具体实施方式

按照添附的附图对用于实施本发明的方式进行说明。另外，在各图中，对相同或者相当的部分标注相同的附图标记。适当地简化或省略该部分的重复说明。

实施方式1.

图1是适用实施方式1中的热轧生产线的温度控制装置的热轧生产线的主要部分的构成图。

在图1的热轧生产线中，精轧机1设于未图示的粗轧制机的下游侧。加速冷却装置2设于精轧机1的下游侧。输出辊道冷却装置3设于加速冷却装置2的下游侧。卷取机4设于输出辊道冷却装置3的下游侧。

加速冷却装置2在冷却水的供给系统中被划分为多个区段2a，多个区段2a沿热轧生产线的长度方向排列。多个区段2a分别具备多个注水阀2b。多个注水阀2b沿轧制热轧生产线的长度方向排列。对于多个注水阀2b设置多个喷嘴2c。多个喷嘴2c沿热轧生产线的宽度方向排列。

输出辊道冷却装置3由注水装置与传送道(conveyance table)构成。在输出辊道冷却装置3中，注水装置设于比加速冷却装置2高的位置。在输出辊道冷却装置3中，注水装置在冷却水的供给系统中被划分为多个区段3a。多个区段3a沿热轧生产线的长度方向排列。多个区段3a分别具备多个注水阀3b。多个注水阀3b沿热轧生产线的长度方向排列。对于多个注水阀3b设置多个喷嘴3c。多个喷嘴3c沿热轧生产线的宽度方向排列。

精轧机出侧温度计5设于精轧机1与加速冷却装置2之间。中间温度计6设于加速冷却装置2与输出辊道冷却装置3之间。卷取温度计7设于输出辊道冷却装置3与卷取机4之间。

精轧机1对轧制材料8进行精轧。之后，精轧机出侧温度计5在冷却前测量该轧制材料8的全长的初始温度作为FDT(Finisher Delivery-Side Temperature)实际结果值。之后，加速冷却装置2利用未图示的逆变器驱动未图示的泵而以高压注水，从而将该轧制材料8加速冷却。在加速冷却中，轧制材料8的冷却速度比通常的水冷快。其结果，轧制材料8的晶体组织得以调整，从而轧制材料8的机械性质变化。

之后，中间温度计6测量该轧制材料8的全长的初始温度作为MT实际结果值。之后，输出辊道冷却装置3以一定的压力注水，从而将该轧制材料8冷却。之后，卷取温度计7测量该轧制材料8的全长的初始温度作为CT实际结果值。之后，卷取机4卷取该轧制材料8。

温度控制装置9具备加速侧计算部9a、输出辊道侧计算部9b、以及控制部9c。

加速侧计算部9a使用温度模型预先预测加速冷却装置2的各区段2a的输入输出侧的轧制材料8的温度。输出辊道侧计算部9b使用温度模型预先预测输出辊道冷却装置3的各区段3a的输入输出侧的轧制材料8的温度。控制部9c基于加速侧计算部9a的预测结果控制加速冷却装置2的各注水阀2b的开闭。控制部9c基于输出辊道侧计算部9b的预测结果控制输出辊道冷却装置3的各注水阀3b的开闭。

在轧制材料8卷取到卷取机4之后，加速侧计算部9a基于来自精轧机出侧温度计5的FDT实际结果值与来自中间温度计6的MT实际结果值对加速冷却装置2中的温度模型进行学习。输出辊道侧计算部9b基于来自中间温度计6的MT实际结果值与来自卷取温度计7的CT实际结果值对输出辊道冷却装置3中的温度模型进行学习。

具体而言，温度控制装置9以各切板的FDT实际结果值作为起点，进行各切板的加速冷却装置2的各区段2a与输出辊道冷却装置3的各区段3a的输入输出侧的温度预测计算，以使最终的CT预测值到达CT目标值。温度控制装置9决定向加速冷却装置2的各区段2a的冷却水量的基准值(V₁ ^acc，C₂ ^acc，···C_n ^acc)与向输出辊道冷却装置3的各区段3a的冷却水量的基准值(V₁ ^rot，C₂ ^rot，···C_n ^rot)。

在各区段2a中基于该基准值决定打开的注水阀2b的数量。在各区段3a中基于该基准值决定打开的注水阀3b的数量。

在轧制材料8的切板达到中间温度计6的位置时，温度控制装置9学习加速冷却装置2中的温度模型，以使中间温度计6的位置处的误差为0。在轧制材料8达到卷取温度计7的位置时，温度控制装置9学习输出辊道冷却装置3中的温度模型，以使卷取温度计7的位置处的误差为0。此时，各切板的温度预测中的初始温度为将MT实际结果值设为初始值。

接下来，使用图2，对温度模型的构思进行说明。

图2是适用实施方式1中的热轧生产线的温度控制装置的切板的立体图。

如图2所示，在输出辊道冷却装置3的正下方利用辊道10输送轧制材料8时，在将轧制材料8分割为一定长度的切板8a的基础上计算热量的输入输出。例如将一定长度设定为3m至5m之间。

作为热量的输入输出的要素，考虑有水冷热传递、辐射、相变引起的发热等。例如在仅将水冷热传递作为要素的情况下，水冷引起的除热量(W)由如下的(1)式表示。

【式1】

Q_water＝h_wA_W(T_surf-T_W) (1)

在(1)式中，h_w是水冷传热系数(W/mm²/℃)。h_w在加速冷却装置2与输出辊道冷却装置3中不同。A_w是与冷却水接触的切板8a的上下表面的面积(mm²)。A_w以在各区段中打开的注水阀的数量变化。T_w冷是却水的温度(℃)。T_surf是切板8a的表面温度(℃)。

此时，各切板8a的温度变化由如下的(2)式表示。

【式2】

在(2)式中，T是切板8a的温度(℃)。ρ是切板8a的密度(kg/mm³)。C_P是切板8a的比热(J/kg/℃)。l是切板8a的行进方向长度(mm)。B是切板8a的宽度(mm)。H是切板8a的板厚(mm)。T是时间(s)。i是切板8a的编号。

接下来，使用图3与图4，对温度模型的学习进行说明。

图3是表示适用实施方式1中的热轧生产线的温度控制装置的加速冷却装置的内部的各切板的温度变化的预测值与实际结果值(再次预测值)的图。图4是表示适用实施方式1中的热轧生产线的温度控制装置的输出辊道冷却装置的内部的各切板的温度变化的预测值与实际结果值(再次预测值)的图。

如图3所示，关于加速冷却装置2中的冷却控制，在相对于MT实际结果值存在温度模型的预测误差的情况下，使用该预测误差的值再次计算各区段2a的输入输出侧的预测值。其结果，作为各区段2a的输入输出侧的轧制材料8的温度的实际结果值，求出了可靠的值。

如图4所示，关于输出辊道冷却装置3中的冷却控制，在相对于CT实际结果值存在温度模型的预测误差的情况下，使用该预测误差的值再次计算各区段3a的输入输出侧的预测值。其结果，作为各区段3a的输入输出侧的轧制材料8的温度的实际结果值，求出了可靠的值。

接下来，使用图5与图6，对轧制材料8的卷取完成后的学习功能的概要进行说明。

图5是表示适用实施方式1中的热轧生产线的温度控制装置的加速冷却装置中的温度模型的误差学习的流程的图。图6是表示适用实施方式1中的热轧生产线的温度控制装置的输出辊道冷却装置中的温度模型的误差学习的流程的图。

在图5中，如接下来的(3)式所示，作为加速冷却装置2的水冷传热系数h_w ^acc的学习值的Z₁ ^acc与Z₂ ^acc得以自动调整。

【式3】

在(3)式中，v_a ^acc(m/s)是加速冷却装置2的内部的各切板8a的平均速度。v₀(m/s)是加速冷却装置2的内部的各切板8a的基准速度。f_w ^acc是模型预测函数。Z₁ ^acc是针对温度模型的预测值的乘法型的学习值。Z₂ ^acc是针对速度比的取幂型的学习值。

轧制材料8中的冷却现象在轧制材料8高速移动时与轧制材料8静止时不同。因此，如(3)式所示，速度的影响在学习项中得以调整。

具体而言，使用作为靠近轧制材料8的全长的前端的部分的Head部的特定的切板8a的数据，求出Z₁ ^acc以使该切板8a的MT预测值的误差成为0。此时，Z₂ ^acc被视为0。

使用轧制材料8的加速中或者加速后的部分即Middle部的特定的切板8a的数据求出Z₂ ^acc，以使MT预测值的误差成为0。此时，Z₁ ^acc使用在Head部中求出的值。

求出的Z₁ ^acc与Z₂ ^acc被代入(3)式，从而计算所有切板8a的再次预测值。通过将Head部与Middle部的预测误差设为0，改善轧制材料8的全长的精度。

在图6中，如接下来的(4)式所示，输出辊道冷却装置3的水冷传热系数h_w ^rot的学习值即Z₁ ^rot与Z₂ ^rot得以自动调整。

【式4】

在(4)式中，v_a ^rot(m/s)是输出辊道冷却装置3的内部的各切板8a的平均速度。v₀(m/s)是输出辊道冷却装置3的内部的各切板8a的基准速度。f_w ^rot是模型预测函数。Z₁ ^rot是针对温度模型的预测值的乘法型的学习值。Z₂ ^rot是针对速度比的取幂型的学习值。

轧制材料8中的冷却现象在轧制材料8高速移动时与轧制材料8静止时不同。因此，如(4)式所示，速度的影响在学习项中得以调整。

具体而言，使用作为靠近轧制材料8的全长的前端的部分的Head部的特定的切板8a的数据，求出Z₁ ^rot以使该切板8a的CT预测值的误差成为0。此时，Z₂ ^rot被视为0。

使用轧制材料8的加速中或者加速后的部分即Middle部的特定的切板8a的数据求出Z₂ ^rot，以使CT预测值的误差成为0。此时，Z₁ ^rot使用在Head部中求出的值。

求出的Z₁ ^rot与Z₂ ^rot被代入(4)式，从而计算所有切板8a的再次预测值。通过将Head部与Middle部的预测误差设为0，改善轧制材料8的全长的精度。

根据以上说明的实施方式1，温度控制装置9在加速冷却装置2与输出辊道冷却装置3中分别设定水冷传热系数。因此，能够提高温度模型的精度。

另外，温度控制装置9基于通过温度模型预测的该轧制材料8的冷却后的温度的预测值与实际的温度的实测值之差，计算用于校正该轧制材料8的温度的预测值的学习值。因此，更加能够提高温度模型的精度。

另外，温度控制装置9基于MT实际结果值，计算用于校正该轧制材料8的温度的预测值的学习值。因此，更加能够提高温度模型的精度。

另外，若打开中间温度计6的周边的注水阀2b，则可在中间温度计6的正下方维持为冷却水覆盖轧制材料8的表面的状态。因此，在中间温度计6中，有不能准确地测量轧制材料8的表面温度的情况。在该情况下，通过将接近中间温度计6的区段2a的所有注水阀2b全部关闭，能够在卷取温度计7的正下方抑制冷却水覆盖轧制材料8的表面的情况。其结果，中间温度计6能够准确地测量轧制材料8的表面温度。在难以将靠近中间温度计6的区段2a的所有注水阀2b全部关闭的情况下，优先关闭更靠近中间温度计6的注水阀2b即可。

接下来，使用图7，对温度控制装置9的例子进行说明。

图7是实施方式1中的热轧生产线的温度控制装置的硬件构成图。

温度控制装置9的各功能可通过处理电路实现。例如处理电路具备至少一个处理器100a与至少一个存储器100b。例如处理电路具备至少一个专用的硬件200。

在处理电路具备至少一个处理器100a与至少一个存储器100b的情况下，温度控制装置9的各功能通过软件、固件、或者软件与固件的组合实现。软件以及固件的至少一方被记述为程序。软件以及固件的至少一方储存于至少一个存储器100b。至少一个处理器100a通过读出并执行存储于至少一个存储器100b的程序，实现温度控制装置9的各功能。至少一个处理器100a也称作中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微计算机、DSP。例如至少一个存储器100b是RAM、ROM、闪存、EPROM、EEPROM等、非易失性或者易失性的半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、压缩盘、迷你型盘、DVD等。

在处理电路具备至少一个专用的硬件200的情况下，处理电路例如由单一电路、复合电路、程序化后的处理器、并行程序化后的处理器、ASIC、FPGA、或者它们的组合实现。例如温度控制装置9的各功能分别由处理电路实现。例如温度控制装置9的各功能集中通过处理电路来实现。

关于温度控制装置9的各功能，也可以用专用的硬件200实现一部分，用软件或者固件实现其他部分。例如，也可以是，关于控制部9c的功能，通过作为专用的硬件200的处理电路实现，关于控制部9c的功能以外的功能，通过至少一个处理器100a读出并执行储存于至少一个存储器100b的程序来实现。

如此，处理电路通过硬件200、软件、固件、或者它们的组合实现温度控制装置9的各功能。

实施方式2.

图8是表示适用实施方式2中的热轧生产线的温度控制装置的输出辊道冷却装置的内部的各切板的温度变化的预测值与实际结果值(再次预测值)的图。另外，对与实施方式1的部分相同或者相当部分标注同一附图标记。省略该部分的说明。

如图8所示，在实施方式2中，在轧制材料8的冷却中，在各切板8a通过中间温度计6的正下方时，在该切板8a的MT预测值与MT实际结果值之间存在温度模型的预测误差的情况下，在将输出辊道冷却装置3的内部的起点(MT)校正为MT实际结果值的基础上，再次计算输出辊道冷却装置3的内部的轧制材料8的温度变化的预测值，以到达CT目标值。校正向各区段3a的冷却水量的基准值(V₁ ^rot，V₂ ^rot，···V_M ^rot)，以实现再次计算出的预测值。

根据以上说明的实施方式2，温度控制装置9在中间温度计6所测得的该轧制材料8的温度的实际结果值与温度的预测值之间存在温度模型的预测误差的情况下，以补偿该误差的方式控制输出辊道冷却装置3的注水阀3b。因此，更加能够提高温度模型的精度。

另外，温度控制装置9在中间温度计6所测得的该轧制材料8的温度实际结果值与温度预测值之间存在温度模型的误差的情况下，将中间温度计6所测得的该轧制材料8的温度的实际结果值作为初始值而再次计算输出辊道冷却装置3的内部的该轧制材料8的温度变化的预测值。因此，更加能够提高温度模型的精度。

实施方式3.

图9是表示适用实施方式3中的热轧生产线的温度控制装置的加速冷却装置的内部的各切板的温度变化的预测值与实际结果值(再次预测值)的图。图10是表示适用实施方式1中的热轧生产线的温度控制装置的输出辊道冷却装置的内部的各切板的温度变化的预测值与实际结果值(再次预测值)的图。另外，对与实施方式1的部分相同或者相当部分标注同一附图标记。省略该部分的说明。

在实施方式3中，预先进行将加速冷却装置2与输出辊道冷却装置3仅单独使用的冷却效率的辨识实验。基于从各切板8a的FDT实际结果值中减去CT实际结果值而得的值即温度下降的实际结果值(℃)与打开的注水阀的根数的实际结果，计算加速冷却装置2与输出辊道冷却装置3的平均一根阀的冷却效率(℃/valve)。此时的轧制材料8的速度模式与通常的轧制相同。

这里，将加速冷却装置2的冷却效率设为a(k)(℃/valve)。将输出辊道冷却装置3的冷却效率设为b(k)(℃/valve)。将在加速冷却装置2中使用的注水阀2b的数量设为A(k)(valve)。将在输出辊道冷却装置3中使用的注水阀3b的数量设为B(k)(valve)。k是切板8a的编号。

在该情况下，加速冷却装置2的温度下降预测值是a(k)×A(k)(℃)。输出辊道冷却装置3的温度下降预测值是b(k)×B(k)(℃)。

通过加速冷却装置2对各切板8a的温度下降实际结果由如下的(5)式计算。

【式5】

通过输出辊道冷却装置3对各切板8a的温度下降实际结果由如下的(6)式计算。

【式6】

关于加速冷却装置2，如图9所示，将从FDT实际结果值中减去(5)式所示的值而得的值作为MT实际结果值而再次计算各区段2a的输入输出侧的预测值。

关于输出辊道冷却装置3，如图10所示，将MT实际结果值作为初始值，将从该初始值中减去(6)式所示的值而得的值作为CT实际结果值而再次计算各区段3a的输入输出侧的预测值。

根据以上说明的实施方式3，温度控制装置9根据通过单独使用加速冷却装置2的辨识实验获得的冷却效率、从加速冷却装置2与输出辊道冷却装置3的上游侧向下游侧的该轧制材料8的温度下降的实际结果值、以及在加速冷却装置2中使用的喷射器的根数计算平均一个阀的冷却效率。温度控制装置9根据通过单独使用输出辊道冷却装置3的辨识实验获得的冷却效率、从加速冷却装置2与输出辊道冷却装置3的上游侧向下游侧的该轧制材料8的温度下降的实际结果值、以及在输出辊道冷却装置3中使用的喷射器的根数计算平均一个阀的冷却效率。因此，更加能够提高温度模型的精度。

另外，温度控制装置9也可以使用加速冷却装置2与输出辊道冷却装置3之比计算加速冷却装置2的冷却效率与输出辊道冷却装置3与冷却效率。在该情况下，也更加能够提高温度模型的精度。

实施方式4.

图11是表示适用实施方式4中的热轧生产线的温度控制装置的加速冷却装置的内部的各切板的温度变化的预测值与实际结果值(再次预测值)的图。图12是表示适用实施方式4中的热轧生产线的温度控制装置的输出辊道冷却装置的内部的各切板的温度变化的预测值与实际结果值(再次预测值)的图。另外，对与实施方式1的部分相同或者相当部分标注同一附图标记。省略该部分的说明。

在实施方式4中，预先进行将加速冷却装置2与输出辊道冷却装置3仅单独使用的冷却效率的辨识实验。基于从各切板8a的FDT实际结果值中减去CT实际结果值而得的值即温度下降的实际结果值(℃)与打开的阀的喷射器流量(m³/h)的实际结果，计算加速冷却装置2与输出辊道冷却装置3的平均一根阀的冷却效率(℃/m³/h)。此时的轧制材料8的速度模式与通常的轧制相同。

这里，将加速冷却装置2的冷却效率设为α(k)(℃/m³/h)。将输出辊道冷却装置3的冷却效率设为β(k)(℃/m³/h)。将在加速冷却装置2中使用的注水阀2b的数量设为A(k)(valve)。将输出辊道冷却装置3中使用的注水阀3b的数量设为B(k)(valve)。将加速冷却装置2中的平均一个注水阀2b的喷射器流量设为P_a(m³/h/valve)。将输出辊道冷却装置3中的平均一个注水阀3b的喷射器流量设为P_b(m³/h/valve)。

在该情况下，加速冷却装置2的温度下降预测值是α(k)×A(k)×Pa(℃)。输出辊道冷却装置3的温度下降预测值是β(k)×B(k)×P_b(℃)。

加速冷却装置2对于各切板8a的温度下降实际结果由如下的(7)式计算。

【式7】

输出辊道冷却装置3对于各切板8a的温度下降实际结果由如下的(8)式计算。

【式8】

关于加速冷却装置2，如图11所示，将从FDT实际结果值中减去(7)式所示的值而得的值作为MT实际结果值而再次计算各区段2a的输入输出侧的预测值。

关于输出辊道冷却装置3，如图12所示，将MT实际结果值作为初始值，将从该初始值中减去(8)式所示的值而得的值作为CT实际结果值而再次计算各区段3a的输入输出侧的预测值。

根据以上说明的实施方式4，温度控制装置9根据通过单独使用加速冷却装置2的辨识实验获得的冷却效率、从加速冷却装置2与输出辊道冷却装置3的上游侧向下游侧的该轧制材料8的温度下降的实际结果值、以及在加速冷却装置2中使用的喷射器流量的体积计算平均一个阀的冷却效率。温度控制装置9根据通过单独使用输出辊道冷却装置3的辨识实验获得的冷却效率、从加速冷却装置2与输出辊道冷却装置3的上游侧向下游侧的该轧制材料8的温度下降的实际结果值、以及在输出辊道冷却装置3中使用的喷射器流量的体积计算平均一个阀的冷却效率。因此，更加能够提高温度模型的精度。

另外，也可以对于在输出辊道冷却装置3的下游侧设有加速冷却装置2的热轧生产线应用实施方式1至实施方式4中的任一个温度控制装置9。在该情况下，也能够提高温度模型的精度。

工业上的可利用性

如以上那样，本发明的热轧生产线的温度控制装置能够利用于热轧系统。

附图标记说明

1 精轧机，2 加速冷却装置，2a 区段，2b 注水阀，2c 喷嘴，3 输出辊道冷却装置，3a 区段，3b 注水阀，3c 喷嘴，4 卷取机，5 精轧机出侧温度计，6 中间温度计，7 卷取温度计，8 轧制材料，8a 切板，9 温度控制装置，9a 加速侧计算部，9b 输出辊道侧计算部，9c控制部，10 辊道，100a 处理器，100b 存储器，200 硬件。