JPH06108161A - 金属帯の連続焼鈍方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属帯の連続焼鈍炉における連続して設けら
れた加熱区画又は加熱設備の出口板温偏差量を小さくす
ることができる金属帯の連続焼鈍方法を提供せんとする
ものである。 【構成】 連続した加熱帯101、102の出側の板温を測定
して、鋼帯Ｘの各加熱帯101、102における目標加熱温度
と比較し、次いでその板温偏差と予め定めておいた板温
偏差余裕とを比較し、板温偏差がその板温偏差余裕の範
囲内でなければ、出側板温偏差の微分量（或いは該微分
量に対し鋼帯通板速度補正して得られたその補正量）を
後段の加熱帯102の板温制御装置12の出力値に加減算し
て、フィードフォワード制御を後段加熱帯102のフィー
ドバック制御に併用せしめて行なわしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の加熱区画又は複
数の加熱設備が連続する（即ち、複数のパス又はゾーン
に区分けされた予熱帯や加熱帯のこれらの一連のパス又
はゾーン、予熱帯とそれに続く加熱帯、複数ある一連の
加熱帯、複数のパス又はゾーン区分けされた過時効帯の
これらの一連のパス又はゾーン、昇熱帯と過時効帯、複
数ある一連の過時効帯等）連続焼鈍炉（鋼帯の連続焼鈍
炉、溶融鍍金の連続焼鈍炉、カラー鋼板の焼付炉、電磁
鋼板の焼鈍炉、高Ｎi合金の焼鈍炉、ステンレス鋼帯の
ＡＰラインの焼鈍炉等がある）により金属帯を焼鈍する
場合において、該加熱区画又は加熱設備の板温制御を行
なう金属帯の連続焼鈍方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属帯の連続焼鈍における板温は、その
機械的特性値に著しい影響を与えるため、精度よく板温
を制御することが要求される。

【０００３】板厚変更、板幅変更、材質変更等で板厚、
板幅あるいは加熱帯出口板温基準等が異なる金属帯や速
度変更及び／又は焼鈍サイクル変更等のように予め変更
点が判明している金属帯を、連続する加熱区画又は加熱
設備に通板して連続焼鈍を行なう連続焼鈍炉における従
来の板温制御方法としては、例えば特開昭６１−１９９
０３８号に示されているように、加熱用の燃料流量や金
属帯の炉内通板速度を変更する方法がある。

【０００４】従来の加熱用の燃焼流量を変更する場合の
例（２帯で構成されている加熱帯）を図１０に示す。

【０００５】同図においてＸは鋼帯（矢印はその進行方
向を示す）、101及び102は第１加熱帯及び第２加熱帯で
あり、各加熱帯の出側には板温計5及び10が配置されて
おり、これらの出側板温計は夫々板温制御装置1及び6に
接続され、鋼帯仕様設定器11から設定された鋼帯の目標
加熱温度になるようにフィードバック制御して求められ
た炉温設定値を、炉温制御装置2及び7に設定している。
又、各炉温制御装置2及び7は設定炉温になるよう炉内設
置の測温計4及び9及び燃料流量制御装置3及び8によりフ
ィードバック制御を実施している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】加熱帯101及び102出口
の鋼帯Ｘの板温度の調整のために鋼帯Ｘの通板速度を変
更することは、他帯特に冷却帯の出側の板温制御上大き
な外乱要因になる。又、通板速度変更の時、加減速によ
る連続焼鈍炉全体にわたる鋼帯Ｘの張力の乱れ、あるい
は鋼帯Ｘの通板上の蛇行や絞りが発生し、著しいときに
は炉内での鋼帯Ｘの板破断まで起きることがある。

【０００７】一方、加熱帯101及び102の出側板温計5及
び10のフィードバック制御による加熱用燃料流量の変更
のみでは板温の応答速度が遅く、板厚、板幅あるいは加
熱帯出側板温基準等の異なる鋼帯Ｘのつなぎの先頭の部
分や速度変更や焼鈍サイクル変更等のように予め変更点
が判明している部分では、加熱帯出側板温と目標加熱温
度の偏差が大きくなり、機械的特性値に著しい影響を与
える。

【０００８】図１１は前図における実施結果を示すグラ
フである。同図によれば板幅及び目標加熱温度及び材質
が同一の連続する２つの鋼帯Ｘにおいて、後行材の鋼帯
Ｘの板厚が薄くなる板厚変更点の場合、第１及び第２加
熱帯101及び102出口の大きな板温偏差が発生しているこ
とがわかる。

【０００９】本発明は、以上の問題に鑑み創案されたも
ので、金属帯の連続焼鈍炉における連続して設けられた
加熱区画又は加熱設備の最終出口の板温偏差量を小さく
する金属帯の連続焼鈍方法を提供せんとするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そのため本発明の金属帯
の連続焼鈍方法は、複数の加熱区画又は複数の加熱設備
が連続する連続焼鈍炉において金属帯の板温を制御する
にあたり、各加熱区画又は各加熱設備の出側の板温を測
定して、金属帯の各加熱区画又は各加熱設備の目標加熱
温度と比較し、次いでその板温偏差と別途予め定めてお
いた板温偏差余裕とを比較し、板温偏差が上記板温偏差
余裕以内で無ければ、出側板温偏差の微分量を後段の加
熱区画又は加熱設備の板温制御装置の出力値に加減算し
て、この後段の加熱区画又は加熱設備のフィードバック
制御にフィードフォワード制御を付加することを基本的
特徴としている。

【００１１】又第２発明は後段の加熱区画又は加熱設備
の板温制御装置の出力値に加減算する値を、単に出側板
温偏差の微分量とするのではなく、該微分量に対し更に
金属帯通板速度補正してその補正した量を加減算する上
記値とするものである。

【００１２】

【作用】本発明では前段の加熱区画又は加熱設備の出側
板温偏差量をフィードフォワード付加した後段の各加熱
区画又は各加熱設備における出側板温フィードバック制
御を行うことにより、高応答で該出口の板温偏差の小さ
い板温制御が可能となる。

【００１３】フィードフォワード付加要素として板温偏
差量でなく板温偏差の微分量を使用するのは、加熱帯等
の加熱区画又は加熱設備そのものの制御応答遅れが大き
い為、板温偏差が板温偏差余裕を外れ易い部分、具体的
には、板厚、板幅あるいは加熱区画又は加熱設備出側板
温基準の異なる金属帯のつなぎの先頭の部分や速度変
更、焼鈍サイクル変更点等のように予め変更点が判明し
ている部分では、その時点で大きな制御量の修正を与え
る方が板温偏差量をフィードフォワードした場合（図
８）より、よい板温制御追従性が得られるからである。

【００１４】又、出側板温偏差の微分量に対し金属帯通
板速度補正するのは、連続焼鈍炉の通常操業下の金属帯
通板速度が最小速度と最大速度で１０倍程度の差がある
ため、板温偏差余裕を外れた部位が後段加熱区画又は加
熱設備を通過する時間が金属帯通板速度により大きく変
わるため、板温偏差の微分量をフィードフォワード制御
することは場合によっては図９のように、板厚、板幅あ
るいは加熱区画又は加熱設備出側板温基準の異なる金属
帯のつなぎの先頭の部分や速度変更、焼鈍サイクル変更
点等のように予め変更点が判明している部分での板温偏
差が解消出来ないだけでなく、先行金属帯の板温制御の
大きな外乱要素となり別の板温偏差を出す原因となる為
である。

【００１５】

【実施例】第２発明法の実施構成（２帯で構成されてい
る加熱炉）を図１に示す。同図においてＸは鋼帯（矢印
はその進行方向を示す）、101及び102は第１加熱帯及び
第２加熱帯であり、各加熱帯の出側には板温計5及び10
が配置されており、これらの出側板温計は夫々板温制御
装置1及び6に接続され、鋼帯仕様設定器11から設定され
た鋼帯Ｘの目標加熱温度になるようにフィードバック制
御して求められた炉温設定値を、炉温制御装置2及び7に
設定している。又、各炉温制御装置2及び7は設定炉温に
なるよう炉内設置の測温計4及び9及び燃料流量制御装置
3及び8によりフィードバック制御を実施している。第１
加熱帯101の出側板温計5は板温偏差制御装置12にも接続
されており、鋼帯仕様設定器11から与えられた鋼帯Ｘの
目標加熱温度と板温偏差余裕を使用して、該板温偏差制
御装置12は板温偏差量が板温偏差余裕を外れていれば第
１加熱帯101の出側板温偏差の微分量を速度検出器13と
接続されている通板速度量補正装置14により鋼帯通板速
度補正し、その補正量を後段の加熱帯2の板温制御装置
の出力値に加減算することで、前段の第１加熱帯101の
出側板温偏差量をフィードフォワード付加しながら第２
加熱帯102における出側板温フィードバック制御を行っ
ている。

【００１６】図２は本実施例の実施結果を示すグラフで
ある。板幅及び目標加熱温度及び材質が同一の連続する
２つの鋼帯Ｘにおいて、後行材の鋼帯Ｘの板厚が薄くな
る板厚変更点の場合、前段の第１加熱帯101の出側板温
偏差量をフィードフォワード付加することにより、図６
に示された従来の板温制御装置での実施結果と比べて加
熱帯出口の板温偏差量が小さくなり、且つ目標加熱温度
への収束応答が早くなっていることがわかる。

【００１７】図３乃至図７は本願第２発明法の他の実施
構成例を夫々示している。

【００１８】図３の構成では鋼帯Ｘが予熱帯100、直火
加熱帯101、均熱帯103、ロール冷却による冷却帯105、
中間酸洗設備106、過時効帯108、出側ルーパ110、テン
パミル111を通り、これに対して連続焼鈍が行なわれて
いる。

【００１９】又図４の構成では図３の構成の前にクリー
ニング設備98と入側ルーパ99が設けられていて、これら
の処理の後鋼帯Ｘが同様な処理を経て連続焼鈍されてい
る。

【００２０】更に図５の構成では、鋼帯Ｘが予熱帯10
0、加熱帯101、均熱帯103を経た後、１次冷却帯104、過
時効帯108、２次冷却帯109を通り、これに対して連続焼
鈍が行なわれている。

【００２１】これらの構成に本願法を適用した場合、次
の様な態様が考えられる。

【００２２】まず予熱帯100の入側に速度検出器13を設
け、且つ該予熱帯100の入側パスと出側パスの夫々出口
付近に板温計5、10を設置すると共に、入側パスの出側
板温偏差の微分量を通板速度補正し、その補正量を出側
パスの板温制御装置の出力値に加減算することで、該出
側パスにおける出側板温フィードバック制御にフィード
フォワード制御を付加する構成である。

【００２３】又予熱帯100の入側に速度検出器13を設
け、且つ予熱帯100の出側と加熱帯101の出側に夫々板温
計5、10を設置すると共に、予熱帯100の出側板温偏差の
微分量を通板速度補正し、その補正量を加熱帯101の板
温制御装置の出力値に加減算することで、該加熱帯101
における出側板温フィードバック制御にフィードフォワ
ード制御を付加する構成としても良い（但し、酸化・還
元の許容範囲内であることが必要である）。

【００２４】更に加熱帯101の入側に速度検出器13を設
け、且つ該加熱帯101の入側パスと出側パスの夫々出口
付近に板温計5、10を設置すると共に、入側パスの出側
板温偏差の微分量を通板速度補正し、その補正量を出側
パスの板温制御装置の出力値に加減算することで、該出
側パスにおける出側板温フィードバック制御にフィード
フォワード制御を付加する構成としても良い（但し、こ
こでも還元の許容範囲内であることが必要である）。

【００２５】一方、図６の構成では、鋼帯Ｘが入側ルー
パ99、加熱帯101、均熱帯103、ガスジェット帯104a、ロ
ール冷却による冷却帯105、再加熱帯107、過時効帯10
8、第２冷却帯109、出側ルーパ110、テンパミル111を通
り、これに対して連続焼鈍が行なわれている。

【００２６】又図７の構成では、鋼帯Ｘがクリーニング
設備98、入側ルーパ99、加熱帯・均熱帯101，103、水焼
入れによる冷却帯105a、過時効帯108、出側ルーパ110、
テンパミル111を通り、これに対して連続焼鈍が行なわ
れている。

【００２７】これらの構成に本願が適用された場合の態
様につき説明する。

【００２８】その一つは図６に示される構成のうち、再
加熱帯107の入側に速度検出器13を設け、且つ該再加熱
帯107のゾーン途中と該ゾーン出口付近に夫々板温計5、
10を設置すると共に、前段ゾーンの出側板温偏差の微分
量を通板速度補正し、その補正量を後段ゾーンの板温制
御装置の出力値に加減算することで、該後段ゾーンにお
ける出側板温フィードバック制御にフィードフォワード
制御を付加する構成である。

【００２９】更にもう一つの例では、図７に示される様
に、過時効帯108の入側に速度検出器13を設け、且つ該
過時効帯108のゾーン途中と該ゾーン出口付近に夫々板
温計5、10を設置すると共に、前段ゾーンの出側板温偏
差の微分量を通板速度補正し、その補正量を後段ゾーン
の板温制御装置の出力値に加減算することで、該後段ゾ
ーンにおける出側板温フィードバック制御にフィードフ
ォワード制御を付加する構成である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明により、連続
する各加熱区画又は各加熱設備の出側の板温を測定し
て、金属帯の各加熱区画又は各加熱設備の目標加熱温度
と比較し、次いでその板温偏差と別途予め定めておいた
板温偏差余裕とを比較し、板温偏差が上記板温偏差余裕
以内で無ければ、出側板温差の微分量（或いはこれに対
して金属帯通板速度補正することで得られたその補正
量）を後段の加熱区画又は加熱設備の板温制御装置の出
力値に加減算することで、前段の加熱区画又は加熱設備
の出側板温偏差量をフィードフォワード付加した後段の
各加熱区画又は加熱設備における出側板温フィードバッ
ク制御を実施することにより、高応答で加熱区画又は加
熱設備出口の板温偏差の少ない板温制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願第２発明法の実施構成の一例を示す概略図
である。

【図２】上記構成における夫々の加熱帯出口における板
温ジャンプの状態を示すグラフである。

【図３】第２発明法の他の実施構成を示す概略図であ
る。

【図４】第２発明法の更に他の実施構成を示す概略図で
ある。

【図５】第２発明法の別の実施構成を示す概略図であ
る。

【図６】第２発明法の更に別の実施構成を示す概略図で
ある。

【図７】第２発明法のもう一つ別の実施構成を示す概略
図である。

【図８】板温偏差をフィードフォワードした時の板温ジ
ャンプの状態を示すグラフである。

【図９】最小通板速度での操業下で速度補正をしない場
合の板温ジャンプの状態を示すグラフである。

【図１０】従来の加熱帯装置構成を示す概略図である。

【図１１】従来の加熱帯装置構成における夫々の加熱帯
出口での板温ジャンプの状態を示すグラフである。

【符号の説明】

1、6 板温制御装置 2、7 炉温制御装置 3、8 燃料流量制御装置 4、9 測温計 5、10 板温計 11 鋼帯使用設定器 12 板温偏差制御装置 13 速度検出器 14 通板速度量補正装置 98 クリーニング設備 99 入側ルーパ 100 予熱帯 101、102 加熱帯 103 均熱帯 104、104a、105、109 冷却帯 106 中間酸洗設備 107 再加熱帯 108 過時効帯 110 出側ルーパ 111 テンパミル Ｘ 鋼帯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山 建樹 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 大森 宏次 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 澤田 弘 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の加熱区画又は複数の加熱設備が連
   続する連続焼鈍炉において金属帯の板温を制御するにあ
   たり、各加熱区画又は各加熱設備の出側の板温を測定し
   て、金属帯の各加熱区画又は各加熱設備の目標加熱温度
   と比較し、次いでその板温偏差と別途予め定めておいた
   板温偏差余裕とを比較し、板温偏差が上記板温偏差余裕
   以内で無ければ、出側板温偏差の微分量を後段の加熱区
   画又は加熱設備の板温制御装置の出力値に加減算して、
   この後段の加熱区画又は加熱設備のフィードバック制御
   にフィードフォワード制御を付加することを特徴とする
   金属帯の連続焼鈍方法。
2. 【請求項２】 複数の加熱区画又は複数の加熱設備が連
   続する連続焼鈍炉において金属帯の板温を制御するにあ
   たり、各加熱区画又は各加熱設備の出側の板温を測定し
   て、金属帯の各加熱区画又は各加熱設備の目標加熱温度
   と比較し、次いでその板温偏差と別途予め定めておいた
   板温偏差余裕とを比較し、板温偏差が上記板温偏差余裕
   以内で無ければ、出側板温偏差の微分量に対し金属帯通
   板速度補正し、その補正した量を後段の加熱区画又は加
   熱設備の板温制御装置の出力値に加減算して、この後段
   の加熱区画又は加熱設備のフィードバック制御にフィー
   ドフォワード制御を付加することを特徴とする金属帯の
   連続焼鈍方法。