JPH06330153A - 連続式熱処理炉における被処理材の装入及び抽出制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、先行被処理材の搬送にずれが生じて
も、そのようなずれを該先行被処理材限りで解消し、同
様のずれが繰り返して発生するのを防止できる、連続式
熱処理炉における被処理材の装入及び抽出制御方法を提
供するものである。 【構成】本発明は、連続式熱処理炉における被処理材の
装入及び抽出を制御する方法であって、位置検出器を用
い炉内における各被処理材の位置を実測し、これに演算
した補正係数を加味してその正しい位置を求め、かくし
て各被処理材毎にその位置を管理しつつ、最後尾の被処
理材の位置に基づいて後続被処理材の装入タイミングを
決定し、被処理材の装入タイミングと抽出タイミングを
１／２サイクルづつずらすように制御することを特徴と
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は連続式熱処理炉における
被処理材の装入及び抽出制御方法に関する。連続式熱処
理炉で鋼材を焼鈍処理するような場合、鋼材を連続して
炉内搬送しつつ、所定雰囲気下に焼鈍処理する。かかる
連続式熱処理炉は一般に、前室、該前室に連設された加
熱室及び該加熱室に連設された後室を備え、これらは開
閉扉で仕切られていて、各室内にはそれぞれ搬送用ロー
ラが敷設され、また加熱室内には雰囲気を鋼材が脱炭や
浸炭を引き起こさないよう一定のカーボンポテンシャル
に保つための調整用ガス（Ｒｘガス、Ｎ₂ガス等）が導
入されるようになっている。

【０００２】ところで、上記のような連続式熱処理炉に
おいて、加熱室の装入側と抽出側の開閉扉が同時に開く
と、加熱室の雰囲気が著しく乱れ、鋼材が脱炭や浸炭を
引き起こす。加熱室の雰囲気をできるだけ一定のカーボ
ンポテンシャルに保つためには装入側と抽出側の開閉扉
が同時に開かないようにすることが必要であり、そのた
めには鋼材の装入タイミングと抽出タイミングを１／２
サイクルづつずらすように制御することが望ましい。本
発明は、被処理材の装入タイミングと抽出タイミングを
１／２サイクルづつずらす制御方法の改良に関するもの
である。

【０００３】

【従来の技術】従来、被処理材の装入タイミングと抽出
タイミングを１／２サイクルづつずらす制御方法とし
て、前回の被処理材の抽出時間＋１／２抽出サイクルを
装入可能時間とし、該装入可能時間と炉内に設置された
リミットスイッチが被処理材を検出することによって得
られる装入タイミングとを共に満足するときを被処理材
の装入タイミングとする方法が行なわれている。ところ
が、この従来法には、搬送用ローラの熱膨張、装入時に
おけるトラブル等によって、被処理材の搬送にずれが生
じ、例えば先行被処理材とその後続被処理材との間隔が
開いてしまい、一度このようなずれが生じると、それが
繰り返して発生するという欠点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来法では、被処理材の搬送にずれが生
じ、一度このようなずれが生じると、それが修正されず
に繰り返して発生する点である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、連続
式熱処理炉における被処理材の装入及び抽出を制御する
方法であって、位置検出器を用い炉内における各被処理
材の位置を実測し、これに演算した補正係数を加味して
その正しい位置を求め、かくして各被処理材毎にその位
置を管理しつつ、最後尾の被処理材の位置に基づいて後
続被処理材の装入タイミングを決定し、被処理材の装入
タイミングと抽出タイミングを１／２サイクルづつずら
すように制御することを特徴とする連続式熱処理炉にお
ける被処理材の装入及び抽出制御方法に係る。

【０００６】

【作用】本発明において、加熱室の炉長は被処理材がず
れを生じることなく搬送された場合にその装入と抽出と
が１／２サイクルずれる長さに設計されている。したが
って、炉内における各被処理材の位置を正確に管理すれ
ば、最後尾の被処理材の位置によって後続する被処理材
の装入タイミングを決定することができ、これにより被
処理材の装入タイミングと抽出タイミングを１／２サイ
クルづつずらすことができる。

【０００７】本発明では、最後尾の被処理材の位置も含
めて各被処理材の位置を正確に管理するため、位置検出
器（エンコーダ）を用いる。エンコーダを用いて、装入
直後の被処理材のパルスカウントをゼロにすると、パル
スカウントにより各被処理材の位置を把握することがで
きる。しかし実際には、搬送用ローラの熱膨張等によ
り、エンコーダを用いたパルスカウントの実測値と被処
理材の正しい位置との間には差が生じる。そこで本発明
では、最先行被処理材が前進端に到達した時の該最先行
被処理材のパルスカウントとその正しい位置との比を求
め、この比を実測した上記パルスカウントに乗算する。
これによって各被処理材の位置を正確に管理することが
でき、最後尾の被処理材の位置により後続被処理材の装
入タイミングを決定して、被処理材の装入タイミングと
抽出タイミングを１／２サイクルづつずらすことができ
る。何らかの原因によって先行被処理材の搬送にずれが
生じても、このようなずれは該先行被処理材限りで解消
され、同様のずれが繰り返して発生することはない。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す概略図、図２
は該一実施例における制御系の概略を示すブロック図で
ある。図１中、１１は前室、１２は加熱室、１３は後
室、２２Ａ〜２３Ｂは開閉扉、４２はモータ５２により
駆動されるローラ、４３はモータ５３で駆動又はクラッ
チ５８を経由してモータ５４で駆動されるローラ、４４
はモータ５４で駆動されるローラ、４５はモータ５５で
駆動又はクラッチ５９を経由してモータ５４で駆動され
るローラ、４６はモータ５６で駆動されるローラ、８１
はモータ５４の回転を検出してトレイ７１の位置を検出
するエンコーダ、６２〜６５はリミットスイッチ、８２
〜９５は演算装置の要素をそれぞれ示す。

【０００９】リミットスイッチ６２はトレイ７１が前室
１１の内部に位置したことを検出するセンサー、リミッ
トスイッチ６３はトレイ７１が加熱室１２の内部へ装入
終了したことを検出するセンサー、リミットスイッチ６
４はトレイ７１が加熱室前進端へ到達したことを検出す
るセンサー、リミットスイッチ６５はトレイ７１が加熱
室１２の内部から後室１３へ移動終了したことを検出す
るセンサーであり、各トレイ７１には被処理材が載置さ
れている。

【００１０】加熱室１２の内部のリミットスイッチ６３
とリミットスイッチ６４との間の距離Ｌと、トレイ７１
の相互間のピッチＰが下記の式１の関係を満たすように
ＬとＰを予め決めておく。ここで、ｎは加熱室１２の内
部へトレイ７１を所定ピッチ間隔で収納できる最大数で
ある。

【式１】 上記の式１は、加熱室１２の内部にトレイ７１がピッチ
Ｐで配置されている場合、距離０．５・Ｐ進む毎に、ト
レイ７１の装入と抽出のタイミングがくることをあらわ
す。加熱室１２の内部でのトレイ７１の移動速度を一定
にするので、トレイ７１の装入と抽出時期を１／２サイ
クルづつずらすことができるのである。

【００１１】初め、モータ５３，５５はフリー状態にあ
り、クラッチ５８，５９は接続状態にある。前室１１に
トレイ７１が準備され、加熱室１２の内部にトレイ７１
が無い時は、開閉扉２２Ａ，２３Ｂを開き、モータ５４
を停止し、クラッチ５８を切り離して、モータ５２，５
３を同時に駆動することにより前室１１の内部のトレイ
７１を加熱室１２へ装入開始する。リミットスイッチ６
３がＯＮすると、モータ５２，５３を停止し、開閉扉２
２Ａ，２３Ｂを閉め、上記で装入したトレイ７１の位置
カウンタ８２による位置カウントを０にした上でクラッ
チ５８を接続し、モータ５３をフリー状態にして、モー
タ５４を一定速度で回転させることによりトレイ７１を
一定速度で移動させる。トレイ７１の移動に伴い、位置
検出器８１からパルスが発生され、このトレイ７１用の
位置カウンタ８２が値を増やす。位置カウンタ８２に予
め設定しておいた補正係数８３を乗算して正確なトレイ
７１の位置座標８４に変換する。最後尾トレイ選択部８
５が最後尾トレイ座標８６を求め、装入開始タイミング
判定部８７へ入力する。

【００１２】装入開始タイミング判定部８７は、下記の
式２により装入可信号８８を作る。装入可信号８８は最
後尾トレイ座標８６をＺｔとして、下記の式２を満足す
る時にＯＮする。ここで、ｍは任意の整数、Ｐはトレイ
７１の相互間のピッチ、ａは装入の許容幅を確保するた
めの定数である。装入可信号８８は、最後尾のトレイ７
１の位置がトレイピッチＰの整数倍に到達したことを検
出するものである。

【式２】 装入可信号８８がＯＮ、加熱室１２にトレイ７１が存在
することを指示する信号９０がＯＮ及び前室トレイ準備
完了信号９２がＯＮの場合には、モータ５４を停止し、
クラッチ５８を切り離して前室１１のトレイ７１を加熱
室１２へ装入する。

【００１３】トレイ７１が前進し、リミットスイッチ６
４がＯＮすると、補正係数演算部９５が最先行トレイ位
置カウンタ（トレイ１位置カウンタ）８２の値ｂと予め
決めておいたリミットスイッチ６３とリミットスイッチ
６４との間の距離Ｌから下記の式３により補正係数８３
の値ｋを計算する。

【式３】

【００１４】更に、モータ５４を停止し、開閉扉２３
Ａ，２３Ｂを開き、クラッチ５９を切離し、モータ５
５，５６を同時に駆動して、加熱室１２の前進端に到達
したトレイ７１を後室１３へ移動する。リミットスイッ
チ６５がＯＮすると、モータ５５，５６を停止し、開閉
扉２３Ａ，２３Ｂを閉める。モータ５５をフリーにし、
クラッチ５９を接続して、モータ５４を一定速度で回転
させることにより、加熱室１２の内部のトレイ７１を一
定速度で搬送する。トレイ７１が加熱室１２から後室１
３へ移動終了（リミットスイッチ６５がＯＮ）した時、
トレイ座標管理部８０から最先行トレイの座標（トレイ
１位置カウンタ）を消去し、トレイｍ＋１の座標（トレ
イｍ＋１位置カウンタ）をトレイｍの座標（トレイｍ位
置カウンタ）へ移す（ｍ＝１，２・・・）ことにより座
標記憶を一つづつずらし、以後の演算に備える。以下は
上記の繰り返しである。

【００１５】補正係数８３は、加熱室１２の温度による
ローラ４３〜４５の熱膨張と炉長の膨張及びトレイ７１
のすべり等、総てを加味した値である。補正係数８３の
値は加熱室１２の内部におけるトレイ７１の正確な位置
把握に使用され、また同時に搬送ローラ制御部９４を介
してモータ５４の回転制御に使用されてトレイ７１の搬
送速度を正確に保持するのに使用される。このように、
トレイ７１の位置とその搬送速度とが正確に制御される
ため、最後尾のトレイ７１の位置によって後続トレイの
装入タイミングを正確に決定することができる。また先
行トレイの搬送にずれが生じても、後続トレイの装入タ
イミングが影響を受けないため、そのようなずれを該先
行トレイ限りで解消し、同様のずれが繰り返して発生す
るのを防止できるという効果がある。補正係数８３は、
初期値を予め計算により求めて与えておくこともできる
し、温度が一定の場合には、補正係数８３を一定の定数
としてもよい。

【００１６】図示した一実施例では、位置検出器として
パルス発生器を使用したが、アブソリュートエンコーダ
を使用して演算周期毎の位置増分を求め、この値を各ト
レイ７１の位置カウンタに加算することにより、各トレ
イ７１の位置を測定することもできる。図示した一実施
例では、被処理材はトレイ７１に載置されているが、ト
レイ７１に限らずライダーと呼ばれるものに載置されて
いてもよいし、また場合によっては被処理材をローラ上
に直接載置してもよい。図示した一実施例では、クラッ
チ５８，５９を使用したが、同じような動作ができれば
よく、例えばモータ５３，５５をサーボモータとし、ク
ラッチ動作の代わりにサーボモータの同期運転機能を使
用してもよい。図示した一実施例では、トレイ７１はロ
ーラにより搬送されるが、他の搬送手段を使用してもよ
い。図示した一実施例では、加熱室１２の内部における
ローラ４４の駆動が一つの駆動区分からなっているが、
複数の駆動区分からなっていてもよい。

【００１７】

【発明の効果】既に明らかなように、以上説明した本発
明には、各被処理材毎にその位置を管理しつつ、最後尾
の被処理材の位置によって後続被処理材の装入タイミン
グを決定するため、先行被処理材の搬送にずれが生じて
も、そのようなずれを該先行被処理材限りで解消し、同
様のずれが繰り返して発生するのを防止できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施状態を示す概略図。

【図２】図１の一実施例における制御系の概略を示すブ
ロック図。

【符号の説明】

１１・・・前室、１２・・・加熱室、１３・・・後室、
２２Ａ〜２３Ｂ・・・開閉扉、４２〜４６・・・ロー
ラ、５２〜５６・・・モータ、６２〜６５・・・リミッ
トスイッチ、７１・・・トレイ、８１・・・エンコー
ダ、８２〜９４・・・演算装置の要素

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続式熱処理炉における被処理材の装入
   及び抽出を制御する方法であって、位置検出器を用い炉
   内における各被処理材の位置を実測し、これに演算した
   補正係数を加味してその正しい位置を求め、かくして各
   被処理材毎にその位置を管理しつつ、最後尾の被処理材
   の位置に基づいて後続被処理材の装入タイミングを決定
   し、被処理材の装入タイミングと抽出タイミングを１／
   ２サイクルづつずらすように制御することを特徴とする
   連続式熱処理炉における被処理材の装入及び抽出制御方
   法。