JPH0284209A - ホットストリップミルの設定装置 - Google Patents

ホットストリップミルの設定装置

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JPH0284209A
JPH0284209A JP63236051A JP23605188A JPH0284209A JP H0284209 A JPH0284209 A JP H0284209A JP 63236051 A JP63236051 A JP 63236051A JP 23605188 A JP23605188 A JP 23605188A JP H0284209 A JPH0284209 A JP H0284209A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B1/24Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process
    • B21B1/26Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process by hot-rolling, e.g. Steckel hot mill
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B15/00Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B2015/0057Coiling the rolled product

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

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) 本発明はホットストリップミルの設定装置に関する。
(従来の技術) 金属を圧延するホットストリップミルは通常、粗ミルと
仕上ミルより構成される。この場合、粗ミルを出て、仕
上ミルに向う材料に対して、仕上ミル設定計算を行い、
仕上ミル出側で所定の寸法と温度になるように仕上ミル
のロールギャップやロール速度を設定している。
以下、第5図を用いて従来の設定計算の方法を具体的に
説明する。
第5図に示す粗ミルRMは1スタンドの場合で、材料を
奇数パス圧延の後、複数スタンドより成る仕上ミルF 
、・・・F に供給する。仕上ミルFI。
n ・・F では材料を各スタンドで順次圧延し、所定口 の寸法に仕上げる。
一般に仕上ミルの設定計算は、材料か仕上ミルに咬込ま
れる前にあらかじめ仕上ミルの各スタンドF、のロール
ギャップやロール速度を決定しておく。そして材料がひ
とたび咬込まれてしまうと、自動扱制御装置が働いて、
各スタンドF1の出厚か一定に保たれるので、オフケー
ジ部分を少なくするため材料の先端部を狙って設定計算
を行うようにしている。ここで先端部とは材料先端より
数メートルの部分である。従来の仕上ミルの設定計算で
は、まず第5図に示すように、材料が粗ミルRMを抜け
る最終バスで、粗ミル出側に設置された温度計ROTで
材料先端部の温度TI?Dを測定する(タイミング1″
)。
次に、粗ミルRMと仕上ミルスタンドF1との間の搬送
用テーブル(デイレ−テーブルと呼ぶ)上を通り、材料
は仕上ミルスタンドF1の入側に設けられたlH度計F
ETに到達する。温度計FETによって材料先端部の温
度TFEか検出される(タイミング2″)。
この材料先端部の温度TFEが求まった時点で、材料先
端部か仕上ミル各スタンドF、を通過するときの材料温
度を予測する。第5図では、スタンドF1か先端部を咬
んだとき(タイミング3″)の材料温度T1を予測して
いる。この時、冷却スプレーFSBの条件が考慮される
。このように各スタンドF1での材料温度に基づいて、
材料の板厚が所定の各スタンド出厚目標値となるように
各スタンドF1のロールギャップを設定している。
また、同じく材料先端部の温度TFEが求まった時点て
、材料の先端が仕上ミルスタンドF 出側に設置された
温度計FDTの通過時(タイミング“4°)の材料温度
TPDが目標温度になるように仕上ミルでの温度降下を
考慮して、各スタンドF のロール速度を設定している
(発明が解決しようとする課題) 近年、省スペース化や、上流の加熱炉で形成されるスキ
ッドマークの低減化、省エネルギー化等を目的として、
粗ミルと仕上ミルの間にコイルボックスと称するマンド
レルレスのコイラーか設置されるようになってきた。
コイルボックスの特徴としては、巻取り、巻戻しにより
、材料の先後端が逆になること、コイラーで巻取られる
ため温度の挙動が、前述のデイレ−テーブルのそれと大
きく異なることが挙げられる。
このようなホットストリップミルの構成に対し、従来の
仕上ミル設定の考え方をそのまま適用する訳にはいかな
い。コイルボックスを備えた仕上ミルの材料温度予測の
一方法が米国特許第4.068,511号明細書に記載
されている。
この明細書に記載された材料温度の予測方法は、デイレ
−テーブルをコイルボックスの部分と、そうでない部分
に分離し、粗ミル出側温度を初期値として各部分の温度
を順次計算し、仕上ミル入側温度を求めようというもの
である。この方法の欠点は、初期温度を粗ミル温度計R
DTの検出値、即ち、飼料表面温度としているために、
計算の予潤誤差を減らす目的から、一定時間毎のくり返
し計算が必要であるとともに、コイルボックスでの温度
降下の予測に、熱損失補正テーブルを用意しており、く
り返し計算毎にテーブル値を参照するなど、複雑なもの
になっている。
本発明は上記事情を考慮してなされたものであって、粗
ミルと仕上ミルとの間にコイルボックスが設けられてい
る場合でも仕上ミル入側での材料の温度を精度良く、簡
単に予測することのできるホットストリップミルの設定
装置を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明によるホットストリップミルの設定装置は、粗ミ
ルと、複数のスタンドからなる仕上ミルと、粗ミルと仕
上ミルとの間に設けられるコイルボックスと、このコイ
ルボックスの入側および出側にそれぞれ設けられ、材料
の通過を検出する入側検出器および出側検出器とを有し
ているホットストリップミルにおいて、 材料の後端部が粗ミルに到達したときに粗ミルのロール
ギャップおよび圧延荷重に基づいて材料の粗ミル出厚を
演算する粗ミル出厚演算手段と、材料の後端部が粗ミル
から出たときの材料の表面温度の化1定値、および粗ミ
ル出厚演算手段の出力に基づいて材料の厚み方向の平均
温度を演算する平均温度演算手段と、 粗ミルから入側検出器までの材料の搬送時間、および粗
ミル出厚演算手段の出力、ならびに平均温度演算手段の
出力に基づいてコイルボックス入側での材料の温度を演
算するコイルボックス入側温度演算手段と、 入側検出器から出側検出器までの材料の搬送時間、およ
び粗ミル出厚演算手段の出力、ならびにコイルボックス
入側温度演算手段の出力に基づいてコイルボックス出側
での材料の温度を演算するコイルボックス出側温度演算
手段と、 このコイルボックス出側温度演算手段の出力、および材
料の仕上ミル出側温度目標値、ならびに仕上ミル各スタ
ンドでの出厚目標値に基づいて仕上ミル各スタンドのロ
ールの速度を演算するロル速度演算手段と、 コイルボックス出側温度演算手段の出力、およびロール
速度演算手段の出力、ならびに仕上ミル各スタンドでの
出厚目標値に基づいて仕上ミル各スタンドでの材料の温
度を演算する仕上ミルスタンド温度演算手段と、 を備えていることを特徴とする。
(原 理) デイレ−テーブル上に置かれた材料(トランスファバー
ともいう)の上下面からの空冷を考えると、熱収支は、 cρ・dB−dl・HdT=−qφdB−dl・dt 
       ・・・・・・・・・・・・(1)となる
。又境界条件は q−2εσ((T+273)’ (TA+273)  l・・・(2) となる。ただし、 C:比熱(Kcal/kg℃) ρ ・密度(kg/m3) dB:単位幅(m) dl:単位長(m) H:厚み(m) dT:温度変化(℃) q :熱速度(Kcal/m” hr)dt:時間変化
(hr) ε :エミシビティ (−) σ 、ステファンボルツマン定数 (KJ/m2hrK’ ) T 、材料温度(’C) TA:外気温度(’C) である。ここで (T+273)  >(TA+273)・・・・・・・
・・・・・(3) と仮定し、(1)式を境界条件(2)のもとて解析的に
解くと となる。ただし、 T  :入側検出器CBETでのトランスファバー温度
(°C) TRo :粗ミル出側のトランスファバー温度(’C) tI?CE’粗ミルから入側検出器までの搬送時間(h
r) H  ニドランスフアバ−厚(m) である。ここで(4)式のTRDに粗ミル出側のトラC
T ンスファバーのap+温値、即ち、表面温度TRDをそ
のまま使用したのでは、第4図に示すように、入側検出
器CBETでのトランスファバーの測温値と計算値か大
きくずれる。これは、粗ミル圧延直後で、復熱が十分て
なく、表面温度のみが極端に低い状聾になっているため
と考えられる。このため(4)式のTI?Dは、板厚方
向の平均的な温度T  でなければならない。このTI
?D,Mを推定すRD,M るため、実際のプラントでデータ解析した結果、” l
?D.M’よ ACT        ACT T   −T    +aH    十b  −(5)
RD.M    RD         Rて簡単に近
似てきるとの知見を得た。ただし、a。
bは定数である。すなわち、(5)式は、トランスCT ファバー厚H   の大きいもの程、薄物に較べ、復熱
が十分てなく、表面と内部との温度差か大きいことを示
している。
(5)式かられかるように粗ミル出側のトランスACT
     + ファハーノ31m値T    t− トランスフアバー
厚D HRで補正すれば簡単に平均温度が算出できる。
般に粗ミル出側では十分復熱しない場合でも、長いデイ
レ−テーブル上を移動する間に、トランスファバー内部
は温度傾斜かゆるやかになり、入側検出器CBETでは
十分均一温度になっているものと考えられる。したがっ
て、入側検出器でのトランスファバーのJIll ?m
値はトランスファバーの平均温度に近い値を考えて良い
。粗ミル出側で平均温度補正を行った場合の入側検出器
での測温値と計算値との比較を第3図に示す。第3図か
られかるように粗ミル出側で平均温度補正を行うことに
よって良好な予測精度を得ることができる。
終バスの圧延荷重P八〇T(ton)およびロールギヤ
CT ツブ設定値S   (m)から次の(6)式に示す周知
のゲージメータ式により算出てきる。
たたし、M ミル定数(ton/m )C・定数 である。
次に、コイルボックスのコイル内の温度は、材料先端部
の属するラップは丁度、最外周に位置しているので、片
面か隣りのラップに接し、もう1つの片面は外気に接し
ている。これは、温度の熱損失でいう片側断熱に相当し
、デイレ−テーブルの熱損失の半分に相当する。
したがって、コイルボックスでの温度降下は、(4)式
より Cρ HR ・・・・・・・・・・・・・・・・・(ア)て計算でき
る。
ただし’ TCBD ’出側検出器でのトランスファバ
ー温度(°C) t  :入側検出器から出側検出器までED の搬送時間(hr) このように、デイレ−テーブル上を、テーブルの部分と
コイラーの部分に分けて、順次計算すれば、仕上ミル設
定に必要な仕上入側温度、すなわち出側検出器でのトラ
ンスファバー温度TCBDは容易に算出できる。仕上ミ
ル設定計算では、温度の予測精度を向上させるために出
来るだけ仕上ミル直近で材料温度をAIll定した方が
よい。このような意図で、仕上ミル入側の材料の温度を
測定する温度計の設置が試みられることかある。しかし
、飼料がデイレ−テーブル上を搬送されてくる間に材料
表面にスケールが生成し、仕上ミル入側の位置では真の
材料温度が測れない。このため、粗ミル出側での温度を
初期温度として、仕上ミルの設定を行うことが一般的で
ある。仕上ミル入側温度が求まれば、仕上ミル出側の目
標温度を確保するための仕上ミル各スタンドロール速度
は次の(8)、(9)式で求められる。
(K J / m” hr℃) :スタンド間冷却良計(m) :仕上ミル出側目標温度(’C) :冷却水温度(”C) 二最終スタンドロール周速 (rApi ) :iスタンドロール周速 (mpm ) :最終スタンド先進率(−) :iスタンド先進率(−) :iスタンド出厚(m) :最終スタンド出厚(m) である。
また、各スタンドでの材料温度T、(i−1・・・n)
は、 T、−Tw+ (T、1−T、)exp (′“””’
 )  −9,−1(10)Cρhv    n で求まる。
ただし、T1  : T    : Li−1。
lスタンド直下の材料温度(’C) 仕上ミル入側の材料温度(℃) i−1スタンドと1スタンドと の間の冷却距離(m) である。
各スタンドの材料温度T、が求まれば、周知の変形抵抗
式および圧延荷重式を用いてロールギャップ設定を行う
(作 用) 上述のようにして構成された本発明によるホットストリ
ップミルの設定装置によれば、材料の後端部が粗ミルに
到達したときに粗ミルのロールギャップおよび圧延荷重
の基づいて材料の粗ミル出厚が粗ミル出厚演算手段によ
って演算される。
また、材料の後端部が粗ミルから出たときの材料の表面
温度の測定値、および粗ミル出厚演算手段の出力に基づ
いて材料の厚み方向の平均温度が(5)式を用いて平均
温度演算手段によって演算される。そして、この平均温
度演算手段によって演算された平均温度、および粗ミル
から入側検出器までの祠料の搬送時間、ならびに粗ミル
出厚演算手段の出力に基づいてコイルボックス入側での
材料の温度が(4)式を用いてコイルボックス入側温度
演算手段によって演算される。このコイルボックス入側
温度演算手段の出力、および入側検出器から出側検出器
までの材料の搬送時間、ならびに粗ミル出厚演算手段の
出力に基づいてコイルボックス出側での材料の温度が(
7)式を用いてコイルボックス出側温度演算手段によっ
て演算される。
そして、このコイルボックス出側温度演算手段の出力、
および材料の仕上ミル出側温度目標値、ならびに仕上ミ
ル各スタンドでの出厚目標値に基づいて仕上ミル各スタ
ンドのロールの速度が(8)、(9)式を用いてロール
速度演算手段によって演算される。このロール速度演算
手段の出力、およびコイルボックス出側温度演算手段の
出力、ならびに仕上ミル各スタンドでの出厚目標値に基
づいて仕上ミル各スタンドでの材料の温度が仕上ミルス
タンド温度演算手段によって演算される。これにより、
本発明のホットストリップミルの設定装置によれば、仕
上ミル入側での材料の温度を精度良く、簡単に予測する
ことができる。
(実施例) 第1図に本発明によるホットストリップミルの設定装置
の実施例を示す。この実施例の設定装置は粗ミル出厚演
算手段1と、平均温度演算手段2と、コイルボックス入
側温度演算手段(以下、CB入側温度演算手段という)
3と、コイルボックス出側温度演算手段(以下、CB出
側温度演算手段という)4と、ロール速度演算手段5と
、仕上ミルスタンド温度演算手段6とを備えており、粗
ミルRM、粗ミル出側温度計RDT、入側検出器CBE
T、コイルボックスCB、出側検出器CBDTS佳上ス
ケールブレーカFSB、および仕上ミルを有しているホ
ットストリップミルに用いられる。
粗ミル出側温度計RDTは粗ミルRMの出側での材料の
温度を検出する。入側検出器CBETはコイルボックス
CBの入側に設けられ、粗ミルRMを介して搬送される
材料の通過を検出する。
出側検出器CBDTはコイルボックスの出側に設けられ
、コイルボックスCBから搬送される材料の通過を検出
する。仕上ミルは複数のスタンドF、(i−1,・・)
を有している。冷却スプレーFSBは材料が仕上ミルの
第1スタンドF1に咬み込まれる前に材料に付着したス
ケールを除去する。
一方、本実施例の粗ミル出厚演算手段1は材料の後端部
が粗ミルRMに到達したときに、粗ミルRMのロールギ
ャップ5ACTおよび圧延荷重ACT        
               ACTP  に基づい
て材料の粗ミル出厚Hを例えば(6)式を用いて演算す
る。平均温度演算手段2は、粗ミル出側温度計RDTに
よって検出される、材料の後端部が粗ミルRMから出た
ときの材CT 料の表面温度T   と粗ミル出厚(トランスフD CT アバー厚ともいう)Hに基づいて材料の厚み方向の平均
温度TRD、)Iを(5)式を用いて演算する。
CB入側温度演算手段3は粗ミルRMから入側検出器C
BETまでの材料の搬送時間t   おRCEゝ CT よび粗ミル出厚H、ならびに平均温度 ”RD、−こ基づいてコイルボックスCBの入側(第1
図においては入側検出器CBETの位置)での材料の温
度T。B、を(4)式を用いて演算する。CB出側温度
演算手段4は、入側検出器CBETから、出側検出器C
BDTまでの材料の搬送時間CT tCED’および粗ミル出厚H1ならびにCB入側温度
演算手段3の出力T。BEに基づいて、コイルボックス
CBの出側(第1図においては出側検出器CBDTの位
置)での材料の温度T。B。
を(7)式を用いて演算する。
ロール速度演算手段5は、CB出側温度演算手段4の出
力T   および材料の仕上ミル出側温CBDゝ 度目標値(すなわち最終スタンド出側での温度目IM 標値)T   、ならびに仕上ミル各スタンドD Flでの出厚目標値り、に基づいて仕上ミル各スタンド
F のロールの速度(周速)Vlを(8)、(9)式を
用いて演算する。仕上ミルスタンド温度演算手段6は、
CB出側温度演算手段4の出力Te13D’および各ス
タンドF、のロールの速度■5、ならびに各スタンドF
1での出厚目標値h に基づいて仕上ミル各スタンドで
の材料の温度を演算する。
次に実施例の作用を第2図を用いて説明する。
ます、粗ミルRMの最終パスで、設定計算の材料上の狙
い位置である後端部か粗ミルRMに到達したタイミング
1”で、粗ミルRMのロールギへCT ヤノプ値S  と圧延荷重PACTに基づいて粗ミCT ル出厚演算手段によって粗ミル出厚Hか演算される。
次に、材料後端部が粗ミル出側温度計ROTに到達した
タイミング2”で材料の表面温度式CT       
                         
ACTT   が測定され、この表面温度T   と先
RD                l?DCT に求められた粗ミル出厚Hに基づいて平均温度演算手段
2によって平均温度”I?D、Mが演算される。
次に、材料後端部が入側検出器CBETに到達したタイ
ミング3”で、同じ材料後端部が粗ミル出側温度計RD
Tから入側検出器CBETまでに要した搬送時間t  
 および平均温度”RD、M、1?cE ゝ CT ならびに粗ミル出厚Hに基づいて、CB入側温度演算手
段3によって入側検出器CBETの位置での材料の温度
” CBEが演算される。
次に、材料がコイルボックスCBに巻取られ、巻戻され
て、粗ミル温度計RDTで測定した同一の材料部分が出
側検出器CBDTに到達したタイミング4゛において、
入側検出器CBETに同一の材料部分が到達してから出
側検出器CBDTに至るまで、即ち、タイミング3°か
らタイミング4″までの材料の搬送時間t   および
CEDゝ CBB側温度演算手段3の出力T   ならびにCBE
ゝ CT 粗ミル出厚Hに基づいてCB出出側温度演算 子段4によって出側検出器CBDTの位置での材料の温
度T。B、が演算される。タイミング4“で求められた
材料の温度T   および仕上ミルCBDゝ IM 出側温度目標値T   、ならびに各スタンドD F、での出厚目標値り、に基づいて、ロール速度+  
                1演算手段5によっ
て各スタンドF、のロールの速度V、が演算される。こ
の演算されたロールの速度V および材料の温度T。B
、ならびに出厚目標値り、に基づいて仕上ミル各スタン
ドF1での材料の温度が仕上ミルスタンド温度演算手段
6によって演算される。
以上説明したことから本実施例によれば、粗ミルと仕上
ミルの間にコイルボックスが設置されている場合でも、
仕上ミル設定計算狙い位置を粗ミル出側温度計RDTよ
り追跡し、仕上ミル入側での材料温度を精度よく予測す
るので、仕上ミル各スタンドF、での材料温度の予、I
TPI誤差が少ない。
これは、仕上ミル出側での温度を許容誤差内に入れ、仕
上出側板厚の精度を向上することに大きな効果がある。
〔発明の効果〕
本発明によれば仕上ミル入側での材料の温度を精度良く
、簡単に予flFJすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるホットストリップミルの設定装置
の実施例を示すブロック図、第2図は第1図に示す実施
例の作用を説明するタイミング図、第3図および第4図
は粗ミル出側での材料の平均温度推定の精度を説明する
グラフ、第5図は従来の仕上ミル設定計算を説明するタ
イミング図である。 1・・・粗ミル出厚演算手段、2・・・平均温度演算手
段、3・・・CB人人混温度演算手段4・・・CBB側
温度演算手段、5・・・ロール速度演算手段、6・・・
仕上ミルスタンド温度演算手段、RM・・・粗ミル、C
BET・・・入側検出器、CB・・・コイルボックス、
CBDT・・・出側検出器、Fl・・・仕上ミル第1ス
タンド。 出願人代理人  佐  藤  −雄

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  粗ミルと、複数のスタンドからなる仕上ミルと、前記
    粗ミルと仕上ミルとの間に設けられるコイルボックスと
    、このコイルボックスの入側および出側にそれぞれ設け
    られ、材料の通過を検出する入側検出器および出側検出
    器とを有しているホットストリップミルにおいて、 材料の後端部が前記粗ミルに到達したときに前記粗ミル
    のロールギャップおよび圧延荷重に基づいて材料の粗ミ
    ル出厚を演算する粗ミル出厚演算手段と、 前記材料の後端部が前記粗ミルから出たときの材料の表
    面温度の測定値、および前記粗ミル出厚演算手段の出力
    に基づいて前記材料の厚み方向の平均温度を演算する平
    均温度演算手段と、 前記粗ミルから前記入側検出器までの材料の搬送時間、
    および前記粗ミル出厚演算手段の出力、ならびに前記平
    均温度演算手段の出力に基づいてコイルボックス入側で
    の材料の温度を演算するコイルボックス入側温度演算手
    段と、 前記入側検出器から出側検出器までの材料の搬送時間、
    および前記粗ミル出厚演算手段の出力、ならびに前記コ
    イルボックス入側温度演算手段の出力に基づいて前記コ
    イルボックス出側での材料の温度を演算するコイルボッ
    クス出側温度演算手段と、 このコイルボックス出側温度演算手段の出力、および前
    記材料の仕上ミル出側温度目標値、ならびに前記仕上ミ
    ル各スタンドでの出厚目標値に基づいて前記仕上ミル各
    スタンドのロールの速度を演算するロール速度演算手段
    と、 前記コイルボックス出側温度演算手段の出力、および前
    記ロール速度演算手段の出力、ならびに前記仕上ミル各
    スタンドでの出厚目標値に基づいて前記仕上ミル各スタ
    ンドでの材料の温度を演算する仕上ミルスタンド温度演
    算手段と、 を備えていることを特徴とするホットストリップミルの
    設定装置。
JP63236051A 1988-09-20 1988-09-20 ホットストリップミルの設定装置 Expired - Fee Related JPH0783889B2 (ja)

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