JPH012711A - 仕上温度制御装置 - Google Patents

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、熱間圧延機における仕上温度制御装置に係り
、特に圧延速度の変動を少なくした仕上温度制御装置に
関する。

〔従来の技術〕

近年、省エネルギーの観点より、加熱炉温度を低く、１
１００℃以下でスラブを加熱炉から抽出することが実施
されるようになった。このような加熱炉操業では、炉内
にてスラブ下面部に発生するスキッドマークが、従来以
上に温度変動要因となる。また、従来に比べ低い温度で
仕上圧延機に入るため、Ａ３変態点以下で仕上圧延され
る場合もある。以上のような材料の品質上の問題を生ぜ
しめぬために、仕上圧延時に仕」二温度を１１標値に入
れることが必要である。

従来知られている仕上温度を制御する方法・装置ｎとし
て、特公昭４４−１３８２０号公報に記載の、仕上温度
降下式を求め、これに従って圧延機速度を決定し、圧延
中は仕上出側被圧延材温度のフィードバックによる圧延
速度制御を行う方法がある。

また、特公昭４７−４１２２０号公報に記載された。与
えられた圧延速度に対し仕上入側被圧延材温度によりフ
ィードフォワード方式冷却水制御を行う装置を決定し、
仕上出側被圧延材温度による圧延速度制御を行う方法が
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

例えば、特公昭４７−４１２２０号公報に記載された装
置においては、圧延速度、加速度は、与えられる変数で
あり、与えられた変数をノに憎として各種冷却水を制御
するわけであるが、場合によっては、冷却水量の過不定
を生ずるおそれがある。すなわち、冷却能力のチエツク
や圧延速度、加速度を決定し、冷却制御の最適化を図る
装置とはなっていない。また、特公昭４８−３８２９５
号公報に記載された方法においては、被圧延材の尾端ま
で目標温度値にて仕上圧延すべく、圧延速度、加速度を
自ら決定しているが、冷却水の効果を積極的に用いてい
ない。また、特公昭４４−１３８２０号公報に記載され
た方法および特公昭４８−３８２９５号公報に記載され
た方法は、いずれも仕上出側被圧延材温度実積値による
フィードバック方式であるため、ハンチングのおそれが
あるのでゲインを高くできないことや、圧延速度を制御
しているため、設備下流に位買する巻取温度制御に対し
外乱を与える欠点がある。操業の観点からも、安定した
−様な圧延を行うには、頻繁な圧延速度変動は好ましく
ない。

本発明の課題は、圧延機に付属して設けられている冷却
設備の能力を最大限に活用し、圧延速度の変動の少ない
仕上温度制御装置を提イスするにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の課題は、仕上圧延機に送入される前の被圧延材の
温度を計測し温度信号を発信する温度計と、前記温度信
号を受信し受信した温度信号によって圧延中の前記被圧
延材を冷却する仕上圧延機に付属する冷却設備を制御す
る冷却水制御装置と。

を備えた仕上温度制御装置において、仕上圧延機に送入
される前の前記被圧延材の全長にわたる温度を計測し、
被圧延材の長さ方向の温度分布を温度信号として発信す
る温度計と、前記温度信号から初期設定圧延速度および
加速度を算出する計算機と、を有する仕上温度制御装置
により達成される。

〔作用〕

仕上圧延機入側、出側間の被圧延材の温度降下量は、特
公昭４４−１３８２０号公報明細書に記載されている次
式で与えられる。

ΔＴ（ｘ）＝Ｔ（ｘ）−ＴＦ（Ｘ） ・・・・・・・・・（１） ただし、Δ’ｒ（ｘ）・・・・・・仕上圧延機入側、出
側間での被圧延材の温度降下量。

Ｔ（ｘ）・・・・・・・・・仕上圧延機入側被圧延材温
度。

ＴＦ（Ｘ）・・・・・・仕上圧延機出側被圧延材温度。

ｈｐ・・・・・・・・・・・・仕上圧延機出側被圧延材
板厚。

ＶＦ・・・・・・・・・・・・最終スタンド圧延速度。

ＨＯ・・・・・・・・・・・・仕上圧延機入側被圧延材
板厚。

Ｐ・・・・・・・・・・・・・・・デイスケーラ、スタ
ンド間のスプレーおよびロール 冷却水の水圧。

Ｑ・・・・・・・・・・・・・・・デイスケーラ、スタ
ンド浦のスプレーおよびロール 冷却水の流量。

であり＋　Ｑｒ　ｔｉｔ　Ｑｅ　ｄ＋　ｅｔ　ｆおよび
ｇは、材料の種類が定まると一義的にきまる定数である
。

上記（１）式から、　ＴＦ（Ｘ）　ｌ　ｈｐ　Ｉ　Ｈｌ
ｌ　Ｉ　Ｐ＋　Ｑｒａ、ｂ、ｃ、ｃｔ、ｅ、ｆおよびｇ
が与えられると。

ｖｌ、・はＴ　（ｘ　）の変動につれて一義的に定まる
。

仕上圧延機に送入される前の被圧延材の長手方向の温度
を全長にわたって計測する温度計により、第３図に示す
ごとき温度パターンＴ（ｘ）６が発信され、該温度パタ
ーンＴ（ｘ）６に基づき、仕上圧延機圧延速度を制御す
る計算機により、最小自乗法を用いて被圧延材長手方向
の温度平均値直線〒（ｘ）７が求められる。該温度平均
値直線〒（ｘ）の値を、（１）式のＴ（ｘ）として初期
設定圧延速度が算出され、該ＶＦなる圧延速度となるよ
うに仕上圧延機の圧延速度が制御される。さらに、前記
計算機により、前記温度平均値直線下（ｘ）と、温度パ
ターンＴ（ｘ）の温度差に対応して、冷却水流量Ｑおよ
び冷却水圧Ｐを前記温度差を補償する方向に増減させる
信号が冷却水制御装置に出力され。

冷却能力が変動して前記温度差が補償される。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例を第１図〜第４図により説明する
。仕上温度制御装置は、デイレ−テーブル５の上方に設
置され、該デイレ−テーブル５の全長を視野に入れ被圧
延材の温度を全長にねたつて計測する温度計１と、該温
度計１が発信する温度信号を受信して圧延速度および冷
却水流量ならびに冷却水圧力を算出する計算機８と、該
計算６の出力に基づいて圧延速度を制御する圧延速度制
御装置９と、前記計算機の出力に基づいて冷却水流量な
らびに圧力を制御する冷却水制御装置２０と、を備えて
いる。

■圧延機３で粗圧延された被圧延材２は１ｍ圧延機３の
出口側に接続して設けられたデイレ−テーブル５上を仕
上圧延機４に向は移送される。該デイレ−テーブル５上
の前記温度計１により、全長にわたり長手方向の温度分
布を計測された市況被圧延材２は、前記デイレ−テーブ
ル５に接続して設けられた仕上圧延機４に送入されて仕
上圧延され、同時に前記仕上圧延機４に付属して設けら
れた冷却水制部製ｖｌｉ２０により制御されているデス
ケーラ１０およびスタンド間スプレー１１により噴射さ
れる冷却水により冷却される。圧延ロールはロール冷却
水１２により冷却される。仕上圧延機を出た被圧延材２
は、最終的にコイルとじて巻き取られる。

前記温度計１で計測された被圧延材の全長にわたる長手
方向の温度分布は、各種補正がなされたのち、第２図に
示すような温度パターンデータとして、温度計１より計
算機８へ出力される。この温度パターンは、被圧延材の
進行方向先端を基点とし、進行方向尾端まで材料長さに
対応して出力される。被圧延材の両端および特に加熱炉
内でスキッドに接触していた部分は、他の部分に比較し
て温度が低く測定される現象がある。

第３図に、温度パターンＴ（ｘ）６として記載されてい
る前記温度パターンデータが入力された計算機８は、最
小自乗法により前記温度パターンＴ（ｘ）６から第３図
に示す材料長手方向の温度平均値直線−〒−（ｘ）を算
出する。更に温度パターンＴ（ｘ）および〒（Ｘ）より
、〒（ｘ）に対するＴ（ｘ）の最大値Ｔ（ｘｍａｘ）お
よび最小値Ｔ（ｘｍｉｎ）が算出される。

温度平均値直線〒（ｘ）が求められると、前記特公昭４
４−１３８２０号公報、特公昭４７−４１２２０号公報
および特公昭４８−３８２９５号公報に記載例のごとく
。

初期設定としての圧延速度、加速度および最高速度が順
次決定される。前記初期設定としての圧延速度、加速度
、最高速度は、〒（ｘ）に基づいて圧延機出側温度が仕
上目標温度となるよう算出されたものであり、前記算出
された圧延速度、加速度。

最高速度で圧延を行って圧延機出側温度を仕」二目標温
度にするには、〒（ｘ）と実際の変動温度であるＴ（ｘ
）の差を、冷却水の水圧Ｐや流量Ｑを変動させることに
より補償する必要がある。しかし、前記下（ｘ）とＴ（
ｘ）の差を補償するための冷却水の流量、水圧の変動幅
が冷却設備の操業条件の範囲以上となるときは、前記算
出された初期設定としての圧延速度、加速度および最高
速度を変更しなければならない。

前記（１）式において、冷却水圧Ｐ、冷却水”１ｒＱは
、冷却設備として操業条件として決められる最小値Ｐｍ
１ｎ　＋　Ｑｍｉｎおよび最大能力値Ｐｍａｘ。

Ｑｍａｘ　；ｅ−もっており、初期設定される圧延速度
ＶＦ１１は次の（２）　、　（３）式に示す条件を満た
す必要がある。

ｈＦ　　Ｖ口＋　　　　　Ｈ。

−ｆ−Ｐｍｌｎ　−ｑ−Ｑｍｉｎ ・・・・・・・・・（２） ＴＦＯ＋ΔＴＦＯ≦Ｔ　（ｘｍａｘ）　　　　　　　ａ
　−ｂ　Ｔ（ｘｏｂｘ）・・・・・・・・（３） ただし、ＴＦＯ・・・・・・・・・被圧延材の仕上目標
温度ΔＴｒｏ・・・・・・被圧延材の仕上目ｆＦ温度許
容誤差 （２）式は、冷却設備の最小能力で、Ｔ（ｘｍｉｎ）を
カバーしうる圧延速度、すなわち通板速度ＶＦＨの上限
を示している。また（３）式は、冷却設備の最大能力を
用いたとき、Ｔ（ｘｍａｘ）をカバーしうる通板速度Ｖ
Ｆ）Ｉの下限を示す。これは通板速度に限らず、あらゆ
る採用しうる圧延速度に対して言えることである。

第４図は、Ｔ（ｘ）を変数として、圧延速度ＶＦＩ＋と
、ｆ−Ｐ＋ｑ−Ｑの関係を示し、圧延速度■１〜は、上
記（２）　、　（３）式を満足するＶｐｍｉｎ＜Ｖｒ　
＜Ｖｒｍａｘの範囲内にあればよい。圧延速度としてＶ
　ｒｍｉｎを採用すれば、冷却水制御のうえからは有利
であるが、圧延設備の操業上の制約としての通板速度の
上下限値も考慮に入れて、圧延速度は決定される。冷却
水制御は、Ｔ（ｘ）を基準としているため、Ｖｒｍｉｎ
は、第４図ではＴ（ｘ）と、ｆ・Ｐｍ１ｎ＋　ｑ−Ｑｍ
ｉｎの交点より高い値となっているが、これは前述のよ
うに、温度変動のある被圧延材の全長にわたって温度制
御を行うのに必要な冷却能力を確保するためである。第
４図中のＴ（ｕｅａｄ）は、被圧延材先端の仕上入側温
度である。

通板速度ＶＦＲが決定されたのちは、Ｔ−（ｘ　）を基
準として、特公昭４８−３８２９５号公報明細書におい
て例示された手順により、加速度αおよび最高速度を決
定する。決定された前記通板速度、加速度および最高速
度に従って圧延すれば、被圧延材の尾端に至るまで、仕
上目標温度に制御される。

〒（ｘ）を基準とした仕上温度制御は、冷却水の流燵・
水圧を一定とした状態で速度制御により行われるが、第
３図Ｔ（ｘ）に対しては、〒（ｘ）　−Ｔ　（ｘ）の温
度変動に対応し、ｆ−Ｐ＋ｑ−Ｑを制御して−様な仕上
温度を実現できる。今、ｆ−Ｐ＋ｑ・Ｑの関数である冷
却能力を関数にとすると、第３図に示される温度パター
ンに対しては、第４図に示すごと＜Ｋ１１　を中心とし
。

Ｋ（ｘｍｉｎ）＜Ｋ＜Ｋ（ｘｍ＋ｚｘ）　　　　　”−
−４４）の間でＫを制御すればよい。

ＶＦＨが決まると、初期冷却水能力必要１Ｋ（Ｈｅａｎ
）が、 ・・・・・・・・・（５） により求められる。このＫ（Ｈｅａｔ）の値は、計算機
８により冷却水制御装置２０に出力され、冷却水は、冷
却水制御装置２０により前記Ｋ（ｏｅａｄ）に従って、
デイスケーラ１０．スタンド間スプレー１１、およびロ
ール冷却水１２に分配される。初期冷却水能力必要量Ｋ
（Ｈｅａｔ）が設定され、圧延が開始されると、被圧延
材２の動きが温度計１により監視され、単位錯雑ごとに
計算機８に信号が送られ、トラッキング信号を計算機８
内に発生する。

このトラッキング信号により、計算機８はＴ（ｘ）に対
応した冷却水能力の増減分ΔＫを。

Δに＝（ｂ−１）（〒（ｘ）−Ｔ（ｘ））　　　・−・
・（６）にて求め、Δにの増減を指示する信号を冷却水
制御装置２ｏに出力する。冷却水制御装置２ｏは。

前記Δにの増減を指示する信号を受け、現在の冷却水能
力をΔにだけ増減して、デスケーラ１０゜スタンド間ス
プレー１１およびロール冷却水１２に供給する。

上記のごとく、圧延前に計測された温度パターンから温
度平均値直線を算出し、該温度平均値直線と計ｄ１すさ
れた温度パターンとの温度差を冷却水能力の増減で補う
ので、前記温度平均値直線に基づいて算出された初期圧
延速度と加速度により圧延を行って、仕上目標温度を被
圧延材の全長にわたって維持することができる。

さらに、初期圧延速度を設定する際に、冷却設備の冷却
能力の最大値を用いて設定することにより、圧延速度を
最大限に高め、かつ仕上目標温度を維持できるので、圧
延設備の操業能力を高めることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、仕上圧延開始前に被圧延材の全長にわ
たる温度を平目ｌすし、長手方向の温度分布を温度信号
として発信する温度計が設けられ、前記温度信号から初
期圧延速度および加速度を算出する計算機が設けられた
ので、被圧延材の先端から尾端までの圧延速度を、冷却
水装置の冷却能力の範囲内で圧延速度の変動を最小とし
て設定して、仕上温度を目標温度に納めることが可能と
なり、後工程に及ぼす圧延速度の変動による影ツを低減
するとともに、圧延速度を冷却水袋はの冷却能力範囲内
でできるだけ速くする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す系統図であり。 第２図は被圧延材の長手方向の温度分布の例を示す図で
あり、第３図は被圧延材の温度パターンと温度平均値直
線の関係を示す図であり、第４図は圧延速度と冷却能力
の関係を示す図である。 １・・・温度計、２・・・被圧延材、４・・・仕上圧延
機、８・・・計３７機、２０・・・冷却水制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、仕上圧延機に送入される前の被圧延材の温度を計測
   し温度信号を発信する温度計と、前記温度信号を受信し
   受信した温度信号によつて圧延中の前記被圧延材を冷却
   する仕上圧延機に付属する冷却設備を制御する冷却水制
   御装置と、を備えた仕上温度制御装置において、 仕上圧延機に送入される前の前記被圧延材の全長にわた
   る温度を計測し、被圧延材の長さ方向の温度分布を温度
   信号として発信する温度計と； 前記温度信号から初期設定圧延速度および加速度を算出
   する計算機と； を有することを特徴とする仕上温度制御装置。 ２、初期設定圧延速度および加速度で圧延が行われる場
   合に生ずる被圧延材出側温度と仕上目標温度との温度差
   を、圧延開始前に計測された被圧延材の長手方向の温度
   分布を示す温度信号により冷却設備の出力を増減させて
   補償する計算機を備えたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の仕上温度制御装置。