TWI224144B - Heat treating device, heat treating method, recording medium recording heat treating program and steel product - Google Patents

Description

1224144 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明，是關於使用誘導加熱裝置之鋼材熱處理技術 【先前技術】 於鋼鐵製造流程中，爲要提昇製品鋼材的硬度、韌性 等的性質，製造出韌性更強的鋼材，而進行硬化（淬火） 、鍛鍊（回火）、韌化（退火）等各種熱處理。這些熱處 理於一般上分爲加熱過程及冷卻過程。其中於加熱過程是 以因應鋼材成份的變態點溫度做爲基準。例如，在進行硬 化（淬火）時必須加熱成比變態點還高的高溫，在進行鍛 鍊（回火）及韌化（退火）時必須加熱成未達變態點。 因此，需要應對於熱處理的目的來進行精度良好的加 熱。此外，爲了要抑制同一構件內的品質落差，需要對鋼 材的內部整體進行均勻加熱。該熱處理方法稱爲均勻加熱 〇 此外，於一般所製造之施有硬化（淬火）、鍛鍊（回 火）熱處理的鋼材，因其主要是從表面受到冷卻，所以總 是造成表面的硬度比內部還高。具有這般板厚方向之硬度 分佈的鋼材，已知其對腐蝕環境較弱，在做爲海洋或石油 、自然瓦斯的鋼管來使用時容易產生應力腐蝕裂紋。 因此，就有所謂對表層部進行加熱使其軟化’以減少 表層部和內部之硬度差的處理。該熱處理方式稱爲表層加 (2) (2)1224144 熱。 ’ 先前，實現這些加熱條件的加熱方法，例如有日本特 · 開平9 一 1 7 0 0 2 1號公報中所揭示之使用誘導加熱裝 置之熱處理技術。 於該揭示技術中，所提案的誘導加熱方法是在將鋼材 於誘導加熱內進行昇溫的加熱階段’和將頻率提高成比加 熱階段還高，並且降低供電來進行加熱的均熱階段之間’ 設有使用和加熱階段之誘導加熱爲同一頻率，並且把供電 降至比加熱階段還低來進行誘導加熱的半加熱階段。 然而，於日本特開平9 一 1 7 0 0 2 1號公報中所揭 示之技術中，因需要數十分鐘的加熱時間所以效率不佳。 此外，因需在鋼材加熱途中變更誘導加熱裝置的頻率’所 以需要可切換頻率的裝備。因此使裝置變高價位，又使裝 置的構造變複雜。此外，對於鋼材加熱用的投入電力’並 未考慮到要實現精度良好控制溫度時的必備要素：鋼材內 部中的誘導電流分佈、大氣造成的除熱、加熱裝置的效率 φφ 、鋼材的比熱等。 【發明內容】 本發明之目的，是在於提供一種可熱處理鋼材使鋼材 的表面溫度、內部溫度爲精度良好之一致性目標溫度，使 鋼材成爲具有熱處理目的之性質的熱處理裝置、熱處理方 法、記錄著熱處理程式之記錄媒體及鋼材。 本發明之熱處理裝置，具有：對鋼材進行加熱的複數 -8- (3)1224144

台誘導加熱裝置；鋼材矯正用的矯正裝置；根據鋼材的尺 寸、鋼材的輸送速度、鋼材的加熱目標溫度以及誘導加熱 裝置之前段處理中鋼板的預定溫度，對供給至誘導加熱裝 置的預定供電進行決定的運算裝置；及，把運算裝置所決 定的預定供電供給至誘導加熱裝置的電源裝置；運算裝置 ，是對藉由誘導加熱裝置要加熱成在加熱中的鋼材表面溫 度爲第1目標溫度以下，在加熱結束時之鋼材厚度方向內 部的指定位置的溫度和第2目標溫度的差是在指定範圍內 時需供給至誘導加熱裝置的預定供電進行決定，或是對藉 由誘導加熱裝置要加熱成在加熱中的鋼材表面溫度爲第3 目標溫度以上，在加熱結束時之鋼材厚度方向內部的指定 位置的溫度爲第4目標溫度以下時需供給至誘導加熱裝置 的預定供電進行決定。

即，本熱處理裝置，因爲是使用誘導加熱裝置對鋼材 進行加熱所以能夠縮短加熱時間。此外，本熱處理裝置， 備有能夠算出要使鋼材內部的溫度分佈成爲目標之溫度分 佈時誘導加熱裝置所需供電的運算裝置。因此，裝置構成 變簡單能夠以廉價構成。然後，藉由該構成，能夠精度良 好達成目的性之均勻加熱、表層加熱。 【實施方式】 【發明之最佳實施形態】 於一般，鋼材是在加熱爐內進行加熱，使其昇溫至 1 2 0 0 t前後。然後，鋼材通常會被複數台的軋鋼機滾 -9- (4)1224144 軋成指定的厚度、寬幅。滾軋後，溫度還在8 Ο 0 °C〜 1 Ο Ο 0 °C的鋼材，將用水使其強制冷卻，或放置於大氣 中使其自然冷卻。藉由該處理，使鋼材硬化。特別是已得 知在滾軋後使用加速冷卻裝置進行急速冷卻，能夠強化鋼 材的強度或韌性。 然後，視需求而定，將其再度用瓦斯加熱爐進行鍛鍊 (回火）、韌化（退火）等熱處理。熱處理過的鋼材，經

裁切後出貨。 第1圖，是表示本發明使用在鋼材製造生產線的槪略 構成側面圖。該鋼材製造生產線，是由：要加熱鋼材1的 加熱爐2 ;對鋼材進行粗軋·精軋的軋鋼機3 ;及，加速 冷卻裝置4、矯正裝置5、誘導加熱裝置6以及要測定鋼 材1溫度的溫度檢測器7所構成。

於該鋼材製造生產線中，在滾軋過程和冷卻過程之後 ，使用矯正裝置5矯正鋼材1的反翹或彎曲後，使用設置 在生產線上的誘導加熱裝置6對鋼材1進行鍛鍊（回火） 處理。 於該鋼材製造生產線中，是使用誘導加熱裝置6進行 熱處理來替代瓦斯加熱爐的熱處理。因此，能夠在生產線 運轉中於硬化處理後進行鍛鍊（回火）處理，所以能夠飛 躍性提昇生產效率。此外，和使用瓦斯加熱爐的狀況相比 ，藉由使用誘導加熱裝置6能夠提昇加熱溫度的精度。因 此，亦能夠精度良好地控制鋼材厚度方向的溫度分佈。 特別是，因在滾軋後經由加速冷卻裝置4進行急速冷 -10- (5) (5)1224144 卻後，立刻由誘導加熱裝置6進行熱處理，所以能夠製造 出已強化強度或韌性的鋼材。 誘導加熱裝置6 ，必須具有可將鋼材1加熱成指定溫 度的能力。但是，需要抑制設備成本。因此，將鋼材1在 誘導加熱裝置6進行複數次往返加熱，就能以少量台數來 進行加熱。於該狀況時，需要在避免包括滾軋在內的鋼材 製造生產線的生產效率惡化的同時，提昇鋼材1的溫度控 制精度。所以，就需要適宜選擇往返次數（通過次數）和 輸送速度。 因此，在使用誘導加熱裝置進行熱處理時，其重點如 下。 ① .需將加熱處理所需時間和電能抑制成最小限度。 ② .於加熱處理中及加熱結束時，鋼材厚度方向的溫 度分佈需加熱成所期望的溫度分佈。 ③ .需決定要實現上述①、②之熱處理時的鋼材輸送 速度和誘導加熱裝置電力。 因此，本發明實施形態相關之熱處理裝置具備以下功 (1)設定計算功能 鋼材1加熱用的輸送速度和電力需視以下3種處理中 的任一處理來決定。 ①.事先處理方式 -11 - (6) 1224144 於事先，從鋼材1的加熱開始預定溫度和加熱目標溫 度中，決定輸送速度和通過次數，以該値爲根據來計算加 熱所需電力。鋼材1 ，在以所求得的輸送速度被輸送的同 時，經由誘導加熱裝置6以所設定的電力進行加熱。 ② .修正處理方式 實際測定鋼材1的加熱開始前溫度，根據實際測出的 加熱開始前溫度和輸送速度來計算加熱所需電力。於該計 算中，視需求對輸送速度進行修正同時求出所期望的電力 〇 ③ .組合方式 其爲組合上述①、②處理的方式。實際測定鋼材1的 加熱開始前溫度，接著，實際測出的溫度爲接近加熱開始 預定溫度時，採用①·事先處理方式所算出的輸送速度和 電力進行加熱。當實際測出的溫度和預定溫度爲不同時， 採用②·修正處理方式所算出的輸送速度和電力進行加熱 (2 )跟蹤處理功能 將鋼材於長度方向分割成假想部份，把設定計算功能 所算出的加熱電力設定在每個假想部份，於供電裝置進行 ， 應對於鋼材輸送的電源輸出。 (3 )加熱電力校正功能 12- (7) (7)1224144 以設置在誘導加熱裝置6之前後的溫度檢測器7對鋼 材1的溫度進行測定。根據期實際測出的溫度，對加熱電 力進行校正。其設有FF (前饋）控制和FB (反饋）控 制。 (4 )模式學習功能 以實際測出的溫度對加熱電力算出用的鋼材傳熱模式 ，及來自誘導加熱的效率推定模式，以及在矯正裝置中的 溫度下降模式等進行修正。 以下，針對這些功能進行說明。 I ·設定計算功能 首先，對於鋼材1之加熱開始溫度、輸送速度爲已知 時的電力計算方法進行說明◊ 第2圖，是表示本發明相關之第1實施形態熱處理裝 置的槪略構成側面圖。 鋼材1 ，是邊移動於誘導加熱裝置6中邊被加熱。在 各個誘導加熱裝置6的入口備有對鋼材溫度進行檢測的溫 度檢測器7。上述溫度檢測器7所測出的溫度信息，將輸 入在控制裝置1 〇中。控制裝置1 〇，是根據鋼材1的溫 度或者加熱開始的預定溫度和輸送速度來計算要供給至誘 導加熱裝置6的電力，並將該値輸出至供電裝置1 2。供 電裝置1 2，是將誘導加熱裝置6的輸出控制成其來自於 控制裝置1 0的値。 -13- (8) (8)1224144 當以誘導加熱裝置6對鋼材1進行加熱時，因誘導電 流會集中在鋼材表面，所以其主要加熱是在表面。接著， 鋼材內部，主要是以來自於表面的熱傳導進行加熱。 此時，對以誘導加熱裝置6進行加熱時之鋼材內部的 誘導電流分佈進行算出。鋼材內部的誘導電流分佈，是以 滲透深度來表現。滲透深度會因頻率、相對導磁率而不同 ，以式（1 )來表示。 5.03 xV^/(^x/c)/100 (1) 其中，5 :滲透深度，R:電阻率，// :相對導磁率 ，fx :頻率。 當滲透深度（5較大時，誘導電流會流至鋼材內部。當 滲透深度5較小時，因誘導電流會集中於表面故加熱也集 中在表面，鋼材內部是藉由來自於表面的熱傳導被進行加 熱。因此，即使投入相同的電力，若滲透深度不同則表面 的加熱溫度也會有所改變。所以，根據式（1 )算出滲透 深度以決定在鋼材內部的電流密度分佈。從該電流分佈中 ，來決定對誘導加熱裝置6的加熱電力。 於一般上，是將自鋼材表面起的距離z和在其位置上 的誘導電流I ( z )的關係以式（2 )來表示，α爲常數。 Κζ) -atxp{-z/S) (2) -14- 1224144 Ο) 因此，自鋼材表面起的距離z之位置上的消耗電力， 的比是以式（3 )來表示。 (3) £：0(z) = /(z)2/J/(z)2

即，可視爲式（3 )是表示誘導加熱時的電力分佈。 其次，以數學式來表示使用誘導加熱裝置之加熱中鋼 材的溫度變化。從熱傳導方程式的差分式中求得式（4 ) 〜式 （6 ) ° dt 2 Κ^λ/(αρχρ) ：(4) (5) (6) h:tlnb 其中，nb:鋼材厚度方向的分割數，t :鋼材的厚度 φφ ，X i，j :時刻j之厚度方向i的溫度（1 ^ i $ nb ) ’ c p :比熱，h ··厚度方向分割寬幅，d t :樣品週期，Q 1 ••來自外部加諸於鋼材的熱量，λ :熱傳導率，P :密度 〇 當從式（4)中改寫式（6)時，鋼材在厚度方向三 分割的溫度差分式就成爲式（7)。 -15- (10)1224144 [K 1 κ 隹 Ί Κ κ —zr Η-- h2 dt 0 、·州 0 K Κ 1 κ Κ 1 κ κ Χ2./+1 W 2h2 0 κ Κ 1 0 κ 1 Κ 2h2 1TV-

X2J A/· (7) 式（4)中的Q i是由其與邊界條件之大氣的傳熱， 及來自加熱裝置所供給的熱量所形成，以式（8 )來表示 Q^Q+/^0ub Q = 去3('/4 - Γ:)+A(X3J - L) (8) (9)

(10)

\Ε〇) Β〇 =— Ε{2) CpP Ε〇) 其中，li b :加熱裝置供給熱量，ε :放射率，σ :史特 凡·波子曼常數，P :密度，c p :比熱，/3 :加熱效率 ，T a :大氣溫度。 另，E(i) (i = 1，3)，是表示用差分式來表現式 (3 ) ° 於此，將式（9 )針對X u進行線性化。鋼材的溫 度爲X ο，以X 〇爲中心將式（9 )中的X i，j 4項使用泰 -16- (11)1224144 勒展開法中之一次項展開使其近似線性。1次爲止的泰勒 展開式是以式（1 1 )表示。 其中，f(1)(x〇)是f (X)的1次微分。 利用式（1 1 )，得到式（1 2 )。 xu =*γ"(χ^χ〇)+~- χ。） （工2) ^/=-3x〇4+4xX/ (13) 所以，式（9 )就變成式（1 4 ) h

cpP

X3J

hcpP ，3χ0、7；4)-;17；

Q

[h cpP ΛσεχΙ + λ Ι^σ,(.34-Γ；)-ΛΓ0 (14) 使用式（1 4 )，對式（7 )進行整理就得到式（ X3,;>1 £ X2J^ X2J Λ/十】· Λ/_ 十Q+^0ub (15) (12) 1224144 其中， ―+ ― — 〇 h2 dt 2h2 (16) E··

K K

一 W ¥ + ώ 一 W λ K K l • 2h7 h2 dt Λ 丄 a

{hcfP K ΑσεχΙ +Λ 2h2 0 2h2 U dt^¥ 2h2 u a·

0 K 2hz }cpP 4αεχ^ +Λ (17) δ=- hcpp hcpp σε{-3χΑ0-Τ：)-λΤα 0σ心 x04-rfl4)-;17； (18) 於式（1 5 )中，將行列Ε的逆行列乘以左側，就得 到式（2 0 )。 首先是 C x2,y+i X2，f Λ州· Λ久 +E_'Q + /3E 一％ub (19) 然後就得到 -18- (13)1224144

X3,;+l V X2J+1 + Buh + F (20) 其中， A = E - 1 A 〇 (21) F = E - 1 Q (22) B = /3 E ~ 1 B 〇 (23) 式（2 0)將成爲鋼材1的溫度變化基本式°另’在 該式中當將Ub=〇時，該式就是表示由大氣進行冷卻過 程時溫度變化的式子。 其次，是要製作從設置在誘導加熱裝置6入口側之溫 度檢測器7位置到誘導加熱裝置6出口側之溫度檢測器7 位置爲止的溫度變化表現式子。 第3圖，是表示使用在溫度變化之式子中的符號圖。 把從誘導加熱裝置6入口側之溫度檢測器7位置到誘 導加熱裝置6出口側之溫度檢測器7位置爲止的各個誘導 加熱裝置6的長度爲1 i ，誘導加熱裝置彼此的間隔爲 s i ，對各個誘導加熱裝置6的投入電力爲u i 。接著， 把鋼材1的誘導加熱裝置送進側的溫度爲X。，誘導力口 _ 裝置出口側的溫度爲X N ’各個誘導加熱裝置前後的》显 度爲 X i、X ’ i。 求出誘導加熱裝置的長度爲1 i ，間隔爲S i ，輸送 速度爲V時的差分方程式的節距數。其中，d t :節距# -19- (14)1224144 間，n i 、ni i :節距數。 ni=l i/ (vxdt) mi = s i / (vxdt) (2 4 ) (2 5 ) 如此一來先將當鋼材1經由誘導加熱裝置按順序進行 加熱時的各位置的溫度就以式2 6 )表示。

= X3,0 Χ2·0 、X1 = X3，ml X2,ml 、= ^3f«l+ul X2,ml+nl ♦ 、X = ^3twV+«V+*-Hnl+«l ^2,»ι^+λ^+···+ι»1+λ1 Xl,0 U jmJ +i«l+wl „ (26) 時，誘導加熱裝置的溫度變化，例如x 〇 - X 1間的溫度 變化，是以式2 7 )來表示。 /mO-l ΣΑ'

F (27)

此外，在第一個誘導加熱裝置加熱結果的溫度’即仍 導加熱裝置出口側的溫度x ’ i，是以式2 8 )表示 -20- (28) (15)1224144 把式（2 7 )代入式（2 8 )中，就得

4 nl+ntO (mO-1 'N f πΜ NX〇+，i) V i=l ) ) 接著往下重覆進行該計算，在第N台誘導 口側溫度計位置的鋼材1的溫度分佈就如式（ •一 jmAT+nAT+.**+wl+”J+TO〇v xbf 一八 x〇 Λμ Ny 、 卜 2-1 、， 、 +，感，1 以(F+5wl)+，+秦.1 以(F+5w2)+··—/ 广 mO-l+雜"1 £/

F + A ιλΛΓ+λΛΓ+*e#+W72+/i2 ^ m\^lΙΣ^' ί=1 ♦ «ρ + ··· + j

(30) 將該式進行整理結果如式（3 1 )、（ 3 就變成Ui、· · · 、Un的一次式。 X尺=+ ^]鉍1 + · · · + + 尤价 VWN> 經由使用式（3 2 )，以計算就能夠求 式（2 9 ) (29) 加熱裝置出 3 0 )表示 (ηΝΆ \ r \(F+BuN)V ί«ι J /«ιΛΓ-Ι 、ΣΑΎ V ί=1 J 2 )所示， (31) (32) 藉用加熱電 -21 - (16) (16)1224144 力u ......u N進行誘導加熱後的溫度分佈x 1、. .· 、X * 〇 以上所說明的計算方法，是可實現在控制裝置1 〇內 。第4圖’是表示從加熱電力之中算出加熱後之鋼材溫度 分佈時的槪略順序流程圖。 於步驟T 1中’是根據式（3 )算出正要加熱之鋼材 內部的電力分佈。於步驟T 2中，是根據其電力分佈用式 (8 )〜（1 〇 )求出來自於誘導加熱裝置6所供給的熱 量分佈。於步驟T3中，是根據式（1 4)求出散熱在大 氣中的散熱量。於步驟丁 4中，是使用這些所求之結果， 算出要做爲表示鋼材內部溫度變化算出式（21)、（ 22) 、 （23)的係數。 於步驟T 5中，是使用誘導加熱裝置6的台數、該裝 置的長度、該裝置間的間隔、鋼材的輸送速度，從誘導加 熱裝置6的供電算出鋼材1的溫度分佈。此時，亦可採用 式（2 7)〜（30)求出鋼材1的溫度分佈，又也可採 用式（3 2 )算出鋼材1的溫度分佈。 其次，對於使用該計算方法來進行所期望之熱處理的 方法進行說明，即是對於鋼材1要加熱成目標溫度分佈時 之加熱電力的決定程序進行說明。該程序，可實現在備有 上述計算程序的控制裝置1 〇內。 第5圖，是表示要算出加熱電力時的電力運算處理流 程圖。 於步驟S1中，是要決定適當的初始値電力Ui、 · -22- (17) (17)1224144 ..、u N。於步驟S 2中，是按照上述計算程序（步驟 T i〜T 4 )對誘導加熱裝置_出側的加熱溫度分佈x 1 .、X #進行計算。於步驟S 3中，是把在各誘導 \ · 9 加熱裝置的力D _ ^ ® $《故_ § _ t @ S ® ® @》显胃ί条# $ 行:比較，判斷其是否滿足溫度條件。 在步驟S 4的判斷若爲Y e s時，即，符合溫度條件 日寺，胃胃其加熱電力做爲最終加熱電力然後結束計算。在 步驟S 4的判斷若爲N 〇時’即’不符合溫度條件時’是 賦予新的誘導加熱電力U1、· · · 、UN然後重新進行 溫度計算。 在重覆進行以上的處理下，只要賦予在誘導加熱裝置 出口側的目標溫度分佈X % ’就可算出要實現該目標溫度 分佈時的電力Ui、· · · 、UN。另，新的加熱電力U1 ...... N賦予方法，可採用線性計劃法、非線性計 劃法等一般方法。只要溫度條件爲可實現的條件時，就能 以有限次的計算解出。 於本實施形態中，在使用任意台數的誘導加熱裝置時 是可計算鋼材內部的溫度。所以’對熱處理生產線內的每 一台誘導加熱裝置也可算出鋼材1的內部溫度，此外對每 複數台誘導加熱裝置也可算出鋼材1的內部溫度。 因此，能夠決定電力設定値是可控制在加熱中的鋼材 表面溫度是加熱成目標表面溫度以下，在加熱結束時的鋼 材內部指定位置的溫度是在目標內部溫度中的指定範圍內 。即，能夠決定均勻加熱處理用的電力設定値。 -23- (18)1224144 此外，又能夠決定電力設定値是可控制在加熱中的鋼 材表面溫度是加熱成目標表面溫度以上，在加熱結束時的 鋼材內部指定位置的溫度是在目標內部溫度中以下。即， 能夠決定表層加熱處理用的電力設定値。

接著，對第2實施形態的熱處理裝置進行說明。於本 實施形態中，其特徵爲針對第1實施形態的電力運算處理 算出可使消耗電能爲最小的加熱電力。因此，除此之外的 構成均與第1實施形態相同，於此對相同部份省略詳細說 明。 第6圖，是表示其他實施形態相關之要算出加熱電力 時的電力運算處理流程圖。 於步驟S 1 1中，是要決定適當的初始値電力u i、 • · · 、un。於步驟S12中，是按照步驟T1〜丁 4 的計算程序對誘導加熱裝置出口側的加熱溫度分佈X 1、 • · ·、X*進行計算。於步驟S 1 3中，是把在各誘導 加熱裝置的加熱溫度和做爲目標之溫度範圍的溫度條件進 φφ 行比較，判斷其是否滿足溫度條件。 在步驟S 1 4的判斷若爲Ν ◦時’即，不符合溫度條 件時，是賦予新的誘導加熱電力U1.....un然後 重新進行溫度計算。在步驟s 1 4的判斷若爲Y e s時’ 即，符合溫度條件時，是進行步驟1 5 ’求出在各誘導加 熱裝置之消號電能的和即所謂的合計消耗電能，然後判斷 合計消耗電能是否變成最少。即，算出可使誘導加熱裝置 的合計消耗電能變最少時的加^胃力° -24 - (19) (19)1224144 在步驟S 1 6的判斷若爲N 〇時，即，合計消耗電不 符合指定量以下的條件時，是賦予新的誘導加熱電力然後 重新進行溫度計算。在步驟S 1 6的判斷若爲Y e s時， 即，合計消耗電符合指定量以下的條件時，是將其加熱電 力做爲最終加熱電力然後結束計算。 使該加熱電力變成最小値的處理條件是以式（3 3 ) 來表示。 u(i):第i個誘導力□熱裝置力□熱電力，N :誘導加 熱裝置台數。 即，滿足這些條件的u ( i )，於要加熱成使在加熱步 驟中的全部時間點的鋼材表面溫度是不超過上限溫度，在 加熱步驟結束後的內部溫度是在內部溫度目標範圍內的均 勻加熱處理的電力之中，是爲消耗電力最少的加熱電力。 此外，滿足這些條件的U ( i )，於要加熱成使在加熱 步驟中的全部時間點的鋼材表面溫度是目標表面溫度以上 ，在加熱步驟結束後的內部溫度是在內部溫度以下的表層 加熱處理的電力之中，是爲消耗電力最少的加熱電力。 另’新的加熱電力.......UN賦予方法，可 採用線性計劃法、非線性計劃法等一般方法，此外也可採 用基因十進制算法等最佳手法。 其次’對第3實施形態的熱處理裝置進行說明。於本 -25- 、 (20)1224144 實施形態中，其特徵是把第2實施形態要算出的最佳加熱 電力用逐次二次計劃法等之附加約束條件的非線性計劃法 來進行處理。因此，除此之外的構成均與第2實施形態相 同，於此對相同部份省略詳細說明。 首先’把第1實施形態、第2實施形態中的鋼材加熱 條件用數學式子來表現。 目標溫度之相關條件式，是以式（3 4 )來表現。 式（3 5

T * — T r = 0 (34) T * :誘導加熱裝置出口側的中心溫度値，T r ··中心溫 度目標値。 T r s - T i S ^ 〇 (35)

T i s :在第i個誘導加熱裝置出口側的表面溫度，T r :表面溫度上限値，但1 $ i € N。 因中心溫度爲加熱目標所以用等式的條件來表示。表 面溫度，因在誘導加熱裝置出口側爲最高，所以採用誘導 加熱裝置出口側的溫度。此外，針對中心溫度目標，也可 指定範圍如式（3 6 )。 6 -26- (21)1224144 τ * :誘導加熱裝置出口側的中心溫度値，T r :中心溫 度目標値，c :目標溫度範圍指定値。 這些式子，將成爲要算出各誘導加熱裝置之電力時的 約束條件。又加上，對於誘導加熱裝置的能力也有限制， 所以將這約束條件以式（3 7 )、式（3 8 )來表示。

u ( i ) — u min ^ 〇 —u ( i ) — u m ax ^ 〇 但u min爲電力最小値，u max爲電力最大値。 再者，針對式（3 4 )、式（3 5 )的約束條件，其 約束條件中的溫度T N、T i s，是可用誘導加熱裝置的加 熱電力來表示。即，使用式（32)，以加熱電力Ul、 • · · 、un來表示式（34)、式（35)。 首先，爲等式之加熱條件的式（3 4)是以式3 9 )

、（4 0 )表示。 T * - T r = 0 (39)

Cn (X〇X〇 + Xnc + Xi + · · · + XnUn) — Tr = 〇 (40) 但 C N = [0 1 0] 再者，不等式的約束w條件，又可用式（4 i )〜（ 4 4 )來表示。 -27- (22) (22)1224144

Trs - Tls— 〇 (41)

Trs — fi(Ul) (42) • · · T r — T N s ^ 0 (43)

Tr— fN(ui，...，UN)g〇 (44) 但 f 1 ( U 1 )，…，：f N ( U 1 , ···，u N )爲 u 1、· ·.、 u N的一次式。 根據這些式子，目的函數、約束條件是以加熱電力 u ......u N來表示，所以可採用最佳手法的逐次 2次計劃法。將以上進行整理修正後就成爲以下的式子。 目的函數Σw(z)4—最少(’=V2,

issl VI u(i ):第i個誘導加熱裝置電力，N :誘導加熱裝 置台數 等式約束條件：T* 一 Tr=〇，T* :誘導加熱裝置 出口側的中心溫度値，T r :中心溫度目標値。 不等式約束條件： T r s — f 1 ( U 1 ) ^ 〇

Tr 一 fN(Ul，…，UN) ^ 〇 (u i):第一台誘導加熱裝置出口側表面溫度，Tr : -28- (23) (23)1224144 表面溫度上限値，i n(Un)，：第一台誘導加熱裝置出口 側表面溫度，T r :表面溫度上限値。 u ( i ) — u min— 〇 —u ( i ) — u max— 〇 但u min爲電力最小値，u max爲電力最大値。 當將該問題設定，採用逐次二次計劃法進行最佳化時 ，滿足溫度條件，就可求出最少的加熱電力分佈。即，以 需要的最底限電力，就能夠實現將加熱時的表面溫度、內 部溫度的目標。 接著，對做爲設定計算功能的輸送速度和電力的決定 方法進行說明。 ①事先處理方式 第7圖，是要實現事先處理方式時的系統構成圖。鋼 材的製造生產線的構成因與上述爲同一構成，所以使用同 一圖號省略其詳細說明。 從生產管理電腦1 3，於事先會將預定製造之鋼材1 的相關數據送訊至事先處理運算裝置1 4。數據，是有關 鋼材1的尺寸（寬幅、厚度、長度）、加熱方法、加熱目 標溫度等。於此，事先處理運算裝置1 4是設置在控告裝 置1 0內。 事先處理運算裝置1 4，是根據該數據來決定加熱時 -29 - (24) (24)1224144 的輸送速度和通過次數以及電力。然後，把所決定的輸送 速度輸出至輸送速度設定裝置1 5，把所所決定的電力輸 出至供電裝置1 2。 於此，對於輸送速度的決定方法，有從圖表中抽出輸 送速度的方法和經由收斂計算來決定輸送速度的方法。 a .從圖表中抽出輸送速度的方法 第8圖，是表示鋼材尺寸與輸送速度及通過次數的應 對圖表。 事先處理運算裝置1 4，是根據該圖表，從鋼材的尺 寸（寬幅、厚度、長度）中抽出輸送速度及通過次數。另 ，尺寸條件値與圖表的項目値爲不一致時，內插其圖表中 的前後値來算出。 此外，亦可將圖表構成爲至少要根據鋼材的尺寸（寬 幅、厚度、長度）之中的1個條件來抽出輸送速度及通過 次數。 b ·經由收斂計算來決定輸送速度的方法 第9圖，是表示根據收斂計算來決定輸送速度時的槪 略順序流程圖。該方法的特徵爲，在滿足加熱溫度條件下 的加熱電力之中，決定使熱處理所需時間爲最短的輸送速 度。 另，在鋼材1複數次往返誘導加熱裝置群進行加熱時 ，於每次通過都能設定輸送速度。因此，輸送速度是用下 -30- (25) (25)1224144 式來定義。 V〇=[V〇l，V〇2，V〇3，· · ·，ν〇η] 但V 〇 :輸送速度初始値， V 〇 i (i = l〜n):第i次通過的輸送速度初始 値 於步驟S 2 0中，是設定初始値做爲輸送速度。於此 ，初始値V 〇也可以是任意的値，又也可以根據實績値來 做決定。 於步驟S 2 1中，是使用該輸送速度進行上述第5、 6圖所示的電力運算求出加熱電力。於步驟S 2 2中，是 審查在該加熱條件下鋼材1的加熱後溫度是否充分滿足約 束條件。該約束條件，與第5圖的步驟S 3及第6圖的步 驟S 1 3的溫度判斷條件相同，是審查鋼材1的表面溫度 、內部溫度是否在各指定溫度範圍內。 在步驟S 2 2爲Y e s時，即，在充分滿足約束條件 時，是表示電力運算實行恰當，就算以加快輸送速度的條 件也可算出適宜的電能。因此，於步驟S 2 3中，只以指 定速度來加快輸送速度。另，加快輸送速度並不只限於加 快指定速度，也可用指定速度比率來加快，此外亦可於事 先根據函數對輸送速度增速。 於步驟S 2 4中，是使用所增速的輸送速度再度進行 電力運算，於步驟S 2 5中，是審查鋼材1的加熱後溫度 是否充分滿足約束條件。在步驟S 2 5爲Y e s時，即， -31 - (26) (26)1224144 在充分滿足約束條件時，就重覆步驟S 2 3〜S 2 5。藉 此得以設定更快的輸送速度。 在步驟S 2 5爲N 〇時，即，在未充分滿足約束條件 時，將於後說明，雖是要執行從減緩輸送速度之步驟 S 2 6起的處理，但也可以不進入該處理程序而採用可充 分滿足前次計算中所使用之約束條件的輸送速度。 在步驟S 2 2爲No時，即，鋼材1的表面溫度、內 部溫度並不在各指定溫度範圍內時，是表示電力運算實行 不恰當。於此，電力運算無法實行恰當時，是指因輸送速 度太快使鋼材1的溫度變低時。其原因是，當鋼材1的溫 度高時，降低電能就可降低溫度，所以就一定能夠算出電 能。 因此於該狀況時，因鋼材1的溫度加熱並不足夠，所 以於步驟S 2 6中，只以指定速度來減緩輸送速度。另， 減緩輸送速度並不只限於減緩指定速度，也可用指定速度 比率來減緩，此外亦可於事先根據函數對輸送速度減速。 接著，於步驟S 2 7中，是使用所減速的輸送速度再 度進行電力運算，於步驟S 2 8中，是審查鋼材1的加熱 後溫度是否充分滿足約束條件。 在步驟S 2 8爲N 〇時，即，在未充分滿足約束條件 時’就重覆步驟S26〜S28。在步驟S28爲Ye s 時’即，在充分滿足約束條件時，於步驟S 2 9中，採用 該輸送速度。 根據本方式時，能夠在滿足指定之約束條件的電力之 -32- (27)1224144 中，獲得最終結果的最快輸送速度的加熱條件，因此，就 能夠算出處理時間爲最短的熱處理條件。 另，於本方式中，雖是從輸送速度初始値中來進行收 斂運算，但也可根據複數輸送速値來進行電力運算，在滿 足約束條件下的輸送速度之中，算出最快的輸送速度。此 外，也可根據過去的輸送速度實績値和鋼材1的條件（例 如厚度、寬幅等）的組合，藉由內分點法算出可應對於欲

加熱之鋼材1條件的輸送速度。 接著，以該決定的輸送速度爲根據，進行上述之電力 設定計算求出加熱電力。然後，把所求得的加熱電力送至 供電裝置1 2，把輸送速度送至輸送速度設定裝置1 5， 使鋼材1的加熱得以實行。 其次，對於在加熱開始溫度、加熱目標溫度有所變動 時輸送速度之影響係數的算出方法進行說明。

第1 0圖爲表示要算出加熱開始溫度有所變動時之影 響係數時的槪略順序流程圖。藉由該程序，算出當加熱開 始溫度爲T i ，加熱開始溫度的變動量爲△ T i ，在加熱 開始溫度爲T i + ΔΤ i時，上述所求得的輸送速度需變 更爲多少才恰當的係數。 該程序和第9圖所示要決定輸送速度時的程序相同。 將影響係數爲1開始進行處理，在可加熱的狀況下調整影 響係數使處理時間爲最短。 將經如此所求得的影響係數之値爲Q，當實際的加熱 開始溫度爲T i + ΔΤ i時的輸送速度ν’，用式（4 5 -33- (28) (28)1224144 )就可算出。 V'=卜1)||+1卜 (45) 同樣地，也可算出加熱目標溫度有所變更時的速度變 更係數。 第1 1圖，是表示要算出加熱目標溫度有所變動時之 影響係數時的槪略順序流程圖°藉由該程序，算出當加熱 目標溫度爲T r ，加熱目標溫度的變動量爲△ T r ，在加 熱目標溫度爲T r + ΔΤ r時，上述所求得的輸送速度需 變更爲多少才恰當的係數。 該程序和第9圖所示要決定輸送速度時的程序相同。 將影響係數爲1開始進行處理，在可加熱的狀況下調整影 響係數使處理時間爲最短。 將經如此所求得的影響係數之値爲Q，當實際的加熱 開始溫度爲T r + ΔΤ時的輸送速度ν’，用式（4 6 ) 就可算出。 = Ο盖+小 (46) 另，該影響係數爲下述要進行之處理，將使用在②修 正處理方式和③組合處理方式。 ②修正處理方式 -34- (29) (29)1224144 第1 2圖，是表不修正處理方式相關之系統構成圖。 由於鋼材製造生產線的構成是和上述構成相同’因此以同 一圖號表示，於此省略相同部份的詳細說明。 本處理是對加速冷卻後的鋼材1之加熱開始溫度進行 實測，根據該實測溫度進行輸送速度的決定、加熱電力的 算出之處理。 該處理。是依照以下程序來進行。 (i )加熱開始溫度的取得及加熱目標溫度的決定 鋼材1的加熱開始溫度是透過實測求得。此外，根據 來自於生產管理電腦1 3的數據修正處理運算裝置1 6會 決定加熱目標溫度。 (Π)輸送速度的決定 其次是要決定輸送速度。輸送速度，可藉由對第8圖 所示的圖表値進行內插法來算出。此外在使用收斂計算中 記載之方法所得到的輸送速度時，是根據加熱開始溫度的 實測結果，使用式（4 5 )或式（4 6 )進行修正後做決 定。 (iii )鋼材則端部和尾端部的加熱電力計算 加熱電力，在前端部和尾端部會有所不同，所以需依 照上述方法，即，第4圖〜第6圖所示之電力算出程序， 對鋼材前端和尾端的加熱力分別進行運算。 -35- (30) (30)1224144 (iv )鋼材前端部和尾端部之在各誘導加熱裝置的到達溫 度計算 再者，對於前端部和尾端部也於事先保存使用該電力 進行加熱時的鋼材在各誘導加熱裝置入口側和出口側的到 達溫度。該到達溫度將成爲執行F F、F B控制的目標値 (v )電力和溫度的內插 接著，把鋼材中間部的加熱電力和到達溫度。 □組合處理方式 第1 3圖，是表示組合處理方式相關之系統構成圖。 由於鋼材製造生產線的構成是和上述構成相同，因此以同 一圖號表示，於此省略相同部份的詳細說明。 首先，事先處理運算裝置1 4會實行事先處理方式。 即’根據鋼材1的加熱開始預定溫度，算出輸送速度和電 力。該所求得的輸送速度和電力將送至修正處理運算裝置 16° 另一方面，溫度減至器7，將實際測出冷卻過程結束 後的鋼材1在誘導加熱裝置入口側的加熱開始溫度。接著 該實測溫度，將被輸入至修正處理運算裝置1 6。 當所實測的加熱開始溫度接近加熱預定溫度時，例如 式（4 7 )爲成立時，是以事先處理所求得的輸送速度和 -36· (31) (31)1224144 加熱電力來進行加熱。 I T rO— T rl | S α (47) T r〇 :加熱開始預定溫度，τ rl :加熱開始實測溫 度，α爲指定値，例如1 0 °C。 另一方面，當式（4 8 )爲成立時，修正處理運算裝 置16，會進行上述之修正計算，以修正輸送速度，並將 所修正的輸送速度做爲新的輸送速度經由電力設定計算來 算出加熱電力。 | T rO- T rl | > α (48) 如此般將所算出的輸送速度和電力，分別傳送至輸送 速度設定裝置1 5、供電裝置1 2，以進行鋼材1的加熱 〇 如此，藉由組合事先處理和修正處理，得以有效率地 使用最佳輸送速度和加熱電力來進行加熱。 Π ·跟蹤處理功能 於該處理中，是把鋼材1於長度方向分割成假想區域 ，對每個區域執行電力設定和F F、F Β控制。第1 4圖 ，是跟蹤處理的動作說明圖。 從先前所算出的鋼材1前端部和尾端部的加熱電力中 -37- (32) 1224144 ，算出鋼材各區域的電力設定値。對於第j台 裝置，其鋼材1前端部的電力設定爲u b (1，. 的電力設定爲u b ( N，j )時，中間部的電力設 (4 9 )來表示。 同樣地，中間部的目標溫度是以式（5 0 於跟蹤處理中，是以輸送滾輪所輸入的轉 及溫度檢測器7的溫度檢測信息爲根據，對鋼 位置進行隨時推定。接著。在鋼材1的該當區 導加熱裝置6的時間點，對各誘導加熱裝置6 於該區域的電力。 Η ·加熱電力矯正功能（F F控制和F B控制 如上述般在使用數學式模式進行溫度推定 時，會有因數學式模式的誤差，而使溫度產生 發生。因此，需藉由設置在誘導加熱裝置入口 的溫度檢測器7所測定的鋼材1實測溫度來矯 第15圖、第16圖，是表示FF控制構 之誘導加熱 i )，尾端部 定，是以式 (49) )來表示。 (50) 動速度信息 材1的現在 域進入各誘 輸出可應對

或電力設定 誤差的狀況 側和出口側 正電力。 成圖。F F •38- (33) (33)1224144 控制電力運算裝置1 8，是根據設置在各誘導加熱裝置6 入口側的溫度檢測器7之測定信息’對電力進行矯正。 從鋼材1的前端起第i個部份的第j台誘導加熱裝置 的電力矯正値，是用式（5 1 )來賦予。 J) = Mi, j))^dPdt (5 i) 但u ff(i，j)爲矯正電力，G爲增量，T r(i，j)爲目標 溫度，丁 m ( i，j ))爲實績溫度，d P d t爲電力溫度影 響係數。 另，F F控制電力運算裝置1 8，也可對每一台的誘 導加熱裝置6都設置，此外也可全部的誘導加熱裝置6統 一只設1台來控制。 第1 7圖、第1 8圖，是表示FB控制構成圖。FB 控制電力運算裝置1 9，是根據設置在各誘導加熱裝置6 出口側之溫度檢測器7的測定信息，對電力進行矯正。該 電力矯正値，是用式（52)算出。 (52) 但u fb( i，j )爲矯正電力，G p爲增量，G i爲增量 ，T r( i，j )爲目標溫度，T m( i，j ))爲實績溫度，d P dt爲電力溫度影響係數。 另，FB控制電力運算裝置1 9，也可對每一台的誘 導加熱裝置6都設置，此外也可全部的誘導加熱裝置6統 -39- (34) (34)1224144 一只設1台來控制。 再者，逐次推定下述的加熱效率，使其反應在F 制或F B控制的結果中也有效。於該狀況時的加熱矯正電 力，分別爲： ujr = fiG(Tr[i，j)-Tm(U))xdPdt . (53) = (54) 但/3爲加熱效率矯正係數。 如此般，藉由誘導加熱裝置6前後所具備的溫度檢 '測 器7所測出的實績溫度來進行矯正，使溫度控制精度得以 提昇。 IV ·模式學習功能 第1 9圖，是學習功能的整體說明圖。本模式學習功 能’具備以下3個學習功能。 ① 對誘導加熱裝置6進行推定之加熱效率的學習 ② 對由氣冷所造成的溫度下降量進行推定之氣冷學習 ③ 對在矯正裝置5中的溫度下降量進行推定之在矯正 裝置的溫度下降推定量和模式學習。 以下對於這些學習方法進行說明。 ①加熱效率的學習 將第2圖中的區段1、區段2、區段3的距離分別爲 1 1、1 2、1 3，並將各別區段的通過速度分別爲ν 1 ' ν 2、ν 3。接著，對鋼材1內部的溫度分佈X ( k ) 定義爲下式。 -40 - (35)1224144 X7tk -xu· (55) (56)

在區段1終端的溫度，是以式（5 6 )來表示。 n\ = ll/(vlxdt) x{k^n\)^ AnXx(k)^A^F • . ί«1 把在誘導加熱裝置6的供給電能爲u b時，在區段2 終端的溫度，是以式（5 8 )來表示。 n2 = l2/(v2xdt) (57) «1+π2 nl x{k +/71 + ^2) = AnUn2x(k) + + (58)

又在，區段3終端的溫度，是以式（6 1 )來表示。 η3 =/2/(ν3χΛ) (59) TV = ^1+/72+/73 (60) x(k + N)^ ANx(k)++ βΑ^Α^Βιι, (61). 由於將u b決定成使該値可等於目標溫度T r即可， 所以能夠算出學習有關的式（6 2 )。 (62)

Tr^cxx(k + N) -41 (36)1224144 根據學習式（6 2 )，對要加熱成目 導加熱裝置6的供給電能就能用式（6 3

Vr ~ €χΑνχ(^οχΣΑ^ρ)/\ βοχΑη^Α^Β 然而，因在誘導加熱裝置6的電力_ 的電能在使鋼材1昇溫時的加熱損耗等白t (6 3 )所賦予的電能即使供給至誘導力[ 的狀況是無法使鋼材1的昇溫量達到目標 因此，供給電能使鋼材1的溫度上昇 率，是藉由求得實際上昇溫度來算出，在 裝置6的加熱效率的狀況下，算出要獲得 供給電能。 從鋼材1的輸送速度，及設在誘導力I： 及出口側的的溫度檢測器7的設置間隔牛 材某部份通過溫度檢測器間的時間。 如第2圖所示，將前端至第i個區段 段3中的移動速度分別爲v 1 ( i ) 、v i )時，溫度檢測器間的通過時間可用下 h (i) = /1 / vl(〇 + /2 / v2(〇 + /3 / v3(z) 標溫度T r的誘 )來賦予。 (63) 耗，以及所供給 原故，使得以式 熱裝置6 ，大多 昇溫量。 受影響的加熱效 考慮到誘導加熱 的目標昇溫量的 熱裝置6入口側 ，可算出被加熱 1、區段2、區 2(i) 、v 3 ( 式（6 4 )算出 (64) -42« (37)1224144 但t b ( i )爲溫度檢測器間的通過時間。 因此，在誘導加熱裝置6入口側及出口側的的溫度檢 測-器—7^^以時-間差一(力τ就-可一檢fSlf材一卜相-同-位督 的溫度。然後，此時之溫度檢測器7所測出的溫度差是成 爲鋼材1的實際上昇溫度。再者，藉由週期性進行溫度檢 測器7的檢測，使鋼材1全體的昇溫量得以測出。 另，將鋼材1前端至第i個區段的測出溫度爲T bi( i )，把在入口側溫度檢測器位置的溫度分佈假設爲一樣 (65)

Tbi(f) Λ(〇. 但Τ bi( i )爲被加熱材之前端至第i個區段的測出溫 度，X (k，i)爲被加熱材在時刻k時之前端至第i個區段的 溫度。 在式（3 0 )，將第i個的效率爲/5 ( i )，賦予供給 電能u b ( i )時，在出口側溫度檢測器位置的溫度T b〇( i )就成爲式（6 6 )。 (0 = c/ A^xik, i) + Σ + β(})Αη2 f (〇] ( 6 6)

ν ί=1 W J 加熱效率，是指所賦予之電力供給量中實際使用在加 -43 - (38)1224144 熱之電㈤的比率’將式（6 6 )變形，以式 示。 pii) = / 但/S ( i )爲加熱效率，u b ( i )爲供給至 供給電能。 接著，使用所推定的加熱效率，可用下3 賦予下段誘導加熱裝置6所需的供給電能。 (0 = ί 7^(0 - 〇ANAK i) - 〇χΑ^ψ)/( β(ΐ)〇χΑη^Α^Βη, (/) V 1=1 / \ ί-1 第2圖之控制裝置10，是於每個週期達 算，對誘導加熱裝置6賦予目標電能。 即，週期性進行在溫度檢測器7的計測， 效率。然後，將該加熱效率的推定結果反應右 將要通過的下一個誘導加熱裝置6的投入電力 此外，也可將在上述所求得的效率/5 ( i 算該當誘導加熱裝置之下一個區域的投入電丈 熱效率和投入電力，是用下式（69) 、 （7 6 7 )來表 (67) 加熱裝置的 (6 8 )來 J (68) !行上述的計 來推定加熱 ΐ現有鋼材1 計算。 )使用在要計 J時。即，加 ^ 〇 )來袠示 -44- (39) 1224144 β(})=[rbo (/) - cxanx(k ο - Σ A^Bu^(/) j (6 9) \ _________________^(0 = f n /)、f /iW)^3 少

— V M J\ M J 由於所進行效率推定是有考慮到鋼材1之溫度分佈’ 並將推定結果持續反應在下一個區域，所以能夠提昇溫度 控制的精度。 □氣冷學習 在式（9 )所示的溫度推定計算之中’藉由推定出經 由大氣的對流或熱傳所造成的散熱量，來進行鋼材傳熱計 算的學習。 如式（7 1 )所示，將熱量Q乘以調整係數v所得 的Q ’爲大氣的散熱量。在邊變更該調整係數^的同時進 行溫度計算，使實績溫度和推定溫度能接近地進行收斂計 算。

Of= Q v ，也可將其根據鋼材的尺寸或鋼種類於事先分類保 存。 □在矯正裝置之溫度下降量推定和模式學習 在矯正裝置之溫度下降量，藉由考慮到矯正裝置5的 -45- (40)1224144 滾輪造成的散熱，在矯2 水造成的散熱，用式（7 裝置內之大氣造成的散熱及冷卻 5 )可算出。

Tl = ATr + ATa+A

T L :在矯正裝置之 △ T R :滾輪造成的 冷卻，△ T W :冷卻水造 再者，各個散熱項I ^TR^hR{Ts-TR)/^rR =ΙΛ/ν h R :滾輪的熱傳遞 :滾輪表面溫度。 r R :滾輪接觸時間 送速度。 Δ T a = h λ ( T a - △ Τα :大氣造成的 h a :大氣的表面散 (7 2) 溫度下降量推定値， 接觸散熱，ΔΤα :大氣造成的 成的冷卻。 :以式（73)〜（76)來表示 (73) (74) 係數，T s :鋼材表面溫度’ T R ，L R :滾輪接觸距離，ν :輸T s ) (75) 冷卻溫度， 熱係數，T A :大氣溫度。 •46- (41)1224144 △ Tw=hw(Tw — T s ) (76) 水一冷f造-成-的f卻-溫-度，--^— h w :水冷式的熱傳遞係數，T w :冷卻水溫度。

然而，這些溫度推定値，將會受到實際計測所伴隨的 計測誤差，滾輪的磨損，冷卻水的施加程度等之歷年變化 ί吏影響變大。所以，需使用在矯正裝置5前後所得的實績 溫度’對這些推定式加以矯正。 矯正式爲式（7 7 )。 TL=aTL (77) 已矯正之在矯正裝置的溫度下降量，α :調整係 數。 調整係數α是用式（7 8 )算出。 ·· α ~ ( T l — Τα — 丁 W) / (to— ti) (78) ΐ 0 ·橋正裝置入口側溫度’ t 1 :橋正裝置出口側 溫度。 只要使用以式（7 8 )所算出的調整係數，來橋正橋 正裝置之溫度推定式的誤差，就可矯正溫度下降量的歷年 變化。 如此所算出的調整係數α，是使用在要決定下個被加 -47- (42)1224144 熱材的加熱電力時。此外，事先分類保存鋼材1的厚度或 寬幅或昇溫量，於下個被加熱材開始，可使用在同樣加熱 的m—材~------ — 【產業上之可利用性】

根據本發明時，可熱處理鋼材使鋼材的表面溫度、內 部溫度爲精度良好的一致目標溫度，使鋼材能具有熱處理 目的之性質。 【圖式簡單說明】 第1圖爲表示本發明使用在鋼材製造生產線的槪略構 成側面圖。 第2圖爲表示本發明相關之第1實施形態熱處理裝置 的槪略構成側面圖。 第3圖爲表示使用在溫度變化之式子中的符號圖。

第4圖爲表示從加熱電力之中算出加熱後之鋼材溫度 分佈時的槪略順序流程圖。 第5圖爲表示要算出加熱電力時的電力運算處理流程 圖。 第6圖爲表示其他實施形態相關之要算出加熱電力時 的電力運算處理流程圖。 第7圖爲要實現事先處理方式時的系統構成圖。 第8圖爲表示鋼材尺寸和輸送速度及通過次數的應對 圖表。 -48 - (43)1224144 第9圖爲表示根據收斂計算來決定輸送速度時的槪略 順序流程圖。 齡ϊ 0圖爲表不要算出加熱開始溫 響係數時的槪略順序流程圖。 第1 1圖爲表不要算出加熱目標溫度有所變動時之影 響係數時的槪略順序流程圖。 第1 2圖爲表示修正處理方式相關之系統構成圖。

第1 3圖爲表示組合處理方式相關之系統構成圖。 第1 4圖爲跟蹤處理的動作說明圖。 第1 5圖爲表示F F控制構成圖。 第1 6圖爲表示F F控制構成圖。 第1 7圖爲表示FB控制構成圖。 第1 8圖爲表示F B控制構成圖。 第1 9圖爲學習功能的整體說明圖。

主要元件對照表 1 鋼材 2 加熱爐 3 軋鋼機 4 加速冷卻裝置 5 矯正裝置 6 誘導加熱裝置 7 溫度檢測器 10 控制裝置 -49- (44)1224144 12 供電裝置

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Claims (1)

1. (1)1224144 拾、申請專利範圍

   1·一種熱處理裝置，其特徵爲具有：對鋼材進行加熱 的複數'§^導1[熱I置'Τ'ΏΓ鋼符-矯-1^用_-正嘗置丁根 據上述鋼材的尺寸、上述鋼材的輸送速度、上述鋼材的加 熱目標溫度以及在上述誘導加熱裝置之前段處理中之上述 鋼板的預定溫度，對要供給至上述誘導加熱裝置的預定供 電進行運算的運算裝置；及，把上述運算裝置所算出的預 定供電供給至上述誘導加熱裝置的電源裝置，·上述運算裝 置’是對藉由上述誘導加熱裝置要加熱成在加熱中的上述 鋼材表面溫度爲第1目標溫度以下，在加熱結束時之鋼材 厚度方向內部的指定位置的溫度和第2目標溫度的差是在 指定範圍內時需供給至上述誘導加熱裝置的預定供電進行 運算，或是對藉由上述誘導加熱裝置要加熱成於加熱中的 上述鋼材表面溫度爲第3目標溫度以上，在加熱結束時之 鋼材厚度方向內部的指定位置的溫度爲第4目標溫度以下 時需供給至上述誘導加熱裝置的預定供電進行運算。 2.如申請專利範圍第1項所記載之熱處理裝置，其中 ，上述誘導加熱裝置，是設置在上述鋼材之軋鋼生產線上 ，對滾軋後使用加速冷卻裝置進行急速冷卻的上述鋼材進 行加熱。 3. 如申請專利範圍第1項所記載之熱處理裝置，其中 ，上述鋼材的輸送速度，是根據上述鋼材的尺寸在事先就 已訂定的輸送速度。 4. 如申請專利範圍第1項所記載之熱處理裝置，其中 -51 - (2) (2)1224144 ，上述運算裝置，具有：可從包括著上述鋼材的輸送速度 和上述預定供電的數據中推定出誘導加熱後之上述鋼材的 表面溫贪 上述鋼材的表面溫度和厚度方向的內部溫度是否符合指定 的溫度條件之符合性判斷手段；可在不符合上述溫度條件 時，修正上述預定供電重覆執行上述溫度推定手段和上述 符合性判斷手段之判斷處理手段；及，可在符合上述溫度 條件時，將其於運算中所使用的預定供電做爲需供給至上 述誘導加熱裝置的電力之電力決定手段。 5 ·如申請專利範圍第1項所記載之熱處理裝置，其中 ，上述運算裝置，具有：可從包括著上述鋼材的輸送速度 和上述預定供電的數據中推定出誘導加熱後之上述鋼材的 表面溫度和厚度方向的內部溫度之溫度推定手段；可判斷 上述鋼材的表面溫度和厚度方向的內部溫度是否符合指定 的溫度條件之符合性判斷手段；可在不符合上述溫度條件 時’修正上述預定供電重覆執行上述溫度推定手段和上述 符合性判斷手段之判斷處理手段；可在符合上述溫度條件 時，根據其運算中所使用的預定供電，來判斷上述鋼材之 加熱時所使用的各個誘導加熱裝置之電能的合計値是否符 合指定値以下的電力條件之電能判斷手段；及，可在符合 上述電力條件時，把其於運算中所使用的預定供電做爲需 供給至上述誘導加熱裝置的電力之電力決定手段。 6·如申請專利範圍第1項所記載之熱處理裝置，其中 ’上述運算裝置，具有··可從包括著上述鋼材的輸送速度 -52- (3) (3)1224144 和上述預定供電的數據中推定出誘導加熱後之上述鋼材的 表面溫度和厚度方向的內部溫度之溫度推定手段；可判斷 鋼首的一表一面1盘—龄0-厚-度，-向令內-部-溫-度— 是否-符-合一指音 的溫度條件之符合性判斷手段；及，可在符合上述溫度條 件的預定供電之中’將上述鋼材加熱時所使用的各個誘導 加熱裝置之電能的合計値爲最小的預定供電做爲需供給至 上述誘導加熱裝置的電力之電力決定手段。 7 ·如申請專利範圍第1項所記載之熱處理裝置，其中 ，上述運算裝置’又具備有可推定出被上述誘導加熱裝置 進行加熱後之上述鋼材厚度方向的溫度分佈之溫度分佈推 定手段。 8 ·如申請專利範圍第7項所記載之熱處理裝置，其中 ，上述溫度分佈推定手段，具有：根據上述鋼材的輸送速 度，在求出上述誘導加熱裝置內之上述鋼材厚度方向的誘 導電流分佈後可算出上述鋼材內部的產生熱量之產生熱量 算出手段；可算出在上述誘導加熱裝置外之上述鋼材散熱 在大氣中的散熱量之散熱量算出手段；及，將上述產生熱 量和上述散熱量做爲邊界條件對傳熱至上述鋼材內部的熱 傳導進行運算來推定上述鋼材的表面溫度和厚度方法的內 部溫度之溫度運算手段。 9 ·如申請專利範圍第7項所記載之熱處理裝置，其中 ，上述溫度分佈推定手段，具有可推定出由矯正裝置造成 之上述鋼材厚度方向的溫度下降量之冷卻溫度推定手段。 1 〇 ·如申請專利範圍第1項所記載之熱處理裝置，其 -53- (4) (4)1224144 中，上述溫度分佈推定手段，又具有把上述鋼材於長度方 法分割成假想性的複數區劃，用該區劃單位來管理上述鋼 材-之加熱時所甩 履歷的加熱履歷管理手段。 1 1 ·如申請專利範圍第1項所記載之熱處理裝置，其 中，上述運算裝置’具有：可從包括著上述鋼材的輸送速 度和上述預定供電的數據中推定出誘導加熱後之上述鋼材 的表面溫度和厚度方向的內部溫度之溫度推定手段；可判 斷上述鋼材的表面溫度和厚度方向的內部溫度是否符合指 定的溫度條件之符合性判斷手段；及，可在符合上述溫度 條件的預定供電之中，將上述鋼材之輸送速度爲最大的預 定供電做爲需供給至上述誘導加熱裝置之電力的電力決定 手段。 12·如申請專利範圍第1項所記載之熱處理裝置，其 中，上述運算裝置，具有：可從包括著上述鋼材的輸送速 度和上述預定供電的數據中推定出誘導加熱後之上述鋼材 的表面溫度和厚度方向的內部溫度之溫度推定手段；可判 斷上述鋼材的表面溫度和厚度方向的內部溫度是否符合指 定的溫度條件之符合性判斷手段；可在不符合上述溫度條 件時，修正上述預定供電重覆執行上述溫度推定手段和上 述符合性判斷手段之判斷處理手段；可在符合上述溫度條 件時，根據其運算中所使用的預定供電，來判斷上述鋼材 之加熱時所使用的各個誘導加熱裝置之電能的合計値是否 符合指定値以下的電力條件之電力判斷手段；及，可在符 -54- (5) (5)1224144 合上述電力條件時，採用上述輸送速度經加速後的新輸送 速度，將上述溫度推定手段、上述符合性判斷手段、上述 价斷]㈣+段一-^述一電一力一判-斷♦段-重覆執普直一到-變-成不-符-合上述溫度條件爲止，把符合上述溫度條件和上述電力條 件之最終的運算中所採用的輸送速度做爲欲獲得的新輸送 速度之輸送速度運算手段。 13.—種熱處理裝置，其特徵爲具有：設置在鋼材軋 鋼生產線上，配置於要急速冷卻經滾軋後的上述鋼材之加 速冷卻裝置後段上的複數台誘導加熱裝置；上述鋼材矯正 用的矯正裝置；至少設有1個在軋鋼生產線上做爲檢測上 述鋼材之溫度的溫度檢測器；根據上述鋼材的尺寸、上述 鋼材的輸送速度、上述鋼材的加熱目標溫度以及上述誘導 加熱裝置之前段中上述鋼板的溫度檢測器所測出的實測溫 度，對要供給至上述誘導加熱裝置的預定供電進行運算的 運算裝置；及，把上述運算裝置所算出的預定供電供給至 上述誘導加熱裝置的電源裝置；上述運算裝置，是對藉由 上述誘導加熱裝置要加熱成在加熱中的上述鋼材表面溫度 爲第1目標溫度以下，在加熱結束時之鋼材厚度方向內部 的指定位置的溫度和第2目標溫度的差是在指定範圍內時 需供給至上述誘導加熱裝置的預定供電進行運算^或是對 藉由上述誘導加熱裝置要加熱成於加熱中的上述鋼材表面 溫度爲第3目標溫度以上，在加熱結束時之鋼材厚度方向 內部的指定位置的溫度爲第4目標溫度以下時需供給至上 述誘導加熱裝置的預定供電進行運算。 •55- (6) (6)1224144 I4.如申請專利範圍第1 3項所記載之熱處理裝置， 其中，上述運算裝置，具有：可根據上述輸送速度和上述 推定手段；當所推定的鋼材溫度不在指定溫度範圍內時， 將變更上述輸送速度來重覆執行上述推定手段之重覆手段 ;及，當所推定的鋼材溫度在指定溫度範圍內時，是根據 該輸送速度對要使上述鋼材加熱成目標溫度時需供給至上 述誘導加熱裝置的預定供電進行運算的電力運算手段。 15 ·如申請專利範圍第1 3項所記載之熱處理裝置， 其中，上述運算裝置，具有：可從包括著上述鋼材的輸送 速度和上述預定供電的數據中推定出誘導加熱後之上述鋼 材的表面溫度和厚度方向的內部溫度之溫度推定手段；可 判斷上述鋼材的表面溫度和厚度方向的內部溫度是否符合 指定的溫度條件之符合性判斷手段；可在不符合上述溫度 條件時，修正上述預定供電重覆執行上述溫度推定手段和 上述符合性判斷手段之判斷處理手段；及，可在符合上述 溫度條件時，根據其運算中所使用的預定供電做爲需供給 至誘導加熱裝置之電力的電力決定手段。 16·如申請專利範圍第1 3項所記載之熱處理裝置， 其中，上述運算裝置，具有：可從包括著上述鋼材的輸送 速度和上述預定供電的數據中推定出誘導加熱後之上述鋼 材的表面溫度和厚度方向的內部溫度之溫度推定手段；可 判斷上述鋼材的表面溫度和厚度方向的內部溫度是否符合 指定的溫度條件之符合性判斷手段；可在不符合上述溫度 -56- (7) (7)1224144 條件時，修正上述預定供電重覆執行上述溫度推定手段和 上述符合性判斷手段之判斷處理手段；可在符合上述溫度 條—件-時^^根-據一算一中m用-的預-定-供—電一，一來」判-斷-±~述1岡 材之加熱時所使用的各個誘導加熱裝置之電能的合計値是 否符合指定値以下的電力條件之電能判斷手段；及，可在 符合上述電力條件時，把其於運算中所使用的預定供電做 爲需供給至上述誘導加熱裝置的電力之電力決定手段。 17·如申請專利範圍第1 3項所記載之熱處理裝置， 其中，上述運算裝置，具有：可從包括著上述鋼材的輸送 速度和上述預定供電的數據中推定出誘導加熱後之上述鋼 材的表面溫度和厚度方向的內部溫度之溫度推定手段；可 判斷上述鋼材的表面溫度和厚度方向的內部溫度是否符合 指定的溫度條件之符合性判斷手段；及，可在符合上述溫 度條件的預定供電之中，將上述鋼材加熱時所使用的各個 誘導加熱裝置之電能的合計値爲最小的預定供電做爲需供 給至上述誘導加熱裝置的電力之電力決定手段。 18. 如申請專利範圍第1 3項所記載之熱處理裝置， 其中，上述運算裝置，又具備有可推定出被上述誘導加熱 裝置進行加熱後之上述鋼材厚度方向的溫度分佈之溫度分 佈推定手段。 19. 如申請專利範圍第1 8項所記載之熱處理裝置， 其中，上述溫度分佈推定手段，具有：根據上述鋼材的輸 送速度，在求出上述誘導加熱裝置內之上述鋼材厚度方向 的誘導電流分佈後可算出上述鋼材內部的產生熱量之產生 -57-

   1224144 熱量算出手段；可算出在上述誘導加熱裝置外之上述鋼材 散熱在大氣中的散熱量之散熱量算出手段；及，將上述產 -生-熱-量和士述-散-熱-量-做-爲—邊-界條-㈣寸-傳-熱-至-土—述—鋼胥^ 的熱傳導進行運算來推定上述鋼材的表面溫度和厚度方法 的內部溫度之溫度運算手段。 20.如申請專利範圍第1 8項所記載之熱處理裝置， 其中，上述溫度分佈推定手段，具有可推定出由矯正裝置 造成之上述鋼材厚度方向的溫度下降量之冷卻溫度推定手 段。 21·如申請專利範圍第1 3項所記載之熱處理裝置， 其中，上述溫度分佈推定手段，又具有把上述鋼材於長度 方法分割成假想性的複數區劃，用該區劃單位來管理上述 鋼材之加熱時所使用的加熱電力和上述鋼材的溫度測出値 之履歷的加熱履歷管理手段。 22·如申請專利範圍第2 1項所記載之熱處理裝置， 其中，具備：根據設在初段之誘導加熱裝置入口側的上述 溫度檢測器所測出之上述鋼材前頭部份的溫度和後端部份 的溫度及上述鋼材的輸送速度，可算出針對上述鋼材前頭 部份和後端部份各別之每個誘導加熱裝置的加熱目標溫度 之目標溫度算出手段；針對上述鋼材前頭部份和後端部份 ，算出根據上述加熱目標溫度時需供給至各別之誘導加熱 裝置的電力，配合上述鋼材前頭部份和後端部份的移動控 制電力來供給至上述電源裝置的供電手段；針對被夾在上 述鋼材前頭部份和後端部份的中間部份，是根據上述鋼材 -58- 1224144 Ο) 前頭部份的實測溫度、後端部份的實測溫度、該當中間部 份的實測溫度，來修正上述鋼材前頭部份和後端部份之每 —個1秀一導-如-熱-裝督的-加-熱-目-標-溫-度-然Η戔-算申-間音 每個誘導加熱裝置的加熱目標溫度之中間部份目標溫度算 出手段；及，根據上述中間部份之每個誘導加熱裝置的加 熱目標溫度來算出需供給至各別誘導加熱裝置的中間電力 ’配合上述鋼材中間部份的移動控制中間電力來供給至上 述電源裝置的中間電力控制手段手段。 23·如申請專利範圍第1 3項所記載之熱處理裝置， 其中’至少在1個上述誘導加熱裝置的前後備有上述溫度 檢測器；上述運算裝置，具有：根據已供給至上述誘導加 熱裝置的電力和在上述溫度檢測器所測出的上述鋼材的上 昇溫度來推定出上述誘導加熱裝置的加熱效率之加熱效率 推定手段；及，採用上述加熱效率來修正運算其針對下一 個熱處理預定的上述鋼材而求得的電力之修正運算手段。 24·如申請專利範圍第1 3項所記載之熱處理裝置， 其中’上述運算裝置，具有：按照實績溫度對上述軋鋼生 產線中之上述鋼材散熱在大氣中的散熱量進行修正的溫度 下降量修正手段；及，針對下一個熱處理預定的上述鋼材 ，是根據藉由上述修正過的散熱量所推定出的溫度下降量 ，對要使上述鋼材加熱成目標溫度時之預定供電進行運算 的冷卻修正電力運算手段。 · 25 ·如申請專利範圍第1 3項所記載之熱處理裝置， 其中，上述運算裝置，具有：對上述軋鋼生產線中之上述 -59- (10)1224144 鋼材的上述橋正裝置所造成的溫度下降量，是按照設置在 上述矯正裝置前後的溫度檢測器所測出的實測溫度來進行 的上述鋼材，是根據上述修正過之在矯正裝置的溫度下降 量，對要使上述鋼材加熱成目標溫度時之預定供電進行運 算的冷卻修正電力運算手段。 26·如申請專利範圍第1 3項所記載之熱處理裝置， 其中，在上述誘導加熱裝置間至少設有1個上述溫度檢測 器；又具備：根據上述溫度檢測器所測出的鋼材溫度和事 先所賦予之在其位置上的目標溫度的差，來控制前段誘導 加熱裝置的供電之反饋控制手段；及，根據上述溫度檢測 器所測出的鋼材溫度和事先所賦予之在其位置上的目標溫 度的差，來控制後段誘導加熱裝置的供電之前饋控制手段

   27·如申請專利範圍第2 6項所記載之熱處理裝置， 其中，上述反饋控制手段，是對上述鋼材在長度方向所假 想性分割的複數區劃單位，根據上述溫度檢測器所測出的 鋼材溫度和事先所賦予之在其位置上的目標溫度的差，來 控制前段誘導加熱裝置的供電。 28 ·如申請專利範圍第2 6項所記載之熱處理裝置， 其中，上述前饋控制手段，是對上述鋼材在長度方向所假 想性分割的複數區劃單位，根據上述溫度檢測器所測出的 鋼材溫度和事先所賦予之在其位置上的目標溫度的差，來 控制後段誘導加熱裝置的供電。 •60- (11) (11)1224144 29 .—種熱處理裝置，其特徵爲具有：設置在鋼材軋 鋼生產線上，配置於要急速冷卻經滾軋後的上述鋼材之加 速冷卻裝置後段導加 用的矯正裝置；至少設有1個在軋鋼生產線上做爲檢測上 述鋼材之溫度的溫度檢測器；根據上述鋼材的尺寸、上述 鋼材的輸送速度、上述鋼材的加熱目標溫度以及上述誘導 加熱裝置之前段中上述鋼板的預定溫度，對要供給至上述 誘導加熱裝置的第1預定供電進行運算的第1運算裝置； 根據上述鋼材的尺寸、上述鋼材的輸送速度、上述鋼材的 加熱目標溫度以及上述誘導加熱裝置之前段中上述鋼板的 上述溫度檢測器所測出的實測溫度，對要供給至上述誘導 加熱裝置的第2預定供電進行運算的第2運算裝置；當上 述鋼材的預定溫度與上述鋼材的實績溫度的差在指定範圍 內時就會選擇上述第1預定供電做爲要執行的預定供電， 當上述鋼材的預定溫度與上述鋼材的實績溫度的差不在指 定範圍內時就會選擇上述第2預定供電做爲要執行的預定 供電之電力選擇裝置；及，將上述電力選擇裝置所選擇的 預定供電供給至上述誘導加熱裝置的電源裝置；上述第1 及第2運算裝置，是對藉由誘導加熱裝置要加熱成在加熱 中的上述鋼材表面溫度爲第1目標溫度以下，在加熱結束 時之鋼材厚度方向內部的指定位置的溫度和第2目標溫度 的差是在指定範圍內時需供給至上述誘導加熱裝置的預定 供電進行運算，或是對藉由上述誘導加熱裝置要加熱成於 加熱中的上述鋼材表面溫度爲第3目標溫度以上，在加熱 -61 - (12)1224144 結束時之鋼材厚度方向內部的指定位置的溫度爲第4目標 溫度以下時需供給至上述誘導加熱裝置的預定供電進行運 算—〇 ------------------------------------------------------------------------------------------------------

   30·—種熱處理方法，其爲「具有··對鋼材進行加熱 的複數台誘導加熱裝置；上述鋼材矯正用的矯正裝置；對 要供給至上述誘導加熱裝置的預定供電進行運算的運算裝 置；及’把上述運算裝置所算出的預定供電供給至上述誘 導加熱裝置的電源裝置之熱處理裝置」的熱處理方法，其 特徵爲具備：根據上述鋼材的尺寸、上述鋼材的輸送速度 、上述鋼材的加熱目標溫度以及在上述誘導加熱裝置之前 段處理中之上述鋼板的預定溫度，對藉由誘導加熱裝置要 加熱成在加熱中的上述鋼材表面溫度爲第1目標溫度以下 ，在加熱結束時之鋼材厚度方向內部的指定位置的溫度和 第2目標溫度的差是在指定範圍內時需供給至上述誘導加 熱裝置的預定供電進行運算的步驟；或是對藉由上述誘導 加熱裝置要加熱成於加熱中的上述鋼材表面溫度爲第3目 標溫度以上，在加熱結束時之鋼材厚度方向內部的指定位 置的溫度爲第4目標溫度以下時需供給至上述誘導加熱裝 置的預定供電進行運算的步驟。 3 1·如申請專利範圍第3 0項所記載之熱處理方法， 其中，上述誘導加熱裝置，是設置在上述鋼材之軋鋼生產 線上，對滾軋後使用加速冷卻裝置進行急速冷卻的上述鋼 材進行加熱。 3 2·如申請專利範圍第3 0項所記載之熱處理方法 -62- (13) (13)1224144 其中，上述鋼材的輸送速度，是根據上述鋼材的尺寸在事 先就已訂定的輸送速度。 -31T如-申Ί靑一專-利範-圍U—0—項-戶iH己H熱-獻去一，一 其中，又具備··可從包括著上述鋼材的輸送速度和上述預 定供電的數據中推定出誘導加熱後之上述鋼材的表面溫度 和厚度方向的內部溫度之溫度推定步驟；可判斷上述鋼材 的表面溫度和厚度方向的內部溫度是否符合指定的溫度條 件之符合性判斷步驟；可在不符合上述溫度條件時，修正 上述預定供電重覆執行上述溫度推定手段和上述符合性判 斷手段之判斷處理步驟；及，可在符合上述溫度條件時， 將其於運算中所使用的預定供電做爲需供給至上述誘導加 熱裝置的電力之電力決定步驟。 3 4.—種熱處理方法，其爲「具有：設置在鋼材軋鋼 生產線上，配置於要急速冷卻經滾軋後的上述鋼材之加速 冷卻裝置後段上的複數台誘導加熱裝置；上述鋼材矯正用 的矯正裝置；至少設有1個在軋鋼生產線上做爲檢測上述 鋼材之溫度的溫度檢測器；對要供給至上述誘導加熱裝置 的預定供電進行運算的運算裝置；及，把上述運算裝置所 算出的預定供電供給至上述誘導加熱裝置的電源裝置之熱 處理裝置」的熱處理方法，其特徵爲具備：根據上述鋼材 的尺寸、上述鋼材的輸送速度、上述鋼材的加熱目標溫度 以及在上述誘導加熱裝置之前段處理中之上述鋼板的上述 溫度檢測器所測出的實測溫度，對藉由誘導加熱裝置要加 熱成在加熱中的上述鋼材表面溫度爲第1目標溫度以下， -63- (14)1224144 在加熱結束時之鋼材厚度方向內部的指定位置的溫度和第 2目標溫度的差是在指定範圍內時需供給至上述誘導加熱 ^~置-的-預-^H—進-ffil算-的-步-,驟或-是U-由述-誘一導—加 熱裝置要加熱成於加熱中的上述鋼材表面溫度爲第3目標 溫度以上，在加熱結束時之鋼材厚度方向內部的指定位置 的溫度爲弟4目標溫度以下時需供給至上述誘導加熱裝置 的預定供電進行運算的步驟。

   3 5 ·如申請專利範圍第3 4項所記載之熱處理方法， 其中，又具備：可根據上述輸送速度和上述溫度檢測器所 測出的鋼材溫度推定出加熱後之鋼材溫度的推定步驟；當 所推定的鋼材溫度不在指定溫度範圍內時，將變更上述輸 送速度來重覆執行上述推定手段之重覆步驟；及，當所推 定的鋼材溫度在指定溫度範圍內時，是根據該輸送速度對 要使上述鋼材加熱成目標溫度時需供給至上述誘導加熱裝 置的預定供電進行運算的電力運算步驟。

   3 6 · —種熱處理方法，其爲「具有··設置在鋼材軋鋼 生產線上’配置於要急速冷卻經滾軋後的上述鋼材之加速 冷卻裝置後段上的複數台誘導加熱裝置；上述鋼材矯正用 的矯正裝置；至少設有1個在軋鋼生產線上做爲檢測上述 鋼材之溫度的溫度檢測器；對要供給至上述誘導加熱裝置 的預定供電進行運算的運算裝置；及，把上述所運算出的 預定供電供給至上述誘導加熱裝置的電源裝置之熱處理裝 置」的熱處理方法，其特徵爲具備：對藉由誘導加熱裝置 要加熱成在加熱中的上述鋼材表面溫度爲第1目標溫度以 -64- (15)1224144 下’在加熱結束時之鋼材厚度方向內部的指定位置的溫度 和第2目標溫度的差是在指定範圍內時需供給至上述誘導 加熱裝—置的預定供電^

   對藉由上述誘導加熱裝置要加熱成於加熱中的上述鋼材表 面溫度爲第3目標溫度以上，在加熱結束時之鋼材厚度方 向內部的指定位置的溫度爲第4目標溫度以下時需供給至 上述誘導加熱裝置的預定供電進行運算的預定供電運算步 驟；當上述鋼材的預定溫度與上述鋼材的實績溫度的差在 指定範圍內時，就根據上述鋼材的尺寸、上述鋼材的輸送 速度、上述鋼材的加熱目標溫度以及在上述誘導加熱裝置 之前段處理中之上述鋼板的預定溫度，來執行上述預定供 電運算步驟的執行步驟；當上述鋼材的預定溫度與上述鋼 材的實績溫度的差不在指定範圍內時，就根據上述鋼材的 尺寸、上述鋼材的輸送速度、上述鋼材的加熱目標溫度以 及上述誘導加熱裝置之前段中上述鋼板的上述溫度檢測器 所測出的實測溫度，來執行上述預定供電運算步驟的執行 步驟。 3 7·—種記錄著熱處理程式之記錄媒體，其爲記錄著 「具有：對鋼材進行加熱的複數台誘導加熱裝置；上述鋼 材矯正用的矯正裝置；對要供給至上述誘導加熱裝置的預 定供電進行運算的運算裝置；及，把上述運算裝置所算出 的預定供電供給至上述誘導加熱裝置的電源裝置之熱處理 裝置」的熱處理程式的記錄媒體，其特徵爲於電腦內，記 錄著能夠執行以下步驟的執行程式：根據上述鋼材的尺寸 -65- (16)1224144

   、上述鋼材的輸送速度、上述鋼材的加熱目標溫度以及在 上述誘導加熱裝置之前段處理中之上述鋼板的預定溫度， 對由-誘—導—加-熱要—加-熱-成^-力0，「申的-鋼-材-表-面i 度爲第1目標溫度以下，在加熱結束時之鋼材厚度方向內 部的指定位置的溫度和第2目標溫度的差是在指定範圍內 時需供給至上述誘導加熱裝置的預定供電進行運算的步驟 ;及，或是對藉由上述誘導加熱裝置要加熱成於加熱中的 上述鋼材表面溫度爲第3目標溫度以上，在加熱結束時之 鋼材厚度方向內部的指定位置的溫度爲第4目標溫度以下 時需供給至上述誘導加熱裝置的預定供電進行運算的步驟 3 8.如申請專利範圍第3 7項所記載之記錄媒體，其 中，上述誘導加熱裝置，是設置在上述鋼材之軋鋼生產線 上，對滾軋後使用加速冷卻裝置進行急速冷卻的上述鋼材 進行加熱。

   3 9·如申請專利範圍第3 7項所記載之記錄媒體，其 中，上述鋼材的輸送速度，是根據上述鋼材的尺寸在事先 就已訂定的輸送速度。 40.如申請專利範圍第3 7項所記載之記錄媒體，其 中，於電腦中，又記錄能夠執行以下步驟的執行程式：可 從包括著上述鋼材的輸送速度和上述預定供電的數據中推 定出誘導加熱後之上述鋼材的表面溫度和厚度方向的內部 溫度之溫度推定步驟；可判斷上述鋼材的表面溫度和厚度 方向的內部溫度是否符合指定的溫度條件之符合性判斷步 -66- (17)1224144 驟；可在不符合上述溫度條件時，修正上述預定供電重覆 執行上述溫度推定手段和上述符合性判斷手段之判斷處理 步-驟在-符合士备職條件時， 用的預定供電做爲需供給至上述誘導加熱裝置的電力之電 力決定步驟。

   4 1 . 一種記錄著熱處理程式之記錄媒體，其爲記錄著 「具有：設置在鋼材軋鋼生產線上，配置於要急速冷卻經 滾軋後的上述鋼材之加速冷卻裝置後段上的複數台誘導加 熱裝置；上述鋼材矯正用的矯正裝置；至少設有1個在軋 鋼生產線上做爲檢測上述鋼材之溫度的溫度檢測器；對要 供給至上述誘導加熱裝置的預定供電進行運算的運算裝置 ;及，把上述運算裝置所算出的預定供電供給至上述誘導 加熱裝置的電源裝置之熱處理裝置」的熱處理程式的記錄 媒體，其特徵爲於電腦內，記錄著能夠執行以下步驟的執 行程式：根據上述鋼材的尺寸、上述鋼材的輸送速度、上 述鋼材的加熱目標溫度以及在上述誘導加熱裝置之前段處 理中之上述鋼板的上述溫度檢測器所測出的實測溫度，對 藉由誘導加熱裝置要加熱成在加熱中的上述鋼材表面溫度 爲第1目標溫度以下，在加熱結束時之鋼材厚度方向內部 的指定位置的溫度和第2目標溫度的差是在指定範圍內時 需供給至上述誘導加熱裝置的預定供電進行運算的步驟； 或是對藉由上述誘導加熱裝置要加熱成於加熱中的上述鋼 材表面溫度爲第3目標溫度以上，在加熱結束時之鋼材厚 度方向內部的指定位置的溫度爲第4目標溫度以下時需供 -67- (18) (18)1224144 給至上述誘導加熱裝置的預定供電進行運算的步驟。 42·如申請專利範圍第4 1項所記載之記錄媒體，其 中厂於電撒中厂 ——- 根據上述輸送速度和上述溫度檢測器所測出的鋼材溫度推 定出加熱後之鋼材溫度的推定步驟；當所推定的鋼材溫度 不在指定溫度範圍內時，將變更上述輸送速度來重覆執行 上述推定手段之重覆步驟；及，當所推定的鋼材溫度在指 定溫度範圍內時，是根據該輸送速度對要使上述鋼材加熱 成目標溫度時需供給至上述誘導加熱裝置的預定供電進行 運算的電力運算步驟。 43.—種記錄著熱處理程式之記錄媒體，其爲記錄著 ，其爲「具有：設置在鋼材軋鋼生產線上，配置於要急速 冷卻經滾軋後的上述鋼材之加速冷卻裝置後段上的複數台 誘導加熱裝置；上述鋼材矯正用的矯正裝置；至少設有1 個在軋鋼生產線上做爲檢測上述鋼材之溫度的溫度檢測器 ;對要供給至上述誘導加熱裝置的預定供電進行運算的運 φφ 算裝置；及，把上述所運算出的預定供電供給至上述誘導 加熱裝置的電源裝置之熱處理裝置」的熱處理程式的記錄 媒體，其特徵爲於電腦內，記錄著能夠執行以下步驟的執 行程式：對藉由誘導加熱裝置要加熱成在加熱中的上述鋼 材表面溫度爲第1目標溫度以下，在加熱結束時之鋼材厚 度方向內部的指定位置的溫度和第2目標溫度的差是在指 定範圍內時需供給至上述誘導加熱裝置的預定供電進行運 算的預定供電運算步驟；或是對藉由上述誘導加熱裝置要 -68- (19) (19)1224144 加熱成於加熱中的上述鋼材表面溫度爲第3目標溫度以上 ，在加熱結束時之鋼材厚度方向內部的指定位置的溫度爲 第4目1溫度以下時需供給至述誘導加熱裝置的預 電進行運算的預定供電運算步驟；當上述鋼材的預定溫度 與上述鋼材的實績溫度的差在指定範圍內時，就根據上述 鋼材的尺寸、上述鋼材的輸送速度、上述鋼材的加熱目標 溫度以及在上述誘導加熱裝置之前段處理中之上述鋼板的 預定溫度，來執行上述預定供電運算步驟的執行步驟；當 上述鋼材的預定溫度與上述鋼材的實績溫度的差不在指定 範圍內時，就根據上述鋼材的尺寸、上述鋼材的輸送速度 、上述鋼材的加熱目標溫度以及上述誘導加熱裝置之前段 中上述鋼板的上述溫度檢測器所測出的實測溫度，來執行 上述預定供電運算步驟的執行步驟。 44. 一種鋼材，其特徵爲上述鋼材，是採用如申請專 利範圍第3 0項所記載之熱處理方法進行熱處理。 45·—種鋼材，其特徵爲上述鋼材，是採用如申請專 利範圍第3 1項所記載之熱處理方法進行熱處理。 46· —種鋼材，其特徵爲上述鋼材，是採用如申請專 利範圍第3 2項所記載之熱處理方法進行熱處理。 47·—種鋼材，其特徵爲上述鋼材，是採用如申請專 利範圍第3 3項所記載之熱處理方法進行熱處理。 48. —種鋼材，其特徵爲上述鋼材，是採用如申請專 利範圍第3 4項所記載之熱處理方法進行熱處理。 49·一種鋼材，其特徵爲上述鋼材，是採用如申請專 •69- (20)1224144 利範圍第3 5項所記載之熱處理方法進行熱處理。 5 0.—種鋼材，其特徵爲上述鋼材，是採用如申請專 利範圍第3 6項所記1之熱處理方法進I熱處理。

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