JP3450108B2 - 熱延板材の冷却制御装置 - Google Patents

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、熱延鋼板等の板
材を冷却する冷却ラインにおける熱延板材の冷却制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱間圧延設備における仕上げ工程
と巻取り工程間における鋼板の巻取温度制御は材質を決
定する上で重要であり、特公昭６２−２２６８７号公報
に提案されているように、鋼板の移送速度から移送時間
を演算し、この移送時間と温度検出器によって検出され
た鋼板温度より鋼板の幅射による温度降下後の鋼板温度
を演算し、この鋼板温度と冷却水温度とから定められた
巻取温度、板厚検出器によって検出された鋼板板厚とを
用いて冷却時間を計算し、この冷却時間と移送に伴う残
冷却時間を予め定められた距離毎に計算し、この計算さ
れた残冷却時間が零になるまで冷却装置のオンオフ制御
を行っている。

【０００３】図１７は上記技術の構成を示す図で、図に
おいて、１は圧延機、２は板厚計、３は温度計（仕上げ
圧延機出側）、４は冷却装置、５は鋼板、６は温度計
（巻取）、７は巻取機、８は速度検出器、１１はＡ／Ｄ
変換器、１２は第１演算装置、１３はシフトメモリ、１
４は第２演算装置、１５はバルブ開閉装置、１６はタイ
ミング発生装置、１７は所定長さ設定器、１８は適応修
正器である。

【０００４】次に動作について説明する。速度検出器８
は、圧延機１のロール回転速度を検出し、鋼板移送速度
として出力する。Ａ／Ｄ変換器１１は、板厚計２、温度
計３及び速度検出器８の各アナログ出力信号をディジタ
ル信号に変換し、第１演算装置１２に出力する。第１演
算装置１２は必要冷却時間を計算し、シフトメモリ１３
に出力する。シフトメモリ１３は冷却装置４のスプレー
バンク数（一般に冷却装置４内は１０数個スプレーバン
クで構成）に対応したメモリ数を持ち、各メモリには該
当スプレーバンク下における残冷却時間が格納されてい
る。

【０００５】第２演算装置１４は、シフトメモリ１３の
第ｉメモリに格納されている残冷却時間を経過時間だけ
差引き、残差を以降のスプレーバンクにおける残冷却時
間として第ｉ＋１メモリに格納する。また、残冷却時間
が０でないとき、該当スプレーバンクを開くための出力
信号を出す。バルブ開閉装置１５は第２演算装置１４か
らの出力信号に応じてスプレーバンクを開閉する。タイ
ミング発生装置１６は速度検出器８の出力信号を積分
し、一定長毎に第１及び第２演算装置１２、１４に起動
タイミングを与えるもので、所定長さ設定器１７でその
一定長の長さを設定する。適応修正器１８は温度計６の
出力信号により、実績温度を用いて第１、第２演算装置
における熱伝達係数に適応修正を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の技
術では所定の温度下降を行わせて仕上げ圧延機出側温度
を冷却装置により目標巻取温度に制御することは、以下
の理由により困難な点があり充分な精度を有する制御方
法とは言えない欠点を持っている。

【０００７】仕上げ圧延機出側温度計と巻取温度計間を
鋼板が移送される時間計算が、冷却開始時の圧延速度と
加速率でのみ実施されているため、一般に熱間圧延設備
における仕上げ工程で行われている仕上げ圧延機出側温
度制御による速度変動を考慮されていず、仕上げ圧延機
出側温度計から巻取温度計まで鋼板の制御ポイント（鋼
板の先端部から尾端部に亘って設定しておく制御を行う
対象のポイント）が移送されて行くまでに、加速率が変
化していることを知らないまま、この移送時間の変動を
無視して冷却開始以降の制御が行われることとなり、思
うような所定の巻取温度に冷却されず良好な制御が期待
できない。

【０００８】また、時間管理による冷却制御方式を採用
しているため、時間の誤差の積算が発生し、同様に所望
の鋼板の温度まで冷却されないこととなる。

【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、冷却する上での鋼板の先端部
から尾端部までの鋼板全長に亘っての制御精度を向上
し、十分な品質の鋼板を生産できる冷却制御装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】（１）この発明に係る熱
延板材の冷却制御装置は、複数の制御ポイントを有する
熱延板材を、複数のバンクで構成された冷却設備によっ
て冷却する熱延板材の冷却制御装置において、冷却開始
直前の上記板材の各制御ポイントが通過する毎に仕上げ
圧延機出側温度、板速度および板厚に基づいて冷却制御
パターンを導出する第１の手段と、この冷却制御パター
ンにより冷却開始後、上記冷却設備の出側に到達前の所
定のバンク位置を通過するときの上記板材の圧延機出側
温度、板速度および板厚に基づいて冷却制御パターンを
再導出する第２の手段とを備え、この再導出された冷却
制御パターンを用いて上記所定のバンク以降のバンクを
再度冷却するようにしたものである。

【００１１】（２）上記（１）において、上記バンクの
長さは、上記板材の長手方向に等間隔に設けた制御ポイ
ント間の長さとし、この制御ポイントが所定のバンク位
置を通過する毎に冷却制御パターンを再導出して冷却す
るようにしたものである。

【００１２】（３）上記（１）または（２）において、
上記第２の手段は、上記冷却設備の出側に到達前の所定
のバンク位置を通過するときの既に冷却された板材の実
績の冷却制御パターンから実績の冷却量と温度を求め、
これを用いて上記冷却設備の出側に到達前の所定のバン
クの冷却制御パターンを再導出するようにしたものであ
る。

【００１３】（４）上記請（１）〜（３）のいずれかに
おいて、上記冷却制御パターンの導出は、 冷却設備内のラミナースプレーでの水冷による温度降下
量 ：ΔＴL 冷却設備内のサイドスプレーでの水冷による温度降下量
：ΔＴｓ 冷却設備内のバーティカルスプレーでの水冷による温度
降下量：ΔＴｖ 実績卷取温度 ：Ｃ
ＴＡ 空冷のみによる冷却設備出側温度 ：Ｃ
Ｔｉ とすると、ｉ番目の制御ポイントが実績卷取温度ＣＴＡ
になった時の必要な冷却温度量ΔＴｉを、 ΔＴｉ＝ＣＴｉ−ＣＴＡ −−−− で求め、一方、各バンク毎の冷却量をＮバンクまで合計
した冷却量ΔＴを

【数１】 で求め、ΔＴｉ≧ΔＴの条件で、式のΔＴが最大にな
るＮの最大値を求め、このＮを冷却バンク数として冷却
制御パターンを導出すると共に、冷却制御パターンの再
導出は、 冷却設備の総バンク数 ：ＮＢ 冷却設備の出側に到達する前の所定のバンク：ＮＦ とすると、ＮＦの範囲は ＮＢ＞ＮＦ≧２ とし、ｉ番目の制御ポイントが実績卷取温度ＣＴＡにな
った時の必要な冷却温度量ΔＴｉを、 ΔＴｉ＝ＣＴｉ−ＣＴＡ−ΔＴｘ −−−− 求め、式のΔＴｘは、ｉポイントがＮＦバンク出側に
到達したとき（１バンクからＮＦバンク迄）の実績の冷
却制御パターンから求めた実績冷却量で式で求め、

【数２】 ΔＴｉ≧ΔＴ’の条件で、式のΔＴ’が最大になるＮ
の最大値を求め、このＮを冷却バンク数として冷却制御
パターンを再導出するようにしたものである。

【００１４】（５）上記（１）において、学習機能を設
けると共に、前記板材を長手方向に複数個に区分し、上
記学習機能は、上記区分毎に圧延機出側温度、板速度お
よび板厚に基づいて冷却制御パターンを修正する学習係
数を導出し、これらの学習係数を用いて次の区分の冷却
制御パターンを修正するようにしたものである。

【００１５】（６）上記（５）において、学習係数の導
出は、 実績卷取温度 ：Ｃ
ＴＡ 空冷のみによる冷却設備出側温度 ：Ｃ
Ｔｉ とすると、ｉ番目の制御ポイントが実績卷取温度ＣＴＡ
になった時の冷却温度量ΔＴｉを、 ΔＴｉ＝ＣＴｉ−ＣＴＡ で求め、全てのバンク（ＮＢ）を通過したときの実績冷
却温度量ΔＴｃを、

【数３】 で求め、 Ｃｉ＝ΔＴｉ／ΔＴｃ ＣＮ＝（１−α）・Ｃｉ＋α・Ｃｏ 但し、１≧α≧０ Ｃｏ：学習係数前回使用値 このＣＮを学習係数として導出するようにしたものであ
る。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【発明の実施の形態】 実施の形態１．先ず本発明における制御の原理について
説明する。仕上げ圧延機出側温度計から巻取温度計まで
の温度降下量は、次の数式（１）〜（５）による。 ・空冷による温度降下

【００１９】

【数７】

【００２０】・水冷による温度降下

【００２１】

【数８】

【００２２】なお、上記の式（１）〜（５）はいずれも
公知の式である。

【００２３】ここでσ :ステファンボルツマン係数 ε ：幅射率 Ｃp ：比熱 γ ：比重 ＨＦ ：板厚 ＴＩＭＥ ：ＦＤＴからＣＴ間移送時間 （仕上げ圧延機出側温度検出器から巻取温度検出器まで
の移送時間） ＦＤＴ ：仕上げ圧延機出側温度実績値 Ｖ ：板速度 Ｋ ：絶対温度換算値 ＶSTATUS ：バーティカルスプレーON/OFF状況（ON:1.0
OFF:0.0 ） ＱＸ ：上下バンク合計熱流束 ＱV ：バーティカルスプレー熱流束 ＱS ：サイドスプレー熱流束 ＬBNK ：１バンク間距離 ＷVS ：バーティカルスプレー噴射幅 ＬSD ：サイドスプレー噴射幅 ＫＸ ：サイドスプレー個数

【００２４】なお、ＴＩＭＥ（Ｖ）は、 Ｌ＝ｖ0 ・ｔ＋（１／２）・α・ｔ² の公知の運動方程式をｔについて解いたものである。 Ｌ ：ＦＤＴ〜ＣＴ間の距離 ｖ0 ：ＦＤＴでの板速度 α ：板のＦＤＴ〜ＣＴ間での加速度

【００２５】まず、仕上げ圧延機出側温度計の直下を鋼
板の各制御ポイントが通過する毎に、実績の仕上げ圧延
機出側温度、実績の板厚および実績の速度を採取して、
これらを基に次の要領にて当該ポイントに対する冷却設
備の各バンクのオン／オフパターンが決定される。各バ
ンクの長さと鋼板の制御長（制御ポイント間の長さ）は
通常一致させてあり、当該ポイントが仕上げ圧延機出側
温度計の直下を通過してこの制御長さだけ進むごとに次
の制御ポイントに対して当該ポイントと同様の処理によ
って、次ポイントに対する冷却設備の各バンクのオン／
オフパターンが決定される。

【００２６】 ｉ番目の制御ポイントでの実績の圧延速度（板速度）：
Ｖｉ ｉ番目の制御ポイントでの実績の仕上げ圧延機出側温度
（冷却設備出側）：ＦＤＴｉ ｉ番目の制御ポイントでの実績の板厚 ：
ｈｉ実績 卷取温度 ：
ＣＴＡ とする。

【００２７】冷却設備を全く使用せずに鋼板が卷取温度
計の位置まで搬送されると、式（１）および（２）の空
冷によりＣＴｉなる卷取温度になることが予測できる。
従って、ｉ番目の制御ポイントを実績卷取温度ＣＴＡに
なった時の冷却温度量は、 ΔＴｉ＝ＣＴｉ−ＣＴＡ （６） となる。一方、各バンク毎の冷却量をＮバンクまで合計
した冷却量ΔＴは、式（３）、（４）、（５）により、
下記の式（７）で表される。

【００２８】

【数９】

【００２９】この式（７）でＮは必要バンク数を意味す
るが、Ｎが増加するとΔＴが増加するが、ΔＴｉを超え
ると冷却し過ぎとなるので、ΔＴｉを超えてはならな
い。即ち、ΔＴｉ≧ΔＴになる条件で、ΔＴが最大にな
る最大のバンク数Ｎを意味している。

【００３０】例えば、式（６）で、ＣＴｉ＝８００°
Ｃ、ＣＴＡ＝５００とすると、 ΔＴｉ＝ＣＴｉ−ＣＴＡ＝８００−５００＝３００（°
Ｃ） となる。

【００３１】一方、バーティカルスプレーによる温度降
下ΔＴｖは、オン／オフ制御をせず常に冷却動作をして
いるので、この冷却温度を１０℃とし、ラミナースプレ
ーおよびサイドスプレーの１バンク（Ｎ＝１）当たりの
温度降下、即ち、（ΔＴL ｉ＋ΔＴs ｉ）＝５０℃とす
ると、

【００３２】５バンクでは、ΔＴ＝５０×５＋１０＝２
６０（°Ｃ） ６バンクでは、ΔＴ＝５０×６＋１０＝３１０（°Ｃ） となる。ΔＴｉ≧ΔＴの条件から、式（７）のＮは５バ
ンクで、３００≧２６０となり、Ｎ＝５が必要バンク数
となる。

【００３３】このようにしてＮが決定されると、ｉポイ
ントに対する冷却設備の各バンクのオン／オフパターン
が決定される。このｉポイントが冷却設備の出側に到達
する前にいずれかのバンク出側の位置を通過するときに
少なくとも１回以上次の計算を行い、通常仕上げ圧延機
出側温度計の直下を通過した時にしか設定計算されなか
った制御が、上記の制御により精度向上が期待される。

【００３４】次に冷却開始後の冷却手段について説明す
る。 冷却設備の総バンク数 ＮＢ 冷却設備の出側に到達する前のバンク ＮＦ と定義すると、ＮＦの範囲は ＮＢ＞ＮＦ≧２ なる条件を満たす必要がある。なお、ＮＦは１を採らな
い理由は、１番目のバンクは誤差が少ないので修正を必
要としないためである。

【００３５】このｉポイントに対する２回目の設定計算
の時には、上記の式（６）および（７）は ΔＴｉ＝ＣＴｉ−ＣＴＡ−ΔＴｘ （８）

【００３６】

【数１０】

【００３７】ΔＴｘは式（９）で求められ、このΔＴｘ
の計算は、ｉポイントがＮＦバンク出側に到達したとき
の実績のバンクオン／オフパターンを採取して求めた実
績冷却量である。即ち、１バンクからＮＦバンクまでに
冷却された実績冷却量である。また、式（１０）はＮＦ
バンクまでに冷却された温度を式（８）で考慮し、ＮＦ
＋１バンクからＮＢバンクまでの残されたバンクに対し
て最新の実績速度、冷却量実績を用いて冷却設備のバン
クのオン／オフパターンを再計算により求め直す。ここ
で、ＮはΔＴｉ≧ΔＴ’になる条件で、ΔＴ’が最大に
なるような最大バンク数であり、このようにしてＮが決
定されると、ｉポイントに対する冷却設備の各バンクの
オン／オフパターンが決定される。

【００３８】以上のように、残されたバンクに対して最
新の実績速度、冷却量実績を用いて冷却設備のバンクの
オン／オフパターンを再計算するので、高精度の冷却制
御装置を提供することになる。

【００３９】以下、図面を参照して本発明の実施の形態
を詳細に説明する。この実施の形態は、図１に示される
ような熱間圧延設備の卷取温度制御装置において冷却設
備１Ａを用いた冷却制御装置の構成図である。

【００４０】図において、１Ａは冷却設備、２Ａは鋼
板、３Ａは仕上げ圧延機、５Ａは速度検出器、６Ａは温
度計、７Ａは板厚計、８Ａは温度予測装置、９Ａは冷却
バンクオン／オフ決定装置、１０Ａは冷却バンク制御装
置、１１Ａは冷却バンクオン／オフ修正決定装置であ
る。

【００４１】仕上げ圧延機３Ａで圧延された鋼板２Ａ
は、冷却設備１Ａを通って卷取機４Ａに卷き取られる。
また、この冷却装置１Ａの入側および出側には速度検出
器５Ａと温度計６Ａと板厚計７Ａがそれぞれ設置されて
いて（出側は図示を省略）、鋼板２Ａの冷却設備での入
側における実績温度および圧延速度を温度計６Ａと速度
検出器５Ａで、実績板厚を板厚計７Ａで検出し、板の各
制御ポイントｉにおける実績温度および圧延速度を用い
て、前述の温度計算式（１）〜（７）により冷却設備制
御パターンを決定する。

【００４２】冷却設備１Ａは、１０数個の冷却ゾーンに
分割されていて、各冷却ゾーン毎に独立に開閉でき注水
量を制御して鋼板の温度制御を全長に亘って可能として
いる。

【００４３】制御ポイントｉがＮＦバンク出側を通過す
るときに前述の式（８）〜（１０）によりｉポイントに
対する速度検出器５Ａの検出結果は、鋼板の温度予測装
置８Ａに入力される。温度予測装置８Ａにより冷却バン
クオン／オフ決定装置９Ａは、鋼板２Ａが速度検出器５
Ａにより速度が検出され冷却設備１Ａの冷却バンクのオ
ン／オフを演算し目標の卷取温度になるように再計算さ
れ決定される。

【００４４】決定された冷却バンクのオン／オフは、冷
却バンク制御装置１０Ａにより鋼板の制御ポイントが通
過したときに冷却されるように制御するものである。制
御長さが通過する毎に、当該制御ポイントにおける制御
パターンは前述と同様の処理により、冷却バンクのオン
／オフパターンが、冷却バンクオン／オフ修正決定装置
１１Ａに入力されるようになっている。決定された冷却
バンクのオン／オフパターンで冷却バンク制御装置１０
Ａにより対象の鋼板部分が通過したときに冷却されるよ
うに制御される。

【００４５】次に動作について図２、図３のフローチャ
ートと共に説明する。 （１）冷却設備入側での鋼板２Ａの先端部の「温度・圧
延速度・板厚」を温度予測装置８Ａに入力する。（Ｓ
１） （２）温度予測装置８Ａは式（１），（２）によりｉ番
目の制御ポイントの空気冷却量ＣＴｉを計算し、式
（６）よりｉ番目の制御ポイントでの必要冷却温度量Δ
Ｔｉを求める。（Ｓ２）

【００４６】（３）温度予測装置８Ａは、各バンク毎に
式（３）、（４）、（５）を計算し、式（７）より各バ
ンク毎の冷却温度量ΔＴを求める。（Ｓ３） （４）冷却バンクオン／オフ決定装置９Ａは、水冷降下
量ΔＴを用いて冷却バンクオン／オフパターンを決定
し、冷却バンク制御装置１０Ａへ入力する。（Ｓ４）

【００４７】（５）鋼板２Ａの制御ポイントが冷却設備
入側（仕上げ圧延機出側）を通過する毎に、冷却バンク
制御装置１０Ａは冷却設備１Ａを制御して鋼板２Ａの冷
却を実行する。（Ｓ５） （６）鋼板２Ａが巻取温度計をオフしたか否かを判定
し、ＹＥＳであれば終了し、ＮＯであればＳ７へ行く。
（Ｓ６）

【００４８】（７）制御ポイントｉが所定のバンク（Ｎ
Ｆ）を通過したか否かを判定し、通過しなければ、Ｓ５
戻る。（Ｓ７） （８）Ｓ５からＳ７まで、制御ポイントがＮＦバンクを
通過するまで、Ｓ５の冷却動作を繰り返し、Ｓ７でＮＦ
バンクを通過するとＳ８へ行く。（Ｓ５〜Ｓ７） （９）冷却装置入側の鋼板２Ａの「温度・圧延速度・板
厚」を温度予測装置８Ａに入力する。

【００４９】（１０）冷却バンクオン／オフ修正決定装
置１１Ａは、式（８）（９）（１０）を計算して△Ｔ’
を導出し、この△Ｔ’で冷却バンクオン／オフパターン
を修正し、修正された冷却バンクオン／オフパターンを
冷却バンク制御装置１０Ａへ入力する。（Ｓ９） （１１）Ｓ９で再計算して修正された冷却バンクオン／
オフパターンにより、Ｓ５で冷却を実行する。

【００５０】このように冷却バンクオン／オフパターン
を修正して冷却することにより精度のよい卷取温度にす
ることができる。なお、Ｓ７の所定バンク（ＮＦ）は一
つとは限らず複数のバンクを指定してもよい。

【００５１】この実施の形態によれば、従来の冷却時間
を用いた制御方法ではなく先端から尾端に対して各制御
ポイント毎に必ず冷却設備制御パターンを決定してかつ
冷却設備の途中で実績値を用いて再計算を少なくとも１
回以上実施して制御する手段を採用しているため、十分
な品質の鋼板が生産できる高精度な冷却制御を行うこと
ができる。

【００５２】実施の形態２．この実施の形態を図４の冷
却制御装置の構成図に示す。図において、実施の形態１
の図１と異なるところは、制御ポイント検出部１５Ａを
設けたもので、速度検出器５Ａからの信号で制御ポイン
トを検出する。実施の形態１では所定のバンク（ＮＦバ
ンク）で、再計算したが、この実施の形態では制御ポイ
ントｉが各バンクを通過する毎に再計算するようにした
ものである。

【００５３】上記の動作を図５、図６のフローチャート
と共に説明する。 （１）Ｔ１からＴ６迄は実施の形態１、図１のＳ１から
Ｓ６と同一である。 （２）Ｔ７で、制御ポイントｉが一つのバンクを通過す
る毎に、冷却装置入側の鋼板２Ａの「温度・圧延速度・
板厚」を温度予測装置８Ａに入力する。

【００５４】（３）Ｔ８で、冷却バンクオン／オフ修正
決定装置１１Ａは、式（８）（９）（１０）を計算して
△Ｔ’を導出し、この△Ｔ’で冷却バンクオン／オフパ
ターンを修正し、修正された冷却バンクオン／オフパタ
ーンを冷却バンク制御装置１０Ａへ入力する。

【００５５】（４）Ｔ８で再計算して修正された冷却バ
ンクオン／オフパターンにより、Ｔ５で冷却を実行し、
以降Ｔ５からＴ８間を巡回して、Ｔ６で鋼板２Ａが卷取
温度計（図示しない）をオフするまで（鋼板２Ａが冷却
設備を通過するまで）繰り返す。

【００５６】実施の形態１では鋼板がＮＦバンクを通過
したときのみ、上流での実績値を基に冷却設備制御パタ
ーンを再計算して決定したが、この実施の形態２では、
鋼板が制御長さ（制御ポイント）を通過する毎に、きめ
細かに冷却設備のバンクのオン／オフパターンを再計算
により決定しているので、鋼板の先端から尾端に亘って
きめ細かなより精度のよい手段を提供し、良好な品質の
鋼板が生産できる高精度な冷却制御を行うことができ
る。

【００５７】実施の形態３．この実施の形態を図７の冷
却制御装置の構成図に示す。図において、実施の形態１
の図１と異なるところは、学習制御装置１２Ａを設けた
もので、冷却した実績値から学習係数を求め、この学習
件数を次材の冷却時に利用するものである。

【００５８】前述の式（１）〜（１０）の温度計算の中
では、全てフィードフォワードすなわち予測制御にて実
施されているため、前述の各温度予測式の予測精度によ
っては精度不足が発生しうる。そこで、この温度式を実
績の卷取温度、速度、仕上げ圧延機出側温度速度および
冷却設備のバンクのオン／オフパターンを用いて、温度
の計算実績値を以下の式（１１）〜（１４）で求め、予
測値と実績値との差を考慮して学習制御を次に冷却され
る１本の鋼板に適用して適応制御により精度向上を図
る。

【００５９】 ΔＴｉ＝ＣＴｉ−ＣＴＡ （１１） 式（１１）は、式（６）と同一式で、ＣＴｉは、式
（１）および（２）の空冷のみによる卷取温度 ＣＴＡは、実績卷取温度 ΔＴｉは、ｉ番目の制御ポイントが実績卷取温度ＣＴＡ
になった時の冷却温度量である。

【００６０】

【数１１】

【００６１】式（１２）のΔＴｃは、全てのバンク（Ｎ
Ｂ）を通過したときの実績冷却温度量である。 Ｃｉ＝ΔＴｉ／ΔＴｃ （１３） ＣＮ＝（１−α）・Ｃｉ＋α・Ｃｏ （１４） 但し、１≧α≧ ０ Ｃｏ：学習係数前回使用値

【００６２】式（１３）は、制御ポイントｉが全てのバ
ンク（ＮＢ）の出側に達したときの予測値と実績値との
比Ｃｉを求めるものであり、式（１４）のＣＮは、学習
して求めたＣｉを次材にどの程度の重み付けで修正する
かをαで調整した学習係数である。式（１４）で求まっ
たＣＮを、次材の制御パターンを決めるときの温度計算
ΔＴに乗算して予測精度を向上させた式により求める。
このＣＮの値は、各鋼板の全長に亘った一定として採用
する。

【００６３】上記の動作を図８、図９のフローチャート
と共に説明する。 （１）Ｕ１，Ｕ２，Ｕ４〜Ｕ６迄は実施の形態１、図の
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４〜Ｓ６と同一であるが、Ｕ３において
Ｓ３と異なる所は、括弧書きのように、学習係数ＣＮが
記憶されている場合は、ΔＴにＣＮを乗算したものをΔ
Ｔとする。 （２）Ｕ７で、冷却装置入側の鋼板２Ａの「温度・圧延
速度・板厚」を温度予測装置８Ａに入力する。

【００６４】（３）Ｕ８で、冷却バンクオン／オフ修正
決定装置１１Ａは、式（８）（９）（１０）を計算して
△Ｔ’を導出し、この△Ｔ’で冷却バンクオン／オフパ
ターンを修正し、修正された冷却バンクオン／オフパタ
ーンを冷却バンク制御装置１０Ａへ入力する。

【００６５】（４）Ｕ９で、冷却設備入側での鋼板２Ａ
の「温度・圧延速度・板厚」を学習制御装置１２Ａに入
力する。 （５）Ｕ１０で、学習制御装置１２Ａにおいて、式（１
１）〜（１４）を計算し、学習係数ＣＮを求め記憶す
る。このＣＮをステップＵ３で次材冷却時の温度計算値
に乗じる。

【００６６】以上のように、この実施の形態３では、計
算に用いる温度式を実績値を用いて修正して予測精度の
向上を図った上で、鋼板の先端から尾端に亘ってきめ細
かなより精度のよい制御手段を提供し、良好な品質の鋼
板が生産できる高精度な冷却制御を行なうことができ
る。

【００６７】実施の形態４．この実施の形態を図１０の
冷却制御装置の構成図に示す。図において、実施の形態
３の図７と異なるところは、学習制御装置１２Ａに入力
される卷取温度計１４Ａを設けたもので、卷き取られる
鋼板２Ａの温度（または、冷却設備１Ａの出側温度）を
測定する。

【００６８】この実施の形態４は、鋼板を少なくとも長
手方向に２分割して各区分毎に学習係数を求め、この鋼
板の各区間に対応する学習係数を、次材の冷却時に利用
するものである。

【００６９】実施の形態３の式（１４）では求まったＣ
Ｎを次材の制御パターンを決めるときの温度計算に乗算
して予測精度を向上させているが、この実施の形態で
は、鋼板を少なくとも長手方向に２分割して各区分毎に
学習係数を式（１４）によって求め、鋼板が各区間に対
応する係数を求めて採用する。分割の方法は、例えば先
端から数ｍの距離とそれ以降としてもよいし、３分割に
して先端部／中央部／尾端部に分割してもよい。一般に
鋼板を冷却する場合は中央部の冷却量に対して先端部と
尾端部はその冷却量が異なる場合が多い。従って、先端
部／中央部／尾端部に分割して学習係数ＣＮを求めて次
材に適用する。

【００７０】上記の動作を図１１、図１２のフローチャ
ートと共に説明する。このフローチャートは実施の形態
３のフローチャートに対して、ステップＶ９を追加した
ものである。

【００７１】（１）Ｖ９で、鋼板２Ａの所定箇所（先端
部／中央部／尾端部等で少なくとも１箇所で２分割）が
冷却設備入り側に来た場合、（２）Ｖ１０で、冷却設備
入側での鋼板２Ａの「温度・圧延速度・板厚」を学習制
御装置１２Ａに入力し、（３）学習制御装置１２Ａにお
いて、式（１１）〜（１４）を計算し、学習係数ＣＮを
求め記憶する。このＣＮを次材冷却時の温度計算値に乗
じる。このようにして圧延材の長手方向の冷却量を学習
機能を用いて制御することができる。

【００７２】実施の形態３においては、計算に用いる温
度式を実績値を用いて修正し、鋼板１本につき１点の学
習係数で予測精度の向上を図ろうとしているが、鋼板の
先端から尾端に亘って温度の冷却過程において挙動が常
に一定とは限らない。この実施の形態４では、先端から
尾端に亘って学習係数を少なくとも２つ以上計算し、鋼
板の各ポイント毎に適用させているため、きめ細かなよ
り精度のよい制御ができ、従って、良好な品質の鋼板が
生産できる高精度な冷却制御を行うことができる。

【００７３】実施の形態５．この実施の形態を図１３の
冷却制御装置の構成図に示す。この図１３は実施の形態
４の図１０と構成は同一である。実施の形態４では、鋼
板を少なくとも長手方向に２分割して各区分毎に学習係
数ＣＮを式（１４）によって求め、この求めた学習係数
ＣＮを次材の冷却時に適用したが、この実施の形態５で
は、冷却中に求めた学習係数ＣＮを、その冷却中の鋼板
２Ａの未冷却部にも適用するものである。

【００７４】この実施の形態５では、実施の形態４と同
様に、式（１４）で求まったＣＮを次材の制御パターン
を決めるときの温度計算に乗算して予測精度を向上させ
た式により求める。この値は、鋼板を少なくとも長手方
向に２分割して各区分毎に学習係数を式（１４）によっ
て求め、鋼板の各区間に対応する係数を求めて採用す
る。

【００７５】分割の方法は、例えば先端から数ｍの距離
とそれ以降としてもよいし、３分割にして先端／中央部
／尾端に分割してもよい。

【００７６】更に、上記フィードフォワード制御にＢＡ
Ｒ Ｔ０ ＢＡＲの学習（一つの板材で学習した結果を
次の板材に反映）による適応制御を導入しても鋼板の先
端から尾端にかけて十分精度が確保できるとは限らな
い。そこで鋼板を少なくとも２分割して学習係数を求め
ようとしているとき、先端部を除き先端部が制御終了し
てから制御ポイントが少なくとも制御長さ（制御ポイン
ト間の距離）１点以上通過する毎に、鋼板内でダイナミ
ックに式（１４）を用いて、まだ制御が終了していない
上流にある（未冷却部分の）鋼板の制御ポイントに対し
て、制御されたポイント（冷却された部分）の学習係数
を反映させて、鋼板中央部の制御精度を向上させる。

【００７７】ここで先端部を除くのは、先端部が冷却効
果が他の部分と異なるために計算の対象外とする場合が
多いからである。但し、先端部の冷却効果が他の部分と
あまり違わない場合は、先端部を用いて計算してもよ
い。

【００７８】上記の動作を図１４、図１５のフローチャ
ートと共に説明する。このフローチャートは実施の形態
４、図１２のフローチャート、ステップＶ１１の代わり
に図１５のステップＷ１１としたもので、他は同一であ
る。

【００７９】（１）Ｗ９で、鋼板２Ａの所定箇所（先端
部／中央部／尾端部等で少なくとも１箇所で２分割）が
冷却設備入り側に来た場合、（２）Ｗ１０で、冷却設備
入側での鋼板２Ａの「温度・圧延速度・板厚」を学習制
御装置１２Ａに入力し、

【００８０】（３）学習制御装置１２Ａにおいて、式
（１１）〜（１４）を計算し、学習係数ＣＮを求め記憶
する。求めたＣＮを冷却中の鋼板２Ａの未冷却出の温度
計算値に乗じる。また、この求めたＣＮを次材冷却時の
温度計算値に乗じる。このようにして圧延材の長手方向
の冷却量を学習機能を用いて、冷却中の部材の未冷却部
と次材との両者に対して制御することができる。

【００８１】この実施の形態５では、鋼板の前半部の結
果を用いて後半部に学習係数を反映して制御しているの
で、実施の形態４よりもより良好な品質の鋼板が生産で
きる高精度な冷却制御を行うことができる。

【００８２】実施の形態６．この実施の形態を図１６の
冷却制御装置の構成図に示す。図において、実施の形態
５の図１３と異なるところはフィードバック制御装置１
３Ａを設けた点である。

【００８３】実施の形態１〜５の示す予測制御を用いて
高精度な制御はある程度可能であるが、この制御により
精度が十分でない場合、フィードバック制御装置１３Ａ
を導入することで、目標とする冷却温度に対する実績冷
却温度の精度を、更に向上させる。

【００８４】フィードバック制御装置１３Ａは目標卷取
温度と実績巻取温度ＣＴＡとの差に応じて、冷却バンク
制御装置１０Ａに対し、冷却量を調整するよう指令し、
冷却バンク制御装置１０Ａにより冷却量を調整する。通
常、冷却設備１Ａには１０数個のバンクがあるが、最終
バンクはオン／オフ制御の対象外のバンク（バーニアバ
ンクという）であり、このバンクできめ細かな冷却量の
調整を上記のフィードバック制御により行う。

【００８５】以上のようにこの実施の形態６では、フィ
ードフォワードの精度不良を吸収するようにフィードバ
ック制御を導入したので、高精度な冷却制御を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による熱延板材の冷
却制御装置の構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による熱延板材の冷
却制御装置の動作のフローチャートである。

【図３】 この発明の実施の形態１による熱延板材の冷
却制御装置の動作のフローチャートである。

【図４】 この発明の実施の形態２による熱延板材の冷
却制御装置の構成図である。

【図５】 この発明の実施の形態２による熱延板材の冷
却制御装置の動作のフローチャートである。

【図６】 この発明の実施の形態２による熱延板材の冷
却制御装置の動作のフローチャートである。

【図７】 この発明の実施の形態３による熱延板材の冷
却制御装置の構成図である。

【図８】 この発明の実施の形態３による熱延板材の冷
却制御装置の動作のフローチャートである。

【図９】 この発明の実施の形態３による熱延板材の冷
却制御装置の動作のフローチャートである。

【図１０】 この発明の実施の形態４による熱延板材の
冷却制御装置の構成図である。

【図１１】 この発明の実施の形態４による熱延板材の
冷却制御装置の動作のフローチャートである。

【図１２】 この発明の実施の形態４による熱延板材の
冷却制御装置の動作のフローチャートである。

【図１３】 この発明の実施の形態５による熱延板材の
冷却制御装置の構成図である。

【図１４】 この発明の実施の形態５による熱延板材の
冷却制御装置の動作のフローチャートである。

【図１５】 この発明の実施の形態５による熱延板材の
冷却制御装置の動作のフローチャートである。

【図１６】 この発明の実施の形態６による熱延板材の
冷却制御装置の構成図である。

【図１７】 従来の熱延板材の冷却制御装置の構成図で
ある。

【符号の説明】

１Ａ 冷却設備、２Ａ 鋼板、３Ａ 仕上げ圧延機、５
Ａ 速度検出器、６Ａ 温度計、７Ａ 板厚計、８Ａ
温度予測装置、９Ａ 冷却バンクオン／オフ決定装置、
１０Ａ 冷却バンク制御装置、１１Ａ 冷却バンクオン
／オフ修正決定装置、１２Ａ 学習機能演算装置、１３
Ａ フィードバック制御装置、１４Ａ 卷取温度計、１
５Ａ 制御ポイント検出部。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の制御ポイントを有する熱延板材
   を、複数のバンクで構成された冷却設備によって冷却す
   る熱延板材の冷却制御装置において、冷却開始直前の上
   記板材の各制御ポイントが通過する毎に仕上げ圧延機出
   側温度、板速度および板厚に基づいて冷却制御パターン
   を導出する第１の手段と、この冷却制御パターンにより
   冷却開始後、上記冷却設備の出側に到達前の所定のバン
   ク位置を通過するときの上記板材の圧延機出側温度、板
   速度および板厚に基づいて冷却制御パターンを再導出す
   る第２の手段とを備え、この再導出された冷却制御パタ
   ーンを用いて上記所定のバンク以降のバンクを再度冷却
   することを特徴とする熱延板材の冷却制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の熱延板材の冷却制御装
   置において、上記バンクの長さは、上記板材の長手方向
   に等間隔に設けた制御ポイント間の長さとし、この制御
   ポイントが所定のバンク位置を通過する毎に冷却制御パ
   ターンを再導出して冷却することを特徴とする熱延板材
   の冷却制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の熱延板材の冷却制御装
   置において、上記第２の手段は、上記冷却設備の出側に
   到達前の所定のバンク位置を通過するときの既に冷却さ
   れた板材の実績の冷却制御パターンから実績の冷却量と
   温度を求め、これを用いて上記冷却設備の出側に到達前
   の所定のバンクの冷却制御パターンを再導出することを
   特徴とする熱延板材の冷却制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の熱延板
   材の冷却制御装置において、 上記冷却制御パターンの導出は、 冷却設備内のラミナースプレーでの水冷による温度降下
   量 ：ΔＴL 冷却設備内のサイドスプレーでの水冷による温度降下量
   ：ΔＴｓ 冷却設備内のバーティカルスプレーでの水冷による温度
   降下量：ΔＴｖ 実績卷取温度 ：Ｃ
   ＴＡ 空冷のみによる冷却設備出側温度 ：Ｃ
   Ｔｉ とすると、 ｉ番目の制御ポイントが実績卷取温度ＣＴＡになった時
   の必要な冷却温度量ΔＴｉを、 ΔＴｉ＝ＣＴｉ−ＣＴＡ −−−− で求め、一方、各バンク毎の冷却量をＮバンクまで合計
   した冷却量ΔＴを 【数１】 で求め、ΔＴｉ≧ΔＴの条件で、式のΔＴが最大にな
   るＮの最大値を求め、このＮを冷却バンク数として冷却
   制御パターンを導出すると共に、 冷却制御パターンの再導出は、 冷却設備の総バンク数 ：ＮＢ 冷却設備の出側に到達する前の所定のバンク：ＮＦ とすると、ＮＦの範囲は ＮＢ＞ＮＦ≧２ とし、 ｉ番目の制御ポイントが実績卷取温度ＣＴＡになった時
   の必要な冷却温度量ΔＴｉを、 ΔＴｉ＝ＣＴｉ−ＣＴＡ−ΔＴｘ −−−− 求め、 式のΔＴｘは、ｉポイントがＮＦバンク出側に到達し
   たとき（１バンクからＮＦバンク迄）の実績の冷却制御
   パターンから求めた実績冷却量で式で求め、 【数２】 ΔＴｉ≧ΔＴ’の条件で、式のΔＴ’が最大になるＮ
   の最大値を求め、このＮを冷却バンク数として冷却制御
   パターンを再導出することを特徴とする熱延板材の冷却
   制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の熱延板材の冷却制御装
   置において、学習機能を設けると共に、前記板材を長手
   方向に複数個に区分し、上記学習機能は、上記区分毎に
   圧延機出側温度、板速度および板厚に基づいて冷却制御
   パターンを修正する学習係数を導出し、これらの学習係
   数を用いて次の区分の冷却制御パターンを修正すること
   を特徴とする熱延板材の冷却制御装置。
6. 【請求項６】 請求項５項に記載の熱延板材の冷却制御
   装置において、学習係数の導出は、 実績卷取温度 ：Ｃ
   ＴＡ 空冷のみによる冷却設備出側温度 ：Ｃ
   Ｔｉ とすると、 ｉ番目の制御ポイントが実績卷取温度ＣＴＡになった時
   の冷却温度量ΔＴｉを、 ΔＴｉ＝ＣＴｉ−ＣＴＡ で求め、全てのバンク（ＮＢ）を通過したときの実績冷
   却温度量ΔＴｃを、 【数３】 で求め、 Ｃｉ＝ΔＴｉ／ΔＴｃ ＣＮ＝（１−α）・Ｃｉ＋α・Ｃｏ 但し、１≧α≧０ Ｃｏ：学習係数前回使用値 このＣＮを学習係数として導出することを特徴とする熱
   延板材の冷却制御装置。