JPH0890036A - 熱間圧延巻取温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＦＤＴと通板速度の変動が大きいために、仮
想切板に対する注水量が急激に変化する場合でも、目標
巻取温度に高精度に制御する。 【構成】 熱間圧延プロセスで仕上圧延した圧延板Ｓを
冷却設備１２に進入させ、該圧延板Ｓに冷却水を、冷却
設備内に配設された注水ヘッダから注水して所定の巻取
温度（ＣＴ）に冷却する際、冷却水の注水量を圧延板に
設定した仮想切板毎に、実測した仕上圧延機出側温度
（ＦＤＴ）と予め設定してある通板速度とに基づいて推
定し、それを該仮想切板に注水する巻取温度制御方法に
おいて、ＦＤＴ変動に対する修正注水量と速度変動に対
する修正注水量を別々に求め、前者の修正をＦＤＴゾー
ン１２Ａで後者の修正を速度ゾーン１２Ｂでそれぞれ行
うことにより、注水量の急激な変化に対処する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延巻取温度制御
方法、特に熱間圧延プロセスで製造される圧延鋼板等の
圧延板をコイラーに巻取る際に適用して好適な熱間圧延
巻取温度制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、熱間圧延では仕上圧延機で所望
の厚さに圧延された鋼板を最終的にコイラーに巻取る作
業が行われているが、その巻取りの際、製品品質を維持
する等のために所定の巻取温度に冷却することが行われ
ている。この熱間圧延プロセスにおける巻取温度の制御
は、通常、仕上圧延機とコイラーとの間に配設された冷
却設備で行われる。

【０００３】図１０は、これら設備の位置関係を概念的
に示したもので、仕上圧延機の最終スタンドＳＦと該仕
上圧延機で圧延された鋼板Ｓを巻取るコイラー１０との
間には冷却設備１２が配設され、最終スタンドＳＦと冷
却設備１２の間には、鋼板Ｓの仕上圧延機出側温度（Ｆ
inishar Ｄelivaly Ｔemperature、以下ＦＤＴともい
う）を測定するためのＦＤＴ計１４が、又、冷却設備１
２とコイラー１０の間には巻取温度（Ｃoiling Ｔempe
rature、以下ＣＴともいう）を測定するためのＣＴ計１
６が、設置されている。

【０００４】上記冷却設備１２の内部には、図１１に斜
視図で概略を示すように、矢印方向に進行する鋼板Ｓに
沿って、その上方と下方のそれぞれに多数の注水ヘッダ
１８（鋼板Ｓの幅方向に延びる直線で示した）が配設さ
れている。これら各注水ヘッダ１８では、バルブ（アク
チュエータ）２０を開閉することにより、複数のノズル
１８Ａ（図では鋼板Ｓの上面又は下面に垂直な７本の直
線で示した）から冷却水（図では網掛模様で示した）が
鋼板Ｓの表裏両面にそれぞれ噴射（注水）されるように
なっており、全ての注水ヘッダ１８は実質的に同一の冷
却能力を有している。

【０００５】上記冷却設備１２で鋼板Ｓを冷却し、ＣＴ
計１６で実測されるＣＴが一定になるように制御する場
合、従来は図１２に示すように鋼板Ｓを所定の長さに仮
想的に分割した仮想切板i 、i ＋１、i ＋２、・・・を
考え、仮想切板毎にＦＤＴ計１４で鋼板Ｓの温度を実測
（又は予測）し、そのＦＤＴと、コイラー１０による巻
取り迄のスケジュールから予測される通板速度変動とを
考慮して適切な注水量（冷却量）を推定し、その注水量
になるように仮想切板が到達するタイミングに合せてバ
ルブ２０を開閉する（実際にはバルブの開閉等の応答遅
れがあるのでその分適正に先出しする）ことにより、注
水距離（冷却設備１２内で冷却水の噴射状態にあるヘッ
ダ１８の数）を調整している。

【０００６】ところで、一般に熱間圧延ラインにおける
仕上圧延機では、図１３に示すような経時的に変化する
圧延速度で表わされる圧延スケジュールに従って速度を
変更しながら圧延を行っている。即ち、圧延開始後、鋼
板Ｓの先端がコイラー１０に巻取られる迄は一定の低速
Ａで圧延した後、圧延時間を短縮するために略一定の加
速率の加速状態Ｂを経て高速状態Ｃにし、その状態を維
持した後、コイル形状を整える等のために略一定の減速
率の減速状態Ｄを経て低速状態Ｅにし、所定時間経過後
圧延を終了する。

【０００７】上記図１３に示した圧延スケジュールで仕
上圧延する場合、前記冷却設備１２内を通過する鋼板Ｓ
の速度も図１３に示した圧延速度と実質的に同一の変動
で推移することになる。従って、前記ＦＤＴ計１４で実
測される仮想切板のＦＤＴが一定である場合には、同一
のＣＴにするために要求される冷却量（冷却時間、仮想
切板に対する冷却水の注水時間）を一定とすればよいこ
とから、鋼板Ｓが冷却設備１２内を通過する速度（通板
速度）の変動に合せて、即ち図１３の速度変動に比例す
る注水距離となるようにバルブ２０の開閉を制御すれば
よい。

【０００８】ところが、実測されるＦＤＴは、図１４に
概念的に示すように、目標ＦＤＴに対して鋼板Ｓの温度
がその長さ方向（先端→尾端）に長周期的に変動するス
キッドマークＳＭ、スキッドマークＳＭに重ねて示した
短周期変動ＳＦ、尾端側が先端側より低温になるランダ
ウンＲＤ、逆に尾端側が先端側より高温になるランアッ
プＲＵ等が原因となって変動している。ここで、スキッ
ドマークＳＭは、仕上圧延する前にスラブを加熱炉（図
示せず）でスキッド上に載置して加熱したために、スキ
ッド位置に対応して生じる周期的な温度変動であり、短
周期変動ＳＦは、加熱炉から仕上圧延機の出側までにお
ける設備上のトラブルや不具合等の原因により、スキッ
ドマークＳＭより短い周期で発生する温度変動であり、
ランダウンＲＤは加熱炉から出したスラブを圧延する場
合に、尾端に近いほど圧延開始が遅れるために冷える程
度が大きくなることに起因する変動であり、又、ランア
ップＲＵは、圧延速度を加速したために、仕上圧延機で
圧延中に冷される程度が減少し、それがランダウンの程
度を超えることに起因する変動である。

【０００９】このように、仕上圧延機出側で実測される
ＦＤＴは実際には変動しているため、仮想切板i 、i ＋
１、i ＋２、・・・毎に、実測したＦＤＴ及び巻取り迄
の速度変動（通板時間の違いによる空冷量の差も含む）
等に基づいて推定される注水距離は、注水タイミング t
_i 、 t_i+1 、 t_i+2 、・・・との関係を図１５に矢印の
長さで示すように、仮想切板毎に異なる場合が生じる。

【００１０】図１６は、前記図１３に示したスケジュー
ルに従って仕上圧延を実行する際に、仮想切板毎にＦＤ
Ｔ計１４で実測されるＦＤＴと予測される通板速度等に
基づいて推定演算して得られる注水距離（冷却設備１２
でバルブを開にする注水ヘッダの数）を、経過時間に対
して、即ち仮想切板の順に概念的に示したグラフであ
る。なお、この図では、経過時間が短い程仮想切板の番
号i は若いため、番号が若い仮想切板程その注水距離は
左側に表示されている。

【００１１】上述した如く、仮想切板毎に注水距離を推
定演算し、その推定結果に基づいて該当する仮想切板に
対してタイミングをとってバルブの開閉を行うことによ
り注水距離（注水量）を調整し、鋼板Ｓが同一の巻取温
度になるように制御する方法においては、注水距離の修
正が必要となる２大原因は通板速度とＦＤＴの時間的変
動である。

【００１２】鋼板の速度変動は、前記図１３に示した圧
延スケジュールからわかるように、鋼板の長さ方向のあ
る範囲内においては、直線的な加速中（Ｂ）又は減速中
（Ｄ）のどちらかである（先端の通板性を良好にするた
めに、加減速を短時間で交互に繰返すジグザグ通板を除
く）。従って、通常の速度変動に対して修正する注水距
離は、ある期間内では一方的に増加又は減少するだけで
ある。

【００１３】一方、ＦＤＴ変動の原因を考えると、ラン
アップＲＵやランダウンＲＤは上記速度変動の場合と同
様に継続した増加又は減少の傾向を示すものの、スキッ
ドマークＳＭは、加熱炉のスキッド位置とスラブ位置の
関係と仕上圧延終了までの圧下量による周期をもった波
状の変動を示し、又、短周期変動ＳＦの場合はスキッド
マークＳＭより短い周期の変動を示すため、ＦＤＴ変動
に対して修正する注水距離は、スキッドマークＳＭや短
周期変動ＳＦの周期に合せて増減させる必要がある。

【００１４】このように速度変動とＦＤＴ変動では増減
の周期が異なっているため、鋼板上の仮想切板について
ＦＤＴ変動を実測し、スケジュールから速度変動を予測
して、これら変動の合計に対応する注水距離を増減させ
て修正する従来の方式では、加速率又は減速率及びＦＤ
Ｔ変動の傾きの組合せによっては、連続する仮想切板に
対して推定される注水距離が、経時的に見ると短時間の
うちに大きく増減する場合が生じるため、冷却温度の制
御性を損わないためには、その注水距離の増減の切換え
を、数百msec．のオーダーで行わなければならない場合
がある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷却設
備が備えている注水系は、その応答時間が、バルブ開閉
の所要時間、注水ヘッダ内の容積、ヘッダと鋼板の間の
距離、水圧及び自由落下時間等に依存するため、１〜２
sec ．程度である。

【００１６】従って、従来のように鋼板上の連続する仮
想切板に対して実測ＦＤＴ変動と速度変動の合計に対応
する適正な注水量を推定して、適切なタイミングでバル
ブの開閉を操作して冷却水をその注水量にしようとして
も、同一バルブに対して短時間で開指令又は閉指令が発
生する場合には、十分な制御性が得られないという問題
がある。

【００１７】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、スケジュールに従って熱間圧延され
る圧延板をコイラーで巻取る際、ＦＤＴと通板速度の変
動が大きいために仮想切板に対する冷却水の修正注水量
が短時間で急激に変化する場合でも、制御性を低下させ
ることなく、高精度に目標の巻取温度に制御することが
できる熱間圧延巻取温度制御方法を提供することを課題
とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱間圧延プロ
セスで仕上圧延した圧延板を冷却設備に進入させ、該圧
延板に冷却水を注水して所定の巻取温度に冷却する際、
冷却水の注水量を、圧延板に仮想的に設定した所定長さ
の仮想切板毎に、実測した仕上圧延機出側温度と予め設
定してある通板速度とに基づいて推定し、推定した注水
量の冷却水を、通板方向に沿って配設された注水手段に
より、該当する仮想切板が到達するタイミングに合せて
該仮想切板に注水する熱間圧延巻取温度制御方法におい
て、仕上圧延機出側温度の変動に対して修正する注水量
と、通板速度の変動に対して修正する注水量とを別々に
求め、且つ求められた各修正注水量の冷却水をそれぞれ
異なる注水手段から注水することにより、前記課題を解
決したものである。

【００１９】本発明は、又、上記熱間圧延巻取温度制御
方法において、仕上圧延機出側温度の変動に対する修正
注水量の冷却水を、通板速度の変動に対する修正注水量
の冷却水より上流で注水するようにしたものである。

【００２０】本発明は、又、上記巻取温度制御方法にお
いて、仕上圧延機出側温度の変動に対する修正注水量
を、仕上圧延機出側温度の連続的な実測値に含まれる精
度上無視できる振幅の短周期変動を除外し、残りの仕上
圧延機出側温度の変動に基づいて推定するようにしたも
のである。

【００２１】本発明は、又、上記熱間圧延巻取温度制御
方法において、仕上圧延機出側温度の変動に対する修正
注水量を、仕上圧延機出側温度の連続的な実測値に含ま
れる短周期変動を除外し、残りの仕上圧延機出側温度の
変動に基づいて推定すると共に、上記残りの仕上圧延機
出側温度の変動に基づいて推定される修正注水量の冷却
水を注水した場合に発生が予測される目標巻取温度から
の誤差を、該残りの仕上圧延機出側温度の変動及び通板
速度の変動に基づく両修正注水量の冷却水を注水した後
に補償するようにしたものである。

【００２２】本発明は、又、上記熱間圧延巻取温度制御
方法において、通板速度が変動中にある仮想切板に対す
る注水量を、仕上圧延機出側温度の基準値と設定通板速
度とに基づいて予め推定計算してある変動前の注水量か
ら、同様に推定計算してある変動後の注水量に向って任
意の割合で漸増又は漸減する値に簡易設定するようにし
たもである。

【００２３】本発明は、又、上記熱間圧延巻取温度制御
方法において、通板速度が線形の変動中にある仮想切板
に対する注水量を、線形に漸増又は漸減する値に簡易設
定するようにしたものである。

【００２４】本発明は、又、上記熱間圧延巻取温度制御
方法において、仮想切板に対する注水タイミングを、冷
却手段の最小単位である制御ユニットを単位に設定する
ようにしたものである。

【００２５】

【作用】本発明においては、仕上圧延機出側温度（ＦＤ
Ｔ）の変動に対して修正する注水量と、通板速度の変動
に対して修正する注水量とを別々に求め、且つ求められ
た各修正注水量の冷却水をそれぞれ異なる注水手段から
注水するようにした。即ち、圧延板に設定した同一の仮
想切板について速度変動と実測されるＦＤＴ変動を別々
にとらえ、各変動に対応して修正する必要のある注水量
を別々の注水手段（例えば注水ヘッダ）で注水するよう
にした。

【００２６】従って、速度変動に対する修正注水量とＦ
ＤＴ変動に対する修正注水量とを合計した形で注水して
いた従来方法によれば注水量の増減が短時間で発生した
場合でも、本発明によれば、注水系の切換えの応答時間
内に、例えば特定の注水ヘッダに対して開と閉の両方の
指令が出されることがなくなり、指令通りの注水を適切
に行うことが可能となる。又、それぞれの変動毎に注水
量を別々に修正するようにしたので、一回に修正する注
水量を減らすことができ、制御性を向上できる。

【００２７】本発明を実施する際、例えば、後述する図
１に示すように、冷却設備１２内の全体に亘る冷却ゾー
ンを速度ゾーン１２ＢとＦＤＴゾーン１２Ａに分割し、
速度ゾーン１２Ｂで速度変動に対する修正注水量の注水
を行い、ＦＤＴゾーン１２ＡでＦＤＴ変動に対する修正
注水量の注水を行うようにすることにより適切に対応す
ることができる。

【００２８】これを具体的に説明すると、速度ゾーン１
２Ｂでは、速度変動が加速中にあるときは注水するヘッ
ダ数を増加し、減速中にあるときはその数を減少させる
だけでよいので注水量の修正を簡単に行うことができ
る。

【００２９】一方、ＦＤＴゾーン１２Ａでは、Ｎ個飛び
に間引きしたヘッダから注水する状態を初期状態として
設定しておき、注水量（注水距離）を増やすときには、
（１）現在注水していないヘッダで且つ（２）前回バル
ブを閉にしてから注水系切換えの応答時間（１〜２se
c.）が経過したヘッダの中から必要な数だけ開にする。
逆に、注水量を減らすときは、（１）現在注水している
ヘッダで且つ（２）前回バルブを開にしてから同様に応
答時間が経過したヘッダの中から必要な数だけ閉にす
る。このように上記（１）と（２）を条件として開閉す
るヘッダを選択することにより、例えば開きっていない
ヘッダを閉じてしまったりすることを防止できるため、
ヘッダを確実に動作させ、注水量を修正することが可能
となる。なお、上記初期設定する注水ヘッダ間引き数Ｎ
は、間引くことにより圧延板に生じる温度むらが許容さ
れる範囲内で設定される。

【００３０】本発明において、仕上圧延機出側温度の変
動に対する修正注水量の冷却水を、通板速度の変動に対
する修正注水量の冷却水より上流で注水する場合は、実
測ＦＤＴに差がある場合でも、ＦＤＴ変動に対する修正
注水量の注水が終了した時点で略同一温度に冷却するこ
とができるため、例えば後述する図４に示すように、圧
延板の長さ方向全体に亘って物性を同一にすることがで
きる。

【００３１】本発明において、仕上圧延機出側温度の変
動に対する修正注水量を、仕上圧延機出側温度の連続的
な実測値に含まれる精度上無視できる振幅の短周期変動
を除外し、残りの仕上圧延機出側温度の変動に基づいて
推定する場合には、例えばＦＤＴ計による測定信号に含
まれる短周期変動を信号処理により除去することによ
り、注水量推定の計算処理を簡単にすることができる。

【００３２】本発明において、仕上圧延機出側温度の変
動に対する修正注水量を、仕上圧延機出側温度の連続的
な実測値に含まれる短周期変動を除外し、残りの仕上圧
延機出側温度の変動に基づいて推定すると共に、上記残
りの仕上圧延機出側温度の変動に基づいて推定される修
正注水量の冷却水を注水した場合に発生が予測される目
標巻取温度からの誤差を、該残りの仕上圧延機出側温度
の変動及び通板速度に基づく両修正注水量の冷却水を注
水した後に補償する場合には、実測されるＦＤＴに精度
上無視できない短周期変動が含まれている場合にも、高
精度の制御を行うことが可能となる。

【００３３】本発明において、通板速度が変動中にある
仮想切板に対する注水量を、仕上圧延機出側温度の基準
値と設定通板速度とに基づいて予め推定計算してある変
動前の注水量から、同様に推定計算してある変動後の注
水量に向って任意の割合で漸増又は漸減する値に簡易設
定する場合には、両注水量の差に加速率又減速率を乗じ
た値を変動前の注水量に加算する簡単な計算を行うだけ
で、加速中又は減速中の仮想切板に対して設定する注水
量を求めることができるため、注水制御を迅速に行うこ
とができる。

【００３４】本発明において、通板速度が線形の変動中
にある仮想切板に対する注水量を、線形に漸増又は漸減
する値に簡易設定する場合には、加速中又は減速中の仮
想切板に対して設定する注水量を更に簡単に算出するこ
とができる。

【００３５】本発明において、仮想切板に対する注水タ
イミングを、冷却手段の最小単位である制御ユニットを
単位に設定する場合には、各制御ユニットを最適なタイ
ミングで切換えることが可能となる。

【００３６】即ち、仮想切板毎に適正な注水量を推定
し、任意の注水ヘッダの位置に仮想切板が到達するタイ
ミングで当該仮想切板に対して推定した修正注水量の冷
却水を注水する場合、仮想切板i とこれに連続する仮想
切板i ＋１とに設定する注水量の間に複数の制御ユニッ
ト分の差がある場合が起こり得る。この場合は、仮想切
板i と仮想切板i ＋１との間にも、各制御ユニットを切
換えるための最適なタイミングが存在するにも拘らず、
仮想切板i ＋１が到達するタイミングに合せて複数の制
御ユニット（例えば注水ヘッダ）を同時に切換えること
になり、制御精度が劣ることになるが、本発明によれ
ば、注水する制御ユニットを１つずつ適切なタイミング
で切換えることが可能となるため、高精度な巻取り温度
制御が可能となる。

【００３７】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。

【００３８】図１は、本発明に係る一実施例に適用され
る冷却設備の配置を概念的に示した前記図１０に相当す
る図面であり、図２は本実施例で速度変動時の仮想切板
に対する注水量の設定方法の特徴を概念的に示した図面
である。

【００３９】本実施例に適用される冷却設備１２は、従
来の場合と同様に、その内部には前記図１１に示したよ
うに多数の注水ヘッダ１８が鋼板Ｓの進行方向に配設さ
れ、バルブ２０を開閉することにより、注水ヘッダ１８
からの冷却水の注水距離（注水量）を修正できるように
なっている。又、この冷却設備１２は、その長さ方向全
体に亘る冷却ゾーンが、上流側のＦＤＴゾーン１２Ａと
下流側の速度ゾーン１２Ｂとに分離され、各ゾーンにお
ける注水距離の調整が独立してなされるようなってい
る。

【００４０】本実施例では、上記ＦＤＴゾーン１２Ａに
おいて、ＦＤＴ計１４による実測ＦＤＴの変動に対する
修正注水量（修正注水距離）の冷却水を注水し、上記速
度ゾーン１２Ｂにおいて、予め設定されている通板速度
の変動に対する修正注水距離の冷却水を注水する。

【００４１】便宜上、上記速度ゾーン１２Ｂにおいて設
定する注水距離の推定方法を初めに説明する。なお、本
実施例は、ＦＤＴの実測値に含まれる短周期変動ＳＦ
が、スキッドマークＳＭより１桁以上小さい周期で、し
かも振幅が制御精度上無視できる大きさの場合を対象と
する。

【００４２】設定通板速度に基づいて注水距離を推定演
算するに当り、計算の基準値とするＦＤＴの一定値（例
えば目標値）を設定し、該基準ＦＤＴと圧延スケジュー
ルから予測される通板速度とに基づいて後述する方法に
より注水距離を推定演算し、得られた注水距離を速度ゾ
ーン１２Ｂに設定する。その際、前記図１３に示した圧
延スケジュールのように直線的に加速又は減速する速度
変動が存在する場合には、速度変動中にある仮想切板に
ついては注水距離の簡易設定を行う。

【００４３】この注水距離の簡易設定の方法の特徴を、
図２に示すグラフ１（前記図１３の前半のスケジュール
に相当する）のように、通板速度が一定の低速状態Ａか
ら、加速状態Ｂを経て一定の高速状態Ｃに変動する場合
を例にして説明する。

【００４４】図２に示すグラフ２は、グラフ１のように
変化する通板速度に対応させて設定する注水距離を経時
的に示したのである。加速前に設定する低速時の注水距
離ＷＡを、前述した基準ＦＤＴとスケジュールから決ま
る通板速度ＶＡに基づいて予め正確に推定演算し、且つ
加速完了後に設定する高速時の注水距離ＷＡを、同じく
基準ＦＤＴと通板速度ＶＣに基づいて予め正確に推定演
算しておき、通板速度を加速中に設定する注水距離ＷＢ
を、加速開始時点１Ｓと同時刻の始点２Ｓから終点２Ｅ
にかけて線形に変化する値として算出する。

【００４５】即ち、基準ＦＤＴの仮想切板について、加
速する前の速度ＶＡと加速を完了した速度ＶＣで全冷却
ゾーンを通板する場合の注水距離ＷＡ、ＷＣをそれぞれ
高精度な処理により予め求め、次いで加速前と後の各注
水距離を適用できる時間範囲をそれぞれ求めると共に、
両注水距離の間を線形に結合する簡易計算により算出さ
れる注水距離ＷＢを設定する時間範囲を決定する。この
簡易方式により設定する注水距離を、前記図１５に対応
させて図３に示すと、速度ゾーン１２Ｂにおける矢印の
ようになる。この推定演算は、図４のブロック図に示し
たフローに従って、モデル式（複雑なので省略する）
に、鋼板仕様（厚さ等）、ＦＤＴ、任意の注水距離から
決定される注水ヘッダのＯＮ／ＯＦＦの組合せ及び冷却
設備内移動時間等を適用して温度計算して目標地点の温
度Ｔを算出し、その計算温度Ｔと目標温度Ｔ0 とを比較
し、その差δの絶対値が許容誤差δ0 より小さい値に収
束するまで注水距離を増減させながら温度計算を繰り返
し、収束した時の注水距離を推定値とすることで行うこ
とができる。

【００４６】図２に示すように、注水距離の変更を開始
する時点２Ｓは、通板速度の加速を開始する時点１Ｓと
同時点に設定するが、注水距離の変更を終了する時点２
Ｅは通板速度の加速完了時点１Ｅより時間ΔＥの経過後
に設定される。この時間ΔＥは、加速終了時に冷却ゾー
ンへ突入した部位が冷却ゾーンを出る迄に要する時間で
ある。

【００４７】上記図２に示した速度変動中の注水距離Ｗ
Ｂは、上述した方法で簡単に求めることができ、しかも
同一種の圧延板については一度算出し、決定しておけば
繰返し用いることができる。なお、減速中の場合は上述
した加速の場合と逆の処理を行うとにより同様に取扱う
ことができる。

【００４８】次に、ＦＤＴゾーン１２Ａにおいて、実測
ＦＤＴの変動に対する修正注水量の冷却水を注水する方
法（注水量の修正方法）について説明する。

【００４９】このＦＤＴゾーン１２Ａでは、上述した速
度ゾーン１２Ｂで設定する注水距離の推定演算の基礎に
した基準ＦＤＴに対応する注水距離を注水する状態を初
期捷態として設定し、実測ＦＤＴに該基準ＦＤＴから外
れる変動が生じた場合、そのＦＤＴ変動分に見合う注水
距離を推定演算し、その分の修正を行うことにより、目
標ＣＴが得られるように注水制御する。

【００５０】具体的には、上記基準ＦＤＴ（目標値）に
対して設定する注水距離（注水ヘッダの数）を算出し、
その数の注水ヘッダをＦＤＴゾーン１２Ａ内においてＮ
個飛びに間引いて設定し、初期状態（実測ＦＤＴが目標
値にあるとき）には、このＮ個飛びの注水ヘッダから注
水する。

【００５１】そして、ＦＤＴ計１４で実測したＦＤＴ
に、上記基準ＦＤＴから外れる変動が生じた場合には、
その都度その変動分に見合う注水量を推定し、ＦＤＴ変
動が上昇の場合には、注水するヘッダの数を初期状態よ
り増やし、下降の場合には逆に注水するヘッダの数を減
らすことにより、注水距離（注水量）を修正する。

【００５２】本実施例においては、以上詳述した注水距
離の推定計算の手順とは逆になるが、鋼板Ｓは仮想切板
毎にＦＤＴ計１４により順次ＦＤＴが実測された後ＦＤ
Ｔゾーン１２Ａに導入され、該ＦＤＴゾーン１２Ａにお
いて実測ＦＤＴ変動に対する修正注水量を注水するため
に注水ヘッダ１８の切換えが行われる。

【００５３】今、実測ＦＤＴに低下する変動が生じてい
る場合を考えると、図３にＦＤＴゾーン１２Ａで実行す
る仮想切板i 〜i ＋３に対する注水タイミング t_i 〜 t
_i+3と、これらのタイミングで注水される注水距離（矢
印の長さ）との関係を示したように、仮想切板i につい
ての実測ＦＤＴが基準値で、ＦＤＴゾーン１２Ａにおい
てタイミング t_i で該仮想切板i に注水する注水距離Ｌ
i が初期状態の値とすると、仮想切板i ＋１〜i ＋３に
向って次第に実測ＦＤＴが低下する場合には、タイミン
グ t_i+1 〜 t_i+3 に向ってＬi より短い注水距離に修正
する。

【００５４】又、図示は省略するが、実測ＦＤＴが基準
値を維持する場合は、注水距離も初期状態の値Ｌi のま
まにし、逆に基準値より上昇する場合には注水距離をＬ
i よりも長くする修正を行う。そして、注水距離の修正
を行う際には、前述したように前回の指令時から注水系
切換えの応答時間が経過したヘッダのバルブを開閉す
る。

【００５５】本実施例においては、上述したＦＤＴゾー
ン１２Ａにおける注水がなされた後の鋼板Ｓが、その後
方に設けられた速度ゾーン１２Ｂで前述した通板速度に
基づいて推定される注水距離の注水が実行される。一般
には、速度ゾーン１２Ｂの方がＦＤＴゾーン１２Ａより
注水距離の修正量は多い。

【００５６】この速度ゾーン１２Ｂでは、前述した如
く、前記図２に示したグラフ２のように、グラフ１のＢ
のように直線的な速度変動に対しては注水距離がＷＢと
なるように設定するので、速度ゾーン１２Ｂで、各仮想
切板i 〜i ＋３に対して注水する注水距離は、同じく図
３に矢印の長さで示すように、直線的に増加する値に設
定される。図示は省略するが、減速する速度変動の場合
は、これとは逆になる。

【００５７】本実施例によれば、仮想切板毎に、ＦＤＴ
ゾーン１２Ａで実測したＦＤＴに変動がある場合にはそ
の変動に応じた注水距離の修正を適切に実行するので、
各仮想切板が速度ゾーン１２Ｂに導入される時点では、
前述した基準ＦＤＴと設定通板速度とから予め推定演算
した注水距離になるようにバルブ２０を操作するタイミ
ングを決め、そのタイミングに合せてバルブ２０を開い
て各仮想切板を注水することにより、ＣＴ計１６で実測
されるＣＴを正確に目標値に一致させることが可能とな
る。

【００５８】又、本発明によれば、実測ＦＤＴに変動が
生じている場合は、始めにその変動分の注水距離を修正
するため、仮想切板について実測ＦＤＴが異なっている
場合でも、図５に冷却履歴を示すように早い時点で略同
一温度に冷却制御することができる。

【００５９】即ち、図５では、Ｆ１、Ｆ２で示すように
実測ＦＤＴが異なる仮想切板が存在する場合でも、始め
は緩かな傾斜で示すように空冷され、次いで、ＦＤＴゾ
ーン１２Ａで上述した水冷が行われるため、速度ゾーン
１２Ｂに導入されるＶt 時点では両者が同一温度にな
り、該速度ゾーン１２Ｂで前述した冷却が行われ、その
後更に空冷され、ＣＴ計１６では正確なＣＴが実測され
ている様子が示してある。

【００６０】従って、鋼板Ｓの温度が、太い実線３で示
す鉄のフェライト変態開始曲線に達し、結晶変態を開始
する時点では、ＦＤＴ計１４による実測ＦＤＴが場所に
よって異なっている場合でも、略同一温度にすることが
できるため、鋼板Ｓの強度等の機械的特性（物性）のば
らつきをより減少できる。

【００６１】図６は、ＦＤＴ変動と速度変動の合計に基
づいて注水距離を修正する従来方法を適用した場合の鋼
板の冷却履歴を示す上記図５に相当する図面である。こ
の図６から明らかなように、従来法では、ＣＴを目標温
度に制御できたとしても、鋼板Ｓが結晶変態を開始する
時点で温度が大きく異なったままであるため、機械的特
性のばらつきが大きくなることが判る。

【００６２】図７は、本発明に係る第２実施例の巻取温
度制御方法に適用する冷却設備１２の特徴を示す前記図
１に相当する図面で、図８は前記図２に相当する図面で
ある。本実施例は、ＦＤＴ計１４で実測したＦＤＴに精
度上無視できない、前記図１４に示した短周期変動ＳＦ
が含まれている場合を適用対象としている。

【００６３】本実施例に適用される冷却設備１２は、そ
の内部の速度ゾーン１２Ｂの後方に、更に補償ゾーン１
２Ｃを設け、該補償ゾーン１２Ｃで以下に詳述する冷却
制御を行うようにした以外は、前記第１実施例に適用し
た冷却設備１２と実質的に同一である。

【００６４】本実施例においては、図８に示すように、
ＦＤＴゾーン１２Ａ及び速度ゾーン１２Ｂにおいては、
前記第１実施例と同様に注水距離の設定とその修正とを
行うと共に、実測ＦＤＴを信号処理して除外した短周期
変動ＳＦに対して修正する注水距離を推定演算し、推定
したその注水距離になるように上記補償ゾーン１２Ｃに
おいて注水ヘッダ１８の切換えを行う。

【００６５】具体的には、ＦＤＴゾーン１２Ａ及び速度
ゾーン１２Ｂでそれぞれ注水制御した結果、未だ存在す
る実測ＦＤＴの短周期変動とスケジュールから予測され
る速度（変動を含む）から目標のＣＴを得るために必要
な注水距離を推定演算する。

【００６６】ここでの注水距離の推定演算は、前記図４
に示したフローで、（２）の「ＦＤＴ」を「現在位置で
の計算温度」に置き換えることにより、前述した計算手
順に従って同様に行うことができる。

【００６７】上記のように推定演算した注水距離を補償
ゾーン１２Ｃで修正する方法としては、補償ゾーン１２
Ｃ内に存在する注水ヘッダの数がＭであるとすると、
（Ｍ／２）個のヘッダから注水する状態をここでの初期
状態（ＦＤＴゾーン１２Ａ及び速度ゾーン１２Ｂで適切
な冷却制御が行われた状態）として設定し、注水距離を
長くするときは未注水の（Ｍ／２）個のヘッダの中から
必要な数を選択して注水状態とし、逆に短くするときに
は注水中のヘッダの数を減らすようにして注水量の修正
を行う。その際、ＦＤＴゾーン１２Ａで行う注水距離の
修正と同様に、注水系切換え応答時間を考慮してノズル
の開閉を行うことは言うまでもない。

【００６８】本実施例によれば、実測ＦＤＴから短周期
変動ＳＦを除外し、それをなだらかな曲線にすることに
より、ＦＤＴゾーン１２Ａにおける注水距離の推定演算
を簡単化できると共に、この簡単化のために除外した短
周期変動ＳＦに対しても適切に冷却温度の修正を行うこ
とが可能となるため、上記短周期変動が精度上無視でき
ない場合でも、高精度な巻取温度制御を行うことが可能
となる。

【００６９】以上詳述した第１及び第２実施例において
注水距離を修正する際、ＦＤＴゾーン１２Ａ、速度ゾー
ン１２Ｂ、補償ゾーン１２Ｃのいずれにおいても、例え
ば仮想切板i から仮想切板i ＋１になるときに１度に２
以上の制御ユニット（注水ヘッダ）を増減する必要があ
る場合には、それを制御ユニットを単位に注水距離の修
正タイミングを切換えるようにし、更に制御精度を向上
することもできる。

【００７０】これを、図９を用いて具体的に説明する
と、i →i ＋１→i ＋２の順に切換わる仮想切板に対し
て修正する注水距離が、実線矢印で示すように注水ヘッ
ダの数でそれぞれ３個、２個と増える場合には、破線矢
印で示すようにタイミング t_iと t_i+1 の間を３等分
（内挿）し、タイミング t_i+1 と t_i+2 の間を２等分し
て１つの注水ヘッダを単位に切換わるように時間タイミ
ングを設定するようにする。このタイミングは、時間を
基準に設定する場合に限らず、鋼板Ｓの進行長を基準に
してそれを３等分、２等分するようにしてもよい。実際
には、仮想切板を進行長で管理することが多いので、タ
イミング設定も進行長基準で行う方が望ましい。

【００７１】以上、本発明について、具体的に説明した
が、本発明は、前記実施例に示したものに限られるもの
でなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であ
る。

【００７２】例えば、前記実施例では、注水量が注水距
離である場合を示したが、注水量の修正をノズル等のア
クチュエータの開度を調整して行ってもよい。

【００７３】又、前記実施例では、ＦＤＴゾーンを速度
ゾーンの前に設けたが、逆にＦＤＴゾーンを後に設けて
もよい。

【００７４】又、前記ＦＤＴゾーン１２Ａでは、制御性
を更に高めるために、配設されているヘッダを２分し、
ＦＤＴが上昇する変動に対して注水量を増加させるため
のヘッダと、逆に下降する変動に対して注水量を減少さ
せるヘッダとに使い分けるようにしてもよい。

【００７５】又、速度変動中の注水量の設定方法も、前
記図２に示した方法に限定されない。

【００７６】又、冷却水の注水を可能とするためのアク
チュエータとしては、前記バルブに限定されない。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
スケジュールに従って熱間圧延される圧延板をコイラー
で巻取る際、仮想切板に対する注水量が急激に変化する
場合でも、制御性を低下させることなく、高精度に目標
の巻取温度に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に適用される熱間圧延ライ
ンにおける冷却設備の位置関係を示す説明図

【図２】第１実施例で速度変動時に設定する注水距離の
特徴を説明するための線図

【図３】第１実施例による注水制御の特徴を示す線図

【図４】注水距離の推定演算の手順を示すブロック線図

【図５】第１実施例による鋼板の冷却履歴を示す線図

【図６】従来方法による鋼板の冷却履歴を示す線図

【図７】本発明に係る第２実施例に適用される冷却設備
の特徴を示す説明図

【図８】第２実施例による注水制御の特徴を示す線図

【図９】制御ユニットを単位に注水するタイミングを説
明する線図

【図１０】従来の冷却設備の配置関係を示す説明図

【図１１】冷却設備内部の注水系の要部構成の概略を示
す斜視図

【図１２】仮想切板を説明するための線図

【図１３】一般的な圧延スケジュールによる速度変動を
示す線図

【図１４】ＦＤＴ変動の原因を説明するための線図

【図１５】従来の注水制御の特徴を説明するための線図

【図１６】従来の仕上圧延で仮想切板毎に設定する注水
距離を概念的に示す線図

【符号の説明】

１０…コイラー １２…冷却設備 １２Ａ…ＦＤＴゾーン １２Ｂ…速度ゾーン １２Ｃ…調整ゾーン １４…ＦＤＴ計 １６…ＣＴ計 １８…注水ヘッダ ２０…バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 伸宏 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社鉄鋼開発・生産本部千葉製鉄所 内 (72)発明者 丸井 智敬 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社鉄鋼開発・生産本部技術研究本 部内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱間圧延プロセスで仕上圧延した圧延板を
   冷却設備に進入させ、該圧延板に冷却水を注水して所定
   の巻取温度に冷却する際、 冷却水の注水量を、圧延板に仮想的に設定した所定長さ
   の仮想切板毎に、実測した仕上圧延機出側温度と予め設
   定してある通板速度とに基づいて推定し、 推定した注水量の冷却水を、通板方向に沿って配設され
   た注水手段により、該当する仮想切板が到達するタイミ
   ングに合せて該仮想切板に注水する熱間圧延巻取温度制
   御方法において、 仕上圧延機出側温度の変動に対して修正する注水量と、
   通板速度の変動に対して修正する注水量とを別々に求
   め、且つ求められた各修正注水量の冷却水をそれぞれ異
   なる注水手段から注水することを特徴とする熱間圧延巻
   取温度制御方法。
2. 【請求項２】請求項１において、 仕上圧延機出側温度の変動に対する修正注水量の冷却水
   を、通板速度の変動に対する修正注水量の冷却水より上
   流で注水することを特徴とする熱間圧延巻取温度制御方
   法。
3. 【請求項３】請求項１において、 仕上圧延機出側温度の変動に対する修正注水量を、仕上
   圧延機出側温度の連続的な実測値に含まれる精度上無視
   できる振幅の短周期変動を除外し、残りの仕上圧延機出
   側温度の変動に基づいて推定することを特徴とする熱間
   圧延巻取温度制御方法。
4. 【請求項４】請求項１において、 仕上圧延機出側温度の変動に対する修正注水量を、仕上
   圧延機出側温度の連続的な実測値に含まれる短周期変動
   を除外し、残りの仕上圧延機出側温度の変動に基づいて
   推定すると共に、 上記残りの仕上圧延機出側温度の変動に基づいて推定さ
   れる修正注水量の冷却水を注水した場合に発生が予測さ
   れる目標巻取温度からの誤差を、該残りの仕上圧延機出
   側温度の変動及び通板速度の変動に基づく両修正注水量
   の冷却水を注水した後に補償することを特徴とする熱間
   圧延巻取温度制御方法。
5. 【請求項５】請求項１において、 通板速度が変動中にある仮想切板に対する注水量を、仕
   上圧延機出側温度の基準値と設定通板速度とに基づいて
   予め推定計算してある変動前の注水量から、同様に推定
   計算してある変動後の注水量に向って任意の割合で漸増
   又は漸減する値に簡易設定することを特徴とする熱間圧
   延巻取温度制御方法。
6. 【請求項６】請求項４において、 通板速度が線形の変動中にある仮想切板に対する注水量
   を、線形に漸増又は漸減する値に簡易設定することを特
   徴とする熱間圧延巻取温度制御方法。
7. 【請求項７】請求項１において、 仮想切板に対する注水タイミングを、冷却手段の最小単
   位である制御ユニットを単位に設定することを特徴とす
   る熱間圧延巻取温度制御方法。