JPH11297460A - 搬送中の導電材の誘導加熱温度制御方法 - Google Patents
搬送中の導電材の誘導加熱温度制御方法Info
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- JPH11297460A JPH11297460A JP11135598A JP11135598A JPH11297460A JP H11297460 A JPH11297460 A JP H11297460A JP 11135598 A JP11135598 A JP 11135598A JP 11135598 A JP11135598 A JP 11135598A JP H11297460 A JPH11297460 A JP H11297460A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 各誘導加熱コイルの負荷分担を定めることに
より、最適な加熱を実現する制御方法を提供する。 【解決手段】 搬送ロール２上の粗バー１は、誘導加熱
装置の各コイルＣ１〜Ｃ６の内部を通過し加熱されて移
動していく。この搬送速度は搬送ロール２に取り付けら
れた速度検出器３で検出される。また、誘導加熱装置に
入る粗バーの温度は温度検出器４により検出される。温
度制御装置５は、温度検出器４で検出された粗バーの各
部位の温度を、誘導加熱装置の出側、すなわち誘導加熱
コイルＣ６の出口において目標の温度と一致させるため
の各誘導加熱装置の負荷分担を決定する。負荷分担の決
定は、粗バー１の移動距離、又は粗バー１が所定位置を
通過してからの経過時間に基づいてなされる。
より、最適な加熱を実現する制御方法を提供する。 【解決手段】 搬送ロール２上の粗バー１は、誘導加熱
装置の各コイルＣ１〜Ｃ６の内部を通過し加熱されて移
動していく。この搬送速度は搬送ロール２に取り付けら
れた速度検出器３で検出される。また、誘導加熱装置に
入る粗バーの温度は温度検出器４により検出される。温
度制御装置５は、温度検出器４で検出された粗バーの各
部位の温度を、誘導加熱装置の出側、すなわち誘導加熱
コイルＣ６の出口において目標の温度と一致させるため
の各誘導加熱装置の負荷分担を決定する。負荷分担の決
定は、粗バー１の移動距離、又は粗バー１が所定位置を
通過してからの経過時間に基づいてなされる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は搬送中の導電材の温
度を誘導加熱装置により所定温度に加熱する温度制御方
法に関するもので、例えば、熱間圧延設備における搬送
ラインを移動する粗バーの温度を、目標となる温度設定
値に加熱する誘導加熱装置の制御方法に関するものであ
る。
度を誘導加熱装置により所定温度に加熱する温度制御方
法に関するもので、例えば、熱間圧延設備における搬送
ラインを移動する粗バーの温度を、目標となる温度設定
値に加熱する誘導加熱装置の制御方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば、熱間圧延設備における熱延鋼帯
の製造においては、通常スラブを加熱炉で所定温度に加
熱し、加熱されたスラブを粗圧延して粗バーとし、この
後仕上圧延設備により仕上げ圧延することにより熱延鋼
帯が製造される。このとき、スラブ用の加熱炉ではスラ
ブはスキッドレール、あるいはウオーキングビームで支
えられる。スキッドレール、あるいはウオーキングビー
ムはその内部が水冷されているのでこれらに接していた
部分は温度が低くなり、スラブの長手方向にスキッドマ
ークと呼ばれる低温部が所定のピッチで分布する。この
スキッドマークのあるスラブをそのまま圧延するとスキ
ッドマークの部分において圧延後の寸法、材質に圧延ム
ラが生じ、品質が低下するという問題がある。
の製造においては、通常スラブを加熱炉で所定温度に加
熱し、加熱されたスラブを粗圧延して粗バーとし、この
後仕上圧延設備により仕上げ圧延することにより熱延鋼
帯が製造される。このとき、スラブ用の加熱炉ではスラ
ブはスキッドレール、あるいはウオーキングビームで支
えられる。スキッドレール、あるいはウオーキングビー
ムはその内部が水冷されているのでこれらに接していた
部分は温度が低くなり、スラブの長手方向にスキッドマ
ークと呼ばれる低温部が所定のピッチで分布する。この
スキッドマークのあるスラブをそのまま圧延するとスキ
ッドマークの部分において圧延後の寸法、材質に圧延ム
ラが生じ、品質が低下するという問題がある。
【０００３】この問題を解決するために、粗バーの搬送
ライン中でスラブのスキッドマーク部に当たる部分を選
択的に加熱する方法が各種開示されている。たとえば、
特開平５−５７３１９号公報には、粗バーの搬送路に、
スキッドマークの幅より狭い間隔でロール電極を配置
し、スキッドマーク部がロール電極間にさしかかったと
きロール電極間に通電して、抵抗加熱によりスキッドマ
ーク部を加熱する方法が開示されている。
ライン中でスラブのスキッドマーク部に当たる部分を選
択的に加熱する方法が各種開示されている。たとえば、
特開平５−５７３１９号公報には、粗バーの搬送路に、
スキッドマークの幅より狭い間隔でロール電極を配置
し、スキッドマーク部がロール電極間にさしかかったと
きロール電極間に通電して、抵抗加熱によりスキッドマ
ーク部を加熱する方法が開示されている。
【０００４】また、特開平７−３０７１９４号公報に
は、粗バーの搬送路に、誘導加熱コイルを複数有する誘
導加熱装置を配置し、その入側でスラブの温度を検出し
てトラッキングし、スキッドマーク部が真下に来た誘導
加熱コイルに通電することにより、スキッドマーク部を
選択的に加熱する方法が開示されている。
は、粗バーの搬送路に、誘導加熱コイルを複数有する誘
導加熱装置を配置し、その入側でスラブの温度を検出し
てトラッキングし、スキッドマーク部が真下に来た誘導
加熱コイルに通電することにより、スキッドマーク部を
選択的に加熱する方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−５７３１９号公報に記載されるような、ロールに通
電する方式においては、通電されるロールの摩耗が激し
く、耐久性の面で実用上問題がある。一方、特開平７−
３０７１９４号公報に記載されるような誘導加熱方式
は、検出温度の値により各誘導加熱コイルの電源回路の
遮断、接続を行う方式のため、各誘導加熱コイル間の負
荷の分担を自由に設定できないという問題点がある。
５−５７３１９号公報に記載されるような、ロールに通
電する方式においては、通電されるロールの摩耗が激し
く、耐久性の面で実用上問題がある。一方、特開平７−
３０７１９４号公報に記載されるような誘導加熱方式
は、検出温度の値により各誘導加熱コイルの電源回路の
遮断、接続を行う方式のため、各誘導加熱コイル間の負
荷の分担を自由に設定できないという問題点がある。
【０００６】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、スキッドマークなどの温度ムラを含
む粗バーを、複数の誘導加熱コイルにより所定温度上昇
させて粗バー長手方向の温度変動を除去し、品質を向上
させる際に、各誘導加熱コイルの負荷分担を定めること
により、最適な加熱を実現する制御方法を提供すること
を課題とする。
になされたもので、スキッドマークなどの温度ムラを含
む粗バーを、複数の誘導加熱コイルにより所定温度上昇
させて粗バー長手方向の温度変動を除去し、品質を向上
させる際に、各誘導加熱コイルの負荷分担を定めること
により、最適な加熱を実現する制御方法を提供すること
を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、導電材の搬送ラインに沿って設置され
た複数の誘導加熱コイルを有する誘導加熱装置の手前で
搬送中の導電材の温度を検出し、前記誘導加熱装置によ
り、搬送中の導電材を所定温度に上昇させる温度制御方
法において、各誘導加熱コイルにおける昇温量の設定を
前記導電材の移動距離、又は前記導電材が所定位置を通
過してからの経過時間の関数として与えることにより、
各誘導加熱コイルの負荷分担を定めることを特徴とする
搬送中の導電材の誘導加熱温度制御方法（請求項１）で
ある。
の第１の手段は、導電材の搬送ラインに沿って設置され
た複数の誘導加熱コイルを有する誘導加熱装置の手前で
搬送中の導電材の温度を検出し、前記誘導加熱装置によ
り、搬送中の導電材を所定温度に上昇させる温度制御方
法において、各誘導加熱コイルにおける昇温量の設定を
前記導電材の移動距離、又は前記導電材が所定位置を通
過してからの経過時間の関数として与えることにより、
各誘導加熱コイルの負荷分担を定めることを特徴とする
搬送中の導電材の誘導加熱温度制御方法（請求項１）で
ある。
【０００８】本手段においては、各誘導加熱コイルにお
ける昇温量の設定を前記導電材の移動距離、又は前記導
電材が所定位置を通過してからの経過時間の関数として
与えることにより、各誘導加熱コイルの負荷分担を定め
ているので、粗バーを複数台の誘導加熱コイルにより加
熱する過程を詳細に定めることができ、無駄な加熱を防
ぐとともに、各誘導加熱コイルの負荷バランスの制御が
可能となる。
ける昇温量の設定を前記導電材の移動距離、又は前記導
電材が所定位置を通過してからの経過時間の関数として
与えることにより、各誘導加熱コイルの負荷分担を定め
ているので、粗バーを複数台の誘導加熱コイルにより加
熱する過程を詳細に定めることができ、無駄な加熱を防
ぐとともに、各誘導加熱コイルの負荷バランスの制御が
可能となる。
【０００９】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、各誘導加熱コイルにおける昇
温量の設定が、全体の消費エネルギーが最小となるよう
に決定されることを特徴とするもの（請求項２）であ
る。
前記第１の手段であって、各誘導加熱コイルにおける昇
温量の設定が、全体の消費エネルギーが最小となるよう
に決定されることを特徴とするもの（請求項２）であ
る。
【００１０】この手段によれば、加熱に要するエネルギ
ー消費を最小にすることが可能となる。
ー消費を最小にすることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態の例を、
図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明を適用す
る設備構成の1例を示す図であり、６台の誘導加熱コイ
ルを用いる粗バーの加熱プロセスの概要を示す。図１に
おいて、１は粗バー、２は粗バーの搬送ロール、３は粗
バーの速度検出器、４は粗バーの温度検出器、５は温度
制御装置、Ｃ１〜Ｃ６は誘導加熱コイル、Ｐ１〜Ｐ６は
誘導加熱コイルの電力制御装置を示す。
図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明を適用す
る設備構成の1例を示す図であり、６台の誘導加熱コイ
ルを用いる粗バーの加熱プロセスの概要を示す。図１に
おいて、１は粗バー、２は粗バーの搬送ロール、３は粗
バーの速度検出器、４は粗バーの温度検出器、５は温度
制御装置、Ｃ１〜Ｃ６は誘導加熱コイル、Ｐ１〜Ｐ６は
誘導加熱コイルの電力制御装置を示す。
【００１２】搬送ロール２上の粗バー１は、誘導加熱装
置の各コイルＣ１〜Ｃ６の内部を通過し加熱されて移動
していく。この搬送速度は搬送ロール２に取り付けられ
た速度検出器３により検出される。また、誘導加熱装置
に入る粗バーの温度は温度検出器４により検出される。
置の各コイルＣ１〜Ｃ６の内部を通過し加熱されて移動
していく。この搬送速度は搬送ロール２に取り付けられ
た速度検出器３により検出される。また、誘導加熱装置
に入る粗バーの温度は温度検出器４により検出される。
【００１３】本実施の形態においては、これらの設備に
より、温度検出器４で検出された粗バーの各部位の温度
を、誘導加熱装置の出側、すなわち誘導加熱コイルＣ６
の出口において目標の温度と一致させるための各誘導加
熱装置の負荷分担を決定する。
より、温度検出器４で検出された粗バーの各部位の温度
を、誘導加熱装置の出側、すなわち誘導加熱コイルＣ６
の出口において目標の温度と一致させるための各誘導加
熱装置の負荷分担を決定する。
【００１４】まず、各加熱コイルの出側において実現す
べき粗バーの温度ｙを、位置又は時間の関数として与え
る。関数の形は様々考えられるが、例えば以下のように
与える。
べき粗バーの温度ｙを、位置又は時間の関数として与え
る。関数の形は様々考えられるが、例えば以下のように
与える。
【００１５】 ｙ＝Ｔup（exp（ｘ/Ｔs）−１）/（exp（Ｌ/Ｔs）−１） …(1) ここに、 ｘ：加熱装置前に定めた起点からの距離 Ｌ：加熱装置前に定めた起点から６番目の誘導加熱コイ
ル出口までの距離 Ｔup：加熱装置前に定めた起点での温度を基準として、
６番目の誘導加熱コイル出口において、上昇させたい昇
温量（温度） Ｔs：昇温曲線の形状を定めるパラメータ（≠0）
ル出口までの距離 Ｔup：加熱装置前に定めた起点での温度を基準として、
６番目の誘導加熱コイル出口において、上昇させたい昇
温量（温度） Ｔs：昇温曲線の形状を定めるパラメータ（≠0）
【００１６】前述したように、誘導加熱装置の入側で温
度検出器４により粗バー１の各部分の温度を測定してお
き、各部分の温度が、それぞれの誘導加熱コイルＣ１〜
Ｃ６の出側で（１）式で示される温度となるように各誘
導加熱装置の電力設定を行うようにする。加熱部位は離
散的に配置された誘導加熱コイルＣ１〜Ｃ６を通過する
ため、昇温過程すべてを（１）式とするのではなく各誘
導加熱コイルＣ１〜Ｃ６出口における温度を（１）式で
与えられる同一場所での温度と一致させるものである。
すなわち、各誘導加熱コイルが設置されている位置での
ｘを算出し、これを（１）式に代入して求まるｙを、そ
の誘導加熱コイル出側での目標温度とする。
度検出器４により粗バー１の各部分の温度を測定してお
き、各部分の温度が、それぞれの誘導加熱コイルＣ１〜
Ｃ６の出側で（１）式で示される温度となるように各誘
導加熱装置の電力設定を行うようにする。加熱部位は離
散的に配置された誘導加熱コイルＣ１〜Ｃ６を通過する
ため、昇温過程すべてを（１）式とするのではなく各誘
導加熱コイルＣ１〜Ｃ６出口における温度を（１）式で
与えられる同一場所での温度と一致させるものである。
すなわち、各誘導加熱コイルが設置されている位置での
ｘを算出し、これを（１）式に代入して求まるｙを、そ
の誘導加熱コイル出側での目標温度とする。
【００１７】このように加熱過程を関数で定めるときの
メリットは、（１）式中のＴsをパラメータとして昇温
曲線をさまざまに変更することが可能となるため、各誘
導加熱コイルの負荷配分をＴsの変更で決定できること
にある。
メリットは、（１）式中のＴsをパラメータとして昇温
曲線をさまざまに変更することが可能となるため、各誘
導加熱コイルの負荷配分をＴsの変更で決定できること
にある。
【００１８】例えば、（１）式において、Ｌ＝5.4ｍの
設備設定に対して、平均温度998℃、幅1600mm、厚み30m
mの粗バーを１ｍ/secの速度で移動させ、Ｔup＝40度と
する加熱を考える。ここで、Ｔs＝５と定めた場合の昇
温曲線を図２（横軸は基準点からの距離、縦軸は粗バー
の温度）に、そのときの各誘導加熱コイルの加熱入力分
布（No.は加熱装置の番号、縦軸は各加熱装置の消費電
力）を図３に示す。
設備設定に対して、平均温度998℃、幅1600mm、厚み30m
mの粗バーを１ｍ/secの速度で移動させ、Ｔup＝40度と
する加熱を考える。ここで、Ｔs＝５と定めた場合の昇
温曲線を図２（横軸は基準点からの距離、縦軸は粗バー
の温度）に、そのときの各誘導加熱コイルの加熱入力分
布（No.は加熱装置の番号、縦軸は各加熱装置の消費電
力）を図３に示す。
【００１９】またＴs＝−５と定めた場合の昇温曲線を
図４に、各誘導加熱コイルの加熱入力分布を図５に示す
（縦軸、横軸はそれぞれ図２、図３と同じ）。このとき
図２〜図５を比較すると明らかなように、Ｔsの値を変
更し、昇温曲線を変更することで各装置の負荷分配が変
更されることがわかる。
図４に、各誘導加熱コイルの加熱入力分布を図５に示す
（縦軸、横軸はそれぞれ図２、図３と同じ）。このとき
図２〜図５を比較すると明らかなように、Ｔsの値を変
更し、昇温曲線を変更することで各装置の負荷分配が変
更されることがわかる。
【００２０】ここで、決定された昇温曲線から各装置の
入熱量は、例えば以下のようにすれば決定できる。まず
温度検出器４での表面温度からＣ１入り側までの温度を
粗バーの搬送速度から求められる通過時間を用いて伝熱
方程式を解くことにより推定する。この時、Ｃ１出側で
の温度目標値は式（１）から決定されるので、粗バーの
比熱などから必要な熱量が決定できる。さらに、Ｃ１で
与える熱量が決定するとＣ２入り側までの粗バー温度推
定が可能となり、Ｃ２出側の温度目標値から必要な熱量
を決定できることになり、以下同様にＣ６までの入力を
決定することができる。これを温度制御装置５において
行う。
入熱量は、例えば以下のようにすれば決定できる。まず
温度検出器４での表面温度からＣ１入り側までの温度を
粗バーの搬送速度から求められる通過時間を用いて伝熱
方程式を解くことにより推定する。この時、Ｃ１出側で
の温度目標値は式（１）から決定されるので、粗バーの
比熱などから必要な熱量が決定できる。さらに、Ｃ１で
与える熱量が決定するとＣ２入り側までの粗バー温度推
定が可能となり、Ｃ２出側の温度目標値から必要な熱量
を決定できることになり、以下同様にＣ６までの入力を
決定することができる。これを温度制御装置５において
行う。
【００２１】以上により、設備制約などで装置加熱容量
に制限がある場合などで負荷分配を変更したい場合や、
材料特性などで粗バー内部での熱拡散時間を調整したい
場合などには（１）式におけるＴsを調整することで望
ましい負荷分担を決定できる。また、関数の形状を
（１）式から変更することで、より細かな負荷分配も可
能となる。
に制限がある場合などで負荷分配を変更したい場合や、
材料特性などで粗バー内部での熱拡散時間を調整したい
場合などには（１）式におけるＴsを調整することで望
ましい負荷分担を決定できる。また、関数の形状を
（１）式から変更することで、より細かな負荷分配も可
能となる。
【００２２】以上の実施の形態においては、各誘導加熱
コイルにおける昇温量の設定を粗バーの移動距離に応じ
て与えたが、粗バーが所定位置を通過してからの経過時
間に応じて与えることも可能である。すなわち、（１）
式におけるｘを予め定められた粗バーの移動速度パター
ンから時刻ｔ’の関数として記述し、（１）式に代入す
ればよい。
コイルにおける昇温量の設定を粗バーの移動距離に応じ
て与えたが、粗バーが所定位置を通過してからの経過時
間に応じて与えることも可能である。すなわち、（１）
式におけるｘを予め定められた粗バーの移動速度パター
ンから時刻ｔ’の関数として記述し、（１）式に代入す
ればよい。
【００２３】本発明における第２の実施の形態において
は、各誘導加熱コイルにおける消費エネルギーの和が最
小となるように、この昇温曲線を決定している。
は、各誘導加熱コイルにおける消費エネルギーの和が最
小となるように、この昇温曲線を決定している。
【００２４】以下、（１）式で昇温曲線を与える場合に
ついて、その例を示す。まずＴsと各装置の消費エネル
ギーの関係について述べる。厚さｈの粗バーの温度変化
は、厚み方向の分布を考慮した場合以下の式で記述され
る。
ついて、その例を示す。まずＴsと各装置の消費エネル
ギーの関係について述べる。厚さｈの粗バーの温度変化
は、厚み方向の分布を考慮した場合以下の式で記述され
る。
【００２５】
【数１】 ここに、 ｘ：粗バーの厚み方向位置 θ：ｘの位置における粗バーの絶対温度 ｔ：時間 Ｃp：粗バーの比熱 ρ：粗バーの密度 λ：粗バーの熱伝導率 Ｓ(ｘ)：加熱装置により入力される熱量 である。
【００２６】また、境界条件として以下が与えられる。
【００２７】
【数２】
【数３】 ここに、 σ：ステファンボルツマン定数 ε：放射率 ｈa：粗バーと周辺空気との間の熱伝達係数 Ｔair：周辺空気温度 θx=0：ｘ＝０の位置における粗バーの絶対温度 θx=h：ｘ＝ｈの位置における粗バーの絶対温度 である。
【００２８】このとき、ある時間を経て入力Ｓ(ｘ)によ
り粗バーを加熱する際に粗バーから失われる熱量は
（３）、（４）式を経過時間で積分した値となると考え
られる。これは、粗バー周辺温度と粗バーの表面温度の
差の積分であることから、粗バーの表面温度が初期の段
階から急激に上昇するよりも後半に温度を上昇させた方
が、同じ温度に到達する際に失われる熱量、すなわち温
度差の積分が少なくなることを意味する。
り粗バーを加熱する際に粗バーから失われる熱量は
（３）、（４）式を経過時間で積分した値となると考え
られる。これは、粗バー周辺温度と粗バーの表面温度の
差の積分であることから、粗バーの表面温度が初期の段
階から急激に上昇するよりも後半に温度を上昇させた方
が、同じ温度に到達する際に失われる熱量、すなわち温
度差の積分が少なくなることを意味する。
【００２９】従って、例えば式（１）で昇温過程を与え
た場合においては、図２に示すＴs＝５の場合の方が図
４に示すＴs＝−５の場合に比べ、同じ温度に昇温する
にも消費エネルギーが少なくなることになる。実際、各
装置に投入された電力の合計は、図２の場合が16,503KW
に対して、図３の場合は17,021KWと少なくなっている。
た場合においては、図２に示すＴs＝５の場合の方が図
４に示すＴs＝−５の場合に比べ、同じ温度に昇温する
にも消費エネルギーが少なくなることになる。実際、各
装置に投入された電力の合計は、図２の場合が16,503KW
に対して、図３の場合は17,021KWと少なくなっている。
【００３０】以上のことから、（１）式でＴsの値を変
更することにより消費エネルギーも調整できることがわ
かる。一般に、ここではＴs＞０の場合の方が、Ｔs＜０
の場合に比して消費エネルギーが少ない。
更することにより消費エネルギーも調整できることがわ
かる。一般に、ここではＴs＞０の場合の方が、Ｔs＜０
の場合に比して消費エネルギーが少ない。
【００３１】ところで、消費エネルギーのみを考えれ
ば、Ｔs＞０の適切な値を選択すればよいことになる
が、Ｔsの値で昇温後の温度低下傾向が変化する。６台
の加熱装置を用いて、Ｔs＝２とした昇温パターンで加
熱したときの鋼材の平均温度の時間的変化を図６（横軸
は加熱装置前の基準点を通過した時点からの経過時間、
縦軸は粗バー温度）に、そのときの各加熱装置の負荷配
分を図７（No.は加熱装置の番号、縦軸は各加熱装置の
消費電力）に示す。また、図８に、Ｔｓ＝100としたと
きの鋼材の平均温度の時間的変化を、図９に、そのとき
の各加熱装置の負荷配分を示す。
ば、Ｔs＞０の適切な値を選択すればよいことになる
が、Ｔsの値で昇温後の温度低下傾向が変化する。６台
の加熱装置を用いて、Ｔs＝２とした昇温パターンで加
熱したときの鋼材の平均温度の時間的変化を図６（横軸
は加熱装置前の基準点を通過した時点からの経過時間、
縦軸は粗バー温度）に、そのときの各加熱装置の負荷配
分を図７（No.は加熱装置の番号、縦軸は各加熱装置の
消費電力）に示す。また、図８に、Ｔｓ＝100としたと
きの鋼材の平均温度の時間的変化を、図９に、そのとき
の各加熱装置の負荷配分を示す。
【００３２】これらより、昇温直後の時刻ｔ＝10secに
おける平均温度にほとんど差が無いにもかかわらず、時
刻ｔ＝20secにおける平均温度は、Ｔs＝100とした方が
高いことが分かる。一方、６台の加熱装置全体の消費エ
ネルギーについては、Ｔs＝２の場合、16828kwである
が、Ｔｓ＝100の場合17524kwである。このことから、加
熱装置から鋼材が出てから所定時間経過した時点での温
度の高さと電力消費量はトレードオフの関係にあること
が分かる。よって、他の条件を勘案して、どの程度のＴ
sとするかを決定して使用する。
おける平均温度にほとんど差が無いにもかかわらず、時
刻ｔ＝20secにおける平均温度は、Ｔs＝100とした方が
高いことが分かる。一方、６台の加熱装置全体の消費エ
ネルギーについては、Ｔs＝２の場合、16828kwである
が、Ｔｓ＝100の場合17524kwである。このことから、加
熱装置から鋼材が出てから所定時間経過した時点での温
度の高さと電力消費量はトレードオフの関係にあること
が分かる。よって、他の条件を勘案して、どの程度のＴ
sとするかを決定して使用する。
【００３３】そこで本実施の形態においては、以下のよ
うに最適化問題を設定して、例えば（１）式のＴsを決
定することで、十分な加熱が可能でしかも消費エネルギ
ーが最小となる昇温曲線を与える。
うに最適化問題を設定して、例えば（１）式のＴsを決
定することで、十分な加熱が可能でしかも消費エネルギ
ーが最小となる昇温曲線を与える。
【００３４】すなわち、ｕiを各誘導加熱コイルの消費
電力とし、評価関数として
電力とし、評価関数として
【００３５】
【数４】 を最小とするようなＴsを決定する。ここではｎ＝６で
あり、制約条件として、 ｕmin≦ｕi≦ｕmax θ’（ｔs）≧Ｔds がある。
あり、制約条件として、 ｕmin≦ｕi≦ｕmax θ’（ｔs）≧Ｔds がある。
【００３６】ここで、ｕmin、ｕmaxはそれぞれ設備条件
から決定される制約であり、θ’は厚み方向に関する粗
バーの平均温度、ｔsは最後の誘導加熱コイル通過後の
所定時間で、例えば厚み方向の温度分布が定常状態とな
るまでの時間などを選べばよい。またＴdsは誘導加熱装
置を使用しない場合の時刻ｔsにおける平均温度に所定
量を加えた温度とする。
から決定される制約であり、θ’は厚み方向に関する粗
バーの平均温度、ｔsは最後の誘導加熱コイル通過後の
所定時間で、例えば厚み方向の温度分布が定常状態とな
るまでの時間などを選べばよい。またＴdsは誘導加熱装
置を使用しない場合の時刻ｔsにおける平均温度に所定
量を加えた温度とする。
【００３７】上記最適化問題は、通常知られる非線形最
適化問題として解くことが可能である。以上説明したよ
うに、第２の実施の形態においては、各誘導加熱コイル
の昇温量が、消費エネルギーを最小とするように決定で
きる。
適化問題として解くことが可能である。以上説明したよ
うに、第２の実施の形態においては、各誘導加熱コイル
の昇温量が、消費エネルギーを最小とするように決定で
きる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明においては、各誘導加熱コイルにおける昇温量の設定
を前記導電材の移動距離、又は前記導電材が前記誘導加
熱装置に入ってからの経過時間の関数として与えること
により、各誘導加熱コイルの負荷分担を定めているの
で、設備制約などで装置加熱容量に制限がある場合など
で負荷分配を変更したい場合や、材料特性などで粗バー
内部での熱拡散時間を調整したい場合など、状況に応じ
て最適な各誘導加熱装置の負荷分担を決定でき、装置運
用の自由度を高めることができる。
明においては、各誘導加熱コイルにおける昇温量の設定
を前記導電材の移動距離、又は前記導電材が前記誘導加
熱装置に入ってからの経過時間の関数として与えること
により、各誘導加熱コイルの負荷分担を定めているの
で、設備制約などで装置加熱容量に制限がある場合など
で負荷分配を変更したい場合や、材料特性などで粗バー
内部での熱拡散時間を調整したい場合など、状況に応じ
て最適な各誘導加熱装置の負荷分担を決定でき、装置運
用の自由度を高めることができる。
【００３９】また、請求項２にかかる発明においては、
各誘導加熱コイルにおける昇温量の設定が、全体の消費
エネルギーが最小となるように決定されるので、省エネ
ルギーを図ることができる。
各誘導加熱コイルにおける昇温量の設定が、全体の消費
エネルギーが最小となるように決定されるので、省エネ
ルギーを図ることができる。
【図１】本発明を適用する設備構成の一例を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明による方法で決定された鋼材の昇温過程
を示す関数の1例を示す図である。
を示す関数の1例を示す図である。
【図３】図２で示された昇温過程を実現するための各誘
導加熱装置の設定電力を示す図である。
導加熱装置の設定電力を示す図である。
【図４】本発明による方法で決定された鋼材の昇温過程
を示す関数の他の例を示す図である。
を示す関数の他の例を示す図である。
【図５】図４で示された昇温過程を実現するための各誘
導加熱装置の設定電力を示す図である。
導加熱装置の設定電力を示す図である。
【図６】Ｔs＝２とした昇温パターンで加熱したときの
鋼材の平均温度の時間的変化を示す図である。
鋼材の平均温度の時間的変化を示す図である。
【図７】Ｔs＝２とした昇温パターンで加熱したときの
各加熱装置の負荷配分を示す図である。
各加熱装置の負荷配分を示す図である。
【図８】Ｔｓ＝100とした昇温パターンで加熱したとき
の鋼材の平均温度の時間的変化を示す図である。
の鋼材の平均温度の時間的変化を示す図である。
【図９】Ｔｓ＝100とした昇温パターンで加熱したとき
の各加熱装置の負荷配分を示す図である。
の各加熱装置の負荷配分を示す図である。
１：粗バー ２：搬送ロール ３：速度検出器 ４：温度検出器 ５：温度制御装置 Ｃ１〜Ｃ６：誘導加熱コイル Ｐ１〜Ｐ６：電力制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 聖 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 山本 雅明 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)
- 【請求項１】 導電材の搬送ラインに沿って設置された
複数の誘導加熱コイルを有する誘導加熱装置の手前で搬
送中の導電材の温度を検出し、前記誘導加熱装置によ
り、搬送中の導電材を所定温度に上昇させる温度制御方
法において、各誘導加熱コイルにおける昇温量の設定を
前記導電材の移動距離、又は前記導電材が所定位置を通
過してからの経過時間の関数として与えることにより、
各誘導加熱コイルの負荷分担を定めることを特徴とする
搬送中の導電材の誘導加熱温度制御方法。 - 【請求項２】 各誘導加熱コイルにおける昇温量の設定
が、誘導加熱装置全体の消費エネルギーが最小となるよ
うに決定されることを特徴とする請求項１に記載の搬送
中の導電材の誘導加熱温度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11135598A JP3614295B2 (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 搬送中の導電材の誘導加熱温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11135598A JP3614295B2 (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 搬送中の導電材の誘導加熱温度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297460A true JPH11297460A (ja) | 1999-10-29 |
| JP3614295B2 JP3614295B2 (ja) | 2005-01-26 |
Family
ID=14559104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11135598A Expired - Fee Related JP3614295B2 (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 搬送中の導電材の誘導加熱温度制御方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3614295B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003301223A (ja) * | 2002-02-07 | 2003-10-24 | Jfe Steel Kk | 鋼材の熱処理方法及びそのプログラム |
| JP2008105099A (ja) * | 2002-06-18 | 2008-05-08 | Jfe Steel Kk | 鋼材の熱処理方法及び製造方法並びに製造設備 |
| JP2008105098A (ja) * | 2002-06-18 | 2008-05-08 | Jfe Steel Kk | 鋼材の熱処理方法及び製造方法並びに製造設備 |
| KR101527265B1 (ko) * | 2012-11-29 | 2015-06-08 | 주식회사 포스코아이씨티 | 유도가열 시스템 및 그의 전력분배 방법 |
| WO2021229645A1 (ja) * | 2020-05-11 | 2021-11-18 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 誘導加熱方法および誘導加熱システム |
| JP2022546871A (ja) * | 2019-09-10 | 2022-11-09 | プライメタルズ・テクノロジーズ・オーストリア・ゲーエムベーハー | 複数の圧延機スタンドを有する圧延機トレインにおける圧延材の冷間圧延 |
-
1998
- 1998-04-08 JP JP11135598A patent/JP3614295B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
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| JP4561810B2 (ja) * | 2002-06-18 | 2010-10-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鋼材の熱処理方法及び製造方法並びに製造設備 |
| JP4561809B2 (ja) * | 2002-06-18 | 2010-10-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鋼材の熱処理方法及び製造方法並びに製造設備 |
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| JP2022546871A (ja) * | 2019-09-10 | 2022-11-09 | プライメタルズ・テクノロジーズ・オーストリア・ゲーエムベーハー | 複数の圧延機スタンドを有する圧延機トレインにおける圧延材の冷間圧延 |
| WO2021229645A1 (ja) * | 2020-05-11 | 2021-11-18 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 誘導加熱方法および誘導加熱システム |
| JPWO2021229645A1 (ja) * | 2020-05-11 | 2021-11-18 |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3614295B2 (ja) | 2005-01-26 |
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