JPH10314820A - 線材捲取温度制御方法 - Google Patents
線材捲取温度制御方法Info
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- JPH10314820A JPH10314820A JP9131168A JP13116897A JPH10314820A JP H10314820 A JPH10314820 A JP H10314820A JP 9131168 A JP9131168 A JP 9131168A JP 13116897 A JP13116897 A JP 13116897A JP H10314820 A JPH10314820 A JP H10314820A
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- Japan
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- control
- deviation
- cooling water
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、線材圧延における仕上圧延後の水
冷制御による調整冷却過程において、圧延速度の急激な
変動に比例して生ずる捲取温度の変動を抑制し、線材の
長手方向の温度偏差を低減する方法を提供する。 【解決手段】 線材捲取温度制御方法は線材仕上圧延後
の水冷による捲取温度制御方法において、圧延速度の変
動により一つあるいは複数に分割された水冷ゾーンの一
部あるいは全部の水冷ゾーンの冷却水量を、制御動作の
速い微分型制御によりフィードフォワード制御し、線材
の長手方向の温度偏差を低減することを特徴とする。更
に、同時に、捲取温度の実測値と目標値との偏差によ
り、一部あるいは全部の水冷ゾーンの冷却水量を、制御
動作の鈍い積分型制御によりフィードバック制御するこ
とを特徴とする。
冷制御による調整冷却過程において、圧延速度の急激な
変動に比例して生ずる捲取温度の変動を抑制し、線材の
長手方向の温度偏差を低減する方法を提供する。 【解決手段】 線材捲取温度制御方法は線材仕上圧延後
の水冷による捲取温度制御方法において、圧延速度の変
動により一つあるいは複数に分割された水冷ゾーンの一
部あるいは全部の水冷ゾーンの冷却水量を、制御動作の
速い微分型制御によりフィードフォワード制御し、線材
の長手方向の温度偏差を低減することを特徴とする。更
に、同時に、捲取温度の実測値と目標値との偏差によ
り、一部あるいは全部の水冷ゾーンの冷却水量を、制御
動作の鈍い積分型制御によりフィードバック制御するこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、線材圧延後、水冷
によって捲取温度を制御する方法に関するものである。
によって捲取温度を制御する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、仕上圧延後の線材を冷却装置によ
って目標温度まで冷却する時は、捲取時の鋼材温度を実
測し、その実測温度と目標温度との偏差に応じた冷却水
量に流量調節弁の開度を調整するフィードバック制御が
行われているが、制御遅れの問題から急激な外乱に対し
安定的に制御できない問題がある。
って目標温度まで冷却する時は、捲取時の鋼材温度を実
測し、その実測温度と目標温度との偏差に応じた冷却水
量に流量調節弁の開度を調整するフィードバック制御が
行われているが、制御遅れの問題から急激な外乱に対し
安定的に制御できない問題がある。
【０００３】また、特開昭５７−７３１２号公報に示す
様な仕上出側温度と仕上圧延速度の実測を用いて熱伝達
方程式を解き、冷却水量をフィードフォワードで指示す
ることで捲取温度を制御する方法もあるが、圧延速度が
比較的速く、且つ、仕上圧延機直後に水冷装置が配置さ
れる線材圧延では、冷却水の流量調節弁などの機器の応
答性の問題から正確なタイミングと冷却水量で制御する
ことが極めて困難である。
様な仕上出側温度と仕上圧延速度の実測を用いて熱伝達
方程式を解き、冷却水量をフィードフォワードで指示す
ることで捲取温度を制御する方法もあるが、圧延速度が
比較的速く、且つ、仕上圧延機直後に水冷装置が配置さ
れる線材圧延では、冷却水の流量調節弁などの機器の応
答性の問題から正確なタイミングと冷却水量で制御する
ことが極めて困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来から線材圧延で
は、多ストランドの複数列同時圧延形式を採用する場合
が多く、各列毎に別々に発生する鋼材の圧延機抜け（鋼
材尾端が圧延機を抜ける瞬間）、噛込み（鋼材先端が圧
延機にかみこまれる瞬間）のタイミングでは圧延速度が
変動し、同時に当該ストランドと圧延機を共有する他ス
トランドにも圧延速度変動が生じる。この際の圧延速度
の急激な変動は、目標温度に制御されている捲取温度に
も顕著な影響を及ぼす。
は、多ストランドの複数列同時圧延形式を採用する場合
が多く、各列毎に別々に発生する鋼材の圧延機抜け（鋼
材尾端が圧延機を抜ける瞬間）、噛込み（鋼材先端が圧
延機にかみこまれる瞬間）のタイミングでは圧延速度が
変動し、同時に当該ストランドと圧延機を共有する他ス
トランドにも圧延速度変動が生じる。この際の圧延速度
の急激な変動は、目標温度に制御されている捲取温度に
も顕著な影響を及ぼす。
【０００５】このような急激な温度変動に対し、冷却ゾ
ーンの冷却水用流量調節弁を用いて捲取温度のフィード
バック制御を行う場合、線材の圧延速度に比較し流量調
節弁の動作速度が遅い為、制御不可能であり、逆に制御
タイミング遅れによる制御不良を生じ、捲取温度の変動
を助長する問題がある。従来は、こうしたことから捲取
温度の制御が速やかに行われず、抗張力のバラツキ増大
やスケール性状の悪化等の問題を招いており、特に目標
の捲取温度から著しく外れた場合には、線材の２次加工
工程で実施されるメカニカルデスケーリング不良をきた
し、伸線工程に悪影響を与える。その為、通常は管理基
準を外れたものは製品出荷前に屑化処理され、製造コス
トの悪化要因となっていた。
ーンの冷却水用流量調節弁を用いて捲取温度のフィード
バック制御を行う場合、線材の圧延速度に比較し流量調
節弁の動作速度が遅い為、制御不可能であり、逆に制御
タイミング遅れによる制御不良を生じ、捲取温度の変動
を助長する問題がある。従来は、こうしたことから捲取
温度の制御が速やかに行われず、抗張力のバラツキ増大
やスケール性状の悪化等の問題を招いており、特に目標
の捲取温度から著しく外れた場合には、線材の２次加工
工程で実施されるメカニカルデスケーリング不良をきた
し、伸線工程に悪影響を与える。その為、通常は管理基
準を外れたものは製品出荷前に屑化処理され、製造コス
トの悪化要因となっていた。
【０００６】この対策として、前述の仕上出側温度と圧
延速度の実測から熱伝達方程式を解き、フィードフォワ
ードの形で冷却水量を制御する方法が考えられるが、仕
上圧延速度が比較的速く、仕上圧延機直後に水冷装置が
配置される線材圧延では、仕上出側温度を実測した部位
に対して正確なタイミングで冷却水量を補正することは
困難であり、一つの水冷装置に対して捲取温度の実測値
と目標値の偏差からのフィードバック制御と併用する場
合には、フィードフォワード制御とフィードバック制御
からの指示のアンマッチを解決しなければならない。
延速度の実測から熱伝達方程式を解き、フィードフォワ
ードの形で冷却水量を制御する方法が考えられるが、仕
上圧延速度が比較的速く、仕上圧延機直後に水冷装置が
配置される線材圧延では、仕上出側温度を実測した部位
に対して正確なタイミングで冷却水量を補正することは
困難であり、一つの水冷装置に対して捲取温度の実測値
と目標値の偏差からのフィードバック制御と併用する場
合には、フィードフォワード制御とフィードバック制御
からの指示のアンマッチを解決しなければならない。
【０００７】本発明は、線材圧延における仕上圧延後の
水冷制御による調整冷却過程において、圧延速度の急激
な変動に比例して生ずる捲取温度の変動を抑制し、線材
の長手方向の温度偏差を低減することを目的として上記
従来技術の問題点を有利に解決する手段を提供するもの
である。
水冷制御による調整冷却過程において、圧延速度の急激
な変動に比例して生ずる捲取温度の変動を抑制し、線材
の長手方向の温度偏差を低減することを目的として上記
従来技術の問題点を有利に解決する手段を提供するもの
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、線材仕上圧延
後の水冷による線材捲取温度制御方法において、圧延速
度の変動により一つあるいは複数に分割された水冷ゾー
ンの一部あるいは全部の水冷ゾーンの冷却水量を、制御
動作の速い微分型制御によりフィードフォワード制御
し、線材の長手方向の温度偏差を低減することを特徴と
する線材捲取温度制御方法によって達成される。
後の水冷による線材捲取温度制御方法において、圧延速
度の変動により一つあるいは複数に分割された水冷ゾー
ンの一部あるいは全部の水冷ゾーンの冷却水量を、制御
動作の速い微分型制御によりフィードフォワード制御
し、線材の長手方向の温度偏差を低減することを特徴と
する線材捲取温度制御方法によって達成される。
【０００９】更に、本発明は同時に、捲取温度の実測値
と目標値との偏差により、一部あるいは全部の水冷ゾー
ンの冷却水量を、制御動作の鈍い積分型制御によりフィ
ードバック制御し、線材の長手方向の温度偏差を低減す
ることを特徴とする線材捲取温度制御方法によって達成
される。本願によると、現状使用している流量調節弁の
応答性でも線材圧延のようなラインスピードの速い、し
かも、急激な速度変動のあるラインを走る鋼材でも追従
できる冷却水の制御方法を提供できる。
と目標値との偏差により、一部あるいは全部の水冷ゾー
ンの冷却水量を、制御動作の鈍い積分型制御によりフィ
ードバック制御し、線材の長手方向の温度偏差を低減す
ることを特徴とする線材捲取温度制御方法によって達成
される。本願によると、現状使用している流量調節弁の
応答性でも線材圧延のようなラインスピードの速い、し
かも、急激な速度変動のあるラインを走る鋼材でも追従
できる冷却水の制御方法を提供できる。
【００１０】本発明者らは、水冷装置直前に設置された
仕上圧延機から検出された速度と巻取温度との関係を解
析した結果、仕上圧延速度変動と捲取温度変動がほぼ比
例する関係にあることを解明した。冷却水流量の補正値
を速度偏差に比例した値とし、更に、微分型で且つ、補
正流量の定数倍の流量指示を行うことで制御動作を早め
ることを可能としている。この時、線材の鋼種、寸法、
目標捲取温度に応じて比例定数を変えることで適正な補
正値を得ることが可能である。微分型制御は、目標値と
実測値との偏差の変化率でアクションして、偏差の立ち
上げを捉えて即応答するので、高い周波数で変化する偏
差の制御に向いている。
仕上圧延機から検出された速度と巻取温度との関係を解
析した結果、仕上圧延速度変動と捲取温度変動がほぼ比
例する関係にあることを解明した。冷却水流量の補正値
を速度偏差に比例した値とし、更に、微分型で且つ、補
正流量の定数倍の流量指示を行うことで制御動作を早め
ることを可能としている。この時、線材の鋼種、寸法、
目標捲取温度に応じて比例定数を変えることで適正な補
正値を得ることが可能である。微分型制御は、目標値と
実測値との偏差の変化率でアクションして、偏差の立ち
上げを捉えて即応答するので、高い周波数で変化する偏
差の制御に向いている。
【００１１】また、線材製品寸法により広い範囲を持つ
仕上圧延速度に対応する為、圧延速度をロールの回転数
から検出している場合、回転数に圧延ロール径による補
正を可能とすることで一義的な制御を行うことも可能で
ある。更に、初期設定値が適切であれば、上記のフィー
ドフォワード制御のみでもある程度の捲取温度の制御が
できるが、もちろん、これに合せて、捲取温度の目標値
と実測値との差を冷却水量に反映するフィードバック制
御を併用しても良い。
仕上圧延速度に対応する為、圧延速度をロールの回転数
から検出している場合、回転数に圧延ロール径による補
正を可能とすることで一義的な制御を行うことも可能で
ある。更に、初期設定値が適切であれば、上記のフィー
ドフォワード制御のみでもある程度の捲取温度の制御が
できるが、もちろん、これに合せて、捲取温度の目標値
と実測値との差を冷却水量に反映するフィードバック制
御を併用しても良い。
【００１２】この場合、前者のフィードフォワード制御
は、現状の流量調節弁の応答性が遅いので微分型の制御
を適用し、瞬時に弁開度を開ける動作指示する。その関
係上、全ゾーンの流量調整弁にこの制御を適用すると、
過冷却状態となり、制御が不可能となるので一部の流量
調整弁に適用するのが望ましい。しかし、将来、応答性
の良い流量調整弁が出現した場合は、この限りではな
い。逆に後者のフィードバック制御は遅くても良く、長
期的な捲取温度の変化に対応する修正なので、積分制御
で、且つ、全てのゾーンの流量調整弁に適用した方が良
いが、一部のゾーンでも構わない。積分型制御は、目標
値と実測値との偏差の積算値でアクションして、見掛け
上、偏差がある程度蓄積してから応答するので、定常的
な偏差など低い周波数で変化する偏差の制御に向いてい
る。
は、現状の流量調節弁の応答性が遅いので微分型の制御
を適用し、瞬時に弁開度を開ける動作指示する。その関
係上、全ゾーンの流量調整弁にこの制御を適用すると、
過冷却状態となり、制御が不可能となるので一部の流量
調整弁に適用するのが望ましい。しかし、将来、応答性
の良い流量調整弁が出現した場合は、この限りではな
い。逆に後者のフィードバック制御は遅くても良く、長
期的な捲取温度の変化に対応する修正なので、積分制御
で、且つ、全てのゾーンの流量調整弁に適用した方が良
いが、一部のゾーンでも構わない。積分型制御は、目標
値と実測値との偏差の積算値でアクションして、見掛け
上、偏差がある程度蓄積してから応答するので、定常的
な偏差など低い周波数で変化する偏差の制御に向いてい
る。
【００１３】このことにより急激な圧延速度の変動によ
る冷却水の補正も可能となり、且つ、なだらかな冷却能
の変化も可能となって、フィードバック制御とフィード
フォワード制御の両立を実現できる。
る冷却水の補正も可能となり、且つ、なだらかな冷却能
の変化も可能となって、フィードバック制御とフィード
フォワード制御の両立を実現できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１を用いて
説明する。図１に示す制御系は捲取温度計５、温度制御
用コントローラー６、冷却水量制御用コントローラー
７、水冷制御用シーケンサー８、流量調節弁９からなる
従来からある捲取温度のフィードバック制御系に、仕上
圧延速度の偏差検出用に仕上圧延機２の仕上圧延機回転
数検出器１０を組み入れたものである。
説明する。図１に示す制御系は捲取温度計５、温度制御
用コントローラー６、冷却水量制御用コントローラー
７、水冷制御用シーケンサー８、流量調節弁９からなる
従来からある捲取温度のフィードバック制御系に、仕上
圧延速度の偏差検出用に仕上圧延機２の仕上圧延機回転
数検出器１０を組み入れたものである。
【００１５】フィードバック制御で捲取温度が制御され
ている状態で、圧延速度は約５％前後の増減速を生ずる
が、このとき圧延速度データをサンプリングする毎に前
回の速度実績との比較でその偏差が得られる。この偏差
に鋼種、寸法、目標捲取温度によって決まる比例定数を
乗じて流量補正値が決まり、これを微分型で且つ、補正
流量の定数倍の流量指示を行うことにより制御遅れを生
ずることなく温度変動の抑制を行うことが可能となる。
ている状態で、圧延速度は約５％前後の増減速を生ずる
が、このとき圧延速度データをサンプリングする毎に前
回の速度実績との比較でその偏差が得られる。この偏差
に鋼種、寸法、目標捲取温度によって決まる比例定数を
乗じて流量補正値が決まり、これを微分型で且つ、補正
流量の定数倍の流量指示を行うことにより制御遅れを生
ずることなく温度変動の抑制を行うことが可能となる。
【００１６】
【実施例】本発明の実施例を全体の機器構成である図２
と、本発明による方法と従来方法とを比較した捲取温度
推移等を示した図２とにより説明する。図１に示す圧延
設備は２列を共有する中間圧延機１、１０段の仕上圧延
機２、水冷ゾーン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、捲取機４か
ら成る。プロコン１１から指示される目標捲取温度と捲
取温度計５での実測値との偏差より、温度制御用コント
ローラー６が冷却水量を指令し、冷却水量制御用コント
ローラー７にて流量調節弁の開度を指示して捲取温度の
フィードバック制御が行われる。仕上圧延機２の回転数
は回転数検出器１０より水冷制御用シーケンサー８を介
して冷却水量制御用コントローラー７に取り込まれ、回
転数のデータサンプリング周期毎に前回データとの偏差
の演算が行われる。
と、本発明による方法と従来方法とを比較した捲取温度
推移等を示した図２とにより説明する。図１に示す圧延
設備は２列を共有する中間圧延機１、１０段の仕上圧延
機２、水冷ゾーン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、捲取機４か
ら成る。プロコン１１から指示される目標捲取温度と捲
取温度計５での実測値との偏差より、温度制御用コント
ローラー６が冷却水量を指令し、冷却水量制御用コント
ローラー７にて流量調節弁の開度を指示して捲取温度の
フィードバック制御が行われる。仕上圧延機２の回転数
は回転数検出器１０より水冷制御用シーケンサー８を介
して冷却水量制御用コントローラー７に取り込まれ、回
転数のデータサンプリング周期毎に前回データとの偏差
の演算が行われる。
【００１７】冷却水流量の補正は、この偏差と鋼種、寸
法、捲取温度毎に定められる係数より求められる。水冷
ゾーンは４ゾーンを有し、前段から３６．８％，３１．
６％，２１．１％，１０．５％に流量配分される。この
時は、圧延速度変動に対して補正を実施するゾーンを、
最も制御量を大きくとることができる１ゾーン３ａのみ
としている。
法、捲取温度毎に定められる係数より求められる。水冷
ゾーンは４ゾーンを有し、前段から３６．８％，３１．
６％，２１．１％，１０．５％に流量配分される。この
時は、圧延速度変動に対して補正を実施するゾーンを、
最も制御量を大きくとることができる１ゾーン３ａのみ
としている。
【００１８】図２には上段に仕上速度を示し、さらに、
中段にＦＦ（フィードフォワード）制御とＦＢ（フィー
ドバック）制御を両方使用する本発明による場合と、下
段にＦＢ制御を使用する従来の場合の流量指示値，実流
量，捲取温度の推移をそれぞれ示している。この時の鋼
種は硬鋼線材で線材径は５．５mmφ、目標捲取温度は８
５０℃である。
中段にＦＦ（フィードフォワード）制御とＦＢ（フィー
ドバック）制御を両方使用する本発明による場合と、下
段にＦＢ制御を使用する従来の場合の流量指示値，実流
量，捲取温度の推移をそれぞれ示している。この時の鋼
種は硬鋼線材で線材径は５．５mmφ、目標捲取温度は８
５０℃である。
【００１９】図２中に示されるように、隣列の圧延ライ
ンで鋼材の圧延機抜け、噛み込みしたタイミングで、当
該ラインも約５％の速度変動が発生している。従来のＦ
Ｂ制御の場合は、制御遅れにより捲取温度の変動は解消
しきれず、かえってその影響が速度変動以上に長引いて
いる。それに対して、本発明法によると捲取温度の変動
は略完全に解消されている。
ンで鋼材の圧延機抜け、噛み込みしたタイミングで、当
該ラインも約５％の速度変動が発生している。従来のＦ
Ｂ制御の場合は、制御遅れにより捲取温度の変動は解消
しきれず、かえってその影響が速度変動以上に長引いて
いる。それに対して、本発明法によると捲取温度の変動
は略完全に解消されている。
【００２０】このように圧延速度の変動により生ずる捲
取温度の変動を本発明のＦＦ制御により抑制できている
ことが判る。
取温度の変動を本発明のＦＦ制御により抑制できている
ことが判る。
【００２１】
【発明の効果】以上に説明したように、本願発明は、圧
延速度変動に伴う捲取温度変動を抑制し、抗張力バラツ
キとスケール性状の安定化及び、製造コストの改善の効
果を有する。
延速度変動に伴う捲取温度変動を抑制し、抗張力バラツ
キとスケール性状の安定化及び、製造コストの改善の効
果を有する。
【図１】図１は本発明における線材圧延設備と水冷制御
全体の機器構成を示した配置図を示す。
全体の機器構成を示した配置図を示す。
【図２】図２は本発明により圧延速度変動と、それに伴
う本願発明と従来法による流量指示・流量・捲取温度の
推移を示す図である。
う本願発明と従来法による流量指示・流量・捲取温度の
推移を示す図である。
１…中間圧延機 ２…仕上圧延機 ３ａ…水冷１ゾーン ３ｂ…水冷２ゾーン ３ｃ…水冷３ゾーン ３ｄ…水冷４ゾーン ４…捲取機 ５…捲取温度計 ６…温度制御用コントローラー ７…冷却水量制御用コントローラー ８…水冷制御用シーケンサー ９…流量調節弁 １０…仕上圧延機回転数検出器 １１…プロコン
Claims (2)
- 【請求項１】 線材仕上圧延後の水冷による線材捲取温
度制御方法において、 圧延速度の変動により一つあるいは複数に分割された水
冷ゾーンの一部あるいは全部の水冷ゾーンの冷却水量
を、制御動作の速い微分型制御によりフィードフォワー
ド制御し、線材の長手方向の温度偏差を低減することを
特徴とする線材捲取温度制御方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の線材捲取温度制御方法に
おいて、 更に、同時に、捲取温度の実測値と目標値との偏差によ
り、一部あるいは全部の水冷ゾーンの冷却水量を、制御
動作の鈍い積分型制御によりフィードバック制御し、線
材の長手方向の温度偏差を低減することを特徴とする線
材捲取温度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9131168A JPH10314820A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 線材捲取温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9131168A JPH10314820A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 線材捲取温度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10314820A true JPH10314820A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=15051606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9131168A Withdrawn JPH10314820A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 線材捲取温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10314820A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-05-21 JP JP9131168A patent/JPH10314820A/ja not_active Withdrawn
Cited By (15)
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