专利名称：：轧制材料冷却控制装置、轧制材料冷却控制方法、轧制材料冷却控制程序的制作方法
技术领域：
：本发明涉及控制轧制材料冷却温度的轧制材料冷却控制装置、轧制材料冷却控制方法、轧制材料冷却控制程序。
背景技术：
：以往，作为利用轧制材料的温度模型来决定冷却模式、以进行冷却控制的轧制材料冷却控制装置，例如有如下一种轧制材料冷却控制装置，该装置不仅在轧制材料进入运送台之前的一段时间内决定与轧制材料相对应的冷却水量模式，而且读取轧制材料的速度变化、冷床的入口侧温度变化来实时地决定冷却水量，并据此对阀进行操作。具体而言，提出了一种轧制材料冷却控制装置，该轧制材料冷却控制装置包括进行计算的单元，该单元以沿轧制材料的前进方向将该轧制材料虚拟地进行分割而形成的分条作为冷却控制单位，基于详细温度模型及热轧薄板轧制生产线的设定计算信息，分别对每个冷却控制单位计算初始冷却长度；以及进行校正的单元，该单元将热轧薄板轧制生产线的出口侧的检测温度相对于由轧制材料的设定计算所获得的温度的偏差、与轧制生产线的检测平均速度相对于由设定计算所获得的平均速度的偏差相关联，以对初始冷却长度进行校正(例如，参照专利文献I)。另外，除此以外，还有基于轧制材料的温度模型来控制轧制材料的冷却的装置(例如，参照专利文献24)。专利文献I:日本专利特开2004-34122号公报专利文献2:日本专利特开2005-297015号公报专利文献3:日本专利特开2003-039109号公报专利文献4:日本专利特开2000-167615号公报
发明内容然而，对于最近的高级钢板等轧制材料，由于所要求的质量和材质的等级非常高，要对其制造时的冷却温度进行高精度控制，因此，有时会在温度模型中使用多个参数，并使用描述较为复杂的详细的温度模型(以下称为详细温度模型)。但是，对于所述
背景技术：
中的冷却温度控制装置，在使用轧制材料的详细温度模型的情况下，根据详细温度模型直接求出冷却模式。这里，所谓冷却模式，是指轧制材料进行冷却所参照的温度履历的模式、以及实现该温度履历的浇水模式之中的任意一个模式、或这两个模式。另外，将利用详细温度模型所求出的冷却模式称为详细冷却模式。在高级钢板等轧制材料的制造中的详细温度模型中，需要使用多个参数来进行详细的温度计算，以进行冷却控制。另外，存在以下问题即，若要既避免计算途中所产生的超过限制状态、同时实现作为目标的详细冷却模式，则需要反复进行计算，计算负担非常大，难以获得最佳答案，从而无法制造拥有所希望材质的轧制材料。本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供能减小根据轧制材料的详细温度模型求出详细冷却模式时的计算负担、最佳地执行冷却控制、从而确实达到所希望的材质的轧制材料冷却控制装置、轧制材料冷却控制方法、轧制材料冷却控制程序。为了达到上述目的，本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的第一特征在于，包括详细温度模型存储部，该详细温度模型存储部存储有详细温度模型，所述详细温度模型使用参数并利用数学式来描述规定的冷却区间内的轧制材料的温度变化；影响系数计算部，该影响系数计算部基于存储于所述详细温度模型存储部的所述详细温度模型，来计算所述轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数；简略冷却模式计算部，该简略冷却模式计算部基于由所述影响系数计算部所计算出的所述影响系数，来计算简略冷却模式，所述简略冷却模式通过将为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到；详细冷却模式计算部，该详细冷却模式计算部基于由所述简略冷却模式计算部所计算出的所述简略冷却模式、及存储于所述详细温度模型存储部的所述详细温度模型，来计算所述规定的冷却区间内的所述轧制材料的详细冷却模式；以及冷却控制部，该冷却控制部基于由所述详细冷却模式计算部所计算出的所述详细冷却模式，来对所述轧制材料的冷却进行控制。为了达到上述目的，本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的第二特征在于，在上述第一特征所述的轧制材料冷却控制装置中，所述简略冷却模式计算部利用直线、多项式、指数函数、或对数的代数式，来对所述轧制材料的冷却速度进行近似，从而在几何学上对所述规定的冷却区间内的该轧制材料的温度变化进行近似，以计算将所述所希望的详细冷却模式进行简化的简略冷却模式。为了达到上述目的，本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的第三特征在于，在上述第一特征或第二特征所述的轧制材料冷却控制装置中，所述简略冷却模式计算部基于由所述影响系数计算部所计算出的所述影响系数，利用为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式所允许的最低速度和最高速度，来计算所述简略冷却模式，对计算出的所述简略冷却模式中的各参数的值是否在各参数的上下限范围内进行判断，在计算出的所述简略冷却模式中的各参数的值不在各参数的上下限范围内的情况下，根据计算出的所述简略冷却模式中的各参数的优先顺序，从优先顺序较低的参数起进行修正，计算简略冷却模式，使得计算出的所述简略冷却模式中的各参数的值在各参数的上下限范围内。为了达到上述目的，本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的第四特征在于，在上述第一特征第三特征的任一项所述的轧制材料冷却控制装置中，所述详细冷却模式计算部将由所述简略冷却模式计算部所计算出的所述简略冷却模式中的参数的值设为用于计算所述详细冷却模式的目标值、或设为用于计算所述详细冷却模式的初始值，利用为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式所允许的最低速度和最高速度，来计算所述详细冷却模式，在将所述简略冷却模式中的参数的值设为所述目标值的情况下，输出该所计算出的所述详细冷却模式，另一方面，在将所述简略冷却模式中的参数的值设为所述初始值的情况下，对该所计算出的所述详细冷却模式中的各参数的值是否在各参数的上下限范围内进行判断，在计算出的所述详细冷却模式中的各参数的值不在各参数的上下限范围内的情况下，根据计算出的所述详细冷却模式中的各参数的优先顺序，从优先顺序较低的参数起进行修正，计算所述详细冷却模式，使得计算出的所述详细冷却模式中的各参数的值在各参数的上下限范围内。为了达到上述目的，本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的第五特征在于，在上述第一特征第三特征的任一权利要求所述的轧制材料冷却控制装置中，在作为所述轧制材料的详细冷却模式而进行经过水冷的第一冷却区间、气冷的第二冷却区间、及水冷的第三冷却区间这三阶段的三段式冷却模式的情况下，所述冷却控制部通过将所述第一冷却区间的下游端的阀设置成常开，来确保作为所述第二冷却区间的气冷时间，并仅在所述第三冷却区间的上游端对打开的阀的位置进行修正。为了达到上述目的，本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的第六特征在于，在上述第一特征第三特征的任一项所述的轧制材料冷却控制装置中，在为了实现所述轧制材料的所希望的材质而提供的所希望的冷却速度的优先顺序比所希望的温度的优先顺序要高的情况下，所述冷却控制部将目标温度与测定温度之间的偏差进行反馈而将其与所述目标温度相加，来作为内部温度目标值，并对所述轧制材料的冷却进行控制，使得达到该内部温度目标值。为了达到上述目的，本发明所涉及的轧制材料冷却控制方法的第一特征在于，包括基于详细温度模型来计算轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数的步骤，所述详细温度模型利用数学式来描述对所述轧制材料进行冷却的规定的冷却区间内的该轧制材料的温度变化；基于所计算出的所述影响系数、来计算简略冷却模式的步骤，所述简略冷却模式通过将为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到；基于计算出的所述简略冷却模式和所述详细温度模型、来计算所述规定的冷却区间内的所述轧制材料的详细冷却模式的步骤；以及基于所计算出的所述详细冷却模式、来对所述轧制材料的冷却进行控制的步骤。为了达到上述目的，本发明所涉及的轧制材料冷却控制程序的第一特征在于，使计算机执行以下步骤基于详细温度模型来计算轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数的步骤，所述详细温度模型利用数学式来描述对所述轧制材料进行冷却的规定的冷却区间内的该轧制材料的温度变化；基于所计算出的所述影响系数、来计算简略冷却模式的步骤，所述简略冷却模式通过将为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到；基于计算出的所述简略冷却模式和所述详细温度模型、来计算所述规定的冷却区间内的所述轧制材料的详细冷却模式的步骤；以及基于所计算出的所述详细冷却模式、来对所述轧制材料的冷却进行控制的步骤。如上所述，根据本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置、轧制材料冷却控制方法、轧制材料冷却控制程序，由于基于详细温度模型，来计算轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数，所述详细温度模型使用参数并利用数学式来描述规定的冷却区间内的所述轧制材料的温度变化，基于该影响系数来计算简略冷却模式，所述简略冷却模式通过将为了获得所述轧制材料的所希望的材质(强度、延展性等)而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到，基于所计算出的简略冷却模式和详细温度模型，来计算出规定的冷却区间内的轧制材料的详细冷却模式，基于所计算出的详细冷却模式，来对轧制材料的冷却进行控制，因此，与直接根据轧制材料的详细温度模型来求出详细冷却模式的情况相比，能减小根据详细温度模型求出详细冷却模式时的计算负担，最佳地执行冷却控制，从而高效地对制造高级钢板等所需要的材质进行控制。图I是表示运用本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的实施方式的热轧薄板轧制生产线上的运送台和冷床的一个例子的图。图2是表示运用本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的实施方式的热轧薄板轧制生产线上的冷床的结构的一个例子的图。图3是表示本发明所涉及的实施方式I的轧制材料冷却控制装置的结构例的框图。图4是用于对轧制材料中的结点进行说明的说明图。图5是近似表示前段冷却模式的一个例子的说明图。图6是近似表示后段冷却模式的一个例子的说明图。图7是近似表示缓慢冷却模式(moderatecoolingpattern)的一个例子的说明图。图8是近似表示三段式冷却模式的一个例子的说明图。图9是表示三段式冷却的详细冷却模式的一个例子的说明图。图10是近似表示在三段式冷却模式中将第三冷却区间的最终位置修正至物理上的实际的冷床的最下游以前的情况下的一个例子的说明图。图11是表示从影响系数计算部32中的影响系数的计算起到详细冷却模式计算部34中的初始设定值计算结束为止的详细冷却模式计算处理的一个例子的流程图。图12是表示在详细冷却模式计算部34中的初始设定计算后适用于所有分条(冷却控制单位)的动态控制的一个例子的流程图。图13是表示在实施方式2中、将第一冷却区间的最上游的冷床(Bank)的阀作为设置成常开(打开)状态的转轴阀(Pivotvalve)来进行设定的情况的说明图。图14是表示在实施方式2中、将第一冷却区间的最下游的冷床(Bank)的阀作为设置成常开(打开)状态的转轴阀来进行设定的情况的说明图。图15是表示本发明所涉及的实施方式3的轧制材料冷却控制装置的结构例的框图。图16是表示对实施方式3的轧制材料冷却控制装置中的内部温度目标值进行修正的反馈控制的一个例子的说明图。具体实施例方式下面，利用附图，对本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的实施方式进行说明。此外，为了便于说明，将实施方式的轧制材料冷却控制装置的控制对象设为以下所说明的图I、图2的具有冷却设备的热轧薄板轧制生产线，但即使在厚板轧制生产线、冷轧轧制生产线等其他方式的轧制设备中也同样能适用。《热轧薄板轧制生产线的说明(图I、图2)》首先，对运用本发明所涉及的轧制材料冷却控制装置的实施方式的热轧薄板轧制生产线进行说明。对于热轧薄板轧制生产线上的轧制材料的质量控制，有对轧制材料的宽度方向中央部的板厚进行控制的板厚控制、板宽控制、对宽度方向板厚分布进行控制的板凸度控制、对轧制材料的宽度方向的伸展进行控制的平面度控制等产品的尺寸控制、以及轧制材料的温度控制。另外，对于轧制材料的温度控制，有对精轧机出口侧的温度进行控制的精轧机出口侧温度控制、以及对卷绕机前的温度进行控制的卷绕温度控制。在热轧薄板轧制生产线上，一般依次配置有加热炉、粗轧生产线、精轧机、设置有冷床的运送台(被称为ROT:输出棍道(Runouttable))、以及卷绕机。代表性的轧制材料的温度如下在加热炉的出口侧为12001250°C，在粗轧生产线的出口侧为11001150°C，在精轧机的入口侧为10501100°C，在精轧机的出口侧为850900°C，在卷绕机前的卷绕温度为150700°C。对于材料的强度、延展性等材质，除了受精轧机中的变形量和温度等条件的影响非常大以外，受从精轧机出来到卷绕机为止的冷却的影响也非常大。因此，从精轧机出来到卷绕机为止的卷绕温度控制对材质的形成来说非常重要。这里，分开使用质量和材质这两个词汇。如上所述，质量是指厚度、宽度、板凸度、平面度、温度等，材质是指强度、延展性等。如上所述，一般钢的卷绕温度为150700°C，冷却模式也多使用在运送台(ROT)的前段进行浇水以进行冷却的前段冷却模式、在运送台(ROT)的后段进行浇水以进行冷却的后段冷却模式、以及在运送台(ROT)上的中段缓缓进行冷却的缓慢冷却模式等。另一方面，对于为了制造具有作为钢的结构的铁氧体和马氏体这两层的DualPhase钢(双相钢)、以及具有残留奥氏体的TRIP钢等特殊钢、高级钢的冷却，由于经过第一冷却区间(水冷)、第二冷却区间(气冷)、以及第三冷却区间(水冷)的三个阶段，因此，被称为三段式冷却模式。此时的卷绕温度为150350°C。另外，在三段式冷却模式中，在第一冷却区间和第三冷却区间这两个水冷区间内，需要提供冷却速度的目标值，并维持该目标值。图I是表示热轧薄板轧制生产线上的运送台(ROT)10上等的设备结构例的说明图。在图I中，运送台(ROT)10是一边将轧制材料11从轧机、一般为精轧机的轧机最终机架12运送至卷绕机16、一边进行冷却的装置。在成为运送台(ROT)10的最上游的、精轧机的轧机最终机架12的出口侧，设置有精轧机出口侧温度计(FDT=FinisherDeliveryThermometer)13,另一方面,在成为运送台(ROT)IO的最下游的、卷绕机16的前段,设置有卷绕温度计(CT:CoilingThermometer)14。另外,有时在运送台(ROT)10上的任意位置上设置有中间温度计(MT:IntermediateThermometer)15。中间温度计(MT)15的数量和设置位置根据运送台(ROT)10、轧制生产线的不同而不同。如图I所示，利用精轧机出口侧温度计(FDT)13来测定送出轧机最终机架12的轧制材料11的温度，利用设置于运送台(ROT)10上的η(η=IN。N通常为725)个冷床(Bank)17η、即冷床(Bank)171、171、......17N来喷射冷却水，以对轧制材料11进行冷却。之后，利用卷绕温度计(CT)14对温度进行测定，利用卷绕机16来进行卷绕。一般，运送台(ROT)10使多个辊子18并排旋转，以运送轧制材料11。图2是表示运送台(ROT)10上的一个冷床(Bank)17η的设备结构例的说明图。如图2所示，在一个冷床(Bank)17η上，通常上下设置有412个左右的喷头17nl(在图2(A)中，设上侧有4个，下侧有12个)，在各喷头17nl上，在相对于轧制材料的运送方向的两侧、以及如图2(B)所示那样在相对于运送方向的垂直方向上，设置有多个喷嘴17η2。另外，在各喷头17nl上，安装有阀17η3，利用阀17η3的开/闭来对冷却水的流量进行调整。此外，如图2(A)的运送台(ROT)IO的下侧所示，有时也用一个阀17η3来控制多个喷头17nl。在与阀17η3相连接的配管的源头，在高处设置有储水罐(未图示)，利用该储水罐(未图示)与喷头17nl之间的高度差，来决定冲向轧制材料11的表面的冷却水的力量。此外，还存在以下冷床即，不是安装能连续进行流量调整的阀17η3、或利用如上所述的冷却水的自由下落来向金属表面进行冲击，而是提高冷却水原来的压力，以增强冷却水的冲击的力量。这里，尽量使冷却水以较大的力量进行冲击的理由是若对高温物体进行浇水，则由于在高温物体与水之间会产生蒸气膜，从而水的冷却效果会减弱，因此，需要冲破该蒸气膜，直接向金属表面进行浇水，以提高冷却效果。无论在哪个阀17η3中，从输出对阀17η3的开/闭指令、或流量指令起，到实际开始/停止从阀17η3进行浇水为止，或到来自阀17η3的流量实际值到达指令值为止，都存在延迟时间。因此，希望阀17η3的动作尽量不重复开/闭、即打开关闭，以提高冷却温度控制的精度。<实施方式I的轧制材料冷却控制装置的结构>接着，对本发明所涉及的实施方式I的轧制材料冷却控制装置的结构进行说明。图3是表示本发明所涉及的实施方式I的轧制材料冷却控制装置的结构例的框图。此外，在图3中，由于运送台(ROT)10的结构与图I所示的运送台(ROT)10的结构相同，因此，省略说明。在图3中，本发明所涉及的实施方式I的轧制材料冷却控制装置30具有详细温度模型存储部31、影响系数计算部32、简略冷却模式计算部33、详细冷却模式计算部34、以及冷却控制部35。详细温度模型存储部31存储有详细温度模型，所述详细温度模型利用数学式来描述对在热轧薄板轧制生产线上进行轧制的轧制材料进行冷却的规定的冷却区间内的该轧制材料的温度变化。这里，在本实施方式I中，所谓对轧制材料进行冷却的规定的冷却区间，例如是指从精轧机出口侧温度计(FDT)13经由运送台(ROT)10到卷绕温度计(CT)14为止的冷却区间，但并不局限于此。此外，关于参数和详细温度模型将在后面进行描述。影响系数计算部32基于存储于详细温度模型存储部31的详细温度模型，来计算控制轧制材料11的温度变化所需要的影响系数。简略冷却模式计算部33基于由影响系数计算部32所计算出的影响系数，来计算简略冷却模式，所述简略冷却模式通过将为了获得轧制材料11的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到。在本实施方式I的简略冷却模式计算部33中，例如，利用直线、多项式、指数函数、或对数的代数式，对从精轧机出口侧温度计(FDT)13经由运送台(ROT)10到卷绕温度计(CT)14为止的冷轧区间内的轧制材料11的冷却速度进行近似，从而在几何学上对规定的冷却区间内的该轧制材料11的温度变化进行近似，以计算将所述所希望的详细冷却模式进行简化的近似的简略冷却模式。详细冷却模式计算部34基于由简略冷却模式计算部33所计算出的简略冷却模式、以及存储于详细温度模型存储部31的详细温度模型，来计算规定的冷却区间、即从精轧机出口侧温度计(FDT)13到卷绕温度计(CT)14为止的冷却区间内的轧制材料11的详细冷却模式。冷却控制部35具有轧制材料跟踪部351、冷床控制部352、以及反馈(FB)控制部353，基于由详细冷却模式计算部34所计算出的详细冷却模式，来向各阀17n3等发送开/闭操作信号(打开关闭操作信号)，以对规定的冷却区间、即从精轧机出口侧温度计(FDT)13到卷绕温度计(CT)14为止的冷却区间内的轧制材料11的冷却进行控制。这里，轧制材料跟踪部351利用安装于轧机最终机架12、卷绕机16的脉冲发生器19a、19b的信号，来对轧制材料11的位置进行跟踪，并向冷床控制部352等输出该跟踪信号。此外，轧制材料的跟踪不仅可以通过脉冲发生器19a、19b的计数来实现，也可以通过材料感测传感器等其他方法来实现，当然也可以进一步将它们设置于运送台(ROT)IO的中间。冷床控制部352基于来自轧制材料跟踪部351的表示轧制材料11的位置的跟踪信号、以及由详细冷却模式计算部34所计算出的详细温度模型的详细冷却模式，来向各冷床(Bank)17η的阀17η3等发送开/闭(打开关闭)操作信号。反馈(FB)控制部353对卷绕温度计(CT)14中的对于每根分条的卷绕温度的实测值、与目标值之间的偏差进行评价，对卷绕温度计(CT)14附近的反馈(FB)控制用的冷床(Bank)、例如第N—I、N个冷却装置(Bank)17N—1、17N输出浇水指示。此外，反馈(FB)控制部353具有任意的结构，即使省略也当然没有问题。<实施方式I的简要动作>接着，对具有如上所述结构的实施方式I的轧制材料冷却控制装置30的简要动作进行说明。首先，在实施方式I的轧制材料冷却控制装置30中，从精轧机设定计算装置20获得精轧机出口侧温度计(FDT)13中的轧制材料的温度预测值、精轧机出口侧温度计(FDT)13中的轧制材料的速度模式等信息。然后，在实施方式I的轧制材料冷却控制装置30中，冷却控制部35的冷床控制部352对运送台(ROT)10上的冷床(Bank)17η发送控制信号，以对冷床控制部352所计算出的阀17η3的开/闭信息、要从阀17η3输出的流量等控制信息进行设定。以下，为了简单起见，将设置于冷床(Bank)17η的控制对象即阀17η3设为由阀17η3的开/闭信息来进行控制的开闭阀。此外，即使是由流量等控制信息来进行控制的流量控制阀，其考虑方法也相同。这里，冷却控制部35的轧制材料跟踪部351从安装于轧机最终机架12、卷绕机16的脉冲发生器19a、19b输入脉冲信号，以对轧制材料11的位置进行跟踪。此时，在本实施方式I的轧制材料冷却控制装置30中，与以往以来的卷绕温度的控制方法相同，将轧制材料11设想为被称为分条(冷却控制单位)的长度固定的部分相连接的材料，将其分割成分条(冷却控制单位)，为了对每根分条控制温度，对每根分条的轧制材料位置进行跟踪。然后，在本实施方式I的轧制材料冷却控制装置30中，冷却控制部35的冷床控制部352基于来自轧制材料跟踪部351的表示每根分条的轧制材料位置的跟踪信息，来决定在一根一根的分条(冷却控制单位)通过精轧机出口侧温度计(FDT)13下而到达卷绕温度计(CT)14下之前、应该使哪个冷床(Bank)17η的哪个阀17η3进行开/闭。关于将轧制材料11分割成分条、并对各分条的温度进行控制的考虑方法，无论在以往还是在本发明中都未发生改变。冷床控制部352作为其初始设定计算，以来自精轧机设定计算装置20的信息、例如精轧机出口侧温度预测值为基准，在最初的分条、即No.=I的分条经过从精轧机出口侧温度计(FDT)13到卷绕温度计(CT)14为止的路程时，基于详细冷却模式计算部34所计算出的详细冷却模式，来决定应该开(打开)哪个阀17η3。具体而言，冷床控制部352基于详细冷却模式计算部34所计算出的详细冷却模式，来决定开(打开)阀17η3的优先顺序，根据该优先顺序来试行开/闭，并反复进行直到达到所希望的卷绕温度。然后，冷床控制部352在决定对于最初(No.=I)的分条开/闭哪个阀17η3的初始设定计算之后，进行如下所谓的动态控制即，在之后的分条、即No.=2以后的分条每次通过精轧机出口侧温度计(FDT)13时，都基于精轧机出口侧温度计(FDT)13所测出的精轧机出口侧温度，对该分条运用与上述初始设定计算相同的计算，来决定开/闭哪个阀17η3。此外，关于初始设定计算和动态控制的详细处理，将在后面进行描述。轧制材料跟踪部351基于来自脉冲发生器19a、19b的脉冲信号，在进行初始设定计算和动态控制时对分条的位置进行跟踪，在分条来到要开/闭阀的冷床(Bank)17η的位置处时，向冷床控制部352发送位置检测信号，冷床控制部352准确地开/闭冷床(Bank)17η的阀17η3。然后，若卷绕温度计(CT)14对每根分条的卷绕温度进行测定，则对目标卷绕温度与测定卷绕温度之间的偏差进行评价，并利用反馈(FB)控制部353，对反馈(FB)控制用的冷床(Bank)、例如第N—1、N个冷床(Bank)17N—1、17N输出浇水指示。若卷绕机16完成轧制材料11的一根的量的卷绕，则详细温度模型存储部31从精轧机出口侧温度计(FDT)13、卷绕温度计(CT)14等收集每根分条的测定温度等，并根据需要，对详细温度模型进行学习，或对其进行自适应修正，所述详细温度模型利用数学式来描述从精轧机出口侧温度计(FDT)13到卷绕温度计(CT)14为止的运送台(ROT)10上的温度变化。<实施方式I的详细动作>接着，对具有如上所述结构的实施方式I的轧制材料冷却控制装置30的动作进行说明。(详细温度模型存储部31的动作)详细温度模型存储部31存储有详细温度模型，所述详细温度模型利用数学式来描述对用热轧薄板轧制生产线进行轧制的轧制材料11进行冷却的规定的冷却区间、例如从精轧机出口侧温度计(FDT)13到卷绕温度计(CT)14为止的运送台(ROT)10上的该轧制材料的温度变化。具体而言，作为利用数学式来描述运送台(ROT)10上的冷却区间内的温度变化的详细温度模型，详细温度模型存储部31例如利用有限差分法将轧制材料11沿其板厚方向分割成多片，用结点i这样的点来代表板厚方向的各个分割区间，将使用如下所示的多个参数并利用数学式来描述轧制材料11的各结点i的温度变化ATi的函数作为详细温度模型。SM列如能将轧制材料11中的结点编号i的温度变化AT1的详细温度模型表示成以下的式I那样。[数学式I]VaAl,=1:'At··(式I)PcP^i这里,在上述式I中，Qi是表示热流的参数，P是表示密度的参数，Cp是表示比热的参数，Vi是表示结点i的体积的参数，Δt是表示运送台(ROT)10上的时间变化的参数。然后，可以将热流Qi分为位于轧制材料11表面的结点、以及位于轧制材料内部的结点，并将它们描述成以下的式2或式3所示那样。关于结点，将利用后述的图4来进行说明。首先，可利用以下的式2来表示轧制材料表面结点的热流的平衡。[数学式2]工Qi=-Qrad~Qwater-Qair~Qilo_M+Qtramf··(式2)这里，在上述式2中，Qrad是辐射所产生的热流的参数，Qwater是水冷热传递所产生的热流的参数，Qair是气冷对流热传递所产生的热流的参数，<+1是从结点i向结点a+D的热传导的参数，Qlransf是相变形所产生的热流的参数。另外，带有“一”的项表示热被吸收，带有“+”的项表示产生热。接着，可利用以下的式3来表示轧制材料11内部结点的热流的平衡。各参数的意思与上述式2相同。[数学式3]ΣA=++Q,-f··(式3)此外，上述(式2)、(式3)中的辐射、热传递、热传导的描述使用了热力学的一般式。图4是表示轧制材料11的板厚方向的温度分布的一个例子的说明图。在图4中，示出了以下的例子即，将轧制材料11沿其板厚方向例如进行4分割，分别用结点i(i=I4)这样的点来代表4分割后的轧制材料11，来计算结点i间的热传导。在图4中，利用从结点i到结点(i+I)这样的一般的方法来表示结点间的热传导。若用连续系统来表示图4中的轧制材料11的板厚方向的热流的关系式，则[数学式4]οΤQ=-kA---·(式4)dx这里，符号的意思如下。还示出了单位的例子。Q:每单位时间的热流[J/s]k:热导率[J/(msK)]A:面积[m2]T:轧制材料的温度[degC]X:轧制材料板厚方向的位置当利用以下述符号表示的多个参数来表示时，则例如如下述式4所示。另外，若用差分方程式来表示，则当利用以下述符号表示的参数来表示时，如下述式5所示。[数学式5]权利要求1.一种轧制材料冷却控制装置，其特征在于，包括详细温度模型存储部，该详细温度模型存储部存储有详细温度模型，所述详细温度模型使用参数并利用数学式来描述规定的冷却区间内的轧制材料的温度变化；影响系数计算部，该影响系数计算部基于存储于所述详细温度模型存储部的所述详细温度模型，来计算所述轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数；简略冷却模式计算部，该简略冷却模式计算部基于由所述影响系数计算部所计算出的所述影响系数，来计算简略冷却模式，所述简略冷却模式通过将为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到；详细冷却模式计算部，该详细冷却模式计算部基于由所述简略冷却模式计算部所计算出的所述简略冷却模式、及存储于所述详细温度模型存储部的所述详细温度模型，来计算所述规定的冷却区间内的所述轧制材料的详细冷却模式；以及冷却控制部，该冷却控制部基于由所述详细冷却模式计算部所计算出的所述详细冷却模式，来对所述轧制材料的冷却进行控制。2.如权利要求I所述的轧制材料冷却控制装置，其特征在于，所述简略冷却模式计算部利用直线、多项式、指数函数、或对数的代数式，来对所述轧制材料的冷却速度进行近似，从而在几何学上对所述规定的冷却区间内的该轧制材料的温度变化进行近似，以计算将所述所希望的详细冷却模式进行简化的简略冷却模式。3.如权利要求I或2所述的轧制材料冷却控制装置，其特征在于，所述简略冷却模式计算部基于由所述影响系数计算部所计算出的所述影响系数，利用为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式所允许的最低速度和最高速度，来计算所述简略冷却模式，对计算出的所述简略冷却模式中的各参数的值是否在各参数的上下限范围内进行判断，在计算出的所述简略冷却模式中的各参数的值不在各参数的上下限范围内的情况下，根据计算出的所述简略冷却模式中的各参数的优先顺序，从优先顺序较低的参数起进行修正，计算简略冷却模式，使得计算出的所述简略冷却模式中的各参数的值在各参数的上下限范围内。4.如权利要求I至3的任一项所述的轧制材料冷却控制装置，其特征在于，所述详细冷却模式计算部将由所述简略冷却模式计算部所计算出的所述简略冷却模式中的参数的值设为用于计算所述详细冷却模式的目标值、或设为用于计算所述详细冷却模式的初始值，利用为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式所允许的最低速度和最高速度，来计算所述详细冷却模式，在将所述简略冷却模式中的参数的值设为所述目标值的情况下，输出该所计算出的所述详细冷却模式，另一方面，在将所述简略冷却模式中的参数的值设为所述初始值的情况下，对该所计算出的所述详细冷却模式中的各参数的值是否在各参数的上下限范围内进行判断，在计算出的所述详细冷却模式中的各参数的值不在各参数的上下限范围内的情况下，根据计算出的所述详细冷却模式中的各参数的优先顺序，从优先顺序较低的参数起进行修正，计算所述详细冷却模式，使得计算出的所述详细冷却模式中的各参数的值在各参数的上下限范围内。5.如权利要求I至3的任一项所述的轧制材料冷却控制装置，其特征在于，所述冷却控制部在作为所述轧制材料的详细冷却模式而进行经过水冷的第一冷却区间、气冷的第二冷却区间、及水冷的第三冷却区间这三阶段的三段式冷却模式的情况下，通过将所述第一冷却区间的下游端的阀设置成常开，来确保作为所述第二冷却区间的气冷时间，并仅在所述第三冷却区间的上游端对打开的阀的位置进行修正。6.如权利要求I至3的任一项所述的轧制材料冷却控制装置，其特征在于，所述冷却控制部在为了实现所述轧制材料的所希望的材质而提供的所希望的冷却速度的优先顺序比所希望的温度的优先顺序要高的情况下，将目标温度与测定温度之间的偏差进行反馈而将其与所述目标温度相加，来作为内部温度目标值，并对所述轧制材料的冷却进行控制，使得达到该内部温度目标值。7.一种轧制材料冷却控制方法，其特征在于，包括基于详细温度模型来计算轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数的步骤，所述详细温度模型利用数学式来描述对所述轧制材料进行冷却的规定的冷却区间内的该轧制材料的温度变化；基于所计算出的所述影响系数、来计算简略冷却模式的步骤，所述简略冷却模式通过将为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到；基于计算出的所述简略冷却模式和所述详细温度模型、来计算所述规定的冷却区间内的所述轧制材料的详细冷却模式的步骤；以及基于所计算出的所述详细冷却模式、来对所述轧制材料的冷却进行控制的步骤。8.一种轧制材料冷却控制程序，其特征在于，使计算机执行以下步骤基于详细温度模型来计算轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数的步骤，所述详细温度模型利用数学式来描述对所述轧制材料进行冷却的规定的冷却区间内的该轧制材料的温度变化；基于所计算出的所述影响系数、来计算简略冷却模式的步骤，所述简略冷却模式通过将为了获得所述轧制材料的所希望的材质而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到；基于计算出的所述简略冷却模式和所述详细温度模型、来计算所述规定的冷却区间内的所述轧制材料的详细冷却模式的步骤；以及基于所计算出的所述详细冷却模式、来对所述轧制材料的冷却进行控制的步骤。全文摘要本发明的轧制材料冷却控制装置包括详细温度模型存储部(31)，该详细温度模型存储部(31)存储有详细温度模型，所述详细温度模型使用参数并利用数学式来描述规定的冷却区间内的轧制材料的温度变化；影响系数计算部(32)，该影响系数计算部(32)基于所述详细温度模型，来计算轧制材料的温度变化的控制所需要的影响系数；简略冷却模式计算部(33)，该简略冷却模式计算部(33)基于所述影响系数来计算简略冷却模式，所述简略冷却模式通过将为了获得所述轧制材料的所希望的材质(强度、延展性)而需要的、所希望的详细冷却模式进行简化而得到；详细冷却模式计算部(34)，该详细冷却模式计算部(34)基于所述简略冷却模式和所述详细温度模型，来计算所述规定的冷却区间内的所述轧制材料的详细冷却模式；以及冷却控制部(35)，该冷却控制部(35)基于所述详细冷却模式，来对所述轧制材料的冷却进行控制。文档编号B21B37/76GK102821885SQ20108006594公开日2012年12月12日申请日期2010年4月9日优先权日2010年4月9日发明者今成宏幸申请人:东芝三菱电机产业系统株式会社