃ
ｕｌ　、　［Ｖ］は、圧延鋼板各成分１／１００重量％
（ビジコンからの板情報に含まれている。） 変態発熱の加算は、学習値も考慮して、先端部、中央部
、尾端部、各部毎に下式により行なう（ステップ３４）
。

”　（ｉ　）　＝Ｔ　ｃ　（ｉ）　＋ｄ　Ｔ　ｔ　ｒｓ
＋ΔＴ　　（ｆ−１〜１１）ΔＴ；冷却冷却装置部側温
度学 習値１）　　；冷却装置入側板温度 Ｔｃ（ｉ）；本体発熱加算を行なう前の入側板温度ｄＴ
ｔｒｓ：変態発熱ｆｆ１（先端、中央、尾端の各部とも
共通） 中央部Ｔ　ｅ（１）＞　Ｔ　ａｒ＋の時　ｄＴｔｒｓ＝
０Ｔｃ≦Ｔｉ１ｒ３ノ時 ｄＴｔｒｓ　＝Ｂ１４　（Ｔｓ　　Ｔａｒ３）　＋Ｂｔ
、。

−以下余白一 第１表 ８１４　　Ｂ　＋５ ｈ＞１８ｍｍ　０．５６　９．０９ １６くｈ≦１８ｍｍ　　０．５８　　０．５３ｈ≦１６
ｍｍ　０．５５−７．９８ ルーチンフローチヤートは、冷却装置７内での熱鋼板１
の最適通板速度を決定するためのものである。冷却制御
用コンピュータ３０は、冷却装置７内で使用される平均
水量を以下のようにして算出する（ステップ４０）。

次に、第６図のメインフローチャートにおけるステップ
３の操業標準値決定を行なう。

ビジネスコンピュータ３２から、入力された板幅、目標
冷却開始温度、冷却停止温度、冷却装置７における使用
ゾーン数、各ゾーン毎の下面水量。

により予め定められた操業標準値、即ち各ゾーン毎の上
下水量比及び側端部マスク量、先端マスク量１尾端マス
ク量を決定する。この各ゾーン上下水量比はステップ５
で行なう最適上下化設定計算の検索初期値となる。

次に第１０図は、第６図に示したメインフローチャート
におけるステップ４の通板速度設定計算のサブルーチン
フローチャートを示す。このサブＱ　　：下面平均冷却
水量（＋ｎ３／ｍ２分）ａｖ Ｑ（ｉ）；ｉゾーン下面水量（１１１３７ｍ２分）Ｌｚ
（ｉ）；ｉゾーン冷却長（ｍ） ＮＺ　　；使用ゾーン数 但し、Ｌｚ（ｉ）は、水を流さない冷却ゾーンでＬｚ（
ｉ）＝０とする。

一、’ｔニー　１Ｔｉｉ　平均冷却水量については、下
式で計算する。

Ｑｕａｖ　’上面平均冷却水ｆｆｉ（ｍ３／ｍ２・分）
η。（１）；上下水量比初期値 次に、冷却制御用コンピュータ３０は、ステップ２で計
算した冷却装置７の入側での中央部の板温度に対してこ
の平均水量で熱鋼板１を目標冷却停止温度まで冷却する
場合の冷却所要時間ｔｅと、温度・時間影響係数を求め
る。温度の計算は１次元差分定式により行なう。計算を
下に示す。

（１）板内部　　　１次元熱伝導差分方程式％式％（）
） （４）熱伝達係数（上、下面の区分あり）α＝（αＢ・
　（Ｗ／Ｋｏ／に３）Ｘ）ＬαＢ＝ＥＸＰｉ（ａｏ　＋
ａ＋　　４ｓ＋ａ２１１Ｔｓ２−）−＋ａ２１１Ｔｓ６
）　／１０００） Ｘ＝　ｂｏ　＋ｂ１ｓＴｓ＋ｂ２　　・Ｔｓ２＋・＝−
＋ｂｔ３　　舎Ｔｓ６）Ｗ：水量密度（ｍ３／ｌ１１２
ｍ１ｎ）Ｔｓ　：ｗ４板表面温度（ＸＩＯ−２℃）αＢ
＝基準α Ｌ：温度学習値（上・下面の区分前） −以下余白− （３）熱負荷 Ｑ（ｊ）−β、　、　４．８３（（Ｔｇ＋２７３）　４
　　（ＴＳ”２７３）　４　）＋８２　・ａ（Ｔ（ｊ）
−Ｔｗ）　　　　　　（ｊ−１，１１）＜５ｕｆｆｉｘ
　　ｊは板厚方向に分割した３番目の要素をあられす。

ｉｌ：含熱量（Ｋｃａｌ／ｋｇ）　、　Ｔｓ　：鋼材表
面温度。

ρ：比熱（ｋｇ／ｍ　２）　、　Ｔｗ　：水温（℃）。

Ｋｄ：熱伝導率（Ｋｃａｌ／ｍｈｒ’ｃ）　。

Ｋｄｏ：０℃での熱伝導率（Ｋｃａｌ／ｍｈｒ’ｃ）　
。

φｊ　：変換温度（℃）。

Δｔ：計算分割時間（ｈｒ）　＝　１．３９　ｘ　１０
−”　（５０ｏ＋５ｅｃ）。

Ｑ：表面熱負荷（Ｋｃａｌ／ｌｌ１２ｈｒ）　。

Δｙ：厚み方向分割長さ（ｍ）。

Ｔｇ：雰囲気温度（”Ｃ）、Ｃ：比熱（Ｋｃａｌ／　ｋ
ｇ’Ｃ）　。

α：熱伝達率（Ｋｃａｌ／ｍ　２ｈｒ’Ｃ）　。

β１．β２　：係数で 水冷時　β１＝０．β２−１ 空冷時　β１＝１．β２＝０とする。

（５）平均板温度計算 （６）冷却所要時間 ｔｃ；Ｔａｖが目標冷却停止温度に達するまでのΔｔの
和 （７）温度・時間影響係数 ｄ　Ｔ／　ｄ　ｔ　＝　（Ｔａｖｏ　＝Ｔａｉｍ　）　
／　ｔ　ＣｄＴ／ｄｔ；温度・時間影響係数 Ｔａｖｏ　　　；冷却装置入側での平均板温Ｔａ１ｍ　
　　；目標冷却停止温度 温度・時間影響係数とは、前記冷却計算における単位時
間当りの下降温度、すなわち、冷却速度であり、この温
度・時間影響係数によって後述の冷却時間の補正計算が
行なわれる（ステップ４１）。そして、上記冷却時間及
び前記使用ゾーンの総長Ｌ　ｚｏｎｅに基づいて、通板
速度の計算が行なわれるｏ　Ｖｃｃ−Ｌｚｏｎｅ／ｌｃ
　Ｖ　ｃ　ｃ通板速度（ステ・ノブ４２）。尚、以上の
計算によって得られた通板速度は、全ゾーン一定の水量
と仮定して求めた速度であるので、粗決定である。

次に、第９図は、第６図に示したメインフローチャート
におけるステップ５の最適上下水量比決定のサブルーチ
ンフローチャートを示す。このサブルーチンフローチャ
ートは、冷却装置７内での温度、板形状の推移を計算し
、板幅方向反りを最少とする上下水量比を各冷却ゾーン
毎に決定させるための処理をおおこなうルーチンである
。具体的には、板幅方向反りは、上下面の温度差による
板幅方向の熱応力の板厚方向非対称分布により発生する
ものであることから、各冷却ゾーン毎に当該冷却ゾーン
の出側の板幅方向反り量を推定し、当該冷却ゾーンで板
幅方向反りを最少とする、つまり前記した熱応力を板厚
方向に対称にするための上下面における冷却水の噴射量
を決定する。

まず、冷却制御用コンピュータ３０は、既に決定してい
る通板速度を用いて中央部の各冷却ゾーンの出側通過時
間を求める（ステップ５０）。そして、冷却制御用コン
ピュータ３０は、前記計算対象点が冷却装置７の入側に
到達した時点を１−０とし、同時に冷却ゾーン数をカウ
ントするカウンタＺの値を１セツトする（ステップ５１
．５２）。次に、冷却制御用コンピュータ３０は、入力
条件をセットする。この入力条件としては、当該ゾーン
の入側セット温度、板幅方向応力、板幅及び操業標準上
下水量比の前後に設けた数種類の上下水量比である（ス
テップ５３）。そして、板温度推定計算を、第７図の入
側温度推定の処理と同様にして行ない、当該ゾーンにお
ける各代表点の板温度推定計算を行ない、板形状の推定
計算を行なう。この形状推定計算は、後で詳細に説明す
るが、−次元熱弾塑性式に基づいて行なう。これらの板
温度推定計算及び形状推定計算は、予め定められている
刻み時間毎に、代表点が当該冷却ゾーンを出るまで行な
われる（ステップ５４〜５７）。そして、ステップ５７
までで得られた当該冷却ゾーンの最適上下水量比を算出
し、カウンタＺの値を１だけインクリメントしてステッ
プ５３に戻る。

そして、計算された冷却ゾーン数が操業標準値の決定処
理によって決定されたゾーン数ｎに等しくなったらメイ
ンルーチンに戻る（ステップ５８〜６０）。

このように、このサブルーチンでは、各ゾーンの入側に
おいて、当該ゾーン出側の板幅方向反り量を推定し、当
該ゾーンで板幅方向反り量を最少とする最適上下水量比
を算出している。

第１２図は、第１１図において示した形状推定計算のサ
ブルーチンフローチャートである。計算は、板厚方向各
部の時間経過に対する温度変化を考慮するため冷却計算
で用いた時間きざみΔを毎に行う。いま、時刻での板幅
方向反り量を求めるとする。

冷却制御用コンピュータ３ｏは、熱鋼板１の線膨張係数
、ヤング率、降伏応力等の各物性値を演算する（ステッ
プ６１）。時刻ｔにおける時刻を一△ｔでの応力状態は
既知であるから、この応力を、応力−歪線上の点に変換
する。この変換は、熱鋼板１の温度変化によって応力−
歪線図が変化するので、その温度補償を行なうためであ
る（ステップ６２）、ここで応カー歪関係は、弾性範囲
では公知のび≦Ｅ・ε する。

σ：応力 ε：歪 Ｅ二時刻ｔにおける温度に対するヤング率σγ奮、εγ
：時刻ｔ１における温度に対する降伏応力、降伏歪、 εγ：　（σγ／Ｅ） 次に、冷却制御用コンピュータ３０は、鋼板を板厚方向
に１０分割し、分割された各要素（ｉ＝１〜１０）毎に
、上記ステップで求めた各別に基づいて以下に示す連立
方程式を作成する。

ΔＰ　（１，ｔ）・（ｌ−ｋ）−ＰＬ（１，Ｔ−Δｔ）
Ａ　番Ｅ（ｉ、ｔ） ここで、 ΔＰ（Ｌｔ）：上面よりｉ番目の要素に対して、時刻ｔ
−Δｔから時刻ｔまでの間 に増加した内力 Ａ　　　：要素の断面積 Ｅ（１，１）　　：上面よりｉ番目の要素の時刻ｔにお
ける温度に対するヤング率 Ｐ　Ｌ　（ｉ、ｔ−Δｔ）：上面よりｉ番目の要素の時
刻を一Δｔにおける長さ Δε１−　（ｉ、ｔ、）　　：上面よりｉ番目の要素の
時刻１−Δｔから時刻ｔまでの間の温度変 化に対する熱歪（温度変化Ｘ線膨 張係数） Ｘ（１）　　；板厚中心から上面よりｉ番目の要素の厚
み中心までの距離 Ｅ　（ｔ） ；時刻ｔにおける板厚方向平均温度に対するヤング率 Ｘ（ｉ−１ ）（Ｌ＋Ｋ） ・１）Ｌ（ｉ−１，ｔ− △ｔ）ｌ　Ｘ（１−ｔ） Ｈ ：各要素の厚み ρ（ｔ−Δｔ）：時刻 を−Δｔにおける鋼板の曲 率半径 上式において要素ｉが塑性化していればＥ（ｉ。

Ｘ（１−１＞＞　（１４Ｋ＞ ・ＰＬ（１−１，ｔ− △ｔ）ＩＸ（１） ｔ）の代わりに （σ／σγ） （ε／εγ） よ り得られる ｄρ／ｄε＝ｎσγ・ （ε／εγ） １／ ε γを用いる。

式は △Ｉ）（Ｄｉ、ｔ） 十 ｔ）＝　１）Ｌ（ｉ−１，ｔ− △ｔ）（１＋ ΔεＴ （ｆ−１，ｔ）ｉ　（Ｌ＋ｋ） ＋ −ＰＬ（ｉ、を− △ｔ）　［１＋ △εＴ （ｉ、ｔ）ｌ　（Ｌ−Ｋ） ・・・（２′ （２′ 式においてｉ ＝２〜ｎまでとするとｎ １ケの連立方程式が得られる。

（２′ 式のΔＰ （ｉ、ｔ の係数をＣ （ｉ、■ （１，２ ・・・・・・Ｃ （１，ｎ 右辺をＤ と おくとｉ ＝２〜ｎに対する （２′ 式は −以下余白一 この連立方程式の解法については、連立方程式を以下に
示す様に△Ｐ（ｉ、ｔ）についてマトリックス表示とし
、［Ｋ］マトリックス以下では形状マトリックス、　（
Ｐ）を応力増分マトリックス、［Ｆ］を歪マトリックス
と呼ぶ。そして、ステップ６３で求めた形状マトリック
スに基づいて熱歪によろう応力計算を行なう。この応力
計算は、船釣なマトリックスの解法に従い、［Ｋ］の逆
マトリックス［Ｋ］’を求め（Ｐｌ　＝　［１ｋ］−１
より応力増分を（Ｐ）を求め、この応力増分ベクトルに
、刻み時間毎に算出された前回の応力を加えるものであ
る（ステップ６４）。次に、上記応力に基づいて各要素
が弾性か塑性かを判定し、塑性であれば応力値を降伏応
力値として、各要素の応力を決め直す。ここで、弾性か
ら塑性化した際、及び塑性から弾性化した時には厳密に
は応カー歪について収束計算が必要であるが、本発明に
おいては計算時間きざみを小さくする事により、収束計
算を省き、計算時間の短縮を図っている。

また、前記各要素の応力を決め直すと共に、応カー歪関
係式 より時刻ｔでの力学的歪を求め、先に求めた熱歪と合わ
せて、時刻ｔにおける各要素の艮（即ち板幅）を求める
。

さらに、冷却制御用コンピュータ３０は、上記演算結果
に基づいて熱鋼板１の板幅方向反り量を算出する。

反り量への演算は、各ゾーン出側で行なう。

ここで板幅方向反り量、上記で求めた板幅方向内の板厚
方向の板弁対称を打ち消す方向反ることより次式で求め
る。

１＝Σ　（Ｐｉ−Σ１ＥＡ） ρ　　　２ＡΣＸｉ２　Ｅ 第１３図は、第６図で説明したメインフローチャートの
ステップ６に示されている通板速度修正計算のサブルー
チンフローチャートである。この通板速度修正計算は、
ステップ４で粗決定された通板速度の評価を行ない、必
要に応じて修正する。

まず、冷却制御用コンピュータ３０は、メインルーチン
のステップ５で求められた冷却装置の最終水冷ゾーン出
側での平均板温度推定値Ｔｌａｓｔと、ビジネスコンピ
ュータ３２から出力された目標冷却停止温度Ｔａ１ｍと
を比較しくステップ８０）、この温度差の絶対値が許容
偏差量εよりも大きいか小さいかの判断をする（ステッ
プ８１）、εは１０℃とする。この温度差が許容偏差量
よりも小さい場合には、相当長を有する熱鋼板１の先端
。

中央２尾端部部の温度が、冷却装置７を出た際に一致す
るように加速率を演算する（ステップ８２）。一方、温
度差が許容偏差量以上である場合には、求められている
通板速度の修正計算を行なう。この修正計算を下式に示
す。

■−Ω　ｚｏｎｅ／　　　［Ｋｖ　・　（Ｔｌａｓｔ−
Ｔａｉｍ）／（ｄＴ／ｄｔ）＋ｔｃコＫｖ；係数＝０．
６ ｄＴ／ｄｔ：温度時間影響係数 この修正計算によって得られた速度は、最適上下化設定
計算（ステップ５ンを再び行なう。但し修正は５回以内
とし、５回修正後もその条件を満たさない時は、ステッ
プ８２を行なう。

第１３図は、第１２図に示したステップ８２におけるザ
ブルーチンプログラムである。

この加速率の演算は、冷却装置７の出側で熱鋼板１の全
面を−様な温度とするために行なうものである。

まず、冷却制御用コンピュータ３０は、ステップ２の入
側温度設定計算で熱鋼板１の長手方向、先端、中央、尾
端各部の冷却装置７の入側の温度を計算している。そし
て、冷却制御用コンピュータ３０は、熱鋼板１のステッ
プ５で用いた中央部の冷却所要時間より先端、尾端各部
の冷却装置７での冷却所要時間を算出し、この冷却所要
時間に基づいて通板速度パターンを演算する。冷却所要
時間の計算式を下に示す。（ステップ９０）。

ｔＩｌ、＝Ωｚｏｎｅ／　Ｖ　ｃｃ ｌ、＝１．Ｉ、＋（φ／Ｖｃｃ）　　　（Ｔｔ　−Ｔｍ
）ｔ、＝ｔ、、、＋（φ／Ｖｃｃ）　　（Ｔｂ　−Ｔ［
Ｉ＋）φ：係数 ｔｌ　；先端部冷却所要時間 ｔ、；尾端部冷却所要時間 ｔ、ｎ；中央部冷却所要時間 Ｖｃｃ；最終的に決定された通板速度 Ω　ｚｏｎｅ　；　　有効冷却ゾーン長　（水冷する冷
却ゾーン長の和）Ｔｔ　；先端部冷却装置入側板温（訃
方Ｍｌ’１＝Ｂｌ勤Ｔ［ｌｌ　；尾端部冷却装置入側板
温（訃方１ｉａ平均勤Ｔｂ　；中央部部却装置入側板温
（厚み方階平均ｉｉ）次にこの板各点の冷却所要時間を
満たす通板速度パターンを計算する。通板速度は、板先
端の位置と搬送速度のデータの組で与える。

図１５に示すように、板先端の位置をＸとし、この時の
搬送速度をＶ　（ｘ）とすると板上のその時点で冷却装
置入口にある点Ａ、換言すれば、板先端よりＸ後方にあ
る点の水冷時間は、次に、先端、中央、尾端部の水冷時
間１．．１１、ｔ、は下式で求められる。

Ｌ；板長 Ｖ　（ｘ）＝１／　（ａｘ２　＋ｂｘ＋ｃ）とし、上記
３式に代入してａ、ｂ、ｃを求める。

十ΩＺｏｎｅ　（ｔ　ｒ　　＋　ｔ　ｂ２ｔ、）１ づ で与えられる。

加速範囲（Ｘの定義域）は下式のように定める。

０≦Ｘ≦Ｌ＋ρｚｏｒｔｃ＋ΔΩｃ２ Ｌ；板長 Ｏｚｏｎｅ　；有効冷却ゾーン長 ΔＮＣ２；余複代（＝　ｃｏｎｓｔ） 以上により、定められた加速範囲内でＸを適当に定めＶ
　（ｘ）の式に代入して板先端の位置とその時点の搬送
の組（速度パターン）を作成する（ステップ９１）。そ
して、この演算結果は、通板速度制御装置４０に出力さ
れる。

このように加速率を求めるのは、熱鋼板１を搬送しなが
ら冷却を行うため、鋼板先端部と尾端部とでは、冷却装
置７に入る時刻が異なる。すなわち、鋼板長手方向にそ
って、冷却開始温度が異なるため、先端部と尾端部とで
は冷却後の温度が異なってしまい、製品材質も全長に亙
って均一にするために通板速度を尾端部に向かうにした
がって速くすることによって補正するためである。

以」−は、冷却対象材である熱鋼板１が冷却装置７に到
るまでに行なわれる、冷却設定処理であり、本発明に係
る熱間圧延鋼板の冷却制御装置は、後述する学習機能を
備え、常に最適な状態の下での制御冷却が行なわれるよ
うにしている。尚、この学習には、誤差成分として２成
分、つまり、例えば、仕上圧延機５の圧延進行に伴なっ
て変化する連続成分（連続類）と、板厚特性などのよう
に固打の変化をする固有成分（層別項）とを考慮してい
る。以上の設定計算の説明で、学習値として説明してい
るのは、この連続類と層別順の和である。

しかし、学習値を算出する際、この２種の項を正確に分
離することは実際には不可能であるので、計算をするに
あたっては、誤差の配分を固定とし、配分比は調整項目
としている。

第１６図は、第７図のステップ１０の操業標準値（］二
下水量比初期値）の精度向上のために、標準値を修正す
るフローチャートを示す。

形状データ処理コンピュータ３４は、形状計１５が検出
した板形状を入力し、この入力した板形状のデータに基
づいて熱鋼板１の実際の板幅方向反り量を算出する（ス
テップ１００，１０１）。

そして、冷却データ学習計算用コンピュータ３６は、こ
れらのデータに基づいて操業標準値、すなわち各ゾーン
毎の新上下化初期値を算出し、操業標準値を更新する。

この更新にあたっては、板幅方向反り量は最適値の近傍
で上下比に比例すると仮定し、上下比を修正するものと
する。ただし、実績板幅方向量が基準値（３ｍｍ）以内
であればこの修正は行なわない。計算式を下に示す（ス
テップ１０２）。

７７０　　（１）ｎｅｗ＝ηｏ　　（ｉ）ｏｌｄ＋Δ７
７　（ｉ＝　１〜ｎ　ｕｓｅ）Δ７７＝に＋　　（Ｃｒ
　−Ｃａｉｒ）但し、ηｏ　（ｉ）ｎｅｗ；更新された
上下地初期値ηｏ　（ｉ）ｏｌｄ　；更新前の上下比初
期値Δη；上下化補正値 ηｕｓｅ　；実績最終使用ゾーンＮｏ。

Ｃｒ；実績０反り量 Ｃａ１ｒ　　；目標０反り量 に１　；修正係数（＝−０，０１） 次には、第７図のメインフローチャートにおけるステッ
プ１１の冷却装置７の入側温度の学習について第１７図
に従って説明する。

冷却装置７の入側温度学習は、冷却装置７の入側温度推
定計算の精度向上を目的として行なわれるものであり、
冷却装置７の入側温度絶対値の補正を行なう入側温度補
正値と冷却装置入側での板厚方向の温度分布の補正を行
なう仕上最終圧延開始前１−下面温度差補正値を算出す
るものである。

まず、入側温度推定計算を行なう。本計算は前述のステ
ップの入側温度推定計算と同一の式で計算する。但し、
学習値は下の通りとする。

温度変換係数；当該材の設定計算時用いたデータ。

入側温度−Ｌ下面温度差学習値；当該材の設定計算時用
いたデータ。

冷却装置入側温度学習値；当該材の設定計算時用いたデ
ータ。

計算結果として計算冷却装置入側上表面温度Ｔｃａｔ（
１）と計算上下面温度差ΔＴｉｎｃａｌを得る（ステッ
プ１１０）。

次に学習値を更新する。まず入側温度補正値をを下式に
従い更新する（ステップ１１１）。

ΔＴｕ　ｕｉ＝Ｔｒｅａｌ（１）　　Ｔｅａｌ（Ｌ）Δ
ＴｕｅＯｎＮ＝　ｇ　＋　　”ΔＴｕｅＯｎ。

＋ｇ３　　（１−ｇ＋　）ΔＴｕｂＮ ΔＴｕｅｌａｓＮ＝ｇ２　　”ΔＴｕｅｌａｓ　。

＋　（１−ｇ＋　）（１−ｇ２）ΔＴｕ＋Ｎ但し、 ΔＴｕｌＮ　　；ＣＬＣ入側」−表面温度推定誤差Ｔ　
ｒｅａｌ　（１）　　；　ＣＬＣ入側温度計実測値の表
面成分子　ｃａｌ　（１）　　；　ＣＬＣ入側板温度推
定値の表面成分ΔＴｕｅＯｎＮ　、ΔＴ　ｕｃｏｎｏ　
　；　ＣＬＣ入側温度補正値連続項の新と旧 （更新後と前） ΔＴｕｃｌａｓ　Ｎ　、ΔＴｕｃｌａｓ　ｏ　　；　Ｃ
ＬＣ人側入側補正値層別項の新と 旧（更新後と前） 眉１ｇ２　　；係数（０≦ｇｌ　、ｇ２≦１．０）ｇ３
　　　　　；係数（Ｏ≦ｇ≦１） 次に冷却装置入側温度上下面温度学習値を下式に従って
更新する（ステップ１０６）。

ΔＴｓＩＣｏｎ＝ｇ５Ｉ△ＴＳＩＣＯｎ十ｇ１′（１−
ｇ５）ｌΔＴｓ　ＣＬＣｒａｍΔ’［’ｓ＋ｃｌａｓｓ
　　＝ｇ６−Δ’ｌ’５１ｃｌａｓｓ＋　（１−ｇ７）
・（１−ｇａ）・ΔＴｓ　ＣＬＣｔｅａΔＴｓ−ｃｏｎ
　　；上下面温度差学習項（連続項）ΔＴｓ　−ｃｌａ
ｓｓ　　；上下面温度差学習項（層別類）ΔＴ　ｓ　Ｃ
ＬＣｒｅａｌ　；　ＣＬＣ入側の上下面温度差（ＣＬＣ
人側での実測値） ｇ５．ｇａ、ｇ７　　：係数 上下面温度差とは、下表面板温−上表面板温で定義する
。

次に温度変換係数を更新する（ステップ１１３）但し、 ξ８．ξ。；上下面温度差変換係数の新と旧（更新後と
前） ΔＴ　ｓ　ＦＭ　ｓｅｌ　　；仕上１圧下前の上下面温
度差（学習の計算で初期条件としてｓｅｌしたもの）Δ
ＴＳＣＬＣｃａｌ　　ＣＬＣ入側の上下面温度差（ＣＬ
Ｃ人側での計算結果） ｇ４　　　；上下面温度差変換係数補正値の更新ゲイン 次に、第７図のメインフローチャートのステップ１２の
冷却中板温度推定計算のサブルーチンフローチャートを
第１８図に示す。

まず冷却装置７の入側での板温度分布を決定する。すな
わち、冷却装置前面温度計１３および光フアイバ温度計
対２０を用いた実績値を用いて、入側温度分布を決定す
る。この決定方法は前述のステップ２０の初期温度分布
の算出と同様であり、板厚方向の温度分布が放射線状と
仮定して行い、−上表面温度は、入側温度計１３の実測
値とする。

また上表面温度と板温最高点の温度差は、前述ステップ
２０の初期温度分布の算出で求めた、入側での板温度最
高点と上表面の温度差の計算式を用い、上表面と下表面
の温度差は、光フアイバー温度計対２０の実績上下面温
度差として板厚方向の板温度分布を決定（放射線を算出
）する（ステップ１２０）。

次に冷却装置７の入側から出側までの、板温度推移計算
を行なう。これは、前述ステップ５４の板温度推定計算
で使用したモデル（演算式）、最新の学習値を用いて冷
却装置７の入側から出側温度計１８までの板温度推定計
算を行なう。但し、形状推定計算は行なわない。そして
以下の各データを保存する（ステップ１２１）。

１、各冷却ゾーン出側での上表面推定板温Ｔｕｃａｌ（
ｉ）；ｉは冷却ゾーン対応。

２、各冷却ゾーン出側での下表面推定板温ＴＬｃａｌ（
１）；ｉは冷却ゾーン対応。

３、各冷却ゾーン出側での上下表面推定板温の平均値Ｔ
　ａｃａｌ　（ｉ）。

４、出側温度計１８下での」二表面推定板温Ｔｕｃａｌ
　（Ｈｚ） ５、出側温度計１８下での下表面推定板温Ｔｌｃａｌ　
（Ｈｚ） ６、出側温度計１８下での上下表面推定板温の平均値　
Ｔａｃａｌ　（Ｍｚ） 但し、ＭＺ　＝　Ｎｕｓｅ　＋　１、Ｎ　ｕｓｅ十実績
使用ゾ−ン数。

次にモデル誤差を算出する。モデルの板温度推定誤差は
、全て水冷域で発生し、空冷域では、水冷で蓄積した板
温度推定誤差が等しくそのまま含まれていると見なす。

上下表面平均板温を基準値として、モデル推定誤差を求
める（ステップ１２２）。

１’ｅｒｒｏｒ＝Ｔｍｒｃａｌ　　−Ｔａｃａｌ（Ｈｚ
）　−（２９）’Ｉ”１ｒｅａｌ　：冷却装置後面温度
計実測温度Ｔｅｒｒｏｒ　：冷却装置後面温度計での板
温度推定誤差。

次、モデル誤差を配分する。誤差の配分方法については
種々の方法が考えられるが、この実施例では、最も簡単
な構造とし、モデル挙動確認の上でのレベルアップ項目
と見なす。モデル誤差は、水冷時間に比例して増大する
と仮定し、下式で与えられるものとする。また任意の時
間ｔでのモデル推定誤差をΔＴＥ　（ｔ）とする。

ΔＴ　Ｅ　（ｔ）　＝Ｔｃｒｒｏｒｉｔ／１ｃｌｅｏｕ
ｔ（０≦ｔ≦ｔｃｌｃｏｕｔ）又は、ΔＴＥ（ｔ）　＝
Ｔｔｅｒｒｏｒ　　（ｔｃｌａｏｕｔ　＜ｔ）。

ｔ　ｃ　ｌ　ｅｏｕｔは、実績最終冷却ゾーン尻抜は時
間である。各ゾーンの出側通過時間を上式に代入し、各
ゾーン出側でのモデル推定誤差を算出する。（ステップ
１２３）。

ＥＴ（ｉ）＝ΔＴ　Ｅ　（ｔｚｏｉ） ＥＴ（ｉ）；ｉゾーン出側での板温度推定誤差ｔｚｏｉ
；ｉゾーン出側通過時間 ｔｅｌｃｏｕｔ　　；最終使用ゾーン出側通過時間次に
実績温度推移を決定する。これにおいてはまず各ゾーン
出側での実績温度推移を上下表面点について求める。実
績温度推移決定の基本的な考え方は次通りである。

１）モデル推定の温度推移プロフィール（時間・温度特
性）は、全体的に正しいと見なし、実績温度推移は、モ
デル推定値とモデル誤差より観測できると考える。

２）学習対象を上下表面の熱伝達係数とするため、ｌ−
下表面の温度推移を決定する（板中心や、金板平均でな
い点に注意）。

３）実績上下表面温度推移は、光フアイバー温度計対２
１〜２３で計測した上下表面温度差を表現する。

上下表面平均板温を基準とし、上表面実績温度推移は（
１／２）　　　（、上下表面平均推定値＋モデル誤差−
上下面温度実績値）として求め、下表面実績温度推移は
、（１／２）　　　（上下表面平均推定値＋モデル誤差
＋上下面温度実績（ｔｉ）として求める。これらは、 実績温度推移」−温度＝推定平均＋モデル誤差実下温度
−実−ヒ温度＝実績ヒ下面温度差の２式を連立して解く
と得られる。

Ｔｕｒ（１）−（１／２）　　・［Ｔａｃａｌ（１）＋
ＥＴ（ｉ）−ＤＴｒ（ｉ）］Ｔｌｒ（１）−（１／２）
　　・　［Ｔａｃａｌ（ｉ）＋ＥＴ（ｉ）−ＤＴｒ（ｉ
）コ１’ｕｒ（ｉ）　　；　ｉゾーン出側上表面実績温
度１’１ｒ（ｔ）　　；　ｉゾーン出側下表面実績温度
ＤＴｒ（１）　　；　ｉゾーン出側上下表面温度差実績
但し、ＤＴｒ（１）、　ＤＴｒ（２）は、光フアイバー
温度計対が存在しないため、冷却装置人側光ファイバー
温度計対２０と３ゾ一ン出側光フアイバー温度計対２１
の実績値を時間に関して内挿して求める（ステップ１２
４）。

次にメインフローチャート第７図のステップ１２の冷却
中温度学習計算について説明する。

まず、ステップ１２４で求めた実績温度推移を真値と見
なして、板温度推定計算の結果が、実績温度推移と一致
するようにする学習値を求める。

学習値は、上下面の熱伝達係数の補正値とし、上下面に
ついて各々、全温度域に渡って持つ。学習値は、前記し
た温度計算式に示す様に指数の型で持つ。まず基本的な
考え方を説明する。

１）板温度推定計算の誤差は、全て上下表面熱伝達係数
モデルの誤差にあると仮定し、温度モデル学習は、熱伝
達係数の補正値の型で持つ。すなわち、温度を横軸とし
、熱伝達係数を縦軸（対数表示）とし、ベースとなる熱
伝達係数曲線（上面又は下面）をもち、熱伝達係数学習
値を得て、該ベースとなる熱伝達係数を学習値で補正し
、これを次の伝熱計算の熱伝達係数に設定する。

２）熱伝達係数学習値を求める問題は、非線形の同定問
題であり、解析的に最適値を求めるのは不可能である。

故に、計算機実験を行ない、人力条件を変化させ出力し
た推定板温度と実績板温度が一致するような学習値を検
索する。

３）上記計算機実験を順次検索計算し、学習値を求める
。−但し同定する入力可変条件が２個（上面補正法と下
面補正法）あり、２次元パラメータの最適化問題となる
。

第２０図に、この温度計算のサブルーチンフローチャー
トを示す。まず概要を説明すると、各ゾーン毎に、最適
熱伝達係数補正値［Ｌｕｄ　（ｊ　）　、Ｌｌｄ　（ｊ
）］を求める。Ｌｕｄ（ｊ）、ＬＩｄ（ｊ）は、９個の
異なった条件設定で、当該ゾーンの板温度推移の計算を
行ない、当該ゾーン出側での上下表面温度が、実績値と
推定値の差の最も小さい条件を採用する。

実績値と推定値の差が、基準値より大の時、再検索する
。この操作を全使用ゾーンに渡って行なう。

また、温度学習値は、各冷却ゾーン毎に算出するが、学
習値更新の際に各冷却ゾーン毎の最適補正値を温度域毎
の補正に変換して、学習値を更新する。第２０図に従っ
て説明する。

まず、補正値初期条件を設定する。検索計算を行なうた
めの、熱伝達係数補正値の条件セットを行なう（ステッ
プ１３０）。

Ｌｕａ（１、ｊ）　＝　１．０＋Δαｕ（ｊ）・・・（
３５）Ｌｌａ（１、ｊ）　＝　１．０＋ΔＣ１Ｉ（ｉ）
　　−（３Ｂ）Ｌｕａ（１，ｊ）　：　ｊゾーンの条件
ｉの上面熱伝達係数補正値。ｉ＝１〜９．ｊ≦６゜ Ｌｌａ（ｉ、ｊ）　：　ｊゾーンの条件ｉの下面熱伝達
係数補正値。

Δαｕ（１）：条件ｉの時の加算値（上表面）。

ΔαＩ（１）：条件ｉの時の加算値（下表面）。

Δαｕ（ｉ）　：Δα１（ｉ）の値を次の表と図２１に
示す。

一以下余白一 条件（１）　　　Δαｕ（１）　　　　Δα１（１）２
　　　　　　　　０　　　　　　　Δα３　　　　　　
　Δα　　　　　　　Δα４　　　　　　　Δα　　　
　　　　　０５　　　　　　　Δα　　　　　　−Δα
６　　　　　　　　０　　　　　−Δα７　　　　　−
Δα　　　　　　−Δα８　　　　　−Δα　　　　　
　　　　０９　　　　　−Δα　　　　　　　　Δα但
し、Δα：熱伝達係数変化量（定数）次に板温度を推定
計算する。条件ｉ＝１〜９について、当該ゾーン（ｊ）
の板温度推定計算を行なう。計算式は、前述ステップ１
２１の板温度推定計算で用いる同じ差分式を用いて、全
厚について計算する。但し、学習値の代わりに、条件１
〜９の熱伝達係数補正値を用い、形状推定計算は行なわ
ない。

条件１に宛ててはＬｕａ（ｉ、ｊ）、　Ｌｌａ（ｆ、ｊ
）を、・・・条件ｉに宛てては、Ｌｕａ（１，ｊ）、　
Ｌｌａ（ｉ、ｊ）入力し、全条件とも共通に、入側板温
度および実績水冷時間を用いる。これにより、条件１〜
９の演算結果Ｔｕｃａｌ　（１）　〜Ｔｕｃａｌ　（９
）　、　Ｔｌｃａｌ（１）　〜Ｔｌｃａｌ（９）が得ら
れる。Ｔｕｃａｌ　（ｉ）　　；条件ｉの時の」二表面
板温度（ｊゾーン出側）　Ｔｌｃａｌ（ｉ）：条件ｉの
時の下表面板温度（ｊゾーン出側）（ステップ１３１）
。

次に最適解の有無を判定する。条件１〜９について、下
の評価関数値Ｉａ（ｉ）を計算し、評価関数値が基準値
より小の値が存在するとき、最適解Ｕりと判定する。

Ｉａ（ｉ）　＝　［Ｔｕｒ（ｊ）　−Ｔｕｃａｌ（ｉ）
］２＋　［ＴＩｒ（ｊ）−Ｔｌｃａｌ（１）］２・・１
３７）Ｉａ（ｉ）　＜１ｓｔの時、最適解有りと判定す
る。

１ｓｔは温度誤差２乗基準値（＝　１００）である。

そして、最適解有りと判定すると、当該ゾーン出側板温
度（次ゾーン初期温度）分布を判定する。

１２ｋ（１）を最小とする条件ｉ＊の、ｊゾーン出側板
温度を次ゾーンの初期温度分布とする（ステップ１３４
）。

次に、最適解無しと判定したときには、補正値検索範囲
を修正する。Ｉａ（１）の最小値の回りで、再び探索す
る。熱伝達係数補正値を再び１〜９の条件にセットする
。但し、探索範囲を狭める。

Ｌｕａ（ｉ、Ｊ）＝Ｌｕａ（１，Ｊ）＋Δａ　ｕ（１）
　　　　＝　（３８）Ｌｌａ（１，ｊ）＝Ｌｌａ（ｋ、
Ｊ）＋Δα１（１）　　　　・”（３９）Δａ　ｕ（ｉ
）　：　Ｋａ　φΔαｕ（ｉ）但し、１は１ａ（１）が
最小を満たすｉ　（１：準最適条件）。Ｋａは探索範囲
修正係数（０＜Ｋａ＜１）であり、定数。図２２に探索
の様子を示す（ステップ１３３）。

最終ゾーンまで終了すると（ステップ１３５）、次に最
適学習値を更新する。ステップ１３４で決定した最適補
正値を、最適学習値ベクトルに変換し、この最適学習値
ベクトルと、旧学習値ベクトルで、ベクトル単位の指数
平滑を行ない、新学習値を決定する。

イ）学習値ベクトルの形 」二面、下面で独立に持つ。各成分は表面温度域毎の学
習値に対応する。また連続項と層別類を持つ。

Ｌｕｄｇ＝［Ｌｕｄｇ（１）　、　・＝　Ｌｕｄｇ　（
ｊ）　、　・”　Ｌｕｄｇ（ｎ）　］”・（４０）Ｌｌ
ｄｇ−［Ｌｌｄｇ（１）、・・・Ｌｌｄｇ（ｊ）、＝Ｌ
ｌｄｇ（ｎ）］−（４１）Ｌｕｄｇ（ｊ）　　；鋼板表
面温度＜ＴＳ（ｊ）の温度域に対する上面学習値、 Ｌｌｄｇ（ｊ）　　；鋼板表面温度＜ＴＳ（ｊ）の温度
域に対する下面学習値 以上により、次の表に示すように学習値を得る。

表 ｊ　　　温度　　上面学習値　　上面学習値Ｌｕｄｇ　
　　　　Ｌｌｄｇ ｊ　　　ＴＳ（ｊ−１）　　　　Ｌｕｄｇ（ｊ）　　　
　　Ｌｕｄｇ（ｊ）≦Ｔ　＜ＴＳ（ｊ） 口）最適補正値の最適学習ベクトルへの変換。

最適補正値は、各冷却ゾーン事に算出しているが、これ
を各温度毎のベクトルに編集する。各冷却ゾーンの表面
温度の当該域を学習とする。

各冷却ゾーン間の境界の温度域成分については、両ゾー
ンの平均を取って学習値とする（温度境界値の位置につ
いての加重平均Ｌ　ｕｄｇ（ｊ）　＊を取る）。

最適補正値の存在しない領域は１．０とする。

Ｌｕｄｇ＊（ｊ）＝［Ｌｕｄ（ｋ）＊Ｘ　（ＴＳ（ｊ＋
１＞−Ｔｕｒ（ｋ）］＋Ｌｕｄ（ｋ＋１）＊Ｘ　１Ｔｕ
ｒ（ｋ）−ＴＳ（ｊ）ｌコバＴＳ（ｊ＋１）−ＴＳ（ｊ
）］　　　　　　　　　　　・・・（４０）ｊ：温度区
分のパラメータ に：冷却ゾーンのパラメータ 上下面各々について行なう。連続項と層別頂角に行なう
。第２３図に、板温度推移と、算出した最適補正値およ
び最適学習値との関係を示す。

ハ）指数平滑。

学習値の更新では、ベクトル単位で指数平滑を行なう。

これは連続項、層別類の各々について行なう。

Ｌｕｄｇｃｏｎ（ｉ）＝（１−ｇｔ　）Ｌｕｄｇｃｏｎ
＋ｇＩＩＬｕｄｇｃ（ｉ）Ｘ・・・（４１） Ｌｕｄｇｃｌａｓｓ（ｊ）＝（１−ｇｔ　）Ｌｕｄｇｃ
ｌｏｓｓ＋ｇＩ・Ｌｕｄｇｅ（ｉ）！・・・（４２） Ｌｌｄｇｃｏｎ（ｊ）＝（１−ｇｔ　）Ｌｕｄｇｃｏｎ
＋ｇｓ　・ＬＩｄｇｅ（ｊ）＊・・・（４３） Ｌｌｄｇｃｌａｓｓ（ｊ）□（１−ｇｓ　）Ｌｕｄｇｃ
ｌｏｓｓ＋Ｈ・Ｌｌｄｇｅ（ｉ）Ｘ・・・（４２） しｕｄｇｃｏｎ（ｊ）　；連続項の上面熱伝達係数学習
ベクトル Ｌｕｄｇｃｌａｓｓ（ｊ）　；層別類の上面熱伝達係数
学習ベクトル Ｌｌｄｇｃｏｎ（ｊ）　；連続項の下面熱伝達係数学習
ベクトル ＬＩｄｇｃ［ａｓｓ（ｊ）　；層別類の下面熱伝達係数
学習ベクトル なお、最適補正値の算出時に実績と推定の温度が収束し
ない冷却ゾーンが発生したとき、それ以前の冷却ゾーン
に関する最適補正１直は有効、以降のゾーン分は無効と
して処理する。更新は、有効ゾーンについてのみ行なう
。

次にメインフローチャート第７図のステップ１４の応力
歪学習計算について説明する。

第２４図は、応力歪学習計算のサブルーチンフローチャ
ートである。この処理は、応力歪の推定計算の精度を向
上させるために行うものである。

尚、この学習計算は、板幅方向反り量推定値の誤差は各
ゾーンで等しいとの仮定の下に行ない、各冷却ゾーン毎
の板幅方向反り量推定値の補正の形としている。

まず、前述の温度学習計算で算出した最適学習値を用い
、実操業パラメータは実績値を用いて、冷却装置７人側
より、形状計１５下までの、温度・形状推定計算を行な
い、推定板幅方向反り量Ｃｃａｌを算出する（ステップ
１４０）。

次に、形状データ処理コンピュータ３４で算出した形状
計１５の検出した実測形状（実績値）より実績板幅方向
反り量Ｃｒｃａｌより板幅方向反り量の推定誤差ΔＣ１
を算出する（ステップ１４１）。

ΔＣＴ＝Ｃｒｅａｌ−Ｃｃａｌ 各ゾーンに誤差ΔＣ（ｉ）を配分する（ステップ１４２
）。

ΔＣ（１’）＝ΔＣＴ　／　Ｎ　ｕｓｅ　　　　・”　
（４７）Ｎｕｓｃ　；最終使用シーＮｏ。

次に学習値を次のΔＣ（ｉ）ｃｏｎおよびΔＣ（ｉ）ａ
ｌａｓＳに更新する。学習値は連続項ΔＣ（１）ｃｏｎ
と層別項ΔＣ（ｉ）ｃｌａｓｓを持つ（ステップ１３３
）。

ΔＣ（１）ｃｏｎ　＝　（１ｇ　１２）ΔＣ（１）ｃｏ
ｎ＋８１□・（Ｉｇｔ３）　　・ΔＣ（１）・・・（４
８）ΔＣ（１）ｃｌａｓｓ　＝　（ｌ　　ｇ　＋４）Δ
Ｃ（ｉ）ｃｌａｓｓ十ｇ１４・ｇ　１３・ΔＣ（ｉ）　
　　・・・（４８）Ｂ１□：連続項の更新ゲイン Ｂ１．二層別項の更新ゲイン Ｂ１４：連続項と層別項の配分ゲイン 以」二のように、本発明では、熱鋼板１の冷却過程にお
いて、材質確保上水められる冷速か得られるように予め
設定されている下面から噴射される冷却水量を基準とし
て、板の上下面での熱伝達率が一致するように、上面か
ら噴射する冷却水量を求め、板幅方向反り量が最小とな
るように制御している。さらに、この制御は学習制御を
含んだものであるので、所望の材質及び形状を容易に得
ることができ、常に安定した品質を有した鋼板の製造が
可能となる。

そして、第２５Ａ図（従来の冷却停止温度精度の実績−
狙いデータ）及び第２５Ｂ図（本発明による冷却停止温
度精度の実績−狙いデータ）に示しであるように、本願
発明によれば、従来に比較して冷却停止温度精度のばら
つきが非常に少なくなっているのがわかる。また、第２
６Ａ図（従来の板幅方向反り量データ）及び第２６Ｂ図
（本発明による板幅方向反り量データ）に示しであるよ
うに、本発明によって１．板幅方向反りが改善されてい
るのがわかる。

さらに、具体的な数値は示さないが、この板幅方向反り
の改善に伴なって、冷却終了後に板幅方向反りの矯正を
行わなければならない程度を示す矯正率も大巾に減少し
た。

また、第２７Ａ図（従来の板厚方向硬度分布）及び第２
７Ｂ図（本発明による板厚方向硬度分布）には、従来の
板厚方向硬度分布状態と、本願発明Ｅよる板厚方向硬度
分布状態の試験結果が示しである。

この図を見れば明らかなように、上下面での硬度差は極
めて少なくなっており、上面及び下面において均一な材
質が得られているのがわかる。

また、第２８Ａ図（従来の板幅方向反り状態）及び第２
８Ｂ図（本発明による板幅方向反り状態）には、従来の
Ｃ反り状態と、本発明による板幅方向反り状態との試験
結果が示されている。

この図を見れば明らかなように、従来のＣ反り量は最大
値で１０ｍｍ程度あったものが、本発明では、最大値で
１．５ｍｍ程度に抑えられている。従って、形状も非常
に平坦なものが得られることになる。また、第２９Ａ図
に鋼板長手方向の水冷開始温度、第２９Ｂ図に従来法に
よる長平方向の水冷終了温度、第２９Ｃ図に本発明によ
る長平方向の水冷終了温度を示す。

この図を見れば明らかなように、本発明により、水冷開
始時の長平方向温度偏差が改善され、均一な水冷終了温
度が得られている。

［発明の効果コ 以上の説明により明らかなように、本発明では、応力歪
演算手段によって得られる応力歪値より求められる前記
熱鋼板の反り量が最小となるように上下面に配置された
ノズルのそれぞれから噴射する冷却水量を制御するよう
にしたので、冷却時における熱鋼板内部の応力を最小と
することができ、冷却過程における熱鋼板上下面の温度
精度及び冷却温度精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る熱間圧延鋼板の冷却制御装置を
備えた鋼板製造ラインの一部を示す図、第２図は、搬送
される熱鋼板の温度、形状を測定する＆（ＩＩ定定器器
配置状態及び冷却装置の内部構造を示す図、 第３図は、冷却装置内の温度計の配置状態とノズルの配
置状態を示す図、 第４図は、本発明に係る熱間圧延鋼板の冷却制御装置の
制御系の概略構成図、 第５図は、本発明に係る熱間圧延鋼板の冷却制御装置の
全体の概略的な動作を示す図、第６図は、本発明に係る
熱間圧延鋼板の冷却制御装置のメインフローチャート、 第７図は、冷却学習計算を行なうフローチャート 第８図は、熱鋼板の入側温度推定を行なうサブルーチン
フローチャート、 第９図は、板温度推定計算を行なう場合に仮定として用
いる温度分布図、 第１０図は、熱鋼板の最適通板速度を設定するサブルー
チンフローチャート、 第１１図は、水量の最適上下比を決定するためのサブル
ーチンフローチャート、 第１２図は、形状推定計算のサブルーチンフローチャー
ト、 第１３図は、通板速度を修正するためのサブルーチンフ
ローチャート、 第１４図は、熱鋼板を均一に冷却するための加速率を計
算するサブルーチンフローチャート、第１５図は、加速
率に基づいて水冷時間を計算する場合の概念図、 第１６図は、標準値を修正するためのサブルーチンフロ
ーチャート、 第１７図は、入側温度学習計算のサブルーチンフローチ
ャート 第１８図は、冷却実績温度計算のサブルーチンフローチ
ャート、 第１９図は、冷却実績温度計算を行なう際の概念図、 第２０図は、温度学習計算のサブルーチンフローチャー
ト、 第２１図から第２３図は、温度学習計算を行なう際の処
理の概念図、 第２４図は、応力歪み学習計算のサブルーチンフローチ
ャート、 第２５Ａ図及び第２５Ｂ図は、従来と本発明との冷却停
止温度精度の分布図、 第２６Ａ図及び第２６Ｂ図は、従来と本発明とのＣ反り
高さの分布図、 第２７Ａ図及び第２７Ｂ図は、従来と本発明との板厚方
向硬度分布状態を示す図、 第２８Ａ図及び第２８Ｂ図は、従来と本発明との熱鋼板
の変形状態を示す図、 第２９Ａ図から第２９Ｃ図は、冷却開始温度と冷却終了
温度における従来と本発明との温度分布の比較図である
。 １・・・熱鋼板、　　５・・・仕上圧延機、６・・・熱
間矯正機、７・・・冷却装置、７Ｃ・・・ノズル、 ８・・・電磁弁（冷却水量制御手段）、２０〜２３・・
・光フアイバー温度計（温度検出手段） ３０・・・冷却制御用コンピュータ（第１演算手段、温
度分布算出手段、補正値算出手 段）、 ３１・・・圧延制御用コンピュータ（応力歪み演算手段
）、 ３２・・・ビジネスコンピュータ（第１演算手段）３６
・・・冷却データ学習計算用コンピュータ（反り量検出
手段） ３８・・・冷却水量制御装置 （冷却水量制御手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 熱鋼板を所定の板厚にまで圧延を行なう仕上圧延機と、
   当該仕上圧延機の後工程に配置され、搬送された熱鋼板
   に対して上下面両方向から当該熱鋼板の幅方向に向けて
   配された複数のノズルから冷却水を噴射して、当該熱鋼
   板を搬送しながら冷却する冷却装置とが配置された鋼板
   製造装置において、 前記冷却装置内で搬送される熱鋼板上下面の温度を検出
   する複数対の温度検出手段と、 前記冷却装置による冷却後の前記熱鋼板の反り量を検出
   する反り量検出手段と、 予め与えられている前記熱鋼板の諸物性値に基づいて、
   前記冷却装置上下面に配置されたノズルから噴射する冷
   却水量と前記熱鋼板の熱伝達率との関係を求める第１演
   算手段と、 前記温度検出手段により検出された冷却装置入口におけ
   る熱鋼板の実績温度及び前記第１演算手段によって求め
   られた冷却水量と前記熱鋼板の熱伝達率との関係から、
   前記熱鋼板上下面の冷却中での温度分布をそれぞれ独立
   して算出する温度分布算出手段と、 当該温度分布算出手段によって算出された前記熱鋼板上
   下面の温度分布を、前記温度検出手段により検出された
   水冷中の上下面熱鋼板の実績温度から得られる温度分布
   に一致させるための前記熱鋼板の熱伝達率の補正値を算
   出する補正値算出手段と、 前記第１演算手段によって求めた前記熱鋼板の熱伝達率
   と冷却水量との関係を、前記補正演算手段によって算出
   された補正値によって補正し、この補正後の前記熱鋼板
   の熱伝達率と冷却水量との関係に基づいて得られる板厚
   方向温度分布より前記熱鋼板内部の応力歪を演算する応
   力歪演算手段と、 当該応力歪演算手段によって演算された応力歪に基づい
   て、前記冷却装置による冷却後の前記熱鋼板の反り量を
   演算する反り量演算手段と、当該反り量演算手段によっ
   て演算した前記熱鋼板の反り量と前記反り量検出手段に
   よって検出した前記熱鋼板の実際の反り量とを比較し、
   この比較結果に基づいて前記応力歪演算手段によって演
   算される応力歪の補正値を算出する補正値算出手段と、
   応力歪性値算出手段により得られた補正値によって、補
   正された応力歪演算手段より求められる応力歪値より得
   られる板の反り量が最小となるように、上下面に配置さ
   れたノズルのそれぞれから噴射する冷却水量を制御する
   冷却水量制御手段とを有することを特徴とする熱間圧延
   鋼板の冷却制御装置。