JPS62224414A - 圧延材の冷却温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野１ 本発明は、圧延中の線材や棒鋼を水冷する際に好適な、
圧延中の圧延材に冷却帯で冷却液を供給して冷却する際
の圧延材の冷却温度制御方法の改良に関する。

【従来の技術］ 一般に、線材や棒鋼等の鋼材を圧延する際には、仕上圧
延機を出た時点で該鋼材を水冷し、後続の工程での加工
を容易にすると共に、該鋼材のスケールの生成の抑制を
図っている。 ここで、圧延中の鋼材の水冷過程を第２図に示す水冷制
御装置に基づき説明する。圧延中における鋼材１０は、
ある圧延速度Ｖで水冷ボックス１２に侵入し、そこで冷
却水が供給されて所定の温度まで冷却され、該水冷ボッ
クス１２を出て法王（？へ進む。この際、鋼材１０の最
も簡便な冷却方法として、前記冷却ボックス１２で鋼材
１０に供給する冷却水を定流■に制御する方法がある。 なお、前記水冷ボックス１２人側の鋼材を入側網材１０
Ａとし、出側の鋼材を出側網材１０Ｂとして、以下説明
する。 この定流母制御は、入側鋼材温度計１４Ａで測定された
入側鋼材１０Ａの温度下へに対し、出側例材瀦度計１４
Ｂで測定される出側網材１０Ｂの温ｒｇ、Ｔ日が所定の
管理温度箱間に入るように圧延材１０の全長に亘って定
流■の冷却水を供給して水冷する制御である。このよう
に、ｍ材１０の冷却を定流ｍ制御した場合の入側鋼材温
度Ｔ＾、冷却水の流ｆｆ１Ｑ及び出側用材温度Ｔ日の関
係の一例を第３図（Ａ）に示す。なお、図において、入
側ｉ間材温度Ｔ＾は符号Ａ１、流量Ｑは符号Ｑ１、出側
網材温度Ｔ日は符号Ｂ１で示す。 この場合、出側用材温度Ｔ日の変動幅（図中符号ａで示
す）は、入側鋼材温度Ｔ＾の変動によって決定されるた
め、前記出側招材渇麿丁日の変動幅を小さくするには限
度があり、加熱炉で前記鋼材１０を均熱したり、あるい
は圧延中における入側鋼材温度Ｔ＾の変動を小さくしな
ければならず、エネルギを浪費し、稼動率の低下をもた
らしてしまうという問題点を有していた。 又、前記鋼材１０の他の冷却方法として、第２図におけ
る出側鋼材温度Ｔ日を出側ｍ材温度計１４Ｂで実時間（
リアルタイム）に測定し、該出側鋼材温度丁日が管理温
度範囲に入るように前記水冷ボックス１２から供給する
水■覧を制御する、フィードバック制御を用いた方法が
ある。 しかしながら、このフィードバック制御方法においては
、入側鋼材１０Δが水冷ボックス１２を通過して出側鋼
材温度計１４８に到達するまでの時間（図において距即
ｔＬ÷圧延速度Ｖ）の分だ；プ前記鋼材１０に対する冷
却制御の時期（タイミング）がずれてしまう。従って、
特に圧延速度Ｖが遅い場合には、正確に鋼材１０の全長
の温度を均−七することが期待できず、このフィードバ
ック制御方法でも、前記定流ｍ制御と同様に加熱炉等に
よる湿度調Ｖ等の対策を必要とするという問題点を有し
ていた。 前記の如き定流ｍ制御やフィードバック制御の問題点を
解消する手段として、水冷ボックス１２の入側で検出さ
れた温度に基づき、銅材１０に供給する冷却水最を制御
する、フィードフォワード制（卸が考えられる。なお、
このフィードフォワード制御に関する技術には、既に特
開昭５５−１０６６１６で提案された線材類の圧延にお
ける冷１ｇ１ｆｆｌ１３２制御方法がある。この方法で
は、水冷帯からの冷却水噴射聞を、該水冷帯の前段に設
けられた線材温度約検出器で検出される温度信号にＣ（
づさ調節している。 ここで、前記フィードフォワード制御を、第２図に示す
冷却設備で行う際においては、まず、入ｆｆ！ｌｌｔＭ
材１０Ａが入側用材温度計１４Ａに到達した瞬間力ｕら
実時間で入側鋼材温ｒＣｉＴ＾を測定し、その測定値を
調節計１６に送る。この調節計１６は、送られた測定値
ｈｔ　＋ろ水冷ボックス１２で鋼材１゜に供給する冷却
水の供給タイミング及びその際必要とされる流ｍをフィ
ードフォワード演ｔ’Ｆ　（ＩＩ能１８で痺出する。そ
して、算出結果に基づき流化コントロール機能２０ｈ日
ら制御信号を出力し、ユニバーサルアンプ２２で増幅さ
れた制御信号に基づきユニット２４で調節弁２６を駆動
することにより、入側ｍ材１０Ａが入側用材温度計１４
△を通過した後所定時間（図において距離ＬＢ÷圧延速
度＼ｌ）を経過して、前記水冷ボックス１２に到達した
時点から水冷制御をｕ１１始するようにし、出側ｍ材温
度Ｔｓが所定の管理温度範囲に入るようにする。なお、
図中２８は、冷却水の流ｆｆ１Ｑを検出する流伍計であ
る。 このようにして用材１０を全長に亘ってフィードフォワ
ード制御した場合の温度変化状況を第３図＜　８’　）
に示す。図において、流ｍＱは符号Ｑ２で出側鋼材温度
Ｔｅは符号Ｂ２で示す。図から理解されるように、鋼材
１ｏの先端部を除いた以外の部分については、同図（Ａ
）の符号Ｂ１に示す定流■制御に比べて出側鋼材温度Ｔ
日の全長における変動の幅（図中符号ｂ）を小さく平滑
化することが可能である。 【発明が解決しようとする問題点】 しかしながら、第３図中の符号Ｂ２がら出側用材１０Ｂ
の先端部の温度変動が大であることが理解され、この部
分の温度変動は、前記鋼材１ｏを加熱帯においてバー力
を用いて加熱制御等を行い入側鋼材温度ＴＡの変動を小
さくしても根本的な対策とはならず、完全に解消するこ
とはできない。 又、圧延後に水冷する場合には、前記の如く出側鋼材１
０Ｂの先端部の温度変動が大きいと、その部分にスケー
ル不良等が発生し、製品とする際にその不良が発生した
部分をＩ、ＴＩ断する必要があるため、歩留りの低下を
きたしてしまうという問題点を有していた。

【発明の目的） 本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、冷却後の圧延材の温度を先端部も含めて全長に亘り均一化することができる圧延材の冷却温度制御方法を提供することを目的とする。 【問題点を解決するための手段】

本発明は、圧延中の圧延材に冷却帯で冷却液を供給して
冷却する際に、その要旨を第１図に示丈ように、前記圧
延材先端が前記冷却帯に到達される前及び到達されてか
ら所定時間の間は、前記冷却液を定流届に制御し、前記
所定時間経過（麦は、前記冷７；Ｉ］帯入側で測定され
た前記圧延材の温度に基づき、前記冷却液の流量を制御
することにより、前記目的を達成したものである。

【作用】

前述の如ぎフィードフォワード制御をする際に、１ワ１
えば前出第３図（Ｂ）中の符号Ｂ２に示される出側綱材
温度Ｔ日において、出側鋼材１０△の先端部の温度変動
が大きい理由として考えられるのは、冷却水流ｆｆ１Ｑ
が制御される際の立上がり時に生ずる流母Ｑの減少（図
中の符号ｍで示寸）である。この流量減少が生ずる理由
は、例えば第２図において、前記入側鋼材温度計１４△
から出力される温度信号に、通常は実際の温度変化に比
べて固有の時間遅れがあるため、第３図中の符号１）で
示す入側鋼材温度Ｔ△の立上がり途中の温度を入側ｆｌ
’ｌ材１０Ａの本当の先端温度として捕えてしまい、こ
のことを原因として、該入側網材１０△の先端が前記入
側鋼材温度計１４△に到達したＩ’Ｒ間に、該入側鋼材
温度計１４Ａから出力される入側Ｍｌ　ｕ温度Ｔ＾が真
の鋼材温度とはならない（即らステップ応答とはならな
い）ためである。 前記の如く圧延材の冷却を全長に亘ってフィードフォワ
ード制御により行うと前記のりｎき問題が生ずるため、
・発明者等は、第２図に示す入側鋼材１０Ａが搬送され
て水冷ボックス１２に到達する前から及び該入側鋼材１
０Ａが水冷ボックス１２に到達してから所定時間の間は
冷ムＯ液を定流量制御し、前記所定時間を越える瞬間か
ら該冷ｋ】液をフィードフォワード制御する冷却温度制
御方法を考え出した。 従って、本発明によれば、冷却される圧延材の先端部の
温度を確実に下げることができるため、先端部も含めて
圧延材全長に亘って冷却後の湿度の均一化を図ることが
できる。 【実施例１ 以下、本発明に係る圧延材の冷却温度制御方法の実施例
について詳細に説明する。 この実施例は前出第２図に示した圧延中の線材、棒組、
ビレット等の鋼材１０を冷却する水冷制御装置に本発明
を実施したしのである。この実施例の構成は従来例と同
様なのでその詳細な説明については省略する。 以下、実施例の作用について説明する。 入側鋼材１０Ａが速度■で搬送され、入側用材）ｇ度肝
１４Ａに到達した瞬間から実時間（リアルタイム）で入
側網材温度Ｔ△を測定する。測定された入側鋼材温度Ｔ
△は調節計１６に送られ、その内部のフィードフォワー
ド演算ｎ、ｏヒ１８によりＷｉｆｆされて冷却水の流■
の供給タイミング及び必要流量が算出される。 前記入側鋼材１０Ａが前記水冷ボックス１２に到達する
前と到達してから時間ｔ、までの間は、前記調節計１６
内の流ｍコントロール改能２ｏの出力する制御信号によ
りユニバーサルアンプ２２、ユニット２４で調節弁２６
を駆動して、冷却ボックス１２内の鋼材１０に供給する
冷却水の流場を予め定められた定流役に制御２１１する
。そして、前記時間　１１を越えたｒｓ間から前記フィ
ードフォワード演京成能１８で演算された必要流量の冷
却水を鋼材１０に供給するよう、前記調節弁２６を駆動
してフィードフォワード制御を行う。 このようにして、冷却水の流ｆｆ１Ｑ（符号Ｑ３）を制
御した場合の出側消材温度Ｔ日（符号Ｂ３）の例を第３
図（Ｃ）に示す。図から、同図（Ａ）、＜８）に示す定
流可制御及び全長フィードフォワード制御のように、綱
材１０の先端部の渇度変動が大であるのとは異なり、所
定の管理温度範囲（図中の符号Ｃ）に出側用材温度Ｔｅ
が入っていることが理解される。 なお、前記鋼材１０の先端部の定流量制御域（時間む≦
　ｊ＋）においては、入側精材渇度Ｔ＾の変動に対して
実時間で流子制御してｄ３らず、出側鋼材４度Ｔ　日を
平均的に下げるだけの制御である。このときの流ｆｆ１
Ｑの値は、前記１節計１６で管理温度範囲（図中の符号
Ｃ）に入るように計ｑして制御してもよいし、実際の操
業中で連続的に圧延している場合に、１士前の鋼材１０
を冷却した際の実績流ｍを使用して制御すべき流子を決
定してもよい。又、前記ｔ１は鋼材１０の圧延速度Ｖに
応じて適正値を決定することができる。 更に、前記時間ｔ１を越えた以険のフィードフォワード
制御域（時間１＞１＋）においては、入側羽ｔオ温度Ｔ
Ａの変動に対して実時間で冷却水の流ｍ制御ができ、出
側鋼材温度Ｔｓをより均一化できる。 以上述べたことから、本発明方法により水子を制御して
冷却温度を制御すれば、鋼材１０の全長に亘ってフィー
ドフォワード制御した場合の管理温度範囲（第３図中の
符＠ｂ）に比べて、その管理温度範囲を小さく　（ｃ　
＜ｂ　）することが可能である。従って、前記鋼材１０
全長に亘ってその温度変化を小さくして冷却後の温度を
均一化できるっなＪ５、前記実施例においては、第２図
に示されるように１つの水冷ボックスで鋼材１０を冷却
制御する水冷制御装置について例示したが、この水冷ボ
ックスは単体のものに限定されるものではなく、？！２
数の水冷ボックスが連続して設置されている場合にも本
発明方法を採用して鋼材１０を冷却できることは明らか
である。 又、前記実施例においては、圧延材として線材、枠ｊに
等の鋼材を例示したが、本発明に係る圧延材はこれらの
ものに限定されるものではなく、他の圧延材の冷却温度
を制御する際に本発明を採用できることは明らかである
。 更に、前記実施例においては、第２図に示される水冷制
御装置で本発明を実施した場合について例示したが、本
発明が採用される冷却装置は、冷去〇液に水が用いられ
、図に示される（を成の冷却装置に限定されず、他の冷
却液が用いられる他の冷却装置に採用できることは明ら
かである。 【発明の効果１ 以上説明した通り、本発明によれば、圧延材の先喘分を
含めて全長に亘りその冷却後の温度を均一化させること
ができる。従って、圧延前に圧延材を水冷した場合にお
いては、その全長温度の均一化により圧延後の寸法精度
？向上させることができ、圧延後に圧延材を冷却した場
合においては、圧延材の先端の温度不良を減少させて圧
延材に１１着するスケールのばらつきを減少させること
ができるため、圧延製品の歩留りや合格率を向」：さ忙
ることが可能である。又、加熱炉で圧延材を加熱してそ
の全長に亘る温度均一化を行う必要がなくなるため、燃
料原単位を削減することができる等の優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の要旨を示す流れ図、第２図は、本発
明に係る圧延材の冷却温度制御方法が実施される冷却温
度制御装置の全体構成を示す、一部平面図を含むブロッ
ク線図、第３図は、従来法及び本発明法により鋼材の冷
却温度制御をした場合の例を比較して示す線図である。 １０．１０Ａ、１０Ｂ・・・鋼材、 １２・・・水冷ボックス、 １４Ａ・・・人側耀材温度計、 １４Ｂ・・・出側鋼材温度計、 １６・・・謂「計、 １８・・−フィードフォワード演算機能、２０・・・流
層コントロール殿能、 ２６・・・調節弁、 ２８・・・流量計。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧延中の圧延材に冷却帯で冷却液を供給して冷却
   する際に、 前記圧延材先端が前記冷却帯に到達される前及び到達さ
   れてから所定時間の間は、前記冷却液を定流量に制御し
   、 前記所定時間経過後は、前記冷却帯入側で測定された前
   記圧延材の温度に基づき、前記冷却液の流量を制御する
   ことを特徴とする圧延材の冷却温度制御方法。