具体实施方式
以下，参照附图，对用于实施本发明的实施例进行说明。说明按照下述项目的顺序进行。此外，在各图中，对共同构件附加相同符号。
1.第一实施方式(根据热轧机出侧温度偏差切换操作端的例子)
2.第二实施方式(根据最近的操作端确定FB控制的起动定时的例子)
<1.第一实施方式>
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的热轧机出侧温度控制装置(台间冷却控制系统)的构成例。第一实施方式是根据热轧机出侧温度偏差的符号进行操作端的切换的例子。
图1所示的热轧机出侧温度控制装置100接受制造指令后，从包括多个台间冷却装置及多个轧辊在内的控制对象200接收各种信号，向控制对象200输出轧辊210的转速、间隙、台F1～F5的轧制负载等控制信号。首先，对控制对象200的构成进行说明。
在本实施方式中，控制对象200是热轧设备，具备热轧机(也称为“精轧机”)201，该热轧机201具备5个台F1～F5。钢板202被台F1～F5的各台的轧辊210轧制，在减小板厚的同时以规定速度在图1所述的热轧机201中从左至右移动。在热轧机201的出侧，具备对轧制后的钢板202的温度进行测定的热轧机出侧温度计203。
作为在台间冷却钢板202的装置，热轧机201在台F1-F2之间、台F2-F3之间、台F3-F4之间、台F4-F5之间分别具备台间冷却装置205～208。台间冷却装置205～208用与来自热轧机出侧温度控制装置100的台间冷却指令相应的水量，对钢板202进行冷却。台间冷却控制的目的在于，使由热轧机出侧温度计203计测出的温度与目标温度一致。虽然热轧机出侧的目标温度通常在钢板纵长方向各部位是一定的，但也能根据各部位设定不同的值。
(热轧机出侧温度控制装置的构成)
接着，对热轧机出侧温度控制装置100的构成进行说明。虽然将各功能表记为“……部件”，例如关于热轧机出侧温度控制装置100的各功能，也可以按照一个或多个计算机的指示用软件来实现。例如，能够将“……部件”代替为“……部”。以下，同理。
该热轧机出侧温度控制装置100主要进行2个处理。第一处理是如下的预置控制运算，即：从上位计算机接受下次轧制的钢板的制造指令(钢种、板厚、板宽等)，计算出与该钢板相应的轧制速度和台间冷却装置205～208的冷却水量的值。第二处理是如下的反馈控制运算，即：在使轧制中热轧机出侧温度计203计测出的钢板温度和目标值的背离减少的方向上，对轧制速度和台间冷却装置205～208的冷却水量的值进行修正。为了实施这2个处理，热轧机出侧温度控制装置100具备：预置控制部件110、反馈控制部件130、反馈控制起动定时生成部件120、台间冷却指令生成部件140、速度指令生成部件150。
在钢板202被台间冷却装置205～208冷却之前，预置控制部件110计算各台间冷却装置的冷却水的流量(冷却水量)和钢板的轧制速度(钢板速度)。在本实施方式中，从标准流量模式表112、速度表113、目标温度表114中获取信息，进行利用了板温推定模型115的运算，确定各台间冷却装置205～208的冷却水量和/或钢板速度。板温推定模型115规定有下述信息和轧制后的钢板温度之间的关系，该信息包括：在由热轧机100轧制之前的钢板速度、钢板202的轧制速度、设置在台间的台间冷却装置205～208的冷却水量。
此外，热轧机出侧温度控制装置100具备闪存等非易失性存储部件(省略图示)，在该存储部件中存储有标准流量模式表112、速度表113、目标温度表114及板温推定模型115。
当钢板202在热轧机201中被冷却时，反馈控制部件113实时(即时)获取由热轧机出侧温度计203测定出的钢板温度的实际值，修正冷却水量和钢板速度中的任意一方或两方。该反馈控制部件130具备：操作端选择部件131、变更量计算部件132、第一影响系数表133、第二影响系数表134。这里，第一影响系数表133存储有热轧机出侧温度的变化相对于台间冷却装置的流量变化的比例![]()
另外，第二影响系数表134存储有热轧机出侧温度的变化相对于钢板速度的变化的比例![]()
操作端选择部件131判定用热轧机出侧温度计203计测出的钢板202的温度和目标温度的大小(偏差的符号)，并基于判定结果来确定：将台间冷却装置205～208的冷却水量和钢板速度中的哪一方设定为操作端来控制热轧机出侧温度。在钢板温度的计测值比目标值大时，将台间冷却装置205～208的冷却水量设定为操作端，在目标值比计测值大时，将钢板速度设定为操作端。另外，变更量计算部件132利用温度偏差的符号和大小、第一影响系数表133及第二影响系数表134，计算所设定的操作端的操作量的变更量。
反馈控制起动定时生成部件120，根据由利用了钢板202的轧制速度的运算确定了钢板位置的结果中，确定反馈控制部件130的起动定时，生成起动指令。
台间冷却指令生成部件140，将预置控制部件110输出的台间冷却指令和反馈控制部件130输出的台间冷却指示的修正量相加，计算出最终向台间冷却装置205～208输出的台间冷却指令。
速度指令生成部件150，将预置控制部件110输出的钢板速度指令和反馈控制部件130输出的钢板速度指令的修正量相加，输出最终的钢板速度指令。
在此，对标准流量模式表112、速度表113、目标温度表114进行说明。
图2是表示标准流量模式表112的构成例的图。
标准流量模式表112在各台间蓄积：在钢板202的钢种、板厚、板宽条件下确定冷却水量的运算中利用的冷却水量的初始值。钢板202的钢种、板厚、板宽的信息，例如从管理制造信息的上位计算机向热轧机出侧温度控制装置100发送。在图2中，表示了初始值的值用相对于最大流量的百分比示出的例子。例如，表示了在钢种为SS400(碳钢)、板厚3.0～4.0mm、板宽为1200mm时，台F1-F2之间的流量相对于最大流量为80％，台F2-F3之间的流量相对于最大流量为70％，台F3-F4之间的流量相对于最大流量为50％，台F4-F5之间的流量相对于最大流量为0％。标准流量模式表112的内容，是在钢板速度的初始值、钢板前端假定的加工入侧温度下，按照能够大致满足目标FDT，进而能够使伴随着各台的轧制引起的温度下降模式成为期望模式的方式，由模拟仿真或实际的轧制作业预先确定出的。
图3是表示速度表113的构成的图。
针对钢种、板厚、板宽，在钢板202的最终台(在本实施方式中为台F5)出侧速度中，除了钢板202的前端进入台F5时的初始速度之外，还层化存储有恒定速度、钢板202的尾端脱离台F5时的终期速度。预置控制部110判定相应钢板的钢种、板厚、板宽，从速度表113中提取所对应的速度信息。例如，表示了在钢种为SS400、板厚为3.0～4.0mm、板宽为1200mm时，设定有初始速度460mpm(米/分)、恒定速度600mpm、终期速度600mpm。
从初始速度至恒定速度的速度变化的梯度，在预置控制部件110确定台间冷却流量的运算之中，确定为用同一冷却水量使FDT达到恒定的值。另外，从恒定速度至终期速度的梯度，在设备制约或容许的温度变化的范围内确定。当确定出台F5出侧的钢板速度时，就确定了台F5的轧辊210的转速，进而根据该值按照各台的压下率(入侧板厚与出侧板厚之比)确定出其他台的轧辊210的转速。
图4是表示目标温度表114的构成的图。
表示对应钢板的种类(钢种)，热轧机出侧温度(FDT)的目标值被层化的例子。预置控制部件110判定钢板202相应的钢种，从目标温度表114中提取出所对应的目标温度。例如，在钢种为SS400时，表示热轧机出侧的目标温度为880℃。目标温度能够使用包括在制造指令中从上位计算机接收到的值。
[热轧机出侧温度控制装置的动作]
接着，参照图5的流程图，对预置控制部件110执行的处理进行说明。
首先，预置控制部件110从目标温度表114中获取目标温度，从速度表113中获取初始速度(步骤S5-1)。另外，预置控制部件110从标准流量模式表112中获取标准流量模式(步骤S5-2)。
然后，预置控制部件110进行在获取的条件下预测热轧机出侧温度(FDT)的计算(步骤S5-3)。为了更准确地预测FDT，需要将钢板202进入热轧机201时的温度即热轧机入侧温度(Finishing Mill Entry Temperature：FET)作为初始值，用数学式表示来自钢板202的热辐射、对流导热、伴随着轧制的塑性变形的加工放热、钢板202在与轧辊210接触中所失去的接触导热、因钢板202和轧辊210的摩擦引起的摩擦放热、因来自台间冷却装置的冷却水喷射引起的温度下降等各种要因，在各台中累积地计算。以往研究了各种计算式，例如，在“板轧制的理论和实践”(日本钢铁协会编，1984)中有详细叙述。作为一例，(1)式表示了没有喷射冷却水时的热辐射所引起的传热系数hr的计算式。
(数学式1)
hr＝σ·ε[{(273+Tsu)/100}4-{(273+Ta)/100}4]/(Tsu-Ta)……(1)
其中，σ：斯蒂芬-波尔兹曼常数(＝4.88)
ε：放射率
Ta：空气温度(℃)
Tsu：钢板202的表面温度
在钢板202在台间移动的期间，伴随着移动，根据(1)式，从钢板202中获取热量。另外，在被冷却的情况下，例如，根据“板轧制的理论和实践”所记载的关系式，获取了与冷却水量相应的热量。将由各要因获取或者给予的热量的总和置换成传热系数，计算在一定时间Δ之间从钢板进出的热量。基于时间经过Δ前的钢板202的温度，根据(2)式，对Δ时间的热量的移动进行加减运算。
(数学式2)
Tn＝Tn-1-(ht+hb)*Δ/(ρ*C*B)……(2)
其中，Tn：当前的钢板温度
Tn-1：Δ前的钢板温度
ht：钢板表面的传热系数
hb：钢板背面的传热系数
ρ：钢板202的密度
C：钢板202的比热
B：钢板202的厚度
另外，在钢板202的厚度大等需要考虑厚度方向的热传导的情况下，能够通过求解公知的热方程式来计算。热方程式由(3)式表示，除了时间方向之外还在厚度方向上由计算机进行差分计算的方法，已经被各种文件公开了。
(数学式3)
∂T/∂t={λ/(ρ*C)}(∂2T/∂x2)---(3)]]>
其中，λ：热传导率
T：材料温度
x：钢板202的厚度方向的位置
针对钢板202的前端部，通过咬合在台F1之后到脱离台F5之间，推进时间地进行上述(1)式～(3)式的计算，从而能够计算钢板202前端部的FDT。
然后，预置控制部件110判定FDT相对于目标温度(Ttarget)是否在一定范围(±α)内。在FDT比目标温度高的情况下，进行增加台间冷却水流量的处理，在FDT比目标温度低的情况下，进行减少台间冷却水流量的处理。在除此以外的情况下，维持台间冷却水流量(步骤S5-4)。流量的增减处理虽然只要以一定比例增减各台间的冷却水量即可，但也考虑对特定台的水量进行增减。
接着，预置控制部件110判定结束条件(步骤S5-5)。一般情况下，只要将FDT落入一定范围的条件作为结束条件即可，但也能考虑将步骤S5-3，S5-4的计算重复次数附加在结束条件中。
最后，预置控制部件110确定在使钢板202加速至速度表113规定的恒定速度时的加速率，并确定钢板202的速度模式(步骤S5-6)。加速率Vr可以是预先确定出的常数，但以对热轧机入侧中的钢板202的温度在钢板202的纵长方向上降低的情况进行补偿为目的，还考虑按照从钢板202的前端相对于钢板202的纵长方向的部位的FET的下降率FETr，基于(4)式计算。
(数学式4)
Vr=(∂V/∂FDT)·(∂FDT/∂FET)·ΔFETr---(4)]]>
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是FDT相对于钢板速度的变化的变化量的倒数，![]()
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是FDT相对于FET的变化的变化量。![]()
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可与步骤S5-1～步骤S5-4中计算FDT的情况同样地通过使钢板速度或FET微小变化来计算FDT的变化量而得到。另外，也可以预先通过模拟仿真等求出相应的钢板速度或FET、冷却水量所对应的值，从而预先蓄积在表中。通过以上计算，确定了针对下次轧制的钢板202的各台间冷却水量。
接着，参照图6的流程图，对反馈控制起动定时生成部件120执行的处理进行说明。
反馈控制起动定时生成部件120以几百ms左右的周期起动计时器。首先，反馈控制起动定时生成部件120获取最终台(F5)的轧辊210的转速V(步骤S6-1)。接着，对由该值求出的钢板速度进行积分，计算钢板202的移动量(步骤S6-2)。这里，钢板速度能够按照公知的轧制理论(在轧辊的前侧和后侧，钢板速度不同)，由下式算出。即，利用后进率φ通过(5)式求出轧辊210入侧的钢板速度Vsb，另外，利用先进率f通过(6)式求出轧辊210出侧的钢板速度Vsf。
(数学式5)
Vsb＝(1-φ)Vr……(5)
(数学式6)
Vsf＝(1+f)Vr……(6)
然后，反馈控制起动定时生成部件120，在利用反馈控制变更了台间冷却水量的定时(timing)，判定成为变更对象的台间冷却装置205～208正下方的钢板部位是否通过了热轧机出侧温度计203(步骤S6-3)。在没有通过的情况下，结束处理。在通过了的情况下，判定是否经过了一定时间(步骤S6-4)。
在步骤S6-4的判定处理中，在判定出并未经过相当于从向台间冷却装置205～208给予水量变更指令之后直到所对应的水量反映在钢板202的冷却中的时间(通常1～2秒左右)的时间时，同样结束处理。在经过了一定时间的情况下，从反馈控制起动定时生成部件120向反馈控制部件130输出起动信号(步骤S6-5)。
最后，反馈控制起动定时生成部件120将钢板移动量计算用的积分值(步骤S6-6)清零(初始化)。以下，通过计时器起动反馈控制起动定时生成部件120，从而周期性地重复步骤S6-1～步骤S6-6的处理。
接着，参照图7的流程图，对反馈控制部件130具备的操作端选择部件131的处理进行说明。
在轧制中利用热轧机出侧温度计203从钢板202检测出的FDT(热轧机出侧温度)与目标温度之间有偏差时，操作端选择部件131执行如下处理：判定是通过改变台间冷却水量来消除该偏差，还是通过改变钢板速度来消除该偏差，并将判定结果输出至变更量计算部件132中。在本实施方式中，以关注偏差的符号来确定是通过改变台间冷却水量来消除该偏差还是通过改变钢板速度来消除该偏差为例。
首先，操作端选择部件131获取热轧机出侧温度的目标值和计测值(步骤S7-1)。接着，操作端选择部件131计算从计测值中减去目标值后的值作为温度偏差，并判定温度偏差的绝对值是否在预定的阈值以上(步骤S7-2)。在温度偏差的绝对值在阈值以上时，判定温度偏差的符号(步骤S7-4)。在符号为正时、即在计测值比在目标值上相加了阈值之后的值还大时，操作端选择部件131将冷却水量设定为操作端(步骤S7-5)。在符号为负时、即在计测值比从目标值中减去阈值之后的值还小时，操作端选择部件131将钢板速度设定为操作端(步骤S7-6)。
在步骤S7-2的判定处理中判定出温度偏差的绝对值不在阈值以上时，操作端选择部件131不使台间冷却水量和钢板速度中的任一方变化(操作量为零)，所以将操作端的设定设为无(步骤S7-3)。最后，将在步骤S7-5、S7-6中设定出的操作端和温度偏差输出至变更量计算部件132(步骤S7-7)。
接着，参照图8的流程图，对反馈控制部件130具备的变更量计算部件132的处理进行说明。
首先，反馈控制部件130按照操作端选择部件131的输出进行操作端的选定(步骤S8-1)。在将冷却水量选定为操作端时，变更量计算部件132为使温度偏差变小，按照(7)式计算各台间冷却水量的变更量ΔQ(步骤S8-2)。例如，按照使变更量ΔQ中的、Δq1为变更量整体的50％、Δq2为变更量整体的30％、Δq3是变更量整体的20％、Δq4是变更量整体的0％等方式，按每个台间冷却装置适当地设定冷却水量的变更量。
(数学式7)
ΔQ＝(Δq1、Δq2、Δq3、Δq4)……(7)
其中，Δq1：F1-F2间冷却水量的变更量
Δq2：F2-F3间冷却水量的变更量
Δq3：F3-F4间冷却水量的变更量
Δq4：F4-F5间冷却水量的变更量
更具体而言，根据从第一影响系数表133中获取的当前状态所对应的层化的影响系数![]()
和FDT的温度偏差，由下述运算计算台间冷却水量的变更量。
(数学式8)
Δqi=Gqi·{1/(∂FDT/∂Q)i}·ΔFDT---(8)]]>
其中，i：台间号码
(1：F1-F2间、2：F2-F3间、3：F3-F4间、4：F4-F5间)
Δqi：因反馈控制引起的台间i的冷却水量的变更量
Gqi：常数(将冷却水量作为操作端时的反馈控制增益)
ΔFDT：温度偏差
选择冷却水量作为操作端，是由于处于计测温度比目标温度高的情况，ΔFDT为正。此时，根据计算结果得到的冷却水量的变更量Δqi也为正，台间冷却装置205～208中的冷却水量沿着总是增加的方向被操作。
此外，关于用于消除ΔFDT的台，根据反馈控制的响应性及控制效果选择下游台(接近出侧的一方)为好，但有时钢板202被轧制得较薄之后冷却时会对钢板202的形状带来不良影响。考虑到这一点，也有如下方法：在一定程度上牺牲反馈控制的响应性，而从入侧台起优先选择。反馈控制增益是考虑这一点，根据通过哪个台消除多大程度的温度偏差来确定的。
这里，图9表示第一影响系数表133的构成例。
在第一影响系数表133中，使冷却水量以单位量变化时的FDT的变化量所对应的数值即![]()
按钢种、轧制后(台F5出侧)的板厚、台间被层化地存储。在图9的例子中，在钢种为碳钢(SS400)、板厚为2mm以下时，台F1-F2间的![]()
为0.10℃，表示当以单位流量增减冷却水时由热轧机出侧温度计203计测的FDT下降或上升0.10℃。同样，在台F2-F3间设定了0.58℃，在台F3-F4间设定了1.06℃，在台F4-F5间设定了1.52℃。此外，作为层化项目也考虑加入热轧机出侧的钢板速度。此时，对第一影响系数表133追加钢板速度的项目，按钢板速度设定![]()
但是，还假设将步骤S8-2的处理中算出的各台间的冷却水量的变更量加到当前冷却水量之后的结果达到了各台间的冷却水量(冷却能力)的上限的情况，此时只通过冷却水量的増加无法消除温度偏差，所以需要用于缩小温度偏差的进一步的处置。因此，变更量计算部件132进行以下的处理。
首先，变更量计算部件132判定在各台间增加冷却水量的结果冷却水量是否达到了上限(步骤S8-3)。在达到了上限的情况下，以冷却水量达到了上限的台间冷却装置的当前时刻的冷却水量作为基点，固定为冷却水量成为上限的变更量(Δqimax)(步骤S8-4)。然后，利用从第二影响系数表134中获取的与当前状态相应的层化的影响系数![]()
根据下式，为了消除即便使冷却水量增加至上限也未消除的温度偏差(温度偏差的余量)，算出降低的钢板速度的变更量(步骤S8-5)。
(数学式9)
ΔV=ΣGv·{1/(∂FDT/∂V)}·{(∂FDT/∂Q)i}(Δqimax-Δqi)---(9)]]>
其中，∑：在各台间计算出的值的总和
Δqi：因反馈控制引起的台间i的冷却水量的变更量
Gv：常数(将钢板速度作为操作端时的反馈控制增益)
由此，将变更量计算部件132基于温度偏差的余量、第二影响系数表134的内容和(9)式计算出的钢板速度的变更量，输出至速度指令生成部件150。然后，基于来自速度指令生成部件150的各台辊速度指令，各台的轧辊210的转速被控制在减速的方向上，钢板速度降低。结果，钢板温度降低，且能够减小与目标温度的温度偏差。
接着，图10表示第二影响系数表134的构成例。
在第二影响系数表134中，使钢板202的速度增加或减少1mpm时的FDT的变化量所对应的数值即![]()
按钢种、热轧机出侧板速、热轧机出侧板厚(目标板厚)被层化地存储。在图10的例子中，在钢种为碳钢(SS400)、F5出侧板速为400mpm以下、板厚为2mm以下时，![]()
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表示相对于钢板速度的1mpm的变化，热轧机出侧温度计203计测的FDT变化0.42℃。
另一方面，在步骤S8-1的判定处理中钢板速度被选定为操作端时，变更量计算部件132按照(10)式计算使温度偏差变小的钢板速度的变更量ΔV(步骤S8-6)。具体而言，根据从第一影响系数表133中获取的与当前状态相应的层化的影响系数![]()
和FDT的温度偏差，由下述运算计算台间冷却水量的变更量。
(数学式10)
ΔV=-Gv·{1/(∂FDT/∂V)}·ΔFDT---(10)]]>
其中，i：台间号码
(1：F1-F2间、2：F2-F3间、3：F3-F4间、4：F4-F5间)
Δqi：因卷绕温度FB控制引起的台间i的冷却水量的变更量
Gqi：常数(将冷却水量作为操作端时的反馈控制增益)
ΔFDT：温度偏差
这里，作为操作端而选择钢板速度，是因为处于计测温度比目标温度低的情况，ΔFDT为负。此时，由计算结果得到的钢板速度的变更量ΔV为正，钢板速度沿着总是增加的方向被操作。
但是，还假设将步骤S8-6的处理中计算出的钢板速度的变更量加在当前的钢板速度上的结果达到了钢板速度(轧辊的旋转能力)的上限的情况，只通过钢板速度的增加无法消除温度偏差，所以需要用于减小温度偏差的进一步处置。因此，在变更量计算部件132中进行以下的处理。
首先，变更量计算部件132使钢板速度増加，结果判定钢板速度是否达到了上限(步骤S8-7)。钢板速度的上限值是考虑下述各种要因而确定，即，驱动各台的轧辊210的电动机的转矩或转速的限制、钢板202的后端从轧辊210拔出时的速度限制等。在达到了上限的情况下，以当前时刻的钢板速度作为基点，固定为钢板速度成为上限的变更量(ΔVmax)(步骤S8-8)。
然后，利用从第一影响系数表133中获取的与当前状态相应的层化的影响系数![]()
根据下式，为了消除即便使钢板速度增加至上限也未解消的温度偏差(温度偏差的余量)，计算降低的各台间冷却水量的变更量(步骤S8-9)。
(数学式11)
Δqi=Gqi·{1/(∂FDT/∂Q)i}·(∂FDT/∂V)·(ΔVmax-ΔV)---(11)]]>
由此，将变更量计算部件132基于温度偏差的余量、第一影响系数表133的内容和(11)式计算出的各台间冷却水量的变更量，输出至台间冷却指令生成部件140。然后，基于来自台间冷却指令生成部件140的台间冷却指令，各台间冷却装置205～208的冷却水量被控制在减少的方向上。结果，钢板温度上升，能够减小与目标温度的温度偏差。
在上述的实施方式中，虽然采取了使冷却水量的变化所对应的FDT的变化量蓄积在第一影响系数表133中，使钢板速度的变化所对应的FDT的变化量蓄积在第二影响系数表134中，从各表取出相应的影响系数的方式，但也能够每次都计算下次冷却控制的钢板所对应的影响系数，并用于反馈控制。例如，按照以下说明的计算，在预置控制部件110中计算各影响系数，并在相应的钢板的冷却控制之前将计算出的影响系数发送至反馈控制部件130，在反馈控制部件130中能够利用发送来的影响系数来计算冷却水量或钢板速度的变更量。关于影响系数，例如，在钢板速度的变化所对应的FDT的变化量![]()
的情况下，能够根据下式计算。
(数学式12)
∂FDT/∂V={(FDT)-(FDT)2}/(V1-V2)---(12)]]>
其中，V1、V2：下次冷却控制的钢板202的轧制速度附近的速度
(V1≠V2)
(FDT)1：以速度V1轧制钢板202时得到的FDT
(FDT)2：以速度V2轧制钢板202时得到的FDT
另外，相对于各台间的冷却水量的变化所对应的FDT的变化量的影响系数![]()
能够针对各台间按照(13)式计算。
(数学式13)
(∂FDT/∂Q)i={(FET)1-(FDT)2}/{(qi)1-(qi)2}---(13)]]>
其中，(qi)1、(qi)2：下次冷却控制的钢板202的冷却水量附近的水量
((qi)1≠(qi)2)
(FDT)1：以(qi)1冷却钢板202时得到的FDT
(FDT)2：以(qi)2冷却钢板202时得到的FDT
(台i以外的台间冷却水量是预置控制部件110计算出的值)
i：台号码
[第一实施方式的效果]
如以上说明，根据第一实施方式所示的本发明，在热轧机的出侧温度控制中，根据热轧机出侧温度偏差的符号进行操作端的切换。由此，既能考虑提高钢板的生产量，又能得到高精度的热轧机出侧温度。因此，提高了钢板的品质。
此外，在本实施方式中，虽然采用了在作为同一控制装置的热轧机出侧温度控制装置100中执行预置控制部件110和反馈控制部件130，但并不限定于该例子。例如，作为在热轧机的控制系统中常见的方式，也可以采用由过程控制计算机执行预置控制、由机械设备控制器执行反馈控制的构成。
另外，在本实施方式中，作为在钢板202的轧制中修正操作量的部件而具备反馈控制部件130，但是也可以考虑如下构成：在热轧机入侧设置温度计来检测钢板202的热轧机入侧温度，并设置进一步高精度地补偿其偏差的部件。
<2.第二实施方式>
第二实施方式是判定上次热轧机出侧温度反馈控制的操作端是钢板速度还是台间冷却水量，并基于判定结果确定下次反馈控制的起动定时的例子。以下，以第二实施方式的特征或者与第一实施方式不同的部分作为中心进行说明。
图11表示本发明的第二实施方式所涉及的热轧机出侧温度控制装置的构成例。图11所示的热轧机出侧温度控制装置100A与热轧机出侧温度控制装置100(参照图1)进行比较，不同点在于，还具备：压下规程表121、轨迹长度计算部件122、轨迹长度表123、反馈控制部件130内的冷却反馈(FB)控制优先顺序表135。各表被存储于未图示的闪存等非易失性存储部件。
轨迹长度计算部件122，根据热轧机的设备所相关的信息和各台中的钢板的轧制量，通过热轧机出侧的钢板长度换算，来计算在分别使各台间的冷却水量和钢板速度变化时热轧机出侧温度变化所需的钢板202的移动距离(轨迹长度)。计算出的轨迹长度被存储于轨迹长度表123。利用该轨迹长度，分别对热轧机出侧温度控制的操作端即台间冷却装置205～208和钢板速度变更操作量之后，与从最终台(台F5)出侧输出的钢板202的长度进行比较。
反馈控制起动定时生成部件120判定由反馈控制部件130选择出的操作端是轧制速度还是冷却水量，根据判定结果确定下一次反馈控制的实施定时。更具体而言，基于实施了反馈控制后输出的热轧机出侧的钢板长度和轨迹长度表123存储的信息进行比较的结果，来生成并输出用于实施下一次反馈控制的起动信号。
接着，参照图12的流程图，对轨迹长度计算部件122执行的处理进行说明。
首先，轨迹长度计算部件122从图13所示的压下规程表121中，获取进入台F1的钢板202的厚度即坯材厚度和各台的压下率的信息(步骤S12-1)。
在压下规程表121中，对应于钢板202的钢种、板厚、板宽，蓄积有进入台F1时的钢板202的坯材厚度及台F1～F5的各自的出侧板厚(压下率)的信息。在图13中，作为一例示出：在钢种为SS400、板厚为2.0～3.0mm、板宽为900mm时，台F1～F5分别以50％、47％、42％、39％、28％的比率使钢板202的板厚变薄。
接着，轨迹长度计算部件122计算各台的出侧板厚(步骤S12-2)。能够用(14)式计算各台的出侧板厚。
(数学式14)
出侧板厚＝入侧板厚×(1-压下率)×(目标板厚/入侧板厚)
/{下游台的(1-压下率)之积}
其中，下游台包括对象台自身。
以钢种为SS400、板厚为2.0～3.0mm、板宽为900mm、目标板厚(在本实施方式中为F5出侧板厚)为2.0mm时为例，各台的出侧板厚Th1～Th5参照压下规程表121，按照从上游台开始的顺序如下求出。
Th1＝26×(1-0.5)×(2.0/26)/{(1-0.5)×(1-0.47)×(1-0.42)×(1-0.39)×(1-0.28)}
＝14.81mm
Th2＝14.81×(1-0.47)×(2.0/14.81)/{(1-0.47)×(1-0.42)×(1-0.39)×(1-0.28)}
＝7.85mm
Th3＝7.85×(1-0.42)×(2.0/7.85)/{(1-0.42)×(1-0.39)×(1-0.28)}
＝5.08m
Th4＝5.08×(1-0.39)×(2.0/5.08)/{(1-0.39)×(1-0.28)}
＝2.77m
Th5＝2.77×(1-0.28)×(2.0/2.77)/(1-0.28)
＝2.0m
根据这些各台的出侧板厚，计算操作台间冷却装置205～208的每一个时的轨迹长度(步骤S12-3)。能够利用(15)式计算轨迹长度。此外，设各台间冷却装置处于相应台的中央，另外，最终台设为台F5。
(数学式15)
轨迹长度＝(相应台间距离×台间的钢板厚度/目标板厚)/2
+针对下游台间
(台间距离×台间的钢板厚度/目标板厚)的总和
+从最终台至热轧机出侧温度计203的距离
因此，针对上述的压下率的例子，以台间距离为5m、从台F5至热轧机出侧温度计203的距离为6m的情况为例，第i台和第(i+1)台之间的台间冷却装置的冷却水量发生了变化的情况所对应的轨迹长度Li，分别如下求出。
L1＝(5×14.81/2.0)/2+5×(7.85+5.08+2.77)/2.0+6
＝63.76m
L2＝(5×7.85/2.0)/2+5×(5.08+2.77)/2.0+6
＝35.43m
L3＝(5×5.08/2.0)/2+5×2.77/2.0+6
＝19.28m
L4＝(5×2.77/2.0)/2+6
＝9.46m
然后，对所有台间判定轨迹长度的计算是否已结束(步骤S12-4)。在未结束的情况下，重复步骤S12-3的处理。在已结束的情况下，因为台间冷却装置205～208所对应的轨迹长度的计算结束，所以接着计算操作端为钢板速度时的轨迹长度(步骤S12-5)。
钢板速度的变更，严格上会影响到钢板202的尾端的FDT。可是，这里示出如下例子：对热轧机201的入侧位置的上游的钢板的影响与对热轧机入侧位置的钢板的影响大致等效，将热轧机201的入侧位置所对应的轨迹长度L0设为钢板速度变更所对应的轨迹长度。用(16)式表示此时的轨迹长度。
(数学式16)
轨迹长度＝(相应台间距离×台间的钢板厚度/目标板厚)
+针对下游台间
(台间距离×台间的钢板厚度/目标板厚)的总和
+从最终台至热轧机出侧温度计203的距离
因此，轨迹长度L0如下求出。
L0＝5×(14.81/2.0)+5×(7.85+5.08+2.77)/2.0+6
＝82.28m
图14表示轨迹长度表123的构成例。在轨迹长度表123中，与操作端及操作量对应地存储有轨迹长度计算部件122输出的值。
由此，轨迹长度计算部件122，根据各台间的板厚和台间距离、以及最终台和热轧机出侧温度计203的距离，通过热轧机出侧板厚换算，来计算热轧机出侧温度计203检测到因台间冷却水量改变的影响引起的钢板温度变化所需的钢板长度(轨迹长度)的值，并将其存储在轨迹长度表123中。此外，通过热轧机出侧板厚换算，来计算热轧机出侧温度计203检测到因速度改变的影响引起的钢板温度变化所需的钢板长度(轨迹长度)的值，并将其存储在轨迹长度表中。
接着，参照图15的流程图，对反馈控制起动定时生成部件120执行的处理进行说明。
反馈控制起动定时生成部件120以几百ms左右的周期起动计时器。首先，获取在反馈控制部件130的变更量计算部件132改变了向操作端的输出的定时所输出的值，判定操作端是钢板速度还是冷却水量(步骤S15-1)。
在判定出操作端只是冷却水量的情况下，反馈控制起动定时生成部件120确定在所操作的台间冷却装置中最上游的台间冷却装置(步骤S15-2)。
接着，反馈控制起动定时生成部件120，从轨迹长度表123中获取确定出的台间冷却装置所对应的台间(操作部位)对应的轨迹长度(步骤S15-3)。即，获取以变更了操作量后的最上游的台间所对应的台为起点的轨迹长度的总和。
另一方面，在上述步骤S15-1的判定处理中判定出操作端至少包括钢板速度的情况下，反馈控制起动定时生成部件120从轨迹长度表123中获取钢板速度所对应的轨迹长度L0(步骤S15-4)。即，获取以热轧机的入侧台作为起点的轨迹长度的总和。
在步骤S15-3或步骤S15-4的处理完成之后，反馈控制起动定时生成部件120获取最终台(F5)的轧辊210的转速V(步骤S15-5)。
然后，对由该值求出的钢板速度进行积分，计算来自钢板202的最终台(F5)的输出长度(步骤S15-6)。利用上述的(6)式，能够根据轧辊210的转速求出轧辊出侧的钢板速度Vsf。
这里，反馈控制起动定时生成部件120，对钢板202的输出长度和从轨迹长度表123中提取出的热轧机出侧温度变化所需的钢板202的轨迹长度之间的长短关系进行比较(步骤S15-7)。在输出长度未达到轨迹长度时，意味着：操作量变更的影响未反映于热轧机出侧温度计203中的计测值。因此，因为不是起动反馈控制部件130的定时，所以结束处理。
另一方面，在输出长度达到了轨迹长度时，反馈控制起动定时生成部件120生成起动信号，向反馈控制部件130输出该起动信号。然后，在输出起动信号之后，将输出长度计算用的钢板速度的积分值清零(步骤15-9)。
以下，反馈控制起动定时生成部件120因起动了计时器，所以周期性地反复进行步骤S15-1～S15-9的处理。
此外，在本实施方式中，虽然只关注输出长度并生成了反馈控制部件130的起动信号，但并不限定于本例。例如，也能够在向台间冷却装置205～258给予冷却水量的变更指令之后，加上相当于直到所对应的冷却水量反映于钢板202的冷却为止的时间(一般为2～5秒)的时间，生成向反馈控制部件130的起动信号。由此，能够在更好地反映了操作后的钢板202状态的情况下输出向反馈控制部件130的起动信号。
[冷却反馈控制的优先顺序]
在第一实施方式中说明了如下情形，即：在将冷却水量选定为操作端的情况下，为使温度偏差变小，变更量计算部件132按照(7)式计算各台间冷却水量的变更量ΔQ(参照图8的步骤S8-2)，按照每个台间冷却装置适当地设定冷却水量的变更量。此时，也可预先对台间建立优先顺序，在按台间冷却装置设定冷却水量的变更量时，基于台间的优先顺序来设定冷却水量的变更量。以下，对基于台间的优先顺序的冷却水量的变更量的设定处理进行说明。
图16是表示冷却反馈控制优先顺序表135的构成例。冷却反馈控制优先顺序表135中蓄积了下述信息，即，在使台间冷却装置的冷却水量变化来消除冷却控制中计测出的钢板的热轧机出侧温度和目标温度之间的偏差的情况下，优先操作哪个台间的台间冷却装置的冷却水量的信息。在图16所示的例子中，冷却反馈控制的优先顺序按钢种、轧制后(台F5出侧)的板厚、台间被层化地存储。
首先，变更量计算部件132从图12所示的冷却反馈控制优先顺序表135中，获取与轧制中的钢板202相应的台间的优先顺序。然后，按照从优先顺序的最高的台间所对应的台间冷却装置开始的顺序变更操作量，当该台间冷却装置饱和时，来变更优先顺序为次位的台间冷却装置的操作量。在冷却反馈控制优先顺序表135中，钢板的种类、目标板厚被层化，并且能够各自赋予不同的顺序。
例如，虽然考虑根据反馈控制的响应性及控制效果优先选择下游(热轧机出侧)的台间，但在钢板202薄时进行轧制之后再进行冷却时，有时会对钢板202的形状带来不良影响(弯曲、翘曲等)。考虑该点，也考虑如下方法：在一定程度上牺牲反馈控制的响应性，从上游(热轧机入侧)的台间优先选择。关于操作量的变更量，根据从第一影响系数表133中获取的与当前状态相应的层化的影响系数![]()
和FDT的温度偏差ΔFDT，根据(8)式运算计算台间冷却水量的变更量。
在图12的例子中，在钢种为SS400、台F5出侧板厚为1.6mm以下时，台F1-F2间的优先顺序为第一，其他的台F2-F3、F3-F4、F4-F5间的优先顺序为第10。这意味着对台F1-F2间进行操作，其他台间的操作量实质上是固定的。此时，虽然反馈控制的响应性及控制效果弱，但对钢板202的不良影响极少。
另外，在钢种为SS400、台F5出侧板厚为1.6～2.6mm时，台F1-F2间的优先顺序为第2、台F2-F3间的优先顺序为第1、其他台F3-F4、F4-F5间的优先顺序为第10。这意味着优先进行台F2-F3间的操作，在未表现控制效果(上限值已饱和)时，进行台F1-F2间的操作，其他台间的操作量实质上是固定的。此时，因为可对2个台间进行操作，且下游侧的台间的优先顺序高，所以与上述例相比，提高了反馈控制的响应性及控制效果，对钢板202的不良影响也比较少。
而且，在钢种为SS400、台F5出侧板厚为2.6～4mm时，台F1-F2间的优先顺序为第3、台F2-F3间的优先顺序为第2、台F3-F4间的优先顺序为第1、台F4-F5间的优先顺序为第10。这意味着按照台F3-F4间、F2-F3间、F2-F1间的顺序进行操作，台F4-F5间的操作量实质上是固定的。此时，因为可对3个台间进行操作，且下游侧的台间的优先顺序高，所以能够进一步谋求反馈控制的响应性及控制效果的提高。
[第二实施方式的效果]
如以上说明，根据第二实施方式所示的本发明，分别针对操作了冷却水量的情况和变更了轧制速度的情况，通过热轧机出侧的钢板长度换算，来计算热轧机出侧温度变化所需的钢板的移动距离(轨迹长度)。并且，对钢板的输出长度和比较对象的轨迹长度的长短进行比较，仅在输出长度达到了轨迹长度的情况下，起动反馈控制部件。通过采用这样的构成，从而在热轧机的冷却反馈控制中，能够使进行下次补偿的定时适当化，能够实现高响应化及稳定性的反馈控制。因此，得到了高精度的热轧机出侧温度。因此，提高了钢板的品质。