【手続補正書】
【提出日】平成26年2月14日(2014.2.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延材が複数列の冷却帯を通過する際に、上記複数列の冷却帯のうちから選択された１又は２以上の冷却帯での冷却水で水冷すると共に、上記選択されなかった残りの冷却帯で空冷されることで上記圧延材を目標温度に冷却する冷却装置における上記冷却帯を診断する冷却帯診断方法であって、
上記複数列の冷却帯を通過する前の実際の圧延材温度である入側温度Ｔｅと当該複数列の冷却帯を通過した後の実際の圧延材温度である出側温度Ｔｄとをそれぞれ測定し、測定した上記入側温度Ｔｅと出側温度Ｔｄとの差である温度降下量と上記選択された冷却帯の情報とから、上記選択された冷却帯での実際の冷却水による抜熱量である計算抜熱量を求め、
上記選択された冷却帯の情報と上記選択された冷却帯にそれぞれ設定された単位時間当たりの冷却水の設定流量とから、設定された冷却水による抜熱量である設定抜熱量を求め、
上記計算抜熱量と上記設定抜熱量との差から冷却帯の故障診断を行うことを特徴とする冷却帯診断方法。
【請求項２】
圧延材が複数列の冷却帯を通過する際に、上記複数列の冷却帯のうちから選択された１又は２以上の冷却帯での冷却水で水冷すると共に、上記選択されなかった残りの冷却帯で空冷されることで上記圧延材を目標温度に冷却する冷却装置における上記冷却帯を診断する冷却帯診断方法であって、
上記複数列の冷却帯を通過する前の実際の圧延材温度である入側温度Ｔｅと当該複数列の冷却帯を通過した後の実際の圧延材温度である出側温度Ｔｄとをそれぞれ測定し、
上記入側温度Ｔｅと上記出側温度Ｔｄの差である温度降下量を、上記選択された各冷却帯の水冷時における冷却水の単位時間当たりの各設定流量がそれぞれ予め設定した一定値となっているとき且つ上記選択された冷却帯の組合せが異なる冷却の条件ごとにそれぞれ取得し、
上記温度降下量を複数取得すると、取得した温度降下量毎に、温度降下量とその温度降下量を求めたときに上記選択された冷却帯の情報とから、温度降下量に応じた抜熱量と上記各冷却帯での実際の抜熱量との平衡式を求め、求めた複数の平衡式から、上記複数列の冷却帯のうちの少なくとも一つの冷却帯における、水冷時における単位時間当たりの実際の冷却水流量である計算流量を求め、
上記求めた計算流量と上記設定した上記設定流量とから冷却帯の故障診断を行うことを特徴とする冷却帯診断方法。
【請求項３】
上記平衡式は、下記（１）式から求めることを特徴とする請求項２に記載した冷却帯診断方法。
Ｔｅ−Ｔｄ ＝（ΣΔＱi／Ｖi）＋ΔＱｅ／Ｖｅ＋ΔＱｄ／Ｖｄ
・・・（１）
但し、ΔＱi ＝ Δｑｗi・Ｌi（水冷時の場合）
ΔＱi ＝ ΔＱＡi （空冷時の場合）
ここで、
ｉ   ：ｉ番目の冷却帯を示す添え字（ただし、ｉ：１〜ｎ、ｎは冷却帯の総数）
ΔＱi ：ｉ番目の冷却帯での水冷若しくは空冷による単位時間当たりの抜熱量
Ｖi   ：ｉ番目の冷却帯での平均搬送速度
ΔＱｅ ：入側温度測定位置から複数列の冷却帯の入側までの単位時間当たりの抜熱量
Ｖｅ ：入側温度測定位置から複数列の冷却帯の入側までの平均搬送速度
ΔＱｄ ：複数列の冷却帯の出側から出側温度測定位置までの単位時間当たりの抜熱量
Ｖｄ ：複数列の冷却帯の出側から出側温度測定位置までの平均搬送速度
Δｑｗｉ：ｉ番目の冷却帯での水冷熱伝達係数
Ｌi ：ｉ番目の冷却帯での上記計算流量
ΔＱＡi：ｉ番目の冷却帯での単位時間当たりの空冷による抜熱量
である。
【請求項４】
取得する上記温度降下量の数は、複数列の冷却帯の数以上であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載した冷却帯診断方法。
【請求項５】
圧延材を、複数列の冷却帯からなる冷却設備に通過させる際に、上記複数列の冷却帯のうちから選択された１又は２以上の冷却帯での冷却水で水冷して当該圧延材を目標温度に冷却する圧延材の冷却方法において、
上記請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の冷却帯診断方法で故障と診断された冷却帯を、上記選択対象から外すことを特徴とする圧延材の冷却方法。
【請求項６】
圧延材が複数列の冷却帯を通過する際に、上記複数列の冷却帯のうちから選択された１又は２以上の冷却帯での冷却水で水冷すると共に、上記選択されなかった残りの冷却帯で空冷されることで上記圧延材を目標温度に冷却する冷却装置における、上記冷却帯を診断する冷却帯診断装置であって、
上記選択された各冷却帯の水冷時における冷却水の単位時間当たりの各設定流量がそれぞれ予め設定した一定値となっているときに、上記複数列の冷却帯を通過する前の実際の圧延材温度である入側温度Ｔｅと当該複数列の冷却帯を通過した後の実際の圧延材温度である出側温度Ｔｄとを取得する実績温度取得部と、
上記実績温度取得部が温度を取得した圧延材部分の冷却に対して上記選択された冷却帯の組合せを取得する選択冷却帯取得部と、
上記選択冷却帯取得部の取得した冷却帯の組合せに基づき、冷却帯の組合せとして、予め設定した複数種類以上の異なる組合せを取得したと判定すると、上記組合せ毎に、上記入側温度Ｔｅと上記出側温度Ｔｄの差である温度降下量とその温度降下量を求めたときに選択された冷却帯の情報とから、温度降下量に応じた抜熱量と上記各冷却帯での実際の抜熱量との平衡式を求め、求めた複数の平衡式から、上記複数列の冷却帯のうちの少なくとも一つの冷却帯における、水冷時における単位時間当たりの実際の冷却水流量である計算流量を求める計算流量演算部と、
上記計算流量演算部で求めた計算流量と上記設定流量とから冷却帯の故障診断を行う故障診断部と、
を備えることを特徴とする冷却帯診断装置。
【請求項７】
上記平衡式は、下記（２）式から求めることを特徴とする請求項６に記載した冷却帯診断装置。
Ｔｅ−Ｔｄ ＝（ΣΔＱi／Ｖi）＋ΔＱｅ／Ｖｅ＋ΔＱｄ／Ｖｄ
・・・（２）
但し、ΔＱi ＝ Δｑｗi・Ｌi（水冷時の場合）
ΔＱi ＝ ΔＱＡi （空冷時の場合）
ここで、
ｉ   ：ｉ番目の冷却帯を示す添え字（ただし、ｉ：１〜ｎ、ｎは冷却帯の総数）
ΔＱi ：ｉ番目の冷却帯での水冷若しくは空冷による単位時間当たりの抜熱量
Ｖi   ：ｉ番目の冷却帯での平均搬送速度
ΔＱｅ ：入側温度測定位置から複数列の冷却帯の入側までの単位時間当たりの抜熱量
Ｖｅ ：入側温度測定位置から複数列の冷却帯の入側までの平均搬送速度
ΔＱｄ ：複数列の冷却帯の出側から出側温度測定位置までの単位時間当たりの抜熱量
Ｖｄ ：複数列の冷却帯の出側から出側温度測定位置までの平均搬送速度
Δｑｗｉ：ｉ番目の冷却帯での水冷熱伝達係数
Ｌi ：ｉ番目の冷却帯での上記計算流量
ΔＱＡi：ｉ番目の冷却帯での単位時間当たりの空冷による抜熱量
である。
【請求項８】
上記計算流量演算部は、異なる冷却帯の組合せを上記複数列の冷却帯の数以上取得したと判定すると、複数列の冷却帯の各計算流量を求めることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載した冷却帯診断装置。
【請求項９】
圧延材を、複数列の冷却帯からなる冷却設備に通過させる際に、上記複数列の冷却帯のうちから選択された１又は２以上の冷却帯での冷却水で水冷して当該圧延材を目標温度に冷却する圧延材の冷却装置において、
上記請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の冷却帯診断装置で故障と診断された冷却帯を、上記選択対象から外すことを特徴とする圧延材の冷却装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、圧延材が複数列の冷却帯を通過する際に、上記複数列の冷却帯のうちから選択された１又は２以上の冷却帯での冷却水で水冷すると共に、上記選択されなかった残りの冷却帯で空冷されることで上記圧延材を目標温度に冷却する冷却装置における上記冷却帯を診断する冷却帯診断方法であって、
上記複数列の冷却帯を通過する前の実際の圧延材温度である入側温度Ｔｅと当該複数列の冷却帯を通過した後の実際の圧延材温度である出側温度Ｔｄとをそれぞれ測定し、測定した上記入側温度Ｔｅと出側温度Ｔｄとの差である温度降下量と上記選択された冷却帯の情報とから、上記選択された冷却帯での実際の冷却水による抜熱量である計算抜熱量を求め、
上記選択された冷却帯の情報と上記選択された冷却帯にそれぞれ設定された単位時間当たりの冷却水の設定流量とから、設定された冷却水による抜熱量である設定抜熱量を求め、
上記計算抜熱量と上記設定抜熱量との差から冷却帯の故障診断を行うことを特徴とする。
次に請求項２に記載した発明は、圧延材が複数列の冷却帯を通過する際に、上記複数列の冷却帯のうちから選択された１又は２以上の冷却帯での冷却水で水冷すると共に、上記選択されなかった残りの冷却帯で空冷されることで上記圧延材を目標温度に冷却する冷却装置における上記冷却帯を診断する冷却帯診断方法であって、
上記複数列の冷却帯を通過する前の実際の圧延材温度である入側温度Ｔｅと当該複数列の冷却帯を通過した後の実際の圧延材温度である出側温度Ｔｄとをそれぞれ測定し、
上記入側温度Ｔｅと上記出側温度Ｔｄの差である温度降下量を、上記選択された各冷却帯の水冷時における冷却水の単位時間当たりの各設定流量がそれぞれ予め設定した一定値となっているとき且つ上記選択された冷却帯の組合せが異なる冷却の条件ごとにそれぞれ取得し、
上記温度降下量を複数取得すると、取得した温度降下量毎に、温度降下量とその温度降下量を求めたときに上記選択された冷却帯の情報とから、温度降下量に応じた抜熱量と上記各冷却帯での実際の抜熱量との平衡式を求め、求めた複数の平衡式から、上記複数列の冷却帯のうちの少なくとも一つの冷却帯における、水冷時における単位時間当たりの実際の冷却水流量である計算流量を求め、
上記求めた計算流量と上記設定した上記設定流量とから冷却帯の故障診断を行うことを特徴とする。
次に、請求項３に記載した発明は、請求項２に記載した構成に対し、上記平衡式は、下記（３）式から求めることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
次に、請求項４に記載した発明は、請求項２又は請求項３に記載した構成に対し、取得する上記温度降下量の数は、複数列の冷却帯の数以上であることを特徴とする。
次に、請求項５に記載した発明は、圧延材を、複数列の冷却帯からなる冷却設備に通過させる際に、上記複数列の冷却帯のうちから選択された１又は２以上の冷却帯での冷却水で水冷して当該圧延材を目標温度に冷却する圧延材の冷却方法において、
上記請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の冷却帯診断方法で故障と診断された冷却帯を、上記選択対象から外すことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
次に、請求項６に記載した発明は、圧延材が複数列の冷却帯を通過する際に、上記複数列の冷却帯のうちから選択された１又は２以上の冷却帯での冷却水で水冷すると共に、上記選択されなかった残りの冷却帯で空冷されることで上記圧延材を目標温度に冷却する冷却装置における、上記冷却帯を診断する冷却帯診断装置であって、
上記選択された各冷却帯の水冷時における冷却水の単位時間当たりの各設定流量がそれぞれ予め設定した一定値となっているときに、上記複数列の冷却帯を通過する前の実際の圧延材温度である入側温度Ｔｅと当該複数列の冷却帯を通過した後の実際の圧延材温度である出側温度Ｔｄとを取得する実績温度取得部と、
上記実績温度取得部が温度を取得した圧延材部分の冷却に対して上記選択された冷却帯の組合せを取得する選択冷却帯取得部と、
上記選択冷却帯取得部の取得した冷却帯の組合せに基づき、冷却帯の組合せとして、予め設定した複数種類以上の異なる組合せを取得したと判定すると、上記組合せ毎に、上記入側温度Ｔｅと上記出側温度Ｔｄの差である温度降下量とその温度降下量を求めたときに選択された冷却帯の情報とから、温度降下量に応じた抜熱量と上記各冷却帯での実際の抜熱量との平衡式を求め、求めた複数の平衡式から、上記複数列の冷却帯のうちの少なくとも一つの冷却帯における、水冷時における単位時間当たりの実際の冷却水流量である計算流量を求める計算流量演算部と、
上記計算流量演算部で求めた計算流量と上記設定流量とから冷却帯の故障診断を行う故障診断部と、
を備えることを特徴とする。
次に、請求項７に記載した発明は、請求項６の構成に対し、上記平衡式は、下記（２）式から求めることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
入側温度Ｔｅを測定する仕上出側温度計５の測定位置から、出側温度Ｔｄを測定する巻取温度計６での測定位置までの間における上記材料の温度降下量は、「Ｔｅ−Ｔｄ」となり、上記(５)式の左辺となる。
また、仕上出側温度計５の測定位置から巻取温度計６の測定位置までの間での、総抜熱は、各バンクでの抜熱（ΣΔＱi／Ｖi）と、仕上出側温度計５の測定位置から複数列のバンクの入側までの間（図１中Ｓ１）の空冷による抜熱量（ΔＱｅ／Ｖｅ）と、複数列のバンクの出側から巻取温度計６の測定位置までの間（図１中Ｓ２）の空冷による抜熱量（ΔＱｄ／Ｖｄ）となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
以上のことから上記（５）式が成立することが分かる。
また、上記（５）式における空冷による、単位時間当たりの抜熱量ΔＱｅ、ΔＱｄ、ΔＱＡi（ｉ：１〜ｎ）は、予め実験や理論によって求めておいて、設定しておけばよい。この単位時間当たりの抜熱量ΔＱｅ、ΔＱｄ、ΔＱＡiは、例えば、抜熱位置の温度雰囲気、
鋼板３の比熱、入側温度Ｔｅの範囲によって設定する。対象とする抜熱位置の温度雰囲気、鋼板３の比熱、入側温度Ｔｅの範囲の変化が小さい場合には、一定の値に設定すればよい。温度雰囲気、比熱範囲、入側温度Ｔｅの範囲毎に予めマップ形式でデータを持っていて、上記入側温度Ｔｅによって決定するようにしても良い。また、抜熱位置の温度雰囲気、鋼板３の比熱、入側温度Ｔｅの範囲がそれぞれ予め設定した範囲となっているときに、上記「選択されたバンク（水冷のバンク）と入側温度Ｔｅ及び出側温度Ｔｄ」を取得するようにしても良い。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
次に、故障診断部２Ｂｄは、各バンクに設定されている上記設定流量と上記計算流量演算部２Ｂｃで求めた計算流量とから、各バンクの故障診断を行う。
本実施形態では、各バンク毎に次の判定処理を実施する。
例えば、対象とするバンクにおける、計算流量と設定流量との誤差が、予め設定した閾値（±２０％など）以上の判定した場合には、異常バンクと判定する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
例えば、下記のように判定しても良い。
「計算流量＞設定流量の１２０％」か否かを判定する。条件を満足する場合には、流量調整弁が故障と判定する。応答が早い方向に温度差がずれている場合には、この条件を使用することが好ましい。
また、「計算流量＜設定流量の９０％」か否かを判定する。条件を満足する場合には、ノズル詰まり若しくは応答遅れの故障と判定する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
上記１２０％及び９０％は例示であり、設計仕様や上記式の精度などに基づき決定すればよい。
なお、「計算流量＞設定流量の１５０％」などと計算流量が設定流量よりも大幅に大きい場合には、当該バンクの流量調整弁が故障であると共に、他の空冷状態のはずのバンクの不良のおそれがあると判定する。例えば、当該バンクで注水可能の最大流量以上の計算流量の場合には、他のバンクの故障推定を行う。他のバンクの故障の判定は、そのバンクの診断によって決定可能である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
上記冷却帯診断部２Ｂで求めた異常バンクを、その推定故障理由とともに表示部７に表示すると共に、そのバンク異常情報を上記冷却制御部２Ａに出力する。
上記冷却制御部２Ａは、上記冷却帯診断部２Ｂで異常と判定されたバンクを選択対象のバンクから外して上述の処理を実施する。
以上のように、本実施形態の冷却装置では、通常取得する冷却設備１に対する入側・出側の実績温度と冷却制御指令の情報を利用して、オンラインで冷却設備１を構成する冷却帯（バンク）の異常を診断して把握することが可能となる。この結果、より早期に故障診断が可能になると共に、当該冷却帯（バンク）の故障診断のための動作点検の簡素化を図ることが出来る。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
ここで、上記実施形態では、熱間圧延された鋼板などの圧延材を巻取温度などの目標温度に冷却する冷却装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、熱間圧延中の冷却装置や、デスケーリング装置等の冷却装置となる装置など、圧延材が複数列のバンク（冷却帯）を通過する構成となっている設備であれば、本発明は適用可能である。