CN106166566A - 热轧精轧机出侧温度控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种热轧精轧机出侧温度控制装置及其控制方法，使压制的钢板的长度方向的材质特性均匀。冷却水量预设部在轧制钢板之前，根据预先设定的轧制速度、来自机架间冷却装置的冷却水量、热轧精轧机入侧的钢板温度等，推定热轧精轧机出侧的钢板温度，预设来自机架间冷却装置的冷却水量，使得该出侧的钢板温度与预先设定的目标温度一致。目标温度修正量计算部计算用于降低轧制中的轧制速度从预先设定的轧制速度变化的压制速度变化量对钢板的材质特性值的影响的目标温度修正量。冷却水量指令部计算与钢板出侧的目标温度的修正量对应的冷却水量的变化量，根据上述计算出的冷却水量的变化量修正通过冷却水量预设部预设的冷却水量，输出到机架间冷却装置。

Description

热轧精轧机出侧温度控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种适合于得到在钢板长度方向上均匀的材质的热轧精轧机出侧温度控制装置及其控制方法。

背景技术

现有的热轧精轧机的出侧温度的控制方法，决定轧制速度和机架间冷却水量，使得实现与从上位计算机接收到的钢板(卷材)对应的精轧机出侧温度目标值，修正轧制速度或机架间冷却水量，使得在钢板长度方向上，通过温度计测量的精轧机出侧温度与上述精轧机出侧温度目标值一致。在进行了这样的控制的情况下，热轧精轧机入侧的钢板温度伴随着时间经过而降低，因此随着轧制进行，轧制速度逐渐变快。另一方面，钢板的材质依存于温度和轧制时的应变速度，因此如果在钢板长度方向上控制为均匀的温度，则由于轧制速度变化而各机架的应变速度变化，其结果是存在在钢板长度方向上材质偏差的问题。

作为与轧制速度对应地变更钢板在精轧机出侧的目标温度的现有技术，例如在专利文献1中，揭示了与钢板的轧制速度的变化对应地修正被设定为连续热轧制的钢板的精轧出侧温度的目标温度的方法。具体地说，利用(Tf：精轧机出侧温度，Va：轧制速度)，预测轧制速度变化时的精轧机出侧温度的变化。然后，在轧制速度变化了的情况下，使用将精轧机出侧温度的目标值加上该预测出的精轧机出侧温度的变化所得的精轧机出侧温度作为控制的目标值。其结果是能够提高钢板长度方向上的温度的均匀度。

但是，专利文献1所公开的技术的目的在于提高钢板长度方向的温度的均匀度，因此没有考虑到钢板长度方向的材质特性的均匀化。即，由于轧制速度的变化，在通过各机架轧制钢板时的应变速度变化，但没有考虑到该应变速度的变化对材质特性产生的影响。

专利文献1：日本特开平8-252624号公报

发明内容

本发明就是为了解决以上的现有技术的问题而提出的，其目的在于：提供一种热轧精轧机出侧温度控制装置及其控制方法，其能够使钢板的长度方向的材质特性均匀化。

上述本发明是一种热轧精轧机出侧温度控制装置，其控制通过热轧精轧机轧制的钢板在上述热轧精轧机的出侧的钢板温度，该热轧精轧机具备：多个轧制机架，其连续地轧制上述钢板；机架间冷却装置，其设置在上述轧制机架的相邻的2个轧制机架之间，对上述钢板进行冷却，该热轧精轧机出侧温度控制装置具备：板温推定模型存储部，其存储了推定上述轧制的钢板的钢板温度的板温推定模型；冷却水量预设部，其在轧制上述钢板之前，根据预先设定的上述钢板的轧制速度、从上述机架间冷却装置注水的冷却水量、上述热轧精轧机的入侧的钢板温度和上述板温推定模型，推定上述热轧精轧机的出侧的钢板温度，根据上述推定结果预设上述冷却水量，使得上述出侧的钢板温度与预先设定的目标温度一致；目标温度修正量计算部，其取得在上述钢板的轧制过程中在上述轧制机架中检测的轧制速度相对于上述预先设定的轧制速度变化的轧制速度的变化量，计算用于降低上述轧制速度的变化量对上述钢板的材质特性值产生的影响的上述钢板的出侧的目标温度的修正量；冷却水量指令部，其计算与上述钢板的出侧的目标温度的修正量对应的上述冷却水量的变化量，向上述机架间冷却装置输出根据计算出的上述冷却水量的变化量修正了通过上述冷却水量预设部预设的上述冷却水量所得的冷却水量。

根据本发明，提供一种能够使钢板的长度方向的材质特性均匀化的热轧精轧机出侧温度控制装置及其控制方法。

附图说明

图1是表示热轧精轧机出侧温度控制装置及其控制对象的结构的例子的图。

图2是表示存储在目标温度表存储部中的目标温度表的结构的例子的图。

图3是表示存储在速度表存储部中的速度表的结构的例子的图。

图4是表示存储在标准水量模式存储部23中的标准水量模式表的结构的例子的图。

图5是表示冷却水量预设部执行的冷却水量预设处理的处理流程的例子的图。

图6是表示影响系数计算部执行的影响系数计算处理的处理流程的例子的图。

图7是表示材质预测部执行的材质预测处理的处理流程的例子的图。

图8是表示目标温度修正量计算部执行的目标温度修正量计算处理的处理流程的例子的图。

图9是表示控制指令温度计算部执行的控制指令温度计算处理的处理流程的例子的图。

图10是表示冷却水量指令部执行的冷却水量指令处理的处理流程的例子的图。

符号说明

10：预设控制部；11：冷却水量预设部；12：影响系数计算部；13：材质预测部；21：目标温度表存储部；21T：目标温度表；22：速度表存储部；22T：速度表；23：标准水量模式存储部；23T：标准水量模式表；24：板温推定模型存储部；30：动态控制部；31：目标温度修正量计算部；32：前馈控制部；33：控制指令温度计算部；34：反馈控制部；35：冷却水量指令部；40：上位计算机；50：控制对象；51：热轧精轧机；53：钢板；54～58：机架间冷却装置；59：轧制辊；60：精轧机出侧温度计；100：热轧精轧机出侧温度控制装置。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。

图1是表示热轧精轧机出侧温度控制装置100及其控制对象50的结构的例子的图。在此，上位计算机40向热轧精轧机出侧温度控制装置100发送控制下一个轧制的钢板53所需要的信息(钢板53的钢种、化学组成、板厚、轧制速度、目标温度等)。热轧精轧机出侧温度控制装置100接收从上位计算机40发送的与钢板53有关的这些材料信息、轧制指示信息，并且与从控制对象50发送的各种信号对应地，向控制对象50输出用于实现上述轧制指示信息的控制信号。

首先，说明控制对象50的结构。在本实施方式中，控制对象50是热轧设备，在此构成为包括进行钢板53的精轧的热轧精轧机51和测定刚轧制后的钢板53的温度(出侧温度)的精轧机出侧温度计60。热轧精轧机51例如具备6个轧制机架F1～F6，通过各自的轧制辊59轧制钢板53。钢板53在被轧制机架F1～F6的各自的轧制辊39轧制的同时，从轧制机架F1向F6的方向(在图中从左向右)移动。

在轧制机架F1～F6各自之间，即在轧制机架F1-F2之间、F2-F3之间、F3-F4之间、F4-F5之间、F5-F6之间，分别设置有机架间冷却装置54～58。机架间冷却装置54～58依照来自热轧精轧机出侧温度控制装置100的机架间冷却水量指令，向钢板53注水冷却水，对钢板53进行冷却。

接着，说明热轧精轧机出侧温度控制装置100的结构。如图1所示，将构成热轧精轧机出侧温度控制装置100的功能模块大致分为预设控制部10和动态控制部30。预设控制部10在通过热轧精轧机51对钢板53进行轧制之前，预设从机架间冷却装置54～58注水的冷却水量。另外，动态控制部30在实际对轧制对象钢板53进行轧制时，与通过轧制辊59检测的轧制速度、通过精轧机出侧温度计60检测的出侧温度对应地，适当地变更通过预设控制部10预设的从机架间冷却装置54～58注水的冷却水量。

预设控制部10构成为包括冷却水量预设部11、影响系数计算部12、材质预测部13、目标温度表存储部21、速度表存储部22、标准水量模式存储部23、板温推定模型存储部24等。另外，动态控制部30构成为包括目标温度修正量计算部31、前馈控制部32、控制指令温度计算部33、反馈控制部34、冷却水量指令部35等。

在预设控制部10的目标温度表存储部21、速度表存储部22、标准水量模式存储部23中，存储从上位计算机40发送的控制钢板53所需要的信息。另外，在板温推定模型存储部24中，存储有用于推定钢板53从热轧精轧机51的出侧温度的各种模型式等。

冷却水量预设部11在轧制钢板53之前，从标准水量模式存储部23取出标准水量的数据，通过使用了存储在板温推定模型存储部24中的板温推定模型的计算，推定钢板53从热轧精轧机51的出侧温度。然后，根据该出侧温度，计算应该从机架间冷却装置54～58注水的冷却水量，将计算出的冷却水量作为预设冷却水量输出到冷却水量指令部35。

材质预测部13根据从上位计算机40发送并存储在目标温度表存储部21、速度表存储部22、标准水量模式存储部23中的钢板53的化学组成、轧制进度、使用该轧制进度计算出的轧制机架F1～F2的压下率、钢板53的温度变化，预测热轧精轧机51的出侧的钢板53的材质特性。另外，影响系数计算部12根据材质预测部13的计算结果，计算轧制速度或精轧机出侧温度的变化和材质特性变化之间的关系作为影响系数。

目标温度修正量计算部31从轧制辊59取得轧制速度的变化量，使用通过影响系数计算部12计算出的影响系数，计算用于将材质保持为固定的精轧机出侧温度的目标温度的修正量。前馈控制部32使用通过目标温度修正量计算部31计算出的目标温度的修正量，计算机架间冷却装置54～58的冷却水量的修正量。控制指令温度计算部33使用通过目标温度修正量计算部31计算出的目标温度的修正量，计算实际在控制中使用的热轧精轧机51的出侧的指令温度。

进而，反馈控制部34向减小通过控制指令温度计算部33计算出的指令温度和通过精轧机出侧温度计60检测出的精轧机出侧温度之间的偏差的方向，变更机架间冷却装置54～58的各冷却水量。冷却水量指令部35根据从冷却水量预设部11输出的预设冷却水量、通过前馈控制部32计算出的冷却水量的修正量、通过反馈控制部34计算出的冷却水量的变更量，计算最终向各个机架间冷却装置54～58输出的冷却水量。

作为具体的硬件，通过具备未图示的运算处理装置和存储装置的计算机、工作站来实现具有以上那样的结构的热轧精轧机出侧温度控制装置100。另外，通过由上述运算处理装置执行存储在由半导体存储器、硬盘装置等构成的上述存储装置中的预定的程序来实现预设控制部10的冷却水量预设部11、影响系数计算部12、材质预测部13、动态控制部30的目标温度修正量计算部31、前馈控制部32、控制指令温度计算部33、反馈控制部34、冷却水量指令部35等功能模块。另外，通过将预定数据存储到在上述存储装置的一部分中分配的区域中，来实现预设控制部10的目标温度表存储部21、速度表存储部22、标准水量模式存储部23、板温推定模型存储部24等。

图2是表示存储在目标温度表存储部21中的目标温度表21T的结构的例子的图。如图2所示，目标温度表21T是使热轧精轧机51的出侧的目标温度与轧制的钢板53的各个种类(钢种)对应起来的表。在图2所示的目标温度表21T的例子中，例如使900℃的目标温度与钢种为SS400的钢板53对应起来。

冷却水量预设部11判定钢板53的钢种，从目标温度表21T提取与该钢种对应的目标温度。

图3是表示存储在速度表存储部22中的速度表22T的结构的例子的图。如图3所示，速度表22T是使钢板53在最终段的轧制机架F6的出侧的轧制速度相关的初始速度、第一加速度、第二加速度、稳定速度、减速度、末期速度等与所轧制的钢板53的钢种、板厚、板宽的各组合对应起来的表。在此，初始速度是钢板53的前端从轧制机架F6送出时的钢板53的轧制速度，稳定速度是在钢板53加速后成为固定的速度时从轧制机架F6送出时的轧制速度，末期速度是在钢板53减速后其尾端从轧制机架F6送出时的轧制速度。此外，在此，假设钢板53从初始速度到成为稳定速度为止，以第一加速度和第二加速度的2个阶段被加速，另外假设从稳定速度到末期速度为止，以一个阶段的减速度被减速。

在图3所示的速度表22T的例子中，例如使650mpm(米每分钟)的初始速度、2mpm/s(米每分钟每秒)的第一加速度、12mpm/s的第二加速度、1050mpm的稳定速度、30mpm/s的减速度、以及900mpm的末期速度与钢种为SS400、板厚为1.4mm以下、板宽为1000～1400mm的钢板53对应起来。

此外，如果决定了从轧制机架F6送出时的钢板53的轧制速度，则通过预定的运算决定轧制机架F6的轧制辊59的转速，进而根据该转速依照轧制机架F1～F6各自的压下率(入侧板厚和出侧板厚之间的比)决定剩余的轧制机架F1～F5的轧制辊59的转速。

图4是表示存储在标准水量模式存储部23中的标准水量模式表23T的结构的例子的图。如图4所示，标准水量模式表23T是使从机架间冷却装置54～58分别注水的冷却水量的初始值即标准水量模式与轧制的钢板53的钢种、板厚、板宽的各组合对应起来的表。此外，用相对于机架间冷却装置54～58各自的最大冷却水量的百分比(percent)来表现此处所述的冷却水量的初始值。

在图4所示的标准水量模式表23T的例子中，例如作为机架间冷却装置54、55、56、57、58的冷却水量的初始值(即标准水量模式)，分别使80％、70％、50％、0％(无注水)、0％(无注水)与钢种为SS400、板厚3.0～4.0mm、板宽为1200mm的钢板53对应起来。

此外，与钢板53的钢种、板厚、板宽对应地，根据模拟或实际的轧制实绩，预先决定标准水量模式表23T的内容、即机架间冷却装置54、55、56、57、58的冷却水量的初始值(标准水量模式)。这时，确定该标准水量模式，使得在钢板53的初始速度、在热轧精轧机51的入侧设想的钢板前端温度下，大致满足精轧机出侧温度的目标温度，并且伴随着各轧制机架F1～F6的轧制的温度下降模式为希望的模式。

图5是表示冷却水量预设部11执行的冷却水量预设处理的处理流程的例子的图。如图5所示，冷却水量预设部11首先参照目标温度表21T和速度表22T，取得与预定下一个轧制的钢板53的钢种、板厚、板宽对应的目标温度和初始速度(步骤S11)。进而，冷却水量预设部11参照标准水量模式表23T，取得与该钢板53的钢种、板厚、板宽对应的标准水量模式(步骤S12)。

接着，冷却水量预设部11在上述取得的目标温度、初始速度以及标准水量模式的条件下，进行精轧机出侧温度(Finishing mill Delivery Temperature，以下称为FDT)的预测计算(步骤S13)。如上述那样，针对通过轧制机架F1～F6轧制钢板53并从机架间冷却装置54～58注水冷却水的情况，将推定钢板53的温度所需要的各种计算式作为板温推定模型存储在板温推定模型存储部24中。因此，冷却水量预设部11依照该板温推定模型，计算在钢板53从轧制机架F1移动到F6的期间降低的温度，得到FDT。此外，将这时的钢板53的温度的初始值称为精轧机入侧温度(Finishing mill Entry Temperature，以下称为FET)。

在该板温推定模型中，包含用于计算从钢板53的热辐射、对流热传导、伴随着轧制的可塑性变形的加工发热、钢板53与轧制辊59接触时散失的接触传导热、因钢板53和轧制辊60的摩擦造成的摩擦发热等的模型等。进而，包含计算因从机架间冷却装置54～58的注水造成的温度下降等的模型。

作为计算以上那样的发热量、冷却量的模型，以前研究了各种模型式，例如在“板轧制的理论和实际”(日本钢铁协会编，1984年)中表示出其详细的例子。

在此，在式(1)中表示计算从钢板53的热辐射的热传导系数hr的模型式的一个例子。

hr＝σ·ε·[{(273+Tsu)/100}⁴-{(273+Ta)/100}⁴]/(Tsu-Ta)(1)

其中，σ：史提芬波兹曼常数(＝4.88)

ε：辐射率

Ta：空气温度(℃)

Tsu：钢板的表面温度(钢板温度)

钢板53即使只是简单地在轧制机架F1～F6之间移动，也依照式(1)的热传导系数hr而散失热。另外，在通过机架间冷却装置54～58冷却钢板53的情况下，与注水的冷却水量对应地散失热。在前面的“板轧制的理论和实际”(日本钢铁协会编，1984年)中也示出该情况下的模型式，因此省略其再次说明。

另外，在此，将因各因素而散失或赋予的热量的总和统一地置换为热传导系数，计算在一定的时间Δ的期间从钢板53出入的热量。基于经过时间Δ之前的钢板53的温度，根据以下的式(2)加减时间Δ的期间的热量的移动。

T_n＝T_n-1-(ht+hb)·Δ/(ρ·C·B) (2)

其中，

T_n：当前的板温

T_n-1：时间Δ前的板温(钢板温度)

ht：钢板表面的热传导系数

hb：钢板背面的热传导系数

ρ：钢板的密度

C：钢板的比热

B：钢板厚度

另外，在需要考虑钢板53的厚度方向的热传导的情况下，通过求解公知的热方程式能够进行计算。例如用以下的式(3)表示热方程式，在各种技术文献中公开了通过计算机对其进行差分计算的方法。

$\∂T/\∂t=\{\mathrm{\λ}/(\mathrm{\ρ}\·C)\}\·({\∂}^{2}T/\∂x^2)---\left(3\right)$

其中，

λ：热传导率

T：钢板温度

x：厚度方向的位置

t：时间

返回到图5的冷却水量预设处理的说明。冷却水量预设部11在步骤S13中，在从钢板53的某部分嵌入到轧制机架F1到脱离轧制机架F6的期间，一边使时间推进一边计算以上的式(1)、(2)，由此能够预测钢板53的该部分的FDT。

接着，冷却水量预设部11判定在步骤S13中预测出的FDT相对于目标温度是否进入到既定的范围(±α：α是预先确定的正的温度值，例如是1℃)内(步骤S14)。该判定的结果是预测出的FDT相对于目标温度进入到既定的范围(±α)内的情况下(在步骤S14中“是”)，冷却水量预设部11维持机架间冷却装置54～58的这时的冷却水的水量(步骤S15)。

另一方面，在预测出的FDT相对于目标温度没有进入到既定的范围(±α)内的情况下(在步骤S14中“否”)，冷却水量预设部11在FDT>目标温度+α时，使机架间冷却装置54～58的冷却水的水量增加，在FDT<目标温度-α时，使该冷却水的水量减少(步骤S16)。在此，在使冷却水的水量增减的情况下，既可以针对全部的机架间冷却装置54～58使其冷却的水量增减，也可以针对从机架间冷却装置54～58选择出的一部分，使其冷却水的水量增减。

接着，冷却水量预设部11判定是否满足结束条件(步骤S17)，在不满足结束条件的情况下(在步骤S17中“否”)，返回到步骤S13，重复执行步骤S13以下的处理。此处所述的计算条件是指重复进行步骤S13、S14、S16的次数超过既定的上限值等。通常，根据在步骤S14的判定中FDT相对于目标温度进入到既定的范围(±α)内，来解除步骤S13、S14、S16的重复处理，但在无法实现它的情况下，通过步骤S17的判定解除重复处理。

冷却水量预设部11在步骤S15的下一个步骤，或在步骤S17的判定中满足了结束条件的情况下(在步骤S17中“是”)，依照在速度表22T中确定的加速率(第一加速度、第二加速度)、稳定速度等，决定钢板53的速度模式(步骤S18)。

通过以上的处理，冷却水量预设部11决定了机架间冷却装置54～58对预定下一个轧制的钢板53的各个冷却水量，因此将该决定的冷却水量作为预设冷却水量输出到冷却水量指令部35(步骤S19)，结束该冷却水量预设处理。

此外，在图5所示的处理流程中示出以下的方法，即将钢板53的初始速度设为固定，使从机架间冷却装置54～58注水的冷却水的水量变化，预测FDT，但也有以下这样的其他方法。即，可以依照从钢板53的前端起的FET下降率ΔFETr，使用以下的式(4)计算钢板53的加速度Vr。

$Vr=(\&part;V/\&part;FDT)\&CenterDot;(\&part;FDT/\&part;FET)\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}FETr---\left(4\right)$

在此，影响系数(常数：将在后面详细地说明影响系数)。

即，冷却水量预设部11将向机架间冷却装置54～58的冷却水量指令设为固定，使钢板53的初始速度增减，由此能够得到与目标的FDT对应的初始速度指令。在该情况下，如果将步骤S16的处理置换为在FDT比目标温度-α低时增加初始速度，在FDT比目标温度+α高时减小初始速度的处理，则能够直接使用图5的处理流程。

图6是表示影响系数计算部12执行的影响系数计算处理的处理流程的例子的图。如图6所示，影响系数计算部12首先针对钢板53的预先确定的计算点的部位，确定作为热轧精轧机51的出侧的目标温度的FDTt和轧制该部位时的轧制速度V，执行材质预测处理(步骤S21)。在此，作为轧制速度V，使用最终段的轧制机架F6的轧制辊59的圆周速度作为其代表值，称为基准轧制速度。此外，材质预测处理是材质预测部13执行的处理，另外参照图7详细说明。

接着，作为材质预测处理的处理结果，影响系数计算部12得到与轧制速度V对应的钢板53的奥氏体粒径γ₁和位错密度ρ₁(步骤S22)。

接着，影响系数计算部12使基准轧制速度V增加ΔV，即设轧制速度V＝V+ΔV，执行材质预测处理(步骤S23)。然后，作为其处理结果，得到与轧制速度V+ΔV对应的钢板53的奥氏体粒径γ₂和位错密度ρ₂(步骤S24)。

接着，影响系数计算部12计算通过以下的式(5-1)和(5-2)定义的第一影响系数。即，计算与轧制速度的变化量ΔV对应的奥氏体粒径γ的变化率和位错密度的变化率(步骤S25)。

$(\&part;\mathrm{\&gamma;}/\&part;V)=({\mathrm{\&gamma;}}_2-{\mathrm{\&gamma;}}_1)/\mathrm{\&Delta;}V---(5-1)$

$(\&part;\mathrm{\&rho;}/\&part;V)=({\mathrm{\&rho;}}_2-{\mathrm{\&rho;}}_1)/\mathrm{\&Delta;}V---(5-2)$

进而，影响系数计算部12将使FDTt增加ΔFDTt后的温度设为热轧精轧机51的出侧温度，即设FDTt＝FDTt+ΔFDTt，执行材质预测部13(步骤S26)。然后，作为其处理结果，得到与FDTt+ΔFDTt对应的钢板53的奥氏体粒径γ₃和位错密度ρ₃(步骤S27)。

接着，影响系数计算部12计算通过以下的式(6-1)和(6-2)定义的第二影响系数。即，计算与FDT的变化量ΔFDT对应的奥氏体粒径γ的变化率和位错密度ρ的变化率(步骤S28)。

$(\&part;\mathrm{\&gamma;}/\&part;FDT)=({\mathrm{\&gamma;}}_3-{\mathrm{\&gamma;}}_1)/\mathrm{\&Delta;}FDT---(6-1)$

$(\&part;\mathrm{\&rho;}/\&part;FDT)=({\mathrm{\&rho;}}_3-{\mathrm{\&rho;}}_1)/\mathrm{\&Delta;}FDT---(6-2)$

接着，影响系数计算部12在钢板53的长度方向的预先确定的全部计算点，判定通过式(5-1)、(5-2)、(6-1)、(6-2)定义的第一、第二影响系数的计算是否完成(步骤S29)。在该判定的结果是这些影响系数的计算没有在全部计算点完成的情况下(在步骤S29中“否”)，针对未完成的计算点重复执行步骤S21～S29的处理。另外，在这些第一、第二影响系数的计算在全部计算点完成的情况下(在步骤S29中“是”)，结束该影响系数计算处理。

此外，作为计算点，可以与钢板53的速度变化对应地选择前端、中央、尾端的3点。另外，为了简化，也可以设为代表钢板53的长度方向的一点(例如中央)。进而，也可以针对速度变化大的薄板(例如轧制后的钢板53的板厚为1.8mm左右以下的钢板53)增多计算点，对于厚板减少计算点。

以下，在本实施方式中，为了避免说明变得繁杂，假设计算点是钢板53的前端的一点。

图7是表示材质预测部13执行的材质预测处理的处理流程的例子的图。该材质预测处理在图6所示的影响系数计算处理中被启动，是以下的处理，即计算热轧精轧机51的出侧的钢板53的奥氏体粒径γ和位错密度ρ，向影响系数计算处理报告其结果。

如图7所示，材质预测部13首先取得在影响系数计算处理(参照图6)中确定的轧制速度V和FDTt(步骤S31)。然后，材质预测部13从上位计算机40取得作为精轧的前工序的粗轧等中的该钢板53的加热历史、轧制历史等信息(步骤S32)。进而，材质预测部13取得在冷却水量预设处理(参照图5)中预测出的钢板53的温度变化等信息(步骤S33)。

接着，材质预测部13预测计算在上述确定的轧制速度V和FDTt的条件下轧制时的热轧精轧机51的出侧的奥氏体粒径γ和位错密度ρ(步骤S34)。然后，向影响系数计算处理报告该预测计算的结果(步骤S35)，结束该材质预测处理。

此外，除了钢板53的钢种、化学组成以外，不只是精轧工序，还使用前工序中的加热历史、加热后的温度降低历史、轧制温度、轧制时的变形速度等信息，由此可以计算热轧精轧机51出侧的奥氏体粒径γ和位错密度ρ。例如在“材料功能创新FEM分析技术研究会报告书”(社团法人日本钢铁协会：生产技术部门轧制理论部会材料功能创新FEM分析技术研究会，2001年6月)中，记载了该计算方法的细节。

图8是表示目标温度修正量计算部31执行的目标温度修正量计算处理的处理流程的例子的图。如图8所示，目标温度修正量计算部31首先取得热轧精轧机51的最终段的轧制机架F6的辊速度(步骤S41)，计算该辊速度相对于基准轧制速度V的变化量ΔV(步骤S42)。

接着，目标温度修正量计算部31降低因钢板53的轧制速度的变化造成的材质特性的变化，依照以下的式(7)计算用于使该材质特性在长度方向上均匀的FDTt的修正量ΔFDTt(步骤S43)。

$\mathrm{\&Delta;}FDTt=\{\mathrm{\&alpha;}\&CenterDot;(\&part;\mathrm{\&gamma;}/\&part;V)/(\&part;\mathrm{\&gamma;}/\&part;FDT)+(1-\mathrm{\&alpha;})\&CenterDot;(\&part;\mathrm{\&rho;}/\&part;V)/(\&part;\mathrm{\&rho;}/\&part;FDT)\}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}V---\left(7\right)$

在此，α：常数(0～1)

此外，常数α是针对轧制速度V的变化对热轧精轧机51的出侧的材质特性产生的影响，用比例表示出对奥氏体粒径γ和位错密度ρ分别以怎样程度进行考虑的常数。顺便地说，计算ΔFDTt使得在常数α为1时奥氏体粒径γ为固定，计算ΔFDTt使得在常数α为0时位错密度ρ为固定。另外，在常数α为0～1的中间的值时，按照与常数α的值对应的比例分配两者。

目标温度修正量计算部31向前馈控制部32和控制指令温度计算部33输出在步骤S43中计算出的FDTt的修正量ΔFDTt(步骤S44)，结束该目标温度修正量计算处理。

图9是表示控制指令温度计算部33执行的控制指令温度计算处理的处理流程的例子的图。如图9所示，控制指令温度计算部33从冷却水量预设部11取得作为目标温度的FDTt(步骤S51)，进而取得从目标温度修正量计算部31输出的FDTt的修正量ΔFDTt(步骤S52)。

接着，控制指令温度计算部33依照式(8)实时地计算在实际的控制中使用的热轧精轧机51的出侧的目标温度即FDTtc(步骤S53)。

FDTtc＝FDTt+β·ΔFDTt (8)

在此，β：修正增益(0～1)

接着，控制指令温度计算部33反馈控制部34输出通过该计算得到的目标温度FDTtc(步骤S54)，结束该控制指令温度计算处理。

前馈控制部32(省略处理流程的图示)从目标温度修正量计算部31接收目标温度FDTt的修正量ΔFDTt，计算使钢板53的精轧机出侧温度与该修正量对应地变化的冷却水量的变化量。为了简化，在将各机架间冷却装置54～58中的冷却水量的变化量设为相同的情况下，例如可以根据以下的式(9)计算该冷却水量的变化量ΔQ_FF。

${\mathrm{\&Delta;Q}}_{FF}=a_1\&CenterDot;(\&part;Q/\&part;FDT)\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}FDTt---\left(9\right)$

在此，a₁：控制增益

表示抵消FDT的变化的水量的影响系数(常数)

反馈控制部34(省略处理流程的图示)从精轧机出侧温度计60取得钢板53的实测温度FDTa，计算消除该实测温度FDTa和从控制指令温度计算部33取得的目标温度FDTtc之间的偏差ΔFDTa的冷却水量的变化量。在此，也为了简单，在将各机架间冷却装置54～58中的冷却水量的变化量设为相同的情况下，例如可以根据以下的式(10)计算该冷却水量的变化量ΔQ_FB。

${\mathrm{\&Delta;Q}}_{FB}=a_2\&CenterDot;(\&part;Q/\&part;FDT)\&CenterDot;(FDTtc-FDTa)---\left(10\right)$

在此，a₂：控制增益

图10是表示冷却水量指示部35执行的冷却水量指令处理的处理流程的例子的图。如图10所示，冷却水量指令部35首先从冷却水量预设部11取得通过其冷却水量预设处理(参照图5)事前对各机架间冷却装置54～58设定的冷却水量(步骤S61)。在此，设为分别对机架间冷却装置54～58设定的冷却水量q1、q2、q3、q4、q5，用以下的式(11)表示该冷却水量的组Qset。

Qset＝(q1，q2，q3，q4，q5) (11)

接着，冷却水量指令部35取得通过前馈控制部32计算出的冷却水量的变化量ΔQ_FF(步骤S62)，进而取得通过反馈控制部34计算出的冷却水量的变化量ΔQ_FB(步骤S63)。

接着，冷却水量指令部35使用通过前馈控制部32计算出的冷却水量的变化量ΔQ_FF和通过反馈控制部34计算出的冷却水量的变化量ΔQ_FB，修正上述事前设定的冷却水量q1、q2、q3、q4、q5(Qset)(步骤S64)。然后，将该修正后的冷却水量设为向机架间冷却装置54～58的冷却指令Qcont，输出到机架间冷却装置54～58。即，例如如以下的式(12)那样表示冷却指令Qcont。

Qcont＝(q1+ΔQ_FF+ΔQ_FB，q2+ΔQ_FF+ΔQ_FB，

q3+ΔQ_FF+ΔQ_FB，q4+ΔQ_FF+ΔQ_FB，

q5+ΔQ_FF+ΔQ_FB) (12)

如以上那样，在式(12)中，冷却指令Qcont只是简单地将ΔQ_FF+ΔQ_FB与事前设定的冷却水的水量q1、q2、q3、q4、q5相加。这是用相等的权重对前馈的控制量和反馈的控制量进行了处理，但并不一定必须用相等的权重对它们进行处理。即，在式(11)的冷却指令Qcont的计算中，也可以对各个ΔQ_FF、ΔQ_FB适当地赋予不同值的权重，或者也可以将ΔQ_FF、ΔQ_FB的一方设为0(零)。另外，在此将与各个机架间冷却装置54～58有关的冷却水量的变化量ΔQ_FF、ΔQ_FB全部设为相同的量，但也可以是各自不同的量。

以上，在本实施方式中，计算降低因钢板53的轧制速度的变化造成的材质特性的变化的精轧机出侧的目标温度FDTt的修正量ΔFDTt。另外，与该修正量ΔFDTt对应地修正预先设定的来自机架间冷却装置54～58的冷却水量。因此，本实施方式的热轧精轧机出侧温度控制装置100起到能够使轧制的钢板53的长度方向的材质特性均匀化的效果。

此外，在以上说明的实施方式中，针对预定下一个轧制的钢板53，每次执行材质预测处理和影响系数计算处理，但也可以针对暂时求出的影响系数，与这时的钢种、板厚、板宽、目标温度、轧制速度的模式、加热历史等条件对应地存储到存储装置中。然后，在轧制其他钢板53时，在存储装置中存储有与其条件一致的影响系数的情况下，也可以不执行材质预测处理和影响系数计算处理，而使用该存储的影响系数。

本发明并不限于以上说明的实施方式，还包含各种变形例子。为了容易理解地说明本发明而详细说明了上述实施方式，并不限于一定具备所说明的全部结构。另外，可以将某实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构的一部分，进而也可以向某实施方式的结构追加其他实施方式的结构的一部分或全部。

Claims (10)

1.一种热轧精轧机出侧温度控制装置，其控制通过热轧精轧机轧制的钢板在上述热轧精轧机的出侧的钢板温度，该热轧精轧机具备：多个轧制机架，其连续地轧制上述钢板；机架间冷却装置，其设置在上述轧制机架的相邻的2个轧制机架之间，对上述钢板进行冷却，该热轧精轧机出侧温度控制装置的特征在于，

该热轧精轧机出侧温度控制装置具备：

板温推定模型存储部，其存储了推定上述轧制的钢板的钢板温度的板温推定模型；

冷却水量预设部，其在轧制上述钢板之前，根据预先设定的上述钢板的轧制速度、从上述机架间冷却装置注水的冷却水量、上述热轧精轧机的入侧的钢板温度和上述板温推定模型，推定上述热轧精轧机的出侧的钢板温度，根据上述推定的结果预设上述冷却水量，使得上述出侧的钢板温度与预先设定的目标温度一致；

目标温度修正量计算部，其取得在上述钢板的轧制过程中在上述轧制机架中检测的轧制速度相对于上述预先设定的轧制速度变化的轧制速度的变化量，计算用于降低上述轧制速度的变化量对上述钢板的材质特性值产生的影响的上述钢板的出侧的目标温度的修正量；以及

冷却水量指令部，其计算与上述钢板的出侧的目标温度的修正量对应的上述冷却水量的变化量，向上述机架间冷却装置输出根据计算出的上述冷却水量的变化量修正了通过上述冷却水量预设部预设的上述冷却水量所得的冷却水量。

2.根据权利要求1所述的热轧精轧机出侧温度控制装置，其特征在于，

该热轧精轧机出侧温度控制装置还具备：

材质预测部，其根据从上位计算机取得的包含上述钢板的化学组成、加热历史以及轧制历史的信息、以及通过上述冷却水量预设部推定出的上述出侧的钢板温度和轧制速度，计算奥氏体粒径和位错密度的至少一方作为上述热轧精轧机的出侧的上述钢板的材质特性值；

影响系数计算部，其根据上述材质预测部使上述钢板的轧制速度变化而计算出的上述材质特性值的差，计算上述轧制速度的变化量对上述材质特性值产生的影响作为第一影响系数，根据上述材质预测部使上述出侧的钢板温度变化而计算出的上述材质特性值的差，计算上述出侧的钢板温度的变化量对上述材质特性产生的影响作为第二影响系数，

上述目标温度修正量计算部根据上述轧制速度的变化量、上述第一影响系数和上述第二影响系数的至少一个影响系数，计算上述钢板的出侧的目标温度的修正量。

3.根据权利要求1所述的热轧精轧机出侧温度控制装置，其特征在于，

该热轧精轧机出侧温度控制装置还具备：

前馈控制部，其计算使通过上述目标温度修正量计算部计算出的上述钢板的出侧的目标温度的修正量减少的上述冷却水量的变化量，

使用通过上述前馈控制部计算出的上述冷却水量的变化量作为上述冷却水量指令部计算的与上述钢板的出侧的目标温度的修正量对应的上述冷却水量的变化量。

4.根据权利要求1所述的热轧精轧机出侧温度控制装置，其特征在于，

该热轧精轧机出侧温度控制装置还具备：

控制指令温度计算部，其根据通过上述目标温度修正量计算部计算出的上述钢板的出侧的目标温度的修正量和在上述冷却水量预设部中使用的上述钢板的出侧的目标温度，计算在实际的控制中使用的上述钢板的出侧的目标温度；

反馈控制部，其计算使通过上述控制指令温度计算部计算出的上述钢板的出侧的目标温度和在上述热轧精轧机的出侧测定出的上述钢板的温度之间的差减少的上述冷却水量的变化量，

使用通过上述反馈控制部计算出的上述冷却水量的变化量作为上述冷却水量指令部计算的与上述钢板的出侧的目标温度的修正量对应的上述冷却水量的变化量。

5.根据权利要求1所述的热轧精轧机出侧温度控制装置，其特征在于，

该热轧精轧机出侧温度控制装置还具备：

前馈控制部，其计算使通过上述目标温度修正量计算部计算出的上述钢板的出侧的目标温度的修正量减少的上述冷却水量的第一变化量；

控制指令温度计算部，其根据通过上述目标温度修正量计算部计算出的上述钢板的出侧的目标温度的修正量和在上述冷却水量预设部中使用的上述钢板的出侧的目标温度，计算在实际的控制中使用的上述钢板的出侧的目标温度；

反馈控制部，其计算使通过上述控制指令温度计算部计算出的上述钢板的出侧的目标温度和在上述热轧精轧机的出侧测定出的上述钢板的温度之间的差减少的上述冷却水量的第二变化量，

使用对上述冷却水量的第一变化量和上述冷却水量的第二变化量分别加权后相加所得的量，作为上述冷却水量指令部计算的与上述钢板的出侧的目标温度的修正量对应的上述冷却水量的变化量。

6.一种热轧精轧机出侧温度的控制方法，是控制通过热轧精轧机轧制的钢板在上述热轧精轧机的出侧的钢板温度的控制装置的热轧精轧机出侧温度的控制方法，该热轧精轧机具备：多个轧制机架，其连续地轧制上述钢板；机架间冷却装置，其设置在上述轧制机架的相邻的2个轧制机架之间，对上述钢板进行冷却，该热轧精轧机出侧温度的控制方法的特征在于，

上述控制装置具备：板温推定模型存储部，其存储了推定轧制的上述钢板的板温的板温推定模型，

上述控制装置执行以下的处理：

冷却水预设处理，用于在轧制上述钢板之前，根据预先设定的上述钢板的轧制速度、从上述机架间冷却装置注水的冷却水量、上述热轧精轧机的入侧的钢板温度和上述板温推定模型，推定上述热轧精轧机的出侧的钢板温度，根据上述推定的结果预设上述冷却水量，使得上述出侧的钢板温度与预先设定的目标温度一致；

目标温度修正量计算处理，用于取得在上述钢板的轧制过程中在上述轧制机架中检测的轧制速度相对于上述预先设定的轧制速度变化的轧制速度的变化量，计算用于降低上述轧制速度的变化量对上述钢板的材质特性值产生的影响的上述钢板的出侧的目标温度的修正量；以及

冷却水量指令处理，用于计算与上述钢板的出侧的目标温度的修正量对应的上述冷却水量的变化量，向上述机架间冷却装置输出根据计算出的上述冷却水量的变化量修正了通过上述冷却水量预设处理预设的上述冷却水量所得的冷却水量。

7.根据权利要求6所述的热轧精轧机出侧温度的控制方法，其特征在于，

上述控制装置还执行以下的处理：

材质预测处理，用于根据从上位计算机取得的包含上述钢板的化学组成、加热历史以及轧制历史的信息、以及在上述冷却水量预设处理中推定出的上述出侧的钢板温度和轧制速度，计算奥氏体粒径和位错密度的至少一方作为上述热轧精轧机的出侧的上述钢板的材质特性值；

影响系数计算处理，用于根据在上述材质预测处理中使上述钢板的轧制速度变化而计算出的上述材质特性值的差，计算上述轧制速度的变化量对上述材质特性值产生的影响作为第一影响系数，根据在上述材质预测处理中使上述出侧的钢板温度变化而计算出的上述材质特性值的差，计算上述出侧的钢板温度的变化量对上述材质特性产生的影响作为第二影响系数，

在上述目标温度修正量计算处理中，根据上述轧制速度的变化量、上述第一影响系数和上述第二影响系数的至少一个影响系数，计算上述钢板的出侧的目标温度的修正量。

8.根据权利要求6所述的热轧精轧机出侧温度的控制方法，其特征在于，

上述控制装置还执行以下的处理：

前馈控制处理，用于计算使在上述目标温度修正量计算处理中计算出的上述钢板的出侧的目标温度的修正量减少的上述冷却水量的变化量，

使用在上述前馈控制处理中计算出的上述冷却水量的变化量作为在上述冷却水量指令处理中计算的与上述钢板的出侧的目标温度的修正量对应的上述冷却水量的变化量。

9.根据权利要求6所述的热轧精轧机出侧温度的控制方法，其特征在于，

上述控制装置还执行以下的处理：

控制指令温度计算处理，用于根据在上述目标温度修正量计算处理中计算出的上述钢板的出侧的目标温度的修正量和在上述冷却水量预设处理中使用的上述钢板的出侧的目标温度，计算在实际的控制中使用的上述钢板的出侧的目标温度；

反馈控制处理，用于计算使在上述控制指令温度计算处理中计算出的上述钢板的出侧的目标温度和在上述热轧精轧机的出侧测定出的上述钢板的温度之间的差减少的上述冷却水量的变化量，

使用在上述反馈控制处理中计算出的上述冷却水量的变化量作为在上述冷却水量指令处理中计算的与上述钢板的出侧的目标温度的修正量对应的上述冷却水量的变化量。

10.根据权利要求6所述的热轧精轧机出侧温度的控制方法，其特征在于，

上述控制装置还执行以下的处理：

前馈控制处理，用于计算使在上述目标温度修正量计算处理中计算出的上述钢板的出侧的目标温度的修正量减少的上述冷却水量的第一变化量；

控制指令温度计算处理，用于根据在上述目标温度修正量计算处理中计算出的上述钢板的出侧的目标温度的修正量和在上述冷却水量预设处理中使用的上述钢板的出侧的目标温度，计算在实际的控制中使用的上述钢板的出侧的目标温度；

反馈控制处理，用于计算使在上述控制指令温度计算处理中计算出的上述钢板的出侧的目标温度和在上述热轧精轧机的出侧测定出的上述钢板的温度之间的差减少的上述冷却水量的第二变化量，

使用对上述冷却水量的第一变化量和上述冷却水量的第二变化量分别加权后相加所得的量，作为在上述冷却水量指令处理中计算的与上述钢板的出侧的目标温度的修正量对应的上述冷却水量的变化量。