(57)【要約】【課題】連続的に鋼板の表面処理後の加熱処理を行うプロセスにおいて、鋼板の繋ぎ目に起因する鋼板表面の反射率の変化に関わらず、適切な加熱パワーによる加熱処理を行うことが可能な温度制御方法および温度制御装置の提供。【解決手段】加熱処理された鋼板１の温度を放射温度計５により測定し、加熱処理における加熱パワーを鋼板１の温度に基づいて温度制御コントローラ１０によりフィードバック制御するに際し、鋼板１の繋ぎ目前後の所定区間においては、パワー平均回路１１により加熱パワーを鋼板１の繋ぎ目直前の所定期間の平均加熱パワーで固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繋ぎ合わされた鋼板を連続的に通板して表面処理後の加熱処理を行うプロセスの温度制御方法であって、
前記加熱処理された鋼板の温度を放射温度計により測定し、前記加熱処理における加熱パワーを前記鋼板の温度に基づいてフィードバック制御するに際し、前記鋼板の繋ぎ目前後の所定区間においては前記加熱パワーを前記鋼板の繋ぎ目直前の所定期間の平均加熱パワーで固定することを特徴とする温度制御方法。
【請求項２】
前記鋼板の繋ぎ目前後で前記加熱処理の条件が変化する場合は、前記加熱処理の条件に基づいて加熱パワーをモデル計算し、前記鋼板の繋ぎ目前後の所定区間において前記モデル計算された加熱パワーで加熱処理することを特徴とする請求項１記載の温度制御方法。
【請求項３】
繋ぎ合わされた鋼板を連続的に通板して表面処理後の加熱処理を行う加熱装置の温度制御装置であって、
前記加熱装置により加熱処理された前記鋼板の温度を測定する放射温度計と、
前記加熱装置における加熱パワーを前記放射温度計により測定された鋼板の温度に基づいてフィードバック制御する温度制御コントローラと、
前記鋼板の繋ぎ目前後の所定区間において前記加熱装置による加熱パワーを前記鋼板の繋ぎ目直前の所定期間の平均加熱パワーで固定するパワー平均回路と
を含む温度制御装置。
【請求項４】
前記鋼板の繋ぎ目前後で前記加熱処理の条件が変化する場合に、前記加熱処理の条件に基づいて加熱パワーをモデル計算し、前記鋼板の繋ぎ目前後の所定区間において前記モデル計算された加熱パワーで前記加熱装置を制御する所要パワー計算モデルをさらに含む請求項３記載の温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的に鋼板の表面処理後の加熱処理を行うプロセスにおける温度制御方法および温度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の温度フィードバック（以下、「ＦＢ」と称す。）制御技術としては、例えば特許文献１，２に記載のものが知られている。特許文献１には、出力が任意の一定値に達するまではヒータを点灯し続けて出力を立ち上げ、出力が任意の一定値に達した時点からＰＩＤ動作を開始することが記載されている。特許文献２には、目標温度近くになった時点で昇温設定電圧から保温設定電圧に設定を切り替え、所定時間経過後にＰＩＤ制御を実施することが記載されている。
【０００３】
上記のように従来の温度ＦＢ制御では、測定された温度実績と目標温度との偏差を求め、この偏差が収束するようにＰＩＤ制御等により各種加熱源等の調整を行うが、これは所望の精度で温度測定されていることが大前提である。ところが、表面傷等の問題により非接触で温度測定する場合には、放射温度計が多く用いられおり、被測定物の表面性状によっては放射率を適切に設定しておかなければ高精度な温度測定ができず、鏡面状で放射率が低い場合は、実用に耐えない場合が多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−１６３１０２号公報
【特許文献２】特開平１１−５４２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ロールコータ等を連続的に鋼板に接触させて表面処理を行う場合等には、鋼板の繋ぎ目前後で設備保護のためにロールコータ等の表面処理設備を鋼板から離して退避させるため、鋼板の繋ぎ目前後部分は未処理部となる。当該部分は原板の鏡面状体のままであり、放射率が低い。したがって、処理部の放射率に合わせて設定されている放射温度計では、測定値が実温よりも低くなってしまう。
【０００６】
そのため、この状態で温度ＦＢ制御を継続すると、結果的に目標温度よりも高くなってしまい、成膜条件や周辺設備の耐熱温度等の関係で温度上限制約がある場合は問題となる。前述の特許文献１，２に記載の技術では、一般的な温度ＦＢ制御と同様に、単に測定された温度実績に基づく制御を行っているだけであるため、上記問題に対しては何の改善効果も得られない。
【０００７】
そこで、本発明においては、連続的に鋼板の表面処理後の加熱処理を行うプロセスにおいて、鋼板の繋ぎ目に起因する鋼板表面の反射率の変化に関わらず、適切な加熱温度による加熱処理を行うことが可能な温度制御方法および温度制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の温度制御方法は、繋ぎ合わされた鋼板を連続的に通板して表面処理後の加熱処理を行うプロセスの温度制御方法であって、加熱処理された鋼板の温度を放射温度計により測定し、加熱処理における加熱パワーを鋼板の温度に基づいてフィードバック制御するに際し、鋼板の繋ぎ目前後の所定区間においては加熱パワーを鋼板の繋ぎ目直前の所定期間の平均加熱パワーで固定することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、鋼板の繋ぎ目前後の所定区間においては加熱パワーを鋼板の繋ぎ目直前の所定期間の平均加熱パワーで固定するため、鋼板の繋ぎ目前後の鋼板表面の反射率の変化の影響を排除することができ、適切な加熱パワーによる加熱処理を行うことができる。
【００１０】
ここで、鋼板の繋ぎ目前後で加熱処理の条件が変化する場合は、加熱処理の条件に基づいて加熱パワーをモデル計算し、鋼板の繋ぎ目前後の所定区間においてモデル計算された加熱パワーで加熱処理することが望ましい。
【００１１】
これにより、鋼板の繋ぎ目前後で加熱処理の条件が変化する場合であっても、加熱処理の条件に基づいてモデル計算された加熱パワーで加熱処理することで、加熱処理条件の変化に伴う大きな加熱パワーの変化に対応することができる。
【００１２】
本発明の温度制御装置は、繋ぎ合わされた鋼板を連続的に通板して表面処理後の加熱処理を行う加熱装置の温度制御装置であって、加熱装置により加熱処理された鋼板の温度を測定する放射温度計と、加熱装置における加熱パワーを放射温度計により測定された鋼板の温度に基づいてフィードバック制御する温度制御コントローラと、鋼板の繋ぎ目前後の所定区間において加熱装置による加熱パワーを鋼板の繋ぎ目直前の所定期間の平均加熱パワーで固定するパワー平均回路とを含むものである。
【００１３】
本発明によれば、鋼板の繋ぎ目前後の所定区間においては加熱装置における加熱パワーを鋼板の繋ぎ目直前の所定期間の平均加熱パワーで固定するため、鋼板の繋ぎ目前後の鋼板表面の反射率の変化の影響を排除することができ、適切な加熱パワーによる加熱処理を行うことができる。
【００１４】
また、本発明の温度制御装置は、鋼板の繋ぎ目前後で加熱処理の条件が変化する場合に、加熱処理の条件に基づいて加熱パワーをモデル計算し、鋼板の繋ぎ目前後の所定区間においてモデル計算された加熱パワーで加熱装置を制御する所要パワー計算モデルをさらに含むものであることが望ましい。
【００１５】
これにより、鋼板の繋ぎ目前後で加熱処理の条件が変化する場合であっても、加熱処理の条件に基づいてモデル計算された加熱パワーで加熱装置により加熱処理することで、加熱処理条件の変化に伴う大きな加熱パワーの変化に対応することができる。
【発明の効果】
【００１６】
（１）加熱処理された鋼板の温度を放射温度計により測定し、加熱処理における加熱パワーを鋼板の温度に基づいてフィードバック制御するに際し、鋼板の繋ぎ目前後の所定区間においては加熱パワーを鋼板の繋ぎ目直前の所定期間の平均加熱パワーで固定することにより、連続的に鋼板の表面処理後の加熱処理を行うプロセスにおいて、鋼板の繋ぎ目に起因する鋼板表面の反射率の変化に関わらず、適切な加熱パワーによる加熱処理を行うことが可能となるので、製品不合範囲を最小化することができる。
【００１７】
（２）鋼板の繋ぎ目前後で加熱処理の条件が変化する場合は、加熱処理の条件に基づいて加熱パワーをモデル計算し、鋼板の繋ぎ目前後の所定区間においてモデル計算された加熱パワーで加熱処理することにより、鋼板の繋ぎ目前後での加熱処理条件の変化に伴う大きな加熱パワーの変化に対応することができ、様々な製品を連続して処理する場合であっても製品不合範囲を最小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態における鋼板表面処理ラインの概略構成図である。
【図２】繋ぎ合わされた鋼板の繋ぎ目部分を示す斜視図である。
【図３】本実施形態における温度制御装置による制御の切替タイミングの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本発明の実施の形態における鋼板表面処理ラインの概略構成図である。
図１に示すように、本発明の実施の形態における鋼板表面処理ラインには、鋼板１を搬送する搬送ローラ２、鋼板１に接触して塗付液を塗付して表面処理するロールコータ３と、塗付液が塗付された鋼板１を加熱処理する加熱装置としてのヒータ４と、ヒータ４により加熱処理された鋼板１の温度を非接触で測定する放射温度計５と、ヒータ４の加熱パワーを制御する温度制御装置６とを有する。
【００２０】
鋼板１は当該鋼板表面処理ラインにて連続的に処理するため、溶接等により繋ぎ合わされたものである。図２は、この鋼板１の繋ぎ目部分を示している。ロールコータ３は、鋼板１に連続的に接触状態として塗付液を塗付するものであるが、この鋼板１の繋ぎ目（以下、「溶接点」と称す。）１ａ前後では設備保護のために鋼板１から離して退避させ、非接触状態となるものである。ヒータ４は、抵抗加熱、赤外線加熱や近赤外線加熱等により塗付液が塗付された鋼板１を加熱し、表面処理後の乾燥や成膜化等を行うためのものである。
【００２１】
温度制御装置６は、ヒータ４における加熱パワーを放射温度計５により測定された鋼板１の温度に基づいてフィードバック制御する温度制御コントローラ１０と、鋼板１の溶接点１ａ前後の所定区間においてヒータ４による加熱パワーを鋼板１の溶接点１ａ直前の所定期間の平均加熱パワーで固定するパワー平均回路１１と、加熱処理の条件に基づいて加熱パワーを計算し、鋼板１の溶接点１ａ前後の所定区間において計算された加熱パワーでヒータ４を制御する所要パワー計算モデル１２とを有する。
【００２２】
温度制御コントローラ１０は、放射温度計５により測定された鋼板１の温度と、温度目標値とに基づいてヒータ４による加熱パワーのフィードバック制御を行うものである。前述のように、本実施形態における鋼板表面処理ラインでは、鋼板１上にロールコータ３により塗付液を塗付した部分（以下、「表面処理部」と称す。）１ｂでは、この温度制御コントローラ１０によりヒータ４の制御を行う。
【００２３】
パワー平均回路１１は、鋼板１の溶接点１ａ前後の塗付液が塗付されていない部分（以下、「未処理部」と称す。）１ｃにおいてヒータ４の制御を行うものである。パワー平均回路１１は、鋼板１の溶接点１ａ直前の所定期間（Ｔｓｅｃ間）の平均加熱パワーを求める。なお、パワー平均回路１１は、鋼板１の溶接点１ａ前後で加熱処理の条件が変化しない場合にヒータ４の制御を行う。
【００２４】
所要パワー計算モデル１２は、鋼板１の溶接点１ａ前後の未処理部１ｃにおいて加熱処理の条件が変化する場合に、パワー平均回路１１に代わってヒータ４の制御を行うものである。所要パワー計算モデル１２は、鋼板サイズ（板幅、板厚）、通板速度（ライン速度）、比熱、加熱効率や温度目標値および入側温度から求められる必要昇温量等の加熱処理の条件から、加熱パワーとしてのヒータ４の所要パワー（出力値）をモデル計算し、ヒータ４へ出力する。
【００２５】
上記構成の温度制御装置６では、鋼板１の溶接点１ａ前後の所定区間以外の表面処理部１ｂでは放射温度計５により正確な温度が測定できるため、温度制御コントローラ１０により通常の温度フィードバック制御によりヒータ４を制御する。そして、鋼板１の溶接点１ａ前後の所定区間の未処理部１ｃでは、パワー平均回路１１によりヒータ４の加熱パワーを鋼板１の溶接点１ａ直前の所定期間の平均加熱パワーで固定する。
【００２６】
図３は本実施形態における温度制御装置６による制御の切替タイミングの一例を示している。なお、鋼板１の溶接点１ａはライン主幹制御によりトラッキングされており、溶接点１ａの位置とロールコータ３やヒータ４等の各装置の位置およびライン速度から、以下の切替タイミングは計算される。
【００２７】
図３のＡは溶接点１ａがロールコータ３に到達する３０秒前であり、ヒータ４の安定域である。パワー平均回路１１は、この溶接点１ａがロールコータ３に到達する３０秒前からロールコータ３に到達するまでの３０秒間のヒータ４の加熱パワーの平均値を求める。Ｂは溶接点１ａがロールコータ３に到達する１．５秒前（ロールコータ３の動作所要時間とトラッキング誤差から決定）にロールコータ３を開放（塗付中止）するタイミングである。
【００２８】
また、Ｃは溶接点１ａがロールコータ３を通過した０．５秒後（ロールコータ３の動作所要時間とトラッキング誤差から決定）にロールコータ３を圧着（塗付再開）するタイミングである。そして、Ｄは溶接点１ａがヒータ４に到達するタイミングであり、温度制御手段６による制御を温度制御コントローラ１０による通常の温度ＦＢ制御からパワー平均回路１１または所要パワー計算モデル１２による制御に変更するタイミングである。なお、Ｄは鋼板１の未処理部１ｃが放射温度計５に到達する前であれば良い。また、ヒータ４のライン上の長さが溶接点１ａ前の未処理部１ｃ（図２の溶接点１ａの右側）の長さよりも短い場合はさらに手前に変更する。Ｅは溶接点１ａがヒータ４の出側の放射温度計５を通過した２秒後（ロールコータ３の動作所要時間とトラッキング誤差から決定）に温度制御コントローラ１０による通常の温度ＦＢ制御に復帰するタイミングである。
【００２９】
すなわち、本実施形態における温度制御装置６では、溶接点１ａ手前数ｍの正常に測温できている部分で温度フィードバック制御を一旦オフとし、オフ直前の一定時間内のヒータ４への出力平均値でホールドする。その後、溶接点１ａ通過後数ｍで温度フィードバック制御による処理を再開し、再度測温可能になった時点で温度フィードバック制御を再開する。
【００３０】
このように、本実施形態における温度制御装置６では、加熱処理された鋼板１の温度を放射温度計５により測定し、加熱処理における加熱パワーを鋼板１の温度に基づいてフィードバック制御するに際し、鋼板１の溶接点１ａ前後の所定区間においては加熱パワーを鋼板１の溶接点１ａ直前の所定期間の平均加熱パワーで固定するため、鋼板１の溶接点１ａ前後の鋼板１表面の反射率の変化の影響を排除することができ、適切な加熱パワーによる加熱処理を行うことができる。
【００３１】
したがって、本実施形態における温度制御装置６では、連続的に鋼板１の表面処理後の加熱処理を行うプロセスにおいて、鋼板１の繋ぎ目に起因する鋼板１表面の反射率の変化に関わらず、適切な加熱パワーによる加熱処理を行うことが可能となるので、製品不合範囲を最小化することができる。
【００３２】
また、この温度制御装置６では、鋼板１の溶接点１ａ前後で加熱処理の条件が変化する場合は、所要パワー計算モデル１２により加熱処理の条件に基づいて加熱パワーをモデル計算し、鋼板１の溶接点１ａ前後の所定区間においてモデル計算された加熱パワーで加熱処理するので、鋼板１の溶接点１ａ前後での加熱処理条件の変化に伴う大きな加熱パワーの変化に対応することが可能であり、様々な製品を連続して処理する場合であっても製品不合範囲を最小化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の温度制御方法および温度制御装置は、連続的に鋼板の表面処理後の加熱処理を行うプロセスにおいて、鋼板の繋ぎ目に起因する鋼板表面の反射率の変化に関わらず、適切な加熱パワーによる加熱処理を行う方法および装置として有用である。
【符号の説明】
【００３４】
１  鋼板
２  搬送ローラ
３  ロールコータ
４  ヒータ
５  放射温度計
６  温度制御装置
１０  温度制御コントローラ
１１  パワー平均回路
１２  所要パワー計算モデル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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