JPH08246122A - 誘導加熱式合金化炉の制御方法 - Google Patents

誘導加熱式合金化炉の制御方法

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JPH08246122A
JPH08246122A JP4436595A JP4436595A JPH08246122A JP H08246122 A JPH08246122 A JP H08246122A JP 4436595 A JP4436595 A JP 4436595A JP 4436595 A JP4436595 A JP 4436595A JP H08246122 A JPH08246122 A JP H08246122A
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JP
Japan
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induction heating
steel strip
alloying
heating device
electric power
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JP4436595A
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Inventor
Kiyomi Tsutsui
井 清 己 筒
Masahiro Masuda
田 正 宏 増
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融亜鉛メッキ鋼帯の誘導加熱合金化におい
て、鋼帯サイズ対応で所望の合金化をする。生焼けの回
避。歩留の向上。 【構成】 鋼帯サイズ対応の合金化処理に必要な投入総
電力量を加熱帯の複数個の誘導加熱装置へ配分する際
に、合金化種別による電力負荷配分パターンを選択し、
更に磁気飽和による電力ロス防止対策による電力上限リ
ミット値を計算して各誘導加熱装置への電力設定値を求
める。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融亜鉛メッキ合金化
鋼帯の合金化制御に関し、特に、複数個の誘導加熱装置
からなる加熱帯を備えた溶融亜鉛メッキ合金化炉の制御
に関する。
【従来の技術】溶融亜鉛メッキの合金化鋼帯の製造にお
いては一般に、鋼帯を溶融亜鉛メッキの浴に通して鋼帯
表面に亜鉛メッキ層を付着させ、次に鋼板表面へのガス
の吹き付けによってメッキ付量を調整し、続いて鋼板を
合金化炉に通し、該合金化炉内で熱処理し、メッキ層を
鉄と亜鉛との合金とする。このようにして製造される溶
融亜鉛メッキの合金化鋼帯は、耐フレーキング性および
パウダリング性に優れていることが品質上重要である。
好ましい品質の溶融亜鉛メッキの合金化鋼帯を得るため
には、その製造工程の合金化炉の温度や通板速度を制御
して、合金化程度を所定の状態に制御し、合金化不足や
合金化過剰の発生を防止する必要がある。例えば特開平
1−279738号公報に開示された製造方法において
は、合金化処理における初期の熱処理条件を特定するこ
とにより、耐フレーキング性を向上させ得ることが示さ
れている。本願発明者らの調査によれば、溶融合金化亜
鉛メッキへの鉄量の合金化制御において、耐フレーキン
グ性等を向上させるために、メッキ層表面部でのη相等
の生成を抑制し、また、均一合金化制御のため加熱帯に
次いで保熱帯を通して合金化するに際し、加熱帯では、
鋼種,通板速度,メッキ付着量,溶融亜鉛メッキ中のア
ルミ濃度(以後アルミ濃度とする)等の諸元に基づいて
投入電力量を制御することが有効であることが分ってい
る。誘導加熱帯に於ける投入総電力量(T)は、次式で
表されることが分かっている。 T=A×(MF×HC/η)+K (KW) ・・・(1) MF=f(t,w,ρ,Ls) ・・・(2) HC=g(To,Ti) ・・・(3) A,K:補正係数 To :誘導加熱帯出側鋼帯温度(°C) Ti :誘導加熱帯入側鋼帯温度(°C) t :鋼帯の厚み(mm) w :鋼帯の幅(mm) ρ :鋼帯の密度(kg/m3) Ls :通板速度(mpm) MF :通板容量(kg/sec) HC :通板容量あたりの電力量(kw×sec/k
g) η :効率 上記パラメータの内、t,w,ρは前もって分かる情報
であり、またTi,Lsは実測値として取り込める情報
である。上記(1)式にパラメータToを与えれば一義
的に投入総電力量(T)を求める事ができる。しかしな
がら合金化炉に於ける出側での合金化の為の目標となる
鋼帯の温度は、鋼種,メッキ付着量,アルミ濃度,通板
速度等の諸元で大きく変化する。鋼種,メッキ付着量,
アルミ濃度,通板速度等の諸元が大きく変化する実操業
においても、常時適正な投入総電力量を算出するための
誘導加熱帯出側鋼帯温度To(°C)を求める方法は、
特願平5−303789号に示した。
【発明が解決しようとする課題】投入総電力量の各誘導
加熱装置への負荷配分は、合金化鋼帯の耐フレーキング
性,パウダリング性等の特性に大きく影響を及ぼし、又
鋼帯サイズ(幅,厚)により各誘導加熱装置の磁気飽和
特性が異なる事から、適切な負荷配分を行わないと特性
不良や未合金(生焼け)の原因となることがある。その
ため通板速度を必要以上に低下させ鋼帯の合金化炉(加
熱帯)での滞在時間を長くとることにより、目標とする
メッキ層中の鉄含有量に制御することができるが、この
ような合金化制御は、当然生産性を低下させることにな
り、更に目標とする合金化鋼帯特性を満す合金化鋼帯を
得る歩留が低下する等の課題がある。本発明は、このよ
うな課題を解決するために行われたものである。目標と
する特性に正確に合致する合金化制御を実現することを
目的とする。
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、前記(1)式等で算出された投入総電力
量T (KW)を、合金化鋼帯の特性および各誘導加熱装
置の磁気飽和特性に従って、各誘導加熱装置へ配分(負
荷配分)する。これを簡略化するために、本発明の好ま
しい実施態様では、合金化種別による各誘導加熱装置へ
の負荷配分を上段高負荷パターン,均等負荷パターンお
よび下段高負荷パターンとして、それらの何れかのパタ
−ンを選択し、選択したパターンと、鋼帯サイズ(幅,
厚)および各誘導加熱装置の磁気飽和特性に従って、投
入総電力量T (KW)を、各誘導加熱装置へ配分する。
本発明の好ましい実施例では、合金化鋼帯の特性別の負
荷配分パタ−ンテ−ブルと磁気飽和特性の3次元テ−ブ
ルを各誘導加熱装置毎に設け、各誘導加熱装置毎に、そ
の特性に対応した負荷配分を行なう。合金化種別により
電力負荷配分テーブルを選択し、負荷配分後の各々の誘
導加熱装置に対する電力設定量に対して磁気飽和による
電力上限リミットをかける。各電力上限リミット値は、
表1に示す様に鋼帯幅と鋼帯厚のテ−ブルとなっており
線形補間式を使い計算しその結果を電力リミット値とす
る。負荷配分電力量が線形補間式で求められた電力上限
リミット値を越える場合は、選択された負荷配分パタ−
ンによりそのオ−バ電力量(差分量)を上段側誘導加熱
装置或いは下段側誘導加熱装置の電力設定値に加算す
る。
【表1】
【作用】誘導加熱装置の磁気飽和による電力ロスからく
る総投入電力量不足が防止され、未合金(生焼け)が回
避される。本発明によって製品毎に目標とする合金化特
性の鋼帯の製造歩留が向上する。
【実施例】図1に、溶融亜鉛メッキの合金化鋼帯の製造
工程の全体構成を示す。鋼帯2は、図中矢印の方向に搬
送され、溶融亜鉛浴1を通ってその表面に溶融亜鉛が付
着された後、ノズル3を通る際にガスの吹き付けによっ
て溶融亜鉛の付着量が調整され、その後合金化炉4に入
る。合金化炉4の内部は、加熱帯4a,保熱帯4bおよ
び冷却帯4cに区分されており、合金化炉4に入った鋼
帯2は、まず加熱帯4aで目標板温度に加熱され、続い
て保熱帯4b中で一定の温度に保持されて合金化を進行
させ、次に冷却帯4cで冷却され、所定濃度の鉄含有率
の亜鉛−鉄合金メッキ層をその表面近傍に形成させる。
合金化炉4を出た鋼帯2は、ロール12を通って次の工
程に搬送される。この実施例においては、合金化炉の加
熱帯4aでは電気誘導加熱によって鋼帯に熱供給し、投
入される電力量を調整することによって加熱帯4aの入
熱量を制御している。プロセスコンピュータ(プロコ
ン)11は、溶融亜鉛メッキの合金化鋼帯の製造工程の
全体を管理しており、出側鋼帯温度演算器10に対して
は、鋼種,メッキ付着量,アルミ濃度の情報を、投入電
力演算器9に対しては、通板速度,炉4a入側鋼帯温
度,鋼帯幅および鋼帯厚の情報を、負荷配分パターンテ
ーブル8に対しては、鋼種(合金化種別)情報を、更に
磁気飽和演算器(テーブル)7に対しては、鋼帯幅およ
び鋼帯厚の情報を出力する。但し通板速度および炉4a
入側鋼帯温度は、実測値を用いても同様の結果を得るこ
とができる。出側鋼帯温度演算器10は、入力されるメ
ッキ付着量,鋼種,アルミ濃度の情報から、炉4a出側
鋼帯温度目標値を特願平5−303789号に示されて
いる方法で演算し、その結果を投入総電力演算器9に対
して出力する。放射温度計5は、加熱帯4aの出側鋼帯
温度を測定する。測定値は投入総電力演算器9に入力さ
れ投入総電力量演算器9での計算に使用される。投入総
電力演算器9は、入力される炉4a出側鋼帯温度,通板
速度,炉4a入側鋼帯温度,鋼帯幅および鋼帯厚の情報
に基づいて、入熱量、即ち投入総電力量設定値を前記
(1),(2)および(3)にて計算し、その結果を負
荷配分パタ−ンテ−ブル8に対し出力する。投入総電力
量演算器9で計算された投入総電力量は、各誘導加熱装
置毎に設けられた負荷配分パタ−ンテ−ブル8により各
誘導加熱装置への設定電力量が振り分けられる。負荷配
分パターンテーブル8で振り分けられた電力量は、各誘
導加熱装置毎に設けられた磁気飽和演算器(テーブル)
7に出力される。磁気飽和演算器(テーブル)7は、各
々の誘導加熱装置が磁気飽和による電力上限リミット以
下で使用される様に電力量を処理し各々の電力調整器6
に電力設定する。以下、図2により負荷配分パタ−ンテ
−ブル8および磁気飽和演算器(テ−ブル)7の負荷配
分の処理について説明する。本発明においては、合金化
鋼帯の特性別の負荷配分パタ−ンテ−ブル8と磁気飽和
特性の磁気飽和演算器(テ−ブル)7を、各誘導加熱装
置毎に設け各誘導加熱装置の特性差が補償できるように
している。ここでは誘導加熱装置が4式〜で加熱帯
4aが構成されている場合の例で説明を行う。溶融亜鉛
メッキの合金化鋼帯は、耐フレ−キング性およびパウダ
リング性に優れていることが品質上重要である。この様
な合金化鋼帯の特性は、用途によって作り分けが行われ
ており、その方法は、合金化炉の加熱のパターンに大き
く依存していることが分かっている。図1で説明したよ
うに、メッキされた鋼帯は、合金化炉加熱帯4aでの加
熱パターンの使い分けで用途別の合金化鋼板の作り分け
を行っている。ここでは、図2に示す3種類の加熱パタ
ーンすなわち下段高負荷パタ−ン,均等負荷パタ−ンお
よび上段高負荷パタ−ンの例で説明を行う。図2に示す
3種類の加熱パターンのそれぞれは、用途別の合金化鋼
帯の作り分けの条件によって選択され、投入総電力の各
誘導加熱装置への負荷配分を行う負荷配分パターンテー
ブル8として使われる。図2に示す下段高負荷パタ−
ン,均等負荷パタ−ンおよび上段高負荷パタ−ンのそれ
ぞれの中の〜は、図1での加熱帯4aの4式の誘導
加熱装置の下段からの番号を示している。図3に、下段
高負荷配分パターンテーブルを選択した場合を提示す
る。この場合は、算出された投入総電力量T1は、選択
された各誘導加熱装置毎に設けられている下段高負荷配
分パタ−ンテ−ブルによって各誘導加熱装置に配分され
る。図3に示すように、電気誘導加熱装置,への配
分電力はTHiとなり、電気誘導加熱装置への配分電
力はTMとなり、また電気誘導加熱装置への配分電力
はTL0となる。各電気誘導加熱装置の下段高負荷配分パ
タ−ンテ−ブルで決定された配分電力は、磁気飽和演算
器(テ−ブル)7に出力される。磁気飽和演算器(テ−
ブル)7には、鋼帯幅,鋼帯厚に対応する磁気飽和によ
る電力上限リミット値を書込んだテ−ブル(デ−タメモ
リ)があり、磁気飽和演算器7は、自動(プロコンから
の指示)または手動で入力された鋼帯幅と鋼帯厚の情報
をもとに、同テ−ブルから磁気飽和による電力上限リミ
ット値を求める。負荷配分パターンテーブル8からの配
分電力量が磁気飽和演算器(テ−ブル)7で求められた
電力上限リミット値を越える場合は、選択された負荷配
分パタ−ンによりそのオ−バ電力(差分量)を上段側誘
導加熱装置(上段高負荷の場合は下段側誘導加熱装置)
の電力設定値に加算し、投入総電力量を確保し磁気飽和
による電力ロスでの加熱不足(合金化鋼帯の生焼け)を
防止する。
【発明の効果】本発明は、合金化種別による各誘導加熱
装置毎の磁気飽和による電力配分リミットと、所要総投
入電力量の投入不足を防止する為の鋼帯幅と鋼帯厚によ
る電力上限リミットの採用による磁気飽和対策(7のテ
−ブル)により、製品毎に目標とする合金化特性の鋼帯
の製造歩留の向上が図られ又誘導加熱装置の磁気飽和に
よる電気ロスを確実に防止できメッキ鋼帯の合金化不足
(生焼け)を回避し、品質を向上させることができる等
の優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 溶融亜鉛メッキの合金化鋼帯の製造工程の主
要部の構成を示すブロック図である。
【図2】 合金化種別により各誘導加熱装置への負荷配
分を決める各種パターンの内上段高負荷パターン,均等
負荷パターン,下段高負荷パターンの各パタ−ンを示す
ブロック図である。
【図3】 合金化種別により各誘導加熱装置への負荷配
分を決める各種パターンの内下段高負荷パターンが選択
された場合の、各誘導加熱装置へ配分される電力を示す
ブロック図である。
【符号の説明】
1:溶融亜鉛浴 2:鋼帯 3:ノズル 4:合金化炉 4a:電気誘導加熱帯(〜/4式) 4b:保熱帯 4c:冷却帯 5:放射温
度計 6:電力量調整器(〜/4式) 7:磁気飽和演算器(テーブル)(〜/4式) 8:負荷配分パターンテーブル(〜/4式) 9:投入総電力量演算器 10:出側鋼帯
温度演算器 11:プロコン 12:ロール 13:メッキ付着量調整器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融亜鉛メッキ合金化鋼帯を製造する、
    複数個の誘導加熱装置からなる加熱帯を備えた誘導加熱
    式合金化炉の制御方法において、投入総電力量の各誘導
    加熱装置への負荷配分を合金化鋼帯の特性および誘導加
    熱装置の磁気特性を考慮して決定することを特徴とする
    誘導加熱式合金化炉の制御方法。
  2. 【請求項2】 各誘導加熱装置への前記負荷配分を、上
    段高負荷パターン,均等負荷パターン、下段高負荷パタ
    ーンのいずれかのパターンから選択し、選択したパター
    ンでの各誘導加熱装置への負荷配分を、鋼帯サイズによ
    る各誘導加熱装置の磁気飽和特性に基づき再配分するこ
    とを特徴とする請求項1記載の誘導加熱式合金化炉の制
    御方法。
  3. 【請求項3】 総投入電力量の負荷配分を行う合金化鋼
    帯の特性別の負荷配分パターンテーブルと磁気飽和特性
    の3次元テーブルを各誘導加熱装置毎に設け、各誘導加
    熱装置毎の特性差を補償することを特徴とする請求項1
    または請求項2に記載の誘導加熱式合金化炉の制御方
    法。
JP4436595A 1995-03-03 1995-03-03 誘導加熱式合金化炉の制御方法 Withdrawn JPH08246122A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002372382A (ja) * 2001-06-15 2002-12-26 Taiho Kogyo Co Ltd 高周波加熱における温度制御方法
JP2012180572A (ja) * 2011-03-02 2012-09-20 Nippon Steel Corp 溶融金属の誘導加熱昇温方法

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