JPS5819727B2 - 熱間圧延における加熱炉制御方法 - Google Patents
熱間圧延における加熱炉制御方法Info
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- JPS5819727B2 JPS5819727B2 JP54074033A JP7403379A JPS5819727B2 JP S5819727 B2 JPS5819727 B2 JP S5819727B2 JP 54074033 A JP54074033 A JP 54074033A JP 7403379 A JP7403379 A JP 7403379A JP S5819727 B2 JPS5819727 B2 JP S5819727B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- heating furnace
- rolling
- extraction
- rolled material
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- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、たとえば鋼のような金属材の熱間圧延にお
いて、圧延荷重に基づいて加熱炉における設定温度或は
圧延材の加熱炉からの抽出ピッチを制御する方法に関す
る。
いて、圧延荷重に基づいて加熱炉における設定温度或は
圧延材の加熱炉からの抽出ピッチを制御する方法に関す
る。
金属材料の熱間圧延における圧延荷重に基づいて加熱炉
を制御する方法は、例えば特開昭５３−５１１１１号公
報等により公知である。
を制御する方法は、例えば特開昭５３−５１１１１号公
報等により公知である。
これら先行技術における技術的課題は、圧延製品の長さ
方向における厚さの分布を均一にすることにあり、従っ
て、圧延材の長さ方向における圧延荷重の相対的変動量
を摘出し、圧延材の長さ方向における厚さの変動量が所
定の範囲内となるように加熱炉炉内温度を制御すること
で課題が解決されている。
方向における厚さの分布を均一にすることにあり、従っ
て、圧延材の長さ方向における圧延荷重の相対的変動量
を摘出し、圧延材の長さ方向における厚さの変動量が所
定の範囲内となるように加熱炉炉内温度を制御すること
で課題が解決されている。
これら従来、公知の技術においては、（１）圧延荷重が
変化しなければ、圧延材に厚さの変動を来さないから、
圧延材断面内における最高温度と最低温度がどうである
かは関心の対象とならない。
変化しなければ、圧延材に厚さの変動を来さないから、
圧延材断面内における最高温度と最低温度がどうである
かは関心の対象とならない。
しかしながら、圧延材が材質面から、加熱炉からの抽出
時における温度が、所定の領域内にあることが要求され
る場合は、加熱炉から抽出されるときの材料断面および
長さ方向における全ての点での温度が所定領域内にある
ことが保証されねばならない。
時における温度が、所定の領域内にあることが要求され
る場合は、加熱炉から抽出されるときの材料断面および
長さ方向における全ての点での温度が所定領域内にある
ことが保証されねばならない。
このような課題は、前述の従来の技術では解決され得な
い。
い。
（２）前述の従来技術では加熱炉の温度を操作すること
で圧延材長さ方向における厚さを所定範囲内とするよう
にしている。
で圧延材長さ方向における厚さを所定範囲内とするよう
にしている。
ところで、加熱炉における操作パラメータとして炉温の
他に圧延材を加熱炉からの抽出ピッチがある。
他に圧延材を加熱炉からの抽出ピッチがある。
金属材の圧延コストを低（するためには、許容される限
り加熱温度を低くシ、抽出ピッチを短かくする必要があ
るけれども、前記従来技術では、加熱炉炉温と、抽出ピ
ッチの組合せにおいて、加熱炉から圧延機列に至るプロ
セスにおいて加熱炉の設定温度を変更すべきか抽出ピッ
チを変更スべきかの判断が困難であり、圧延材は一様に
加熱されているが炉の設定温度が低すぎるのか、抽出ピ
ッチが短かすぎるのか区別できない。
り加熱温度を低くシ、抽出ピッチを短かくする必要があ
るけれども、前記従来技術では、加熱炉炉温と、抽出ピ
ッチの組合せにおいて、加熱炉から圧延機列に至るプロ
セスにおいて加熱炉の設定温度を変更すべきか抽出ピッ
チを変更スべきかの判断が困難であり、圧延材は一様に
加熱されているが炉の設定温度が低すぎるのか、抽出ピ
ッチが短かすぎるのか区別できない。
圧延材の断面内および長さ方向における全ての点で、材
質的な面から要求される温度域内に存在し、かつ圧延コ
ストミニマムとなる加熱炉炉温と、抽出ピッチの組合せ
を得ることができない。
質的な面から要求される温度域内に存在し、かつ圧延コ
ストミニマムとなる加熱炉炉温と、抽出ピッチの組合せ
を得ることができない。
そこで、この発明は従来の加熱炉制御における上記のよ
うな問題を解決するためになさｎたものであり、抽出時
の厚み方向断面の温度分布を所望の範囲内に制御するこ
とができる熱間圧延における加熱炉の制御方法を提供し
ようとするものである。
うな問題を解決するためになさｎたものであり、抽出時
の厚み方向断面の温度分布を所望の範囲内に制御するこ
とができる熱間圧延における加熱炉の制御方法を提供し
ようとするものである。
以下この発明の詳細な説明する。
圧延材を加熱炉より抽出して間もない時期、すなわち圧
延初期段階のパスにおける圧延荷重は、炉抽出時の素材
厚み方向の温度分布の影響を多分に受ける。
延初期段階のパスにおける圧延荷重は、炉抽出時の素材
厚み方向の温度分布の影響を多分に受ける。
したがって、抽出時の温度分布が圧延初期のパスの圧延
荷重にどのように影響するかを調べれば、逆に圧延荷重
から抽出時の厚み方向の温度分布を推定することができ
る。
荷重にどのように影響するかを調べれば、逆に圧延荷重
から抽出時の厚み方向の温度分布を推定することができ
る。
一般に、圧延荷重Ｐは圧延前後の平均板幅Ｂｍ。
ロールと圧延材との接触長さｔｄ１０−ルバイト内での
平均変形抵抗ｋｆｍおよびその他圧延の幾何学的条件に
より決まる定数Ｑｐにより次式で表わされる。
平均変形抵抗ｋｆｍおよびその他圧延の幾何学的条件に
より決まる定数Ｑｐにより次式で表わされる。
Ｐ＝Ｂｍ４ｄｋｆｍＱｐ ・−（１）また、上記
平均変形抵抗ｋｆ、ｒｒＬはε、歪速度れ成分組成指数
Ｃおよびロールバイト内の圧延材温度θの関数として次
の（２）式で求められる。
平均変形抵抗ｋｆ、ｒｒＬはε、歪速度れ成分組成指数
Ｃおよびロールバイト内の圧延材温度θの関数として次
の（２）式で求められる。
ｋｆ７ｒＬ−ｆ（εｊｔＣ２θ） ・（２）したがっ
て、圧延荷重Ｐ１圧延の浅学学的条件Ｑ２、歪ε、歪速
度２および組成成分Ｃが与えられれば、（りおよび（２
）式より圧延材の温度θを求めることができる。
て、圧延荷重Ｐ１圧延の浅学学的条件Ｑ２、歪ε、歪速
度２および組成成分Ｃが与えられれば、（りおよび（２
）式より圧延材の温度θを求めることができる。
このように圧延荷重から逆算して求めた温度をロールバ
イト内平均変形抵抗の代表温度θにと呼ぶことにする。
イト内平均変形抵抗の代表温度θにと呼ぶことにする。
今、圧延材の長手方向に対して直角な断面内において、
抽出時の厚み方向の温度分布が第１図ａおよびｂに示す
ように放物線分布および直線分布する二つの場合を考え
てみる。
抽出時の厚み方向の温度分布が第１図ａおよびｂに示す
ように放物線分布および直線分布する二つの場合を考え
てみる。
これら同図すは圧延材の加熱炉内スキッド部の、また同
図ａは非スキッド部の実際の温度分布に極めてよい近似
を与える。
図ａは非スキッド部の実際の温度分布に極めてよい近似
を与える。
ところで、本発明者は実験と理論とに基づいて上記二つ
の温度分布のいずれの場合でも、上記代表温度θにと最
高温度と最低温度との差△θとの間に θ △θ−Ａ（１−に／θ ）・・・（３） ｋ。
の温度分布のいずれの場合でも、上記代表温度θにと最
高温度と最低温度との差△θとの間に θ △θ−Ａ（１−に／θ ）・・・（３） ｋ。
という関係があること全知見した。
ここで、Ａは温度分布が放物線分布のときＡＰで直線分
布のときＡＬであり炉の特性や制御の対象としている圧
延材の位置に応じてＡＰからＡＬの範囲内で定める必要
がある。
布のときＡＬであり炉の特性や制御の対象としている圧
延材の位置に応じてＡＰからＡＬの範囲内で定める必要
がある。
また、θｋｏは、抽出時の圧延材の表面温度（上面ある
いは下面のどちらか一方）θ３で完全に均一に加熱され
ていたと仮定したとき、所定パスで検出されるであろう
はずのロールバイ内平均変形抵抗代表温度であり、次式
で表わさｎる。
いは下面のどちらか一方）θ３で完全に均一に加熱され
ていたと仮定したとき、所定パスで検出されるであろう
はずのロールバイ内平均変形抵抗代表温度であり、次式
で表わさｎる。
θｋｏ−ａ（ｂ＋ｃ［）（θ８−ｄ ）＋ｅ ・・（４
）ここで、ａは標準圧延条件（素材サイズ、成分、圧下
スケジュールおよび時間）と実際の圧延条件との差に基
づく補正係数、ｂ、ｃ、ｄおよびｅは標準圧延条件によ
って決まる定数、ならびにｒは圧下率である。
）ここで、ａは標準圧延条件（素材サイズ、成分、圧下
スケジュールおよび時間）と実際の圧延条件との差に基
づく補正係数、ｂ、ｃ、ｄおよびｅは標準圧延条件によ
って決まる定数、ならびにｒは圧下率である。
以上に述べたことから、抽出時の圧延素材上面（あるい
は下面）の表面温度θ３と所定パスを含めそｎまでの圧
延履歴とから（４式により代表温度θｋｏを求める。
は下面）の表面温度θ３と所定パスを含めそｎまでの圧
延履歴とから（４式により代表温度θｋｏを求める。
ついで、所定パスの圧延荷重Ｐから（１）および（２）
式により代表温度θｋを求めると、（３）式から抽出時
の温度差△θが求まる。
式により代表温度θｋを求めると、（３）式から抽出時
の温度差△θが求まる。
今、第１図すのスキッド部の温度に着目し、さらにθ５
として抽出時の上表面温度を用いるとすれば、圧延材の
炉内でスキッド部に位置していた部分の最高温度は、実
測よりθＳであり、最低温度は、θＳ−Δθであること
が求まる。
として抽出時の上表面温度を用いるとすれば、圧延材の
炉内でスキッド部に位置していた部分の最高温度は、実
測よりθＳであり、最低温度は、θＳ−Δθであること
が求まる。
そこで第２図に示す如く、抽出時の許容温度範囲が、上
限θｕ１下限θＬ１その差がθＵ−θＬ＝Ｒで与えられ
ているならば、求めた温度分布が、同図ａの場合には、
加熱炉制御は現状のままでよい。
限θｕ１下限θＬ１その差がθＵ−θＬ＝Ｒで与えられ
ているならば、求めた温度分布が、同図ａの場合には、
加熱炉制御は現状のままでよい。
しかし、第２図ｂ−ｆの場合には、何れも加熱炉設定温
度や材料抽出ピッチを変更する必要がある。
度や材料抽出ピッチを変更する必要がある。
つまり、
θＬ≦θ８≦θ０．θＬ≦θ８−Δθくθ。
制御不要（第２図ａ）
θＬ≦θ８≦θ。
、ΔしＲ抽出ピッチを下げる。
（第２図ｄ）θｓくθＬ、Δθ〉Ｒ
加熱設定温度を上げ抽出ピッチも下げる。
（第２図ｂ）
θｓくθＬ、Δθ≦Ｒ
加熱設定温度を上げる。
（第２図Ｃ）θ８〉九、Δθ≦Ｒ
加熱設定温度を下げる。
（第２図ｅ）θＳ〉θＵ、Δθ〉Ｒ
加熱設定温度を下げ抽出ピッチも下げる。
（第２図ｆ）
なる制御を行なわなければならない。
温度差△θの許容範囲Ｒは成品の材質によって決められ
る。
る。
また抽出時の上表面温度θＳは加熱炉内の圧延材長さ方
向の制御対象点近傍の均熱帯温度ｔこほとんど等しい。
向の制御対象点近傍の均熱帯温度ｔこほとんど等しい。
したがって表面温度の測定が固難な場合には、θＳとし
て上述の均熱帯温度を採用することも可能である。
て上述の均熱帯温度を採用することも可能である。
つぎに、この発明を温度分布を抽出後の最初の水平圧下
パス後に推定し、加熱炉の設定温度を制御する例につい
て具体的に説明する。
パス後に推定し、加熱炉の設定温度を制御する例につい
て具体的に説明する。
第３図は熱間板圧延設備列のうち粗圧延機列までを示す
装置の構成図で、圧延材Ｍは加熱炉１で例えば表面温度
１３００℃に加熱され、竪型子ケールブレーカ−２を経
て粗圧延機３及び３′で水平圧延される。
装置の構成図で、圧延材Ｍは加熱炉１で例えば表面温度
１３００℃に加熱され、竪型子ケールブレーカ−２を経
て粗圧延機３及び３′で水平圧延される。
加熱炉１より圧延ラインＬ上に取り出された圧延材Ｍの
ミドル部表面温度θＳを温度検出器４で検出する。
ミドル部表面温度θＳを温度検出器４で検出する。
そして、ロードセル６によってミドル部の粗圧延スタン
ド３での圧延荷重Ｐを検出する。
ド３での圧延荷重Ｐを検出する。
圧延状況追跡装置７は温度検出器４からの温度信号、ロ
ードセル５および６からの荷重信号に基づいて抽出から
圧延までの時間、圧下スケジュール等の標準圧延条件か
らのずれを求める。
ードセル５および６からの荷重信号に基づいて抽出から
圧延までの時間、圧下スケジュール等の標準圧延条件か
らのずれを求める。
演算器８は温度信号θＳ、ロードセル６からの荷重信号
Ｐおよび圧延状況追跡装置７からの信号により前喧４）
式に基づいて代表温度θｋｏを求める。
Ｐおよび圧延状況追跡装置７からの信号により前喧４）
式に基づいて代表温度θｋｏを求める。
また、演算器９はロードセル６からの荷重信号Ｐにより
前喧ｌ）および（２）式に基づいて代表温度θｋを求め
る。
前喧ｌ）および（２）式に基づいて代表温度θｋを求め
る。
なお、ロードセル５からの荷重信号は、圧延材Ｍのミド
ル部が加熱炉１から抽出されてから竪型スケールブレー
カ−２に至るまでの時間及び圧延材の幅を求めるために
利用され、圧延状況追跡装置７、演算器８および９に入
力される。
ル部が加熱炉１から抽出されてから竪型スケールブレー
カ−２に至るまでの時間及び圧延材の幅を求めるために
利用され、圧延状況追跡装置７、演算器８および９に入
力される。
演算器８および９からの信号は演算器１０に入力され、
ここで前記３式に基づいて温度差△θが演算され、求め
られた△θに応じて所要の設定温度が演算される。
ここで前記３式に基づいて温度差△θが演算され、求め
られた△θに応じて所要の設定温度が演算される。
そして、演算結果は加熱炉制御装置１１に送らｎ１加熱
炉１の設定温度が調整される。
炉１の設定温度が調整される。
以上詳細に説明した方法によりこの発明は圧延荷重等に
よって長さ方向任意の位置の圧延材厚み方向の最高温度
と最低温度、を求め、これに基づいて加熱炉を制御でき
るので、全断面にわたって材質止定められた温度内での
加熱が可能となる。
よって長さ方向任意の位置の圧延材厚み方向の最高温度
と最低温度、を求め、これに基づいて加熱炉を制御でき
るので、全断面にわたって材質止定められた温度内での
加熱が可能となる。
第１図ａおよびｂはそれぞわ圧延材の厚み方向温度分布
のモデルを示す線図である。 第２図は代表温度と温度差との関係を示すグラフである
。 第３図はこの発明の方法を実施する制御装置の一例を示
すブロック図である。 １・・・・・・加熱炉、２・・・・・・竪型スケールブ
レーカ−１３・・・・・・粗圧延機、４・・・・・・温
度検出器、５，６・・・・・・ロードセル、７・・・・
・・圧延状況追跡装置、８，９゜１０・・・・・・演算
器、１１・・・・・・加熱炉制御装置。
のモデルを示す線図である。 第２図は代表温度と温度差との関係を示すグラフである
。 第３図はこの発明の方法を実施する制御装置の一例を示
すブロック図である。 １・・・・・・加熱炉、２・・・・・・竪型スケールブ
レーカ−１３・・・・・・粗圧延機、４・・・・・・温
度検出器、５，６・・・・・・ロードセル、７・・・・
・・圧延状況追跡装置、８，９゜１０・・・・・・演算
器、１１・・・・・・加熱炉制御装置。
Claims (1)
- １ 金属材料の熱間圧延において、圧延材長さ方向にお
ける任意の制御対象点の、加熱炉からの抽出時における
圧延材表面温度或は加熱炉の均熱帯温度、圧延初期パス
の前記制御対象点での圧延荷重ならびにその点の前記抽
出から該パスまでの圧延条件に基づいて、上記制御対象
点の加熱炉からの抽出時の圧延材厚さ方向における最高
温度と最低温度を求め、双方が所定の範囲となるように
、加熱炉設定温度および抽出ピッチまたはその何れか一
方を調整することを特徴とする、熱間圧延における加熱
炉制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54074033A JPS5819727B2 (ja) | 1979-06-14 | 1979-06-14 | 熱間圧延における加熱炉制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54074033A JPS5819727B2 (ja) | 1979-06-14 | 1979-06-14 | 熱間圧延における加熱炉制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56232A JPS56232A (en) | 1981-01-06 |
| JPS5819727B2 true JPS5819727B2 (ja) | 1983-04-19 |
Family
ID=13535423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54074033A Expired JPS5819727B2 (ja) | 1979-06-14 | 1979-06-14 | 熱間圧延における加熱炉制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5819727B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6223535Y2 (ja) * | 1983-12-23 | 1987-06-16 | ||
| JPS6351626U (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-07 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57126919A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-06 | Kawasaki Steel Corp | Controlling method for continuous steel-heating purnace |
| JP3364253B2 (ja) * | 1992-11-20 | 2003-01-08 | 株式会社新盛インダストリーズ | 印字装置 |
-
1979
- 1979-06-14 JP JP54074033A patent/JPS5819727B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6223535Y2 (ja) * | 1983-12-23 | 1987-06-16 | ||
| JPS6351626U (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-07 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56232A (en) | 1981-01-06 |
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