JP2015504973A - 連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このような連続焼鈍ラインのファーネス10は、その入側に入力されるストリップが、予熱帯11で加熱帯12の排ガスを用いて予熱され、加熱帯12でラジアンチューブを介して間接加熱されて昇温する。
加熱帯12を通過したストリップは、均熱帯13で一定の温度に均熱処理され、徐冷帯14で雰囲気ガスの循環冷却によって徐冷される。
徐冷帯14を通過したストリップは、急冷帯15で主ガスジェット、冷却ロールおよび補助ガスジェットを用いて冷却され、過時効帯16で過時効処理されて最終冷却帯17で冷却する。
また、ストリップの温度を下降させる徐冷帯14では固溶炭素の溶解度が大きくなり、急冷帯15では固溶炭素が過飽和になり、この固溶炭素の過飽和により形成された炭化物(Fe3C)は過時効帯16で析出する。
このような連続焼鈍ラインのファーネス10における急冷帯15のストリップ温度を制御する方法として、幾つかの技術が提案されている。
すなわち、従来の技術としては、特許文献1(韓国公開特許第2005−0051023号)の「連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ冷却速度制御方法」が提示されている。
特許文献2(韓国公開特許第2004−0047308号)の「焼鈍炉のストリップ冷却装置」は、焼鈍炉の急冷帯におけるストリップを目標の温度に均一に冷却するための装置に関し、ロール内への冷却水の供給によるロール冷却を用いた均一冷却に関する発明である。
また、特許文献3(韓国公開特許第2003−0054513号)の「連続焼鈍炉における冷却帯のストリップ冷却制御方法」には、連続焼鈍炉の冷却帯で冷却ファンの出力変化を制御してストリップの冷却を制御する方法が紹介されている。
ところが、このような従来の技術はいずれも、ストリップの長さ方向の温度を制御することを目的としており、幅方向の温度を制御することが不可能であるという問題点がある。
また、本発明の他の目的は、連続焼鈍ラインにおける急冷帯の入力端および出力端の幅方向温度計を用いて温度を検出し、フィードバック・フィードフォワード制御技法を用いて急冷帯の幅方向ミスト噴射流量の制御によってストリップの幅方向の温度を均一に制御することにより、ストリップの平坦度の変化を最小化するようにした連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御方法および装置を提供することにある。
また、本発明によれば、本発明の連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御方法および装置は、連続焼鈍ラインにおける急冷帯の入力端および出力端の幅方向温度計を用いて温度を検出し、フィードバック・フィードフォワード制御技法を用いて急冷帯の幅方向ミスト噴射流量の制御によってストリップの幅方向の温度を均一に制御することができ、これにより、ストリップの平坦度の変化を最小化することができる優れた効果がある。
本発明の連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御方法および装置は、連続焼鈍ラインにおける急冷帯の入力端および出力端の温度計を用いて温度を検出し、フィードバック・フィードフォワード制御技法を用いて急冷帯のミスト噴射流量制御によってストリップの温度を均一に冷却制御することができることから、ストリップの平坦度の変化を最小化することができる。
本発明の連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御装置100は、ストリップの温度制御のために冷却ノズルブロックをストリップの前後面にそれぞれ上下に複数設置するが、長さ方向流量制御ノズルブロックと幅方向流量制御ノズルブロックに区画して複数セット設置する。
このように本発明に係る連続焼鈍ラインおける急冷帯のストリップ温度制御装置100が適用される連続焼鈍ラインの急冷帯200は、図2に示したとおり、冷却ノズルブロックが上下に11セット構成されるが、11セットのうち、長さ方向流量制御ノズルブロックは6セットであり、幅方向流量制御ノズルブロックは5セットである。冷却ノズルブロックは、それぞれストリップの前後面に設置され、それらの間をストリップSが通過する。
本発明に係る連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御装置100は、図5に示したとおり、急冷帯200の入出側にストリップセンター温度測定器231a、231bと幅方向温度測定器233a、233bを備える。
すなわち、本発明は、ストリップの温度制御のために急冷帯200の入出側のストリップセンター温度測定器231a、231bを設置し、幅方向の温度制御のために幅方向温度測定器233a、233bを設置し、ストリップの実測温度値を検出する。
本発明が適用される急冷帯200は、生産されるストリップ素材の鋼種および大きさによって要求される冷却率(Cooling Rate:℃/sec)が異なり、これにより合計11セットのノズルブロックの流量を決定する制御が求められる。
急冷帯200に設置された長さ方向流量制御ノズルブロックは、急冷帯200の入側から1番ブロック211、2番ブロック212、5番ブロック215、6番ブロック216、9番ブロック219、10番ブロック220に設置され、図5に示したとおり、各ブロックのメインバルブ331を調節してミスト流量を調節する。
すなわち、幅方向流量制御ノズルブロックに備えられた5セットのサーボバルブ332は、図3に示したとおり、それぞれのバルブ開度補償値を決定して、連続焼鈍ラインの急冷帯200に設置された3番ブロック213、4番ブロック214、7番ブロック217、8番ブロック218、11番ブロック221の位置で、ストリップの幅方向に分離された5つのサーボバルブ332別に異なる流量のミストを噴射する。
このように本発明の連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御装置100は、急冷帯200のミスト噴射流量制御によってストリップの温度を均一に制御することができ、その結果としてストリップの平坦度の変化を最小化することができる。
本発明に係る連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御方法300は、ストリップセンター温度測定器231a、231bと幅方向温度測定器233a、233bから得られた温度検出値を用いて長さ方向流量制御ノズルブロックおよび幅方向流量制御ノズルブロックのミスト噴射流量をそれぞれ制御する。
この本発明に係る連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御方法300は、連続焼鈍ラインに備えられた制御コンピュータ(図示せず)によっで行われるが、制御コンピュータでは、内蔵された各種モジュールに入力された各種数式によって演算が自動的に行われる。
このような長さ方向流量制御ノズルブロックおよび幅方向流量制御ノズルブロックのバルブ開度を決定する段階Aは、図5に示したとおり、まず制御コンピュータ(図示せず)に内蔵されたNextコイル情報入力モジュールからストリップの厚さ、幅および鋼種情報を受け取り(段階A1)、ストリップセンター温度測定器231a、231bから現在の入側ストリップ温度および出側ストリップ温度を受け取り、目標のストリップ温度から下記式3(=式1−式2)を用いて補償冷却熱量計算モジュールで補償冷却熱量を計算する段階A2が行われる。
また、後述するような段階Cでの幅方向流量制御ノズルブロックに対しては、バルブ開度値を5で割った値328が幅方向流量制御ノズルブロックのバルブ開度値になる。
このような段階Bは、段階A5で決定されたバルブ開度に対して、ストリップの出側目標温度353から毎周期ストリップの出側実際温度354を差し引いて長さ方向流量制御ノズルブロックの開度補償値356を決定する段階Bであって、比例−積分制御器348aを含む長さ方向温度制御器348によって実行される。
このような長さ方向温度制御器348の詳細な構成を図6に示した。すなわち、長さ方向温度制御器348では、ストリップの出側目標温度353から毎周期ストリップの出側実際温度354を差し引いた値を長さ方向温度制御器348の入力値にして開度補償値356を計算する。
このような過程で、長さ方向温度制御器348は、段階A3でも引用された下記式5を用いてミスト流量を算出する。
次に、本発明に係る連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御方法300は、決定されたバルブ開度に対して、ストリップSの幅方向の多数の領域でミスト噴射流量を個別的に調節するように幅方向流量制御ノズルブロックの多数のサーボバルブ332の開度値を決定する段階Cが行われる。
すなわち、段階Cでは、ストリップSの幅方向の温度制御のためにストリップの幅を5つの領域に分け、幅方向流量制御ノズルブロックに、それぞれストリップの幅方向に分離された5つのサーボバルブ332を設置し(図3および図5参照)、ストリップの幅方向目標温度分布365からストリップの幅方向実測温度分布値366を差し引いて幅方向の温度制御器369の入力値として使用する。
このような過程で、幅方向温度制御器369は、図5および図7に示すように、幅方向目標温度分布365から、幅方向温度測定器233a、233bによって得られた幅方向実測温度分布値366を差し引き、得られた値を幅方向温度制御器369の入力値にして幅方向流量制御ノズルの開度値を計算する。
また、幅方向温度制御器369の詳細な構成が図7に示されており、それぞれのサーボバルブ332に対する開度値は段階Bで採用された長さ方向温度制御器348の制御ロジックと同様に使用され、そのパラメータ値は幅方向のノズルに合わせてそれぞれ修正される。
前述した本発明の連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御方法300によれば、ストリップSの前後面に長さ方向流量制御ノズルブロックと幅方向流量制御ノズルブロックを多数区画設置し、急冷帯200の入出側に設置されたストリップセンター温度測定器231a、231bと幅方向温度測定器233a、233bから得られた温度検出値を用いて、長さ方向流量制御ノズルブロックと幅方向流量制御ノズルブロックからそれぞれ噴射されるミストの噴射流量をそれぞれ制御することにより、垂直方向に動くストリップの幅方向温度分布を所望の形態に制御する。
したがって、本発明によれば、究極的にストリップの不均一冷却による平坦度の不良を最小化することができる。
11 予熱帯
12 加熱帯
13 均熱帯
14 徐冷帯
15、200 急冷帯
16 過時効帯
17 最終冷却帯
100 連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御装置
211 1番ブロック
212 2番ブロック
213 3番ブロック
214 4番ブロック
215 5番ブロック
216 6番ブロック
217 7番ブロック
218 8番ブロック
219 9番ブロック
220 10番ブロック
221 11番ブロック
231a、231b ストリップセンター温度測定器(長さ方向温度測定器)
233a、233b 幅方向温度測定器
300 連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御方法
327 長さ方向流量制御ノズルブロックの初期バルブ開度値
328 幅方向流量制御ノズルブロックのバルブ開度値
331 メインバルブ
332 サーボバルブ
348 長さ方向温度制御器
348a 比例−積分制御器
353 ストリップの出側目標温度
354 毎周期ストリップの出側実際温度
356 長さ方向流量制御ノズルブロックの開度補償値
365 ストリップの幅方向目標温度分布
366 ストリップの幅方向実測温度分布値
369 幅方向温度制御器
373 幅方向温度制御モジュール
A 長さ方向流量制御ノズルブロックおよび幅方向流量制御ノズルブロックのバルブ開度を決定する段階
A1 Nextコイル情報入力モジュールから情報を受け取る段階
A2 補償冷却熱量を計算する段階
A3 ミスト流量値を計算する段階
A4 ミスト流量値をブロックの数で割る段階
A5 最終各ブロックのバルブ開度を決定する段階
B 長さ方向流量制御ノズルブロックの開度補償値を決定する段階
C 幅方向流量制御ノズルブロックのそれぞれのサーボバルブの開度値を決定する段階
S ストリップ
T1,T2,T3,T4,T5 幅方向実測温度
Claims (9)
- 連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度を均一に制御するための方法において、
ストリップ温度検出値とストリップ情報を用いて、ストリップの前後面からそれぞれミストを噴射させる長さ方向流量制御ノズルブロックおよび幅方向流量制御ノズルブロックのバルブ開度を決定する段階と、
決定されたバルブ開度に対して、ストリップの出側目標温度から毎周期ストリップの出側実際温度を差し引いてミスト噴射流量を調節するように前記長さ方向流量制御ノズルブロックの開度補償値を決定する段階と、
決定されたバルブ開度に対して、ストリップの幅方向の多数の領域でミスト噴射流量を個別的に調節するように前記幅方向流量制御ノズルブロックの多数のサーボバルブの開度値を決定する段階と、を含んでなり、
ストリップに噴射されるミストの噴射流量の制御によってストリップの温度を均一に制御し、ストリップの平坦度の変化を最小化するように構成されたことを特徴とする連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御方法。 - 前記長さ方向流量制御ノズルブロックおよび前記幅方向流量制御ノズルブロックのバルブ開度を決定する段階は、
NEXTコイル情報入力モジュールから入力を受けたストリップの厚さ、幅および鋼種を用いて、現在の入側ストリップ温度、現在の出側ストリップ温度および目標のストリップ温度から補償冷却熱量を計算する段階と、
ミスト流量値を計算する段階と、
前記ミスト流量値を噴射ノズルブロック決定モジュールで予め定められたブロックの数で割り、得られた数値をバルブ開度計算モジュールの入力値として用いてバルブ流量係数値を計算する段階と、
前記バルブ流量係数値を用いて最終各ブロックのバルブ開度を決定する段階と、を含んでなることを特徴とする請求項1に記載の連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御方法。 - 前記幅方向流量制御ノズルブロックの多数のサーボバルブの開度値を決定する段階は、ストリップの幅を多数の領域に分け、前記幅方向流量制御ノズルブロックには多数の領域にそれぞれ位置するようにストリップの幅方向に分離された多数のサーボバルブを設置し、多数のサーボバルブは幅方向温度制御器によって流量が制御され、幅方向温度制御器はストリップの幅方向目標温度分布からストリップの幅方向実測温度分布値を差し引いて前記幅方向温度制御器の入力値として使用し、多数のサーボバルブに対してそれぞれ下記式5を用いてミスト流量を算出し、下記式6によって流量係数を計算し、下記式7によって多数のサーボバルブのバルブ開度を計算する段階を含み、ストリップの幅方向温度制御を実行することを特徴とする請求項1に記載の連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御方法。
- 連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度を均一に制御するための装置において、
急冷帯の入出側でストリップの温度を測定するストリップセンター温度測定器と幅方向温度測定器、
ストリップの温度制御のためにストリップの前後面にそれぞれ上下に多数セット設置された長さ方向流量制御ノズルブロック、および
ストリップの幅を多数の領域に分け、それぞれの領域に噴射されるミストの流量をそれぞれのサーボバルブで制御することにより、ストリップの幅方向に噴射されるミストの流量を互いに異なるように制御してストリップの幅方向の温度を均一に制御する多数セットの幅方向流量制御ノズルブロック、を含み、
前記ストリップセンター温度測定器と前記幅方向温度測定器から得られた温度検出値を用いて前記長さ方向流量制御ノズルブロックおよび前記幅方向流量制御ノズルブロックのミスト噴射流量をそれぞれ制御してストリップの温度を均一に制御し、ストリップの平坦度の変化を最小化するように構成されたことを特徴とする連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御装置。 - 前記幅方向流量制御ノズルブロックは、ストリップの幅を多数の領域に分け、それぞれの領域に噴射されるミストの流量を多数のサーボバルブによって個別的に制御するように構成されたことを特徴とする請求項8に記載の連続焼鈍ラインにおける急冷帯のストリップ温度制御装置。
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