Способ управления охлаждением, устройство управления охлаждением и устройство расчета количества охлаждающей воды

Способ управления охлаждением, устройство управления охлаждением и устройство расчета количества охлаждающей воды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу управления охлаждением, устройству управления охлаждением, устройству расчета количества охлаждающей воды, компьютерной программе и носителю информации в процессе производства стального толстого листа, а более конкретно относится к технологии, предпочтительной для использования для охлаждения стального толстого листа непосредственно после прокатки.

Уровень техники

Традиционно предлагалось управление охлаждением для того, чтобы измерять температуру стального толстого листа во время обработки с охлаждением, изменять количества охлаждающей воды, распыляемой на верхнюю поверхность и нижнюю поверхность стального толстого листа таким образом, чтобы температура в конце охлаждения стала требуемой температурой, и устраняющее разницу между температурой верхней поверхности и температурой нижней поверхности стального толстого листа таким образом, чтобы предотвратить искажение формы стального толстого листа, происходящее вследствие разности между температурой верхней поверхности и температурой нижней поверхности стального толстого листа (см., например, японскую патентную публикацию (В2) номер 7 - 41303).

Кроме того, в способе охлаждения, раскрытом в Японской патентной публикации (А) номер 60 - 210313, отношение "верх / низ" для количеств охлаждающей воды (отношение количеств охлаждающей воды на верхней / нижней поверхностях) определяется коэффициентом, определенным исходя из размера и т.д. охлаждаемого материала. Температура стального толстого листа во время охлаждения в значительной степени зависит от количеств охлаждающей воды и коэффициента теплопередачи. А именно коэффициент теплопередачи является функцией температуры поверхности стального толстого листа.

Соответственно состояние температуры стального толстого листа во время начала охлаждения, которое отличается для каждой охлаждаемой мишени, и изменение коэффициента теплопередачи из-за изменения температуры поверхности стального толстого листа во время охлаждения, которая изменяется с каждым моментом, не могут быть правильно отражены в количествах охлаждающей воды. По этой причине искажение формы стального толстого листа не могла быть предотвращена с высокой точностью посредством только определения отношения "верх / низ" для количеств воды.

Для того чтобы решить описанную выше проблему, в способе охлаждения, раскрытом в японской патентной публикации (В2) номер 7 - 29139, прогнозируют температуру во время начала охлаждения, основываясь на температуре во время конца прокатки, и непрерывно рассчитывают изменяющееся состояние температуры поверхности и коэффициент теплопередачи с использованием формулы теплопередачи, использующей прогнозируемые температуры в качестве начального состояния таким образом, чтобы определить отношение "верх / низ" для количеств воды, подавляющее искажение формы стального толстого листа во время охлаждения с высокой точностью.

Однако, как было объяснено выше, коэффициент теплопередачи оказывает большое влияние на температуру стального толстого листа во время начала охлаждения, следовательно, способ охлаждения, раскрытый в японской патентной публикации (В2) номер 7-29139, основанный на прогнозировании температуры начала охлаждения во время конца прокатки, подвержен множеству нарушений в период времени с конца прокатки до начала охлаждения. По этой причине отношение "верх / низ" для количеств воды, определенное во время конца прокатки, также включает в себя большую величину погрешности, следовательно, способ охлаждения, раскрытый в японской патентной публикации (В2) номер 7 - 29139, имел ту проблему, что существовало ограничение подавления искажения формы стального толстого листа.

По этой причине в качестве технологии для одновременного решения проблем способов охлаждения, раскрытых в японской патентной публикации (А) номер 60 -210313 и японской патентной публикации (В2) номер 7 - 29139, например, в способе охлаждения, раскрытом в японской патентной публикации (А) номер 2 - 70018, отношение "верх / низ" для количеств воды рассчитывается согласно температурам, измеренным в положении начала охлаждения, и отношение количеств воды на верхней / нижней поверхностях, дающее постоянное распределение температуры верхней / нижней поверхностей, ищется и рассчитывается с использованием формулы теплопередачи, учитывающей непрерывное изменение состояния температуры поверхности и коэффициента теплопередачи.

В случае способа охлаждения, раскрытого в японской патентной публикации (А) номер 2 - 70018, объясненного выше, предполагается, что отношение "верх / низ" для количеств воды может быть найдено с высокой точностью. Однако в случае этого способа охлаждения формула теплопередачи используется для итеративного расчета для поиска отношения "верх / низ" для количеств воды, поэтому количество вычисления становится огромным. По этой причине стояла та проблема, что для получения результатов расчета требовалось очень много времени. В результате существует большая вероятность возникновения проблемы, заключающейся в задержке начала распыления воды после того, как стальной толстый лист поступает в охлаждающее устройство, проблемы, заключающейся в том, что стальной толстый лист следует остановить и удерживаться в режиме ожидания перед охлаждающим устройством до тех пор, пока не начнется распыление воды, и т.д., поэтому реализация этого способа была затруднена.

Сущность изобретения

Ввиду вышеизложенных проблем задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы быстро управлять количествами охлаждающей воды, распыляемой с верхних и нижних поверхностей охлаждающего устройства при охлаждении стального толстого листа до заданной температуры конца охлаждения, таким образом, чтобы предотвращать искажение формы стального толстого листа, происходящее вследствие различия скоростей охлаждения между верхней поверхностью и нижней поверхностью, с высокой точностью.

Настоящее изобретение было сделано для того, чтобы решить вышеупомянутую проблему и в качестве своей сути имеет следующее:

(1) Способ управления охлаждением для охлаждения стального толстого листа охлаждающим устройством непосредственно после прокатки, содержащий:

этап задания режима охлаждения, на котором рассчитывают условия охлаждения, требующиеся для охлаждения стального толстого листа до заданной температуры, для множества положений внутри охлаждающего устройства, основываясь на температурах, измеряемых во время того, как стальной толстый лист проходит через охлаждающее устройство, термометром, расположенным со стороны входа охлаждающего устройства, и задают режим охлаждения;

этап расчета коэффициента теплопередачи, на котором рассчитывают коэффициент теплопередачи, показывающий легкость, с которой проводится тепло, исходя из температуры при охлаждении в режиме, заданном на этапе задания режима охлаждения, и первую плотность расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения одной поверхности стального толстого листа;

этап расчета отношения "верх / низ", на котором рассчитывают вторую плотность расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения противоположной поверхности стального толстого листа, исходя из коэффициента теплопередачи, рассчитанного на этапе расчета коэффициента теплопередачи, и рассчитывают отношение "верх / низ" между первой плотностью расхода охлаждающей воды и второй плотностью расхода охлаждающей воды; и

этап управления количеством охлаждающей воды, на котором управляют количествами охлаждающей воды для охлаждения стального толстого листа, проходящего через охлаждающее устройство, основываясь на отношении "верх / низ", рассчитанном на этапе расчета отношения "верх / низ".

(2) Способ управления охлаждением, сформулированный в пункте (1), в котором:

первая плотность расхода охлаждающей воды представляет собой плотность расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения нижней поверхности стального толстого листа, и

вторая плотность расхода охлаждающей воды представляет собой плотность расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения верхней поверхности стального толстого листа.

(3) Способ управления охлаждением, сформулированный в пункте (1) или (2), в котором на этапе расчета отношения "верх / низ" рассчитывают отношения "верх / низ" для плотностей расхода охлаждающей воды для множества положений внутри охлаждающего устройства, основываясь на режиме охлаждения заданном на этапе задания режима, охлаждения.

(4) Способ управления охлаждением, сформулированный в любом одном из пунктов с (1) по (3), в котором первую плотность расхода охлаждающей воды определяют на основе режима охлаждения, заданного на этапе задания режима охлаждения.

(5) Устройство управления охлаждением, предназначенное для охлаждения стального толстого листа охлаждающим устройством непосредственно после прокатки, содержащее:

средство задания режима охлаждения, предназначенное для расчета условий охлаждения, требующихся для охлаждения стального толстого листа до заданной температуры, для множества положений внутри охлаждающего устройства, на основе температур, измеряемых во время того, как стальной толстый лист проходит через охлаждающее устройство, термометром, расположенным со стороны входа охлаждающего устройства, и задания режима охлаждения;

средство расчета коэффициента теплопередачи, предназначенное для расчета коэффициента теплопередачи, показывающего легкость, с которой проводится тепло, исходя из температуры в режиме охлаждения, заданном средством задания режима охлаждения, и первой плотности расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения одной поверхности стального толстого листа;

средство расчета отношения "верх / низ", предназначенное для расчета второй плотности расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения противоположной поверхности стального толстого листа, исходя из коэффициента теплопередачи, рассчитанного средством расчета коэффициента теплопередачи, и расчета отношения "верх / низ" между первой плотностью расхода охлаждающей воды и второй плотностью расхода охлаждающей воды; и

средство управления количеством охлаждающей воды, предназначенное для управления количествами охлаждающей воды для охлаждения стального толстого листа, проходящего через охлаждающее устройство, на основе отношения "верх / низ", рассчитанного средством расчета отношения "верх / низ".

(6) Устройство управления охлаждением согласно сформулированному в пункте (5), в котором:

первая плотность расхода охлаждающей воды представляет собой плотность расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения нижней поверхности стального толстого листа, и

вторая плотность расхода охлаждающей воды представляет собой плотность расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения верхней поверхности стального толстого листа.

(7) Устройство управления охлаждением согласно сформулированному в пункте (5) или (6), в котором средство расчета отношения "верх / низ" предназначено для расчета отношений "верх / низ" для плотностей расхода охлаждающей воды для множества положений внутри охлаждающего устройства на основе режима охлаждения, заданного средством задания режима охлаждения.

(8) Устройство управления охлаждением согласно сформулированному в любом одном из пунктов с (5) по (7), в котором первую плотность расхода охлаждающей воды определяют на основе режима охлаждения, заданного средством задания режима охлаждения.

(9) Устройство расчета количества охлаждающей воды, предназначенное для расчета количеств охлаждающей воды, требующейся для охлаждения стального толстого листа охлаждающим устройством непосредственно после прокатки, содержащее:

средство задания режима охлаждения, предназначенное для расчета условий охлаждения, требующихся для охлаждения стального толстого листа до заданной температуры, для множества положений внутри охлаждающего устройства, на основе температур, измеряемых во время того, как стальной толстый лист проходит через охлаждающее устройство, термометром, расположенным со стороны входа охлаждающего устройства, и задания режима охлаждения;

средство расчета коэффициента теплопередачи, предназначенное для расчета коэффициента теплопередачи, показывающего легкость, с которой проводится тепло, исходя из температуры в режиме охлаждения, заданном средством задания режима охлаждения, и первой плотности расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения одной поверхности стального толстого листа; и

средство расчета отношения "верх / низ", предназначенное для расчета второй плотности расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения противоположной поверхности стального толстого листа, исходя из коэффициента теплопередачи, рассчитанного средством расчета коэффициента теплопередачи, и расчета отношения "верх / низ" между первой плотностью расхода охлаждающей воды и второй плотностью расхода охлаждающей воды.

(10) Компьютерная программа, отличающаяся тем, что компьютер заставляют выполнять способ управления охлаждением, раскрытый в любом одном из пунктов с (1) по (4).

(11) Машиночитаемый носитель информации, отличающийся тем, что хранит на себе компьютерную программу, раскрытую в пункте (10).

Краткое описание чертежей

Эти и другие задачи и признаки настоящего изобретения станут более понятны из нижеследующего описания предпочтительных вариантов реализации изобретения, приводимых со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 представляет собой вид, показывающий пример линии по производству стального толстого листа в первом варианте реализации настоящего изобретения;

Фиг.2 представляет собой вид, показывающий пример внутренней конфигурации охлаждающего устройства в первом варианте реализации настоящего изобретения;

Фиг.3 представляет собой структурную схему, показывающую схематический пример конфигурации системы управления, включающей в себя устройство расчета количества охлаждающей воды в первом варианте реализации настоящего изобретения;

Фиг.4 представляет собой блок-схему алгоритма, показывающую пример программы для определения количеств охлаждающей воды устройством расчета количества охлаждающей воды по первому варианту реализации настоящего изобретения;

Фиг.5 представляет собой изображение, показывающее зависимость между температурой нижней поверхности стального толстого листа и более нижним коэффициентом теплопередачи в первом варианте реализации настоящего изобретения;

Фиг.6 представляет собой изображение, показывающее зависимость между температурой верхней поверхности стального толстого листа и верхним коэффициентом теплопередачи в первом варианте реализации настоящего изобретения;

Фиг.7 представляет собой изображение, показывающее распределение температуры в 11 точках в направлении толщины толстого листа;

Фиг.8 представляет собой изображение, показывающее положение стального толстого листа, проходящего через охлаждающееся устройство;

Фиг.9 представляет собой изображение, показывающее способ поиска плотности расхода воды, охлаждающей верх, в первом варианте реализации настоящего изобретения;

Фиг.10 представляет собой диаграмму, показывающую пример тенденции изменения температуры охлаждения в первом варианте реализации настоящего изобретения; и

Фиг.11 представляет собой блок-схему алгоритма, показывающую пример программы, посредством которой блок расчета отношения "верх / низ" рассчитывает плотность расхода воды, охлаждающей верх, по первому варианту реализации настоящего изобретения.

Подробное описание

Способ управления охлаждением по настоящему изобретению представляет собой способ управления охлаждением для охлаждения стального толстого листа охлаждающим устройством непосредственно после прокатки, содержащий: этап задания режима охлаждения, на котором рассчитывают условия охлаждения, требующиеся для охлаждения стального толстого листа до заданной температуры, для множества положений внутри охлаждающего устройства, основываясь на температурах, измеряемых во время того, как стальной толстый лист проходит через охлаждающее устройство, термометром, расположенным со стороны входа охлаждающего устройства, и задают режим охлаждения; этап расчета коэффициента теплопередачи, на котором рассчитывают коэффициент теплопередачи, показывающий легкость, с которой проводится тепло, исходя из температуры в режиме охлаждения, заданном на этапе задания режима охлаждения, и первую плотность расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения одной поверхности стального толстого листа; этап расчета отношения "верх / низ", на котором рассчитывают вторую плотность расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения противоположной поверхности стального толстого листа, исходя из коэффициента теплопередачи, рассчитанного на этапе расчета коэффициента теплопередачи, и рассчитывают отношение "верх / низ" между первой плотностью расхода охлаждающей воды и второй плотностью расхода охлаждающей воды; и этап управления количеством охлаждающей воды, на котором управляют количествами охлаждающей воды для охлаждения стального толстого листа, проходящего через охлаждающее устройство, основываясь на отношении "верх / низ", рассчитанном на этапе расчета отношения "верх / низ".

Устройство управления охлаждением по настоящему изобретению представляет собой устройство управления охлаждением, предназначенное для охлаждения стального толстого листа охлаждающим устройством непосредственно после прокатки, содержащее средство задания режима охлаждения, предназначенное для расчета условий охлаждения, требующихся для охлаждения стального толстого листа до заданной температуры, для множества положений внутри охлаждающего устройства, на основе температур, измеряемых во время того, как стальной толстый лист проходит через охлаждающее устройство, термометром, расположенным со стороны входа охлаждающего устройства, и задания режима охлаждения; средство расчета коэффициента теплопередачи, предназначенное для расчета коэффициента теплопередачи, показывающего легкость, с которой проводится тепло, исходя из температуры в режиме охлаждения, заданном средством задания режима охлаждения, и первой плотности расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения одной поверхности стального толстого листа; средство расчета отношения "верх / низ", предназначенное для расчета второй плотности расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения противоположной поверхности стального толстого листа, исходя из коэффициента теплопередачи, рассчитанного средством расчета коэффициента теплопередачи, и расчета отношения "верх / низ" между первой плотностью расхода охлаждающей воды и второй плотностью расхода охлаждающей воды; и средство управления количеством охлаждающей воды, предназначенное для управления количествами охлаждающей воды для охлаждения стального толстого листа, проходящего через охлаждающее устройство, на основе отношения "верх / низ", рассчитанного средством расчета отношения "верх / низ".

Устройство расчета количества охлаждающей воды по настоящему изобретению представляет собой устройство расчета количества охлаждающей воды, предназначенное для расчета количеств охлаждающей воды, требующейся для охлаждения стального толстого листа охлаждающим устройством непосредственно после прокатки, содержащее: средство задания режима охлаждения, предназначенное для расчета условий охлаждения, требующихся для охлаждения стального толстого листа до заданной температуры, для множества положений внутри охлаждающего устройства, на основе температур, измеряемых во время того, как стальной толстый лист проходит через охлаждающее устройство, термометром, расположенным со стороны входа охлаждающего устройства, и задания режима охлаждения; средство расчета коэффициента теплопередачи, предназначенное для расчета коэффициента теплопередачи, показывающего легкость, с которой проводится тепло, исходя из температуры в режиме охлаждения, заданном средством задания режима охлаждения, и первой плотности расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения одной поверхности стального толстого листа; и средство расчета отношения "верх / низ", предназначенное для расчета второй плотности расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения противоположной поверхности стального толстого листа, исходя из коэффициента теплопередачи, рассчитанного средством расчета коэффициента теплопередачи, и расчета отношения "верх / низ" между первой плотностью расхода охлаждающей воды и второй плотностью расхода охлаждающей воды.

Компьютерная программа по настоящему изобретению, отличающаяся тем, что компьютер выполняет способ управления охлаждением, раскрытый выше.

Носитель информации по настоящему изобретению, отличающийся тем, что на нем хранится компьютерная программа, раскрытая выше.

Согласно настоящему изобретению рассчитывают условия охлаждения, требующиеся до тех пор, пока стальной толстый лист не будет охлажден до заданной температуры, для множества положений внутри охлаждающего устройства, на основе значений измерения температур при прохождении стального толстого листа через внутреннюю часть охлаждающего устройства термометром, расположенным со стороны входа охлаждающего устройства, и задают режим охлаждения, рассчитывают коэффициент теплопередачи, показывающий легкость, с которой проводится теплота, исходя из температуры в заданном режиме охлаждения, осуществляемого согласно режиму, и первая плотность расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения одной поверхности стального толстого листа, рассчитывают вторую плотность расхода охлаждающей воды у охлаждающей воды для охлаждения противоположной поверхности стального толстого листа, исходя из рассчитанного коэффициента теплопередачи, и управляют количеством охлаждающей воды для охлаждения стального толстого листа, проходящего через охлаждающее устройство, на основе отношения "верх / низ" между первой плотностью расхода охлаждающей воды и второй плотностью расхода охлаждающей воды, следовательно, количество расчетов, требующееся для управления количествами охлаждающей воды, распыляемой с верхних и нижних поверхностей охлаждающего устройства для охлаждения стального толстого листа до заданной температуры конца охлаждения, может быть сокращено. Благодаря этому время до получения требуемых результатов расчетов может быть значительно сокращено, следовательно, период времени от момента, когда измеряется температура стального толстого листа, до момента, когда фактически начинается охлаждение, может быть значительно сокращен. Соответственно становится возможным расположить находящийся со стороны входа термометр сразу перед охлаждающим устройством, можно реализовать охлаждение с небольшим различием отношения "верх / низ" количеств воды и может быть подавлено искажение формы стального толстого листа.

Первый вариант реализации изобретения

Ниже предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения будут объяснены со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг.1 показывает пример линии для производства стального толстого листа, на которой применено настоящее изобретение.

Как показано на Фиг.1, здесь последовательно расположены чистовая прокатная клеть (2) для прокатки стального толстого листа (1), грубо сформированного при прохождении через не показанную нагревательную печь или клеть грубой прокатки с уменьшением толщины до заданной толщины толстого листа, правильная машина (3) для выпрямления формы стального толстого листа (1) после чистовой прокатки и охлаждающее устройство (4) для ускоренного охлаждения стального толстого листа (1). Ускоренно охлажденный стальной толстый лист (1) превращается в изделие требуемой формы и качества.

Со стороны входа чистовой прокатного клети (2) расположен термометр (5) стороны входа конечной клети, в то время как со стороны ее выхода расположен термометр (6) стороны выхода конечной клети. Кроме того, со стороны входа охлаждающего устройства (4) расположен термометр (7) стороны входа охлаждающего устройства. В настоящем варианте реализации изобретения термометры могут измерять температуры верхней поверхности и нижней поверхности стального толстого листа (1).

Фиг.2 представляет собой вид, показывающий пример внутренней конфигурации охлаждающего устройства (4). Внутри охлаждающего устройства (4) расположено большое количество групп валков (4), транспортирующих стальной толстый лист (1), и в зонах (от 1 Z до 19 Z) охлаждения расположено большое количество групп сопел (не показанных на чертеже), распыляющих охлаждающую воду на верхнюю поверхность и нижнюю поверхность стального толстого листа (1). Распыляемыми струями охлаждающей воды из этих групп сопел управляют клапаны - регуляторы расхода. Количество используемых зон и количества распыления из сопел могут быть настроены в зависимости от толщины толстого листа или длины толстого листа для данного стального толстого листа и от других условий. В настоящем варианте реализации изобретения со стороны входа охлаждающего устройства (4) расположен термометр (7) стороны входа охлаждающего устройства.

Фиг.3 представляет собой структурную схему, показывающую в схематическом виде конфигурацию системы управления, включающей в себя устройство (100) расчета количества охлаждающей воды по настоящему варианту реализации изобретения. С устройством (100) для расчета количества охлаждающей воды соединены: устройство (200) управления прокаткой для полного управления прокатными клетями, включающими в себя чистовую прокатную клеть (2), устройство (300) управления производственным процессом, главным образом, для управления производственным процессом, устройство (400) ввода / вывода данных, отображающее различные типы данных, выводимых из устройства (100) расчета количества охлаждающей воды, и выведения вводимых оператором данных в устройство (100) расчета количества охлаждающей воды, и термометр (7) стороны впуска охлаждающего устройства.

Кроме того, с устройством (100) расчета количества охлаждающей воды соединены: устройство (500) управления количествами охлаждающей воды для управления клапанами-регуляторами (501) расхода в зонах (от 1 Z до 19 Z) охлаждения охлаждающего устройства (4) для управления величинами расходов охлаждающей воды.

То есть устройство (100) расчета количества охлаждающей воды рассчитывает количества охлаждающей воды, управляемые устройством (500) управления охлаждающей водой, основываясь на вводе данных от термометра (7) стороны входа охлаждающего устройства, устройства (200) управления прокаткой, устройства (300) управления производственным процессом, устройства (400) ввода / вывода данных и т.п.

В частности, устройство (100) расчета количества охлаждающей воды по настоящему варианту реализации изобретения определяет количества распыляемой воды охлаждающего устройства (4), передавая данные, касающиеся требуемых количеств охлаждающей воды, в устройство (500) управления количествами охлаждающей воды, при транспортировке стального толстого листа (1) после чистовой прокатки.

Если описать это более конкретно, то устройство (100) расчета количества охлаждающей воды по настоящему варианту реализации изобретения снабжено блоком (101) задания режима охлаждения, предназначенным для задания режима охлаждения стального толстого листа (1) охлаждающим устройство (4) в соответствии с информацией о заданной температуре конца охлаждения, блок (102) расчета коэффициента теплопередачи, предназначенный для определения коэффициента теплопередачи в заданной части стального толстого листа (1) со стороны входа охлаждающего устройства (4), и блок (103) расчета отношения "верх / низ", предназначенный для расчета отношения плотности расхода воды на верхней поверхности и нижней поверхности, отражаемое в устройстве (500) управления количествами охлаждающей воды, на основе режима охлаждения, заданного блоком (101) задания режима охлаждения, и коэффициента теплопередачи, определенного блоком (102) расчета коэффициента теплопередачи.

Фиг.4 представляет собой блок-схему алгоритма, показывающую пример программы для определения количеств охлаждающей воды устройством (100) расчета количества охлаждающей воды в настоящем варианте реализации изобретения.

На этапе S 401 блок (101) задания режима охлаждения задает режим охлаждения стального толстого листа (1) охлаждающим устройством (4). Конкретно же он выполняет обработку данных по измерению температуру поверхности стального толстого листа (1), измеряемой термометром (7) стороны входа охлаждающего устройства и определение распределения температуры в направлении толщины толстого листа в каждом сегменте в момент времени непосредственно перед охлаждением.

Известно, что распределение температуры в направлении толщины толстого листа демонстрирует параболическую форму, при которой температура принимает наивысшее значение в среднем положении в направлении толщины пластины. Кроме того, в качестве технологии нахождения распределения температуры в направлении толщины толстого листа исходя из температур поверхности, например, можно определять распределение температуры по 11 точкам в направлении толщины толстого листа с использованием технологии, раскрытой в японской патентной публикации (В2) номер 7-41303 (см. Фиг.7). Если объяснить ее коротко, то измеряемой температурой является температура (T_F) верхней поверхности. Разность (ΔT) температур между верхней поверхностью и самой высокой точкой температуры толстого листа задается следующим уравнением (1):

где

ΔT - разность температур между верхней поверхностью и самой высокой точкой температуры толстого листа, и

h - толщина пластины.

Температура (T_L) нижней поверхности задается следующим уравнением (2):

где

ξ - коэффициент преобразования температуры, полученный эмпирическим путем,

ΔT_S - разность температур верхней / нижней поверхностей для температуры со стороны входа, полученная эмпирическим путем, и

K₁, К₂ - поправочные элементы.

Определяется параболическое распределение температуры, удовлетворяющее вышеприведенным условиям, и определяется распределение температуры в направлении толщины пластины.

Далее, используя распределение температур в направлении толщины толстого листа каждого сегмента в момент времени, непосредственно предшествующий охлаждению, разделяя вышеупомянутое направление толщины толстого листа на соответствующие отрезки, основываясь на требуемой точности управления (например, на 11 точек) для использования как точек для расчета, и анализируя тенденции температуры до положения начала охлаждения в охлаждающем устройстве (4) посредством решения разностного уравнения теплопроводности, рассчитывают в качестве информации о температуре начала охлаждения среднюю температуру (Tsk*) в направлении толщины пластины в различных сегментах в положении начала охлаждения охлаждающего устройства (4) (в дальнейшем именуемую "температурой (Tsk*) начала охлаждения", где k является индексом в направлении толщины). Что касается технологии анализа тенденций температуры посредством решения разностных уравнений теплопроводности, что раскрыто, например, в японской патентной публикации (В2) номер 7 - 41303, то главное разностное уравнение теплопроводности, показанное в нижеследующем уравнении (3), решается на основе начального состояния распределения температуры в направлении толщины толстого листа с использованием 11 точек в представляющих точках на толстом листе в качестве точек расчета:

где

Q(j)_t - теплосодержание элемента i в момент времени t,

Т(j)_t - показанная температура,

Δt - приращения времени при расчете разности (=const, 150 миллисекунд),

ρ - плотность,

λ - удельная теплопроводность элемента i,

Tg - температура газа,

λQ_S - граничное условие,

Δх - толщина деления толщины толстого листа.

В этом случае температура (Т) толстого листа преобразуется к теплосодержанию Q,

когда Т>880, Q=3,333+0,16Т

когда Т≤880, Q=-149,05+0,481·Т-1,68×10^-4·Т² и теплосодержание Q преобразуется к температуре Т (теплосодержание - значение, получаемое интегрированием удельной теплоемкости от 0°С до Т),

где Q>144,13, Т=-20,8+6,25×Q

Далее блок (101) задания режима охлаждения вычисляет и задает времена (TMz) прохождения и прогнозируемые температуры (Tsk) охлаждения в зонах на основе скоростей прохождения охлаждаемого толстого листа через зоны (от 1 Z до 19 Z). При этом прогнозируемая температура (Tsk) охлаждения, которая показана на Фиг.10, показывает температуру стороны входа в одной из разделенных областей в каждом зоне.

Скорость прохождения охлаждаемого толстого листа задается рядом положений переднего конца толстого листа и данными о скорости транспортировки способом, раскрытым в японской патентной публикации (В2) номер 7-41303. Как показано на Фиг.8, когда положение переднего конца толстого листа определено как х и скорость транспортировки в это время составляет V (х), время водяного охлаждения точки k на толстом листе на входе охлаждающего устройства в этот момент времени, другими словами, точки, находящейся после передним концом толстого листа на расстоянии х, задается следующим образом:

Затем из нижеследующих уравнений находят времена (t_t), (t_m) и (t_b) водяного охлаждения на переднем конце, в центре и на заднем конце:

L: длина толстого листа, V (х)=1/(ах2+bx+с), и а, b и с находят путем их подстановки в вышеприведенные три уравнения.

Область ускорения (область определения х) находится из следующего уравнения: 0≤х≤L+|зона+Δ|с₂,

L - длина толстого листа, |зона - эффективная длина зоны охлаждения, Δ|с2 - коэффициент запаса (=константа).

Согласно вышесказанному х соответственно надлежащим образом определяется в пределах определенной области ускорения и вставляется в формула V (х), чтобы подготовить ряд положений переднего конца полосы стального толстого листа и перемещение в этот момент времени (модель скорости). Затем результаты вычисления выводятся в устройство управления скоростью прохождения (не показанное на чертежах).

Отношение ускорения находят таким образом, потому что стальной толстый лист (1) охлаждается при транспортировке, так что моменты времени входа в охлаждающее устройство (4) отличаются между передним концом и задним концом стального толстого листа. То есть температура начала охлаждения отличается вдоль продольного направления стального толстого листа, следовательно, температура после окончания охлаждения становится различной между передним концом и задним концом. Чтобы сделать качество изделия равномерным по всей длине, скорость прохождения сделана более высокой, чем ближе к заднему концу, что устраняет различие. Благодаря вышесказанному получают режим охлаждения до заданной температуры конца охлаждения.

Далее на этапе S 402 блок (102) расчета коэффициента теплопередачи выбирает базовую плотность расхода воды, соответствующую зоне Z, рассчитываемую из зональных базовых плотностей расходов воды, и вводит ее в плотность (WDLi) расхода охлаждающей снизу воды. При этом в качестве способа определения базовой плотности расхода воды для кажд