JPS61266524A - 鋼材の冷却制御方法 - Google Patents

鋼材の冷却制御方法

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JPS61266524A
JPS61266524A JP10802085A JP10802085A JPS61266524A JP S61266524 A JPS61266524 A JP S61266524A JP 10802085 A JP10802085 A JP 10802085A JP 10802085 A JP10802085 A JP 10802085A JP S61266524 A JPS61266524 A JP S61266524A
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JP
Japan
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cooling
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target
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steel
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Kazuhiro Yahiro
和広 八尋
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573Continuous furnaces for strip or wire with cooling

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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、鋼材の冷却制御方法に係り、特に、熱間圧延
後の熱延鋼板や厚鋼板等の鋼材の冷却に採用して好適な
、鋼材を冷却制御する際に、変態率を制御して目標材質
を得る鋼材の冷却制御方法に関する。
【従来の技術】
従来、鋼材の材質を制御する方法として、鋼材の温度を
管理することが行われている。しかし、鋼材の材質は温
度のみでなく、変態挙動にも大きく影響されている。即
ち、鋼材の材質を決定する要因の1つとして、γ鉄から
α鉄への変態状況がある。従って、このγ鉄からα鉄へ
の変態挙動を制(社)することが鋼材の材質を制御する
ことに大きく影響する。 しかし、鋼の変態挙動は、鋼の成分、圧延条件(圧下荷
重、歪1)、冷却条件(板厚、ロール温度、デスケーリ
ングのパターン、水温、外気温)等によって変化する。 この鋼の変態挙動を冷却によって管理しようとする場合
、上記要因を各種設定して、その状況下毎の変g挙動を
予め観測しておかねばならない。
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら、制御対象となる全ての鋼板を観測した上
である条件下の鋼板に対する目標冷却条件、目標変M亭
を求めることは現実的には不可能である。このため、従
来、鋼材を冷W制御する際に、変態率を制御して目標材
質を得る鋼材の冷却I制御方法は一部の鋼材に限定され
るという問題点を有していた。 一方、例えば、特開昭59−129717に開示される
如く、変態量を検出する装置を配置したことを特徴とす
る鋼板の直接焼入れ装置が提案されている。この鋼板の
直接焼入れ装置は、焼入れにあたって変a量を測定して
材質の安定化を図らんとするものであり、この直接焼入
れ装置においては、冷却中の変?!i1の推移と冷却後
に得られる材質との関係を一義的に取扱っている。しか
しながら、現実的には、冷却中の変態量の推移と冷却後
に帰られる材質との関係を一義的に取扱ったのでは、適
格な材質制御は困難であるという問題点を有する。
【発明の目的】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、材質制御対象となる全ての鋼板を観測する必要が
なく、鋼材の全長に亘って目標材質が得られるような、
冷却条件、変態率パターンを選定す゛ることができ、従
って、高い精度で一定材質の鋼材を得ることができる鋼
材の冷ffl !1111 all方法を提供すること
を目的とする。
【問題点を解決するための手段】
本発明は、鋼材を冷却制御する際に、変態率をIII 
111 して目f!!l!材質を得る鋼材の冷却III
 WJ方法において、第1図にその要旨を示づ如く、鋼
材の目標材質、成分、圧延条件に応じて、予測材質と目
標材質との偏差が最小となる冷却パターンを選定し、該
選定冷却パターンから算出された予測材質と目標材質と
の偏差が目標材質精度内となるような、前記選定冷却パ
ターンの濃度補正量を算出し、該温度補正量によって前
記選定冷却パターンを補正して、目標材質が得られる冷
却パターンを求め、該目標冷却パターンから目標変態率
パターンを求め、前記目標冷却パターン及び目標変態率
パターンに基づき鋼材の冷却を制御することにより、前
記目的を達成したものである。 (作用] 本発明は、鋼材を冷却11J @するに際して、鋼材の
目標材質、成分、圧延条件に応じて、予測材質と目標材
質との偏差が最小となる冷却パターンを選定し、該選定
冷却パターンから算出された予測材質と目標材質との偏
差が目標材質精度内となるような、前記選定冷却パター
ンの湿度補正量を算出し、該温度補正量によって前記選
定冷却パターンを補正して、目標材質が得られる冷却パ
ターンを求め、該目標冷却パターンから目標変態率パタ
ーンを求め、前記目標冷却パターン及び目標変態率パタ
ーンに基づき鋼材の冷却を制御するようにしている。従
って、材質制御対象となる全ての鋼板を観測して、これ
ら全鋼板に対でる冷却、パターンを求める必要もなく、
鋼材の全長に亘って目標材質が得られるような、冷却条
件、変態率パターンを選定づることができるようになる
。これにより、高いM度で一定材質の鋼材を得ることが
でき、材質の均質性を確保することがで、きるようにな
る。 又、圧延条件、成分を考慮して目標材質を得るための冷
却パターンを確定しているため、目標の材質を容易に製
造することができる。
【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
。 まず、本発明方法を実施する製造工程を説明する。第2
図における符号10は熱間圧延工程のうちの仕上圧延機
、12は熱延鋼板、13は熱延鋼板12を冷却するため
冷却水を例えばミスト、ジェット、管ラミナーあるいは
スリットラミナー状態にして鋼板12に注水する冷却水
バンクを示す。 この冷却水バンク13は、例えば、冷却水を供給する給
水装置14と、後述する冷却制御l装置24の指示に従
ってバルブ制御器15Aを介し駆動され、前記給水装@
14から供給される冷却水の流量を調整する水m調整バ
ルブ15と、該水JlvA整バルブ15によって水量を
調整された冷却水を熱延鋼板12に注水する注水装置1
6とで構成される。 又、図中17は変態率センサを示し、該変態率センサ1
7は該装置17上を通過する熱延鋼板12のγ/α変態
率を定量的に検出し、その測定信号を後述する変態率演
算装置26に伝送する。なお、図中18は冷却後の熱延
鋼板12の巻取機を示す。19は熱延鋼板12のランア
ウトテーブル上の搬送速度を計測する速度計、B1は仕
上げ圧延温度を計測する温度計、B2はランアウトテー
ブル上の中間温度を計測する温度計、B3は巻取り温度
を計測する1rx計を示す。 本発明に係る熱延鋼板12の冷却制御装置は、熱延鋼板
12の目標材質、圧延条件(圧延温度、板厚、圧下荷重
等)、成分等を入力するデータ入出力装置20と、該デ
ータ入出力装置20からのデータに基づき冷却ゾーン内
の各時間における目標変態率パターン、目標冷却パター
ンを算出する変態率制御セットアツプ装置22と、該変
態率刺部セットアツプ装置22からの目標変態率パター
ン、目標冷却パターンに基づいて前記冷却水バンク13
を制御する冷却制御装置24と、前記変態率センサ17
で検出した実測変態率と目標変態率とを比較演算する変
態率演算装置126とで構成される。 次に、本実施例の作用を説明する。 まず、データ入出力装置2oにより熱延鋼板12の成分
、目標材質SO1圧延条件を入力する。 変態率Ill illセットアツプ装置22では、第3
図に示すような演算フローチャートに基づいて、目標変
態率パターン、目標冷却パターンをデータ入出力装置2
0からのデータに基づき算出する。 即ち、まず、冷却パターン〈時間に対する鋼板温度)を
仮定し、この仮定した冷却パターンで、冷却水バンク1
3のバンクパターン、変態率パターン、予測材質5ca
Aを計算する。次に、この冷却パターンを順次変えて、
代表的な複数の冷却パターンについて予測材質5caf
を求める。この予測材質Scaλを求める演算は、例え
ば、公知の材質子M’f:テ)Lr (Yoshlhi
ro  5aitOet al、  (Interna
口onal  Conferenceon  5tee
’l  Rolli−ng、2.1309−1320.
1980)”)を使用する。この材質予測モデルは、冷
却条件、成分、圧延スケジュールから、変態率変化及び
最終材質が得られるものであり、この材質予測モデルは
、第4図に示す如く、成分、圧延条件、冷却パターンか
ら変態現象モデルを得て、次にこの変態現象モデルから
変態率パターンを得て、この変態率パターンから材質回
帰式により予測材質を求める構造となっている。 このようにして求めた複数の冷却パターンに対する予測
材質SCaβの中で最も目標材質SOに近い冷却パター
ンを選択し、該選択冷却パターンについて、目標材質S
Oに予測材質3caβが近づくよう以下の収束計算を行
う。 収束計算は、まず、前記選択冷却パターンにより得られ
る予測材質3caβと目標材質SOの偏差から冷却ゾー
ン内のある時刻(熱延鋼板12の任意の位置が各冷却ゾ
ーンの位置を通過する時刻)における温度補正量ΔT+
 (i−1、・・・0)を次式の関係に基づき算出する
。この温度補正量ΔTiは、目標材質Soと計算によっ
て求められた予測材質5caJlとの関数として、次式
で与えられる。 ΔT r −r+ (So−8can、成分、圧延条件
)・・・・・・・・・(1) 上記(1)式で得られた温度補正量ΔT1で前記選択冷
却パターンの補正を行う。次に、この補正された冷却パ
ターンに基づき、前記冷却水バンク13に適合するバン
クパターンを求め、該バンクパターンから再度前出の材
質予測モデルを用いて予測材質5caJlを算出プる。 この材質計算により得られた予測材質5Cauが所定の
目標材質精度ε0範囲内となるような冷却パターンが得
られるまで、以上の収束計算を繰返し行う。 所定の目標材質FR度ε0を満足する冷却パターンが得
られて確定すると、前出の材質予測モデル内の変態現象
モデルによって目標変態率パターンを確定する。このよ
うにして得られた目標変態率パターン及び目標冷却パタ
ーンは冷却制御装置24に出力される。 冷却制御装置24では、目標冷却パターンから得られる
バンクパターンによって熱延鋼板12の冷却を行うと共
に変態率センサ16で検出した実測変態率と、目標変態
率パターンから得られる目標変態率とを変態率演算装置
26により比較して、この比較結果を基にして冷却水バ
ンク13の制御を行い、熱延鋼板12の冷却制御を行う
。 従って、本実施例によれば、目標材質を得るべく予め算
出した冷却パターンにより熱延鋼板12の冷却を行い、
しかも、この冷Wは、熱延鋼板12の変態率推移が目標
変態率パターンとなるよう実測変態率に基づきフィード
バック制御Ilするようにして行うことにより、高精度
の材質制御を目的とした冷却が可能となり、目標材質を
精度良く得ることができる。 次に鋼種を8841 <強度範囲41〜52kg/d)
とし、目標強度を45 kg / vぜとして熱延鋼板
を冷却した場合の実施結果を第5図に示す。第5図は、
横軸に引張強度TS(kg/mj)を、縦軸に引張強度
試験の採取個数口をとった、熱延鋼板の強度のばらつき
を示す線図であり、第5図(A)は、本実施例の実施結
果を、第5図(B)は、本実施例と同条件で圧延したも
のを従来の通常の冷却方法で制御冷却した実施結果を示
し、何れも引張り強度45kg/mイを狙った結果であ
る。この第5図からも明らかなように、本発明では、平
均値TSが45.20kg/n2、襟準偏差σが1.1
1、従来方法では、平均値TSが45.26kg/H2
、標準(至)差σが1.39であり1本実施例の方が強
度にばらつきがなく、材質精度が向上していることが判
る。
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、材質制御対象とな
る全ての鋼板を1!測する必要がなり、鋼材の全長に亘
って目標材質が得られるような、冷部条件、変態率パタ
ーンを選定することができる。 従って、高精度の材質側am能を有し、特に材質の均質
性を確保することができる。又、圧延条件、成分を考慮
して目標材質を得るための冷却パターンを確定している
ため、目標の材質を容易に製造することができる等の優
れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る鋼材の冷却制御方法の要旨を示
す流れ図、第2図は、本発明が採用された鋼材の冷却制
御装置の実施例の全体構成を示す、一部ブロック線図を
含む側面図、第3図は、同じく、変態率制御セットアツ
プ装置における、目標変態率パターン、目標冷却パター
ンを決定するための演算流れ図、第4図は、本発明で用
いた材質予測モデルの構成を示すブロック線図、第5図
は、従来法と本発明法とにより冷却された熱延鋼板の引
張り強度のばらつきを示す線図である。 10・・・仕上圧延機、 12・・・熱延鋼板、 13・・・冷却水バンク、 17・・・変態率センサ、 20・・・データ入出力装置、 22・・・変態率制御セットアツプ装置、24−・・冷
f!JtIIJ wJ装置、26・・・変態率演算装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋼材を冷却制御する際に、変態率を制御して目標
    材質を得る鋼材の冷却制御方法において、鋼材の目標材
    質、成分、圧延条件に応じて、予測材質と目標材質との
    偏差が最小となる冷却パターンを選定し、 該選定冷却パターンから算出された予測材質と目標材質
    との偏差が目標材質精度内となるような、前記選定冷却
    パターンの温度補正量を算出し、該温度補正量によつて
    前記選定冷却パターンを補正して、目標材質が得られる
    冷却パターンを求め、 該目標冷却パターンから目標変態率パターンを求め、 前記目標冷却パターン及び目標変態率パターンに基づき
    鋼材の冷却を制御するようにしたことを特徴とする鋼材
    の冷却制御方法。
JP10802085A 1985-05-20 1985-05-20 鋼材の冷却制御方法 Granted JPS61266524A (ja)

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JPS61266524A true JPS61266524A (ja) 1986-11-26
JPH0480974B2 JPH0480974B2 (ja) 1992-12-21

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01198422A (ja) * 1988-02-02 1989-08-10 Idemitsu Kosan Co Ltd 金属材料の熱処理条件決定方法
WO1990015885A1 (en) * 1989-06-16 1990-12-27 Kawasaki Steel Corporation Steel material cooling control method
US5880900A (en) * 1995-12-19 1999-03-09 International Business Machines Corporation Error recovery method and disk drive apparatus to superimpose a vibration signal with one-half frequency onto a driving signal to a magnetoresistive head
JP2012073055A (ja) * 2010-09-28 2012-04-12 Jfe Steel Corp 鋼板表面検査方法および装置

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JP2012073055A (ja) * 2010-09-28 2012-04-12 Jfe Steel Corp 鋼板表面検査方法および装置

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