JPH08252624A - 熱間連続圧延における仕上温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は熱間圧延される金属帯の仕上温度の
制御方法に関するものである。 【構成】 熱間連続圧延される金属帯の各圧延機出側温
度として設定された目標温度を、該金属帯の各圧延機出
側速度の変化に応じて補正することを特徴とする熱間連
続圧延における仕上温度制御方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱間連続圧延される金属
帯の仕上温度の制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱間連続圧延された金属帯の仕上温度
は、該金属帯長手方向で温度差を生じるが、この温度差
を減少させて所望の均一な温度にすることが望まれてい
る。このために、従来から圧延速度制御、または圧延ス
タンド間スプレーの冷却水量またはおよび圧力制御が行
われている。圧延速度を変更する方法としては、特開昭
５８−２３５０９号公報に提案されるものがある。これ
は中間スタンドあるいは最終スタンドの出側温度を温度
計により検出し、予め設定された仕上圧延機出側の目標
温度との偏差を無くするように、温度検出する直前のス
タンドロール周速度を求め、それより上流のスタンドに
ついても速度修正を同一比率となる様に実施するもので
ある。スタンド間スプレーの冷却水量またはおよび圧力
を調整する制御方法としては、特開平４−１９７５１０
号公報に提案されるものがある。これは圧延機出側の温
度を検出し、予め設定された出側目標温度との偏差を無
くするように、各スタンド間スプレーの冷却水量を流量
制御または圧力制御にて行うものである。なおこの提案
においては、このようなスタンド間スプレーの流量／圧
力制御によっても偏差を十分に低減できない場合に圧延
機速度を変更する制御を併用することを提案している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】金属帯の熱間連続圧延
において圧延機速度は一定でない場合が大半である。す
なわち、金属帯先端部が巻取機に巻き付き、１〜２．０
kgf ／mm² の張力が印加され、仕上圧延機出側から巻取
機までの板形状、パスライン変動、蛇行等の不安定要因
が無くなった段階で、圧延材の仕上圧延機での非圧延部
の空冷による温度降下（サーマルランダウン）を防ぐた
めに、圧延機速度を増加させる加速圧延を行っている。
このような加速圧延は、金属帯最後端まで加速を継続し
たいところである。しかし、仕上圧延機を抜ける段階
で、前述の先端部同様、仕上圧延機と巻取機間の張力が
瞬間的に零に近い値まで減少し、金属帯はそれ以降巻取
が完了するまで、無張力に近い状態で、冷却装置内を通
板されることになる。したがって巻取形状を良好に保
ち、かつ金属帯の暴れによる圧延機−巻取機間の機器破
損事故を防ぐために、仕上圧延機を金属帯が抜ける前
に、安定な通板速度、すなわち先端部の通板速度に近い
速度まで減速する必要がある。前記特開昭５８−２３５
０９号公報で提案された技術のように圧延機速度を操作
する方法においては、上述の圧延速度パターンに対応で
きないため、金属帯中央部で実績と目標の温度偏差が高
目外れに過大になるか、金属帯後端部で低目外れに過大
になる等に代表される、制御の精度上の問題が生じる。
さらに、前記特開平４−１９７５１０号公報で提案され
た技術では、圧延機出側温度に基づいてスタンド間スプ
レーの流量または圧力を調整するため、圧延速度パター
ンに対応可能であるように見られる。しかし、スタンド
間スプレーと温度検出器の間の移送に伴う無駄時間のた
め、減速開始による温度変動点が温度検出器に到達する
時点では既に操作できるスプレーは存在せず、実際のと
ころ減速に伴う温度変動をスプレーで補償するのには無
理がある。上記のように従来技術においては、金属帯の
後端部において実際の出側温度と目標温度との偏差が過
大になるという問題がある。本発明は、以上のような従
来技術の問題点を解決し、金属帯の全長に渡って所望の
仕上温度とすることが可能な熱間連続圧延における仕上
温度制御方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願発明に係る熱間連続
圧延による仕上温度制御方法は、熱間連続圧延される金
属帯の各圧延機出側温度として設定された目標温度を、
該金属帯の各圧延機出側速度の変化に応じて補正するこ
とを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】熱間連続圧延される金属帯の各圧延機出側温度
として設定された目標温度は、予め設定された圧延速度
パターンに追従して変動するものであるから、予め設定
された圧延速度パターンに従って金属帯の圧延速度が制
御される場合、金属帯尾端側の減速タイミングにおい
て、各圧延機出側の目標温度の補正を行うためには、加
速圧延時および定速圧延時の通板速度変動に対する圧延
機出側での金属帯の温度変動、減速時の通板速度変動に
対する圧延機出側での金属帯の温度変動を考慮する必要
がある。従って、各圧延機出側における金属帯の補正後
の目標温度、すなわち、圧延機出側における金属帯目標
温度で各補償を行い修正されたＴ_frefが所定の値になる
ように制御される。圧延機出側における金属帯目標温度
で各補償を行い修正されたＴ_frefは下記の（１）式のよ
うに与えられる。

【０００６】

【数１】

【０００７】ここで Ｔ_fref-oは圧延前に与えられている圧延機出側における
金属帯目標温度 Ｖ_a は現在の圧延速度（加速時） Ｖ_d は現在の圧延速度（減速時） Ｖ_o はベースの圧延速度（材料かみ込み時） Ｖ_max は圧延速度のピーク値

【０００８】

【数２】

【０００９】は加速時および定速圧延時の通板速度変動
に対する圧延機出側金属帯温度変動の感度を表わす係数

【００１０】

【数３】

【００１１】は減速時の通板速度変動に対する圧延機出
側金属帯温度変動の感度を表わす係数である。各圧延機
出側における金属帯実績温度をＴ_factとし、ｅ＝Ｔ_fref
−Ｔ_fact（圧延機出側での金属帯温度偏差）とすれば、
温度調整に必要な冷却装置操作量は下式のように与えら
れる。

【００１２】

【数４】

【００１３】ＣＯＭＰ（Ｔ_fref−Ｔ_fact）は冷却装置操
作量であって、ここでＫ_p ，ｋ_i ，Ｋ_d はそれぞれ比
例、積分、微分補償ゲインである。上記（１）式におい
て、金属帯の先端が最終圧延機を出て巻取機巻付完了タ
イミングから加速し仕上圧延機の主機速度上限（飽和）
点で最大速度に達し、金属帯の後端が仕上圧延機最終ス
タンドを抜けるタイミングにおいてベース速度に充分減
速し得る様に減速を開始する。その際の圧延速度の加速
開始時から最大速度に至る加速時の加速率は、下記
（５）式で表される。

【００１４】

【数５】 また、最大速度から減速開始に至る定速部を除く区間の
減速率は、下記（６）式で表わすことが妥当であり、加
速時および減速時を同一の式で算出することはできな
い。

【００１５】

【数６】

【００１６】これに加えて加減速時の圧延速度変動に対
する仕上温度変動の感度を実機において各々別途同定す
ることで、加速時の温度上昇、減速時の温度降下をより
厳密に補償することが可能になる。この考えに基づいて
制御系を構成すると、制御開始点においては式（１）は Ｔ_fref＝Ｔ_fref-o となり加減速項が考慮されない定速時の温度制御が実施
される。これに対して加速時は、下記（７）式と仕上圧
延機出側目標温度が加速に伴って補正される。

【００１７】

【数７】

【００１８】材料が圧延機の主機の速度制約によって定
められる最大速度まで達した後の減速時においては、下
記（８）式と目標温度が減速に伴って補正されることに
より、金属帯尾端の減速タイミングにおいて圧延機出側
の温度計偏差が検出される以前に、圧延の減速による温
度降下を予測的に補償することが可能なものであるか
ら、良好に仕上圧延温度が制御される。

【００１９】

【数８】

【００２０】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、７スタンドから成る本発明による熱間連続圧延
機の仕上温度制御方法を実施するための装置の一例を示
す構成図である。図１において１〜７は仕上圧延ロー
ル、１０〜１６は仕上圧延機各スタンド間の冷却スプレ
ー用ノズル、２０〜２６は圧力または流量調整弁、３７
は仕上温度計、４１は仕上圧延機最終スタンド速度の減
速による目標仕上温度の補償演算装置、４２は仕上圧延
機最終スタンドの加速による目標仕上温度の補償演算装
置、４３は材料かみ込み時の圧延速度および最大速度の
記憶装置、４４は仕上温度の目標温度を演算するための
装置、４５は仕上温度計３７で計測した仕上出側温度と
の目標温度との偏差を演算するための制御量演算装置、
４６は前記制御量演算装置４５で求められた制御量偏差
に基づいて仕上圧延機各スタンド間の冷却スプレー用ノ
ズル１０〜１６の流量又は圧力の操作量を決定する演算
装置である。本発明では、仕上温度計３７の温度が目標
温度となる様に、加速分も考慮しており、特に前記
（１）式の右側の第３項の減速補償により高精度化を図
るものとしている。この考えに基づいて制御系を構成す
ると図２の様になる。制御開始点においてはＴ_fref＝Ｔ
_fref-oとなり加減速項が考慮されない定速時の温度制御
が実施される。これに対して加速時は、加速に伴って前
記（７）式による補正信号が付加されて、仕上圧延機出
側目標温度が補正される。材料が圧延機の主機の速度制
約によって定められる最大速度まで達した後の減速にお
いては、減速に伴って前記（８）式による補正信号が付
加されて、仕上圧延機出側目標温度が補正される。図２
において操作量演算装置である補償器は、一般的に使わ
れているＰＩＤ補償器の様な、目標温度との偏差を用い
る補償器であるが、特にＰＩＤ補償器に限定されるもの
ではない。この補正された目標仕上温度を用いて冷却装
置である前記冷却スプレー用ノズル１０〜１６の注水量
を変更することにより、熱間連続圧延における仕上温度
が制御されるものである。

【００２１】図３において、一例として２．０mmブリキ
材の圧延速度パターンを示す。の巻取機巻付完了タイ
ミングから加速しの仕上圧延機の主機速度上限（飽
和）点で最大速度に達し、の仕上圧延機最終スタンド
抜けタイミングにおいてベース速度に充分減速し得る様
に〜間で減速を開始する。およびは仕上圧延機
〜巻取機間に張力が印加されるタイミングおよび解放さ
れるタイミングを示している。この図より明らかな様
に、からに至る加速時の加速率は、前記（５）式で
表わされ、からに至る定速部を除く区間の減速率
は、前記（６）式で表わすことが妥当であり、加速およ
び減速時同一の式で算出することはできない。これに加
えて加減速時の圧延速度変動に対する仕上温度変動の感
度を実機において各々別途同定することで、加速時の温
度上昇、減速時の温度降下をより厳密に補償することが
可能になる。図４に本発明の制御方法を、熱間連続圧延
材として代表的な一般冷延向軟鋼材（２．６５mm×１０
００mm）について実施した場合の仕上温度を示す。図４
（ｂ）に示されるように、本発明の制御切の場合は、材
料後端の減速により温度降下が見られるのに対して、本
制御を適用した場合は、図４（ａ）に示されるように、
同一の圧延条件であっても温度降下が抑制されているこ
とが明らかである。

【００２２】

【発明の効果】以上の様に、本発明の熱間連続圧延機の
温度制御方法によれば、予め設定された圧延速度の情報
を用いることで、金属帯尾端の減速タイミングにおいて
圧延機出側の温度計偏差が検出される以前に、圧延の減
速による温度降下を予測的に補償することが可能になる
ので、鋼帯の長手方向温度が均一になるため良好な材質
が得られ、かつ尾端部の低温性の厚み外れや通板不良を
著しく抑制する効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による熱間連続圧延機の仕上温度制御方
法を実施するための装置の一例を示す構成図である。

【図２】本発明の実施例における制御系のフローを示す
説明図である。

【図３】熱間連続圧延される金属帯の圧延速度パターン
の説明図である。

【図４】本発明の実施例における仕上温度の制御結果を
示す説明図である。

【符号の説明】

１〜７ 仕上圧延ロール １０〜１６ ノズル ２０〜２６ 調整弁 ４１〜４６ 演算装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間連続圧延される金属帯の各圧延機出
   側温度として設定された目標温度を、該金属帯の各圧延
   機出側速度の変化に応じて補正することを特徴とする熱
   間連続圧延における仕上温度制御方法。