JP2022032717A - 鋼板の水冷熱伝達係数の算出方法、鋼板の冷却方法および鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本発明の実施形態に係る鋼板の製造設備の構成について、図1を参照しながら説明する。製造設備1は、加熱炉10と、圧延機20と、レベラ30と、冷却装置40と、温度計50と、搬送装置60と、を備えている。同図に示すように、加熱炉10、圧延機20、レベラ30、冷却装置40および温度計50は、鋼板Sの搬送方向の上流側から下流側に向かって順に配置されている。
続いて、本発明の実施形態に係る鋼板の冷却装置40の具体的構成について、図2を参照しながら説明する。
続いて、本発明の実施形態に係る鋼板の水冷熱伝達係数の算出装置の構成について、図3を参照しながら説明する。算出装置100は、情報処理装置101と、入力装置102と、出力装置103と、を備えている。
続いて、前記した算出装置100による鋼板の水冷熱伝達係数の算出方法について説明する。この水冷熱伝達係数の算出方法では、圧延機20によって圧延された鋼板Sを搬送しながら冷却装置40によって冷却する際の、鋼板Sの水冷熱伝達係数を決定する。
冷却ゾーンの制御パターンとは、具体的には、冷却装置40における複数の冷却ゾーンのうち、鋼板Sの冷却に用いる冷却ゾーンを示す番号のことを示している。図2に示すように、冷却装置40は、鋼板Sの搬送方向に沿って複数の冷却ゾーンが設けられており、例えば上流側から順に1番~14番の冷却ゾーンがある。各冷却ゾーンを搬送される鋼板Sの搬送速度は、それぞれ調整(制御)可能となっており、冷却ゾーンの制御パターン、すなわちどの冷却ゾーンを使用して冷却を行うかは、製造指示に基づいて決定される。
図2に示すように、冷却装置40の各冷却ゾーンの下部には、鋼板Sの搬送方向に、例えば5列の下ノズル46が設けられており、そのうちの最上流側の1列目の下ノズル46の上部に、下ノズル46の吐出口を覆うようにマスキング装置47が設けられている。そして、マスキング装置47によるマスキングの位置が変わることにより、下ノズル46の吐出口の開度が変わり、下ノズル46による冷却水の吐出量が変化する。
図1に示すように、冷却装置40の上流側(圧延機20と冷却装置40の間)には、レベラ30が設けられている。このレベラ30は、冷却前の鋼板Sを圧下して当該鋼板Sの歪みを矯正するためのものである。そのため、レベラ30にかかる荷重は、鋼板Sの歪みに影響する。また、鋼板Sの歪は、当該鋼板Sの温度分布や温度低下度合いに影響するため、冷却精度への影響度が大きい。
冷却装置40の上ノズル44および下ノズル46から吐出される冷却水の水温は、鋼板Sを冷却する際の時刻(および季節)によって変化する。そのため、上ノズル44および下ノズル46に供給される冷却水の水温だけではなく、冷却する際の時刻(および季節)も考慮することにより、鋼板Sに吐出される水温の正確な値を算出することができ、結果的に冷却精度が向上する。
図4は、本発明の実施例であり、逆算学習値を用いて従来手法と本発明の学習値の精度を比較した結果を示すグラフであり、縦軸は学習値予測工程で予測した学習値(補正値)、横軸は逆算学習値である。本実施例では、冷却計算モデル式によって、鋼板Sの冷却停止温度の実績から逆算した逆算学習値を用いて、学習値予測工程で予測した学習値と、逆算学習値との最小二乗誤差(RMSE:Root Mean Square Error)を評価した。
10 加熱炉
20 圧延機
30 レベラ
40 冷却装置
41 水切りロール
42 テーブルロール
43 上ヘッダ
44 上ノズル
45 下ヘッダ
46 下ノズル
47 マスキング装置
50 温度計
60 搬送装置
100 算出装置
101 情報処理装置
102 入力装置
103 出力装置
111 RAM
112 ROM
112a 制御プログラム
113 CPU
S 鋼板
Claims (9)
- 圧延機によって圧延された鋼板を搬送しながら冷却装置によって冷却する際の鋼板の水冷熱伝達係数の算出方法であって、
冷却後における前記鋼板の温度分布、温度低下度合いまたは復熱度合いに、直接的もしくは間接的に関連する少なくとも一つの物理量を含むパラメータを入力変数とし、前記鋼板の水冷熱伝達係数の関連値を出力変数として、過去の前記物理量を含む前記冷却装置の過去の操業データから生成された予測モデルに対して、圧延対象の鋼板の前記パラメータを入力することによって、圧延対象の鋼板について前記関連値を予測し、予測された前記関連値から前記水冷熱伝達係数を決定する、
鋼板の水冷熱伝達係数の算出方法。 - 前記関連値は、前記水冷熱伝達係数を補正するための補正値であり、予測された前記補正値によって前記水冷熱伝達係数を補正する、
請求項1に記載の鋼板の水冷熱伝達係数の算出方法。 - 前記関連値は、補正された水冷熱伝達係数である、
請求項1に記載の鋼板の水冷熱伝達係数の算出方法。 - 前記冷却装置は、
前記鋼板の搬送方向に沿って設けられた複数の冷却ゾーンと、
各冷却ゾーンに設けられ、前記鋼板の上面および下面にそれぞれ冷却水を吐出するノズルと、
を備え、
前記物理量として、前記複数の冷却ゾーンのうち、前記鋼板の冷却に用いる冷却ゾーンを示す冷却ゾーンの制御パターンを含む、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の鋼板の水冷熱伝達係数の算出方法。 - 前記冷却装置は、
前記鋼板の搬送方向に沿って設けられた複数の冷却ゾーンと、
各冷却ゾーンに設けられ、前記鋼板の上面および下面にそれぞれ冷却水を吐出するノズルと、
前記鋼板の下面に冷却水を吐出するノズルのうち、前記鋼板の搬送方向の最上流側のノズルに設けられ、前記ノズルによる冷却水の吐出量を調整するマスキング装置と、
を備え、
前記物理量として、前記マスキング装置によって調整された前記最上流側のノズルによる冷却水の吐出量を含む、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の鋼板の水冷熱伝達係数の算出方法。 - 前記冷却装置の前記鋼板の搬送方向の上流側に、冷却前の前記鋼板を圧下して前記鋼板の歪みを矯正するレベラが設けられており、
前記物理量として、前記レベラにかかる荷重を含む、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の鋼板の水冷熱伝達係数の算出方法。 - 前記物理量として、前記鋼板を冷却する冷却水の水温と、前記冷却水を吐出する時刻とを含む、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の鋼板の水冷熱伝達係数の算出方法。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の鋼板の水冷熱伝達係数の算出方法によって算出された水冷熱伝達係数を用いて熱流束を算出し、前記熱流束に基づいて鋼板の搬送速度を決定する工程を含む、鋼板の冷却方法。
- 請求項8に記載の鋼板の冷却方法を用いて熱延後の鋼板を冷却する工程を含む、鋼板の製造方法。
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