特許 6816829 エンドレス圧延ラインの温度制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6816829

(24)【登録日】2020年12月28日

(45)【発行日】2021年1月20日

(54)【発明の名称】エンドレス圧延ラインの温度制御装置

(51)【国際特許分類】

   B21B 37/74 20060101AFI20210107BHJP

   B21B 37/26 20060101ALI20210107BHJP

   B21B 37/00 20060101ALI20210107BHJP

   B21B 1/46 20060101ALI20210107BHJP

   B21B 38/00 20060101ALI20210107BHJP

   B21C 51/00 20060101ALI20210107BHJP

【ＦＩ】

   B21B37/74 A

   B21B37/26

   B21B37/00 241

   B21B1/46 B

   B21B38/00 C

   B21C51/00 E

【請求項の数】3

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2019-533875(P2019-533875)

(86)(22)【出願日】2017年8月4日

(86)【国際出願番号】JP2017028474

(87)【国際公開番号】WO2019026292

(87)【国際公開日】20190207

【審査請求日】2019年12月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082175

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 守

(74)【代理人】

【識別番号】100106150

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 英樹

(72)【発明者】

【氏名】北郷 和寿

【審査官】 酒井 英夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１６３１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１４２７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２６２４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１１４５２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｂ ３７／００−３７／７８，１／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

連続鋳造機と熱間圧延ラインが直結したエンドレス圧延ラインにおいて圧延される被圧延材の温度を制御する温度制御装置であって、
前記連続鋳造機から抽出された被圧延材を加熱する加熱炉と、
前記加熱炉から抽出された被圧延材を複数のスタンドを用いて圧延するミルと、
前記ミルの下流側に設けられ前記ミルによる圧延後の被圧延材、および、前記ミルのスタンド間に設けられて前記ミルによる圧延中の被圧延材の少なくとも一方と熱交換する熱交換装置と、
前記熱交換装置の下流側に設けられた下流側温度計と、
前記熱交換装置の上流側に設けられた上流側温度計と、
を備え、
前記被圧延材は、その切断により作り出される先行材および後行材を含み、
前記温度制御装置は、
被圧延材の板長の目標値である目標板長と、前記ミルの出側における被圧延材の板厚の目標値であるミル出側目標板厚と、前記下流側温度計の設置箇所を通過するときの被圧延材の温度の目標値である目標温度と、を含む操業指令に基づいて、各スタンドの出側における被圧延材の板厚の目標値であるスタンド出側目標板厚を定めた板厚スケジュールを、前記先行材および前記後行材のそれぞれについて計算し、
前記板厚スケジュールと、各スタンドの出側における被圧延材の速度と、に基づいて、前記ミル出側目標板厚が前記先行材と前記後行材の間で変更されたときに変化する各スタンドの出側における被圧延材の速度変化量を予測計算し、
前記速度変化量に基づいて、被圧延材の速度パターンを前記先行材および前記後行材のそれぞれについて作成し、
被圧延材の最新の速度パターンと、前記上流側温度計からの温度計測値と、に基づいた熱交換量のフィードフォワード制御を実行し、
前記下流側温度計からの温度計測値と、前記目標温度との誤差に基づいた前記熱交換装置での熱交換量のフィードバック制御を実行するように構成され、
前記温度制御装置は、更に、
前記先行材の先端部が前記加熱炉から抽出されたタイミングにおいて、前記先行材の速度パターンの作成を行い、
前記先行材の先端部が前記ミルに到達したタイミングにおいて、前記先行材の速度パターンの一回目の更新を行い、
前記後行材の先端部が前記加熱炉から抽出されたタイミングにおいて、前記先行材の速度パターンの二回目の更新と、前記後行材の速度パターンの作成と、を行い、
前記後行材の先端部が前記ミルに到達したタイミングにおいて、前記先行材の速度パターンの三回目の更新と、前記後行材の速度パターンの更新と、を行うように構成されていることを特徴とするエンドレス圧延ラインの温度制御装置。

【請求項2】

前記温度制御装置は、更に、
前記操業指令に基づいて、前記ミル出側目標板厚が前記先行材と前記後行材の間で変更されたときに前記ミルの出側における被圧延材の板厚を変更するのに必要な時間としての板厚変更時間を計算し、
前記速度変化量を前記板厚変更時間で除すことによって、前記ミル出側目標板厚が前記先行材と前記後行材の間で変更されたときの各スタンドの出側における被圧延材の速度変化率を計算し、
前記速度変化率が許容範囲外の値となるスタンドがある場合、当該スタンドの前記スタンド出側目標板厚を変更するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のエンドレス圧延ラインの温度制御装置。

【請求項3】

前記温度制御装置は、更に、
前記ミル出側目標板厚が前記先行材と前記後行材の間で変更されたときの各スタンドの圧下率を計算し、
前記圧下率が許容範囲外の値となるスタンドがある場合、当該スタンドの前記スタンド出側目標板厚を変更するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のエンドレス圧延ラインの温度制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンドレス圧延ラインの温度制御装置に関する。より詳細に、本発明は、エンドレス圧延ラインにおいて被圧延材の温度を制御する温度制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

日本特開平８−３０００１０号公報には、ミルの出側における被圧延材の目標板厚を、圧延中、即ち走間で変更する走間板厚変更を行う熱間圧延装置が開示されている。熱間圧延装置は、粗ミルと、仕上ミルと、を備えている。粗ミルで圧延されたスラブを粗バーと呼び、粗ミルでは、中間製品である粗バーの目標厚まで圧下する。仕上ミルは、粗ミルからの粗バーを連続的に圧延して、その板厚を目標の製品板厚にする。仕上ミルで圧延された粗バーをストリップと呼ぶ。位置によって呼び方が変わるので、本明細書では、粗ミル、仕上ミル、仕上ミル出側の二つ以上にまたがる被圧延材を、単に「圧延材」と呼ぶことにする。走間板厚変更は、粗ミルでの目標バー厚の変更および／または仕上ミル出側での目標（製品）板厚の変更により行われる。走間板厚変更によれば、単一のスラブから板厚の異なる複数のコイルを製造できる。

【0003】

近年、連続鋳造機と熱間圧延ラインを直結してコイルを製造するエンドレス圧延ラインが建設されている。エンドレス圧延ラインでは、連続鋳造機で鋳造したスラブを一旦冷却した後に、熱間圧延ラインでの圧延のためにスラブを再加熱する必要がない。従って、エンドレス圧延ラインによれば、コイルの製造に伴うエネルギ消費量を削減できる。

【0004】

エンドレス圧延ラインでの走間板厚変更に関する技術として、日本特許第５７３３２３０号明細書の温度制御装置がある。この温度制御装置は、走間板厚変更により先行材と後行材との板厚が異なる場合、後行材の先端が、仕上ミルの出側に位置するときに、後行材先端部の温度を所望範囲に収めることができるように圧延材の速度変化量を計算する。この温度制御装置は、また、計算した圧延材の速度変化量に基づいて、先行材の後端部が仕上ミルを通過する前に、圧延材の速度を変更し、一定にする。この温度制御装置は、また、走間板厚変更後の圧延材（つまり、後行材）の板厚が所望厚さになるように、仕上ミルが有するスタンドのロールギャップや、これらのスタンドの間の張力を変更する。このような温度制御によれば、後行材の温度を許容範囲内に制御することが可能となる。

【0005】

しかし、上記温度制御は、走間板厚変更前の予測に基づいて、仕上ミルが有するスタンドのロールギャップや、これらのスタンドの間の張力を変更するものである。また、上記温度制御では、先行材の後端部が仕上ミルを通過するとき、仕上ミル出側における圧延材の速度を一定にすることができる。しかし、エンドレス圧延ラインでは、連続鋳造機の鋳造速度に支配されており、圧延材の速度を所望とする速度に変更することはできない。従って、このような速度変化制約までをも考慮した場合、上記温度制御は十分でなく、改善の余地がある。

【0006】

エンドレス圧延ラインでの走間板厚変更に関する別の技術として、特開２０１０−５２９９０７号公報の温度制御装置がある。この温度制御装置は、スラブの鋳造速度またはマスフロー（板厚×鋳造速度）を検出しまたは予め設定し、鋳造速度またはマスフローの変化分を考慮して、仕上ミルの出側におけるストリップの温度を制御する。しかし、この温度制御は、走間板厚変更に伴う粗ミルおよび／または仕上ミル出側の速度変化を速度パターンに組み込んだ制御ではない。そのため、走間板厚変更に伴う圧延材の速度変化への対策が十分でなく、改善の余地がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】日本特開平８−３０００１０号公報

【特許文献2】日本特許第５７３３２３０号明細書

【特許文献3】日本特開２０１０−５２９９０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、エンドレス圧延ラインにおいて圧延材の走間板厚変更を行う場合に、当該圧延材の温度の制御性を高めた温度制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上記の目的を達成するため、連続鋳造機と熱間圧延ラインが直結したエンドレス圧延ラインにおいて圧延される被圧延材の温度を制御するエンドレス圧延ラインの温度制御装置である。
前記エンドレス圧延ラインは、
前記連続鋳造機から抽出された被圧延材を加熱する加熱炉と、
前記加熱炉から抽出された被圧延材を複数のスタンドを用いて圧延するミルと、
前記ミルの下流側に設けられ前記ミルによる圧延後の被圧延材、および、前記ミルのスタンド間に設けられて前記ミルによる圧延中の被圧延材の少なくとも一方と熱交換する熱交換装置と、
前記熱交換装置の下流側に設けられた下流側温度計と、
前記熱交換装置の上流側に設けられた上流側温度計と、
を備えている。
前記被圧延材は、その切断により作り出される先行材および後行材を含む。
前記温度制御装置は、
被圧延材の板長の目標値である目標板長と、前記ミルの出側における被圧延材の板厚の目標値であるミル出側目標板厚と、前記下流側温度計の設置箇所を通過するときの被圧延材の温度の目標値である目標温度と、を含む操業指令に基づいて、各スタンドの出側における被圧延材の板厚の目標値であるスタンド出側目標板厚を定めた板厚スケジュールを、前記先行材および前記後行材のそれぞれについて計算し、
前記板厚スケジュールと、各スタンドの出側における被圧延材の速度と、に基づいて、前記ミル出側目標板厚が前記先行材と前記後行材の間で変更されたときに変化する各スタンドの出側における被圧延材の速度変化量を予測計算し、
前記速度変化量に基づいて、被圧延材の速度パターンを前記先行材および前記後行材のそれぞれについて作成し、
被圧延材の最新の速度パターンと、前記上流側温度計からの温度計測値と、に基づいた熱交換量のフィードフォワード制御を実行し、
前記下流側温度計からの温度計測値と、前記目標温度との誤差に基づいた前記熱交換装置での熱交換量のフィードバック制御を実行するように構成され、
前記温度制御装置は、更に、
前記先行材の先端部が前記加熱炉から抽出されたタイミングにおいて、前記先行材の速度パターンの作成を行い、
前記先行材の先端部が前記ミルに到達したタイミングにおいて、前記先行材の速度パターンの一回目の更新を行い、
前記後行材の先端部が前記加熱炉から抽出されたタイミングにおいて、前記先行材の速度パターンの二回目の更新と、前記後行材の速度パターンの作成と、を行い、
前記後行材の先端部が前記ミルに到達したタイミングにおいて、前記先行材の速度パターンの三回目の更新と、前記後行材の速度パターンの更新と、を行うように構成されている。

【0010】

前記温度制御装置は、更に、
前記操業指令に基づいて、前記ミル出側目標板厚が前記先行材と前記後行材の間で変更されたときに前記ミルの出側における被圧延材の板厚を変更するのに必要な時間としての板厚変更時間を計算し、
前記速度変化量を前記板厚変更時間で除すことによって、前記ミル出側目標板厚が前記先行材と前記後行材の間で変更されたときの各スタンドの出側における被圧延材の速度変化率を計算し、
前記速度変化率が許容範囲外の値となるスタンドがある場合、当該スタンドの前記スタンド出側目標板厚を変更するように構成されていてもよい。

【0011】

前記温度制御装置は、更に、
前記ミル出側目標板厚が前記先行材と前記後行材の間で変更されたときの各スタンドの圧下率を計算し、
前記圧下率が許容範囲外の値となるスタンドがある場合、当該スタンドの前記スタンド出側目標板厚を変更するように構成されていてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、走間板厚変更に伴う被圧延材の速度変化量を予測計算し、この速度変化量に基づいて速度パターンを先行材および後行材のそれぞれについて作成しまたは更新し、熱交換装置での熱交換量のフィードフォワード制御およびフィードバック制御を実行することができる。従って、ミルの出側における先行材および後行材の温度を高い精度で許容範囲内に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態１に係る温度制御装置が適用されるエンドレス圧延ラインの構成の一例を説明する図である。

【図2】本発明の実施の形態１に係る温度制御装置の構成の一例を説明するブロック図である。

【図3】圧延中の板厚変更点の移動状況を説明する図である。

【図4】仕上ミルの各スタンドの出側におけるスラブもしくは粗バー(圧延材)の速度を示した図である。

【図5】スラブもしくは粗バー(圧延材)の板厚とスタンド間出側速度が段々と変化するときの問題点を説明する図である。

【図6】本発明の実施の形態１に係る温度制御装置が走間板厚変更に関する動作を行うときの処理の一例を説明するフローチャートである。

【図7】図６において説明する各タイミングでのスラブ、粗バーもしくはストリップ(圧延材)の移動状況を示す図である。

【図8】図６において説明する各タイミングでのスラブ、粗バーもしくはストリップ(圧延材)の移動状況を示す図である。

【図9】式(6)を説明する図である。

【図10】速度パターン作成機能が作成し、または、更新する速度パターンの一例を示した図である。

【図11】本発明の実施の形態１の温度制御による効果を説明する図である。

【図12】仕上ミルの出側におけるストリップの温度を許容範囲に制御する温度制御の一例を説明する図である。

【図13】図１２に示すTiming 1〜3を説明する図である。

【図14】仕上ミルの入側における粗バーの温度を許容範囲に制御する温度制御の一例を説明する図である。

【図15】図１４に示すTiming 1〜3を説明する図である。

【図16】本発明の実施の形態２に係る温度制御装置の構成の一例を説明するブロック図である。

【図17】本発明の実施の形態２に係る温度制御装置がスケジュール調整に関する動作を行うときの処理の一例を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。但し、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

【0015】

実施の形態１．
先ず、図１乃至図１１を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。

【0016】

＜エンドレス圧延ライン＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る温度制御装置が適用されるエンドレス圧延ラインの構成の一例を説明する図である。

【0017】

図１に示すエンドレス圧延ラインは、連続鋳造機１０、加熱炉１２、粗ミル１４、仕上ミル１６、巻取機前シヤ１８および巻取機２０を、主な設備として備えている。

【0018】

連続鋳造機１０はスラブを連続鋳造する。加熱炉１２は、連続鋳造機１０から抽出されたスラブを加熱して粗ミル１４に送る。粗ミル１４は、通常、２〜４基のスタンド（図１では第１スタンドＲ１〜第３スタンドＲ３）を備えている。粗ミル１４は、加熱炉１２からのスラブをそのスタンドによって圧延する。粗ミル１４の出側では、圧延されたスラブは粗バーと呼ばれており、粗バー厚が目標となるまで粗ミルで圧下する。

【0019】

粗ミル１４で圧延された粗バーは、仕上ミル１６に送られる。仕上ミル１６は、通常、５〜７基のスタンド（図１では第１スタンドＦ１〜第５スタンドＦ５）を備えている。仕上ミル１６は、粗ミル１４からの粗バーをそのスタンドによって更に圧延する。仕上ミル１６の出側では、圧延された粗バーはストリップと呼ばれており、ストリップの目標板厚（製品板厚）となるまで、仕上ミルで圧下する。

【0020】

仕上ミル１６で圧延されたストリップは、巻取機２０に送られる。巻取機２０は、仕上ミル１６からのストリップをコイル状に巻き取る。エンドレス圧延においては、連続して鋳造されるスラブから、複数のコイルを生成するため、巻取機前シヤ１８は、板厚変更部分の周辺にてストリップを切断する。図１に示すように、巻取機２０は、少なくとも２基設けられている。例えば、切断される箇所より下流側（巻取機側）のストリップ（以下、「先行材」ともいう。）が、前方側（即ち、仕上ミル１６から遠い側）の巻取機２０によって巻き取られている場合、切断される箇所より上流側（ミル側）のストリップ（以下、「後行材」ともいう。）は、後方側（即ち、仕上ミル１６に近い側）の巻取機２０にて巻き取られる。後方側の巻取機２０にて、ストリップを巻き取っている間に、前方側の巻取機２０で巻き取られたコイルは払い出され、前方側の巻取機２０は次の切断後の巻取り準備に入る。

【0021】

図１に示すエンドレス圧延ラインは、安定的な圧延と製品の材質管理のために、圧延材の温度を各所で計測する。粗ミル出側温度計２２は、粗ミル１４の出側における粗バーの温度を計測する。仕上ミル入側温度計２４は、仕上ミル１６の入側における粗バーの温度を計測する。仕上ミル出側温度計２６は、仕上ミル１６の出側におけるストリップの温度を計測する。巻取機前温度計２８は、巻取機２０の上流側におけるストリップの温度を計測する。各所で計測した圧延材の温度は、温度制御装置による温度制御の入力値として利用される。

【0022】

エンドレス圧延ラインは、温度制御に基づいて操作されるアクチュエータとして、熱交換装置３０と、冷却装置３２および３４と、を備えている。熱交換装置３０は、粗バーを加熱または冷却する。熱交換装置３０は、例えば誘導加熱により粗バーを加熱するが、燃料の燃焼熱により粗バーを加熱してもよい。熱交換装置３０は、例えば、スプレーノズルからの冷却水により圧延材を冷却する。冷却に際しては、粗バーの温度の降下量を制御するヒートカバーを適宜使用することができる。冷却装置３２は、仕上ミル１６において隣り合う２つのスタンドの間に設けられている。冷却装置３２は、例えば、スプレーノズルからの冷却水によりストリップを冷却する。冷却装置３４は、例えば、ラミナーノズルからの冷却水によりストリップを冷却する。

【0023】

＜エンドレス圧延ラインの操業の説明＞
エンドレス圧延ラインにおける基本的な操業について説明する。連続圧延においては、単一のスラブから板厚の異なる複数のコイルを作り出す。具体的には、圧延材の圧延中に、粗ミル１４および仕上ミル１６が有するスタンドのロールギャップを変更する。同時に、これらのスタンドの間の張力を変更する。これにより、粗ミル１４の出側におけるバー厚を変更し、および、仕上ミル１６の出側における板厚を変更する。切断する位置は、目標板長などから圧延前に予め決めておき、切断する位置が巻取機前シヤ１８の位置まで来たら、ストリップを切断する。ストリップの切断は、できるだけ歩留りを低下させるべく、板厚変更部分の周辺にて行う。これにより、先行材のコイルと、先行材とは板厚の異なる後行材のコイルと、が作り出される。

【0024】

エンドレス圧延ラインでは、連続鋳造機１０から抽出された単一のスラブが圧延ラインに導入される。そのため、粗ミル１４の入側におけるスラブの速度は、連続鋳造機１０でのスラブの生成速度（即ち、鋳造速度）に支配される。鋳造速度が一定の場合、スタンド出側の圧延材の速度は、走間板厚変更に伴い変化する。この圧延材の速度の変化が、温度制御の外乱となる。

【0025】

＜温度制御装置の構成＞
図２は、本発明の実施の形態１に係る温度制御装置の構成の一例を説明するブロック図である。図２に示す温度制御装置は、設定計算機能４０、温度制御機能４２、ギャップ変更機能４４、速度調整機能４６、および、トラッキング機能４８を、主な機能として備えている。

【0026】

設定計算機能４０は、先行材の板厚スケジュールと先行材の目標板長に基づいて、板厚変更点を決定する機能である。設定計算機能４０は、小機能である走間板厚変更量決定機能４０ａと、速度変化量計算機能４０ｂと、速度パターン作成機能４０ｃと、を備えている。

【0027】

走間板厚変更量決定機能４０ａは、操業指令５０に基づき、板厚スケジュールと板厚変更時間とを計算する機能である。板厚スケジュールは、スタンドの出側における圧延材の板厚の目標値を、スタンド毎に定めたものである。板厚変更時間は、先行材の目標板厚に相当する板厚から、後行材の目標板厚に相当する板厚へと変更する時間である。板厚変更時間は、仕上ミルの出側における後行材の板厚目標値、および、仕上ミルの出側におけるストリップの板厚変更量（即ち、先行材と後行材の製品板厚目標値の差）の少なくとも一方に基づいて計算される。つまり、板厚変更時間は、板厚スケジュールに基づいて計算される。

【0028】

速度変化量計算機能４０ｂは、走間板厚変更に伴う圧延材の速度変化量を予測計算する機能である。速度変化量は、後行材の板厚スケジュールと、先行材の板厚スケジュールと、各スタンドの出側における圧延材の速度と、に基づいて計算される。速度変化量計算機能４０ｂの詳細については後述する。

【0029】

速度パターン作成機能４０ｃは、速度変化量に基づいて、圧延材の速度パターンを作成し、または、更新する機能である。速度パターン作成機能４０ｃの詳細については後述する。

【0030】

温度制御機能４２は、小機能である初期出力決定機能４２ａと、フィードフォワード制御機能４２ｂと、フィードバック制御機能４２ｃと、を備えている。

【0031】

初期出力決定機能４２ａは、設定計算機能４０から受信した最新の速度パターンに基づいて、冷却装置３２および３４から供給する冷却水の初期流量を決定する機能である。

【0032】

フィードフォワード制御機能４２ｂは、仕上ミル入側温度計２４から受信した温度計測値５２と、最新の速度パターンと、に基づき、冷却装置３２からの冷却水の流量を決定する機能である。フィードフォワード制御機能４２ｂは、仕上ミル出側温度計２６から受信した温度計測値５２と、最新の速度パターンと、に基づき、冷却装置３４からの冷却水の流量を決定する機能でもある。

【0033】

フィードバック制御機能４２ｃは、仕上ミル出側温度計２６から受信した温度計測値５２と、目標温度との間の誤差を補正するように冷却装置３２からの冷却水の流量を変更する機能である。フィードバック制御機能４２ｃは、巻取機前温度計２８から受信した温度計測値５２と、目標温度との間の誤差を補正するように冷却装置３４からの冷却水の流量を変更する機能でもある。

【0034】

ギャップ変更機能４４は、設定計算機能４０から受信した各スタンドでの板厚変更量（即ち、スタンド毎に定められた圧延材の板厚の現在の目標値と次の目標値の差）に基づき、トラッキング機能４８から指定されたタイミングにおいて、各スタンドのロールギャップを変更する機能である。

【0035】

速度調整機能４６は、各スタンドのロール速度を調整する機能である。速度調整機能４６は、ギャップ変更機能４４によってあるスタンドのロールギャップが変更された場合、そのスタンドのロール速度を調整し、スタンドの間の張力を概ね一定に維持する。

【0036】

トラッキング機能４８は、板厚変更点を追跡し、設定計算機能４０、温度制御機能４２およびギャップ変更機能４４を適切なタイミングで起動する機能である。

【0037】

尚、操業指令５０は、少なくとも先行材と後行材の製品寸法（即ち、板厚、板幅および板長）を含んでいる。操業指令５０は、熱間圧延ラインの各所における圧延材の温度の目標値（即ち、仕上ミル入側温度、仕上ミル出側温度および巻取機前温度の目標値）を含んでいる。

【0038】

＜走間板厚変更に伴う圧延材の温度変化＞
既に述べたように、エンドレス圧延ラインでは、粗ミルの入側におけるスラブの速度が鋳造速度に支配される。従って、鋳造速度が変わらなければ、粗ミルの入側におけるスラブの速度は一定である。鋳造速度が変わらない場合、ミルで圧延される圧延材の速度は、スタンドの間において成立するマスフロー一定則に支配される。即ち、鋳造速度一定条件下において、あるスタンドで圧延材の板厚を減少させたときには、そのスタンドの出側における圧延材の速度が同スタンドの入側における速度に比べて大きくなる。

【0039】

例えば、仕上ミルの最終スタンドの出側におけるストリップの板厚（即ち、製品板厚）を変更するために、仕上ミルの各スタンドの圧下率を順番に変更するケースを考える。
圧下率は、下記式(1)で定義される。
r(i)=(H(i)-h(i))/H(i) -(1)
r(i):スタンドi（1≦i≦n）の圧下率
H(i):スタンドiの入側における圧延材の板厚
h(i):スタンドiの出側における圧延材の板厚

【0040】

マスフロー一定則によれば、あるスタンドiの圧下率が変化すると、そのスタンドiの出側における圧延材の速度が変化する。スタンドi出側とその下流に位置する隣接スタンドi+1の入側の速度は同期する必要があるので、隣接スタンドi+1の入側における圧延材の速度は、スタンドiの出側における圧延材の速度と同様に変化する。更には、隣接スタンドi+1の出側における圧延材の速度も変化することになる。その結果、仕上ミルの出側における圧延材の速度は、各スタンドでの圧延材の速度の変化に伴って、段々と変化することになる。

【0041】

図３乃至図４を参照して、仕上ミルの各スタンドでの粗バーの速度の変化に伴って、仕上ミルの出側におけるストリップの速度が段々と変化することを具体的に説明する。図３は、圧延中の板厚変更点の移動状況を説明する図である。図３に示すように、Timing 1では、第１スタンドＦ１の位置に板厚変更点５４がある。Timing 2では、第５スタンドＦ５の出側まで板厚変更点５４が移動してきている。Timing 3では、巻取機前温度計２８の直下まで板厚変更点５４が移動してきている。

【0042】

Timing 1において、第１スタンドＦ１の出側における粗バーの板厚を減少させるため、そのロールギャップを狭める。同様に、第２スタンドＦ２〜第５スタンドＦ５の各出側における圧延材の板厚を減少させるため、各スタンドのロールギャップを狭める。各スタンドのロールギャップの変更は、また、第２スタンドＦ２〜第５スタンドＦ５の位置に板厚変更点５４が移動してきたそれぞれのタイミングで行う。このような圧延を行ったときの各スタンドの出側における圧延材の速度を示したのが図４である。図４の縦軸は、仕上ミルの各スタンドの出側における圧延材の速度を表している。

【0043】

図４に示すように、Timing 1において第１スタンドＦ１のロールギャップを狭めると、第２スタンドＦ２〜第５スタンドＦ５の出側における圧延材の速度は、マスフロー一定則に従って大きくなり、その後、一定となる。また、各スタンドの位置に板厚変更点５４が移動してきたそれぞれのタイミングで各スタンドのロールギャップを狭めると、ロールギャップを狭めたスタンド、および、その下流側に位置するスタンドの出側における圧延材の速度が、Timing 1以降の挙動と同様の挙動を示す。例えば、板厚変更点５４が第３スタンドＦ３の位置にあるTiming 1.3で同スタンドのロールギャップを狭めると、第３スタンドＦ３〜第５スタンドＦ５の出側における圧延材の速度がそれぞれ大きくなり、その後、何れの速度も一定となる。

【0044】

このように、圧延材の板厚と速度が段々と変化することで、最終スタンドの出側におけるストリップの温度が複雑に変化する。速度変化だけではなく、スタンドの圧下率を高めれば、変形に伴う加工発熱、及びロールと圧延材の間に生じる摩擦熱が大きくなり、圧延材の温度が上昇する。一方、圧延材の板厚が減少すれば、圧延材の表面積が増えるので、圧延材の温度が下がり易くなる。このように、圧延材の温度は複雑に変化する。

【0045】

＜走間板厚変更に伴う問題点＞
図５は、圧延材の板厚と速度が段々と変化するときの問題点を説明する図である。図５に示すＣＴ計測値は、図１に示した巻取機前温度計２８（Coiling Thermometer）からの温度計測値を表している。ＣＴ計測値は、最終スタンドＦ５の出側における圧延材の速度が上昇することで、主に冷却時間が短くなることから、上昇する。フィードバック制御により冷却水の流量を増加させて目標温度を達成することができるが、巻取機前温度計２８を通過するタイミングでは温度が下がっている。これは、板厚変更点後は板厚が小さくなっており、温度が低下しやすく、フィードバック制御出力により増加した冷却水の流量により冷やしすぎてしまったことによるものである。

【0046】

図５に示すＣＴ直下板厚は、巻取機前温度計２８の直下におけるストリップの板厚を表している。図３乃至図４において説明したように、Timing 1では板厚変更点は第１スタンドＦ１の位置にある。そのため、Timing 1では、ＣＴ直下板厚は未だ変更する前（先行材）と同じ板厚である。ＣＴ直下板厚は、板厚変更点が巻取機前温度計２８の直下を通過するTiming 3において変化する。

【0047】

図５に示すＣＴ直下速度は、巻取機前温度計２８の直下におけるストリップの速度を表している。図４において説明したように、第５スタンドＦ５の出側におけるストリップの速度は、各スタンドのロールギャップを狭めるタイミングで段々と上昇する。そして、巻取機前温度計２８は仕上ミル１６の下流に位置する。従って、ＣＴ直下速度は、第５スタンドＦ５の出側におけるストリップの速度と同様に、Timing 1からTiming 2までの間、段々と上昇する。

【0048】

図５に示すＴｏｔａｌ流量は、図１に示した冷却装置３４からの冷却水の総流量を表している。Ｔｏｔａｌ流量には、巻取機前温度計２８の直下におけるストリップの目標温度と、ＣＴ計測値との誤差に基づいたフィードバック制御に基づく補正流量、即ち、ＦＢ流量が反映されている。図５に示す例では、Timing 1以降のＣＴ計測値の上昇に伴ってＦＢ流量が増やされ、これによりＴｏｔａｌ流量が増やされている。但し、フィードバック制御には遅れがあることから、ＣＴ計測値の上昇を抑えられない可能性がある。実際、図５に示す例では、Timing 1の直後においてＣＴ計測値が上限を超えてしまっている。

【0049】

また、図５に示す例では、上記フィードバック制御と並行して冷却装置３４からの冷却水の流量のフィードフォワード制御が行われている。図５において、走間板厚変更により板厚は小さくなっているため、フィードフォワード制御により、Timing 2からTiming 3にかけて、Ｔｏｔａｌ流量を変化させている。

【0050】

このフィードフォワード制御は、板厚変更点が冷却装置３４に差し掛かるタイミング（具体的には、Timing 2よりも少し後のタイミング）において開始される。そのため、このタイミング以降はＴｏｔａｌ流量が減少していく。しかし、このタイミング以前には既にフィードバック制御が行われている。そのため、ＦＢ流量の強い影響によりＣＴ計測値が大きく低下する可能性がある。実際、図５に示す例では、Timing 3の前後において、ＣＴ計測値が下限を超えてしまっている。

【0051】

＜実施の形態１の温度制御の特徴＞
そこで、本実施の形態１に係る温度制御装置では、図２に示した構成を用いて、以下に説明する温度制御を実行する。この温度制御について、図６乃至図８を参照して説明する。図６は、本発明の実施の形態１に係る温度制御装置が走間板厚変更に関する動作を行うときの処理の一例を説明するフローチャートである。図７および図８は、図６において説明する各タイミングでの圧延材の移動状況を示す図である。なお、図６乃至図８においては、単一の圧延材内に先行材６０と後行材６２があり、仕上ミル１６の出側における目標板厚が両者の間で異なることを前提として説明する。

【0052】

図６に示すように、温度制御装置は、先ず、先行材６０が加熱炉１２から抽出されるタイミング（図７のTiming 6.1参照）において、先行材６０の設定計算を実施する（ステップＳ１０）。具体的に、温度制御装置は、走間板厚変更量決定機能によって、先行材６０の板厚スケジュールと板厚変更時間を計算する。また、温度制御装置は、板厚スケジュールに基づき、速度変化量計算機能によって速度変化量を計算する。そして、温度制御装置は、速度変化量に基づき、速度パターン作成機能によって先行材６０の速度パターンを作成する。

【0053】

ステップＳ１０に続き、温度制御装置は、先行材６０の先端部６０ａが仕上ミル入側温度計２４の位置に到達したタイミング（図７のTiming 6.2参照）において、先行材６０の設定計算を実施する（ステップＳ１２）。具体的に、温度制御装置は、走間板厚変更量決定機能によって、先行材６０の板厚スケジュールと板厚変更時間を計算する。また、温度制御装置は、板厚スケジュールに基づき、速度変化量計算機能によって速度変化量を計算する。そして、温度制御装置は、速度変化量に基づき、速度パターン作成機能によって先行材６０の速度パターンを更新（一回目の更新）する。

【0054】

また、温度制御装置は、更新一回目の先行材６０の速度パターンに基づき、初期出力決定機能によって初期流量を決定する。初期流量は、先行材６０を冷却するために冷却装置３２および３４から供給する冷却水の流量の初期値である。そして、温度制御装置は、初期流量に基づき、フィードフォワード制御機能によって冷却装置３２および３４から供給する冷却水量のフィードフォワード制御を開始する。

【0055】

ステップＳ１２に続き、温度制御装置は、後行材６２が加熱炉１２から抽出されるタイミング（図７のTiming 6.3参照）において、後行材６２の設定計算を実施する（ステップＳ１４）。粗ミル１４の出側における目標板厚が先行材６０と後行材６２の間で異なる場合、温度制御装置は、走間板厚変更量決定機能によって後行材６２の板厚スケジュールと板厚変更時間を計算する。また、温度制御装置は、板厚スケジュールに基づき、速度変化量計算機能によって速度変化量を計算する。そして、温度制御装置は、速度変化量に基づき、速度パターン作成機能によって後行材６２の速度パターンを作成し、また、先行材６０の速度パターンを更新（二回目の更新）する。

【0056】

また、温度制御装置は、更新二回目の先行材６０の速度パターンと、仕上ミル入側温度計２４からの温度計測値と、に基づき、フィードフォワード制御機能によって冷却装置３２から供給する冷却水量のフィードフォワード制御を継続する。また、温度制御装置は、更新した先行材６０の速度パターンと、仕上ミル出側温度計２６からの温度計測値と、に基づき、フィードフォワード制御機能によって冷却装置３４から供給する冷却水量のフィードフォワード制御を継続する。

【0057】

ステップＳ１４に続き、温度制御装置は、後行材６２の先端部６２ａが第１スタンドＲ１の入側に到達したタイミング（図７のTiming 6.4参照）において、粗ミルでの走間板厚変更を開始する（ステップＳ１６）。具体的に、温度制御装置は、後行材６２の板厚スケジュールに基づき、ギャップ変更機能により第１スタンドＲ１のロールギャップを変更する。ステップＳ１６と同様の処理は、先端部６２ａが第２スタンドＲ２および第３スタンドＲ３の入側に到達したそれぞれのタイミングにおいても行われる。

【0058】

また、温度制御装置は、第１スタンドＲ１〜第３スタンドＲ３のロールギャップを変更するそれぞれのタイミングにおいて、速度調整機能により各スタンドのロール速度を調整する。但し、このロール速度の調整に伴う圧延材の速度の変化は、速度パターン作成機能による先行材６０の速度パターンの更新、および、この速度パターンに基づいたフィードフォワード制御において既に考慮されている。つまり、速度調整機能によるロール速度の調整による圧延材の温度変化を見越したフィードフォワード制御が実行されている。

【0059】

尚、粗ミル１４の出側における目標板厚が先行材６０と後行材６２の間で変わらない場合、ステップＳ１４，Ｓ１６の処理は行われない。

【0060】

ステップＳ１６に続き、温度制御装置は、先端部６２ａが仕上ミル入側温度計２４の位置に到達したタイミング（図８のTiming 6.5参照）において、後行材６２の設定計算を実施する（ステップＳ１８）。具体的に、温度制御装置は、走間板厚変更量決定機能によって、後行材６２の板厚スケジュールと板厚変更時間を計算する。また、温度制御装置は、板厚スケジュールに基づき、速度変化量計算機能によって速度変化量を計算する。そして、温度制御装置は、速度変化量に基づき、速度パターン作成機能によって先行材６０の速度パターンを更新（三回目の更新）し、後行材６２の速度パターンを更新する。

【0061】

また、温度制御装置は、更新三回目の先行材６０の速度パターンと、仕上ミル出側温度計２６からの温度計測値と、に基づき、フィードフォワード制御機能によって冷却装置３４から供給する冷却水量のフィードフォワード制御を継続する。また、温度制御装置は、更新した後行材６２の速度パターンに基づき、初期出力決定機能によって初期流量を決定する。初期流量は、後行材６２を冷却するために冷却装置３２から供給する冷却水の流量の初期値である。そして、温度制御装置は、初期流量に基づき、フィードフォワード制御機能によって冷却装置３２から供給する冷却水量のフィードフォワード制御を開始する。

【0062】

ステップＳ１８に続き、温度制御装置は、先端部６２ａが仕上ミル１６の第１スタンドＦ１の入側に到達したタイミング（図８のTiming 6.6参照）において、仕上ミルでの走間板厚変更を開始する（ステップＳ２０）。具体的に、温度制御装置は、後行材６２の仕上ミル１６における板厚スケジュールに基づき、ギャップ変更機能により第１スタンドＦ１のロールギャップを変更する。ステップＳ２０と同様の処理は、先端部６２ａが第２スタンドＦ２〜第５スタンドＦ５の入側に到達したそれぞれのタイミングにおいても行われる。

【0063】

また、温度制御装置は、第１スタンドＦ１〜第５スタンドＦ５のロールギャップを変更するそれぞれのタイミングにおいて、速度調整機能により各スタンドのロール速度を調整する。但し、このロール速度の調整に伴う圧延材の速度の変化は、速度パターン作成機能による先行材６０と後行材６２の速度パターンの更新、および、これらの速度パターンに基づいたフィードフォワード制御において既に考慮されている。つまり、速度調整機能によるロール速度の調整による圧延材の温度変化を見越したフィードフォワード制御が実行されている。

【0064】

ステップＳ２０に続き、温度制御装置は、仕上ミル出側温度計２６の位置に到達したタイミング（図８のTiming 6.7参照）において、最新の後行材６２の速度パターンに基づき、初期出力決定機能によって初期流量を決定する（ステップＳ２２）。初期流量は、後行材６２を冷却するために冷却装置３４から供給する冷却水の流量の初期値である。そして、温度制御装置は、初期流量に基づき、フィードフォワード制御機能によって冷却装置３４から供給する冷却水量のフィードフォワード制御を開始する。

【0065】

尚、温度制御装置は、ステップＳ１０〜ステップＳ２２の間、フィードバック制御機能によってフィードバック制御を行っている。具体的に、温度制御装置は、仕上ミル出側温度計２６からの温度測定値とその目標値の間の誤差に基づき、フィードバック制御機能によってフィードバック制御を行っている。また、温度制御装置は、巻取機前温度計２８からの温度測定値とその目標値の間の誤差に基づき、フィードバック制御機能によってフィードバック制御を行っている。仕上ミル出側温度計２６からの温度測定値は、板厚変更点がこの直下を通過する際に乱れることがある。巻取機前温度計２８からの温度測定値も同様である。このような場合、温度制御装置は、フィードバック出力を一時的に保持して冷却装置３２または３４からの冷却水の流量を一定に保持する。

【0066】

＜速度変化量計算機能＞
次に、速度変化量計算機能による速度変化量の予測計算手法について説明する。

【0067】

走間板厚変更前のマスフロー一定則は、下記式(2)で表される。
v(E)h(E)=v(0)^Ah(0)^A=…=v(i)^Ah(i)^A=v(i+1)^Ah(i+1)^A=・・・=v(n)^Ah(n)^A -(2)
v(E)：鋳造速度[m/s]
h(E)：スラブの板厚[m]
v(i)^A：スタンドiの出側における圧延材の速度[m/s]
h(i)^A：スタンドiの出側における圧延材の板厚[m]
v(n)^A：最終スタンドnの出側におけるストリップの速度[m/s]
h(n)^A：最終スタンドnの出側におけるストリップの板厚[m]

【0068】

走間板厚変更が全てのスタンドで完了した後のマスフロー一定則は、下記式(3)で表される。
v(E)h(E)=v(0)^Bh(0)^B=…=v(i)^Bh(i)^B=v(i+1)^Bh(i+1)^B=・・・=v(n)^Bh(n)^B -(3)
v(i)^B：スタンドiの出側における圧延材の速度[m/s]
h(i)^B：スタンドiの出側における圧延材の板厚[m]
v(n)^B：最終スタンドnの出側におけるストリップの速度[m/s]
h(n)^B：最終スタンドnの出側におけるストリップの板厚[m]

【0069】

走間板厚変更前後において鋳造速度は変わらない。従って、式(2)および(3)から下記関係(4)および(5)が導き出される。
v(n)^Ah(n)^A=v(n)^Bh(n)^B=v(i)^Bh(i)^B -(4)
⇔(v(i)^B/h(n)^A)=(v(n)^A/h(i)^B) -(5)

【0070】

スタンドj（i≦j≦n）での走間板厚変更の完了後であって、板厚変更点がスタンドjとスタンドj+1の間にある状況において、スタンドj+1の入側における圧延材の速度は、スタンドjの出側における圧延材の速度の変化に伴い、v(j)^Aからv(j)^Bへと変わる。但し、スタンドj+1の入側に板厚変更点は到達していない。そのため、スタンドj+1の入側の圧延材の板厚H(j+1)^Aは、走間板厚変更前の板厚h(j)^Aに等しい。これに着目すると、板厚変更点がスタンドjとスタンドj+1の間にあるタイミングにおいて、スタンドj+1の入側と、スタンドj+1の出側と、スタンドj+1の下流側に位置する各スタンドの出側と、の間に成立するマスフロー一定則は、下記式(6)で表される。
v(j)^Bh(j)^A=v(j+1)^A(j)h(j+1)^A=・・・=v(n)^A(j)h(n)^A -(6)
v(j+1)^A(j)：板厚変更点がスタンドjとスタンドj+1の間にあるタイミングでのスタンドj+1の出側における圧延材の速度[m/s]
v(n)^A(j)：板厚変更点がスタンドjとスタンドj+1の間にあるタイミングでの最終スタンドnの出側における圧延材の速度[m/s]

【0071】

図９は、式(6)を説明する図である。既に説明したように、板厚変更点がスタンドjとスタンドj+1の間にある状況では、スタンドj+1の入側における圧延材の速度はv(j)^Bであり、また、スタンドj+1の入側における圧延材の板厚H(j+1)^Aは、スタンドjの出側における圧延材の板厚h(j)^Aに等しい。従って、スタンドj+1の入側におけるマスフローはv(j)^Bh(j)^Aで表される。そして、このマスフローv(j)^Bh(j)^Aは、スタンドj+1の出側におけるマスフロー(j+1)^A(j)h(j+1)^Aに等しく、更には、最終スタンドnの出側におけるマスフローv(n)^A(j)h(n)^Aとも等しい。

【0072】

式(6)の関係は、板厚変更点がスタンドj-1とスタンドjの間にあるタイミングにおいても成立する。具体的に、板厚変更点がスタンドj-1とスタンドjの間にあるタイミングにおいて、スタンドjの入側と、スタンドjの出側と、スタンドjの下流側に位置する各スタンドの出側と、の間に成立するマスフロー一定則は、下記式(7)で表される。
v(j-1)^Bh(j-1)^A=v(j)^A(j-1)h(j)^A=・・・=v(n)^A(j-1)h(n)^A -(7)

【0073】

式(6)および(7)から、板厚変更点がスタンドjの入側から出側に移動するときの、スタンドk(j≦k≦n)の出側における圧延材の速度変化量は、次のように導き出される。
v(k)^A(j)-v(k)^A(j-1)=(h(j)^A/h(k)^A)v(j)^B-(h(j-1)^A/h(k)^A)v(j-1)^B
=h(j)^A(v(k)^A/h(j)^B)-h(j-1)^A(v(k)^A/h(j-1)^B) (式(5)より)
=v(k)^A((h(j)^A/h(j)^B)-v(k)^A(h(j-1)^A/h(j-1)^B))
=v(k)^A{(h(j)^A/h(j)^B)-(h(j-1)^A/h(j-1)^B)} -(8)
v(k)^A(j)：板厚変更点がスタンドjとスタンドj+1の間にあるタイミングでのスタンドkの出側における圧延材の速度[m/s]
v(k)^A(j-1)：板厚変更点がスタンドj-1とスタンドjの間にあるタイミングでのスタンドkの出側における圧延材の速度[m/s]

【0074】

＜速度パターン作成機能＞
次に、速度パターン作成機能が作成し、または、更新する速度パターンについて説明する。

【0075】

図１０は、速度パターン作成機能が作成し、または、更新する速度パターンの一例を示した図である。図１０に示すＣＴ位置は、図１に示した巻取機前温度計２８の位置を表している。図１０に示すＦＤＴ位置は、図１に示した仕上ミル出側温度計２６（Finishing mill Delivery Thermometer）の位置を表している。図１０の横軸に示す部位６４は、先端部６２ａが仕上ミル入側温度計２４の位置に到達したタイミングにおいて、ＦＤＴ位置に位置する先行材６０の部位である（図８のTiming 6.5参照）。部位６４は、図８のTiming 6.6と6.7にも描かれている。

【0076】

図１０の実線は、走間板厚変更による圧延材の速度変化を予測して速度パターンに組み込んだときの部位６４の速度履歴を表している。この実線に示すように、部位６４がＦＤＴ位置に位置するタイミングでの圧延材の速度は一定である。但し、図７のステップＳ１８の説明で述べたように、図８のTiming 6.5では後行材６２の設定計算が行われて先行材６０の速度パターンが更新される。従って、部位６４がＦＤＴ位置を過ぎた後のタイミングから、部位６４の速度が段々と上昇し始める。また、図７のステップＳ２２の説明で述べたように、図８のTiming 6.7では先端部６２ａが仕上ミル１６の出側に到達している。つまり、図８のTiming 6.7では、仕上ミル１６の全てのスタンドでの走間板厚変更が完了している。従って、部位６４がＣＴ位置に到達する少し前のタイミングから、部位６４の速度が再び一定となる。

【0077】

尚、図１０の破線は、走間板厚変更による圧延材の速度変化を速度パターンに組み込まないときの部位６４の速度履歴を表している。この破線に示すように、圧延材の速度変化を速度パターンに組み込まないと、部位６４の速度は一定のままとなる。従って、部位６４の温度が予期しない温度域に移行してしまう。

【0078】

＜実施の形態１の温度制御による効果＞
図１１は、本発明の実施の形態１の温度制御による効果を説明する図である。図１１に示すＣＴ計測値、ＣＴ直下板厚、ＣＴ直下速度、Ｔｏｔａｌ流量、およびＦＢ流量は、図５で説明した通りである。

【0079】

図５と図１１を比較すると分かるように、本実施の形態１の温度制御では、Timing 1以前からＴｏｔａｌ流量が増加し始め、尚且つ、Timing 2以降はＴｏｔａｌ流量が大幅に減少している。これは、圧延材の速度変化を速度パターンに組み込んだフィードフォワード制御がTiming 1以前から実施されているからである。故に、図１１においてはＦＢ流量がほとんど変わらず、板厚変更点が仕上ミルを通過する間もフィードフォワード制御によってＴｏｔａｌ流量が調整される。そして、このようなＴｏｔａｌ流量の調整により、上限と下限の間にＣＴ計測値が制御される。

【0080】

以上、本実施の形態１に係る温度制御装置によれば、巻取機前温度計２８の位置におけるストリップの温度、即ち、巻取機２０による巻取り直前のストリップの温度を、高い精度で許容範囲内に制御することができる。

【0081】

なお、上記実施の形態１においては、仕上ミル１６が本発明の「ミル」に相当する。また、冷却装置３２および３４が本発明の「熱交換装置」に相当する。また、仕上ミル出側温度計２６および巻取機前温度計２８が本発明の「下流側温度計」に相当する。また、仕上ミル出側温度計２６が「下流側温度計」に相当するときの仕上ミル入側温度計２４が、本発明の「上流側温度計」に相当する。また、巻取機前温度計２８が「下流側温度計」に相当するときの仕上ミル出側温度計２６が、本発明の「上流側温度計」に相当する。

【0082】

＜実施の形態１の変形例＞
ところで、上記実施の形態１の温度制御においては、フィードフォワード制御の制御対象を図１に示した冷却装置３２および３４として、これらの冷却装置からの冷却水量を制御した。しかし、フィードフォワード制御の制御対象を減らして冷却装置３４のみとしてもよい。この場合は、仕上ミル出側温度計２６からの温度計測値と、最新の速度パターンに基づき、冷却装置３４からの冷却水量のみをフィードフォワード制御すればよい。反対に、フィードフォワード制御の制御対象を増やして熱交換装置３０を加えてもよい。この場合は、粗ミル出側温度計２２からの温度計測値と、最新の速度パターンに基づき、熱交換装置３０からの冷却水量または加熱量をフィードフォワード制御すればよい。

【0083】

上記実施の形態１の温度制御は、巻取機２０による巻取り直前におけるストリップの温度を許容範囲内に制御することを目的としている。そのため、巻取機２０の直上流に位置する冷却装置３４からの冷却水量を少なくともフィードフォワード制御する態様であれば、上記目的を達成できる。従って、少なくとも冷却装置３４からの冷却水量をフィードフォワード制御する限りにおいて、上記実施の形態１の温度制御は各種の変形が可能である。

【0084】

また、上記実施の形態１の温度制御においては、巻取機２０による巻取り直前のストリップの温度を許容範囲内に制御した。しかし、許容範囲内に制御する圧延材の温度は、巻取機２０による巻取り直前の温度に限られない。即ち、仕上ミル１６の出側におけるストリップの温度を許容範囲に制御してもよい。仕上ミル１６の入側における粗バーの温度を許容範囲に制御してもよい。

【0085】

仕上ミル１６の出側におけるストリップの温度を許容範囲に制御する場合、冷却装置３２からの冷却水量を少なくともフィードフォワード制御すればよい。図１２は、仕上ミル１６の出側におけるストリップの温度を許容範囲に制御する温度制御の一例を説明する図である。図１３は、図１２に示すTiming 1〜3を説明する図である。

【0086】

図１２に示すＦＤＴ計測値は、図１３に示す仕上ミル出側温度計２６からの温度計測値を表している。ＦＤＴ直下板厚は、仕上ミル出側温度計２６の直下におけるストリップの板厚を表している。ＦＤＴ直下速度は、仕上ミル出側温度計２６の直下におけるストリップの速度を表している。Ｔｏｔａｌ流量は、図１３に示す冷却装置３２から供給する冷却水の総流量を表している。

【0087】

図１３に示すように、Timing 1では、第１スタンドＦ１の位置に板厚変更点５４がある。Timing 2では、第５スタンドＦ５の出側まで板厚変更点５４が移動してきている。Timing 3では、仕上ミル出側温度計２６の直下まで板厚変更点５４が移動してきている。

【0088】

この変形例の温度制御では、Timing 1以前からＴｏｔａｌ流量が増加し始め、尚且つ、Timing 2以降はＴｏｔａｌ流量が減少している。これは、圧延材の速度変化を速度パターンに組み込んだフィードフォワード制御がTiming 1以前から実施されているからである。故に、図１２においてはＦＢ流量（即ち、仕上ミル出側温度計２６の温度計測値とその目標値との間の誤差に基づくフィードバック制御に基づく補正流量）がほとんど変わらず、板厚変更点が仕上ミルを通過する間もフィードフォワード制御によってＴｏｔａｌ流量が調整される。そして、このようなＴｏｔａｌ流量の調整により、上限と下限の間にＦＤＴ計測値が制御される。

【0089】

仕上ミル１６の入側における粗バーの温度を許容範囲に制御する場合は、熱交換装置３０からの冷却水量または加熱量をフィードフォワード制御すればよい。図１４は、仕上ミル１６の入側における粗バーの温度を許容範囲に制御する温度制御の一例を説明する図である。図１５は、図１４に示すTiming 1〜3を説明する図である。

【0090】

図１４に示すＦＥＴ計測値は、図１５に示す仕上ミル入側温度計２４（Finishing mill Entry Thermometer）からの温度計測値を表している。ＦＥＴ直下板厚は、仕上ミル入側温度計２４の直下における粗バーの板厚を表している。ＦＥＴ直下速度は、仕上ミル入側温度計２４の直下における粗バーの速度を表している。Ｔｏｔａｌ加熱量は、図１５に示す熱交換装置３０から供給する熱量を表している。

【0091】

図１５に示すように、Timing 1では、第１スタンドＲ１の位置に板厚変更点５４がある。Timing 2では、第３スタンドＲ３の出側まで板厚変更点５４が移動してきている。Timing 3では、仕上ミル入側温度計２４の直下まで板厚変更点５４が移動してきている。

【0092】

この変形例の温度制御では、Timing 1以前からＴｏｔａｌ加熱量が減少し始め、尚且つ、Timing 2以前でＴｏｔａｌ加熱量が一定に保たれる。これは、粗バーの速度変化を速度パターンに組み込んだフィードフォワード制御がTiming 1以前から実施されているからである。故に、図１４においてはＦＢ加熱量（即ち、仕上ミル入側温度計２４の温度計測値とその目標値との間の誤差に基づくフィードバック制御に基づく補正加熱量）がほとんど変わらず、板厚変更点が粗ミルを通過する間もフィードフォワード制御によってＴｏｔａｌ加熱量が調整される。そして、このようなＴｏｔａｌ加熱量の調整により、上限と下限の間にＦＥＴ計測値が制御される。

【0093】

実施の形態２．
次に、図１６乃至図１７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。尚、上記実施の形態１の内容と重複する説明については適宜省略する。

【0094】

＜温度制御装置の構成＞
図１６は、本発明の実施の形態２に係る温度制御装置の構成の一例を説明するブロック図である。図１６に示す温度制御装置は、設定計算機能４０、温度制御機能４２、ギャップ変更機能４４、速度調整機能４６、および、トラッキング機能４８を、主な機能として備えている。これらの機能については、図２で説明した通りである。

【0095】

本実施の形態２に係る温度制御装置は、設定計算機能４０がスケジュール調整機能４０ｄを備える点において、上記実施の形態１に係る温度制御装置と異なる。

【0096】

スケジュール調整機能４０ｄは、速度変化量計算機能４０ｂにおいて計算した速度変化量に基づいて算出される圧延材の速度変化率が閾値を超えるか否かを、スタンド毎に判定する機能である。スケジュール調整機能４０ｄは、速度変化率が閾値を超えると判定された場合、判定に係るスタンドでの圧延材の板厚の変更量を減らす機能でもある。

【0097】

スケジュール調整機能４０ｄは、各スタンドの圧下率が許容範囲内にあるか否かを判定する機能でもある。スケジュール調整機能４０ｄは、判定に係るスタンドの圧下率が許容範囲外にあると判定された場合、そのスタンドの圧下率を上限値または下限値に変更する機能でもある。

【0098】

スケジュール調整機能４０ｄは、各スタンドでの圧延材の板厚の変更量の調整、および、各スタンドの圧下率の調整の結果、最終スタンドの出側におけるストリップの板厚が目標値を達成できない場合、板厚スケジュールをリセットし、板厚変更時間を変更した上で、速度変化率と圧下率に関する判定を再度行う機能でもある。

【0099】

＜実施の形態２の温度制御の特徴＞
図１７は、本発明の実施の形態２に係る温度制御装置がスケジュール調整に関する動作を行うときの処理の一例を説明するフローチャートである。尚、図１７に示すルーチンにおいて、カウンタの初期値は0に設定されている。

【0100】

図１７に示すルーチンにおいて、温度制御装置は、先ず、スタンドiの初期値i=1を入力し（ステップＳ３０）、スタンドi（1≦i≦n）での圧延材の速度変化率Δα(i)を計算する（ステップＳ３２）。速度変化率Δα(i)は、式(8)の変数をkからiに置き換えた式と、板厚変更時間t_FGCと、を用いて下記式(9)により表される。
Δα(i)=Δv(i)/t_FGC -(9)
Δv(i)=v(i)^A(j)-v(i)^A(j-1)
v(i)^A(j)：板厚変更点がスタンドj（i≦j≦n）とスタンドj+1の間にあるタイミングにおいて、スタンドiの出側における圧延材の速度[m/s]
v(i)^A(j-1)：板厚変更点がスタンドj-1とスタンドjの間にあるタイミングにおいて、スタンドkの出側における圧延材の速度[m/s]

【0101】

ステップＳ３２に続き、温度制御装置は、圧延材の速度変化率（即ち、圧延材の加速率または減速率）Δα(i)の絶対値abs(Δα(i))が、閾値Δα^threを超えるか否かを判定する（ステップＳ３４）。

【0102】

ステップＳ３４において、abs(Δα(i))＞Δα^threが成立すると判定された場合、温度制御装置は、Δα(i)の値に応じ、下記式(10)または下記式(11)を用いてスタンドiの出側における板厚の目標値h(i)^Bを修正する（ステップＳ３６）。また、温度制御装置は、下記式(12)を用いて板厚変更時間t_FGCの最適値t_FGC^optを算出する。
h(i)^B=h(i)^A/｛(h(i-1)^A/h(i-1)^B)+(t_FGC*Δα^thre/v(n)^A(j))｝（Δα(i)>0の場合） -(10)
h(i)^B=h(i)^A/｛(h(i-1)^A/h(i-1)^B)-(t_FGC*Δα^thre/v(n)^A(j))｝（Δα(i)<0の場合） -(11)
t_FGC^opt(i)=Δv(i)/Δα^thre -(12)

【0103】

ステップＳ３６に続き、温度制御装置は、スタンドiの圧下率γ(i)が許容範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ３８）。ステップＳ３８において、圧下率γ(i)は、以下のように計算される。
γ(i)=(h(i-1)^B-h(i)^B)/h(i-1)^B -(13)
許容範囲は、事前に定めたスタンドiの圧下率の上限γ(i)^highおよび下限γ(i)^lowで規定される。式(13)から算出した圧下率γ(i)が許容範囲内であると判定された場合、温度制御装置は、ステップＳ４０の処理に進む。

【0104】

一方、ステップＳ３８において、式(13)から算出した圧下率γ(i)が許容範囲外であると判定された場合、温度制御装置は、下記式(14)または式(15)を用いて、スタンドiの出側における板厚の目標値h(i)^Bを修正する（ステップＳ４２）。
h(i)^B=h(i)^B*(1-γ(i)^high)（γ(i)>γ(i)^highの場合） -(14)
h(i)^B=h(i)^B*(1-γ(i)^low)（γ(i)<γ(i)^lowの場合） -(15)

【0105】

ステップＳ４０において、温度制御装置は、スタンドiの値をi+1に更新する。続いて、温度制御装置は、現在のスタンドiの値についてi=nが成立するか否かを判定する（ステップＳ４４）。i=nが成立しないと判定された場合、温度制御装置は、ステップＳ３２の処理に戻る。

【0106】

ステップＳ４４の判定において、i=nが成立すると判定された場合、温度制御装置は、最終スタンドnの出側におけるストリップの板厚h(n)^Bが目標値を達成するか否かを判定する（ステップＳ４６）。温度制御装置は、板厚h(n)^Bと目標値の差が閾値未満であるか否かを判定し、目標値の達成の有無を判定する。この差が閾値以上であると判定された場合、温度制御装置は、板厚スケジュールを一旦リセットする（ステップＳ４８）。差が閾値未満であると判定された場合、温度制御装置は、本ルーチンを抜ける。

【0107】

ステップＳ４８に続き、温度制御装置は、カウンタの値が0であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。カウンタの値が0であると判定された場合、温度制御装置は、カウンタの値を0から1に変更し、下記式(16)を用いて板厚変更時間t_FGCを変更する（ステップＳ５２）。
t_FGC=max(t_FGC^opt(1),t_FGC^opt(2),…,t_FGC^opt(n),t_FGC^maxlmt) -(16)
板厚変更時間t_FGCの変更後、温度制御装置は、ステップＳ３０の処理に戻る。一方、ステップＳ５０において、カウンタの値が0でないと判定された場合、温度制御装置は、本ルーチンを抜ける。

【0108】

以上、図１７に示したルーチンによれば、スタンドiの速度変化率Δα(i)と閾値との比較に基づいて、スタンドiでの圧延材の板厚の変更量を調整することができる。また、スタンドiの圧下率γ(i)と許容値との比較に基づいて、圧下率γ(i)を調整することもできる。更に、最終スタンドnの出側におけるストリップの板厚h(n)^Bと閾値との比較に基づいて、速度変化率Δα(i)と圧下率γ(i)に関する判定を再度行うこともできる。従って、各スタンドでの速度変化率と圧下率を適切な範囲に収めて、走間板厚変更に伴う圧延材の速度の変化が急峻になることを抑えることができる。従って、温度制御装置による温度制御の精度をより一層高めることができる。

【符号の説明】

【0109】

１０ 連続鋳造機
１４ 粗ミル
１６ 仕上ミル
２０ 巻取機
２２ 粗ミル出側温度計
２４ 仕上ミル入側温度計
２６ 仕上ミル出側温度計
２８ 巻取機前温度計
３０ 熱交換装置
３２，３４ 冷却装置
４０ 設定計算機能
４０ａ 走間板厚変更量決定機能
４０ｂ 速度変化量計算機能
４０ｃ 速度パターン作成機能
４０ｄ スケジュール調整機能
４２ 温度制御機能
４２ａ 初期出力決定機能
４２ｂ フィードフォワード制御機能
４２ｃ フィードバック制御機能
４４ ギャップ変更機能
４６ 速度調整機能
４８ トラッキング機能
５０ 操業指令
５２ 温度計測値
５４ 板厚変更点
６０ 先行材
６０ａ，６２ａ 先端部
６２ 後行材
６４ 部位

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】