JPH06218414A - 熱延鋼板の冷却制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ランナウトテーブル上における鋼板の温度予
測計算に使用する各種熱伝達係数のモデル式を仕上温度
計〜中間位置温度計及び中間温度計〜巻取温度計間で分
割して学習することにより補正し、かつ鋼板圧延中、鋼
板の全長にわたって繰返し学習することにより、ランナ
ウトテーブル上全域及び鋼板全長にわたって温度精度の
向上を図る。 【構成】 板厚、通板速度、熱間仕上温度、中間仕上温
度、巻取り温度のサンプリング情報を用いて所定の温度
予測計算式により計算し、温度予測値と実績値が一致す
るような学習値を仕上温度計〜中間温度計及び中間温度
計〜巻取温度計間で別々に求めて各種熱伝達係数モデル
式の修正を行い、これを鋼板の全長にわたって繰り返し
実施し、鋼板圧延中に発生する熱伝達係数の誤差をリア
ルタイムに補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間仕上圧延機と巻取
機との間に設けられる冷却装置による熱延鋼板の冷却制
御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間仕上圧延機より巻取機に至るランナ
ウトテーブル上の熱延鋼板に対する冷却は、所要の材質
の鋼板を得るうえから、所要の冷却速度で冷却すること
が望まれ、そのため従来は、冷却装置からの注水による
冷却のほか、輻射熱、対流、テーブルローラへの熱伝導
等の熱伝達や熱変態によるものを考慮した所定の計算式
を用いて熱延鋼板の温度予測計算を行い、計算式中の冷
却条件を種々に変えて予測値が目標値と合致するような
計算式を求めたのち、実際に図１に示す仕上圧延機の最
終スタンド１より巻取機２に向うランナウトテーブル上
の熱延鋼板３に対し、冷却装置４により冷却を行って鋼
板先端部の温度を仕上温度計ＦＤＴ５、中間温度計ＭＣ
Ｔ６及び巻取温度計ＣＴ７によりそれぞれ計測し、その
実績値から計算式に用いる水冷熱伝達係数、テーブルロ
ーラの熱伝達係数、空冷熱伝達係数等の各種熱伝達係数
モデル式を補正しており、この補正は従来、仕上温度計
５から巻取温度計７の間で一つの学習項により行われ、
また学習の対象となる鋼板の部位は、鋼板先端部の１ポ
イントに限っていた。

【０００３】鋼板先端部以後は、以上のようにして補正
された各種熱伝達係数を用いた計算式に基づいて温度予
測が行われ、鋼板圧延中に発生する各種熱伝達係数の誤
差による予測値と、各温度計５、６、７によって計測さ
れた実績値との差は、フィードバック制御による冷却装
置４からの注水により解消していた。また、上述の学習
項の選択に際し、ランナウトテーブル上の鋼板より計測
された中間位置温度及び巻取温度の両方が、学習項によ
り補正された各種熱伝達係数モデル式を使用した温度予
測値と一致しない場合には、中間位置温度のみを一致さ
せる学習項を選択するか、巻取温度のみを一致させる学
習項を選択し、或いは両方の温度を平均的に満足する学
習項を選択する方法を採用していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年は、材質面の要求
から、ランナウトテーブル上の全域において、鋼板の温
度を制御する冷却速度制御が必要とされるようになった
が、上述する従来の冷却制御方法におけるように、ラン
ナウトテーブル上における鋼板の温度予測計算に用いる
各種熱伝達係数モデル式の補正を、仕上温度計より巻取
温度計までの間で、一つの学習項により補正した場合、
中間位置温度のみを一致させるか、巻取温度のみを一致
させ、或いは両方の温度を平均的に満足する学習項しか
選択できないため、ランナウトテーブルの全域において
精度のよい温度予測ができない難点があった。

【０００５】また、学習の対象となる鋼板の部位が、鋼
板先端部の一ポイントに限っており、学習項を一度選択
すると、以後は、この選択された学習項により補正され
た各種熱伝達係数モデル式を用いて温度予測を行ってい
るため、その後の鋼板圧延中において各種熱伝達係数に
誤差を生じると、予測値と実績値との間に差を生じ、こ
の差は次第に増大して鋼板の尾端部に向う程大きくなる
傾向があり、これに対処するため、従来のように、予測
値と実績値との間に差を生じたとき、中間温度計位置及
び巻取温度計位置直前のフィードバック制御による注水
で対処する方法では、注水以後は目標とする冷却速度が
得られても、温度計位置直前の冷却速度が局部的に目標
値から外れる難点がある。

【０００６】本発明は、上記の問題を解消しようとする
もので、その第１の目的は、ランナウトテーブルの全域
で予測値と実績値が精度よく一致する熱伝達係数を求
め、これにより鋼板の温度予測を行って温度精度を向上
させ、目標値との差を低減できるような熱延鋼板の冷却
制御方法を提供しようとするものであり、第２の目的
は、鋼板の全長にわたって熱伝達係数の修正を実施する
ことにより、鋼板の全長で目標値との誤差を低減できる
ようにした熱延鋼板の冷却制御方法を提供しようとする
ものである。

【０００７】更に第３の目的は、ランナウトテーブルの
全域及び鋼板の全長にわたって目標値との誤差を低減す
ることができる熱延鋼板の冷却制御方法を提供しようと
するものである。

【０００８】

【課題の解決手段及び作用】第１の目的を達成するため
の熱延鋼板の冷却制御方法は、熱間圧延機の最終スタン
ドと巻取機との間のランナウトテーブル上で、板厚、通
板速度、熱間仕上温度、中間位置温度、巻取り温度等の
サンプリング情報に基づいて冷却装置の注水を制御する
ことにより、熱延鋼板を冷却制御する方法において、ラ
ンナウトテーブル上の鋼板の温度予測計算に用いる水冷
熱伝達係数、テーブルローラとの接触による熱伝達係
数、空冷熱伝達係数の各モデル式を、仕上温度計〜中間
温度計間及び中間温度計〜巻取温度計間で別々に決定し
た学習項により補正して温度予測計算を行い、冷却装置
の注水をすることを特徴とするもので、学習項の決定
は、板厚、通板速度、熱間仕上温度、中間位置温度、巻
取温度等のサンプリング情報を用いて所定の温度予測計
算式により再計算し、温度予測値と実績値が一致する学
習項を求めることによって行われる。

【０００９】本方法によれば、ランナウトテーブル全域
で精度よく実績値と一致する熱伝達係数が求められる結
果、ランナウトテーブル全域で精度のよい温度予測計算
ができるようになり、目標とする中間位置温度、巻取り
温度、冷却速度について目標値との誤差を低減すること
ができる。第２の目的を達成するための熱延鋼板の冷却
制御方法は、ランナウトテーブル上の鋼板の温度予測計
算に用いる水冷熱伝達係数、テーブルローラとの接触に
よる熱伝達係数、空冷熱伝達係数の各モデル式を、鋼板
圧延中に繰返し実施した学習によりリアルタイムで補正
して温度予測計算を行い、冷却水の注水を行うことを特
徴とするもので、各モデル式に用いる学習項の決定は、
前記方法と同様にして行われる。

【００１０】本方法によれば、鋼板の全長で実績値と一
致する熱伝達係数が求められ、鋼板全長で精度のよい温
度予測計算ができるようになる。第３の目的を達成する
ための熱延鋼板の冷却制御方法は、上記各方法の組合
せ、すなわち前記第１の目的を達成するための冷却制御
方法における学習を鋼板圧延中に繰返し実施する事を特
徴とするものである。

【００１１】本方法によれば、ランナウトテーブル全域
及び鋼板全長において、精度のよい温度予測計算ができ
るようになる。

【００１２】

【実施例】図２は学習項を計算する方法を説明するため
の図、図３は学習項を決定する方法を説明するための
図、図４はランナウトテーブル上の鋼板に対し学習を繰
返し実施する方法を説明するための図で、鋼板の温度予
測計算は数１の(1) 式によって実施される。

【００１３】

【数１】

【００１４】ここで、上述の熱伝達係数α_c 、α_r、α
_l は更に次の数式２のモデル式(2)、(3) 、(4) によっ
て表され、各モデル式(2) 、(3) 、(4) の右辺最終係数
であるＷが学習項を表している。

【００１５】

【数２】

【００１６】上述の学習項Ｗの算定は、図２において、
鋼板の学習計算に使用する部位が仕上温度計ＦＤＴから
中間位置温度計ＭＣＴを通り、巻取温度計ＣＴに到達す
る間の温度実績、速度実績、注水実績をサンプリング
し、(2) 、(3) 、(4) 式の学習項Ｗを仮にＡという数値
に設定して(1) 式を用い、温度予測計算を行う。そして
中間位置温度予測値及び巻取温度予測値を仮定する。

【００１７】次に再び学習項Ｗを仮にＢという数値に設
定して同様の計算を行い、中間温度予測値及び巻取温度
予測値を仮定する。ここで、(1) 式を使用して温度予測
計算を行うときの起点温度は、中間位置温度の予測計算
時においては仕上温度実績に、また巻取温度予測計算時
においては中間位置温度実績にされる。なお学習項Ａ、
Ｂは、これを用い、(1) 式によって算出された温度予測
値Ａ´、Ｂ´が図３に示すように実績温度Ｒの上下にな
るように選定される。

【００１８】以上の計算により仮定した二つの中間位置
温度予測値及び巻取温度予測値から、図３に示すような
線形補間法により実績温度に一致する学習項Ｃを決定す
る。すなわち図３において、学習項Ａを用い、(1) 式に
よって算出された温度予測値Ａ´と、学習項Ｂを用い、
(1) 式によって算出された温度予測値Ｂ´とから、線形
補間法により実績温度Ｒになるために必要な学習項Ｃが
決定される。

【００１９】以上の計算手段に則って、鋼板の学習計算
に使用する部分について、中間位置温度実績に一致する
学習項及び巻取温度実績に一致する学習項を別々に決定
する。次に、鋼板圧延中に学習を繰返し実施する方法を
図４によって説明する。鋼板圧延中に学習計算ポイント
を一定長さの圧延ごとに設定し、各ポイントごとに上述
の計算手順に則って学習項を決定し、各種熱伝達係数の
補正を行うのである。すなわち、１回目の学習計算ポイ
ントで決定した学習項により補正された熱伝達係数が２
回目の学習計算ポイントまで温度予測計算に用いられ、
また２回目の学習計算ポイントで決定した学習項により
補正された熱伝達係数が３回目の学習計算ポイントまで
温度予測計算に用いられ、以上の繰返しが鋼板の尾端ま
で実施される。

【００２０】本実施例の実施結果を表１により説明す
る。表１は、本実施例と従来技術により冷却制御を行っ
た場合の巻取り温度精度を比較したものであり、鋼板の
巻取り目標温度５０５℃及び５８５℃の２種類の例を示
す。鋼板全長の温度実績平均値は、本実施例により、目
標値に近付いており、鋼板内の温度変動は、本実施例に
より変動量が小さくなっている。

【００２１】

【表１】

【００２２】なお上記実施例では、目標温度、鋼種、板
厚を限定したが、本発明の適用範囲は、これに限定され
ることなく、他の鋼種、温度、サイズにも適用できる。

【００２３】

【発明の効果】本発明は以上のように構成され、次のよ
うな効果を奏する。請求項１記載の冷却制御方法によれ
ば、各種熱伝達モデル式が学習による熱伝達係数の補正
機能により、仕上温度計〜中間位置温度計間及び中間位
置温度計〜巻取温度計間で別々に補正されるため、ラン
ナウトテーブル上の全域で、精度よく温度予測計算を行
うことができ、冷却装置の冷水により温度精度の向上が
可能となる。

【００２４】請求項２記載の冷却制御方法によれば、鋼
板圧延中に鋼板の全長にわたって繰返し学習計算を実施
し、圧延中に発生する熱伝達係数の誤差をリアルタイム
に修正することにより、従来法のフィードバック制御に
よる注水調整に依存していたことにより発生していた局
部的な冷却速度の目標値からのずれを軽減し、冷却速度
精度の向上が可能となる。

【００２５】請求項３記載の冷却制御方法によれば、請
求項１及び２記載の冷却制御方法によって得られる効果
を併せて奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ランナウトテーブル冷却設備のレイアウトを
示す図。

【図２】 学習項計算方法の説明図。

【図３】 学習項決定方法の説明図。

【図４】 ランナウトテーブル上の鋼板に対し、学習計
算を繰返し実施する方法の説明図。

【符号の説明】

１・・・最終スタンド ２・・・
巻取機 ３・・・熱延鋼板 ４・・・
冷却装置 ５．６．７・・・温度計

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間圧延機の最終スタンドと巻取機との
   間のランナウトテーブル上で、板厚、通板速度、熱間仕
   上温度、中間位置温度、巻取り温度等のサンプリング情
   報に基づいて冷却装置の注水を制御することにより、熱
   延鋼板を冷却制御する方法において、ランナウトテーブ
   ル上の鋼板の温度予測計算に用いる水冷熱伝達係数、テ
   ーブルローラとの接触による熱伝達係数、空冷熱伝達係
   数の各モデル式を、仕上温度計〜中間温度計間及び中間
   温度計〜巻取温度計間で別々に決定した学習項により補
   正して温度予測計算を行い、冷却装置の注水をすること
   を特徴とする熱延鋼板の冷却制御方法。
2. 【請求項２】 熱間圧延機の最終スタンドと巻取機との
   間のランナウトテーブル上で、板厚、通板速度、熱間仕
   上温度、中間位置温度、巻取り温度等のサンプリング情
   報に基づいて冷却装置の注水を制御することにより、熱
   延鋼板を冷却制御する方法において、ランナウトテーブ
   ル上の鋼板の温度予測計算に用いる水冷熱伝達係数、テ
   ーブルローラとの接触による熱伝達係数、空冷熱伝達係
   数の各モデル式を、鋼板圧延中に繰返し実施した学習に
   よりリアルタイムで補正して温度予測計算を行い、冷却
   水の注水を行うことを特徴とする熱延鋼板の冷却制御方
   法。
3. 【請求項３】 学習項による各種熱伝達係数のモデル式
   の補正が鋼板圧延中、鋼板の全長にわたって繰返し実施
   される請求項１記載の熱延鋼板の冷却制御方法。