WO2022157826A1 - 熱間圧延ラインの制御装置 - Google Patents

Abstract

巻取温度のフィードバック制御の応答性能を維持したうえで遷移沸騰領域での冷却の不安定化を抑制することができる熱間圧延ラインの制御装置を提供する。制御装置は、上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値を補正値により補正したうえで上流側のバンクによる圧延材の冷却を制御する。制御装置は、下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値を前記フィードバック補正値算出部に算出された補正値により補正したうえで下流側のバンクのフィードバック制御による圧延材の冷却を制御する。

Description

熱間圧延ラインの制御装置

　本開示は、熱間圧延ラインの制御装置に関する。

　特許文献１は、熱間圧延ラインの制御装置を開示する。当該制御装置によれば、遷移沸騰領域での冷却の不安定化を抑制し得る。

日本特許第４８９４６８６号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の制御装置においては、巻取温度計に近いフィードバックバンクが取り除かれる。このため、巻取温度のフィードバック制御の応答性能が低下する。

　本開示は、上述の課題を解決するためになされた。本開示の目的は、巻取温度のフィードバック制御の応答性能を維持したうえで遷移沸騰領域での冷却の不安定化を抑制することができる熱間圧延ラインの制御装置を提供することである。

　本開示に係る熱間圧延ラインの制御装置は、仕上圧延機により圧延された圧延材をＲＯＴ冷却装置により注水して冷却した後に巻取コイラで巻き取る熱間圧延ラインにおいて、前記ＲＯＴ冷却装置における上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値に対し、圧延材の巻取温度の目標値と実測値との偏差に基づいた補正値を算出するフィードフォワード補正値算出部と、前記ＲＯＴ冷却装置における下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値に対し、前記フィードフォワード補正値算出部により算出された補正値に応じた補正値を算出するフィードバック補正値算出部と、前記上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値を前記フィードフォワード補正値算出部により算出された補正値により補正したうえで前記上流側のバンクによる圧延材の冷却を制御し、前記下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値を前記フィードバック補正値算出部に算出された補正値により補正したうえで前記下流側のバンクのフィードバック制御による圧延材の冷却を制御する制御部と、を備えた。

　本開示によれば、制御装置は、上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値を補正値により補正したうえで上流側のバンクによる圧延材の冷却を制御する。制御装置は、下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値を前記フィードバック補正値算出部に算出された補正値により補正したうえで下流側のバンクのフィードバック制御による圧延材の冷却を制御する。このため、巻取温度のフィードバック制御の応答性能を維持したうえで遷移沸騰領域での冷却の不安定化を抑制することができる。

実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置が適用される熱間圧延ラインの要部の構成図である。 実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置が適用される熱間圧延ラインの圧延材の温度降下の履歴を示す図である。 実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置が適用される熱間圧延ラインの水冷による熱流束を説明するための図である。 実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置が適用される切板の斜視図である。 実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置の要部のブロック図である。 実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置により計算された切板の温度の予測値を示す図である。 実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置による２つのフィードバック制御の非干渉化を説明するための図である。 実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置による最下流のバンクの冷却水量の大部分を他のバンク群に加算する方法を説明するための図である。 実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置の動作を説明する。 実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置のハードウェア構成図である。 実施の形態２における熱間圧延ラインの制御装置の要部のブロック図である。

　実施の形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略される。

実施の形態１．
　図１は実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置が適用される熱間圧延ラインの要部の構成図である。

　図１の熱間圧延ラインにおいて、仕上圧延機１は、図示されない粗圧延機の下流側に設けられる。ＲＯＴ冷却装置２は、仕上圧延機１の下流側に設けられる。ピンチロール３は、ＲＯＴ冷却装置２の下流側に設けられる。巻取コイラ４は、ピンチロール３の下流側に設けられる。

　ＲＯＴ冷却装置２は、注水装置を備える。ＲＯＴ冷却装置２において、注水装置は、冷却水の供給系統で複数のバンクに区分される。複数のバンクは、熱間圧延ラインの長さ方向に並ぶ。複数のバンクの各々は、複数の注水バルブを備える。複数の注水バルブは、熱間圧延ラインの長さ方向に並ぶ。複数の注水バルブの各々に対し、複数のノズルが設けられる。複数のノズルは、熱間圧延ラインの幅方向に並ぶ。

　仕上圧延機出側温度計５は、仕上圧延機１とＲＯＴ冷却装置２との間に設けられる。巻取温度計６は、ＲＯＴ冷却装置２とピンチロール３との間に設けられる。

　仕上圧延機１は、圧延材を仕上圧延する。その後、仕上圧延機出側温度計５は、冷却前に当該圧延材の全長の初期温度をＦＤＴ実績値として計測する。その後、ＲＯＴ冷却装置２は、一定の圧力で注水することで当該圧延材を冷却する。その後、巻取温度計６は、当該圧延材の全長の初期温度をＣＴ実績値として計測する。その後、巻取コイラ４は、当該圧延材を巻き取る。圧延材の位置は、ライン速度を決定する仕上圧延機１の最終スタンドの周速ｖ_ＦＭ７と巻取コイラ４の周速ｖ_ｐｃとに基づいてトラッキングされる。

　制御装置７は、記憶部７ａとフィードフォワード補正値算出部７ｂとフィードバック補正値算出部７ｃと制御部７ｄとを備える。

　制御装置７は、制御部７ｄにより、切板ｋのＦＤＴ実績値を開始点として、最終的なＣＴ予測値が目標値に到達するように、温度モデルを用いて各切板のＲＯＴ冷却装置２の各バンクの入出側の温度の予測値を算出する。この際、最も下流側のバックにおいては、半分の注水バルブが予め開いている。

　最終的なＣＴ予測値が目標値と一致しない場合、制御装置７は、最下流のバンク以外の上流側の各バンクでの冷却水量の設定値を更新したうえで各切板のＲＯＴ冷却装置２の各バンクの入出側の温度の予測値を算出する。

　最終的なＣＴ予測値が目標値と一致した場合、制御装置７は、最下流のバンク以外の上流側の各バンクでの冷却水量の設定値を基準値Ｖ_ｋ ^{ＦＦ＿ｒｅｆ}とする。

　最下流のバンク以外の上流側において、各バンクは、冷却水量が基準値Ｖ_ｋ ^{ＦＦ＿ｒｅｆ}を満たすように開く注水バルブの数を決定することで各切板を冷却する。

　図１においては、切板ｋに対し、上流側の１番目から５番目のバンクが使用される。この場合、制御装置７は、フィードフォワード補正値算出部７ｂにより、上流側のバンクのフィードフォワード制御における切板ｋの目標温度の基準値に対し、巻取温度の目標値ＣＴ^ｃｍｄと実測値ＣＴ_ｋ－ａ ^ａｃｔとの偏差に基づいた補正値ΔＣＴ_ｋ ^ａｉｍを算出する。制御装置７は、次の（１）式を用いて温度モデルの目標値ＣＴ_ｋ ^ａｉｍを算出する。

　切板ｋ－ｂに対し、制御装置７は、フィードバック補正値算出部７ｃにより、下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値Ｖ_ｋ－ｂ ^{２ｎｄ＿ｒｅｆ}に対し、フィードフォワード補正値算出部７ｂにより算出された補正値ΔＣＴ_ｋ ^ａｉｍに応じた補正値ΔＶ_ｋ－ｂ ^{２ｎｄ＿ｒｅｆ}を算出する。

　巻取温度計６の直下を通過する切板が変化するたびに、巻取温度の実測値ＣＴ_ｋ－ａ ^ａｃｔに基づいて補正値ΔＣＴ_ｋ ^ａｉｍと補正値ΔＶ_ｋ－ｂ ^{２ｎｄ＿ｒｅｆ}とは変化する。

　制御装置７は、記憶部７ａにより、最下流以外のバンクにおいて使用されるバンクの中で、最下流となるバンクの冷却水量の実績値Ｖ_ｋ ^{１ｓｔ＿ａｃｔ}の情報を記憶する。

　制御装置７は、制御部７ｄにより、上流側のバンクのフィードフォワード制御における目標温度の基準値をフィードフォワード補正値算出部７ｂにより算出された補正値ΔＣＴ_ｋ ^ａｉｍにより補正したうえで上流側のバンクによる各切板の冷却を制御する。

　各切板が下流側のバンクに到達した際、制御装置７は、制御部７ｄにより、最下流のバンクのフィードバック制御における切板への冷却水量の基準値Ｖ_ｋ－ｂ ^{２ｎｄ＿ｒｅｆ}をフィードバック補正値算出部７ｃに算出された補正値ΔＶ_ｋ－ｂ ^{２ｎｄ＿ｒｅｆ}に応じて補正した基準値Ｖ_ｋ－ｂ ^{２ｎｄ＿ｒｅｆ＿ｍｏｄ}で最下流のバンクのフィードバック制御による各切板の冷却を制御する。この際、補正値ΔＶ_ｋ－ｂ ^{２ｎｄ＿ｒｅｆ}は、各切板に対して冷却水量の実績値Ｖ_ｋ ^{１ｓｔ＿ａｃｔ}が採用されることもある。

　次に、図２を用いて、圧延材の温度降下の履歴を説明する。
　図２は実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置が適用される熱間圧延ラインの圧延材の温度降下の履歴を示す図である。

　図２に示されるように、各バンクは、圧延材の材質を考慮して、予め設定された冷却速度の設定値を満たすように開く注水バルブの間隔を調整する。

　次に、図３を用いて、水冷による熱流束を説明する。
　図３は実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置が適用される熱間圧延ラインの水冷による熱流束を説明するための図である。

　図３に示されるように、圧延材の表面が膜沸騰の状態においては、水蒸気が圧延材の表面と冷却水との間に存在する。圧延材の表面の温度が下がると、圧延材の表面は、膜沸騰の状態から遷移沸騰の状態へと移行する。圧延材の表面の温度が更に下がると、圧延材の表面は、遷移沸騰の状態から核沸騰の状態に移行する。圧延材の表面が核沸騰の状態においては、圧延材の上面は、全体的に冷却水と接触する。その結果、蒸気泡が局所的に発生する。

　圧延材の表面が遷移沸騰の状態においては、冷却開始時に温度の高い部分は、温度の低い部分に比べて熱流束が小さい。このため、冷却が遅れる。これに対し、温度の低い部分は、熱流束が大きい。このため、冷却が促進される。その結果、冷却開始時における温度の高い部分と温度の低い部分とにおいて、温度差が拡大する。

　圧延材の表面が遷移沸騰の状態において冷却が行われる限り、局所的な温度むらは積算されて拡大する。その結果、冷却後の鋼板において、平坦度不良、残留応力のほか、硬度分布、強度分布などの材質むらが発生し得る。

　次に、図４を用いて、温度モデルの考え方を説明する。
　図４は実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置が適用される切板の斜視図である。

　図４に示されるように、圧延材がＲＯＴ冷却装置２の直下において搬送される際、熱の出入りは、圧延材を一定長の切板に仮想的に分割した上で計算される。例えば、一定長は、３ｍから５ｍの間で設定される。

　熱の出入りの要素としては、水冷熱伝達、放射、相変態による発熱等が考えられる。例えば、水冷熱伝達のみが要素である場合、水冷による抜熱量Ｑ_{ｗａｔｅｒ}（Ｗ）は、次の（２）式で表される。

　（２）式において、ｈ_ｗは水冷熱伝達係数（Ｗ／ｍｍ^２／℃）である。Ａ_ｗは冷却水と接触する切板の上下面の面積（ｍｍ^２）である。Ａ_ｗは各バンクにおいて開く注水バルブの数で変化する。Ｔ_ｓｕｒｆは切板の表面温度（℃）である。Ｔ_ｗは冷却水の温度（℃）である。

　この際、各切板の温度変化は、次の（３）式で表される。

　（３）式において、ΔＴ_ｉはバンクｉでの切板ｋの降下温度（℃）である。ｉはバンクの番号である。Δｔはバンクｉでの切板ｋの通過時間（ｓ）である。ｌ_ｋは切板ｋの進行方向の長さ（ｍｍ）である。Ｈ_ｋは切板ｋの板厚（ｍｍ）である。Ｂ_ｋは切板ｋの幅（ｍｍ）である。ρは切板ｋの密度（ｋｇ／ｍｍ^３）である。Ｃ_Ｐは切板ｋの比熱（Ｊ／ｋｇ／℃）である。

　次に、図５を用いて、補正値ΔＣＴ_ｋ ^ａｉｍと補正後の基準値Ｖ_ｋ－ｂ ^{２ｎｄ＿ｒｅｆ＿ｍｏｄ}との算出方法を説明する。
　図５は実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置の要部のブロック図である。

　図５の左側において、第１ＰＩＤ制御器のＰＩＤゲインは、巻取温度計６までの移送むだ時間を考慮して設定される。第１ＰＩＤ制御器は、巻取温度の目標値ＣＴ^ｃｍｄと実測値ＣＴ_ｋ－ａ ^ａｃｔとの偏差の情報の入力を受け付ける。第１ＰＩＤ制御器は、巻取温度の目標値ＣＴ^ｃｍｄと実測値ＣＴ_ｋ－ａ ^ａｃｔとの偏差に対してＰＩＤゲインを乗じることで補正値ΔＣＴ_ｋ ^ａｉｍを算出する。

　図５の右側において、第２ＰＩＤ制御器のＰＩＤゲインは、巻取温度計６までの移送むだ時間を考慮して設定される。第２ＰＩＤ制御器は、巻取温度の目標値ＣＴ^ｃｍｄと実測値ＣＴ_ｋ－ａ ^ａｃｔとの偏差の符号を反転させた値の情報の入力を受け付ける。第２ＰＩＤ制御器は、巻取温度の目標値ＣＴ^ｃｍｄと実測値ＣＴ_ｋ－ａ ^ａｃｔとの偏差の符号を反転させた値に対してＰＩＤゲインを乗じることで冷却水量の基準値Ｖ_ｋ－ｂ ^{２ｎｄ＿ｒｅｆ}を算出する。補正後の基準値Ｖ_ｋ－ｂ ^{２ｎｄ＿ｒｅｆ＿ｍｏｄ}は、Ｖ_ｋ－ｂ ^{２ｎｄ＿ｒｅｆ＿ｍｏｄ}から実績値Ｖ_ｋ ^{１ｓｔ＿ａｃｔ}を減じることで算出される。

　次に、図６を用いて、ＲＯＴ冷却装置２における切板の温度の予測値を説明する。
　図６は実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置により計算された切板の温度の予測値を示す図である。

　図６は、一つのバンクにおいて切板の通過速度は一定であると仮定される場合の切板の温度の予測値を示す。切板が冷却される前に、制御装置７は、（２）式と（３）式とを用いて各バンクの入側および出側での各切板の温度の予測値を計算する。

　ＦＤＴ実績値が変化すると、各切板に対し、最下流以外のバンクにおいて、使用するバンクの数が変化する。その結果、最下流以外のバンクにおいて使用されるバンクの中で、最下流となるバンクも変化する。

　図６に示されるように、補正値ΔＣＴ^ａｉｍが０よりも小さい場合、温度モデルの目標温度の設定値ＣＴ^ａｉｍは、巻取温度の目標値ＣＴ^ｃｍｄよりも小さくなる。この場合、最下流以外のバンクにおいて使用されるバンクの中で、最下流となるバンクは、より下流側のバンクとなる。

　例えば、最下流以外のバンクにおいて使用されるバンクの中で、現時点において最下流となるバンクが上流側から４番目のバンクである場合、上流側から５番目のバンクの注水バルブが開くことで、最下流のバンク以外のバンクにおいて、冷却水量が増加する。

　次に、図７を用いて、２つのフィードバック制御の非干渉化を説明する。
　図７は実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置による２つのフィードバック制御の非干渉化を説明するための図である。

　切板ｋが最も下流側のバンクの入側に到達した際、制御装置７は、最も下流側のバンクでの冷却水量の基準値Ｖ_ｋ ^{２ｎｄ＿ｒｅｆ}から実績値Ｖ_ｋ ^{１ｓｔ＿ａｃｔ}を差し引く。

　次に、図８を用いて、最下流のバンクの冷却水量の大部分を他のバンク群に加算する方法を説明する。
　図８は実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置による最下流のバンクの冷却水量の大部分を他のバンク群に加算する方法を説明するための図である。

　冷却開始から一定時間経過後、最も下流側のバンクにおいて、切板_ｋ－ｂに対する冷却水量の基準値Ｖ_ｋ－ｂ ^{２ｎｄ＿ｒｅｆ＿ｍｏｄ}が予め設定された閾値よりも小さくならない場合、制御装置７は、冷却水量の基準値Ｖ_ｋ－ｂ ^{２ｎｄ＿ｒｅｆ＿ｍｏｄ}の一定割合（例えば、８０％）を温度モデルにより目標温度の補正値ΔＣＴ_ｋ－ｂ ^２ｎｄに変換する。この際、目標温度の補正値ΔＣＴ_ｋ－ｂ ^２ｎｄは、０よりも小さい。

　制御装置７は、（４）式を用いて切板ｋに対する温度モデルの目標値ＣＴ_ｋ ^ａｉｍを補正する。

　その結果、最下流のバンク以外のバンクでの切板ｋへの冷却水量が増加する。

　次に、図９を用いて、制御装置７の動作を説明する。
　図９は実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置の動作を説明する。

　ステップＳ１では、制御装置７は、切板ｋの巻取温度の目標値ＣＴ_ｃｍｄと実測値ＣＴ_ｋ－ａ ^ａｃｔとの偏差に基づいた補正値ΔＣＴ_ｋ ^ａｉｍを算出する。その後、制御装置７は、ステップＳ２の動作を行う。ステップＳ２では、制御装置は、補正値ΔＣＴ_ｋ ^ａｉｍが０よりも小さいか否かを判定する。

　ステップＳ２で補正値が０よりも小さい場合、制御装置は、ステップＳ３の動作を行う。ステップＳ３では、制御装置は、補正値ΔＣＴ_ｋ ^ａｉｍを確定する。

　ステップＳ２で補正値が０よりも小さくない場合、制御装置は、ステップＳ４の動作を行う。ステップＳ４では、制御装置は、冷却水量の基準値Ｖ_ｋ－ｂ ^{２ｎｄ＿ｒｅｆ}が０であるか否かを判定する。

　ステップＳ４で冷却水量の基準値が０でない場合、制御装置は、ステップＳ５の動作を行う。ステップＳ５では、制御装置は、補正値ΔＣＴ_ｋ ^ａｉｍを０とする。その後、制御装置は、ステップＳ３において補正値を確定する。

　ステップＳ４で冷却水量の基準値が０である場合、制御装置は、ステップＳ３において補正値を確定する。

　以上で説明した実施の形態１によれば、制御装置７は、上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値を補正値により補正したうえで上流側のバンクによる圧延材の冷却を制御する。制御装置７は、下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値を前記フィードバック補正値算出部に算出された補正値により補正したうえで下流側のバンクのフィードバック制御による圧延材の冷却を制御する。このため、巻取温度のフィードバック制御の応答性能を維持したうえで遷移沸騰領域での冷却の不安定化を抑制することができる。

　また、制御装置７は、複数の切板の各々に対し、上記制御を行う。このため、遷移沸騰領域での冷却の不安定化をより確実に抑制することができる。

　また、制御装置７は、下流側のバンクのフィードバック制御における冷却水量の基準値から上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値に対する補正値に応じた冷却水量の補正値を差し引いた冷却水量となるように下流側のバンクのフィードバック制御を行う。このため、２つのフィードバック制御の非干渉化を実現することができる。

　また、上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値に対する補正値が０以上の場合および圧延材の巻取温度の目標値と実測値の偏差が０以下の場合、制御装置７は、各基準値の補正を行わない。このため、フィードバック制御に用いられる下流側のバンクの冷却水量を優先的に減らすことができる。

　また、冷却開始から一定時間経過後、冷却水量の基準値が予め設定された閾値よりも小さくならない場合、制御装置７は、当該基準値の一定割合を温度モデルにより目標温度の補正値に変換する。このため、フィードバック制御に用いられる下流側のバンクの冷却水量を減らすことができる。

　次に、図１０を用いて、制御装置７の例を説明する。
　図１０は実施の形態１における熱間圧延ラインの制御装置のハードウェア構成図である。

　制御装置７の各機能は、処理回路により実現し得る。例えば、処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ１００ａと少なくとも１つのメモリ１００ｂとを備える。例えば、処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェア２００を備える。

　処理回路が少なくとも１つのプロセッサ１００ａと少なくとも１つのメモリ１００ｂとを備える場合、制御装置７の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、少なくとも１つのメモリ１００ｂに格納される。少なくとも１つのプロセッサ１００ａは、少なくとも１つのメモリ１００ｂに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置７の各機能を実現する。少なくとも１つのプロセッサ１００ａは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰともいう。例えば、少なくとも１つのメモリ１００ｂは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等である。

　処理回路が少なくとも１つの専用のハードウェア２００を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらの組み合わせで実現される。例えば、制御装置７の各機能は、それぞれ処理回路で実現される。例えば、制御装置７の各機能は、まとめて処理回路で実現される。

　制御装置７の各機能について、一部を専用のハードウェア２００で実現し、他部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、制御部７ｄの機能については専用のハードウェア２００としての処理回路で実現し、制御部７ｄの機能以外の機能については少なくとも１つのプロセッサ１００ａが少なくとも１つのメモリ１００ｂに格納されたプログラムを読み出して実行することにより実現してもよい。

　このように、処理回路は、ハードウェア２００、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせで制御装置７の各機能を実現する。

実施の形態２．
　図１１は実施の形態２における熱間圧延ラインの制御装置の要部のブロック図である。なお、実施の形態１の部分と同一又は相当部分には同一符号が付される。当該部分の説明は省略される。

　実施の形態２においては、スミス法が適用される。

　図１１において、ＣＴ_ｋ ^{ｐｒｅ＿１ｓｔ}は、仕上圧延機出側温度計５の直下にある切板ｋの現時点での巻取温度の予測値である。ＣＴ_ｋ ^{ｐｒｅ＿１ｓｔ}は、切板ｋ－ａが仕上圧延機出側温度計５の直下にある際に算出された巻取温度の予測値である。ＣＴ_ｋ－ｂ ^{ｐｒｅ＿２ｎｄ}は、切板ｋ－ｂが最も下流側のバンクの入側に到達した時点での切板ｋ－ｂの巻取温度の予測値である。ＣＴ_ｋ－ａ ^{ｐｒｅ＿２ｎｄ}は、切板ｋ－ａが最も下流側のバンクの入側に到達した際に算出された切板ｋ－ａの巻取温度の予測値である。これらの予測値の情報は、制御装置７の記憶部７ａに記憶される。

　図１１の左側に示されるように、内側のフィードバックループにおいて、むだ時間を含まないＣＴ_ｋ ^{ｐｒｅ＿１ｓｔ}が入力される。外側のフィードバックループにおいて、ＣＴ_ｋ－ａ ^ａｃｔとＣＴ_ｋ－ａ ^{ｐｒｅ＿１ｓｔ}との偏差がモデル予測誤差として入力される。補正値ΔＣＴ_ｋ ^ａｉｍは、これらの入力に基づいて算出される。

　図１１の右側に示されるように、内側のフィードバックループにおいて、むだ時間を含まないＣＴ_ｋ－ｂ ^{ｐｒｅ＿２ｎｄ}が入力される。外側のフィードバックループにおいて、ＣＴ_ｋ－ａ ^ａｃｔとＣＴ_ｋ－ａ ^{ｐｒｅ＿２ｎｄ}との偏差がモデル予測誤差として入力される。基準値Ｖ_ｋ－ｂ ^{２ｎｄ＿ｒｅｆ}は、これらの入力に基づいて算出される。

　以上で説明した実施の形態２によれば、スミス法が適用される。このため、制御ゲインを大きくすることができる。

　以上のように、本開示の熱間圧延ラインの制御装置は、熱間圧延ラインに利用できる。

　１　仕上圧延機、　２　ＲＯＴ冷却装置、　３　ピンチロール、　４　巻取コイラ、　５　仕上圧延機出側温度計、　６　巻取温度計、　７　制御装置、　７ａ　記憶部、　７ｂ　フィードフォワード補正値算出部、　７ｃ　フィードバック補正値算出部、　７ｄ　制御部、　１００ａ　プロセッサ、　１００ｂ　メモリ、　２００　ハードウェア

Claims (6)

1. 　仕上圧延機により圧延された圧延材をＲＯＴ冷却装置により注水して冷却した後に巻取コイラで巻き取る熱間圧延ラインにおいて、前記ＲＯＴ冷却装置における上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値に対し、圧延材の巻取温度の目標値と実測値との偏差に基づいた補正値を算出するフィードフォワード補正値算出部と、
   　前記ＲＯＴ冷却装置における下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値に対し、前記フィードフォワード補正値算出部により算出された補正値に応じた補正値を算出するフィードバック補正値算出部と、
   　前記上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値を前記フィードフォワード補正値算出部により算出された補正値により補正したうえで前記上流側のバンクによる圧延材の冷却を制御し、前記下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値を前記フィードバック補正値算出部に算出された補正値により補正したうえで前記下流側のバンクのフィードバック制御による圧延材の冷却を制御する制御部と、
   を備えた熱間圧延ラインの制御装置。
2. 　前記フィードフォワード補正値算出部は、圧延材を仮想的に分割した複数の切板の各々の目標温度の基準値に対し、巻取温度の目標値と実測値との偏差に基づいた補正値を算出し、
   　前記フィードバック補正値算出部は、前記複数の切板の各々の冷却水量の基準値に対し、前記フィードフォワード補正値算出部により算出された補正値に応じた補正値を算出し、
   　前記制御部は、前記複数の切板の各々に対し、前記上流側のバンクのフィードフォワード制御における目標温度の基準値を前記フィードフォワード補正値算出部により算出された補正値により補正したうえで前記上流側のバンクによる冷却を制御し、前記下流側のバンクのフィードバック制御における冷却水量の基準値を前記フィードバック補正値算出部に算出された補正値に応じて補正したうえで前記下流側のバンクのフィードバック制御による冷却を制御する請求項１に記載の熱間圧延ラインの制御装置。
3. 　前記制御部は、前記下流側のバンクのフィードバック制御における冷却水量の基準値から前記フィードフォワード補正値算出部により算出された補正値に応じた冷却水量の補正値を差し引いた冷却水量となるように前記下流側のバンクのフィードバック制御を行う請求項１または請求項２に記載の熱間圧延ラインの制御装置。
4. 　前記制御部は、前記フィードフォワード補正値算出部により算出された補正値が０以上の場合および圧延材の巻取温度の目標値と実測値の偏差が０以下の場合は、前記上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値を前記フィードフォワード補正値算出部により算出された補正値により補正せずに前記上流側のバンクによる冷却を制御し、前記下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値を前記フィードバック補正値算出部に算出された補正値に応じて補正せずに前記下流側のバンクのフィードバック制御による冷却を制御する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の熱間圧延ラインの制御装置。
5. 　前記制御部は、冷却開始から一定時間経過後、冷却水量の基準値が予め設定された閾値よりも小さくならない場合に、当該基準値の一定割合を温度モデルにより目標温度の補正値に変換し、前記上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値を当該補正値により補正したうえで前記上流側のバンクによる圧延材の冷却を制御する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の熱間圧延ラインの制御装置。
6. 　前記フィードフォワード補正値算出部は、内側のフィードバックループにおいてむだ時間を含まない巻取温度の予測値の入力を受け付け、外側のフィードバックループにおいて巻取温度の実績値と予測値との偏差の入力を受け付け、これらの入力に基づいて前記上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値に対する補正値を算出し、
   　前記フィードバック補正値算出部は、内側のフィードバックループにおいてむだ時間を含まない巻取温度の予測値の入力を受け付け、外側のフィードバックループにおいて巻取温度の実績値と予測値との偏差の入力を受け付け、これらの入力に基づいて前記下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値を算出する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱間圧延ラインの制御装置。

Images