(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯を圧延する熱間圧延ミルと、該熱間圧延ミルの出側に配置されたピンチロールと、前記熱間圧延ミルと前記ピンチロールの間に配置された直後急冷装置と、前記ピンチロールの入側に配置されたルーパと、前記ピンチロールの出側に配置され、処理された鋼帯を巻き取ってコイル状にするダウンコイラを備えた制御対象で熱延鋼帯を製造する際、前記鋼帯の移動速度に所定のリード速度を加算した値を速度指令として前記ピンチロールを速度制御する第１の工程と、
前記ピンチロール入側の鋼帯張力が所望の値になるように前記ピンチロールを駆動するモータを電流制御する第２の工程と、
前記ルーパに備えられた張力検出器で計測した前記鋼帯の張力が所望の値になるように前記ピンチロールを張力制御する第３の工程と、
前記ピンチロールを駆動するモータへの電流指令に対応した値を速度補正量として算出し、前記鋼帯の移動速度と速度補正量から算出した値を速度指令として前記ピンチロールを速度制御する第４の工程と、
前記鋼帯の移動速度を速度指令として前記ピンチロールを速度制御する第５の工程とを有し、
前記ピンチロールが前記鋼帯を噛み込む前に前記第１の工程を開始し、
前記ピンチロールが前記鋼帯を噛み込んだ後に前記第２の工程に処理を移し、
前記ルーパに備えられた張力検出器で鋼帯の張力を検出可能になった後に前記第３の工程に処理を移し、
前記鋼帯の先端が前記ダウンコイラに巻きついた後に前記第４の工程に処理を移し、
前記鋼帯の尾端が前記熱間圧延ミルを抜ける前に前記第５の工程に処理を移し、
前記鋼帯の尾端が前記ピンチロールを抜けると前記第５の工程を終了し、
次々と製造される鋼帯のそれぞれに対して、前記第１の工程から第５の工程を施すことを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の熱延鋼帯の製造方法において、
前記第３の工程は、前記ルーパに備えられた張力検出器で計測した前記鋼帯の張力と所望の値との張力偏差にしたがってピンチロールの速度指令を算出し、
該速度指令と前記ピンチロールの実績速度の偏差にしたがって算出した前記ピンチロールを駆動するモータ電流指令を第１の電流指令とし、
該張力偏差にしたがって算出した前記ピンチロールを駆動するモータ電流指令を第２の電流指令とし、
第１の電流指令と第２の電流指令を加算した値を電流指令として該ピンチロールを駆動するモータを電流制御すること
を特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の熱延鋼帯の製造方法において、
前記第３の工程に処理が移った後、前記直後急冷装置による鋼帯の冷却を開始することを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱延鋼帯の製造方法に係り、とりわけ仕上げミル出側にピンチロールを備え、ミルとピンチロールの間に備えた急冷装置で鋼帯を冷却する構成の熱間圧延設備において、鋼帯に発生する張力変動を抑制することで圧延の安定化を実現するとともに、良好な品質の鋼帯を得るために好適な熱延鋼帯の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
類似の設備を対象として張力変動を抑制する従来技術として、以下のものが知られている。第１の従来技術である特許文献１には、冷却の安定化を図るために仕上げミル出側のピンチロールと仕上げミルとの間で速やかに張力を張り、板の平坦度を高めた上で冷却する方法が示されている。
【０００３】
第２の従来技術である特許文献２には、ピンチロールを駆動するモータの電流から鋼帯の張力を推定し、推定張力と目標張力の偏差に基づいてピンチロールの速度制御を行う方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４６４１４号公報
【特許文献２】特開２００３−１３６１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながらこれら従来技術には以下の問題があった。特許文献１の手法では、冷却の前後や冷却中に発生する鋼板の張力変動を抑制する手法についての開示がなく、張力変動で通板が不安定になり、あるいは鋼板品質が低下するという問題があった。
【０００６】
また特許文献２の手法では、張力制御の精度が、ピンチロールのモータ電流から推定した張力の精度に依存する問題があった。一般に仕上げミル出側の鋼板では板厚が薄く、ピンチロールに作用する力として大きな値ではない。この力に対応したモータ電流の変動から張力変動を推定するため、張力の値を適切に推定できない場合があり、張力制御を適切に行えない恐れがあった。
【０００７】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、仕上げミル出側にピンチロールを備えた熱間圧延設備において、仕上げミルとピンチロールの間の張力を適切に制御することで圧延を安定化し、良好な品質の鋼帯を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために本願では、仕上げミルと仕上げミル出側のピンチロールの間に張力検出用のルーパを備えるとともに、ピンチロールのモータ制御として、従来の待機中の速度制御手法とＡＳＲ（Automatic Speed Regulator）と呼ばれる速度制御手法を切り替える方法に加えて、ピンチロールのモータ電流を一定にする電流制御手法と、検出した張力と目標張力の偏差を最小化する速度制御手法と、鋼帯の張力への作用を最小化する速度制御手法を備え、鋼帯の通板状態を検出した上で、各制御手法を鋼帯の張力変動抑制に最適となるように切り替えて、ピンチロールのモータ制御を行う構成とした。
【発明の効果】
【０００９】
熱間圧延ミル出側のピンチロールは、待機中の速度指令で速度制御されている状態から、鋼帯の先端がピンチロールに噛み込んだタイミングで、ピンチロール入側の鋼帯張力を所望となるようにモータ電流を制御する手法に切り替え、ルーパで張力検出が可能となったタイミングで検出した張力と目標張力の偏差を最小化する張力制御に切り替え、鋼帯の先端がダウンコイラに巻き取られたタイミングでピンチロールの鋼帯張力への作用が最小となる速度制御手法に切り替え、鋼帯の尾端が熱間圧延ミルを抜ける直前で鋼帯の移動速度を指令とした速度制御手法に切り替える。
【００１０】
この結果、熱間圧延ミルとピンチロールとの間で、鋼帯の張力変動を最小化でき、圧延の安定化と鋼帯品質の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】熱間圧延制御装置１００とその制御対象１５０の構成を示す図。
【図２】セットアップ手段１１０の処理を示す図。
【図３】セットアップテーブル１１１の構成を示す図。
【図４】ワークロールモータ制御手段１１３の構成を示す図。
【図５】第１ピンチロールモータ制御手段１１４の構成を示す図。
【図６】制御方式切り替え手段５６０の処理を示す図。
【図７】ルーパ高さ制御手段１１５の構成を示す図。
【図８】ルーパ位置指令切替手段７１０の処理を示す図。
【図９】第２ピンチロールモータ制御手段１１６の構成を示す図。
【図１０】制御方式切り替え手段９４０の処理を示す図。
【図１１】ダウンコイラモータ制御手段１１７の構成を示す図。
【図１２】制御方式切り替え手段１１４０の処理を示す図。
【図１３】直後急冷装置制御手段１２１の処理を示す図。
【図１４】冷却装置制御手段１２２の処理を示す図。
【図１５】第１ピンチロールモータ制御手段１１４の処理を示す図。
【図１６】鋼帯１７０の張力シミュレーションの例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図に従って詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１に本発明で実現された熱間圧延制御装置１００とその制御対象１５０の構成を示す。熱間圧延制御装置１００は制御対象１５０から種々の信号を受信し、制御信号を制御対象１５０に出力する。
【００１４】
まず制御対象１５０の構成を説明する。本実施例での制御対象１５０は、熱間圧延ミル１５１とその下流に備えられた直後急冷装置１５３、堰止めロール１５４、第１ピンチロール１５５、冷却装置１５８、第２ピンチロール１５９、ダウンコイラ１６０を含んで構成される。
【００１５】
図１で熱間圧延ミル１５１は、単独圧延設備となっているが、通常は、このような圧延ミルを複数配置したタンデム圧延機の構成となっている。この場合、熱間圧延ミル１５１はタンデム圧延設備の最終段の圧延ミルとなる。また熱間圧延ミル１５１は、鋼帯１７０を直接圧延するワークロール１５２とこれを駆動するモータ１８０を含んで構成されている。
【００１６】
図１で鋼板は図示の左から右に移動する。熱間圧延ミル１５１で最終圧延された１ｍｍ〜１０ｍｍ程度の厚みの鋼帯１７０は、直後急冷装置１５３で急速冷却される。
【００１７】
堰止めロール１５４はモータ１８１で駆動され、直後急冷装置１５３の冷却水が下流に流れるのを防止する働きをする。
【００１８】
第１ピンチロール１５５はモータ１８２により駆動され、熱間圧延ミル１５１との間の鋼帯に張力１７０を張るとともに、張力の値が目標値と一致するように制御する。
【００１９】
ルーパ１５６は、鋼帯１７０を支持することで熱間圧延ミル１５１と第１ピンチロール１５５の間の張力変動を吸収するとともに、張力を検出する張力検出器１５７を備えている。ルーパ１５６の駆動方法はかつて電動方式であったが、近年は油圧方式が主流となっている。
【００２０】
冷却装置１５８は鋼帯１７０がダウンコイラ１６０に巻き取られるときの温度が目標値になるように冷却するための設備で、通常の熱延設備に備えられている。
【００２１】
第２ピンチロール１５９は、ダウンコイラ１６０の入側に近接して備えられ、ダウンコイラ１６０における鋼帯１７０の巻き付き性や巻取り性を高める働きをする。第２ピンチロール１５９はモータ１８３で駆動される。
【００２２】
ダウンコイラ１６０はモータ１８４で駆動され、鋼帯１７０を巻き取ってコイルにする。
【００２３】
なお、実際には制御対象１５０は、これ以外の多くの機器で構成されるが、本実施例では本発明を構成する機器に限定して説明する。
【００２４】
次に熱間圧延制御装置１００の構成を説明する。熱間圧延制御装置１００は、制御対象１５０から各機器の状態や鋼帯１７０の先尾端位置等を取り込む入力手段１０１、制御対象１５０を動作させるために各機器に対する制御指令を算出する制御手段１０３、制御手段１０３の出力を制御対象１５０に実際に出力する出力手段１０２から構成される。
【００２５】
なお制御手段１０３は、圧延される鋼帯１７０のそれぞれについて、上位計算機５０から、鋼種、目標板厚、目標板幅等の圧延に必要な情報を受信する。さらに入力手段１０１から制御対象１５０の状態情報を取り込む。そのうえで、これらの情報から、制御対象１５０を動作させるために必要な各機器に対する制御指令を算出する。
【００２６】
さらに制御手段１０３は、鋼種、目標板厚、目標板幅等からセットアップテーブル１１１の内容を参照して制御対象１５０の各機器の制御指令を算出するセットアップ手段１１０、セットアップ手段１１０から受信した速度指令にしたがってワークロール１５２の回転速度を制御するワークロールモータ制御手段１１３、第１ピンチロールの１５５の回転速度やモータ電流を制御する第１ピンチロールモータ制御手段１１４、第２ピンチロールの１５９の回転速度やモータ電流を制御する第２ピンチロールモータ制御手段１１６、ダウンコイラ１６０の回転速度やモータ電流を制御するダウンコイラモータ制御手段１１７、直後急冷装置１５３の冷却バルブの開閉や冷却水の流量を制御する直後急冷装置制御手段１２１、冷却装置１５８の冷却バルブの開閉を制御する冷却装置制御手段１２２を備えている。
【００２７】
熱間圧延制御装置１００は、実際にはこの他の多くの制御手段を含んで構成されるが、本実施例では、本発明を構成する制御手段に限定して説明する。
【００２８】
以下、各部の動作を詳細に説明する。図２にセットアップ手段１０１が実行する処理を示す。セットアップ手段１０１は、上位計算機５０から、圧延される鋼帯の鋼種、目標板厚、目標板幅等の圧延に必要な情報を受信した後、この鋼帯の圧延に先だって、この鋼帯に対する制御指令を算出する。
【００２９】
図２に示すセットアップ手段１１０の処理では、最初に処理ステップＳ１１でセットアップテーブル１１１からテーブルデータを取り込む。セットアップテーブル１１１は、図３のように構成されている。
【００３０】
図３に示すセットアップテーブル１１１には、鋼帯１７０の鋼種、目標板厚、目標板幅が対応付けて記憶されている。さらに目標板幅に対して、鋼帯１７０の移動速度（鋼帯速度：熱間圧延ミル１５１を払い出された後、ダウンコイラ１６０までの間を進む速度）、ルーパ１５６の高さ、熱間圧延ミル１５１と第１ピンチロール１５５の間の鋼帯１７０の張力の目標値である張力指令１、第１ピンチロール１５５とダウンコイラ１６０の間の鋼帯１７０の張力の目標値である張力指令２が格納されている。
【００３１】
このテーブルは、例えば鋼種がＳＳ４００の鋼帯１７０について、目標板厚を２．０〜３，０（ｍｍ）、目標板幅を１０００〜１４００（ｍｍ）に圧延しようとする場合には、鋼帯速度を６５０（ｍｐｍ）、ルーパ１５６の高さを１５（ｄｅｇ）、張力指令１を１．５（ｋｇ／ｍｍ２）、張力指令２を１．５（ｋｇ／ｍｍ２）に制御すべきことを意味している。なお第１ピンチロールの入側と出側で張力の値を同じにする目的で、張力指令１と張力指令２は、通常は同一の値とする。
【００３２】
一般にセットアップ手段１１０は、熱間圧延ミルのワークロール１５２の圧下位置、圧延荷重、回転速度に加え、冷却装置の開放ノズルを特定する情報、ピンチロールの待機位置や押付け力、図１では省略したがサイドガイド等の付帯設備の動き方等、多くの制御指令を決定して、制御対象に出力する必要がある。本実施例では本発明に関連した指令に限定して説明しており、セットアップテーブル１１１も本発明に関連した指令のみが格納される構成となっている。
【００３３】
セットアップテーブル１１１を参照して、条件に応じて選択されたこれらの数値から各部の制御手段に対する指令信号を得る。このうち、最初に鋼帯速度について検討する。
【００３４】
まず、ロールの外周速度をπ×（ロール径）で除すとロールの回転速度であり、両者は簡易に対応付けられるので、以下、本発明で速度指令と速度実績は、ロールの回転速度でなく周速を示すものとする。
【００３５】
係る前提に従いここでは、図１の第１ピンチロールモータ制御手段１１４、第２ピンチロールモータ制御手段１１６、ダウンコイラモータ制御手段１１７には速度指令として、セットアップテーブル１１１を参照して得た鋼帯速度をそのまま出力する。
【００３６】
これに対しワークロール１５２の速度指令は、鋼帯速度と異なるので、処理ステップＳ１２においてワークロールモータ制御手段１１３に出力する速度指令を算出する。ワークロール１５２の速度ＶＷは（１）式で計算できる。ただし、ＶＳはセットアップテーブル１１１から得られた鋼板速度であり、ｆは先進率である。
【００３７】
【数１】
0005838534.tif 000002
【００３８】
先進率は、ワークロール１５２が回転したときの、ワークロール１５２の出側の鋼帯速度をワークロール１５２の外周速度で除した値から１を引いた値である。先進率の算出については「板圧延の理論と実際（日本鉄鋼協会）」の２章（２次元圧延理論）で詳しく述べられている。先進率は、熱間圧延ミル１５１の入側板厚、出側板厚、ロール径、入側張力、出側張力、鋼帯の変形抵抗等の関数で、計算することが出来る。
【００３９】
図２の処理ステップＳ１３では、該当する鋼帯について、セットアップテーブル１１１から抽出した値と計算した値を、対応する各制御手段１１３〜１２２に出力する。
【００４０】
図４にワークロールモータ制御手段１１３の処理を示す。ここでは（１）式にしたがって計算したワークロール１５２の速度指令ＶW-refと、入力手段１０１から取り込んだワークロール１５２の速度実績ＶW-actの差分ΔＶＷに基づいて、自動速度調整器（以下ＡＳＲ（Automatic Speed Regulator）という）４０１がモータ１８０へ出力する電流指令ＣW-refを算出する。自動速度調整器４０１は例えば（２）式に示す比例積分制御で、電流指令ＣW-refを算出する。なお、（２）式においてＧｗは比例ゲイン、Ｔｗは積分時間、Ｓはラプラス演算子である。
【００４１】
【数２】
0005838534.tif 000003
【００４２】
なお、実際にはさらにマイナーループとして、モータ１８０の電流実績値を取り込み、電流指令ＣW-refとの間で閉ループの制御（自動電流調整器ＡＣＲ：Automatic Current Regulator）が行われるが、本発明と直接関係ないので省略する。
【００４３】
図５に第１ピンチロールモータ制御手段１１４の処理を示す。第１ピンチロールモータ制御手段１１４は、第１の制御手段５０１〜第５の制御手段５０５の５つの制御手段を備えており、鋼帯１７０の第１ピンチロールの先端噛み込み前から尾端尻抜けの間の各タイミングで、そのうちのひとつを選択して実行する。第１の制御手段５０１〜第５の制御手段５０５の切り替えは、制御方式切替手段５６０により処理される。まず各制御手段の処理を説明した後、制御方式切替手段５６０の処理を説明する。
【００４４】
第１の制御手段５０１は、リード加算手段５１０とＡＳＲ５１１を備えている。リード加算手段５１０はセットアップ手段１１０から受け取った速度指令Ｖp1-refに一定速度を加算し、新たな速度指令Ｖp1-ref＋ΔＶlp1を出力する。ここで速度指令Ｖp1-refは、セットアップ手段１１０から受け取った鋼帯速度Ｖｓに対応した値である。この速度指令にΔＶlp1を加算することにより、第１ピンチロール１５５は鋼帯速度Ｖｓより幾分早い周速で回転している。
【００４５】
ＡＳＲ５１１では、リード加算手段５１０で求めた速度指令Ｖp1-ref＋ΔＶlp1と、入力手段１０１から取り込んだ第１ピンチロール１５５の速度実績Ｖp1-actの差分ΔＶp1に基づいて、モータ１８２へ出力する電流指令Ｃp1-refを算出する。ＡＳＲ５１１は例えば（３）式に示す比例積分制御で、電流指令Ｃp1-refを算出する。なお、Ｇp1-1は比例ゲイン、Ｔp1-1は積分時間である。
【００４６】
【数３】
0005838534.tif 000004
【００４７】
第２の制御手段５０２は電流値変換手段５２１を備えている。電流値変換手段５２１は、例えば（４）式により電流指令Ｃp1-refを算出する。但し、Ａは定数である。Ｔ1-refは熱間圧延ミル１５１と第１ピンチロール１５５間の鋼帯１７０の張力指令値であり、セットアップテーブル１１１から得られた張力指令値１がこれに相当する。Ｃ１は第１ピンチロール１５５を回転させるのに必要な電流、Ｃ２はメカロスの総和である。
【００４８】
【数４】
0005838534.tif 000005
【００４９】
（４）式は、熱間圧延ミル１５１と第１ピンチロール１５５間の張力指令値Ｔ1-refに定数Ａを乗じて張力を確保するのに必要な電流を求め、さらに第１ピンチロール１５５とモータ１８２を含む系全体を回転させるのに必要な電流Ｃ１と機械系のメカロスＣ２を加算してＣp1-refを算出するものである。
【００５０】
第３の制御手段５０３は張力を制御するＡＴＲ（Automatic Tension Regulator）として、ＡＴＲ１（５３１）とＡＴＲ２（５３２）、さらにＡＳＲ５３３を備えている。
【００５１】
このうちＡＴＲ１（５３１）は、セットアップ手段１１０から受け取った熱間圧延ミル１５１と第１ピンチロール１５５の間の張力指令Ｔ1-refとルーパ１５６に備えられた張力検出器１５７からの検出値Ｔ1-actとの偏差ΔＴ１に対して、たとえば（５）式の比例積分制御により、ΔＴ１を減じるように第１ピンチロールの速度指令の補正量Ｖp1-modを算出する。なおＧp1-2は比例ゲイン、Ｔp1-2は積分時間である。
【００５２】
【数５】
0005838534.tif 000006
【００５３】
次にＡＳＲ５３３についてみると、ＡＴＲ１（５３１）で求めた補正量Ｖp1-modに張力指令Ｖp1-refを加算した値を新たな速度指令とする。ＡＳＲ５３３は、この新速度指令と、入力手段１０１から取り込んだ第１ピンチロール１５５の速度実績Ｖp1-actの差分ΔＶp1に基づいて、たとえば（６）式の比例積分制御により、ΔＴ１を減じるように第１ピンチロールの第１の電流指令Ｃp1-ref1を算出する。なおＧp1-3は比例ゲイン、Ｔp1-3は積分時間である。
【００５４】
【数６】
0005838534.tif 000007
【００５５】
さらにＡＴＲ２（５３２）は、たとえば（７）式の比例積分制御により、ΔＴ１を減じるように第１ピンチロールの第２の電流指令Ｃp1-ref2を算出する。なおＧp1-4は比例ゲイン、Ｔp1-4は積分時間である。
【００５６】
【数７】
0005838534.tif 000008
【００５７】
第３の制御手段から第１ピンチロール１５５を駆動するモータ１８２に実際に出力される電流指令Ｃp1-refは、（６）式で求めたＣp1-ref1と（７）式で求めたＣp1-ref2を加算し、（８）式により算出される。
【００５８】
【数８】
0005838534.tif 000009
【００５９】
要するに第３の制御手段５０３では、熱間圧延ミル１５１と第１ピンチロール１５５の間の実績張力と目標張力の偏差を、ＡＴＲ１（５３１）により第１ピンチロール１５５の速度指令を補正することで減少させる。一方、ＡＳＲ５３３の閉ループ遅れを緩和する目的で、実績張力と目標張力の偏差に対応した値を、ＡＴＲ２（５３２）により電流指令に直接加算する。このような２自由度の張力制御の結果、高応答で高精度な張力制御が可能となる。
【００６０】
第４の制御手段５０４は、ＡＳＲ５４１とドループ制御手段５４２を備えている。ドループ制御手段５４２は（９）式にしたがって、ＡＳＲ５４１の出力の大きさに対応したドループ量Ｄ１を算出する。但し、ｄｓはドループ係数（定数）である。
【００６１】
【数９】
0005838534.tif 000010
【００６２】
本実施例では電流指令に定数を乗じてドループ量を求めたが、電流指令に対応した非線形の関係としてＤ１を算出する方法等、適切なドループ量の算出には種々の方法がある。
【００６３】
第４の制御手段５０４では、セットアップ手段１１０から受け取った速度指令Ｖp1-refからドループ量Ｄ１を減じて、新たな速度指令Ｖp1-ref2を算出する。そして新たな速度指令Ｖp1-ref2と入力手段１０１から取り込んだ第１ピンチロール１５５の速度実績Ｖp1-actの差分ΔＶp1に基づいて、（１０）式に示す比例積分制御で、電流指令Ｃp1-refを算出する。なおＧp1-5は比例ゲイン、Ｔp1-5は積分時間である。
【００６４】
【数１０】
0005838534.tif 000011
【００６５】
この制御では、電流指令Ｃp1-refが大きな値になると、対応して速度指令が小さな値になる。すなわち電流指令Ｃp1-refの大きな値が自律的に抑制されることから、鋼帯１７０の張力への作用を小さな値にとした上で、第１ピンチロール１５５を鋼帯速度と調和した速度で駆動できる。
【００６６】
第５の制御手段５０５はＡＳＲ５５１を備えている。ＡＳＲ５５１は、速度指令Ｖp1-refと入力手段１０１から取り込んだ第１ピンチロール１５５の速度実績Ｖp1-actの差分ΔＶp1に基づいて、モータ１８２へ出力する電流指令Ｃp1-refを算出する。ＡＳＲ５５１は例えば（１１）式に示す比例積分制御で、電流指令Ｃp1-refを算出する。なおＧp1-6は比例ゲイン、Ｔp1-6は積分時間である。
【００６７】
【数１１】
0005838534.tif 000012
【００６８】
第１ピンチロールモータ制御手段１１４の場合もワークロールモータ制御手段１１３と同様に、実際にはさらにマイナーループとして、モータ１８２の電流実績値を取り込み、電流指令Ｃp1-refとの間で閉ループの制御（ＡＣＲ）が行われるが、本発明と直接関係ないので省略する。
【００６９】
図６に制御方式切替手段５６０の処理を示す。制御方式切替手段５６０は鋼帯１７０が第１ピンチロール１５５に噛み込まれる前の、第１ピンチロール１５５の待機中に起動される。たとえば鋼帯１７０の先端が熱間圧延ミル１５１に噛み込まれたタイミングで起動される。あるいは鋼帯１７０の尾端が第１ピンチロールを尻抜けしたタイミングで、次回の鋼帯１７０のために起動される。
【００７０】
そして鋼帯１７０や制御対象１５０の関連した信号を入力手段１０１から取り込み、取り込み結果にしたがった計算で第１の制御手段５０１〜第５の制御手段５０５を切り替え、どの制御手段の出力を電流指令Ｃp1-refとして採用するかを決定する。最終的に第５の制御手段５０５を選択したことで処理を終了する。
【００７１】
制御方式切替手段５６０は、まず処理ステップＳ２１で第１の制御手段５０１を選択する。第１の制御手段５０１は第１ピンチロール１５５が待機中の処理で、鋼帯１７０の速度に対してリードを加算された速度で回転している。
【００７２】
次に処理ステップＳ２２で第１ピンチロール１５５の押し力であるＰp1-actが一定値以上になったかどうかにより、ピンチロール１５５が鋼帯１７０を噛みこんだかどうかを検出する。噛み込んでいない場合には処理ステップＳ２２の判定処理を継続し、噛み込んだと判定された場合には処理ステップＳ２３で第２の制御手段５０２を選択する。
【００７３】
処理ステップＳ２４で張力検出器１５７から、熱間圧延ミル１５１と第１ピンチロール１５５の間の鋼帯１７１の張力Ｔ1-actを取り込み、張力検出器１５７で、張力Ｔ1-actが検出可能になったかどうかを判定する。検出可能でない場合には処理ステップＳ２４の判定処理を継続し、検出可能と判定された場合には処理ステップＳ２５で第３の制御手段５０３を選択する。
【００７４】
図５で示したように、第３の制御手段５０３では入力手段１０１から取り込んだ実績張力Ｔ1-actをセットアップ手段１１０から受け取った張力指令Ｔ1-refに一致させる制御を行う。
【００７５】
さらに処理ステップＳ２６でピンチロール１５５とダウンコイラ１６０の間の張力実績Ｔ2-actとセットアップ手段１１０から受け取った張力指令であるＴ2-refの差分が一定値以下かどうかを判定する。Ｔ2-actは入力手段１０１から取り込んだ、ダウンコイラを駆動するモータ１８４の電流の大きさに対応した値として、推定できる。
【００７６】
差分が一定値以下でない場合には処理ステップＳ２６の判定処理を継続し、Ｔ2-refとＴ2-actの差分が一定値以下と判定された場合には、処理ステップＳ２７で第４の制御手段５０４を選択する。張力実績Ｔ2-actと張力指令Ｔ2-refの差分が一定値以下ということは、鋼帯１７０がダウンコイラ１６０に巻き付き、ダウンコイラ１６０によって十分な力で引張られ、第１ピンチロール１５５とダウンコイラ１６０の間で所望の張力が確立したことを示している。
【００７７】
この状態が確認された後、第４の制御手段５０４により第１ピンチロール１５５では、熱間圧延ミル１５１とダウンコイラ１６０の間の鋼帯張力に作用を施さない速度制御が選択される。
【００７８】
処理ステップＳ２８では、熱間圧延ミル１５１が圧延する鋼帯長さの残長Ｓres-wr-lenが、一定値以下かどうかが判定される。一定値以下でない場合には処理ステップＳ２８の判定処理を継続し、一定値以下と判定された場合には、鋼帯１７０の尾端が熱間圧延ミル１５１を抜けるタイミング間近と判定され、処理ステップＳ２９で第５の制御手段５０５を選択する。
【００７９】
第５の制御手段５０５では第１ピンチロール１５５に対して速度制御が行われ、鋼帯１７０の尾端が熱間圧延ミル１５１を抜けた後に、第１ピンチロール１５５とダウンコイラ１６０の間で鋼帯１７０に所定の張力が確立される。その後、鋼帯１７０が第１ピンチロール１５５を尻抜けすると第５の制御手段５０５の処理を終了する。鋼帯１７０がダウンコイラ１６０に巻き取られて、圧延は待機中となる。
【００８０】
図７にルーパ高さ制御手段１１５の処理を示す。図１に示したルーパ高さ制御手段１１５はルーパ位置指令切替手段７０１、ＡＰＲ（Automatic Position Regulator）７０２、ＡＳＲ７０３を備えている。本実施例ではルーパ１５６が油圧駆動の場合を例としており、ルーパ高さ制御手段１１５の出力は油圧指令である。ルーパ１５６が電動駆動であれば、油圧指令の代わりに電流指令となる。
【００８１】
ルーパ位置指令切替手段７０１は、ルーパの位置指令として待機位置と、セットアップ手段１１０から送られたルーパ高さ指令Ｐｒｅｆを選択して、切り替える。図８にひとつの鋼帯１７０が圧延される場合についての、ルーパ位置指令切替手段７０１の処理を示す。
【００８２】
図８の初期状態の処理ステップＳ３１で、ルーパ位置は待機位置が選択されている。鋼帯１７０が第１ピンチロール１５５に噛み込まれ、払い出し長さであるＳtop-p1-posを入力手段１０１から取り込み、処理ステップＳ３２でＳtop-p1-posが一定値以上かどうかを判定する。一定値以上でない場合には処理ステップＳ３２の判定処理を継続し、一定値以上と判定された場合には、処理ステップＳ３３でルーパ高さ指令としてＰrefを選択する。
【００８３】
処理ステップＳ３４で熱間圧延ミル１５１が圧延する鋼帯１７０残長であるＳres-wr-lenが一定値以下かどうかを判定する。一定値以下でない場合には処理ステップＳ３４の判定処理が継続され、ルーパ高さ位置指令はＰrefとなる。一定値以下と判定された場合には、鋼帯１７０の尾端抜けが間近なので、処理ステップＳ３５でルーパ高さを下げる必要があり、高さ指令として待機位置が選択される。
【００８４】
ＡＰＲ（Automatic Position Regulator）７０２では、ルーパ位置指令切替手段７０１が出力したルーパ位置指令Ｐref1と入力手段１０１から取り込んだルーパ位置指令実績値Ｐactの差分ΔＰに基づいて、ルーパ１５６の速度指令Ｖl-refを算出する。ＡＰＲ７０２は例えば（１２）式に示す比例積分制御で、速度指令Ｖl-refを算出する。なおＧl-1は比例ゲイン、Ｔl-1は積分時間である。
【００８５】
【数１２】
0005838534.tif 000013
【００８６】
次にＡＳＲ７０３では、ＡＰＲ７０２が出力したルーパ速度指令Ｖl-refと入力手段１０１から取り込んだルーパ速度実績値Ｖl-actの差分ΔＶlに基づいて、ルーパ１５６の油圧指令Ｏl-refを算出する。ＡＳＲ７０３は例えば（１３）式に示す比例積分制御で、油圧指令Ｏl-refを算出する。なおＧl-2は比例ゲイン、Ｔl-2は積分時間である。
【００８７】
【数１３】
0005838534.tif 000014
【００８８】
図９に、図１に示した第２ピンチロールモータ制御手段１１６の処理を示す。第２ピンチロールモータ制御手段１１６は、第１の制御手段９０１〜第３の制御手段９０３の三つの制御手段を備えており、制御方式切替手段９４０でそのうちのひとつが選択される。まず各制御手段の処理を説明した後、制御方式切り替え手段９４０の処理を示す。また第１ピンチロールモータ制御手段１１４と類似の機能は、簡単に説明する。
【００８９】
第１の制御手段９０１は、リード加算手段９１０とＡＳＲ９１１を備えている。リード加算手段９１０はセットアップ手段１１０から受け取った速度指令Ｖp2-refに一定速度を加算し、新たな速度指令Ｖp2-ref＋ΔＶlp2を出力する。
【００９０】
ＡＳＲ９１１では、速度指令Ｖp2-ref＋ΔＶlp2と、入力手段１０１から取り込んだ第２ピンチロール１５９の速度実績Ｖp2-actの差分ΔＶp2に基づいて、モータ１８３へ出力する電流指令Ｃp2-refを算出する。ＡＳＲ９１１は例えば（１４）式に示す比例積分制御で、電流指令Ｃp2-refを算出する。なおＧp2-1は比例ゲイン、Ｔp2-1は積分時間である。
【００９１】
【数１４】
0005838534.tif 000015
【００９２】
第２の制御手段９０２は、ＡＳＲ９２１とドループ制御手段９２２を備えている。ドループ制御手段９２２は（１５）式にしたがって、ＡＳＲ９２１の出力の大きさに対応したドループ量Ｄ２を算出する。なおｄｓはドループ係数（定数）である。
【００９３】
【数１５】
0005838534.tif 000016
【００９４】
本実施例では電流指令に単純に定数を乗じてドループ量を求めたが、電流指令に対応した非線形の関係としてＤ１を算出しても良い。
【００９５】
第２の制御手段９０２では、セットアップ手段１１０から受け取った速度指令Ｖp1-refからドループ量Ｄ１減じて、新たな速度指令Ｖp1-ref2を算出する。そして新たな速度指令Ｖp1-ref2と入力手段１０１から取り込んだ第２ピンチロール１５９の速度実績Ｖp2-actの差分ΔＶp2に基づいて、ＡＳＲ９２１において（１６）式に示す比例積分制御で、電流指令Ｃp2-refを算出する。なおＧp2-2は比例ゲイン、Ｔp2-2は積分時間である。
【００９６】
【数１６】
0005838534.tif 000017
【００９７】
第２の制御手段９０２の制御では、第１ピンチロール１５５に施したドループ制御と同様、電流指令Ｃp2-refの大きな値が自律的に抑制されることから、鋼帯１７０の張力への作用を最小化し、第２ピンチロール１５９を鋼帯速度と調和した速度で駆動できる。
【００９８】
第３の制御手段９０３はＡＳＲ９３１を備えている。ＡＳＲ９３１は、速度指令Ｖp2-refと、入力手段１０１から取り込んだ第２ピンチロール１５９の速度実績Ｖp2-actの差分ΔＶp2に基づいて、モータ１８３へ出力する電流指令Ｃp2-refを算出する。ＡＳＲ９３１は例えば（１７）式に示す比例積分制御で、電流指令Ｃp2-refを算出する。なおＧp2-3は比例ゲイン、Ｔp2-3は積分時間である。
【００９９】
【数１７】
0005838534.tif 000018
【０１００】
図１０に制御方式切替手段９４０の処理を示す。制御方式切替手段９４０は鋼帯１７０が第２ピンチロール１５９に噛み込まれる前の、第２ピンチロール１５９の待機中に起動される。たとえば鋼帯１７０の先端が第１ピンチロール１５５に噛み込まれたタイミングで起動される。あるいは鋼帯１７０の尾端が第２ピンチロール１５９を尻抜けしたタイミングで、次回の鋼帯１７０のために起動される。
【０１０１】
そして鋼帯１７０や制御対象１５０の関連した信号を入力手段１０１から取り込み、取り込み結果にしたがった計算で第１の制御手段９０１〜第３の制御手段９０３を切り替え、どの制御手段の出力を電流指令Ｃp1-refとして採用するかを決定する。最終的に第３の制御手段５０５を選択したことで処理を終了する。
【０１０２】
制御方式切替手段９４０は、まず処理ステップＳ４１で第１の制御手段９０１を選択する。第１の制御手段９０１は第２ピンチロール１５９が待機中の処理で、鋼帯１７０の速度に対してリードを加算された速度で回転している。
【０１０３】
次に処理ステップＳ４２で、ダウンコイラ１６０に鋼帯１７０が巻き付き、ダウンコイラ１６０がロードオンしたかどうかを判定する。ダウンコイラ１６０のロードオンは、ダウンコイラ１６０の種々のロールの動作とモータ１８４の電流実績が一定値以上であることをもって判定するのが普通である。ロードオンしていない場合には処理ステップＳ４２の判定処理を継続し、ロードオンと判定された場合には処理ステップＳ４３で第２の制御手段９０２を選択する。
【０１０４】
ダウンコイラ１６０がロードオンということは、鋼帯１７０がダウンコイラ１６０に巻き付き、ダウンコイラ１６０により十分な力で引張られていることを示している。
【０１０５】
この状態が確認された後、第２の制御手段９０２により、第２ピンチロール１５９では熱間圧延ミル１５１とダウンコイラ１６０の間の鋼帯張力に施す作用を最小化した制御が選択される。
【０１０６】
処理ステップＳ４４では、第１ピンチロール１５５が挟んでいる鋼帯の残長Ｓres-p1-lenが一定値以下かどうかを判定する。一定値以下でない場合には処理ステップＳ４４の判定処理を継続し、一定値以下と判定された場合には、鋼帯１７０の尾端が第１ピンチロール１５５を抜けるタイミング間近と判定され、処理ステップＳ４５で第３の制御手段９０３を選択する。
【０１０７】
第３の制御手段では第２ピンチロール１５５に対して速度制御が行われ、第２ピンチロール１５９とダウンコイラ１６０の間で鋼帯１７０に張力が確立される。その後、鋼帯１７０が第２ピンチロール１５９を尻抜けし、第２ピンチロール１５９は待機中となる。
【０１０８】
図１１に、図１に示したダウンコイラモータ制御手段１１７の構成を示す。ダウンコイラモータ制御手段１１７は、第１の制御手段１１０１〜第３の制御手段１１０３の三つの制御手段を備えており、制御方式切替手段１１４０でそのうちのひとつが選択される。まず各制御手段の処理を説明した後、制御方式切替手段１１４０の処理を示す。
【０１０９】
本実施例でダウンコイラ１６０の速度とは、ダウンコイラ１６０の外周速度である。ダウンコイラ１６０の速度は、鋼帯１７０の巻き付きによりダウンコイラ１６０の外径が変化するので、その影響でモータ１８４の回転速度は変化する。すなわちダウンコイラ１６０外形が大きくなると、その影響でモータ１８４の回転速度は小さくなるという関係にある。
【０１１０】
第１の制御手段１１０１は、リード加算手段１１１０とＡＳＲ１１１１を備えている。リード加算手段１１１０はセットアップ手段１１０から受け取った速度指令Ｖd-refに一定速度を加算し、新たな速度指令Ｖd-ref＋ΔＶldを出力する。
【０１１１】
ＡＳＲ１１１１では、速度指令Ｖd-ref＋ΔＶldと、入力手段１０１から取り込んだダウンコイラ１６０の速度実績Ｖd-actの差分ΔＶｄに基づいて、モータ１８４へ出力する電流指令Ｃd-refを算出する。ＡＳＲ１１１１は例えば（１８）式に示す比例積分制御で、電流指令Ｃd-refを算出する。なおＧd-1は比例ゲイン、Ｔd-1は積分時間である。
【０１１２】
【数１８】
0005838534.tif 000019
【０１１３】
第２の制御手段１１０２は、第１ピンチロール１５５とダウンコイラ１６０（または熱間圧延ミル１５１とダウンコイラ１６０）の間の鋼帯１７０の張力指令Ｔ２に対して、Ｔ２と釣り合うダウンコイラ１６０の電流値を算出する電流値算出手段１１２１、ダウンコイラ１６０に巻かれているコイル重量等からダウンコイラ１６０のイナーシャを算出するイナーシャ算出手段１１２２、算出されたイナーシャと釣り合う電流値を算出する電流値算出手段１１２３を備えている。
【０１１４】
まず電流値算出手段１１２１は、例えば（１９）式にしたがって、セットアップ手段１１０により設定された張力指令値Ｔ2-refと釣り合う電流の値Ｃdt1-refを算出する。なお、Ｗは板幅、ｔは板厚、Ｄはコイル径、Ｇｒはギア比、Ｋｔはトルク−電流変換係数である。
【０１１５】
【数１９】
0005838534.tif 000020
【０１１６】
ここでコイル径Ｄは入力手段１０１から取り込んだ鋼帯１７０の板厚とダウンコイラ１６０に巻き取られた鋼帯１７０の長さから算出できる。またダウンコイラ１６０に巻き取られた鋼帯１７０の長さは、鋼帯１７０がダウンコイラ１６０に巻きついた後の鋼帯１７０の速度を積分することで得られる。
【０１１７】
すなわちコイル径Ｄは、（２０）式と（２１）式を解くことで得られる。但し、これらの式中、Ｄ０はダウンコイラ１６０の内筒径（マンドレル径）、ｔは板厚、Ｎはダウンコイラ１６０に巻かれた鋼帯１７０の巻き数、Ｖｓは板速、ｔ０は鋼帯１７０がダウンコイラ１６０に巻き付いた時刻、ｔ1は現在時刻を意味している。
【０１１８】
【数２０】
0005838534.tif 000021
【０１１９】
【数２１】
0005838534.tif 000022
【０１２０】
イナーシャ算出手段１１２２は、例えば（２２）式により、鋼帯１７０が巻き付いたダウンコイラ１６０のイナーシャＪｄを算出する。なお、ρは鋼帯１７０の比重である。
【０１２１】
【数２２】
0005838534.tif 000023
【０１２２】
電流値算出手段１１２３は（２２）式で算出したイナーシャＪｄにダウンコイラ１６０自身のイナーシャＪＭを加えたトータルのイナーシャから加減速トルクを算出し、これを電流指令Ｃdt2-refに変換して出力する。なおＡはダウンコイラ１６０の加減度または減速度、Ｋｔはトルク−電流変換係数である。
【０１２３】
【数２３】
0005838534.tif 000024
【０１２４】
第２の制御手段１１０２はＣdt1-refとＣdt2-refを加算し、必要に応じてさらにロス電流を加算した値を、ダウンコイラ１６０への電流指令Ｃd-refとして出力する。
【０１２５】
第３の制御手段１１０３は、ダウンコイラ１６０の回転の停止位置を制御する停止処理手段１１３１とＡＳＲ１１３２を備えている。停止処理手段１１３１はダウンコイラ１６０に巻き取られた鋼帯１７０の尾端を所定の位置で巻取り完了するための（２４）式の判定処理を行う。
【０１２６】
すなわち、鋼帯１７０の残長Ｓres-d-lenが一定値Ｓres-d-len-ltd以上のときはセットアップ手段１１０から受け取った速度指令Ｖd-refを鋼帯１７０の速度指令として出力する。
【０１２７】
また鋼帯１７０の残長がＳres-d-len-ltd以下のときは、鋼帯１７０の尾端を所定の位置で巻取り完了するための位置制御を行う。ただしこの判定において、（Ｖd-ref-s）ｍａｘ  ＝Ｖd-refであり、Ｇd-2は比例ゲイン、θ０は鋼帯１７０の尾端の停止角度である。
【０１２８】
【数２４】
0005838534.tif 000025
【０１２９】
そしてＶd-ref-sをダウンコイラ１６０の速度指令として出力する。
【０１３０】
ＡＳＲ１１３２は、Ｖd-ref-sと入力手段１０１から受け取ったダウンコイラ１６０の速度実績から、例えば（２５）式に示す比例積分制御で、電流指令Ｃd-refを算出する。なおＧd-3は比例ゲイン、Ｔd-3は積分時間である。
【０１３１】
【数２５】
0005838534.tif 000026
【０１３２】
図１２に制御方式切替手段１１４０の処理を示す。制御方式切替手段１１４０は鋼帯１７０の先端がダウンコイラ１６０に噛み込まれる前の、ダウンコイラ１６０の待機中に起動される。たとえば鋼帯１７０の先端が第１ピンチロール１５５に噛み込まれたタイミングで起動される。あるいは鋼帯１７０の尾端がダウンコイラ１６０を尻抜けしたタイミングで、次回の鋼帯１７０のために起動される。
【０１３３】
そして鋼帯１７０や制御対象１５０の関連した信号を入力手段１０１から取り込み、取り込み結果にしたがった計算で第１の制御手段１１０１〜第３の制御手段１１０３を切り替え、電流指令Ｃd-refとして採用する制御手段を決定する。最終的に第３の制御手段１１０３を選択したことで処理を終了する。
【０１３４】
制御方式切替手段１１４０は、まず処理ステップＳ５１で第１の制御手段１１０１を選択する。第１の制御手段１１０１はダウンコイラ１６０が待機中の処理で、鋼帯１７０の速度指令に対応した速度指令の値であるＶd-refに対してリードΔＶｄを加算された速度（Ｖd-ref＋ΔＶｄ）で回転している。
【０１３５】
次に処理ステップＳ５２でダウンコイラ１６０に鋼帯１７０が巻き付いてダウンコイラ１６０がロードオンした後、第１ピンチロール１５５とダウンコイラ１６０の間の張力の目標値Ｔ2-refと実績値Ｔ2-actの差が一定値以下になったかどうかを判定する。張力の実績値はダウンコイラ１６０を駆動するモータ１８４の電流から（１９）〜（２３）式を用いて、推定できる。
【０１３６】
第１ピンチロール１５５とダウンコイラ１６０の間の張力の目標値と実績値の差が一定値以下になっていない場合には処理ステップＳ５２の判定処理を継続し、一定値以下と判定された場合には、処理ステップＳ５３で第２の制御手段１１０２を選択し、第１ピンチロール１５５とダウンコイラ１６０の間の張力を目標値に維持する制御が選択される。
【０１３７】
処理ステップＳ５４では、第２ピンチロール１５９が挟んでいる鋼帯の残長Ｓres-p2-lenが一定値以下かどうかが判定される。一定値以下でない場合にはＳ１２−４の判定処理を継続する。一定値以下と判定された場合には、鋼帯１７０の尾端が第２ピンチロール１５９を抜けるタイミング間近と判定され、処理ステップＳ５５で第３の制御手段１２０３を選択する。
【０１３８】
第３の制御手段ではダウンコイラ１６０に対して巻き付いている鋼帯１７０の尾端が所定の位置に停止した状態でダウンコイラ１６０を停止させるための速度制御が行われる。その後、ダウンコイラ１６０が停止し、圧延は待機中となる。
【０１３９】
図１３に直後急冷装置制御手段１２１の処理を示す。直後急冷装置制御手段１２１は、鋼帯１７０を熱間圧延ミル１５１で圧延した直後に、鋼帯１７０を冷却する直後冷却装置１５３に対して制御指令を出力する。
【０１４０】
熱間圧延ミル１５１が鋼帯１７０の圧延を終え、次に圧延される鋼帯１７０を待っている間、直後冷却装置１５３は冷却を停止している。処理ステップＳ６１ではルーパ１５６で、熱間圧延ミル１５１と第１ピンチロールの間の張力Ｔ1-actが検出可能になったかどうかを判定する。すなわち、熱間圧延ミル１５１が次の鋼帯１７０の圧延を開始し、第１ピンチロール１５５が鋼帯１７０の先端を噛み込み、ルーパ１５６が立ち上って張力Ｔ1-actの検出を始めたかどうかを判定する。
【０１４１】
Ｔ1-actが検出可能になるまで判定を継続し、Ｔ1-actが検出可能になったら、処理ステップＳ６２で直後冷却装置１５３に冷却開始指令を出力する。処理ステップＳ６３では、熱間圧延ミル１５１で圧延する鋼帯１７０の残長Ｓres-w-lenを入力手段１０１から取り込み、Ｓres-w-lenが一定値以下になったかどうかを判定する。Ｓres-w-lenが一定値以下になっていなければ冷却を継続する。また処理ステップＳ６３の判定処理を繰り返す。Ｓres-w-lenが一定値以下になると、処理ステップＳ６４で冷却を停止する。通常Ｓres-w-lenは、ルーパ１５６の制御位置が下がるタイミングにあわせて設定され、張力Ｔ1-actが検出できなくなる前に、冷却を停止する。
【０１４２】
本実施例では熱間圧延ミル１５１と第１ピンチロール１５５の間の張力が検出でき、検出値を用いて第１ピンチロールで張力が制御可能なことを条件に、直後冷却装置１５３が鋼帯１７０を冷却する場合を例に説明したが、本発明で実現した第１ピンチロール１５５〜ダウンコイラ１６０の制御方式は、直後冷却装置１５３の冷却仕様に係わらず適用できる。
【０１４３】
例えば直後急冷装置１５３で、鋼帯１７０の先端から冷却を開始し、尾端まで冷却を継続する場合でも、同様に適用できる。また直後冷却装置１５３の制御としては、実施例で示した冷却の開始と終了だけでなく、直後冷却装置１５３に備えられている各ノズルの開閉や流量のそれぞれを操作端としてきめ細かく制御することが考えられる。また各ノズルの開閉や流量を鋼帯１７０の速度や検出温度に対応付けて、鋼帯１７０の移動とともに変化させ、鋼帯１７０の長手方向に均一な冷却特性を得ることも考えられる。
【０１４４】
図１４に冷却装置制御手段１２２の処理を示す。冷却装置制御手段１２２は、鋼帯１７０を冷却する冷却装置１５８に対して制御指令を出力する。熱間圧延ミル１５１が鋼帯１７０の圧延を終え、次に圧延される鋼帯１７０を待っている間、冷却装置１５８は冷却を停止している。
【０１４５】
処理ステップＳ７１で、入力手段１０１から取り込んだ鋼帯１７０の先端位置の値から、鋼帯１７０の先端位置と冷却装置１５８までの距離を算出し、これが一定値以下かどうか判定する。すなわち鋼帯１７０が、冷却装置１５８に接近したかどうかを判定する。
【０１４６】
鋼帯１７０の先端が冷却装置に接近したと判定されない場合には、処理ステップＳ７１の判定処理を繰り返す。接近と判定された場合には、処理ステップＳ７２で冷却装置１５８に冷却指令を出力する。
【０１４７】
処理ステップＳ７３では鋼帯１７０の尾端が、冷却装置１５８の出口近傍の所定の位置を通過したかどうかを判定する。通過していなければ冷却を継続する。また処理ステップＳ７３の判定処理を継続する。鋼帯１７０の尾端が、冷却装置１５８の出口近傍の所定の位置を通過すると、処理は処理ステップＳ７４に進み、冷却を停止する。
【０１４８】
本実施例では冷却装置１５８の冷却開始と終了のタイミングとして、標準的な仕様にしたがって説明したが、ダウンコイラ１６０への巻き付き性や鋼帯１７０の品質上の理由で、鋼帯１７０の先端や尾端を冷却しない仕様も考えられる。この場合でも、処理ステップＳ７１での鋼帯１７０の先端位置と冷却装置１５８までの距離の判定値や、処理ステップＳ７３での、鋼帯１７０の尾端が通過する冷却装置１５８の出口近傍の所定の位置を適切に設定することで、本発明を同様に適用できる。
【０１４９】
また冷却装置１５８の制御としては、実施例で示した冷却の開始と終了だけでなく、冷却装置１５８に備えられている各ノズルの開閉や流量のそれぞれを操作端としてきめ細かく制御することが考えられる。また各ノズルの開閉や流量を鋼帯１７０の速度や検出温度に対応付けて、鋼帯１７０の移動とともに変化させ、鋼帯１７０の長手方向に均一な冷却特性を得ることも考えられる。
【０１５０】
図１５に第１ピンチロール１５５が１本の鋼帯１７０を処理する流れを示す。処理ステップＳ８１に示す第１の工程は、第１ピンチロール１５５が鋼帯１７０を噛み込む前の工程で、第１ピンチロール１５５は、第１の制御手段５０１で示すように、鋼帯１７０の移動速度にリード速度を加算した周速で速度制御されている。
【０１５１】
第１ピンチロール１５５が鋼帯１７０の先端を噛み込むと、処理ステップＳ８２で第１ピンチロール１５５の入側張力（熱間圧延ミル１５１と第１ピンチロール１５５の間の張力）を目標値にするために、第１ピンチロール１５５を入側張力が所望の値となるようなモータ１８２の電流値を電流指令として制御する第２の工程に処理が遷移する。すなわち、第２の制御手段５０２に示す制御が行われる。
【０１５２】
ルーパ１５６が立ち上り、張力検出器１５７で鋼帯１７０の張力が検出可能になると処理ステップＳ８３に示す第３の工程に処理が遷移し、第１ピンチロール１５５は検出した張力を用いて、熱間圧延ミル１５１と第１ピンチロール１５５の間の張力を目標値とする張力制御により制御される。すなわち、第３の制御手段５０３に示す制御が行われる。
【０１５３】
鋼帯１７０がダウンコイラ１６０に噛み込まれ、熱間圧延ミル１５１とダウンコイラ１６０の間に張力が確立されると処理ステップＳ８４で、第１ピンチロール１５５では第４の制御手段５０４で示したドループ機能を備えた速度制御が行われる第４の工程に、処理が遷移する。すなわち第１ピンチロール１５５は鋼帯１７０の速度と同調した周速で速度制御され、鋼帯１７０の張力への働きかけを最小とする制御が行われる。
【０１５４】
鋼帯１７０の尾端が熱間圧延ミル１５１を抜ける直前に、第１ピンチロール１５５の制御は処理ステップＳ８５に示す第５の工程に遷移し、鋼帯１７０の移動速度に対応する速度指令にしたがった速度制御で運転される。すなわち、第５の制御手段５０５に示す制御が行われる。鋼帯１７０の尾端が第１ピンチロール１５５を抜けると、第５の工程を終了する。
【０１５５】
熱間圧延ミル１５１が鋼帯１７０を圧延する度に、第１ピンチロール１５５では、図１５の処理ステップＳ８１〜処理ステップＳ８５の工程が繰り返される。
【０１５６】
図１６に、鋼帯１７０の張力変動が問題となる第２の工程と第３の工程に係わるシミュレーション結果の一例を示す。シミュレーションには各機器の応答を始めとして多くの前提が含まれているが、ひとつひとつの説明は省略する。
【０１５７】
結果横軸は経過時間、縦軸は熱間圧延ミル１５１と第１ピンチロール１５５の間の張力、１６０１は張力の値の遷移である。また直後急冷装置１５３は張力検出器１５７で鋼帯１７０の張力が検出された後、鋼帯１７０の冷却を開始し、熱間圧延ミル１５１のロール偏芯の影響でワークロール１５２を払い出される鋼帯１７０の板速が０．０５％変動する場合を例として、シミュレーションしている。
【０１５８】
１６０２は第１ピンチロール１５５が鋼帯１７０を噛み込んだタイミングで、ここまでの第１の工程で鋼帯１７０に張力は発生しない。第１ピンチロール１５５が鋼帯１７０を噛み込んだ後の第２の工程では、第１ピンチロール１５５電流値と対応した張力の値に、ロール偏芯による周期的な張力変動が重畳している。
【０１５９】
１６０４は張力検出器１５７による張力検出が可能となり、直後急冷装置１５３による鋼帯１７０の冷却が始まったタイミングで、第１ピンチロール１５５の制御は第３の工程に遷移する。直後急冷装置１５３の冷却により生じる急激な板縮みにより、熱間圧延ミル１５１と第１ピンチロール１５５の間に一時的に大きな張力が発生するが、第１ピンチロール１５５の処理工程を張力検出値を用いた張力制御に切替えることにより、発生した過大張力は５００ｍｓ程度で抑制される。
【０１６０】
その後は、ロール偏芯を原因とする周期変動が残るが、張力制御により変動振幅は抑制される。結果は省略するが、その後の第４の工程と第５の工程で、鋼帯１７０の張力変動は小さな値となる。第１ピンチロールモータ制御手段１１４における第１の制御手段５０１〜第５の制御手段５０５の切替で、鋼帯１７０の圧延方向に図１６のような張力変動分布が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
本発明は、仕上げミル出側にピンチロールを備え、ミルとピンチロールの間に備えた急冷装置で鋼帯を冷却する構成の熱間圧延設備で製造される鋼帯の製造方法として、有効に適用できる。
【符号の説明】
【０１６２】
１００：熱間タンデム圧延ミルの制御装置
１０１：入力手段
１０２：出力手段
１０３：制御手段
１１０：セットアップ手段
１１１：セットアップテーブル
１１３：ワークロールモータ制御手段
１１４：第１ピンチロールモータ制御手段
１１５：ルーパ高さ制御手段
１１６：第２ピンチロールモータ制御手段
１１７：ダウンコイラモータ制御手段
１２１：直後急冷装置制御手段
１２２：冷却装置制御手段
１５０：制御対象
１５１：熱間圧延ミル
１５３：直後冷却装置
１５４：堰止めロール
１５５：弟１ピンチロール
１５６：ルーパ
１５７：張力検出器
１５８：冷却装置
１５９：弟２ピンチロール
１６０：ダウンコイラ
１７０：鋼帯
５０１：第１の制御手段
５０２：第２の制御手段
５０３：第３の制御手段
５０４：第４の制御手段
５０５：第５の制御手段
【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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