JPH11169940A - 熱延コイルの巻取温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱間圧延ラインの巻取温度制御において、温
度検出器および複雑で調整が難しい制御モデルを使用せ
ず、層別パターンにて簡便に冷却を行う装置を得る。 【解決手段】 圧延材料の材質、板幅、板厚等の層別毎
に冷却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパターンを保持
した層別パターン保持装置４と、該当圧延材料に対する
冷却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパターンを検索す
る層別検索装置５と、該当圧延材料が冷却ゾーンに進入
する前にそれらのデータを、冷却制御を実行するコント
ローラに設定するパターン設定装置６と、設定されたパ
ターンにより冷却バンクセクションをＯＮ／ＯＦＦする
冷却バンク開閉装置７とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、熱間圧延ライン
において圧延材料冷却設備により熱間圧延材料を所定の
巻取温度に制御する熱延コイルの巻取温度制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鋼材の熱間圧延設備において
は、冷却設備の上流にある仕上圧延機において主に圧延
速度（仕上速度）を調整することにより、仕上圧延機出
側における鋼材の温度（仕上出側温度）を所望の温度に
制御している。また、上記仕上圧延機の下流に設置され
た冷却設備において、圧延材料を冷却する冷却水量を調
整することにより、冷却設備下流に設置された巻取機入
り側における鋼材の温度（巻取温度）を所望の温度に制
御している。

【０００３】このように、これらの仕上出側温度と巻取
温度を所望の温度に制御することにより、鋼材の機械的
性質を均等にしているが、そのためには、仕上出側温度
制御と巻取温度制御は同時に精度よく行われる必要があ
る。しかし、この両者の温度制御が各々個別に行われる
ため、仕上出側温度制御による仕上出側速度の変動が、
巻取温度制御における外乱となる。

【０００４】図５は従来の熱延鋼材の巻取温度制御装置
を示し、図において、１は圧延材料としての鋼材Ｓの仕
上圧延機、３は鋼材Ｓの巻取機、１３は仕上圧延機１を
出て冷却設備に搬送される鋼材Ｓの温度を測定する仕上
出側温度計である。１４は仕上圧延後の鋼材Ｓ板厚を測
定する仕上出側板厚計、１５は仕上圧延機１から冷却設
備Ｒへの鋼材Ｓの搬送速度を測定する仕上速度検出器、
１６は冷却設備Ｒによる冷却後の温度を測定する巻取温
度計である。なお、上記冷却設備Ｒは、フィードフォワ
ード制御を行う冷却ゾーン２ａとフィードバック制御を
行う冷却ゾーン２ｂとから構成される。

【０００５】１７は仕上速度検出器１５の出力に基づい
て鋼材Ｓの速度予測を行う速度予測装置、１８はこの予
測結果および上記仕上出側温度計１３、仕上出側板厚計
１４の各検出出力に従って冷却水量を計算する冷却水量
計算装置である。さらに、１９はこの計算した冷却水量
に基づいて注水するパターンを決定する注水パターン計
算装置、２０はその注水パターンに応じてバンクを開閉
制御するバンク開閉装置である。

【０００６】次に動作を説明する。ここでは、仕上出側
温度計１３の直下にある鋼材Ｓの一部である鋼材部分Ｓ
（ｉ）について考える。いま、鋼材部分Ｓ（ｉ）が仕上
出側温度計１３の直下にあるときの速度は、そのときの
仕上圧延機１における仕上速度Ｖｆと同じであり、従っ
て、速度予測装置１７では仕上速度Ｖｆの速度実績か
ら、鋼材部分Ｓ（ｉ）が冷却設備Ｒの冷却ゾーン２ａに
達し冷却されるときの平均的な予測速度Ｖ’を計算す
る。

【０００７】次に、冷却水量計算装置１８では、冷却設
備Ｒにおける鋼材Ｓの予測速度Ｖ’、仕上出側温度計１
３による仕上出側温度および仕上出側板厚計１４による
仕上出側板厚等の実績データから、鋼材部分Ｓ（ｉ）を
目標巻取温度に冷却するために必要な冷却水量を計算す
る。また、この鋼材部分Ｓ（ｉ）と同様に、この鋼材部
分Ｓ（ｉ）の前後の部分についても同様に冷却水量が計
算され、注水パターン計算装置１９においても冷却設備
Ｒの冷却ゾーン２ａの冷却水の注水パターン、すなわ
ち、冷却設備Ｒを構成する各注水バンクの注水量のパタ
ーンが決定される。この際、冷却設備Ｒの応答遅れを考
慮して、早めに注水を開始するように注水パターンが計
算される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置は以上のよ
うに構成されており、圧延ライン、冷却設備等の周囲の
環境の劣悪な場所に設置され壊れやすくしかも調整の難
しい温度検出器、板厚検出器を使用しているため、検出
器異常時には冷却制御も異常となっている。また、圧延
速度、仕上出側温度、巻取目標温度、板厚を変数とする
複雑な温度推定モデル式、必要冷却量計算式が必要なた
め、調整が難しく、調整期間も長期にわたっていた。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、温度検出器を必要とせず、調整
が容易で、短期間で調整が完了する巻取温度制御装置を
得ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る熱延コイ
ルの巻取温度制御装置は、圧延材料の材質、板幅、板厚
等の層別毎に冷却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパタ
ーンを保持した層別パターン保持装置と、この層別パタ
ーン保持装置から該当圧延材料に対する冷却バンクセク
ションのＯＮ／ＯＦＦパターンを検索する層別検索装置
と、該当圧延材料が冷却ゾーンに進入する前にそれらの
データを、冷却制御を実行するコントローラに設定する
パターン設定装置と、設定されたパターンにより冷却バ
ンクセクションをＯＮ／ＯＦＦする冷却バンク開閉装置
とを備えたものである。

【００１１】また、圧延材料の材質、板幅、板厚等の層
別毎に冷却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパターンを
保持した層別パターン保持装置と、圧延速度に対応した
冷却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパターンを保持す
る速度層別パターン保持装置と、層別パターン保持装置
および速度層別パターン保持装置から該当圧延材料に対
する冷却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパターンを検
索する層別検索装置と、該当圧延材料が冷却ゾーンに進
入する前にそれらのデータを、冷却制御を実行するコン
トローラに設定するパターン設定装置と、圧延材料速度
を検出する速度検出手段と、この速度検出手段により得
られる圧延材料速度から速度毎の冷却バンクセクション
のＯＮ／ＯＦＦパターンを検索する速度パターン検索装
置と、この速度パターン検索装置からの設定されたパタ
ーンにより冷却バンクセクションをＯＮ／ＯＦＦする冷
却バンク開閉装置とを備えたものである。

【００１２】また、圧延材料の材質、板幅、板厚等の層
別毎に冷却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパターンを
保持した層別パターン保持装置と、圧延速度に対応した
冷却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパターンを保持す
る速度層別パターン保持装置と、冷却制御実施中にオペ
レータからの冷却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦを受
け付け冷却バンクを開閉する設定修正装置と、この設定
修正装置からの出力により層別パターンを修正する層別
パターン修正装置と、層別パターン保持装置および速度
層別パターン保持装置から該当圧延材料に対する冷却バ
ンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパターンを検索する層別
検索装置と、該当圧延材料が冷却ゾーンに進入する前に
それらのデータを、冷却制御を実行するコントローラに
設定するパターン設定装置と、圧延材料速度を検出する
速度検出手段と、この速度検出手段により得られる圧延
材料速度から速度毎の冷却バンクセクションのＯＮ／Ｏ
ＦＦパターンを検索する速度検索装置と、この速度検索
装置からの設定されたパターンにより冷却バンクセクシ
ョンをＯＮ／ＯＦＦする冷却バンク開閉装置とを備えた
ものである。

【００１３】また、上記構成において、速度検出手段
に、圧延材料の速度を直接検出する速度検出器を用いた
ものである。

【００１４】また、速度検出手段に、仕上最終圧延機の
圧延ロール周速から圧延材料速度を検出する速度予測器
を用いたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１の構成図である。図において、１は圧延
材料３０に対する仕上圧延機、２は圧延材料３０の冷却
設備、３は圧延材料３０の巻取機である。４は、圧延材
料の材質、板幅、板厚等の層別毎に冷却バンクセクショ
ンのＯＮ／ＯＦＦパターンを保持した層別パターン保持
装置、５は該当圧延材料に対する冷却バンクセクション
のＯＮ／ＯＦＦパターンを検索する層別検索装置、６は
該当圧延材料が冷却ゾーンに進入する前にそれらのデー
タを冷却制御を実行するコントローラに設定するパター
ン設定装置、７は設定されたパターンにより冷却バンク
セクションをＯＮ／ＯＦＦする冷却バンク開閉装置であ
る。

【００１６】このように構成された巻取温度制御装置に
おいて、圧延予定材の鋼種、板厚、板幅情報から層別パ
ターン保持装置４より圧延予定材の冷却バンクセクショ
ン毎のＯＮ／ＯＦＦデータを層別検索装置５により検索
することで冷却パターンが決定される。さらに、冷却ゾ
ーンに該当材が進入する前に、決定された冷却パターン
をパターン設定装置６によりコントローラに設定し、該
当材が冷却ゾーンに進入した時点でコントローラにより
冷却バンクセクション毎のＯＮ／ＯＦＦを冷却バンク開
閉装置７により実行する。このようにして、温度検出器
を用いず簡便に冷却制御を実行できる。

【００１７】ここで、層別パターン保持装置４、層別検
索装置５、パターン設定装置６はプロセスコンピュータ
上に構成され、冷却バンク開閉装置７はプログラマブル
コントローラ上に構成される。

【００１８】また、層別パターン保持装置４、層別検索
装置５、パターン設定装置６の動作に高速性は要求され
ないため、汎用性があり、取り扱いが容易であり、安価
なパソコン上に構成することも可能である。

【００１９】また、冷却バンク開閉装置７は、汎用性が
あり、取り扱いが容易であり、安価なシーケンサの上に
構成することも可能である。

【００２０】実施の形態２．図２は、この発明の実施の
形態２の構成図である。図において、８は圧延速度に対
応した冷却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパターンを
保持する速度層別パターン保持装置、９は圧延材料３０
の速度を検出する速度検出器、１０は速度毎の冷却バン
クセクションのＯＮ／ＯＦＦパターンを検索する速度パ
ターン検索装置である。その他の構成は図１と同じなの
で、同一符号を付して説明を省略する。

【００２１】このように構成された巻取温度制御装置に
おいて、層別パターン保持装置４による圧延予定材の鋼
種、板厚、板幅等の層別パターン以外に、速度層別パタ
ーン保持装置８によって圧延速度毎の設定を含む冷却パ
ターンが決定される。さらに冷却ゾーンに該当材が進入
する前に、決定された冷却パターンをパターン設定装置
６によりコントローラに設定し、該当材が冷却ゾーンに
進入した時点でコントローラは圧延速度検出器９からの
圧延速度に対応して速度パターン検索装置１０によって
検索された速度毎の冷却バンクセクション毎のＯＮ／Ｏ
ＦＦを決定し、冷却バンク開閉装置７により実行する。
このようにして、温度検出器を用いず速度変動による冷
却不足、過冷却を回避した簡便な冷却制御を実行でき
る。

【００２２】ここで、層別パターン保持装置４、層別検
索装置５、パターン設定装置６、速度層別パターン保持
装置８はプロセスコンピュータ上に構成され、速度パタ
ーン検索装置１０、冷却バンク開閉装置７はプログラマ
ブルコントローラ上に構成される。

【００２３】また、層別パターン保持装置４、層別検索
装置５、パターン設定装置６、速度層別パターン保持装
置８の動作に高速性は要求されないため、汎用性があ
り、取り扱いが容易であり、安価なパソコン上に構成す
ることも可能である。

【００２４】また、冷却バンク開閉装置７、速度パター
ン検索装置１０は、汎用性があり、取り扱いが容易であ
り、安価なシーケンサの上に構成することも可能であ
る。

【００２５】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３の構成図である。図において、１１は、仕上最終圧
延機１の圧延ロールの周速から圧延材料速度を検出する
速度予測器である。その他の構成は図２と同じなので、
同一符号を付して説明を省略する。

【００２６】このように構成された巻取温度制御装置に
おいて、圧延予定材の鋼種、板厚、板幅以外に、圧延速
度毎の設定を含む冷却パターンが決定される。さらに、
冷却ゾーンに該当材が進入する前に、決定された冷却パ
ターンをパターン設定装置６によりコントローラに設定
し、該当材が冷却ゾーンに進入した時点でコントローラ
は圧延速度予測器１１からの圧延速度により、速度毎の
冷却バンクセクション毎のＯＮ／ＯＦＦを決定し冷却バ
ンク開閉装置７により実行する。このようにして、温度
検出器、速度検出器を用いず速度変動による冷却不足、
過冷却を回避した簡便な冷却制御を実行できる。

【００２７】ここで、層別パターン保持装置４、層別検
索装置５、パターン設定装置６、速度層別パターン保持
装置８はプロセスコンピユータ上に構成され、速度パタ
ーン検索装置１０、冷却バンク開閉装置７はプログラマ
ブルコントローラ上に構成される。

【００２８】また、層別パターン保持装置４、層別検索
装置５、パターン設定装置６、速度層別パターン保持装
置８の動作に高速性は要求されないため、これらを、汎
用性があり、取り扱いが容易であり、安価なパソコン上
に構成することも可能である。

【００２９】また、冷却バンク開閉装置７、速度パター
ン検索装置１０は、汎用性があり、取り扱いが容易であ
り、安価なシーケンサの上に構成することも可能であ
る。

【００３０】実施の形態４．図４はこの発明の実施の形
態４の構成図である。図において、１２は冷却制御実施
中にオペレータからの冷却バンクセクションのＯＮ／Ｏ
ＦＦを受け付け冷却バンクを開閉する設定修正装置、１
３は設定修正装置１２からの出力により層別パターンを
修正する層別パターン修正装置である。その他の構成は
図３と同じなので、同一符号を付して説明を省略する。

【００３１】このように構成された巻取温度制御装置に
おいて、圧延予定材の鋼種、板厚、板幅以外に、圧延速
度毎の設定を含む冷却パターンが決定される。さらに、
冷却ゾーンに該当材が進入する前に、決定された冷却パ
ターンをパターン設定装置６によりコントローラに設定
し、該当材が冷却ゾーンに進入した時点でコントローラ
は圧延速度予測器１１からの圧延速度により速度毎の冷
却バンクセクション毎のＯＮ／ＯＦＦを決定し冷却バン
ク開閉装置７により実行する。

【００３２】さらに、冷却設備にて該当材を冷却中に冷
却パターンの調整をオペレータが容易に実施できるよ
う、冷却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦを受け付け、
冷却バンクを開閉する設定修正のため、設定修正装置１
２からの出力により層別パターンを修正する層別パター
ン修正装置１３を設けている。このようにして、温度検
出器、速度検出器を用いず、速度変動による冷却不足、
過冷却を回避した簡便な冷却制御を実行でき、さらに、
オペレータの目視判定による冷却材の巻取温度精度向上
が容易に行える。

【００３３】ここで、層別パターン保持装置４、層別検
索装置５、パターン設定装置６、速度層別パターン保持
装置８、設定修正装置１２、層別パターン修正装置１３
はプロセスコンピュータ上に構成され、速度パターン検
索装置１０、冷却バンク開閉装置７はプログラマブルコ
ントローラ上に構成される。

【００３４】また、層別パターン保持装置４、層別検索
装置５、パターン設定装置６、速度層別パターン保持装
置８、設定修正装置１２、層別パターン修正装置１３の
動作に高速性は要求されないため、汎用性があり、取り
扱いが容易であり、安価なパソコン上に構成することも
可能である。

【００３５】また、冷却バンク開閉装置７、速度パター
ン検索装置１０は、汎用性があり、取り扱いが容易であ
り、安価なシーケンサの上に構成することも可能であ
る。

【００３６】

【発明の効果】この発明に係る巻取温度制御装置は、以
上のように構成されているので、温度検出器を用いるこ
となく、簡便に温度制御を実行できる。また、類似鋼種
の巻取温度制御を実施する場合には、層別パターンのコ
ピーにより容易に制御実施できる。さらにまた、複雑な
モデル計算式を持たないため、高速演算性能が必要とさ
れず、汎用パソコン、汎用シーケンサにても装置を構成
できる。

【００３７】また、温度検出器を用いず、速度変動によ
る冷却不足、過冷却を回避した簡便な冷却制御を実行で
きる。

【００３８】また、温度検出器、速度検出器を用いず、
速度変動による冷却不足、過冷却を回避した簡便な冷却
制御を実行できる。

【００３９】また、温度検出器、速度検出器を用いず、
速度変動による冷却不足、過冷却を回避した簡便な冷却
制御を実行でき、さらに、オペレータの目視判定による
冷却材の巻取温度精度向上が容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る巻取温度制御
装置を示す構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態２に係る巻取温度制御
装置を示す構成図である。

【図３】 この発明の実施の形態３に係る巻取温度制御
装置を示す構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態４に係る巻取温度制御
装置を示す構成図である。

【図５】 従来の巻取温度制御装置を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 仕上圧延機、２ 冷却装置、３ 巻取機、４ 層別
パターン保持装置、５ 層別検索装置、６ パターン設
定装置、７ 冷却バンク開閉装置、８ 速度層別パター
ン保持装置、９ 速度検出器、１０ 速度パターン検索
装置、１１ 圧延速度予測器、１２ 設定修正装置、１
３ 層別パターン修正装置、３０ 圧延材料。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延材料の材質、板幅、板厚等の層別毎
   に冷却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパターンを保持
   した層別パターン保持装置と、この層別パターン保持装
   置から該当圧延材料に対する冷却バンクセクションのＯ
   Ｎ／ＯＦＦパターンを検索する層別検索装置と、該当圧
   延材料が冷却ゾーンに進入する前にそれらのデータを、
   冷却制御を実行するコントローラに設定するパターン設
   定装置と、設定されたパターンにより冷却バンクセクシ
   ョンをＯＮ／ＯＦＦする冷却バンク開閉装置とを備えた
   ことを特徴とする熱延コイルの巻取温度制御装置。
2. 【請求項２】 圧延材料の材質、板幅、板厚等の層別毎
   に冷却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパターンを保持
   した層別パターン保持装置と、圧延速度に対応した冷却
   バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパターンを保持する速
   度層別パターン保持装置と、上記層別パターン保持装置
   および上記速度層別パターン保持装置から該当圧延材料
   に対する冷却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパターン
   を検索する層別検索装置と、該当圧延材料が冷却ゾーン
   に進入する前にそれらのデータを、冷却制御を実行する
   コントローラに設定するパターン設定装置と、圧延材料
   速度を検出する速度検出手段と、この速度検出手段によ
   り得られる圧延材料速度から速度毎の冷却バンクセクシ
   ョンのＯＮ／ＯＦＦパターンを検索する速度パターン検
   索装置と、この速度パターン検索装置からの設定された
   パターンにより冷却バンクセクションをＯＮ／ＯＦＦす
   る冷却バンク開閉装置とを備えたことを特徴とする熱延
   コイルの巻取温度制御装置。
3. 【請求項３】 圧延材料の材質、板幅、板厚等の層別毎
   に冷却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパターンを保持
   した層別パターン保持装置と、圧延速度に対応した冷却
   バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパターンを保持する速
   度層別パターン保持装置と、冷却制御実施中にオペレー
   タからの冷却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦを受け付
   け冷却バンクを開閉する設定修正装置と、この設定修正
   装置からの出力により層別パターンを修正する層別パタ
   ーン修正装置と、上記層別パターン保持装置および上記
   速度層別パターン保持装置から該当圧延材料に対する冷
   却バンクセクションのＯＮ／ＯＦＦパターンを検索する
   層別検索装置と、該当圧延材料が冷却ゾーンに進入する
   前にそれらのデータを、冷却制御を実行するコントロー
   ラに設定するパターン設定装置と、圧延材料速度を検出
   する速度検出手段と、この速度検出手段により得られる
   圧延材料速度から速度毎の冷却バンクセクションのＯＮ
   ／ＯＦＦパターンを検索する速度検索装置と、この速度
   検索装置からの設定されたパターンにより冷却バンクセ
   クションをＯＮ／ＯＦＦする冷却バンク開閉装置とを備
   えたことを特徴とする熱延コイルの巻取温度制御装置。
4. 【請求項４】 速度検出手段は、圧延材料の速度を直接
   検出する速度検出器であることを特徴とする請求項２ま
   たは請求項３記載の熱延コイルの巻取温度制御装置。
5. 【請求項５】 速度検出手段は、仕上最終圧延機の圧延
   ロール周速から圧延材料速度を検出する速度予測器を備
   えていることを特徴とする請求項２または請求項３記載
   の熱延コイルの巻取温度制御装置。