JP2692544B2 - 熱間圧延機の温度制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は熱間仕上圧延機の出側
温度を均一にする熱間圧延機の温度制御方法及び装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱間連続圧延機、例えば熱間連続仕上圧
延機の出側温度は一般にストリップのトップからボトム
にかけての長手方向に変動する。この仕上圧延機の出側
温度を均一にする温度制御については、従来種々の方法
が開示されている。

【０００３】特開昭５８−１８１４０７号公報には、仕
上圧延機出側の温度計及び各仕上圧延機の圧延圧力を用
いて注水量を変更する温度制御方法が開示されている。
即ち、本方法は、仕上圧延機におけるホットストリップ
の、長手方向の温度分布もしくはそれに対応する圧延圧
力分布に対応付けて、仕上圧延機スタンド間注水量を高
温部もしくはそれに対応する低圧延圧力部で多くしてホ
ットストリップの長手方向の温度変動幅を小さくする熱
延仕上温度制御方法である。

【０００４】この公報においては、仕上圧延機出側の温
度に基づいて、前述のごとく、仕上圧延機スタンド間注
水量を変更しているが、圧延スタンド間の冷却装置は鋼
板の表面に発生する酸化鉄除去の機能をもっているた
め、使用できるスプレーが限定されるなど、さらに後段
スタンドでは板厚が薄くスタンド間のスプレーのオンオ
フにより板厚変動が大きく生じることより通常スタンド
間のスプレーの使用は上流スタンドに限定されることが
多い。ところが圧延機出側から上流スタンドへ注水指令
を出力しても注水してから温度測定までの時間が長く良
好な温度制御が得られないという問題がある。

【０００５】特開昭５８−２３５０９号公報では、第３
スタンド出側圧延材温度を測定し圧延速度を変更する熱
間圧延機の温度制御方法及び装置が提案されている。即
ち、加熱された圧延材を圧延する熱間圧延機の圧延温度
を操作して前記熱間圧延機の出側圧延材温度を制御する
熱間圧延機の温度制御方法に於いて、前記出側圧延材温
度の目標温度と前記出側圧延材温度の温度偏差により前
記圧延速度を操作する温度制御手段を設け、前記圧延速
度の変化から前記出側圧延材温度の変化までの伝達関数
を一次遅れ系として処理し、前記熱間圧延機の入側圧延
材温度と圧延スタンドのロール周速度または前記圧延材
の前記圧延速度により前記温度制御手段の増幅率を温度
制御系のループゲインが一定となる様に補正する様に構
成した熱間圧延機の温度制御方法であり、更に、

【０００６】加熱された圧延材を圧延する熱間圧延機の
圧延温度を操作して前記熱間圧延機の出側圧延材温度を
制御する熱間圧延機の温度制御装置に於いて、前記出側
圧延材温度の目標温度信号と前記出側圧延材温度検出信
号との温度偏差信号により前記圧延速度を操作する温度
制御回路を設け、前記熱間圧延機の入側圧延材温度検出
信号と圧延スタンドのロール周速度検出信号または前記
圧延材の前記圧延速度検出信号により前記温度制御回路
の時定数を温度制御系のループゲインが一定となる様に
補正する演算制御回路とで構成した熱間圧延機の温度制
御装置である。

【０００７】この公報では、第３スタンド出側で温度を
計測し、圧延速度を変更しているが、仕上圧延機にて良
好な材質を確保するには、圧延加工完了時の温度が重要
であることから第３スタンド出側における温度計測だけ
では十分な材質が得られないことがある。また圧延速度
は熱間圧延ラインでは材料板厚や仕上圧延機後の冷却装
置に与える影響が大きく速度を変更することは現実的で
ない。

【０００８】さらに特開昭６２−６７１３号公報には、
熱間圧延直後の圧延材の温度を制御するに際し、各圧延
スタンドから得られる圧下位置、圧延荷重、入側板厚の
圧延データを用いて各スタンドの圧延材の温度変化量を
求め、該温度変化量に基づいて各スタンド間の冷却水量
を求め、該冷却水量に応じ各スタンド間の冷却装置を制
御して圧延材の温度を長手方向に均一にすることを特徴
とする熱間圧延機の圧延材出側温度方法が開示されてい
る。

【０００９】この公報においては、圧下位置、圧延荷重
等から材料温度を計算しているが、圧延現象において
は、材料成分、ロール温度、ロール材質等外的要因によ
り材料温度は大きく異なり、本公報に記載の式では精度
良く最良温度を推定することは困難である。さらに本方
法では基準値からの偏差形式で記述されているため材料
スキッド等による材料内温度変動をなくすことは可能で
あるが、その結果の温度が目標値である保証がない。

【００１０】また特開平４−１３４１４号公報では、複
数のスタンドを有する熱間連続圧延機に被圧延材を通板
する際、被圧延材の板厚を制御する熱間連続圧延機にお
ける通板時の板厚制御方法において、少なくとも２個所
以上のスタンド間に厚み計と温度計を設置し、被圧延材
の先端が通過した時点で被圧延材の板厚及び表面温度を
検出し、この温度検出値から次スタンドロールバイト内
での被圧延材の圧延温度を予測し、この被圧延材の圧延
温度の予測値と予め設定された目標値との偏差を板厚の
検出値と予め設定された目標値との偏差に基づいて次ス
タンドの圧下位置を修正する際に、被圧延材の形状が乱
れることが予測される場合には圧下位置修正量を制限す
ることを連続して行うことを特徴とする熱間連続圧延機
における通板時の板厚制御方法が開示されている。しか
しながら、この公報においては、スタンド間に温度計を
設置する提案を行っているが、本方法は通板時の板厚制
御方法であり、温度制御に関しては言及していない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の従来
技術の問題点を解決し必要な仕上目標温度を迅速に得ら
れる温度制御が可能な熱間圧延機の温度制御方法及び装
置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、熱間圧
延機の温度制御方法において、連続式仕上圧延機内並び
に出側に温度計を及び仕上圧延機内に冷却装置を備え、
前記仕上圧延機内温度目標値として、仕上圧延機出側目
標温度と仕上実測温度及び通板目標温度と通板実測速度
の１次式を下記に示す如く与え、該目標値と温度計測値
との偏差により前記冷却装置の注水量を変更することを
特徴とする熱間圧延機の温度制御方法である。

【００１３】

【数３】

【００１４】また、本発明の第２は、熱間圧延機の温度
制御装置において、連続式仕上圧延機内並びに出側に温
度計を及び仕上圧延機内に冷却装置を設け、前記仕上圧
延機内温度目標値を仕上圧延機出側目標温度と仕上実測
温度及び通板目標温度と通板実測速度の１次式を下記に
示す計算式により演算するための演算装置と、圧延機内
温度計により計算した温度により偏差を演算制御するた
めの演算制御装置と、仕上圧延機出側計測温度と目標値
との偏差を演算するための制御量演算装置を設け、前記
目標値と温度計測値との偏差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間圧延機の温度制御装
置である。

【００１５】

【数４】

【００１６】

【作用】本発明は、前記発明の課題を解決するために仕
上圧延機内に一個以上の温度測定装置を備え本装置に対
し仕上出側温度が材質上最適となる目標値を以下の式の
ように与えるものである。

【００１７】

【数５】

【００１８】

【数６】

【００１９】本目標値に対し温度計で実測した温度との
偏差を求め制御量演算装置（ＰＩＤ演算）の出力で温度
計に近接した冷却装置の注水量を変更することにより制
御装置と検出装置の遅れ時間を少なくでき高精度な温度
制御が可能となり且つ圧延機出側の鋼帯の温度を一定に
保つことが可能となる。

【００２０】

【実施例】次に、本発明の実施例について図１を用いて
説明する。図１は本発明の実施態様例である温度制御装
置の構成の説明図、図２は制御フローの説明図である。
図において、１は仕上圧延機出側温度計、２は仕上圧延
機内温度計、３〜６は仕上圧延機各スタンド間の冷却装
置、７は仕上圧延機内温度目標値を演算するための演算
装置、８は７で与えられた目標値と仕上圧延機内温度計
２により計測した仕上圧延機出側温度により偏差を演算
制御するための制御量演算装置、９は仕上圧延機出側温
度計１で計測した仕上出側温度と目標値との偏差を演算
するための制御量演算装置、１０〜１２は仕上圧延機で
ある。

【００２１】次に制御量演算装置８は圧延機内温度目標
値演算装置７で与えられた値と仕上圧延機内温度計２に
より計算した温度により偏差を演算し例えばＰＩＤコン
トローラの様な制御演算装置により制御量を演算しスタ
ンド間スプレー３〜６に指令を出力する。また仕上圧延
機出側温度計１からの制御量演算装置９は仕上圧延機出
側温度計１で計測した仕上圧延機出側温度と目標値の偏
差を演算する装置で仕上圧延機内温度目標値演算装置７
の中間温度の目標値の補正項を与える装置である。

【００２２】従来は、仕上圧延機出側温度計１の温度が
目標値となるように複数の熱間圧延機１０，１１，１２
のコントロールを行っていた。本発明では仕上圧延機内
に設置した温度計２を圧延機のスタンド間に１ケ所以上
設置している。この仕上圧延機内温度計２は鋼板上面若
しくは下面より計測を行う。

【００２３】本発明は、仕上圧延機内温度目標値Ｔ_maim
として、仕上圧延機出側目標温度Ｔ_faimと仕上実測温度
Ｔ_fact及び通板目標温度Ｔ_f と通板実測速度の下記の１
次式で与え、前記仕上圧延機内温度計に対する目標値Ｔ
_maimを与え、該目標値Ｔ_maimと温度計測値Ｔ_mactとの偏
差により、図２の制御フローの説明図に示す如く制御
し、前記冷却装置の注水量を変更するものである。

【００２４】

【数７】

【００２５】また本仕上圧延機内温度計２は可能な限り
仕上圧延機出側温度計１と圧延機の位置関係が同一の位
置関係にあることが望ましいが、本制御法では最終的に
仕上圧延機出側温度により補正が行われるので必ずしも
同一でなくても同じ効果は得られる。スタンド間に設置
した冷却装置３，４，５，６は水などの冷却媒体を用い
スプレー方式等により冷却する。図３に圧延機内温度目
標値演算装置７を用いた演算例を示す。制御開始の点で
はＴ_maimはＴ_faim＋Ｔ_m-f のみの項となる。の区間で
は速度が増加するにともない

【００２６】

【数８】

【００２７】の区間ではＴ_f の実績が目標値に対し偏
差を生じたためＰＩＤ演算装置によりＴ_maimが変化す
る。図４に本発明の制御を対象材として一般炭素鋼材
（４．０mm×１６８３mm）について実施した場合の仕上
圧延機出側温度を示す。図４に示す如く、制御（切）の
場合は、材料先端から後端にかけて加速のために温度が
上昇しているのに対し本制御を適用した場合は、同一の
圧延条件であっても目標値に制御されていることが判
る。

【００２８】図５に、本発明による制御を同一圧延条件
の材料に適用したときの統計データによる評価示す。こ
こで、Ｎはテスト本数、Ｘ_meanは実績温度−目標温度の
長手方向にわたる平均値、オンゲージ率は全長のうち目
標値に対し±１０℃，±１５℃以内に入っている部分の
割合を示している。図５に示した如く、本発明の制御法
を適用することにより、実績温度−目標温度の長手方向
にわたる平均値Ｘ_meanは３．５℃低下し、±１０℃オン
ゲージ率，±１５℃オンゲージ率ともに夫々５２．１％
から７８．９％，８２．１％から９４．５％に改善され
ている。

【００２９】

【発明の効果】本発明の熱間圧延機の温度制御方法及び
装置によれば、圧延機内に温度計を設け、本温度計に対
し仕上圧延機出側温度を所定の目標温度となる様な設定
を与える構成としたので、温度検出器から制御装置まで
短い時間で制御できるため鋼帯長手方向温度が非常に均
一になり且つ仕上出側温度が所定の目標温度となり良好
な材質の鋼帯が得られる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施態様例である温度制御装置の構成
の説明図である。

【図２】本発明の実施例における制御フローの説明図で
ある。

【図３】本発明の実施例における目標値演算装置を用い
た演算例の説明図である。

【図４】本発明の実施例における仕上圧延機出側温度の
説明図である。

【図５】本発明を用いた場合の結果の統計結果の説明図
である。

【符号の説明】

１ 圧延機出側温度計 ２ 仕上圧延機内温度計 ３ 冷却装置 ４ 冷却装置 ５ 冷却装置 ６ 冷却装置 ７ 圧延機内温度目標値演算装置 ８ 制御量演算装置 ９ 仕上出側温度計からの制御量演算装置 １０ 仕上圧延機 １１ 仕上圧延機 １２ 仕上圧延機

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間圧延機の温度制御方法において、連
   続式仕上圧延機内並びに出側に温度計を及び仕上圧延機
   内に冷却装置を備え、前記仕上圧延機内温度目標値とし
   て、仕上圧延機出側目標温度と仕上実測温度及び通板目
   標温度と通板実測速度の１次式を下記に示す如く与え、
   該目標値と温度計測値との偏差により前記冷却装置の注
   水量を変更することを特徴とする熱間圧延機の温度制御
   方法。 【数１】
2. 【請求項２】 熱間圧延機の温度制御装置において、連
   続式仕上圧延機内並びに出側に温度計を及び仕上圧延機
   内に冷却装置を設け、前記仕上圧延機内温度目標値を仕
   上圧延機出側目標温度と仕上実測温度及び通板目標温度
   と通板実測速度の１次式を下記に示す計算式により演算
   するための演算装置と、圧延機内温度計により計算した
   温度により偏差を演算制御するための演算制御装置と、
   仕上圧延機出側計測温度と目標値との偏差を演算するた
   めの制御量演算装置を設け、前記目標値と温度計測値と
   の偏差により前記冷却装置の注水量を制御することを特
   徴とする熱間圧延機の温度制御装置。 【数２】