JPH02303610A - 圧延材の反り発生防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、加熱炉内で加熱された材料を圧延機により
所定厚さに圧延する際に発生する反りを防止するための
装置に関するものである。

［従来の技術］ 通常、加熱炉は、複数ゾーンに分けられ炉温制御を行な
っている。例えば、一般的な熱延用の加熱炉の一例につ
いて以下に説明する。

近年の熱延用加熱炉は、通常、８〜１０ゾーンからなっ
ており、各ゾーンごとに第２図に示すような炉温制御ル
ープ２が付設されている。ここで、第２図は一般的な加
熱炉および炉温制御装置を示す概略構成図であり、この
第２図においては、均熱帯上部ゾーン１ｇの炉温制御装
置２のみが示されているが、他の各ゾーンにも同様の炉
温制御装置２が付設されている。

第２図において、１は圧延される材料をその上下面から
加熱する８つのゾーン１ａ〜１ｈを有する加熱炉で、１
ａは予熱帯上部ゾーン、１ｂは予熱帯下部ゾーン、１ｃ
は第１加熱帯上部ゾーン。

１ｄは第１加熱帯下部ゾーン、１ｅは第２加熱帯上部、
ゾーン、１ｆは第２加熱帯下部ゾーン、１ｇは均熱帯上
部ゾーン、１ｈは均熱帯下部ゾーンである。また、２は
各ゾーン１ａ〜１ｈの炉温を制御するための炉温制御装
置であり、上位ループの温度調節器（Ｔ　Ｉ　Ｃ）１０
と、下位ループのガス流量調節器１１および燃焼空気流
量調節器１．２とから構成されている。

温度調節器１０は、炉内温度を検出する温度センサ１３
から炉内温度信号を受け、この炉内温度信号と温度設定
値との偏差にＰＩＤ（比例＋積分中微分）ゲインを乗じ
て、その偏差が０となるように下位のガス流量制御ルー
プのガス流量調節器１１の設定値を演算出力するもので
ある。また、ガス流量調節器１１は、炉温制御時には、
温度調節器１０からの設定値を受け、この設定値と、ガ
ス配管上の流量センサ１４からの流量信号との偏差にＰ
ＩＤゲインを乗じて、その偏差が０となるようにガス流
量調節弁１６の弁開度を連続的に調節し、ゾーン１ｇの
炉温を調整するガスバーナ９へのガス供給量を制御する
ものである。一方、燃焼空気流量調節器１２は、温度調
節器１０からの設定値に空気比Ｍを乗じた設定値を受け
、この設定値と、燃焼空気配管上の流量センサ１５から
の流量信号との偏差にＰＩＤゲインを乗じて、その偏差
が０となるように燃焼空気流量調節弁１７の弁開度を連
続的に調節するものである。

なお、流量センサ１４，１５は、通常、各配管上のオリ
タックス前後の差圧を開平（Ｖ′）演算して流量を検出
するものである。

ところで、上述の温度調整器１０に対する温度設定値は
、伝熱モデルから決定される。伝熱モデルは、加熱炉１
内における材料の伝熱モデルであり、これまでの加熱炉
１の炉内温度実績と個々の材料の在炉時間とに基づいて
、該当する材料の表面およびその内部の現温度を予測演
算する。

一方、加熱炉１からの抽出時点での材料温度は、材料ご
とに下流工程の操業による制約により決定されている。

従って、伝熱モデルでは、単に現時点の材料の内外面の
温度を予測するに留まらず。

炉内状況（炉内の温度、材料位置関係）を設定すること
により、将来時刻における材料温度を予測することが可
能である。

通常、下流工程の圧延スケジュールから概ね抽出時刻が
決定されるため、伝熱モデルにより、該当材料に設定さ
れた抽出時刻に、しかも予定の抽出温度で抽出可能なよ
うに在炉時間と炉内温度（各ゾーン１８〜１ｈごとの温
度）とを決定することができる。

このように、一定の周期（数十秒〜数分）で炉内状況を
入力し、伝熱モデルに基づいて、個々の材料に対し、圧
延スケジュールからの要求通り、予定の抽出温度、抽出
時刻で加熱炉１から抽出可能に、現時点での各ゾーン１
ａ〜１ｈにおける炉内温度を決定する。そして、各ゾー
ン１８〜１ｈごとに決定された温度設定値を、上述した
各ゾーン１８〜１ｈに付設された炉温制御装置２の温度
調節器１ｏへ入力することにより、加熱炉１内の温度調
整が行なわれるようになってい。

さて、加熱炉１から抽出された材料５は、下流工程にお
いて、第３図に示すように、圧延機３により所定厚さに
圧延され、圧延材４が得られる。

［発明が解決しようとする課題］ 第３図に示す圧延の過程で、材料の上部／下部の温度Ｔ
ＴＦ　ＴＢの差が大きい場合には、材料の変形抵抗ＱＴ
、ＱＢが大きく異なるために、圧延機３による圧延後に
圧延材４に反りが発生してしまう。

例えば、材料の上部温度に比べて下部温度が顕著に大き
い場合には、下部抵抗Ｑａが上部抵抗ＱＴよりも小さく
なり、第３図に示すように、圧延材４には上面への反り
が発生する。

このような反りの発生は、単に製品の品質を低下させる
のみならず、操業上のトラブルや生産設備の破損等を招
くことになるため、反り発生の防止の施策がほどこされ
る場合が多い。

現状の圧延材の反り発生防止装置では、第４図に示すよ
うに、反り検出器６により圧延材４の反り量２反り方向
を検出して、その検出結果に応じて、反り発生防止装置
７により５．材料５の上面／下面のいずれかに冷却水を
当てて温度調整を行なったり、圧延機３における上下ロ
ールの周速を異速度にしたりして、圧延材４における反
りの発生を防止している。

しかし、このような反り発生防止装置７では、製品の品
質を大きく損なうおそれがあるほか、省エネルギ、省資
源の面から見ても大きなロスがある。これは、現状の反
り発生防止装置７では、反り発生の根本原因に何等手を
施さずに、圧延機３の周辺のみで反りの発生を矯正しよ
としているからである。

反り発生の根本原因は、伝熱モデルの予測誤差によるも
のであるから、自動的に反りの発生料を伝熱モデルの材
料温度予測へ反映させる必要がある。実際に、現操業に
おいても、オペレータが、圧延直後の圧延材４の反り状
況を見ながら、加熱炉」−の温度設定を、反りが解消す
るように少しずつ修正することを行なっている。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、圧延材の反り発生を確実に防止して、安定した
製品品質の確保と、反り防止のためのランニングコスト
の低減とを実現した、圧延材の反り発生防止装置を得る
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る圧延材の反り発生防止装置は、圧延材の
反り量を圧延機出側で検出する反り検出器と、該反り検
出器による検出結果に基づいて炉温制御装置による加熱
炉内の上下温度設定値をそれぞれ補正し圧延材の反りの
発生を防止しうる補正手段とをそなえたものである。

［作　　　用コ この発明における圧延材の反り発生防止装置では、反り
検出器により検出された圧延材の反り量が、加熱炉の炉
温制御装置による温度設定値に反映されて、圧延材にお
ける反りの発生が防止されるため、従来のごとく圧延機
層りにおける無理な反り防止操作を施さずに、反り発生
をその根本原因から解消することができる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例による圧延材の反り発生防
止装置を示す概略構成図であり、この第１図において、
１は材料５をその上下面から加熱すべく上下で独立した
炉温制御装置２を有する加熱炉で、従来と同様に、８つ
のゾーン１ａ〜１ｈを有している。また、炉温制御装置
２も、従来と同様に、各ゾーン１ａ〜１ｈごとに付設さ
れ、温度調節器１０．ガス流量調節器１１および燃焼空
気流量調節器１２から構成されており、伝熱モデルにて
決定された温度設定値Ｓ　Ｖ　Ｔ１；　Ｓ　Ｖ　Ｂｚ　
＋・・・。

５ｖＴ４；５ｖＢ４を受けて温度制御を実行するように
なっている。なお、第１図中、ゾーン１ｅ、１ｆと、ゾ
ーンｌｃ〜１ｈにおける炉温制御装置２の図示は省略す
るほか、調節器１０〜１２の機能は従来のものと同様で
あるので、その説明は省略する。

３は加熱炉１にて加熱された材料５を所定厚さに圧延す
る圧延機、４は圧延機３により圧延された圧延材、６は
圧延機１出側で圧延材５の反り量を検出する反り検出器
、８ａ〜８ｄはそれぞれ反り検出器６からの検出結果に
ゲインＧ工〜Ｇ４を乗算し温度設定値補正量として出力
するゲイン乗算器、９は各ゾーン１ａ〜１ｈにおける炉
温制御装置２の温度設定値入力部に設けられた加算器で
、この加算器９は、伝熱モデルからの温度設定値Ｓ　Ｖ
Ｔｚ；Ｓ　ｖ、、　”’ｔ　Ｓ　ＶＴ４；Ｓ　ｖａ４ニ
ゲイン乗算器８ａ〜８ｄからの温度設定値補正量を加算
するためのものである。ここで、ゲイン乗算器８ａから
の出力はゾーンｌａ、ｌｂの炉温制御装置２のための温
度設定値補正量、ゲイン乗算器８ｂからの出力はゾーン
ｌｃ、ｌｄの炉温制御袋ｗ２のための温度設定値補正量
、ゲイン乗算器８Ｃからの出力はゾーンｌｅ、ｉｆの炉
温制御装置２のための温度設定値補正量、ゲイン乗算器
８ｄからの出力はゾーンＩｇ、ｌｈの炉温制御装置２の
ための温度設定値補正量である。

本実施例では、上述したゲイン乗算器８８〜８ｄおよび
各加算器９により、反り検出器６による検出結果に基づ
いて炉温制御装置２による加熱炉１内の上下温度設定値
をそれぞれ補正し圧延材５の反りの発生を防止しうる補
正手段が構成されている。

次に１本実施例の装置の動作について説明する。

反り検出器６により検出された圧延材５の反り量は、各
ゲイン乗算器８８〜８ｄによりゲインＧ１−Ｇ４を乗算
され温度設定値補正量として、各ゾーン１ａ〜１ｈの炉
温制御装置２ヘフイードバツクされる。ここで、反り量
に乗じられるゲイン６１〜Ｇ４は、加熱炉１の装入側に
近いもの程、プロセスの時間遅れがあるために小さく設
定される。

また、反り量は１反り検出器６により、ロット（または
スラブ）対応で離散的に検出される。従って、ゲイン乗
算器８ａ〜８ｄにおける温度設定値補正量の演算も、常
時行なうのではなく、反り検出のタイミングで行ない、
温度設定値補正量を更新してゆく。

加熱炉１におけるひとつの加熱帯は、上部と下部との２
つのゾーンからなり各ゾーンに１つずつ炉温制御装置２
がそなえられている。そして、上下の各炉御制御装＠２
には、前述の温度設定値補正量が上部と下部とで極性（
正負）を異ならせてフィードバックされ、各温度設定値
補正量は、加算器９により、各温度設定値ＳｖＴ工；　
Ｓ　Ｖ　Ｂｔ　ｒ・・・。

Ｓ　Ｖ　Ｔ４　；　Ｓ　Ｖ　ｓ　＊　ニ加ｉＦ　サレル
。

第１図に示した本実施例では、圧延材５には上反りが生
じており、この上反りを正とすることで、上部ゾーン１
　ａ　＋　１　ｃ　ｒ　１　ｓ　ｔ　１　ｇでは温度設
定値補正量の極性を正とし、下部ゾーンｌｂ、ｌｄ。

ｉｆ、ｌｈでは負として、各温度設定値に加算している
。

このように、本実施例の装置によれば、反り検出器６に
より検出された圧延材５の反り量が、加熱炉１の炉温制
御装置２による温度設定値ＳｖＴ□；ｓｖＢ、ｒ　”’
　＋　Ｓ　Ｖ　Ｔ４　；　Ｓ　Ｖ　Ｂ４　ニ反映されて
、圧延材５における反りの発生が防止されるため、圧延
機１周りにおける無理な反り防止操作を施さずに、反り
発生をその根本原因から解消することができる。従って
、安定した製品品質を確保しながら反りの発生を確実に
防止できるほか、省エネルギ。

省資源の面のロスも少なく１反り防止のためのランニン
グコストが大幅に低減される。

なお、上記実施例では、加熱炉１におけるゾーンが８つ
で、ゲイン乗算器を４つそなえた場合について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、反り検出器により検
出された圧延材の反り量を、補正手段を用いて加熱炉の
炉温制御装置による温度設定値に反映し、圧延材におけ
る反りの発生を確実に防止できるように構成したので、
無理な反り防止操作を施すことなく反り発生をその根本
原因から解消でき、安定した製品品質が確保されるとと
もに。

反り防止のためのランニングコストを低減できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による圧延材の反り発生防
止装置を示す概略構成図、第２図は一般的な加熱炉およ
び炉温制御ループを示す概略構成図、第３図は材料の圧
延過程および反りの発生状況を説明するための図、第４
図は現状の圧延材の反り発生防止装置を簡略に示すブロ
ック図である。 図において、１−加熱炉、２−・−炉温制御装置、３−
圧延機、４−圧延材、５−材料、６−反り検出器、８８
〜８ｃｌ−ゲイン乗算器、９−・−加算器。 なお、図中、同一の符号は同一、又は相当部分を示して
いる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 材料をその上下面から加熱すべく上下で独立した炉温制
   御装置を有する加熱炉と、該加熱炉にて加熱された材料
   を所定厚さに圧延する圧延機とをそなえたものにおいて
   、前記圧延機により圧延された圧延材の反り量を前記圧
   延機出側で検出する反り検出器と、該反り検出器による
   検出結果に基づいて前記炉温制御装置による前記加熱炉
   内の上下温度設定値をそれぞれ補正し前記圧延材の反り
   の発生を防止しうる補正手段とがそなえられたことを特
   徴とする圧延材の反り発生防止装置。