(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスタンドを備えた熱間仕上げ圧延機で圧延される前の鋼板温度、鋼板の圧延速度、スタンド間に設けられた冷却装置の冷却水量を含む情報と、前記熱間仕上げ圧延機で圧延した後の鋼板温度の関係を記述した板温推定モデルを記憶する記憶手段と、
圧延に先立って前記板温推定モデルを用いて圧延後の鋼板温度を推定し、推定結果を用いて圧延後の鋼板の目標温度を実現するための前記圧延速度と前記冷却水量を算出するプリセット制御手段と、
前記熱間仕上げ圧延機の出側に設けられている熱間仕上げ圧延機出側温度計で計測された圧延後の鋼板温度と前記目標温度の偏差が小さくなる方向に前記圧延速度または前記冷却水量のどちらか一方もしくは両方の変更量を算出するフィードバック制御手段と、
前記フィードバック制御手段が前記圧延速度か前記冷却水量のいずれを操作端として選択したかを判定し、判定結果に従って前記フィードバック制御手段による次回のフィードバック制御の実施タイミングを決定するフィードバック制御起動タイミング生成手段と、
熱間仕上げ圧延機の設備に関する情報と各スタンドにおける鋼板の圧延量とから、各スタンド間の冷却水量と圧延速度のそれぞれを変化させたときに前記熱間仕上げ圧延機出側温度が変化するのに必要な鋼板のトラッキング長を算出し、トラッキング長テーブルに格納するトラッキング長算出手段と、
前記プリセット制御手段が出力した冷却水量を前記フィードバック制御手段が出力した冷却水量の変更量で補正した結果を、冷却指令として前記スタンド間に備えられた冷却装置に出力するスタンド間冷却指令生成手段と、
前記プリセット制御手段が出力した圧延速度を前記フィードバック制御手段が出力した圧延速度の変更量で補正した結果を、速度指令として前記熱間仕上げ圧延機に出力する速度指令生成手段と、を備え、
前記フィードバック制御起動タイミング生成手段は、前記フィードバック制御手段がフィードバック制御を実施した後に最終スタンドから払い出された熱間仕上げ圧延機出側の鋼板長と前記トラッキング長テーブルに記憶された前記トラッキング長を比較し、前記払い出された鋼板長が前記トラッキング長より長いときは、前記フィードバック制御手段に起動信号を出力する
ことを特徴とする熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置。
【請求項２】
前記フィードバック制御手段は、
前記冷却水量を変化させたときの圧延後の鋼板温度の変化の割合を格納した第１の影響係数テーブルと、
前記圧延速度を変化させたときの圧延後の鋼板温度の変化の割合を格納した第２の影響係数テーブルと、
前記熱間仕上げ圧延機出側温度計で計測した圧延後の鋼板温度と前記目標温度を取り込んでその差分である温度偏差を算出し、計測した鋼板温度が目標温度より高いときは前記冷却水量を操作端として選択し、計測した鋼板温度が目標温度より低いときは前記圧延速度を操作端として選択する操作端選択手段と、
前記操作端選択手段が冷却水量を操作端として選択した場合は、前記温度偏差と前記第１の影響係数テーブルの内容から熱間仕上げ圧延機出側温度を目標温度に近づけるための冷却水量の増加量を変更量として算出し、前記操作端選択手段が圧延速度を操作端として選択した場合は、前記温度偏差と前記第２の影響係数テーブルの内容から熱間仕上げ圧延機出側温度を目標温度に近づけるための圧延速度の増加量を変更量として算出する変更量算出手段を備える
ことを特徴とする請求項１記載の熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置。
【請求項３】
前記冷却水量を変更する場合に、どのスタンド間に対応する冷却装置の冷却水量を優先的に変更するかを示す優先順位を記憶した冷却フィードバック制御優先順位テーブル、を更に備え、
前記操作端選択手段が冷却水量を操作端として選択した場合、前記変更量算出手段は、前記冷却フィードバック制御優先順位テーブルに記憶された優先順位に従って冷却水量を変更する冷却装置を決定した上で、前記温度偏差と前記第１の影響係数テーブルの内容から熱間仕上げ圧延機出側温度を目標温度に近づけるための冷却水量の増加量を変更量として算出する
ことを特徴とする請求項２記載の熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置。
【請求項４】
前記フィードバック制御起動タイミング生成手段は、
前記フィードバック制御の操作端として冷却水量のみが選択されたときは、前記冷却水量を変更されたスタンド間の中で最も上流のスタンド間に対応する鋼板の前記トラッキング長を前記トラッキング長テーブルから取り出し、前回のフィードバック制御を実施した後に払い出された熱間仕上げ圧延機出側の鋼板長と前記トラッキング長を比較した結果から、次回のフィードバック制御の実施タイミングを決定し、
前記フィードバック制御の操作端として少なくとも圧延速度が選択されたときは、前記圧延速度を操作したときに対応する鋼板の前記トラッキング長を前記トラッキング長テーブルから取り出し、フィードバック制御を実施した後に払い出された熱間仕上げ圧延機出側の鋼板長と前記トラッキング長を比較した結果から、次回のフィードバック制御の実施タイミングを決定する
ことを特徴とする請求項２または３記載の熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置。
【請求項５】
前記トラッキング長算出手段は、
各スタンド間のスタンド間距離と、該スタンド間に鋼板があるときの鋼板厚みと、熱間仕上げ圧延機出側の目標板厚とからスタンド間ごとのトラッキング長を算出し、
冷却水量を変化させたスタンド間から下流側のスタンド間ごとのトラッキング長を加算して、前記冷却水量を変化させたときに熱間仕上げ圧延機出側温度が変化するのに必要な鋼板のトラッキング長を算出する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置。
【請求項６】
熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置が備えるプリセット制御手段により、複数のスタンドを備えた熱間仕上げ圧延機で圧延される前の鋼板温度、鋼板の圧延速度、スタンド間に設けられた冷却装置の冷却水量を含む情報から、前記熱間仕上げ圧延機で圧延した後の鋼板温度を推定し、
前記プリセット制御手段により、推定結果を用いて圧延後の鋼板の目標温度を実現するための圧延速度と冷却水量を算出し、
前記熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置が備えるフィードバック制御手段により、熱間仕上げ圧延機出側の鋼板温度と前記目標温度の偏差が小さくなる方向に前記圧延速度または前記冷却水量のどちらか一方もしくは両方の変更量を算出し、
前記熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置が備えるスタンド間冷却指令生成手段により、前記冷却水量を前記冷却水量の変更量で補正した結果を冷却指令として前記スタンド間に備えられた冷却装置に出力し、
前記熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置が備える速度指令生成手段により、前記圧延速度を前記圧延速度の変更量で補正した結果を速度指令として前記熱間仕上げ圧延機に出力し、
前記熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置が備えるトラッキング長算出手段により、前記熱間仕上げ圧延機の設備に関する情報と各スタンドにおける鋼板の圧延量とから、各スタンド間の冷却水量または前記圧延速度のそれぞれを変化させたときに前記熱間仕上げ圧延機出側温度が変化するのに必要な鋼板のトラッキング長を算出し、
前記熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置が備えるフィードバック制御起動タイミング生成手段により、前記圧延速度か前記冷却水量のいずれが操作端として選択されたかを判定し、判定結果に従って最終スタンドから払い出された前記熱間仕上げ圧延機出側の鋼板長と前記トラッキング長を比較し、前記払い出された鋼板長が前記トラッキング長より長いときは、前記フィードバック制御手段に起動信号を出力する
ことを特徴とする熱間仕上げ圧延機出側温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間仕上げ圧延機の出側温度を管理して鋼板の圧延を適切に行うための熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のスタンドを備えた熱間仕上げ圧延機出側温度（仕上げミル出側温度）を制御する方法として、例えば、圧延開始から終了までの鋼板の速度パターンを決定した上で、冷却開始前に予め設定したストリップクーラント装置の噴射数ｎに対して、圧延中の鋼板について測定された熱間仕上げ圧延機出側温度(Finisher Delivery Temperature：FDT)に従い、ＦＤＴが目標温度になるように噴射数をΔｎ個変更して、(ｎ＋Δｎ)個の噴射数で冷却制御を行う手法がある（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４３８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された手法には以下のような問題があった。
特許文献１に記載された制御方法では、計測した熱間仕上げ圧延機出側温度(ＦＤＴ)と目標温度の偏差を冷却水量(噴射数)で補償するため、計測ＦＤＴが高い場合は冷却水量を増加させ、低い場合には冷却水量が減じられる。ここで、計測ＦＤＴが低い場合、鋼板の圧延速度を増加させることでも計測ＦＤＴを増加させることができ、このとき並行して鋼板の生産性を高めることができる。特許文献１に記載の制御方法ではこの点に配慮されていないため、計測ＦＤＴが目標温度より低い場合に、鋼板の生産量を高める機会を失っているという問題があった。
【０００５】
なお、計測した熱間仕上げ圧延機出側温度(ＦＤＴ)と目標温度の偏差を冷却水量（噴射数）で補償するときに、一度の補償でＦＤＴが目標温度にならない場合、再度の補償が必要となるが、再度の補償を行うタイミングについては特許文献１に記載されていない。フィードバック制御を高応答化かつ安定化させるためには、噴射数を変更したストリップクーラント装置の位置に依存して次回の補償を行うタイミングを変更する必要がある。またＦＤＴをフィードバック制御するために圧延速度を変更する場合についての配慮もなく、このときに次回の補償を行うタイミングについても、特許文献１に記載されていない。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、計測した熱間仕上げ圧延機出側温度(ＦＤＴ)と目標温度が偏差を有していたときに、熱間仕上げ圧延機の出側温度精度を犠牲にすることなく圧延設備の生産量を高めるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の側面は、冷却に先立って鋼板の圧延速度（以下、「鋼板速度」という）とスタンド間冷却の水量を算定するプリセット制御手段と、冷却制御中に計測した鋼板の熱間仕上げ圧延機出側温度の目標温度からの偏差を解消するための制御を行うフィードバック制御手段と、上記プリセット制御手段が出力した冷却水量と上記フィードバック制御手段が出力した冷却水量から最終的なスタンド間冷却指令を生成するスタンド間冷却指令生成手段と、上記プリセット制御手段が出力した鋼板速度と上記フィードバック制御手段が出力した鋼板速度から最終的な鋼板速度を算出する速度指令生成手段とを備えることを特徴とする。
ここで、上記フィードバック制御手段は、熱間仕上げ圧延機出側の鋼板温度の計測値と該目標温度の大小関係を判定し、判定結果に基づいて上記鋼板速度および上記冷却水量から変更する操作端を選択し、選択した操作端について熱間仕上げ圧延機出側温度を目標温度に近づけるための操作量の変更量を算出する。
【０００８】
さらに、第１の側面において、上記フィードバック制御手段は、熱間仕上げ圧延機出側の鋼板温度の計測値と目標値の偏差の符号を判定し、鋼板温度の計測値が目標値よりも大きいときは冷却水量を操作端に設定し、鋼板温度の計測値が目標値より小さいときは鋼板速度を操作端に設定する操作端選択手段と、設定された操作端の変更量を温度偏差の大きさに従って算出する変更量算出手段を備えることが好適である。
【０００９】
第１の側面では、上記変更量算出手段は、鋼板速度が操作端に設定されたときは、鋼板速度を大きくする処理を行い熱間仕上げ圧延機出側の鋼板温度を上昇させるようにする。それゆえ、鋼板温度の目標値と計測値の偏差を低減しつつ、生産量を増大させることができる。一方、冷却水量が操作端に設定されたときは、冷却水量を大きくする処理を行い熱間仕上げ圧延機出側の鋼板温度を低下させるようにする。それゆえ、鋼板温度の目標値と計測値の偏差を低減しつつ、生産量を維持することができる。
【００１０】
その結果、熱間仕上げ圧延機出側の鋼板温度の精度を犠牲にしない範囲で、圧延設備の生産量を最大化することができる。
【００１１】
本発明の第２の側面は、第１の側面に対し、さらに上記フィードバック制御手段が圧延速度か冷却水量のいずれを操作端として選択したかを判定し、判定結果に従ってフィードバック制御手段による次回のフィードバック制御の実施タイミングを決定するフィードバック制御起動タイミング生成手段と、熱間仕上げ圧延機の設備に関する情報と各スタンドにおける鋼板の圧延量とから、各スタンド間の冷却水量と鋼板速度のそれぞれを変化させたときに熱間仕上げ圧延機出側温度が変化するのに必要な鋼板のトラッキング長を算出し、トラッキング長テーブルに格納するトラッキング長算出手段とを備えることを特徴とする。
ここで、上記フィードバック制御起動タイミング生成手段は、上記フィードバック制御手段がフィードバック制御を実施した後に最終スタンドから払い出された熱間仕上げ圧延機出側の鋼板長と上記トラッキング長テーブルに記憶されたトラッキング長を比較し、払い出された鋼板長がトラッキング長より長いときは、上記フィードバック制御手段に起動信号を出力する。
【００１２】
さらに、第２の側面において、冷却水量を変更する場合に、どのスタンド間に対応する冷却装置の冷却水量を優先的に変更するかを示す優先順位を記憶した冷却フィードバック制御優先順位テーブル、を備えることが好適である。すなわち、冷却水量を操作端として選択した場合、上記冷却フィードバック制御優先順位テーブルに記憶された優先順位に従って冷却水量を変更する冷却装置を決定した上で、温度偏差と第１の影響係数テーブルの内容から熱間仕上げ圧延機出側温度を目標温度に近づけるための冷却水量の増加量を変更量として算出する。
【００１３】
第２の側面では、鋼板の払い出し長がトラッキング長に到達している場合のみ、フィードバック制御手段を起動することにより、熱間仕上げ圧延機の冷却フィードバック制御において、次回の補償を行うタイミングが適切化され、高応答化かつ安定なフィードバック制御を実現できる。それゆえ、高精度な熱間仕上げ圧延機出側温度が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、熱間仕上げ圧延機出側の鋼板温度の精度を維持しつつ、圧延設備の生産量を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置の構成例を示したブロック図である。
【図２】図１の標準流量パターンテーブルの構成例を示した図である。
【図３】図１の速度テーブルの構成例を示した図である。
【図４】図１の目標温度テーブルの構成例を示した図である。
【図５】図１のプリセット制御手段の処理を示したフローチャートである。
【図６】図１のフィードバック制御起動タイミング生成手段の処理を示したフローチャートである。
【図７】図１の操作端選択手段の処理を示したフローチャートである。
【図８】図１の変更量算出手段の処理を示したフローチャートである。
【図９】図１の第１の影響係数テーブルの構成例を示した図である。
【図１０】図１の第２の影響係数テーブルの構成例を示した図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る熱間仕上げ圧延機の出側温度制御装置の構成例を示したブロック図である。
【図１２】図１１のトラッキング長算出手段の処理を示したフローチャートである。
【図１３】図１１のドラフトスケジュールテーブルの構成例を示した図である。
【図１４】図１１のトラッキング長テーブルの構成例を示した図である。
【図１５】図１１のフィードバック制御起動タイミング生成手段の処理を示したフローチャートである。
【図１６】図１１の冷却フィードバック制御優先順位テーブルの構成例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照しながら説明する。説明は下記項目の順に行う。なお、各図において共通の部材には同一の符号を付している。
１．第１の実施の形態（熱間仕上げ圧延機出側温度偏差に応じて操作端を切り替える例）
２．第２の実施の形態（直近の操作端に応じてＦＢ制御の起動タイミングを決定する例）
【００１７】
＜１．第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置（スタンド間冷却制御システム）の構成例を示している。第１の実施の形態は、熱間仕上げ圧延機出側温度偏差の符号に応じて操作端の切り替えを行う例である。
【００１８】
図１に示す熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置１００は、製造指令を受けて複数のスタンド間冷却装置および複数の圧延ロールを含む制御対象２００から種々の信号を受信し、圧延ロール２１０の回転速度やギャップ、スタンドＦ１〜Ｆ５の圧延荷重等の制御信号を制御対象２００に出力するものである。まず制御対象２００の構成を説明する。
【００１９】
本実施の形態において、制御対象２００は熱間圧延設備であり、５つのスタンドＦ１〜Ｆ５を備えた熱間仕上げ圧延機（「仕上げミル」とも呼ばれる）２０１を有している。鋼板２０２はスタンドＦ１〜Ｆ５までの各スタンドの圧延ロール２１０で圧延され、板厚を減じながら、所定の速度で図１に記載した熱間仕上げ圧延機２０１を左から右に移動していく。熱間仕上げ圧延機２０１の出側には、圧延後の鋼板２０２の温度を測定する熱間仕上げ圧延機出側温度計２０３を備えている。
【００２０】
熱間仕上げ圧延機２０１は、スタンド間で鋼板２０２を冷却する装置として、スタンドＦ１−Ｆ２間、スタンドＦ２−Ｆ３間、スタンドＦ３−Ｆ４間、スタンドＦ４−Ｆ５間にそれぞれスタンド間冷却装置２０５〜２０８が備えられている。スタンド間冷却装置２０５〜２０８は、熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置１００からのスタンド間冷却指令に従った水量で鋼板２０２を冷却する。スタンド間冷却制御の目的は、熱間仕上げ圧延機出側温度計２０３で計測された温度を、目標温度に一致させることである。熱間仕上げ圧延機出側の目標温度は、通常は、鋼板長手方向各部位で一定であるが、各部位に応じて異なった値を設定することもできる。
【００２１】
[熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置の構成]
次に、熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置１００の構成を説明する。
この熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置１００は、主に２つの処理を行う。第１の処理は、上位計算機から次回圧延される鋼板の製造指令（鋼種、板厚、板幅等)を受け取り，この鋼板に対応した圧延速度とスタンド間冷却装置２０５〜２０８の冷却水量の値を計算するプリセット制御演算である。第２の処理は、圧延中に熱間仕上げ圧延機出側温度計２０３で計測した鋼板温度と目標値との乖離が減少する方向に圧延速度とスタンド間冷却装置２０５〜２０８の冷却水量の値を補正するフィードバック制御演算である。この２つの処理を実行するため、熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置１００は、プリセット制御手段１１０、フィードバック制御手段１３０、フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０、スタンド間冷却指令生成手段１４０、速度指令生成手段１５０を備えてなる。
【００２２】
プリセット制御手段１１０は、鋼板２０２がスタンド間冷却装置２０５〜２０８で冷却されるのに先立って、各スタンド間冷却装置の冷却水の流量（冷却水量）と鋼板の圧延速度（鋼板速度）を算出するものである。本実施の形態では、標準流量パターンテーブル１１２、速度テーブル１１３、目標温度テーブル１１４から情報を取り込み、板温推定モデル１１５を用いた演算を行い、各スタンド間冷却装置２０５〜２０８の冷却水量および／または鋼板速度を決定する。板温推定モデル１１５は、熱間仕上げ圧延機１００で圧延される前の鋼板温度、鋼板２０２の圧延速度、スタンド間に設けられたスタンド間冷却装置２０５〜２０８の冷却水量を含む情報と、圧延後の鋼板温度との関係を規定している。
【００２３】
なお、熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置１００はフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶手段（図示略）を備え、当該記憶手段に標準流量パターンテーブル１１２、速度テーブル１１３、目標温度テーブル１１４および板温推定モデル１１５が記憶されているものとする。
【００２４】
フィードバック制御手段１３０は、鋼板２０２が熱間仕上げ圧延機２０１で冷却されているときに、熱間仕上げ圧延機出側温度計２０３で測定された鋼板温度の実績をリアルタイム（即時）に取り込んで冷却水量と鋼板速度のいずれかもしくは両方を補正するものである。このフィードバック制御手段１３０は、操作端選択手段１３１と、変更量算出手段１３２と、第１の影響係数テーブル１３３と、第２の影響係数テーブル１３４を備えている。ここで第１の影響係数テーブル１３３には、スタンド間冷却装置の流量変化に対する熱間仕上げ圧延機出側温度の変化の割合（∂ＦＤＴ／∂Ｑ）が格納されている。また第２の影響係数テーブル１３４には、鋼板速度の変化に対する熱間仕上げ圧延機出側温度の変化の割合（∂ＦＤＴ／∂Ｖ）が格納されている。
【００２５】
操作端選択手段１３１は、熱間仕上げ圧延機出側温度計２０３で計測した鋼板２０２の温度と目標温度の大小（偏差の符号）を判定し、判定結果を元にスタンド間冷却装置２０５〜２０８の冷却水量と鋼板速度のどちらを操作端に設定して熱間仕上げ圧延機出側温度を制御するかを決定するものである。鋼板温度の計測値が目標値よりも大きいときはスタンド間冷却装置２０５〜２０８の冷却水量を操作端に設定し、目標値が計測値より大きいときは鋼板速度を操作端に設定する。また変更量算出手段１３２は、温度偏差の符号と大きさ、第１の影響係数テーブル１３３および第２の影響係数テーブル１３４を用いて、設定された操作端の操作量の変更量を算出する。
【００２６】
フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０は、鋼板２０２の圧延速度を用いた演算で鋼板位置を特定した結果からフィードバック制御手段１３０の起動タイミングを決定し、起動指令を生成するものである。
【００２７】
スタンド間冷却指令生成手段１４０は、プリセット制御手段１１０が出力したスタンド間冷却指令とフィードバック制御手段１３０が出力したスタンド間冷却指令の補正量を加算して、最終的にスタンド間冷却装置２０５〜２０８へ出力するスタンド間冷却指令を算出するものである。
【００２８】
速度指令生成手段１５０は、プリセット制御手段１１０が出力した鋼板速度指令とフィードバック制御手段１３０が出力した鋼板速度指令の補正量を加算して、最終的な鋼板速度指令を出力するものである。
【００２９】
ここで、標準流量パターンテーブル１１２、速度テーブル１１３、目標温度テーブル１１４について説明する。
図２は、標準流量パターンテーブル１１２の構成例を示すものである。
標準流量パターンテーブル１１２は、鋼板２０２の種類（鋼種）、板厚、板幅条件の下で冷却水量を決定する演算で用いる冷却水量の初期値を、各スタンド間について蓄えている。鋼板２０２の鋼種、板厚、板幅の情報は、例えば製造情報を管理する上位計算機から熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置１００に送られてくる。図２では、初期値の値は最大流量に対するパーセントで与えられる例を示している。例えば鋼種がＳＳ４００（炭素鋼）、板厚３．０〜４．０ｍｍ、板幅が１２００ｍｍのときには、スタンドＦ１−Ｆ２間の流量が最大流量に対して８０％、スタンドＦ２−Ｆ３間の流量が同７０％、スタンドＦ３−Ｆ４間の流量が同５０％、スタンドＦ４−Ｆ５間の流量が同０％であることを示している。標準流量パターンテーブル１１２の内容は、鋼板速度の初期値、鋼板先端で想定した仕上げ入側温度の下で、目標ＦＤＴを概ね満足でき、さらに各スタンドの圧延に伴う温度降下パターンが所望のパターンになるように、シミュレーションや実際の圧延実績から決めておく。
【００３０】
図３は、速度テーブル１１３の構成を示すものである。
鋼種、板厚、板幅に対して、鋼板２０２の最終スタンド（本実施の形態ではスタンドＦ５）出側速度のうち、鋼板２０２の先端がスタンドＦ５を払い出されるときの初期速度に加えて、定常速度、鋼板２０２の尾端がスタンドＦ５を抜けるときの終期速度が層別されて格納されている。プリセット制御手段１１０は該当鋼板の鋼種、板厚、板幅を判定して、速度テーブル１１３から対応する速度情報を抽出する。例えば鋼種がＳＳ４００、板厚３．０〜４．０ｍｍ、板幅が１２００ｍｍのときには、初期速度４６０ｍｐｍ（メートル毎分）、定常速度６００ｍｐｍ、終期速度６００ｍｐｍが設定されることを示している。
【００３１】
初期速度から定常速度へ至る速度変化の勾配は、プリセット制御手段１１０がスタンド間冷却流量を決める演算の中で、同一冷却水量でＦＤＴが一定になる値に決定する。また定常速度から終期速度へ至る勾配は、設備制約や許容する温度変化の範囲で決められる。スタンドＦ５出側の鋼板速度が決まると、スタンドＦ５の圧延ロール２１０の回転速度が決まり、さらにこの値から各スタンドの圧下率（入側板厚と出側板厚の比）に従って他スタンドの圧延ロール２１０の回転速度が決定される。
【００３２】
図４は、目標温度テーブル１１４の構成を示すものである。
鋼板の種類（鋼種）に対応して熱間仕上げ圧延機出側温度（ＦＤＴ）の目標値が層別された例を示している。プリセット制御手段１１０は鋼板２０２の該当する鋼種を判定して、目標温度テーブル１１４から対応する目標温度を抽出する。例えば鋼種がＳＳ４００のとき、熱間仕上げ圧延機出側の目標温度は８８０℃であることを示している。目標温度は上位計算機から製造指令に含めて受信した値を使用することもできる。
【００３３】
[熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置の動作]
次に、図５のフローチャートを参照して、プリセット制御手段１１０が実行する処理を説明する。
まず、プリセット制御手段１１０は、目標温度テーブル１１４から目標温度を、速度テーブル１１３から初期速度を取り込む（ステップＳ５−１）。またプリセット制御手段１１０は、標準流量パターンテーブル１１２から標準流量パターンを取り込む（ステップＳ５−２）。
【００３４】
そして、プリセット制御手段１１０は、取り込んだ条件の下で熱間仕上げ圧延機出側温度（ＦＤＴ）を予測する計算を行う（ステップＳ５−３）。ＦＤＴをより正確に予測するためには、鋼板２０２が熱間仕上げ圧延機２０１に進入するときの温度である熱間仕上げ圧延機入側温度（Finishing Mill Entry Temperature :FET）を初期値として、鋼板２０２からの熱輻射、対流熱伝導、圧延の塑性変形に伴う加工発熱、鋼板２０２が圧延ロール２１０に接触中に奪われる接触伝導熱、鋼板２０２と圧延ロール２１０の摩擦による摩擦発熱、スタンド間冷却装置からの冷却水スプレーによる温度降下等、種々の要因を数式で表し、各スタンドで積算していく計算が必要になる。それぞれの計算式は従来から種々検討されており、例えば「板圧延の理論と実際」（日本鉄鋼協会編、１９８４）に詳しく述べられている。一例として、冷却水を吹きつけていないときの熱輻射による熱伝達係数ｈｒの計算式を（１）式に示す。
【００３５】
（数１）
hr=σ・ε[{(273+Tsu)/100}4−{(273+Ta)/100}4]/(Tsu-Ta) ・・・・（１）
ただし  σ：ステファンボルツマン定数（＝4.88）
ε：放射率
Ta：空気温度（℃）
Tsu：鋼板２０２の表面温度
【００３６】
鋼板２０２がスタンド間を移動している間、移動に伴い（１）式に従って熱が鋼板２０２から奪われる。また冷却されている場合は、例えば「板圧延の理論と実際」に記載の関係式に従って、冷却水量に応じた熱が奪われる。各要因により奪われたり与えられたりする熱量の総和を熱伝達係数に置き換え、一定時間Δの間に鋼板から出入りする熱量を算出する。時間がΔ経過する前の鋼板２０２の温度をもとに、（２）式によりΔ時間の熱量の移動を加減算する。
【００３７】
（数２）
Tn=Tn-1−(ht＋hb)*Δ/(ρ*C*B) ・・・・（２）
ただし  Tn：現在の鋼板温度
Tn-1：Δ前の鋼板温度
ht：鋼板表面の熱伝達係数
hb：鋼板裏面の熱伝達係数
ρ：鋼板２０２の密度
C：鋼板２０２の比熱
B：鋼板２０２の厚み
【００３８】
また鋼板２０２の厚みが大きいなど厚み方向の熱伝導を考慮する必要がある場合には、よく知られる熱方程式を解くことで計算できる。熱方程式は（３）式で表され、時間方向に加えて厚み方向について計算機で差分計算する方法は、種々の文献で公開されている。
【００３９】
（数３）
∂T/∂t＝{λ/(ρ*C)}(∂2T/∂x2) ・・・・（３）
ただし  λ：熱伝導率
T：材料温度
ｘ：鋼板２０２の厚み方向の位置
【００４０】
上記（１）式〜（３）式の計算を鋼板２０２の先端部について、スタンドＦ１に噛み込んでからスタンドＦ５を抜けるまでの間、時間を進ませて計算することで、鋼板２０２先端部のＦＤＴが算出できる。
【００４１】
そして、プリセット制御手段１１０は、ＦＤＴが目標温度（Ｔｔａｒｇｅｔ）に対して一定範囲（±α）に入っているかどうかを判定する。ＦＤＴが目標温度より高い場合はスタンド間冷却水流量を増やす処理を行い、ＦＤＴが目標温度より低い場合はスタンド間冷却水流量を減らす処理を行う。上記以外の場合は、スタンド間冷却水流量を維持する（ステップＳ５−４）。流量の増減処理は、各スタンド間の冷却水量を一定割合で増減させればよいが、特定のスタンドの水量を増減させることも考えられる。
【００４２】
次に、プリセット制御手段１１０は、終了条件を判定する（ステップＳ５−５）。一般にはＦＤＴが一定範囲に入ったことを終了条件とすればよいが、ステップＳ５−３，Ｓ５−４の計算繰り返し回数を終了条件に付加することも考えられる。
【００４３】
最後に、プリセット制御手段１１０は、速度テーブル１１３で定められた定常速度まで、鋼板２０２を加速するときの加速率を決定し、鋼板２０２の速度パターンを確定する（ステップＳ５−６）。加速率Ｖｒはあらかじめ定数として定めておいてもよいが、熱間仕上げ圧延機入側における鋼板２０２の温度が、鋼板２０２の長手方向に低下することを補償する目的で、鋼板２０２の先端から鋼板２０２の長手方向の部位に対するＦＥＴの降下率ＦＥＴｒにしたがって、（４）式に基づいて算出することも考えられる。
【００４４】
（数４）
Ｖr＝(∂V/∂FDT)・(∂FDT/∂FET)・ΔFETr ・・・・（４）
【００４５】
（∂Ｖ／∂ＦＤＴ）は鋼板速度の変化に対するＦＤＴの変化量の逆数、（∂ＦＤＴ／∂ＦＥＴ）はＦＥＴの変化に対するＦＤＴの変化量である。（∂Ｖ／∂ＦＤＴ）、（∂ＦＤＴ／∂ＦＥＴ）はステップＳ５−１〜ステップＳ５−４においてＦＤＴを算出するのと同様に、鋼板速度やＦＥＴを微小に変化させてＦＤＴの変化量を計算することで得ることが出来る。また該当する鋼板速度やＦＥＴ、冷却水量に対応した値をシミュレーション等で求めておき、あらかじめテーブルに蓄えておくことも考えられる。以上の計算により、次回圧延される鋼板２０２に対する各スタンド間冷却水量が決定される。
【００４６】
次に、図６のフローチャートを参照して、フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０が実行する処理を説明する。
フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０は数百ｍｓ程度の周期で、タイマー起動される。まず、フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０が、最終スタンド（Ｆ５）の圧延ロール２１０の回転速度Ｖを取り込む（ステップＳ６−１）。次に、この値から求めた鋼板速度を積分して、鋼板２０２の移動量を算出する（ステップＳ６−２）。ここで鋼板速度は広く知られる圧延理論（圧延ロールの前側と後側で鋼板速度が異なる）に従って、以下の式により算出できる。すなわち圧延ロール２１０入側の鋼板速度Ｖｓｂは後進率φを用いて（５）式で、また圧延ロール２１０出側の鋼板速度Ｖｓｆは先進率ｆを用いて（６）式で求められる。
【００４７】
（数５）
Vsb＝(1−φ)Vr ・・・・（５）
【００４８】
（数６）
Vsf＝(1＋ｆ)Vr ・・・・（６）
【００４９】
そして、フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０は、フィードバック制御でスタンド間冷却水量を変更したタイミングで、変更対象となったスタンド間冷却装置２０５〜２０８直下の鋼板部位が、熱間仕上げ圧延機出側温度計２０３を通過したかどうかを判定する（ステップＳ６−３）。通過していない場合は処理を終了する。通過している場合は、一定時間が経過したかどうかを判定する（ステップＳ６−４）。
【００５０】
ステップＳ６−４の判定処理において、スタンド間冷却装置２０５〜２０８に水量変更指令を与えた後、対応する水量が鋼板２０２の冷却に反映されるまでの時間（通常１〜２秒程度）に相当する時間が経過していないと判定されたときは、同様に処理を終了する。一定時間が経過した場合は、フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０からフィードバック制御手段１３０に起動信号を出力する（ステップＳ６−５）。
【００５１】
最後に、フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０は鋼板移動量算出用の積分値をクリア（初期化）する（ステップＳ６−６）。以下、タイマーによりフィードバック制御起動タイミング生成手段１２０が起動されることで、周期的にステップＳ６−１〜ステップＳ６−６の処理を繰り返す。
【００５２】
次に、図７のフローチャートを参照して、フィードバック制御手段１３０に備えられた操作端選択手段１３１の処理を説明する。
操作端選択手段１３１は、圧延中に熱間仕上げ圧延機出側温度計２０３を用いて鋼板２０２から検出されたＦＤＴ（熱間仕上げ圧延機出側温度）と目標温度との間に偏差があったとき、この偏差をスタンド間冷却水量の変化により解消するか、鋼板速度の変化により解消するかを判定し、判定結果を変更量算出手段１３２に出力する処理を実行する。本実施の形態では、偏差の符号に着目して、この偏差をスタンド間冷却水量の変化により解消するか、鋼板速度の変化により解消するかを決定する例としてある。
【００５３】
まず、操作端選択手段１３１は、熱間仕上げ圧延機出側温度の目標値と計測値を取り込む（ステップＳ７−１）。次に、操作端選択手段１３１は、計測値から目標値を減じた値を温度偏差として算出し、温度偏差の絶対値があらかじめ定めたしきい値以上かどうかを判定する（ステップＳ７−２）。温度偏差の絶対値がしきい値以上のときは温度偏差の符号を判定する（ステップＳ７−４）。符号が正のとき、すなわち計測値が目標値にしきい値を加算した値より大きいとき、操作端選択手段１３１は、冷却水量を操作端に設定する（ステップＳ７−５）。符号が負のとき、すなわち計測値が目標値からしきい値を減算した値より小さいとき、操作端選択手段１３１は、鋼板速度を操作端に設定する（ステップＳ７−６）。
【００５４】
ステップＳ７−２の判定処理において温度偏差の絶対値がしきい値以上でないと判定されたときは、操作端選択手段１３１は、スタンド間冷却水量と鋼板速度のいずれも変化させない（操作量ゼロ）ので、操作端の設定をなしとする（ステップＳ７−３）。最後に、ステップＳ７−５，Ｓ７−６で設定した操作端と温度偏差を変更量算出手段１３２に出力する（ステップＳ７−７）。
【００５５】
続いて、図８のフローチャートを参照して、フィードバック制御手段１３０に備えられた変更量算出手段１３２の処理を説明する。
まず、フィードバック制御手段１３０は、操作端選択手段１３１の出力に従って操作端の選定を行う（ステップＳ８−１）。変更量算出手段１３２は、冷却水量を操作端に選定したときは、温度偏差が小さくなるよう各スタンド間冷却水量の変更量ΔＱを（７）式に従って算出する（ステップＳ８−２）。例えば、変更量ΔＱのうち、Δq1で変更量全体の５０％、Δq2で同３０％、Δq3で同２０％、Δq4は同０％などのように、スタンド間冷却装置ごとに冷却水量の変更量が適宜設定される。
【００５６】
（数７）
ΔQ＝（Δq1、Δq2、Δq3、Δq4） ・・・・（７）
ただし、Δq1：F1-F2間冷却水量の変更量
Δq2：F2-F3間冷却水量の変更量
Δq3：F3-F4間冷却水量の変更量
Δq4：F4-F5間冷却水量の変更量
【００５７】
より具体的には、第１の影響係数テーブル１３３から取り込んだ現在の状態に該当した層別の影響係数（∂ＦＤＴ／∂Ｑ）とＦＤＴの温度偏差とから、下記の演算によりスタンド間冷却水量の変更量を計算する。
【００５８】
（数８）
Δqi＝Gqi・{1/(∂FDT/∂Q)i}・ΔFDT ・・・・（８）
ただし  i：スタンド間番号
（1：F1-F2間、2：F2-F3間、3：F3-F4間、4：F4-F5間）
Δqi：フィードバック制御によるスタンド間iの冷却水量の変更量
Gqi：定数（冷却水量を操作端としたときのフィードバック制御ゲイン)
ΔFDT：温度偏差
【００５９】
冷却水量が操作端として選択されるのは、計測温度が目標温度より高い場合なので、ΔＦＤＴは正である。このとき計算の結果得られる冷却水量の変更量Δｑｉも正となり、スタンド間冷却装置２０５〜２０８における冷却水量は、常に増加する方向に操作される。
【００６０】
なお、ΔＦＤＴを解消するスタンドは、フィードバック制御の応答性および制御効果から下流スタンド（出側に近い方）を優先的に選択するのが良いが、鋼板２０２が薄く圧延されてから冷却すると鋼板２０２の形状に悪影響を与える場合もある。この点を考慮して、フィードバック制御の応答性をある程度犠牲にして、入側スタンドから優先的に選択する方法も考えられる。フィードバック制御ゲインはこのような点に配慮し、どのスタンドでどれくらい温度偏差を解消するかに従って決められる。
【００６１】
ここで、図９に第１の影響係数テーブル１３３の構成例を示す。
第１の影響係数テーブル１３３には、冷却水量を単位量変化させたときのＦＤＴの変化量に対応した数値である∂ＦＤＴ／∂Ｑ（℃）が、鋼種、圧延後（スタンドＦ５出側）の板厚、スタンド間で層別され、格納されている。図９の例では、鋼種が炭素鋼（ＳＳ４００）、板厚が２ｍｍ以下のとき、スタンドＦ１−Ｆ２間の（∂ＦＤＴ／∂Ｑ）は０．１０℃であり、冷却水を単位流量で増減すると、熱間仕上げ圧延機出側温度計２０３で計測されるＦＤＴが０．１０℃、低下または上昇することを示している。同様にスタンドＦ２−Ｆ３間では０．５８℃、スタンドＦ３−Ｆ４間では１．０６℃、スタンドＦ４−Ｆ５間では１．５２℃が設定されている。なお、層別項目として熱間仕上げ圧延機出側の鋼板速度を加えることも考えられる。この場合、第１の影響係数テーブル１３３に鋼板速度の項目が追加され、鋼板速度ごとに（∂ＦＤＴ／∂Ｑ）が設定される。
【００６２】
ところで、ステップＳ８−２の処理で算出された各スタンド間の冷却水量の変更量を現在の冷却水量に加算した結果、各スタンド間の冷却水量（冷却能力）の上限に達した場合、冷却水量の増加だけでは温度偏差を解消することができないことも想定され、温度偏差を小さくするためのさらなる処置が必要になる。そこで、変更量算出手段１３２は以下の処理を行う。
【００６３】
まず、変更量算出手段１３２は、各スタンド間で冷却水量を増加させた結果、冷却水量が上限に達したかどうかを判定する（ステップＳ８−３）。上限に達していた場合は、冷却水量が上限に達したスタンド間冷却装置の現時点の冷却水量を基点として冷却水量が上限となる変更量（Δｑｉｍａｘ）に固定する（ステップＳ８−４）。そして、第２の影響係数テーブル１３４から取り込んだ現在の状態に該当した層別の影響係数（∂ＦＤＴ／∂Ｖ）を用いて、下式により、冷却水量を上限まで増加させてもなお未解消の温度偏差（温度偏差の残量）を解消するために、低下させる鋼板速度の変更量を算出する（ステップＳ８−５）。
【００６４】
（数９）
ΔＶ＝ΣGv・{1/(∂FDT/∂Ｖ)}・{(∂FDT/∂Q)i }(Δqimax−Δqi) ・・・・（９）
ただし  Σ：各スタンド間で計算した値の総和
Δqi：フィードバック制御によるスタンド間iの冷却水量の変更量
Gv：定数（鋼板速度を操作端としたときのフィードバック制御ゲイン)
【００６５】
このように変更量算出手段１３２は、温度偏差の残量と第２の影響係数テーブル１３４の内容と（９）式に基づいて計算した鋼板速度の変更量を、速度指令生成手段１５０に出力する。そして、速度指令生成手段１５０からの各スタンドロール速度指令に基づいて、各スタンドの圧延ロール２１０の回転速度が減速する方向に制御され、鋼板速度が低下する。その結果、鋼板温度が低下し、目標温度との温度偏差を小さくすることができる。
【００６６】
次に、図１０に第２の影響係数テーブル１３４の構成例を示す。
第２の影響係数テーブル１３４には、鋼板２０２の速度を１ｍｐｍ増加または減少させたときのＦＤＴの変化量に対応した数値である∂ＦＤＴ／∂Ｖが、鋼種、熱間仕上げ圧延機出側板速、熱間仕上げ圧延機出側板厚（目標板厚）で層別されて格納されている。図１０の例では、鋼種が炭素鋼（ＳＳ４００）、Ｆ５出側板速が４００ｍｐｍ以下、板厚が２ｍｍ以下のとき、（∂ＦＤＴ／∂Ｖ）＝０．４２℃であり、鋼板速度の１ｍｐｍの変化に対して、熱間仕上げ圧延機出側温度計２０３で計測されるＦＤＴが０．４２℃変化することを示している。
【００６７】
一方、ステップＳ８−１の判定処理で操作端に鋼板速度が選定されたとき、変更量算出手段１３２は、温度偏差が小さくなるような鋼板速度の変更量ΔＶを（１０）式に従って算出する（ステップＳ８−６）。具体的には第１の影響係数テーブル１３３から取り込んだ現在の状態に該当した層別の影響係数（∂ＦＤＴ／∂Ｑ）とＦＤＴの温度偏差とから、下記の演算によりスタンド間冷却水量の変更量を計算する。
【００６８】
（数１０）
ΔＶ＝−Gv・{1/(∂FDT/∂Ｖ)}・ΔFDT ・・・・（１０）
ただし  i：スタンド間番号
（1：F1-F2間、2：F2-F3間、3：F3-F4間、4：F4-F5間）
Δqi：巻取り温度FB制御によるスタンド間iの冷却水量の変更量
Gqi：定数（冷却水量を操作端としたときのフィードバック制御ゲイン)
ΔFDT：温度偏差
【００６９】
ここで鋼板速度が操作端として選択されるのは、計測温度が目標温度より低い場合なので、ΔＦＤＴは負である。このとき計算の結果得られる鋼板速度の変更量ΔＶは正となり、鋼板速度は、常に増加する方向に操作される。
【００７０】
ところで、ステップＳ８−６の処理で算出された鋼板速度の変更量を現在の鋼板速度に加算した結果、鋼板速度（圧延ロールの回転能力）の上限に達した場合、鋼板速度の増加だけでは温度偏差を解消することができないことも想定され、温度偏差を小さくするためのさらなる処置が必要になる。そこで、変更量算出手段１３２では以下の処理を行う。
【００７１】
まず、変更量算出手段１３２は、鋼板速度を増加させた結果、鋼板速度が上限に達したかどうかを判定する（ステップＳ８−７）。鋼板速度の上限値は各スタンドの圧延ロール２１０を駆動するモータのトルクや回転数の制限、鋼板２０２の後端が圧延ロール２１０から尻抜けするときの速度制限等、種々の要因を加味して決定される。上限に達していた場合は、現時点の鋼板速度を基点として鋼板速度が上限となる変更量(ΔＶmax)に固定する（ステップＳ８−８）。
【００７２】
そして、第１の影響係数テーブル１３３から取り込んだ現在の状態に該当した層別の影響係数（∂ＦＤＴ／∂Ｑ）を用いて、下式により、鋼板速度を上限まで上昇させてもなお未解消の温度偏差（温度偏差の残量）を解消するために、低下させる各スタンド間冷却水量の変更量を算出する（ステップＳ８−９）。
【００７３】
（数１１）
Δqi＝Gqi・{1/(∂FDT/∂Q)i}・(∂FDT/∂V)・(ΔVmax-ΔV) ・・・・（１１）
【００７４】
このように変更量算出手段１３２は、温度偏差の残量と第１の影響係数テーブル１３３の内容と（１１）式に基づいて計算した各スタンド間冷却水量の変更量を、スタンド間冷却指令生成手段１４０に出力する。そして、スタンド間冷却指令生成手段１４０からのスタンド間冷却指令に基づいて、各スタンド間冷却装置２０５〜２０８の冷却水量が減少する方向に制御される。その結果、鋼板温度が上昇し、目標温度との温度偏差を小さくすることができる。
【００７５】
上述した実施の形態では、冷却水量の変化に対応するＦＤＴの変化量を第１の影響係数テーブル１３３に、また鋼板速度の変化に対応するＦＤＴの変化量を第２の影響係数テーブル１３４に蓄え、各テーブルから該当する影響係数を取り出す方式としたが、次回冷却制御される鋼板に対応した影響係数をその都度算出して、フィードバック制御に使用することもできる。例えば、以下に説明するような計算に従いプリセット制御手段１１０で各影響係数を算出し、算出した影響係数を該当する鋼板の冷却制御に先立ってフィードバック制御手段１３０に送信し、フィードバック制御手段１３０では、送信された影響係数を用いて冷却水量や鋼板速度の変更量を算出することもできる。影響係数は、例えば鋼板速度の変化に対応するＦＤＴの変化量（∂ＦＤＴ／∂Ｖ）の場合、下式により算出できる。
【００７６】
（数１２）
∂FDT /∂V＝{(FDT)1−(FDT)2}/(V1−V2) ・・・・（１２）
ただし  V1、V2：次回冷却制御される鋼板２０２の圧延速度近傍の速度
（V1≠V2）
(FDT)1：鋼板２０２が速度Ｖ1で圧延されたとき得られるＦＤＴ
(FDT)2：鋼板２０２が速度Ｖ2で圧延されたとき得られるＦＤＴ
【００７７】
また各スタンド間の冷却水量の変化に対応するＦＤＴの変化量に対する影響係数（∂ＦＤＴ／∂Ｑ）ｉも、各スタンド間について（１３）式に従って算出できる。
【００７８】
（数１３）
(∂FDT /∂Q)i＝{(FDT)1−(FDT)2}/{(qi)1−(qi)2} ・・・・（１３）
ただし  (qi)1、(qi)2：次回冷却制御される鋼板２０２の冷却水量近傍の水量
（(qi)1≠(qi)2）
(FDT)1：鋼板２０２が(qi)1で冷却されたとき得られるＦＤＴ
(FDT)2：鋼板２０２が(qi)2で冷却されたとき得られるＦＤＴ
（スタンドi以外のスタンド間冷却水量はプリセット制御手段110が算出
した値）
i：スタンド番号
【００７９】
［第１の実施の形態による効果］
以上説明したように、第１の実施の形態で表される本発明によれば、熱間仕上げ圧延機の出側温度制御において、熱間仕上げ圧延機出側温度偏差の符号に応じて操作端の切り替えを行う。それにより、鋼板の生産量を高めることに配慮しつつ、高精度な熱間仕上げ圧延機出側温度が得られる。したがって、鋼板の品質が向上する。
【００８０】
なお本実施の形態では、プリセット制御手段１１０とフィードバック制御手段１３０が同一の制御装置である熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置１００の中で実行するように構成したがこの例に限られない。例えば、熱間仕上げ圧延機の制御システムでよく見られる形態として、プリセット制御をプロセスコンピュータ、フィードバック制御をプラントコントローラで別々に実行する構成としてもよい。
【００８１】
また本実施の形態では、鋼板２０２の圧延中に操作量を補正する手段としてフィードバック制御手段１３０を備えるようにしたが、この他に熱間仕上げ圧延機入側に温度計を設置し、鋼板２０２の熱間仕上げ圧延機入側温度を検出してそのバラツキをさらに精度良く補償する手段を設ける構成も考えられる。
【００８２】
＜２．第２の実施の形態＞
第２の実施の形態は、前回の熱間仕上げ圧延機出側温度フィードバック制御の操作端が鋼板速度かスタンド間冷却水量かを判定し、判定結果に基づいて次回フィードバック制御の起動タイミングを決定するようにした例である。以下、第２の実施の形態の特徴または第１の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
【００８３】
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置の構成例を示している。図１１に示した熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置１００Ａは、熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置１００（図１参照）と比較して、更に、ドラフトスケジュールテーブル１２１、トラッキング長算出手段１２２、トラッキング長テーブル１２３、フィードバック制御手段１３０内の冷却フィードバック（ＦＢ）制御優先順位テーブル１３５を備える点が異なる。各テーブルは、図示しないフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶手段に記憶されている。
【００８４】
トラッキング長算出手段１２２は、熱間仕上げ圧延機の設備に関する情報と各スタンドにおける鋼板の圧延量とから、各スタンド間の冷却水量と鋼板速度のそれぞれを変化させたときに熱間仕上げ圧延機出側温度が変化するのに必要な鋼板２０２の移動距離（トラッキング長）を、熱間仕上げ圧延機出側の鋼板長換算で算出するものである。算出されたトラッキング長はトラッキング長テーブル１２３に記憶される。このトラッキング長を用いて、熱間仕上げ圧延機出側温度制御の操作端であるスタンド間冷却装置２０５〜２０８と鋼板速度のそれぞれに対して、操作量を変更後、最終スタンド（スタンドＦ５）出側から払い出された鋼板２０２の長さと比較する。
【００８５】
フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０は、フィードバック制御手段１３０で選択した操作端が圧延速度か冷却水量かを判定し、判定結果に従って次回のフィードバック制御の実施タイミングを決定する。より具体的には、フィードバック制御を実施した後に払い出された熱間仕上げ圧延機出側の鋼板長とトラッキング長テーブル１２３に記憶された情報とを比較した結果を基に、次回のフィードバック制御を実施するための起動信号を生成・出力する。
【００８６】
次に、図１２のフローチャートを参照して、トラッキング長算出手段１２２が実行する処理を説明する。
まず、トラッキング長算出手段１２２は、図１３に示すドラフトスケジュールテーブル１２１から、スタンドＦ１へ進入する鋼板２０２の厚みであるバー厚と各スタンドの圧下率の情報を取り込む（ステップＳ１２−１）。
【００８７】
ドラフトスケジュールテーブル１２１には、鋼板２０２の鋼種、板厚、板幅に対応して、スタンドＦ１へ進入する際の鋼板２０２のバー厚およびスタンドＦ１〜Ｆ５の各々の出側板厚（圧下率）の情報が蓄えられている。図１３で一例として鋼種がＳＳ４００、板厚が２．０〜３．０ｍｍ、板幅が９００ｍｍのとき、スタンドＦ１〜Ｆ５でそれぞれ５０％、４７％、４２％、３９％、２８％の比率で鋼板２０２の板厚を薄くしていくことを示している。
【００８８】
続いて、トラッキング長算出手段１２２は、各スタンドの出側板厚を算出する（ステップＳ１２−２）。各スタンドの出側板厚は、（１４）式を用いて算出できる。
【００８９】
（数１４）
出側板厚＝入側板厚×（１−圧下率）×（目標板厚／入側板厚）
／｛下流スタンドの（１−圧下率）の積｝
ただし、下流スタンドには対象スタンド自身を含む
【００９０】
鋼種がＳＳ４００、板厚が２．０〜３．０ｍｍ、板幅が９００ｍｍで目標板厚（本実施の形態ではＦ５出側板厚）が２．０ｍｍのときを例にすると、各スタンドの出側板厚Ｔｈ１〜Ｔｈ５はドラフトスケジュールテーブル１２１を参照して、上流スタンドから順に以下のように求められる。
Th1＝26×(1-0.5)×(2.0/26)/{(1-0.5)×(1-0.47)×(1-0.42)×(1-0.39)×(1-0.28)}
＝14.81mm
Th2＝14.81×(1-0.47)×(2.0/14.81)/{(1-0.47)×(1-0.42)×(1-0.39)×(1-0.28)}
＝7.85mm
Th3＝7.85×(1-0.42)×(2.0/7.85)/{(1-0.42)×(1-0.39)×(1-0.28)}
＝5.08m
Th4＝5.08×(1-0.39)×(2.0/5.08)/{ (1-0.39)×(1-0.28)}
＝2.77m
Th5＝2.77×(1-0.28)×(2.0/2.77)/(1-0.28)
＝2.0m
【００９１】
これら各スタンドの出側板厚から、スタンド間冷却装置２０５〜２０８のそれぞれを操作したときのトラッキング長を算出する（ステップＳ１２−３）。トラッキング長は、（１５）式を用いて計算できる。なお、各スタンド間冷却装置は該当スタンドの中央にあるとし、また最終スタンドはスタンドＦ５とする。
【００９２】
（数１５）
トラッキング長＝(該当スタンド間距離×スタンド間の鋼板厚み／目標板厚)／２
＋下流スタンド間について
(スタンド間距離×スタンド間の鋼板厚み／目標板厚)の総和
＋最終スタンドから熱間仕上げ圧延機出側温度計２０３までの距離
【００９３】
したがって上記の圧下率の例について、スタンド間距離が５ｍ、スタンドＦ５から熱間仕上げ圧延機出側温度計２０３までの距離が６ｍの場合を例にすると、第ｉスタンドと第（ｉ＋１）スタンドとの間のスタンド間冷却装置の冷却水量が変化したことに対応したトラッキング長Ｌｉのそれぞれは、以下のように求められる。
L1＝(5×14.81／2.0)／2＋5×(7.85＋5.08＋2.77)／2.0＋6
＝63.76m
L2＝(5×7.85／2.0)／2＋5×(5.08＋2.77)／2.0＋6
＝35.43m
L3＝(5×5.08／2.0)／2＋5×2.77／2.0＋6
＝19.28m
L4＝(5×2.77／2.0)／2＋6
＝9.46m
【００９４】
そして、すべてのスタンド間についてトラッキング長の計算が終了したかを判定する（ステップＳ１２−４）。終了していない場合はステップＳ１２−３の処理を繰り返す。終了していた場合は、スタンド間冷却装置２０５〜２０８に対応したトラッキング長の計算は終わりなので、次に操作端が鋼板速度のときのトラッキング長を算出する（ステップＳ１２−５）。
【００９５】
鋼板速度の変更は、厳密には鋼板２０２の尾端のＦＤＴにまで影響を及ぼす。しかし、ここでは熱間仕上げ圧延機２０１の入側位置より上流の鋼板への影響は熱間仕上げ圧延機入側位置の鋼板への影響とおおむね等価とし、熱間仕上げ圧延機２０１の入側位置に対応したトラッキング長Ｌ０を鋼板速度変更に対応するトラッキング長とする例を示す。この場合トラッキング長は、（１６）式で表される。
【００９６】
（数１６）
トラッキング長＝(該当スタンド間距離×スタンド間の鋼板厚み／目標板厚)
＋下流スタンド間について
(スタンド間距離×スタンド間の鋼板厚み／目標板厚)の総和
＋最終スタンドから熱間仕上げ圧延機出側温度計２０３までの距離
【００９７】
よって、トラッキング長Ｌ０は以下のように求められる。
L0＝5×(14.81／2.0)＋5×(7.85＋5.08＋2.77)／2.0＋6
＝82.28m
【００９８】
図１４に、トラッキング長テーブル１２３の構成例を示す。トラッキング長テーブル１２３には、トラッキング長算出手段１２２が出力した値が、操作端および操作量と対応づけて格納されている。
【００９９】
このように、トラッキング長算出手段１２２は、各スタンド間の板厚とスタンド間距離、さらに最終スタンドと熱間仕上げ圧延機出側温度計２０３の距離から、スタンド間冷却水量変更の影響による鋼板温度変化を熱間仕上げ圧延機出側温度計２０３が検出するのに必要な鋼板長さ（トラッキング長）の値を、熱間仕上げ圧延機出側板厚換算で算出し、トラッキング長テーブル１２３に格納する。加えて、速度変更の影響による鋼板温度変化を熱間仕上げ圧延機出側温度計２０３が検出するのに必要な鋼板長さ（トラッキング長）の値を、熱間仕上げ圧延機出側板厚換算で算出し、トラッキング長テーブルに格納する。
【０１００】
次に、図１５のフローチャートを参照して、フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０が実行する処理を説明する。
フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０は、数百ｍｓ程度の周期で、タイマー起動される。まずフィードバック制御手段１３０の変更量算出手段１３２が操作端への出力を変更したタイミングで出力の値を取り込み、操作端が鋼板速度か冷却水量かを判定する（ステップＳ１５−１）。
【０１０１】
操作端が冷却水量のみであると判定した場合には、フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０は、操作されたスタンド間冷却装置のうち最も上流のスタンド間冷却装置を特定する（ステップＳ１５−２）。
【０１０２】
次に、フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０は、特定されたスタンド間冷却装置に対応するスタンド間（操作部位）に対応したトラッキング長を、トラッキング長テーブル１２３から取り込む（ステップＳ１５−３）。すなわち操作量を変更した最も上流のスタンド間に対応するスタンドを起点としたトラッキング長の総和を取り出す。
【０１０３】
一方、上記ステップＳ１５−１の判定処理において操作端に少なくとも鋼板速度が含まれると判定した場合は、フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０は、鋼板速度に対応したトラッキング長Ｌ０をトラッキング長テーブル１２３から取り込む（ステップＳ１５−４）。すなわち、熱間仕上げ圧延機の入側スタンドを起点としたトラッキング長の総和を取り出す。
【０１０４】
ステップＳ１５−３またはステップＳ１５−４の処理が修了後、フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０は、最終スタンド（Ｆ５）の圧延ロール２１０の回転速度Ｖを取り込む（ステップＳ１５−５）。
【０１０５】
そして、この値から求めた鋼板速度を積分して、鋼板２０２の最終スタンド（Ｆ５）からの払い出し長を算出する（ステップＳ１５−６）。上述の（６）式を用いて、圧延ロール２１０の回転速度から圧延ロール出側の鋼板速度Ｖｓｆを求めることができる。
【０１０６】
ここで、フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０は、鋼板２０２の払い出し長と、トラッキング長テーブル１２３から抽出した熱間仕上げ圧延機出側温度が変化するのに必要な鋼板２０２のトラッキング長との長短関係を比較する（ステップＳ１５−７）。払い出し長がトラッキング長に到達していないとき、操作量変更の影響が熱間仕上げ圧延機出側温度計２０３での計測値に反映されていないことを意味する。したがってフィードバック制御手段１３０を起動するタイミングではないので、処理を終了する。
【０１０７】
一方、払い出し長がトラッキング長に到達しているときは、フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０は、起動信号を生成し、フィードバック制御手段１３０に当該起動信号を出力する。そして起動信号を出力後、払い出し長算出用の鋼板速度の積分値をクリアする（ステップ１５−９）。
【０１０８】
以下、フィードバック制御起動タイミング生成手段１２０は、タイマーが起動されることで、周期的にステップＳ１５−１〜Ｓ１５−９の処理を繰り返す。
【０１０９】
なお、本実施の形態では払い出し長のみに着目してフィードバック制御手段１３０の起動信号を生成したが、この例に限られない。例えば、スタンド間冷却装置２０５〜２５８に冷却水量の変更指令を与えた後、対応する冷却水量が鋼板２０２の冷却に反映されるまでの時間（一般に２〜５秒）に相当する時間を加算して、フィードバック制御手段１３０への起動信号を生成することもできる。このようにすることで、操作後の鋼板２０２の状態をより反映した上でフィードバック制御手段１３０への起動信号を出力することができる。
【０１１０】
［冷却フィードバック制御の優先順位］
ところで、第１の実施の形態において、冷却水量を操作端に選定した場合、変更量算出手段１３２は、温度偏差が小さくなるよう各スタンド間冷却水量の変更量ΔＱを（７）式に従って算出し（図８のステップＳ８−２参照）、スタンド間冷却装置ごとに冷却水量の変更量を適宜設定することを説明した。このとき、スタンド間に予め優先順位をつけておき、スタンド間冷却装置ごとに冷却水量の変更量を設定するにあたり、スタンド間の優先順位に基づいて冷却水量の変更量を設定するようにしてもよい。以下、スタンド間の優先順位に基づく冷却水量の変更量の設定処理について説明する。
【０１１１】
図１６は、冷却フィードバック制御優先順位テーブル１３５の構成例を示している。冷却フィードバック制御優先順位テーブル１３５は、冷却制御中に計測した鋼板の熱間仕上げ圧延機出側温度と目標温度との偏差の解消をスタンド間冷却装置の冷却水量を変化させて行う場合に、どのスタンド間のスタンド間冷却装置の冷却水量を優先的に操作するかの情報を蓄えている。図１６に示した例では、冷却フィードバック制御の優先順位が、鋼種、圧延後（スタンドＦ５出側）の板厚、スタンド間で層別され、格納されている。
【０１１２】
まず、変更量算出手段１３２は、図１２に示した冷却フィードバック制御優先順位テーブル１３５から圧延中の鋼板２０２に該当するスタンド間の優先順位を取り込む。そして優先順位の最も高いスタンド間に対応するスタンド間冷却装置から順に操作量を変更し、当該スタンド間冷却装置が飽和すると、優先順位が次位のスタンド間冷却装置の操作量を変更する。冷却フィードバック制御優先順位テーブル１３５では鋼板の種類、目標板厚で層別されており、それぞれ異なった順位を付与できる。
【０１１３】
例えばフィードバック制御の応答性および制御効果から下流（熱間仕上げ圧延機出側）のスタンド間を優先的に選択することが考えられるが、鋼板２０２が薄いとき圧延してから冷却すると鋼板２０２の形状に悪影響（曲げ、反り等）を与える場合もある。この点を考慮して、フィードバック制御の応答性をある程度犠牲にして、上流（熱間仕上げ圧延機入側）のスタンド間から優先的に選択する方法も考えられる。操作量の変更量は、第１の影響係数テーブル１３３から取り込んだ現在の状態に該当した層別の影響係数（∂ＦＤＴ／∂Ｑ）とＦＤＴの温度偏差ΔＦＤＴとから、（８）式の演算によりスタンド間冷却水量の変更量を計算する。
【０１１４】
図１２の例では、鋼種がＳＳ４００、スタンドＦ５出側板厚が１．６ｍｍ以下のとき、スタンドＦ１−Ｆ２間の優先順位が１番、その他のスタンドＦ２−Ｆ３，Ｆ３−Ｆ４，Ｆ４−Ｆ５間の優先順位が１０番としてある。これは、スタンドＦ１−Ｆ２間を操作し、その他のスタンド間の操作量は実質的に固定であることを意味する。この場合、フィードバック制御の応答性および制御効果は弱いが、鋼板２０２に対する悪影響は極めて少ない。
【０１１５】
また、鋼種がＳＳ４００、スタンドＦ５出側板厚が１．６〜２．６ｍｍのとき、スタンドＦ１−Ｆ２間の優先順位が２番、スタンドＦ２−Ｆ３間の優先順位が１番、その他のスタンドＦ３−Ｆ４，Ｆ４−Ｆ５間の優先順位が１０番としてある。これは、スタンドＦ２−Ｆ３間の操作を優先して行い、制御効果が現れない（上限値で飽和した）ときはスタンドＦ１−Ｆ２間の操作を行い、その他のスタンド間の操作量は実質的に固定であることを意味する。この場合、２つのスタンド間に対して操作可能としてあり、かつ下流側のスタンド間の優先順位が高いので、上記例と比較してフィードバック制御の応答性および制御効果が高まり、鋼板２０２に与える悪影響も比較的少ない。
【０１１６】
さらに、鋼種がＳＳ４００、スタンドＦ５出側板厚が２．６〜４ｍｍのとき、スタンドＦ１−Ｆ２間の優先順位が３番、スタンドＦ２−Ｆ３間の優先順位が２番、スタンドＦ３−Ｆ４間の優先順位が１番、スタンドＦ４−Ｆ５間の優先順位が１０番としてある。これは、スタンドＦ３−Ｆ４間，Ｆ２−Ｆ３間，Ｆ２−Ｆ１間の順で操作を行い、スタンドＦ４−Ｆ５間の操作量は実質的に固定であることを意味する。この場合、３つのスタンド間に対して操作可能としてあり、かつ下流側のスタンド間の優先順位が高いので、さらにフィードバック制御の応答性および制御効果の向上を図れる。
【０１１７】
［第２の実施の形態による効果］
以上説明したように、第２の実施の形態で表される本発明によれば、冷却水量を操作した場合と圧延速度を変更した場合のそれぞれについて、熱間仕上げ圧延機出側温度が変化するのに必要な鋼板の移動距離（トラッキング長）を、熱間仕上げ圧延機出側の鋼板長換算で算出する。そして、鋼板の払い出し長と比較対象のトラッキング長の長短とを比較し、払い出し長がトラッキング長に到達している場合のみ、フィードバック制御手段を起動する。このような構成を採用することにより、熱間仕上げ圧延機の冷却フィードバック制御において、次回の補償を行うタイミングが適切化され、高応答化かつ安定なフィードバック制御を実現できる。それゆえ、高精度な熱間仕上げ圧延機出側温度が得られる。したがって、鋼板の品質が向上する。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明は、熱間仕上げ圧延機のスタンド間冷却制御に、広く適用することができる。
【０１１９】
なお、以上に述べた実施の形態は、本発明を実施するための好適な形態の具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されている。ただし、本発明は、以上の実施の形態の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限られるものではない。例えば、以上の説明で挙げた使用材料とその使用量、処理時間、処理順序および各パラメータの数値的条件等は好適例に過ぎず、また、説明に用いた各図における寸法、形状および配置関係等も実施の形態の一例を示す概略的なものである。したがって、本発明は、上述した実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【０１２０】
例えば、熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置で行われる一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。また、これらの処理を実行する機能はハードウェアとソフトウェアの組み合わせによっても実現できることは言うまでもない。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のコンピュータなどに、プログラム記録媒体（図示略）からインストールされる。
【０１２１】
また、本明細書において、プログラム記録媒体等に格納されるプログラムを記述する処理ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）をも含むものである。
【０１２２】
また、プログラムは、一つのコンピュータにより処理されるものであってもよいし、複数のコンピュータによって分散処理されるものであってもよい。さらに、プログラムは、遠方のコンピュータに転送されて実行されるものであってもよい。
【符号の説明】
【０１２３】
１００，１００Ａ…熱間仕上げ圧延機出側温度制御装置
１１０…プリセット制御手段
１１５…板温推定モデル
１２０…フィードバック制御起動タイミング生成手段
１２１…ドラフトスケジュールテーブル
１２２…トラッキング長算出手段
１２３…フィードバック制御起動タイミング生成手段
１３０…フィードバック制御手段
１３１…操作端選択手段
１３２…変更量算出手段
１３３…第１の影響係数テーブル
１３４…第２の影響係数テーブル
１３５…冷却フィードバック制御優先順位テーブル
１４０…スタンド間冷却指令生成手段
１５０…速度指令生成手段
２００…制御対象
２０１…熱間仕上げ圧延機
２０２…鋼板
２０３…熱間仕上げ圧延機出側温度計
２０５〜２０８…スタンド間冷却装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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