JP2015129337A - 合金化炉における鋼板の温度制御方法および温度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼種による鋼板の色調差にかかわらず正確に温度計測を行って鋼板の温度を制御することができる合金化炉における鋼板の温度制御方法および温度制御装置を提供する。【解決手段】溶融めっき後の複数の異なる鋼種の鋼板１が連続的に供給されて合金化処理が施される合金化炉２０において鋼板の温度制御を行うにあたり、合金化炉２０内の鋼板パスライン方向において、複数の異なる鋼種の鋼板の鋼種による放射率の違いに応じて、それぞれ異なる放射率に設定された複数の放射温度計３１ａ，３１ｂ，３１ｃを、それぞれの鋼種における合金化処理が進行する位置に適合する位置に配置し、制御ユニット３０において、複数の放射温度計３１ａ，３１ｂ，３１ｃの中から、実際に用いられる鋼板の鋼種に適合したものを選択し、選択された放射温度計からの計測信号に基づいて合金化炉２０内の鋼板１の温度制御を行う。【選択図】 図１

Description

本発明は、溶融めっき後の鋼板に合金化処理を行う合金化炉において鋼板の温度制御を行う鋼板の温度制御方法および温度制御装置に関する。

合金化溶融めっき鋼板を製造する際には、めっき浴から連続的に引き上げられためっき鋼板に対し合金化処理を行う。合金化処理を行うための合金化炉では、過合金や合金化不足にならずに適正な合金化処理を行うために、合金化炉における合金化が進行する位置で適切な温度制御を行う必要がある。

合金化装置での温度制御は、炉内の温度を測定して炉自体の温度を制御する方法、および鋼板の温度を直接測定して鋼板温度を制御する方法がある。合金化炉の温度を制御する方法は、合金化処理時の炉温度と製品の鋼種・サイズ等を考慮した上で、予め対象鋼板処理時の目標となる炉温度を決め、これに基づいて炉温度を設定している。一方、鋼板温度を制御する方法では、鋼板温度を測定し、対象鋼板の温度が目標温度となるように炉温度を制御する。品質の観点からは、後者の鋼板温度を制御する方法が望ましい。

合金化炉における鋼板温度の測定には非接触式の温度計である放射温度計が主に用いられている。放射温度計は、被測定体から放射される赤外光により被測定体の温度を測定する。被測定体の放射温度計による計測値は、被測定体の放射率によって変化するため、放射温度計に放射率を設定する必要がある。黒体の放射率は１．０であるが、加熱鋼板の放射率は０．１〜０．３程度である。しかし、合金化炉内では鋼板の放射率が変動するため、放射温度計の測定値に誤差が生じ、合金化処理が適正に行われない場合がある。

この点に関して、特許文献１では、鋼板の搬送方向に沿って放射率を一定に設定した複数の放射温度計を設け、その各々の測定結果より温度計指示値振れ幅を求め、合金化位置を把握して合金化炉内で適正な合金化処理を可能にする方法が提案されている。また、特許文献２では、鋼板の搬送方向に沿って、放射率を一定に設定した複数の放射温度計を設けて、鋼板の放射エネルギーから鋼板の放射率を求めて、当該放射率の特定範囲から合金化位置を求め、当該合金化位置を一定にする方法が示されている。さらに、特許文献３では、鋼板の例ではないが、放射率一定の塗料をストリップの一部に塗布し、その塗料の放射率からストリップの温度を測定することが記載されている。

特開平３−１８８２５５号公報 特開平７−１５０３２８号公報 特表平８−５０２３６２号公報

鋼板は鋼種により色調差が発生し、それが放射率の差となって現れる。また、鋼種によって合金化が進行・完了する設備上の位置が異なって鋼板の色調差が発生するため、これも放射率の差となって現れる。このような鋼種の違いによる色調差によってもたらされる放射率の差に基づく温度測定誤差については、上記特許文献１ないし３では想定していない。

現状、このような問題に対しては、合金化炉での鋼板の温度計測は、放射温度計の放射率を設備の代表的な鋼種に合わせて一定に設定し、それ以外の鋼種に対しては、温度補正を加えたり、放射温度計の計測結果に基づく制御目標値に修正を加えたりすることにより運用している。しかし、温度補正を正確に行うことは困難であり、放射温度計の計測結果に基づく制御目標値に修正を加えるにしても、実際の鋼板温度とは異なる誤差を含む温度計測結果に基づくことになり、いずれも温度測定誤差を十分に解消することはできない。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、鋼種による鋼板の色調差にかかわらず正確に温度計測を行って鋼板の温度を制御することができる合金化炉における鋼板の温度制御方法および温度制御装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、溶融めっき後の複数の異なる鋼種の鋼板が連続的に供給されて合金化処理が施される合金化炉において鋼板の温度制御を行う鋼板の温度制御方法であって、前記合金化炉内の鋼板パスライン方向において、前記複数の異なる鋼種の鋼板の鋼種による放射率の違いに応じて、それぞれ異なる放射率に設定された複数の放射温度計を、それぞれの鋼種における合金化処理が進行する位置に適合する位置に配置し、前記複数の放射温度計の中から、実際に用いられる鋼板の鋼種に適合したものを選択し、選択された放射温度計からの計測信号に基づいて前記合金化炉内の鋼板の温度制御を行うことを特徴とする、合金化炉における鋼板の温度制御方法を提供する。

また、本発明は、溶融めっき後の複数の異なる鋼種の鋼板が連続的に供給されて合金化処理が施される合金化炉において鋼板の温度制御を行う鋼板の温度制御装置であって、前記合金化炉内の鋼板パスライン方向において、それぞれの鋼種における合金化処理が進行する位置に適合する位置に配置され、前記複数の異なる鋼種の鋼板の鋼種による放射率の違いに応じて、それぞれ異なる放射率に設定された複数の放射温度計と、前記複数の放射温度計の中から、実際に用いられる鋼板の鋼種に適合したものを選択し、選択された放射温度計からの計測信号に基づいて前記合金化炉内の鋼板の温度制御を行う制御ユニットとを有することを特徴とする、合金化炉における鋼板の温度制御装置を提供する。

本発明によれば、合金化炉内の鋼板パスライン方向において、複数の異なる鋼種の鋼板の鋼種による放射率の違いに応じて、それぞれ異なる放射率に設定された複数の放射温度計を、それぞれの鋼種における合金化処理が進行する位置に適合する位置に配置し、実際に用いられる鋼板の鋼種に適合した放射温度計を選択して温度測定を行うので、鋼種による鋼板の色調差にかかわらず正確に温度計測を行って鋼板の温度を制御することができる。

本発明が適用される合金化溶融めっきラインの一例を示す概略構成図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明が適用される合金化溶融めっきラインの一例を示す概略構成図である。

この合金化溶融めっきラインは、めっき部１０と、合金化炉２０と、温度制御装置３０とを備えている。そして、製品となる複数の異なる鋼種の鋼板１が連続的にめっき部１０に供給されて溶融めっきされ、溶融めっきされた鋼板１が合金化炉２０に供給され、温度制御装置３０で温度を制御しつつ合金化処理が行われる。

めっき部１０は、めっき浴となる溶融金属１２を貯留するめっき槽１１と、めっき槽１１内の溶融金属１２に浸漬されるシンクロール１３と、めっき槽１１の上方に設けられためっき付着量制御ノズル１４とを有する。鋼板１は矢印Ｌ１方向に通板され、めっき浴となる溶融金属１２に浸漬されることによりめっきが施される。

合金化炉２０は、めっき槽１１の直上に配置されており、縦長形状を有している。合金化炉２０内の中央には、鉛直方向に沿って複数の異なる鋼種の鋼板１が通板されるパスライン２１を有している。そして、合金化炉２０の下方から溶融めっきが施された後の鋼板１が合金化炉２０内に装入され、パスライン２１に沿って矢印Ｌ２に示す上向きに導かれる。また、合金化炉２０内には、パスライン２１の両側に燃焼バーナー２２が上下に複数配置されている。合金化炉２０は、下から順に第１ゾーン２０ａ、第２ゾーン２０ｂ、第３ゾーン２０ｃに分かれており、ゾーンごとに燃焼バーナー２２の燃焼制御が行われるようになっている。

温度制御装置３０は、パスライン２１の方向すなわち鋼板１の搬送方向に沿って配置された複数（本例では３つ）の放射温度計３１ａ，３１ｂ，３１ｃと、温度制御ユニット（コントローラ）３２とを有する。

複数（３つ）の放射温度計３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、複数の異なる鋼種の鋼板１の鋼種による放射率の違いに応じて、それぞれ異なる放射率に設定されており、また、放射温度計３１ａ，３１ｂ，３１ｃのパスライン２１方向の配置位置は、それぞれに対応する鋼種における合金化処理が進行する位置に適合する位置となっている。

温度制御ユニット３２は、温度計測部３３と、温度制御部３４と、燃焼制御部３５とを有する。温度計測部３３は、放射温度計３１ａ，３１ｂ，３１ｃのうち、実際に用いる鋼板１の鋼種に適合したものを選択し、選択された放射温度計からの計測信号から温度を計測する。温度制御部３４は、温度計測部３３で計測された温度に基づいて温度制御信号を燃焼制御部３５に送る。燃焼制御部３５は、温度制御部３４からの温度制御信号に基づいて、合金化炉２０の第１ゾーン２０ａ、第２ゾーン２０ｂ、第３ゾーン２０ｃの燃焼バーナー２２の燃焼制御を行う。

このように構成された合金化溶融めっきラインにおいては、製品となる鋼板１が矢印Ｌ１方向に斜めに通板され、めっき槽１１内のめっき浴である溶融金属１２に浸漬され溶融めっきが施される。鋼板１は、溶融金属１２内でシンクロール１３により進行方向を矢印Ｌ２に示す上向きに変えた後、めっき付着量制御ノズル１４でめっき付着量が設定値に制御される。

溶融めっき後の鋼板１は、下方から合金化炉２０に装入され、パスライン２１に沿って矢印Ｌ２に示す上向きに導かれ、その間に鋼板１は、パスライン２１の両側に設けられた複数の燃焼バーナー２２により加熱されて合金化処理が施され、温度制御装置３０にて、合金化炉２０内での鋼板１の温度制御が行われる。

この際に、複数の異なる鋼種の鋼板１の鋼種によって色調差が発生し、それが放射率の差となって現れる。このため、単に一定の放射率に設定された放射温度計を所定の位置に設けても、合金化炉２０内で異なる鋼種の鋼板１の温度を正確に把握することは困難である。

そこで、一例として、本実施形態では、複数の異なる鋼種の鋼板１の鋼種による放射率の違いに応じて、それぞれ異なる放射率に設定された複数（３つ）の放射温度計３１ａ，３１ｂ，３１ｃを、パスライン２１方向の配置位置が、それぞれに対応する鋼種における合金化処理が進行する位置に適合する位置になるように配置し、温度計測部３３は、放射温度計３１ａ，３１ｂ，３１ｃの中から、実際に用いられる鋼板１の鋼種に適合したものを選択し、選択された放射温度計からの計測信号に基づいて温度を計測し、その計測値に基づいて温度制御部３４が、燃焼制御部３５に燃焼制御信号を出力して合金化炉２０内の鋼板１の温度制御を行う。このように、放射温度計３１ａ，３１ｂ，３１ｃの中から、複数の異なる鋼種の鋼板１の鋼種に適合した放射率に設定され、鋼板１の鋼種の合金化処理が進行する位置に適合する適切な位置に配置された放射温度計により温度計測するので、鋼種による色調差により発生する放射率誤差の影響を極めて小さくして正確に鋼板の温度計測を行うことができる。このため、合金化炉２０における鋼板１の温度を適切に制御して適切な合金化処理を行うことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、合金化炉として燃焼バーナーにより加熱するものを用いたが、これに限らず、誘導加熱や電気抵抗加熱も適用可能である。また、放射温度計は複数である限り、その個数は３つに限定されるものではなく、適用される鋼種の放射率の分類数に応じて適切な個数を設けて温度計測部３３にて選択するとよい。

１ 鋼板
１０ めっき部
１１ めっき槽
１２ 溶融金属
１３ シンクロール
１４ めっき付着量制御ノズル
２０ 合金化炉
２１ パスライン
２２ 燃焼バーナー
３０ 温度制御装置
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 放射温度計
３２ 温度制御ユニット
３３ 温度計測部
３４ 温度制御部
３５ 燃焼制御部

Claims (2)

1. 溶融めっき後の複数の異なる鋼種の鋼板が連続的に供給されて合金化処理が施される合金化炉において鋼板の温度制御を行う鋼板の温度制御方法であって、
   前記合金化炉内の鋼板パスライン方向において、前記複数の異なる鋼種の鋼板の鋼種による放射率の違いに応じて、それぞれ異なる放射率に設定された複数の放射温度計を、それぞれの鋼種における合金化処理が進行する位置に適合する位置に配置し、
   前記複数の放射温度計の中から、実際に用いられる鋼板の鋼種に適合したものを選択し、選択された放射温度計からの計測信号に基づいて前記合金化炉内の鋼板の温度制御を行うことを特徴とする、合金化炉における鋼板の温度制御方法。
2. 溶融めっき後の複数の異なる鋼種の鋼板が連続的に供給されて合金化処理が施される合金化炉において鋼板の温度制御を行う鋼板の温度制御装置であって、
   前記合金化炉内の鋼板パスライン方向において、それぞれの鋼種における合金化処理が進行する位置に適合する位置に配置され、前記複数の異なる鋼種の鋼板の鋼種による放射率の違いに応じて、それぞれ異なる放射率に設定された複数の放射温度計と、
   前記複数の放射温度計の中から、実際に用いられる鋼板の鋼種に適合したものを選択し、選択された放射温度計からの計測信号に基づいて前記合金化炉内の鋼板の温度制御を行う制御ユニットと
   を有することを特徴とする、合金化炉における鋼板の温度制御装置。

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