(57)【要約】【課題】圧延材の目標温度の変更時における温度追従性を十分に発揮することが出来、以て圧延材の温度をより高精度に制御し得る熱間圧延機における温度制御技術を提供する。【解決手段】第一の調節手段２６にて、圧延材１８の圧延機出側温度が第一の目標温度となるように、圧延速度を調節する一方、演算手段２８にて、熱間圧延機１０の圧延速度変更量に対する圧延材１８の温度変化量を表す係数を求めると共に、設定手段３０にて、圧延材１８の圧延条件に基づいて目標温度の変更量を設定し、そして、第二の調節手段３２にて、前記係数と目標温度変更量とから、圧延材１８の圧延機出側温度を第一の目標温度から第二の目標温度と為すのに必要な圧延速度の変更量を決定し、これを、圧延材１８の圧延機出側温度が第一の目標温度となるように既に調節された圧延速度に加算することにより、熱間圧延機１０の圧延速度を更に調節するように構成した。【選択図】　　　図１
2004034056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の圧延速度指令に応じて熱間圧延機の圧延速度を調節することにより、該熱間圧延機の出側での圧延材が、予め定められた第一の目標温度となるように温度制御すると共に、かかる圧延材の圧延進行中に、該熱間圧延機の出側における該圧延材の目標温度を、該第一の目標温度とは異なる第二の目標温度に変更し、それに伴って、該熱間圧延機の圧延速度を更に調節することにより、該圧延材の一部の部位が、該熱間圧延機の出側で、該第二の目標温度となるように温度制御するに際して、
前記熱間圧延機の圧延速度変化量と前記圧延材の温度変化量との関係を表す温度モデルに基づいて、該熱間圧延機の圧延速度変更量に対する該圧延材の温度変化量を表す係数を求める一方、該圧延材の圧延条件に基づいて、前記第一の目標温度から前記第二の目標温度への前記目標温度の変更量を設定し、その後、それら圧延速度変更量に対する圧延材の温度変化量を表す係数と目標温度変更量とを用いて、該熱間圧延機の出側での該圧延材の温度を、該第一の目標温度から該第二の目標温度と為すのに必要な該熱間圧延機の圧延速度変更量を求め、更に、かかる圧延速度変更量を、前記圧延速度指令に加算して、かくして得られる加算値に応じて、該熱間圧延機の圧延速度を調節するようにしたことを特徴とする熱間圧延機における温度制御方法。
【請求項２】
所定の圧延速度指令に応じて熱間圧延機の圧延速度を調節することにより、該熱間圧延機の出側での圧延材が、予め定められた第一の目標温度となるように温度制御すると共に、かかる圧延材の圧延進行中に、該熱間圧延機の出側における該圧延材の目標温度を、該第一の目標温度とは異なる第二の目標温度に変更し、それに伴って、該熱間圧延機の圧延速度を更に調節することにより、該圧延材の一部の部位が、該熱間圧延機の出側で、該第二の目標温度となるように温度制御する温度制御装置にして、
前記熱間圧延機の出側での前記圧延材の温度が、前記第一の目標温度となるように、それら圧延材の熱間圧延機出側温度と第一の目標温度との偏差に基づいて前記圧延速度指令を決定すると共に、該圧延速度指令に応じて該熱間圧延機の圧延速度を調節する第一の調節手段と、
前記熱間圧延機の圧延速度変化量と前記圧延材の温度変化量との関係を表す温度モデルに基づいて、該熱間圧延機の圧延速度変更量に対する該圧延材の温度変化量を表す係数を演算する演算手段と、
前記圧延材の圧延条件に基づいて、前記第一の目標温度から前記第二の目標温度への前記目標温度の変更量を設定する設定手段と、
前記演算手段にて求められた圧延速度変更量に対する圧延材の温度変化量を表す係数と、前記設定手段にて設定された目標温度変更量とから、前記圧延材の熱間圧延機出側温度を、前記第一の目標温度から前記第二の目標温度と為すのに必要な前記熱間圧延機の圧延速度変更量を決定すると共に、かかる圧延速度変更量を前記圧延速度指令に加算することにより、該熱間圧延機の圧延速度を更に調節する第二の調節手段とを、
含むことを特徴とする熱間圧延機における温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、熱間圧延機における温度制御方法及び温度制御装置に係り、特に、熱間圧延機の圧延速度を調節することによって、熱間圧延機の出側での圧延材の温度を、圧延材の圧延進行中に変更せしめられる複数の目標値に、それぞれ有利に制御することが出来る熱間圧延機における温度制御方法及び温度制御装置に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
よく知られているように、熱間圧延機において、圧延材の温度をコントロールすることは、所望の機械的性質等を有する圧延材を得る上で、重要な要素となる。そこで、従来から、そのような熱間圧延機における圧延材の温度制御方法が各種提案されており、その中の一種として、例えば、特許第２９６０８７８号公報等に開示される如く、圧延機の圧延速度を調節することによって、圧延機の出側での圧延材の温度を制御する手法が、知られている。即ち、かかる公報に開示された圧延機における温度制御方法では、圧延機出側での圧延材の温度が実測され、この実測温度と、予め設定された、圧延機出側での圧延材の目標温度との偏差が零となるように、圧延機の圧延速度がフィードバック制御されるようになっているのである。
【０００３】
また、特開平８−３２３４１７号公報には、熱間圧延機にて圧延された圧延材をコイル状に巻き取ることによって熱延コイルを得る際に有利に適用可能な温度制御方法として、熱延コイルの内巻き部分を与える圧延材の一部と、その外巻き部分を与える圧延材の他の部位とにおける、熱間圧延機出側でのそれぞれの目標温度を互いに異なる値に設定し、かかる圧延材の一部と他の部位とが、それぞれ、互いに異なる値に設定された目標温度となるように、フィードバック方式により熱間圧延機の圧延速度を調節して、熱間圧延機の温度制御を行なうようにした手法が、明らかにされている。
【０００４】
すなわち、圧延材の温度が熱間圧延機出側で一定の温度となるように制御した場合、圧延材が極めて長尺であると、圧延後の空冷により、圧延材の先端部と尾端部とにおいて大きな温度差が発生するため、そのような長尺な圧延材をコイル状に巻き取ることによって熱延コイルを得る際には、熱延コイルの外巻き部分におけるコイル径方向の熱収縮量が内巻き部分よりも小さくなって、熱延コイルに巻き取られた圧延材の巻重ね面間に隙間が生じ、その結果、巻緩みが発生して、熱延コイルが変形したり、或いは熱延コイルから圧延材を巻き出す際に、圧延材の表面に擦れ疵等が生じたりする恐れがあったのである。
【０００５】
そこで、前記公報に開示された熱間圧延機の温度制御手法では、圧延材の圧延進行中に、熱間圧延機出側での圧延材の目標温度を、予め定められた第一の目標温度から、それよりも高い第二の目標温度に変更する温度制御を行なうことにより、熱延コイルの外巻き部分を与える圧延材の一部の温度を、熱延コイルの内巻き部分を与える圧延材の他の部位の温度よりも高くして、熱延コイルの外巻き部分におけるコイル径方向の熱収縮量を内巻き部分よりも大きくすることで、巻緩みの発生の防止が図られているのである。
【０００６】
ところが、このような熱間圧延機の温度制御手法について、本発明者等が種々検討したところ、かかる従来手法にあっては、圧延材の目標温度の変更時における温度追従性が不十分であることが明らかとなったのである。
【０００７】
つまり、上述せる従来手法では、熱間圧延機の圧延速度が、あくまでも、熱間圧延機出側での圧延材の実測温度と目標温度との偏差に基づいたフィードバック方式によって調節されて、熱間圧延機出側での圧延材の温度が制御されるようになっているため、かかる圧延材の目標温度を第一の目標温度から第二の目標温度に変更してから、圧延材の温度が第二の目標温度となるまでに「遅れ」が生ずることが避けられず、そして、例えば、第一の目標温度と第二の目標温度との間に大きな開きがある場合、或いは圧延前に、圧延材において、第一の目標温度に制御されるべき部位と第二の目標温度に制御されるべき部位との間に大きな温度差がある場合等には、そのような「遅れ」が顕著なものとなり、その結果、圧延材を目標温度となるように制御する温度制御の精度が低下してしまう恐れがあったのである。
【０００８】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、圧延材の圧延進行中に、熱間圧延機出側での圧延材の目標温度を、第一の目標温度から、それとは異なる第二の目標温度に変更して、圧延材が、部分的に、それら第一及び第二の目標温度とそれぞれ一致するように温度制御するに際して、第一の目標温度と第二の目標温度との差異や、圧延前における圧延材の部分的な温度バラツキの大きさに拘わらず、圧延材の目標温度の変更時における温度追従性が十分に発揮され得て、圧延材の温度が、部分的に、複数の目標温度のそれぞれに高精度に制御され得るようにした熱間圧延機における温度制御方法と温度制御装置とを提供することにある。
【０００９】
【解決手段】
そして、本発明にあっては、かかる課題の解決のために、所定の圧延速度指令に応じて熱間圧延機の圧延速度を調節することにより、該熱間圧延機の出側での圧延材が、予め定められた第一の目標温度となるように温度制御すると共に、かかる圧延材の圧延進行中に、該熱間圧延機の出側における該圧延材の目標温度を、該第一の目標温度とは異なる第二の目標温度に変更し、それに伴って、該熱間圧延機の圧延速度を更に調節することにより、該圧延材の一部の部位が、該熱間圧延機の出側で、該第二の目標温度となるように温度制御するに際して、前記熱間圧延機の圧延速度変化量と前記圧延材の温度変化量との関係を表す温度モデルに基づいて、該熱間圧延機の圧延速度変更量に対する該圧延材の温度変化量を表す係数を求める一方、該圧延材の圧延条件に基づいて、前記第一の目標温度から前記第二の目標温度への前記目標温度の変更量を設定し、その後、それら圧延速度変更量に対する圧延材の温度変化量を表す係数と目標温度変更量とを用いて、該熱間圧延機の出側での該圧延材の温度を、該第一の目標温度から該第二の目標温度と為すのに必要な該熱間圧延機の圧延速度変更量を求め、更に、かかる圧延速度変更量を、前記圧延速度指令に加算して、かくして得られる加算値に応じて、該熱間圧延機の圧延速度を調節するようにしたことを特徴とする熱間圧延機における温度制御方法を、その要旨とするものである。
【００１０】
要するに、この本発明に従う熱間圧延機における温度制御方法は、第一の目標温度から第二の目標温度に目標温度を変更する際に、その目標温度の変更量と、熱間圧延機の圧延速度変更量に対する圧延材の温度変化量を表す係数とから、圧延材の熱間圧延機出側温度を、第一の目標温度から第二の目標温度に為すのに必要な熱間圧延機の圧延速度の変更量を決定し、そして、かくして決定された圧延速度変更量を、圧延材の熱間圧延機出側温度が第一の目標温度となるように既に調節された熱間圧延機の圧延速度に加算することによって、熱間圧延機出側での圧延材の温度を、第一の目標温度に一致した温度から、第二の目標温度に一致した温度となるように、熱間圧延機の圧延速度を更に調節するようにしたものなのである。
【００１１】
それ故、かかる本発明手法にあっては、熱間圧延機出側での圧延材の実測温度と第二の目標温度との偏差が零となるように、圧延機の圧延速度をフィードバック制御することによって、圧延材の熱間圧延機出側温度を第二の目標温度と一致するようにした従来の温度制御手法とは異なって、圧延材の目標温度を第一の目標温度から第二の目標温度に変更してから、圧延材の温度が第二の目標温度となるまでに「遅れ」が生ずるが有利に解消され得るのであり、それによって、例えば、第一の目標温度と第二の目標温度との間に大きな開きがあっても、また、圧延前に、圧延材において、第一の目標温度に制御されるべき部位と第二の目標温度に制御されるべき部位との間に大きな温度差があっても、かかる「遅れ」に起因して、圧延材を目標温度となるように制御する温度制御の精度の低下が惹起されるようなことが、極めて効果的に回避され得るのである。
【００１２】
従って、このような本発明に従う熱間圧延機における温度制御方法によれば、圧延材の圧延進行中に、熱間圧延機出側での圧延材の目標温度を第一の目標温度から、それとは異なる第二の目標温度に変更して、圧延材の一部とその他の部位とを、第一の目標温度と第二の目標温度とに、それぞれ一致するように、温度制御するに際して、第一の目標温度と第二の目標温度との差異や、圧延前における圧延材の部分的な温度バラツキの大きさ等に拘わらず、圧延材の目標温度の変更時における優れた温度追従性が十分に且つ効果的に発揮され得て、圧延材の温度が、部分的に、第一の目標温度と第二の目標温度とに、それぞれ、高精度に制御され得ることとなるのである。そして、その結果として、生産される圧延材において、所望の機械的性質と良好な品質とを安定的に確保することが可能となるのであり、また、熱延コイルの製造に際して、コイルの巻緩みやそれに起因する様々な不具合の発生が、より効果的に防止され得るといった利点も得られるのである。
【００１３】
そして、本発明にあっては、前述せる如き技術的課題を解決するために、所定の圧延速度指令に応じて熱間圧延機の圧延速度を調節することにより、該熱間圧延機の出側での圧延材が、予め定められた第一の目標温度となるように温度制御すると共に、かかる圧延材の圧延進行中に、該熱間圧延機の出側における該圧延材の目標温度を、該第一の目標温度とは異なる第二の目標温度に変更し、それに伴って、該熱間圧延機の圧延速度を更に調節することにより、該圧延材の一部の部位が、該熱間圧延機の出側で、該第二の目標温度となるように温度制御する温度制御装置において、（ａ）前記熱間圧延機の出側での前記圧延材の温度が、前記第一の目標温度となるように、それら圧延材の熱間圧延機出側温度と第一の目標温度との偏差に基づいて前記圧延速度指令を決定すると共に、該圧延速度指令に応じて、該熱間圧延機の圧延速度を調節する第一の調節手段と、（ｂ）前記熱間圧延機の圧延速度変化量と前記圧延材の温度変化量との関係を表す温度モデルに基づいて、該熱間圧延機の圧延速度変更量に対する該圧延材の温度変化量を表す係数を演算する演算手段と、（ｃ）前記圧延材の圧延条件に基づいて、前記第一の目標温度から前記第二の目標温度への前記目標温度の変更量を設定する設定手段と、（ｄ）前記演算手段にて求められた圧延速度変更量に対する圧延材の温度変化量を表す係数と、前記設定手段にて設定された目標温度変更量とから、前記圧延材の熱間圧延機出側温度を、前記第一の目標温度から前記第二の目標温度と為すのに必要な前記熱間圧延機の圧延速度変更量を決定すると共に、かかる圧延速度変更量を前記圧延速度指令に加算することにより、該熱間圧延機の圧延速度を更に調節する第二の調節手段とを含むことを特徴とする熱間圧延機における温度制御装置をも、また、その要旨とするものである。
【００１４】
このような本発明に従う熱間圧延機における温度制御装置を用いれば、前述せる如き本発明手法が有利に実施され得るのであり、従って、圧延材の圧延進行中に、熱間圧延機出側での圧延材の目標温度を第一の目標温度から第二の目標温度に変更しつつ、圧延材を温度制御するに際して、第一の目標温度と第二の目標温度との差異や、圧延前における圧延材の部分的な温度バラツキの大きさ等に拘わらず、圧延材の目標温度の変更時における優れた温度追従性が十分に且つ効果的に発揮され得て、圧延材の温度が、部分的に、第一の目標温度と第二の目標温度とに、それぞれ、高精度に制御され得ることとなり、その結果として、生産される圧延材において、所望の機械的性質と良好な品質とを安定的に確保することが可能となるのである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明に係る熱間圧延機における温度制御方法及び温度制御装置の構成について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００１６】
先ず、図１には、本発明手法を実現可能な、本発明に従う構造を有する温度制御装置を備えた熱間圧延機の一実施形態としての熱間仕上げ圧延機が、モデル的に示されている。かかる図１からも明らかなように、本実施形態の熱間圧仕上げ圧延機１０は、一般的なシングルスタンド式の４段圧延機からなり、一対のワークロール１２ａ，１２ｂと、それらを上下に挟んで位置せしめられた一対のバックアップロール１４ａ，１４ｂとを有して、構成されている。
【００１７】
そして、一対のワークロール１２ａ，１２ｂのうち、下側に位置するワークロール１２ｂが、駆動モータ１６にて回転駆動せしめられ、それに伴って、上側に位置するワークロール１２ａと一対のバックアップロール１４ａ，１４ｂとが回転駆動せしめられることにより、極めて長尺で、且つ図示しない加熱ヒータ等にて予め所定温度に加熱された圧延材１８が、入側（図１中、右側）から出側（図１中、左側）に向かって、一方向に徐々に送り出されつつ、一対のワークロール１２ａ，１２ｂの間で、駆動モータ１６の回転駆動量に応じた圧延速度にて仕上げ圧延され、そして、この仕上げ圧延された圧延材１８が公知の巻取り機１９にて巻き取られることによって、熱延コイル２０が生産されるようになっているのである。
【００１８】
なお、図１中、２１と２２は、熱間仕上げ圧延機１０の入側と出側における圧延材１８の温度を測定する、公知の構造を備えた入側温度センサと出側温度センサである。また、ここでは、一対のワークロール１２ａ，１２ｂのうち、下側に位置するワークロール１２ｂのみが、駆動モータ１６にて駆動せしめられるようになっていたが、かかる下側ワークロール１２ｂと共に、上側に位置するワークロール１２ａも、駆動モータ１６とは独立した別の駆動モータにて回転駆動せしめるように構成することも、勿論可能である。
【００１９】
そして、かかる本実施形態の熱間仕上げ圧延機１０においては、特に、それの出側での圧延材１８の温度を制御する温度制御装置２４を有しており、また、この温度制御装置２４が、圧延材１８の圧延進行方向前方側部分における熱間仕上げ圧延機１０の出側での温度を、予め設定された第一の目標温度と一致させるように温度制御すると共に、かかる圧延材１８の圧延進行中に、熱間仕上げ圧延機１０の出側（以下圧延機出側という）での目標温度を、第一の目標温度よりも高い第二の目標温度に変更して、圧延材１８の圧延進行方向後方側部分における圧延機出側での温度を、かかる第二の目標温度と一致せしめるように温度制御する、従来には見られない特別な構造をもって構成されているのである。
【００２０】
より具体的には、温度制御装置２４は、第一の調節部２６、演算部２８、設定部３０、及び第二の調節部３２の四つ要素を備えた基本構成を有している。そして、それら四つの要素のうち、第一の調節部２６は、圧延機出側の出側温度センサ２２により実測された圧延材１８の温度、つまり圧延材１８における圧延機出側実測温度と、予め設定された第一の目標温度との偏差が入力されることにより、そのような偏差に基づいて、圧延機出側実測温度が第一の目標温度と一致するように、熱間仕上げ圧延機１０における圧延材１８の圧延速度を調節せしめ得るようになっている。
【００２１】
すなわち、ここでは、第一の調節部２６において、例えば、圧延機出側実測温度と第一の目標温度との偏差の大きさに応じて、そのような偏差を零と為すように、第一の調節部２６が駆動モータ１６の回転駆動を増減せしめる量が、圧延材１８の材質等の圧延条件に応じて計算されると共に、圧延機出側実測温度と第一の目標温度との偏差の入力により、かかる偏差に応じた駆動モータ１６の回転駆動の増減量が決定されるようになっている。
【００２２】
そして、かくして決定された駆動モータ１６の回転駆動の増減量が、予め記憶された、駆動モータ１６の回転駆動の基準量に対して加算されることにより、圧延機出側実測温度と第一の目標温度との偏差を零と為すように、駆動モータ１６を回転駆動せしめる駆動指令、換言すれば、熱間仕上げ圧延機１０に対する圧延速度指令が決定されて、駆動モータ１６に出力され、以て、かかる圧延速度指令に応じて、モータ１６の回転駆動量が増減せしめられて、熱間仕上げ圧延機１０における圧延材１８の圧延速度が調節され得るように構成されているのである。なお、ここでは、第一の目標温度が、例えば、圧延後の圧延材１８において、所望の機械的性質が得られるように、かかる圧延材１８の材質等の圧延条件によって適宜に決定されることとなる。
【００２３】
一方、演算部２８は、熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度変更量に対する圧延材１８の温度変化量を表す係数を演算し、そして、かかる係数を、第二の調節部３２に出力し得るようになっている。なお、この演算部２８で演算される圧延速度変更量に対する圧延材１８の温度変化量を表す係数は、熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度変化量と圧延材１８の温度変化量との関係を表す温度モデルに基づいて、得られることとなる。
【００２４】
また、設定部３０は、圧延機出側での圧延材１８の目標温度を予め設定された第一の目標温度から、それよりも高い温度である第二の目標温度に変更する目標温度変更量を、圧延材１８の圧延条件に基づいて設定し、そして、この設定された目標温度変更量を第二の調節部３２及び第一の目標温度変更量としてに出力し得るようになっている。
【００２５】
すなわち、前述せるように、本実施形態の熱間仕上げ圧延機１０は、圧延した圧延材１８にて熱延コイル２０を生産するようになっているのであるが、生産される熱延コイル２０の外巻き部分の温度が内巻き部分の温度よりも低いと、外巻き部分のコイル径方向の熱収縮量が内巻き部分のそれよりも小さくなって、熱延コイル２０に巻緩みが生じる恐れがある。また、かかる熱延コイル２０を与える圧延材１８が、極めて長尺で、且つ圧延に先立って、所定温度に加熱されたものであるところから、圧延の進行中に、圧延前の圧延材１８が空冷等され、それによって、圧延工程の終盤で、圧延材１８の熱間仕上げ圧延機１０入側での圧延材１８の尾端部の温度が、急激に降下せしめられることとなる。
【００２６】
それ故、ここでは、設定部３０にて、第二の目標温度が、第一の目標温度よりも高い温度、具体的には、熱延コイル２０の巻緩みの発生を防止するために、熱延コイル２０における外巻き部分のコイル径方向の熱収縮量を、第一の目標温度とされた内巻き部分のコイル径方向の熱収縮量よりも大きく為し得る程度の温度に設定されるようになっているのであり、また、このような第二の目標温度の設定が、圧延材１８の尾端部における熱間仕上げ圧延機１０入側での温度降下量や、熱収縮率のデータ等を加味した材質等の圧延条件等に基づいて、実施されるように構成されているのである。なお、圧延材１８の尾端部における熱間仕上げ圧延機１０入側での温度降下量は、例えば、熱間仕上げ圧延機１０の入側に設置された入側温度センサ２１によって逐次測定される、熱間仕上げ圧延機１０入側での圧延材１８の実測温度に基づいて、得られることとなる。
【００２７】
さらに、第二の調節部３２は、前記演算部２８から出力された、熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度変更量に対する圧延材１８の温度変化量を表す係数の入力と、設定部３０から出力された、圧延機出側での圧延材１８の目標温度を第一の目標温度から第二の目標温度に変更する目標温度変更量の入力とによって、圧延材１８の圧延機出側温度を第一の目標温度から第二の目標温度と為すのに必要な熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度の変更量を求め、そして、この求められた圧延速度変更量に基づいて、圧延機出側での圧延材１８の温度が、第二の目標温度と一致するように、熱間仕上げ圧延機１０における圧延材１８の圧延速度を調節せしめ得るようになっている。
【００２８】
すなわち、かかる第二の調節部３２にあっては、そこで求められた圧延速度変更量を、前記第一の調節部２６から出力される前記圧延速度指令、つまり、圧延機出側での圧延材１８の温度を第一の目標温度となるように調節される熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度に加算し、そしてその加算値を駆動モータ１６に入力せしめることによって、かかる加算値に応じた回転駆動量で、駆動モータ１６を駆動せしめ、以て、圧延材１８の圧延機出側温度が第二の目標温度となるように、熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度を調節し得るようになっているのである。なお、この第二の調節部３２では、圧延機出側での圧延材１８の目標温度を第一の目標温度から第二の目標温度に変更するタイミングに合わせて、圧延速度変更量が求められて、圧延速度指令に加算されることとなる。
【００２９】
ところで、かくの如き温度制御装置２４を有する熱間仕上げ圧延機１０を用いて、圧延材１８に対する仕上げ圧延を行なう際には、圧延機出側での圧延材１８の温度が、例えば、以下のような手順にて、コントロールされることとなる。
【００３０】
すなわち、先ず、圧延材１８に対する仕上げ圧延開始後に、出側温度センサ２２にて実測される圧延材１８の圧延機出側実測温度と、予め圧延条件等に応じて決定された第一の目標温度との偏差に基づいて、熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度を調節する圧延速度指令を決定し、そして、この圧延速度指令に応じて、公知のフィードバック方式により、熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度を調節して、圧延機出側での圧延材１８の温度が、予め設定された第一の目標温度となるように、熱間仕上げ圧延機１０における圧延材１８の温度制御を行なう。
【００３１】
また、その一方、ここで用いられる熱間仕上げ圧延機１０や圧延材１８について、予め取得された種々の情報を用いて得られる、熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度変化量と圧延材１８の温度変化量との関係を表す温度モデルに基づいて、熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度変更量に対する圧延材１８の温度変化量を表す係数を求めておく。
【００３２】
そして、例えば、圧延加工された圧延材１８からなる熱延コイル２０の径が予め設定された値となった時点、或いは熱間仕上げ圧延機１０に送り出された圧延材１８の全長が一定の値となった時点等において、入側温度センサ２１にて測定される、熱間仕上げ圧延機１０入側での圧延材１８の実測温度を取得して、この実測温度と、圧延機出側での圧延材１８の温度が第一の目標温度となるように温度制御を開始した圧延初期における熱間仕上げ圧延機１０入側での圧延材１８の先端部の実測温度とから、圧延材１８の尾端部の温度降下量を算出する。そして、その後、かくして求められた圧延材１８の温度降下量や圧延材１８の材質等の圧延条件に基づいて、圧延機出側での圧延材１８の目標温度を、第一の目標温度から第二の目標温度に変更する目標温度変更量を設定する。
【００３３】
次いで、かくして設定された目標温度変更量と、予め求められた熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度変更量に対する圧延材１８の温度変化量を表す係数とから、圧延機出側での圧延材１８の温度を、第一の目標温度から第二の目標温度と為すのに必要な圧延速度の変更量を求める。この圧延速度変更量は、例えば、下式（１）にて、求められることとなるが、その他、各種の実験により得られる実験値や、過去の経験に基づく経験値等によっても、得られるものである。
【００３４】
ΔＶ＝１／（ｄＴ／ｄＶ）×ΔＴ　・・・・・（１）
［但し、ΔＶ：圧延速度変更量
ｄＴ／ｄＶ：圧延速度変更量に対する圧延材の温度変化量を表す係数
ΔＴ：目標温度変更量］
【００３５】
そして、圧延機出側での圧延材１８の温度が前記第一の目標温度となるように、前記圧延速度指令に応じて調節される熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度に対して、上述のようにして求められた圧延速度変更量を加算して、圧延材１８の圧延機出側温度が第二の目標温度となるように、熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度を増速し、以て圧延材１８の圧延機出側温度を、第二の目標温度と一致するまで引き上げるのである。
【００３６】
なお、この圧延速度指令に応じた熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度に対する圧延速度変更量の加算は、例えば、熱延コイル２０の径が一定値以上となった時点や、熱間仕上げ圧延機１０に送り出された圧延材１８の全長が一定値以上となった時点等、圧延機出側での圧延材１８の目標温度を変更したいタイミングにおいて実施され、また場合によっては、生産能等率の点から、目標温度範囲内で、圧延速度を増加させたいタイミング等においても、実施されることとなる。
【００３７】
このように、本実施形態では、圧延機出側での圧延材１８の目標温度を、第一の目標温度から第二の目標温度に変更するタイミングに合わせて、目標温度の変更量と、熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度変更量に対する圧延材の温度変化量を表す係数とから、第二の目標温度にまで、圧延材１８の圧延機出側温度を高めるのに必要な熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度変更量を決定し、そして、圧延材の圧延機出側温度が第一の目標温度となるように既に調節された熱間仕上げ圧延機１０の圧延速度に、この圧延速度変更量を加算することによって、圧延機出側での圧延材１８の温度を第二の目標温度となるように、圧延速度を調節するものであるところから、圧延機出側での圧延材１８の目標温度を第一の目標温度から第二の目標温度に変更してから、実際に、圧延材１８の温度が第二の目標温度となるまでに「遅れ」が生ずることなく、優れた温度追従性が十分に且つ効果的に発揮され得て、圧延機出側での圧延材１８の温度が、高精度に制御され得ることとなるのであり、その結果として、圧延された圧延材１８において、所望の機械的性質と良好な品質とを安定的に確保することが可能となるのであり、また、そのような圧延材１８からなる熱延コイル２０における巻緩みや、それに起因する熱延コイル２０の変形、或いは熱延コイル２０からの圧延材１８の巻出し時における圧延材１８表面への擦れ疵の発生等が、より効果的に防止され得ることとなるのである。
【００３８】
ここにおいて、熱間圧延機による圧延材の圧延に際して、本発明に従って、圧延材の温度制御を実施することにより、上述の如き優れた特徴が発揮され得ることを確かめるために、本発明者等によって行なわれた試験について、詳述することとする。
【００３９】
すなわち、先ず、図１に示される如き構造を有する温度制御装置を備えた熱間仕上げ圧延機と長尺なアルミニウム圧延材とを用い、かかる圧延材の圧延を行なうと共に、その圧延進行中において、圧延機出側での圧延材の温度が第一の目標温度となるように、圧延速度をフィードバック調節する温度制御を継続して実施し、そして、かかる圧延材の圧延終盤において、圧延機出側での圧延材の温度が第一の目標温度から、それよりも温度の高い第二の目標温度となるように、本発明手法に従って、温度制御を行なった。なお、本試験では、特に、圧延機出側での温度が第二の目標温度に制御されるべき圧延材の尾端部における圧延前の温度が、圧延材の先端部に比して、大きく降下せしめられるような圧延条件にて、圧延を行なった。このときの圧延機出側での圧延材の実測温度の、圧延時間の経過に伴う変化を、図２に実線で示した。また、図２には、所定の時間経過後、第一の目標温度から第二の目標温度に変化せしめられる圧延機出側での圧延材の目標温度の、圧延時間の経過に伴う変化を、破線で示した。
【００４０】
また、比較のために、圧延機出側での圧延材の温度が、圧延加工の前半で、第一の目標温度となるように、また圧延加工の終盤で、第二の目標温度となるように、圧延速度をフィードバック調節することによって、圧延材を温度制御するようにした、図１に示される如き温度制御装置とは異なる構造を有する温度制御装置を備えた従来より公知の熱間仕上げ圧延機と長尺なアルミニウム圧延材とを用い、かかる圧延材の圧延を行なうと共に、その圧延進行中の前半で、圧延機出側での圧延材の温度が第一の目標温度となるように、そして圧延の終盤で、第二の目標温度となるように、圧延速度をフィードバック調節して、温度制御を行なった。なお、本試験でも、前記せる試験と同様に、圧延機出側での温度が第二の目標温度に制御されるべき圧延材の尾端部における圧延前の温度が、圧延材の先端部に比して、大きく降下せしめられるような圧延条件にて、圧延を行なった。このときの圧延機出側での圧延材の実測温度の、圧延時間の経過に伴う変化を、図３に実線で示した。また、図３にも、圧延機出側での圧延材の目標温度の、圧延時間の経過に伴う変化を、破線で示した。
【００４１】
それら図２及び図３からも明らかなように、本発明に従う構造を有する温度制御装置を備えた熱間圧延機を用いて、圧延材の圧延加工を行なった場合には、圧延機出側での圧延材の温度が、目標温度の変化に略正確に対応して変化せしめられていることが、認められる。これに対して、単に、フィードバック調節による温度制御を行なうように構成された温度制御装置を有する熱間圧延機を用いて、圧延材の圧延加工を行なった場合には、圧延機出側での圧延材の温度が、目標温度が高められても、それに対応することなく、却って低下せしめられていることが、認められる。これらのことから、本発明に従って、圧延材の温度制御を行なうことによって、圧延機出側での圧延材の温度が、変化せしめられる目標温度に対して精度良く追従せしめられ得ることが、明確に認識され得るのである。
【００４２】
以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。
【００４３】
例えば、前記実施形態では、圧延機出側での圧延材１８の温度が第一の目標温度となるように制御する温度制御が、圧延速度を自動的にフィードバック調節することによって、実施されていたが、かかる温度制御を、例えば、オペレータ等の手動操作によって実施することも、可能である。
【００４４】
また、前記実施形態では、圧延機出側での圧延材１８の温度が第一の目標温度となるように、圧延速度を調節する第一の調節手段たる第一の調節部２６と、圧延機出側での圧延材１８の温度が第二の目標温度となるように、圧延速度を調節する第二の調節手段たる第二の調節部３２とが、温度制御装置２４を構成する別々の要素にて構成されていたが、それら第一の調節手段と第二の調節手段とを一つの要素にて構成することも、可能である。
【００４５】
加えて、前記実施形態では、４段式圧延機からなる熱間仕上げ圧延機における温度制御方法と温度制御装置とに対して、本発明を適用したものの具体例を示したが、本発明は、その他、４段式圧延機以外の熱間仕上げ圧延機や熱間粗圧延機における温度制御方法と温度制御装置の何れに対しても、有利に適用され得るものであることは、勿論である。
【００４６】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明に従う熱間圧延機における温度制御方法によれば、圧延材の圧延進行中に、熱間圧延機出側での圧延材の目標温度を第一の目標温度から第二の目標温度に変更して、温度制御するに際して、圧延材の目標温度の変更時における優れた温度追従性が十分に且つ効果的に発揮され得て、圧延材の温度が、部分的に、第一の目標温度と第二の目標温度とに、それぞれ、高精度に制御され得るのであり、その結果として、生産される圧延材において、所望の機械的性質と良好な品質とを安定的に確保することが可能となるばかりでなく、熱延コイルの製造に際して、コイルの巻緩みやそれに起因する様々な不具合の発生が、より効果的に防止され得るといった利点も得られるのである。
【００４８】
また、本発明に従う熱間圧延機における温度制御装置にあっても、圧延材の目標温度の変更時における優れた温度追従性が十分に且つ効果的に発揮され得て、圧延材の温度が、部分的に、異なる目標温度に、それぞれ、高精度に制御され得ることとなり、その結果、所望の機械的性質と良好な品質とを有する圧延材を得ることが出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う構造を有する温度制御装置を備えた熱間圧延機の一例の構成をモデル的に示す、一部ブロック図を含む概略説明図である。
【図２】図１に示される熱間圧延機を用いて、圧延材に対する圧延加工を行なったときの圧延材の圧延機出側での温度と圧延時間との関係とを示すグラフである。
【図３】本発明に従う構造を有する温度制御装置を何等有しない熱間圧延機を用いて、圧延材に対する粗圧延加工を行なったときの圧延材の圧延機出側での温度と圧延時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０　熱間粗圧延機　　　　　　　　　　　　　　　　　１８　圧延材
２０　熱延コイル　　　　　　　　　　２１　入側温度センサ
２２　出側温度センサ　　　　　　　　２４　温度制御装置
２６　第一の調節部　　　　　　　　　２８　演算部
３０　設定部　　　　　　　　　　　　３２　第二の調節部
【図１】
2004034056.tif 000003
【図２】
2004034056.tif 000004
【図３】
2004034056.tif 000005