JPH0468045B2 - - Google Patents
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- JPH0468045B2 JPH0468045B2 JP57081221A JP8122182A JPH0468045B2 JP H0468045 B2 JPH0468045 B2 JP H0468045B2 JP 57081221 A JP57081221 A JP 57081221A JP 8122182 A JP8122182 A JP 8122182A JP H0468045 B2 JPH0468045 B2 JP H0468045B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
- B21B37/76—Cooling control on the run-out table
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
本発明は、鋼材を熱間圧延する際に最適の変態
巻取温度設定のため各種計測データに基づき各鋼
種による変態状態の変化を把握し、各鋼材の変態
開始場所や変態完了場所を任意の位置にコントロ
ールする熱間圧延機における変態巻取温度制御方
法法及び同装置に関するものである。 一般的に炭素鋼及び合金鋼の熱間圧延におい
て、仕上圧延機を出た後での熱延鋼材は冷却によ
つてγ鉄オーステナイト組織よりα鉄パーライト
組織に変態する変態温度点に達すると変態に伴う
発熱Ｂ象を生じてくる。こうした変態発熱量は炭
素含有量で一義的にきまつてはくるが、鋼材の用
途、仕向先等によつて変態開始場所や変態完了場
所が種々変化してくる。 この状況を第１図乃至第４図に基づいて例示す
ると、第１図の未変態巻取温度制御は粗大パーラ
イト組織を得るために潜伏時間を延ばし変態開始
を巻取時点T1以後に制御するものであり、第２
図の変態中巻取温度制御は球状パーライト組織を
得るために変態開始を巻取温度計の所で制御する
ものであり、第３図の変態完了巻取温度制御は均
質な微細パーライト組織を得るために巻取温度計
の所で変態完了させて完了後に巻取を行うもので
あり、第４図の変態開始巻取温度制御は均質なパ
ーライト組織を得るために中間温度計の所で変態
開始、巻取温度計の所で変態完了の如く変態温度
を略一定に保持制御するものである。 このように各鋼種によつて変態状態は種々変化
しているにもかかわらず従来の熱間圧延に於いて
は、巻取目標温度のみの制御によつて操業を行つ
ていたため前記図面でもわかる如く変態に伴う同
一温度が３箇所もあり、オペレーターにとつては
その温度が３様の変態状況即ち未変態、変態中、
変態完了のいずれの状態か不明のまま巻取つてい
たため、鋼材組織にバラつきが生じて均一な機械
的性質の製品を得る妨げとなつていた。 本発明はこうした難点を解消し、仕上圧延機を
通過してホツトランテーブル上を移動するストリ
ツプの各位置での温度分布ならびに巻取温度を計
測して、製品の用途を仕向先に応じた巻取目標温
度と変態状態を制御するため該ストリツプに対し
随時冷却注水を行う変態巻取温度の制御方法及び
同装置を提供するものである。 なお、本発明は、炭素含有量が0.10〜1.7％の
炭素鋼または合金鋼を対象にしているが、これは
炭素含有量が0.10％以下では変態発熱量が少ない
ため、圧延操業上問題（変態温度の検出が難し
い）とならないし、炭素含有量が1.7％を超える
と、鋼板は極端な過共析鋼となり薄鋼板のおいて
は実用的ではないからである。 図面に基づいてこの発明に係る熱間圧延機にお
ける変態巻取温度制御方法及び同装置の一実施態
様を説明する。 ストリツプ４の移動方向に沿つて熱延仕上圧延
機１、冷却装置２、巻取装置３と配置されてお
り、No.１からNo.６までの各スタンドにより構成さ
れた仕上圧延機１と冷却装置２との間には、前記
No.６スタンドに取付けたパルス発振器１９及び厚
さ計２０とストリツプ温度測定用の仕上出側温度
計５をそれぞれ設置している。 また冷却装置２内のホツトランテーブル２１を
挟んで上下に配置した注水バンク８，８に注水す
る各注水ノズル９にはそれぞれ水量制御バルブ１
０を設けて流水制御自在とすると共に、同じく冷
却装置２内の中間任意箇所にストリツプ温度測定
用の中間温度計６を設置している。 さらに冷却装置２と巻取装置３との間には巻取
温度計７を設置し、前記各種計測器類のデーター
に基づく制御のために、各種制御装置即ち初期設
定装置１１、上位コンピユータ１２、冷却情報受
信装置１３、所要バンク数計算装置１４、注水マ
トリツクス作成装置１５、注水バンク制御装置１
６、フイードバツク制御装置１７、学習装置１８
等を設けて熱間圧延機における変態巻取温度制御
装置は構成されている。 ここで鋼材の各移動位置における冷却による各
種温度降下モデルを示すと次の如くなる。 １ 空冷域での温度降下モデル dθ／dt＝−Ｂ／ｈ｛（θ＋273）4 −（θA＋273）4｝−Ac／ｈ（θ−θA） Aλ／ｈ（θ−θw）＋qt／Cρ ２ 水冷域での温度降下モデル dθ／dt＝−Au／ｈ（θ−θw）−Al／ｈ （θ−θw）−Aλ／ｈ（θ−θw）＋qt／Cρ ３ 下部バンクのみの水冷域での温度降下モデル dθ／dt＝−Ｂ／ｈ｛（θ＋273）4 −（θA＋273）4｝−Ac／ｈ（θ−θA） −Al／ｈ（θ−θw）＋qt／Cρ 但し、 θ：材温℃ ｔ：時間sec Ｂ：幅射定数mm／sec・deq3 Al：下部バンク水冷定数mm／sec Ac：空冷定数mm／sec Aλ：テーブルローラーへの伝熱定数mm／sec θA：気温℃ ｈ：板厚mm qt：単位時間当り発生する変態熱kcal／m3・
sec Ｃ：比熱kcal／Kg ρ：比重Kg／m3 Au：上部バンク水冷定数 θw：水温℃ とする。尚、モデル式の係数 Ｂ，Au，Ak，Ac，Aλ は実操業データのオフライン計算により求め、変
態熱は鋼種と変態開始温度とで決まる変態時間
と、鋼種のみに依存する変態総発熱量とから求め
る。連続冷却による潜伏期の消費と恒温保持によ
る潜伏期の消費において、それぞれ消費の仕方は
異なるが、消費量が同じでそのときの温度も同じ
ならほぼ同じ変態挙動を示すことが知られてい
る。 このため、本発明においては、変態開始タイミ
ングは恒温変態曲線からマニング・ロリツク
（MANNING−LORIG）の方法により計算して
求める。 即ち、恒温変態曲線（TTT曲線）からホツト
ランテーブルにおける冷却での変態開始タイミン
グを求める。 第６図に恒温変態曲線の一例を示す。この第６
図では、例えば材料を800℃から650℃に急冷し、
650℃に保持すると2.4秒後に変態が始まり21秒後
に終了することを示している。TTT曲線を求め
る実験には非常に小さな試験片を使用し質量効果
の影響を極力少なくしている。 しかし、ホツトランテーブルにおける冷却のよ
うにある冷却速度で材料を冷却する場合には変態
開始タイミングをTTT曲線から求めめることが
できない。これは周知の事実である。 マニング・ロリツクの方法は変態開始に至るま
での過冷却状態において、第１式で定義される潜
伏期量が「0.1」に達した時点で変態が開始する
との考え方に基づいている。 Ｉ＝∫１／Vc・１／Ｚ(T)dt ……(1) 但しＴは被圧延材温度、Ｚ(T)は温度Ｔにおける
TTT曲線での変態開始時間である。 第１式のVcは冷却速度である。第１式を、微
小時間△ｔ間の潜伏期量△Ｉを用いて表すと第２
式のようになる。 Ｉ（T1→T2）＝o 〓j=1 △Ij＝o 〓j=1 △tj／Zj …(2) ただし、ｊは材料温度T1からT2までを２分割
したうちのある１分割、△Ijはｊ番目の計算区分
における潜伏期量、△tjはｊ番目の温度区間に潜
在した時間、Zjはｊ番目の温度区間の平均潜伏時
間を表わす。 また、変態終了タイミングを求める方法には種
種の方法があるが、例えば、変態開始温度におけ
る変態時間をTTT曲線から求め、変態開始時刻
に加算することにより変態終了タイミングを求め
ればよい。 更に変態中の潜熱を計算する方法は、変態潜熱
が被圧延材の成分によつて決まることに基づいて
いる。即ち潜熱を実験により求めておき、被圧延
材の成分に従つて潜熱を計算する。単位時間あた
りに発生する変態熱は変態潜熱を変態時間で割る
ことにより求まる。 変態状態の変化は潜伏期量と変態熱容量の関係
から把握できる。即ち 未変態 潜伏期量＜1.0 変態中 潜伏期量＝1.0かつ変態熱容量＝０ （変態開始時刻から変態時間経過して
いない。） 変態完了 潜伏期量＝1.0かつ変態熱容量＝０ （変態開始時刻から変態時間経過して
いる。） また、変態熱容量、変態開始温度、変態時間を
加味した冷却水の注水は、前述の空冷域での温度
降下モデル dθ／dt＝−Ｂ／ｈ｛（θ＋273）4 −（θA＋273）4｝−Ac／ｈ（θ−θA） −Aλ／ｈ（θ−θw）＋qt／Cρ において、変態熱容量、変態時間は、単位時間当
り発生する変態熱qtを求める為に使用している。
即ち qt＝変態熱容量／変態時間 である。 又、変態開始温度は、潜伏期量が1.0となつた
時の温度であり、変態時間は、変態熱を加味して
温度降下を求める。 以上の様にして、所望の変態状態と巻取温度と
なる様、温度降下モデルのdθ／dtに基づき冷却水
を注水する。 更に、前述の水冷域での温度降下モデル、前述
の下部バンクのみの水冷域での温度降下モデルに
ついても、同様である。 更に仕上出側温度計の測定値は、第８図に示す
如く、最初の材温（θ）として利用する。即ち、
空冷域での温度降下モデル dθ／dt＝−Ｂ／ｈ｛（θ＋273）4 −（θA＋273）4｝−Ac／ｈ（θ−θA） −Aλ／ｈ（θ−θw）＋qt／Cρ の材温（θ）として使用する水冷域での温度降下
モデル、下部バンクのみの水冷域での温度降下モ
デルについても、同様である。 更にまた、中間温度計、巻取温度計は、第９図
乃至第１１図に示す如く変態状態の検証として使
用される。 巻取温度計の測定値は、フイードバツク制御
（目標巻取温度と実績温度の偏差で修正制御）に
おいて使用される。 更に、仕上出側温度計、中間温度計、巻取温度
計の測定値は、実績管理としても使用される。 こうして得られた各種数値の必要データは前記
冷却情報受信装置１３にストリツプ４の冷却情報
及び変態情報として入力しておく。 そして実際の変態巻取温度制御を行うに当つて
は、移動したきたストリツプ４が仕上圧延機１の
No.１スタンドに噛込むと、まず初期設定装置１１
が作動し、上位コンピユータ１２を介して冷却情
報受信装置１３に受信されているストリツプ４の
各種冷却情報ならびに変態情報に基づいてストリ
ツプ４の先端部分に必要な注水バンク数及び注水
パターンを計算する。 そして注水バンク制御装置１６を作動させ、前
記冷却装置２内の上下の注水バンク８，８に注水
する各注水ノズル９に設置の水量制御バルブ１０
の開閉指令を出力する。 さらにストリツプ４の移動が進み仕上圧延機１
のNo.６スタンドに噛込んだ時点からパルス発信器
１９により一定長さピツチ毎の割込信号が発生
し、所要バンク数計算装置１４を作動させる。そ
してこの時点での仕上出側温度計５、中間温度計
６、巻取温度計７における各温度、その他材速板
厚、注水パターン等を計測した各種データを加味
した冷却情報装置１３の冷却情報及び変態情報に
基づいて仕上出側温度計５の直下部分の必要注水
バンク数を計算し、次の注水マトリツクス作成装
置１５によりバンク応答遅れ、通過時間等を考慮
した注水マトリツクスを作成し、これにより注水
バンク制御装置１６を作動させ前記同様各水量制
御バルブ１０の開閉指令を出力する。 さらにストリツプ４の移動が進み、その先端が
巻取温度計７に達するとフイードバツク制御装置
１７を作動し、該巻取温度計７が目標巻取温度と
なるように制御していく。またコイル間の変動に
対しては学習装置９を作動して適宜制御するもの
である。 こうしてストリツプ４の温度分布を各種計測器
による測定データならびに各鋼種による各変態状
態のデータ等を加味して、冷却水をストリツプ４
に注水することによりホツトランテーブル２１上
での変態発熱現象を自在に制御するものである。 ここで、所要バンク数計算の方法を説明する。
第１図に示すように同一温度が３点あるが、それ
ぞれ (1) 変態開始前 (2) 変態中 (3) 変態完了後 の違いがある。 これを区別するには、例えば巻取温度制御装置
に対して上位計算機から目標巻取温度と変態状態
（変態前、中、完了後）の情報を与えればよい。 第７図はホツトランテーブルにおける所要バン
ク数計算方法を模式的に示したものであり、また
変態完了後巻取の例を示している。 第７図イ被圧延材が変態するまでの潜伏期量を
模式的に表わしており、潜伏期量が1.0に達した
タイミングで変態が始まることを示している。こ
の例では注水バンクをNo.１からNo.３までとした場
合、タイミングX1で変態が始まり目標巻取温度
より高い温度Tct1で巻取られ、また注水バンク
をNo.１からNo.５までとした場合、タイミングX3
で変態が始まり目標巻取温度より低い温度Tct3
で巻取られ、そして注水バンクをNo.１からNo.４ま
でとした場合、タイミングX2で変態が始まり目
標巻取温度近傍の温度Tct2で巻取られることを
表している。 すなわち所要バンク数計算装置は、例えば、注
水バンクをNo.１から順に増やしながら目標巻取温
度と変態状態（変態前、中、完了後）の条件を満
たす所要バンク数を計算する。 上述した如く、本発明に係わる熱間圧延機にお
ける変態巻取温度制御方法は、炭素含有量0.10〜
1.7％の炭素鋼または合金鋼を熱間圧延する方法
に於いて、熱延仕上圧延機１から冷却装置２を経
て巻取機３に向けて移動しているストリツプ４の
温度分布を仕上出側温度計５、冷却装置２中の中
間温度計６、巻取温度計７によつて測定し、さら
に鋼種に依存する変態熱容量、変態開始温度、変
態時間を加味して冷却水を前記ストリツプ４に注
水することによつて変態開始場所、変態終了場所
を任意の場所に制御し、所要の鋼材特性により巻
取機３における温度分布を未変態状態、変態中状
態、変態完了状態に制御し、また中間温度計の位
置で変態開始制御するものである。 また同じく変態巻取温度制御装置は、ストリツ
プ４の移動方向に沿つて配置したところの熱延仕
上圧延機１と冷却装置２との間にストリツプ温度
測定用仕上出側温度計５を設け、且つ冷却装置２
の中間任意箇所にストリツプ温度測定用冷却装置
内中間温度計６を設け、更に冷却装置２と巻取機
３の間に巻取計７を設け、また冷却装置２内の各
注水ノズル９用の水量制御バルブ１０の流水量を
制御する注水バンク制御装置１６が前記仕上出側
温度計５、中間温度計６、巻取温度計７の信号を
受ける如く構成されたものである。 第１２図は板厚4.0mmの機械構造用鋼S45C Ｃ 0.42〜0.48 （重量％） Si 0.15〜0.35 （重量％） Mn 0.6〜0.9 （重量％） Ｐ 0.03以下 （重量％） Ｓ 0.035以下 （重量％） を、本発明で圧延を行つたときの、熱延帯鋼の冷
却状態とそれに伴う帯鋼の変態状態を、仕上圧延
機の最終スタンドを通過して巻取機に至る間の状
態を示す。 表１は前記機械構造用鋼であるS45について未
変態、変態中、変態完了後にそれぞれ巻取を行つ
た場合の機械的性質を示す。
巻取温度設定のため各種計測データに基づき各鋼
種による変態状態の変化を把握し、各鋼材の変態
開始場所や変態完了場所を任意の位置にコントロ
ールする熱間圧延機における変態巻取温度制御方
法法及び同装置に関するものである。 一般的に炭素鋼及び合金鋼の熱間圧延におい
て、仕上圧延機を出た後での熱延鋼材は冷却によ
つてγ鉄オーステナイト組織よりα鉄パーライト
組織に変態する変態温度点に達すると変態に伴う
発熱Ｂ象を生じてくる。こうした変態発熱量は炭
素含有量で一義的にきまつてはくるが、鋼材の用
途、仕向先等によつて変態開始場所や変態完了場
所が種々変化してくる。 この状況を第１図乃至第４図に基づいて例示す
ると、第１図の未変態巻取温度制御は粗大パーラ
イト組織を得るために潜伏時間を延ばし変態開始
を巻取時点T1以後に制御するものであり、第２
図の変態中巻取温度制御は球状パーライト組織を
得るために変態開始を巻取温度計の所で制御する
ものであり、第３図の変態完了巻取温度制御は均
質な微細パーライト組織を得るために巻取温度計
の所で変態完了させて完了後に巻取を行うもので
あり、第４図の変態開始巻取温度制御は均質なパ
ーライト組織を得るために中間温度計の所で変態
開始、巻取温度計の所で変態完了の如く変態温度
を略一定に保持制御するものである。 このように各鋼種によつて変態状態は種々変化
しているにもかかわらず従来の熱間圧延に於いて
は、巻取目標温度のみの制御によつて操業を行つ
ていたため前記図面でもわかる如く変態に伴う同
一温度が３箇所もあり、オペレーターにとつては
その温度が３様の変態状況即ち未変態、変態中、
変態完了のいずれの状態か不明のまま巻取つてい
たため、鋼材組織にバラつきが生じて均一な機械
的性質の製品を得る妨げとなつていた。 本発明はこうした難点を解消し、仕上圧延機を
通過してホツトランテーブル上を移動するストリ
ツプの各位置での温度分布ならびに巻取温度を計
測して、製品の用途を仕向先に応じた巻取目標温
度と変態状態を制御するため該ストリツプに対し
随時冷却注水を行う変態巻取温度の制御方法及び
同装置を提供するものである。 なお、本発明は、炭素含有量が0.10〜1.7％の
炭素鋼または合金鋼を対象にしているが、これは
炭素含有量が0.10％以下では変態発熱量が少ない
ため、圧延操業上問題（変態温度の検出が難し
い）とならないし、炭素含有量が1.7％を超える
と、鋼板は極端な過共析鋼となり薄鋼板のおいて
は実用的ではないからである。 図面に基づいてこの発明に係る熱間圧延機にお
ける変態巻取温度制御方法及び同装置の一実施態
様を説明する。 ストリツプ４の移動方向に沿つて熱延仕上圧延
機１、冷却装置２、巻取装置３と配置されてお
り、No.１からNo.６までの各スタンドにより構成さ
れた仕上圧延機１と冷却装置２との間には、前記
No.６スタンドに取付けたパルス発振器１９及び厚
さ計２０とストリツプ温度測定用の仕上出側温度
計５をそれぞれ設置している。 また冷却装置２内のホツトランテーブル２１を
挟んで上下に配置した注水バンク８，８に注水す
る各注水ノズル９にはそれぞれ水量制御バルブ１
０を設けて流水制御自在とすると共に、同じく冷
却装置２内の中間任意箇所にストリツプ温度測定
用の中間温度計６を設置している。 さらに冷却装置２と巻取装置３との間には巻取
温度計７を設置し、前記各種計測器類のデーター
に基づく制御のために、各種制御装置即ち初期設
定装置１１、上位コンピユータ１２、冷却情報受
信装置１３、所要バンク数計算装置１４、注水マ
トリツクス作成装置１５、注水バンク制御装置１
６、フイードバツク制御装置１７、学習装置１８
等を設けて熱間圧延機における変態巻取温度制御
装置は構成されている。 ここで鋼材の各移動位置における冷却による各
種温度降下モデルを示すと次の如くなる。 １ 空冷域での温度降下モデル dθ／dt＝−Ｂ／ｈ｛（θ＋273）4 −（θA＋273）4｝−Ac／ｈ（θ−θA） Aλ／ｈ（θ−θw）＋qt／Cρ ２ 水冷域での温度降下モデル dθ／dt＝−Au／ｈ（θ−θw）−Al／ｈ （θ−θw）−Aλ／ｈ（θ−θw）＋qt／Cρ ３ 下部バンクのみの水冷域での温度降下モデル dθ／dt＝−Ｂ／ｈ｛（θ＋273）4 −（θA＋273）4｝−Ac／ｈ（θ−θA） −Al／ｈ（θ−θw）＋qt／Cρ 但し、 θ：材温℃ ｔ：時間sec Ｂ：幅射定数mm／sec・deq3 Al：下部バンク水冷定数mm／sec Ac：空冷定数mm／sec Aλ：テーブルローラーへの伝熱定数mm／sec θA：気温℃ ｈ：板厚mm qt：単位時間当り発生する変態熱kcal／m3・
sec Ｃ：比熱kcal／Kg ρ：比重Kg／m3 Au：上部バンク水冷定数 θw：水温℃ とする。尚、モデル式の係数 Ｂ，Au，Ak，Ac，Aλ は実操業データのオフライン計算により求め、変
態熱は鋼種と変態開始温度とで決まる変態時間
と、鋼種のみに依存する変態総発熱量とから求め
る。連続冷却による潜伏期の消費と恒温保持によ
る潜伏期の消費において、それぞれ消費の仕方は
異なるが、消費量が同じでそのときの温度も同じ
ならほぼ同じ変態挙動を示すことが知られてい
る。 このため、本発明においては、変態開始タイミ
ングは恒温変態曲線からマニング・ロリツク
（MANNING−LORIG）の方法により計算して
求める。 即ち、恒温変態曲線（TTT曲線）からホツト
ランテーブルにおける冷却での変態開始タイミン
グを求める。 第６図に恒温変態曲線の一例を示す。この第６
図では、例えば材料を800℃から650℃に急冷し、
650℃に保持すると2.4秒後に変態が始まり21秒後
に終了することを示している。TTT曲線を求め
る実験には非常に小さな試験片を使用し質量効果
の影響を極力少なくしている。 しかし、ホツトランテーブルにおける冷却のよ
うにある冷却速度で材料を冷却する場合には変態
開始タイミングをTTT曲線から求めめることが
できない。これは周知の事実である。 マニング・ロリツクの方法は変態開始に至るま
での過冷却状態において、第１式で定義される潜
伏期量が「0.1」に達した時点で変態が開始する
との考え方に基づいている。 Ｉ＝∫１／Vc・１／Ｚ(T)dt ……(1) 但しＴは被圧延材温度、Ｚ(T)は温度Ｔにおける
TTT曲線での変態開始時間である。 第１式のVcは冷却速度である。第１式を、微
小時間△ｔ間の潜伏期量△Ｉを用いて表すと第２
式のようになる。 Ｉ（T1→T2）＝o 〓j=1 △Ij＝o 〓j=1 △tj／Zj …(2) ただし、ｊは材料温度T1からT2までを２分割
したうちのある１分割、△Ijはｊ番目の計算区分
における潜伏期量、△tjはｊ番目の温度区間に潜
在した時間、Zjはｊ番目の温度区間の平均潜伏時
間を表わす。 また、変態終了タイミングを求める方法には種
種の方法があるが、例えば、変態開始温度におけ
る変態時間をTTT曲線から求め、変態開始時刻
に加算することにより変態終了タイミングを求め
ればよい。 更に変態中の潜熱を計算する方法は、変態潜熱
が被圧延材の成分によつて決まることに基づいて
いる。即ち潜熱を実験により求めておき、被圧延
材の成分に従つて潜熱を計算する。単位時間あた
りに発生する変態熱は変態潜熱を変態時間で割る
ことにより求まる。 変態状態の変化は潜伏期量と変態熱容量の関係
から把握できる。即ち 未変態 潜伏期量＜1.0 変態中 潜伏期量＝1.0かつ変態熱容量＝０ （変態開始時刻から変態時間経過して
いない。） 変態完了 潜伏期量＝1.0かつ変態熱容量＝０ （変態開始時刻から変態時間経過して
いる。） また、変態熱容量、変態開始温度、変態時間を
加味した冷却水の注水は、前述の空冷域での温度
降下モデル dθ／dt＝−Ｂ／ｈ｛（θ＋273）4 −（θA＋273）4｝−Ac／ｈ（θ−θA） −Aλ／ｈ（θ−θw）＋qt／Cρ において、変態熱容量、変態時間は、単位時間当
り発生する変態熱qtを求める為に使用している。
即ち qt＝変態熱容量／変態時間 である。 又、変態開始温度は、潜伏期量が1.0となつた
時の温度であり、変態時間は、変態熱を加味して
温度降下を求める。 以上の様にして、所望の変態状態と巻取温度と
なる様、温度降下モデルのdθ／dtに基づき冷却水
を注水する。 更に、前述の水冷域での温度降下モデル、前述
の下部バンクのみの水冷域での温度降下モデルに
ついても、同様である。 更に仕上出側温度計の測定値は、第８図に示す
如く、最初の材温（θ）として利用する。即ち、
空冷域での温度降下モデル dθ／dt＝−Ｂ／ｈ｛（θ＋273）4 −（θA＋273）4｝−Ac／ｈ（θ−θA） −Aλ／ｈ（θ−θw）＋qt／Cρ の材温（θ）として使用する水冷域での温度降下
モデル、下部バンクのみの水冷域での温度降下モ
デルについても、同様である。 更にまた、中間温度計、巻取温度計は、第９図
乃至第１１図に示す如く変態状態の検証として使
用される。 巻取温度計の測定値は、フイードバツク制御
（目標巻取温度と実績温度の偏差で修正制御）に
おいて使用される。 更に、仕上出側温度計、中間温度計、巻取温度
計の測定値は、実績管理としても使用される。 こうして得られた各種数値の必要データは前記
冷却情報受信装置１３にストリツプ４の冷却情報
及び変態情報として入力しておく。 そして実際の変態巻取温度制御を行うに当つて
は、移動したきたストリツプ４が仕上圧延機１の
No.１スタンドに噛込むと、まず初期設定装置１１
が作動し、上位コンピユータ１２を介して冷却情
報受信装置１３に受信されているストリツプ４の
各種冷却情報ならびに変態情報に基づいてストリ
ツプ４の先端部分に必要な注水バンク数及び注水
パターンを計算する。 そして注水バンク制御装置１６を作動させ、前
記冷却装置２内の上下の注水バンク８，８に注水
する各注水ノズル９に設置の水量制御バルブ１０
の開閉指令を出力する。 さらにストリツプ４の移動が進み仕上圧延機１
のNo.６スタンドに噛込んだ時点からパルス発信器
１９により一定長さピツチ毎の割込信号が発生
し、所要バンク数計算装置１４を作動させる。そ
してこの時点での仕上出側温度計５、中間温度計
６、巻取温度計７における各温度、その他材速板
厚、注水パターン等を計測した各種データを加味
した冷却情報装置１３の冷却情報及び変態情報に
基づいて仕上出側温度計５の直下部分の必要注水
バンク数を計算し、次の注水マトリツクス作成装
置１５によりバンク応答遅れ、通過時間等を考慮
した注水マトリツクスを作成し、これにより注水
バンク制御装置１６を作動させ前記同様各水量制
御バルブ１０の開閉指令を出力する。 さらにストリツプ４の移動が進み、その先端が
巻取温度計７に達するとフイードバツク制御装置
１７を作動し、該巻取温度計７が目標巻取温度と
なるように制御していく。またコイル間の変動に
対しては学習装置９を作動して適宜制御するもの
である。 こうしてストリツプ４の温度分布を各種計測器
による測定データならびに各鋼種による各変態状
態のデータ等を加味して、冷却水をストリツプ４
に注水することによりホツトランテーブル２１上
での変態発熱現象を自在に制御するものである。 ここで、所要バンク数計算の方法を説明する。
第１図に示すように同一温度が３点あるが、それ
ぞれ (1) 変態開始前 (2) 変態中 (3) 変態完了後 の違いがある。 これを区別するには、例えば巻取温度制御装置
に対して上位計算機から目標巻取温度と変態状態
（変態前、中、完了後）の情報を与えればよい。 第７図はホツトランテーブルにおける所要バン
ク数計算方法を模式的に示したものであり、また
変態完了後巻取の例を示している。 第７図イ被圧延材が変態するまでの潜伏期量を
模式的に表わしており、潜伏期量が1.0に達した
タイミングで変態が始まることを示している。こ
の例では注水バンクをNo.１からNo.３までとした場
合、タイミングX1で変態が始まり目標巻取温度
より高い温度Tct1で巻取られ、また注水バンク
をNo.１からNo.５までとした場合、タイミングX3
で変態が始まり目標巻取温度より低い温度Tct3
で巻取られ、そして注水バンクをNo.１からNo.４ま
でとした場合、タイミングX2で変態が始まり目
標巻取温度近傍の温度Tct2で巻取られることを
表している。 すなわち所要バンク数計算装置は、例えば、注
水バンクをNo.１から順に増やしながら目標巻取温
度と変態状態（変態前、中、完了後）の条件を満
たす所要バンク数を計算する。 上述した如く、本発明に係わる熱間圧延機にお
ける変態巻取温度制御方法は、炭素含有量0.10〜
1.7％の炭素鋼または合金鋼を熱間圧延する方法
に於いて、熱延仕上圧延機１から冷却装置２を経
て巻取機３に向けて移動しているストリツプ４の
温度分布を仕上出側温度計５、冷却装置２中の中
間温度計６、巻取温度計７によつて測定し、さら
に鋼種に依存する変態熱容量、変態開始温度、変
態時間を加味して冷却水を前記ストリツプ４に注
水することによつて変態開始場所、変態終了場所
を任意の場所に制御し、所要の鋼材特性により巻
取機３における温度分布を未変態状態、変態中状
態、変態完了状態に制御し、また中間温度計の位
置で変態開始制御するものである。 また同じく変態巻取温度制御装置は、ストリツ
プ４の移動方向に沿つて配置したところの熱延仕
上圧延機１と冷却装置２との間にストリツプ温度
測定用仕上出側温度計５を設け、且つ冷却装置２
の中間任意箇所にストリツプ温度測定用冷却装置
内中間温度計６を設け、更に冷却装置２と巻取機
３の間に巻取計７を設け、また冷却装置２内の各
注水ノズル９用の水量制御バルブ１０の流水量を
制御する注水バンク制御装置１６が前記仕上出側
温度計５、中間温度計６、巻取温度計７の信号を
受ける如く構成されたものである。 第１２図は板厚4.0mmの機械構造用鋼S45C Ｃ 0.42〜0.48 （重量％） Si 0.15〜0.35 （重量％） Mn 0.6〜0.9 （重量％） Ｐ 0.03以下 （重量％） Ｓ 0.035以下 （重量％） を、本発明で圧延を行つたときの、熱延帯鋼の冷
却状態とそれに伴う帯鋼の変態状態を、仕上圧延
機の最終スタンドを通過して巻取機に至る間の状
態を示す。 表１は前記機械構造用鋼であるS45について未
変態、変態中、変態完了後にそれぞれ巻取を行つ
た場合の機械的性質を示す。
【表】
第１３図は機械構造用炭素鋼S45C
Ｃ 0.47〜0.53 （重量％）
Si 0.15〜0.35 （重量％）
Mn 0.6〜0.9 （重量％）
Ｐ 0.03以下 （重量％）
Ｓ 0.035以下 （重量％）
を板厚1.6mmに圧延して最終仕上圧延機を出た所
の仕上温度は800℃で、巻取温度制御を適用して、
冷却したときのホツトラインテーブルにおける熱
延帯鋼の冷却曲線を示したもので、変態が完了し
て巻取られている。このときの圧延速度は
550mpmで、冷却水の温度は25℃で、冷却水量は
250m3／Hrである。 本発明は熱間圧延における変態巻取温度制御を
行うことにより、未変態、変態中巻取温度制御に
おいてはユーザーが希望する硬度が保証され、変
態完了巻取温度制御においては製品の剪断加工性
を向上し、その上一部の冷延工程、TPO焼鈍工
程も省略できるようになつた。またコイル変形に
対しても効果があり全生産量のコイル変形が1.5
％から0.3％まで低減でき、さらに変態巻取開始
制御によればホツトランテーブル上でパテンテイ
ング処理と同様な強靭で微細な組織に変化させる
効果があるため熱処理工程を省略できるなど製品
の機械的性質の向上を計る上において多くのすぐ
れた効果を有するものである。
の仕上温度は800℃で、巻取温度制御を適用して、
冷却したときのホツトラインテーブルにおける熱
延帯鋼の冷却曲線を示したもので、変態が完了し
て巻取られている。このときの圧延速度は
550mpmで、冷却水の温度は25℃で、冷却水量は
250m3／Hrである。 本発明は熱間圧延における変態巻取温度制御を
行うことにより、未変態、変態中巻取温度制御に
おいてはユーザーが希望する硬度が保証され、変
態完了巻取温度制御においては製品の剪断加工性
を向上し、その上一部の冷延工程、TPO焼鈍工
程も省略できるようになつた。またコイル変形に
対しても効果があり全生産量のコイル変形が1.5
％から0.3％まで低減でき、さらに変態巻取開始
制御によればホツトランテーブル上でパテンテイ
ング処理と同様な強靭で微細な組織に変化させる
効果があるため熱処理工程を省略できるなど製品
の機械的性質の向上を計る上において多くのすぐ
れた効果を有するものである。
図面は、この発明に係る熱間圧延機における変
態巻取温度制御方法及び同装置の一実施態様を示
すもので、第１図乃至第４図は一般的熱延鋼材の
冷却による各種変態状態の変化を説明するもの
で、第１図は未変態巻取、第２図は変態中巻取、
第３図は変態完了巻取、第４図は変態完了巻取と
それぞれの温度制御における巻取時点を説明する
グラフ第５図は全体の本変態巻取温度制御方法及
び同装置を説明するブロツク図、第６図は恒温変
態曲線の一例図、第７図は所要バンク数計算方法
の模式図、第８図は仕上出側温度計の使用説明、
第９図乃至第１１図は中間温度計、巻取温度計の
使用説明用グラフである。第１２図は一実施例の
グラフ、第１３図は他の実施例のグラフである。 １…熱延仕上圧延機、２…冷却装置、３…巻取
装置、４…ストリツプ、５…仕上出側温度計、６
…中間温度計、７…巻取温度計、９…注水ノズ
ル、１０…水量制御バルブ。
態巻取温度制御方法及び同装置の一実施態様を示
すもので、第１図乃至第４図は一般的熱延鋼材の
冷却による各種変態状態の変化を説明するもの
で、第１図は未変態巻取、第２図は変態中巻取、
第３図は変態完了巻取、第４図は変態完了巻取と
それぞれの温度制御における巻取時点を説明する
グラフ第５図は全体の本変態巻取温度制御方法及
び同装置を説明するブロツク図、第６図は恒温変
態曲線の一例図、第７図は所要バンク数計算方法
の模式図、第８図は仕上出側温度計の使用説明、
第９図乃至第１１図は中間温度計、巻取温度計の
使用説明用グラフである。第１２図は一実施例の
グラフ、第１３図は他の実施例のグラフである。 １…熱延仕上圧延機、２…冷却装置、３…巻取
装置、４…ストリツプ、５…仕上出側温度計、６
…中間温度計、７…巻取温度計、９…注水ノズ
ル、１０…水量制御バルブ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炭素含有量0.10〜1.7％の炭素鋼または合金
鋼を熱間圧延する方法に於いて、熱延仕上圧延機
から冷却装置を経て巻取機に向けて移動している
ストリツプの温度分布を仕上出側温度計、冷却装
置中の中間温度計、巻取温度計によつて測定し、
さらに鋼種に依存する変態熱容量、変態開始温
度、変態時間を加味して冷却水を前記ストリツプ
に注水することによつて変態開始場所、変態終了
場所を任意の場所に制御し、所望の鋼材特性によ
り巻取機における温度分布を未変態状態、変態中
状態、変態完了状態に制御すること及び中間温度
計の位置で変態開始制御することを特徴とする熱
間圧延機における変態巻取温度制御方法。 ２ ストリツプの移動方向に沿つて配置したとこ
ろの熱延仕上圧延機と冷却装置との間にストリツ
プ温度測定用仕上出側温度計を設け、且つ冷却装
置の中間任意箇所にストリツプ温度測定用冷却装
置内中間温度計を設け、更に冷却装置と巻取機の
間に巻取温度計を設け、また冷却装置内の各注水
ノズル用の水量制御バルブの流水量を制御する注
水バンク制御装置が前記仕上出側温度計、中間温
度計、巻取温度計の信号を受ける如く構成したこ
とを特徴とする熱間圧延機における変態巻取温度
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57081221A JPS58199613A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 熱間圧延機における変態巻取温度制御方法及び同装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57081221A JPS58199613A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 熱間圧延機における変態巻取温度制御方法及び同装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58199613A JPS58199613A (ja) | 1983-11-21 |
| JPH0468045B2 true JPH0468045B2 (ja) | 1992-10-30 |
Family
ID=13740420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57081221A Granted JPS58199613A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 熱間圧延機における変態巻取温度制御方法及び同装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58199613A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014065077A (ja) * | 2012-09-06 | 2014-04-17 | Jfe Steel Corp | 熱間圧延鋼板の製造方法 |
| JP2014214324A (ja) * | 2013-04-23 | 2014-11-17 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 熱間圧延鋼板の製造方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63207410A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-26 | Kawasaki Steel Corp | 熱延鋼帯の板幅変動防止方法 |
| JPH0323009A (ja) * | 1989-06-20 | 1991-01-31 | Nkk Corp | 高炭素鋼ストリップの冷却方法 |
| DE19943403A1 (de) * | 1999-09-10 | 2001-03-22 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zum Kühlen eines aus einem Walzgerüst auslaufenden warmgewalzten Stahlbandes |
| DE19963185A1 (de) * | 1999-12-27 | 2001-07-12 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zum Kühlen eines aus einem Walzgerüst auslaufenden warmgewalzten Metallbandes |
| JP4529517B2 (ja) * | 2003-06-27 | 2010-08-25 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高炭素鋼板の製造方法および製造設備 |
| DE102004005919A1 (de) * | 2004-02-06 | 2005-09-08 | Siemens Ag | Rechnergestütztes Modellierverfahren für das Verhalten eines Stahlvolumens mit einer Volumenoberfläche |
| JP4402502B2 (ja) * | 2004-04-13 | 2010-01-20 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 巻取温度制御装置 |
-
1982
- 1982-05-13 JP JP57081221A patent/JPS58199613A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014065077A (ja) * | 2012-09-06 | 2014-04-17 | Jfe Steel Corp | 熱間圧延鋼板の製造方法 |
| JP2014214324A (ja) * | 2013-04-23 | 2014-11-17 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 熱間圧延鋼板の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58199613A (ja) | 1983-11-21 |
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