JPH1129825A - 金属帯熱処理装置における板幅縮み量予測方法、及び、ライン入側の耳切り幅設定方法 - Google Patents

金属帯熱処理装置における板幅縮み量予測方法、及び、ライン入側の耳切り幅設定方法

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JPH1129825A
JPH1129825A JP18275297A JP18275297A JPH1129825A JP H1129825 A JPH1129825 A JP H1129825A JP 18275297 A JP18275297 A JP 18275297A JP 18275297 A JP18275297 A JP 18275297A JP H1129825 A JPH1129825 A JP H1129825A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼鈍炉内の板幅縮み量の予測精度を向上す
る。 【解決手段】 熱処理装置における金属帯の板幅縮み量
ΔGを、少なくとも板厚D、板幅W、加熱帯張力σhs、
ライン速度LSをパラメータとして含む回帰式モデルに
より予測する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属帯熱処理装置
における板幅縮み量予測方法、及び、ライン入側の耳切
り幅設定方法に係り、特に、連続溶融亜鉛めっきライン
の焼鈍炉内の板幅縮みを予測する際に用いるのに好適
な、板幅縮み量を高精度で予測することが可能な、金属
帯熱処理装置における板幅縮み量予測方法、及び、該予
測結果を利用したライン入側の耳切り幅設定方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば、連続溶融亜鉛めっきライン等に
用いられている縦型連続焼鈍炉20は、図7に例示する
如く、加熱帯22と冷却帯24を含んで構成されてお
り、鋼帯10は、加熱帯22、冷却帯24を通過するこ
とにより、熱処理(例えば焼鈍)が行われる。又、鋼帯
10の形状矯正及び蛇行防止のため、鋼帯10は搬送ロ
ール26によって適当な張力を付与されつつ搬送され
る。
【0003】このような連続焼鈍に際して、高温下にお
ける張力の付与及び搬送ロール26による繰り返し曲げ
により、鋼帯10は塑性変形を受け、その長手方向(ラ
インの進行方向)に伸びを発生し、逆に幅方向に縮みを
発生する。この板幅縮み量を制御することは、ライン出
側の鋼帯幅を所定の寸法公差の範囲内に収めるために重
要である。特に、連続溶融亜鉛めっきラインのように、
ライン出側で板幅両端をカットする耳切り(サイドトリ
ミングとも称する)による亜鉛粉の発生を防止し、亜鉛
のコストを低減するため、ライン入側でサイドトリミン
グを実施しているラインにおいては、ライン内、特に焼
鈍炉内の板幅縮みを正確に予測することは、極めて重要
である。
【0004】このような問題点を解決するべく、特開平
8−127820では、熱処理装置入側の金属帯板厚、
金属帯に与えられるヒートサイクルによる金属帯の降伏
応力、金属帯のヤング率、金属帯にかかる張力、金属帯
が通過する搬送ロールの径、本数、及び熱処理装置入側
の金属帯板幅から、金属帯の板幅縮み量を予測すること
が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
8−127820で提案された板幅縮み量予測方法で
は、ライン速度を考慮していなかったため、板幅縮み量
の予測精度が十分とは言えず、特に、鋼帯が高速で搬送
される高速ラインでは、問題があった。
【0006】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、高速ラインにおいても、板幅縮み量
を高精度で予測することを第1の課題とする。
【0007】本発明は、更に、予測された板幅縮み量を
反映して、ライン入側の耳切り幅を設定することを第2
の課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、加熱帯を含む
熱処理装置により金属帯を連続的に熱処理するに際し
て、該熱処理装置における金属帯の板幅縮み量を、少な
くとも板厚、板幅、加熱帯張力、ライン速度をパラメー
タとして含むモデル式により予測するようにして、前記
第1の課題を解決したものである。
【0009】又、前記加熱帯張力を、加熱帯の入側張力
又は出側張力の少なくともいずれか一方としたものであ
る。
【0010】又、前記モデル式を、金属の規格毎に求め
た回帰式としたものである。
【0011】本発明は、又、前記のようにして予測され
た板幅縮み量を考慮して、金属帯熱処理装置を含むライ
ンの入側の耳切り幅を設定するようにして、前記第2の
課題を解決したものである。
【0012】以下、連続溶融亜鉛めっきライン内の連続
焼鈍炉の場合を例にとって、本発明を説明する。
【0013】発明者等が連続溶融亜鉛めっきラインで製
造している鋼種は、鋼中炭素量と焼鈍温度により次の5
種類の鋼種(規格)に区分される。 鋼種A…低炭材(炭素量が最も高く、焼鈍温度が低い) 鋼種B…セミ極低炭材(炭素量及び焼鈍温度は鋼種Aと
次の鋼種Cの中間) 鋼種C…極低炭材(炭素量が最も低く、焼鈍温度は鋼種
Bと次の鋼種Dの中間) 鋼種D…極低炭材(炭素量が最も低く、焼鈍温度は鋼種
Cと次の鋼種Eの中間) 鋼種E…超極低炭材(炭素量が最も低く、焼鈍温度は最
も高い)
【0014】上記鋼種のうち、鋼種Aの板幅が最も縮み
難く、鋼種Eの板幅が最も縮み易い。
【0015】各鋼種について、板幅縮み量実績値ΔGav
e (コイルの平均値)に対して、板幅縮みに影響がある
と思われる素材及び操業条件の各パラメータの相関を確
認した。一例として、鋼種Cについて、各パラメータと
して、板厚D、板幅W、焼鈍炉加熱帯板温HS2ave 、
焼鈍炉部分の中央ライン速度LSave 、焼鈍炉加熱帯入
側張力σhsi 、同出側張力σhsd との相関係数表を図1
に示す。上記の重回帰分析を各鋼種毎に行って、次式に
示すような、板幅縮み量予測値ΔG(mm)の回帰式モデ
ルを求めて、鋼種区分、板厚区分、板幅区分毎に、板幅
縮み量ΔGを設定した。
【0016】 ΔG=a×D+b×σhsi +c×σhsd −d×LS−e×W+f …(1) ここで、D:板厚(mm) W:板幅(mm) σhsi :加熱帯入側張力(kg/mm 2 ) σhsd :加熱帯出側張力(kg/mm 2 ) LS:中央ライン速度(mpm) a、b、c、d、e、f:鋼種によって決定する係数
【0017】なお、加熱帯板温HS2ave は、相関値が
低いので、目標値にして定数項fに折り込んだ。
【0018】この(1)式の回帰式モデルによる板幅縮
み量の予測値ΔGと実績値ΔGaveを比較して、図2に
示す。図2から明らかなように、両者の相関係数R=
0.8018となり、誤差の標準偏差が3σでも1.8
mm以下(±3σでも3.6mm以下)であるので、十分な
精度が得られることが確認できた。
【0019】次に、(1)式の加熱帯出側張力σhsd の
係数cを0として、加熱帯張力として入側張力σhsi の
みをパラメータとして用いた場合について、板幅縮み量
の予測値ΔGと実績値ΔGave を比較したところ、図3
示すようになり、図2に比べて、相関係数Rが若干小さ
くなり、標準偏差σは若干大きくなっているが、実用範
囲内であることが確認できた。
【0020】次に、(1)式の加熱帯入側張力σhsi の
係数bを0とし、加熱帯張力として出側張力σhsd のみ
をパラメータとして用いた場合について、同様に板幅縮
み量の予測値ΔGと実績値ΔGave を比較したところ、
図4に示すようになり、相関係数Rは、図2及び図3に
比べて更に小さくなり、標準偏差σは、図2及び図3に
比べて更に大きくなっているが、やはり実用範囲内であ
ることが確認できた。
【0021】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
【0022】本実施形態の適用対象である連続溶融亜鉛
めっきラインは、図5に例示する如く、素材コイル30
を巻き戻すための、2つのペイオフリール(POR)3
1、32と、各ペイオフリール31、32から巻き出さ
れた素材コイル30の先後端クロップを、接合のために
切断する入側シャー34と、各ペイオフリール31、3
2から巻き出された素材コイル30の後端と先端を接続
して連続的な鋼帯10とするための溶接機36と、本発
明による板幅縮み量予測値を反映して決定されたサイド
トリミング量により、鋼帯10の耳切りを行うためのト
リマ38と、中央プロセス部の状態に合わせて鋼帯10
の送り込み量を加減するための入側ルーパ40と、前処
理装置42と、板幅縮みが問題となる焼鈍炉20と、該
焼鈍炉20の出側で、鋼帯10に対して亜鉛めっきを行
うための亜鉛浴50と、該亜鉛浴50で亜鉛めっきされ
た鋼帯を合金化するための、加熱帯54、保持帯56、
第1冷却帯58、第2冷却帯60を含む合金化炉52
と、該合金化炉52の出側で合金化度及び亜鉛付着量を
それぞれ測定する合金化度計62及び亜鉛付着量計64
と、該亜鉛付着量計64の出側で鋼帯の量を調整するた
めの中間ルーパ66と、亜鉛めっきされた鋼帯の表面を
調質するためのスキンパスミル68と、該スキンパスミ
ル68の出側で張力を調整するためのテンションレベラ
70と、該テンションレベラ70の出側でクロム化処理
を行うクロメート装置72と、該クロメート装置72の
出側で鋼帯10の量を調整する出側ルーパ74と、出側
シャー76で所定長さに分割された鋼帯を製品コイル8
0として巻き取るための、例えば2つのテンションリー
ル(TR)81、82を備えている。
【0023】本発明を実施するための鋼種、板厚D、板
幅W、焼鈍炉内加熱炉入側及び/又は出側の単位張力等
の情報は、オフィスコンピュータ(O/C)90からプ
ロセスコンピュータ(P/C)92に入力され、焼鈍炉
20の部分の中央ライン速度LSは、電気直接計算コン
トローラ(DDC)94からプロセスコンピュータ92
に入力される。
【0024】プロセスコンピュータ92では、前記
(1)式のモデル式を用いて、板幅縮み量ΔGの予測値
を計算し、例えば図6に示す如く、ライン内の板幅縮み
が予測通りに起こった時に、ライン出側の製品幅が許容
範囲の中心になるよう、次式によりトリマ38のセット
幅WTを決定して、トリマ38に出力する。
【0025】 WT ={(製品幅上限値+製品幅下限値)/2}+ΔG …(2)
【0026】このようにして、ライン入側におけるサイ
ドトリミングの板幅を高精度で制御できる。
【0027】なお、前記実施形態においては、本発明が
鋼帯の連続溶融亜鉛めっきラインに適用されていたが、
本発明の適用対象はこれに限定されず、鋼帯以外の金属
帯や、溶融亜鉛めっきライン以外のラインに適用できる
ことは明らかである。又、焼鈍炉も、加熱帯と冷却帯か
ら構成されるものに限定されず、特開平8−12782
0のように、均熱帯、過時効帯、急冷帯等を更に備えた
焼鈍炉や、他の熱処理炉にも同様に適用できることは明
らかである。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、ライン速度も考慮して
いるので、高速ラインでも板幅縮み量を高精度で予測で
きる。
【0029】発明者等の実験によると、板幅縮み量の予
測精度を向上して、トリマセット幅に反映させること
で、板幅不良率を、2.63%から0.47%に削減で
きた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を説明するための、鋼種Cの板幅
縮み量に対する各パラメータの相関係数を示す図表
【図2】同じく、加熱帯入側張力及び出側張力を共に考
慮した回帰式モデルによる板幅縮み量の予測値と実績値
の相関を示す線図
【図3】同じく、加熱帯出側張力を除外した回帰式モデ
ルによる幅縮み量の予測値と実績値の相関を示す線図
【図4】同じく、加熱帯入側張力を除外した回帰式モデ
ルによる板幅縮み量の予測値と実績値の相関を示す線図
【図5】本発明の実施形態が適用される連続溶融亜鉛め
っきラインの構成を示す工程図
【図6】前記実施形態におけるトリマセット幅の設定方
法を説明する線図
【図7】連続焼鈍炉の例を示す断面図
【符号の説明】
10…鋼帯 20…連続焼鈍炉 22…加熱帯 24…冷却帯 26…搬送ロール 30…素材コイル 31、32…ペイオリリール(POR) 34…入側シャー 36…溶接機 38…トリマ 40…入側ルーパ 42…前処理装置 50…亜鉛浴 52…合金化炉 54…加熱帯 56…保持帯 58…第一冷却帯 60…第二冷却帯 62…合金化度計 64…亜鉛付着量計 66…中間ルーパ 68…スキンパスミル 70…テンションレベラ 72…クロメート装置 74…出側ルーパ 76…出側シャー 80…製品コイル 81、82…テンションリール(TR) 90…オフィスコンピュータ(O/C) 92…プロセスコンピュータ(P/C) 94…電気直接計算コントローラ(DDC)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加熱帯を含む熱処理装置により金属帯を連
    続的に熱処理するに際して、 該熱処理装置における金属帯の板幅縮み量を、少なくと
    も板厚、板幅、加熱帯張力、ライン速度をパラメータと
    して含むモデル式により予測することを特徴とする金属
    帯熱処理装置における板幅縮み量予測方法。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記加熱帯張力が、加
    熱帯の入側張力又は出側張力の少なくともいずれか一方
    であることを特徴とする金属帯熱処理装置における板幅
    縮み量予測方法。
  3. 【請求項3】請求項1又は2において、前記モデル式
    が、金属の規格毎に求めた回帰式であることを特徴とす
    る金属帯熱処理装置における板幅縮み量予測方法。
  4. 【請求項4】請求項1乃至3により予測された板幅縮み
    量を考慮して、金属帯熱処理装置を含むラインの入側の
    耳切り幅を設定することを特徴とするライン入側の耳切
    り幅設定方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005518007A (ja) * 2002-02-04 2005-06-16 ツジンスキ,スティーヴ,ダブリュ. 製造設計及び工程分析システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005518007A (ja) * 2002-02-04 2005-06-16 ツジンスキ,スティーヴ,ダブリュ. 製造設計及び工程分析システム
JP2010049693A (ja) * 2002-02-04 2010-03-04 Steve W Tuszynski 製造設計及び工程分析システム

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