JPH05317941A - 棒鋼・線材の水冷制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 品質（引張り張力、スケール等）の高付加価
値化を図るプロセスにおいて、高応答・高精度な水冷制
御方法を提供するものである。 【構成】 熱間圧延中もしくは後の棒鋼もしくは線材を
冷却するに際し、被圧延材が冷却帯に入る前のＣ点、水
冷終了後復熱途中におけるＢ点そして復熱終了後の地点
Ａ点で、被圧延材の温度Ｔ_Ci、Ｔ_BiそしてＴ_Aiをそれぞ
れ測定し、Ａ点の温度が目標温度‘Ｔ_AiとなるようなＢ
点の目標温度‘Ｔ_Biを下記数式により推定し、Ｂ点の目
標温度‘Ｔ_Biを目標値としてフィードバック制御を行っ
て冷却水の流量を調節をする。 ‘Ｔ_Bi＝Ｃ₁ ─Ｃ₂ ・Ｔ_Ci 【効果】 フィードバック制御において生じる、復熱時
間のための検出遅れを短縮した状態で、より精度よく所
定温度に下げることが出来るので、引張り張力、スケー
ル等の品質の安定化を図ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧延ラインにおける熱
間圧延中もしくは後の棒鋼・線材（以下鋼材と言う）の
水冷制御方法に関するものであり、更に詳細には、フィ
ードバック制御において生じる、復熱時間のため発生す
る検出遅れを短縮し、制御精度を向上させる方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開昭６３─５２７０８号に記
載されているような、現在一般に行われている鋼材の圧
延ラインにおける水冷制御方法の一例を図１２（イ）、
（ロ）によって説明する。

【０００３】図１２（イ）は、温度偏差により冷却流量
を調節する通常（従来）のフィードバック制御による温
度制御装置の概略説明図であって、鋼材１は、水冷ゾー
ン２を通る間に水により所定の温度まで冷却され、その
後鋼材は圧延ラインを進行し、復熱終了地点（Ａ点）を
通過した後、ＮＴ（ｎｏｎ−ｔｗｉｓｔ）圧延機に誘導
されるか又は巻取り機によりコイル状に巻き取られる。

【０００４】ＮＴ圧延機前温度（Ｔ_A ）により引っ張り
強さ等が変化し、また巻取り温度（Ｔ_A ）によりスケー
ル性状等が変化するので、復熱終了地点（Ａ点）におけ
るこの温度（Ｔ_A ）を所定の温度にすることが、所定の
製品品質を得るために必要とされている。

【０００５】そこで復熱終了地点（Ａ点）におけるこの
温度（Ｔ_A ）を測定し、Ａ点の温度が目標温度
（‘Ｔ_A ）となるように水冷ゾーン２における水量を変
えて鋼材の温度を調節するために、この測定値を基にフ
ィードバック方式の温度制御を行っている。

【０００６】即ち、温度計３で測定した温度値（Ｔ_A ）
を水冷ゾーン２における温度調節計へフィードバック
し、これを水冷ゾーン２における流量調節計へ流量計の
測定値と共にフィードバックし、そして水冷ゾーン２に
おける流量調節計の指令によって流量調節弁４の開度調
節を行ない、冷却流量を調節して鋼材の温度を調節す
る。

【０００７】また、このような自動制御を行わないまで
も、温度計３の指示値を見ながら、それを所定の目標温
度に達せしむべく、水冷ゾーン２の水量を手動によって
変える操業が行われている。

【０００８】ここで問題となるのは、Ａ点において鋼材
の温度が目標温度（‘Ｔ_A ）となるようにするために、
Ａ点で測定した鋼材の温度（Ｔ_A ）を基準として冷却ゾ
ーン２における鋼材の目標温度を決定する、冷却ゾーン
２における鋼材の冷却温度の目標値の与え方である。

【０００９】一般に高温の鋼材を水で冷却した場合、鋼
材と水との間の熱流速量と鋼材内部の熱流速量とに大き
な差があるため、鋼材の断面の中心と表面とに温度分布
を生じる。この温度分布は鋼材表面が低く、内部が高い
という分布になり、その分布状態は、水冷前の鋼材温
度、水冷の水量、時間等によって変化する。

【００１０】図１２（ロ）は、図１２（イ）の温度制御
装置を用いて鋼材を水冷した時の温度工程を示す。

【００１１】鋼材１が水冷ゾーン２で水冷される際、先
ず表面が中心に先立ち冷却され、表面温度と中心の断面
内温度との偏差が時間の経過に連れて次第に拡大する。

【００１２】次に水冷終了後、表面と中心との間で復熱
が起こり、断面内温度偏差が時間の経過に連れて次第に
縮小する。復熱は復熱過程で表面温度が極大値（図中
↑）になった時点で終了する。

【００１３】鋼材のメタラジー（冶金）を制御するに
は、復熱終了後の温度を管理することが不可欠であるた
め、通常水冷制御の目標温度（‘Ｔ_A ）は、復熱終了地
点〔図１２（ロ）中では↑、図１２（イ）中ではＡ点〕
で設定し、フィードバック制御を行っている。

【００１４】例えば、引張り張力等のコントロールのた
め、ＮＴ圧延機前で水冷を行う場合には、ＮＴ圧延機前
の復熱終了地点で目標温度を設定し、また例えば、スケ
ール等のコントロールのため、ＮＴ圧延機後でステルモ
ア冷却を行う場合には、ステルモア冷却機後の復熱終了
地点で目標温度を設定し、フィードバック制御を行って
いる。

【００１５】これは、図１３（イ）、（ロ）に示すよう
に、点線（…）で示す鋼材の復熱曲線と実線（ー）で示
す鋼材の復熱曲線とを比較する場合には、復熱過程にお
いて復熱途中における地点（Ｂ点）で目標温度
（‘Ｔ_B ）を設定〔図１３（ロ）中では↑‘Ｔ_B 、図１
３（イ）中ではＢ点〕すると、その地点での鋼材の表面
温度が等しくても、冷却前の鋼材温度、鋼材速度、冷却
水量、時間等により、復熱終了後の同一地点〔図１３
（ロ）中では↑Ｔ_A 、図１３（イ）中ではＡ点〕での鋼
材温度（Ｔ_A ）は違ったものになるので、通常は復熱過
程において復熱途中におけるＢ点で目標温度（‘Ｔ_B ）
を設定することは、鋼材のメタラジーの制御に不適であ
ると考えられているからである。

【００１６】しかして、本発明者等は、水冷制御の目標
温度を復熱終了地点〔図１３（ロ）中では↑Ｔ_A 、図１
３（イ）中ではＡ点〕で設定してフィードバック制御を
行う従来の自動制御方法では、例えば、直径２０ｍｍの
鋼材を１５０℃冷却する場合には約５ｓｅｃの復熱時間
の大きな検出遅れが生じるので、制御精度が低下してい
ることに注目した。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
解決し、フィードバック制御において生じる復熱時間の
検出遅れ時間を短縮することにより、熱間圧延中もしく
は後の棒鋼・線材を水冷により所定温度に下げ、品質
（引張り張力、スケール等）の高付加価値化を図るプロ
セスにおいて、品質の安定化を図ることを目的とする、
高応答・高精度な水冷制御方法を提供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は以下の構成を要
旨とする。

【００１９】熱間圧延中もしくは後の棒鋼もしくは線材
を冷却するに際し、被圧延材が冷却帯に入る前の地点
（Ｃ点）、水冷終了後復熱途中における初期または中期
における地点（Ｂ点）そして復熱終了後の地点（Ａ点）
で、該被圧延材の温度（Ｔ_Ci）、（Ｔ_Bi）そして
（Ｔ_Ai）をそれぞれ測定し、Ａ点の温度が目標温度
（‘Ｔ_Ai）となるようなＢ点の目標温度（‘Ｔ_Bi）を下
記数１に表す式により推定し、Ｂ点の目標温度
（‘Ｔ_Bi）を目標値としてフィードバック制御を行って
冷却水の流量の調節をすることを特徴とする棒鋼・線材
の水冷制御方法。

【００２０】

【数１】‘Ｔ_Bi＝Ｃ₁ ─Ｃ₂ ・Ｔ _Ci 〔式中、Ｃ₁ ，Ｃ₂ はＡ点の目標温度（‘Ｔ_Ai）、移動
速度（Ｖ）、被圧延材の直径（Ｄ）及び水冷条件（冷却
帯の位置、冷却能力、温度計の位置）によって定まる係
数である。〕

【００２１】

【作用】本発明は、被圧延材が冷却ゾーンに入る前の地
点をＣ点、水冷終了後復熱途中における初期または中期
における地点をＢ点そして複熱終了後の地点をＡ点と
し、これらの点における該被圧延材の温度を（Ｔ_Ci）、
（Ｔ_Bi）そして（Ｔ_Ai）としたとき、Ｂ点における温度
（Ｔ_Bi）を制御することにより、Ａ点における実測温度
（Ｔ_Ai）を目標温度（‘Ｔ_Ai）に制御する制御方法であ
る。

【００２２】従来は、復熱終了後の地点であるＡ点にお
ける温度（Ｔ_Ai）に基づき冷却ゾーンにおける該被圧延
材の冷却温度を制御していたので、該被圧延材が冷却ゾ
ーンに進入し冷却された部分が、冷却後温度を検出され
るまでの検出遅れ時間は、冷却ゾーン−Ａ点間における
該被圧延材の移動時間であったが、本発明では検出遅れ
時間は冷却ゾーン−Ｂ点間の移動距離となり、これによ
ってフィードバック制御の検出遅れが短縮されて制御精
度が向上し、品質の安定化を図ることが出来る。

【００２３】本発明者等は、数値計算、基礎的な加熱−
冷却実験および実際の現場実験を重ねた結果、熱間圧延
中もしくは後の鋼材（棒鋼もしくは線材）を冷却するに
際し、復熱終了後の地点であるＡ点における温度が目標
温度（‘Ｔ_Ai）となるようなＢ点の目標温度（‘Ｔ_Bi）
を下記数１により表せることを見出した。

【００２４】

【数１】‘Ｔ_Bi＝Ｃ₁ ─Ｃ₂ ・Ｔ _Ci 〔式中、Ｃ₁ ，Ｃ₂ はＡ点の目標温度（‘Ｔ_Ai）、移動
速度（Ｖ）、被圧延材の直径（Ｄ）及び水冷条件（冷却
ゾーンの位置、冷却能力、温度計の位置）によって定ま
る係数である。〕

【００２５】熱間圧延中とは、例えば、図７に示すよう
に、二中間圧延機７と仕上圧延機６との間に水冷ゾーン
２を配置し、仕上圧延機６前の復熱終了地点（Ａ点）で
目標温度を設定してフィードバック制御を行いながら水
冷を行うスタンド間水冷の場合であり、そして熱間圧延
後とは、例えば、図９に示すように、仕上圧延機６後に
水冷ゾーン２を配置し、仕上圧延機６後の復熱終了地点
（Ａ点）で目標温度を設定してフィードバック制御を行
いながら水冷を行う仕上水冷の場合を言う。

【００２６】図７および図９において３−１、３−２そ
して３−３はそれぞれ温度計であり、そして図９におい
て８はレーイング・ヘッドそして９は搬送コンベアであ
る。

【００２７】以下本発明の鋼材の温度制御方法について
図面に基づいて詳細に説明する。

【００２８】図１（ロ）は、図１（イ）に示す本発明の
温度制御装置により冷却前の温度を異にする鋼材（ａ、
ｂそしてｃ）１をそれぞれ冷却制御した時の鋼材温度
（表面温度の復熱曲線および中心温度）と時間との関係
を示している。なお、これらの復熱曲線は、熱伝導方程
式を差分法や数学的解法によって解くことによって得ら
れる。

【００２９】鋼材１の表面は、水冷ゾーン２を進行する
間に水により所定の最低温度まで冷却され、そして水冷
ゾーン２を通過した鋼材１の表面は圧延ラインを進行す
る間に復熱により温度が上昇し、復熱のため高温となり
ピークに達すると、その後表面冷却のほうが復熱にまさ
り鋼材１の表面温度は低下する。

【００３０】図１（イ）において、鋼材１が冷却ゾーン
２に入る前の地点をＣ点、水冷終了後復熱途中における
初期または中期における地点をＢ点そして該ピークの地
点（復熱終了後の地点）をＡ点とする。

【００３１】図１（ロ）において、（Ｔ_Ci）、（Ｔ_Bi）
そして（Ｔ_Ai）はそれぞれＣ点、Ｂ点そしてＡ点におけ
る被圧延材の実測温度を示している。

【００３２】図１（イ）において、Ｃ点およびＡ点で該
被圧延材の温度（Ｔ_Ci）および（Ｔ_Ai）を温度計３−３
および３−１でそれぞれ実測する。そして演算制御部５
において、この実測値を用いて、Ａ点の温度が目標温度
（‘Ｔ_Ai）となるようなＢ点の目標温度（‘Ｔ_Bi）を下
記数１により予測し、Ｂ点で該被圧延材の温度（Ｔ_B1）
を実測しかつＢ点の実測値（Ｔ_Bi）とＢ点の目標温度
（‘Ｔ_Bi）とを比較し、この比較結果に基づいて冷却条
件を補正する指令を冷却水を供給する流量調節弁４に送
り、指令された開度で冷却水を供給して温度制御をす
る。このように、Ｂ点の目標温度（‘Ｔ_Bi）を目標値と
してフィードバック制御を行い冷却流量の調節をする。

【００３３】

【数１】‘Ｔ_Bi＝Ｃ₁ ─Ｃ₂ ・Ｔ _Ci 〔式中、Ｃ₁ ，Ｃ₂ はＡ点の目標温度（‘Ｔ_Ai）、該被
圧延材の移動速度（Ｖ）、被圧延材の直径（Ｄ）及び水
冷条件（冷却帯の位置、冷却能力、温度計の位置）によ
って定まる係数である。〕

【００３４】次に上記数１に示す式の算出方法を説明す
る。

【００３５】図２に示すように、二中間圧延機７を出た
鋼材（棒線材）１が冷却ゾーン２に入る前の地点（Ｃ
点）、水冷終了後復熱途中における初期または中期にお
ける地点（Ｂ点）そして複熱終了後でかつ仕上圧延機６
の前方における地点（Ａ点）にそれぞれ温度計３−３、
３−２そして３−１を配置しかつ棒線材の移動速度Ｖ＝
５．９ｍ／ｓｅｃ、直径Ｄ＝１７．５ｍｍφとして圧延
条件（計算条件）を定め、これらの地点における棒線材
の表面温度Ｔ_C 、Ｔ_B そしてＴ_A の関係を、伝熱方程式
を差分法で解く数値計算によりもとめた。

【００３６】図３に、棒線材の温度Ｔ_A が８２０℃、８
００℃そして７８０℃の時における温度Ｔ_B およびＴ_C
の関係を示す。

【００３７】この関係から重回帰結果として数２に表す
数値計算値からの予測式を得た。

【００３８】

【数２】Ｔ_B ＝５１６．３−０．８１９Ｔ_C ＋１．２６
７Ｔ_A

【００３９】この数値計算結果より、Ｔ_B は、各移動速
度Ｖおよび直径Ｄに対し、数３に表す数値計算の予測式
で表せることが判った。

【００４０】

【数３】‘Ｔ_Bi＝Ｃ₁ −Ｃ₂ ・Ｔ _Ci ＋Ｃ₃ ・‘Ｔ_A 〔式中、‘Ｔ_Biの左上付逆さコンマ（‘）は目標値を表
し、そしてＴ_BiおよびＴ_Ciのアイ（ _i）は制御周期子と
の値を表す。尚、目標値を表すために、例えば、左上付
逆さコンマ（‘）の代わりに、 外１ のようにＴ_Biの
上方に横線を描くか又は 外２ のようにＴ_BiのＴの上
方に山形の線を描いてもよい。〕

【００４１】

【外１】

【００４２】

【外２】

【００４３】数３を各移動速度Ｖ、直径Ｄそして目標温
度‘Ｔ_A 毎に求め、テーブル化し、モデル式とする。

【００４４】棒鋼・線材は、通常その圧延において、移
動速度Ｖそして直径Ｄは系列化しており、目標温度‘Ｔ
_A も基準化され数種類しかないことから、テーブル数は
さほど多くならない。

【００４５】そこで、Ｖ＝一定、Ｄ＝一定そして‘Ｔ_A
＝一定のとき、数３より計算して得られる数１をモデル
式の最終形とした。

【００４６】すなわち、数４および数５に表す関係とな
る。

【００４７】

【数４】（数１の）Ｃ₁ ＝（数３の）Ｃ₁ ＋Ｃ₃ ・‘Ｔ
_A

【００４８】

【数５】（数１の）Ｃ₂ ＝（数３の）Ｃ₂

【００４９】例えば、上記

【００３５】に記載の圧延条件、水冷条件のもので、目
標温度‘Ｔ_A ＝８００℃のとき、数１は、数２に‘Ｔ_A
＝８００℃を代入することにより、数７に示す予測式と
なる。

【００５０】次に数３に表すモデル式を実測値により補
正することを説明する。

【００５１】先ず図４において、多数の◇は、移動速度
Ｖ＝５．９ｍ／ｓｅｃ、直径Ｄ＝１７．５ｍｍφそして
Ｔ_A ＝８００℃のときにおける温度Ｔ_B およびＴ_C の実
測値、実線（──）は数６に表す実測値からの回帰式、
そして点線（……）は数７に表す数値計算からのモデル
式を示している。

【００５２】

【数６】Ｔ_B ＝１４３４．８−０．７２３Ｔ_Ci

【００５３】

【数７】‘Ｔ_Bi＝１５２９．９−０．８１９Ｔ_Ci

【００５４】即ち、数６に表す実測値からの回帰式と数
７に表す数値計算の予測式との比較から、移動速度Ｖ＝
５．９ｍ／ｓｅｃ、直径Ｄ＝１７．５ｍｍφそして目標
温度‘Ｔ_A ＝８００℃のとき、数７に表す数値計算の予
測式は、実測値の補正によって数８に表す式に修正され
る。

【００５５】

【数８】‘Ｔ_Bi＝１４３４．８−０．７２３Ｔ_Ci

【００５６】図５に、この数１に表す式をモデル式とし
て用いる冷却フローチャートの例を示す。

【００５７】圧延条件およびＡ点における目標温度
（‘Ｔ_Ai）から冷却条件を設定し、冷却ゾーンにおける
初期流量を設定するとともに冷却管（三方弁）の数を設
定し、Ａ点およびＢ点における被圧延材の温度（Ｔ_Ai）
および（Ｔ_ci）を検出し、上記の数１に表すモデル式を
用いてＢ点における目標温度（‘Ｔ_Bi）を予測し、Ｂ点
における温度（Ｔ_Bi）を検出し、この検出した温度（Ｔ
_Bi）とＢ点における目標温度（‘Ｔ_Bi）との差がゼロに
なるように冷却流量を調節する。

【００５８】そしてこれによりＡ点において検出した温
度（Ｔ_Ai）がＡ点における目標温度（‘Ｔ_A ）を満たし
つつ、鋼材の尾端が通過するまでこのように冷却制御を
続ける。

【００５９】

【実施例１】図１（イ）に示すように、鋼材（棒線材）
（ＳＣＭ４３５）１が冷却ゾーン２に入る前の地点をＣ
点、水冷終了後復熱途中における初期または中期におけ
る地点をＢ点そして複熱終了後の地点をＡ点とし、Ｃ点
から水冷ゾーン２の入側までの距離を０．１ｍ、Ｃ点か
ら水冷ゾーン２の出側までの距離を９．０ｍ、Ｃ点から
Ｂ点までの距離を１２．０ｍ、Ｃ点からＡ点までの距離
を２９．５ｍとした。

【００６０】これらの地点における棒線材の温度Ｔ_Ci、
Ｔ_BiそしてＴ_Aiを測定する温度計３−３、３−２そして
３−１を配置した。

【００６１】また棒線材の移動速度Ｖ＝５．９ｍ／ｓｅ
ｃ、直径Ｄ＝１７．５ｍｍφそしてＡ点における棒線材
の温度が目標温度（‘Ｔ_Ai）の８００℃のとき得られる
前述したおよび下記の数８に表す式をモデル式とした。

【００６２】

【数８】‘Ｔ_Bi＝１４３４．８−０．７２３Ｔ_Ci

【００６３】次にＡ点における棒線材の温度が目標温度
（‘Ｔ_Ai）の８００℃となるように流量調節弁４を調節
して冷却水を供給しながら、直径Ｄ＝１７．５ｍｍφの
棒線材を移動速度Ｖ＝５．９ｍ／ｓｅｃで圧延した。成
品径は７ｍｍであった。

【００６４】この際、Ｃ点およびＡ点で該被圧延材の温
度（Ｔ_Ci）および（Ｔ_Ai）を温度計３−３および３−１
でそれぞれ実測した。

【００６５】そして演算制御部５において、この実測値
を用いて、Ａ点の実測温度が目標温度（‘Ｔ_Ai）の８０
０℃となるようなＢ点の目標温度（‘Ｔ_Bi）を上記数８
により予測し、Ｂ点で該被圧延材の温度（Ｔ_B1）を温度
計３−２で実測しかつＢ点の実測温度（Ｔ_Bi）とＢ点の
目標温度（‘Ｔ_Bi）とを比較し、この比較結果に基づい
て冷却条件を補正する指令を冷却水を供給する流量調節
弁４に送り、指令された開度で冷却水を供給して温度制
御をした。

【００６６】このように、Ｂ点の目標温度（‘Ｔ_Bi）を
目標値としてフィードバック制御を行い冷却流量の調節
をした。

【００６７】図６（イ）に、棒線材の温度Ｔ_Ci、‘Ｔ_Bi
そしてＴ_Aiの関係を示す。

【００６８】図６（イ）に示されているように、Ａ点の
実測温度（Ｔ_Ai）はほぼ目標温度（‘Ｔ_A ）の８００℃
に制御することが出来た。

【００６９】

【比較例１】上記の数８に表すモデル式を用いないで、
Ａ点の目標温度（‘Ｔ_A ）を目標値としてフィードバッ
ク制御を行い冷却流量の調節をした以外は、実施例１と
同様にして冷却温度制御を行った。

【００７０】図６（ロ）に、棒線材の温度Ｔ_CiとＴ_Aiの
関係を示す。

【００７１】図６（ロ）に示されているように、Ａ点お
いて棒線材の温度は、目標温度（‘Ｔ_Ai）の８００℃に
よく制御出来きず、図６（イ）に比べ制御精度が低下し
ていた。

【００７２】

【実施例２】図７に示すように、二中間圧延機７および
仕上圧延機６を用いてスタンド間圧延を行なって実施例
１と同様にして温度制御を行った。図６（イ）に示され
ているように、Ａ点の実測温度（Ｔ_Ai）はほぼ目標温度
（‘Ｔ_A ）の８００℃に制御することが出来た。また図
８に示すように、品質（引張り張力等）の安定化を図る
ことが出来た。

【００７３】

【比較例２】図７に示すように、二中間圧延機７および
仕上圧延機６を用いてスタンド間圧延を行なって比較例
１と同様にして温度制御を行った。図６（ロ）に示され
ているように、Ａ点おいて棒線材の温度は、目標温度
（‘Ｔ_Ai）の８００℃によく制御出来きず、図６（イ）
に比べ制御精度が低下していた。また図８に示すよう
に、品質（引張り張力のばらつき等）が低下していた。

【００７４】

【実施例３】図９に示すように、仕上圧延機６およびレ
ーイング・ヘッド８を用いて仕上圧延を行った。Ｃ点か
らＢ点までの距離は３７ｍそして水冷ゾーン２の出側か
らＢ点までの距離は１．０ｍであった。レーイング・ヘ
ッド８で巻き取られた線材１は、搬送コンベア９上を搬
送され、Ａ点に達する。このようにして線材１がＢ点か
らＡ点まで移動に要する時間は１．５秒であった。また
棒線材（ＳＷＲＨ７２Ａ）の移動速度Ｖ＝６０ｍ／ｓｅ
ｃ、直径Ｄ＝５．５ｍｍφそしてＡ点における棒線材の
温度が目標温度（‘Ｔ_A ）の８５０℃のとき得られる下
記の数９に表す式をモデル式とした。そして実施例１と
同様にして冷却温度制御を行った。

【００７５】

【数９】‘Ｔ_Bi＝１０３１．２−０．１９７・Ｔ_Ci

【００７６】図１０（イ）に、棒線材の温度Ｔ_Ci、‘Ｔ
_BiそしてＴ_Aiの関係を示す。

【００７７】図１０（イ）に示されているように、Ａ点
の実測温度（Ｔ_Ai）はほぼ目標温度（‘Ｔ_A ）の８５０
℃に制御することが出来た。また図１１に示すように、
品質（スケール等）の安定化を図ることが出来た。

【００７８】

【比較例３】上記の数９に表すモデル式を用いなかった
以外は、実施例３と同様にして温度制御を行った。

【００７９】図１０（ロ）に、棒線材の温度Ｔ_CiとＴ_Ai
の関係を示す。

【００８０】図１０（ロ）に示されているように、Ａ点
おいて棒線材の温度は、目標温度（‘Ｔ_Ai）の８５０℃
によく制御出来きず、図１０（イ）に比べ制御精度が低
下していた。また図１１に示すように、品質（スケール
等）が低下していた。

【００８１】

【発明の効果】以上のように構成される本発明は、下記
の如き効果を奏する。

【００８２】従来は、被圧延材の冷却温度を復熱終了後
の地点であるＡ点で実測した温度（Ｔ_Ai）に基づきフィ
ードバック制御していたので、制御開始時間は従来はＣ
点−Ａ点間における鋼材の移動時間であったが、本発明
では制御開始時間はＢ点−Ａ点間における鋼材の移動時
間となり、これによって冷却制御開始時間が短縮されて
品質の安定化を図ることが出来る。

【００８３】本発明は、フィードバック制御において生
じる、復熱時間のため検出遅れとなる制御開始時間を短
縮した状態で、熱間圧延中もしくは後の棒鋼・線材を水
冷により所定温度に下げることが出来るので、熱間圧延
中にフィードバック制御を行いながら水冷を行うスタン
ド間水冷の場合には、品質（引張り張力等）の安定化を
図ることが出来る。

【００８４】また本発明は、熱間圧延後にフィードバッ
ク制御を行いながら水冷を行う仕上水冷の場合には、品
質（スケール等）の安定化を図ることが出来る。

【図面の詳細な説明】

【図１】図１（イ）は、本発明が適用される水冷制御装
置のレイアウトの例を示す説明図である。図１（ロ）
は、図１（イ）の水冷制御装置により制御される鋼材の
表面および中心における温度と時間との関係を示すグラ
フである。

【図２】本発明が適用される水冷制御装置のレイアウト
の他の例を示す説明図である。

【図３】図２の水冷制御装置を用いて測定した温度のＴ
_A とＴ_B およびＴ_C との関係の例を示すグラフである。

【図４】Ｔ_A ＝８００℃のときにおける温度Ｔ_B および
Ｔ_C の実測値、実線（──）で示す数６に表す実測値か
らの回帰式、そして点線（……）で示す数７に表す数値
計算の予測式の関係を示すグラフである。

【図５】本発明の数１に表す式をモデル式として用いる
冷却フローチャート例である。

【図６】図６（イ）は、本発明の数８に表すモデル式を
用いて棒鋼材を制御した場合の‘Ｔ_Ai＝８００℃のとき
における実測値温度Ｔ_Ai、‘Ｔ_BiおよびＴ_Ciの関係の例
を示すグラフである。図６（ロ）は、従来方法によりフ
ィードバック制御した場合において‘Ｔ_Ai＝８００℃の
ときにおける実測値温度Ｔ_AiおよびＴ_Ciの関係の例を示
すグラフである。

【図７】本発明が適用される水冷制御装置を含む圧延機
全体のレイアウトの例を示す説明図である。

【図８】図７に示す水冷制御装置を用いて本発明および
従来法により製造した製品の品質の比較を示すグラフで
ある。

【図９】本発明が適用される水冷制御装置を含む圧延機
全体のレイアウトの他の例を示す説明図である。

【図１０】図１０（イ）は、本発明の数８に表すモデル
式を用いて棒鋼材を制御した場合の‘Ｔ_Ai＝８５０℃の
ときにおける実測値温度Ｔ_Ai、‘Ｔ_BiおよびＴ_Ciの関係
の例を示すグラフである。図１０（ロ）は、従来方法に
よりフィードバック制御した場合において‘Ｔ_Ai＝８５
０℃のときにおける実測値温度Ｔ_AiおよびＴ_Ciの関係の
例を示すグラフである。

【図１１】図９に示す水冷制御装置を用いて本発明およ
び従来法により製造した製品の品質の比較を示すグラフ
である。

【図１２】図１２（イ）は従来法が適用される水冷制御
装置のレイアウトの例を示す説明図である。図１２
（ロ）は、図１２（イ）の水冷制御装置により制御され
る、鋼材の表面および中心における温度と時間との関係
を示すグラフである。

【図１３】図１３（イ）は従来の制御の考え方を説明す
る水冷制御装置のレイアウトの例を示す説明図である。
図１３（ロ）は、図１３（イ）の水冷制御装置により従
来の制御の考え方により制御される、鋼材の表面および
中心の温度と時間との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 鋼材 ２ 水冷ゾーン ３ 温度計 ３−１ Ａ点における温度計 ３−２ Ｂ点における温度計 ３−３ Ｃ点における温度計 ４ 流量調節弁 ５ 演算制御部 ６ 仕上圧延機 ７ 二中間圧延機 ８ レーイング・ヘッド ９ 搬送コンベア ａ、ｂそしてｃ 鋼材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間圧延中もしくは後の棒鋼もしくは線
   材を冷却するに際し、被圧延材が冷却帯に入る前の地点
   （Ｃ点）、水冷終了後復熱途中における初期または中期
   における地点（Ｂ点）そして復熱終了後の地点（Ａ点）
   で、該被圧延材の温度（Ｔ_Ci）、（Ｔ_Bi）そして
   （Ｔ_Ai）をそれぞれ測定し、Ａ点の温度が目標温度
   （‘Ｔ_Ai）となるようなＢ点の目標温度（‘Ｔ_Bi）を下
   記数１に表す式により推定し、Ｂ点の目標温度
   （‘Ｔ_Bi）を目標値としてフィードバック制御を行って
   冷却水の流量の調節をすることを特徴とする棒鋼・線材
   の水冷制御方法。 【数１】‘Ｔ_Bi＝Ｃ₁ ─Ｃ₂ ・Ｔ_Ci 〔式中、Ｃ₁ ，Ｃ₂ はＡ点の目標温度（‘Ｔ_Ai）、移動
   速度（Ｖ）、被圧延材の直径（Ｄ）及び水冷条件（冷却
   帯の位置、冷却能力、温度計の位置）によって定まる係
   数である。〕