JP2988330B2 - 熱延鋼板の巻き取り温度制御方法 - Google Patents
熱延鋼板の巻き取り温度制御方法Info
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Description
ランアウトテーブル上で冷却して巻き取り温度を制御す
る熱延鋼板の巻き取り温度制御方法に関する。
の熱延鋼板がコイラーに巻き取られて製品コイルとな
る。このとき、コイラーに巻き取られる熱延鋼板の温
度、すなわち巻き取り温度が鋼板の機械的特性に大きな
影響を及ぼす。そのため、仕上圧延機とコイラーとの間
に設けられたランアウトテーブル上で、鋼板が制御冷却
されてその巻き取り温度が制御される。
するための装置構成図である。仕上圧延機2を出てラン
アウトテーブル上を進む鋼板1は、ランアウトテーブル
の上面側および下面側に設けられそれぞれが鋼板進行方
向において複数のバンクに分割された冷却ヘッダー3,
4からの注水により冷却されてコイラー5に巻き取られ
る。
度)が仕上圧延機2の出側に設けた仕上出側温度計6a
により測定されると共に、冷却後の鋼板温度(巻き取り
温度)がコイラー5の入側に設けた巻き取り温度計6b
により測定される。そして、所望の機械的特性を得るた
め、コントローラ8において鋼板1の巻き取り温度が予
測計算され、その計算値が目標値に一致するように冷却
ヘッダー3,4からの注水量がフィードフォワード制御
される。また、巻き取り温度の測定値と目標値の偏差に
基づいて、上記注水量がフィードバック制御により微調
整される。
取り温度制御とは別に、ランアウトテーブルを構成する
多数のテーブルローラ9が、給水経路10を経て各ロー
ラへ噴出される冷却水により強制冷却される。このロー
ラの冷却は、鋼板1の通過に伴いテーブルローラ9が高
温となって割れを生じるのを防止するためであり、圧延
開始前から圧延終了後まで継続されるのが通例である。
は、巻き取り温度を出来るだけ高精度に制御することが
鋼板の品質精度を高めるために必要である。そのため
に、特開平2−75410号公報では巻き取り温度を制
御入力とするフィードバック制御系において、巻き取り
温度の測定値から高周波成分を除いてその信号をコント
ローラに与えることにより、外乱によって生じる巻き取
り温度誤算を減少させることが提案されている。また、
特開昭58−47924号公報では温度降下の予測誤差
を減少させるために、計算と実績の水冷能力の比から各
制御単位の冷却能力を学習することが提案されている。
巻き取り温度制御を行なうランアウトテーブルでは、前
述したように、その巻き取り温度制御とは別に、テーブ
ルローラの割れを防ぐために、各テーブルローラが冷却
水により強制的に冷却される。しかし、ローラ冷却水が
噴出されると、鋼板とテーブルロールとの間に滑りが発
生し、鋼板が進みにくくなる。そして従来のローラ冷却
では、図2に示すように、鋼板1の先端が到達する前か
らローラ冷却水11が噴出されるために、特に板厚が2
mm以下の薄鋼板の場合は、その先端部の通板速度が低
下して、その形状が崩れ、通板性が著しく低下するとい
う問題がある。
ローラ冷却水を供給する給水経路を鋼板進行方向におい
て複数のゾーンに分割し、鋼板の先端部が通過したゾー
ンから順にローラ冷却水の噴出を開始することを考え
た。
制御を行なうと、鋼板の冷却途中にローラ冷却水の噴出
が開始される。そうすると、鋼板からテーブルローラへ
の抜熱量が増大し、鋼板温度が途中から40℃程度低下
する。このような大きく急激な温度低下に対し、フィー
ドバック制御により巻き取り温度誤差を減少させる従来
の巻き取り温度制御は、応答遅れのため全く対応できな
い。また、冷却能力を学習する方法も巻き取り温度の実
績平均値を目標値に近づけることはできても、冷却途中
の温度低下を防止することはできず、むしろローラ冷却
水の噴出状況によって学習値が外乱を受ける。従って、
この方法も又、ローラ冷却水の噴出タイミング制御によ
る鋼板温度低下に対しては無力である。
を制御することより、鋼板の通板性を改善することはで
きても、代わりに鋼板の巻き取り温度精度が長手方向に
おいて著しく低下するという問題が新たに生じる。
う通板性の低下を防ぎ、合わせて鋼板の全長にわたって
巻き取り温度を精度よく制御することができる熱延鋼板
の巻き取り温度制御方法を提供することにある。
取り温度制御方法は、熱間圧延された鋼板をランアウト
テーブル上で冷却して巻き取り温度を制御する方法にお
いて、ランアウトテーブルを構成する多数のテーブルロ
ーラを冷却する冷却水の給水経路を、鋼板進行方向にお
いて独立制御が可能な複数のゾーンに分割して、鋼板の
先端部が通過したゾーンから順にローラ冷却水の噴出を
開始し、且つ、予測計算した鋼板の巻き取り温度が目標
値に一致するように冷却ヘッダーからの注水量をフィー
ドフォワード制御する際に、ローラ冷却水の噴出による
鋼板温度の変化量を計算し、その変化を打ち消すべく前
記注水量を補正するものである。
いては、ローラ冷却水の給水経路を鋼板進行方向に複数
分割し、鋼板の先端部が通過してからローラ冷却水を噴
出するので、薄鋼板の場合も先端部の進行速度低下に伴
う形状崩れが防止され、通板状態を良好に保ちながらテ
ーブルローラを冷却することができる。また、鋼板の冷
却開始後にローラ冷却水を噴出し始めるにもかかわら
ず、その噴出による温度変化を予め見込んだフィードフ
ォワード制御が行なわれるので、ローラ冷却水の噴出に
よる巻き取り温度の変化が防止される。
する。図3に本発明を実施するのに適した装置構成を示
す。
トテーブルは、上流部と下流部に2分割され、下流部と
下流部の間には近接コイラー5aが、下流部の下流側に
は遠方コイラー5bがそれぞれ設けられている。また、
仕上圧延機2の出側には仕上出口温度計6aが、近接コ
イラー5aおよび遠方コイラー5aの入側には、中間温
度計6cおよび巻き取り温度計6bがそれぞれ設けられ
ている。
冷却ヘッダー3および下面側に設けられた冷却ヘッダー
4は、鋼板1の進行方向において14個のバンクに分割
されている。また、ランアウトテーブルを構成するテー
ブルローラ9は冷却水により強制冷却され、その冷却水
を供給する給水経路10は鋼板1の進行方向において3
つのゾーンに分割されている。第1ゾーンは近接コイラ
ー5aの上流側に位置し、第2ゾーンおよび第3ゾーン
は近接コイラー5aと遠方コイラー5bの間に位置す
る。各ゾーンにおいてはバルブ12a,12b,12c
により独立にローラ冷却水の噴出がオンオフされる。
るコントローラ8は、仕上出口温度計6aから圧延仕上
温度の実績値を取り込み、仕上圧延機2から鋼板速度の
実績値を取り込む。これらを含む種々の実績値を用い
て、コントローラ8は次の処理を行なう。鋼板1の現在
温度を計算する。鋼板現在温度と鋼板速度とランアウト
テーブルでの鋼板温度降下量(予測計算値)とから巻き
取り温度を予測する。その予測値が目標値となるように
冷却ヘッダー3,4のバルブ開閉パターンを修正する。
巻き取り温度制御は次のように実行される。図4にロー
ル冷却水の噴出タイミングを示し、図5に鋼板長手方向
の巻き取り温度分布を示す。
2cを全て閉じた状態で、冷却ヘッダー3,4から注水
を行ないながら、仕上圧延機2から鋼板1が進出する。
鋼板1の先端が中間温度計6cを通過した後、t1秒後
にバルブ12aが開かれ、第1ゾーンにおいてロール冷
却水の噴出が始まる。鋼板1の先端が遠方コイラー5b
に噛み込まれた後、t2秒後、t3(>t2)秒後にバ
ルブ12b,12cがそれぞれ開放されることにより、
第2ゾーン、第3ゾーンにおいて順番にロール冷却水の
噴出が開始される。
にロール冷却水の噴出を開始することにより、先端部が
テーブルローラ9によりスムーズに搬送され、先端部の
形状崩れによる通板性低下が防止される。このとき、鋼
板1の先端部は第1〜3ゾーンのいずれにおいてもロー
ル冷却水の噴出による温度低下を生じない。ロール冷却
水の噴出が始まった後に通過する部分から、その噴出に
よる温度低下を生じる。そのため、冷却ヘッダー3,4
から従来通りの注水が行なわれる場合は、図5に破線で
示すように、鋼板の巻き取り温度が先端部を除き目標値
より低くなる。そこで本制御では、この鋼板の温度降下
を防止するため、冷却ヘッダー3,4からの注水量を補
正する。この補正の詳細は次の通りである。
熱伝達方程式は数式1により与えられ、鋼板表面の境界
条件は数式2により与えられる。
より与えられる。 qt =qwt+qRt+qAt qb =qwb+qRb+qr qwt、qwb:上面、下面の水冷の熱流速 qRt、qRb:上面、下面の輻射の熱流速 qAt、qAb:上面、下面の対流の熱流速 qr :下面のテーブルローラへの熱流速
の熱流速qr を次のように求める。 qr =Fhr (θS −θW ) hr :テーブルローラ冷却水の熱伝達率〔W/m2 ℃〕 θS :鋼板表面温度〔℃〕 θW :テーブルローラ冷却
水温度〔℃〕 F :1 テーブルローラ冷却水噴出時 0 テーブルローラ冷却水停止時
面の熱流速qb を求めるにあたり、ローラ冷却水の停止
時にテーブルローラへの熱流速qr を考慮せず、ローラ
冷却水の噴出時にのみテーブルローラへの熱流速qr を
考慮する。
態により下面の熱流速を変化させて、上記熱伝導方程式
を解くことにより、鋼板の巻き取り温度を予測計算す
る。そして、巻き取り温度の予測計算値と目標値とか
ら、必要な上面、下面の冷却水量を計算し、冷却ヘッダ
ー3,4からの注水量をフィードフォワード制御する。
これにより、ローラ冷却水の噴出と同時に、その噴出に
よる鋼板の温度低下を打ち消すように、冷却ヘッダー
3,4からの注水量が補正される。その結果、図5に実
線で示すように、鋼板の巻き取り温度が全長にわたって
目標値に精度よく制御される。
の巻き取り温度制御方法は、鋼板の先端部が通過してか
らロール冷却水の噴出を開始するので、先端部の形状崩
れが防止され、通板性を良好に保ちながらテーブルロー
ラを冷却できる。また、冷却ヘッダーからの注水量をフ
ィードフォワード制御する際にその注水量をロール冷却
水の噴出状態に応じて補正するので、その噴出による巻
き取り温度制御への外乱が除去され、鋼板全長にわたっ
て高精度な巻き取り温度制御を実現できる。
模式図である。
するための模式図である。
適した装置構成の模式図である。
ャートである。
正した場合の効果を示す巻き取り温度分布図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 熱間圧延された鋼板をランアウトテーブ
ル上で冷却して巻き取り温度を制御する方法において、 ランアウトテーブルを構成する多数のテーブルローラを
冷却する冷却水の給水経路を、鋼板進行方向において独
立制御が可能な複数のゾーンに分割して、鋼板の先端部
が通過したゾーンから順にローラ冷却水の噴出を開始
し、 且つ、予測計算した鋼板の巻き取り温度が目標値に一致
するように冷却ヘッダーからの注水量をフィードフォワ
ード制御する際に、ローラ冷却水の噴出による鋼板温度
の変化量を計算し、その変化を打ち消すべく前記注水量
を補正することを特徴とする熱延鋼板の巻き取り温度制
御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7183633A JP2988330B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 熱延鋼板の巻き取り温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7183633A JP2988330B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 熱延鋼板の巻き取り温度制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0910812A JPH0910812A (ja) | 1997-01-14 |
JP2988330B2 true JP2988330B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=16139197
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7183633A Expired - Lifetime JP2988330B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 熱延鋼板の巻き取り温度制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2988330B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102430594A (zh) * | 2011-09-21 | 2012-05-02 | 河北省首钢迁安钢铁有限责任公司 | 一种消除薄规格带钢在层冷辊道上起套的方法 |
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---|---|---|---|---|
JP5176596B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2013-04-03 | Jfeスチール株式会社 | 熱間圧延における近赤外線カメラを用いた熱延金属帯の品質判定方法、熱延金属帯の製造方法 |
JP5499615B2 (ja) * | 2009-10-15 | 2014-05-21 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼板の冷却方法 |
JP5950661B2 (ja) * | 2012-04-09 | 2016-07-13 | 新日鐵住金株式会社 | 熱延鋼板の冷却方法及び製造方法 |
JP6189721B2 (ja) * | 2013-11-13 | 2017-08-30 | 株式会社日立製作所 | 熱間圧延制御装置及び熱間圧延制御方法 |
CN111215456B (zh) * | 2018-11-23 | 2021-10-22 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种控制热轧层流冷却区域带钢穿带稳定性的方法 |
-
1995
- 1995-06-26 JP JP7183633A patent/JP2988330B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
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CN102430594A (zh) * | 2011-09-21 | 2012-05-02 | 河北省首钢迁安钢铁有限责任公司 | 一种消除薄规格带钢在层冷辊道上起套的方法 |
CN102430594B (zh) * | 2011-09-21 | 2013-07-17 | 河北省首钢迁安钢铁有限责任公司 | 一种消除薄规格带钢在层冷辊道上起套的方法 |
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JPH0910812A (ja) | 1997-01-14 |
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