JP6435234B2 - 熱間圧延仕上げミル出側温度制御装置およびその制御方法 - Google Patents
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Description
冷却水量プリセット部11は、鋼板53の鋼種を判定して、目標温度テーブル21Tからその鋼種に対応する目標温度を抽出する。
hr=σ・ε・[{(273+Tsu)/100}4−{(273+Ta)/100}4]/(Tsu-Ta) (1)
ただし σ:ステファンボルツマン定数(=4.88)
ε:放射率
Ta:空気温度(℃)
Tsu:鋼板の表面温度(鋼板温度)
Tn =Tn−1−(ht+hb)・Δ/(ρ・C・B) (2)
ただし Tn:現在の板温
Tn−1:時間Δ前の板温(鋼板温度)
ht:鋼板表面の熱伝達係数
hb:鋼板裏面の熱伝達係数
ρ:鋼板の密度
C:鋼板の比熱
B:鋼板厚み
∂T/∂t={λ/(ρ・C)}・(∂2T/∂x2) (3)
ただし λ:熱伝導率
T:鋼板温度
x:厚み方向の位置
t:時間
Vr=(∂V/∂FDT)・(∂FDT/∂FET)・ΔFETr (4)
ここで、(∂V/∂FDT),(∂FDT/∂FET):影響係数(定数:影響係数については、後記にて詳しく説明する。)
(∂γ/∂V)=(γ2−γ1)/ΔV (5−1)
(∂ρ/∂V)=(ρ2−ρ1)/ΔV (5−2)
(∂γ/∂FDT)=(γ3−γ1)/ΔFDT (6−1)
(∂ρ/∂FDT)=(ρ3−ρ1)/ΔFDT (6−2)
以下、本実施形態では、説明が煩雑になるのを避けるため、計算ポイントは鋼板53の先端の1点であるとする。
ΔFDTt={α・(∂γ/∂V)/(∂γ/∂FDT)
+(1−α)・(∂ρ/∂V)/(∂ρ/∂FDT)}・ΔV (7)
ここで、α:定数(0〜1)
FDTtc=FDTt+β・ΔFDTt (8)
ここで、β:補正ゲイン(0〜1)
ΔQFF=a1・(∂Q/∂FDT)・ΔFDTt (9)
ここで、a1:制御ゲイン
∂Q/∂FDT:FDTの変化を打消す水量を表した影響係数(定数)
ΔQFB=a2・(∂Q/∂FDT)・(FDTtc−FDTa) (10)
ここで、a2:制御ゲイン
Qset=(q1,q2,q3,q4,q5) (11)
Qcont=(q1+ΔQFF+ΔQFB,q2+ΔQFF+ΔQFB,
q3+ΔQFF+ΔQFB,q4+ΔQFF+ΔQFB,
q5+ΔQFF+ΔQFB) (12)
11 冷却水量プリセット部
12 影響係数算出部
13 材質予測部
21 目標温度テーブル記憶部
21T 目標温度テーブル
22 速度テーブル記憶部
22T 速度テーブル
23 標準水量パターン記憶部
23T 標準水量パターンテーブル
24 板温推定モデル記憶部
30 ダイナミック制御部
31 目標温度補正量算出部
32 フィードフォワード制御部
33 制御指令温度算出部
34 フィードバック制御部
35 冷却水量指令部
40 上位コンピュータ
50 制御対象
51 熱間圧延仕上げミル
53 鋼板
54〜58 スタンド間冷却装置
59 圧延ロール
60 仕上げミル出側温度計
100 熱間圧延仕上げミル出側温度制御装置
F1〜F6 圧延スタンド
Claims (10)
- 鋼板を連続して圧延する複数の圧延スタンドと、前記圧延スタンドの互いに隣接する2つの圧延スタンドの間に設置され、前記鋼板を冷却するスタンド間冷却装置と、を備えてなる熱間圧延仕上げミルで圧延される前記鋼板の前記熱間圧延仕上げミルの出側での鋼板温度を制御する熱間圧延仕上げミル出側温度制御装置であって、
前記圧延される鋼板の鋼板温度を推定する板温推定モデルを記憶した板温推定モデル記憶部と、
前記鋼板の圧延に先立って、予め設定された前記鋼板の速度パターンの圧延速度と前記スタンド間冷却装置から注水される冷却水量と前記熱間圧延仕上げミルの入側の鋼板温度と前記板温推定モデルとに基づき前記熱間圧延仕上げミルの出側の鋼板温度を推定し、前記推定結果に基づき前記出側の鋼板温度が予め定められた目標温度と一致するように前記冷却水量をプリセットする冷却水量プリセット部と、
前記鋼板が実際に圧延されているときに、前記圧延スタンドで検出される圧延速度が前記速度パターンの圧延速度から変化する圧延速度の変化量を取得し、前記圧延速度の変化量が前記鋼板の材質特性値に及ぼす影響を低減させるための前記鋼板の出側の目標温度の補正量を算出する目標温度補正量算出部と、
前記鋼板が実際に圧延されているときに、前記鋼板の出側の目標温度の補正量に応じた前記冷却水量の変化量を算出し、前記冷却水量プリセット部でプリセットされた前記冷却水量を前記算出した冷却水量の変化量で補正した冷却水量を、前記スタンド間冷却装置に出力する冷却水量指令部と、
を備えること
を特徴とする熱間圧延仕上げミル出側温度制御装置。 - 上位コンピュータから取得された前記鋼板の化学組成、加熱履歴および圧延履歴を含む情報、ならびに、前記冷却水量プリセット部で推定された前記出側の鋼板温度および圧延速度に基づき、前記熱間圧延仕上げミルの出側における前記鋼板の材質特性値として、オーステナイト粒径と転位密度の少なくとも一方を算出する材質予測部と、
前記材質予測部が前記鋼板の圧延速度を変化させて算出した前記材質特性値の差に基づき、前記圧延速度の変化量が前記材質特性値に及ぼす影響を第1の影響係数として算出し、前記材質予測部が前記出側の鋼板温度を変化させて算出した前記材質特性値の差に基づき、前記出側の鋼板温度の変化量が前記材質特性値に及ぼす影響を第2の影響係数として算出する影響係数算出部と、
をさらに備え、
前記目標温度補正量算出部は、
前記圧延速度の変化量と、前記第1の影響係数と、前記第2の影響係数と、に基づき、前記鋼板の出側の目標温度の補正量を算出すること
を特徴とする請求項1に記載の熱間圧延仕上げミル出側温度制御装置。 - 前記目標温度補正量算出部で算出された前記鋼板の出側の目標温度の補正量を減少させるような前記冷却水量の変化量を算出するフィードフォワード制御部をさらに備え、
前記冷却水量指令部が算出する前記鋼板の出側の目標温度の補正量に応じた前記冷却水量の変化量として、前記フィードフォワード制御部で算出された前記冷却水量の変化量を用いること
を特徴とする請求項1に記載の熱間圧延仕上げミル出側温度制御装置。 - 前記目標温度補正量算出部で算出された前記鋼板の出側の目標温度の補正量と前記冷却水量プリセット部で用いられた前記鋼板の出側の目標温度とに基づき、実際の制御に用いる前記鋼板の出側の目標温度を算出する制御指令温度算出部と、
前記制御指令温度算出部で算出された前記鋼板の出側の目標温度と前記熱間圧延仕上げミルの出側で測定された前記鋼板の温度との差を減少させるような前記冷却水量の変化量を算出するフィードバック制御部と、
をさらに備え、
前記冷却水量指令部が算出する前記鋼板の出側の目標温度の補正量に応じた前記冷却水量の変化量として、前記フィードバック制御部で算出された前記冷却水量の変化量を用いること
を特徴とする請求項1に記載の熱間圧延仕上げミル出側温度制御装置。 - 前記目標温度補正量算出部で算出された前記鋼板の出側の目標温度の補正量を減少させるような前記冷却水量の第1の変化量を算出するフィードフォワード制御部と、
前記目標温度補正量算出部で算出された前記鋼板の出側の目標温度の補正量と前記冷却水量プリセット部で用いられた前記鋼板の出側の目標温度とに基づき、実際の制御に用いる前記鋼板の出側の目標温度を算出する制御指令温度算出部と、
前記制御指令温度算出部で算出された前記鋼板の出側の目標温度と前記熱間圧延仕上げミルの出側で測定された前記鋼板の温度との差を減少させるような前記冷却水量の第2の変化量を算出するフィードバック制御部と、
をさらに備え、
前記冷却水量指令部が算出する前記鋼板の出側の目標温度の補正量に応じた前記冷却水量の変化量として、前記冷却水量の第1の変化量と前記冷却水量の第2の変化量とにそれぞれに重みを付して加算した量を用いること
を特徴とする請求項1に記載の熱間圧延仕上げミル出側温度制御装置。 - 鋼板を連続して圧延する複数の圧延スタンドと、前記圧延スタンドの互いに隣接する2つの圧延スタンドの間に設置され、前記鋼板を冷却するスタンド間冷却装置と、を備えてなる熱間圧延仕上げミルで圧延される前記鋼板の前記熱間圧延仕上げミルの出側での鋼板温度を制御する制御装置による熱間圧延仕上げミル出側温度の制御方法であって、
前記制御装置は、
圧延される前記鋼板の板温を推定する板温推定モデルを記憶した板温推定モデル記憶部を有し、
前記鋼板の圧延に先立って、予め設定された前記鋼板の速度パターンの圧延速度と前記スタンド間冷却装置から注水される冷却水量と前記熱間圧延仕上げミルの入側の鋼板温度と前記板温推定モデルとに基づき前記熱間圧延仕上げミルの出側の鋼板温度を推定し、前記推定結果に基づき前記出側の鋼板温度が予め定められた目標温度と一致するように前記冷却水量をプリセットする冷却水量プリセット処理と、
前記鋼板が実際に圧延されているときに、前記圧延スタンドで検出される圧延速度が前記速度パターンの圧延速度から変化する圧延速度の変化量を取得し、前記圧延速度の変化量が前記鋼板の材質特性値に及ぼす影響を低減させるための前記鋼板の出側の目標温度の補正量を算出する目標温度補正量算出処理と、
前記鋼板が実際に圧延されているときに、前記鋼板の出側の目標温度の補正量に応じた前記冷却水量の変化量を算出し、前記冷却水量プリセット処理でプリセットされた前記冷却水量を前記算出した冷却水量の変化量で補正した冷却水量を、前記スタンド間冷却装置に出力する冷却水量指令処理と、
を実行すること
を特徴とする熱間圧延仕上げミル出側温度の制御方法。 - 前記制御装置は、
上位コンピュータから取得された前記鋼板の化学組成、加熱履歴および圧延履歴を含む情報、ならびに、前記冷却水量プリセット処理で推定された前記出側の鋼板温度および圧延速度に基づき、前記熱間圧延仕上げミルの出側における前記鋼板の材質特性値として、オーステナイト粒径と転位密度の少なくとも一方を算出する材質予測処理と、
前記材質予測処理において前記鋼板の圧延速度を変化させて算出した前記材質特性値の差に基づき、前記圧延速度の変化量が前記材質特性値に及ぼす影響を第1の影響係数として算出し、前記材質予測処理において前記出側の鋼板温度を変化させて算出した前記材質特性値の差に基づき、前記出側の鋼板温度の変化量が前記材質特性値に及ぼす影響を第2の影響係数として算出する影響係数算出処理と、
をさらに実行し、
前記目標温度補正量算出処理では、前記圧延速度の変化量と、前記第1の影響係数と、前記第2の影響係数と、に基づき、前記鋼板の出側の目標温度の補正量を算出すること
を特徴とする請求項6に記載の熱間圧延仕上げミル出側温度の制御方法。 - 前記制御装置は、
前記目標温度補正量算出処理で算出された前記鋼板の出側の目標温度の補正量を減少させるような前記冷却水量の変化量を算出するフィードフォワード制御処理
をさらに実行し、
前記冷却水量指令処理で算出される前記鋼板の出側の目標温度の補正量に応じた前記冷却水量の変化量として、前記フィードフォワード制御処理で算出した前記冷却水量の変化量を用いること
を特徴とする請求項6に記載の熱間圧延仕上げミル出側温度の制御方法。 - 前記制御装置は、
前記目標温度補正量算出処理で算出された前記鋼板の出側の目標温度の補正量と前記冷却水量プリセット処理で用いられた前記鋼板の出側の目標温度とに基づき、実際の制御に用いる前記鋼板の出側の目標温度を算出する制御指令温度算出処理と、
前記制御指令温度算出処理で算出された前記鋼板の出側の目標温度と前記熱間圧延仕上げミルの出側で測定された前記鋼板の温度との差を減少させるような前記冷却水量の変化量を算出するフィードバック制御処理と、
をさらに実行し、
前記冷却水量指令処理で算出される前記鋼板の出側の目標温度の補正量に応じた前記冷却水量の変化量として、前記フィードバック制御処理で算出した前記冷却水量の変化量を用いること
を特徴とする請求項6に記載の熱間圧延仕上げミル出側温度の制御方法。 - 前記制御装置は、
前記目標温度補正量算出処理で算出された前記鋼板の出側の目標温度の補正量を減少させるような前記冷却水量の第1の変化量を算出するフィードフォワード制御処理と、
前記目標温度補正量算出処理で算出された前記鋼板の出側の目標温度の補正量と前記冷却水量プリセット処理で用いられた前記鋼板の出側の目標温度とに基づき、実際の制御に用いる前記鋼板の出側の目標温度を算出する制御指令温度算出処理と、
前記制御指令温度算出処理で算出された前記鋼板の出側の目標温度と前記熱間圧延仕上げミルの出側で測定された前記鋼板の温度との差を減少させるような前記冷却水量の第2の変化量を算出するフィードバック制御処理と、
をさらに実行し、
前記冷却水量指令処理で算出される前記鋼板の出側の目標温度の補正量に応じた前記冷却水量の変化量として、前記冷却水量の第1の変化量と前記冷却水量の第2の変化量とにそれぞれに重みを付して加算した量を用いること
を特徴とする請求項6に記載の熱間圧延仕上げミル出側温度の制御方法。
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