JP2003119516A - 厚鋼板の熱処理装置および熱処理方法 - Google Patents
厚鋼板の熱処理装置および熱処理方法Info
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- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、厚鋼板の板厚方向の温度均一化と
表面温度の上限管理を行いながら、平均温度が目標熱処
理温度になるように精度良く加熱することができる厚鋼
板の熱処理装置および熱処理方法を提供することを目的
とするものである。 【解決手段】 複数個のソレノイド型誘導加熱装置を直
列に所定の間隔をあけて配置し、第ｉ番目のソレノイド
型誘導加熱装置Ｈiの入口に設定された温度計Ｒiで測定
した入口実測温度Ｔｒiを入口目標温度Ｔｍiと比較し、
誤差がある場合には、その誤差温度を加熱電力ΔＰｈi
に変換し、それを加熱効率νiで除して投入電力ΔＰｅi
を算出し、ソレノイド型誘導加熱装置Ｈiへの投入電力
ＰｅiをΔＰｅiだけ修正する。
表面温度の上限管理を行いながら、平均温度が目標熱処
理温度になるように精度良く加熱することができる厚鋼
板の熱処理装置および熱処理方法を提供することを目的
とするものである。 【解決手段】 複数個のソレノイド型誘導加熱装置を直
列に所定の間隔をあけて配置し、第ｉ番目のソレノイド
型誘導加熱装置Ｈiの入口に設定された温度計Ｒiで測定
した入口実測温度Ｔｒiを入口目標温度Ｔｍiと比較し、
誤差がある場合には、その誤差温度を加熱電力ΔＰｈi
に変換し、それを加熱効率νiで除して投入電力ΔＰｅi
を算出し、ソレノイド型誘導加熱装置Ｈiへの投入電力
ＰｅiをΔＰｅiだけ修正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、厚鋼板の焼入れ・
焼鈍し・焼戻し等の熱処理プロセスにおいて、高能率で
急速加熱に好適なソレノイド型誘導加熱装置を用いた厚
鋼板の熱処理装置および熱処理方法に関するものであ
る。
焼鈍し・焼戻し等の熱処理プロセスにおいて、高能率で
急速加熱に好適なソレノイド型誘導加熱装置を用いた厚
鋼板の熱処理装置および熱処理方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】厚鋼板の焼入れ・焼鈍し・焼戻し等の熱
処理プロセスを圧延ラインと直結して行う等の場合、厚
鋼板を所定の温度に急速に加熱することが必要となる。
処理プロセスを圧延ラインと直結して行う等の場合、厚
鋼板を所定の温度に急速に加熱することが必要となる。
【０００３】従来、熱間薄板圧延では、ソレノイド型誘
導加熱装置を用いて圧延ライン上で薄鋼板を急速加熱す
る方法が知られており、その温度制御のために、特開平
１０−２７６７８号公報に記載のように、ソレノイド型
誘導加熱装置の入出口温度を計測しフィードフォワード
制御及びフィードバック制御を実施するという技術や、
特開平１０−２０２３１１号公報に記載のように、ソレ
ノイド型誘導加熱装置の入出口温度と仕上圧延機の出口
温度を計測しフィードフォワード制御及びフィードバッ
ク制御を実施するという技術が存在する。
導加熱装置を用いて圧延ライン上で薄鋼板を急速加熱す
る方法が知られており、その温度制御のために、特開平
１０−２７６７８号公報に記載のように、ソレノイド型
誘導加熱装置の入出口温度を計測しフィードフォワード
制御及びフィードバック制御を実施するという技術や、
特開平１０−２０２３１１号公報に記載のように、ソレ
ノイド型誘導加熱装置の入出口温度と仕上圧延機の出口
温度を計測しフィードフォワード制御及びフィードバッ
ク制御を実施するという技術が存在する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ソレノイド型誘導加熱
装置は急速加熱に好適であるが、鋼板の表層部近傍が加
熱されるので、厚鋼板の焼入れ・焼鈍し・焼戻し等の熱
処理プロセスに適用する場合、下記の問題を解決するこ
とが必要である。 厚鋼板内の温度分布が均一になるように加熱するこ
と。すなわち、板厚中心と表面の温度差を最小化するこ
と。温度分布が不均一な場合、最終製品の品質に悪影響
を及ぼす。 加熱過程で所定の上限温度を超えないこと。加熱中に
相変態点を超えると鋼中添加元素の析出が起こり品質に
悪影響を与える。さらに、磁気変態点を超えると電磁誘
導の浸透深さが変化してしまい制御が難しくなる。
装置は急速加熱に好適であるが、鋼板の表層部近傍が加
熱されるので、厚鋼板の焼入れ・焼鈍し・焼戻し等の熱
処理プロセスに適用する場合、下記の問題を解決するこ
とが必要である。 厚鋼板内の温度分布が均一になるように加熱するこ
と。すなわち、板厚中心と表面の温度差を最小化するこ
と。温度分布が不均一な場合、最終製品の品質に悪影響
を及ぼす。 加熱過程で所定の上限温度を超えないこと。加熱中に
相変態点を超えると鋼中添加元素の析出が起こり品質に
悪影響を与える。さらに、磁気変態点を超えると電磁誘
導の浸透深さが変化してしまい制御が難しくなる。
【０００５】つまり、厚鋼板の板厚方向の温度均一化と
表面温度の上限管理を行いながら、平均温度が目標温度
になるように制御することが必要となる。
表面温度の上限管理を行いながら、平均温度が目標温度
になるように制御することが必要となる。
【０００６】これに対し、前述の特開平１０−２７６７
８号公報や特開平１０−２０２３１１号公報に記載の技
術は、対象が薄鋼板であるとともに熱間仕上圧延前の加
熱であるので、板厚方向の温度均一性確保や表面温度の
上限管理が技術的課題ではなく、最終製品の品質に直接
影響を及ぼす厚鋼板の熱処理に対しては直ちに適用する
ことはできない。
８号公報や特開平１０−２０２３１１号公報に記載の技
術は、対象が薄鋼板であるとともに熱間仕上圧延前の加
熱であるので、板厚方向の温度均一性確保や表面温度の
上限管理が技術的課題ではなく、最終製品の品質に直接
影響を及ぼす厚鋼板の熱処理に対しては直ちに適用する
ことはできない。
【０００７】したがって、本発明の目的は、厚鋼板の板
厚方向の温度均一化と表面温度の上限管理を行いなが
ら、平均温度が目標熱処理温度になるように精度良く加
熱することができる厚鋼板の熱処理装置および熱処理方
法を提供することにある。
厚方向の温度均一化と表面温度の上限管理を行いなが
ら、平均温度が目標熱処理温度になるように精度良く加
熱することができる厚鋼板の熱処理装置および熱処理方
法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
所定の間隔をとって直列に配置された複数個のソレノイ
ド型誘導加熱装置と、第１番目のソレノイド型誘導加熱
装置の入口と各ソレノイド型誘導加熱装置の間と最終ソ
レノイド型誘導加熱装置の出口にそれぞれ設けられた温
度計測手段とを有することを特徴とする厚鋼板の熱処理
装置である。
所定の間隔をとって直列に配置された複数個のソレノイ
ド型誘導加熱装置と、第１番目のソレノイド型誘導加熱
装置の入口と各ソレノイド型誘導加熱装置の間と最終ソ
レノイド型誘導加熱装置の出口にそれぞれ設けられた温
度計測手段とを有することを特徴とする厚鋼板の熱処理
装置である。
【０００９】請求項２に記載の発明は、第１番目のソレ
ノイド型誘導加熱装置の入口に設けられた温度計測手段
が厚鋼板の板厚方向平均温度を計測する温度計測手段で
あることを特徴とする請求項１に記載の厚鋼板の熱処理
装置である。
ノイド型誘導加熱装置の入口に設けられた温度計測手段
が厚鋼板の板厚方向平均温度を計測する温度計測手段で
あることを特徴とする請求項１に記載の厚鋼板の熱処理
装置である。
【００１０】請求項３に係る発明は、所定の間隔をとっ
て直列に配置された複数個のソレノイド型誘導加熱装置
を通過させて厚鋼板を加熱するとともに、予め各ソレノ
イド型誘導加熱装置を通過する前の厚鋼板の目標温度を
それぞれ設定しておき、各ソレノイド型誘導加熱装置を
通過する前の厚鋼板の温度を実測し、当該実測温度の前
記目標温度からの偏差を求め、当該温度偏差を前方補償
することを特徴とする厚鋼板の熱処理方法である。
て直列に配置された複数個のソレノイド型誘導加熱装置
を通過させて厚鋼板を加熱するとともに、予め各ソレノ
イド型誘導加熱装置を通過する前の厚鋼板の目標温度を
それぞれ設定しておき、各ソレノイド型誘導加熱装置を
通過する前の厚鋼板の温度を実測し、当該実測温度の前
記目標温度からの偏差を求め、当該温度偏差を前方補償
することを特徴とする厚鋼板の熱処理方法である。
【００１１】請求項４に係る発明は、所定の間隔をとっ
て直列に配置された複数個のソレノイド型誘導加熱装置
を通過させて厚鋼板を加熱するとともに、予め各ソレノ
イド型誘導加熱装置を通過した後の厚鋼板の目標温度を
それぞれ設定しておき、各ソレノイド型誘導加熱装置を
通過した後の厚鋼板の温度を実測し、当該実測温度の前
記目標温度からの偏差を求め、当該温度偏差を後方補償
することを特徴とする厚鋼板の熱処理方法である。
て直列に配置された複数個のソレノイド型誘導加熱装置
を通過させて厚鋼板を加熱するとともに、予め各ソレノ
イド型誘導加熱装置を通過した後の厚鋼板の目標温度を
それぞれ設定しておき、各ソレノイド型誘導加熱装置を
通過した後の厚鋼板の温度を実測し、当該実測温度の前
記目標温度からの偏差を求め、当該温度偏差を後方補償
することを特徴とする厚鋼板の熱処理方法である。
【００１２】請求項５に係る発明は、所定の間隔をとっ
て直列に配置された複数個のソレノイド型誘導加熱装置
を通過させて厚鋼板を加熱するとともに、各ソレノイド
型誘導加熱装置を通過前と通過後の厚鋼板の温度を実測
し、当該実測温度から各ソレノイド型誘導加熱装置の実
績加熱効率を算定し、算定された実績加熱効率に基づい
て各ソレノイド型誘導加熱装置の加熱効率を補正するこ
とを特徴とする厚鋼板の熱処理方法である。
て直列に配置された複数個のソレノイド型誘導加熱装置
を通過させて厚鋼板を加熱するとともに、各ソレノイド
型誘導加熱装置を通過前と通過後の厚鋼板の温度を実測
し、当該実測温度から各ソレノイド型誘導加熱装置の実
績加熱効率を算定し、算定された実績加熱効率に基づい
て各ソレノイド型誘導加熱装置の加熱効率を補正するこ
とを特徴とする厚鋼板の熱処理方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の厚鋼板の熱処理
設備の一実施形態を示す説明図である。第1番目のソレ
ノイド型誘導加熱装置Ｈ1、第２番目のソレノイド型誘
導加熱装置Ｈ2 、………、第ｎ番目のソレノイド型誘導
加熱装置Ｈnとｎ個のソレノイド型誘導加熱装置が直列
に所定の間隔Ｌをとって配置されており、搬送ローラ２
に載った厚鋼板１が各ソレノイド型誘導加熱装置を順次
通過して加熱されるようになっている。そして、第1番
目のソレノイド型誘導加熱装置Ｈ1の入口には第1番目の
温度計Ｒ1、第２番目のソレノイド型誘導加熱装置Ｈ2の
入口には第２番目の温度計Ｒ2、………、第ｎ番目のソ
レノイド型誘導加熱装置Ｈnの入口には第ｎ番目の温度
計Ｒn がそれぞれ設置されているとともに、第ｎ番目の
ソレノイド型誘導加熱装置Ｈnの出口には第ｎ＋１番目
の温度計Ｒn+1が設置されている。
設備の一実施形態を示す説明図である。第1番目のソレ
ノイド型誘導加熱装置Ｈ1、第２番目のソレノイド型誘
導加熱装置Ｈ2 、………、第ｎ番目のソレノイド型誘導
加熱装置Ｈnとｎ個のソレノイド型誘導加熱装置が直列
に所定の間隔Ｌをとって配置されており、搬送ローラ２
に載った厚鋼板１が各ソレノイド型誘導加熱装置を順次
通過して加熱されるようになっている。そして、第1番
目のソレノイド型誘導加熱装置Ｈ1の入口には第1番目の
温度計Ｒ1、第２番目のソレノイド型誘導加熱装置Ｈ2の
入口には第２番目の温度計Ｒ2、………、第ｎ番目のソ
レノイド型誘導加熱装置Ｈnの入口には第ｎ番目の温度
計Ｒn がそれぞれ設置されているとともに、第ｎ番目の
ソレノイド型誘導加熱装置Ｈnの出口には第ｎ＋１番目
の温度計Ｒn+1が設置されている。
【００１４】間隔をとって配置された各ソレノイド型誘
導加熱装置を厚鋼板が通過していくと、図２に示すよう
に、各ソレノイド型誘導加熱装置で厚鋼板の表層部近傍
が加熱されるが、ソレノイド型誘導加熱装置とソレノイ
ド型誘導加熱装置との間では、表層部近傍の熱が熱伝導
により板厚内部温度を上昇させるとともに表面温度を下
げ、板厚方向の均熱化が図られる。したがって、ソレノ
イド型誘導加熱装置間の間隔を、熱処理能率、加熱能
力、通過速度等を考慮して、板厚方向均熱化に必要な時
間が得られるように定めておけば、厚鋼板の板厚方向の
温度均一化と表面温度の上限制約を満足しながら、目標
熱処理温度になるように加熱することが可能である。
導加熱装置を厚鋼板が通過していくと、図２に示すよう
に、各ソレノイド型誘導加熱装置で厚鋼板の表層部近傍
が加熱されるが、ソレノイド型誘導加熱装置とソレノイ
ド型誘導加熱装置との間では、表層部近傍の熱が熱伝導
により板厚内部温度を上昇させるとともに表面温度を下
げ、板厚方向の均熱化が図られる。したがって、ソレノ
イド型誘導加熱装置間の間隔を、熱処理能率、加熱能
力、通過速度等を考慮して、板厚方向均熱化に必要な時
間が得られるように定めておけば、厚鋼板の板厚方向の
温度均一化と表面温度の上限制約を満足しながら、目標
熱処理温度になるように加熱することが可能である。
【００１５】そして、実操業では熱処理前の厚鋼板間で
の温度変動や厚鋼板内での長手方向の温度変動等が存在
するので、精度良い管理を行うためには、厚鋼板の温度
を実測して、その結果に基づいてソレノイド型誘導加熱
装置を制御していくことが必要となる。その際の厚鋼板
の温度測定は、板厚方向での均熱化によって表面温度が
ほぼ平均温度となる地点で行えばよい。
の温度変動や厚鋼板内での長手方向の温度変動等が存在
するので、精度良い管理を行うためには、厚鋼板の温度
を実測して、その結果に基づいてソレノイド型誘導加熱
装置を制御していくことが必要となる。その際の厚鋼板
の温度測定は、板厚方向での均熱化によって表面温度が
ほぼ平均温度となる地点で行えばよい。
【００１６】なお、熱処理開始前の厚鋼板は板厚方向に
温度分布をもっている可能性があるので、第1番目のソ
レノイド型誘導加熱装置の入口に配置された温度計は、
例えば、特開２０００−１２１４５５号公報に記載のよ
うな超音波を用いて鋼材内部の温度分布を測定する装置
のように、厚鋼板の板厚方向の平均温度を計測できる温
度計であることが望ましい。
温度分布をもっている可能性があるので、第1番目のソ
レノイド型誘導加熱装置の入口に配置された温度計は、
例えば、特開２０００−１２１４５５号公報に記載のよ
うな超音波を用いて鋼材内部の温度分布を測定する装置
のように、厚鋼板の板厚方向の平均温度を計測できる温
度計であることが望ましい。
【００１７】以下に、本発明の厚鋼板の熱処理方法の第
１の実施形態を説明する。
１の実施形態を説明する。
【００１８】まず、厚鋼板の寸法、初期温度、目標熱処
理温度、表面温度の上限制約等に基づいて、厚鋼板の昇
温スケジュール、すなわち、ソレノイド型誘導加熱装置
Ｈi（ｉ＝１〜ｎ）での入口目標温度Ｔｍi（ｉ＝１〜
ｎ）と出口目標温度Ｔｎi（ｉ＝１〜ｎ）及び通過速度
Ｖを初期設定する。その際、第ｉ番目のソレノイド型誘
導加熱装置Ｈiの出口目標温度Ｔｎiが第ｉ＋１番目のソ
レノイド型誘導加熱装置Ｈi+1の入口目標温度Ｔｍi+1に
対応するが、第ｉ番目のソレノイド型誘導加熱装置Ｈi
と第ｉ＋１番目のソレノイド型誘導加熱装置Ｈi+1との
間での空冷による温度降下ΔＴａiが無視できない場合
には、それを見込んで出口目標温度Ｔｎiと入口目標温
度Ｔｍi+1を設定する。そして、ソレノイド型誘導加熱
装置Ｈiの入口目標温度Ｔｍiと出口目標温度とＴｎiの
差がソレノイド型誘導加熱装置Ｈiでの目標昇温量とな
るので、ソレノイド型誘導加熱装置Ｈiでの必要な加熱
電力Ｐｈiおよび投入電力Ｐｅiが下記の式により定ま
る。
理温度、表面温度の上限制約等に基づいて、厚鋼板の昇
温スケジュール、すなわち、ソレノイド型誘導加熱装置
Ｈi（ｉ＝１〜ｎ）での入口目標温度Ｔｍi（ｉ＝１〜
ｎ）と出口目標温度Ｔｎi（ｉ＝１〜ｎ）及び通過速度
Ｖを初期設定する。その際、第ｉ番目のソレノイド型誘
導加熱装置Ｈiの出口目標温度Ｔｎiが第ｉ＋１番目のソ
レノイド型誘導加熱装置Ｈi+1の入口目標温度Ｔｍi+1に
対応するが、第ｉ番目のソレノイド型誘導加熱装置Ｈi
と第ｉ＋１番目のソレノイド型誘導加熱装置Ｈi+1との
間での空冷による温度降下ΔＴａiが無視できない場合
には、それを見込んで出口目標温度Ｔｎiと入口目標温
度Ｔｍi+1を設定する。そして、ソレノイド型誘導加熱
装置Ｈiの入口目標温度Ｔｍiと出口目標温度とＴｎiの
差がソレノイド型誘導加熱装置Ｈiでの目標昇温量とな
るので、ソレノイド型誘導加熱装置Ｈiでの必要な加熱
電力Ｐｈiおよび投入電力Ｐｅiが下記の式により定ま
る。
【００１９】
加熱電力Ｐｈi＝Ｃ・（Ｔｎi−Ｔｍi）ｈ・ｗ・Ｖ
投入電力Ｐｅi＝Ｐｈi／νi
ここで、Ｃ：厚鋼板の比熱
ｈ：厚鋼板の板厚
ｗ：厚鋼板の板幅
νi：第ｉ番目のソレノイド型誘導加熱装置の加熱効率
次に、上記のような初期設定に基づいて厚鋼板の熱処理
を開始した後、図３に示すように、第ｉ番目のソレノイ
ド型誘導加熱装置Ｈiの入口に設定された温度計Ｒiで測
定した入口実測温度Ｔｒiを入口目標温度Ｔｍiと比較
し、偏差がある場合には、その温度偏差を加熱電力ΔＰ
ｈiに変換し、それを加熱効率νiで除して投入電力ΔＰ
ｅiを算出し、ソレノイド型誘導加熱装置Ｈiへの投入電
力ＰｅiをΔＰｅiだけ修正する。
を開始した後、図３に示すように、第ｉ番目のソレノイ
ド型誘導加熱装置Ｈiの入口に設定された温度計Ｒiで測
定した入口実測温度Ｔｒiを入口目標温度Ｔｍiと比較
し、偏差がある場合には、その温度偏差を加熱電力ΔＰ
ｈiに変換し、それを加熱効率νiで除して投入電力ΔＰ
ｅiを算出し、ソレノイド型誘導加熱装置Ｈiへの投入電
力ＰｅiをΔＰｅiだけ修正する。
【００２０】これによって、目標熱処理温度および表面
温度の上限制約を考慮して定めた昇温スケジュールにし
たがって厚鋼板が加熱されるようになる。
温度の上限制約を考慮して定めた昇温スケジュールにし
たがって厚鋼板が加熱されるようになる。
【００２１】このように、厚鋼板の温度を実測し、厚鋼
板の実測温度の目標温度からの偏差を求め、その温度偏
差を前方補償するという制御を行うことにより、厚鋼板
間での熱処理開始前温度の変動や厚鋼板内での長手方向
の温度変動があっても、板厚方向の温度均一化と表面温
度の上限管理を行いながら、平均温度が目標熱処理温度
になるように精度良く加熱することができる。
板の実測温度の目標温度からの偏差を求め、その温度偏
差を前方補償するという制御を行うことにより、厚鋼板
間での熱処理開始前温度の変動や厚鋼板内での長手方向
の温度変動があっても、板厚方向の温度均一化と表面温
度の上限管理を行いながら、平均温度が目標熱処理温度
になるように精度良く加熱することができる。
【００２２】以下に、本発明の厚鋼板の熱処理方法の第
２の実施形態を説明する。
２の実施形態を説明する。
【００２３】まず、厚鋼板の昇温スケジュール、すなわ
ち、ソレノイド型誘導加熱装置Ｈi（ｉ＝１〜ｎ）の入
口目標温度Ｔｍi（ｉ＝１〜ｎ）と出口目標温度Ｔｎ
i（ｉ＝１〜ｎ）および通過速度Ｖの初期設定について
は、前述の第１の実施形態と同様である。
ち、ソレノイド型誘導加熱装置Ｈi（ｉ＝１〜ｎ）の入
口目標温度Ｔｍi（ｉ＝１〜ｎ）と出口目標温度Ｔｎ
i（ｉ＝１〜ｎ）および通過速度Ｖの初期設定について
は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００２４】次に、上記のような初期設定に基づいて厚
鋼板の熱処理を開始した後、図４に示すように、第ｉ＋
１番目のソレノイド型誘導加熱装置Ｈi+1の入口に設定
された温度計Ｒi+1で測定した入口実測温度Ｔｒi+1を入
口目標温度Ｔｍi+1と比較し、偏差がある場合には、そ
の温度偏差をＰＩＤ調節器を介して加熱電力ΔＰｈiに
変換し、それを加熱効率νiで除して投入電力ΔＰｅiを
算出し、ソレノイド型誘導加熱装置Ｈiへの投入電力Ｐ
ｅiをΔＰｅiだけ修正する。
鋼板の熱処理を開始した後、図４に示すように、第ｉ＋
１番目のソレノイド型誘導加熱装置Ｈi+1の入口に設定
された温度計Ｒi+1で測定した入口実測温度Ｔｒi+1を入
口目標温度Ｔｍi+1と比較し、偏差がある場合には、そ
の温度偏差をＰＩＤ調節器を介して加熱電力ΔＰｈiに
変換し、それを加熱効率νiで除して投入電力ΔＰｅiを
算出し、ソレノイド型誘導加熱装置Ｈiへの投入電力Ｐ
ｅiをΔＰｅiだけ修正する。
【００２５】これによって、目標熱処理温度および表面
温度の上限制約を考慮して定めた昇温スケジュールにし
たがって厚鋼板が加熱されるようになる。
温度の上限制約を考慮して定めた昇温スケジュールにし
たがって厚鋼板が加熱されるようになる。
【００２６】このように、厚鋼板の温度を実測し、厚鋼
板の実測温度の目標温度からの偏差を求め、その温度偏
差を後方補償するという制御を行うことにより、厚鋼板
間での熱処理開始前温度の変動や厚鋼板内での長手方向
の温度変動があっても、板厚方向の温度均一化と表面温
度の上限管理を行いながら、平均温度が目標熱処理温度
になるように精度良く加熱することができる。
板の実測温度の目標温度からの偏差を求め、その温度偏
差を後方補償するという制御を行うことにより、厚鋼板
間での熱処理開始前温度の変動や厚鋼板内での長手方向
の温度変動があっても、板厚方向の温度均一化と表面温
度の上限管理を行いながら、平均温度が目標熱処理温度
になるように精度良く加熱することができる。
【００２７】なお、上記の第１の実施形態および第２の
実施形態においては、以下の点を考慮して実施すること
が望ましい。 加熱中は、厚鋼板は全長にわたり一定速度で通過させ
る。温度測定の結果、あるソレノイド型誘導加熱装置で
速度変更の必要があったとしても、速度を変化させると
他のソレノイド型誘導加熱装置で温度変動を発生させる
ことになる。 厚鋼板の初期温度の変動は、できるだけ第１番目のソ
レノイド型誘導加熱装置で除去する。第２番目のソレノ
イド型誘導加熱装置以後での加熱電力増加は表面温度上
限を超える危険性がある。第１の実施形態および第２
の実施形態を併用することも効果的である。すなわち、
第ｉ番目のソレノイド型誘導加熱装置の投入電力に過不
足が生じた場合、それによる温度偏差は第ｉ＋１番目の
ソレノイド型誘導加熱装置で補償すると同時に、第ｉ番
目のソレノイド型誘導加熱装置の誤差を速やかに修正す
る。厚鋼板の温度変動はフィードフォワード制御で補償
し、ソレノイド型誘導加熱装置の加熱誤差はフィードバ
ック制御で修正する。
実施形態においては、以下の点を考慮して実施すること
が望ましい。 加熱中は、厚鋼板は全長にわたり一定速度で通過させ
る。温度測定の結果、あるソレノイド型誘導加熱装置で
速度変更の必要があったとしても、速度を変化させると
他のソレノイド型誘導加熱装置で温度変動を発生させる
ことになる。 厚鋼板の初期温度の変動は、できるだけ第１番目のソ
レノイド型誘導加熱装置で除去する。第２番目のソレノ
イド型誘導加熱装置以後での加熱電力増加は表面温度上
限を超える危険性がある。第１の実施形態および第２
の実施形態を併用することも効果的である。すなわち、
第ｉ番目のソレノイド型誘導加熱装置の投入電力に過不
足が生じた場合、それによる温度偏差は第ｉ＋１番目の
ソレノイド型誘導加熱装置で補償すると同時に、第ｉ番
目のソレノイド型誘導加熱装置の誤差を速やかに修正す
る。厚鋼板の温度変動はフィードフォワード制御で補償
し、ソレノイド型誘導加熱装置の加熱誤差はフィードバ
ック制御で修正する。
【００２８】以下に、本発明の厚鋼板の熱処理方法の第
３の実施形態を説明する。
３の実施形態を説明する。
【００２９】複数台直列配置されたソレノイド型誘導加
熱装置で誘導加熱する場合、各ソレノイド型誘導加熱装
置での加熱温度域は下流に行くほど高くなるため、それ
ぞれのソレノイド型誘導加熱装置の加熱効率は一様では
ない。これは厚鋼板の温度により透磁率が変わるためで
ある。したがって、ソレノイド型誘導加熱装置の加熱効
率を精度良く推定することが重要である。
熱装置で誘導加熱する場合、各ソレノイド型誘導加熱装
置での加熱温度域は下流に行くほど高くなるため、それ
ぞれのソレノイド型誘導加熱装置の加熱効率は一様では
ない。これは厚鋼板の温度により透磁率が変わるためで
ある。したがって、ソレノイド型誘導加熱装置の加熱効
率を精度良く推定することが重要である。
【００３０】図５に示すように、第ｉ番目のソレノイド
型誘導加熱装置Ｈiの入口に設定された温度計Ｒiで測定
した実測温度Ｔｒiと第ｉ＋１番目のソレノイド型誘導
加熱装置Ｈi+1の入口に設定された温度計Ｒi+1で測定し
た実測温度Ｔｒi+1とから昇温量を求め、それにソレノ
イド型誘導加熱装置Ｈiを通過後の空冷温度降下分ΔＴ
ａiを加えてソレノイド型誘導加熱装置Ｈiの正味昇温量
実績を算定し、それを加熱電力に変換して加熱電力実績
Ｐｈi Oを算出する。そして、加熱電力実績Ｐｈ i Oを投入
電力実績Ｐｅi Oで除すことによりソレノイド型誘導加熱
装置Ｈiの実績加熱効率νi Oを算出する。すなわち、 加熱電力実績Ｐｈi O＝Ｃ・（Ｔｒi+1−Ｔｒi＋ΔＴ
ａi）ｈ・ｗ・Ｖ 実績加熱効率νi O＝加熱電力実績Ｐｈi O／投入電力実績
Ｐｅi O ここで、Ｃ：厚鋼板の比熱 ｈ：厚鋼板の板厚 ｗ：厚鋼板の板幅 Ｖ：通過速度 そして、実績加熱効率νi Oを、次の厚鋼板の加熱に際し
て用いるソレノイド型誘導加熱装置Ｈiの加熱効率νiに
反映する。実績加熱効率νi Oの反映方法は、例えば下記
のように指数平滑等の方法を用いても良い。
型誘導加熱装置Ｈiの入口に設定された温度計Ｒiで測定
した実測温度Ｔｒiと第ｉ＋１番目のソレノイド型誘導
加熱装置Ｈi+1の入口に設定された温度計Ｒi+1で測定し
た実測温度Ｔｒi+1とから昇温量を求め、それにソレノ
イド型誘導加熱装置Ｈiを通過後の空冷温度降下分ΔＴ
ａiを加えてソレノイド型誘導加熱装置Ｈiの正味昇温量
実績を算定し、それを加熱電力に変換して加熱電力実績
Ｐｈi Oを算出する。そして、加熱電力実績Ｐｈ i Oを投入
電力実績Ｐｅi Oで除すことによりソレノイド型誘導加熱
装置Ｈiの実績加熱効率νi Oを算出する。すなわち、 加熱電力実績Ｐｈi O＝Ｃ・（Ｔｒi+1−Ｔｒi＋ΔＴ
ａi）ｈ・ｗ・Ｖ 実績加熱効率νi O＝加熱電力実績Ｐｈi O／投入電力実績
Ｐｅi O ここで、Ｃ：厚鋼板の比熱 ｈ：厚鋼板の板厚 ｗ：厚鋼板の板幅 Ｖ：通過速度 そして、実績加熱効率νi Oを、次の厚鋼板の加熱に際し
て用いるソレノイド型誘導加熱装置Ｈiの加熱効率νiに
反映する。実績加熱効率νi Oの反映方法は、例えば下記
のように指数平滑等の方法を用いても良い。
【００３１】νi＝（１−χ）・νi-1 O＋χ・νi O
（０＜χ≦１） 以上のように、厚鋼板の温度を実測し、ソレノイド型誘
導加熱装置の加熱効率の推定精度を高めることにより、
板厚方向の温度均一化と表面温度の上限管理を行いなが
ら、平均温度が目標熱処理温度になるように精度良く加
熱することができる。
（０＜χ≦１） 以上のように、厚鋼板の温度を実測し、ソレノイド型誘
導加熱装置の加熱効率の推定精度を高めることにより、
板厚方向の温度均一化と表面温度の上限管理を行いなが
ら、平均温度が目標熱処理温度になるように精度良く加
熱することができる。
【００３２】なお、これまでに述べた実施形態において
は、厚鋼板の平均温度を測定できるように、板厚方向で
の均熱化によって表面温度が平均温度となる各ソレノイ
ド型誘導加熱装置の入口に温度計を設置して温度測定を
行なっているが、それに加えて、各ソレノイド型誘導加
熱装置の出口に温度計を設置して各ソレノイド型誘導加
熱装置を通過直後の厚鋼板の表面温度を測定すること
で、上限温度管理を直接行うことができる。
は、厚鋼板の平均温度を測定できるように、板厚方向で
の均熱化によって表面温度が平均温度となる各ソレノイ
ド型誘導加熱装置の入口に温度計を設置して温度測定を
行なっているが、それに加えて、各ソレノイド型誘導加
熱装置の出口に温度計を設置して各ソレノイド型誘導加
熱装置を通過直後の厚鋼板の表面温度を測定すること
で、上限温度管理を直接行うことができる。
【００３３】また、前述の特開２０００−１２１４５５
号公報記載の鋼材内部温度測定装置を各ソレノイド型誘
導加熱装置の出口に設置して、各ソレノイド型誘導加熱
装置を通過直後の厚鋼板の表面温度および内部温度を測
定することによって、一層精度の良い温度管理を行うこ
とも可能である。
号公報記載の鋼材内部温度測定装置を各ソレノイド型誘
導加熱装置の出口に設置して、各ソレノイド型誘導加熱
装置を通過直後の厚鋼板の表面温度および内部温度を測
定することによって、一層精度の良い温度管理を行うこ
とも可能である。
【００３４】
【実施例】図６は、本発明の厚鋼板の熱処理装置の圧延
ライン上に配置した例である。加熱炉３、圧延機４、冷
却装置５、ホットレベラ６、誘導加熱装置７、クーリン
グベッド８の順に配置されている。誘導加熱装置７は、
板厚８〜５０ｍｍ、最大板幅４６００ｍｍの厚鋼板を１
４０Ｔ／Ｈの加熱能率で、板厚方向の温度均一化と表面
温度の上限制約を満足しながら加熱できるように、０．
３ｍ以上の間隔で直列に配置された４台のソレノイド型
誘導加熱装置からなっており、各ソレノイド型誘導加熱
装置の入口と第４番目のソレノイド型誘導加熱装置の出
口には温度計が設置されている。
ライン上に配置した例である。加熱炉３、圧延機４、冷
却装置５、ホットレベラ６、誘導加熱装置７、クーリン
グベッド８の順に配置されている。誘導加熱装置７は、
板厚８〜５０ｍｍ、最大板幅４６００ｍｍの厚鋼板を１
４０Ｔ／Ｈの加熱能率で、板厚方向の温度均一化と表面
温度の上限制約を満足しながら加熱できるように、０．
３ｍ以上の間隔で直列に配置された４台のソレノイド型
誘導加熱装置からなっており、各ソレノイド型誘導加熱
装置の入口と第４番目のソレノイド型誘導加熱装置の出
口には温度計が設置されている。
【００３５】そして、前述の本発明の熱処理方法の第１
の実施形態によって、板厚２５ｍｍ、板幅４５００ｍｍ
で加熱前温度が長手方向で変動している普通鋼の厚鋼板
を、初期温度２００℃から目標熱処理温度６５０℃ま
で、加熱上限温度を７００℃として加熱した場合を、本
発明の実施例として示す。なお、本発明の熱処理方法を
適用しなかった場合を比較例として示す。
の実施形態によって、板厚２５ｍｍ、板幅４５００ｍｍ
で加熱前温度が長手方向で変動している普通鋼の厚鋼板
を、初期温度２００℃から目標熱処理温度６５０℃ま
で、加熱上限温度を７００℃として加熱した場合を、本
発明の実施例として示す。なお、本発明の熱処理方法を
適用しなかった場合を比較例として示す。
【００３６】図７は、それによる厚鋼板の中心温度及び
表面温度の推移で、（ａ）は本発明の実施例のものであ
り、（ｂ）は比較例のものである。
表面温度の推移で、（ａ）は本発明の実施例のものであ
り、（ｂ）は比較例のものである。
【００３７】本発明の実施例では、図７（ａ）に示すよ
うに、厚鋼板の先端が第１番目のソレノイド型誘導加熱
装置で加熱を開始してから１秒後に測定した入口実測温
度が入口目標温度２００℃に比べて３０℃高くなった
が、フィードフォワード制御によってこの温度変動を第
1番目のソレノイド型誘導加熱装置への投入電力で補償
することにより、第1番目のソレノイド型誘導加熱装置
の出口以降では、厚鋼板長手方向の温度変動がほとんど
無くなっている。
うに、厚鋼板の先端が第１番目のソレノイド型誘導加熱
装置で加熱を開始してから１秒後に測定した入口実測温
度が入口目標温度２００℃に比べて３０℃高くなった
が、フィードフォワード制御によってこの温度変動を第
1番目のソレノイド型誘導加熱装置への投入電力で補償
することにより、第1番目のソレノイド型誘導加熱装置
の出口以降では、厚鋼板長手方向の温度変動がほとんど
無くなっている。
【００３８】これに対して、比較例では、図７（ｂ）に
示すように、第1番目のソレノイド型誘導加熱装置の出
口以降も加熱前の厚鋼板長手方向の温度変動がそのまま
持続している。
示すように、第1番目のソレノイド型誘導加熱装置の出
口以降も加熱前の厚鋼板長手方向の温度変動がそのまま
持続している。
【００３９】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、所定
の間隔をとって直列に配置された複数個のソレノイド型
誘導加熱装置を通過させて厚鋼板を加熱するともに、予
め各ソレノイド型誘導加熱装置を通過する前の厚鋼板の
目標温度をそれぞれ設定しておき、各ソレノイド型誘導
加熱装置を通過する前に測定した厚鋼板の実測温度と前
記目標温度との偏差を求め、温度偏差を前方補償あるい
は後方補償することにより、厚鋼板の板厚方向の温度均
一化と表面温度の上限管理を行いながら、平均温度が目
標熱処理温度になるように精度良く加熱することができ
る。
の間隔をとって直列に配置された複数個のソレノイド型
誘導加熱装置を通過させて厚鋼板を加熱するともに、予
め各ソレノイド型誘導加熱装置を通過する前の厚鋼板の
目標温度をそれぞれ設定しておき、各ソレノイド型誘導
加熱装置を通過する前に測定した厚鋼板の実測温度と前
記目標温度との偏差を求め、温度偏差を前方補償あるい
は後方補償することにより、厚鋼板の板厚方向の温度均
一化と表面温度の上限管理を行いながら、平均温度が目
標熱処理温度になるように精度良く加熱することができ
る。
【図１】本発明の厚鋼板の熱処理設備の一実施形態を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明の厚鋼板の熱処理設備を用いた場合の厚
鋼板の温度推移を示す図である。
鋼板の温度推移を示す図である。
【図３】本発明の厚鋼板の熱処理方法の第１の実施形態
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明の厚鋼板の熱処理方法の第２の実施形態
を示す図である。
を示す図である。
【図５】本発明の厚鋼板の熱処理方法の第３の実施形態
を示す図である。
を示す図である。
【図６】本発明の厚鋼板の熱処理装置の配置例を示す図
である。
である。
【図７】本発明の厚鋼板の熱処理方法の実施例を説明す
る図である。 （ａ）実施例の温度推移を示す図である。 （ｂ）比較例の温度推移を示す図である。
る図である。 （ａ）実施例の温度推移を示す図である。 （ｂ）比較例の温度推移を示す図である。
１ 厚鋼板
２ 搬送ロール
３ 加熱炉
４ 圧延機
５ 冷却装置
６ ホットレベラ
７ 誘導加熱装置
８ クーリングベッド
Ｈi（ｉ＝１〜ｎ） ソレノイド型誘導加熱装置
Ｒi（ｉ＝１〜ｎ＋１） 温度計
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 多賀根 章
東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日
本鋼管株式会社内
(72)発明者 杉岡 正敏
東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日
本鋼管株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 所定の間隔をとって直列に配置された複
数個のソレノイド型誘導加熱装置と、第１番目のソレノ
イド型誘導加熱装置の入口と各ソレノイド型誘導加熱装
置の間と最終ソレノイド型誘導加熱装置の出口にそれぞ
れ設けられた温度計測手段とを有することを特徴とする
厚鋼板の熱処理装置。 - 【請求項２】 第１番目のソレノイド型誘導加熱装置の
入口に設けられた温度計測手段が厚鋼板の板厚方向平均
温度を計測する温度計測手段であることを特徴とする請
求項１に記載の厚鋼板の熱処理装置。 - 【請求項３】 所定の間隔をとって直列に配置された複
数個のソレノイド型誘導加熱装置を通過させて厚鋼板を
加熱するとともに、予め各ソレノイド型誘導加熱装置を
通過する前の厚鋼板の目標温度をそれぞれ設定してお
き、各ソレノイド型誘導加熱装置を通過する前の厚鋼板
の温度を実測し、当該実測温度の前記目標温度からの偏
差を求め、当該温度偏差を前方補償することを特徴とす
る厚鋼板の熱処理方法。 - 【請求項４】 所定の間隔をとって直列に配置された複
数個のソレノイド型誘導加熱装置を通過させて厚鋼板を
加熱するとともに、予め各ソレノイド型誘導加熱装置を
通過した後の厚鋼板の目標温度をそれぞれ設定してお
き、各ソレノイド型誘導加熱装置を通過した後の厚鋼板
の温度を実測し、当該実測温度の前記目標温度からの偏
差を求め、当該温度偏差を後方補償することを特徴とす
る厚鋼板の熱処理方法。 - 【請求項５】 所定の間隔をとって直列に配置された複
数個のソレノイド型誘導加熱装置を通過させて厚鋼板を
加熱するとともに、各ソレノイド型誘導加熱装置を通過
前と通過後の厚鋼板の温度を実測し、当該実測温度から
各ソレノイド型誘導加熱装置の実績加熱効率を算定し、
算定された実績加熱効率に基づいて各ソレノイド型誘導
加熱装置の加熱効率を補正することを特徴とする厚鋼板
の熱処理方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001314160A JP3945212B2 (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 厚鋼板の熱処理装置および熱処理方法 |
| PCT/JP2001/011086 WO2002050317A1 (en) | 2000-12-18 | 2001-12-18 | Production method for steel plate and equipment therefor |
| KR1020037007910A KR100549451B1 (ko) | 2000-12-18 | 2001-12-18 | 후강판의 제조방법 및 그 설비 |
| CNB018208444A CN100513589C (zh) | 2000-12-18 | 2001-12-18 | 厚钢板的制造方法及其设备 |
| DE60133936T DE60133936D1 (de) | 2000-12-18 | 2001-12-18 | Verfahren zur herstellung einer stahlplatte und einrichtungen hierfür |
| CN2008101885933A CN101463414B (zh) | 2000-12-18 | 2001-12-18 | 厚钢板的制造方法 |
| EP01271125A EP1359230B1 (en) | 2000-12-18 | 2001-12-18 | Production method for steel plate and equipment therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001314160A JP3945212B2 (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 厚鋼板の熱処理装置および熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003119516A true JP2003119516A (ja) | 2003-04-23 |
| JP3945212B2 JP3945212B2 (ja) | 2007-07-18 |
Family
ID=19132518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001314160A Expired - Lifetime JP3945212B2 (ja) | 2000-12-18 | 2001-10-11 | 厚鋼板の熱処理装置および熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3945212B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005256138A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Jfe Steel Kk | 厚鋼板の熱処理方法及びその装置 |
-
2001
- 2001-10-11 JP JP2001314160A patent/JP3945212B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005256138A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Jfe Steel Kk | 厚鋼板の熱処理方法及びその装置 |
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|---|---|
| JP3945212B2 (ja) | 2007-07-18 |
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