WO2003085142A1

WO2003085142A1 - Dispositif et procede de traitement thermique, support pour l'enregistrement d'un programme de traitement thermique et produit en acier

Info

Publication number: WO2003085142A1
Application number: PCT/JP2003/004298
Authority: WO
Inventors: Yoshitsugu Iijima; Hiroshi Mizuno; Hiroshi Sekine; Noritsugu Suzuki; Kiyoshi Nakano; Masatoshi Sugioka
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2003-10-16
Also published as: KR100585540B1; KR20040029114A; EP1496129A1; CN1292081C; TWI224144B; US6891139B2; US20040164071A1; CN1549865A; TW200307051A; EP1496129A4

Description

明細書

熱処理装置、熱処理方法、熱処理プログラムを記録した記録媒体及び鋼材

技術分野

本発明は、誘導加熱装置を用いて鋼材を熱処理する技術に関する。

背景技術

鉄鋼プロセスにおいては、製品となる鋼材の硬度、靭性等の性質を向上させ、より強く粘り強い鋼材を製造するため、焼き入れ、焼き戻し、焼きなまし等さまざまな熱処理が行われている。これらの熱処理は一般的に加熱過程と冷却過程に分けられる。このうち加熱過程では鋼材の成分に応じた変態点温度が基準となる。例えば、焼入れの場合は変態点よりも高温に加熱し、焼き戻しおよび焼きなましでは変態点に達しないように加熱を行わねばならない。

よって、熱処理の目的に応じて精度良く加熱することが必要である。また、同一部材内での品質のばらつきを抑えるためには、鋼材の内部にわたり均一に加熱する必要がある。この熱処理方法を均一加熱という。

まだ、一般に製造されている焼入れ、焼き戻しの熱処理を施された鋼材は、主に表面から冷却を受けるため、表面の硬度が内部に比べて高くなりがちである。このような板厚方向の硬度分布を持った鋼材は、腐食環境に弱く、海洋や、石油天然ガスのパイプライン等に使用されると応力腐食割れを起こしゃすいことがわかっている。そこで、表層部を高温で加熱することにより軟化させ、表層部と内部の硬度差を少なくする処理が行われることもある（この熱処理方法を表層加熱という。

従来、これらの加熱条件を実現する加熱方法として、例えば特開平 9 — 1 7 0 0 2 1 号公報に開示された、誘導加熱装置を用いた熱処理技術が知られている。

本開示技術では、鋼材を誘導加熱炉内で昇温させる加熱段階と、加熱段階よりも周波数を高くし、かつ投入電力を下げて加熱する均熱段階との間に、加熱段階での誘導加熱と同一の周波数で、かつ加熱段階よりも投入電力を下げて誘導加熱する準加熱段階を設ける誘導加熱方法が提案されている。

し力しながら、特開平 9 _ 1 7 0 0 2 1 号公報に開示された技術では、加熱時間が数十分を要するため効率的ではない ₍ また、鋼材の加熱途中において誘導加熱装置の周波数を変更. するものであるため、周波数を切り替える機構を装備する必要がある。従って装置が高価になり、さらに装置の構造が複雑になる。また、鋼材を加熱するための投入電力計算において、精度良い温度制御を実現する上で必要な要素である鋼材内部における誘導電流分布、大気による抜熱、加熱装置の効率、鋼材の比熱等が考慮されていない。

発明の開示

本発明の目的は、鋼材の表面温度、内部温度を精度よく目標に一致させ、鋼材が目的の性質をもつような熱処理を行うことができる熱処理装置、熱処理方法、熱処理プログラムを記録した記録媒体及び鋼材を提供することにある。本発明における熱処理装置は、鋼材を加熱する複数台の誘導加熱装置と、鋼材を矯正するための矯正装置と、. 鋼材のサィズと、鋼材の搬送速度と、鋼材の加熱目標温度と、誘導加熱装置の前段における鋼材の予定温度とに基づいて、誘導加熱装置に供給する供給予定電力を決定する演算装置と、演算装置により決定された供給予定電力を誘導加熱装置に供給する電源装置とを有し、演算装置は、誘導加熱装置による加熱中の鋼材の表面温度が第 1 の目標温度以下で、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度と第 2 の目標温度との差が所定範囲内になるように加熱するために誘導加熱装置に供給する供給予定電力、または誘導加熱装置による加熱中の鋼材の表面温度が第 3 の目標温度以上となり、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度が第 4 の目標温度以下となるように加熱するために誘導加熱装置に供給する供給予定電力を決定する。

即ち、本熱処理装置は、鋼材を誘導加熱装置で加熱することにより加熱時間を短縮することができる。また、本熱処理装置は、鋼材の内部の温度分布が目標とする温度分布となるような誘導加熱装置の電力を算出する演算装置を備えている（従って、装置構成が簡単となり安価に構成することができる _t そして、この構成により、目的とする均一加熱、表層加熱を精度良く実現することができる。

図面の簡単な説明

図 1 は、本発明が適用される鋼材の製造ラインの概略構成を示す側面図。図 2 は、本発明に係る第 1 の実施の形態の熱処理装置の概略構成を示す側面図。

図 3 は、温度変化を表す式に用いられる記号を表す図。 . 図 4 は、加熱電力から加熱後の鋼材温度分布を求める概略の手順を示すフロー図。

図 5 は、加熱電力を求める電力演算処理の概略のフローを示す図。

図' 6 は、他の実施形態に係る、加熱電力を求める電力演算処理の概略のフローを示す図。

図 7 は、事前処理方式を実現するシステムの構成図。

図 8 は、鋼材のサイズと搬送速度とパス数の対応テーブルを示す図。 '

図 9 は、収束計算によって搬送速度を決定する概略の手順を示すフロー図。

図 1 0 は、加熱開始温度が変更されたときの影響係数を求める手順を示すフロー図。

図 1 1 は、加熱目標温度が変更されたときの影響係数を求める手順を示すフロー図。

図 1 2 は、修正処理方式に係るシステムの構成を示す図。図 1 3 は、組合せ処理方式に係るシステムの構成を示す図図 1 4 は、トラッキング処理の動作を説明する図。

図 1 5 は、 F F制御の構成を示す図。

図 1 6 は、 F F制御の構成を示す図。

図 1 7 は、 F B制御の構成を示す図。

図 1 8 は、 F B制御の構成を示す図。図 1· 9 は、学習機能の全体を説明する図。

発明を実施するための最良の形態

一般に、鋼材は加熱炉内で加熱されて、 1 200 °C前後にまで昇温する。その後、鋼材は、通常複数台の圧延機により所定の厚さ . 幅に圧延される。圧延後、まだ 800 °C〜 1 000 °Cにある鋼材は、水により強制冷却され、または大気により自然冷却ざれる。この処理によって、鋼材は焼入れされる。特に圧延後に加速冷却装置による急速冷却を行う 'ことにより、鋼材の強度や靭性を強化できることがわかっている。

この後、必要に応じて、再びガス炉で焼き戻し、焼き鈍し等の熱処理が行われる。熱処理が行われた鋼材は、裁断され出荷される。

図 1 .は、本発明が適用される鋼材の製造ラインの概略構成を示す側面図である。この鋼材製造ラインは、鋼材 1 を加熱する加熱炉 2 、 .粗圧延 · 仕上げ圧延を行う圧延機 3 、加速冷却装置 4 、矯正装置 5 、誘導加熱装置 6及び鋼材 1 の温度を測定する温度検出器 7で構成されている。

この鋼材製造ラインでは、圧延過程と冷却過程の後に、矯正装置 5 を.用いて鋼材 1 の反りや曲がりを矯正した後、ライン上に設置された誘導加熱装置 6 で焼き戻し処理を行う。

この鋼材製造ラインでは、ガス炉による熱処理の代わりに誘導加熱装置 6 を用いて熱処理する。従って、インラインで焼き入れ処理後に焼き戻し処理を行うことができるため、能率を飛躍的に向上させることができる。また、誘導加熱装置 6 を使用することにより、ガス炉を使用した場合に比べて加熱温度の精度を上げることができる。従って、厚み方向の温度分布をも精度良く制御することが可能.となる。

特に、圧延後に加速冷却装置 4 による急速冷却を行い、その直後、誘導加熱装置 6 による熱処理を行うことにより、 .強度ゃ靭性が強化した鋼材を製造すること.ができる。 .

誘導加熱装置 6 は、鋼材 1 を所定の温度に加熱できる能力を有することが必須である。しかし、設備コストを抑える必要が.ある。そのため、誘導加熱装置 6 に鋼材 1 を複数回往復させて加熱することにより、少ない台数で加熱を行うことができる。この場合、圧延を含めた鋼材製造ラインの能率を悪化させることを避けつつ、鋼材 1 の温度制御精度を向上する必要がある。従って、往復回数（パス数）と搬送速度を適切に選択することが必要である。

したがって、誘導加熱装置を用いて熱処理を行う際には、次の点が重要である。

①加熱処理に要する時間と電力量を最小限に抑える。

②加熱処理中及び加熱終了時において、鋼材の厚み方向の温度分布が.所望の温度.分布となるように加熱を行う。

③上記①②の熱処理を実現するための、鋼材の搬送速度と誘導加熱装置の電力を決定する。

従って、本発明の実施の形態に係る熱処理装置は以下の機能を備えている。

( 1 ) 設定計算機能

鋼材 1 を加熱するための搬送速度及び電力は以下の 3 つの処理の内のいずれかの処理によつて決定される。 ①事前処理方式

予め、鋼材 1 の加熱開始予定温度と加熱目標温度とから、搬送速度とパス数を決め、その値をもとに加熱に必要な電力を計算する。鋼材 1 は、求めた搬送速度で搬送されつつ、誘導加熱装置 6 によって設定した電力で加熱される。

②修正処理方式

鋼材 1 の加熱開始前温度を実測し、実測された加熱開始前温度と、搬送速度とに基づいて加熱に必要な電力を計算する ₍ この計算においては、必要に応じて搬送速度を修正しつつ所望の電力を求める。

③組合せ方式

上記①、 ②を組合わせた方式である。鋼材 1 の加熱開始前温度を実測する。そして、実測した温度が加熱開始予定温度に近い場合は、 ①事前処理方式にて計算した搬送速度と電力で加熱を行う。実測した温度が予定温度と異なる場合は、 ② 修正処理方式にて求めた搬送速度と電力で加熱を行う。

( 2 ) トラッキング処理機能

鋼材を長手方向の仮想的な部分に分割し、設定計算機能で算出した加熱電力をその仮想的な部分ごとに設定し、. 電力供給装置において鋼材の搬送に応じて出力する。

( 3 ) 加熱電力補正機能

誘導加熱装置 6 の前後に設けた温度検出器 7 で鋼材 1 の温度を測定する。その実測温度により、加熱電力を補正する。 F F (フィードフォワード）制御と F B (フィードバック）制御が設けられてレ、る。 ( 4 ) モデル学習機能

加熱電力を求めるための鋼材の伝熱モデル、誘導加熱による効率推定モデル、矯正装置での温度降下モデル等を実測した温度で修正する。

以下、これらの機能について説明する。

I . 設定計算機能

まず、鋼材 1 の加熱開始温度、搬送速度が与えられた場合の電力の計算方法について説明する。

図 2.は、本発明に係る第 1 の実施の形態の熱処理装置の概略構成を示す側面図である。

鋼材 1 は、誘導加熱装置 6 の中を移動しながら加熱される（それぞれの誘導加熱装置 6 の入り口には鋼材の温度を検出する温度検出器 7 が備えられている。上記温度検出器 7 で得られた温度信号は、制御装置 1 0 に入力される。制御装置 1 0 は、鋼材 1 の温.度若しくは加熱開始の予定温度と搬送速度とに基づいて誘導加熱装置 6 に供給する電力を計算し、その値を電力供給装置 1 2 に出力する。電力供給装置 1 2 は、供給電力が制御装置 6 から与えられた値になるように誘導加熱装置 6 の出力を制御する。

誘導加熱装置 6 で鋼材 1 を加熱すると、誘導電流は鋼材表面に集中して流れるため、主に表面が加熱される。そして、鋼材内部は、主として表面からの熱伝達で加熱される。

そこで、誘導加熱装置 6 で加熱を行う場合の鋼材内部の誘導電流分布を求める。鋼材内部の電流分布は、浸透深さで表現される。浸透深さは周波数、比透磁率で異なり、式（1)で表される。

^ = 5.03 x R/( x / 100 (1)

ただし、 :浸透深さ、 R:比抵抗、 / :比透磁率、：周波数 _c 浸透深さ δ が大きい場合には誘導電流が鋼材内部まで流れる。浸透深 δ が小さい場合には、誘導電流が表面に集中するため加熱も表面に集中し、鋼材内部は表面からの熱伝導により加熱される。したがって、同じ電力を投入しても、浸透深さが異なれば表面の加熱温度は変わってくる。. そこで、式 ( 1 )に基づいて浸透深さを求めて鋼材内部での電流密度分布を決定する。この電流分布から、誘導加熱装置 6 への加熱電力を決定する。

一般的に鋼材表面からの距離 ζ と、その位置での誘導電流 Ι(ζ)の関係は式（2)で表される。 α は定数である。

/(z) = exp(-z/S) (2)

よって、鋼材表面から距離 z の位置での消費電力の比は式 (3)で表される。

すなわち.、式（3)は誘導加熱の際の電力分布を表わしていると考えることができる。

次に、誘導加熱装置 6 を用いた加熱中における鋼材の温度変化を数式で表す。熱伝導方程式の差分式から、式（4)〜（6)を得る。 . ( + )

K = /(c_pxp) (5) h = tlnb (6) ただし、《6 ：鋼材の厚み方向の分割数、 t ：鋼材の厚さ、 Xij ：時刻 j における厚み方向 iの温度（l≤ i≤ nb)、 c_p：比熱、 h：厚み方向分割幅、

dt : サンプル周期、 Qi ：外部から鋼材に加わる熱量、' λ ：熱伝導率、 Ρ ：密度

式（4)から（6)を書き換えると、鋼材を厚み方向に三分割した温度差分式は式（7)になる。

Κ 1 —Κ

0 0

h² dt 2h² dt h² 2h²

Κ Κ 1 κ K 1 K K

^X2 +\

2h² h² dt 2h² 2h² dt h² 2h²

_ Κ K 1 — +1 K 1 K 0 — r +— 0 Λノ.

2h² h² dt 2h² dt

(7)

式（4)のは境界条件である大気との熱伝達と、加熱装置力ら供給される熱量からなり、式（8)で表わされる。

Q^Q + fiB₀u_b (8)

1 εσ

( ₃,ゾ ⁴一 Γ。⁴)+ (x₃，ー Γ。

h _pp

Q = (9)

1 εσ

(x_h;-T )₊A(_X -T_a]

he n

E(3)

E(2) (10)

E(l) ただし、：加熱装置供給熱量、 f ：放射率、 σ ：ステファン -ボルツマン定数、 ρ ：密度、 c_P ：比熱、 0 ：加熱効率、 T_a ：大気温度

尚、 E(i)(i=l 3)は、式（3)を差分式で表現したものである。ここで、式（9)を _Xi，j について線形化する。鋼材の温度を x とし、 x。を中心に式（9)にあるの項をテーラ展開の一次の項までを使用して線形近似する。 1 次までのテーラ展開は式（11) で表される。 f _ _o)o ₊ jio)(_x__Xo)' (11)

0! ' 1! ^0/ ただし、 /⁽¹⁾(x。）； f(x)の 1次微分。

式（11)を利用して、式（12)を得る

xi ^^xo^xi,j (13) よって、式（9)は、式（14)となる。

式（14)を用い、式（7)を整理して式（15)を得る

ただし、 2

K 1 K

0

h² dt 2h²

K K 1 K

E = (16)

2h² h² dt 2h²

K K 1

0 · +―

2h² H dt

1 1

σε(-3χ₀ ⁴-Τ_α ⁴)-λΤ_α

c_pp

Q (18)

1 1

σε(-3χ₀ ⁴-Τ_α ⁴)-λΤ_α

式（15)において、行列 Ε の逆行列を左側から掛けることにより、式（20)を得る。

+ E~^lQ + fiE-^]B₀u_b (19)

+ Bu_b +F (20)

を得る。ただし、

A = E-^lA₀ (21) F = E'^lQ (22)

(23) である。

式（20)が鋼材 2 の温度変化の基本式となる。尚、この式で u_b = 0 とすると、大気による冷却過程時の温度変化を表す式となる。

次に、誘導加熱装置 6 の手前に設置した温度検出器 7 の位置から、誘導加熱装置出側の温度検出器 7 の位置までの温度変化を表す式を作成する。

' 図 3 は、温度変化を表す式に用いられる記号を表す図である。

誘導加熱装置 6 の手前の温度検出器 7 の位置から、誘導加熱装置 6 の出側の温度検出器位置までのそれぞれの誘導加熱装置 6 の長さを 1 i 、誘導加熱装置同士の間隔を s i 、それぞれの誘導加熱装置 6 への投入電力を u i と表す。そして、鋼材 1 の誘導加熱装置入り側温度を _{x 0}、誘導加熱装置出側温度を x * _Nで表し、それぞれの誘導加熱装置前後の温度を X i 、 X ' i と表す。

誘導加熱装置の長さを li、間隔を si、搬送速度を V として差分方程式での刻み数を求める。

n i = l / ( v X d t ) ··· (24) m i = s i / ( v X d t ) … (25) ただし、 d t ：刻み時間、 n i 、 m i ：刻み数

すると鋼材 2 が誘導加熱装置によって順次加熱されていくときの各位置の温度は式（26)で表される。 4

とおく。

誘導加熱装置間の温度変化は、たとえば χθ— xl 間の温度変化は、式（27)で表わされる。

f ヽ

, = A^m0x₀ + ∑ F (27)

V ノ

また、一番目の誘導加熱装置で加熱された結果の温度、即ち誘導加熱装儷の出側温度 X ' は、式（ 2 8 ) で表される χ[ (28)

式（28)に式（27)を代入して、式（29)を得る

ヽ

； = A^{n m} x₀ + A" 1 T A \F + \ ^Α' \(F + Bu_x ) (29) この計算を次々と繰り返していくと、 N台目誘導加熱装置の出側温度計位置での鋼材 1 の温度分布は式（30)のように表される。

― 0

ノ

(30)

これを整理すると式（31)、（32)のように、 ui、〜、 UN の一次式になる。

+ X (31) V ) + (32)

式（32)を使用することによって、加熱電力 ui、 .··、 UN により、誘導加熱後の温度分布 xl、 ···、 X*を計算で求めることができる。

以上説明した計算方法は、制御装置 1 0 内において実現することができる。図 4 は、加熱電力から加熱後の鋼材温度分布を求める概略の手順を示すフロー図である。

ステップ T 1 では、加熱しょうとする鋼材内部における電力分布を式（3)により求める。ステップ T 2 では、その電力分布に基づいて誘導加熱装置 6 から供給される熱量分布を式 (8)〜（10)により求める。ステップ T 3 では、大気への放散熱量を式（14)により求める。ステップ T 4 では、これらの求めた結果を用いて、鋼材内部の温度変化を求めるための式（21 ) (22), (23)で表される係数を算出する。

ステップ T 5 では、誘導加熱装置 6 の台数、. 該装置の長さ . 該装置間の間隔、鋼材の搬送速度を用い、誘導加熱装置 6 が供給する電力から鋼材 1 の温度分布を求める。この際、. 式. (27)〜（30)を適用して鋼材 1 の温度分布を求めても良く、また式（32)を適用して鋼材 1 の温度分布を求めても良い。

次に、この計算方法を用いて所望の熱処理を行う方法、即ち鋼材 1 が目標とする温度分布となるような加熱電力を決定する手順について説明する。この手順は、上記計算手順を備えた制御装置 1 0 内において実現することができる。

図 5 は、加熱電力を求める電力演算処理の概略のフローを示す図である。

ステップ S 1 では、適当な初期値電力 u i、 …、 u _N を決定する。ステップ S 2 では、上記の計算手順（ステップ T 1 〜 T 4 ) .に従って誘導加熱装置出側の加熱温度分布 X ί、 …， X *を計算する。ステップ S 3 では、各誘導加熱装置での加熱温度と目標とする温度範囲である温度条件とを比較し、温度条件を満たしているかどうかの判定を行う。

ステップ S 4 で Y e s の場合、即ち、温度条件に適合していれば、その加熱電力を最終的な加熱電力として計算を終了する。ステップ S 4 で N o の場合、即ち、適合していない場合は、新たな誘導加熱電力 u …、 u _N .を与えて温度計算のやり直しを行う。

以上の処理を繰り返し行うことで、誘導加熱装置出側での目標温度分布 X *を与えれば、それを実現する電力 _{U l}、 ···、 u _N を求めることができる。尚、新しい加熱電力 _{U l}、 …、 u _N を与える方法は、線形計画法、非線形計画法など一般的な方法を適甩すれば良い。温度条件が実現可能であるならば、有限回の計算で解を求めることができる。

本実施の形態では、任意台数の誘導加熱装置を用いて鋼材内部の温度を計算することが可能である。したがって、熱処理ライン内の誘導加熱装置一台毎に鋼材 1 の内部温度を求めることも、また誘導加熱装置複数台毎に鋼材 1 の内部温度を求めることも可能となる。

従って、. 加熱中における鋼材の表面温度を目標表面温度以下に加熱し、加熱終了時における鋼材の内部の所定位置の温度を目標内部温度に対して所定範囲に納まるように制御することのできる電力設定値、即ち均一加熱処理のための電力設定値を定めることができる。

また、加熱中における鋼材の表面温度を目標表面温度以上に加熱し、加熱終了時における鋼材の内部の所定位置の温度を目標内部温度以下となるように制御することのできる電力設定値、即ち表層加熱処理のための電力設定値を定めることができる。

次に、第 2 の実施の形態の熱処理装置について説明する。本実施形態では、第 rの実施形態の電力演算処理において消費電力量が最小になるような加熱電力を求める点に特徴がある。従って、それ以外の構成については第 1 の実施形態と同一であるため、詳細の説明を省略する。

図 6 は、第 2 の実施形態に係る、加熱電力を求める電力演算処理の概略のフローを示す図である。

ステップ S 1 1 では、適当な初期値電力 u u _N を決定する。ステップ S 1 2 では、ステップ T 1 T 4 の計算手順に従って誘導加熱装置出側の加熱温度分布 X 1 X * を計算する。ステップ S 1 3 では、各誘導加熱装置での加熱温度と目標とする温度範囲である温度条件とを比較し、温度条件を満たしているかどうかの判定を行う。

ステップ S 1 4 で N o の場合、即ち、適合していない場合は、新たな誘導加熱電力 u u _N を与えて温度計算のやり直しを行う。ステップ S 1 4 で Y e s の場合、即ち、温度条件に適合して .いれば、ステップ S 1 5 では、各誘導.加熱装置での消費電力量の和である合計消費電力量を求め、合計消費電力量が最少になるかどうかの判定を行う。すなわち、誘導加熱装置での合計消費電力量が最少になるような加熱電力を求める。

ステップ S 1 6 で N o の場合、即ち、合計消費電力量が所定量以下の条件に適合していない場合は、新たな誘導加熱電力を与えて温度計算のやり直しを行う。ステップ S 1 6 で Y e s の場合、即ち、合計消費電力量が所定量以下の条件に適合していれば、その加熱電力を最終的な加熱電力として計算を終了する。 ·

. この加熱電力が -最小値になるように処理する条件は式（3 3 ) で表される。 "(ί·) →最少（33) u( i) : i番目誘導加熱装置加熱電力、 N：誘導加熱装置台数すなわち、これら条件を満たす u(i)とは、加熱工程中の全ての時点での鋼材の表面温度が上限温度を超えず、加熱工程終了後の内部温度を内部温度目標範囲内に加熱する、均一加熱処理の電力設定のうち、最も消費電力の少ない加熱電力である。

また、加熱工程中の全ての時点での鋼材の表面温度を目標表面温度以上に加熱し、加熱工程終了後の内部温度を目標内部温度以下に加熱する表層加熱処理の電力設定のうち、最も消費電力の少ない加熱電力である。

尚、新しい加熱電力 _Ul、 …、 U_N を与える方法は、線形計画法、非線形計画法など一般的な方法で良く、また遺伝子ァルゴリズムなどの最適化手法を適用しても良い。

次に、第 3 の実施の形態の熱処理装置について説明する。本実施形態では、第 2 の実施形態で求める最適な加熱電力を逐次二次計画法等の制約条件付き非線形計画法を用いて処理を行う点に特徴がある。従って、それ以外の構成については第 2 の実施形態と同一であるため、詳細の説明を省略する。

まず、第 1 の実施形態、第 2 の実施形態における鋼材の加熱条件等を数式で表現する。

目標温度に関する条件式は、式（34)、式（35)で表現される _c

T* - T_r=0 (34)

T*：誘導加熱装置出側での中心温度値、 T_f :中心温度目標値 T„-T_is≥0 (35)

T i _s ： i 番目誘導加熱装置出側での表面温度、 T„：表面温度上限値ただし、 l≤i<N 中心温度は加熱目標であるため等式の条件で表される。表面温度は、誘導加熱装置出側で最も高くなるため、誘導加熱装置出側の温度を用いる。また、加熱上限値であるため不等式で表される。ただし、中心温度目標においては、式（36)のように範囲を指定することも可能である。：

|T,-T_r| ≤ c (36) T,：誘導加熱装置出側での中心温度値、 Τ 中心温度目標値 c:目標温度範囲指定値これらは、各誘導加熱装置の電力を求める際の制約条件となる。さらに、誘導加熱装置の能力にも制限があるので、これを式（37)、（38)で表して制約条件とする。

min > 0 (37) 伹し、 umin：電力最小値 max≥ 0 (38) 伹し、 umax:電力最大値さらに、式（34)、式（35)の制約条件において、制約条件中の温度 T_N、 T_ls は、誘導加熱装置の加熱電力 u" ···、 UN を用いて表すことができる。すなわち、式（32)を用いて、制約条件式（34)、（35)を加熱電力 i 、 ···、 u_Nで表す。まず、等式の加熱条件である式（34)は式（39)、（40)で表わされる。

T_t-T_r=0 (39)

C 。 x。 +X_Nc+X_{l +}- + X_Nu_N)-T_r = 0 (40) ただし、 C_w =[0 1 0]である。さらに、不等式の制約条件は、式（41)〜（44)で表すことができる。

≥0 (41) r_ra-/,(_W])>o (42) 2

T_r~T_Ns≥0 (43)

H ("い…, ¾)≥o (44) ただし、 ',···, ("い…," J;u】 UNの一次式これらより、目的関数、制約条件がすべて加熱電力 Ul U_Nで表現されるため、最適化手法の逐次 2 次計画法を適用することができる。以上整理し直すと以下のようになる。目的関数最少（'=1,²,'",

T vt

u(i) :i番目誘導加熱装置電力、 N :誘導加熱装置台数等式制約条件： 7； -7； =0 Τ,:誘導加熱装置出側での中心温度：中心温度目標値不等式制約条件：

^Tr - "い…, ^UN)^{≥ Q}

/,(«,)：-台目誘導加熱装置出側表面温度、 τ 表面温度上限値、 /_W(«_W):N 台目誘導加熱装置出側表面温度、 T_r:表面温度上限値

- )+« ≥0 u_{m i n}：電力最小値、 u_{ra a jt}：電力最大値この問題設定を、逐次二次計画法を用いて最適化を行うと、温度条件を満たす、最少の加熱電力分布が求められる。すなわち、加熱時の表面温度、内部温度の目標を、必要最低限の電力で実現することができる。次に設定計算機能である搬送速度と電力の決定方法について説明する。

①事前処理方式

図 7 は、事前処理方式を実現するシステムの構成図である _c 鋼材の製造ラインの構成は上述の構成と同一であるため、同一符号を付して詳細の説明は省略する。

生産管理コンピュータ 1 3 からは、製造する予定の鋼材 1 に関するデータが事前処理演算装置 1 4 に送信されてくる。データは、鋼材 1 のサイズ（幅、厚み、長さ）、加熱方法、加熱目標温度などである。ここで、事前処理演算装置 1 4 は制御装置 1 0内に設けられている。

事前処理演算装置 1 4 は、このデータに基づいて加熱時の搬送速度とパス数、及び電力を決定する。そして、決定した搬送速度を搬送速度設定装置 1 5 に出力し、決定した電力を電力供給装置 1 2 に出力する。

ここで、搬送速度を決定する方法には、テーブルから抽出する方法と収束計算による方法がある。

a . テーブルから搬送速度を抽出する方法

図 8 は、鋼材のサイズと搬送速度とパス数の対応テーブルを示す図である。

事前処理演算装置 1 4 は、このテーブルに基づいて、鋼材のサイズである幅、厚さ、長さから搬送速度とパス数'を抽出する。尚、諸元の値が表の項目値に一致しない場合は、前後の表の値を内挿して求める。

また、鋼材のサイズである幅、厚さ、長さの内少なくとも 1 つの諸元に基づいて搬送速度とパス数を抽出するようにテ一ブルを構成しても良い。

b . 収束計算によって搬送速度を決定する方法

図 9 は、収束計算によって搬送速度を決定する概略の手順を示すフロー図である。この方法では、加熱温度の条件を満たす加熱電力の内、熱処理に要する時間が最も短くなるように搬送速度を定める点に特徴がある。

尚、誘導加熱装置群を複数回往復させて鋼材 1 を加熱する場合には、そのパスごとに搬送速度を設定することが可能である。従って、搬送速度は以下の式で定義する。

V 0 = [ V 0 1 , V 0 2 , V 0 3 , ■ · · , V 0 n ] ί且し、 V 0 _: 搬送速度初期値、

V 0 i ( i = l〜 n ) ： i パス目搬送速度初期値ステップ S 2 0 では、搬送速度として初期値を設定する。ここで、初期値 V 0 は任意の値であっても良く、また実績値に基づいて決定しても良い。

ステップ S 2 1 では、その搬送速度を用いて上述の図 5、 6 に示す電力演算を行い加熱電力を求める。ステップ S 2 2 では、この加熱条件で鋼材 1 の加熱後温度が制約条件を充足するかどうかを調べる。この制約条件は、図 5 のステップ S 3 、図 6 のステップ S 1 3 の温度判定条件と同一であり、鋼材 1 の表面温度、内部温度がそれぞれ所定温度範囲内にある力どうかを調べるものである。

ステップ S 2 2 で Y e s の場合、即ち、制約条件を充足している場合は、電力演算が適正に実行されたことを意味しているため、搬送速度を速くした条件であっても適切な電力量が求められる可能性がある。従って、ステップ S 2 3 では、搬送速度を所定量だけ速くする。尚、搬送速度は所定量でなく、所定割合で速くしても良く、また予め定めた関数に基づいて搬送速度を増速しても良い。

ステップ S 2 4 では、增速した搬送速度を用いて再度電力演算を行い、ステップ S 2 5 では、鋼材 1 の加熱後温度が制約条件を充足するかどうかを調べる。ステップ S 2 5 で Y e s の場合、即ち、制約条件を充足する場合は、更にステップ S 2 3 〜 2 5 を繰り返す。これによつてより速い搬送速度を設定することができる。

ステップ S 2 5 で N o の場合、即ち、制約条件を充足しない場合は、後に説明する、搬送速度を減速するステップ S 2 6 からの処理を実行するが、この処理に進まずに前回の計算に用いた制約.条件を.充足する搬送速度を採用しても良い。

ステップ S 2 2 で N o の場合、即ち、鋼材 1 の表面温度、内部温度がそれぞれ所定温度範囲にない場合は、電力演算が正しく行われなかったことを意味している。ここで、電力演算が正しく行われない場合は、搬送速度が速すぎるために鋼材 1 の温度が低くなつている場合である。何故ならば、鋼材 1 の温度が高い場合は、電力量低下させるこどによって温度を下げることが可能なため、必ず電力量を求めることができる力らである。

従ってこの場合には、鋼材 1 の温度加熱が不十分であるため、ステップ S 2 6 では、搬送速度を所定量だけ遅くする'。尚、搬送速度は所定量でなく、所定割合で遅くしても良く、また予め定めた関係式または関数に基づいて減速しても良い _c そして、ステップ S 2 7 では、減速した搬送速度を用いて再度電力演算を行い、ステップ S 2 8 では、鋼材 1 の加熱後温度が制約条件を充足するかどうかを調べる。

ステップ S 2 8 で N o の場合、即ち、制約条件を充足しない場合は、更にステップ S 2 6 〜 2 8 を繰り返す。ステップ S 2 8 で Y e s の場合、即ち、制約条件を充足する場合は、ステップ S 2 9 では、この搬送速度を採用する。 ·

本方式によれば、所定の制約条件を満たす電力の内、最も搬送速度の速い加熱条件を最終結果として得ることができ、従って、最も処理時間が短くなる熱処理条件を求めることができる。

尚、本方式では、搬送速度初期値から収束演算を行ったが , 複数の搬送速度値に基づいて電力演算を行い、制約条件を満たす搬送速度の内、最速の搬送速度を求めても良い。また、過去の搬送速度実績値と鋼材 1 の諸元（例えば、厚み、幅等）の組合せに基づいて、加熱しょうとする鋼材 1 の諸元に対応する搬送速度を内分点法によって算出しても良い。そして、ここで決まった搬送速度をもとに、上述の電力設定計算を行って加熱電力を求める。そして、求めた加熱電力を電力供給装置 1 2 へ、搬送速度を搬送速度設定装.置 1 5 へ送り、鋼材 1 の加熱を実行させる。

次に、加熱開始温度、加熱目標温度が変更になった場合の搬送速度の影響係数を求める方法について説明する。

図 1 0 は、加熱開始温度が変更されたときの影響係数を求める手順を示すフロー図である。この手順によって、加熱開始温度を T i 、加熱開始温度の変更量を Δ T i とし、加熱開始温度が T i + Δ Τ ί の場合に、上記で求めた搬送速度をどれだけ変更すれば良いのかの係数を求める。

. この手順は図 9 ·に示した搬送速度を決定する手順と同様である。影響係数を 1 として処理を開始し、加熱可能で最も処理時間が短くなるように影響係数を調整する。

こうして求めた影響係数の値を q とすると、実際の加熱開始温度が T i + Δ Tの場合の搬送速度 ν'は、式（45)で求められる。

同様に、加熱目標温度が変更になった場合の速度変更係数も求める。 .

図 1 1 は、加熱目標温度が変更されたときの影響係数を求める手順を示すフロー図である。この手順によって、加熱目標温度を T r 、加熱目標温度の変更量を Δ T r とし、加熱目標温度が T r + A T r の場合に、上記で求めた搬送速度をどれだけ変更すればよいのかの係数を求める。

この手順は図 9 に示した搬送速度を決定する手順と同様である。影響係数.を 1 として処理を開始し、加熱可能で最も処理時間が短くなるように影響係数を調整する。

こうして求めた影響係数の値を q とすると、実際の加熱開始温度が T 'r + Δ Τの場合の搬送速度 v'は、下式（46)で求められる。

尚、この影響係数は、後述する処理である、 ②修正処理方式と③組合せ処理方式で使用される。

②修正処理方式

図 1 2 は、修正処理方式に係るシステムの構成を示す図である。鋼材の製造ラインの構成は上述の構成と同一であるため、同一符号を付して詳細の説明は省略する。

本処理は加速冷却後の鋼材 1 の加熱開始温度を実測し、その温度により搬送速度の決定、加熱電力の算出を行う処理である。

これは、以下の手順によって行う。

( i ) 加熱開始温度の取得と加熱目標温度の決定

鋼材 1 の加熱開始温度は実測により求める。また、生産管理コンピュータ 1 3 からのデータに基づいて修正処理演算装置 1 6 が加熱目標温度を決定する。

( ϋ ) 搬送速度の決定

次に搬送速度を決定する。搬送速度は、図 8 に示すテープル値を補間することにより求めることもできる。また b . 収束計算において記載した方法で得られた搬送速度を使用する場合には、加熱開始温度の実測結果に基づいて、式（45 )または式（46 )を用いて補正して決定する。

( iii ) 鋼材の先端部と尾端部の加熱電力の計算

加熱電力は、先端部と尾端部では異なるため、上述の方法. 即ち、図 4 〜 6 に示す電力を求める手順に従って、先端と尾端の加熱電力をそれぞれ演算する。

( iv ) 鋼材の先端部と尾端部の各誘導加熱装置での到達温度の計算

さらに、この電力で加熱した場合の各誘導加熱装置入り側と出側での到達温度も先端と尾端について保存しておく。この到達温度は F F F B制御を行う際の目標値となる。 '

( V ) 電力と温度の補間

そして、鋼材の中間部の加熱電力と到達温度を、既に求めた先端部と尾端部の加熱電力と到達温度を補間して求める。

③組合せ処理方式

図 1 3 は、組合せ処理方式に係るシステムの構成を示す図である。鋼材の製造ラインの構成は上述の構成と同一であるため、同一符号を付して詳細の説明は省略する。

まず事前処理演算装置 1 4 が事前処理方式を実行する。即ち、鋼材 1 の加熱開始予定温度に基づいて、搬送速度と電力を求める。この求められた搬送速度と電力は修正処理演算装置 1 6 に送られる。

一方、温度検出器 7 は、冷却過程を終えた後の鋼材 1 の誘導加熱装置手前での加熱開始温度を実測する。そしてこの実測温度は、修正処理演算装置 1 6 に入力される。.

実測した加熱開始温度が加熱予定温度に近いとき、例えば , 式（47 )が成立するときは、事前処理で求めた搬送速度と加熱電力で加熱を行う。

| TrO-Tr l | α ( 47 )

TrO：加熱開始予定温度、 Tr 1：加熱開始実測温度、 α は所定の値で例えば、 10 °C

一方、式（48 )が成立するときは、修正処理演算装置 1 6 は, 上述の修正計算を行って、搬送速度を修正し、' 修正された搬送速度を新たな搬送速度として加熱電力を電力設定計算により求める。'

I TrO-Tr l | > α 式 ( 48 ) このようにして求めた搬送速度と電力をそれぞれ、搬送速度設定装置 1 5 、電力供給装置 1 2へ伝送し、鋼材 1 の加熱を行う。

このように、事前処理と修正処理を組み合わせることにより、効率的で最適な搬送速度と加熱電力を用いて加熱を行うことができる。

Π . ドラッキング処理機能 · この処理では、鋼材 1 .を長手方向の仮想的なブロックに分割し、そのブロック毎に電力設定と F F制御、 F Β制御を行う。図 1 4 は、トラッキング処理の動作を説明する図である _t 先に求めた鋼材 1 の先端部と尾端部の加熱電力から、鋼材の各ブロックの電力設定値を求める。 j 台目誘導加熱装置について、鋼材 1 の先端部の設定電力 ^ (1,ゾ)、尾端部の設定電力 _M¾ (N,ゾ）とすると、中間部の設定電力は、式（49)で表される。

" ) ⁾(ト¹) +" ) (49) 同様に、中間部の目標温度は式（50)で表現される。 .

7>( ) = ^¾5^ ( ^(U) (50) トラッキング処理では、搬送ロールから入力される回転速度信号、温度検出器 7 の温度検出信号を元に、鋼材 1 の現在位置を随時推定する。そして、鋼材 1 の該当ブロックが各誘導加熱装置 6 に入った時点で、そのプロックに対応する電力を各誘導加熱装置 6 に出力する。

ΠΙ . 加熱電力補正機能（ F F制御と F B制御）

上記のように数式モデルを使って温度推定や電力設定を行う際は、数式モデルの誤差により、温度に誤差が生じる場合がある。このため、誘導加熱装置入り側及び出側に設置された温度検出器 7 で測定した鋼材 1 の実測温度によ.り、電力を補正する。

図 1 5 、 1 6 は、 F F制御の構成を示す図である。 F F制御電力演算装置 1 8 は、各誘導加熱装置 6 の入り側に設置された温度検出器 7 の測定信号に基づいて、電力を補正する。

鋼材 1 の先端から i 番目の部分の j 台目誘導加熱装置の電力補正値は、式（5 1 )で与えられる。

u_ff (/, j) = G(Tr(i, j) - Tm(i, j)) x dPdt ( 5 1 ) ただし、補正電力、 G：ゲイン、 Tr(ij):目標温度、 Γ» :実績温度、：電力温度影響係数、である。

尚、 F F制御電力演算装置 1 8 は、誘導加熱装置 6毎に設けても良く、また全誘導加熱装置 6 を統括して 1 台で制御しても良い。 ' .

図 1 7 、 1 8 は、 F B制御の構成を示す図である。 F B制御電力演算装置 1 9 は、各誘導加熱装置 6 の出側に設置された温度検出器 7 の測定信号に基づいて、電力を補正する。この電力補正値は、式（ 5 2 ) で求められる。

_Uj!Xi,j)=[Gp(j ,j)-Tdm(j,j))+SGi(Td_r(i,j)—T i(iJ) dPdt (52) ただし、 "^，：補正電力、 Gp ゲイン、 (¾:ゲイン、 7>(/,ゾ)：目標温度、 7¾ ゾ):実績温度、：電力温度影響係数、である（尚、 F B制御電力演算装置 1 9 は、誘導加熱装置 6 毎に設けても良く、また全誘導加熱装置 6 を統括して 1 台で制御しても良い。

さらに、後述する加熱効率を逐次推定し、 F F制御や F B 制御の結果に反映させることも有効である。この場合の加熱補正電力は、それぞれ、

u_ff = /X}{ {i,f)—Tm{j,j)xdPdt (53)

dPdt (54) となる。

但し、 ]3 ：加熱効率補正係数である。

このように、誘導加熱装置 6 の前後に備え付けられた温度検出器 7 による実績温度により補正を行うことにより、温度制御精度を向上させることができる。 IV . モデル学習機能

図 1 9 は、学習機能の全体を説明する図である。本モデル学習機能は、以下の · 3 つの学.習機能を備えている。

①誘導加熱装置 6 の加熱効率を推定する加熱効率の学習

②空冷による温度降下量を推定する空冷学習

③矯正装置 5 における温度降下量を推定する矯正装置での温度降下推定量とモデル学習

以下、これらの学習方法について説明する。

①加熱効率の学習

図 2 における区間 1 、区間 2 、区間 3 の距離をそれぞれ、 11、 12、 13、またそれぞれの区間の通過速度をそれぞれ、 vl v2、 v3 とする。そして、鋼材 1 の内部の温度分布 X ( k )を下式で定義する.

区間 1 の終端での温度は、式（56)で表される。

n\ = l\/(v\xdt) (55) x(k+n\) = A"'x(k) + ^ A'~^lF (56)

ΐ=1

誘導加熱装置 6 での供給電力量を《₆とすると、区間 2 の終端での温度は、式（58)で表される。

x(k + "1 + nl) = A^n]+n2x(k) + 2 A'-^]F + βΤ A"^lBu_b (58)

ί-1 さらに区間 3 の終端での温度は、式（61 )で表される

n3 = l2/(y3xdt) (59)

N = «l+«2+«3 (60) x(k + N) = A^Nx(k) + Y A-^XF + (61)

これが目標温度 7；に等しくなるようにを決めればよいので、学習に関する式（62)が求められる。

T_r =c_xx(k + N) (62)

学習式（62)により、目標温度 7；に加熱するための誘導加熱装置 6への供給電力量は式（63)で与えられる。

T_r - c x(k) - (63)

しかしながら、誘導加熱装置 6 での電力損失、また供給された電力量が鋼材 1 を昇温させる際の加熱損失などのため、式（63)で与えられる電力量を誘導加熱装置 6 に供給しても、鋼材 1 の昇温量が目標昇温量に達しない場合が多い。

+このため、供給電力量が鋼材 1 の温度上昇に及ぼす加熱効率を、実昇温量を求めることにより算出し、誘導加熱装置 6 の加熱効率を考慮した上で、目標昇温量を得るための供給電力量を算出することにする。

鋼材 1 の搬送速度と、誘導加熱装置 6 の入り側と出側に設置された温度検出器 7 の設置間隔から、被加熱材のある部分が温度検出器間を通過する時間が求められる。

図 2 に示すように、先端から i 番目の区間 1 、区間 2 、区間 3 における移動速度をそれぞれ、 vl(/)、 v2(/)、 v3(/)とすると温度検出器間の通過時間は以下の式（ 6 4 ) で求められる t_b ( = II I vl() + 121 v2( +73 / v3(z) (64) 但し、 t i) ：温度検出器間の通過時間

したがって、誘導加熱装置 6 の入側および出側の温度検出器 7 では、時間差 t₆()をもって、鋼材 1 の同じ位置の温度が検出される。そして、その際の温度検出器 7 の検出した温度差が鋼材 1 の実昇温量となる。さらに、温度検出器 7 の検出を周期的に行うことにより、鋼材 1全体の昇温量を検出することができる。

尚、鋼材 1 の先端から i 番目の区間の検出温度を T_bi(i)として、入り側温度検出器位置での温度分布は一様であると仮定する。 (')

x(k,i) (65)

U 伹し、 r_w (り被加熱材の先端から i 番目の区間の検出温度、 x(k,i) ：被.加熱材の時刻 k での先端から i番目の区間の温度式（30.)で、 i 番目の効率を (/)として、供給電力量 u_b ( を与えた場合、出側.温度検出器位置での温度 T_b。(i)は式（ 6 6 ) となる。

T_bo(i) = c_x A^Nx(K i) +∑ A^F + β{ί)Α^η3∑ A^Bu, (/) (66) 加熱効率は、与えられた電力供給量のうち実際に加熱に使用される電力量の割合であり、式（66)を変形して、式（67)で表わされる。

伹し、 ?0') ：加熱効率、 w_fc(0 ：加熱装置への供給電力量

そして、推定された加熱効率を用いて、次段の誘導加熱装置 6 への供給電力量は以下の式（ 6 8 ) で与えちれる。 u_b (0 = T_b0 (/) - c_xA^Nx(k, i) -c (68)

図 2 の制御装置 1 0 は、周期ごとに上記め計算を行い、誘導加熱装置 6へ目標電力量として与える。

すなわち、温度検出器 7 での計測を周期的に行い、加熱効率を推定する。そして、この加熱効率の推定結果を現鋼材 1 が次に通過する誘導加熱装置 6 での投入電力計算に反映させる。それにより、鋼材 1 の温度制御の精度を向上させることができる。

また、上で求めた効率 ]3 (i)を当該誘導加熱装置における次プロックの投入電力を計算する際に使用することもできる。すなわち、加熱効率と投入電力は、以下の式（69)、（70)で表される。

、 ί «2

) = T_bo (/) - c_xA^Nx(k, i) -c A'-'F / c -^A^Bu^i) (69)

i=l ノ ΐ-1

A'-^]Bu_b(i) (70)

鋼材 1 の温度分布を考慮した効率推定を行い、その結果を次プロックに反映させて行くため、温度制御の精度を向上させることができる。 ②空冷学習

式（9)に示す温度推定計算の中で、大気との対流や熱伝達による抜熱の量を推定することにより、鋼材の伝熱計算の学習を行う。

式（71)に示すように、熱量 Q に調整係数 y を乗じた Q ' を大気の抜熱量とする。この調整係数 y を変更しながら温度計算を行い、実績温度と推定温度が近くなるように収束計算を行う。

Q' = yQ (71) γ は、鋼材のサイズや鋼種により分類して保存しておくことも考えられる。

③矯正装置での温度降下量推定とモデル学習

矯正装置 5 での温度降下量は、矯正装置 5 の.ロールによる抜熱、矯正装置内での大気による抜熱と冷却水による抜熱を考慮することにより、式（72)で求めることができる。

T_L= T_R+iST_A+M_w (72)

T_L ：矯正装置での温度降下量推定値

ΔΓ_Λ ：ロールによる接触抜熱、 Δ7^ ：大気による冷却, △7 ：水冷による冷却

さらに、それぞれの抜熱項は式（73)〜（76)で表わされる。

^_R -h_R(T_s-T_R)/^r_R (73)

T_r =L_R/v (74)

h_R ロール熱伝達係数、 7；：鋼材表面温度、 T_R ：口ール表面温度

：ロール接触時間、：ロール接触距離、 V ：搬送速度

AT_A =h_A(T_A-T_s) (75)

. Δ7^ ：大気による冷却温度

：大気の熱伝達率、：大気温度

■ AT_lv =h_fr(T_w-T_s) (76)

：水冷による冷却温度

：水冷の熱伝達率、：冷却水温度

しかしながら、これらの温度推定値は、実計測に伴う計測誤差や、ロールの磨耗、冷却水のかかり具合などの経年変化による影響が大きくなつている。そこで、矯正装置 5 の前後で実績した温度を用いて、これらの推定式に補正を加える。補正式は式（77)で与える。

f_L :aT_L (77)

テ：補正された矯正装置での温度降下量、 α : 調整係数調整係数ひは式（78)で求める。

a = {T_L-T_A-T_w)l{t₀-t_x) (78)

t。：矯正装置入り側温度、 t, ：矯正装置出側温度式（78)で求めた調整係数を用いれば、矯正装置 5 の温度推定式の誤差を補正し、温度降下量の経年変化を補正することができる。

このようにして求めた調整係数 αは、次材以降の加熱電力を決定する際に使用する。また、鋼材 1 の厚みや幅や昇温量ごとに分類して保存しておき、次材以降、同様の加熱条件の鋼材に使用することができる。

産業上の利用可能性本発明によれば、鋼材の表面温度、內部温度を精度よく目標に一致させ、鋼材が目的の性質をもつような熱処理を行うことができる。

Claims

請求の範囲

1 . 熱処理装置であって、

鋼材を加熱する複数台の誘導加熱装置と、

前記鋼材を矯正するための矯正装置と、

前記鋼材のサイズと、前記鋼材の搬送速度と、前記鋼材の加熱目標温度と、前記誘導加熱装置の前段における前記鋼材の予定温度とに基づいて、前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する演算装置と、

前記演算装置により演算された供給予定電力を前記誘導加熱装置に供給する電源装置とを有し、

前記演算装置は、

前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第

1 の目標温度以下で、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度と第 2の目標温度との差が所定範囲内になるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力、または前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第 3 の目標温度以上となり、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度が第 4 の.目標温度以下となるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する。

2 . 請求項 1 記載の熱処理装置であって、

前記誘導加熱装置は、前記鋼材の圧延ライン上に設置されて、圧延後に加速冷却装置によって急速に冷却された前記鋼材を加熱する。

3 . 請求項 1 記載の熱処理装置であって、前記鋼材の搬送速度は、前記鋼材のサイズに基づいて予め定められた搬送速度である。

4 . 請求項 1記載の熱処理装置であって、

前記演算装置は、

前記鋼材の搬送速度と前記供給予定電力を含むデータから誘導加熱後における前記鋼材の表面温度と厚み方向の内部温度とを推定する温度推定手段と、

前記鋼材の表面温度と厚み方向の内部温度とが所定の温度条件に適合するかどうかを判定する適合判定手段と、

前記温度条件に適合しない場合は、前記供給予定電力を修正して前記温度推定手段と前記適合判定手段とを繰り返して実行する判定処理手段と、

前記温度条件に適合する場合は、その演算に用いられた供給予定電力を前記誘導加熱装置に供給する電力とする電力決定手段とを有する。

5 . 請求項 1記載の熱処理装置であって、

前記演算装置は、

前記温度条件に適合しない場合は、前記供給予定電力を修正して前記温度推定手段と前記適合判定手段とを繰り返して実行する判定処理手段と、前記温度条件に適合する場合は、その演算に用いられた供給予定電力に基づいて、前記鋼材の加熱に使用されるそれぞれの誘導加熱装置の電力量の合計値が所定の値以下である電力条件に適合するかどうかを判定する電力量判定手段と、前記電力条件に適合する場合は、その演算に用いられた供給予定電力を前記誘導加熱装置に供給する電力とする電力決定手段とを有する。

6 . 請求項 1 記載の熱処理装置であって、

前記演算装置は、

前記温度条件に適合する供給予定電力の内、前記鋼材の加熱に使用されるそれぞれの誘導加熱装置の電力量の合計値が最小になる供給予定電力を前記誘導加熱装置に供給する電力とする電力決定手段とを有する。

7 . 請求項 1記載の熱処理装置であって、

前記演算装置は、

前記誘導加熱装置による加熱後の前記鋼材の厚み方向の温度分布を推定する温度分布推定手段を更に備えた。

8 . 請求項 7記載の熱処理装置であって、

前記温度分布推定手段は、

前記鋼材の搬送速度に基づいて、前記誘導加熱装置内における前記鋼材の厚み方向の誘導電流分布を求めて前記鋼材内部の発生熱量を算出する発生熱量算出手段と、

前記誘導加熱装置外における前記鋼材から大気への放散熱量を算出する放散熱量算出手段と、

前記発生熱量と前記放散熱量とを境界条件として前記鋼材の内部への熱伝導を演算して前記鋼材の表面温度と厚み方向の内部温度とを推定する温度演算手段とを有する。.

9 . 請求項 7記載の熱処理装置であって、

前記温度分布推定手段は、矯正装置による前記鋼材の厚み. 方向の温度降下量を推定する冷却温度推定手段を有する。

1 0 . 請求項 1 記載の熱処理装置であって、

前記演算装置は、

前記鋼材の長手方向に仮想的に複数の区画に分割し、この区画単位で前記鋼材の加熱に使用された加熱電力と前記鋼材の温度検出値との屨歴を管理する加熱履歴管理手段を更に有する。

1 1 . 請求項 1 記載の熱処理装置であって、

前記演算装置は、

前記温度条件に適合する供給予定電力の内、前記鋼材の搬送速度が最大になる供給予定電力を前記誘導加熱装置に供給する電力どずる電力決定手段とを有する。

1 2 . 請求項 1 記載の熱処理装置であって、

前記演算装置は、

. 前記鋼材の表面温度と厚み方向の内部温度とが所定の温度条件に適合するかどうかを判定する適合判定手段と、

前記温度条件に適合する場合は、その演算に用いられた供給予定電力に基づいて、前記鋼材の加熱に使用されるそれぞれの誘導加熱装置の電力量の合計値が所定の値以下である電力条件に適合するかどうかを判定する電力判定手段と、

前記電力条件に適合する場合は、前記搬送速度を増加した新たな搬送速度を用いて前記温度推定手段、前記適合判定手段、前記判定処理手段、前記電力判定手段を前記温度条件に適合しなくなるまで繰り返して実行し、前記温度条件と前記電力条件に適合する最終の演算に用いられた搬送速度を新たな搬送速度として獲得する搬送速度演算手段.とを有する。

1 3 . 熱処理装置であって、

鋼材の圧延ライン上に設置され、圧延された前記鋼材を急速に冷却する加速冷却装置の後段に配された複数台の誘導加熱装置と、前記鋼材を矯正するための矯正装置と、

前記圧延ライン上に設置され前記鋼材の温度を検出する少なくとも 1 つの温度検出器と、

前記鋼材のサイズと、前記鋼材の搬送速度と、前記鋼材の加熱目標温度と、前記誘導加熱装置の前段における前記鋼材の前記温度検出器で測定した実測温度とに基づいて、前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する演算装置と、前記演算装置により演算された供給予定電力を前記誘導加熱装置に供給する電源装置とを有し、

前記演算装置は、

前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第 1 の目標温度以下で、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定 '位置における温度と第 2の目標温度どの差が所定範囲内になるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力、または前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第 3 の目標温度以上となり、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度が第 4 の目標温度以下となるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する。

1 4 . 請求項 1 3記載の熱処理装置であって、- 前記演算装置は、

前記搬送速度と前記温度検出器で測定した鋼材温度に基づいて加熱後の鋼材温度を推定する推定手段と、 .

推定した鋼材温度が所定温度範囲内にない場合には、前記搬送速度を変更して前記推定手段を繰り返えして実行させる繰り返し手段と、

推定した鋼材温度が所定温度範囲内にある場合には、該搬送速度に基づいて前記鋼材を目標温度に加熱するた.めに前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する電力演算手段とを有する。

1 5 . 請求項 1 3 記載の熱処理装置であって、

前記演算装置は、

前記鋼材の表面温度と厚み方向の内部温度とが所定の温度条件に適合するかどうかを判定する適合判定手段と、.

1 6 . 請求項 1 3記載の熱処理装置であって、

前記演算装置は、

前記鋼材の表面温度と厚み方向の内部温度とが所定の温度条件に適合するかどうかを判定する適合判定手段と、前記温度条件に適合しない場合は、前記供給予定電力を修正して前記温度推定手段と前記適合判定手段とを繰り返して実行する判定処理手段と、

前記温度条件に適合する場合は、その演算に用いられた供給予定電力に基づいて、前記鋼材の加熱に使用されるそれぞれの誘導加熱装置の電力量の合計値が所定の値以下である電力条件に適合するかどうかを判定する電力量判定手段と、前記電力条件に適合する場合は、その演算に用いられた供給予定電力を前記誘導加熱装置に供給する電力とする電力決定手段とを有する。

1 7 . 請求項 1 3記載の熱処理装置であって、

前記演算装置は、

1 8 . 請求項 1 3記載の熱処理装置であって、

前記演算装置は、

前記誘導加熱装置による加熱後の前記鋼材の厚み方向の温度分布を推定する温度分布推定手段を更に備える。

1 9 . 請求項 1 8記載の熱処理装置であって、

前記温度分布推定手段は、

前記誘導加熱装置外における前記鋼材から大気への放散熱量を算出する.放散熱量算出手段と、

前記発生熱量.と前記放散熱量とを境界条件どして前記鋼材の内部への熱伝導を演算して前記鋼材の表面温度と.厚み方向の内部温度とを推定する温度演算手段とを有する。

2 0 . 請求項 1 8記載の熱処理装置であって、

前記温度分布推定手段は、矯正装置による前記鋼材の厚み方向の温度降下量を推定.する冷却温度推定手段を有する。

.

2 1 . 請求項 1 3記載の熱処理装置であって、

前記演算装置は、 .

前記鋼材の長手方向に仮想的に複数の区画に分割し、この区画単位で前記鋼材の加熱に使用された加熱電力と前記鋼材の温度検出値との履歴を管理する加熱履歴管理手段を更に有する。

2 2 . 請求項 2 1 記載の熱処理装置であって、

初段の誘導加熱装置の入り側に設けられた前記温度検出器で検出された前記鋼材の先頭部分の温度と後端部分の温度と前記鋼材の搬送速度とに基づいて、前記鋼材の先頭部分と後端部分についてそれぞれの誘導加熱装置毎の加熱目標温度を算出する目標温度算出手段と、前記鋼材の先頭部分と後端部分においては、前記加熱目標温度に基づいてそれぞれの誘導加熱装置に供給する電力を算出し、前記鋼材の先頭部分と後端部分の移動に合わせて前記電力を制御して前記電源装置に供給する電力供給手段と、前記鋼材の先頭部分と後端部分に挟まれた中間部分においては、前記鋼材の先頭部分の実測温度と、後端部分の実測温度と、当該中間部分の実測温度とに基づいて、前記鋼材の先頭部分と後端部分の誘導加熱装置毎の加熱目標温度を補正 .し- て前記中間部分の誘導加熱装置毎の加熱目標温度を算出する中間部分目標温度算出手段と、

前記中間部分の誘導加熱装置毎の加熱目標温度に基づいてそれぞれの'誘導加熱装置に供給する中間電力を算出.し、前記鋼材の中間部分の移動に合わせて前記中間電力を制御して前記電源装置に供給する中間電力制御手段とを備える。 .

2 3 . 請求項 1 3記載の熱処理装置であって、

少なくとも 1 つの前記誘導加熱装置の前後に前記温度検出器を有し、

前記演算装置は、

前記誘導加熱装置に供給した電力と前記温度検出器で測定した前記鋼材の上昇温度とに基づいて前記誘導加熱装置の加熱効率を推定する加熱効率推定手段と、

次に熱処理予定の前記鋼材に対して求めた電力を前記加熱効率を用いて補正演算する補正演算手段とを有する。

2 4 . 請求項 1 3記載の熱処理装置であって、

前記演算装置は、前記圧延ラインにおける前記鋼材の大気への放散熱量を実績温度によって修正する温度降下量修正手段と、

次に熱処理予定の前記鋼材に対して、前記修正された放散 . 熱量によって推定された温度降下量に基づいて、前記鋼材を目標温度に加熱するための供給予定電力を演算する冷却補正電力演算手段とを有する。

2 5 . 請求項 1 3記載の熱処理装置であって、

前記演算装置は、

前記圧延ラインにおける前記鋼材の前記矯正装置による温度降下量を、前記矯正装置の前後に設置された温度検出器によって測定された実測温度によって修正する温度降下量修正手段と、 '

次に熱処理予定の前記鋼材に対して、前記修正された矯正装置での温度降下量に基づいて、前記鋼材を目標温度に加熱するための供給予定電力を演算する冷却補正電力演算手段とを有する。 .

2 6 . 請求項 1 3記載の熱処理装置であって、

前記誘導加熱装置間に前記温度検出器を少なくとも 1 つ有し、 . .

前記温度検出器で測定した鋼材温度と、予め与え.られたその位置での目標温度との差に基づいて前段の誘導加熱装置に供給する電力を制御するフィードバック制御手段と、

前記温度検出器で測定した鋼材温度と、予め与えられたその位置での目標温度との差に基づいて後段の誘導加熱装置に供給する電力を制御するフィードフォヮード制御手段とを更に備えた。

2 7 . 請求項 2 6記載の熱処理装置であって、

前記フィードバック制御手段は、

前記鋼材の長手方向に仮想的に分割した複数の区画単位に、前記温度検出器で測定した鋼材温度と、予め与えられたその位置での目標温度との差に基づいて前段の誘導加熱装置に供給する電力を制御する。

2 8 . 請求項 2 6.記載の熱処理装置であって、

前記フィードフォヮード制御手段は、

前記鋼材の長手方向に仮想的に分割した複数の区画単位に、前記温度検出器で測定した鋼材温度と、予め与えられたその位置での目標温度との差に基づいて後段の誘導加熱装置に供給する加熱電力を制御する。

2 9 . 熱処理装置であって、

鋼材の圧延ライン上に設置され、圧延された前記鋼材を急速に冷却する加速冷却装置の後段に配された複数台の誘導加熱装置と、

前記鋼材を矯正するための矯正装置と、

前記鋼材のサイズと.、前記鋼材の搬送速度と、前記鋼材の加熱目標温度と、前記誘導加熱装置の前段における前記鋼材の予定温度とに基づいて、前記誘導加熱装置に供給する第 1 の供給予定電力を演算する第 1 の演算装置と、

前記鋼材のサイズと、前記鋼材の搬送速度と、前記鋼材の加熱目標温度と、前記誘導加熱装置の前段における前記鋼材の前記温度検出器で測定した実測温度とに基づいて、前記誘導加熱装置に供給する第 2 の供給予定電力を演算する第 2 の演算装置と、 .

前記鋼材の予定温度と前記鋼材の実績温度との差が所定の範囲内にあれば前記.第 1 の供給予定電力を供給予定電力と.して選択し、前記鋼材の予定温度と前記鋼材の実績温度との差が所定の範囲内になければ前記第 2 の供給予定電力を供給予定電力として選択する電力選択装置と、

前記電力選択装置により選択された供給予定電力を前記誘導加熱装置に供給す.る電源装置とを有し、

前記第 1 及び第 2 の演算装置は、

前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第 1 の目標温度以下で、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度と第 2 の目標温度との差が所定範囲内になるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力、または前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第 3 の目標温度以上となり、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度が第 4 の目標温度以下となるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する。

3 0 . 鋼材を加熱する複数台の誘導加熱装置と、前記鋼材を矯正するための矯正装置と、前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する演算装置と、前記演算装置により演算された供給予定電力を前記誘導加熱装置に供給する電源装置とを有する熱処理装置の熱処理方法であって、前記鋼材のサイズと、前記鋼材の搬送速度と、前記鋼材の加熱目標温度と、前記誘導加熱装置の前段における前記鋼材の予定温度とに基づいて、

前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第

1 の目標温度以下で、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度と第 2 の目標温度との差が所定範囲内になるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算するステップ、

または前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第 3 の目標温度以上となり、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度が第 4 の目標温度以下となるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算するステップを備える。

3 1 .. 請求項 3 0記載の熱処理方法であって、

前記誘導加熱装置は、前記鋼材の圧延ライン上に設置され . て、圧延後に加速冷却装置によって急速に冷却された前記鋼材を加熱する。

3 2 . 請求項 3 ひ記載の熱処理方法であって、

前記鋼材の搬送速度は、前記鋼材のサイズに基づいて予め定められた搬送速度である。

3 3 . 請求項 3 0記載の熱処理方法であって、

前記鋼材の搬送速度と前記供給予定電力を含むデータから誘導加熱後における前記鋼材の表面温度と厚み方向の内部温度とを推定する温度推定ステップと、前記鋼材の表面温度と厚み方向の内部温度とが所定の温度条件に適合するかどうかを判定する適合判定ステップと、 ' 前記温度条件に適合しない場合は、前記供給予定電力を修正して前記温度推定手段と前記適合判定手段とを繰り返して実行する判定処理ステップと、

前記温度条件に適合する場合は、その演算に用いられた供給予定電力を前記誘導加熱装置に供給する電力とする電力決定ステップとを更に備える。

3 4 . 鋼材の圧延ライン上に設置され、圧延された前記鋼材を急速に冷却する加速冷却装置の後段に配された複数台の誘導加熱装置と、前記鋼材を矯正するための矯正装置と、前記圧延ライン上に設置され前記鋼材の温度を検出する少な . くとも 1 つの温度検出器と、前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する演算装置と、前記演算装置により演算された供給予定電力を前記誘導加熱装置に供給する電源装置とを有する熱処理装置の熱処理方法であって、

前記鋼材のサイズと、前記鋼材の搬送速度と、前記鋼材の加熱目標温度と、前記誘導加熱装置の前段における前記鋼材の前記温度検出器で測定した実測温度とに基づいて、

前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第 1 の目標温度以下で、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度と第 2の目標温度との差が所定範囲内になるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算するステップ、

または前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第 3 の目標温度以上となり、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所.定位置における温度が第 4の目標温度以下となるように加熱するため.に前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算するステップを備える。

3 5 . 請求項 3 4記載の熱処理装置であって、

前記搬送速度と前記温度検出器で測定した鋼材温度に基づいて加熱後の鋼材温度を推定する推定ステップと、

推定した鋼材温度が所定温度範囲内にない場合には、前記搬送速度を変更して前記推定手段を繰り返えして実行させる繰り返しステップと、

推定した鋼材温度が所定温度範囲内にある場合には、該搬送速度に基づいて前記鋼材を目標温度に加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する電力演算ステツプとを更に備える。

3 6 . 鋼材の圧延ラィン上に設置され、圧延された前記鋼材を急速に冷却する加速冷却装置の後段に配された複数台の誘導加熱装置と、前記鋼材を矯正するための矯正装置と、前記圧延ライン上に設置され前記鋼材の温度を検出する少なくとも 1.つの温度検出器と、前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する演算装置と、前記演算された供給予定電力を前記誘導加熱装置に供給する電源装置とを有する熱処理装置の熱処理方法であって、

前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第 1 の目標温度以下で、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度と第 2 の目標温度との差が所定範囲内になるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する供給予定電力演算ステップ、

または前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第 3 の目標温度以上と.なり、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度が第 4 の目標温度以下となるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する供給予定電力演算ステップと、

前記鋼材の予定温度と前記鋼材の実績温度との差が所定の範囲内にあれば、前記鋼材のサイズと、. 前記鋼材の搬送速度と、前記鋼材の加熱目標温度と、前記誘導加熱装置の前段における前記鋼材の予定温度とに基づいて、前記供給予定電力演算ステップを実行するステップと、

前記鋼材の予定温度と前記鋼材の実績温度との差が所定の範囲内になければ、前記鋼材のサイズと、前記鋼材の搬送速度と、前記鋼材の加熱目標温度と、前記誘導加熱装置の前段における前記鋼材の前記温度検出器で測定した実測温度とに基づいて、前記供給予定電力演算ステップを実行するステツプと備える。

3 7. . 鋼材を加熱する複数台の誘導加熱装置と、前記鋼材を矯正するための矯正装置と、前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する演算装置と、前記演算装置により演算された供給予定電力を前記誘導加熱装置に供給する電源装置とを有する熱処理装置の熱処理プログラムを記録した記録媒体であって、

コンピュータに、前記鋼材のサイズと、前記鋼材の搬送速度と、前記鋼材の加熱目標温度と、前記誘導加熱装置の前段における前記鋼材の予定温度とに基づいて、

前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第 1 の目標温度以下で、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度と第 2 の目標温度との差が所定範囲内になるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予. 定電力を演算するステップ、

または前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第 3 の目標温度以上となり、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度が第 4 の目標温度以下となるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算するステップを実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。

3 8 . . 請求項 3 7 記載の記録媒体であって、.

3 9 . 請求項 3 7 記載の記録媒体であって、

4 0 . 請求項 3 7 記載の記録媒体であって、

コンピュータに、

前記鋼材の搬送速度と前記供給予定電力を含むデータから誘導加熱後における前記鋼材の表面温度と厚み方向の内部温度とを推定する温度推定ステップと、

前記鋼材の表面温度と厚み方向の内部温度とが所定の温度条件に適合するかどうかを判定する適合判定テップと、前記温度条件に適合しない場合は、前記供給予定電力を修正して前記温度推定手段と前記適合判定手段とを繰り返して実行する判定処理ステップと、

前記温度条件に適合する場合は、その演算に用いられた供給予定電力を前記誘導加熱装置に供給する電力とする電力決定ステップとを更に実行させるためのプログラムを記録する

4 1 . 鋼材の圧延ライン上に設置され、圧延された前記鋼材を急速に冷却する.加速冷却装置の後段に配された複数台の誘導加熱装置と、前記鋼材を矯正するための矯正装置と、前記圧延ライン上に設置され前記鋼材の温度を検出する少なくとも 1 つの温度検出器と、前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する演算装置と、前記演算装置により演算された供給予定電力を前記誘導加熱装置に供給する電源装置とを有する熱処理装置の熱処理プログラムを記録した記録媒体であって、

コンピュータに、

前記鋼材のサイズと、 .前記鋼材の搬送速度と、前記鋼材の加熱目標温度と、前記誘導加熱装置の前段における前記鋼材の前記温度検出器で測定した実測温度とに基づいて、

前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第 1 の目標温度以下で、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度と第 2 の目標温度との差が所定範囲内になるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算するステップ、

または前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第 3 の目標温度以上となり、加熱.終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度が第 4 の目標温度以下となるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算するステップを実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。 '

4 2 . 請求項 4 1 記載の記録媒体であって、

コンピータに、

. 推定した鋼材温度が所定温度範囲内にない場合には、前記搬送速度を変更して前記推定手段を繰り返えして実行させる繰り返しステップと、 - 推定した鋼材温度が所定温度範囲内にある場合には、該搬送速度に基づいて前記鋼材を目標温度に加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する電力演算ステツプとを実行させるプログラムを更に記録する。

4 3 . 鋼材の圧延ライン上に設置され、圧延された前記鋼材を急速に冷却する加速冷却装置の後段に配された複数台の誘導加熱装置と、前記鋼材を矯正するための矯正装置と、前記圧延ライン上に設置され前記鋼材の温度を検出する少なくとも 1 つの温度検出器と、前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する演算装置と、前記演算された供給予定電力を前記誘導加熱装置に供給する電源装置とを有する熱処理装置の熱処理プログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータに、 .

' 前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第 1 の目標温度以下で、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度と第 2 の目標温度との差が所定範囲内になるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を演算する供給予定電力演算ステップ、

または前記誘導加熱装置による加熱中の前記鋼材の表面温度が第 3 の目標温度以上となり、加熱終了時の鋼材厚み方向内部の所定位置における温度が第 4 の目標温度以下となるように加熱するために前記誘導加熱装置に供給する供給予定電力を.演算する供給予定電力演算ステップと、

前記鋼材の予定.温度と前記鋼材の実績温度との差が所定の範囲内にあれば、前記鋼材のサイズと、：前記鋼材の搬送速度と、前記鋼材の加熱目標温度と、前記誘導加熱装置の前段における前記鋼材の予定温度とに基づいて、前記供給予定電力演算ステップを実行するステップと、

前記鋼材の予定温度と前記鋼材の実績温度との差が所定の範囲内になければ、前.記鋼材のサイズと、前記鋼材の搬送速度と、前記鋼材の加熱目標温度と、前記誘導加熱装置の前段における前記鋼材の前記温度検出器で測定した実測温度とに基づいて、前記供給予定電力演算ステップを実行するステツプと実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。 ■4 4 . 鋼材であって、

前記鋼材は、請求項 3 0記載の熱処理方法によって熱処理される.。

4 5 . 鋼材であって、

前記鋼材は、請求項 3 1 記載の熱処理.方法によって熱処理される。 '

4 6 . 鋼材であって、

前記鋼材は、請求項 3 2記載の熱処理方法によって熱処理される。

4 7 . 鋼材であって、

前記鋼材は、請求項 3 3記載の熱処理方法によって熱処理される。

4 .8 . 鋼材であって、

前記鋼材は、請求項 3 4記載の熱処理方法によって熱処理される。

4 9 . ·鋼材であって、

前記鋼材は、請求項 3 5記載の熱処理方法によって熱処理される。

5 0 . 鋼材であって、

前記鋼材は、請求項 3 6記載の熱処理方法によって熱処理される。