CN115516119A - 连续热处理设备的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种连续热处理设备的控制方法，其能够使宽度方向上的温度均匀性整体良好。连续热处理设备包括沿金属构件的传送方向(F)配置的第一加热部、第二加热部以及第三加热部；控制部，其对分别输出到第一加热部、第二加热部以及第三加热部的第一输出功率、第二输出功率以及第三输出功率分别进行控制；以及第一测定部，其测定第一加热部中的第一电压和第一电流。第一加热部、第二加热部以及第三加热部分别是螺线管式感应加热、横向式感应加热以及电阻加热。控制部合理地按比例分配各个加热部的输出分担，并基于第一电压和第一电流计算并联谐振电路中的等效阻抗，在等效阻抗大于阈值时，控制第一输出功率，以使第一输出功率减小。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对金属构件连续进行热处理的连续热处理设备的控制方法。
背景技术
电磁感应加热通过感应电流使金属构件自发热，因而能进行快速升温和实时的温度调节。电磁感应加热大致分为螺线管式和横向式。螺线管式是在金属构件的周围配置呈螺线管状卷绕的加热线圈，使交变电流流过加热线圈，在金属构件的表面产生感应电流，从而对金属构件进行加热。横向式是将一对加热线圈在金属构件的厚度方向上以夹住金属构件的方式隔开间隔地相对配置，使得从加热线圈产生的交变磁场在金属构件的厚度方向上贯穿。
专利文献1公开了一种加热装置，其具有对由轧制时的辊冷却水等引起的宽度方向上的温度不均匀性进行温度补偿的横向式感应加热部、以及对长度方向上的温度不均匀性进行温度补偿的螺线管式感应加热部。
专利文献2公开了通过配置在连续退火设备的预热带中的横向式和螺线管式的各感应加热部，将薄钢板分别预热到比预热温度(小于薄钢板的居里温度Tc)低200℃以上的温度、以及预热温度。而且，专利文献2公开了在预热带的下游提供加热带和均热带。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2003-290812号公报
专利文献2：日本专利特开2016-98420号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
螺线管式在金属构件的宽度方向上的温度均匀性优异，但当金属构件的温度上升，并接近金属构件的居里温度时，金属构件的相对磁导率会大大降低，因此感应电流的穿透深度会变深。结果，在厚度较薄的金属构件中，在金属构件的正面流动的感应电流与在背面流动的感应电流相互抵消，从而大幅降低了加热效率。与之相对，横向式中，虽然不易受到金属构件厚度的影响，但由于感应电流集中在金属构件的宽度方向的端部，导致端部过度加热，因此金属构件的宽度方向的温度均匀性比螺线管式更差。
在专利文献1中，虽然要通过横向式感应加热部和螺线管式感应加热部，对温度不均匀性进行温度补偿，但很难说对于厚度较薄的金属构件获得了充分的温度均匀性。
专利文献2仅公开了利用螺线管式感应加热部将薄钢板快速加热至居里温度附近，并没有公开用于在连续退火设备中使宽度方向的温度均匀性整体良好的控制。
因此，本发明的课题在于提供一种连续热处理设备的控制方法，其能够在与金属构件的传送方向正交的宽度方向上整体实现良好的温度均匀性。
用于解决技术问题的技术手段
为了解决上述问题，本发明的一个方式的连续热处理设备的控制方法中，该连续热处理设备包括：
第一加热部、第二加热部以及第三加热部，该第一加热部、第二加热部以及第三加热部沿着金属构件的传送方向依次连续配置；
控制部，该控制部对分别输出到所述第一加热部、所述第二加热部以及所述第三加热部的第一输出功率、第二输出功率以及第三输出功率分别进行控制；以及
第一测定部，该第一测定部测定所述第一加热部中的第一电压和第一电流，
所述第一加热部、所述第二加热部以及所述第三加热部分别是螺线管式感应加热部、横向式感应加热部以及电阻加热部，其特征在于，
所述控制部基于由所述第一测定部测定到的所述第一电压和所述第一电流计算并联谐振电路中的等效阻抗，在计算出的所述等效阻抗大于阈值时，控制所述第一输出功率，以使所述第一输出功率减小。
发明效果
根据该发明，当第一加热部即螺线管式感应加热部的并联谐振电路中的等效阻抗大于阈值时，使第一输出功率减小。换句话说，在由第一加热部加热的金属构件的温度变为金属构件的居里温度之前，使第一输出功率减小。由此，在金属构件的温度低于金属构件的居里温度的状态下，维持在与传送方向正交的宽度方向上的温度均匀性优异的基于螺线管式感应加热部的加热，因此，能使在宽度方向上的温度均匀性整体良好。
附图说明
图1是示意性地说明一个实施方式的连续热处理设备的立体图。
图2是图1所示的连续热处理设备的框图。
图3是决定连续热处理设备中的最佳设定值时的流程图。
图4是使连续热处理设备运转时的流程图。
图5是使连续热处理设备运转时的变形例的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的连续热处理设备1的控制方法的实施方式。
[实施方式]
参照图1至图4说明一个实施方式的连续热处理设备1的控制方法。图1是示意性地说明一个实施方式的连续热处理设备1的立体图。图2是图1所示的连续热处理设备1的框图。图3是决定连续热处理设备1中的最佳设定值时的流程图。图4是使连续热处理设备1运转时的流程图。
[连续热处理设备的整体结构]
如图1所示，连续热处理设备1包括第一加热部10、第二加热部20、第三加热部30，该第一加热部10、第二加热部20、第三加热部30沿着金属构件3的传送方向F从上游侧到下游侧依次连续地配置。连续热处理设备1通过传送辊(未图示出)在沿传送方向F传送金属构件3的同时进行连续的热处理(例如连续退火处理)。作为工件的金属构件3例如是具有厚度较薄的金属片(例如，钢片)、通过轧制金属片得到的长条状的金属条。金属构件3的厚度例如为0.1mm至5mm。
第一温度传感器16配置在第一加热部10的传送方向F的下游侧(第一加热部10的搬出侧)。第一温度传感器16是辐射温度计，以点状方式测定金属构件3的宽度方向W上的中央部的搬出侧温度即第一搬出侧温度。第二温度传感器26配置在第二加热部20的传送方向F的下游侧(第二加热部20的搬出侧)。第二温度传感器26在扫描与传送方向F正交的宽度方向W上的金属构件3的搬出侧温度即第二搬出侧温度的同时进行测定。第二温度传感器26例如是扫描式高温计。第三温度传感器36配置在第三加热部30的传送方向F的下游侧(第三加热部30的搬出侧)。第三温度传感器36在扫描与传送方向F正交的宽度方向W上的金属构件3的搬出侧温度即第三搬出侧温度的同时进行测定。第三温度传感器36例如是扫描式高温计。
如图2所示，连续热处理设备1包括第一加热部10、第二加热部20、第三加热部30、第一温度传感器16、第二温度传感器26、第三温度传感器36和控制部5。
第一加热部10是螺线管式感应加热部，包括第一加热线圈12、第一电源13、第一输出功率控制部14和第一测定部18。第一加热线圈12是在金属构件3的周围卷绕的线圈。第一电源13将高频的交流的第一输出功率输出到第一加热线圈12。第一输出功率控制部14控制由第一电源13输出到第一加热线圈12的第一输出功率。通过由第一加热线圈12贯穿金属构件3的长边方向截面而产生的交变磁场，在金属构件3的正面、背面以及侧面上产生感应电流。并且，通过基于感应电流和金属构件3的电阻的焦耳热来加热金属构件3。第一测定部18测定输出到第一加热线圈12的第一输出功率的第一电压和第一电流。控制部5进行控制使得获取测定到的第一电压和第一电流的各测定值，并由存储部7存储各测定值。
第二加热部20是横向式感应加热部，并包括第二加热线圈22、第二电源23、第二输出功率控制部24。第二加热线圈22是在金属构件3的厚度方向上隔开间隔地相对配置以夹住金属构件3的一对加热线圈。第二电源23将高频的交流的第二输出功率输出到第二加热线圈22。第二输出功率控制部24控制由第二电源23输出到第二加热线圈22的第二输出功率。从第二加热线圈22产生的交变磁场沿金属构件3的厚度方向贯穿。通过该交变磁场在金属构件3的表面上产生感应电流，通过基于感应电流和金属构件3的电阻的焦耳热来加热金属构件3。
第三加热部30是电阻加热部，并包括加热器32、第三电源33、第三输出功率控制部34。加热器32是电阻发热体。第三电源33将交流的第三输出功率输出到加热器32。第三输出功率控制部34控制由第三电源33输出到加热器32的第三输出功率。第三加热部30中，金属构件3通过间接电阻加热而被加热，该间接电阻加热是将通过对加热器32进行通电而产生的热能传递到金属构件3。
控制部5控制连续热处理设备1的各个加热部，详细地说，控制第一加热部10、第二加热部20及第三加热部30中的每一个。控制部5例如是计算机，包括运算部(CPU：中央运算装置)6和存储部(ROM、RAM等存储器)7。
存储部7例如进行如下的存储动作。也就是说，存储部7存储用于执行第一加热部10、第二加热部20及第三加热部30各自的热处理的各种程序。存储部7存储与作为热处理对象物的各种金属构件3有关的数据(例如居里温度、含热量、电阻率、宽度、厚度、热处理条件)、第一加热部10的第一额定输出功率、第二加热部20的第二额定输出功率和第三加热部30的第三额定输出功率。存储部7存储由第一温度传感器16、第二温度传感器26、第三温度传感器36分别测定到的温度数据(第一搬出侧温度、第二搬出侧温度、第三搬出侧温度)。存储部7存储用于根据第一加热部10的升温宽度(第一搬出侧温度-第一输入侧温度)计算第一加热部10的宽度方向W上的第一温度不均的第一计算式。存储部7存储用于根据第二加热部20的升温宽度(第二搬出侧温度-第二输入侧温度)计算第二加热部20的宽度方向W上的第二温度不均的第二计算式。存储部7存储第三计算式，该第三计算式用于基于金属构件3的热处理条件、第三额定输出功率、计算出的感应加热导致的累积温度不均等，计算从第三加热部30搬出的金属构件3的宽度方向上的最终温度不均(以下称为第三温度不均)的大小T。
运算部6例如进行如下的运算动作。也就是说，运算部6分别计算输出到第一加热部10的第一输出功率、输出到第二加热部20的第二输出功率和输出到第三加热部30的第三输出功率。运算部6基于金属构件3的居里温度和热处理条件计算使第三温度不均的大小T小于容许值的最佳设定值。最佳设定值具体地涉及第一搬出侧温度、第二搬出侧温度、第一输出功率、第二输出功率以及第三输出功率。运算部6基于由第一测定部18测定的第一电压和第一电流计算等效阻抗。运算部6基于金属构件3的材质和与金属构件3的传送方向F正交的宽度方向W上的宽度尺寸计算阈值。由此，根据金属构件3的材质和宽度尺寸使阈值最优化。
作为第一加热部10的螺线管式感应加热部具有以下问题：在金属构件3的宽度方向W上的温度均匀性优异，然而，在金属构件3的厚度较薄的情况下，当金属构件3的温度接近其居里温度时，加热效率大幅降低。也就是说，感应电流的穿透深度具有与金属构件3的固有电阻的平方根成比例，与金属构件3的相对磁导率的平方根成反比的关系。当金属构件3的温度升高并接近金属构件3的居里温度时，金属构件3的相对磁导率大大地降低，因而感应电流的穿透深度变深。结果，在金属构件3的厚度较薄的情况下，在金属构件3的正面流动的感应电流与在背面流动的感应电流相互抵消，从而加热效率大幅降低。
即使金属构件3的厚度变薄，作为第二加热部20的横向式感应加热部的加热效率也不会降低，然而，存在以下问题：由于感应电流集中在金属构件3的宽度方向W的端部，端部被过加热，因此在宽度方向W上的温度均匀性会低于螺线管式。
作为第三加热部30的电阻加热部在金属构件3的宽度方向W上的温度均匀性优异，并且即使金属构件3的厚度变薄，加热效率也不会降低，但是难以进行急剧的升温降温动作。
如上所述，在螺线管式感应加热部10、横向式感应加热部20和电阻加热部30有一长一短的情况下，参照图3和图4说明用于使金属构件3在宽度方向W上的温度均匀性整体良好的控制。
[连续热处理设备的控制方法]
图3是决定连续热处理设备1中的最佳设定值时的流程图。图4是使连续热处理设备1运转时的流程图。
在图3中，在使连续热处理设备1运转之前，开始用于决定最佳设定值的步骤(步骤S1)，该最佳设定值用于在连续热处理设备1中对某种材质的金属构件3进行热处理。在步骤S2中，控制部5基于存储在存储部7中的金属构件3的居里温度，计算第一加热部10的第一搬出侧温度要设为几℃。在步骤S3，控制部5基于存储在存储部7中的金属构件3的宽度、厚度以及热处理条件(包括含热量差)，计算要输出到第一加热部10的第一输出功率。在步骤S4中，控制部5基于存储在存储部7中的热处理条件和第三加热部30的第三额定输出功率，计算第二加热部20的第二搬出侧温度(换句话说，与搬入第三加热部30的金属构件3的温度近似的温度)。
在步骤S5，控制部5基于存储在存储部7中的金属构件3的宽度、厚度以及热处理条件(包括含热量差)，计算要输出到第二加热部20的第二输出功率。在步骤S6中，控制部5根据存储在存储部7中的第一计算式和第二计算式分别计算第一加热部10的第一温度不均和第二加热部20的第二温度不均。然后，控制部5进行控制使得对计算出的第一温度不均和第二温度不均的平方和的平方根进行计算，存储部7将计算出的平方和的平方根的值作为由于感应加热导致的累积温度不均来存储。
在步骤S7中，控制部5基于存储在存储部7中的金属构件3的宽度和厚度以及热处理条件(包括含热量差)，计算要输出到第三加热部30的第三输出功率，并且根据存储在存储部7中的第三计算式计算第三温度不均的大小T。
在步骤S8中，控制部5判断第三温度不均的大小T是否小于容许值。
在步骤S8中第三温度不均的大小T为容许值以上的情况下，前进到步骤S9，控制部5判断第三加热部30的第三输出功率是否达到上限即第三额定输出功率。在步骤S9中第三加热部30的第三输出功率没有达到上限的情况下，控制部5设定为使得第三加热部30的第三输出功率变高(步骤S10)。然后，返回到步骤S4，控制部5计算搬入第三加热部30的金属构件3的温度。
在步骤S9中第三加热部30的第三输出功率达到上限的情况下，前进到步骤S13，控制部5判断第一加热部10的第一搬出侧温度是否达到极限温度。在步骤S13中，在第一加热部10的第一搬出侧温度为极限温度的情况下，控制部5通知设定错误并结束设定流程(步骤S16)。极限温度是比金属构件3的相对磁导率为1的居里温度要低的温度，并且是加热效率大幅降低时的温度。
在步骤S13中，在第一加热部10的第一搬出侧温度没有成为极限温度的情况下，控制部5设定为使得第一加热部10的第一搬出侧温度变高，并且使用第一加热部10的第一搬出侧温度，按照上述段落编号[0029]计算第一输出功率(步骤S14)。在步骤S15，控制部5判断第一加热部10的第一输出功率是否达到上限即第一额定输出功率。
在步骤S15中，在第一加热部10的第一输出功率没有达到上限的情况下，返回到步骤S3，控制部5计算第一加热部10的输出功率。在步骤S15中，第一加热部10的第一输出功率达到上限的情况下，前进到步骤S16，控制部5通知设定错误并结束设定流程。
在步骤S8中，第三温度不均的大小T小于容许值的情况下，控制部5将计算出的第一搬出侧温度和第二搬出侧温度、第一输出功率、第二输出功率以及第三输出功率的各最佳设定值保存在存储部7中(步骤S11)。也就是说，控制部5基于金属构件3的居里温度和热处理条件，预先计算与第一搬出侧温度、第二搬出侧温度、第一输出功率、第二输出功率以及第三输出功率相关的各最佳设定值，以使得第三温度不均的大小T小于容许值，并将各最佳设定值存储在存储部7中。由此，通过使用预先计算出的最佳设定值作为使连续热处理设备1运转时的初始值，从而能使第三温度不均的大小T小于容许值。
然后，在步骤S12中，结束决定连续热处理设备1中的最佳设定值的流程。
图4示出了第一加热线圈12和未图示出的电容器构成并联谐振电路时的流程图。
在图4中，开始用于使连续热处理设备1运转的步骤(步骤S21)。在步骤S22中，控制部5设定存储在存储部7中的各最佳设定值(也就是说，对于第一加热部10的第一搬出侧温度和第一输出功率、对于第二加热部20的第二搬出侧温度和第二输出功率、对于第三加热部30的第三输出功率)以及第三加热部30的目标搬出侧温度。在步骤S23中，控制部5经由第一测定部18获取输出到第一加热线圈12的第一电压和第一电流的各测定值。在步骤S24中，控制部5基于在步骤S23中测定到的第一电压和第一电流的各个测定值来计算等效阻抗。
在步骤S25，控制部5判断计算出的等效阻抗是否大于阈值。在步骤S24中计算出的等效阻抗大于阈值的情况下，控制部5设定为使得第一加热部10的第一搬出侧温度变低(步骤S26)。在步骤S27中，控制部5基于在步骤S26中设定的第一加热部10处的第一搬出侧温度，分别计算第一加热部10的第一输出功率和第二加热部20的第二输出功率。因此，在步骤S26和步骤27中，在计算出的等效阻抗大于阈值的情况下，控制部5控制第一输出功率，使得第一加热部10的第一输出功率减小。然后，返回到步骤S23，控制部5通过第一测定部18获取输出到第一加热线圈12的第一电压和第一电流的各测定值。
在步骤S25中计算出的等效阻抗为阈值以下的情况下，控制部5通过第三温度传感器36测定从第三加热部30搬出的金属构件3的宽度方向上的最终温度不均即第三温度不均的大小T(步骤S28)。在步骤S29中，控制部5判断第三温度不均的大小T是否小于容许值。
在步骤S29中第三温度不均的大小T小于容许值的情况下，返回到步骤S23，控制部5通过第一测定部18获取输出到第一加热线圈12的第一电压和第一电流的各个测定值。
在步骤S29中第三温度不均的大小T为容许值以上的情况下，前进到步骤S30，控制部5判断第三加热部30的第三输出功率是否达到上限即第三额定输出功率。在步骤S30中第三加热部30的第三输出功率没有达到上限的情况下，控制部5设定为使得第三加热部30的第三输出功率变高(步骤S31)。由此，由于温度均匀性优异的第三加热部30即电阻加热部的分担比例变大，因此提高了宽度方向W上的温度均匀性。
在步骤S32中，控制部5计算搬入第三加热部30的金属构件3的温度。在步骤S34中，控制部5基于在步骤S32中计算出的第二加热部20处的第二搬出侧温度(也就是说，近似于搬入第三加热部30的金属构件3的温度)，分别计算第一加热部10的第一输出功率和第二加热部20的第二输出功率。然后，返回到步骤S23，控制部5通过第一测定部18获取输出到第一加热线圈12的第一电压和第一电流的各测定值。
在步骤S30中第三加热部30的第三输出功率达到上限的情况下，前进到步骤S35，控制部5判断第一加热部10的第一搬出侧温度是否达到极限温度。在步骤S35中第一加热部10的第一搬出侧温度达到极限温度的情况下，控制部5通知使传送速度减慢(步骤S37)。然后，返回到步骤S34，控制部5分别计算第一加热部10的第一输出功率和第二加热部20的第二输出功率。
在步骤S35中第一加热部10的第一搬出侧温度未达到极限温度的情况下，控制部5设定为使得第一加热部10的第一搬出侧温度变高(步骤S36)。由此，由于在宽度方向W上的温度均匀性优异的第一加热部10即螺线管式感应加热部的分担比例变大，因此提高了宽度方向W上的温度均匀性。然后，返回到步骤S34，控制部5分别计算第一加热部10的第一输出功率和第二加热部20的第二输出功率。
除了发生计算错误那样的某种异常的情况外，连续热处理设备1的运转均按照图4的流程图连续进行。
[变形例]
参照图5，说明变形例的连续热处理设备1的控制方法。图5是使连续热处理设备1运转时的变形例的流程图。
图5示出了第一加热线圈12和未图示出的电容器构成串联谐振电路时的流程图。
在图5中，开始用于使连续热处理设备1运转的步骤(步骤S41)。在步骤S42中，控制部5设定存储在存储部7中的各最佳设定值(也就是说，对于第一加热部10的第一搬出侧温度和第一输出功率、对于第二加热部20的第二搬出侧温度和第二输出功率、对于第三加热部30的第三输出功率)、以及第三加热部30的目标搬出侧温度。在步骤S43中，控制部5通过第一测定部18获取输出到第一加热线圈12的第一电压和第一电流的各测定值。在步骤S44中，控制部5基于在步骤S43中测定到的第一电压和第一电流的各个测定值来计算等效阻抗。
在步骤S45，控制部5判断计算出的等效阻抗是否小于阈值。在步骤S44中计算出的等效阻抗小于阈值的情况下，控制部5设定为使得第一加热部10的第一搬出侧温度变低(步骤S46)。在步骤S47中，控制部5基于在步骤S46中设定的第一加热部10处的第一搬出侧温度，分别计算第一加热部10的第一输出功率和第二加热部20的第二输出功率。因此，在步骤S46和步骤47中，在计算出的等效阻抗大于阈值的情况下，控制部5控制第一输出功率，使得第一加热部10的第一输出功率减小。然后，返回到步骤S43，控制部5通过第一测定部18获取输出到第一加热线圈12的第一电压和第一电流的各测定值。
在步骤S45中计算出的等效阻抗为阈值以上的情况下，控制部5通过第三温度传感器36测定从第三加热部30搬出的金属构件3的宽度方向上的最终温度不均即第三温度不均的大小T(步骤S48)。在步骤S49中，控制部5判断第三温度不均的大小T是否小于容许值。
在步骤S49中第三温度不均的大小T小于容许值的情况下，返回到步骤S43，控制部5通过第一测定部18获取输出到第一加热线圈12的第一电压和第一电流的各个测定值。
在步骤S49中第三温度不均的大小T为容许值以上的情况下，前进到步骤S50，控制部5判断第三加热部50的第三输出功率是否达到上限即第三额定输出功率。在步骤S50中第三加热部30的第三输出功率没有达到上限的情况下，控制部5设定为使得第三加热部30的第三输出功率变高(步骤S51)。由此，由于温度均匀性优异的第三加热部30即电阻加热部的分担比例变大，因此提高了宽度方向W上的温度均匀性。
在步骤S52中，控制部5计算搬入第三加热部30的金属构件3的温度。在步骤S54中，控制部5基于在步骤S52中计算出的第二加热部20处的第二搬出侧温度(即，近似于搬入第三加热部30的金属构件3的温度)，分别计算第一加热部10的第一输出功率和第二加热部20的第二输出功率。然后，返回到步骤S43，控制部5通过第一测定部18获取输出到第一加热线圈12的第一电压和第一电流的各测定值。
在步骤S50中第三加热部30的第三输出功率达到上限的情况下，前进到步骤S55，控制部5判断第一加热部10的第一搬出侧温度是否达到极限温度。在步骤S55中第一加热部10的第一搬出侧温度达到极限温度的情况下，控制部5通知使传送速度减慢(步骤S57)。然后，返回到步骤S54，控制部5分别计算第一加热部10的第一输出功率和第二加热部20的第二输出功率。
在步骤S55中第一加热部10的第一搬出侧温度未达到极限温度的情况下，控制部5设定为使得第一加热部10的第一搬出侧温度变高(步骤S56)。由此，由于在宽度方向W上的温度均匀性优异的第一加热部10即螺线管式感应加热部的分担比例变大，因此提高了宽度方向W上的温度均匀性。然后，返回到步骤S54，控制部5分别计算第一加热部10的第一输出功率和第二加热部20的第二输出功率。
除了发生计算错误那样的某种异常的情况外，连续热处理设备1的运转均按照图5的流程图连续进行。
虽然对本发明的具体实施方式和数值进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，能够在本发明的范围内进行各种变更来实施。
第一加热部10不一定必须由单个加热区构成，也可以构成为被分割为多个加热区，多个加热区在传送方向F上串联配置。与第一加热部10同样，第二加热部20和第三加热部30各自也可以设为在传送方向F上串联配置多个加热区的结构。
本发明和实施方式总结如下。
本发明的一个方式所涉及的连续热处理设备1的控制方法中，连续热处理设备1包括：
第一加热部10、第二加热部20以及第三加热部30，该第一加热部10、第二加热部20以及第三加热部30沿着金属构件3的传送方向F依次连续配置；
控制部5，该控制部5对分别输出到所述第一加热部10、所述第二加热部20和所述第三加热部30的第一输出功率、第二输出功率以及第三输出功率分别进行控制；以及
第一测定部18，该第一测定部18测定所述第一加热部10中的第一电压和第一电流，
所述第一加热部10、所述第二加热部20以及所述第三加热部30分别是螺线管式感应加热部、横向式感应加热部以及电阻加热部，其特征在于，
所述控制部5基于由所述第一测定部18测定到的所述第一电压和所述第一电流计算并联谐振电路中的等效阻抗，在计算出的所述等效阻抗大于阈值时，控制所述第一输出功率，以使所述第一输出功率减小。
根据上述控制方法，当第一加热部10即螺线管式感应加热部的并联谐振电路中的等效阻抗大于阈值时，使第一输出功率减小。换句话说，在由第一加热部10加热的金属构件3的温度变为金属构件3的居里温度之前，使第一输出功率减小。由此，在金属构件3的温度低于金属构件3的居里温度的状态下，维持在与传送方向F正交的宽度方向W上的温度均匀性优异的基于螺线管式感应加热部的加热，因此，能使在宽度方向W上的温度均匀性整体良好。当金属构件3的温度达到居里温度附近时，加热效率大幅降低，因此，等效阻抗的阈值可选择达到居里温度之前的值。
本发明的另一个方面所涉及的连续热处理设备1的控制方法中，连续热处理设备1包括：
第一加热部10、第二加热部20以及第三加热部30，该第一加热部10、第二加热部20以及第三加热部30沿着金属构件3的传送方向F依次连续配置；
控制部5，该控制部5对分别输出到所述第一加热部10、所述第二加热部20和所述第三加热部30的第一输出功率、第二输出功率以及第三输出功率分别控制；以及
第一测定部18，该第一测定部18测定所述第一加热部10中的第一电压和第一电流，
所述第一加热部10、所述第二加热部20以及所述第三加热部30分别是螺线管式感应加热部、横向式感应加热部以及电阻加热部，其特征在于，
所述控制部5基于由所述第一测定部18测定到的所述第一电压和所述第一电流计算串联谐振电路中的等效阻抗，在计算出的所述等效阻抗小于阈值时，控制所述第一输出功率，以使所述第一输出功率减小。
根据上述控制方法，当第一加热部10即螺线管式感应加热部的串联谐振电路中的等效阻抗小于阈值时，使第一输出功率减小。换句话说，在由第一加热部10加热的金属构件3的温度变为金属构件3的居里温度之前，使第一输出功率减小。由此，在金属构件3的温度低于金属构件3的居里温度的状态下，维持在与传送方向F正交的宽度方向W上的温度均匀性优异的基于螺线管式感应加热部的加热，因此，能使在宽度方向W上的温度均匀性整体良好。
此外，在一个实施方式的连续热处理设备1的控制方法中，
基于所述金属构件3的材质和与所述金属构件3的传送方向F正交的宽度方向W上的宽度尺寸计算所述阈值。
根据上述实施方式，根据金属构件3的材质和宽度尺寸使阈值最优化。
此外，在一个实施方式的连续热处理设备1的控制方法中，
连续热处理设备1包括第三温度传感器36，该第三温度传感器36测定从所述第三加热部30搬出的所述金属构件3在与所述传送方向F正交的宽度方向W上的第三温度不均，
所述控制部5判断所述第三温度不均的大小T是否为容许值以上，在所述第三温度不均的所述大小T为所述容许值以上时，控制所述第三输出功率，以使所述第三输出功率增加。
根据上述实施方式，由于温度均匀性优异的第三加热部30即电阻加热部的分担比例变大，因此提高了宽度方向W上的温度均匀性。
此外，在一个实施方式的连续热处理设备1的控制方法中，
所述控制部5判断所述第三输出功率是否达到所述第三加热部30的第三额定输出功率，在所述第三输出功率达到所述第三额定输出功率时，控制所述第一输出功率，以使所述第一加热部10的搬出侧温度变高。
根据上述实施方式，由于在宽度方向W上的温度均匀性优异的第一加热部10即螺线管式感应加热部的分担比例变大，因此提高了宽度方向W上的温度均匀性。
本发明的另一个方面所涉及的连续热处理设备1的控制方法中，连续热处理设备1包括：
第一加热部10、第二加热部20以及第三加热部30，该第一加热部10、第二加热部20以及第三加热部30沿着金属构件3的传送方向F依次连续配置；
控制部5，该控制部5对分别输出到所述第一加热部10、所述第二加热部20和所述第三加热部30的第一输出功率、第二输出功率以及第三输出功率分别进行控制；以及
第三温度传感器36，该第三温度传感器36测定从所述第三加热部30搬出的所述金属构件3在与所述传送方向F正交的宽度方向W上的第三温度不均，
所述第一加热部10、所述第二加热部20以及所述第三加热部30分别是螺线管式感应加热部、横向式感应加热部以及电阻加热部，其特征在于，
所述控制部5基于所述金属构件3的居里温度和热处理条件，预先计算与所述第一加热部10的第一搬出侧温度、所述第二加热部20的第二搬出侧温度、所述第一输出功率、所述第二输出功率以及所述第三输出功率相关的最佳设定值，以使得所述第三温度不均的大小T小于容许值。
根据上述控制方法，通过使用预先计算的最佳设定值作为使连续热处理设备1运转时的初始值，能使从第三加热部30搬出的金属构件3的第三温度不均的大小T小于容许值。
标号说明
1连续热处理设备
3金属构件
5控制部
6运算部
7存储部
10第一加热部(螺线管式感应加热部)
12第一加热线圈
13第一电源
14第一输出功率控制部
16第一温度传感器
18第一测定部
20第二加热部(横向式感应加热部)
22第二加热线圈
23第二电源
24第二输出功率控制部
26第二温度传感器
30第三加热部(电阻加热部)
32加热器
33第三电源
34第三输出功率控制部
36第三温度传感器
F传送方向
T第三温度不均(从第三加热部搬出的金属构件的宽度方向上的最终
温度不均)的大小
W宽度方向。
Claims (6)
1.一种连续热处理设备的控制方法，该连续热处理设备包括：
第一加热部、第二加热部以及第三加热部，该第一加热部、第二加热部以及第三加热部沿着金属构件的传送方向依次连续配置；
控制部，该控制部对分别输出到所述第一加热部、所述第二加热部以及所述第三加热部的第一输出功率、第二输出功率以及第三输出功率分别进行控制；以及
第一测定部，该第一测定部测定所述第一加热部中的第一电压和第一电流，
所述第一加热部、所述第二加热部以及所述第三加热部分别是螺线管式感应加热部、横向式感应加热部以及电阻加热部，其特征在于，
所述控制部基于由所述第一测定部测定到的所述第一电压和所述第一电流计算并联谐振电路中的等效阻抗，在计算出的所述等效阻抗大于阈值时，控制所述第一输出功率，以使所述第一输出功率减小。
2.一种连续热处理设备的控制方法，该连续热处理设备包括：
第一加热部、第二加热部以及第三加热部，该第一加热部、第二加热部以及第三加热部沿着金属构件的传送方向依次连续配置；
控制部，该控制部对分别输出到所述第一加热部、所述第二加热部以及所述第三加热部的第一输出功率、第二输出功率以及第三输出功率分别进行控制；以及
第一测定部，该第一测定部测定所述第一加热部中的第一电压和第一电流，
所述第一加热部、所述第二加热部以及所述第三加热部分别是螺线管式感应加热部、横向式感应加热部以及电阻加热部，其特征在于，
所述控制部基于由所述第一测定部测定到的所述第一电压和所述第一电流计算串联谐振电路中的等效阻抗，在计算出的所述等效阻抗小于阈值时，控制所述第一输出功率，以使所述第一输出功率减小。
3.如权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，
基于所述金属构件的材质和与所述金属构件的传送方向正交的宽度方向上的宽度尺寸来计算所述阈值。
4.如权利要求1至3中任一项所述的控制方法，其特征在于，
包括第三温度传感器，该第三温度传感器测定从所述第三加热部搬出的所述金属构件在与所述传送方向正交的宽度方向上的第三温度不均，
所述控制部判断所述第三温度不均的大小是否为容许值以上，在所述第三温度不均的所述大小为所述容许值以上时，控制所述第三输出功率，以使所述第三输出功率增加。
5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，
所述控制部判断所述第三输出功率是否达到所述第三加热部的第三额定输出功率，在所述第三输出功率达到所述第三额定输出功率时，控制所述第一输出功率，以使所述第一加热部的搬出侧温度变高。
6.一种连续热处理设备的控制方法，该连续热处理设备包括：
第一加热部、第二加热部以及第三加热部，该第一加热部、第二加热部以及第三加热部沿着金属构件的传送方向依次连续配置；
控制部，该控制部对分别输出到所述第一加热部、所述第二加热部以及所述第三加热部的第一输出功率、第二输出功率以及第三输出功率分别进行控制；以及
第三温度传感器，该第三温度传感器测定从所述第三加热部搬出的所述金属构件在与所述传送方向正交的宽度方向上的第三温度不均，
所述第一加热部、所述第二加热部以及所述第三加热部分别是螺线管式感应加热部、横向式感应加热部以及电阻加热部，其特征在于，
所述控制部基于所述金属构件的居里温度和热处理条件，预先计算与所述第一加热部的第一搬出侧温度、所述第二加热部的第二搬出侧温度、所述第一输出功率、所述第二输出功率以及所述第三输出功率相关的最佳设定值，以使得所述第三温度不均的大小小于容许值。
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