无头轧制线的温度控制装置的制作方法

本发明涉及无头轧制线的温度控制装置。更详细地讲，本发明涉及在无头轧制线中对被轧材的温度进行控制的温度控制装置。

背景技术：

在日本特开平8－300010号公报中，公开了进行将轧机的出侧的被轧材的目标板厚在轧制中即行进间进行变更的行进间板厚变更(flyingthicknesschange)的热轧装置。热轧装置具备粗轧机和精轧机。将由粗轧机轧制的板坯称作粗条，在粗轧机中，压下直到达到作为中间制品的粗条的目标厚度。精轧机将来自粗轧机的粗条连续地轧制，使其板厚成为目标的制品板厚。将由精轧机轧制后的粗条称作板条(strip)。由于根据位置而叫法变化，所以在本说明书中，将跨越粗轧机、精轧机、精轧机出侧中的两个以上的被轧材简称作“轧材”。行进间板厚变更通过用粗轧机的目标条厚的变更及/或精轧机出侧的目标(制品)板厚的变更来进行。根据行进间板厚变更，能够由单一的板坯制造板厚不同的多个卷。

近年来，建设了将连铸机与热轧线直接连结来制造卷的无头轧制线。在无头轧制线中，不需要在将用连铸机铸造的板坯暂且冷却后为了热轧线中的轧制而将板坯再加热。因而，通过无头轧制线，能够削减伴随着卷的制造的能量消耗量削减。

作为关于无头轧制线中的行进间板厚变更的技术，有日本特许第5733230号说明书的温度控制装置。该温度控制装置在因为行进间板厚变更在先材与后续材的板厚不同的情况下，计算轧材的速度变化量，以使得当后续材的前端位于精轧机的出侧时，能够使后续材前端部的温度包含在希望范围中。该温度控制装置还基于计算出的轧材的速度变化量，在在先材的后端部穿过精轧机之前，将轧材的速度变更而设为一定。该温度控制装置还变更精轧机具有的机架(stand)的轧辊间隙及这些机架之间的张力，以使行进间板厚变更后的轧材(即，后续材)的板厚成为希望厚度。通过这样的温度控制，能够将后续材的温度控制在允许范围内。

但是，上述温度控制是基于行进间板厚变更前的预测来变更精轧机具有的机架的轧辊间隙及这些机架之间的张力。此外，在上述温度控制中，当在先材的后端部穿过精轧机时，能够使精轧机出侧的轧材的速度成为一定。但是，在无头轧制线中，受连铸机的铸造速度支配，不能将轧材的速度变更为希望的速度。因而，在也考虑到这样的速度变化制约的情况下，上述温度控制不充分，有改善的余地。

作为关于无头轧制线中的行进间板厚变更的其他技术，有日本特开2010－529907号公报的温度控制装置。该温度控制装置检测或预先设定板坯的铸造速度或质量流(massflow)(板厚×铸造速度)，考虑铸造速度或质量流的变化量来控制精轧机的出侧的板条的温度。但是，该温度控制不能进行将伴随着行进间板厚变更的粗轧机及/或精轧机出侧的速度变化纳入到速度模式中的控制。因此，对于伴随着行进间板厚变更的轧材的速度变化的对策不充分，有改善的余地。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8－300010号公报

专利文献2：日本特许第5733230号说明书

专利文献3：日本特开2010－529907号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

本发明是为了解决上述那样的课题而做出的，目的是提供一种在无头轧制线中进行轧材的行进间板厚变更的情况下提高该轧材的温度的控制性的温度控制装置。

用来解决课题的手段

本发明为了达成上述目的，提供一种在连铸机与热轧线直接连结的无头轧制线中对轧制的被轧材的温度进行控制的无头轧制线的温度控制装置。

上述无头轧制线具备：加热炉，对从上述连铸机抽出的被轧材进行加热；轧机，对从上述加热炉抽出的被轧材使用多个机架进行轧制；热交换装置，设在上述轧机的下游侧而与上述轧机的轧制后的被轧材进行热交换，以及/或者，设在上述轧机的机架间而与上述轧机的轧制中的被轧材进行热交换；下游侧温度计，设在上述热交换装置的下游侧；以及上游侧温度计，设在上述热交换装置的上游侧。

上述温度控制装置构成为，进行如下操作：基于包括被轧材的板长的目标值即目标板长、上述轧机的出侧的被轧材的板厚的目标值即轧机出侧目标板厚、和经过上述下游侧温度计的设置部位时的被轧材的温度的目标值即目标温度的作业指令，计算设定了机架出侧目标板厚的板厚计划，所述机架出侧目标板厚是各机架的出侧的被轧材的板厚的目标值；基于上述板厚计划和各机架的出侧的被轧材的速度，对当上述轧机出侧目标板厚被变更时发生变化的各机架的出侧的被轧材的速度变化量进行预测计算；基于上述速度变化量，制作被轧材的速度模式；执行基于被轧材的最新的速度模式和来自上述上游侧温度计的温度计测值的热交换量的前馈控制；执行基于来自上述下游侧温度计的温度计测值与上述目标温度的误差的上述热交换装置中的热交换量的反馈控制。

上述温度控制装置构成为，还进行如下操作：在在先材的前端部被从上述加热炉抽出的时刻，进行上述在先材的速度模式的制作；在上述在先材的前端部到达了上述轧机的时刻，进行上述在先材的速度模式的第一次更新；在后续材的前端部被从上述加热炉抽出的时刻，进行上述在先材的速度模式的第二次更新和上述后续材的速度模式的制作；在上述后续材的前端部到达了上述轧机的时刻，进行上述在先材的速度模式的第三次更新和上述后续材的速度模式的更新。

也可以是，上述温度控制装置构成为，还进行如下操作：基于上述作业指令，计算作为当上述轧机出侧目标板厚被变更时将上述轧机的出侧的被轧材的板厚变更所需要的时间的板厚变更时间；通过将上述速度变化量除以上述板厚变更时间，计算上述轧机出侧目标板厚被变更时的各机架的出侧的被轧材的速度变化率；在存在上述速度变化率为允许范围外的值的机架的情况下，将该机架的上述机架出侧目标板厚变更。

也可以是，上述温度控制装置构成为，还进行如下操作：计算上述轧机出侧目标板厚被变更时的各机架的压下率；在存在上述压下率为允许范围外的值的机架的情况下，将该机架的上述机架出侧目标板厚变更。

发明效果

根据本发明，能够预测计算伴随着行进间板厚变更的被轧材的速度变化量，基于该速度变化量制作或更新速度模式，执行热交换装置中的热交换量的前馈控制及反馈控制。因而，能够将轧机的出侧的在先材及后续材的温度以较高的精度控制在允许范围内。

附图说明

图1是说明应用了有关本发明的实施方式1的温度控制装置的无头轧制线的结构的一例的图。

图2是说明有关本发明的实施方式1的温度控制装置的结构的一例的框图。

图3是说明轧制中的板厚变更点的移动状况的图。

图4是表示精轧机的各机架的出侧的板坯或粗条(轧材)的速度的图。

图5是说明板坯或粗条(轧材)的板厚和机架间出侧速度逐渐变化时的问题的图。

图6是说明有关本发明的实施方式1的温度控制装置进行关于行进间板厚变更的动作时的处理的一例的流程图。

图7是表示在图6中说明的各时刻的板坯、粗条或板条(轧材)的移动状况的图。

图8是表示在图6中说明的各时刻的板坯、粗条或板条(轧材)的移动状况的图。

图9是说明式(6)的图。

图10是表示速度模式制作功能所制作或更新的速度模式的一例的图。

图11是说明本发明的实施方式1的温度控制的效果的图。

图12是说明将精轧机的出侧的板条的温度控制为允许范围的温度控制的一例的图。

图13是说明图12所示的时刻1～3的图。

图14是说明将精轧机的入侧的粗条的温度控制为允许范围的温度控制的一例的图。

图15是说明图14所示的时刻1～3的图。

图16是说明有关本发明的实施方式2的温度控制装置的结构的一例的框图。

图17是说明有关本发明的实施方式2的温度控制装置进行关于计划调整的动作时的处理的一例的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式详细地说明。但是，在以下所示的实施方式中言及了各要素的个数、数量、量、范围等的数值的情况下，除了特别明示的情况或在原理上明显确定为该数值的情况以外，本发明并不被限定于该言及的数值。此外，在以下所示的实施方式中说明的构造及步骤等除了特别明示的情况或在原理上明显确定为此的情况以外，不一定是在该发明中必须的。

实施方式1.

首先，参照图1至图11，对本发明的实施方式1进行说明。

<无头轧制线>

图1是说明应用了有关本发明的实施方式1的温度控制装置的无头轧制线的结构的一例的图。

图1所示的无头轧制线作为主要的设备而具备连铸机10、加热炉12、粗轧机14、精轧机16、卷取机前剪断机18及卷取机20。

连铸机10将板坯连续铸造。加热炉12将从连铸机10抽出的板坯加热并向粗轧机14输送。粗轧机14通常具备2～4座机架(在图1中是第1机架r1～第3机架r3)。粗轧机14将来自加热炉12的板坯用该机架轧制。在粗轧机14的出侧，被轧制的板坯被称作粗条，用粗轧机压下，直到粗条厚度达到目标。

由粗轧机14轧制后的粗条向精轧机16输送。精轧机16通常具备5～7座机架(在图1中是第1机架f1～第5机架f5)。精轧机16将来自粗轧机14的粗条用其机架进一步轧制。将在精轧机16的出侧被轧制出的粗条称作板条，用精轧机压下，直到成为板条的目标板厚(制品板厚)。

由精轧机16轧制后的板条向卷取机20输送。卷取机20将来自精轧机16的板条卷取为卷状。在无头轧制中，由于从连续铸造的板坯生成多个卷，所以卷取机前剪断机18在板厚变更部分的周边将板条切断。如图1所示，卷取机20至少设有2台。例如，在比被切断的部位靠下游侧(卷取机侧)的板条(以下也称作“在先材”)被前方侧(即，距精轧机16较远侧)的卷取机20卷取的情况下，比被切断的部位靠上游侧(轧机侧)的板条(以下也称作“后续材”)被后方侧(即，距精轧机16较近侧)的卷取机20卷取。在由后方侧的卷取机20将板条卷取的期间中，前方侧的卷取机20卷取的卷被分发(dispense)，前方侧的卷取机20进入下个切断后的卷取准备。

图1所示的无头轧制线为了稳定的轧制和制品的材质管理，在各处计测轧材的温度。粗轧机出侧温度计22计测粗轧机14的出侧的粗条的温度。精轧机入侧温度计24计测精轧机16的入侧的粗条的温度。精轧机出侧温度计26计测精轧机16的出侧的板条的温度。卷取机前温度计28计测卷取机20的上游侧的板条的温度。在各处计测的轧材的温度被作为温度控制装置的温度控制的输入值利用。

无头轧制线作为基于温度控制被操作的致动器而具备热交换装置30和冷却装置32及34。热交换装置30将粗条加热或冷却。热交换装置30例如通过感应加热将粗条加热，但也可以通过燃料的燃烧热将粗条加热。热交换装置30例如通过来自喷雾喷嘴的冷却水将轧材冷却。在冷却时，可以适当使用对粗条的温度的下降量进行控制的热罩。冷却装置32在精轧机16中设在相邻的2个机架之间。冷却装置32例如通过来自喷雾喷嘴的冷却水将板条冷却。冷却装置34例如通过来自层状喷嘴的冷却水将板条冷却。

<无头轧制线的作业的说明>

对无头轧制线的基本的作业进行说明。在连续轧制中，从单一的板坯制作板厚不同的多个卷。具体而言，在轧材的轧制中，将粗轧机14及精轧机16具有的机架的轧辊间隙变更。同时，将这些机架之间的张力变更。由此，变更粗轧机14的出侧的条厚，并变更精轧机16的出侧的板厚。切断的位置根据目标板长等而在轧制前预先决定，一旦切断的位置来到卷取机前剪断机18的位置，就将板条切断。板条的切断在板厚变更部分的周边进行，以尽可能使出成率(yield)下降。由此，制作出在先材的卷和板厚与在先材不同的后续材的卷。

在无头轧制线中，从连铸机10抽出的单一的板坯向轧制线导入。因此，粗轧机14的入侧的板坯的速度受连铸机10中的板坯的生成速度(即铸造速度)支配。在铸造速度为一定的情况下，机架出侧的轧材的速度随着行进间板厚变更而变化。该轧材的速度的变化成为温度控制的干扰。

<温度控制装置的结构>

图2是说明有关本发明的实施方式1的温度控制装置的结构的一例的框图。图2所示的温度控制装置作为主要的功能而具备设定计算功能40、温度控制功能42、间隙变更功能44、速度调整功能46及跟踪功能48。

设定计算功能40是基于在先材的板厚计划(schedule)和在先材的目标板长来决定板厚变更点的功能。设定计算功能40具备作为子功能的行进间板厚变更量决定功能40a、速度变化量计算功能40b和速度模式制作功能40c。

行进间板厚变更量决定功能40a是基于作业指令50计算板厚计划和板厚变更时间的功能。板厚计划是按照每个机架设定机架的出侧的轧材的板厚的目标值的计划。板厚变更时间是从相当于在先材的目标板厚的板厚向相当于后续材的目标板厚的板厚变更的时间。板厚变更时间基于精轧机的出侧的后续材的板厚目标值及精轧机的出侧的板条的板厚变更量(即，在先材与后续材的制品板厚目标值的差)的至少一方来计算。即，板厚变更时间基于板厚计划来计算。

速度变化量计算功能40b是预测计算伴随着行进间板厚变更的轧材的速度变化量的功能。速度变化量基于后续材的板厚计划、在先材的板厚计划和各机架的出侧的轧材的速度来计算。关于速度变化量计算功能40b的详细情况在后面叙述。

速度模式制作功能40c是基于速度变化量制作或更新轧材的速度模式的功能。关于速度模式制作功能40c的详细情况在后面叙述。

温度控制功能42具备作为子功能的初始输出决定功能42a、前馈控制功能42b和反馈控制功能42c。

初始输出决定功能42a是基于从设定计算功能40接收到的最新的速度模式来决定从冷却装置32及34供给的冷却水的初始流量的功能。

前馈控制功能42b是基于从精轧机入侧温度计24接收到的温度计测值52和最新的速度模式来决定来自冷却装置32的冷却水的流量的功能。前馈控制功能42b也是基于从精轧机出侧温度计26接收到的温度计测值52和最新的速度模式决定来自冷却装置34的冷却水的流量的功能。

反馈控制功能42c是将来自冷却装置32的冷却水的流量变更、以将从精轧机出侧温度计26接收到的温度计测值52与目标温度之间的误差修正的功能。反馈控制功能42c也是将来自冷却装置34的冷却水的流量变更以将从卷取机前温度计28接收到的温度计测值52与目标温度之间的误差修正的功能。

间隙变更功能44是基于从设定计算功能40接收到的各机架处的板厚变更量(即，按照每个机架设定的轧材的板厚的当前的目标值与下个目标值的差)、在从跟踪功能48指定的时刻将各机架的轧辊间隙变更的功能。

速度调整功能46是调整各机架的轧辊速度的功能。速度调整功能46在由间隙变更功能44变更了某个机架的轧辊间隙的情况下，调整该机架的轧辊速度，将机架之间的张力大致维持为一定。

跟踪功能48是追踪板厚变更点、在适当的时刻将设定计算功能40、温度控制功能42及间隙变更功能44起动的功能。

另外，作业指令50至少包括在先材和后续材的制品尺寸(即，板厚、板宽及板长)。作业指令50包括热轧线的各处的轧材的温度的目标值(即，精轧机入侧温度、精轧机出侧温度及卷取机前温度的目标值)。

<伴随着行进间板厚变更的轧材的温度变化>

如已经叙述那样，在无头轧制线中，粗轧机的入侧的板坯的速度受铸造速度支配。因而，如果铸造速度不变化，则粗轧机的入侧的板坯的速度是一定。在铸造速度不变化的情况下，由轧机轧制的轧材的速度受在机架之间成立的质量流一定规则支配。即，在铸造速度一定条件下，当在某个机架使轧材的板厚减小时，该机架的出侧的轧材的速度相比同机架的入侧的速度变大。

例如，为了变更精轧机的最终机架的出侧的板条的板厚(即，制品板厚)，可以考虑将精轧机的各机架的压下率依次变更的情形。

压下率由下述式(1)定义。

r(i)＝(h(i)－h(i))/h(i)－(1)

r(i)：机架i(1≤i≤n)的压下率

h(i)：机架i的入侧的轧材的板厚

h(i)：机架i的出侧的轧材的板厚

根据质量流一定规则，如果某个机架i的压下率变化，则该机架i的出侧的轧材的速度变化。由于机架i出侧和位于其下游的邻接机架i+1的入侧的速度需要同步，所以邻接机架i+1的入侧的轧材的速度与机架i的出侧的轧材的速度同样地变化。进而，邻接机架i+1的出侧的轧材的速度也变化。结果，精轧机的出侧的轧材的速度随着各机架中的轧材的速度的变化而逐渐变化。

参照图3至图4，具体地说明随着精轧机的各机架中的粗条的速度的变化而精轧机的出侧的板条的速度逐渐变化这一情况。图3是说明轧制中的板厚变更点的移动状况的图。如图3所示，在时刻1，在第1机架f1的位置有板厚变更点54。在时刻2，板厚变更点54移动到第5机架f5的出侧。在时刻3，板厚变更点54移动到卷取机前温度计28的正下方。

在时刻1，为了使第1机架f1的出侧的粗条的板厚减小，将其轧辊间隙缩窄。同样，为了使第2机架f2～第5机架f5的各出侧的轧材的板厚减小，将各机架的轧辊间隙缩窄。各机架的轧辊间隙的变更还在板厚变更点54移动到第2机架f2～第5机架f5的位置的各个时刻进行。图4表示的是进行了这样的轧制时的各机架的出侧的轧材的速度。图4的纵轴表示精轧机的各机架的出侧的轧材的速度。

如图4所示，如果在时刻1将第1机架f1的轧辊间隙缩窄，则第2机架f2～第5机架f5的出侧的轧材的速度按照质量流一定规则而变大，然后成为一定。此外，如果在板厚变更点54移动到各机架的位置的各个时刻将各机架的轧辊间隙缩窄，则将轧辊间隙缩窄后的机架及位于其下游侧的机架的出侧的轧材的速度呈现与时刻1以后的动态同样的动态。例如，如果在板厚变更点54处于第3机架f3的位置的时刻1.3将该机架的轧辊间隙缩窄，则第3机架f3～第5机架f5的出侧的轧材的速度分别变大，然后，哪个速度都为一定。

这样，通过轧材的板厚和速度逐渐变化，最终机架的出侧的板条的温度复杂地变化。不仅是速度变化，如果提高机架的压下率，则伴随着变形的加工发热及在轧辊与轧材之间发生的摩擦热变大，轧材的温度上升。另一方面，如果轧材的板厚减小，则轧材的表面积增加，所以轧材的温度容易下降。这样，轧材的温度复杂地变化。

<伴随着行进间板厚变更的问题>

图5是说明轧材的板厚和速度逐渐变化时的问题的图。图5所示的ct计测值表示来自图1所示的卷取机前温度计28(coilingthermometer)的温度计测值。ct计测值为，通过最终机架f5的出侧的轧材的速度上升，主要是冷却时间变短，所以上升。虽然通过反馈控制能够使冷却水的流量增加而达到目标温度，但在经过卷取机前温度计28的时刻，温度下降。这是因为，在板厚变更点后，板厚变小，温度容易下降，通过由反馈控制输出而增加的冷却水的流量，过度地冷却。

图5所示的ct正下方板厚表示卷取机前温度计28的正下方的板条的板厚。如在图3至图4中说明那样，在时刻1，板厚变更点处于第1机架f1的位置。因此，在时刻1，ct正下方板厚是与还没有变更前(在先材)相同的板厚。ct正下方板厚在板厚变更点经过卷取机前温度计28的正下方的时刻3变化。

图5所示的ct正下方速度表示卷取机前温度计28的正下方的板条的速度。如在图4中说明那样，第5机架f5的出侧的板条的速度在将各机架的轧辊间隙缩窄的时刻逐渐上升。并且，卷取机前温度计28位于精轧机16的下游。因而，ct正下方速度与第5机架f5的出侧的板条的速度同样，在从时刻1到时刻2的期间中逐渐上升。

图5所示的总流量表示来自图1所示的冷却装置34的冷却水的总流量。在总流量中，反映了基于反馈控制的修正流量即fb流量，所述反馈控制基于卷取机前温度计28的正下方的板条的目标温度与ct计测值的误差。在图5所示的例子中，随着时刻1以后的ct计测值的上升而fb流量增加，由此总流量增加。但是，由于在反馈控制中有延迟，所以有可能不能抑制ct计测值的上升。实际上，在图5所示的例子中，在时刻1的紧接着之后，ct计测值超过了上限。

此外，在图5所示的例子中，与上述反馈控制并行而进行来自冷却装置34的冷却水的流量的前馈控制。在图5中，通过行进间板厚变更而板厚变小，所以通过前馈控制，从时刻2到时刻3使总流量变化。

该前馈控制在板厚变更点接近冷却装置34的时刻(具体而言，比时刻2稍稍靠后的时刻)开始。因此，在该时刻以后，总流量减少。但是，在该时刻以前已经进行了反馈控制。因此，有可能通过fb流量的较强的影响ct计测值较大地下降。实际，在图5所示的例子中，在时刻3的前后，ct计测值超过了下限。

<实施方式1的温度控制的特征>

所以，在有关本实施方式1的温度控制装置中，使用图2所示的结构，执行以下说明的温度控制。参照图6至图8对该温度控制进行说明。图6是说明有关本发明的实施方式1的温度控制装置进行关于行进间板厚变更的动作时的处理的一例的流程图。图7及图8是表示在图6中说明的各时刻的轧材的移动状况的图。另外，在图6至图8中，以在单一的轧材内有在先材60和后续材62、精轧机16的出侧的目标板厚在两者之间不同为前提而进行说明。

如图6所示，温度控制装置首先在在先材60被从加热炉12抽出的时刻(参照图7的时刻6.1)，实施在先材60的设定计算(步骤s10)。具体而言，温度控制装置通过行进间板厚变更量决定功能，计算在先材60的板厚计划和板厚变更时间。此外，温度控制装置基于板厚计划，通过速度变化量计算功能计算速度变化量。并且，温度控制装置基于速度变化量，通过速度模式制作功能制作在先材60的速度模式。

接着步骤s10，温度控制装置在在先材60的前端部60a到达精轧机入侧温度计24的位置的时刻(参照图7的时刻6.2)，实施在先材60的设定计算(步骤s12)。具体而言，温度控制装置通过行进间板厚变更量决定功能，计算在先材60的板厚计划和板厚变更时间。此外，温度控制装置基于板厚计划，通过速度变化量计算功能计算速度变化量。并且，温度控制装置基于速度变化量，通过速度模式制作功能将在先材60的速度模式更新(第一次更新)。

此外，温度控制装置基于第一次更新的在先材60的速度模式，通过初始输出决定功能决定初始流量。初始流量是为了将在先材60冷却而从冷却装置32及34供给的冷却水的流量的初始值。并且，温度控制装置基于初始流量，通过前馈控制功能开始从冷却装置32及34供给的冷却水量的前馈控制。

接着步骤s12，温度控制装置在后续材62被从加热炉12抽出的时刻(参照图7的时刻6.3)，实施后续材62的设定计算(步骤s14)。在粗轧机14的出侧的目标板厚在在先材60与后续材62之间不同的情况下，温度控制装置通过行进间板厚变更量决定功能计算后续材62的板厚计划和板厚变更时间。此外，温度控制装置基于板厚计划，通过速度变化量计算功能计算速度变化量。并且，温度控制装置基于速度变化量，通过速度模式制作功能制作后续材62的速度模式，此外，将在先材60的速度模式更新(第二次更新)。

此外，温度控制装置基于第二次更新的在先材60的速度模式和来自精轧机入侧温度计24的温度计测值，通过前馈控制功能，持续进行从冷却装置32供给的冷却水量的前馈控制。此外，温度控制装置基于更新后的在先材60的速度模式和来自精轧机出侧温度计26的温度计测值，通过前馈控制功能继续进行从冷却装置34供给的冷却水量的前馈控制。

接着步骤s14，温度控制装置在后续材62的前端部62a到达了第1机架r1的入侧的时刻(参照图7的时刻6.4)，开始粗轧机中的行进间板厚变更(步骤s16)。具体而言，温度控制装置基于后续材62的板厚计划，通过间隙变更功能将第1机架r1的轧辊间隙变更。与步骤s16同样的处理在前端部62a到达第2机架r2及第3机架r3的入侧的各个时刻也进行。

此外，温度控制装置在将第1机架r1～第3机架r3的轧辊间隙变更的各个时刻，通过速度调整功能调整各机架的轧辊速度。但是，伴随着该轧辊速度的调整的轧材的速度的变化在由速度模式制作功能进行的在先材60的速度模式的更新及基于该速度模式的前馈控制中已经被考虑。即，执行估计到了因由速度调整功能进行的轧辊速度的调整带来的轧材的温度变化的前馈控制。

另外，在粗轧机14的出侧的目标板厚在在先材60与后续材62之间不变化的情况下，不进行步骤s14、s16的处理。

接着步骤s16，温度控制装置在前端部62a到达精轧机入侧温度计24的位置的时刻(参照图8的时刻6.5)实施后续材62的设定计算(步骤s18)。具体而言，温度控制装置通过行进间板厚变更量决定功能，计算后续材62的板厚计划和板厚变更时间。此外，温度控制装置基于板厚计划，通过速度变化量计算功能计算速度变化量。并且，温度控制装置基于速度变化量，通过速度模式制作功能将在先材60的速度模式更新(第三次更新)，将后续材62的速度模式更新。

此外，温度控制装置基于第三次更新的在先材60的速度模式和来自精轧机出侧温度计26的温度计测值，通过前馈控制功能，继续进行从冷却装置34供给的冷却水量的前馈控制。此外，温度控制装置基于更新后的后续材62的速度模式，通过初始输出决定功能决定初始流量。初始流量是为了将后续材62冷却而从冷却装置32供给的冷却水的流量的初始值。并且，温度控制装置基于初始流量，通过前馈控制功能，开始从冷却装置32供给的冷却水量的前馈控制。

接着步骤s18，温度控制装置在前端部62a到达精轧机16的第1机架f1的入侧的时刻(参照图8的时刻6.6)，开始精轧机中的行进间板厚变更(步骤s20)。具体而言，温度控制装置基于后续材62的精轧机16中的板厚计划，通过间隙变更功能将第1机架f1的轧辊间隙变更。与步骤s20同样的处理在前端部62a到达第2机架f2～第5机架f5的入侧的各个时刻也进行。

此外，温度控制装置在将第1机架f1～第5机架f5的轧辊间隙变更的各个时刻，通过速度调整功能调整各机架的轧辊速度。但是，伴随着该轧辊速度的调整的轧材的速度的变化在由速度模式制作功能进行的在先材60和后续材62的速度模式的更新及基于它们的速度模式的前馈控制中已经被考虑到。即，执行了估计到由基于速度调整功能的轧辊速度的调整带来的轧材的温度变化的前馈控制。

接着步骤s20，温度控制装置在到达了精轧机出侧温度计26的位置的时刻(参照图8的时刻6.7)，基于最新的后续材62的速度模式，通过初始输出决定功能决定初始流量(步骤s22)。初始流量是为了将后续材62冷却而从冷却装置34供给的冷却水的流量的初始值。并且，温度控制装置基于初始流量，通过前馈控制功能，开始从冷却装置34供给的冷却水量的前馈控制。

另外，温度控制装置在步骤s10～步骤s22之间，通过反馈控制功能进行反馈控制。具体而言，温度控制装置基于来自精轧机出侧温度计26的温度测量值与其目标值之间的误差，通过反馈控制功能进行反馈控制。此外，温度控制装置基于来自卷取机前温度计28的温度测量值与其目标值之间的误差，通过反馈控制功能进行反馈控制。来自精轧机出侧温度计26的温度测量值有时在板厚变更点经过其正下方时发生紊乱。来自卷取机前温度计28的温度测量值也是同样的。在这样的情况下，温度控制装置将反馈输出暂时地保持，将来自冷却装置32或34的冷却水的流量保持为一定。

<速度变化量计算功能>

接着，对由速度变化量计算功能实现的速度变化量的预测计算方法进行说明。

行进间板厚变更前的质量流一定规则由下述式(2)表示。

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)：铸造速度[m/s]

h(e)：板坯的板厚[m]

v(i)^a：机架i的出侧的轧材的速度[m/s]

h(i)^a：机架i的出侧的轧材的板厚[m]

v(n)^a：最终机架n的出侧的板条的速度[m/s]

h(n)^a：最终机架n的出侧的板条的板厚[m]

行进间板厚变更在全部的机架中完成之后的质量流一定规则由下述式(3)表示。

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：机架i的出侧的轧材的速度[m/s]

h(i)^b：机架i的出侧的轧材的板厚[m]

v(n)^b：最终机架n的出侧的板条的速度[m/s]

h(n)^b：最终机架n的出侧的板条的板厚[m]

在行进间板厚变更前后，铸造速度不变。因而，根据式(2)及(3)导出下述关系(4)及(5)。

在机架j(i≤j≤n)中的行进间板厚变更的完成后、板厚变更点处于机架j与机架j+1之间的状况下，机架j+1的入侧的轧材的速度随着机架j的出侧的轧材的速度的变化，从v(j)^a向v(j)^b变化。但是，板厚变更点没有到达机架j+1的入侧。因此，机架j+1的入侧的轧材的板厚h(j+1)^a等于行进间板厚变更前的板厚h(j)^a。如果着眼于这一点，则在板厚变更点处于机架j与机架j+1之间的时刻，在机架j+1的入侧、机架j+1的出侧和位于机架j+1的下游侧的各机架的出侧之间成立的质量流一定规则由下述式(6)表示。

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)：板厚变更点处于机架j与机架j+1之间的时刻的机架j+1的出侧的轧材的速度[m/s]

v(n)^a(j)：板厚变更点处于机架j与机架j+1之间的时刻的最终机架n的出侧的轧材的速度[m/s]

图9是说明式(6)的图。如已经说明那样，在板厚变更点处于机架j与机架j+1之间的状况下，机架j+1的入侧的轧材的速度是v(j)^b，此外，机架j+1的入侧的轧材的板厚h(j+1)^a等于机架j的出侧的轧材的板厚h(j)^a。因而，机架j+1的入侧的质量流由v(j)^bh(j)^a表示。并且，该质量流v(j)^bh(j)^a等于机架j+1的出侧的质量流(j+1)^a(j)h(j+1)^a，进而，也与最终机架n的出侧的质量流v(n)^a(j)h(n)^a相等。

式(6)的关系在板厚变更点处于机架j－1与机架j之间的时刻也成立。具体而言，在板厚变更点处于机架j－1与机架j之间的时刻，在机架j的入侧、机架j的出侧和位于机架j的下游侧的各机架的出侧之间成立的质量流一定规则由下述式(7)表示。

v(j－1)^bh(j－1)^a＝v(j)^a(j－1)h(j)^a＝…＝v(n)^a(j－1)h(n)^a－(7)

根据式(6)及(7)，板厚变更点从机架j的入侧移动到出侧时的机架k(j≤k≤n)的出侧的轧材的速度变化量如以下这样导出。

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)(由式(5))

＝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)：板厚变更点处于机架j与机架j+1之间的时刻的机架k的出侧的轧材的速度[m/s]

v(k)^a(j－1)：板厚变更点处于机架j－1与机架j之间的时刻的机架k的出侧的轧材的速度[m/s]

<速度模式制作功能>

接着，对速度模式制作功能所制作或更新的速度模式进行说明。

图10是表示速度模式制作功能制作或更新的速度模式的一例的图。图10所示的ct位置表示图1所示的卷取机前温度计28的位置。图10所示的fdt位置表示图1所示的精轧机出侧温度计26(finishingmilldeliverythermometer)的位置。图10的横轴所示的部位64是在前端部62a到达了精轧机入侧温度计24的位置的时刻位于fdt位置的在先材60的部位(参照图8的时刻6.5)。部位64在图8的时刻6.6和6.7也被描绘。

图10的实线表示预测由行进间板厚变更带来的轧材的速度变化而纳入到速度模式中时的部位64的速度履历。如该实线所示，部位64位于fdt位置的时刻的轧材的速度是一定。但是，如在图7的步骤s18的说明中叙述那样，在图8的时刻6.5进行后续材62的设定计算，将在先材60的速度模式更新。因而，从部位64超过fdt位置后的时刻，部位64的速度逐渐开始上升。此外，如在图7的步骤s22的说明中叙述那样，在图8的时刻6.7，前端部62a到达了精轧机16的出侧。即，在图8的时刻6.7，精轧机16的全部的机架中的行进间板厚变更完成。因而，从在部位64到达ct位置的稍稍之前的时刻起，部位64的速度再次成为一定。

另外，图10的虚线表示没有将由行进间板厚变更带来的轧材的速度变化纳入到速度模式中时的部位64的速度履历。如该虚线所示，如果不将轧材的速度变化纳入到速度模式中，则部位64的速度保持为一定不变。因而，部位64的温度转移至没有预想到的温度域。

<由实施方式1的温度控制带来的效果>

图11是说明本发明的实施方式1的温度控制带来的效果的图。图11所示的ct计测值、ct正下方板厚、ct正下方速度、总流量及fb流量如在图5中说明的那样。

将图5与图11比较可知，在本实施方式1的温度控制中，从时刻1以前起，总流量开始增加，另外，在时刻2以后，总流量大幅地减少。这是因为，从时刻1以前就实施了将轧材的速度变化纳入到速度模式中的前馈控制。因此，在图11中fb流量几乎不变，在板厚变更点经过精轧机的期间中也通过前馈控制来调整总流量。并且，通过这样的总流量的调整，将ct计测值控制到上限与下限之间。

以上，根据有关本实施方式1的温度控制装置，能够将卷取机前温度计28的位置处的板条的温度、即即将进行卷取机20的卷取之前的板条的温度以较高的精度控制在允许范围内。

另外，在上述实施方式1中，精轧机16相当于本发明的“轧机”。此外，冷却装置32及34相当于本发明的“热交换装置”。此外，精轧机出侧温度计26及卷取机前温度计28相当于本发明的“下游侧温度计”。此外，精轧机出侧温度计26相当于“下游侧温度计”时的精轧机入侧温度计24相当于本发明的“上游侧温度计”。此外，卷取机前温度计28相当于“下游侧温度计”时的精轧机出侧温度计26相当于本发明的“上游侧温度计”。

<实施方式1的变形例>

另外，在上述实施方式1的温度控制中，将前馈控制的控制对象设为图1所示的冷却装置32及34，控制来自这些冷却装置的冷却水量。但是，也可以减少前馈控制的控制对象，仅设为冷却装置34。在此情况下，只要基于来自精轧机出侧温度计26的温度计测值和最新的速度模式，仅对来自冷却装置34的冷却水量进行前馈控制就可以。相反，也可以增加前馈控制的控制对象，添加热交换装置30。在此情况下，只要基于来自粗轧机出侧温度计22的温度计测值和最新的速度模式，对来自热交换装置30的冷却水量或加热量进行前馈控制就可以。

上述实施方式1的温度控制以将即将进行卷取机20的卷取的板条的温度控制到允许范围内为目的。因此，只要是对来自位于卷取机20的紧挨着的上游的冷却装置34的冷却水量至少进行前馈控制的方式，就能够达成上述目的。因而，只要至少对来自冷却装置34的冷却水量进行前馈控制就可以，上述实施方式1的温度控制可以进行各种变形。

此外，在上述实施方式1的温度控制中，将即将进行卷取机20的卷取的板条的温度控制在允许范围内。但是，控制到允许范围内的轧材的温度并不限于即将进行卷取机20的卷取的温度。即，也可以将精轧机16的出侧的板条的温度控制在允许范围中。也可以将精轧机16的入侧的粗条的温度控制在允许范围中。

在将精轧机16的出侧的板条的温度控制为允许范围的情况下，只要至少对来自冷却装置32的冷却水量进行前馈控制就可以。图12是说明将精轧机16的出侧的板条的温度控制为允许范围的温度控制的一例的图。图13是说明图12所示的时刻1～3的图。

图12所示的fdt计测值表示来自图13所示的精轧机出侧温度计26的温度计测值。fdt正下方板厚表示精轧机出侧温度计26的正下方的板条的板厚。fdt正下方速度表示精轧机出侧温度计26的正下方的板条的速度总流量表示从图13所示的冷却装置32供给的冷却水的总流量。

如图13所示，在时刻1，在第1机架f1的位置有板厚变更点54。在时刻2，板厚变更点54移动到第5机架f5的出侧。在时刻3，板厚变更点54移动到精轧机出侧温度计26的正下方。

在该变形例的温度控制中，总流量从时刻1以前开始增加，另外时刻2以后总流量减少。这是因为，将轧材的速度变化纳入到速度模式中的前馈控制从时刻1以前被实施。因此，在图12中，fb流量(即，以基于精轧机出侧温度计26的温度计测值与其目标值之间的误差的反馈控制为基础的修正流量)几乎不变，在板厚变更点经过精轧机的期间中也通过前馈控制来调整总流量。并且，通过这样的总流量的调整，fdt计测值被控制到上限与下限之间。

在将精轧机16的入侧的粗条的温度控制为允许范围的情况下，只要对来自热交换装置30的冷却水量或加热量进行前馈控制就可以。图14是说明将精轧机16的入侧的粗条的温度控制为允许范围的温度控制的一例的图。图15是说明图14所示的时刻1～3的图。

图14所示的fet计测值表示来自图15所示的精轧机入侧温度计24(finishingmillentrythermometer)的温度计测值。fet正下方板厚表示精轧机入侧温度计24的正下方的粗条的板厚。fet正下方速度表示精轧机入侧温度计24的正下方的粗条的速度。总加热量表示从图15所示的热交换装置30供给的热量。

如图15所示，在时刻1，在第1机架r1的位置有板厚变更点54。在时刻2，板厚变更点54移动到第3机架r3的出侧。在时刻3，板厚变更点54移动到精轧机入侧温度计24的正下方。

在该变形例的温度控制中，总加热量从时刻1以前开始减少，另外在时刻2以前，总加热量被保持为一定。这是因为，将粗条的速度变化纳入到速度模式中的前馈控制从时刻1以前被实施。因此，在图14中，fb加热量(即，以基于精轧机入侧温度计24的温度计测值与其目标值之间的误差的反馈控制为基础的修正加热量)几乎不变，在板厚变更点经过粗轧机的期间中也通过前馈控制来调整总加热量。并且，通过这样的总加热量的调整，fet计测值被控制在上限与下限之间。

实施方式2.

接着，参照图16至图17，对本发明的实施方式2进行说明。另外，关于与上述实施方式1的内容重复的说明适当省略。

<温度控制装置的结构>

图16是说明有关本发明的实施方式2的温度控制装置的结构的一例的框图。图16所示的温度控制装置作为主要的功能而具备设定计算功能40、温度控制功能42、间隙变更功能44、速度调整功能46及跟踪功能48。关于这些功能，如在图2中说明的那样。

有关本实施方式2的温度控制装置在设定计算功能40具备计划调整功能40d这一点与上述有关实施方式1的温度控制装置不同。

计划调整功能40d是按照每个机架判定基于在速度变化量计算功能40b中计算出的速度变化量而计算的轧材的速度变化率是否超过阈值的功能。计划调整功能40d是在判定为速度变化率超过阈值的情况下减少与判定有关的机架中的轧材的板厚的变更量的功能。

计划调整功能40d也是判定各机架的压下率是否处于允许范围内的功能。计划调整功能40d也是在判定为与判定有关的机架的压下率处于允许范围外的情况下将该机架的压下率变更为上限值或下限值的功能。

计划调整功能40d也是在各机架中的轧材的板厚的变更量的调整及各机架的压下率的调整的结果是最终机架的出侧的板条的板厚不能达成目标值的情况下将板厚计划重置、并将板厚变更时间变更后再次进行关于速度变化率和压下率的判定的功能。

<实施方式2的温度控制的特征>

图17是说明有关本发明的实施方式2的温度控制装置进行关于计划调整的动作时的处理的一例的流程图。另外，在图17所示的例程中，计数器的初始值被设定为0。

在图17所示的例程中，温度控制装置首先输入机架i的初始值i＝1(步骤s30)，计算机架i(1≤i≤n)中的轧材的速度变化率δα(i)(步骤s32)。速度变化率δα(i)使用将式(8)的变量从k替换为i的式子和板厚变更时间tfgc而由下述式(9)表示。

δα(i)＝δv(i)/tfgc－(9)

δv(i)＝v(i)^a(j)－v(i)^a(j－1)

v(i)^a(j)：在板厚变更点处于机架j(i≤j≤n)与机架j+1之间的时刻，机架i的出侧的轧材的速度[m/s]

v(i)^a(j－1)：在板厚变更点处于机架j－1与机架j之间的时刻，机架k的出侧的轧材的速度[m/s]

接着步骤s32，温度控制装置判定轧材的速度变化率(即，轧材的加速率或减速率)δα(i)的绝对值abs(δα(i))是否超过阈值δα^thre(步骤s34)。

在步骤s34中，在判定为abs(δα(i))>δα^thre成立的情况下，温度控制装置根据δα(i)的值，使用下述式(10)或下述式(11)，将机架i的出侧的板厚的目标值h(i)^b修正(步骤s36)。此外，温度控制装置使用下述式(12)计算板厚变更时间tfgc的优化值tfgc^opt。

h(i)^b＝h(i)^a/{(h(i－1)^a/h(i－1)^b)+(tfgc*δα^thre/v(n)^a(j))}

(在δα(i)>0的情况下)－(10)

h(i)^b＝h(i)^a/{(h(i－1)^a/h(i－1)^b)－(tfgc*δα^thre/v(n)^a(j))}

(在δα(i)<0的情况下)－(11)

tfgc^opt(i)＝δv(i)/δα^thre－(12)

接着步骤s36，温度控制装置判定机架i的压下率γ(i)是否处于允许范围内(步骤s38)。在步骤s38中，压下率γ(i)如以下这样计算。

γ(i)＝(h(i－1)^b－h(i)^b)/h(i－1)^b－(13)

允许范围由事前设定的机架i的压下率的上限γ(i)^high及下限γ(i)^low规定。在判定为根据式(13)计算出的压下率γ(i)是允许范围内的情况下，温度控制装置向步骤s40的处理前进。

另一方面，在步骤s38中判定为根据式(13)计算出的压下率γ(i)是允许范围外的情况下，温度控制装置使用下述式(14)或式(15)，将机架i的出侧的板厚的目标值h(i)^b修正(步骤s42)。

h(i)^b＝h(i)^b*(1－γ(i)^high)(在γ(i)>γ(i)^high的情况下)－(14)

h(i)^b＝h(i)^b*(1－γ(i)^low)(在γ(i)<γ(i)^low的情况下)－(15)

在步骤s40中，温度控制装置将机架i的值更新为i+1。接着，温度控制装置对于当前的机架i的值判定i＝n是否成立(步骤s44)。在判定为i＝n不成立的情况下，温度控制装置向步骤s32的处理返回。

在步骤s44的判定中判定为i＝n成立的情况下，温度控制装置判定最终机架n的出侧的板条的板厚h(n)^b是否达成目标值(步骤s46)。温度控制装置判定板厚h(n)^b与目标值的差是否不到阈值，判定目标值的达成的有无。在判定为该差是阈值以上的情况下，温度控制装置将板厚计划暂且重置(步骤s48)。在判定为差不到阈值的情况下，温度控制装置退出本例程。

接着步骤s48，温度控制装置判定计数器的值是否是0(步骤s50)。在判定为计数器的值是0的情况下，温度控制装置将计数器的值从0变更为1，使用下述式(16)将板厚变更时间tfgc变更(步骤s52)。

tfgc＝max(tfgc^opt(1)，tfgc^opt(2)，…，tfgc^opt(n)，tfgc^maxlmt)－(16)

在板厚变更时间tfgc的变更后，温度控制装置向步骤s30的处理返回。另一方面，在步骤s50中判定为计数器的值不是0的情况下，温度控制装置退出本例程。

以上，根据图17所示的例程，能够基于机架i的速度变化率δα(i)与阈值的比较来调整机架i中的轧材的板厚的变更量。此外，也能够基于机架i的压下率γ(i)与允许值的比较来调整压下率γ(i)。进而，也能够基于最终机架n的出侧的板条的板厚h(n)^b与阈值的比较来再次进行关于速度变化率δα(i)和压下率γ(i)的判定。因而，能够使各机架中的速度变化率和压下率包含在适当的范围中，抑制伴随着行进间板厚变更的轧材的速度的变化变得急剧。因而，能够进一步提高由温度控制装置进行的温度控制的精度。

标号说明

10连铸机

14粗轧机

16精轧机

20卷取机

22粗轧机出侧温度计

24精轧机入侧温度计

26精轧机出侧温度计

28卷取机前温度计

30热交换装置

32、34冷却装置

40设定计算功能

40a行进间板厚变更量决定功能

40b速度变化量计算功能

40c速度模式制作功能

40d计划调整功能

42温度控制功能

42a初始输出决定功能

42b前馈控制功能

42c反馈控制功能

44间隙变更功能

46速度调整功能

48跟踪功能

50作业指令

52温度计测值

54板厚变更点

60在先材

60a、62a前端部

62后续材

64部位