JPH04141531A - 熱圧鋼板の冷却制御方法 - Google Patents
熱圧鋼板の冷却制御方法Info
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- JPH04141531A JPH04141531A JP2261266A JP26126690A JPH04141531A JP H04141531 A JPH04141531 A JP H04141531A JP 2261266 A JP2261266 A JP 2261266A JP 26126690 A JP26126690 A JP 26126690A JP H04141531 A JPH04141531 A JP H04141531A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
- B21B37/76—Cooling control on the run-out table
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、熱圧鋼板、とくに炭素量が0.50重量%以
上の鋼板の熱延ROT (ランナウトテーブル)におけ
る熱延鋼板の冷却制御方法に関する。
上の鋼板の熱延ROT (ランナウトテーブル)におけ
る熱延鋼板の冷却制御方法に関する。
従来、熱狂鋼板のランナウトテーブルにおける冷却条件
の制御については、鋼種、サイズ毎に必要とされる目標
捲取温度に対して、仕上げ出側温度からの温度降下履歴
を目標として、ランナウトテーブル上の各注水セクンヨ
ンでのストリップ温度を推定し、温度目標値との差に見
合う注水を実施して、捲取温度を的中させる制御を行う
ことが特開昭60−40609号公報に開示されている
。
の制御については、鋼種、サイズ毎に必要とされる目標
捲取温度に対して、仕上げ出側温度からの温度降下履歴
を目標として、ランナウトテーブル上の各注水セクンヨ
ンでのストリップ温度を推定し、温度目標値との差に見
合う注水を実施して、捲取温度を的中させる制御を行う
ことが特開昭60−40609号公報に開示されている
。
しかしながら、炭素量が050重量%以上の鋼板の熱延
ROT上での冷却過程においては、変態時の発熱により
冷却過程で一時鋼板の温度が上昇する温度逆転現象と称
される複雑な温度挙動が顕著に現れる。
ROT上での冷却過程においては、変態時の発熱により
冷却過程で一時鋼板の温度が上昇する温度逆転現象と称
される複雑な温度挙動が顕著に現れる。
かかる高炭素鋼の冷却時の温度逆転現象をもたらす変態
発熱における変態挙動は、鋼種、冷却速度等により異な
り、冷却後鋼板の組織を得るためには、ROT上で変態
開始、変態進行さらには変態終了までの複雑な態様に合
った精密な冷却制御が要求される。
発熱における変態挙動は、鋼種、冷却速度等により異な
り、冷却後鋼板の組織を得るためには、ROT上で変態
開始、変態進行さらには変態終了までの複雑な態様に合
った精密な冷却制御が要求される。
ところが、上記従来の冷却制御方式のように、冷却目標
の設定温度を捲取温度とする1点制御力式においては、
かかる複雑な逆転温度上昇域を有する高炭素鋼の冷却制
御には対応できず所要の材質のものを得ることができな
い。
の設定温度を捲取温度とする1点制御力式においては、
かかる複雑な逆転温度上昇域を有する高炭素鋼の冷却制
御には対応できず所要の材質のものを得ることができな
い。
本発明は、冷却過程での複雑な変態挙動を定量的にかつ
、リアルタイムに高精度に熱圧鋼板の冷却を制御する方
法を提供するものである。
、リアルタイムに高精度に熱圧鋼板の冷却を制御する方
法を提供するものである。
本発明の熱圧鋼板の冷却制御方式は、鋼板の冷却状態の
推定を行うための温度・累積抜熱量推定機能と、冷却制
御操作量を決定する注水量決定機能と、仕上げ出側温度
誤差によるフィードフォワード制御、更に、捲取温度誤
差を用いたフィードバック制御との組み合わせとからな
ることを特徴とする。
推定を行うための温度・累積抜熱量推定機能と、冷却制
御操作量を決定する注水量決定機能と、仕上げ出側温度
誤差によるフィードフォワード制御、更に、捲取温度誤
差を用いたフィードバック制御との組み合わせとからな
ることを特徴とする。
具体的には、冷却帯を鋼板の移動方向に複数のセクショ
ンに分割して鋼板が各セクション長さを移動する毎に奪
われた抜熱量を算出し、各セクション毎に仕上げ出側か
ら奪われてきた累積抜熱量を求める。同推定累積抜熱量
と各注水セクションの累積抜熱目標値、セクション毎の
コイル厚み、圧延速度、冷却水温等の各実績により注水
バルブの応答遅れを考慮した定周期で、当該セクション
に必要な冷却制御操作量を求めて注水を行い、さらに、
仕上げ出側温度の目標値との誤差によって累積抜熱目標
値を修正するものであり、さらに、捲取温度誤差を用い
て熱伝達係数を修正して注水量を補正する方式を適用す
ることが可能である。
ンに分割して鋼板が各セクション長さを移動する毎に奪
われた抜熱量を算出し、各セクション毎に仕上げ出側か
ら奪われてきた累積抜熱量を求める。同推定累積抜熱量
と各注水セクションの累積抜熱目標値、セクション毎の
コイル厚み、圧延速度、冷却水温等の各実績により注水
バルブの応答遅れを考慮した定周期で、当該セクション
に必要な冷却制御操作量を求めて注水を行い、さらに、
仕上げ出側温度の目標値との誤差によって累積抜熱目標
値を修正するものであり、さらに、捲取温度誤差を用い
て熱伝達係数を修正して注水量を補正する方式を適用す
ることが可能である。
抜熱量推定機能としては、例えば、特公昭6〇−562
10号公報に記載の、変態熱のない場合の冷却速度V
(deg/5ec)、全変態熱をH(cal/deg
g)、比熱をc (cal/deg g)として、この
時間Δを間の温度逆転現象に伴う鋼材の正味の温度変化
を次式%式%) によって求め、この式によって得られる冷却曲線を制御
曲線とする方式を利用することができる。
10号公報に記載の、変態熱のない場合の冷却速度V
(deg/5ec)、全変態熱をH(cal/deg
g)、比熱をc (cal/deg g)として、この
時間Δを間の温度逆転現象に伴う鋼材の正味の温度変化
を次式%式%) によって求め、この式によって得られる冷却曲線を制御
曲線とする方式を利用することができる。
また、同日出願に係る「高炭素鋼熱延板の冷却状態の判
定方法」において開示した変態挙動を加味した方式を利
用することもできる。
定方法」において開示した変態挙動を加味した方式を利
用することもできる。
従来の温度制御がストリップ冷却過程での変態発熱によ
る温度上昇を推定して温度目標値との差から注水量を決
定する場合、圧延速度の変化により推定温度が変化する
ため、必要な変態率、捲取温度を同時に達成することが
できなかった。
る温度上昇を推定して温度目標値との差から注水量を決
定する場合、圧延速度の変化により推定温度が変化する
ため、必要な変態率、捲取温度を同時に達成することが
できなかった。
これに対し本発明では、予め、初期設定機能により操業
条件等に対応して、仕上げ出側から捲取までの材質造り
込みに必要な温度パターンを変態発熱を考慮して求め、
これから累積抜熱目標パタ−ンに変換する。さらに、冷
却時の各セクションにおけるストリップの抜熱量が設定
パターンになるように、冷却制御を行うことにより、高
精度な材質造り込み、捲取温度的中制御を可能とする。
条件等に対応して、仕上げ出側から捲取までの材質造り
込みに必要な温度パターンを変態発熱を考慮して求め、
これから累積抜熱目標パタ−ンに変換する。さらに、冷
却時の各セクションにおけるストリップの抜熱量が設定
パターンになるように、冷却制御を行うことにより、高
精度な材質造り込み、捲取温度的中制御を可能とする。
第1図に示すように、熱延ROT注水設備として水冷、
空冷ゾーンを含め、27に分割し、仕上げ圧延機(F)
の出側に出側温度計(FT)を、ROTの中間の複数箇
所に中間温度計(MT2.MT4)を、さらに巻取機(
DC)の上流に捲取温度計(CT)を設置した。
空冷ゾーンを含め、27に分割し、仕上げ圧延機(F)
の出側に出側温度計(FT)を、ROTの中間の複数箇
所に中間温度計(MT2.MT4)を、さらに巻取機(
DC)の上流に捲取温度計(CT)を設置した。
第2図に示すROT上での変態挙動を1変態開始領域、
■変態進行領域、それに■変態終了の3領域に分けて定
式化を行った。
■変態進行領域、それに■変態終了の3領域に分けて定
式化を行った。
■変態開始領域
変態開始温度T8
Tゆ=f(CR)
CR:冷却速度
■変態進行領域
変態進行速度 :dX/dt )i::変態率°トー
タル発熱量: 発熱速度 二 (1=Q (dX/dt) としたときの実績発熱量Q0 =f“′q とした。
タル発熱量: 発熱速度 二 (1=Q (dX/dt) としたときの実績発熱量Q0 =f“′q とした。
■変態終了領域
下記条件にて変態終了とした。
上記、
条件の下で温度推定式として以下の基本式を用いた。
同基本式において、
発熱流束:
冷却水による抜熱流束:
(T−Tw>
である。
上記の基本式から以下の温度推定式を導いた。
+ Tw + −q
α
T、:]セクション出側温度
T+−+ : 1セクション人側温度
Tw:水温
h:板厚
α:熱伝達係数
q:発熱速度
t:セクション通過時間
C:比熱
ρ:密度
次に、捲取温度の制御方式を確立した。
第3図は本実施例のための累積抜熱量目標値曲線を従来
の温度目標曲線と共に示す。
の温度目標曲線と共に示す。
同第3図を参照して、上記温度推定式にパーライト変態
を考慮した仕上げ温度測定器FT〜捲取温度測定器CT
間の温度目標値を求めて、仕上げ温度測定器FT寄りの
注水制御を行った場合、鋼板の加速に従って鋼板の抜熱
量が減少するため温度履歴が高めにずれてくる。そのた
め、目標温度履歴と温度推定値が交差した時点以降では
注水が停止するため、目標のCT湿温度達成できず変態
も完了しない現象が発生する。
を考慮した仕上げ温度測定器FT〜捲取温度測定器CT
間の温度目標値を求めて、仕上げ温度測定器FT寄りの
注水制御を行った場合、鋼板の加速に従って鋼板の抜熱
量が減少するため温度履歴が高めにずれてくる。そのた
め、目標温度履歴と温度推定値が交差した時点以降では
注水が停止するため、目標のCT湿温度達成できず変態
も完了しない現象が発生する。
これに対して、以下の抜熱式E+ と累積抜熱量Eを
適用した。この累積抜熱量方式の特徴は、捲取温度CT
を的中させるのに必要な縁抜熱量は一定であり、jll
mな関数として表される点である。
適用した。この累積抜熱量方式の特徴は、捲取温度CT
を的中させるのに必要な縁抜熱量は一定であり、jll
mな関数として表される点である。
抜熱式
累積抜熱量E =ゼ E9
温度履歴的中制御方式を第4図を参照して以下の要領で
策定した。
策定した。
第4図を参照して、前半づめ(FT寄り)注水を行った
場合、加速によってすでに注水を行っているセクション
の冷却能が低下するため、必然的に温度が低下せずに高
めへ温度履歴がずれてくる。
場合、加速によってすでに注水を行っているセクション
の冷却能が低下するため、必然的に温度が低下せずに高
めへ温度履歴がずれてくる。
そこで、最大圧延速度において、所要の温度履歴を確保
するのに必要な累積抜熱目標値を求め、この目標値を用
いて、通板〜加速、最大圧延速度〜減速時の注水を間引
き、最大圧延速度における温度履歴にそろえることによ
り、コイル内の温度履歴変動を最少に抑える手法を導入
した。
するのに必要な累積抜熱目標値を求め、この目標値を用
いて、通板〜加速、最大圧延速度〜減速時の注水を間引
き、最大圧延速度における温度履歴にそろえることによ
り、コイル内の温度履歴変動を最少に抑える手法を導入
した。
注水制御システムを第5図を参照して、以下の要領で構
築した。
築した。
注水制御システムの中核機能として、ストリップの状態
推定を行うための温度・累積抜熱推定機能1.冷却制御
操作量すなわち注水量を決定するための注水量決定機能
2を確立した。
推定を行うための温度・累積抜熱推定機能1.冷却制御
操作量すなわち注水量を決定するための注水量決定機能
2を確立した。
第5図において、温度・累積抜熱量推定機能1により、
トラッキング上、コイルを長手方向に対して注水セクシ
ョン長さ(Lo)に分割し、Loの定長移動毎にダイナ
ミックに、各セクションの注水量からそのセクション出
側の温度を推定し、同時にそのセクンヨンまでに奪われ
た累積抜熱量を推定した。
トラッキング上、コイルを長手方向に対して注水セクシ
ョン長さ(Lo)に分割し、Loの定長移動毎にダイナ
ミックに、各セクションの注水量からそのセクション出
側の温度を推定し、同時にそのセクンヨンまでに奪われ
た累積抜熱量を推定した。
次いで、第5図の左側に示すように、注水量決定機能2
により、各セクション毎のコイル厚みh、圧延速度V、
冷却水温等の各実績により、注水バルブの応答遅れを考
慮した定周期で、温度・累積抜熱量推定機能1にて求め
た累積抜熱量を用いて。
により、各セクション毎のコイル厚みh、圧延速度V、
冷却水温等の各実績により、注水バルブの応答遅れを考
慮した定周期で、温度・累積抜熱量推定機能1にて求め
た累積抜熱量を用いて。
累積抜熱目標値との差(ΔE)を埋めるのに必要な注水
量を決定し、注水を実施した。
量を決定し、注水を実施した。
さらに、第5図に示すように、上記中核機能から、FT
実績値変動によるCTはずれを防止するための、FT目
標値と実績値との差を抜熱量差に変換し、累積抜熱目標
値をダイナミックに修正するFT実績補償機能3.モデ
ル推定誤差、外乱等によるCTはずれを吸収するために
、CTモニタリングにより、モデル内の熱伝達係数をフ
ィードバックでダイナミックに修正するCT実績補償機
能4を導入した。
実績値変動によるCTはずれを防止するための、FT目
標値と実績値との差を抜熱量差に変換し、累積抜熱目標
値をダイナミックに修正するFT実績補償機能3.モデ
ル推定誤差、外乱等によるCTはずれを吸収するために
、CTモニタリングにより、モデル内の熱伝達係数をフ
ィードバックでダイナミックに修正するCT実績補償機
能4を導入した。
上記のシステムを炭素量が0.35〜1.2重量%の範
囲で仕上げ温度が750〜880 ℃の範囲にある熱圧
鋼板に適用したところ、第1図に示すMT2゜MT4.
CTの実績温度は略20℃内に入った。
囲で仕上げ温度が750〜880 ℃の範囲にある熱圧
鋼板に適用したところ、第1図に示すMT2゜MT4.
CTの実績温度は略20℃内に入った。
CTの的中精度は、±30℃のオンゲージ率は略100
%であった。
%であった。
コイル内温度履庁については、加速前後の温度差が±2
0℃内に的中した。
0℃内に的中した。
本発明によって以下の効果を奏することができる。
(1〕 大きい変態発熱伴う鋼種に対しても、必要な
捲取温度、変態率を正確に達成することができる。
捲取温度、変態率を正確に達成することができる。
(2) ランナウトテーブル内での注水パターンを任意
に制御することができる。
に制御することができる。
(3) コイル全長に対して、ランナウトテーブル内
の温度履歴を一定に保つことができる。
の温度履歴を一定に保つことができる。
jfE1図は本発明を実施するための熱圧ROTの設備
のレイアウトを示し、第2図は高炭素鋼の変態発熱によ
る温度逆転の例を示し、13図は温度目標値制御と累積
抜熱量方式の適用態様を示し、第4図は温度履歴的中制
御方式の適用態様を示し、さらに第5図は注水制御シス
テムの構成を示す図である。 特許出願人 新日本製鐵 株式會社代 理
人 小 堀 益阿 第 図 T2 T4 ROT注水セクシ菅ン 0゛ 第 牛 図
のレイアウトを示し、第2図は高炭素鋼の変態発熱によ
る温度逆転の例を示し、13図は温度目標値制御と累積
抜熱量方式の適用態様を示し、第4図は温度履歴的中制
御方式の適用態様を示し、さらに第5図は注水制御シス
テムの構成を示す図である。 特許出願人 新日本製鐵 株式會社代 理
人 小 堀 益阿 第 図 T2 T4 ROT注水セクシ菅ン 0゛ 第 牛 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ストリップの状態推定を行うための温度・累積抜熱
量推定機能と、冷却制御操作量を決定する注水量決定機
能と、仕上げ出側温度誤差によるフィードフォワード制
御、更に、捲取温度誤差を用いたフィードバック制御と
の組み合わせとからなる熱圧鋼板の冷却制御方法。 2、ストリップの状態推定を行うための温度・累積抜熱
量推定機能と、冷却制御操作量を決定する注水量決定機
能と、仕上げ出側温度誤差によるフィードフォワード制
御、更に、捲取温度誤差を用いたフィードバック制御と
の組み合わせとからなる熱圧鋼板の冷却制御方法におい
て、冷却帯を鋼板の移動方向に複数のセクションに分割
して鋼板が各セクションを移動する毎に奪われた抜熱量
を算出し、各セクション毎に仕上げ出側から奪われてき
た累積抜熱量を求め、同推定累積抜熱量と各注水セクシ
ョンの累積抜熱目標値との差から当該セクションに必要
な冷却制御操作量を求めて注水を行い、さらに、仕上げ
出側温度の目標値との誤差によって累積抜熱目標値を修
正する熱圧鋼板の冷却制御方法。 3、ストリップの状態推定を行うための温度・累積抜熱
量推定機能と、冷却制御操作量を決定する注水量決定機
能と、仕上げ出側温度誤差によるフィードフォワード制
御、更に、捲取温度誤差を用いたフィードバック制御と
の組み合わせとからなる熱圧鋼板の冷却制御方法におい
て、冷却帯を冷却板の移動方向に複数の冷却セクション
に分割し、冷却板が各冷却セクション長さ移動する毎に
冷却によって奪われた抜熱量を推定し、各セクション毎
に仕上げ出側から奪われてきた累積抜熱量を求め、同推
定累積抜熱量と各注水セクションの累積抜熱目標値、各
セクション毎のコイル厚み、圧延速度、冷却水温等の各
実績により、注水バルブの応答遅れを考慮した定周期に
て当該セクションに必要な冷却制御操作量を求めて注水
を行い、さらに、仕上げ出側温度の目標値との誤差によ
って累積抜熱目標値を修正すると共に、捲取温度誤差を
用いて熱伝達係数を修正して注水量を補正する熱圧鋼板
の冷却制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2261266A JPH04141531A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 熱圧鋼板の冷却制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2261266A JPH04141531A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 熱圧鋼板の冷却制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04141531A true JPH04141531A (ja) | 1992-05-15 |
Family
ID=17359441
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2261266A Pending JPH04141531A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 熱圧鋼板の冷却制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04141531A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0997203A1 (de) * | 1998-10-31 | 2000-05-03 | Sms Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft | Verfahren und System zur Regelung von Kühlstrecken |
JP2015080788A (ja) * | 2013-10-21 | 2015-04-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 圧延材の温度制御装置 |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP2261266A patent/JPH04141531A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0997203A1 (de) * | 1998-10-31 | 2000-05-03 | Sms Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft | Verfahren und System zur Regelung von Kühlstrecken |
JP2015080788A (ja) * | 2013-10-21 | 2015-04-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 圧延材の温度制御装置 |
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