JPH0275410A - 熱延鋼板の巻取温度制御方法 - 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、熱間圧延設備における仕上圧延後の熱延鋼板
の巻取温度制御精度の向上方法に関する。

［従来の技術］ 熱間仕上圧延機により仕上圧延された高温の熱延鋼板は
巻取機により巻取られ製品コイルとなるが、巻取機に巻
取られる熱延鋼板の温度である巻取温度により製品の機
械的性質等が影響されるので、巻取温度を制御するため
に冷却能力制御可能な冷却装置が、熱間仕上圧延機と巻
取機の間に設けられる。

第４図は、熱延鋼板の巻取温度制御装置の一例を示すブ
ロック図であって、１は熱間仕上圧延機としての仕上最
終圧延機、２は仕上最終圧延機１の出側に設置された板
厚計、３は同じく仕上最終圧延機１の出側に設置された
仕上出側温度計である。４は、図示しないランアウトテ
ーブルの上部および下部に設置され、１〜Ｎバンクに分
割されている水冷式の第１の冷却装置、５は熱延鋼板を
巻取る巻取機、６は仕上最終圧延機１の速度を検出する
速度検出器、７は巻取機の前に設置された巻取温度計、
８は仕上出側標準温度設定器、９は第１のフィードフォ
ワード制御回路、１０は第１のフィードバック制御回路
、１１は目標巻取温度設定器である。

一般に、熱延鋼板の巻取温度制御では、仕上最終圧延機
１の速度検出器６、仕上最終圧延機出側の板厚計２およ
び仕上出側温度計３により検出された速度、板厚、仕上
出側温度と、他の計算機からのデータリンク、あるいは
仕上出側標準温度設定器８．目標巻取温度設定器１１等
の定数設定器によって読み込まれた制御対象材に関する
諸データとを、第１のフィードフォワード制御回路９に
入力し、同第１のフィードフォワード制御回路９におい
て、目標の巻取温度を確保するための所要注水量を算出
し、第１の冷却装置４の注水量を制御（以下、仕上出側
温度計によるフィードフォワード制御ということがある
）している。

このフィードフォワード制御では、圧延速度の急変や注
水量の増減等の種々の外乱や制御モデルの精度等により
十分な巻取温度精度を確保するのは非常に困難なため、
巻取温度計５で検出された実績の巻取温度と目標巻取温
度設定器１１．に設定された目標巻取温度との偏差から
、第１のフィードバック回路１０でこの偏差が小さくな
るよう微調注水量を演算し注水制御を行うフィードバッ
ク制御も併用されている。

第５図は、さらに巻取温度精度の向上を図った装置の例
であり、１２は第１の冷却装置に後続して図示しないラ
ンアウトテーブルの上部および下部に設置され、１〜Ｍ
バンクに分割されている水冷式の第２の冷却装置、１３
は第１の冷却装置４と第２の冷却装置１２との間に設置
された中間温度計、１４は目標中間温度設定器、１５は
第２のフィードフォワード制御回路である。

同第５図においては、第２の冷却装置１２を設け、第１
の冷却装置４と第２の冷却装置１２との間に中間温度計
１３を設置し、この中間温度計１３より上流側の第１の
冷却装置４のフィードバック注水制御（以下、中間温度
計によるフィードバック制御ということがある）と、中
間温度計１３より下流側の第２の冷却装置１２のフィー
ドフォワード注水制御（以下、中間温度計によるフィー
ドフォワード制御ということがある）が行われる。

［解決しようとする課題］ 熱間仕上圧延機の出側温度は、通常加熱炉のスキッドに
対応した変動や圧延機の加減速に対応した変動等の、低
い周波数の温度変動であるが、中間温度や巻取温度は、
水切スプレーのオン・オフや注水量の増減等の不連続な
要因等による高い周波数の成分と、仕上圧延機出側温度
の影響による低い周波数の成分とが混在したものとして
検出される。

フィードバック制御は、応答性の向上のため通常比例積
分制御で、温度計で検出された値から目標温度との偏差
を算出し、其の偏差が小さくなるような注水量の演算を
行い、バルブのオン・オフあるいは流量調節を行ってい
るが、熱延鋼板の走行時間、温度計の検出時間、注水量
の演算時間およびバルブのオン・オフ時間あるいは流量
調節時間等の要因により、検出された温度とは異なった
部分に注水制御することになる。このため、上記したよ
うに高周波成分と低周波ないし直流成分とが混在して検
出された温度変動において、特に高周波成分の偏差に対
して、巻取温度精度が悪化しないような制御ゲインにせ
ざるをえず応答性が悪くなり、十分な精度が得られない
。

また、中間温度計によるフィードフォワード制　　′御
では比例制御を行っているが、材料のトラッキングを行
い検出された温度の部分で注水制御しているため、上記
のフィードバック制御のような温度検出点と制御点とが
ずれる問題はない。しかしフィードフォワード制御では
、注水制御手段の操業中の性能変化を検出補正すること
がないため、巻取温度の目標値にたいして実績値平均が
大きく偏ることがある。このため、目標の巻取温度を確
保するのは非常に困難である。

本発明は、上記の問題点を解決しようとするもので、簡
素な装置の付加によって、冷却制御系の制御精度を向上
させる方法を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の熱延鋼板の巻取温度制御方法は、冷却装置の入
側に配置された入側鋼板温度計で検出された信号を制御
入力としてフィードフォワード式により、且つ、前記冷
却装置の出側に配置された出側鋼板温度計で検出された
信号をフィードバック信号とした制御回路の入力から高
周波成分を除いてフィードバック式により、前記冷却装
置の注水量を制御することを特徴としている。

［作用］ 熱延鋼板の水冷冷却装置においては、注水量の増減の不
連続等によりフィードバック制御回路内に望ましくない
高周波成分の信号の生成があることがあり、それによっ
て熱延鋼板の冷却むらを生ずることがある。もし、冷却
むらが生ずると出側鋼板温度計の検出信号の高周波成分
増加の原因となり、同高周波成分が帰還されて、前記制
御回路内生成信号と相乗し、制御系は著しく不安定とな
る。

本発明の方法においては、フィードバック制御回路の制
御出力とフィードフォワード制御回路の制御出力とによ
り冷却装置の注水量を制御しており、且つ、フィードバ
ック制御回路の入力にローパスフィルタを付加して、高
周波成分のフィードバック制御回路への入力を制限して
、前記高周波成分の帰還によるフィードバック制御回路
の不安定を抑制している。

これにより、鋼板温度の高速変化は入側鋼板温度計の検
出信号によるフィードフォワード制御で、長時間変化は
出側鋼板温度計の検出信号のローパスフィルタを付加し
たフィードバック制御で分担制御して、制御を不安定に
することなくフィードバック制御の帰還ループゲインを
大きくして、制御精度を向上させている。

［実施例］ 以下１本発明の一実施例を図面により詳細に説明する。

なお、既述の符号は同一の部分を示しており、説明を省
略する。

第１図は、一実施例としての熱延鋼板の巻取温度制御方
法による制御装置のブロック図であって、１６は第２の
フィードバック制御回路、１７は入側鋼板温度計として
の中間温度計１３の検出信号の高周波成分のみを通過さ
せるバイパスフィルタ、１８は出側鋼板温度計としての
巻取温度計７の検出信号の低周波ないし直流成分を通過
させる第２のローパスフィルタである。

本実施例の方法による装置はこのように構成されており
、次のように動作する。

中間温度計１３で検出された鋼板温度信号を。

目標中間温度設定器１４に設定された目標の中間温度と
比較してその偏差を算出し、その偏差をバイパスフィル
タ１７を通して高周波成分のみを取り出し、それに対し
てフィードフォワード制御を実施する。このことにより
熱延鋼板の高速な温度変動を除去する。それとともに、
巻取温度計７で検出された信号と目標巻取温度設定器１
１に設定された目標の巻取温度との偏差に対して、第２
のローパスフィルタ１８で低周波ないし直流成分を取り
出してフィードバック制御を行うことにより、目標の巻
取温度を確保する。

このようにして、本実施例の方法により、フィードバッ
ク制御回路１６への入力から高周波成分を除去して１巻
取温度計７によるフィードバック制御の制御ゲインを大
きくすることが可能となり、フィードバック制御の精度
応答性を向上することができる。このことにより巻取温
度の精度が向上する。

また、ここでは中間温度計１３で検出された信号のうち
、高周波成分のみを取り出してフィードフォワード制御
を行ったが、注水制御を行う冷却装置の冷却能力に余裕
があれば、高周波成分と低周波ないし直流成分の両方の
成分に対して、中間温度計１３によるフィードフォワー
ド制御を実施しても良い。

また、別の方法として、第２図に示すように、中間温度
計１３で検出された信号と目標の中間温度との偏差を、
バイパスフィルタ１７と第１のローパスフィルタ１９に
より高周波成分と低周波ないし直流成分とに分離し、こ
の低周波ないし直流成分によって中間温度計１３直前の
第１の冷却装置４をフィードバック制御し、高周波成分
によって中間温度計１３直後の第２の冷却装置１２をフ
ィードフォワード制御する。それとともに、巻取温度計
７からの信号と目標巻取温度との偏差を、第２のローパ
スフィルタ１８で低周波ないし直流成分を取り出して、
それに対してフィードバック制御を行う。

これにより、フィードフォワード、フィードバック両方
式が、特徴を発揮できる信号周波数領域で相手方式の影
響を受けることなく動作し、制御系が不安定となること
なく、帰還ループゲインを大きくして、精度のよい制御
を行って、巻取温度精度の向上を図ることができる。

なお、ここで用いるフィルタは、ハードフィルタでもソ
フトフィルタでもかまわない。

本実施例の方法による具体例を第３図に示す。

同図は、板厚２．３ｍｍ、板幅９１４Ｉｌ１ｍ、仕上出
側温度９００°Ｃ１目標巻取温度５５０℃、最高圧延速
度（速度検出機６の計測値）　１０００　ｍ／ｍｉｎの
熱延鋼板に本発明を適用した場合である。従来の制御方
法（第５図）で行った場合の熱延鋼板の先端から後端に
かけての巻取温度を破線２１で、本発明の制御方法（第
２図）で行った場合を実線２２で示す。２３は目標巻取
温度である。従来の制御方法に比べ、本発明の制御方法
を実施することにより１巻取塩度精度は非常に向上して
いる。

［発明の効果コ 本発明の熱延鋼板の巻取温度制御方法は、冷却装置の入
側に配置された入側鋼板温度計で検出された信号を制御
入力としてフィードフォワード式により、且つ、前記冷
却装置の出側に配置された出側鋼板温度計で検出された
信号をフィードバック信号とした制御回路の入力から高
周波成分を除いてフィードバック式により、前記冷却装
置の注水量を制御しており、制御系の不安定化なしに制
御ループゲインを大きくすることができて、従来の方法
に比べて熱延鋼板の先端から後端にわたり巻取温度精度
が大きく向上し、長手方向の機械的性質が均一化し、歩
留まりの向上による大きな経済的効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例としての熱延鋼板の巻取温度制御方法
による制御装置のブロック図、第２図は他の実施例とし
ての熱延鋼板の巻取温度制御方法による制御装置のブロ
ック図、第３図は実施例方法による巻取温度計測例を示
すグラフ、第４図は従来の熱延鋼板の巻取温度制御装置
のブロック図、第５図は他の従来の熱延鋼板の巻取温度
制御装置のブロック図である。 １・・・・・・熱間仕上圧延機としての仕上最終圧延機
、２・・・・・・板厚計、３・・・・・・仕上出側温度
計、４・・・・・・第１の冷却装置、５・・・・・・巻
取機、６・・・・・・速度検出器、７・・・・・・出側
鋼板温度計としての巻取温度計、８・・・・・・仕上出
側標準温度設定器、９・・・・・・第１のフィードフォ
ワード制御回路、１０・・・・・・第１のフィードバッ
ク制御回路、１１・・・・・・目標巻取温度設定器、１
２・・・・・第２の冷却装置、１３・・・・・・入側鋼
板温度計としての中間温度計、１４・・・・・・目標中
間温度設定器、１５・・・・・・第２のフィードフォワ
ード制御回路、１６・・・・・・第２のフィードバック
制御回路、１７・・・・・・バイパスフィルタ、１８・
・・・・・第２のローパスフィルタ、１９・・・・・・
第１のローパスフィルタ。 特許出願人　株式会社　神戸製鋼所 代理人　　弁理士　　小　林　　傅 第１図 揶２図 第３図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱間仕上圧延機に後続して、水冷式の冷却装置と
   、巻取機とが設けられ、冷却装置の注水量を制御して、
   巻取機に巻取られる熱延鋼板の温度を所定値とする熱延
   鋼板の巻取温度制御方法において、前記冷却装置の入側
   に配置された入側鋼板温度計で検出された信号を制御入
   力としてフィードフォワード式により、且つ、前記冷却
   装置の出側に配置された出側鋼板温度計で検出された信
   号をフィードバック信号とした制御回路の入力から高周
   波成分を除いてフィードバック式により、前記冷却装置
   の注水量を制御することを特徴とする熱延鋼板の巻取温
   度制御方法。
2. （２）前記冷却装置の入側に配置された入側鋼板温度計
   で検出された信号の高周波成分を制御入力としてフィー
   ドフォワード式により、且つ、前記冷却装置の出側に配
   置された出側鋼板温度計で検出された信号をフィードバ
   ック信号とした制御回路の入力から高周波成分を除いて
   フィードバック式により、前記冷却装置の注水量を制御
   することを特徴とする請求項１記載の熱延鋼板の巻取温
   度制御方法。