WO2015118606A1 - 熱間圧延機の温度制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
第1の温度調整手段:圧延速度を変更すること
第2の温度調整手段:冷却装置の冷却水流量を変更すること
第3の温度調整手段:誘導加熱装置の電力を変更すること
一般的な熱間圧延機は、単数又は複数の圧延スタンドを備える。本実施の形態に係る熱間圧延機は、複数の圧延スタンドを備える鋼板の熱間薄板圧延(ホットストリップミル)の仕上圧延機として構成されている。仕上圧延機の上流側には、加熱工程及び粗圧延工程があり、1200℃程度まで加熱された板厚200~250mm程度の被圧延材(以下、単に材料という)が板厚20~50mm程度になるまで圧延されたのち、電動の搬送テーブルで仕上圧延機に搬送される。また、仕上圧延機の下流側には、多数の冷却水ノズルを備えた冷却テーブル(ランアウトテーブル)と巻き取り機(コイラー)があり、圧延された材料は冷却されたのちコイル状に巻き取られる。
(a)各圧延スタンドでの材料の変形に伴う加工発熱
(b)材料とロールの接触面の相対すべりによる摩擦発熱
(c)材料とロールの接触面からの抜熱
(d)材料表面から冷却水への抜熱
(e)誘導加熱装置から材料表面への入熱
(f)材料表面からの大気への熱放射による抜熱
i:圧延スタンドの番号を表す添え字
j:加熱区間及び冷却区間の番号を表す添え字
fp(...):加工発熱量を表す関数
ff(...):摩擦発熱量を表す関数
fR(...):ロールへの抜熱量を表す関数
fA(...):空冷による抜熱量を表す関数
fW(...):水冷による抜熱量を表す関数
fIH(...):誘導加熱装置からの入熱量を表す関数
μ:摩擦係数
ρ:圧延される材料の密度
φ:圧延される材料の比熱
λ:圧延される材料の熱伝導率
ρR:ロールの密度
φR:ロールの比熱
λR:ロールの熱伝導率
εA:大気への放射率
σ:Stefan-Boltzmann定数
Qi:冷却水流量
LISi:iスタンドとi+1スタンドの距離
T:加熱区間または冷却区間の開始温度
TA:大気温度
TRi:ロール温度代表値
P:誘導加熱装置に供給される単位幅当たりの電力
入側の計算点の間隔=出側の計算点の間隔×入側の板厚/出側の板厚
本発明の第2の実施形態を図2に示す。第1の実施の形態では、出側温度計算装置16が温度モデルを用いて出側温度を計算するのに対し、本実施形態では、仕上圧延機1の出側に設置された放射温度計(以下、出側温度計と記す)31が出側温度を測定する。そして、出側温度計31により得た出側温度の測定値と、上位計算機30から与えられる出側温度の目標値との差(以下、出側温度偏差と記す)が演算器32で計算される。出側温度偏差は、第1の実施形態と同構成の周波数成分抽出装置17に入力される。つまり、第1の実施形態では、フィードフォワード制御によって材料の温度制御を行うのに対し、本実施形態では、フィードバック制御によって材料の温度制御を行う。
1a~1f 圧延スタンド
2 モータ
3 圧下装置
4 定速制御装置(ASC)
5 定位置制御装置(APC)
6 水冷装置
7 誘導加熱装置
8 張力制御装置
10 設定計算装置
11 速度変更装置
12 流量変更装置
13 電力変更装置
15 入側温度計算装置
16 出側温度計算装置
17 周波数成分抽出装置
18 速度修正量計算装置
19 流量修正量計算装置
20 電力修正量計算装置
26 温度管理位置
27 上流温度計
28 入側温度計算位置
30 上位計算機
31 出側温度計
40 粗圧延機
Claims (2)
- 被圧延材を圧延する圧延スタンドと、前記被圧延材を冷却する水冷装置と、前記被圧延材を加熱する誘導加熱装置と、前記圧延スタンドのロール回転速度を変更する速度変更装置と、前記水冷装置の冷却水流量を変更する流量変更装置と、前記誘導加熱装置の電力を変更する電力変更装置とを有する熱間圧延機の温度制御装置において、
与えられた製造指示情報に基づき、前記電力変更装置に対する電力の基準値、前記流量変更装置に対する冷却水流量の基準値、及び、前記速度変更装置に対するロール回転速度の基準値の各々の初期値を計算する設定計算装置と、
前記被圧延材の長手方向の複数の計算点について、前記熱間圧延機の入側における各計算点の測定温度或いは計算温度、前記圧延スタンドのロール回転速度、前記誘導加熱装置の電力、及び、前記水冷装置の冷却水流量に基づき、前記熱間圧延機の出側に設定された温度管理位置に到達した時点での温度を計算する出側温度計算装置と、
前記出側温度計算装置で計算された各計算点の出側温度と、与えられた温度目標値との偏差から、高周波数成分、中周波数成分、及び、低周波数成分を抽出する周波数成分抽出装置と、
前記高周波数成分に基づき、前記電力変更装置に対する電力の基準値を修正する電力設定修正装置と、
前記中周波数成分に基づき、前記流量変更装置に対する冷却水流量の基準値を修正する流量設定修正装置と、
前記低周波数成分に基づき、前記速度変更装置に対するロール回転速度の基準値を修正する速度設定修正装置と、
を備えることを特徴とする熱間圧延機の温度制御装置。 - 被圧延材を圧延する圧延スタンドと、前記被圧延材を冷却する水冷装置と、前記被圧延材を加熱する誘導加熱装置と、前記圧延スタンドのロール回転速度を変更する速度変更装置と、前記水冷装置の冷却水流量を変更する流量変更装置と、前記誘導加熱装置の電力を変更する電力変更装置とを備えた熱間圧延機の温度制御装置において、
与えられた製造指示情報に基づき、前記電力変更装置に対する電力の基準値、前記流量変更装置に対する冷却水流量の基準値、及び、前記速度変更装置に対するロール回転速度の基準値の各々の初期値を計算する設定計算装置と、
前記熱間圧延機の出側において前記被圧延材の温度を測定する温度計と、
前記温度計により測定された前記被圧延材の出側温度と、与えられた温度目標値との偏差から、高周波数成分、中周波数成分、及び、低周波数成分を抽出する周波数成分抽出装置と、
前記高周波数成分に基づき、前記電力変更装置に対する電力の基準値を修正する電力設定修正装置と、
前記中周波数成分に基づき、前記流量変更装置に対する冷却水流量の基準値を修正する流量設定修正装置と、
前記低周波数成分に基づき、前記速度変更装置に対するロール回転速度の基準値を修正する速度設定修正装置と、
を備えることを特徴とする熱間圧延機の温度制御装置。
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