JPH09267113A - 熱延鋼板の冷却制御方法 - Google Patents

熱延鋼板の冷却制御方法

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JPH09267113A
JPH09267113A JP8075935A JP7593596A JPH09267113A JP H09267113 A JPH09267113 A JP H09267113A JP 8075935 A JP8075935 A JP 8075935A JP 7593596 A JP7593596 A JP 7593596A JP H09267113 A JPH09267113 A JP H09267113A
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JP
Japan
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temperature
thermometer
water
finishing
cooling
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JP8075935A
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English (en)
Inventor
Koji Kasamatsu
浩二 笠松
Nobuhiro Tokitaka
信浩 時高
Masanobu Hayashi
政伸 林
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課 題】ランナウトテーブル上における鋼板の温度予
測計算に用いる水冷熱伝達係数のモデル式を求める作業
を簡略化する。 【解決手段】水冷熱伝達係数モデル式αl =ω・(TWO
/TW GT・(a×T+b×TH+c×FDT+d×C
T+e)・Wの(a×T+b×TH+c×FDT+d×
CT+e)を仕上温度計〜中間温度計間ではP、中間温
度計〜巻取温度計間ではQと設定し、巻取温度実績から
学習項WをR及びSとして求める。ついで板厚、仕上温
度、巻取温度の各目標値を変えて各係数a〜eの再設定
をする。 ここでωは水量密度比、TWOは基準水温、TW は水温、
GTは水温補正ゲイン、Tは材温、THは板厚目標値、
FDTは仕上温度目標値、CTは巻取温度目標値、a〜
eは係数、Wは学習項である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】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
鋼材を得る上から目標の冷却終点温度(巻取温度)が設
定され、目標巻取温度となるように、冷却水の冷却、輻
射、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、目標巻取温度を得るための冷却
注水量を決定している。
【0003】下式は、上述の温度予測計算を行うための
計算式の一例を示すものである。
【0004】
【式1】
【0005】
【式2】
【0006】
【式3】
【0007】
【式4】
【0008】ここで T :材温 t :時間 σ :ステファン・ボルツマン定数 ε :輻射率 αC :対流熱伝達係数 αr :テーブルローラへの熱伝達係数 α1 :水冷熱伝達係数 TA :気温 h :板厚 gt :単位時間あたりの変態熱
【0009】Qr :変態総熱量 ttrm : 変態時間 C :比熱 ρ :比重 ω :水量密度比 TWO :基準水温 TW :水温 GT :水温補正ゲイン T :材温 TH :板厚目標値 FDT:仕上温度目標値 CT :巻取温度目標値 A〜D:係数 a〜e:係数 W :学習項
【0010】水冷熱伝達係数モデル式式4は、高精度な
温度制御を行うために適正なモデル式を設定する必要が
あるが、従来は水冷伝達係数モデル式を決定するため
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に向かうランナウントテープ上の熱延鋼板3に対し、
冷却装置4により冷却を行って鋼板温度を仕上温度計F
DT5、中間温度計MCT6及び巻取温度計CT7によ
りそれぞれ計測し、各計測値とパルスジェネレータで測
定した仕上圧延機1の回転数から求めた各冷却ゾーン通
過時間を磁気テープ等に採取し、採取したデータからプ
ロコン、パソコン等で上記計算式式1に基づいて巻取温
度実績に合うように仕上温度計5〜巻取温度計7間の平
均水冷熱伝達係数α1 を逆算して求め、ついでこれより
水冷熱伝達係数モデル式式4の各係数a〜eを学習項W
を1とおいて鋼板温度、仕上温度目標値、巻取温度目標
値、鋼板板厚目標値で重回帰して求めていた。なお、鋼
板温度の代表値としては、仕上温度と巻取温度の平均値
を用いていた。
【0011】学習項Wは、中間温度実績値及び巻取温度
実績値に応じて逐次補正されるが、その補正は次のよう
にして行われている。先ず上記式2〜式4の学習項Wを
仮にAという数値に設定して式1を用い、温度予測計算
を行って、中間位置温度予測値及び巻取温度予測値を算
出する。ついで再び学習項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測
定値を算出する。ここで式1を使用して温度予測計算を
行うときの基点温度は、中間位置温度の予測計算におい
ては、仕上温度実績を、巻取温度予測計算時においては
中間位置温度実績を用いる。なお、上述の学習項A、B
は、これを用い、式1によって算出した温度予測値A
´、B´が図2に示すように実績温度Rの上下になるよ
うに選定する。以上のように学習項Aを用い、式1によ
って算出した温度予測値A´と、学習項Bを用い、式1
によって算出した温度予測値B´とから図2に示すよう
に線形補間法により実績温度Rになるための学習項Cを
求めていた。
【0012】学習項Wの補正方法としてはこのほか、目
標温度と実績温度の差に応じて、両温度の差が解消され
るような学習項Wを過去の実績データから求める方法も
ある。特開平6−218414号には、学習項Wを前者
の線計補間法により、しかも仕上温度計〜中間温度計間
及び中間温度計〜巻取温度計間で別々に補正する方法が
提案されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】仕上温度計と巻取温度
計間における鋼板温度の変化は大きいため、鋼板温度の
代表値として仕上温度と巻取温度の平均値を用いた場合
に比べ、特開平6−218414号に示されるように、
仕上温度と中間温度の平均値、中間温度と巻取温度の平
均値別に用いると、高精度の温度モデル式を設定するこ
とができ、熱延鋼板の高精度な冷却制御が可能である
が、この方法においても仕上温度計5、中間温度計6及
び巻取温度計7の実績値と、パルスジェネレータで測定
した仕上最終圧延機の回転数実績から求めた各冷却ゾー
ン通過時間を磁気テープ等に採取し、採取したデータか
らプロコン、パソコン等で上述の計算式式1の温度計算
プログラムに基づいて巻取温度実績に合うように仕上温
度計〜中間温度計間及び中間温度計〜巻取温度計間の平
均水冷熱伝達係数を逆算して求める作業が必要であっ
た。
【0014】本発明は、上記方法に改良を加え、高精度
な温度モデル式を設定して高精度な冷却制御ができるよ
うにすると共に、仕上温度計〜中間温度計及び中間温度
計〜巻取温度計間の水冷熱伝達係数を求める作業を簡略
化できるようにしたものである。
【0015】
【課題の解決手段】本発明は、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、巻取温度等のサ
ンプリング情報に基づいて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〜巻
取温度計間又は仕上温度計〜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、冷却装置の注水を制御する熱延
鋼板の冷却制御方法において、下式の水冷熱伝達係数モ
デル式の(a×T+b×TH+C×FDT+d×CT+
e)を仕上温度計〜中間温度計間では実績データから選
んだ定数Pとおくと共に、中間温度計〜仕上温度計間で
は実績データから選んだ定数Qとおき、各定数P及びQ
での学習項R及びSを個々に決定して水冷熱伝達係数モ
デル式α1 を求めることを特徴とする。
【0016】
【0017】ここで ω :水量密度比 TWO :基準水温 TW :水温 GT :水温補正ゲイン T :材温 TH :板厚目標値 FDT:仕上温度目標値 CT :巻取温度目標値 A〜D:係数 a〜e:係数 W :学習項 で、ω、TWO及びGTは設定値、TW は実績値である。
【0018】学習項Wの決定には、例えば図2に示すよ
うな線形補間法により実績温度になるための学習項を求
める方法、目標温度と実績温度の差に応じて両温度の差
が解消されるような学習項を過去の実績データから求め
る方法等を用いることができる。以上のようにして求め
られた水冷伝達係数モデル式α1 は、従来法により、す
なわち係数a〜eが学習項Wを1とおき、鋼板温度、仕
上温度目標値、巻取温度目標値、鋼板板厚目標値を重回
帰して求められる。
【0019】
【発明の実施の形態】仕上温度計TH〜中間温度計FD
T間の平均水冷熱伝達係数α1 については、前述した水
冷熱伝達係数モデル式式4の(a×T+b×TH+C×
FDT+d×CT+e)の項を過去の実績データから選
んだ適当な数値Pとし、水量密度比ω、基準水温TWO
水冷補正ゲインGTに設定値を、水温TW に実績値を用
いる。そして学習項Wを仮にA1 という数値に設定して
α1 ´を決定し、板厚、通板速度、仕上温度、中間温
度、巻取温度のサンプリング情報を用いて前述の温度予
測計算式式1により中間位置温度予測値A1 ´を算出す
る。ついで、再び上記学習項Wを仮にB1 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B1 ´を算
出する。以上のようにして学習項A1 を用いた温度予測
値A1 ´と、学習項B1 を用いた温度予測値B1 ´から
図2に示す線形補間法により中間温度計FDTでの実績
温度になるための学習項Rを求める。
【0020】中間温度計FTD〜巻取温度計CTの平均
水冷熱熱伝達係数のα1 についても上記と同様、水冷熱
伝達係数モデル式式4の(a×T+b×TH+C×FD
T+d×CT+e)の項を数値Qとし、温度予測計算式
式1を用いて巻取温度予測値A2 ´、B2 ´を算出し、
これから線形補間法により巻取温度計CTでの実績温度
になるための学習項Sを求める。
【0021】以上のようにして仕上温度計TH〜中間温
度計FDT間の水冷熱伝達係数α1がω・(TWO
W GT・P・Rとして、また中間温度計FDT〜巻取
温度計CT間の水冷熱伝達係数α1 がω・(TWO
W GT・Q・Sとして求められる。次に仕上温度計〜
中間温度計間で板厚目標値、仕上温度目標値、巻取温度
目標値を変えた複数の鋼板に対してそれぞれ個々にP・
R=(a×T+b×TH+C×FDT+d×CT+e)
・Wの学習項Wを1とおいた式を多数取り込んで、これ
らの式より重回帰によって各係数a〜eを求める。な
お、上記モデル式式4中の材温Tには、仕上温度実績値
と中間温度実績値の平均値が用いられる。
【0022】中間温度計〜巻取温度計間についても上記
と同様、水冷熱伝達係数モデル式式4の(a×T+b×
TH+C×FDT+d×CT+e)の項の各係数a〜e
を求める。このときの材温Tは、中間温度実績値と巻取
温度実績値の平均値を用いる。以上のようにして仕上温
度計〜中間温度計間及び中間温度計〜巻取温度計間で平
均水冷熱伝達係数α1 として係数a〜eを再設定した水
冷熱伝達係数モデル式が用いられる。再設定後、平均水
冷熱伝達係数α1は仕上温度計〜中間温度計間及び中間
温度計〜巻取温度計間で別々に個々の学習項Wにより逐
次補正されるが、従来法のように、仕上温度計〜巻取温
度計間で同じ学習項により一括して補正するようにして
もよい。
【0023】
【実施例】図3に示すように、鋼板が巻取温度計CTに
達した時点で冷却制御装用コンピュータ8は、上述の方
法により仕上温度計〜中間温度計間と、中間温度計〜巻
取温度計間の平均水冷熱伝達係数α1 の計算を始め、計
算結果を解析用コンピュータ9に伝達する。これと同時
に上記水冷熱伝達係数モデル式式4の係数a〜eを設定
するのに必要な板厚目標値、仕上温度目標値、巻取温度
目標値、仕上温度実績値と中間温度実績値の平均値、中
間温度実績と巻取温度実績の平均値も冷却制御用コンピ
ュータ8から解析用コンピュータ9に伝達する。必要が
あれば、同じ鋼板の複数カ所での上述の各種データが冷
却制御用コンピュータ8から解析用コンピュータ9に伝
送される。
【0024】上述の各種データは、板厚目標値、仕上温
度目標値、巻取温度目標値を変えた複数の鋼板で採取さ
れ、解析用コンピュータ9は伝送されたサンプリング情
報に基づいて重回帰を行い、水冷熱伝達係数モデル式式
4の係数a〜eを設定する。こうして再設定された水冷
熱伝達係数モデル式を上記温度予測計算式式1を用いて
鋼板の冷却制御を行う。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、鋼板温度を仕上温度と
中間温度の平均値、中間温度と巻取温度の平均値別に代
表されることができると共に、鋼板の温度予測計算に用
いる水冷熱伝達係数を熱間仕上温度計〜中間温度計間及
び中間温度計〜巻取温度計間で個別に設定できるため高
精度の冷却制御が可能であること、温度計間の平均水冷
熱伝達係数を求めるために従来行っていた仕上温度計、
中間温度計、巻取温度計の実績値と、パルスジェネレー
タで測定された仕上最終圧延機の回転数実績から求めた
冷却ゾーン通過時間を磁気テープ等に採取し、採取した
データをプロコン、パソコン等により所定の温度計算式
に基づいて巻取温度実績に合うように温度計間の平均水
冷熱伝達係数を逆算により求める作業が不要となり、温
度計間の平均水冷熱伝達係数を直ちに求めることができ
ることなどの効果を有する。
【0026】また得られた平均水冷熱伝達係数を鋼板温
度、仕上温度、巻取温度、鋼板板厚等で重回帰して求め
た水冷熱伝達係数モデル式を冷却制御に使用することに
より、より高精度の冷却制御が可能になる。
【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】学習項決定方法の説明図。
【図3】実施例のブロック図。
【符号の説明】
1・・仕上最終スタンド 2・・巻取機 3・・熱延鋼板 4・・冷却装置 5・・仕上温度計 6・・中間温度
計 7・・巻取温度計 8・・冷却制御
用コンピュータ 9・・解析用コンピュータ

Claims (2)

    【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、巻取温度等のサンプリング情報に
    基づいて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〜巻取温度計間又は仕
    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、冷却装置の注水を制御する熱延鋼板の冷却制御方
    法において、下式の水冷熱伝達係数モデル式の(a×T
    +b×TH+C×FDT+d×CT+e)を仕上温度計
    〜中間温度計間では実績データから選んだ定数Pとおく
    と共に、中間温度計〜仕上温度計間では実績データから
    選んだ定数Qとおき、各定数P及びQでの学習項R及び
    Sを個々に決定して水冷熱伝達係数モデル式α1 を求め
    ることを特徴とする熱延鋼板の冷却制御方法。 ここで ω :水量密度比 TWO :基準水温 TW :水温 GT :水温補正ゲイン T :材温 TH :板厚目標値 FDT:仕上温度目標値 CT :巻取温度目標値 A〜D:係数 a〜e:係数 W :学習項
  2. 【請求項2】水冷伝達係数モデル式α1 は、係数a〜e
    が学習項Wを1とおき、鋼板温度、仕上温度目標値、巻
    取温度目標値、鋼板板厚目標値を重回帰して求められる
    請求項1記載の熱延鋼板の冷却方法。
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