JPH04333529A - ストリップ連続熱処理設備用冷却装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ストリップ連続熱処理
設備における加熱炉の後段に設けられた冷却帯における
ストリップの冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼板ストリップに対して連続的に熱処理
を施す設備として、加熱炉、均熱炉、一次冷却炉、再加
熱炉、過時効炉、二次冷却炉、などの諸設備を直列に接
続したストリップ連続焼鈍設備が知られている。このよ
うな一連の熱処理プロセスにおいてストリップの温度を
最適に制御するためには、ストリップの表面温度を可及
的に高精度に計測する必要がある。

【０００３】一方、加熱物の温度を非接触で、かつ迅速
に測定することができる測温法として、加熱物の放射エ
ネルギを光学的に計測する放射測温法が知られている。 この放射測温法は、放射輝度信号と放射率とから演算に
よって温度を求めるものであることから、放射率値にそ
の測定精度が大きく左右される。この放射率は、被測定
物に固有の値であり、これが既知である場合には、一般
にある特定波長の赤外線の放射輝度を測定することで測
温し得る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】他方、周知のように、
相変化、酸化、表面粗度、温度などの影響で被測定物の
放射率は変化するが、熱処理プロセスにおいてストリッ
プの冷却媒体として水を用いるものにあっては、冷却進
行中にストリップ表面に酸化被膜が生成されるため、こ
れによっても放射率が変化する。従って、上記した熱処
理設備においては、一義的に固定された放射率値をもっ
て正確な測温を行なうことは実質的に不可能である。し
かもこの放射率の変化は、冷却終端温度、鋼種などによ
って様々であり、その予測は極めて困難である。そして
測温精度の低下は、ストリップ温度管理の不安定化を招
き、品質安定性を低下させる要因となり得るため、好ま
しいことではない。本発明は、このような不都合を改善
すべく案出されたものであり、その主な目的は、高精度
かつ安定的な温度管理を達成し得るストリップ連続熱処
理設備用冷却装置を提供することにある。特に本発明に
おいては、特願昭６３−２７１０４７号明細書にて提案
した放射測温に関する技術を利用するものとしている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、加熱後のストリップの冷却を水を含む冷却
媒体にて行なうストリップ連続熱処理設備用冷却装置を
、ストリップ表面からの放射エネルギを互いに異なる２
つの分光放射輝度信号にて検出し、この分光放射輝度と
、予め記憶装置に格納してあるこれら２つの分光放射輝
度信号に対応する２つの分光放射率間の被測定物に固有
の関係式（放射率特性関数）とから被測定物の温度を演
算にて求め、この温度値に基づいて制御するものとする
ことによって達成される。

【０００６】

【作用】このような構成により、互いに異なる２つの分
光放射輝度信号に対応する２つの分光放射率間の被測定
物に固有な関係式を予め実験あるいは理論的解析にて求
め、これをコンピュータなどにファイルしておく。そし
て分光放射輝度信号のデータと仮に定めた温度とから見
掛けの分光放射率を算出する。この値が前記したファイ
ルに格納されている関数を満足するまで仮の温度を変え
て演算を繰返すことにより、正確な温度と放射率とを得
ることができる。そしてこれに基づいて冷却媒体の量、
あるいは冷却気と冷却水との混合比を変化させることに
より、ストリップの温度管理を正確に行なうことができ
る。

【０００７】

【実施例】以下に添付の図面に示された具体的な実施例
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。

【０００８】図１は、本発明が適用されたストリップ連
続焼鈍設備の概略構成を示している。この設備のライン
入口に設置されたペイオフリール１からストリップ２が
連続的に供給されるが、先のストリップの終端に後のス
トリップの先端が溶接接続装置３にて重ね合わせて溶接
され、次いでクリーニング装置４にて清浄化され、入側
ルーパ装置５にて供給量が調節されたうえで熱処理を行
なうための炉内に送り込まれる。そして加熱炉６、均熱
炉７、一次冷却炉８、過時効炉９、二次冷却炉１０を経
て所定の熱サイクルに従って熱処理されたストリップ２
は、出側ルーパ装置１１にて繰出し量が調節されたうえ
でスキンパスミル１２に送り込まれる。このスキンパス
ミル１２にて調質圧延された後、検査精整装置１３にて
分割、あるいは不良部分の除去が行なわれ、テンション
リール１４に処理済みのストリップ２が巻き取られる。 また各炉内には、ストリップ２に適宜な張力を与えて連
続的に走行させるためのハースロール１５が多数設けら
れている。

【０００９】図２は、一次冷却炉８の内部構成を示して
いる。この一次冷却炉８は、ストリップ２の進行方向に
沿って、即ち上方から下方に向けて、３つのセクション
に分割されており、各セクションには、冷却ユニット２
０〜２２の一部として、ストリップ２の幅方向に沿って
その表裏面に向けて後記する混合気を噴射するための多
数の噴射ノズルを備えた複数のヘッダ２３が設けられて
いる。また、一次冷却炉８の入側端部及び出側端部には
、ストリップ２の表面温度を測定するための放射測温計
２４・２５が設けられている。

【００１０】各冷却ユニット２０〜２２は、概ね同一構
成であるので、以下、最上段の冷却ユニット２０につい
て代表して説明する。冷却ユニット２０の各ヘッダ２３
は、流量計２７および流量調整弁２８を介して図示され
ない冷却水の供給源に接続されており、所定圧の冷却水
が供給されるようになっている。また、各ヘッダ２３は
、流量計２９および流量調整弁３０を介して図示されな
い気体の供給源にも接続されており、主に窒素からなる
気体をも供給されるようになっている。

【００１１】一方、両流量計２７・２９、両流量調整弁
２８・３０及び両放射測温計２４・２５は、プログラマ
ブルコントローラなどからなる制御ユニット３１に接続
されており、この制御ユニット３１からの信号により、
各ヘッダ２３に供給される気体及び冷却水の流量を監視
、調節するようになっている。そしてこれらの冷却水と
気体とを混合した冷却媒体としての混合気の混合比ある
いは流量を適宜に調節したうえでストリップ２の表裏面
に向けて噴射することにより、ストリップ２の冷却速度
が制御される。

【００１２】尚、制御ユニット３１は、上位ＣＰＵ３２
から与えられる各種操業条件の情報（ストリップの材質
・板厚・板幅・目標入側板温・目標出側板温・目標冷却
速度・通板速度）により、使用する冷却ユニット並びに
ヘッダ及びノズル数の設定を行なうようになっている。

【００１３】図３は、放射測温計２５のシステム全体の
概略構成を示している。この放射測温計２５は、同一波
長であるが異なる偏光成分の２つの赤外線放射分光輝度
信号Ｌｘ・Ｌｙを、ストリップ２表面の法線に対して斜
め方向から検出するようになっている。ここでストリッ
プ２表面からの放射エネルギの測定角度θは、実験デー
タを基に最も高精度に測定し得る角度を選択すれば良い
が、スペース効率なども勘案して決定される。

【００１４】先ずストリップ２からの放射束は、レンズ
３３にて集光され、偏光ビームスプリッタ３４へと向け
られる。その際、バンドパスフィルタ（図示せず）にて
ある波長域の赤外線のみを選択的に透過させる。次いで
偏光ビームスプリッタ３４は、直交する２つの偏光成分
を分離し、これらを別々にＰｂＳ素子などの光電変換素
子３５・３６へと導く。そして各光電変換素子３５・３
６は、２つの分光放射輝度信号Ｌｘ・Ｌｙを演算部３７
へと伝送する。

【００１５】一方、演算部３７には、メモリー部３８に
格納してある放射測温技術の基本的データである黒体炉
校正データと、被測定物に固有な２つの分光放射率間の
関係に関するデータとが与えられる。２つの分光放射率
間の関係に関するデータ即ち放射率特性関数は、実験的
に、あるいは理論解析的に鋼種に応じて予め求められて
おり、多項式あるいは数表などの数学的データとして記
憶されている。

【００１６】演算部３７においてこれらの情報（黒体炉
校正関数・放射率特性関数・分光放射輝度信号）を基に
して温度Ｔと放射率εｘ・εｙとを演算し、温度情報は
制御ユニット３１に伝送されて各冷却ユニット２０〜２
２のフィードバック制御に用いられ、放射率εｘ・εｙ
は、放射率補正回路３９にて補正されたうえで上位ＣＰ
Ｕ３２を介して別のステージに設けられた単色放射測温
計（図示せず）のための放射率データとして用いられる
。

【００１７】尚、上記実施例においては、２つの分光放
射輝度信号を得るために偏光成分による構成をとったが
、これは異なる波長あるいは異なる角度によって求めて
も良い。

【００１８】

【発明の効果】このように本発明によれば、放射率と温
度とを同時に計測し得る放射測温計を用いて冷却炉にお
ける板温制御を行なうようにしたことから、水を冷却媒
体と用いたがためにストリップ表面に酸化被膜が形成さ
れて放射率が変化するにも関わらず、正確な板温測定が
可能となる。従って、より一層適正な板温制御が可能と
なり、品質安定性を高めるうえに多大な効果を奏するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたストリップ連続焼鈍設備の
概略構成図である。

【図２】図１の一次冷却炉の内容を示す概略構成図であ
る。

【図３】放射測温計の概略構成図である。

【符号の説明】

１　　ペイオフリール ２　　ストリップ ３　　溶接接続装置 ４　　クリーニング装置 ５　　入側ルーパ装置 ６　　加熱炉 ７　　均熱炉 ８　　一次冷却炉 ９　　過時効炉 １０　　二次冷却炉 １１　　出側ルーパ装置 １２　　スキンパスミル １３　　検査精整装置 １４　　テンションリール １５　　ハースロール ２０〜２２　　冷却ユニット ２３　　ヘッダ ２４・２５　　放射測温計 ２７・２９　　流量計 ２８・３０　　流量調整弁 ３１　　制御ユニット ３２　　上位ＣＰＵ ３３　　レンズ ３４　　偏光ビームスプリッタ ３５・３６　　光電変換素子 ３７　　演算部 ３８　　メモリー部 ３９　　放射率補正回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱炉の後段に設けられ、水を含む冷却媒
   体にてストリップの冷却を行なうストリップ連続熱処理
   設備用冷却装置であって、当該ストリップ表面からの放
   射エネルギを互いに異なる２つの分光放射輝度信号にて
   検出する検出器と、これら２つの分光放射輝度信号に対
   応する２つの分光放射率間の被測定物に固有の関係式（
   放射率特性関数）を格納する記憶装置と、前記２つの分
   光放射輝度信号と前記関係式とから被測定物の温度を演
   算する演算装置とからなる２色型放射測温計によって求
   めた温度に基づいて前記冷却媒体の状態を制御する制御
   装置を有することを特徴とするストリップ連続熱処理設
   備用冷却装置。