JPH0711453B2 - ストリップ連続熱処理設備用冷却ユニットの制御方法 - Google Patents

ストリップ連続熱処理設備用冷却ユニットの制御方法

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JPH0711453B2
JPH0711453B2 JP3072586A JP7258691A JPH0711453B2 JP H0711453 B2 JPH0711453 B2 JP H0711453B2 JP 3072586 A JP3072586 A JP 3072586A JP 7258691 A JP7258691 A JP 7258691A JP H0711453 B2 JPH0711453 B2 JP H0711453B2
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JP
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strip
temperature
heat treatment
cooling
cooling unit
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一郎 青木
孝一 丸山
明 川端
靖 小林
和男 大崎
紀幸 吉岡
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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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
設備用冷却ユニットの制御方法に関し、特に加熱炉の後
段に設けられた冷却帯におけるストリップの温度制御方
法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、ストリ
ップの表面状態の変化に対応して正確な測温を行ない、
温度管理の安定化を達成することのできるストリップ連
続熱処理設備用冷却ユニットの制御方法を提供すること
にある。特に本発明においては、特願昭63−2710
47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
設備用冷却ユニットを、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
の関係式(放射率特性関数)を予めメモリーに格納して
おき、2色型放射測温計によって被測定物から測定され
た2つの分光放射輝度信号とメモリーに格納された関係
式とから被測定物の温度を演算し、この演算にて求めた
温度に基づいて制御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、あるいは不良部分が除去され、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の入り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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 靖 千葉県君津市君津一番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 大崎 和男 千葉県君津市君津一番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 吉岡 紀幸 千葉県君津市君津一番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内

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
    設備用冷却ユニットの制御方法であって、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
    の被測定物に固有の関係式(放射率特性関数)を予めメ
    モリーに格納しておき、2色型放射測温計によって被測
    定物から測定された2つの分光放射輝度信号と前記メモ
    リーに格納された関係式とから被測定物の温度を演算
    し、該演算によって求めた温度に基づいて前記冷却媒体
    の状態を制御することを特徴とするストリップ連続熱処
    理設備用冷却ユニットの制御方法。
JP3072586A 1991-03-12 1991-03-12 ストリップ連続熱処理設備用冷却ユニットの制御方法 Expired - Lifetime JPH0711453B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016010919A1 (en) * 2014-07-16 2016-01-21 Trapp Mark Edward Furnace cooling panel monitoring system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016010919A1 (en) * 2014-07-16 2016-01-21 Trapp Mark Edward Furnace cooling panel monitoring system
US9696092B2 (en) 2014-07-16 2017-07-04 CIX Inc. Furnace cooling panel monitoring system

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