JPH08252625A - 熱間圧延巻取温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧延板をコイラーで巻取る際、通板速度が急
激に変化する場合でも、少ない計算量で高精度に目標の
巻取温度に制御する。 【構成】 熱間圧延プロセスで仕上圧延した圧延板を冷
却設備に進入させ、該圧延板に冷却水を注水して所定の
巻取温度に冷却する際、冷却水の注水量（注水距離）を
圧延板に設定した仮想切板毎に、実測した仕上圧延機出
側温度と予め設定してある通板速度とに基づいて推定し
て該仮想切板に注水する熱間圧延巻取温度制御方法にお
いて、通板速度１がＢのように線形に加速中にある仮想
切板に対する注水量（注水終了位置）６を、加速前の注
水量に加速率を乗じた値に簡易設定する。注水量６と目
標注水量５との差に起因する誤差７は、その傾きも大き
さも小さくなってるので、それを補償するための注水量
を、許容誤差ΔＴで計算する周期Δt を長くできるため
に厳密計算できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延巻取温度制御
方法、特に熱間圧延プロセスで製造される圧延鋼板等の
圧延板をコイラーに巻取る際に適用して好適な熱間圧延
巻取温度制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、熱間圧延では仕上圧延機で所望
の厚さに圧延された鋼板を最終的にコイラーに巻取る作
業が行われているが、その巻取りの際、製品品質を維持
する等のために所定の巻取温度に冷却することが行われ
ている。この熱間圧延プロセスにおける巻取温度の制御
は、通常、仕上圧延機とコイラーとの間に配設された冷
却設備で行われる。

【０００３】図１０は、これら設備の位置関係を概念的
に示したもので、仕上圧延機の最終スタンドＳＦと該仕
上圧延機で圧延された鋼板Ｓを巻取るコイラー１０との
間には冷却設備１２が配設され、最終スタンドＳＦと冷
却設備１２の間には、鋼板Ｓの仕上圧延機出側温度（Ｆ
inishar Ｄelivaly Ｔemperature、以下ＦＤＴともい
う）を測定するためのＦＤＴ計１４が、又、冷却設備１
２とコイラー１０の間には巻取温度（Ｃoiling Ｔempe
rature、以下ＣＴともいう）を測定するためのＣＴ計１
６が、設置されている。

【０００４】上記冷却設備１２の内部には、図１１に斜
視図で概略を示すように、矢印方向に進行する鋼板Ｓに
沿って、その上方と下方のそれぞれに多数の注水ヘッダ
１８（鋼板Ｓの幅方向に延びる直線で示した）が配設さ
れている。これら各注水ヘッダ１８では、バルブ（アク
チュエータ）２０を開閉することにより、複数のノズル
１８Ａ（図では鋼板Ｓの上面又は下面に垂直な７本の直
線で示した）から冷却水（図では網掛模様で示した）が
鋼板Ｓの表裏両面にそれぞれ噴射（注水）されるように
なっており、全ての注水ヘッダ１８は実質的に同一の冷
却能力を有している。

【０００５】上記冷却設備１２で鋼板Ｓを冷却し、ＣＴ
計１６で実測されるＣＴが一定になるように制御する場
合、従来は図１２に示すように鋼板Ｓを所定の長さに仮
想的に分割した仮想切板ｉ、ｉ＋１、ｉ＋２、・・・を
考え、仮想切板毎にＦＤＴ計１４で鋼板Ｓの温度を実測
（又は予測）し、そのＦＤＴと、コイラー１０による巻
取り迄のスケジュールから予測される通板速度変動とを
考慮して適切な注水量（冷却量）を推定し、その注水量
になるように仮想切板が到達するタイミングに合せてバ
ルブ２０を開閉する（実際にはバルブの開閉等の応答遅
れがあるのでその分適正に先出しする）ことにより、注
水距離（冷却設備１２内で冷却水の噴射状態にあるヘッ
ダ１８の数）を調整している。

【０００６】ところで、一般に熱間圧延ラインにおける
仕上圧延機では、図１３に示すような経時的に変化する
圧延速度で表わされる圧延スケジュールに従って速度を
変更しながら圧延を行っている。即ち、圧延開始後、鋼
板Ｓの先端がコイラー１０に巻取られる迄は一定の低速
Ａで圧延した後、圧延時間を短縮するために略一定の加
速率の加速状態Ｂを経て高速状態Ｃにし、その状態を維
持した後、コイル形状を整える等のために略一定の減速
率の減速状態Ｄを経て低速状態Ｅにし、所定時間経過後
圧延を終了する。

【０００７】上記図１３に示した圧延スケジュールで仕
上圧延する場合、前記冷却設備１２内を通過する鋼板Ｓ
の速度も図１３に示した圧延速度と実質的に同一の変動
で推移することになる。従って、前記ＦＤＴ計１４で実
測される仮想切板のＦＤＴが一定である場合には、同一
のＣＴにするために要求される冷却量（冷却時間：仮想
切板に対する冷却水の注水時間）を一定とすればよいこ
とから、鋼板Ｓが冷却設備１２内を通過する速度（通板
速度）の変動に合せて、即ち図１３の速度変動に比例す
る注水距離となるようにバルブ２０の開閉を制御すれば
よい。

【０００８】ところが、実測されるＦＤＴは、図１４に
概念的に示すように、目標ＦＤＴに対して鋼板Ｓの温度
がその長さ方向（先端→尾端）に周期的に変動するスキ
ッドマークＳＭ、尾端側が先端側より低温になるランダ
ウンＲＤ、逆に尾端側が先端側より高温になるランアッ
プＲＵ等が原因となって変動している。ここで、スキッ
ドマークＳＭは、仕上圧延する前にスラブを加熱炉（図
示せず）でスキッド上に載置して加熱したために、スキ
ッド位置に対応して生じる周期的な温度変動であり、ラ
ンダウンＲＤは加熱炉から出したスラブを圧延する場合
に、尾端に近いほど圧延開始が遅れるために冷える程度
が大きくなることに起因する変動であり、又、ランアッ
プＲＵは、圧延速度を加速したために、仕上圧延機で圧
延中に冷される程度が減少し、それがランダウンの程度
を超えることに起因する変動である。

【０００９】このように、仕上圧延機出側で実測される
ＦＤＴは実際には変動しているため、仮想切板ｉ、ｉ＋
１、ｉ＋２、・・・毎に、実測したＦＤＴ及び巻取り迄
の速度変動（通板時間の違いによる空冷量の差も含む）
等に基づいて推定される注水距離は、注水タイミング t
_i 、 t_i+1 、 t_i+2 、・・・との関係を図１５に示すよ
うに、仮想切板毎に変更しなければならないことにな
る。

【００１０】図１６は、前記図１３に示したスケジュー
ルに従って仕上圧延を実行する際に、仮想切板毎にＦＤ
Ｔ計１４で実測されるＦＤＴと予測される通板速度等に
基づいて推定演算して得られる注水距離（冷却設備１２
でバルブを開にする注水ヘッダの数）を、経過時間に対
して、即ち仮想切板毎に概念的に示したグラフである。
なお、この図では、経過時間が短い程仮想切板の番号ｉ
は若いため、番号が若い仮想切板程その注水距離は左側
に表示されている。

【００１１】上述した如く、仮想切板毎に注水距離を推
定演算し、その推定結果に基づいて該当する仮想切板に
対してタイミングをとってバルブの開閉を行うことによ
り注水距離（注水量）を調整し、鋼板Ｓが同一の巻取温
度になるように制御する方法において、前記図１３に示
した圧延スケジュールにおける、Ａ→Ｂ→Ｃのように、
低い定速状態から直線的な加速率で、高い定速状態に速
度変動する場合を更に詳細に検討する。

【００１２】図１７は、グラフ１に示すように、前記図
１３に示した圧延スケジュールと同様にＡ→Ｂ→Ｃのよ
うに低速状態から直線的に加速されて高速状態になる場
合の通板速度、注水距離（図では注水終了位置）及び巻
取温度誤差の関係を、細いＦＤＴ変動を無視し、簡単化
して示したもので、Ａの定速状態から加速状態Ｂを経て
Ｃの定速状態へ速度を変化させているのに、注水距離を
グラフ２のように変更せずに同一とする場合には、コイ
ラーによる巻取温度に破線で示すグラフ３のような誤差
が発生することになる。この誤差は、加速前後の速度差
が大きいほど大きく、１００〜２００℃になることもあ
り、この誤差をグラフ４のように略０℃にするために
は、グラフ３の温度変動に対応させて注水距離の設定を
グラフ５のように変えなければならない。このような注
水距離の設定変更は、現象としては逆になるが、前記図
１３におけるＣ→Ｄ→Ｅのように減速する場合にも同様
に必要である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように速度変動に合せて注水距離を適切に推定し、変更
するためには、許容される巻取温度誤差がΔＴ［℃］で
あるとすれば、実際の誤差がこの範囲内になるような注
水距離を、仮想切板毎に、収束計算の繰返し等の複雑な
計算処理を短時間（Δt ）で行って推定演算しなければ
ならない。

【００１４】即ち、定速状態Ａ、Ｃの場合は、巻取温度
誤差が比較的小さいため特に問題はないが、仮想切板毎
に速度変動に応じた注水距離（注水量）を推定し、その
冷却水を注水ヘッダ１８から鋼板Ｓに噴射して巻取温度
を制御する場合には、ＦＤＴに大きな変動が無いとして
も、常に同等の制御精度を得ようとすると、通板速度の
加速率（又は減速率）が大きい程、又、通板速度自体が
大きい程、計算単位である仮想切板の長さを小さくしな
ければならなくなる。

【００１５】その結果、計算周期Δt が短くなり、冷却
設備を制御するコントローラが有するＣＰＵ（中央演算
処理装置）による計算処理が間に合わなくなる事態が生
じ、高精度の巻取温度制御ができなくなるという問題が
ある。この問題は、注水量の推定に用いる温度計算モデ
ル式（推定式）が複雑になればそれだけＣＰＵによる計
算処理の量が増大するため更に大きくなる。このこと
は、上記計算周期には、コントローラの計算処理能力と
１回の推定に要する計算量で決まる限界があることを意
味する。

【００１６】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、スケジュールに従って熱間圧延され
る圧延板をコイラーで巻取る際、通板速度が急激に変化
する場合でも、コントローラの計算処理能力を増大させ
ることなく、高精度に目標の巻取温度に制御することが
できる熱間圧延巻取温度制御方法を提供することを課題
とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱間圧延プロ
セスで仕上圧延した圧延板を冷却設備に進入させ、該圧
延板に冷却水を注水して所定の巻取温度に冷却する際、
冷却水の注水量を、圧延板に仮想的に設定した所定長さ
の仮想切板毎に、実測した仕上圧延機出側温度と予め設
定してある通板速度とに基づいて推定し、推定した注水
量の冷却水を、該当する仮想切板が到達するタイミング
に合せて該仮想切板に注水する熱間圧延巻取温度制御方
法において、通板速度が変動中にある仮想切板に対する
注水量を、実測又は予測される仕上圧延機出側温度と設
定通板速度とに基づいて予め推定計算してある変動前の
注水量に加速率又は減速率を乗じた値に簡易設定するこ
とにより、前記課題を解決したものである。

【００１８】本発明は、又、上記巻取温度制御方法にお
いて、注水量が注水距離であり、各仮想切板に対する注
水距離の簡易設定を、注水時間が一定となるように行う
ようにしたものである。

【００１９】本発明は、又、上記巻取温度制御方法にお
いて、注水距離が、冷却設備に配設された作動中の注水
ヘッダの数であるとしたものである。

【００２０】本発明は、又、上記巻取温度制御方法にお
いて、通板速度が線形の変動中にある仮想切板に対する
注水量を、変動前の注水量に一定の加速率又は減速率を
乗じた値に簡易設定するようにしたものである。

【００２１】本発明は、又、上記巻取温度制御方法にお
いて、通板速度を定速から一定の加速率又は減速率で変
動させた後に定速にする際、変動開始後に冷却設備に入
り、変動完了前に同設備から出る圧延板の範囲内にある
仮想切板に対する注水距離を、上記範囲内にある任意の
仮想切板が時間軸に対して描く冷却設備内を移動する軌
跡と、同仮想切板について予め推定計算してある同設備
内における注水距離に相当する時間軸に平行な直線との
交点を通り、且つ加速率又は減速率に相当する傾きを有
する直線上の値で設定するようにしたものである。

【００２２】本発明は、又、上記巻取温度制御方法にお
いて、一定の加速率又は減速率に相当する傾きを有する
上記直線と、予め推定計算してある変動前及び変動後の
定速時に設定する注水距離に相当する時間軸に平行な２
本の直線との交点を、注水距離の変更開始点及び変更終
了点としてそれぞれ設定するようにしたものである。

【００２３】本発明は、更に、上記巻取温度制御方法に
おいて、通板速度が変動中にある仮想切板について、実
測した仕上圧延機出側温度と簡易設定した注水量から発
生が予測される目標巻取温度からの誤差を、簡易設定し
た注水量の冷却水を注水する制御ゾーンの後方に設けた
調整ゾーンで補償するようにしたものである。

【００２４】

【作用】本発明においては、通板速度が変動中にある各
仮想切板に対する注水量を、変動前の注水量に加速率又
は減速率を乗じた値に簡易設定するようにしたので、変
動前の注水量を実測又は予測されるＦＤＴと通板速度と
を推定式に適用して予め高精度に求めておき、変動中
は、その変動前の注水量に、圧延スケジュールから既知
の加速率又は減速率を乗じるだけで済むので、各仮想切
板毎に全て同一の方法で時間がかかる推定演算を行う場
合に比べて大幅に計算量を軽減することが可能となる。
従って、通板速度の変化率が大きい場合でもコントロー
ラの処理能力を増大させることなく、速度変動に伴なっ
て変化する分の巻取温度の修正を行うことが可能とな
る。

【００２５】又、本発明において、請求項２のように、
注水量が注水距離であり、各仮想切板に対する注水距離
の簡易設定を、注水時間が一定となるように行う場合に
は、速度変動中の仮想切板に対する注水距離（例えば、
冷却設備に配設されている実質的に同一の注水能力を有
する注水ヘッダを作動させる数）を、「注水時間一定」
という前提条件を導入し、その注水時間と加速率又は減
速率をパラメータとした簡易な計算式により、注水距離
を修正するためのアクチュエータ（例えば、請求項３の
ように注水ヘッダからの注水をオン・オフするためのバ
ルブ等）を操作するタイミング（時刻）を決め、そのタ
イミングに合せてアクチュエータを操作するだけで簡単
に設定することができる。

【００２６】具体的には、次の（１）式により注水距離
の傾きｒ［ｍ／ｓ］を求め、この傾きｒと注水ユニット
間距離ΔＬとから下記（２）式により求められる１つの
注水ユニット（注水ヘッダ）を増減する時間間隔τでア
クチュエータを操作するタイミングを設定できる。

【００２７】 ｒ＝α・Δt _w ・Ｃ …（１） ここで、α：加減速率［ｍ／ｓ² ］ Δt _w ：注水時間［ｓ］ Ｃ：補正係数 τ＝ΔＬ／ｒ …（２）

【００２８】又、本発明において、請求項４のように、
通板速度が線形の変動中にある仮想切板に対する注水量
を、変動前の注水量に一定の加速率又は減速率を乗じた
値に簡易設定する場合には、通板速度の変動中に設定す
る注水量を単純な比例計算で求めることが可能となるた
め、コントローラによる計算処理の対応が一段と容易と
なる。従って、圧延スケジュールとして設定される速度
変動のように単調で連続的な加速又は減速の変動に対し
て極めて有効に対応することができる。

【００２９】又、本発明において、請求項５のように、
通板速度を定速から一定の加速率又は減速率で変動させ
た後に定速にする際、変動開始後に冷却設備に入り、変
動完了前に同設備から出る圧延板の範囲内にある仮想切
板に対する注水距離を、上記範囲内にある任意の仮想切
板が時間軸に対して描く冷却設備内を移動する軌跡と、
同仮想切板について予め推定計算してある同設備内にお
ける注水距離に相当する時間軸に平行な直線との交点を
通り、且つ加速率又は減速率に相当する傾きを有する直
線上の値で設定する場合には、通板速度変動中にある仮
想切板に対する注水量を、厳密な推定計算で求めた注水
距離に基づいて設定できるので、ＦＤＴが略一定である
として計算される目標の注水距離に略一致させることが
できるため、極めて高精度な温度制御が可能となる。

【００３０】又、その際、請求項６のように、一定の加
速率又は減速率に相当する傾きを有する上記直線と、予
め推定計算してある変動前及び変動後の定速時に設定す
る注水距離に相当する時間軸に平行な２本の直線との交
点を、注水距離の変更開始点及び変更終了点としてそれ
ぞれ設定する場合には、通板速度の変動に対して注水距
離の変更開始点と終了点を適切に設定できるため通板速
度を変動する間の最初から最後迄高精度な温度制御が可
能となる。

【００３１】更に、本発明において、通板速度が変動中
に実測した仕上圧延機出側温度と簡易設定した注水量か
ら発生が予測される目標巻取温度からの誤差を、簡易設
定した注水量の冷却水を注水する制御ゾーンの後方に設
けた調整ゾーンで補償する場合には、通板速度の変動中
に設定する注水量を上述した簡易計算で求めて冷却した
ために誤差が生じたとしても、短時間で急激な注水量の
修正を必要とする冷却は既に上記簡易計算に基づいて終
了しているため、この誤差は変動の傾きと大きさが共に
小さくなっている。従って、上記誤差を補償する注水量
を算出するための計算周期を長くすることができるた
め、厳密な推定式を用いて注水量を算出することが可能
となり、その注水量を適用して誤差を解消することがで
きるため、極めて高精度な巻取温度制御が可能となる。

【００３２】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。

【００３３】図１は、本発明に係る第１実施例に適用さ
れる冷却設備の配置を概念的に示した前記図１０に相当
する図面であり、図２は本実施例の巻取温度制御方法の
特徴を概念的に示した前記図１７に相当する図面であ
る。

【００３４】本実施例に適用される冷却設備１２は、前
記図１０に示した従来の場合と同様に、その内部には前
記図１１に示したように多数の注水ヘッダ（注水ユニッ
ト）１８が鋼板Ｓの進行方向に配設され、バルブ２０を
開閉することにより、注水ヘッダ１８からの冷却水の注
水距離（注水量）を修正できるようになっていると共
に、冷却設備１２の長さ方向全体に亘る冷却ゾーンが、
上流側の制御ゾーン１２Ａと下流側の調整ゾーン１２Ｂ
とに分離され、各ゾーンにおける注水距離の調整が独立
してなされるようなっている。

【００３５】本実施例の巻取温度制御方法の特徴を、前
記図１７の場合と同様に、グラフ１のように通板速度が
Ａから、加速状態Ｂを経てＣに変動する場合について図
２を用いて説明する。

【００３６】本実施例では、制御ゾーン１２Ａにおい
て、仮想切板に対して注水距離がグラフ６のように変化
するように設定し、該当する仮想切板が到達するタイミ
ングに合せてバルブの開閉を行って注水するヘッダ１８
の数を調整し、仮想切板毎に設定した注水距離になるよ
うに修正して鋼板Ｓを冷却する。

【００３７】即ち、グラフ６のように、通板速度が低速
状態Ａのときは、従来と同様にＦＤＴを実測し、その実
測ＦＤＴを用いて注水距離を推定演算して決定しながら
設定するが、通板速度が線形の加速を開始した後の加速
状態Ｂの間は、注水距離を簡易計算により設定（簡易設
定）し、高速状態Ｃには加速完了時点の注水距離に設定
する。

【００３８】加速中（速度変動中）に行う注水距離の簡
易設定は、以下のように行う。予め、加速前に設定する
低速Ａの時の注水距離を、実測（又は予測）したＦＤ
Ｔ、及びスケジュールから決まる通板速度等に基づいて
正確に推定演算しておく。この推定演算は、図３のブロ
ック図に示したフローに従って、モデル式（複雑なので
省略する）に、鋼板仕様（厚さ等）、ＦＤＴ、任意の注
水距離から決定される注水ヘッダのＯＮ／ＯＦＦの組合
せ及び冷却設備内移動時間等を適用して温度計算して目
標地点の温度Ｔを算出し、その計算温度Ｔと目標温度Ｔ
0 とを比較し、その差δの絶対値が許容誤差δ₀ より小
さい値に収束するまで注水距離を増減させながら温度計
算を繰り返し、収束した時の注水距離を推定値とするこ
とで行うことができる。

【００３９】そして、通板速度が加速中の仮想切板に設
定する注水距離を、前述したように、「注水時間一定」
の前提条件を導入し、加速前の注水時間と加速率（加速
度）をパラメータとする前記（１）式の簡易な前記計算
式により算出する。

【００４０】上記注水距離の簡易設定は、加速中の注水
距離を、加速前の注水距離に一定の加速率を乗じた値に
設定することと同義である。この簡易設定する注水距離
を、前記図１５に対応させて示すと図４のようになる。

【００４１】上記図２に示したグラフ６の注水距離は、
上述した方法で簡単に求めることができ、しかも同一の
圧延板内では、加速前に一度算出するだけでよい。な
お、図２において、目標注水距離を表わすグラフ５で
は、変更開始時点５Ｓが加速開始時点１Ｓより前になっ
ているのは注水系の応答遅れを考慮して先出ししている
ことを意味するが、本実施例では上述したように加速中
の注水距離を簡易設定するため、実際の注水距離変更時
点が６Ｓとなる。

【００４２】この変更得点６Ｓは、加速開始後に冷却設
備に入り、加速終了前に冷却設備を出る鋼板上の任意点
と、その点について注水時間一定という条件を適用して
設定される注水距離（注水終了位置）とで規定される座
標（時間、位置）を通り、加速率に基づいて予め求めて
ある傾斜を有する直線６Ｂと、定低速時に厳密計算した
注水距離を表わす直線６Ａとの交点として求めることが
でき、又、注水距離変更終了時点６Ｅは、加速完了時点
１Ｅに対応する直線６Ｂ上の点として設定できる。

【００４３】上記のように通板速度が直線状（線形）に
変化する場合は、直線状に変化する注水距離に設定し、
各注水距離になるように、注水バルブを操作するタイミ
ング（時刻）を決め、そのタイミングに合せてバルブ２
０を開くことにより鋼板Ｓの冷却を行う。

【００４４】ところで、速度変動中に制御ゾーン１２Ａ
で、上記グラフ６の注水距離になるようにバルブ２０を
調整した場合には、巻取温度制御の外乱の中で速度変動
に起因するものを排除できることになるが、図２に前記
図１７と同様にグラフ５として示した目標の注水距離
と、グラフ６で示した簡易設定した注水距離との間に
は、簡易設定故に差が存在することになるため、図２に
グラフ７として示した巻取温度の誤差（他の外乱である
ＦＤＴ変動や空冷時間の短縮等に起因する）が生じるこ
とになる。

【００４５】この巻取温度誤差は、グラフ５の注水距離
の設定で対応しようとする場合の温度変化に比べれば、
変動の傾きと大きさは共に小さいので、前記図１７に示
したように、ΔＴ℃以内の巻取温度の制御精度を達成す
るために必要とされる計算の処理頻度は少なくなり、計
算周期Δt を長くとることが可能となるため、複雑な推
定式による計算処理に対応し易くなり、高精度な制御の
実現が可能となる。

【００４６】本実施例では、上述した簡易設定方式によ
り生じるグラフ７の巻取温度誤差を、前記冷却設備の下
流側に設けた調整ゾーン１２Ｂで修正する補償を行う。

【００４７】この補償設定方式では、例えば、仮想切板
毎に、実測したＦＤＴと、制御ゾーン１２Ａの内部に存
在する間の実績の速度や注水状況とに基づいて現在の温
度を適宜計算により求め、求めた現在位置での計算温度
とその後の予定速度、材質等を基にして修正に要する注
水距離（注水量）を推定し、その注水距離を調整ゾーン
１２Ｂにおける注水量として設定することにより誤差を
解消する。ここでの注水距離の推定演算は、前記図３に
示したフローで、（２）の「ＦＤＴ」を「現在位置での
計算温度」に置き換えることにより、前述した計算手順
に従って同様に行うことができる。

【００４８】本実施例方法を適用した場合の、前記図１
６に相当する仮想切板毎に設定される注水距離を概念的
に示すと図５のようになる。この図に示す調整ゾーンで
行う「簡易計算により注水」は、注水距離を補償する時
に増減できるように、予めいくらかの固定の注水距離で
注水しておくことを意味する。

【００４９】図６は、本実施例による巻取温度制御と、
ＦＤＴ計位置からＣＴ計位置の方向に移動する仮想切板
の冷却設備１２内における温度変化との関係を概念的に
示したもである。

【００５０】図中、太い実線が実施例による温度変化
を、細い実線は短い周期で厳密な推定計算を実行しなが
ら冷却制御する場合の目標温度変化を、それぞれ示して
いる。又、図中上段には、冷却設備１２における制御ゾ
ーン１２Ａで簡易設定した注水距離と補償ゾーン１２Ｂ
で高精度に補償設定した注水距離とが、注水ＯＮ状態に
した注水ヘッダ（○印）の数として示してある。なお、
×印は、注水ＯＦＦ状態の注水ヘッダを表している。

【００５１】上記図６には、ＦＤＴ計１４で測温された
仮想切板が制御ゾーン１２Ａで簡易設定された、バルブ
開の注水ヘッダ１８で注水冷却され、簡易設定故に発生
する目標温度からの誤差ΔＴe を、後段の補償ゾーン１
２Ｂで補償設定（黒丸で示す）することにより解消して
いる様子が示してある。

【００５２】なお、この場合補償ゾーンでは、注水ＯＮ
にするヘッダ１８の数に基準を決めておき、例えば温度
誤差が平均値のときにはｎ個のヘッダ１８を注水ＯＮに
し、注水ＯＮにするヘッダ数をｎ個より少なくすること
により冷却量を減少させることもできる。

【００５３】図７は、上述した図６の場合と同様に補償
ゾーン１２Ｂで誤差ΔＴe を解消する場合の仮想切板の
温度変化を示したものであるが、途中迄の冷却量が目標
値に一致している場合の例である。

【００５４】上記図６、図７に示した温度変化になるよ
うに冷却することにより、本来図２のグラフ６は、グラ
フ５に合せて注水の開始部や終了部を非線形にすべきな
のに、線形に簡易設定していることによって、仮にＦＤ
Ｔの変動がないとしても、必然的に生じる誤差ΔＴe の
発生を容易に防止できる。

【００５５】以上詳述した本実施例によれば、例えば、
普通鋼を対象とする熱間圧延巻取温度制御において、従
来コントローラのＣＰＵに対する計算負荷がネックにな
って発生していた複雑な処理を適正な周期で実行するこ
とが困難なケースが発生していたが、これを解消するこ
とができ、且つ高精度な計算処理を調整ゾーンのみを対
象に適正なタイミングで実施できることにより、高精度
な巻取温度制御を達成することが可能となる。

【００５６】図８は、本発明に係る第２実施例で設定さ
れる注水距離を示す、前記図２に相当するグラフであ
る。本実施例では、前記第１実施例と同様に、グラフ１
にＡ→Ｂ→Ｃで示すように、通板速度を低い定速から一
定の加速率で変動させた後に高い定速にする際、変動開
始後に冷却設備に入り、変動完了前に同設備から出る圧
延板の範囲内にある仮想切板に対する注水距離を、上記
範囲内にある任意の仮想切板が時間軸に対して描く冷却
設備内を移動する軌跡（移動距離）７と、同仮想切板に
ついて予め推定計算してある注水距離（冷却設備の入口
を起点とする注水終了位置）に相当する時間軸に平行な
直線８との交点Ｘ1 を通り、且つ加速率に比例する傾き
を有する直線６Ｂ上の値で設定する。

【００５７】上記任意点Ｘ1 は、換言すれば、加速開始
後に冷却設備に入り、加速終了前に冷却設備を出る圧延
板上の任意点が当該点の冷却（注水）終了位置に到達し
たタイミングにおける経過時間と冷却設備内位置とで規
定される。

【００５８】又、上記のように変動中の注水距離を設定
する際、その注水距離を変更する始点６Ｓ及び終点６Ｅ
を、加速率に相当する傾きを有し、Ｘ1 を通る上記直線
６Ｂと、予め推定計算してある変動前及び変動後の定速
時に設定する注水距離に相当する時間軸に平行なグラフ
６の任意点Ｘ2 及びＸ3 をそれぞれ通る２本の直線６Ａ
及び６Ｃとの交点としてそれぞれ設定する。

【００５９】上記グラフ６上の３つの任意点（仮想切
板）Ｘ1 、Ｘ2 、Ｘ3 に対する注水距離は、前記第１実
施例の場合と同様に、前記図３に示したフローに従って
予め厳密な推定計算により求めることができる。

【００６０】本実施例によれば、図示したようにグラフ
６で示した仮想切板に対する注水距離を、注水距離の変
更開始点６Ｓとその終了点６Ｅの近傍で僅かに差が存在
するものの、ＦＤＴが一定であるとして厳密計算に基づ
いて得られる目標の注水距離を示すグラフ５に略一致さ
れることができる。

【００６１】従って、本実施例によれば、上記図８の下
段に示した、グラフ６で注水距離を設定したために、上
記開始点６Ｓ及び終了点６Ｅの近傍に生じる僅かの温度
誤差９Ａ、９Ｂを、ＦＤＴ変動等に起因して発生する僅
かな温度誤差（図示せず）と共に、前記調整ゾーン１２
Ｂで注水量を増減して調整することにより、圧延板を目
標の巻取温度に高精度に制御することが可能となる。

【００６２】図９は、本発明に係る第３実施例の巻取温
度制御を適用した場合の前記図６に相当する図面であ
る。この実施例では、冷却設備１２を第１実施例のよう
にゾーン分割せず、注水距離の補償設定（黒丸で示して
ある）を途中のヘッダ数を増やして簡易設定と同時に行
っている。

【００６３】以上、本発明について、具体的に説明した
が、本発明は、前記実施例に示したものに限られるもの
でなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であ
る。

【００６４】例えば、前記実施例では、注水量が注水距
離である場合を示したが、注水量の修正をノズル等のア
クチュエータの開度を調整して行ってもよい。

【００６５】又、冷却水の注水を可能とするためのアク
チュエータとしては、前記バルブに限定されない。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
スケジュールに従って熱間圧延される圧延板をコイラー
で巻取る際、通板速度が急激に変化する場合でも、コン
トローラの計算処理能力を増大させることなく、高精度
に目標の巻取温度に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に適用される熱間圧延ライ
ンにおける冷却設備の位置関係を示す説明図

【図２】本実施例の巻取温度制御方法を説明するための
線図

【図３】注水距離の推定演算の手順を示すブロック線図

【図４】本実施例の特徴を示す線図

【図５】本実施例を適用した場合の全長に亘る注水距離
を概念的に示す説明図

【図６】本実施例を適用した場合の仮想切板の温度変化
の一例を示す線図

【図７】本実施例を適用した場合の仮想切板の温度変化
の他の一例を示す線図

【図８】第２実施例の巻取温度制御方法を説明するため
の線図

【図９】第３実施例を適用した場合の仮想切板の温度変
化の一例を示す線図

【図１０】従来の冷却設備の配置関係を示す説明図

【図１１】冷却設備内部の要部構成の概略を示す斜視図

【図１２】仮想切板を説明するための線図

【図１３】一般的な圧延スケジュールによる速度変動を
示す線図

【図１４】ＦＤＴ変動の原因を説明するための線図

【図１５】従来の注水距離の設定状況を説明するための
線図

【図１６】従来の仕上圧延で冷却設備に設定する注水距
離を示す図４に相当する線図

【図１７】従来の巻取温度制御方法の問題点を説明する
ための線図

【符号の説明】

１０…コイラー １２…冷却設備 １２Ａ…制御ゾーン １２Ｂ…調整ゾーン １４…ＦＤＴ計 １６…ＣＴ計 １８…注水ヘッダ ２０…バルブ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱間圧延プロセスで仕上圧延した圧延板を
   冷却設備に進入させ、該圧延板に冷却水を注水して所定
   の巻取温度に冷却する際、 冷却水の注水量を、圧延板に仮想的に設定した所定長さ
   の仮想切板毎に、実測した仕上圧延機出側温度と予め設
   定してある通板速度とに基づいて推定し、 推定した注水量の冷却水を、該当する仮想切板が到達す
   るタイミングに合せて該仮想切板に注水する熱間圧延巻
   取温度制御方法において、 通板速度が変動中にある仮想切板に対する注水量を、実
   測又は予測される仕上圧延機出側温度と設定通板速度と
   に基づいて予め推定計算してある変動前の注水量に加速
   率又は減速率を乗じた値に簡易設定することを特徴とす
   る熱間圧延巻取温度制御方法。
2. 【請求項２】請求項１において、 注水量が注水距離であり、各仮想切板に対する注水距離
   の簡易設定を、注水時間が一定となるように行うことを
   特徴とする熱間圧延巻取温度制御方法。
3. 【請求項３】請求項２において、 注水距離が、冷却設備に配設された作動中の注水ヘッダ
   の数であることを特徴とする熱間圧延巻取温度制御方
   法。
4. 【請求項４】請求項１において、 通板速度が線形の変動中にある仮想切板に対する注水量
   を、変動前の注水量に一定の加速率又は減速率を乗じた
   値に簡易設定することを特徴とする熱間圧延巻取温度制
   御方法。
5. 【請求項５】請求項１において、 通板速度を定速から一定の加速率又は減速率で変動させ
   た後に定速にする際、 変動開始後に冷却設備に入り、変動完了前に同設備から
   出る圧延板の範囲内にある仮想切板に対する注水距離
   を、 上記範囲内にある任意の仮想切板が時間軸に対して描く
   冷却設備内を移動する軌跡と、同仮想切板について予め
   推定計算してある同設備内における注水距離に相当する
   時間軸に平行な直線との交点を通り、且つ加速率又は減
   速率に相当する傾きを有する直線上の値で設定すること
   を特徴とする熱間圧延巻取温度制御方法。
6. 【請求項６】請求項５において、 一定の加速率又は減速率に相当する傾きを有する上記直
   線と、予め推定計算してある変動前及び変動後の定速時
   に設定する注水距離に相当する時間軸に平行な２本の直
   線との交点を、注水距離の変更開始点及び変更終了点と
   してそれぞれ設定することを特徴とする熱間圧延巻取温
   度制御方法。
7. 【請求項７】請求項１において、 通板速度が変動中にある仮想切板について、実測した仕
   上圧延機出側温度と簡易設定した注水量から発生が予測
   される目標巻取温度からの誤差を、簡易設定した注水量
   の冷却水を注水する制御ゾーンの後方に設けた調整ゾー
   ンで補償することを特徴とする熱間圧延巻取温度制御方
   法。