(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｃ３変態点以上にまで加熱された高温の鋼板を搬送しながら冷却水を噴出する１以上の冷却ゾーンを有する冷却装置を用い、鋼板の温度予測計算結果に基づいて冷却水量を操作して冷却後の鋼板温度を所定の温度に制御する冷却制御方法であって、
前記冷却装置の入側および出側で測定した冷却前後の鋼板温度実績値と、前記冷却装置内の１箇所以上の地点で測定した鋼板温度実績値とを、下記の数式を最小にするように導出された鋼板の比熱ＣＸＣを用い、鋼板の予測温度を演算することを特徴とする、鋼板の冷却制御方法。
0005757217.tif 000012
（ｉは前記冷却ゾーンを表す添え字、ｊは１つの鋼板を所定の長さで区切ったときの個数、ＴＣＡＬは鋼板温度の予測値、ＴＡＣＴは冷却装置内および冷却装置出側の鋼板温度の実績値を表している。また、鋼板の比熱と鋼板の温度との関係において、鋼板が完全なフェライト相である固定された節点Ａと鋼板が完全なオーステナイト相である固定された節点Ｅを取り、節点Ａと節点Ｅとの間に移動可能な節点Ｂ、節点Ｃ、節点Ｄを取るとき、ＴＸＢ、ＴＸＣ、ＴＸＤは節点Ｂ、節点Ｃ、節点Ｄの温度をそれぞれ表し、ＣＸＣは節点Ｃの比熱を表している。節点Ｄは温度方向のみ移動可能とし、節点Ｂよりも高温側に存在する。節点Ｂは節点Ｄよりも低温側に存在する。節点Ｃは節点Ｂよりも高温側で、且つ、節点Ｄよりも低温側に存在する範囲で移動可能である。）
【請求項２】
前記比熱の値は前記鋼板の温度に応じて変化するものとして、前記変化を５点以上の節点で表すことを特徴とする請求項１に記載の鋼板の冷却制御方法。
【請求項３】
Ａｃ３変態点以上にまで加熱された高温の鋼板を搬送する搬送装置と、
前記搬送された鋼板に対して、冷却水を噴出する１以上の冷却ゾーンを有する冷却装置と、
前記冷却装置の入側、出側、および内側のそれぞれに少なくとも１つずつ配置された温度計と、
前記冷却装置の入側および出側に配置された前記温度計で測定した冷却前後の鋼板温度実績値、並びに、前記冷却装置の内側に配置された前記温度計で測定した鋼板温度実績値を、下記の数式を最小にするように導出された鋼板の比熱ＣＸＣを用いて鋼板の予測温度を演算する演算装置と、を備える鋼板の製造装置。
0005757217.tif 000013
（ｉは前記冷却ゾーンを表す添え字、ｊは１つの鋼板を所定の長さで区切ったときの個数、ＴＣＡＬは鋼板温度の予測値、ＴＡＣＴは冷却装置内および冷却装置出側の鋼板温度の実績値を表している。また、鋼板の比熱と鋼板の温度との関係において、鋼板が完全なフェライト相である固定された節点Ａと鋼板が完全なオーステナイト相である固定された節点Ｅを取り、節点Ａと節点Ｅとの間に移動可能な節点Ｂ、節点Ｃ、節点Ｄを取るとき、ＴＸＢ、ＴＸＣ、ＴＸＤは節点Ｂ、節点Ｃ、節点Ｄの温度をそれぞれ表し、ＣＸＣは節点Ｃの比熱を表している。節点Ｄは温度方向のみ移動可能とし、節点Ｂよりも高温側に存在する。節点Ｂは節点Ｄよりも低温側に存在する。節点Ｃは節点Ｂよりも高温側で、且つ、節点Ｄよりも低温側に存在する範囲で移動可能である。）
【請求項４】
前記演算装置における前記比熱の導出は、該比熱の値が前記鋼板の温度に応じて変化するものとして、前記変化を５点以上の節点で表して演算することを特徴とする請求項３に記載の鋼板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加熱された高温の鋼板を搬送しながら、冷却水を噴出する冷却装置で冷却し、冷却された後の鋼板温度が所定の温度となるように制御する鋼板の冷却制御方法、及びそのための鋼板の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延を例に挙げると、該熱間圧延された高温の鋼板を搬送しながら冷却水を噴出する冷却装置で冷却する際、冷却後の鋼板温度は鋼板の機械的な特性を左右する重要な要因のひとつである。従って、所定の機械的な特性を備えた鋼板を製造するためには、冷却後の鋼板温度を所定の温度に精度良く制御する必要がある。
【０００３】
冷却後の鋼板温度を制御するためには、圧延された鋼板が冷却装置に進入する前に冷却装置の冷却水量および鋼板が冷却装置を通過する際の搬送速度を設定する必要がある。そこで、この設定条件を導出するため、鋼板の板厚、比熱、密度、搬送速度、冷却開始時の温度、冷却装置の冷却水量、水温、および冷却装置付近の気温に基づき、鋼板温度予測モデルを用いて冷却後の鋼板温度を予測し、この予測結果に基づいた冷却条件設定の調整が行われる。
【０００４】
ここで、冷却後の鋼板温度を所定の温度に精度良く制御するためには、鋼板温度予測モデルの予測精度が高くなければならない。そのためには、鋼板表面から水冷によって奪われる熱量（水冷抜熱量）、空冷によって奪われる熱量（空冷抜熱量）に加え、鋼の相変態進行中に発生する熱量（変態発熱量）を正確に予測する必要がある。
【０００５】
特許文献１では、鋼板温度予測モデルの高精度化が困難であることを前提とし、冷却装置内において鋼板搬送方向の多くの地点で鋼板温度を測定し、この測定値に基づいて冷却装置の水量設定を途中で修正して冷却後の鋼板温度を精度良く制御する方法が示されている。
【０００６】
特許文献２では、鋼の相変態進行中に発生する熱量を、鋼板の比熱に換算して考慮することで鋼板温度予測精度を高精度化し、表裏面を均一に冷却する技術が示されている。
【０００７】
特許文献３も鋼の相変態進行中に発生する熱量を、鋼板の比熱に換算して考慮するアプローチであるが、特許文献２とは異なりオーステナイト相、フェライト相のエンタルピーと、それぞれの相の変態率を用いて比熱を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２３０６６号公報
【特許文献２】特開２００６−２８１２７１号公報
【特許文献３】特開２００６−１９３７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、冷却装置内に多数の温度計測手段を常時設けることが必要になることから、設備費用、保守費用が嵩むことになる。
【００１０】
また、特許文献２には鋼板の成分に対応した比熱を算出するモデルの存在が示されているものの、この比熱を算出するモデルの内容についての記載が無く具体的にこれを用いて鋼板の温度制御をすることができない。
【００１１】
特許文献３に記載の方法は、実際の鋼板製造における冷却を前提とした動的な変態発熱を考慮した方法であるが、この方法は変態率を精度良く予測可能なことが前提となっている。ここには変態率を実験により求める方法や、変態予測計算モデルによって算出する方法が示されているが、実際に製造している数多くの鋼種について実験することは多大なコストを伴い、変態予測計算モデルでは計算誤差が避けられない。また、その誤差の測定も困難なことから、誤差を補償することができない。
【００１２】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、変態率の予測を行うことなく鋼板の比熱を算出する方法によって、鋼板温度予測を高精度化し、冷却後の鋼板温度を所定の温度に制御する鋼板の冷却制御方法を提供することを課題とする。またそのための鋼板の製造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
従来、冷却後の鋼板温度を精度良く予測するには、水冷抜熱量と空冷抜熱量と変態発熱量とを正確に予測する必要があった。これに対して、発明者らは鋭意検討の結果、変態発熱量を予測することなく、実際の鋼板温度の変化量（測定値）と算出した水冷抜熱量と空冷抜熱量とを用い、鋼板温度予測モデルの計算結果と鋼板温度測定値とが合致するような、鋼板の比熱を導き出すことで、鋼板温度予測の高精度化を図れるとの知見を得て本発明を完成させた。以下、本発明について説明する。
【００１４】
請求項１に記載の発明は、Ａｃ３変態点以上にまで加熱された高温の鋼板を搬送しながら冷却水を噴出する１以上の冷却ゾーンを有する冷却装置を用い、鋼板の温度予測計算結果に基づいて冷却水量を操作して冷却後の鋼板温度を所定の温度に制御する冷却制御方法であって、冷却装置の入側および出側で測定した冷却前後の鋼板温度実績値と、冷却装置内の１箇所以上の地点で測定した鋼板温度実績値とを、下記の数式を最小にするように導出された鋼板の比熱ＣＸＣを用い、鋼板の予測温度を演算することを特徴とする、鋼板の冷却制御方法である。
0005757217.tif 000002
（ｉは前記冷却ゾーンを表す添え字、ｊは１つの鋼板を所定の長さで区切ったときの個数、ＴＣＡＬは鋼板温度の予測値、ＴＡＣＴは冷却装置内および冷却装置出側の鋼板温度の実績値を表している。また、鋼板の比熱と鋼板の温度との関係において、鋼板が完全なフェライト相である固定された節点Ａと鋼板が完全なオーステナイト相である固定された節点Ｅを取り、節点Ａと節点Ｅとの間に移動可能な節点Ｂ、節点Ｃ、節点Ｄを取るとき、ＴＸＢ、ＴＸＣ、ＴＸＤは節点Ｂ、節点Ｃ、節点Ｄの温度をそれぞれ表し、ＣＸＣは節点Ｃの比熱を表している。節点Ｄは温度方向のみ移動可能とし、節点Ｂよりも高温側に存在する。節点Ｂは節点Ｄよりも低温側に存在する。節点Ｃは節点Ｂよりも高温側で、且つ、節点Ｄよりも低温側に存在する範囲で移動可能である。）
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鋼板の冷却制御方法において、比熱の値は鋼板の温度に応じて変化するものとして、変化を５点以上の節点で表すことを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、Ａｃ３変態点以上にまで加熱された高温の鋼板を搬送する搬送装置と、搬送された鋼板に対して、冷却水を噴出する１以上の冷却ゾーンを有する冷却装置と、冷却装置の入側、出側、および内側のそれぞれに少なくとも１つずつ配置された温度計と、冷却装置の入側および出側に配置された温度計で測定した冷却前後の鋼板温度実績値、並びに、冷却装置の内側に配置された温度計で測定した鋼板温度実績値を、下記の数式を最小にするように導出された鋼板の比熱ＣＸＣを用いて鋼板の予測温度を演算する演算装置と、を備える鋼板の製造装置である。
0005757217.tif 000003
（ｉは前記冷却ゾーンを表す添え字、ｊは１つの鋼板を所定の長さで区切ったときの個数、ＴＣＡＬは鋼板温度の予測値、ＴＡＣＴは冷却装置内および冷却装置出側の鋼板温度の実績値を表している。また、鋼板の比熱と鋼板の温度との関係において、鋼板が完全なフェライト相である固定された節点Ａと鋼板が完全なオーステナイト相である固定された節点Ｅを取り、節点Ａと節点Ｅとの間に移動可能な節点Ｂ、節点Ｃ、節点Ｄを取るとき、ＴＸＢ、ＴＸＣ、ＴＸＤは節点Ｂ、節点Ｃ、節点Ｄの温度をそれぞれ表し、ＣＸＣは節点Ｃの比熱を表している。節点Ｄは温度方向のみ移動可能とし、節点Ｂよりも高温側に存在する。節点Ｂは節点Ｄよりも低温側に存在する。節点Ｃは節点Ｂよりも高温側で、且つ、節点Ｄよりも低温側に存在する範囲で移動可能である。）
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の鋼板の製造装置において、演算装置におけ
る比熱の導出は、該比熱の値が鋼板の温度に応じて変化するものとして、変化を５点以上
の節点で表して演算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、冷却後の鋼板温度を精度良く所定の温度に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】１つの実施形態に係る鋼板の製造装置を示す図である。
【図２】比熱の導出形態の一例を示す図である。
【図３】鋼種１の比熱の導出結果を示した図である。
【図４】鋼種２の比熱の導出結果を示した図である。
【図５】鋼板冷却制御をおこなう際の鋼板の製造装置を示す図である。
【図６】実施例と比較例に用いた比熱を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の上記した作用および利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。ただし本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。
【００２２】
図１は１つの実施形態を説明する図で、冷却装置２０を含み、データ取得に際して用いられる鋼板の製造装置１００を模式的に表した図である。
鋼板の製造装置１００は、冷却制御の対象となる鋼板１を搬送する搬送装置２を具備し、鋼板１を搬送するラインの途中に冷却装置２０が設けられている。
【００２３】
冷却装置２０は、ここを通過する鋼板１に対して上下から冷却水を噴出して鋼板１を冷却する装置である。具体的には、冷却ヘッダー３が鋼板１の搬送方向に合計ｎ個配置され、各冷却ヘッダーには水量調整バルブおよび鋼板１に噴出した冷却水量を測定する水量計が設けられている。
このような冷却装置２０としては公知のものを適用することができる。
【００２４】
さらに、鋼板の製造装置１００には、冷却装置２０より搬送方向上流側に速度計７、板厚計８、及び冷却装置入側温度計４を具備し、これにより冷却装置２０に進入する際の鋼板１の速度、板厚、及び入側温度が測定される。
【００２５】
また、鋼板の製造装置１００には、冷却装置２０内に２つの冷却装置内温度計６、及び冷却装置出側に冷却装置出側温度計５を具備し、それぞれにより鋼板１の冷却装置内温度、冷却装置出側温度が測定される。さらに、鋼板１が冷却装置２０を通過するに際し、冷却装置２０に具備された上記水量計により各ヘッダーからの噴出水量も測定される。
【００２６】
以上に加えて、鋼板の製造装置１００には、演算装置１０及びデータ保存装置１１が設けられている。
演算装置１０は、上記冷却装置入側温度計４、冷却装置出側温度計５、冷却装置内温度計６、速度計７、板厚計８、及び冷却装置２０の水量計（以下、これらをまとめて記載するときには「各測定機器」と記載することがある。）からの各測定値を取得し、これに基づいて演算を行い、その結果を出力する装置である。具体的な演算については後で詳しく説明するが、当該演算には温度予測モデルに基づいて鋼板温度を予測する演算、およびこの中でおこなわれる比熱の演算が含まれる。
【００２７】
このような演算装置１０の具体的な形態は特に限定されることはないが、いわゆるコンピュータ装置を挙げることができる。すなわち、演算装置１０は、上記した各測定値を受信する受信手段、演算の根拠となるプログラムが記憶された記憶手段、プログラムに基づいて演算をおこなう中央演算子（ＣＰＵ）、ＣＰＵの作業領域や一時的なデータ保管手段として機能するＲＡＭ、及び演算結果を出力する出力手段を備えている。
【００２８】
保存装置１１は、演算装置１０が取得した測定値データや演算装置１０の演算結果等、保存しておくべきデータが演算装置１０から送り込まれて保存する装置である。
【００２９】
以上のような鋼板の製造装置１００で鋼板の冷却制御をおこなうことにより、冷却後の鋼板温度を精度良く所定の温度に制御できるようになる。以下、鋼板の冷却制御方法により、さらに具体的に説明する。
【００３０】
鋼板１が搬送装置２上を移動し、鋼板１の先端が各測定機器に到達すると、演算装置１０は、鋼板１が所定の一定長さ進行する間隔で各測定機器からの測定値を採取し続け、鋼板１の尾端が冷却装置出側温度計５に到達するまで採取を継続する。そしてその後に採取した測定データに基づいて各種の演算をおこない、その結果等を保存装置１１に保存する。
【００３１】
ここで、各種演算では、鋼板１は該鋼板１が所定の長さで切り分けられた切り板の集合体であり、それぞれの切り板が各測定機器の測定領域を通過すると考える。これにより、後で説明する鋼板温度の予測が容易になるとともに、１つの鋼板を所定の長さで切り分けられた複数の切り板として扱うため、１つの鋼板から複数の予測値を得ることができる。
【００３２】
次に、鋼板の冷却制御のために演算装置１０でおこなわれる鋼板温度の予測演算について説明する。この予測演算は以下の鋼板温度予測モデルによっておこなわれる。
【００３３】
上記のように、冷却装置１０では鋼板１の搬送方向にｎ個の冷却ヘッダーが配置されているが、この１つの領域を冷却ゾーンと呼び、鋼板温度予測モデルは１ゾーン毎に温度降下量を算出することで冷却後の鋼板温度を予測する。
【００３４】
冷却ヘッダーから冷却水を噴出して水冷する冷却ゾーンについては、水冷部温度降下量△Ｔｗを式（１）の水冷部温度降下量予測式を用いて計算する。
【００３５】
【数１】
0005757217.tif 000004
【００３６】
ここで、ｉは冷却ゾーンを表す添え字、αＬは水冷部分の熱伝達率（ｋｃａｌ／ｍ２ｈ℃）、ρは鋼板の密度（ｋｇ／ｍ３）、ｈは板厚（ｍ）、Ｔは鋼板温度（℃）、ＴＬは冷却水温度（℃）、ｔは冷却ゾーンｉの通過時間（ｈ）をそれぞれ表す。以下に表す式も同じである。
【００３７】
また、ｃは比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ℃）を意味するが、比熱ｃの算出については後で詳しく説明する。下記式（４）に用いられる比熱ｃも同様である。
【００３８】
式（１）で、αＬｉは式（２）により得られ、ｔは式（３）から得られる。
【００３９】
【数２】
0005757217.tif 000005
【００４０】
【数３】
0005757217.tif 000006
【００４１】
式（２）、式（３）において、ａ、ｂは定数、Ｗは冷却水量密度（ｍ３／ｍ２・ｈ）、Ｌは冷却ゾーンの長さ（ｍ）、Ｖは鋼板の冷却ゾーン通過速度（ｍ／ｈ）である。以下で表す式でも同様である。
【００４２】
一方、冷却水を噴出しないゾーンについては空冷部温度降下量△Ｔａを式（４）の空冷部温度降下量予測式を用いて計算する。
【００４３】
【数４】
0005757217.tif 000007
【００４４】
ここで、ＴＡは気温（℃）、σはステファンボルツマン定数、εは輻射率（−）、αＡは空冷部の対流熱伝達率（ｋｃａｌ／ｍ２ｈ℃）、である。
【００４５】
このような計算方法によって、冷却装置入側温度計４で測定した温度ＴＳを基点に冷却後の温度ＴＥを予測することができる。また、冷却装置内の２つの温度計６に対する予測温度ＴＭ１、ＴＭ２についても冷却装置の途中冷却ゾーンの温度予測値であるため、ゾーン数を変更するだけで求めることができる。ＴＥを求める式を式（５）に、ＴＭ１を求める式を式（６）に、ＴＭ２を求める式を式（７）にそれぞれ表す。
【００４６】
【数５】
0005757217.tif 000008
【００４７】
ここで、ｎは全冷却ゾーン数、ｍ１、ｍ２は冷却装置内温度計６が設置されている冷却ゾーン番号である。
【００４８】
次に比熱ｃを導出する方法について説明する。本実施形態における鋼板温度予測計算で用いる比熱は、鋼板温度に対応して比熱値が変化するもので、変態発熱中のある温度域で比熱値が上昇し、当該上昇する部位の低温側、および上昇する部位の高温側では比熱値の変化が小さく、概ね一定である。
【００４９】
図２に導出する比熱の形態について説明する図を示した。図２からわかるように、鋼板温度に対応して変化する比熱値を５点の節点（節点Ａ〜節点Ｅ）としてで設定し、各節点間は直線補間された値を用いる。５つの節点の位置は、後述する方法で導くが、各節点の位置は以下の制約を受けるものとする。以下の説明で「温度方向」は図２の水平軸方向を意味し、「比熱方向」とは図２の垂直軸方向を意味する。
【００５０】
変態発熱前の比熱はオーステナイト相の値であり、節点Ｅは温度、比熱共に固定である。節点Ｄは温度方向のみ移動可能とするが、温度方向の移動については節点Ｂよりも高温側とする。また、変態発熱後の比熱はフェライト相の値であり、節点Ａは温度、比熱共に固定値である。節点Ｂは線分Ｘ−Ｙ上を移動可能とするが、温度方向の移動については節点Ｄよりも低温側とする。そして節点Ｃは温度方向、比熱方向共に移動可能とするが、温度方向の移動ついては節点Ｂと節点Ｄの間とする。
【００５１】
ここでは節点がＡ〜Ｅの５点の場合を説明したが、オーステナイト相、フェライト相の比熱をより厳密に表現するため、固定された節点をさらに増やして、５点を超える節点としても良い。また、鋼板の成分や冷却条件によって温度域や発熱量が異なる変態発熱現象を考慮するため、移動可能な節点は最低でも３点は必要である。ただし、多すぎると各節点の制約条件の設定が困難になるため移動可能な節点は多くても４点が望ましい。
【００５２】
従って、式（１）、式（４）には、このような節点が考慮された温度と比熱の関係により決定される比熱ｃが適用される。
【００５３】
次に、比熱ｃの節点を導出する方法について説明する。図２に示した移動可能な節点Ｂ、節点Ｃ、節点Ｄの温度方向の値をそれぞれＴＸＢ，ＴＸＣ，ＴＸＤとし、移動可能な節点Ｃの比熱方向の値をＣＸＣとする。上記したように、鋼板温度予測値は１つの鋼板から所定の長さで切り分けられたｊ個のＴＭ１，ＴＭ２，ＴＥが算出されるが、これを３×ｊ個の予測値ＴＣＡＬと定義し、これに対応する２つの冷却装置内温度計６での測定値と冷却装置出側温度計５での測定値を同じく３×ｊ個のＴＡＣＴとする。
これにより、ＴＣＡＬは節点Ｂ、節点Ｃ、節点Ｄの位置に対する関数と見なすことができ、予測精度を向上させるためには式（８）に示すＴＣＡＬとＴＡＣＴとの誤差の二乗和を最小にするようなＴＸＢ，ＴＸＣ，ＴＸＤ，ＣＸＣを求めれば良い。これには例えば最小二乗法のような最適化手法を用いて算出すれば良いし、これ以外の最適化手法を用いても良い。
【００５４】
【数６】
0005757217.tif 000009
【００５５】
次に、ここまでに説明してきた比熱の導出について２つの鋼種について適用した例を示す。表１に鋼種１、および鋼種２の添加元素を表した。
【００５６】
【表１】
0005757217.tif 000010
【００５７】
鋼種１の結果を図３に示した。図３（ａ）が比熱の導出の結果、図３（ｂ）が冷却装置入側温度計、２地点の冷却装置内温度計、冷却装置出側温度で測定した測定値と、導出した比熱を用いて冷却装置入側温度計の測定値を基点に算出した２つの冷却装置内温度計と冷却装置出側温度計に対応した予測値である。
同様に、鋼種２について図４（ａ）、図４（ｂ）に結果を示した。
【００５８】
このように、それぞれの鋼種に対して導出した比熱を用いて鋼板温度予測を行えば良好な温度予測精度を得ることができる。導出された比熱は実際の鋼板温度測定値に合致するように算出されたものであるため、鋼板温度予測モデルにこの比熱を適用することで、水冷抜熱量や空冷抜熱量に多少の算出誤差が存在したとしても冷却後の鋼板温度を精度良く予測することができる。
【００５９】
なお、本発明は鋼板の温度測定値から変態発熱量を導くが、変態発熱中の温度測定値が無ければ比熱の節点を精度良く導出することができない。従って冷却装置内の温度計設置位置は変態発熱中の温度が測定できることが必要である。そのため、冷却装置内に設置されている温度計は１つでも可能であるが、異なる温度域で相変態が進行する多様な鋼種に対応するためには２つ以上の温度計が設置されていることが望ましい。また、冷却装置内温度計は比熱の節点を導出するためだけに必要であって常設の必要はない。
【００６０】
以上説明した式（１）〜式（５）、およびここに用いらる比熱を上記のように求めることで、予測される冷却後の鋼板温度ＴＥを算出することができる。ここで、式（１）〜式（５）において、導出した比熱ｃ以外の誤差要因はできるだけ小さくしておくことが望ましい。具体的には、水冷部の温度降下量を求めるための定数ａ、ｂ、空冷部の温度降下量を求めるための輻射率ε、空冷部の対流熱伝達率αＡを適切に調整することである。これらの値は冷却中に変態発熱が生じず、比熱ｃの値が既知のオーステナイト系ステンレス鋼板か、冷却前に相変態が終了しているような冷却開始温度が低温の条件での冷却データを用いて調整しておくことが望ましい。
【００６１】
ここまでで、比熱の導出、及びこれを用いた温度予測について説明してきたが、次に導出した比熱及び温度予測を用いて鋼板温度を所定の温度に制御するための方法について説明する。図５にそのための図を示した。なお、図１と共通する部分については同じ符号を付して説明は省略する。
【００６２】
鋼板の製造装置２００は、冷却装置２０を有し、冷却ヘッダー３が鋼板の搬送方向に合計ｎ個配置され、各冷却ヘッダーには水量調整バルブが設置されており、冷却装置制御コントローラ１２が指示した水量を鋼板に噴出することができる構造になっている。
鋼板１は冷却装置２０に進入する際に速度計７、板厚計８、冷却装置入側温度計４によって速度、板厚、温度が測定される。この測定情報に加え、鋼板１の密度、冷却装置２０の初期冷却水量、水温、冷却装置付近の気温、及びデータ保存装置１１に保存されている多種の鋼種に対応した比熱から対応する鋼種の比熱を選択し、式（１）〜式（５）を用いて冷却後の鋼板温度を予測する。
【００６３】
そしてこの鋼板温度予測値が目標値と一致するような冷却装置２０の水量密度を算出し、この水量密度設定が実現するように水量設定指示を行うことで冷却後の鋼板温度を目標値に制御することができる。
【００６４】
以上の説明では、熱間圧延された鋼板を対象としたが、これに限らず他の工程、例えば連続焼鈍等にも適用可能である。
【実施例】
【００６５】
実施例として表２に示す５つの鋼種について表２に記載の条件で上記のように導出した比熱を用いた鋼板の冷却制御をおこなった。比較例として下記文献１に記載の比熱を用いた冷却制御も実施した。
（文献１）鉄鋼製造プロセスにおける冷却技術、冷却技術研究小委員会報告書、
昭和６３年８月  日本鉄鋼協会
【００６６】
【表２】
0005757217.tif 000011
【００６７】
表２には、冷却停止温度±２０℃の的中率（％）を示し、導出した比熱と、比較例の文献１に記載の比熱とを図６に示した。なお、比較例で用いた比熱は０．０６％Ｃ炭素鋼のものを鋼種Ａ、Ｂ、Ｃに、０．２３％Ｃ炭素鋼のものを鋼種Ｄ、Ｅに用いた。
【００６８】
表２に示した的中率は、鋼種Ａ〜Ｅには冷却後の鋼板温度である冷却停止温度の目標値が定められており、この目標値の±２０℃の範囲にどれだけの確率で制御することができるかを評価したものである。表２からわかるように、比較例に比べ実施例の方が高い確率で目標値に制御することが確認できた。
【符号の説明】
【００６９】
１  鋼板
２  搬送手段
３  冷却ヘッダー
４  冷却装置入側温度計
５  冷却装置出側温度計
６  冷却装置内温度計
７  鋼板速度測定装置
８  鋼板板厚測定装置
１０  演算装置
１１  データ保存装置
１２  冷却装置制御コントローラ
２０  冷却装置
１００  鋼板の製造装置
２００  鋼板の製造装置
【図１】
0005757217.tif 000014
【図２】
0005757217.tif 000015
【図３】
0005757217.tif 000016
【図４】
0005757217.tif 000017
【図５】
0005757217.tif 000018
【図６】
0005757217.tif 000019