JPS639569B2 - - Google Patents

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JPS639569B2
JPS639569B2 JP58234986A JP23498683A JPS639569B2 JP S639569 B2 JPS639569 B2 JP S639569B2 JP 58234986 A JP58234986 A JP 58234986A JP 23498683 A JP23498683 A JP 23498683A JP S639569 B2 JPS639569 B2 JP S639569B2
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JP
Japan
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cooling
roll
strip
gas jet
temperature
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JP58234986A
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JPS60128220A (ja
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Kuniaki Tauchi
Yasunobu Hayama
Takeo Fukushima
Yoshihiro Iida
Norihisa Shiraishi
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JFE Steel Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Priority to ES539293A priority patent/ES539293A0/es
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573Continuous furnaces for strip or wire with cooling

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続焼鈍炉冷却帯のストリツプ温度制
御方法に関する。
連続焼鈍炉とは、冷間圧延後のストリツプに例
えば第1図に示すようなヒートサイクルの熱処理
を施すことにより、加工性の良いストリツプを得
ようとする設備である。第1図のうち急冷帯ある
いは最終冷却帯が連続焼鈍炉の冷却帯である。
冷却帯においては、例えば第2図に示すような
ロール冷却とガスジエツト冷却とを組み合せた冷
却設備が提案されている。この冷却設備は特公昭
56−10973号公報に開示されているが、ここで概
要を説明するに第2図において、ストリツプ1は
内部に冷媒を流通させた冷却ロール2,3,4,
5の間を接触しながら通過し、そこで冷却ロール
との接触熱伝達によつて冷却される。更に、符号
6,7,8,9の部材は吹出しノズル付きのプレ
ナムチヤンバであり、ストリツプの耳伸び、中伸
びといつた片伸びのために当該ストリツプが冷却
ロールに接触しない部分が生じて不均一に冷却さ
れることを防止するように、各冷却ロール2〜5
に対応して設置されている。各プレナムチヤンバ
6〜9はブロア12,13により昇圧された冷却
ガスをストリツプ1に吹き付け、ストリツプを冷
却ロールに均一に接触させると同時にストリツプ
をガスジエツト冷却する。なお第2図中、10,
11はデフレクタロールであり、22はロール巻
付角度を操作するためのロール駆動装置、23は
プレナムチヤンバ内圧力調節計、24は同圧力検
出器、25は操作ダンパである。
冷却ロールに対する冷媒の循環系統の例を第3
図に示す。この冷媒循環系統は特願昭57−129069
号として既に提案されている。第3図において、
冷却ロール例えば2内の冷媒は排液管14を通し
て冷媒タンク15に戻され、次いでポンプ16に
よつて冷媒タンクから熱交換器17に送り込まれ
て冷却された後、給液管18を通して冷却ロール
内に流し込まれる。冷却ロール入側での冷媒温度
は冷媒温度調節計19で調節されるが、具体的に
は冷媒温度検出器20の検出値が設定冷媒温度と
なるように、熱交換器17に入る冷却水の流量を
制御弁21で操作することによつて調節される。
上述したロール冷却とガスジエツト冷却とを組
み合せた冷却設備では、ストリツプ1の温度は冷
却ロールとストリツプとの接触長即ちロール巻付
角度、冷媒温度及びガスジエツト吹付流量の3項
目を操作することによつて制御され得る。冷媒温
度の操作例は上述したが、ロール巻付角度はロー
ル駆動装置22で操作され、ガスジエツト吹付流
量は圧力検出器24の検出値が設定圧力となるよ
うにダンパ25を操作することにより調節され
る。
従つて、所定の最終冷却温度を得るためには、
目標ストリツプ温度の他にストリツプ寸法や搬送
速度といつた焼鈍条件に応じて前記3つの操作項
目即ち、 ガスジエツト吹付流量 ロール巻付角度 冷媒温度 の各設定値を変更することになる。しかし、設定
項目が複数存在するため、各設定値は一意的には
決まらない。従つて、何らかの方法で各設定値を
定める必要がある。
本発明は上述した要望に応え、高い歩留を得る
ことができる連続焼鈍炉冷却帯のストリツプ温度
制御方法を提供することを目的とする。
斯かる目的を達成した第1の発明に係る制御方
法は、冷却ガスをストリツプに吹き付けるガスジ
エツト冷却設備と、内部に冷媒を流通させた冷却
ロールの外周面にストリツプを接触させるロール
冷却装置とを組み合せ、ガスジエツト吹付流量、
冷却ロールとストリツプとの接触長即ちロール巻
付角度、冷媒温度の順に設定値を変更して所定の
冷却温度を得ることを特徴とする。
また第2の発明に係る制御方法は、冷却ガスを
ストリツプに吹き付けるガスジエツト冷却設備
と、内部に冷媒を流通させた冷却ロールの外周面
にストリツプを接触させるロール冷却装置とを組
み合せ、ガスジエツト吹付流量及び冷却ロールと
ストリツプとの接触長即ちロール巻付角度の設定
値を同時に変更し、その次に冷媒温度の設定値を
変更することにより所定の冷却温度を得ることを
特徴とする。
本発明は上述した3つの操作項目に優先順位を
付けて設定値を変更することにより温度制御を行
うものである。この優先順位を付すに当り、冷却
帯でのストリツプの通過時間は数秒程度と短いた
め、例えば板厚の異なるストリツプ間の溶接点が
通過する際など、焼鈍条件に変化がある場合、歩
留向上には操作量の応答性が最も重要なフアクタ
となることに着目した。ところが、各操作項目の
応答性は ガスジエツト吹付流量……約10秒程度 ロール巻付角度……約2分程度 冷媒温度……約10分程度 という如く、〜の順で悪くなる。
そこで発明者等は焼鈍条件に応じて所定のヒー
トサイクルを得るために、換言すれば所定の最終
冷却温度を得るために上記〜各操作項目の設
定値を求める際、第1の発明ではガスジエツト
吹付流量、ロール巻付角度、冷媒温度の順に
設定値変更の優先順位を付けて各設定値を演算す
る。これにより、応答性の良い操作項目から順に
設定変更が行われることにより、焼鈍条件が変化
しても高い歩留を得ることができる。第2の発明
ではガスジエツト吹付流量とロール巻付角度とを
同時に設定変更し、次いで冷媒温度の設定変更を
行うように優先順位を付けて各設定値を演算す
る。この場合も応答性の悪い冷媒温度の設定変更
が後になるので、歩留が向上する。更に、第2の
発明ではガスジエツト吹付流量とロール巻付角度
の設定変更を同時に行うため、大きな設定変更を
比較的早い応答性で一度に行えるという利点があ
る。
以下、第4図〜第8図により本発明の実施例を
説明する。第4図〜第6図は各操作項目の設定値
変更例を概念的に示した図であり、第4図は板厚
が漸増するコイルが連続した場合、第5図は逆に
板厚が漸減するコイルが連続した場合、第6図は
板厚が連続的に漸増し次いで漸減した場合の図で
ある。また第7図はコイル毎の各設定値の演算フ
ローの例を示す。第8図はガスジエツト冷却とロ
ール冷却の組み合せの他の例を示す。
第4図の場合を説明する。但し、板厚が徐々に
増加する以外、他の焼鈍条件は一定であると仮定
する。〇印は現在位置を示す。第4図の領域Aで
示す如く、ガスジエツト吹付流量に余裕のある間
は、板厚の増加に伴い、最も応答性が良いガスジ
エツト吹付流量を増加させる。更に板厚が増加し
たときは、ガスジエツト吹付流量は最大値となる
ので、第4図の領域Bに示す如くロール巻付角度
に余裕のある間は、板厚の増加に伴いロール巻付
角度を増加させる。第4図の領域Cに示す如くロ
ール巻付角度が最大値になつた後は、応答性は悪
いが冷却能力を大きくするため、冷媒温度を下げ
る。
第5図の場合は逆に板厚が徐々に減少するコイ
ルが連続するので、第4図のA領域、B領域、C
領域にそれぞれ対応し、板厚の減少に伴いガスジ
エツト吹付流量のみを減少させるA′領域、ロー
ル巻付角度のみを減少させるB′領域、冷媒温度
のみを上げるC′領域が生じる。
第6図の如く、時間的にまず板厚が漸増し次い
で逆に減少する場合、第4図及び第5図の各設定
値変更を組み合わせれば良い。但し、第6図は、
冷媒温度を変更する領域C、C′が無い場合の例で
ある。
ところで、設定値を変更する場合最大値、最小
値とも制御余裕を残すことにより、安定な温度制
御が行える。例えばガスジエツト吹付流量につい
て言えば、最大値はブロア容量の90%とする。一
方最小値は前述した不均一冷却をなくすための効
果を出すに必要なガスジエツト吹付流量に、例え
ばブロア容量の10%の制御余裕を加算した値とす
る。なお、不均一冷却をなくすために必要な流量
は予め実験などで求める。
上述した優先順位に基づいてコイル毎に各設定
値を求めるには、例えば第7図に示す演算フロー
を用いる。なお、第7図中の記号の意味は次の通
りである。
TS〓:最終冷却温度の計測値 T* S〓: 同上 目標値 TSU: 同上 上限値
(例えばTSU=T* S〓+20) TSL: 同上 下限値
(例えばTSL=T* S〓−20) P:プレナムチヤンバ内圧力 θ:ロール巻付角度 ここで第7図のフロー中で、冷却曲線計算、ガ
スジエツト吹付流量計算、ロール巻付角度計算、
冷媒温度計算についての各演算を説明する。
(i) 冷却曲線計算; 第2図に示したストリツプ冷却特性は次式(1)
で表わされる。
c・γ・d・v・dTs/dX=α(Tg−Ts)+
K(Tw−Ts)……式(1) 但し、Ts:ストリツプ温度 (℃) Tg:吹出ノズルにおける冷却ガス温度
(℃) Tw:ロール内平均冷媒温度 (℃) α:ガスジエツトの熱伝達係数
(Kcal/m2h℃) K:ストリツプ−冷媒間熱通過率
(Kcal/m2h℃) c:ストリツプ比熱 (Kcal/Kg℃) γ:ストリツプ比重 (Kg/m3) v:ストリツプ速度 (m/h) d:板厚 (m) x:ストリツプ長さ (m) そこでストリツプ冷却曲線は、式(1)をストリ
ツプ長手方向にガスジエツト冷却とロール冷却
の冷却長さ分だけ積分することによつて得られ
る。なお、ガスジエツトの熱伝達係数αとガス
ジエツト吹付流量(第2図の場合は、プレナム
チヤンバ内圧力P)との関係式を、予め実験な
どにより、例えば次式(2)のような形で得てお
く。
P=a1・αa2+a3 ……式(2) ここで、P:プレナムチヤンバ内圧力 a1、a2、a3:定数 (ii) ガスジエツト吹付流量計算; ロール巻付角度及び冷却温度Twは知られて
いるはずなので、これらの値と上式(1)、(2)を用
いて 最終冷却温度=目標値 を満足するプレナムチヤンバ内圧力Pを求め
る。
(iii) ロール巻付角度計算; この場合は、ガスジエツト吹付流量即ちプレ
ナムチヤンバ内圧力P及び冷媒温度Twは知ら
れているので、これらの値と上式(1)、(2)を用い
て 最終冷却温度=目標値 を満足するロール巻付角度を求める。但し、ロ
ール巻付角度は、 ロール冷却の冷却長(m)=ロール巻付角度(deg
)×π/360×ロール外径(m) なる関係式で与えられる。
(iv) 冷媒温度計算; この場合は、ガスジエツト吹付流量即ちプレ
ナムチヤンバ内圧力P及びロール巻付角度が既
知となるので、これらの値と上式(1)、(2)を用い
て、同じく 最終冷却温度=目標値 を満足する冷媒温度Twを求める。
なお、上述した(i)〜(iv)の各演算は、電子計算機
を用いることにより、ストリツプ寸法、ライン速
度、目標ヒートサイクルなどのコイル毎の焼鈍条
件の情報から簡単に求めることができる。
以上の説明は第2図に示す冷却設備を対象とし
たものであるが、第8図に示すようにロール冷却
の前段にのみガスジエツト冷却設備26,27を
配したり、逆にロール冷却の後段にのみガスジエ
ツト冷却設備を配したり、また、第2図の冷却設
備の前段に更に第8図のようにガスジエツト冷却
設備を追加した場合、いずれにも本発明を適用す
ることが可能である。3番目の第2図と第8図組
み合せの冷却設備の場合は、ガスジエツト吹付流
量の操作を2種に分け、優先順位を、例えば 前段ガスジエツト部のガスジエツト吹付流量 冷却ロールに対向したガスジエツト部のガス
ジエツト吹付流量 ロール巻付角度 冷媒温度 の如く定めることができる。
更に第4図〜第8図による上述した説明では、
設定変更は優先順位に従つていずれか1つの操作
項目について行うとしてある。ガスジエツト吹付
流量とロール巻付角度を同時に設定変更する場合
は、例えば2つの操作項目による冷却分担比を予
め定めておくことにより、前式(1)、(2)を用い、 最終冷却温度=目標値 を満足する値を求める。
以上説明したように本発明によれば、次のコイ
ルに対して所定の冷却温度を得るための複数個の
操作項目の設定値を求める際、応答性の悪い操作
項目をできるだけ一定にしておき応答性の良い操
作項目の設定変更のみによつて冷却量の変更を行
うので、焼鈍条件変化時に最も歩留向上の効果が
ある運転が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図はヒートサイクルの一例を示す図、第2
図はガスジエツト冷却設備とロール冷却設備を組
み合せた冷却設備の一例を示す簡略構成図、第3
図はロール冷却に使用する冷媒循環系統の一例を
示す簡略構成図、第4図は板厚が漸増するコイル
が連続する場合の設定変更の概念的説明図、第5
図は板厚が漸減するコイルが連続する場合の設定
変更の概念的説明図、第6図は板厚が連続的に漸
増し次いで漸減する場合の設定変更の概念的説明
図、第7図はコイル毎に各設定値を求めるための
演算フローの一例を示す図、第8図はガスジエツ
ト冷却設備とロール冷却設備とを組み合せた冷却
設備の他の例を示す簡略構成図である。 図面中、1はストリツプ、2〜5は冷却ロー
ル、6〜9はプレナムチヤンバ、10と11はデ
フレクタロール、12と13はブロア、14は排
液管、15は冷媒タンク、16はポンプ、17は
熱交換器、18は給液管、19は冷媒温度調節
計、20は冷媒温度検出器、21は制御弁、22
はロール駆動装置、23はプレナムチヤンバ内圧
力調節計、24は同圧力検出器、25は操作ダン
パ、26と27はガスジエツト冷却設備である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 冷却ガスをストリツプに吹き付けるガスジエ
    ツト冷却設備と、内部に冷媒を流通させた冷却ロ
    ールの外周面にストリツプを接触させるロール冷
    却装置とを組み合せ、ガスジエツト吹付流量、冷
    却ロールとストリツプとの接触長即ちロール巻付
    角度、冷媒温度の順に設定値を変更して所定の冷
    却温度を得ることを特徴とする連続焼鈍炉冷却帯
    のストリツプ温度制御方法。 2 冷却ガスをストリツプに吹き付けるガスジエ
    ツト冷却設備と、内部に冷媒を流通させた冷却ロ
    ールの外周面にストリツプを接触させるロール冷
    却装置とを組み合せ、ガスジエツト吹付流量及び
    冷却ロールとストリツプとの接触長即ちロール巻
    付角度の設定値を同時に変更し、その次に冷媒温
    度の設定値を変更することにより所定の冷却温度
    を得ることを特徴とする連続焼鈍炉冷却帯のスト
    リツプ温度制御方法。
JP58234986A 1983-12-15 1983-12-15 連続焼鈍炉冷却帯のストリツプ温度制御方法 Granted JPS60128220A (ja)

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JPS60128220A JPS60128220A (ja) 1985-07-09
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JP (1) JPS60128220A (ja)
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DE (1) DE3481528D1 (ja)
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EP0145485B1 (en) 1990-03-07
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