CN111788319B - 金属带板的感应加热方法及其感应加热设备 - Google Patents
金属带板的感应加热方法及其感应加热设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111788319B CN111788319B CN201980014940.7A CN201980014940A CN111788319B CN 111788319 B CN111788319 B CN 111788319B CN 201980014940 A CN201980014940 A CN 201980014940A CN 111788319 B CN111788319 B CN 111788319B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- induction heating
- metal strip
- displacement amount
- width direction
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
- C21D9/60—Continuous furnaces for strip or wire with induction heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/34—Methods of heating
- C21D1/42—Induction heating
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D3/00—Control of position or direction
- G05D3/10—Control of position or direction without using feedback
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
- H05B6/101—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications for local heating of metal pieces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
本发明提供金属带板的感应加热方法及其感应加热设备。在金属带板的感应加热方法中,使用配置在输送生产线上的第1位置的感应加热装置对被连续地输送的金属带板进行加热,包括:检测在输送生产线上与第1位置不同的第2位置处的金属带板的宽度方向中心线相对于规定的基准线的位移量的步骤;基于表示位移量的时序变化的函数,在时间上且在空间上对位移量进行外插,由此计算出第1位置处的金属带板的宽度方向中心线的推测位移量的步骤;以及基于推测位移量,对金属带板的宽度方向上的感应加热装置与金属带板之间的相对位置关系进行控制的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及沿着长度方向行进的金属带板的感应加热方法及其感应加热设备。特别是,本发明涉及能够抑制宽度方向端部的过加热而均匀地加热金属带板,并且能够即时应对由蛇行等导致的板端部的位置变动的金属带板的感应加热方法及其感应加热设备。
背景技术
感应加热是利用电磁感应原理使被加热物中产生涡电流,并通过焦耳热将对象进行加热的加热方法,由于热损失较少且效率高而被广泛使用。金属带板的感应加热大体上存在两种方式。一种是如下的LF(Longitudinal Flux induction heating;纵向磁通感应加热)方式(以下称作LF方式):在包围在金属带板的宽度方向周围的感应线圈中流动高频电流,使磁通在金属带板的长度方向上贯通,通过该磁通在金属带板的宽度方向截面内产生环绕的感应电流而将金属带板进行加热。另一种是如下的TF(Transverse Fluxinduction heating;横向磁通感应加热)方式(以下称作TF方式):将金属带板配置在卷绕有一次线圈的感应线圈(良导体)之间,使在一次线圈中流动电流而产生的磁通贯通金属带板的板面,使金属带板的板面产生感应电流而将金属带板进行加热。
在一般情况下,在LF方式的感应加热中,根据电流浸透深度δ与电流频率f之间的关系(δ(mm)=5.03×105√(ρ/μr·f),ρ(Ωm):电阻率,μr:相对导磁率,f:频率(Hz)),能够列举出几个问题。例如,在金属带板的板厚较薄的情况下,存在如果不提高电流的频率f就不会产生感应电流这样的问题。另外,在非磁性金属带板、在超过居里温度的常温下具有磁性的金属带板的情况下,由于电流浸透深度δ变深,因此存在当金属带板的板厚较薄时、不产生感应电流这样的问题。另一方面,在TF方式的感应加热中,能够与板厚无关、且不区分磁性和非磁性地将金属带板进行加热。但是,在TF方式中存在如下的问题:当对置的感应线圈不接近时,加热效率较低,并且,在金属带板的端部产生过加热,在板宽方向上难以进行均匀加热。
基于这样的感应加热方式的得失,作为能够与磁性和非磁性无关地在金属带板的包括端部在内的整个宽度上控制加热温度分布的技术,在专利文献1中记载了与TF方式相关的技术,另外,在专利文献2中记载了具有LF方式和TF方式双方的特征的技术。
例如,在专利文献1中记载了如下技术:在TF方式的感应线圈的背面配设多个相互独立的磁性体芯(磁棒)。由此,能够根据金属带板的宽度来变更磁性体芯的位置,并且,通过并用电磁屏蔽板(遮挡),能够得到金属带板的宽度方向的温度均匀性。
在专利文献2中记载了如下技术:不是像LF方式那样围绕金属带板的宽度方向卷绕多圈感应线圈,而是设置两组以上的如下感应线圈的组,该感应线圈是使1圈感应线圈在金属带板的表面、背面分别在金属带板的长度方向上错开位置地环绕而成。由此,产生TF方式那样的在金属带板面内环绕的感应电流。另外,在专利文献2中记载了如下技术:通过使感应线圈的形状成为朝向宽度方向端部倾斜的形状、并用磁性体芯、以及使感应线圈在宽度方向上移动等,由此避免金属带板的宽度方向端部的过加热。
另外,例如在专利文献3中记载了用于利用这种感应加热对行进的金属带板进行加热的技术。
在专利文献3中记载了如下技术:为了对轧制线进行限制且进行蛇行控制,相对于行进的金属带板(带状金属材料)的行进方向,将表面为绝缘性的非磁性的辊配置在感应加热装置(电感器)的前后。由此,即使是磁性材料也不会被电感器吸引而能够稳定地进行加热,并且能够对蛇行进行控制而防止加热温度偏差扩大。
在上述专利文献3所记载的技术中,基于使用设置在感应加热装置的上游侧或下游侧的位置检测装置检测到的金属带板的宽度方向位置,使卷绕有金属带板的辊移动。由此,金属带板与感应加热装置之间的宽度方向位置关系被控制在一定范围内。
此外,例如在专利文献4~6中记载了用于相对于金属板的蛇行对金属带板与感应加热装置之间的宽度方向位置关系进行控制的技术。
在专利文献4中记载了如下内容:对金属带板(带钢)的宽度方向的中心线进行检测,并对该中心线从其应该位于的位置的偏移量进行检测。进而,在专利文献4中记载了如下技术:根据金属带板的中心线或边缘的偏移量,以追随该偏移的方式对感应加热装置(电磁铁装置)的位置进行控制。
另外,在专利文献5中记载了如下内容:使与金属带板(金属板)对置的感应加热装置(导体线圈)在金属板宽度方向上以规定的周期、振幅水平往复移动。例如,在专利文献5所记载了如下技术:在连续行进中,使导体线圈的振幅中心追随于位置在板宽方向上变动的金属板中心线而移动。
进而,在专利文献6中记载了如下技术:基于对金属带板(平板)的宽度方向的移动量进行检测的检测器的检测信号,对感应加热装置(感应加热线圈装置)的线圈进行控制以使其追随于平板的宽度方向的移动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-008838号公报
专利文献2:日本特开2008-288200号公报
专利文献3:日本特开平11-251048号公报
专利文献4:日本特开2001-006866号公报
专利文献5:日本特公平6-037676号公报
专利文献6:日本实公平6-022950号公报
发明内容
发明要解决的课题
此处,在专利文献3中,虽然假设将位置检测装置设置在感应加热装置的上游侧或下游侧,但实质上在图1以及图4等中仅公开了位置检测装置被配置在感应加热装置的上游侧的例子。因此,例如,对于由于高温金属烟气而难以设置传感器类的热浸镀装置的出口侧等那样的、不得不将位置检测装置配置在感应加热装置的下游侧的情况下的问题,没有提出任何解决方案。即,在将位置检测装置配置在感应加热装置的下游侧的情况下,由于仅得知金属带板通过了感应加热装置之后的宽度方向位置,因此不一定容易适当地控制通过感应加热装置时的金属带板与感应加热装置之间的宽度方向位置关系。
此外,另一方面,在金属带板的感应加热方式为专利文献1所记载的TF方式的情况下、为专利文献2所记载的感应加热方式的情况下,要求高精度地控制金属带板与感应加热装置之间的宽度方向位置关系。其原因在于,在这些感应加热方式(除了使用螺线管的感应加热方式以外)中,对于金属带板的宽度方向端部温度的准确率较敏锐,需要高精度的控制。因此,即使在位置检测装置被配置在感应加热装置的上游侧的情况下,由于位置检测装置与感应加热装置之间的距离,也不一定容易以足够的精度控制通过感应加热装置时的金属带板与感应加热装置之间的宽度方向位置关系。
进而,基于由专利文献3~6所记载的位置检测装置检测到的金属带板的位置,使用一般的PID控制来控制金属带板与感应加热装置之间的位置关系也不一定容易。在这种控制中,在产生由于可能对金属带板的蛇行产生影响的各种因素(金属带板的材质、温度分布、张力分布、金属带板的形状(板厚、板宽、板连接部位的有无等))而引起的复杂的蛇行的情况下,在专利文献3~6所记载那样的基于检测结果的简单的追随中,难以应对复杂的蛇行。
因此,本发明的目的之一在于,提供新型且改良了的金属带板的感应加热方法及其感应加热设备,在对被连续地输送的金属带板进行感应加热时,能够使对装置配置的限制最小化,并且能够高精度地控制感应加热装置与金属带板之间的位置关系。
用于解决课题的手段
根据本发明的一个观点,提供一种金属带板的感应加热方法,使用配置在输送生产线上的第1位置处的感应加热装置,对被连续地输送的金属带板进行加热,该金属带板的感应加热方法包括:检测在输送生产线上与第1位置不同的第2位置处的金属带板的宽度方向中心线相对于规定的基准线的位移量的步骤;基于表示位移量的时序变化的函数,在时间上且在空间上对位移量进行外插,由此计算出第1位置处的金属带板的宽度方向中心线的推测位移量的步骤;以及基于推测位移量对金属带板的宽度方向上的感应加热装置与金属带板之间的相对位置关系进行控制的步骤。
在上述构成中,通过在时间上且在空间上对金属带板的宽度方向中心线相对于输送生产线宽度方向中心线的位移量进行外插,由此在检测该位移量的位置为感应加热装置的下游侧的情况和为上游侧的情况的双方的情况下,能够同样地计算出金属带板的宽度方向中心线的推测位移量。因而,可以将用于检测位移量的装置配置在感应加热装置的上游侧和下游侧的任一侧,通过这一点使对装置配置的限制最小化。另外,通过使用感应加热装置的位置处的推测位移量,能够高精度地控制感应加热装置与金属带板之间的位置关系。
在上述金属带板的感应加热方法中也可以为,第2位置位于第1位置的下游侧。
在上述金属带板的感应加热方法中也可以为,第2位置位于第1位置的上游侧。
在上述金属带板的感应加热方法中也可以为,检测位移量的步骤包括:在第2位置,在包括金属带板的宽度方向的至少一个端部的范围内测定温度分布的步骤;以及将在温度分布中作为温度骤降部而出现的金属带板的宽度方向端部的位置转换成位移量的步骤。
在上述金属带板的感应加热方法中也可以为,计算推测位移量的步骤包括:将位移量的时序变化转换成函数的步骤;以及基于金属带板的输送速度、第1位置与第2位置之间的距离、函数以及第1时刻的位移量,计算第1时刻的推测位移量的步骤。
在该情况下,上述金属带板的感应加热方法也可以为,进一步包括:根据将第1时刻之后的第2时刻的位移量与基于第1时刻的位移量而计算出的推测位移量进行比较后的结果,对函数进行更新的步骤。
另外,在该情况下,上述金属带板的感应加热方法也可以为,进一步包括:根据函数的趋势,对金属带板施加用于抑制宽度方向的位移的外力的步骤。
在上述金属带板的感应加热方法中也可以为,对相对的位置关系进行控制的步骤包括:使感应加热装置和/或其一部分在金属带板的宽度方向上移动的步骤。
根据本发明的另一观点,提供一种金属带板的感应加热设备,包括配置在被连续地输送的金属带板的输送生产线上的第1位置处的感应加热装置,该金属带板的感应加热设备具备:检测部,检测在输送生产线上与第1位置不同的第2位置处的金属带板的宽度方向中心线相对于规定的基准线位移的位移量;推测位移量计算部,基于表示位移量的时序变化的函数,在时间上且在空间上对位移量进行外插,由此计算第1位置处的金属带板的宽度方向中心线的推测位移量;以及相对位置控制部,基于推测位移量,对金属带板的宽度方向上的感应加热装置与金属带板之间的相对位置关系进行控制。
在上述金属带板的感应加热设备中也可以为,第2位置位于第1位置的下游侧。
在上述金属带板的感应加热设备中也可以为,第2位置位于第1位置的上游侧。
在上述金属带板的感应加热设备中也可以为,检测部为,在第2位置上在包括金属带板的宽度方向的至少一个端部的范围内测定温度分布,以及将作为温度骤降部而出现在温度分布中的金属带板的宽度方向端部的位置转换成位移量。
在上述金属带板的感应加热设备中也可以为,推测位移量计算部为,具有将位移量的时序变化转换成函数的功能,并且,基于金属带板的输送速度、第1位置与第2位置之间的距离、函数以及第1时刻的位移量,计算第1时刻的推测位移量。
在该情况下,推测位移量计算部也可以进一步基于将第1时刻之后的第2时刻的位移量与基于第1时刻的位移量计算出的推测位移量进行比较后的结果,对函数进行更新。
另外,在该情况下,上述金属带板的感应加热设备也可以进一步包括外力施加部,该外力施加部根据函数的趋势对金属带板施加用于抑制宽度方向的位移的外力。
在上述金属带板的感应加热设备中也可以为,感应加热装置具有使感应加热装置沿着金属带板的宽度方向移动的致动器和/或使感应加热装置的一部分沿着金属带板的宽度方向移动的致动器,相对位置控制部向各致动器发送控制信号。
发明的效果
如以上说明的那样,根据本发明,在对被连续地输送的金属带板进行感应加热时,能够使对装置配置的限制最小化,并且能够高精度地控制感应加热装置与金属带板之间的位置关系。
附图说明
图1是通过侧视图表示本发明的第1实施方式的感应加热设备的概要构成的图。
图2是表示图1所示的感应加热设备中的使用了电磁屏蔽板的感应加热装置以及温度扫描仪的配置例的图。
图3A是通过俯视图来说明本发明的第1实施方式的感应加热设备中的感应加热装置的宽度方向中心线Fc、钢带S的宽度方向中心线Sc与输送生产线的宽度方向中心线Lc一致的状态的图。
图3B是通过俯视图来说明钢带S的宽度方向中心线Sc从图3A的状态偏移了的状态的图。
图4是表示由图2所示的温度扫描仪测定的温度分布的例子的曲线图。
图5A是用于说明本发明的第1实施方式的钢带的宽度方向的推测位移量的计算方法的图。
图5B是用于说明本发明的第1实施方式的钢带的宽度方向的推测位移量的计算方法的图。
图6是表示本发明的第1实施方式的感应加热方法的工序的例子的流程图。
图7A是表示本发明的第1实施方式的感应加热方法的工序的具体例的流程图。
图7B是表示本发明的第1实施方式的感应加热方法的工序的具体例的流程图。
图8是表示在图1所示的感应加热设备中使感应加热装置整体移动的变形例的图。
图9是表示本发明的第2实施方式的感应加热设备中的设置了分割的磁性体芯的感应加热装置以及温度扫描仪的配置例的图。
图10是表示本发明的第3实施方式的感应加热设备的概要构成的图。
图11A是表示本发明的第3实施方式的感应加热方法的工序的例子的流程图。
图11B是表示本发明的第3实施方式的感应加热方法的工序的例子的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外,在本说明书以及附图中,对具有实质上相同的功能构成的构成要素标注相同的符号,由此省略重复的说明。
(第1实施方式)
图1是通过侧视图表示本发明的第1实施方式的感应加热设备10的概要构成的图。如图1所示,感应加热设备10包括感应加热装置11和控制装置12。感应加热装置11是对被连续地输送的钢带S进行加热的TF方式的感应加热装置,配置在钢带S的输送生产线上的位置P1。另外,钢带S是本实施方式中的金属带板的例子。控制装置12包括作为传感器的一例的温度扫描仪121以及运算装置122。温度扫描仪121配置于在输送方向上与位置P1不同的位置、即钢带S的输送生产线上的位置P2。在以下的说明中,在钢带S的输送生产线上,按照钢带S被输送而流动的方向,定义上游侧和下游侧。根据该定义,在钢带S的输送生产线上,温度扫描仪121的位置P2也可以处于比感应加热装置11的位置P1靠下游侧的位置。
运算装置122在感应加热设备10中进行各种运算、控制。通过运算装置122来实现作为后述的检测部、推测位移量计算部、相对位置控制部的功能的一部分或全部。
另外,在图1中表示为钢带S被沿着水平方向输送,但这样的图示并不限定本发明的实施方式中的金属带板的配置。在其他实施方式中,金属带也可以被沿着铅垂方向输送。
图2是通过俯视图表示图1所示的感应加热设备10中的使用了电磁屏蔽板112的感应加热装置11以及温度扫描仪121的配置例的图。如图2所示,感应加热装置11包括感应线圈111、电磁屏蔽板112、以及使电磁屏蔽板112沿着图中箭头所示的钢带S的宽度方向移动的致动器113。电磁屏蔽板112为,在钢带S的宽度方向端部局部地屏蔽由感应线圈111产生的磁通。致动器113与图1所示的控制装置12所包括的运算装置122连接,根据运算装置122发送的控制信号使电磁屏蔽板112移动。电磁屏蔽板112通过相对于钢带S被配置在正确的位置、具体而言被配置在对从钢带S的宽度方向端部起的适当宽度进行覆盖那样的位置,由此能够切断磁通,防止由于在钢带S的宽度方向端部处涡电流的密度变高而产生的过加热。另外,关于用于使用致动器113使电磁屏蔽板112移动而配置在正确位置的控制的详细情况,将后述。
另一方面,温度扫描仪121是在位置P2处测定包括钢带S在内的范围内的温度分布的传感器的例子。在图示的例子中,温度扫描仪121被说明为,单个的传感器一边在钢带S的宽度方向上移动一边测定温度,但在其他例子中,也可以使用如下的温度扫描仪:温度扫描仪121被固定在输送生产线宽度方向中心线位置的上方,内置于温度扫描仪121的壳体的温度传感器本身根据需要在宽度方向上改变角度而摆动,由此对宽度方向整体进行测定。另外,在图示的例子中,温度扫描仪121测定温度分布的范围包括钢带S的宽度方向的两个端部,但在其他例子中,考虑到宽度方向的对称性,温度扫描仪121测定温度分布的范围也可以仅包括钢带S的宽度方向的一个端部。
另外,温度扫描仪121也可以相对于感应加热装置11被独立地固定。在该情况下,温度扫描仪121也可以与感应加热装置11的移动无关地测定钢带S的温度。通过使温度扫描仪121相对于感应加热装置11被独立地固定,由此能够降低由于来自感应加热装置11的振动等的影响而产生的噪声。由此,温度扫描仪121的检测精度提高。进而,温度扫描仪121也可以设置在从感应加热装置11离开规定距离的位置。在该情况下,温度扫描仪121也可以与感应加热装置11的移动、设置位置无关地测定钢带S的温度。通过使温度扫描仪121从感应加热装置11离开地设置,由此能够降低由于来自感应加热装置11的振动、磁场等的影响而产生的噪声。由此,温度扫描仪121的检测精度进一步提高。此处,温度扫描仪121与感应加热装置11之间的距离,只要是不会对后述的第2位置P2处的位移量的推测产生影响的程度的距离即可,不特别限定。
此处,在图2中示出了设计上的输送生产线的宽度方向中心线Lc(图2中的细线)、感应加热装置11的宽度方向中心线Fc(图2中的中等粗线)、以及钢带S的宽度方向中心线Sc(图2中的粗线)。宽度方向中心线是指如下的线:在俯视观察输送生产线、感应加热装置11或钢带S时,通过各自的宽度方向长度的中点,并沿着与该宽度方向正交的方向延伸的线。如图2以及图3A所示,感应加热装置11被设计为,将这些宽度方向中心线Lc、Fc、Sc相互一致的状态作为理想的状态。但是,在实际上,如图3B所示,由于钢带S的蛇行,钢带S的宽度方向中心线Sc从输送生产线的宽度方向中心线Lc以及感应加热装置11的宽度方向中心线Fc偏移。于是,产生由于图2所示的电磁屏蔽板112相对于钢带S未被配置在正确位置而引起的问题。具体而言,例如,在钢带S的宽度方向的一个端部,被电磁屏蔽板112覆盖的宽度变小或者端部变得不被电磁屏蔽板112覆盖,由此产生过加热,在另一个端部,被电磁屏蔽板112覆盖的宽度变大,由此加热变得不充分。如上所述,通过如图2所示那样使电磁屏蔽板112移动,由此即使例如在如图3B所示那样钢带S的宽度方向中心线Sc偏移了的情况下,也能够维持电磁屏蔽板112相对于钢带S的正确位置,防止过加热、不充分的加热。
通常,钢带S的中心线Sc以及感应加热装置11的中心线Fc被设置成与规定的基准线一致。此处,作为规定的基准线的一例,为所设计的输送生产线的中心线Lc。但是,由于加热炉的炉内温度、钢板温度不稳定地变迁等,而热处理炉的炉内辊的轮廓发生变化。与此相伴,由于钢带S与炉内辊的接触状态发生变化而钢带S内的张力分布发生变化的情况、在加热、冷却的过程中在钢带S内产生张力分布的情况等,因此钢带S的中心线Sc从输送生产线的中心线Lc偏移的情况较多。其结果,感应加热装置11的中心线Fc会相对于钢带S的中心线Sc偏移。
在感应加热装置11为TF方式的情况下,磁通集中的位置对钢带S的加热温度分布灵敏地造成影响,因此为了得到所希望的加热温度分布,需要始终尽可能地使钢带S的中心线Sc与感应加热装置的中心线Fc对准。其对准方法为,预先对钢带S的中心线Sc的位置进行预测,并对感应加热装置11的移动进行控制,以使钢带S的中心线Sc与感应加热装置11的中心线Fc对准,或者,在存在钢带S的蛇行控制装置的情况下,只要对钢带S的蛇行进行控制,以使钢带S的中心线Sc始终与感应加热装置11的中心线Fc对准即可。
因此,本发明人在对用于应对钢带S的蛇行的感应加热设备10的控制进行研讨时,对钢带S的蛇行情况进行了深刻的观测。其结果,本发明人发现了在钢带S的蛇行中存在周期成分的情况较多。进而,本发明人着眼于通过包括长周期、短周期的周期函数在内的各种函数来表示蛇行,并想到了利用这些函数来进行能够应对钢带S的蛇行的感应加热设备10的控制。
以下,参照图4、图5A以及图5B,对本实施方式的感应加热装置11的电磁屏蔽板112的位置控制进一步进行说明。图4是表示由图2所示的温度扫描仪测定的温度分布的例子的曲线图。如图4所示,在感应加热设备10中,感应加热装置11中的加热后的钢带S为高温,另一方面,在环境温度为常温的情况下、在钢带S的背面设置冷却了的铜板等的情况下等,在温度分布中,作为与钢带S的宽度方向(在图4的曲线图中表示为x轴)的两个端部对应的温度骤降部,而出现端部E1、E2。运算装置122将该端部E1、E2的位置转换成钢带S的宽度方向中心线Sc相对于设计上的宽度方向中心线的位移量Δx。
更具体而言,运算装置122作为检测部,将钢带S的宽度方向中心线Sc确定为钢带S的宽度方向上的端部E1、E2的位置的中点,并逐次计算位移量Δx,而作为钢带S的宽度方向中心线Sc与输送生产线的宽度方向中心线Lc之间的位置差分。在该例子中,规定的基准线是输送生产线的宽度方向中心线Lc(与感应加热装置11的宽度方向中心线Fc也一致)。另外,输送生产线的宽度方向中心线Lc还是温度扫描仪121的测定范围的中心位置。
另一方面,例如,在输送生产线的宽度方向中心线Lc与感应加热装置11的宽度方向中心线Fc不一致的情况下,也可以将规定的基准线设为感应加热装置11的宽度方向中心线Fc。在该例子中,运算装置122作为检测部,逐次计算位移量Δx,而作为钢带S的宽度方向中心线Sc与感应加热装置11的宽度方向中心线Fc之间的位置差分。
作为与上述不同的例子,运算装置122也可以通过将端部E1、E2的位置与钢带S的基准端部位置进行比较来计算位移量Δx。在该情况下,为了计算位移量Δx,需要钢带S的基准端部位置的信息,具体而言除了输送生产线的宽度方向中心线Lc以外还需要钢带S的宽度信息,但温度扫描仪121测定温度分布的范围只要包括钢带S的宽度方向的一个端部即可。
图5A以及图5B是用于说明本发明的第1实施方式的钢带的宽度方向的推测位移量的计算方法的图。如图5A所示,运算装置122按照时刻t而时时刻刻地累计钢带S的宽度方向的位移量Δx(Δx、Δx+1、Δx+2、……),并通过时序分析、函数近似等方法来求出位移量Δx的时序变化的近似函数f(t)。例如在具有周期性的情况下,该转换通过使误差最小那样的三角函数来进行近似等,其方法不特别限定。钢带S的宽度方向的位移量Δx的时序变化、即钢带S的蛇行周期性地产生的情况较多。因而,通过比较短时间内的位移量Δx的累计,能够比较容易地求出近似函数f(t)。如果推测出近似函数f(t),则根据某个时刻t1的位移量Δx1,能够预测将来的时刻t2的钢带S的长度方向任意位置处的位移量Δx2。另外,如果推测出近似函数f(t),则根据某个时刻t1的位移量Δx1,还能够预测过去的时刻t3的钢带S的长度方向任意位置处的位移量Δx2。以下,进一步说明基于近似函数f(t)对当前或过去的时刻的长度方向任意位置的位移量Δx2的推测。
如图5B所示,运算装置122基于在下游侧的位置P2处在时刻t1检测到的钢带S的宽度方向的位移量Δx1,计算相同时刻t1的上游侧的位置P1处的钢带S的推测位移量。此处,在图5B中示出位置P1与位置P2之间的输送方向的距离d、以及钢带S的输送速度v。在时刻t1在上游侧的位置P1处产生的钢带S的位移量Δx2,应该在经过了距离d除以输送速度v而得到的时间(d/v)之后,在下游侧的位置P2处观测到。因而,在图5A所示的Δx的时序变化中,如果设为t2=t1+d/v,则下游侧的位置P2处在将来的时刻t2的位移量Δx2与当前的时刻t1的上游侧的位置P1处的推测位移量相等。
另一方面,在当前的时刻t1,在下游的位置P1处产生的钢带S的位移量Δx2,应该在回溯了距离d除以输送速度v而得到的时间(d/v)的上游侧的位置P2处观测到。因而,在Δx的时序变化中,如果设为t3=t1-d/v,则上游侧的位置P2处的过去的时刻t3的位移量Δx2与当前的时刻t1的下游侧的位置P1处的推测位移量相等。
如此,运算装置122能够根据比感应加热装置11靠上游侧或下游侧的能够测定的位置P2处的位移量Δx的时序变化,计算无法直接测定的位置P1处的钢带S的宽度方向的推测位移量。
另外,在钢带S的输送中,输送速度v有时会产生变动。此时,运算装置122也可以根据规定时间内的输送速度v的值的变迁来计算平均值,并作为平均输送速度vavg而用于上述运算。此处,输送速度v的变迁由在输送生产线上设置于规定位置的生产线速度计(未图示)检测。设置生产线速度计的位置只要是能够检测出平均的输送速度v的位置即可,不特别限定。例如,生产线速度计也可以设置在测定位移量的第2位置P2附近。
如此,在本实施方式中,作为推测位移量计算部的运算装置122为,通过在时间上且在空间上对在位置P2处检测到的钢带S的宽度方向的位移量Δx进行外插,由此计算出位置P1处的钢带S的宽度方向的推测位移量。进而,作为相对位置控制部的运算装置122为,基于推测位移量,对位置P1处的感应加热装置11与钢带S之间的相对位置关系进行控制。具体而言,运算装置122基于推测位移量向图2所示的致动器113发送控制信号,致动器113根据控制信号使电磁屏蔽板112移动。
(第1实施方式的工序的例子)
图6是表示上述说明了的本发明的第1实施方式的感应加热方法的工序的例子的流程图。根据图6所示的例子,首先,通过检测部检测出第2位置P2处的钢带S的位移量Δx1(步骤S11)。具体而言,通过温度扫描仪121检测出钢带S的宽度方向端部的位置,运算装置122基于输送速度v、以及第1位置P1与第2位置P2之间的距离d,计算出钢带S的位移量Δx。接着,通过作为推测位移量计算部的运算装置122,基于近似函数f(t)、输送速度v、第1位置P1与第2位置P2之间的距离d、以及位移量Δx,在时间上且在空间上对位移量进行外插,而计算出第1位置P1处的推测位移量Δx2(步骤S12)。此时,近似函数f(t)是表示位移量Δx的时序变化的函数。接着,基于第1位置P1处的推测位移量Δx2,对感应加热装置11与钢带S之间的相对位置关系进行控制(步骤S13)。具体而言,例如,基于从作为相对位置控制部的运算装置122发送的控制信号,致动器113使感应加热装置11移动至规定位置。
(第1实施方式的工序的具体例)
图7A以及图7B是表示上述说明了的本发明的第1实施方式的感应加热方法的工序的具体例的流程图。在图7A所示的例子中,首先,实施感应加热设备10的初始设定(步骤S101)。在初始设定中,在感应加热装置11中,与钢带S的宽度相匹配地配置电磁屏蔽板112。另外,在控制装置12中,在运算装置122中初始设定第1位置P1与第2位置P2之间的距离d等的值。作为距离d,例如也可以设定电磁屏蔽板112与温度扫描仪121之间的输送方向的距离。之后,通过辊等输送装置(在图1中省略)开始钢带S的输送,并且向感应线圈111供给高频电流,而开始钢带S的感应加热(步骤S102)。
在钢带S的感应加热开始后,温度扫描仪121在感应加热装置11的前后、例如在下游侧的位置P2处测定钢带S的宽度方向的温度分布(步骤S103)。接着,运算装置122将温度分布中出现的端部E1、E2的位置转换成钢带S的宽度方向的位移量Δx(步骤S104)。在将上述步骤S103、S104重复了规定时间之后(步骤S105),运算装置122推测表示位移量Δx的时序变化的近似函数f(t)(步骤S106)。近似函数的推测方法不特别限定。例如,也可以使用公知的数学近似方法来推测近似函数。另外,推测出的近似函数例如可以是一个三角函数等,但也可以是周期、振幅等不同的多个三角函数等的组合。
如图7B所示,在步骤S106中推测出近似函数f(t)之后,运算装置122与步骤S103、S104同样地基于温度分布的测定结果来检测位移量Δx(步骤S107、S108),并基于位移量Δx、近似函数f(t)、输送速度v、以及第1位置P1与第2位置P2之间的距离d,计算感应加热装置11的位置P1处的钢带S的推测位移量(步骤S109)。进而,运算装置122基于计算出的推测位移量,决定感应加热装置11的电磁屏蔽板112或感应加热装置11的移动量(步骤S110),并向致动器113发送与移动量对应的控制信号(步骤S111)。通过接收到控制信号的致动器113的动作,使电磁屏蔽板112或感应加热装置11移动(步骤S112)。
上述步骤S107~S112的重复时间,根据近似函数而不同,因此只要一边进行调节一边决定最佳时间即可。
在经过了步骤S113的规定时间之后,运算装置122将在上述重复中所包括的第n次的步骤S107、S108中检测到的位移量Δx与在第m次(m<n)的步骤S109中计算出的推测位移量进行比较(步骤S114)。此处,在第m次的步骤S109中,基于时刻t1的位移量Δx1来计算出推测位移量。如参照图5A以及图5B说明了的那样,该推测位移量与将来的时刻t2的位移量Δx2对应。另一方面,在第n次的步骤S107、S108中,检测出时刻t2的位移量Δx2’。如果在步骤S109中用于计算位移量Δx2的近似函数f(t)适当,则位移量Δx2与位移量Δx2’应该相符合,具体而言,位移量Δx2与位移量Δx2’之间的误差应该处于允许范围内。运算装置122在步骤S114的比较中判定误差是否处于允许范围内(步骤S115),如果误差未处于允许范围内,则更新近似函数f(t)(步骤S116)。
在步骤S116中,例如,运算装置122对近似函数f(t)的参数进行调节,以便满足f(t1)=Δx1且f(t2)=Δx2’(即,Δx2=Δx2’)。例如,作为时序分析,在过去的数据不较大地变化而直线地变动的情况下,只要将回归直线设为近似函数即可。另外,在由于张力变动等而产生周期性变动的情况下,通过三角函数等进行近似。如此,只要对各个函数的参数进行调节即可。另外,在将位移量Δx的时序变化作为一般的时序数据来处理的情况下,利用自回归模型(AR模型)、自回归移动平均模型(ARMA模型)等、使用过去数据的自相关性来预测未来的统计模型等。在这些模型的函数中,对参数进行调节。此时,运算装置122也可以将在时刻t1至时刻t2之间检测到的位移量Δx的数据集,追加到在上述步骤S106中用于推测近似函数f(t)的位移量Δx的数据集、或者在以前执行的步骤S116中使用的位移量Δx的数据集中使用。或者,运算装置122也可以为,与到此为止的近似函数f(t)无关地,基于时刻t1至时刻t2之间的位移量Δx的数据集,逐次推测近似函数f(t)。在步骤S116中更新了近似函数f(t)之后,处理返回到步骤S107。
另一方面,当在步骤S115的判定中误差为允许范围内的情况下,运算装置122执行基于推测位移量的感应加热装置11的控制是否有效的判定。具体而言,运算装置122对于在上述步骤S107~S112的重复中所包括的至少一次步骤S107中由温度扫描仪121测定出的钢带S的宽度方向的温度分布,判定是否能够允许(步骤S117)。与在上述步骤S104以及步骤S108中温度分布被利用于检测位移量Δx的情况不同,在步骤S117中对温度分布的本身进行评价。例如,运算装置122对于钢带S的宽度方向的温度分布中的温度偏差、峰值温度,判定是否处于允许范围内。
当在步骤S117的判定中钢带S的宽度方向的温度分布不是能够允许的情况下,运算装置122对与电磁屏蔽板112或感应加热装置11的移动相关的参数进行调节(步骤S118)。具体而言,例如,运算装置122对电磁屏蔽板112或感应加热装置11的位置赋予偏移,或者根据推测位移量对使电磁屏蔽板112或感应加热装置11移动时的倍率、延迟量等参数进行调节。
此处,电磁屏蔽板112或感应加热装置11的移动量相对于由于加热而产生的钢带S的温度变化,一般不成为线性。因此,对偏移或倍率进行调节,以使移动量追随于温度变化。另外,考虑到在感应加热装置11等有效地动作的范围内存在不敏感区域等限制的情况等,以抑制这些的影响的方式设定偏移或倍率。通过对偏移或倍率进行调节,能够使电磁屏蔽板112或感应加热装置11追随于钢带S的蛇行。
另外,例如,在多个电磁屏蔽板112沿着输送方向配置且分别能够独立地移动的情况下,考虑到钢带S被加热的程度,在使后级(下游侧)的电磁屏蔽板112的移动开始比前级(上游侧)的电磁屏蔽板112的移动开始延迟的情况下等,设定延迟量。
之后,重复上述步骤S107~S118的处理,直到感应加热结束为止(步骤S119)。
在图示的例子中,如果在步骤S109中计算出的推测位移量正确、步骤S110~S112中的电磁屏蔽板112或感应加热装置11的控制适当,则应该能够得到钢带S的宽度方向端部的过加热被抑制的适当的温度分布。为了验证实际上是否能够得到上述那样的效果,而执行上述步骤S114~S118的处理。
另外,为了简单起见,说明了推测位移量的验证及近似函数f(t)的更新(步骤S114~S116)、与温度分布的验证及与移动相关的参数的调节(步骤S117、S118)被相互独立地执行的例子,但这些验证、更新以及调节也可以被复合地执行。
具体而言,例如,也可以为,先执行判定钢带S的宽度方向的温度分布是否能够允许的步骤S117,此处,在温度分布不能够允许的情况下,执行推测位移量的验证以及近似函数f(t)的更新的步骤S114~S116,在即便如此温度分布还是不能够允许的情况下,执行调节与移动有关的参数的步骤S118。
另外,例如,推测位移量的验证及近似函数f(t)的更新(步骤S114~S116)、与温度分布的验证及与移动相关的参数的调节(步骤S117、S118),可以按照不同的周期执行,也可以按照与上述说明了的例子相反的顺序执行。
另外,关于步骤S115中的判定的误差的允许范围内,也可以适当地重新评估。例如,在成为误差的允许范围外的情况较多时,以扩大步骤S115中的判定的误差的允许范围的宽度的方式调整。
根据以上说明了那样的本实施方式,即使钢带S复杂地蛇行,也能够利用推测位移量而将钢带S适当地感应加热。即,通过基于推测位移量对钢带S的宽度方向上的感应加热装置11与钢带S之间的相对位置关系进行控制,由此能够将钢带S适当地感应加热。由此,能够使电磁屏蔽板112以高精度地追随于钢带S的宽度方向的蛇行的方式移动,能够更可靠地防止钢带S的宽度方向端部的过加热。特别是,根据本实施方式,能够基于表示位移量Δx的函数来求出推测位移量。由此,能够实现应对长周期、短周期的蛇行、由多个振动模式的叠加表示的蛇行、以及钢带S的形状(板连接部位等)对蛇行的影响的复杂控制。其结果,能够更高精度地应对钢带S的宽度方向的蛇行。
另外,根据本实施方式,能够验证实际上是否能够得到由适当的感应加热带来的效果,并能够一边自主地更新在推测位移量的计算中使用的近似函数f(t)、用于电磁屏蔽板112的控制的参数,一边持续地进行钢带S的感应加热。
另外,上述那样的验证的步骤,不一定由运算装置122自动地执行,例如也可以根据对由温度扫描仪121测定出的钢带S的宽度方向的温度分布进行监视的操作者的指示输入来执行。为了能够进行操作者的监视或事后的验证,控制装置12也可以具有:显示器或打印机等输出装置,用于输出由温度扫描仪121测定出的钢带S的宽度方向的温度分布、由运算装置122确定的近似函数f(t)、以及用于电磁屏蔽板112或感应加热装置11的移动的参数中的至少任一个;以及用于接受操作者的指示输入的输入装置。
[变形例]
图8是作为上述图2所示的例子的变形例而表示使感应加热装置11整体在钢带S的宽度方向上移动的例子的图。在图8所示的例子中,感应加热设备10A包括致动器113A,该致动器113A使感应加热装置11沿着图中箭头所示的钢带S的宽度方向移动。致动器113A与图1所示的控制装置12所包括的运算装置122连接,根据运算装置122发送的控制信号使感应加热装置11移动。如参照图2等说明了的那样,在感应加热装置11中,电磁屏蔽板112被配置为,在钢带S的宽度方向中心线Sc与输送生产线的宽度方向中心线Lc一致时,对从钢带S的宽度方向端部起的适当宽度进行覆盖。即使在由于钢带S的蛇行而宽度方向中心线Sc从输送生产线的宽度方向中心线Lc偏移了的情况下,如图8所示,只要使用致动器113A使感应加热装置11移动,以使感应加热装置11的宽度方向中心线Fc与钢带S的宽度方向中心线Sc接近或者一致,则能够维持电磁屏蔽板112相对于钢带S的正确位置,并能够防止过加热、不充分加热。
另外,上述图8所示的例子例如能够应用于钢带S的蛇行量较大的情况等。基于温度扫描仪121的测定结果的致动器113A的控制方法,与参照图4、图5A以及图5B说明了的上述例子相同。如图8所示,温度扫描仪121也可以为,使用夹具121A等固定于感应加热装置11,并与感应加热装置11一起移动。在该情况下,也可以将成为位移量Δx的基准的钢带S的设计上的宽度方向中心线设为感应加热装置11的宽度方向中心线Fc。
另外,温度扫描仪121也可以相对于感应加热装置11被独立地固定,且与感应加热装置11的移动无关地,将输送生产线的宽度方向中心线Lc作为中心线来测定温度。在该情况下,也可以与图2的例子同样,将成为位移量Δx的基准的钢带S的设计上的宽度方向中心线设为输送生产线的宽度方向中心线Lc(与感应加热装置11的宽度方向中心线Fc并不一定一致)。
另外,上述图8所示的例子能够与图2所示的例子组合。即,也可以设置有使感应加热装置11沿着钢带S的宽度方向移动的致动器113A、以及在该感应加热装置11中使电磁屏蔽板112沿着钢带S的宽度方向移动的致动器113的双方。在该情况下,与致动器113、113A分别连接的运算装置122,基本上使用轻量且动作较快的致动器113使电磁屏蔽板112移动至适当位置。作为运算的结果,在超过屏蔽板的控制范围的情况或预测为控制范围外的情况下,只要通过使用了致动器113A的感应加热装置11的移动而使宽度方向中心线Fc与钢带S的宽度方向中心线Sc一致即可。或者,在移动量不足的情况下,运算装置122也可以将所需要的移动量分配为感应加热装置11的移动量和电磁屏蔽板112的移动量,并同时执行基于致动器113、113A的感应加热装置11以及电磁屏蔽板112的移动,由此能够使电磁屏蔽板112迅速地移动至适当位置。
(第2实施方式)
图9是表示本发明的第2实施方式的感应加热设备中的设置了分割的磁性体芯212的感应加热装置以及温度扫描仪的配置例的图。另外,除了图9所示的感应加热装置21的构成以外,本实施方式的构成与参照图1等说明了的上述第1实施方式相同,因此省略重复的说明。另外,本实施方式的感应加热工序,除了基于推测位移量的移动的控制(图6中的步骤S13、图7B中的步骤S112)的对象为磁性体芯212这一点以外,与图6、图7A及图7B所示的第1实施方式相同,因此省略说明。
如图9所示,感应加热装置21包括感应线圈111、磁性体芯212、以及使磁性体芯212沿着图中箭头所示的钢带S的宽度方向移动的致动器213。磁性体芯212改变使感应线圈111产生的磁通集中的位置。致动器213与图1所示的控制装置12所包括的运算装置122连接,根据运算装置122发送的控制信号使磁性体芯212移动。通过将磁性体芯212相对于钢带S配置在正确位置、具体而言配置在从钢带S的宽度方向端部离开了适当距离的位置,由此能够防止在钢带S的宽度方向端部由于涡电流的密度变高而产生的过加热,或者在钢带S的宽度方向上使磁通集中于温度降低的位置而使温度上升,能够进行宽度方向温度分布的调整。
在本实施方式中,虽然感应加热装置21所包括的磁性体芯212的动作原理不同,但是通过适当地控制钢带S的宽度方向上的磁性体芯212与钢带S之间的相对位置关系,能够防止钢带S的宽度方向端部的过加热,且在进行温度保证这一点上与上述第1实施方式中的电磁屏蔽板112相同。因而,在本实施方式中,基于通过对在下游侧的温度扫描仪121的位置P2处检测到的钢带S的宽度方向的位移量Δx进行外插而计算出的上游侧的感应加热装置21的位置P1处的钢带S的推测位移量,使磁性体芯212移动,由此能够使磁性体芯212以高精度地追随于钢带S的宽度方向的蛇行的方式移动,能够更可靠地防止钢带S的宽度方向端部的过加热。
(第3实施方式)
图10是表示本发明的第3实施方式的感应加热设备的概要构成的图。另外,关于在图10所示的感应加热设备30的构成中由与第1实施方式共同的符号表示的要素、以及在后述的流程图中由与第1实施方式共同的符号表示的工序,与上述说明了的第1实施方式相同,因此省略重复的说明。
如图10所示,感应加热设备30包括感应加热装置11、控制装置32以及转向机构33。控制装置32包括温度扫描仪121以及运算装置322。转向机构33包括配置在钢带S的输送生产线上的位置P3处的转向辊331以及使转向辊331倾斜运动的致动器332。根据与上述图1相同的定义,在钢带S的输送生产线上,转向辊331的位置P3处于比感应加热装置11的位置P1靠上游侧。另外,在其他实施方式中,位置P3也可以处于比位置P2靠下游侧。另外,与第1实施方式相同,在图10中示出钢带S被沿着水平方向输送,但在其他实施方式中,钢带S等金属带板也可以被沿着铅垂方向输送。
转向辊331大致沿着钢带S的宽度方向与钢带S抵接,但能够相对于宽度方向稍微倾斜。由此,能够使施加于钢带S的宽度方向的两侧的张力变化,抑制钢带S的宽度方向的位移。致动器332与运算装置322连接,根据运算装置322发送的控制信号来调节转向辊331的倾斜角度。在本实施方式中,运算装置322、致动器332以及转向辊331构成对钢带S施加用于抑制宽度方向的位移的外力的外力施加部。
图11A以及图11B是表示本发明的第3实施方式的感应加热方法的工序的例子的流程图。在图11A所示的例子中,步骤S101~S106的处理进行与上述第1实施方式相同的步骤S101~S106的处理。在步骤S106中推测出近似函数f(t)之后,运算装置322判定近似函数f(t)是否稳定(步骤S301)。具体而言,例如,运算装置322判定由近似函数f(t)计算出的位移量Δx的变动周期是否过短、以及位移量Δx的振幅是否过大。在步骤S301的判定中,在近似函数f(t)稳定的情况下,如图11B所示,执行与上述第1实施方式相同的步骤S107~S119的处理。
另一方面,在步骤S301的判定中,在近似函数f(t)不稳定的情况下,运算装置322根据近似函数f(t)的趋势来决定转向辊331的倾斜运动量(步骤S302),并向致动器332发送与倾斜运动量对应的控制信号(步骤S303)。通过接收到控制信号的致动器332的动作,使转向辊331倾斜运动(步骤S304)。在步骤S304中使转向辊331倾斜运动了的情况下,假定近似函数f(t)会发生变化,因此处理返回到步骤S103。
在上述说明了那样的本发明的第3实施方式中,根据近似函数f(t)的趋势、具体而言根据近似函数f(t)是否稳定,使转向辊331倾斜运动,对钢带S施加用于抑制宽度方向的位移的外力。由此,例如,通过延长位移量Δx的变动周期或减小位移量Δx的振幅,由此能够使电磁屏蔽板112追随于钢带S的蛇行而移动。其结果,能够在使用转向辊331而使位移量Δx的变动稳定了的基础上,重新确定近似函数f(t),并执行基于使用近似函数f(t)计算出的推测位移量的电磁屏蔽板112的控制。在上述中假定了温度扫描仪121与转向辊331的位置分离,且时间常数比较大的情况,但在时间常数较小的情况下,也可以使用PID控制(Proportional-Integral-Differential Controller)等对使转向辊331倾斜运动的致动器332进行控制,以使图3B等所示的钢带S的宽度方向中心线Sc相对于输送生产线的宽度方向中心线Lc的偏移量成为最小。
另外,在上述例子中,说明了感应加热设备30包括与第1实施方式相同的感应加热装置11的情况,但在其他例子中,感应加热设备也可以与转向机构33一起包括与第2实施方式相同的感应加热装置21。
以上,参照附图对本发明的优选实施方式进行了详细说明,但本发明并不限定于所述例子。只要是具有本发明所属技术领域的通常知识的人员,在权利要求所记载的技术思想的范畴内能够想到各种变更例或修改例是显而易见的,并且应该理解这些变化例或修改例当然属于本发明的技术范围。
在上述各实施方式中,基于钢带S的宽度方向的温度分布的测定结果,对钢带S的宽度方向的位移量进行检测,但本发明并不限定于所述例子。例如,也可以使用蛇行传感器等对钢带S的第1位置P1处的位移量Δx1进行检测。另外,如上所述,对钢带S的宽度方向的位移量进行检测的位置,并不限定于感应加热装置的下游侧,也可以在上游侧。即便在感应加热装置的上游侧对钢带S的宽度方向的位移量进行检测的情况下,使用通过近似函数的外插而计算出的感应加热装置的位置处的推测,也能够提高对感应加热装置与钢带S之间的位置关系进行控制时的精度。
此外,在上述各实施方式的说明中,示出了作为对钢带S的宽度方向的位移量Δx进行检测的检测部所包括的传感器、而使用温度扫描仪121的例子,但本发明并不限定于所述例子。在检测部中,只要能够检测出钢带S的宽度方向的位移量Δx即可,例如,作为检测部的传感器,可以使用激光传感器,也可以使用接近传感器或者能够检测出金属的各种传感器。
另外,在上述各实施方式的说明中,示出了基于位移量Δx的时序变化来计算出近似函数f(t)的例子,但本发明并不限定于所述例子。例如,近似函数f(t)也可以为,基于过去的作业实际情况、模拟结果等,而使用预先存储的近似函数f(t)。
符号的说明
10、30:感应加热设备;11、21:感应加热装置;12、32:控制装置;33:转向机构;111:感应线圈;112:电磁屏蔽板;113、213、332:致动器;121:温度扫描仪;122、322:运算装置;212:磁性体芯;331:转向辊。
Claims (14)
1.一种金属带板的感应加热方法,使用配置在输送生产线上的第1位置处的感应加热装置对被连续地输送的金属带板进行加热,包括:
检测在上述输送生产线上与上述第1位置不同的第2位置处的上述金属带板的宽度方向中心线相对于规定的基准线的位移量的步骤;
基于表示上述位移量的时序变化的函数,在时间上且在空间上对上述位移量进行外插,由此计算出上述第1位置处的上述金属带板的宽度方向中心线的推测位移量的步骤;以及
基于上述推测位移量,对上述金属带板的宽度方向上的上述感应加热装置与上述金属带板之间的相对位置关系进行控制的步骤,
计算上述推测位移量的步骤包括:
将上述位移量的时序变化转换成上述函数的步骤;以及
基于上述第1位置与上述第2位置之间的距离除以上述金属带板的输送速度而得到的时间、上述函数、以及第1时刻的上述位移量,计算上述第1时刻的上述推测位移量的步骤。
2.如权利要求1所述的金属带板的感应加热方法,其中,
上述第2位置位于上述第1位置的下游侧。
3.如权利要求1所述的金属带板的感应加热方法,其中,
上述第2位置位于上述第1位置的上游侧。
4.如权利要求1至3中任一项所述的金属带板的感应加热方法,其中,
检测上述位移量的步骤包括:
在上述第2位置,在包括上述金属带板的宽度方向的至少一个端部的范围内测定温度分布的步骤;以及
将在上述温度分布中作为温度骤降部而出现的上述金属带板的宽度方向端部的位置转换成上述位移量的步骤。
5.如权利要求1所述的金属带板的感应加热方法,其中,进一步包括:
根据将上述第1时刻之后的第2时刻的上述位移量与基于上述第1时刻的上述位移量而计算出的上述推测位移量进行比较后的结果,来更新上述函数的步骤。
6.如权利要求1所述的金属带板的感应加热方法,其中,进一步包括:
根据上述函数的上述位移量的变动周期以及上述位移量的振幅,对上述金属带板施加用于抑制宽度方向的位移的外力的步骤。
7.如权利要求1所述的金属带板的感应加热方法,其中,
控制上述相对位置关系的步骤包括:
使上述感应加热装置和/或其一部分在上述金属带板的宽度方向上移动的步骤。
8.一种金属带板的感应加热设备,包括配置在被连续地输送的金属带板的输送生产线上的第1位置处的感应加热装置,具备:
检测部,检测在上述输送生产线上与上述第1位置不同的第2位置处的上述金属带板的宽度方向中心线相对于规定的基准线的位移量;
推测位移量计算部,基于表示上述位移量的时序变化的函数,在时间上且在空间上对上述位移量进行外插,由此计算出上述第1位置处的上述金属带板的宽度方向中心线的推测位移量;以及
相对位置控制部,基于上述推测位移量,对上述金属带板的宽度方向上的上述感应加热装置与上述金属带板之间的相对位置关系进行控制,
上述推测位移量计算部为,
将上述位移量的时序变化转换成函数,以及
基于上述第1位置与上述第2位置之间的距离除以上述金属带板的输送速度而得到的时间、上述函数、以及第1时刻的上述位移量,计算上述第1时刻的上述推测位移量。
9.如权利要求8所述的金属带板的感应加热设备,其中,
上述第2位置位于上述第1位置的下游侧。
10.如权利要求8所述的金属带板的感应加热设备,其中,
上述第2位置位于上述第1位置的上游侧。
11.如权利要求8至10中任一项所述的金属带板的感应加热设备,其中,
上述检测部为,
在上述第2位置,在包括上述金属带板的宽度方向的至少一个端部的范围内测定温度分布,
将在上述温度分布中作为温度骤降部而出现的上述金属带板的宽度方向端部的位置转换成上述位移量。
12.如权利要求8所述的金属带板的感应加热设备,其中,
上述推测位移量计算部进一步根据将上述第1时刻之后的第2时刻的上述位移量与基于上述第1时刻的上述位移量而计算出的上述推测位移量进行比较后的结果,来更新上述函数。
13.如权利要求8所述的金属带板的感应加热设备,其中,
进一步包括外力施加部,该外力施加部根据上述函数的上述位移量的变动周期以及上述位移量的振幅,对上述金属带板施加用于抑制宽度方向的位移的外力。
14.如权利要求8所述的金属带板的感应加热设备,其中,
上述感应加热装置具有使上述感应加热装置在上述金属带板的宽度方向上移动的致动器和/或使上述感应加热装置的一部分在上述金属带板的宽度方向上移动的致动器,
上述相对位置控制部向各上述致动器发送控制信号。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018-056337 | 2018-03-23 | ||
JP2018056337 | 2018-03-23 | ||
PCT/JP2019/010041 WO2019181653A1 (ja) | 2018-03-23 | 2019-03-12 | 金属帯板の誘導加熱方法およびその誘導加熱設備 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111788319A CN111788319A (zh) | 2020-10-16 |
CN111788319B true CN111788319B (zh) | 2022-07-26 |
Family
ID=67987240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980014940.7A Active CN111788319B (zh) | 2018-03-23 | 2019-03-12 | 金属带板的感应加热方法及其感应加热设备 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210017624A1 (zh) |
JP (1) | JP6658977B1 (zh) |
KR (1) | KR102490948B1 (zh) |
CN (1) | CN111788319B (zh) |
MX (1) | MX2020009280A (zh) |
WO (1) | WO2019181653A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7095651B2 (ja) * | 2019-05-14 | 2022-07-05 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | エッジヒータの制御システム |
WO2023033115A1 (ja) | 2021-09-01 | 2023-03-09 | 日本製鉄株式会社 | トランスバース方式の誘導加熱装置 |
WO2023033114A1 (ja) | 2021-09-01 | 2023-03-09 | 日本製鉄株式会社 | トランスバース方式の誘導加熱装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62218564A (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-25 | Nisshin Steel Co Ltd | エツジヒ−タの位置制御方法 |
JPH0289757A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-03-29 | Kawasaki Steel Corp | 帯材の蛇行調整方法 |
JPH02153024A (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-12 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 薄肉金属板の連続均熱方法 |
JPH11290931A (ja) * | 1998-04-16 | 1999-10-26 | Nippon Steel Corp | ストリップエッジの誘導加熱装置の加熱電力制御方法および加熱電力制御装置 |
CN107000952A (zh) * | 2014-11-20 | 2017-08-01 | 杰富意钢铁株式会社 | 金属带的稳定装置及使用其的熔融镀敷金属带的制造方法 |
CN106994466A (zh) * | 2016-01-26 | 2017-08-01 | 宝山钢铁股份有限公司 | 带钢边部加热器对称加热的控制方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0622950A (ja) | 1992-07-08 | 1994-02-01 | Toshiba Corp | X線断層像撮影装置 |
JPH0637676A (ja) | 1992-07-13 | 1994-02-10 | Miharu Tsushin Kk | Catvシステムにおける伝送路の周波数特性測定方法 |
JPH11251048A (ja) * | 1998-03-04 | 1999-09-17 | Nippon Steel Corp | 帯状金属材料の誘導加熱装置および誘導加熱方法 |
JP2001006866A (ja) | 1999-06-23 | 2001-01-12 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 電磁誘導加熱装置 |
FR2808163B1 (fr) | 2000-04-19 | 2002-11-08 | Celes | Dispositif de chauffage par induction a flux transverse a circuit magnetique de largeur variable |
JP5114671B2 (ja) | 2007-04-16 | 2013-01-09 | 新日鐵住金株式会社 | 金属板の誘導加熱装置および誘導加熱方法 |
WO2015118606A1 (ja) * | 2014-02-04 | 2015-08-13 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 熱間圧延機の温度制御装置 |
WO2016035867A1 (ja) * | 2014-09-03 | 2016-03-10 | 新日鐵住金株式会社 | 金属帯板の誘導加熱装置 |
-
2019
- 2019-03-12 US US16/979,488 patent/US20210017624A1/en active Pending
- 2019-03-12 CN CN201980014940.7A patent/CN111788319B/zh active Active
- 2019-03-12 JP JP2019535966A patent/JP6658977B1/ja active Active
- 2019-03-12 MX MX2020009280A patent/MX2020009280A/es unknown
- 2019-03-12 WO PCT/JP2019/010041 patent/WO2019181653A1/ja active Application Filing
- 2019-03-12 KR KR1020207026706A patent/KR102490948B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62218564A (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-25 | Nisshin Steel Co Ltd | エツジヒ−タの位置制御方法 |
JPH0289757A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-03-29 | Kawasaki Steel Corp | 帯材の蛇行調整方法 |
JPH02153024A (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-12 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 薄肉金属板の連続均熱方法 |
JPH11290931A (ja) * | 1998-04-16 | 1999-10-26 | Nippon Steel Corp | ストリップエッジの誘導加熱装置の加熱電力制御方法および加熱電力制御装置 |
CN107000952A (zh) * | 2014-11-20 | 2017-08-01 | 杰富意钢铁株式会社 | 金属带的稳定装置及使用其的熔融镀敷金属带的制造方法 |
CN106994466A (zh) * | 2016-01-26 | 2017-08-01 | 宝山钢铁股份有限公司 | 带钢边部加热器对称加热的控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019181653A1 (ja) | 2019-09-26 |
JPWO2019181653A1 (ja) | 2020-04-30 |
MX2020009280A (es) | 2020-10-01 |
KR102490948B1 (ko) | 2023-01-27 |
JP6658977B1 (ja) | 2020-03-04 |
CN111788319A (zh) | 2020-10-16 |
US20210017624A1 (en) | 2021-01-21 |
KR20200119327A (ko) | 2020-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111788319B (zh) | 金属带板的感应加热方法及其感应加热设备 | |
US4307276A (en) | Induction heating method for metal products | |
EP3685932A1 (en) | Device for measuring shape of metal plate, plate warpage correction device, continuous plating equipment, and plate warpage correction method for metal plate | |
CA2697194C (en) | Process and hot-dip coating system for stabilizing a strip guided between stripping dies of the hot-dip coating system and provided with a coating | |
JP4827988B2 (ja) | モードベースの金属帯板安定化装置 | |
US9080232B2 (en) | Electromagnetic vibration suppression device and electromagnetic vibration suppression control program | |
JPS6256632B2 (zh) | ||
CA2235181C (en) | Method of regulating the stress distribution in metal strips or sheet, especially of nonferromagnetic metals | |
KR20140010106A (ko) | 전자기 제진 장치, 전자기 제진 제어 프로그램 | |
KR20080060118A (ko) | 자기 동조 피아이디 제어를 통해 도금 강판의 진동을제어하기 위한 전자기 제진 장치 | |
KR100530054B1 (ko) | 용융 도금공정에서의 에어나이프 간격 제어장치 | |
JP2011214146A (ja) | 電磁制振装置、電磁制振制御プログラム | |
JP5000361B2 (ja) | 連続処理ラインにおける板温制御方法、装置、及びコンピュータプログラム | |
JP4660911B2 (ja) | 非磁性体材の搬送装置 | |
JP6880980B2 (ja) | 誘導加熱装置及び誘導加熱方法 | |
JP7095651B2 (ja) | エッジヒータの制御システム | |
CN113894166B (zh) | 一种用于带钢感应加热的装置 | |
EP2716786A1 (en) | Steel strip stabilisation device | |
JP2011183438A (ja) | 金属帯の制振及び位置矯正装置、および該装置を用いた溶融めっき金属帯製造方法 | |
JPH03248709A (ja) | エッジヒータ制御方法 | |
RU2756776C1 (ru) | Способ создания стабильного магнитного поля и система для его реализации | |
JP2007296559A (ja) | 鋼板の形状矯正方法及び形状矯正装置 | |
AU2004215221B2 (en) | Method and device for melt dip coating metal strips, especially steel strips | |
JP2007262502A (ja) | 合金化炉による合金化度制御方法および装置 | |
KR20030052337A (ko) | 강판 패싱라인의 움직임을 보상하는연속식용융도금공정에서의 에어나이프 간격 제어 장치 및방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |