JPS6280226A - 鋼材の変態率制御冷却方法 - Google Patents

鋼材の変態率制御冷却方法

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JPS6280226A
JPS6280226A JP22068085A JP22068085A JPS6280226A JP S6280226 A JPS6280226 A JP S6280226A JP 22068085 A JP22068085 A JP 22068085A JP 22068085 A JP22068085 A JP 22068085A JP S6280226 A JPS6280226 A JP S6280226A
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JP
Japan
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transformation
aimed
transformation rate
cooling
steel
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Pending
Application number
JP22068085A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiro Yahiro
和広 八尋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Publication of JPS6280226A publication Critical patent/JPS6280226A/ja
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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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B21B37/76Cooling control on the run-out table

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (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、鋼材の変態率制御冷却方法に係り、特に、熱
間圧延等の熱間で圧延されて製造される鋼板、形鋼、棒
鋼及びその他の同様な鋼材の変態率を制御する際に用い
るのに好適な、所望の材質を得るために、鋼材の変態現
象モデルから予め計算した目標変態率パターンに沿って
該鋼材を制御冷IJjする鋼材の変態率1IIl制御冷
却方法の改良に関する。
【従来の技術】
鋼材の材質を決めているのは、γ鉄からα鉄への変態状
況であり、この変態挙動を制御することが、材質を制御
する上で重要である。 従って、従来から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た。 しかしながら、tJ4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、又、鋼の変態挙動は、鋼の成分
、圧延条件(圧下荷重、歪み量)、冷却条件(板厚、ロ
ール温度、デスケーリング条件、水温、外気温)等によ
って変化する。従って、冷却によって変態を管理しよう
とする場合、上記の要因を各種設定して、その状況下毎
の変態挙動を予め観測しておく必要があるが、制御対象
となる全鋼材を観測するのは困難である。 一方、従来から、鋼材の変態量を検出することにより、
加工条件、温度条件を変更して変態量を制御する方法が
、例えば特公昭53−25309で提案されている。 しかしながら、この方法では、加工途中での変態化が所
定の範囲内になっているかどうかの判定により制御する
に止まり、最終的に目的とする材質の製品をi9るため
の変態量の経時変化、即ち変態率パターンについては何
等考慮されていなかった。 一方、変態現象をモデル化し、鋼材の冷却条件、成分、
圧延スケジュールから、圧延過程若しくは冷却過程での
変態率変化、即ち、鋼の変態開始、終了曲線(TTT曲
線)を与える技術が、例えばYoshihiro  S
A I To  et at、l nterrlati
OrlalConrerenceon  5teel 
 Rolling、2.1309−1320 (198
0)で提案されている。
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら、上記の変態現象モデルにおいても、モデ
ルの対象が限られており、多品種(ル制御対象となる全
鋼l)の変態現象を再現しているとはいい難い。このた
め、従来変態率による制御冷却を行うのは、一部の鋼材
に限られていた。又、変態率制御を行っているものにつ
いても、前述のようなモデルの精度によるところが大き
く、モデルの誤差がそのまま変態率制御の誤差となって
いた。
【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、制御に用いられる変態現象モデルの精度を向上さ
せることができ、常に変態現象モデルを最適な状態で使
用することができる鋼材の変態率制御冷却方法を提供ザ
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、Pf+望のtrA質を得るために、鋼材の変
態現象モデルから予め計算した目標変態率パターンに沿
って該鋼材を制御冷却する鋼材の変態率制御冷却方法に
おいて、第1図にその要旨を示す如く、前記鋼材の実測
変態率と計算変態率の差に基づいて、前記変態現象モデ
ルの補正値を求め、この補正値を用いて、次に冷却する
鋼材の目標変態率パターンを修正して冷却することによ
り、前記目的を達成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記補正値が、温度と時間の
関数として与えられる変態の開始・終了曲線のパラメー
タを補正するものとしたものである。
【作用】
本発明においては、所望のt4質を得るために、鋼材の
変態現象モデルから予め計算した目標変態率パターンに
沿って該uA材を制御冷却するに際して、前記鋼材の実
測変態率と計算変態率の差に基づいて、前記変態現象モ
デルの補正値を求め、この補正値を用いて、次に冷却す
る鋼材の目標変態率パターンを修正して冷却するように
している。 従って、制御に用いられる変態現象モデルの精度を向上
させることができ、変態現象モデルを常に最適な状態で
使用することができる。よって・鋼材の冶金的性質を目
標通りにして、良品質の成品を得ることができる。 又、前記補正値を、温度と時間の関数として与えられる
変態の開始・終了曲線のパラメータを補正するものとし
た場合には、変態現象モデルを容易に且つ的確に修正す
ることができる。
【実施例1 以下図面を参照して、本発明に係る鋼材の変態率制御冷
却方法が採用された、連続熱間圧延工程の仕上圧延以降
の冷却設備の実施例を詳細に説明する。 本実施例において、仕上最終スタンド12を出た鋼板1
0は、第2図に示ず如く、冷却水バンク16で制御冷却
された後、巻取機14で巻取られる。 本実施例においては、データ入出力装置20から変態率
セットアツプ装置22に、目標材質、圧延温度、板厚、
圧延荷m等の圧延条件、鋼材の成分等のデータを入力す
る。 変態率セットアツプ袋口22は、例えば前述のY−8A
ITOの変態現象モデル、材質の予測モデルによって、
目標の冷却パターンを含む目標変態率パターンを粋出す
る。 具体的には、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16のバンクパターン、変態率パターン、予測材質M
Pcalを計算する。この予測材質MPCalを求める
計綽には、例えば、前述のY−8AIT○の材質予測モ
デルを用いることができる。この材質予測モデルは、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る予測材質MP
Calを求める構成となっている。 次に、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MPCalを求める。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M
Pcalのなかで、最も目標材質M P o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M P oに予測材質Ml)catが近付くよう収
束計算を行う。 所定の目標材質精度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fぶ率パターンを確定する。 求めた目標変1ぶ率パターン、目標冷却パターンは、バ
ンク制m装置24に入力される。 バンクf、’JtllHi124では、例えば冷却ゾー
ン内に設置した複数の変態率センサ26で検出し、変態
率演算装置28で求めた実測変態率と目標変態率と比較
して、冷部水バンク16の開閉を行い、鋼板10の冷却
制御を行う。 本発明では、このような制御冷却方法で問題となるモデ
ルの精度を向上させるために、実績データ収集装置30
及び学習制御装置32を使用して、モデルの適応修正を
行う。 ここでは、Y−3AITOの前記変態現象モデルを例に
とって説明する。この変態現象モデルによれば、変態の
開始・終了曲線は、温度と時間の関数として、次式で与
えられる。 (S−3o  )/  (SN   80  )= 1
/eXI)  (−j4)  *(((1−iJ  o
  +/(LI N−〇〇 ) )′2*8Xl)(−
3/2((IJ 、−u  O)/(LI  N −L
I  O)  )  )・・・・・・ (1) ここで、平衡温度をTo(’C)、ノーズ温度をTN(
’C)、平衡時−r oの時間をto(See)、ノー
ズ位置TNの時間をtN(sec )として、U=10
00/ (T+273>、u o−1000/(To 
+273> 、u N−1000/ (TN+273>
  、 S=J!nt、 5o=j! ロto、S  
N =nntNである。 前出(1)式の関係を図示すると、第3図に示す如くと
なり、これらの曲線は、TTT曲線と称される。 ここで、(To、So)、(TN、SN)は、成分及び
オーステナイト粒度の関数として表わされ、例えばフェ
ライトの開始曲線のノーズ位置■、Js及びその時間t
Nfsは、次式で表わされる。 TNrs=f (BTNlfs(K) +BTN2fs
(K)*  (0,8−C(2)))*C(K>  ・
・・・・・ (2) Jl nt、rs=Σ (BSN 1 fs(K)+B
SN 2fsJ (Kl  (0,8−C(2))) *C(K)  ・・・・・・ (3) ここで、式中のパラメータBTN 1 fsSBTN2
rsSBSN1fs、B5N2fsは、TTTパラメー
タと称される、成分やオーステナイト粒度の影響係数で
あり、変数Cは、オーステナイト粒度をAGSとして、
次の通りである。 C(1)−1・・・・・・(4) C(2)=C%、・・・・・・(5) C(3)=Mn%・・・・・・(6) C(4)−3i%・・・・・・(7)、C(5)−Ni
%・・・・・・(8) C(6)=Cr%・・・・・・(9) C(7)= (Mr−0,08)’ ・・・(10)C
(8)−Cu%・・・・・・(11)C(9ン =Mn
  XIO’/C(10)  ・・・ (12)C(1
0)=2:l::1: (AGS/2>・・・(13)
パーライトの開始曲線や終了曲線、パイナイトの開始曲
線や終了曲線も、同様の手法によって求められる。 以上のようにして得られる一対の開始・終了曲線と、実
績データ収集装置30によって集められた温度と時間の
関係から、変態率の経時変化を求めることができる。従
って、開始曲線を補正することで変態の開始時間の補正
が可能であり、又、終了曲線を補正することで、変態の
終了時間を補正することができる。 学習制御装置32は、上記のような学習補正を行う。第
4図は、実測変態率と、学習i制御装置32の入力側に
おけるモデルで計算した変態率を比較して示す。又、第
5図は、同じく実測変態率と、学習制御装置32の出側
におけるモデルで計算した変1ぶ率を比較して示すもの
である。第4図及び第5図から明らかなように、学習制
御装置32では、変態率センサ26の情報とモデルの計
算値の差をもとに、モデルの補正値(学習値)を計算す
る。 具体的には、例えばまず実測変態率から変態開始点TS
Oと変態終了点TPOを求める。次いで、モデルの計算
値から、同じく変態開始点TSCと変態終了点TFCを
求める。次いで、次式を用いて、変態開始時間補正量Δ
TSと変態開始時間補正量ΔTFを計算する。 ΔTS=TSO−TSC・・・・・・(14)ΔTF=
TFO−TFC・・・・・・(15)次いで、計算され
た変態開始時間補正量ΔTSと変態終了時間補正量ΔT
Fの値によって、前記TTTパラメータ中の定数項(例
えばBSN 1(1))を補正する。−例として、フェ
ライトの開始曲線の補正を行う式を次に示す。 ΔB5N1fs(1)=J2n  (ΔT S+ ex
p(βntNfs) ) /nntNfs−(16)こ
こで、ΔB5N1fs(1)は、フェライト開始曲線の
ノーズ位置TNfSを求めるためのTTTパラメータの
補正ω(学習値)である。 終了曲線も同様にして補正することができる。 次いで、次式により、次の鋼板に学習値とじてフィード
バックする値B5N1fs(1)−を求める。 B5N1fs(1)−=Δ8SN1fs(1)X(学習
ゲイン)+B5N1fs・・・(17)このようにして
求められた学習値は、変態率セットアツプ装置22内の
TTTパラメータテーブル(モデルの係数)へ格納され
る。従って、次の鋼材のセットアツプ計算を行う時には
、この学習値を使用して制御を行うことになる。勿論、
学習値を鋼材のサイズ、用途、鋼種毎に分類することも
可能である。 なお前記実施例においては、熱間連続圧延における仕上
圧延機出側の冷却を例にとって説、明していたが、本発
明の適用範囲はこれに限定されず、圧延中に制御冷却を
行う場合等、材質制御を伴う冷却にはすべて適用可能で
ある。なお、圧延過程での変態率変化を求める場合には
、変態率センサを圧延機間に設置することができる。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、既に変態率制御を
行った鋼材の変態挙動から求めた学習値を次の変態率制
御に用いることができるので、制御に用いられる変態現
象モデルの精度が向上でき、常にモデルを最適な状態で
使用することができる。 従って、鋼材の冶金的性質を目標通りにして良品質の製
品を得ることができるという優れた効果を有する。 学習の効果は、第4図(学習前)と第5図(学習後)に
比較して示した通りである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る鋼材の変態率制御冷却方法の要
旨を示1°流れ図、第2図は、本発明が採用された、連
続圧延工程の仕上圧延以降の冷fJI設備の実施例の構
成を示す、一部ブロック線図を含む側面図、第3図は、
本発明の詳細な説明するための、TTT曲線の例を示ず
線図、第4図は、前記実施例における、学習以前の実測
変態率と計算変態率を比較して示ず線図、第5図は、同
じく字画後の実測変態率と計算変態率を比較して示す線
図である。 10・・・鋼板、 16・・・冷却水バンク、 22・・・変態率セットアツプ装置、 24・・・バンク制御′!i装置、 26・・・変態率センサ、 28・・・変態率演口装置、 30・・・実績データ収集装置、 32・・・学習制t11装置。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所望の材質を得るために、鋼材の変態現象モデル
    から予め計算した目標変態率パターンに沿つて該鋼材を
    制御冷却する鋼材の変態率制御冷却方法において、 前記鋼材の実測変態率と計算変態率の差に基づいて、前
    記変態現象モデルの補正値を求め、この補正値を用いて
    、次に冷却する鋼材の目標変態率パターンを修正して冷
    却することを特徴とする鋼材の変態率制御冷却方法。
  2. (2)前記補正値が、温度と時間の関数として与えられ
    る変態の開始・終了曲線のパラメータを補正するもので
    ある特許請求の範囲第1項記載の鋼材の変態率制御冷却
    方法。
JP22068085A 1985-10-03 1985-10-03 鋼材の変態率制御冷却方法 Pending JPS6280226A (ja)

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Cited By (5)

* 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
JP2008168320A (ja) * 2007-01-11 2008-07-24 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 圧延ラインの組織・材質管理システム
JP2018144062A (ja) * 2017-03-03 2018-09-20 株式会社日立製作所 巻取り冷却制御装置および巻取り冷却制御方法
KR20190136571A (ko) * 2018-05-31 2019-12-10 주식회사 포스코 전기 강판의 철손 저감 예측 장치
WO2020138294A1 (ja) * 2018-12-27 2020-07-02 日本製鉄株式会社 熱処理解析方法及び装置、並びにプログラム及び記録媒体

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