阅读说明：本技术 热轧无头轧制生产线的钢板温度控制装置 (Steel plate temperature control device of hot rolling endless rolling production line ) 是由 下谷俊人 于 2018-10-19 设计创作，主要内容包括：提供一种热轧无头轧制生产线的钢板温度控制装置,该钢板温度控制装置在无头轧制中执行移动中变更钢板的板厚的移动板厚变更的情况下,通过适当地控制钢板的锥形部分的温度,能够实现提升锥形部分附近的产品品质。执行移动中变更钢板的板厚的移动板厚变更的情况下,执行锥形部分板厚计算处理和感应加热装置输出计算处理。锥形部分板厚计算处理中,计算根据粗轧机的板厚变更动作产生的钢板的锥形部分的板厚。感应加热装置输出计算处理使用规定了为了达成目标温度或目标升温量的钢板的板厚和感应加热装置的输出之间关系的图或函数,基于由锥形部分板厚计算处理计算出的锥形部分的板厚,计算锥形部分通过感应加热装置之时感应加热装置的输出。(Provided is a steel plate temperature control device for a hot rolling endless rolling line, which can improve the product quality near a tapered part by properly controlling the temperature of the tapered part of a steel plate when a moving plate thickness change is performed to change the plate thickness of the steel plate during endless rolling. When a moving plate thickness change is performed to change the plate thickness of the steel plate during movement, a tapered portion plate thickness calculation process and an induction heating device output calculation process are performed. In the tapered portion thickness calculation process, the thickness of the tapered portion of the steel sheet generated by the thickness change operation of the roughing mill is calculated. The induction heating device output calculation process uses a map or a function that specifies a relationship between the thickness of the steel sheet and the output of the induction heating device in order to achieve the target temperature or the target temperature rise amount, and calculates the output of the induction heating device when the tapered portion passes through the induction heating device, based on the thickness of the tapered portion calculated by the tapered portion thickness calculation process.)

热轧无头轧制生产线的钢板温度控制装置

技术领域

本发明涉及一种钢板按照粗轧机、感应加热装置、精轧机的顺序流动的热轧无头轧制生产线的钢板温度控制装置，具体来说，涉及一种根据感应加热装置的输出来控制进入精轧机的钢板的温度的钢板温度控制装置。

背景技术

热轧工艺中，将用板坯加热炉加热至所需温度的高温的钢板板坯搬运至生产线上并依次轧制，最后用卷取机卷取。由于近年来产品规格的高要求化及多样化，以精轧机入口侧温度、精轧机出口侧温度、卷取温度等为代表的轧制生产线上的各处的目标温度的保证范围与以往相比变的更加严格。

为了热轧工艺的钢板的温度控制，引入了感应加热装置。以感应加热装置进行的加热利用了用以抵消与钢板交链的磁通而流动的涡旋电流所引起的焦耳损失。感应加热装置因为是直接加热，所以能量效率高，且因为是急速加热，能够期待产量的提升。感应加热装置所致的钢板的发热量根据钢板的板厚、板宽、速度而变化。因此，基于感应加热装置的钢板的温度控制中，为了达到作为目标的钢板温度或加热升温量，对应钢板的板厚、板宽、速度而设置感应加热装置的输出。

另外，为了热轧的成品率的改善、较薄物品的稳定轧制而进行由连铸机和碾磨机直接连接的轧制生产线的无头轧制。无头轧制中，从连铸机之中抽出的高温的钢板板坯被搬运到生产线上，被依次轧制，在卷取机的跟前被切割为卷筒长度而卷取。这样的无头轧制中，存在进行将钢板的板厚在移动中进行变更的移动板厚变更的情况。进行移动板厚变更的情况下，在板厚的变更开始点和结束点之间，会产生板厚连续变化的锥形部分。

钢板的锥形部分是即使被切割也最终无法成为产品的部分。但是，尽管如此，对锥形部分的温度控制也不会不需要。由于锥形部分与前后的钢板理所当然地连在一起，若锥形部分的温度控制无法进行，则会对锥形部分的前后的钢板、即成为产品的部位的品质产生恶劣影响。为了最终使要切割的部位最小，在锥形部分也要寻求与成为产品的部位一样严格的温度控制。

专利文献1中公开了关于将前材料的尾端和后材料的前端接合的无头轧制的钢板的温度控制的方法。根据专利文献1中公开的方法，基于加热效率与板厚之间的关系，设定接合部附近的板厚并通过感应加热装置进行加热，以使得达成精轧机出口侧的目标温度。

然而，专利文献1所公开的方法是在移动板厚变更的前后，钢板上不产生锥形部分的情况下的方法。在连铸机和碾磨机直接连接的无头轧制中，钢板的板厚通过移动板厚变更而变更为锥形部分的情况下，无法原封不动地适用专利文献1公开的方法。

【现有技术文献】

【专利文献1】日本特开2000-271607号公报

发明内容

本发明鉴于如上所述的课题，目的在于提供一种热轧无头轧制生产线的钢板温度控制装置，该钢板温度控制装置在无头轧制中执行移动中变更钢板的板厚的移动板厚变更的情况下，通过适当地控制钢板的锥形部分的温度而能够实现锥形部分附近的产品品质提升。

本发明涉及的热轧无头轧制生产线的钢板温度控制装置是在钢板按照粗轧机、感应加热装置、精轧机的顺序流动的热轧无头轧制生产线中，通过感应加热装置的输出来控制进入精轧机的钢板的温度的钢板温度控制装置。本发明涉及的热轧无头轧制生产线的钢板温度控制装置的特征在于，在移动中进行变更钢板的板厚的移动板厚变更的情况下，执行在以下详细叙述的锥形部分板厚计算处理和感应加热装置输出计算处理。

锥形部分板厚计算处理是计算由粗轧机的板厚变更动作而产生的钢板的锥形部分的板厚的处理。例如，移动板厚变更前后的钢板的目标板厚、锥形部分的设定长，然后，如果知道了钢板的搬运速度，则能够将通过感应加热装置的锥形部分的板厚表示为时间的函数。锥形部分板厚计算处理中，例如，也可以计算从锥形部分的开始点到结束点的连续变化的板厚。或者，在锥形部分板厚计算处理中，也可以仅计算锥形部分的开始点和结束点的板厚。此外，锥形部分板厚计算处理中，在锥形部分的轧制方向上设定多个中间目标点，除了锥形部分的开始点和结束点的板厚，也可以计算各中间目标点的板厚。

感应加热装置输出计算处理是锥形部分通过感应加热装置之时计算感应加热装置的输出的处理。该计算基于锥形部分的板厚而进行，该锥形部分的板厚是使用规定了用以达成目标温度或目标升温量的钢板的板厚、和感应加热装置的输出之间的关系的图或函数而用锥形部分板厚计算处理所计算出的。用感应加热装置输出计算处理计算出的感应加热装置的输出相对于控制感应加热装置的感应加热装置控制装置而被设定。

通过实行上述内容的锥形部分板厚计算处理和感应加热装置输出计算处理，能够对应连续变化的锥形部分的板厚而适当地控制钢板的锥形部分通过感应加热装置之时的感应加热装置的输出。

在感应加热装置输出计算处理中，也可以基于锥形部分的开始点的板厚和锥形部分的结束点的板厚，来计算锥形部分通过感应加热装置之时的感应加热装置的输出。除了锥形部分的开始点与结束点的板厚，也可以基于在锥形部分的轧制方向上设定的多个中间目标点的板厚，计算锥形部分通过感应加热装置之时的感应加热装置的输出。

感应加热装置输出计算处理中，也可以使感应加热装置的输出从对应锥形部分的开始点的板厚的感应加热装置的输出向着对应锥形部分的结束点的板厚的感应加热装置的输出而连续变化。或者，在感应加热装置输出计算处理中，也可以使感应加热装置的输出从对应锥形部分的开始点的板厚的感应加热装置的输出向着对应锥形部分的结束点的板厚的感应加热装置的输出而阶段性地变化。

感应加热装置输出计算处理中，也可以对应进入感应加热装置的钢板的温度条件而修正感应加热装置的输出。例如，钢板的温度控制如果是使用目标温度来进行的话，从设置于感应加热装置的上游侧的温度计收集钢板的入口侧实际温度，对应成为图或函数的前提的钢板的入口侧计划温度和入口侧实际温度之间的偏差而修正感应加热装置的输出。钢板的温度控制如果是使用目标升温量而进行的话，也可以从设置于感应加热装置的上游侧的温度计收集钢板的入口侧实际历史升温量，对应以图或函数为前提的钢板的入口侧计划升温量和入口侧实际历史升温量之间的偏差而修正感应加热装置的输出。

感应加热装置输出计算处理中，也可以对应从感应加热装置出来的钢板的温度条件而修正感应加热装置的输出。例如，钢板的温度控制如果是用目标温度来进行的话，也可以从设置于感应加热装置的下游侧的温度计收集钢板的出口侧实际温度，对应目标温度和出口侧实际温度之间的偏差而修正感应加热装置的输出。钢板的温度控制如果是用目标升温量来进行，也可以从设置于感应加热装置的下游侧的温度计收集钢板的出口侧实际历史升温量，对应目标升温量和出口侧实际历史升温量之间的偏差而修正感应加热装置的输出。

根据本发明涉及的热轧无头轧制生产线的钢板温度控制装置，能够对应连续变化的锥形部分的板厚而适当地控制钢板的锥形部分通过感应加热装置之时的感应加热装置的输出。由此，进入精轧机的钢板的锥形部分中，能够达成目标温度或目标升温量而提升锥形部分附近的产品品质。

附图说明

图1是表示热轧无头轧制生产线的构成的一例的图。

图2是将通过无头轧制的移动板厚变更而变更钢板的板厚的情形示意性地表示的图。

图3是表示本发明的各实施方式所共通的钢板温度控制装置的构成的图。

图4是对于本发明的实施方式1的感应加热装置输出计算处理进行说明的图。

图5是对于本发明的实施方式2的感应加热装置输出计算处理进行说明的图。

图6是对于本发明的实施方式3的感应加热装置输出计算处理进行说明的图。

图7是对于本发明的实施方式3的感应加热装置输出计算处理进行说明的图。

图8是对于本发明的实施方式4的感应加热装置输出计算处理进行说明的图。

图9是对于本发明的实施方式5的感应加热装置输出计算处理进行说明的图。

具体实施方式

以下，参照图面而对于本发明的实施方式进行说明。然而，以下所示的实施方式中，提到各要素的个数、数量、量、范围等的数的情况，除非特别明示的情况或原理性地明确规定了该数的情况，该提到的数不是对此发明的限定。此外，以下所示的实施方式中说明的构造，除了特别明示的情况或明确地原理性地对此进行规定的情况，对于此发明未必是必须的。

1.热轧无头轧制生产线的构成

首先，对于适用于本发明涉及的钢板温度控制装置的热轧无头轧制生产线进行说明。图1是表示热轧无头轧制生产线的构成的一例的图。从连铸机1抽出的钢板6通过板坯加热炉2加热，从轧制生产线被抽出。在轧制生产线上，通过修边机3的钢板6在粗轧机4及精轧机9中被延展变薄至所期望的厚度，且被加工成所希望的宽度。

粗轧机4由1个或多个轧制载物台构成，在从上游到下游的一方向上轧制钢板6，使钢板6的板厚或板宽接近产品尺寸。粗轧机4中也设有测定钢板温度的粗出口侧温度计5。感应加热装置7设置于粗轧机4和精轧机9之间的生产线上，对通过感应加热装置7的钢板6进行加热。

精轧机9由多个轧制载物台构成，在从上游到下游的一方向上轧制钢板6，决定钢板的板厚或板宽等尺寸相关的最终品质。精轧后的钢板温度由精轧机出口侧温度计10来测定。此外，精轧机入口侧温度计8也可能设置于感应加热装置7和精轧机9之间。

精轧机9的下游设置有冷却台11。冷却台11对钢板6注水而使钢板6的温度下降。通过冷却台11的钢板6在卷取机前被飞剪12切断为卷筒长度而在卷取机13处被卷为卷筒状。

进行使钢板6的板厚在移动中变更的移动板厚变更的情况下，将粗轧机4的各轧制载物台的辊间距离阶段性地变更，或者将粗轧机4及精轧机9的各轧制载物台的辊间距离阶段性地变更，不停止作业地变更板厚。图2是将钢板6的板厚通过无头轧制的移动板厚变更而被变更的情形进行模式化表示的图。如图2所示，在移动板厚变更中，根据粗轧机4的板厚变更动作，在载物台之间产生钢板6的板厚连续变化的部位。该部位直至最终载物台的出口侧为止残留的部分成为钢板6的锥形部分6a。

2.钢板温度控制装置的构成

下一步，本发明的各实施方式中，对于共通的钢板温度控制装置的构成而用图3来进行说明。图3是表示钢板温度控制装置的构成的一例的图。热轧无头轧制生产线中，设置有设定轧制涉及的各种参数的轧制设定装置15。轧制设定装置15例如是具备至少一个处理器和至少1个存储器的计算机。存储于存储器的程序通过以处理器来执行，轧制设定装置15为计算机，且作为钢板温度控制装置而发挥作用。

作为钢板温度控制装置的轧制设定装置15具备板厚设定计算部17和感应加热装置输出计算部19。板厚设定计算部17包含移动板厚变更计算部16。这些计算部16、17、19不是作为硬件而存在的，而是通过存储于轧制设定装置15的存储器的程序而以软件方式实现的。以下，对于构成作为钢板温度控制装置的轧制设定装置15的各计算部16、17、19的功能进行说明。

轧制设定装置15与上位计算机30通信。在上位计算机30中具备设定钢板6的目标板厚的目标板厚设定部31和设定钢板的目标温度的目标温度设定部32。目标板厚和目标温度是基于产品的规格及所要求品质而设定的。但是，目标温度设定部32中，也可以取代目标温度而设定目标升温量。所谓升温量的意思是相对于基准温度的相对温度。

轧制设定装置15的板厚设定计算部17从目标板厚设定部31接收目标板厚，基于接受到的目标板厚而计算板厚设定值。进行移动板厚变更的时候，板厚设定计算部17从目标板厚设定部31接收板厚变更后的目标板厚，在移动板厚变更计算部16中，计算移动板厚变更的各载物台的板厚变更量。然后，基于各载物台上的板厚变更量作成轧制表，向轧制机控制装置21发送轧制表。轧制机控制装置21按照轧制表控制粗轧机4及精轧机9的各载物台的动作。

此外，板厚设定计算部17将板厚设定值发送给感应加热装置输出计算部19。进行移动板厚变更之时，移动板厚变更计算部16执行计算根据移动板厚变更而生成的钢板6的锥形部分6a的板厚的锥形部分板厚计算处理，将有关锥形部分6a的板厚的板厚信息发送给感应加热装置输出计算部19。从移动板厚变更计算部16发送的锥形部分6a的板厚信息中，例如包含锥形部分6a的开始点的位置和板厚、锥形部分6a的结束点的位置和板厚。

感应加热装置输出计算部19从目标温度设定部32接收目标温度或目标升温量，且从板厚设定计算部17接收目标板厚。在进行移动板厚变更之时，从移动板厚变更计算部16接收锥形部分6a的板厚信息。感应加热装置输出计算部19使用规定了用以达成目标温度或目标升温量的钢板6的板厚和感应加热装置7的输出之间的关系的图或函数来计算感应加热装置7的输出(电力)。进行移动板厚变更之时，基于从移动板厚变更计算部16接收的锥形部分6a的板厚信息，计算锥形部分6a通过感应加热装置7之时的感应加热装置7的输出。感应加热装置输出计算部19对感应加热装置控制装置22设定计算出的感应加热装置7的输出。

以下举出的各实施方式中，对于由感应加热装置输出计算部19执行的感应加热装置输出计算处理的详细内容进行说明。

3.实施方式1的感应加热装置输出计算处理

图4是对于本发明的实施方式1的感应加热装置输出计算处理进行说明的图。图4的上段的图表所描述的是，根据钢板6的锥形部分6a通过感应加热装置7之时的感应加热装置7内的规定位置上的板厚h随时间的变化，下段的图表所描述的是，感应加热装置7的输出p随时间的变化。

图4所示的例子中，感应加热装置7内的规定位置的板厚h从h₀变化为h₁。板厚h越薄，能够达成目标温度或目标升温量的感应加热装置7的输出p越小。图4所示的例子中，移动板厚变更之前的板厚h₀对应输出p₀，移动板厚变更之后的板厚h₁对应输出p₁。对应板厚h开始变化的时刻t₀的部位是锥形部分6a的开始点，对应板厚h停止变化的时刻t₁的部位是锥形部分6a的结束点。锥形部分6a的板厚h从h₀到h₁连续变化。

本实施方式的感应加热装置输出计算处理中，基于锥形部分6a的开始点的板厚h₀和锥形部分6a的结束点的板厚h₁，计算锥形部分6a通过感应加热装置7之时的感应加热装置7的输出p。具体地，从对应锥形部分6a的开始点的板厚h₀的输出p₀开始，向着对应锥形部分6a的结束点的板厚h₁的输出p₁，使感应加热装置7的输出p以一定速度连续变化。此外，从使感应加热装置7的输出变化开始，直至钢板6的温度变化为止存在响应延迟。使感应加热装置7的输出变化的开始时刻基于生产线上的锥形部分6a的走行位置和响应延迟而被决定。

4.实施方式2的感应加热装置输出计算处理

图5是对于本发明的实施方式2的感应加热装置输出计算处理进行说明的图。图5的上段的图表描述的是，钢板6的锥形部分6a通过感应加热装置7之时的感应加热装置7内的规定位置上的板厚h随时间的变化，下段的图表描述的是，感应加热装置7的输出p随时间的变化。

图5所示的例子中，与图4所示的例子一样，感应加热装置7内的规定位置上的板厚h从h₀到h₁连续变化。本实施方式的感应加热装置输出计算处理中，除了锥形部分6a的开始点的板厚h₀和锥形部分6a的结束点的板厚h₁，也基于设置于锥形部分6a的轧制方向上的多个中间目标点上的板厚，计算锥形部分6a通过感应加热装置7之时的感应加热装置7的输出p。

中间目标点是对应从锥形部分6a的开始时刻t₀到结束时刻t₁之间任意多个时刻t_c0，t_c1的部位。计算各中间目标点的时刻t_c0，t_c1的板厚h_c0，h_c1，使用上述图或函数来计算能够达成目标温度或目标升温量的感应加热装置7的输出p_c0，p_c1。通过线性拟合来计算在锥形部分6a的开始点和中间目标点之间、中间目标点之间、中间目标点和锥形部分6a的结束点之间的感应加热装置的输出p。

5.实施方式3的感应加热装置输出计算处理

图6及图7是对于本发明的实施方式3的感应加热装置输出计算处理进行说明的图。图6及图7的上段的图表中描述的是，钢板6的锥形部分6a通过感应加热装置7之时的感应加热装置7内的规定位置上的板厚h随时间的变化，下段的图表中描述的是，感应加热装置7的输出p随时间的变化。

如图6及图7所示的例子中，与图4所示的例子一样，感应加热装置7内的规定位置上的板厚h从h₀到h₁连续变化。本实施方式的感应加热装置输出计算处理中，从对应锥形部分6a的开始点的板厚h₀的感应加热装置7的输出p₀向着对应锥形部分6a的结束点的板厚h₁的感应加热装置7的输出p₁，使感应加热装置7的输出p阶段性变化。

图6所示的例子中，在锥形部分6a的开始时刻t₀，使感应加热装置7的输出p从对应板厚h₀的输出p₀开始变化。之后，使感应加热装置7的输出p阶段性地变化下去，在锥形部分6a的结束时刻t₁，使该感应加热装置7对应板厚h₁的输出p₁而变化。图7所示的例中，维持对应锥形部分6a的开始点的板厚h₀的输出p₀直至晚于锥形部分6a的开始时刻t₀的时刻。之后，使感应加热装置7的输出p阶段性地变化下去，在早于锥形部分6a的结束时刻t₁的时刻，使该感应加热装置7对应锥形部分6a的结束点的板厚h₁的输出p₁变化。再者，使感应加热装置7的输出p阶段性地变化之时的阶段数是不限定的。但是，阶段数越少，锥形部分6a的温度分布上越容易产生不均匀，所以还是阶段数多一些较好。

6.实施方式4的感应加热装置输出计算处理

图8是对于本发明的实施方式3的感应加热装置输出计算处理进行说明的图。实施方式1中，在感应加热装置7的输出的计算中使用的图或函数是以进入感应加热装置7之时的钢板6的计划温度(称之为入口侧计划温度)为前提而作成的。但是，由于机器的个体差或历时变化、作业状态的偏差、环境条件的偏差等的因素，进入感应加热装置7之时的钢板6的实际温度(称之为入口侧实际温度)未必与入口侧计划温度一致。

本实施方式的感应加热装置输出计算处理中，利用在线作业中的入口侧实际温度而控制感应加热装置7的输出。详细来说，从设置于感应加热装置7的上游侧的粗出口侧温度计5收集钢板6的入口侧实际温度T^AF，比较入口侧实际温度T^AF和入口侧计划温度T^CAL。然后，基于入口侧实际温度T^AF和入口侧计划温度T^CAL之间的偏差，计算感应加热装置7的修正输出Δp_FF。修正输出Δp_FF在入口侧实际温度T^AF比入口侧计划温度T^CAL更高的情况下被设为负值，在入口侧实际温度T^AF比入口侧计划温度T^CAL低的情况下被设为正值。通过将修正输出Δp_FF加到设定计算中的感应加热装置7的输出p而得到最终的输出。

此外，在本实施方式中，虽然从粗出口侧温度计5收集了入口侧实际温度，但如果钢板的温度控制用目标升温量来进行，只需代替入口侧实际温度而收集入口侧实际历史升温量即可。该情况下，比较入口侧计划升温量和入口侧实际历史升温量，对应该偏差而计算感应加热装置7的修正输出即可。

7.实施方式5的感应加热装置输出计算处理

图9是对于本发明的实施方式5的感应加热装置输出计算处理进行说明的图。实施方式1中，感应加热装置7的输出的计算中使用的图或函数以使通过感应加热装置7后的钢板6的温度成为目标温度的方式而作成。但是，由于机器的个体差或历时变化、作业状态的偏差、环境条件的偏差等因素，通过感应加热装置7后的钢板6的实际温度(称之为出口侧实际温度)未必和目标温度一致。

在本实施方式的感应加热装置输出计算处理中，利用在线作业中的出口侧实际温度而控制感应加热装置7的输出。具体来说，从设置于感应加热装置7的下游侧的精轧机入口侧温度计8收集钢板6的出口侧实际温度T^ACT，比较目标温度T^TGT和出口侧实际温度T^ACT。然后，基于目标温度T^TGT和出口侧实际温度T^ACT之间的偏差，计算感应加热装置7的修正输出Δp_FB。修正输出Δp_FB在出口侧实际温度T^ACT比目标温度T^TGT更高的情况下被设为负值，在出口侧实际温度T^ACT比目标温度T^TGT低的情况下被设为正值。修正输出Δp_FB通过被加到设定计算的感应加热装置7的输出p而得到最终的输出。

再者，本实施方式中，虽然从精轧机入口侧温度计8收集了出口侧实际温度，但钢板的温度控制如果用目标升温量来进行，则代替出口侧实际温度而收集出口侧实际历史升温量即可。该情况下，比较入口侧实际历史升温量和目标升温量，对应该偏差计算感应加热装置7的修正输出即可。

8.其他

实施方式4的感应加热装置输出计算处理与实施方式1至3的任意一个感应加热装置输出计算处理组合都可以。此外，实施方式5的感应加热装置输出计算处理与实施方式1至4的任意一个感应加热装置输出计算处理组合都可以。

【符号说明】

1 连铸机

2 板坯加热炉

3 修边机

4 粗轧机

5 粗出口侧温度计

6 钢板

7 感应加热装置

8 精轧机入口侧温度计

9 精轧机

10 精轧机出口侧温度计

11 冷却台

12 卷取机前飞剪

13 卷取机

15 作为钢板温度控制装置的轧制设定装置

16 移动板厚变更计算部

17 板厚设定计算部

19 感应加热装置输出计算部

21 轧制机控制装置

22 感应加热装置控制装置

30 上位计算机

31 目标板厚设定部

32 目标温度设定部