JPS6336847B2 - - Google Patents
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- JPS6336847B2 JPS6336847B2 JP56208404A JP20840481A JPS6336847B2 JP S6336847 B2 JPS6336847 B2 JP S6336847B2 JP 56208404 A JP56208404 A JP 56208404A JP 20840481 A JP20840481 A JP 20840481A JP S6336847 B2 JPS6336847 B2 JP S6336847B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- rolling mill
- average temperature
- biting
- rolled material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は熱間圧延ラインにおいて圧延材料の
圧延機噛込み時平均温度を制御する圧延材の温度
制御装置に関する。
圧延機噛込み時平均温度を制御する圧延材の温度
制御装置に関する。
熱間圧延ラインにおいて圧延材料の噛み込み時
平均温度は材料の品質を左右するものであり厳重
な管理が要求されている。
平均温度は材料の品質を左右するものであり厳重
な管理が要求されている。
従来この目的のために前方圧延機の出側に温度
計１ケを設置して材料の表面温度を測定しこれを
そのまま平均温度として採用したりあるいは空冷
の定常状態とみなしてこれにある温度を上のせし
て平均温度（ここでは板厚方向の平均温度をい
う）を求め、これにより後方圧延機の噛み込み時
平均温度を制御していた。
計１ケを設置して材料の表面温度を測定しこれを
そのまま平均温度として採用したりあるいは空冷
の定常状態とみなしてこれにある温度を上のせし
て平均温度（ここでは板厚方向の平均温度をい
う）を求め、これにより後方圧延機の噛み込み時
平均温度を制御していた。
しかし、圧延機の出側直後における表面温度
TSと、平均温度TAとの関係は第１図に示すよう
に空冷の定常状態とはみなせず、ましてや表面温
度TSを平均温度TAとして採用する事は不可能で
ある。定常状態とみなせるところまで温度計の位
置をずらせば表面温度と平均温度の換算は次式で
示すように簡単に行なう事が可能である。
TSと、平均温度TAとの関係は第１図に示すよう
に空冷の定常状態とはみなせず、ましてや表面温
度TSを平均温度TAとして採用する事は不可能で
ある。定常状態とみなせるところまで温度計の位
置をずらせば表面温度と平均温度の換算は次式で
示すように簡単に行なう事が可能である。
TA＝TS＋Ａ(H)ｑ／λ・Ｈ …(1)
ここにおいてTAは平均温度、TSは表面温度実
測値ｑはTSに基づいた空冷熱流束であり式(2)で
表わせる。又λは熱伝導率 Ｈは板厚 Ａ(H)は板
厚関数の係数である。
測値ｑはTSに基づいた空冷熱流束であり式(2)で
表わせる。又λは熱伝導率 Ｈは板厚 Ａ(H)は板
厚関数の係数である。
ｑ＝2ε・σ／CPγ・Ｈ・（TS＋273／100）4 …(2)
上式でεはふく射率σはステフアンボルツアン
定数、CPは比熱、γは比重量である。
定数、CPは比熱、γは比重量である。
しかしながら、定常状態測定可能位置まで温度
計を持つていくと圧延材表面にスケールが発生し
ている場合が多く正確に表面温度を測定する事が
困難になる。又、薄い板厚では早く定常状態に達
するが、厚い板厚では定常状態に達するのに時間
が非常にかかり全てが定常状態を満足する位置に
温度計を設置するのは困難である。
計を持つていくと圧延材表面にスケールが発生し
ている場合が多く正確に表面温度を測定する事が
困難になる。又、薄い板厚では早く定常状態に達
するが、厚い板厚では定常状態に達するのに時間
が非常にかかり全てが定常状態を満足する位置に
温度計を設置するのは困難である。
そのため従来では、後方圧延機噛み込み時平均
温度は重要であるにもかかわらず余り精度が出な
いため安全側である目標温度より高めの温度を常
に出すように制御を行なつており、このため非常
にエネルギー的に損をしていた。
温度は重要であるにもかかわらず余り精度が出な
いため安全側である目標温度より高めの温度を常
に出すように制御を行なつており、このため非常
にエネルギー的に損をしていた。
本発明は、以上の様な欠点をなくすために圧延
機出側直後のスケールの生じない領域に温度計を
連続して２コ設置する事により定常に達しない過
渡状態下における表面温度から平均温度を精度よ
く演算しその結果を基に後方圧延材噛み込み時平
均温度を精度良く制御する温度制御装置を提供す
る事を目的とする。
機出側直後のスケールの生じない領域に温度計を
連続して２コ設置する事により定常に達しない過
渡状態下における表面温度から平均温度を精度よ
く演算しその結果を基に後方圧延材噛み込み時平
均温度を精度良く制御する温度制御装置を提供す
る事を目的とする。
本発明に係る圧延材の温度制御装置は、熱間圧
延ラインにおいて、前方圧延機出側直後にライン
方向に連続して設置され、測定のタイミングがず
らされて圧延材の同一個所の表面温度を測定する
２個の温度計と、これら温度計による測定温度及
びそれらの温度差に基づいて、前記圧延材の測定
個所の板厚方向の平均温度を演算する平均温度演
算器と、前記平均温度に基づいて、後方圧延機に
おける噛み込み時の板厚方向の平均温度を演算す
る噛み込み時平均温度演算器と、この噛み込み時
平均温度と噛み込み目標温度とから後方圧延機前
方の搬送テーブルの速度を変化させる制御装置
と、を備えたものである。そして、上記のように
本発明における平均温度とは圧延材の板厚方向の
温度分布を対象としており、従つて以下に述べる
実施例においても平均温度とは板厚方向の温度分
布を対象としていることはいうまでもない。
延ラインにおいて、前方圧延機出側直後にライン
方向に連続して設置され、測定のタイミングがず
らされて圧延材の同一個所の表面温度を測定する
２個の温度計と、これら温度計による測定温度及
びそれらの温度差に基づいて、前記圧延材の測定
個所の板厚方向の平均温度を演算する平均温度演
算器と、前記平均温度に基づいて、後方圧延機に
おける噛み込み時の板厚方向の平均温度を演算す
る噛み込み時平均温度演算器と、この噛み込み時
平均温度と噛み込み目標温度とから後方圧延機前
方の搬送テーブルの速度を変化させる制御装置
と、を備えたものである。そして、上記のように
本発明における平均温度とは圧延材の板厚方向の
温度分布を対象としており、従つて以下に述べる
実施例においても平均温度とは板厚方向の温度分
布を対象としていることはいうまでもない。
以下本発明の原理及び一実施例を図面に基づい
て説明する。
て説明する。
第１図は、圧延機を出た圧延材上の１点の表面
温度と平均温度が圧延材の搬送に従つて変化して
いく様子を示した説明図であり、１は前方圧延
機、２は後方の圧延機、３は前方圧延機の直後に
設置された温度計、４は圧延材である。
温度と平均温度が圧延材の搬送に従つて変化して
いく様子を示した説明図であり、１は前方圧延
機、２は後方の圧延機、３は前方圧延機の直後に
設置された温度計、４は圧延材である。
第１図で示されている様に前方圧延機１を出た
後の圧延材４上同一点の表面温度TSと平均温度
TAとの間には大きな差がある。この差は圧延材
４の搬送に従つて減少していき圧延材４の板厚Ｈ
に応じた一定の値におちついてくる。この一定値
に落ちついている範囲を定常状態それ以前の状態
を過渡状態という事にする。
後の圧延材４上同一点の表面温度TSと平均温度
TAとの間には大きな差がある。この差は圧延材
４の搬送に従つて減少していき圧延材４の板厚Ｈ
に応じた一定の値におちついてくる。この一定値
に落ちついている範囲を定常状態それ以前の状態
を過渡状態という事にする。
この過渡状態の生ずる原因は前方圧延機１直下
での平均熱流束qRと圧延機１を出てからの空冷で
の平均熱流束qAが大きく異なるためである。
での平均熱流束qRと圧延機１を出てからの空冷で
の平均熱流束qAが大きく異なるためである。
それ故、過渡状態中に温度計３で測定した実測
表面温度TSTからその位置での平均温度TATを得
るためには、定常状態での換算方法（式(1)、式
(2)）とは異なる方法が必要となる。
表面温度TSTからその位置での平均温度TATを得
るためには、定常状態での換算方法（式(1)、式
(2)）とは異なる方法が必要となる。
今、表面温度TS（ｔ）と平均温度TA（ｔ）との
関係は熱伝導方程式の近似解より次式で示され
る。
関係は熱伝導方程式の近似解より次式で示され
る。
TA（ｔ）＝TS（ｔ）＋Ｂ(H)qR／λ・Ｈ
＋Ｂ(H)Ｈ／λ（qA−qR）〔１−exp｛−Ｃ(H)／H2・κt
｝〕 …(3) ここで、ｔは前方圧延機１よりの経過時間、
TA（ｔ）TS（ｔ）はそれぞれ平均、表面温度が時
間の関数である事を示している。又qAqRは圧延機
直下及び空冷時の平均熱流束、λ、κは材料の熱
伝導率、温度伝導率 Ｈは板厚を示す。Ｂ(H)、Ｃ
(H)はそれぞれ板厚関数の係数である。
｝〕 …(3) ここで、ｔは前方圧延機１よりの経過時間、
TA（ｔ）TS（ｔ）はそれぞれ平均、表面温度が時
間の関数である事を示している。又qAqRは圧延機
直下及び空冷時の平均熱流束、λ、κは材料の熱
伝導率、温度伝導率 Ｈは板厚を示す。Ｂ(H)、Ｃ
(H)はそれぞれ板厚関数の係数である。
式(3)をｔ＝t0の回りで近似展開すると次式を得
る事ができる。
る事ができる。
TA（t0）＝TS（t0）＋Ｂ(H)qA／λＨ
−〔qA／Cp・γ・Ｈ−TS（t0＋△ｔ）−TS（t0）／△ｔ
〕・ H2／Ｃ(H)・κ …(4) 又、 qA＝ｚ・εσ・〔TS（t0）＋273／100〕4…(5) εは材料のふく射率 σはステフアンボルツアン定数 式(4)、式(5)より時期t0での表面温度TS（t0）と
微少時間△ｔ後の表面温度TS（t0＋△ｔ）の値よ
り平均温度TA（t0）を求める事が可能となる。
〕・ H2／Ｃ(H)・κ …(4) 又、 qA＝ｚ・εσ・〔TS（t0）＋273／100〕4…(5) εは材料のふく射率 σはステフアンボルツアン定数 式(4)、式(5)より時期t0での表面温度TS（t0）と
微少時間△ｔ後の表面温度TS（t0＋△ｔ）の値よ
り平均温度TA（t0）を求める事が可能となる。
第２図は本発明の一実施例を示す説明図であ
る。ここで１は熱間圧延ラインにおける前方圧延
機であり、前方圧延機１は前方圧延機用モーター
６を備えている。前方圧延機１の出側後方には後
方圧延機２が設けられており、前方圧延機１と後
方圧延機２との間には前方圧延機１の出側直後で
ライン方向Ａに連続して圧延材４の表面温度測定
用の温度計３ａ，３ｂが２個設置され、更に圧延
材４をライン方向Ａに搬送するための搬送テーブ
ル５が設置されている。搬送テーブル５は搬送テ
ーブル５を駆動するための搬送テーブル用モータ
ー７を備えている。８は板厚Ｈ後方圧延機噛み込
み目標温度TA2 *等の情報を与える上位計算機、
９は平均温度演算機、１０は後方圧延機噛み込み
温度演算器、１１は遅延時間演算器、１２は搬送
テーブルモーター制御装置である。ここで、平均
温度演算器９は圧延材４の平均温度を演算するよ
うに温度計３ａ，３ｂ、前方圧延機用モーター６
及び上位計算器８と連結され、噛み込み温度演算
器１０は噛み込み時平均温度を演算するように搬
送テーブル用モーター７、上位計算器８及び平均
温度演算器９と連結され、遅延時間演算器１１と
搬送テーブルモーター制御装置１２とは噛み込み
時平均温度と噛み込み目標温度とから後方圧延機
前方の搬送テーブルの速度を変化させるように搬
送テーブル用モーター７、上位計算器８及び噛み
込み温度演算器１０と連結されている。
る。ここで１は熱間圧延ラインにおける前方圧延
機であり、前方圧延機１は前方圧延機用モーター
６を備えている。前方圧延機１の出側後方には後
方圧延機２が設けられており、前方圧延機１と後
方圧延機２との間には前方圧延機１の出側直後で
ライン方向Ａに連続して圧延材４の表面温度測定
用の温度計３ａ，３ｂが２個設置され、更に圧延
材４をライン方向Ａに搬送するための搬送テーブ
ル５が設置されている。搬送テーブル５は搬送テ
ーブル５を駆動するための搬送テーブル用モータ
ー７を備えている。８は板厚Ｈ後方圧延機噛み込
み目標温度TA2 *等の情報を与える上位計算機、
９は平均温度演算機、１０は後方圧延機噛み込み
温度演算器、１１は遅延時間演算器、１２は搬送
テーブルモーター制御装置である。ここで、平均
温度演算器９は圧延材４の平均温度を演算するよ
うに温度計３ａ，３ｂ、前方圧延機用モーター６
及び上位計算器８と連結され、噛み込み温度演算
器１０は噛み込み時平均温度を演算するように搬
送テーブル用モーター７、上位計算器８及び平均
温度演算器９と連結され、遅延時間演算器１１と
搬送テーブルモーター制御装置１２とは噛み込み
時平均温度と噛み込み目標温度とから後方圧延機
前方の搬送テーブルの速度を変化させるように搬
送テーブル用モーター７、上位計算器８及び噛み
込み温度演算器１０と連結されている。
次に本発明の作用について詳細に説明する。
平均温度演算器９はまず前方圧延機１の出側板
速度VRを圧延機モーター６の回転数NRから求め
これを用いて温度計３ａに達する時間t0及び２つ
の温度計３ａ，３ｂ間の移送時間△ｔを計算す
る。
速度VRを圧延機モーター６の回転数NRから求め
これを用いて温度計３ａに達する時間t0及び２つ
の温度計３ａ，３ｂ間の移送時間△ｔを計算す
る。
t0＝XRＴ／VR …(6)
△ｔ＝△Ｘ／VR …(7)
次に２つの温度計３ａ，３ｂでの実測温度TST1
（＝TS（t0））、TST2（＝TS（t0＋△ｔ））との値と上
位計算機８より伝送された板厚Ｈを用いて式(4)、
式(5)により温度計３ａ直下の平均温度TAT（＝TA
（t0））を計算し噛み込み温度演算器１０に出力す
る。
（＝TS（t0））、TST2（＝TS（t0＋△ｔ））との値と上
位計算機８より伝送された板厚Ｈを用いて式(4)、
式(5)により温度計３ａ直下の平均温度TAT（＝TA
（t0））を計算し噛み込み温度演算器１０に出力す
る。
噛み込み温度演算器１０は現在の搬送テーブル
モーター６の回転数と上位計算機８からの搬送速
度Va情報により温度計３ａ通過時から後方圧延
機２噛込み迄の時間t23を予測し、次式を用いて
後方圧延機２噛込み時平均温度TA2を計算する。
モーター６の回転数と上位計算機８からの搬送速
度Va情報により温度計３ａ通過時から後方圧延
機２噛込み迄の時間t23を予測し、次式を用いて
後方圧延機２噛込み時平均温度TA2を計算する。
TA2＝100｛（100／TAT＋273）3＋6ε・σt23／100Cpγ
・Ｈ｝-1/3 −273 …(8) 上記は温度計３ａから、後方圧延機２まで空冷
状態だけを考えたが当然途中に水冷装置がある場
合は式(8)を変更して水冷時の計算と空冷時の計算
を組み合わせて噛み込み時平均温度を予測する必
要がある。
・Ｈ｝-1/3 −273 …(8) 上記は温度計３ａから、後方圧延機２まで空冷
状態だけを考えたが当然途中に水冷装置がある場
合は式(8)を変更して水冷時の計算と空冷時の計算
を組み合わせて噛み込み時平均温度を予測する必
要がある。
次に遅延時間演算器１１はこの後方圧延機２噛
み込み時平均温度TA2と、上位計算機８からの噛
み込み目標温度TA2 *とを比較し、TA2の方がTA2 *
よりも高ければTA2がTA2 *に等しくなる様な時間
t23 *を計算する。
み込み時平均温度TA2と、上位計算機８からの噛
み込み目標温度TA2 *とを比較し、TA2の方がTA2 *
よりも高ければTA2がTA2 *に等しくなる様な時間
t23 *を計算する。
たとえば空冷だけで温度計３ａから、後方圧延
機２まで搬送されるのであれば△t23 *は次式で与
えられる。
機２まで搬送されるのであれば△t23 *は次式で与
えられる。
又、TA2がTA2 *よりも低ければ今ライン上に加
熱装置がないので上昇させる事が不可能であるの
で、t23はそのまま出力される事になる。（t23 *＝
t23） 次に搬送テーブル制御装置１２は上記△t23 *と
△t23とを比較し、その差分△t23＝t23−t23 *の時
間だけ圧延材４を搬送テーブル５上でオシレーシ
ヨンさせるようなリフアレンスを搬送テーブルモ
ーター７に出力する。
熱装置がないので上昇させる事が不可能であるの
で、t23はそのまま出力される事になる。（t23 *＝
t23） 次に搬送テーブル制御装置１２は上記△t23 *と
△t23とを比較し、その差分△t23＝t23−t23 *の時
間だけ圧延材４を搬送テーブル５上でオシレーシ
ヨンさせるようなリフアレンスを搬送テーブルモ
ーター７に出力する。
又、上記実施例については搬送テーブル速度が
任意に選択できない場合について説明を行なつた
がテーブル速度が任意に選択できる場合において
は式(9)を用いてt23 *をTA温度に関係なく遅延時間
演算器１１で求め、搬送テーブル制御装置１２は
次式(10)を用いてテーブル速度Ｖ又はテーブルモー
ターの回転数N*を求めて、これをリフアレンス
としてモーター７に出力すればTA＞TA * TA＜
TA *いずれの場合もTA＝TA *と制御する事が可能
となる。
任意に選択できない場合について説明を行なつた
がテーブル速度が任意に選択できる場合において
は式(9)を用いてt23 *をTA温度に関係なく遅延時間
演算器１１で求め、搬送テーブル制御装置１２は
次式(10)を用いてテーブル速度Ｖ又はテーブルモー
ターの回転数N*を求めて、これをリフアレンス
としてモーター７に出力すればTA＞TA * TA＜
TA *いずれの場合もTA＝TA *と制御する事が可能
となる。
N*＝Ｎ・t23 *／t23 …(10)
以上説明した様に本発明は前方圧延機の直後の
スケールの発生しない地点に連続して２個の温度
計を設置してこの両者間の表面温度の変化から平
均温度を求めこの平均温度を使用して後方圧延機
噛み込み時平均温度を制御するように温度制御装
置を構成したので、噛み込み時平均温度の制御精
度が良くなり、その結果として板厚制御の制御精
度等も向上する効果がある。
スケールの発生しない地点に連続して２個の温度
計を設置してこの両者間の表面温度の変化から平
均温度を求めこの平均温度を使用して後方圧延機
噛み込み時平均温度を制御するように温度制御装
置を構成したので、噛み込み時平均温度の制御精
度が良くなり、その結果として板厚制御の制御精
度等も向上する効果がある。
第１図は前方圧延機で圧延した後の圧延材の平
均温度と表面温度の搬送位置での変化を示す説明
図、第２図は本発明の一実施例を示す説明図であ
る。 １……前方圧延機、２……後方圧延機、３ａ，
３ｂ……温度計、４……圧延材、５……搬送テー
ブル、６……圧延機モーター、７……テーブルモ
ーター、８……上位計算機、９……平均温度演算
器、１０……噛み込み温度演算器、１１……遅延
時間演算器、１２……テーブル制御装置。
均温度と表面温度の搬送位置での変化を示す説明
図、第２図は本発明の一実施例を示す説明図であ
る。 １……前方圧延機、２……後方圧延機、３ａ，
３ｂ……温度計、４……圧延材、５……搬送テー
ブル、６……圧延機モーター、７……テーブルモ
ーター、８……上位計算機、９……平均温度演算
器、１０……噛み込み温度演算器、１１……遅延
時間演算器、１２……テーブル制御装置。
Claims (1)
- １ 熱間圧延ラインにおいて、前方圧延機出側直
後にライン方向に連続して設置され、測定のタイ
ミングがずらされて圧延材の同一個所の表面温度
を測定する２個の温度計と、これら温度計による
測定温度及びそれらの温度差に基づいて、前記圧
延材の測定個所の板厚方向の平均温度を演算する
平均温度演算器と、前記平均温度の基づいて、後
方圧延機における噛み込み時の板厚方向の平均温
度を演算する噛み込み時平均温度演算器と、この
噛み込み時平均温度と噛み込み目標温度とから後
方圧延機前方の搬送テーブルの速度を変化させる
制御装置と、を備えたことを特徴とする圧延材の
温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56208404A JPS58110109A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 圧延材の温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56208404A JPS58110109A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 圧延材の温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58110109A JPS58110109A (ja) | 1983-06-30 |
| JPS6336847B2 true JPS6336847B2 (ja) | 1988-07-21 |
Family
ID=16555682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56208404A Granted JPS58110109A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 圧延材の温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58110109A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6152924A (ja) * | 1984-08-20 | 1986-03-15 | Kawasaki Steel Corp | 鋼材の冷却方法ならびにその装置 |
| KR100321037B1 (ko) * | 1997-11-10 | 2002-04-17 | 이구택 | 열간압연대기재 온도편차방지장치 및 그 방법 |
| CN104028561B (zh) * | 2014-06-18 | 2017-01-11 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 保证钢板终冷温度精度的方法 |
| CN106643135B (zh) * | 2016-12-26 | 2019-02-19 | 中国重型机械研究院股份公司 | 一种用于批量轧件等温同时长加热的轧中补温系统 |
-
1981
- 1981-12-23 JP JP56208404A patent/JPS58110109A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58110109A (ja) | 1983-06-30 |
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