JP2023030272A - Temperature prediction device of steel material, cooling control device, method and program - Google Patents
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Abstract
【課題】変態発熱を考慮した鋼材の温度を高精度に予測できるようにする。
【解決手段】圧延機2と、ROT冷却装置3と、巻取装置4とを備える熱間圧延設備において、冷却実績データ抽出部102は、対象鋼板1の鋼種情報に基づいて、データベース107から対象鋼板1と同鋼種の鋼板の冷却実績データを抽出する。TTT曲線生成部103は、冷却実績データ抽出部102で抽出した冷却実績データと、TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を反映させて巻取温度を予測する温度降下量予測モデルとを用いて、対象鋼板1用のTTT曲線を生成する。TTT曲線生成部103は、TTT曲線を構成する変態開始を示す曲線、変態終了を示す曲線を新たに生成し、それぞれの曲線は、温度、時間の2次元平面上に複数の節点を与え、節点間を多項式で表される曲線を用いて補間して生成する。
【選択図】図3
A steel material temperature can be predicted with high accuracy in consideration of transformation heat generation.
SOLUTION: In a hot rolling facility including a rolling mill 2, an ROT cooling device 3, and a coiling device 4, a cooling performance data extracting unit 102 extracts a target data from a database 107 based on steel type information of a target steel plate 1. The cooling performance data of the steel plate of the same steel type as the steel plate 1 is extracted. The TTT curve generation unit 103 uses the cooling performance data extracted by the cooling performance data extraction unit 102 and a temperature drop amount prediction model that predicts the winding temperature by reflecting the prediction result of the transformation heat value based on the TTT curve. , to generate the TTT curve for the target steel plate 1 . The TTT curve generation unit 103 newly generates a curve indicating the start of transformation and a curve indicating the end of transformation, which constitute the TTT curve. It is generated by interpolating using a curve represented by a polynomial.
[Selection drawing] Fig. 3
Description
本発明は、鋼材の温度予測装置、冷却制御装置、方法及びプログラムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a steel material temperature prediction device, a cooling control device, a method, and a program.
熱間圧延設備では、仕上圧延後の鋼板を、冷却装置で冷却し、巻取装置でコイル状に巻き取る。
高い生産性を保ち、製品の良好な品質を得るためには、巻取装置前の鋼板の温度である巻取温度の管理が重要となる。例えば中炭素鋼及び高炭素鋼を対象とする場合、冷却装置での冷却が過剰になって、巻取温度が低くなると、硬質層が生成して割れが発生しやすくなる。そのため、品質や歩留りが低下する。一方、冷却装置での冷却が不足して、巻取温度が高くなると、巻取後のコイルの状態でオーステナイトからフェライトへの組織変化(変態)が進行し、巻緩みが生じてコイル潰れ(楕円形に変形して巻き直しが必要になる)が発生することがある。そのため、巻き直しといった修正工程が必要になり、生産性が低下する。
このような品質や歩留りの低下、生産性の低下が生じないようにするため、巻取温度の目標温度を予め設定し、巻取温度を目標温度にする制御のために、冷却装置を操作する必要がある。
In the hot rolling equipment, the steel plate after finish rolling is cooled by a cooling device and wound into a coil by a winding device.
In order to maintain high productivity and obtain good product quality, it is important to control the coiling temperature, which is the temperature of the steel sheet before the coiling device. For example, in the case of medium-carbon steel and high-carbon steel, excessive cooling in a cooling device and a low coiling temperature result in the formation of a hard layer, making cracks more likely to occur. Therefore, quality and yield are lowered. On the other hand, if the cooling in the cooling device is insufficient and the coiling temperature rises, the structural change (transformation) from austenite to ferrite progresses in the state of the coil after winding, and winding loosening occurs and the coil collapses (elliptical It may be deformed into a shape and need to be rewound) may occur. Therefore, a correction process such as rewinding is required, which lowers productivity.
In order to prevent such deterioration in quality, yield, and productivity, the target temperature of the winding temperature is set in advance, and the cooling device is operated to control the winding temperature to the target temperature. There is a need.
しかしながら、鋼板を冷却して変態を進行させる際に、変態発熱が発生する。特に炭素含有量の多い中炭素鋼や高炭素鋼では変態発熱量が多く、変態開始から終了までに、鋼板の温度を100℃以上も上昇させるような熱量が発生することもある。このように変態発熱が発生するため、巻取温度を高精度に予測することが難しく、巻取温度を目標温度にする制御の精度が悪化することがある。 However, when the steel sheet is cooled to progress the transformation, transformation heat is generated. In particular, medium-carbon steel and high-carbon steel, which contain a large amount of carbon, have a large amount of heat generated during transformation, and the amount of heat that raises the temperature of the steel sheet by 100° C. or more may be generated from the start to the end of the transformation. Since transformation heat is generated in this way, it is difficult to predict the coiling temperature with high accuracy, and the accuracy of control for setting the coiling temperature to the target temperature may deteriorate.
特許文献1には、仕上圧延機で加工された鋼板を、冷却装置で冷却する工程を経て製造される鋼材の製造方法であって、TTT曲線(恒温変態曲線、等温変態曲線と呼ばれる)を用いて鋼板の変態発熱量を算出し、その変態発熱量を考慮して鋼板の巻取温度を予測することが開示されている。 Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a steel product by cooling a steel plate processed by a finishing rolling mill with a cooling device, in which a TTT curve (isothermal transformation curve, called an isothermal transformation curve) is used. It is disclosed that the transformation calorific value of the steel sheet is calculated using the method, and the coiling temperature of the steel sheet is predicted in consideration of the transformation calorific value.
しかしながら、鋼中の炭素等の添加元素成分が異なると、鋼の変態挙動にも差異が生じるため、特定の添加元素成分を対象とした既存のTTT曲線を用いても正確に変態発熱量を予測することができない。そのため、多鋼種を製造する場合、鋼種毎に異なる多数のTTT曲線を新たに用意しておかなければならず、そのための時間及びコストがかかってしまう。
そこで、特許文献1では、時間の節約及びコストの削減のために、既存のTTT曲線図を、冷却装置によって冷却される鋼板の組成に応じて変形させて(具体的には、既存のTTT曲線図を温度-時間平面上で温度軸方向、時間軸方向に単純に平行移動させて)用いている。そのため、既存のTTT曲線図の鋼種に対して添加元素成分の差が小さい鋼種を対象とする場合であれば、予測精度の改善が可能である。しかしながら、既存のTTT曲線図の鋼種に対して添加元素成分が大きく異なる鋼種を対象とする場合は、予測精度の改善の効果が小さくなってしまう。
また、一般的に、TTT曲線は、試験装置で試験材を加熱、冷却した際の変態挙動の測定結果を用いて生成するが、試験装置では、実機における変態発熱現象を完全に再現することは難しく、巻取温度を高精度に予測できないことがある。
However, if the composition of additional elements such as carbon in the steel differs, the transformation behavior of the steel will also differ. Can not do it. Therefore, when manufacturing multiple steel grades, it is necessary to newly prepare a large number of different TTT curves for each steel grade, which takes time and costs.
Therefore, in Patent Document 1, in order to save time and reduce costs, the existing TTT curve diagram is modified according to the composition of the steel plate to be cooled by the cooling device (specifically, the existing TTT curve The figure is used by simply translating it in the temperature axis direction and the time axis direction on the temperature-time plane. Therefore, the prediction accuracy can be improved if the target is a steel type with a small difference in the composition of the additive elements with respect to the steel type of the existing TTT curve diagram. However, in the case of targeting a steel type whose additive element composition is significantly different from the steel type of the existing TTT curve diagram, the effect of improving the prediction accuracy becomes small.
In general, the TTT curve is generated using the measurement results of the transformation behavior when the test material is heated and cooled in a test apparatus. It is difficult and sometimes the coiling temperature cannot be predicted with high accuracy.
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、試験装置等を用いて鋼種毎に異なる多数のTTT曲線を事前に用意しなくても、変態発熱を考慮した鋼材の温度をその鋼種によらず高精度に予測できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and the temperature of the steel material considering the transformation heat generation can be determined without preparing in advance a large number of TTT curves that differ for each steel type using a test device or the like. The purpose is to enable highly accurate prediction regardless of the steel type.
本発明の鋼材の温度予測装置は、冷却する鋼材の温度を予測する鋼材の温度予測装置であって、鋼種別の冷却実績データと、TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を反映させて鋼材の温度を予測する予測モデルとを用いて、対象鋼材用のTTT曲線を生成するTTT曲線生成手段と、前記TTT曲線生成手段で生成した前記TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を前記予測モデルに反映させて、前記対象鋼材の温度を予測する温度予測手段とを備えたことを特徴とする。
本発明の冷却制御装置は、冷却装置で冷却する鋼材の温度を制御する冷却制御装置であって、本発明の鋼材の温度予測装置で予測した前記対象鋼材の温度を、予め設定された目標温度にするように前記冷却装置を操作する制御手段を備えたことを特徴とする。
本発明の鋼材の温度予測方法は、冷却する鋼材の温度を予測する鋼材の温度予測方法であって、鋼種別の冷却実績データと、TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を反映させて鋼材の温度を予測する予測モデルとを用いて、対象鋼材用のTTT曲線を生成するTTT曲線生成ステップと、前記TTT曲線生成ステップで生成した前記TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を前記予測モデルに反映させて、前記対象鋼材の温度を予測する温度予測ステップとを有することを特徴とする。
本発明の冷却制御方法は、冷却装置で冷却する鋼材の温度を制御する冷却制御方法であって、鋼種別の冷却実績データと、TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を反映させて鋼材の温度を予測する予測モデルとを用いて、対象鋼材用のTTT曲線を生成するTTT曲線生成ステップと、前記TTT曲線生成ステップで生成した前記TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を前記予測モデルに反映させて、前記対象鋼材の温度を予測する温度予測ステップと、前記温度予測ステップで予測した前記対象鋼材の温度を、予め設定された目標温度にするように前記冷却装置を操作するステップとを有することを特徴とする。
本発明のプログラムは、冷却する鋼材の温度を予測するためのプログラムであって、鋼種別の冷却実績データと、TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を反映させて鋼材の温度を予測する予測モデルとを用いて、対象鋼材用のTTT曲線を生成するTTT曲線生成手段と、前記TTT曲線生成手段で生成した前記TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を前記予測モデルに反映させて、前記対象鋼材の温度を予測する温度予測手段としてコンピュータを機能させる。
本発明のプログラムは、冷却装置で冷却する鋼材の温度を制御するためのプログラムであって、鋼種別の冷却実績データと、TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を反映させて鋼材の温度を予測する予測モデルとを用いて、対象鋼材用のTTT曲線を生成するTTT曲線生成手段と、前記TTT曲線生成手段で生成した前記TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を前記予測モデルに反映させて、前記対象鋼材の温度を予測する温度予測手段と、前記温度予測手段で予測した前記対象鋼材の温度を、予め設定された目標温度にするように前記冷却装置を操作する制御手段としてコンピュータを機能させる。
The steel temperature prediction device of the present invention is a steel temperature prediction device for predicting the temperature of a steel to be cooled, and is based on the actual cooling data for each steel type and the prediction result of the transformation heat value based on the TTT curve. TTT curve generation means for generating a TTT curve for the target steel material using a prediction model for predicting the temperature of and a temperature prediction means for predicting the temperature of the target steel material by reflecting the temperature in the target steel material.
The cooling control device of the present invention is a cooling control device for controlling the temperature of steel to be cooled by a cooling device, wherein the temperature of the target steel predicted by the steel temperature prediction device of the present invention is set to a preset target temperature. It is characterized by comprising control means for operating the cooling device so as to
The steel temperature prediction method of the present invention is a steel temperature prediction method for predicting the temperature of a steel to be cooled. A TTT curve generation step for generating a TTT curve for the target steel using a prediction model for predicting the temperature of the and a temperature prediction step of predicting the temperature of the target steel material.
The cooling control method of the present invention is a cooling control method for controlling the temperature of a steel material to be cooled by a cooling device. A TTT curve generation step for generating a TTT curve for the target steel using a prediction model for predicting temperature, and a transformation heat generation prediction result based on the TTT curve generated in the TTT curve generation step is applied to the prediction model. and a step of operating the cooling device so that the temperature of the target steel predicted in the temperature prediction step becomes a preset target temperature. characterized by having
The program of the present invention is a program for predicting the temperature of the steel material to be cooled, and predicts the temperature of the steel material by reflecting the actual cooling data for each steel type and the prediction result of the transformation heat value based on the TTT curve. A TTT curve generating means for generating a TTT curve for a target steel using a model, and a prediction result of transformation heat generation based on the TTT curve generated by the TTT curve generating means are reflected in the prediction model, The computer is made to function as temperature prediction means for predicting the temperature of the target steel.
The program of the present invention is a program for controlling the temperature of the steel material cooled by the cooling device, and the temperature of the steel material is controlled by reflecting the actual cooling data for each steel type and the prediction result of the transformation heat value based on the TTT curve. TTT curve generation means for generating a TTT curve for the target steel using a prediction model for prediction; a temperature predicting means for predicting the temperature of the target steel material; and a computer as control means for operating the cooling device so that the temperature of the target steel material predicted by the temperature predicting means reaches a preset target temperature. make it work.
本発明によれば、鋼種別の冷却実績データを用いて鋼種別に最適化された対象鋼材用のTTT曲線を生成するようにしたので、試験装置等を用いて鋼種毎に異なる多数のTTT曲線を事前に用意しなくても、変態発熱を考慮した鋼材の温度をその鋼種によらず高精度に予測することが可能になる。 According to the present invention, since the TTT curve for the target steel material optimized for the steel type is generated using the cooling performance data for the steel type, a large number of TTT curves different for each steel type are generated using a testing device or the like. Without preparing in advance, it is possible to predict the temperature of the steel material considering the heat of transformation with high accuracy regardless of the steel type.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
まず、図1を参照して、熱間圧延設備の概略構成を説明する。図1は、熱間圧延設備の概略構成を示す図である。熱間圧延設備は、圧延機2と、ROT(Run out table)冷却装置3と、巻取装置4とを備える。圧延機2は、鋼板1を仕上圧延する。圧延機2による仕上圧延後の鋼板1は、搬送テーブル上で搬送されてROT冷却装置3を通過する。ROT冷却装置3は、ノズル群を具備する複数の冷却ヘッダ(図示は省略)から鋼板1の上面側及び下面側に冷却水を吹き付けることによって、鋼板1を冷却する。巻取装置4は、ROT冷却装置3で冷却した鋼板1をコイル状に巻き取る。
Preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
First, referring to FIG. 1, a schematic configuration of a hot rolling facility will be described. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a hot rolling facility. The hot rolling equipment includes a rolling
圧延機2の出側であってROT冷却装置3の入側には、鋼板1の板厚を測定する板厚測定計5と、鋼板1の温度(仕上出側温度と呼ぶ)を測定する温度計6とが設置される。また、ROT冷却装置3の出側であって巻取装置4の入側には、巻取装置4前の鋼板1の温度である巻取温度を測定する温度計7が設置される。また、鋼板1の搬送速度を測定する搬送速度計8が設置される。
At the delivery side of the
このようにした熱間圧延設備において、冷却制御装置100は、予測モデルを用いて、対象鋼板1のROT冷却装置3による冷却後の温度である巻取温度を予測し、予測した巻取温度を目標温度にする制御のために、ROT冷却装置3を操作する。
In such a hot rolling facility, the
以下、冷却制御装置100について詳述するが、その前に、巻取温度を予測する予測モデルについて述べる。
巻取温度を予測する予測モデルとして、鋼板の温度降下量を予測する温度降下量予測モデルを用いる。式(1)~式(3)に、圧延機2の出側から巻取装置4前に到るまでの鋼板の温度降下量を算出する温度降下量予測モデルを示す。温度計6から温度計7までを複数のゾーンに分割し、ROT冷却装置3の操作状態から各ゾーンに対して水冷、輻射、対流の熱伝達率を与えて、鋼板の温度降下量Δθ(i)を算出する。式(1)において、右辺第1項は水冷による鋼板の温度変化を表し、右辺第2項は熱放射による鋼板の温度変化、空気との接触による鋼板の温度変化、及び変態発熱による鋼板の温度変化を表す。温度計6で測定した仕上出側温度から、各ゾーンの鋼板の温度降下量Δθ(i)を差し引いてゆけば、各ゾーンでの鋼板の温度を算出することができる。
i:対象ゾーンを示す添え字
Δθ(i):鋼板の温度降下量(℃)
θ(i):ゾーン入側での鋼板の温度(ゾーン入側温度と呼ぶ)(℃)
θW:冷却水の水温(℃)
θA:気温(℃)
Δt(i):ゾーン通過時間(hr)
αU(i),αL(i):上、下熱伝達率(kcal/m2/hr/℃)
CP(i):ゾーン比熱(kcal/kg/℃)
ρ:鋼板の密度(kg/m3)
h:鋼板の板厚(m)
ε:輻射率(-)
σ:ステファンボルツマン定数
θK:273.15℃
αA:対流熱伝達率(kcal/m2/hr/℃)
qH(i):ゾーン変態発熱量(kcal/m3/hr)
W(i):ゾーン水量密度(m3/m2/min)
a1-4:定数
The
As a prediction model for predicting the coiling temperature, a temperature drop prediction model for predicting the temperature drop of the steel sheet is used. Equations (1) to (3) show a temperature drop amount prediction model for calculating the amount of temperature drop in the steel sheet from the delivery side of the rolling
i: subscript indicating target zone Δθ(i): temperature drop of steel sheet (°C)
θ(i): Steel plate temperature at the zone entry side (referred to as zone entry temperature) (°C)
θ W : Cooling water temperature (°C)
θ A : Air temperature (°C)
Δt(i): Zone transit time (hr)
α U (i), α L (i): upper and lower heat transfer coefficients (kcal/m 2 /hr/°C)
C P (i): zone specific heat (kcal/kg/°C)
ρ: Density of steel plate (kg/m 3 )
h: plate thickness of steel plate (m)
ε: Emissivity (-)
σ: Stefan Boltzmann constant θ K : 273.15°C
α A : Convective heat transfer coefficient (kcal/m 2 /hr/°C)
q H (i): zone transformation heating value (kcal/m 3 /hr)
W(i): zone water volume density (m 3 /m 2 /min)
a1-4 : constant
式(1)~式(3)にあるように、温度降下量予測モデルは、ゾーン変態発熱量qH(i)を含む。そこで、式(1)~式(3)の温度降下量予測モデルに、TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を反映させて、巻取温度を予測する。
図2は、TTT曲線の例を示す図である。TTT曲線は、図2に示すように、縦軸に温度を、横軸に時間をとることで、温度と時間による鋼の組織の変化を示すものである。TTT曲線は、変態開始を示す曲線(等温変態が開始される時間と温度との関係を示す曲線)と、変態終了を示す曲線(等温変態が終了する時間と温度との関係を示す曲線)とにより構成され、鋼をある温度に保持した場合の変態開始時間と変態終了時間とを表す。iゾーンのゾーン入側温度θ(i)では、時間ts(i)で変態が開始し、時間tf(i)で変態が終了することを示している。このようにTTT曲線から導出した変態開始時間ts(i)及び変態終了時間tf(i)を用いて、式(4)~式(10)により、iゾーンのゾーン変態発熱量qH(i)を算出する。
i:対象ゾーンを示す添え字
θ(i):ゾーン入側での鋼板の温度(℃)
ts(i):θ(i)での変態開始時間(s)(TTT曲線から導出)
tf(i):θ(i)での変態終了時間(s)(TTT曲線から導出)
ξS:変態開始時の変態率(=0.01)
ξF:変態終了時の変態率(=0.99)
ξ(i),ξ(i+1):ゾーン入側、出側の変態率
t(i):ξ(i)と一致するのに必要な変態速度式の経過時間(s)
Δt(i):ゾーン通過時間(s)
qH(i):ゾーン変態発熱量(kcal/m3/hr)
αH:変態潜熱(kcal/kg)
As shown in equations (1) to (3), the temperature drop prediction model includes zone transformation heat generation q H (i). Therefore, the coiling temperature is predicted by reflecting the prediction result of the transformation heat generation amount based on the TTT curve in the temperature drop amount prediction model of formulas (1) to (3).
FIG. 2 is a diagram showing an example of a TTT curve. As shown in FIG. 2, the TTT curve shows changes in the structure of steel with temperature and time, with the vertical axis representing temperature and the horizontal axis representing time. The TTT curve consists of a curve indicating the start of transformation (curve indicating the relationship between time and temperature at which isothermal transformation starts) and a curve indicating the end of transformation (curve indicating the relationship between time and temperature at which isothermal transformation ends). represents the transformation start time and the transformation end time when the steel is held at a certain temperature. At the zone entrance temperature θ(i) of zone i, the transformation starts at time t s (i) and ends at time t f (i). Using the transformation start time t s (i) and the transformation end time t f (i) derived from the TTT curve in this way, the zone transformation heat generation amount q H ( Calculate i).
i: subscript indicating the target zone θ (i): temperature of the steel sheet on the entry side of the zone (°C)
t s (i): transformation start time (s) at θ(i) (derived from TTT curve)
t f (i): transformation finish time (s) at θ(i) (derived from TTT curve)
ξ S : Transformation rate at the start of transformation (=0.01)
ξ F : Transformation rate at the end of transformation (=0.99)
ξ(i), ξ(i+1): Transformation rates on the entry side and exit side of the zone t(i): Elapsed time (s) of the transformation rate equation required to match ξ(i)
Δt(i): Zone transit time (s)
q H (i): zone transformation heating value (kcal/m 3 /hr)
α H : transformation latent heat (kcal/kg)
以上のように、TTT曲線から各ゾーンのゾーン入側温度θ(i)での変態開始時間ts(i)及び変態終了時間tf(i)を導出し、ゾーン変態発熱量qH(i)を算出することができる。そして、仕上出側温度からゾーン毎に鋼板の温度降下量Δθ(i)とゾーン変態発熱量qH(i)の算出を進めてゆけば、変態発熱を考慮した巻取温度を予測することが可能になる。 As described above, the transformation start time t s (i) and the transformation end time t f (i) at the zone entrance temperature θ(i) of each zone are derived from the TTT curve, and the zone transformation heat generation amount q H (i ) can be calculated. Then, if the temperature drop amount Δθ(i) of the steel sheet and the zone transformation heat generation amount qH (i) are calculated for each zone from the finishing delivery side temperature, it is possible to predict the coiling temperature in consideration of the transformation heat generation. be possible.
次に、図3を参照して、冷却制御装置100について詳述する。図3は、冷却制御装置100の機能構成を示す図である。
冷却制御装置100は、入力部101と、冷却実績データ抽出部102と、TTT曲線生成部103と、記憶部104と、温度予測部105と、制御部106とを備える。また、冷却制御装置100は、鋼種別の冷却実績データを格納するデータベース107に接続する。このようにした冷却制御装置100は、例えばCPU、ROM、RAM等を備えたコンピュータ装置により実現可能であり、CPUが例えばROMに格納されているプログラムを読み出し、このプログラムを実行することにより、各部101~106の機能が実現される。本実施形態では、製鉄所での生産プロセスを制御するプロセスコンピュータが冷却制御装置100として機能するものとする。
Next, the cooling
The cooling
入力部101は、熱間圧延設備で圧延、冷却、巻き取りを行う対象鋼板1について、鋼種情報、巻取温度の目標温度を入力する。また、入力部101は、ROT冷却装置3の操作状態(各ゾーン内の冷却ヘッダの水量を含む)、板厚測定計5で測定した対象鋼板1の板厚、温度計6で測定した対象鋼板1の仕上出側温度、温度計7で測定した対象鋼板1の巻取温度、搬送速度計8で測定した搬送速度、冷却水の水温、気温を入力する。また、入力部101は、その他、式(1)~式(10)に必要な各種定数等の情報を入力するが、固定値に関しては、冷却制御装置100内で保持しておくようにしてもよい。入力部101は、これら情報を、例えば外部機器から直接又はネットワークを介して入力したり、ユーザの手入力により入力したりすればよく、その入力方式は限定されるものではない。なお、冷却水の水温や気温は、その変動幅が限定的であれば、固定値として取り扱うようにしてもよい。
The
冷却実績データ抽出部102は、入力部101で入力した対象鋼板1の鋼種情報に基づいて、データベース107から対象鋼板1と同一又は類似の鋼種の鋼板に関する冷却実績データを抽出する。ここで、類似とは、添加元素成分について所定パーセントのばらつき(鋼種により異なる)を許容する範囲とする。データベース107が格納する鋼種別の冷却実績データには、過去に製造した鋼板の長手方向でサンプリングした、仕上出側温度の測定値(実績値)、巻取温度の測定値(実績値)、各ゾーン通過速度の実績値、各ゾーン内の冷却ヘッダの水量の実績値、冷却水の水温や気温の実績値を含む。なお、冷却水の水温や気温は、その変動幅が限定的であれば、固定値として取り扱うようにしてもよい。
Based on the steel type information of the target steel plate 1 input by the
TTT曲線生成部103は、冷却実績データ抽出部102で抽出した冷却実績データと、式(1)~式(3)の温度降下量予測モデルとを用いて、対象鋼板1用のTTT曲線を生成する。
TTT曲線生成部103は、対象鋼板1用のTTT曲線として、TTT曲線を構成する2つの曲線(変態開始を示す曲線、変態終了を示す曲線)を新たに生成する。それぞれの曲線は、温度、時間の2次元平面上に複数の節点が与えられ、節点間を多項式で表される曲線を用いて補間して生成される。その際に、冷却実績データ抽出部102で抽出した、対象鋼板1と同一又は類似の鋼種の鋼板に関する冷却実績データに含まれる巻取温度の測定値と、当該冷却実績データを用いて式(1)~式(3)の温度降下量予測モデルで予測した巻取温度の予測値との差を含む評価関数に基づいて、TTT曲線の最適化を行う。
The TTT
The TTT
以下、図4、図5を参照して、TTT曲線を生成する手法を詳細に説明する。
図4、図5は、TTT曲線の生成を説明するための図である。図4に示すように、温度、時間の2次元平面上に、変態開始を示す曲線t=f(θ)の複数の節点F1~F6と、変態終了を示す曲線t=g(θ)の複数の節点G1~G6とを与え、時間及び温度の最適化を行う。図4の例では、各曲線に6つの節点F1~F6、G1~G6を設定する例を示すが、節点数は6つ以外でもよい。
The method for generating the TTT curve will be described in detail below with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.
4 and 5 are diagrams for explaining the generation of the TTT curve. As shown in FIG. 4, on a two-dimensional plane of temperature and time, a plurality of nodes F 1 to F 6 of a curve t=f(θ) indicating the start of transformation and a curve t=g(θ) indicating the end of transformation are shown. , and perform time and temperature optimization . In the example of FIG. 4, six nodes F 1 to F 6 and G 1 to G 6 are set on each curve, but the number of nodes may be other than six.
節点F1(θ1,t1)、・・・、F6(θ6,t6)、G1(θ7,t7)、・・・、G6(θ12,t12)に対して温度θ及び時間tを定める必要があり、各曲線に6節点を設定する場合、計24のパラメータが必要になる。最適化を行うパラメータ数は少ない方が望ましいので、曲線t=f(θ)において温度が最も低い側の端点となる節点F1の温度θ1及び時間t1、並びに、曲線t=g(θ)において温度が最も低い側の端点となる節点G1の温度θ7及び時間t7を固定値として取り扱う。また、曲線t=f(θ)において時間が遅い側の端点となる節点F6の時間t6、並びに、曲線t=g(θ)において時間が遅い側の端点となる節点G6の時間t12を固定値として取り扱う。これにより、最適化を行うパラメータを18個に減らすことができ、最適化計算の負荷を減らすことができる。例えば中炭素鋼や高炭素鋼を対象鋼板1とする場合、ROT冷却装置3で500℃以下まで冷却することはまずないので、節点F1、節点G1が500℃以下の節点であれば、それぞれの温度θ1、θ7及び時間t1、t7を固定化しても、実用上、変態発熱量を予測する上で不都合が生じることはない。
For nodes F 1 ( θ 1 , t 1 ) , . It is necessary to determine the temperature .theta. Since it is desirable that the number of parameters to be optimized is small, the temperature θ 1 and the time t 1 of the node F 1 that is the end point of the lowest temperature on the curve t=f(θ), and the curve t=g(θ ), the temperature θ 7 and time t 7 of the node G 1 , which is the end point on the lowest temperature side, are treated as fixed values. Also, the time t 6 of the node F 6 that is the end point on the slow side of the curve t=f(θ) and the
式(1)~式(3)の温度降下量予測モデルの水冷、輻射、対流の熱伝達率が適切に与えられていれば、巻取温度は、TTT曲線の座標の関数として扱うことができる。そこで、式(11)のように、対象鋼板1と同鋼種の鋼板の冷却実績データに含まれる巻取温度の測定値Tactと、当該冷却実績データを用いて式(1)~式(3)の温度降下量予測モデルで予測した巻取温度の予測値Tcalとの差を含む評価関数が最小になるように、TTT曲線の最適化を行う。具体的には、複数の節点F1~F6、G1~G6の候補となる座標(時間及び温度)間をスプライン補間して仮のTTT曲線を生成し、その仮のTTT曲線と式(1)~(10)とを用いて巻取温度の予測値Tcalを計算して式(11)の評価関数で評価する処理を、式(11)の評価関数が最小になるまで節点F1~F6、G1~G6の座標を変更(移動)しながら繰り返す。そして、式(11)の評価関数が最小になるときのTTT曲線を、対象鋼板1用の最適なTTT曲線とする。このような最適化計算により、実際の変態発熱現象に則した最適なTTT曲線を生成することが可能になる。なお、上述したように、節点F1の温度θ1及び時間t1、節点G1の温度θ7及び時間t7、節点F6の時間t6、並びに節点G6の時間t12は定数(固定値)としている。 If the heat transfer coefficients of water cooling, radiation, and convection of the temperature drop prediction model of formulas (1) to (3) are appropriately given, the winding temperature can be treated as a function of the coordinates of the TTT curve. . Therefore, as in formula (11), using the measured value T act of the coiling temperature included in the actual cooling data of the steel sheet of the same steel type as the target steel sheet 1 and the actual cooling data, the formulas (1) to (3) ), the TTT curve is optimized so that the evaluation function including the difference from the predicted value Tcal of the winding temperature predicted by the temperature drop prediction model is minimized. Specifically, spline interpolation is performed between coordinates (time and temperature) that are candidates for a plurality of nodal points F 1 to F 6 and G 1 to G 6 to generate a temporary TTT curve, and the temporary TTT curve and the formula The process of calculating the predicted value T cal of the winding temperature using (1) to (10) and evaluating it with the evaluation function of formula (11) is repeated until the evaluation function of formula (11) is minimized. Repeat while changing (moving) the coordinates of 1 to F 6 and G 1 to G 6 . Then, the TTT curve when the evaluation function of formula (11) is minimized is taken as the optimum TTT curve for the target steel plate 1. Such optimization calculation makes it possible to generate an optimum TTT curve that conforms to the actual transformation exothermic phenomenon. As described above, temperature θ 1 and time t 1 at node F 1 , temperature θ 7 and time t 7 at node G 1 , time t 6 at node F 6 , and time t 12 at node G 6 are constants ( fixed value).
以上のようにして、対象鋼板1用のTTT曲線が生成されるが、複数の節点間のスプライン補間には、3次スプライン曲線が用いられる。これは、端点を除く節点で不連続とならないように、節点間を3次の多項式で表される曲線を用いて補間する補間方法である。このように節点間を多項式で表される曲線を用いて補間することにより、滑らかな曲線で表されるTTT曲線を生成することができ、実際の変態発熱現象に近いものとして再現することが可能になる。ただし、3次スプライン曲線の代わりに、他の曲線又は直線を用いて補間してもよい。 As described above, the TTT curve for the target steel plate 1 is generated, and a cubic spline curve is used for spline interpolation between a plurality of nodes. This is an interpolation method that interpolates between nodes using a curve represented by a cubic polynomial so that nodes other than endpoints do not become discontinuous. By interpolating between nodes using a curve represented by a polynomial in this way, a TTT curve represented by a smooth curve can be generated, and it is possible to reproduce the phenomenon close to the actual transformation heat generation phenomenon. become. However, instead of the cubic spline curve, other curves or straight lines may be used for interpolation.
なお、節点の座標の移動量と巻取温度の計算値Tcalとの関係は非線形性が強いため、最適化手法として、非線形最適化問題の近似解法として評価が高い、PSO(粒子群最適化法)を実行するようにした。PSOでは、各座標の初期粒子生成範囲を設定する必要があり、図5に示すように、各節点F2~F6、G2~G6の座標の初期粒子生成範囲をそれぞれ四角で囲む範囲とした(なお、図5では、節点F6、G6は表示範囲外のため表示されていない)。この初期粒子生成範囲は、例えば特許文献1等に記載されている既知のTTT曲線を参考に設定すればよい。なお、最適化後の粒子座標は初期粒子範囲の外に設定されることも多く、初期粒子範囲を厳密に設定する必要はない。 In addition, since the relationship between the amount of movement of the node coordinates and the calculated value T cal of the winding temperature is highly nonlinear, PSO (particle swarm optimization law) was implemented. In PSO, it is necessary to set the initial particle generation range for each coordinate , and as shown in FIG . (In FIG. 5, nodes F 6 and G 6 are not displayed because they are outside the display range). This initial particle generation range may be set with reference to a known TTT curve described in Patent Document 1, for example. Note that the particle coordinates after optimization are often set outside the initial particle range, and it is not necessary to strictly set the initial particle range.
図3に説明を戻して、記憶部104は、TTT曲線生成部103で生成した対象鋼板1用のTTT曲線を記憶、保存する。
Returning to FIG. 3 , the storage unit 104 stores and saves the TTT curve for the target steel plate 1 generated by the TTT
温度予測部105は、記憶部104に保存されている対象鋼板1用のTTT曲線を用いることで、各ゾーンのゾーン入側温度θ(i)での変態開始時間ts(i)及び変態終了時間tf(i)を導出し、式(4)~式(10)により、変態発熱量の予測結果であるゾーン変態発熱量qH(i)を算出する。そして、温度予測部105は、算出したゾーン変態発熱量qH(i)を、式(1)~式(3)の温度降下量予測モデルに反映させて、対象鋼板1の巻取温度を予測する。
The
制御部106は、温度予測部105で予測した対象鋼板1の巻取温度を目標温度にするようにROT冷却装置3を操作する。具体的には、制御部106は、温度予測部105で予測した対象鋼板1の巻取温度を目標温度に近づけるように、ROT冷却装置3の冷却ヘッダの水量を調整する操作量を設定する。
The control unit 106 operates the
次に、図6を参照して、冷却制御装置100が実行する処理を説明する。図6は、冷却制御装置100が実行する処理を示すフローチャートである。図6に示すフローチャートは、対象鋼板1がROT冷却装置3に進入する前に開始される。
ステップS1で、入力部101は、対象鋼板1について、鋼種情報、巻取温度の目標温度を入力する。
Next, referring to FIG. 6, processing executed by the cooling
In step S<b>1 , the
ステップS2で、冷却実績データ抽出部102は、ステップS1において入力した対象鋼板1の鋼種情報に基づいて、データベース107から対象鋼板1と同一又は類似の鋼種の鋼板に関する冷却実績データを抽出する。
In step S2, the cooling performance data extracting unit 102 extracts cooling performance data related to steel sheets of the same or similar steel grade as the target steel plate 1 from the
ステップS3で、TTT曲線生成部103は、ステップS2において抽出した、対象鋼板1と同一又は類似の鋼種の鋼板に関する冷却実績データに含まれる巻取温度の測定値Tactと、当該冷却実績データを用いて式(1)~式(3)の温度降下量予測モデルで予測した巻取温度Tcalとの差を含む評価関数(式(11))が最小になるように、TTT曲線の最適化を行い、対象鋼板1用のTTT曲線を生成する。
ステップS4で、TTT曲線生成部103は、ステップS3において生成した対象鋼板1用のTTT曲線を記憶部104に記憶、保存する。
In step S3, the TTT
In step S4, the TTT
対象鋼板1の温度予測対象部が温度計6の位置に到達すると、ステップS5以降の処理を開始する。
ステップS5で、入力部101は、ROT冷却装置3の操作状態(各ゾーン内の冷却ヘッダの水量を含む)、板厚測定計5で測定した対象鋼板1の板厚、温度計6で測定した対象鋼板1の仕上出側温度、搬送速度計8で測定した搬送速度、冷却水の水温、気温を入力する。なお、ここで述べた情報のうち、ステップS1の段階で入力可能なものは、ステップS1で入力するようにしてもよい。
When the temperature prediction target portion of the target steel plate 1 reaches the position of the
In step S5, the
ステップS6で、温度予測部105は、記憶部104に保存されている対象鋼板1用のTTT曲線を用いることで、各ゾーンのゾーン入側温度θ(i)での変態開始時間ts(i)及び変態終了時間tf(i)を導出し、式(4)~式(10)により、変態発熱量の予測結果であるゾーン変態発熱量qH(i)を算出する。そして、温度予測部105は、算出したゾーン変態発熱量qH(i)を、式(1)~式(3)の温度降下量予測モデルに反映させて、対象鋼板1の巻取温度を予測する。
In step S6, the
ステップS7で、制御部106は、ステップS6において予測した対象鋼板1の巻取温度を目標温度にするようにROT冷却装置3を操作する。具体的には、制御部106は、ステップS7において予測した対象鋼板1の巻取温度を目標温度に近づけるように、ROT冷却装置3の冷却ヘッダの水量を調整する操作量を設定する。
In step S7, the control unit 106 operates the
ステップS8で、制御部106は、終了条件に達したか否かを判定する。本実施形態では、対象鋼板1の温度予測対象部が温度計7の位置に到達することを終了条件とする。終了条件に達していない場合、処理はステップS5に戻る。ステップS5では、変化した情報があれば、それをあらためて入力する。例えばROT冷却装置3の操作状態はステップS7の処理で変動するので、それをあらためて入力する。ステップS5~S8の処理は、数百ミリ秒の周期で繰り返すようにする。一方、終了条件に達している場合、処理はステップS9に進む。
At step S8, the control unit 106 determines whether or not the end condition is reached. In this embodiment, the completion condition is that the temperature prediction target portion of the target steel plate 1 reaches the position of the thermometer 7 . If the end condition is not reached, the process returns to step S5. In step S5, if there is changed information, it is input again. For example, since the operating state of the
ステップS9で、入力部101は、温度計7で測定した対象鋼板1の巻取温度を入力する。
ステップS10で、入力部101は、ステップS1、S5、S9において取得した対象鋼板1の冷却実績データを、データベース107に格納する。対象鋼板1の冷却実績データには、対象鋼板1の長手方向でサンプリングした、仕上出側温度の測定値(実績値)、巻取温度の測定値(実績値)、各ゾーン通過速度の実績値、各ゾーン内の冷却ヘッダの水量の実績値、冷却水の水温や気温の実績値を含む。
In step S<b>9 , the
In step S10, the
なお、本実施形態では、図6のフローチャートに示すように、TTT曲線の生成からROT制御装置3の制御までを一連の処理としてオンラインで実行するようにしたが、これに限定されるものではない。例えばオフラインでステップS2~S4の処理を実行し、対象鋼板1として想定される鋼種用のTTT曲線を予め生成しておくようにしてもよい。
In this embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 6, the process from generation of the TTT curve to control of the
以上述べたように、鋼種別の冷却実績データと、TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を反映させて巻取温度を予測する予測モデルとを用いて、対象鋼板1用のTTT曲線を生成する。これにより、多鋼種を製造するような場合でも、鋼種に合ったTTT曲線を新たに生成することができ、変態発熱を考慮した巻取温度を鋼種によらず高精度に予測することが可能になる。その結果、巻取温度を目標温度にする高精度制御を実現することができ、高い生産性を保ち、製品の良好な品質を得ることができる。 As described above, the TTT curve for the target steel plate 1 is generated using the actual cooling data for each steel type and the prediction model that predicts the coiling temperature by reflecting the prediction result of the transformation heat value based on the TTT curve. do. As a result, even when manufacturing multiple steel grades, it is possible to generate a new TTT curve that matches the steel grade, making it possible to accurately predict the coiling temperature that takes transformation heat into account regardless of the steel grade. Become. As a result, it is possible to realize highly accurate control of the winding temperature to the target temperature, maintain high productivity, and obtain good product quality.
[実施例]
実施例として、構造用炭素鋼S70C、炭素工具鋼SK85に対し、それぞれの鋼種の冷却実績データを用いて、実施形態で述べた手法でTTT曲線を生成した。また、比較例として、構造用炭素鋼S70C、炭素工具鋼SK85に対し、特許文献1に記載の手法でTTT曲線を変形させた。
実施例のTTT曲線を生成するにあたり、冷却実績データとして、S70Cで9コイル分、SK85で16コイル分のデータを用いた。冷却実績データには、鋼板の長手方向10m間隔でサンプリングした、仕上出側温度の測定値、巻取温度の測定値、各ゾーン通過速度の実績値、各ゾーン内の冷却ヘッダの水量の実績値、冷却水の水温や気温の実績値を含む。なお、鋼板の先尾端50mは非定常部であるため、冷却実績データから除外している。
[Example]
As an example, a TTT curve was generated by the method described in the embodiment using the actual cooling data of each steel type for structural carbon steel S70C and carbon tool steel SK85. Further, as a comparative example, the TTT curves of structural carbon steel S70C and carbon tool steel SK85 were deformed by the method described in Patent Document 1.
In generating the TTT curve of the example, data for 9 coils in S70C and data for 16 coils in SK85 were used as actual cooling data. The actual cooling data includes the measured values of the finishing delivery side temperature, the measured values of the coiling temperature, the actual values of the passing speed of each zone, and the actual values of the water volume of the cooling header in each zone, which are sampled at intervals of 10 m in the longitudinal direction of the steel plate. , including actual values of cooling water temperature and air temperature. Note that the 50m leading and trailing edge of the steel plate is an unsteady portion, so it is excluded from the actual cooling data.
図7は、実施例のTTT曲線を示す図であり、(a)が鋼種S70CのTTT曲線を示し、(b)が鋼種SK85のTTT曲線を示す。また、図8は、比較例のTTT曲線を示す図であり、(a)が鋼種S70CのTTT曲線を示し、(b)が鋼種SK85のTTT曲線を示す。
比較例では、既存の一のTTT曲線を温度、時間の2次元平面上でスライドさせることで変形させており、図8(a)、(b)に示すように、異なる鋼種間で変態開始を示す曲線、変態終了を示す曲線の形状は同じで、温度、時間の2次元平面上での位置が異なる。それに対して、実施例では、それぞれの鋼種の冷却実績データを用いて、TTT曲線を新たに生成するので、鋼種に合った変態開始を示す曲線、変態終了を示す曲線の形状になる。なお、実施例では、最適化する節点数を減らす目的で、500℃以下の節点を固定化して、500℃以下での曲線形状を意図して変えている。中炭素鋼や高炭素鋼を500℃以下まで冷却することはまずないので、実用上、変態発熱量を予測する上で不都合が生じることはない。
FIG. 7 is a diagram showing TTT curves of Examples, where (a) shows the TTT curve of steel type S70C, and (b) shows the TTT curve of steel type SK85. FIG. 8 is a diagram showing TTT curves of comparative examples, where (a) shows the TTT curve of steel type S70C, and (b) shows the TTT curve of steel type SK85.
In the comparative example, one existing TTT curve is deformed by sliding it on a two-dimensional plane of temperature and time, and as shown in FIGS. The shape of the curve indicating the end of transformation and the curve indicating the end of transformation are the same, but the positions of temperature and time on the two-dimensional plane are different. On the other hand, in the embodiment, since a new TTT curve is generated using the actual cooling data of each steel type, the shape of the curve indicating the start of transformation and the curve indicating the end of transformation are suitable for the steel type. In the embodiment, in order to reduce the number of nodes to be optimized, the nodes below 500.degree. Since medium-carbon steel and high-carbon steel are rarely cooled to 500° C. or less, there is no practical problem in predicting the transformation heat value.
このようにして得たTTT曲線を用いて、巻取温度の予測精度、巻取温度の制御精度を評価した。その結果を表1に示す。
巻取温度の予測精度を表す平均平方二乗誤差(RMSE)を評価した。この評価にあたり、TTT曲線を生成するのに使用したものとは別のコイルを用いて、実施例及び比較例共に、S70Cで14コイル、SK85で33コイルを使用した。この結果、実施例では、比較例に対して、RMSEが5~10%程度改善することが確認された。このように実施例では、鋼種に合ったTTT曲線を新たに生成することができ、変態発熱を考慮した巻取温度を高精度に予測することが可能になる。
Using the TTT curve thus obtained, the prediction accuracy of the winding temperature and the control accuracy of the winding temperature were evaluated. Table 1 shows the results.
The root mean squared error (RMSE), which represents the accuracy of the coiling temperature prediction, was evaluated. For this evaluation, coils other than those used to generate the TTT curves were used, 14 coils for S70C and 33 coils for SK85 for both the examples and comparative examples. As a result, it was confirmed that the RMSE was improved by about 5 to 10% in the example as compared with the comparative example. As described above, in the embodiment, it is possible to generate a new TTT curve suitable for the steel type, and to highly accurately predict the coiling temperature in consideration of the transformation heat generation.
また、巻取温度の制御精度を評価するために、巻取温度の目標に対する適中率(コイル長手方向目標±25℃適中率)を評価した。この評価にあたり、TTT曲線を生成するのに使用したものとは別のコイルを用いて、比較例ではS70Cで28コイル、SK85で42コイルを使用し、実施例ではS70Cで7コイル、SK85で12コイルを使用した。この結果、実施例では、比較例に対して、目標±25℃適中率が2~4%程度することが確認された。このように実施例では、巻取温度を高精度に予測可能になることから、巻取温度を目標温度にする高精度制御を実現することができる。 In addition, in order to evaluate the control accuracy of the coiling temperature, the target rate of the coiling temperature (the target rate of ±25° C. in the longitudinal direction of the coil) was evaluated. For this evaluation, coils other than those used to generate the TTT curve were used: 28 coils for S70C and 42 coils for SK85 were used in the comparative example, and 7 coils for S70C and 12 coils for SK85 were used in the example. I used a coil. As a result, it was confirmed that the target ±25° C. target rate was about 2 to 4% higher in the example than in the comparative example. As described above, in the embodiment, the winding temperature can be predicted with high accuracy, so that high-precision control for setting the winding temperature to the target temperature can be realized.
上記実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
上述した実施形態では、冷却制御装置100が、本発明を適用した鋼材の温度予測装置、及び、本発明を適用した冷却制御装置として機能するようにしたが、例えば本発明を適用した鋼材の温度予測装置と、本発明を適用した冷却制御装置を別体の装置として構成してもよい。
また、本実施形態では、熱間圧延設備において巻取温度を予測する事例を述べたが、これに限定されるものではない。本発明は、冷却する鋼材の温度を予測する場合に適用可能であり、例えば厚板の冷却設備や、鋼材を加熱、冷却する焼鈍設備において、鋼板の温度を予測するのに利用することができる。また、熱間圧延設備における中間温度計の位置での鋼板の温度を予測するのに利用してもよい。この場合には、例えば、中間温度と巻取温度の両方を高精度化するように、中間温度計の位置での予測値と計測値の差と、巻取温度計の位置での予測値と計測値の差とを含む評価関数に基づいて、TTT曲線を最適化すればよい。
なお、本発明を適用した鋼材の温度予測の機能、冷却制御の機能は、ソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。また、本発明を適用した高炉プロセスの制御の機能は、PLC(Programmable Logic Controller)により実現されてもよいし、ASIC等の専用のハードウェアにより実現してもよい。
The above-described embodiments are merely specific examples for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed to be limited by these. That is, the present invention can be embodied in various forms without departing from its technical concept or main features.
In the above-described embodiment, the cooling
Also, in the present embodiment, an example of estimating the coiling temperature in the hot rolling equipment has been described, but the present invention is not limited to this. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to predict the temperature of steel to be cooled, and can be used, for example, to predict the temperature of a steel plate in a thick plate cooling facility or an annealing facility that heats and cools steel. . It may also be used to predict the temperature of the steel sheet at the position of the intermediate thermometer in the hot rolling mill. In this case, for example, in order to improve the accuracy of both the intermediate temperature and the winding temperature, the difference between the predicted value and the measured value at the position of the intermediate thermometer and the predicted value at the position of the winding thermometer The TTT curve can be optimized based on the evaluation function including the difference between the measured values.
The steel material temperature prediction function and cooling control function to which the present invention is applied are provided by supplying software (program) to a system or device via a network or various storage media, and the computer of the system or device executes the program. It can also be implemented by reading and executing. Also, the function of controlling the blast furnace process to which the present invention is applied may be realized by a PLC (Programmable Logic Controller) or may be realized by dedicated hardware such as ASIC.
1:鋼板、2:圧延機、3:ROT冷却装置、4:巻取装置、5:板厚測定計、6、7:温度計、8:搬送速度計、100:冷却制御装置、101:入力部、102:冷却実績データ抽出部、103:TTT曲線生成部、104:記憶部、105:温度予測部、106:制御部、107:データベース 1: Steel plate, 2: Rolling mill, 3: ROT cooling device, 4: Winding device, 5: Plate thickness measuring instrument, 6, 7: Thermometer, 8: Conveying speed meter, 100: Cooling control device, 101: Input Unit 102: Cooling performance data extraction unit 103: TTT curve generation unit 104: Storage unit 105: Temperature prediction unit 106: Control unit 107: Database
Claims (10)
鋼種別の冷却実績データと、TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を反映させて鋼材の温度を予測する予測モデルとを用いて、対象鋼材用のTTT曲線を生成するTTT曲線生成手段と、
前記TTT曲線生成手段で生成した前記TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を前記予測モデルに反映させて、前記対象鋼材の温度を予測する温度予測手段とを備えたことを特徴とする鋼材の温度予測装置。 A steel temperature prediction device for predicting the temperature of steel to be cooled,
a TTT curve generation means for generating a TTT curve for a target steel material using actual cooling data for each steel type and a prediction model for predicting the temperature of the steel material by reflecting the prediction result of the transformation heat value based on the TTT curve;
a temperature prediction means for predicting the temperature of the target steel material by reflecting the prediction result of the transformation heating value based on the TTT curve generated by the TTT curve generation means in the prediction model. Temperature predictor.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の鋼材の温度予測装置で予測した前記対象鋼材の温度を、予め設定された目標温度にするように前記冷却装置を操作する制御手段を備えたことを特徴とする鋼材の冷却制御装置。 A cooling control device for controlling the temperature of a steel material cooled by a cooling device,
A control means for operating the cooling device so that the temperature of the target steel material predicted by the temperature prediction apparatus for steel materials according to any one of claims 1 to 5 becomes a preset target temperature. A steel material cooling control device characterized by:
鋼種別の冷却実績データと、TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を反映させて鋼材の温度を予測する予測モデルとを用いて、対象鋼材用のTTT曲線を生成するTTT曲線生成ステップと、
前記TTT曲線生成ステップで生成した前記TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を前記予測モデルに反映させて、前記対象鋼材の温度を予測する温度予測ステップとを有することを特徴とする鋼材の温度予測方法。 A steel temperature prediction method for predicting the temperature of steel to be cooled, comprising:
a TTT curve generation step of generating a TTT curve for a target steel material using cooling performance data for each steel type and a prediction model that predicts the temperature of the steel material by reflecting the prediction result of the transformation heat value based on the TTT curve;
a temperature prediction step of predicting the temperature of the target steel material by reflecting the prediction result of the transformation heat value based on the TTT curve generated in the TTT curve generation step in the prediction model. Forecast method.
鋼種別の冷却実績データと、TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を反映させて鋼材の温度を予測する予測モデルとを用いて、対象鋼材用のTTT曲線を生成するTTT曲線生成ステップと、
前記TTT曲線生成ステップで生成した前記TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を前記予測モデルに反映させて、前記対象鋼材の温度を予測する温度予測ステップと、
前記温度予測ステップで予測した前記対象鋼材の温度を、予め設定された目標温度にするように前記冷却装置を操作するステップとを有することを特徴とする鋼材の冷却制御方法。 A cooling control method for controlling the temperature of a steel material cooled by a cooling device,
a TTT curve generation step of generating a TTT curve for a target steel material using cooling performance data for each steel type and a prediction model that predicts the temperature of the steel material by reflecting the prediction result of the transformation heat value based on the TTT curve;
a temperature prediction step of predicting the temperature of the target steel material by reflecting in the prediction model the prediction result of the transformation heat generation amount based on the TTT curve generated in the TTT curve generation step;
and a step of operating the cooling device so that the temperature of the target steel material predicted in the temperature prediction step becomes a preset target temperature.
鋼種別の冷却実績データと、TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を反映させて鋼材の温度を予測する予測モデルとを用いて、対象鋼材用のTTT曲線を生成するTTT曲線生成手段と、
前記TTT曲線生成手段で生成した前記TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を前記予測モデルに反映させて、前記対象鋼材の温度を予測する温度予測手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。 A program for predicting the temperature of steel to be cooled, comprising:
a TTT curve generation means for generating a TTT curve for a target steel material using actual cooling data for each steel type and a prediction model for predicting the temperature of the steel material by reflecting the prediction result of the transformation heat value based on the TTT curve;
A program for causing a computer to function as temperature prediction means for predicting the temperature of the target steel material by reflecting the prediction result of the transformation heat generation amount based on the TTT curve generated by the TTT curve generation means in the prediction model.
鋼種別の冷却実績データと、TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を反映させて鋼材の温度を予測する予測モデルとを用いて、対象鋼材用のTTT曲線を生成するTTT曲線生成手段と、
前記TTT曲線生成手段で生成した前記TTT曲線に基づく変態発熱量の予測結果を前記予測モデルに反映させて、前記対象鋼材の温度を予測する温度予測手段と、
前記温度予測手段で予測した前記対象鋼材の温度を、予め設定された目標温度にするように前記冷却装置を操作する制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。 A program for controlling the temperature of a steel material cooled by a cooling device,
a TTT curve generation means for generating a TTT curve for a target steel material using actual cooling data for each steel type and a prediction model for predicting the temperature of the steel material by reflecting the prediction result of the transformation heat value based on the TTT curve;
temperature prediction means for predicting the temperature of the target steel material by reflecting the prediction result of the transformation heat generation amount based on the TTT curve generated by the TTT curve generation means in the prediction model;
A program for causing a computer to function as control means for operating the cooling device so that the temperature of the target steel material predicted by the temperature prediction means becomes a preset target temperature.
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