JPS6326214A - 圧延材抽出温度測定方法及び測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は圧延材抽出温度測定方法及び装置に関づる。

（従来の技術） 加熱とは、圧延工程において、圧延材が予め与えられた
目標値、例えば厚、幅、温度及び形状などの目標値を達
成できるように、圧延開始時の材料温度を確保すること
を目的として行なわれるものである。つまり、加熱材（
圧延材）に与えられた加熱油出目標温度を達成しようと
するものである。ここで言う加熱材とは、平板であるス
ラブや角材であるビレットなどを指す。

製品の冶金的品質を確保するためには、粗圧延及び仕上
圧延といった圧延工程毎に与えられている目標温度をそ
れぞれ達成することが必要である。

加熱工程もその例外ではなく、加熱抽出目標温度を達成
することは製品品質を確保する上で極めて重要なことで
ある。加熱燃焼制御設定計界（以下、設定計算という）
は、加熱抽出温度を達成すべく燃焼装置への設定値を求
めるために行われる計棹である。

その設定計鐸を実施する上で、また加熱炉を操業する上
でも、加熱材の焼き上がり具合を定厘的に把握する必要
がある。しかしながら、加熱材の焼ぎ上がり具合を評価
する尺度として、加熱炉抽出口に設けた温度計で加熱材
の表面温度を測定し、その温度を用いることが従来から
よく行われている。但しこの方法には次のような欠点が
ある。

即ち、加熱材の表面はスケールでおおわれており、測定
した温度はスケールの影響分を含んでいる。また、圧延
ラインには水蒸気が漂っており、その水蒸気が温度測定
値の誤差要因となることが多い。しかも、喰え、前記ス
ケールや水蒸気の影響を受けずに温度を測定できたとし
ても、その温度測定は加熱材の表面温度を示しているに
すぎない。加熱工程では、加熱材を短時間で焼き上げる
ため、加熱材の表面温度と、加熱材の厚さ方向及び幅方
向の中心に位ｔする中心温度とが異なっており、その差
が例えばスラブの場合においては１５０℃にら及ぶこと
がある。

以上のように、従来の加熱材の表面温度に着目１゛る方
法では加熱焼き上がり具合を正当に評価できないという
欠点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように、圧延材（加熱材）の焼き上がり温度と
して、圧延材を加熱炉から抽出する際の実測表面温度を
用いる方法では、測定した温度が実際の圧延材の温度を
正しく表わしていないため、適正な制御ができないとい
う欠点がある。

本発明は、上述した従来の問題点を解消すべくなされた
ものであり、その目的は、雰囲気中における水蒸気や圧
延材表面のスケールの影響を受けることなく、圧延材の
表面温度だけでなく、中心温度をも考慮して、加熱炉か
ら抽出される圧延材の平均的温度を測定するための圧延
材抽出温度測定方法及び装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の圧延材抽出温度測定方法は、圧延材が圧延機に
よって圧延される際の圧延抵抗と、前記圧延材の圧延前
後の外形寸法とに基づいて、前記圧延材の圧延時におけ
る圧延材温度を求め、その圧延材温度を、前記圧延材が
加熱炉から圧延機に至るまでの間になされる冷却により
低下する冷却温度で補償して、前記圧延材が加熱炉から
抽出される際の温度を測定することを特徴とするものと
して構成される。

また、本発明の圧延材温度測定装置は、圧延材が圧延機
によって圧延される際の圧延荷重を測定する荷重計と、
前記圧延される際の圧延速度を測定する速度計と、前記
荷重３１及び前記速度計での測定値と圧延前後の圧延材
の外形寸法に基づいて圧延時の圧延材温度を算出する演
算器と、前記圧延時の圧延材温度を前記圧延材が加熱炉
から圧延機に至るまでの間になされる冷却により低下す
る冷却温度で補償する補償用ｖ４算器と、を涌えたこと
を特徴とするものとして構成される。

（作　用） 本発明の測定方法においては、圧延時における圧延抵抗
と、圧延前後の外形寸法とに基づいて圧延材Ｉａ度が求
められる。圧延前後の外形寸法との関係において圧延抵
抗を見れば、その圧延抵抗は圧延材ｆＡ度に応じた値を
示している。そのため、圧延材湿度は、雰囲気中の水蒸
気や圧延材表面のスケールの影響を受けることなく、適
正な温度として得られる。さらに、その圧延材温度を、
圧延されるまでの冷却温度で補償することにより、加熱
炉から抽出される際の圧延材抽出温度が求められる。

また、本発明の測定装置においては、演ｐ器により圧延
荷重、圧延速度及び圧延前後の外形寸法から圧延材温度
が求められる。即ち、圧延荷重と圧延速度とから圧延抵
抗が求められ、その圧延抵抗と圧延前後の外形寸法とか
ら圧延材温度が求められる。その圧延材温度は次段の演
算器で前記冷ＦＡ温度によって補償され、圧延材抽出温
度が求められる。

（実施例） 第１図は、本発明の測定装置の第１実施例を示すブロッ
ク構成図であり、その測定装置によって本発明の測定方
法が実施される。

この第１実施例は、加熱炉から抽出された圧延材が空冷
されただけで圧延される場合についてのものである。

同図において、１は加熱炉、２はローラテーブル、３は
圧延機を示し、汎用の装置と同様に、加熱炉１で加熱し
た圧延材４をローラテーブル２によって圧延機３に搬送
可能に構成している。

加熱炉１は燃焼装Ｎ５を備え、その燃焼装置５は加熱設
定計算器６によって制御されるように構成されている。

加熱設定計算器６は、前記設定計口、即ら、圧延材４を
加熱油出目ａＦｆＡ度に加熱するために燃焼装置５へ送
る制御信号としての設定値を、後述する第２演算器１６
からの初期の板温に１信号に基づいて算出する計算を行
うものである。

この計口器６からの前記設定値に基づいて、燃焼装置５
の燃焼制御（火力制御Ｉ）が行われると共に圧延材４の
在炉時間のｔｌｌ　Ｉｌｌが行われ、加熱炉１により圧
延材４の加熱が）δ性に行われる。

圧延機３は上−トに対向する一対の圧延ロール（ワーク
ロール）９．１０を備え、それらのロール９，１０間に
加熱状態にある圧延材３を挟んで圧延づ゛るように構成
している。

ロール１０には荷重計１１及び速度計１２が設けられ、
それらによて圧延時における圧延荷重及び圧延速度をそ
れぞれ測定し、それらの測定値を第１１Ｗｆｉ器１３に
入力可能に構成している。この第１演［１３は、前記圧
延荷重及び圧延抵抗から変形抵抗を求め、その変形抵抗
から圧延中の圧延材温度を算出するためのものである。

０−ル１０を挟んでその前後には第１及び第２ｔｌｉｉ
厚計１４．１５が設けられ、第１板厚計１４によって圧
延前の圧延材４の板厚（入根厚）を測定すると共に、第
２板厚計１５によって圧延後の圧延材４の板厚（出板厚
）を測定し、それらの各板厚を第１演算器１３に入力可
能に構成している。さらに、ロール１０の漬方に圧延後
の板幅を測定する板幅翳１１８を設け、その板幅計１８
を第１演算器１３に接続している。

第１演算器１３は、既に述べたように、前記各測定器か
らの入力信号に基づいて演算を行い、圧延中の圧延材温
度を算出し、その圧延材温度Ｔを第２演算器１６に入力
可能に構成している。

第２演粋器１６は、圧延材４が加熱炉１から抽出された
後圧延機３に至るまでの間に行われる冷却により低下す
る冷却温度を考慮し、その冷却温度で前記圧延材温度を
補償することにより、初期の板温度、即ち、圧延１４が
加熱炉１から抽出される際の圧延材抽出温度を算出する
ためのものである。このため、第２演ｎ器１６には、第
１板厚計１４で測定した前記入板厚が入力可能に構成さ
れると共に、タイマー１７で計時した空冷時間が入力可
能に構成されている。タイマー１７による空冷ｒＩ間の
計時は、圧延材４が加熱炉１から抽出された後圧延機３
に至るまでの間について行われる。

第２演つ器１６は、第１板厚計１４、第１演粋器１３及
びタイマー１７からの入力信号に基づいて演算を行い、
圧延材抽出温度、即ち、初期の板温度（圧延材３の焼き
上がり温度）を算出し、加熱設定計の各６に伝達する。

その計鋒器６においては、既に述べたように、前記初期
の板温度に基づいて設定計口が行われ、その結果得られ
た設定値を燃焼装置５に送る。その燃焼装置５は前記設
定値によって燃焼制御及び在炉制御が行われ、これによ
り圧延材４の加熱抽出目標温度が達成される。

第１演［Ｓ１３によって行われる演ｎは各種の圧延荷Φ
モデル式及び変形抵抗モデル式に従って行われ、圧延材
温度（板温度Ｔ）が求められる。

その−例を下記に示す。

Ｐ＝ｂ−ｋ　　・し・Ｑ　　　・・・・・・・・・・・
・・・・（１）ｒｒａ　　　　　ｐ Ｌ＝４）＜・（＋１−ｎ）・・・・・・・・・・・・・
・・（す＋Ａ７　　　　　　　　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（３）■ に＝　ａ、　εａ２　、　Ａ”３　、　　ａ／Ｉ′、、
・、、・（ｓ）ｆｍ　　　１　　　　　　　　８ ε＝　１　−　　　　　　　　　　　　・・・・・・・
・・・・・・・・（６）Ｈ ここでＰ　：圧延荷重 ｂ　：板幅 ｋｆＩ：平均変形抵抗 Ｌ　：投影接触弧長 Ｑｐ：圧下力関数 Ｒ：ワークロール半径 Ｈ：入板厚 ｈ　：出板厚 ｒ　：圧下率 Ｔ　：板温）良 Ｖ　：圧延速度 ε　：対数歪 ｈ　：歪速度 Ａ　１〜Ａ　７　、　ａ　１〜ａ　４　：式の係数前記
係数Δ　〜Ａ、ａ１〜ａ４は、実験的に、または実際の
圧延データを回帰分析すること等によって決められる。

また、第２演算器１６によって行われる演ｎは、例えば
下記の式に従って行われ、圧延材抽出温度（ＴｏＡ）が
求められる。

ＴｏＡ−ＴＡ＋（Ｔ１−ＴＡ） ここでＴＣＡ：初期の板温度がＴ、である圧延材の時間
ｔＡ空冷後の板温度 ■Ａ：周囲温度 Ｔ１　：初期の板温度 ｔＡ：空冷時間 ｈ　：圧延材の板厚 αＡ：空冷熱伝達率 Ｃ：圧延材の比熱 ρ　：圧延材の比重 第２図は本発明の測定装置の第２実施例を示すブロック
構成図であり、この装置によって本発明の測定方法が実
施される。この第２実施例は、加熱炉１と圧延機４との
間に、水冷のためのデスケーリングスプレー２１を設け
た場合のものであり、この場合においては、圧延材４の
温度低下として、空冷によるものに加えて、水冷による
ものを考慮１Ｊ′る必要がある。

同図において、２２はデスケーリングスプレーの水量を
測定する流量計、１６ａ、１６ｂは第２演９器ｉ、ＩＩ
、２３は第３演算器、２４〜２６は第１〜第３タイマー
をそれぞれ示す。第１タイマー２４は、圧延材４が加熱
炉１から抽出されてからデスケーリングスプレー２１に
達するまでの時間、即ち、空冷時間を計時するものであ
る。第２タイマー２５は、圧延材４がデスケーリングス
プレー２１を通過する時間、即ち水冷時間を計時する・
ｂのである。第３タイマー２６は、圧延材４がデスケー
リングスプレー２１を通過してから圧延機３に至るまで
の時間、即ら空冷時間を計時するものである。

図中、第１図と同一の符号を付した部分は、第１図と同
笠の部分を示す。

各演ｔ１器は、圧延材４がローラテーブル２上の種々の
位置において示１温度をそれぞれ算出するためのもので
、第１演σ器１３は、前記第１実施例の場合と同様に、
圧延中の圧延材温度を算出するためのものであり、第２
ＰＡＣ’Ｊ器１１６ａは、圧延材４がデスケーリングス
プレー２１を離れてから圧延ｇＭ３に至るまでの空冷に
よる温度低下を考慮して、圧延ｌ／１４がそのスプレー
２１を離れる際の圧延材温度を算出するためのものであ
り、第３演算器２３は、デスケーリングスプレー２１で
の水冷による温度低下を考慮して、圧延材４がそのスプ
レー２１に入る際の圧延材温度を詐出するためのもので
あり、第２演算器■１６ｂは、圧延材４が加熱炉１から
抽出されてからデスケーリングスプレー２１に至るまで
の空冷による温度低下を考慮して、圧延材４が加熱炉１
から抽出される際の圧延材抽出温度を算出するためのも
のである。

このため、第１演算器１３には、第１実施例の場合と同
様に、第１板厚計１４、荷重計１１、速度計１２、第２
板厚計１５及び板幅計１８が接続され、第２演算器１１
６ａには第１板厚計１４、第１演算器１３、及び第３タ
イマー２６が接続され、第３演算器２３には流量計２２
、第１板厚計１４、板幅計１８、第２演算器１１６ａ及
びタイマー２５が接続され、第２演算器ｌ１１６ｂには
第１板厚計１４、第３演算器２３及び第１タイマー２４
が接続され、さらにその第２演算器ｌ１１６ｂの出力を
加熱設定計算器６に伝達可能に構成している。

上記構成の装置においては、先ず、第１演算器１３が、
第１板厚計１４、荷重計１１、速度計１２、第２板厚計
１５及び板幅計１８からの出力に基づいて滴りを行い、
圧延中の圧延材温度を口出し、それが第２演算器１１６
ａに伝達され、第２演算器１１６ａはその第１演篩器１
３、第１板Ｊｔ計１４及び第３タイマー２６からの出力
に基づいて演ｉを行い、圧延材４がデスケーリングスプ
レー２１を離れる際の圧延材温度を算出し、それが第３
演算器２３に伝達され、第３演粋鼎２３はその第２演算
器１１６ａ、板幅計１８、流量計２２及び第２タイマー
２５からの出力に基づいて演算を行い、圧延材４がデス
ケーリングスプレー２１に入る際の圧延材温度を口出し
、それが第２演算器「１６ｂに伝達され、第２演算器ｌ
１１６ｂは、その第３演算器２３、第１板厚計１４及び
第１タイマー２４からの出力に基づいて演算を行い、圧
延材４が加熱炉１から抽出される際の初期の板温度を算
出する。その初期の板温度は加熱設定計算器６に伝えら
れ、その計算器６においては、既に述べた第１実施例の
場合と同様に、設定計尋を行って設定値を求め、その設
定値を燃焼装置５に伝達する。この後の動作、即ち、そ
の燃焼装置５が前記設定値によって制御され、それによ
って圧延材４が加熱抽出口８！温度に加熱されるという
動作も、前記第１実施例の場合と同様である。

第１演算器１３においては前記（１）〜（７）式に従っ
て滴りが行われ、第２演算器Ｌ　ｌ１１６ａ。

１６ｂにおいては前記（８）式に従って演等が行われ、
第３演口器２３においては、下記の（９）。

（１０）式に従って演算が行われる。（９）式は水冷に
よる板温度の時下を表わす式である。

Ｔ　　−Ｔ　　＋（ＴＩ　　ＴＨ） Ｃ１４）１ ｅＣ・ρ　ｈ　　　　　　　　　　・・・・・・（９）
ここで王。８：初期の板温度がＴ１である圧延材の時間
１．水冷後の板温度 王、：冷却水温度 Ｔ１　：初期の板温度 １＋＋　：水冷時間 ｈ　：圧延材の板厚 Ｃ：圧延材の比熱 ρ　：圧延材の比重 α、４：水冷熱伝達率 Ｑｌｌｌ：デスケーリングスプレー流量り、：デスケー
リングスプレー冷却長 ｂ　：圧延材の板幅 Ｋ　、に２　：式の係数 前記計ａＫ、に２は、取に述べた係数と同様にして決め
られる。

以上説明した第２実施例においては、加熱炉１と圧延別
３との間に、１つのデスケーリングスプレー２１を設置
した場合について述べたが、複数のデスケーリングスプ
レー２１を設置することもでき、この場合にも、前記第
２実施例の場合における考え方を適用して回路を構成で
きるのは当然である。

また、上記各実施例においては、板厚計及び板幅計を用
いてそれぞれ板厚及び板幅を測定すると共に、タイマー
により空冷及び水冷時間を計時し、さらに２Ｒｆｆｉ計
によりデスケーリングの場合について説明したが、予め
パススケジュールを定めておけば、前記各測定量を実測
する必要がなくなり、そのパススケジュールで明らかに
されているデータを用いても同様の効果を得ることがで
きる。

本発明は、板材だけでな（、線材、棒鋼及び型鋼等の各
種の材料の熱間圧延に適用可能である。

圧延材の断面形状如何に拘らず圧延荷重及び圧延速度を
測定する必要があるのは当然であるが、その断面形状に
よっては厚さや幅のないものも考えられるが、そのよう
な形状のものについては、断面積を算出するのに足りる
データあるいは外形を示タデータを測定Ｊればよい。

〔発明の効果〕

本発明の測定方法によれば、圧延材を圧延機で圧延する
際の圧延抵抗がその圧延材の温度に応じた饋となること
に看目し、その圧延抵抗から逆に圧延材温度を求めるよ
うにしたので、圧延時における圧延材濡洩を正確に求め
ることができ、その圧延４４温麿を冷却温度で補ｔａす
ることによって得られる圧延材抽出温度を適正な値とし
て求めることができる。

また、本発明の測定量ｄによれば、圧延材が圧延機によ
って圧延される際の圧延荷重及び圧延速度を求めるよう
にしたので、それらの値から圧延抵抗を（ｑることがで
き、その圧延抵抗から前記圧延温度を求め得ると共にそ
の圧延温度から前記圧延材油出温度を適正な値として求
めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の測定装置の第１実施例のブロック図、
第２図は本発明の測定装置の第２実施例のブロック図で
ある。 １・・・加熱炉、２・・・ローラテーブル、３・・・圧
延機、４・・・圧延材、５・・・燃焼装置、６・・・加
熱設定計σ器、９．１０・・・圧延ロール、１１・・・
荷重計、１２・・・速度計、１３・・・第１演算器、１
４・・・第１板Ｊ’！計、１５・・・第２板厚ル１．１
６・・・第２演算器、１６ａ・・・第２演ｉＺＩ、１６
　ｂ−・・第２１ｉ器ＩＩ、１７川タイマー、１８・・
・板幅計、２１・・・デスケーリングスプレー、２２・
・・流量計、２３・・・第３演粋器、２４・・・第１タ
イマー、２５・・・第２タイマー、２６・・・第３タイ
マー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧延材が圧延機によつて圧延される際の圧延抵抗と
   、前記圧延材の圧延前後の外形寸法とに基づいて、前記
   圧延材の圧延時における圧延材温度を求め、その圧延材
   温度を、前記圧延材が加熱炉から圧延機に至るまでの間
   になされる冷却により低下する冷却温度で補償して、前
   記圧延材が加熱炉から抽出される際の温度を測定するこ
   とを特徴とする圧延材抽出温度測定方法。 ２、圧延材が圧延機によつて圧延される際の圧延荷重を
   測定する荷重計と、前記圧延される際の圧延速度を測定
   する速度計と、前記荷重計及び前記速度計での測定値と
   圧延前後の圧延材の外形寸法に基づいて圧延時の圧延材
   温度を算出する演算器と、前記圧延時の圧延材温度を前
   記圧延材が加熱炉から圧延機に至るまでの間になされる
   冷却により低下する冷却温度で補償する補償用演算器と
   、を備えたことを特徴とする圧延材温度測定装置。