(57)【要約】【課題】鋼帯連続熱処理時に炉温及びライン速度の両方又はいずれか一方を変更する際に鋼帯の加熱不足を回避して円滑な炉温変更が可能な鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法を提供する。【解決手段】先行鋼帯１１と後行鋼帯１２を溶接して鋼帯連続熱処理炉で熱処理する際に、鋼帯連続熱処理炉のラジアントチューブの設定表面温度及び連続鋼帯１３のライン速度の変更を行わない定常運転時は温度調整をフィードバック制御で、設定表面温度及びライン速度の両方又はいずれか一方を変更する場合はフィードフォワード制御を実施する鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、フィードバック制御はラジアントチューブのバーナ１９の燃焼調整を板温度に基づいてＰＩＤ制御で行ない、フィードフォワード制御時の設定表面温度は温度関係式で求まるラジアントチューブの表面温度Ｔｆｋより１０Ｋ低い温度から３０Ｋ高い温度の範囲の値に設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行鋼帯の後端部と後行鋼帯の先端部を溶接して形成した連続鋼帯を鋼帯連続熱処理炉で熱処理する際に、前記鋼帯連続熱処理炉の加熱帯に設けたラジアントチューブの設定表面温度及び該連続鋼帯が該加熱帯内を移動するライン速度の変更を行わない定常運転時では該加熱帯の温度調整をフィードバック制御で行ない、前記設定表面温度及び前記ライン速度の両方又はいずれか一方の変更を行なう場合には前記フィードバック制御を中断してフィードフォワード制御を実施する鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、
前記フィードバック制御は、前記ラジアントチューブに設けられたバーナの燃焼調整を前記加熱帯から出る前記連続鋼帯の板温度に基づいてＰＩＤ制御することで行ない、
前記フィードフォワード制御時の前記設定表面温度は、次式の温度関係式で求まる前記ラジアントチューブの表面温度Ｔｆｋより１０Ｋ低い温度から３０Ｋ高い温度の範囲の値に設定することを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
tan−１（Ｔｋ２／Ｔｆｋ）＋tanh−１（Ｔｋ２／Ｔｆｋ）−tan−１（Ｔｋ１／Ｔｆｋ）−tanh−１（Ｔｋ１／Ｔｆｋ）＝２Ｔｆｋ３・２σ・φｃｈ・Ｌｈ／｛Ｃｐ・γ・（Ｈ×１０−３）・（Ｖ×６０）｝
ここで、Ｔｋ１は前記加熱帯に進入する前記連続鋼帯の板温度（Ｋ）、Ｔｋ２は該加熱帯から出る該連続鋼帯の板温度（Ｋ）、Ｖは該加熱帯に進入する該連続鋼帯のライン速度（ｍ／分）、Ｈは該加熱帯に進入する該連続鋼帯の板厚（ｍ）、Ｃｐは該加熱帯に進入する該連続鋼帯の比熱（ｋcal／ｋｇ℃）、γは該加熱帯に進入する該連続鋼帯の密度（ｋｇ／ｍ３）、φｃｈは放射伝熱における総括形態係数、Ｌｈは前記加熱帯の有効長さ（ｍ）、σはステファン−ボルツマン係数（ｋcal／ｍ２ｈＫ４）である。
【請求項２】
請求項１記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記フィードフォワード制御の開始時刻と該フィードフォワード制御の終了時刻は、前記温度関係式に前記先行鋼帯の熱処理条件を代入して求めた先行鋼帯用の設定表面温度と前記温度関係式に前記後行鋼帯の熱処理条件を代入して求めた後行鋼帯用の設定表面温度との温度大小関係及び熱処理時の前記先行鋼帯のライン速度と前記後行鋼帯のライン速度との速度大小関係の組み合わせから求まる設定変更パターン毎に設定することを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
【請求項３】
請求項２記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記設定変更パターン毎に、前記先行鋼帯のライン速度を前記後行鋼帯のライン速度に設定変更する期間、前記加熱帯から出る該先行鋼帯の板温度を該後行鋼帯が該加熱帯から出る際の板温度に設定変更する期間、及び前記ラジアントチューブに設けられた前記バーナの燃料ガス流量を調整する期間のいずれか１又は２以上をそれぞれ決定することを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
【請求項４】
請求項３記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記後行鋼帯のライン速度が前記先行鋼帯のライン速度を超え、かつ前記後行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度が前記先行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度を超える場合、前記フィードフォワード制御の期間は、該先行鋼帯と該後行鋼帯の溶接部が前記加熱帯に到達する時刻より該先行鋼帯の前記設定表面温度が該後行鋼帯の前記設定表面温度に切り替わるのに要する板温整定時間だけ早い時刻から開始し、該溶接部が該加熱帯を出て該先行鋼帯のライン速度が該後行鋼帯のライン速度に到達する時刻に停止することを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
【請求項５】
請求項４記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記先行鋼帯のライン速度の前記後行鋼帯のライン速度への設定変更は、前記溶接部が前記加熱帯を出る時刻に開始し、前記先行鋼帯の板温度を設定変更する期間は、前記溶接部が前記加熱帯に到達する時刻より前記板温整定時間だけ早い時点から開始して該溶接部が該加熱帯に到達する時刻に終了し、前記燃料ガス流量の調整は、該溶接部が該加熱帯に進入する時刻から該溶接部が該加熱帯を出て該先行鋼帯のライン速度から該後行鋼帯のライン速度に到達するまでの期間に渡って該溶接部が該加熱帯に進入した際の燃料ガス流量値に保持することを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
【請求項６】
請求項３記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記後行鋼帯のライン速度が前記先行鋼帯のライン速度と同一で、かつ前記後行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度が前記先行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度を超える場合、前記フィードフォワード制御の期間は、該先行鋼帯と該後行鋼帯の溶接部が前記加熱帯に到達する時刻より該先行鋼帯の前記設定表面温度が該後行鋼帯の前記設定表面温度に切り替わるのに要する板温整定時間だけ早い時刻から開始し、該溶接部が該加熱帯を出る時刻に停止することを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
【請求項７】
請求項６記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記先行鋼帯の板温度を設定変更する期間は、前記溶接部が前記加熱帯に到達する時刻より前記板温整定時間だけ早い時点から開始して該溶接部が該加熱帯に到達する時刻までであって、前記燃料ガス流量の調整は、該溶接部が該加熱帯に進入する時刻から該溶接部が該加熱帯を出る時刻までに渡って該溶接部が該加熱帯に進入した際の燃料ガス流量値に保持することを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
【請求項８】
請求項３記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記後行鋼帯のライン速度が前記先行鋼帯のライン速度未満で、かつ前記後行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度が前記先行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度を超える場合、前記フィードフォワード制御の期間は、該先行鋼帯と該後行鋼帯の溶接部が前記加熱帯に到達する時刻より該先行鋼帯の前記設定表面温度が該後行鋼帯の前記設定表面温度に切り替わるのに要する板温整定時間だけ早い時刻から開始し、該溶接部が該加熱帯を出る時刻に停止することを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
【請求項９】
請求項８記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記先行鋼帯のライン速度の前記後行鋼帯のライン速度への設定変更は、前記溶接部が前記加熱帯に進入する時刻で変更終了となるように開始し、前記先行鋼帯の板温度の設定変更は、該溶接部が前記加熱帯に進入する時刻より前記板温整定時間だけ早い時点から開始して該溶接部が該加熱帯に到達する時刻に終了し、前記燃料ガス流量の調整は、該溶接部が該加熱帯に進入する時刻から該溶接部が該加熱帯を出る時刻までに渡って該溶接部が該加熱帯に進入した際の燃料ガス流量値に保持することを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
【請求項１０】
請求項３記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記後行鋼帯のライン速度が前記先行鋼帯のライン速度を超え、かつ前記後行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度が前記先行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度以下の場合、前記フィードフォワード制御の期間は、前記先行鋼帯と前記後行鋼帯の溶接部が前記加熱帯に進入する時刻から開始し、該溶接部が該加熱帯を出て該先行鋼帯のライン速度が該後行鋼帯のライン速度に到達する時刻に停止することを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記先行鋼帯のライン速度の前記後行鋼帯のライン速度への設定変更は、前記溶接部が前記加熱帯から出る時刻から開始し、前記燃料ガス流量の調整は、該溶接部が該加熱帯に進入する時刻から該溶接部が該加熱帯を出て該先行鋼帯のライン速度から該後行鋼帯のライン速度に到達するまでの期間に渡って該溶接部が該加熱帯に進入した際の燃料ガス流量値に保持することを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
【請求項１２】
請求項３記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記後行鋼帯のライン速度が前記先行鋼帯のライン速度と同一で、かつ前記後行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度が前記先行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度以下の場合、前記フィードフォワード制御の期間は、前記先行鋼帯と前記後行鋼帯の溶接部が前記加熱帯に進入する時刻から開始し、該溶接部が該加熱帯を出る時刻に停止することを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記燃料ガス流量の調整は、前記溶接部が前記加熱帯に進入する時刻から該溶接部が該加熱帯を出るまでの期間、該溶接部が該加熱帯に進入した際の燃料ガス流量値に保持することを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
【請求項１４】
請求項３記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記後行鋼帯のライン速度が前記先行鋼帯のライン速度未満で、かつ前記後行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度が前記先行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度以下の場合、前記フィードフォワード制御の期間は、前記溶接部が前記加熱帯に進入するときに前記先行鋼帯のライン速度が前記後行鋼帯のライン速度に到達しているように開始し、該溶接部が該加熱帯を出る時刻に停止することを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記先行鋼帯のライン速度の前記後行鋼帯のライン速度への設定変更は、前記溶接部が前記加熱帯に進入する時刻で変更終了となるように開始し、前記燃料ガス流量の調整は、該先行鋼帯のライン速度の変更を開始してから該溶接部が該加熱帯を出るまでの期間、該先行鋼帯のライン速度の変更を開始した際の燃料ガス流量値に保持することを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
【請求項１６】
請求項５及び７のいずれか１項に記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、設定変更する前記先行鋼帯の板温度Ｔは、次式を用いて求めることを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
Ｔ＝（Ｔｋｚ−Ｔｋ）・ＳＤ＋Ｔｋ
ここで、Ｔｋｚは前記温度関係式に前記ラジアントチューブの表面温度Ｔｆｋとして前記後行鋼帯用の前記設定表面温度、板温度Ｔｋ１として前記加熱帯に進入する前記先行鋼帯の板温度、ライン速度Ｖとして該先行鋼帯のライン速度、板厚Ｈとして該先行鋼帯の板厚、比熱Ｃｐとして該先行鋼帯の比熱、密度γとして該先行鋼帯の密度をそれぞれ代入して算出した該加熱帯から出る該先行鋼帯の板温度、Ｔｋは該先行鋼帯の熱処理時に該先行鋼帯が該加熱帯から出る際の板温度、ＳＤは０を超え１以下の係数である。
【請求項１７】
請求項９記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、設定変更する前記先行鋼帯の板温度Ｔは、次式を用いて求めることを特徴とする鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法。
Ｔ＝（Ｔｋｚ−Ｔｋ）・ＳＤ＋Ｔｋ
ここで、Ｔｋｚは前記温度関係式に前記ラジアントチューブの表面温度Ｔｆｋとして前記後行鋼帯用の前記設定表面温度、板温度Ｔｋ１として前記加熱帯に進入する前記先行鋼帯の板温度、ライン速度Ｖとして前記後行鋼帯のライン速度、板厚Ｈとして該先行鋼帯の板厚、比熱Ｃｐとして該先行鋼帯の比熱、密度γとして該先行鋼帯の密度をそれぞれ代入して算出した該加熱帯から出る該先行鋼帯の板温度、Ｔｋは該先行鋼帯の熱処理時に該先行鋼帯が該加熱帯から出る際の板温度、ＳＤは０を超え１以下の係数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法に係り、詳しくは鋼帯連続熱処理炉の加熱帯出側の鋼帯温度を制御する温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼帯を連続熱処理する場合、先行鋼帯の後端部と後行鋼帯の先端部とを溶接して鋼帯連続熱処理炉に連続的に通板している。このとき、各鋼帯の品質上の制約から、鋼帯毎に予め決められた加熱処理条件で熱処理が行なわれるように、鋼帯連続熱処理炉の操業条件を鋼帯毎に変更している。
例えば、特許文献１には、炉温の設定替えの方向（炉温上昇又は下降）とその時点の炉操業状態から炉温設定替えの最適時期を推定し、そのタイミングで炉設定値変更を指令することにより炉温過渡変動を常に過加熱側への板温外れとし、同時に板温外れ区間を最小とする板温制御方法が提案されている。また、特許文献２には、鋼帯温度と焼鈍条件、燃料流量、炉内雰囲気温度との関係式を予め求め、炉温の設定値を変更する必要がある焼鈍条件変更時に、先行鋼帯と後行鋼帯の焼鈍条件より、関係式に基づいて燃料流量を調整することが記載され、燃料流量の直接制御による鋼帯温度のフィードフォワード制御は焼鈍条件変更時近傍でのみ行ない、通常時は、炉温に応じて燃料流量を間接的にフィードバック制御するようにすることが記載されている。
【０００３】
特許文献３には、板厚、目標板温などの熱負荷変化時には所定のタイミングで加熱条件の設定替えをするフィードフォワード制御を行ない、所定時間経過後は加熱条件設定値を初期値として板温偏差に応じて加熱条件を修正するフィードバック制御を行なうことが開示されている。更に、特許文献４には、板厚、板幅、あるいは加熱炉出口鋼帯温度基準の異なる鋼帯を加熱炉に連続的に通板して連続焼鈍を行なう場合、板厚、板幅、あるいは加熱炉出口鋼帯温度基準の変更に伴って操作量としての加熱炉の燃料流量、あるいは燃料流量と鋼帯の炉内通板速度（ライン速度）とを変更して加熱炉出口鋼帯温度を制御する方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特公昭６０−３６４５６号公報
【特許文献２】特開昭６１−１１３７２８号公報
【特許文献３】特開平６−４９５４６号公報
【特許文献４】特公昭６３−３４２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の発明には、ライン速度の設定変更が生じた場合に、ライン速度と炉設定値の変更をどういうタイミングでどのように実施すればよいかに関しての記載がない。特許文献２の発明では目標設定炉温とライン速度に設定変更が生じた際に、フィードフォワード制御をどういうタイミングでどのように実施すればよいかに関しての記載がない。また、特許文献３の発明では目標板温とライン速度に設定変更が生じた際に、フィードフォワード制御をどういうタイミングでどのように実施すればよいかに関しての記載がない。従って、熱処理条件として目標板温（目標炉温）とライン速度が同時に規定されている場合については、特許文献１〜３の技術は適用できないという問題がある。更に、特許文献４ではライン速度を操作量としており、熱処理条件としてライン速度が規定されている場合については適用できないという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、鋼帯連続熱処理炉の炉温と鋼帯連続熱処理炉内を通過するライン速度の両方又はいずれか一方の設定変更が存在する場合に、鋼帯の加熱不足を回避して円滑な炉温変更が可能な鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法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】
【０００７】
前記目的に沿う本発明に係る鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法は、先行鋼帯の後端部と後行鋼帯の先端部を溶接して形成した連続鋼帯を鋼帯連続熱処理炉で熱処理する際に、前記鋼帯連続熱処理炉の加熱帯に設けたラジアントチューブの設定表面温度及び該連続鋼帯が該加熱帯内を移動するライン速度の変更を行わない定常運転時では該加熱帯の温度調整をフィードバック制御で行ない、前記設定表面温度及び前記ライン速度の両方又はいずれか一方の変更を行なう場合には前記フィードバック制御を中断してフィードフォワード制御を実施する鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、
前記フィードバック制御は、前記ラジアントチューブに設けられたバーナの燃焼調整を前記加熱帯から出る前記連続鋼帯の板温度に基づいてＰＩＤ制御することで行ない、
前記フィードフォワード制御時の前記設定表面温度は、次式の温度関係式で求まる前記ラジアントチューブの表面温度Ｔｆｋより１０Ｋ低い温度から３０Ｋ高い温度の範囲の値に設定する。
tan−１（Ｔｋ２／Ｔｆｋ）＋tanh−１（Ｔｋ２／Ｔｆｋ）−tan−１（Ｔｋ１／Ｔｆｋ）−tanh−１（Ｔｋ１／Ｔｆｋ）＝２Ｔｆｋ３・２σ・φｃｈ・Ｌｈ／｛Ｃｐ・γ・（Ｈ×１０−３）・（Ｖ×６０）｝
ここで、Ｔｋ１は前記加熱帯に進入する前記連続鋼帯の板温度（Ｋ）、Ｔｋ２は該加熱帯から出る該連続鋼帯の板温度（Ｋ）、Ｖは該加熱帯に進入する該連続鋼帯のライン速度（ｍ／分）、Ｈは該加熱帯に進入する該連続鋼帯の板厚（ｍ）、Ｃｐは該加熱帯に進入する該連続鋼帯の比熱（ｋcal／ｋｇ℃）、γは該加熱帯に進入する該連続鋼帯の密度（ｋｇ／ｍ３）、φｃｈは放射伝熱における総括形態係数、Ｌｈは前記加熱帯の有効長さ（ｍ）、σはステファン−ボルツマン係数（ｋcal／ｍ２ｈＫ４）である。
【０００８】
本発明に係る鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記フィードフォワード制御の開始時刻と該フィードフォワード制御の終了時刻は、前記温度関係式に前記先行鋼帯の熱処理条件を代入して求めた先行鋼帯用の設定表面温度と前記温度関係式に前記後行鋼帯の熱処理条件を代入して求めた後行鋼帯用の設定表面温度との温度大小関係及び熱処理時の前記先行鋼帯のライン速度と前記後行鋼帯のライン速度との速度大小関係の組み合わせから求まる設定変更パターン毎に設定することが好ましい。
【０００９】
本発明に係る鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記設定変更パターン毎に、前記先行鋼帯のライン速度を前記後行鋼帯のライン速度に設定変更する期間、前記加熱帯から出る該先行鋼帯の板温度を該後行鋼帯が該加熱帯から出る際の板温度に設定変更する期間、及び前記ラジアントチューブに設けられた前記バーナの燃料ガス流量を調整する期間のいずれか１又は２以上をそれぞれ決定することが好ましい。
【００１０】
本発明に係る鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記後行鋼帯のライン速度が前記先行鋼帯のライン速度を超え、かつ前記後行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度が前記先行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度を超える場合、前記フィードフォワード制御の期間は、該先行鋼帯と該後行鋼帯の溶接部が前記加熱帯に到達する時刻より該先行鋼帯の前記設定表面温度が該後行鋼帯の前記設定表面温度に切り替わるのに要する板温整定時間だけ早い時刻から開始し、該溶接部が該加熱帯を出て該先行鋼帯のライン速度が該後行鋼帯のライン速度に到達する時刻に停止することが好ましい。
ここで、前記先行鋼帯のライン速度の前記後行鋼帯のライン速度への設定変更は、前記溶接部が前記加熱帯を出る時刻に開始し、前記先行鋼帯の板温度を設定変更する期間は、前記溶接部が前記加熱帯に到達する時刻より前記板温整定時間だけ早い時点から開始して該溶接部が該加熱帯に到達する時刻に終了し、前記燃料ガス流量の調整は、該溶接部が該加熱帯に進入する時刻から該溶接部が該加熱帯を出て該先行鋼帯のライン速度から該後行鋼帯のライン速度に到達するまでの期間に渡って該溶接部が該加熱帯に進入した際の燃料ガス流量値に保持することが好ましい。
【００１１】
本発明に係る鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記後行鋼帯のライン速度が前記先行鋼帯のライン速度と同一で、かつ前記後行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度が前記先行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度を超える場合、前記フィードフォワード制御の期間は、該先行鋼帯と該後行鋼帯の溶接部が前記加熱帯に到達する時刻より該先行鋼帯の前記設定表面温度が該後行鋼帯の前記設定表面温度に切り替わるのに要する板温整定時間だけ早い時刻から開始し、該溶接部が該加熱帯を出る時刻に停止することが好ましい。
ここで、前記先行鋼帯の板温度を設定変更する期間は、前記溶接部が前記加熱帯に到達する時刻より前記板温整定時間だけ早い時点から開始して該溶接部が該加熱帯に到達する時刻までであって、前記燃料ガス流量の調整は、該溶接部が該加熱帯に進入する時刻から該溶接部が該加熱帯を出る時刻までに渡って該溶接部が該加熱帯に進入した際の燃料ガス流量値に保持することが好ましい。
【００１２】
本発明に係る鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記後行鋼帯のライン速度が前記先行鋼帯のライン速度未満で、かつ前記後行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度が前記先行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度を超える場合、前記フィードフォワード制御の期間は、該先行鋼帯と該後行鋼帯の溶接部が前記加熱帯に到達する時刻より該先行鋼帯の前記設定表面温度が該後行鋼帯の前記設定表面温度に切り替わるのに要する板温整定時間だけ早い時刻から開始し、該溶接部が該加熱帯を出る時刻に停止することが好ましい。
ここで、前記先行鋼帯のライン速度の前記後行鋼帯のライン速度への設定変更は、前記溶接部が前記加熱帯に進入する時刻で変更終了となるように開始し、前記先行鋼帯の板温度の設定変更は、該溶接部が前記加熱帯に進入する時刻より前記板温整定時間だけ早い時点から開始して該溶接部が該加熱帯に到達する時刻に終了し、前記燃料ガス流量の調整は、該溶接部が該加熱帯に進入する時刻から該溶接部が該加熱帯を出る時刻までに渡って該溶接部が該加熱帯に進入した際の燃料ガス流量値に保持することが好ましい。
【００１３】
本発明に係る鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記後行鋼帯のライン速度が前記先行鋼帯のライン速度を超え、かつ前記後行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度が前記先行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度以下の場合、前記フィードフォワード制御の期間は、前記先行鋼帯と前記後行鋼帯の溶接部が前記加熱帯に進入する時刻から開始し、該溶接部が該加熱帯を出て該先行鋼帯のライン速度が該後行鋼帯のライン速度に到達する時刻に停止することが好ましい。
ここで、前記先行鋼帯のライン速度の前記後行鋼帯のライン速度への設定変更は、前記溶接部が前記加熱帯から出る時刻から開始し、前記燃料ガス流量の調整は、該溶接部が該加熱帯に進入する時刻から該溶接部が該加熱帯を出て該先行鋼帯のライン速度から該後行鋼帯のライン速度に到達するまでの期間に渡って該溶接部が該加熱帯に進入した際の燃料ガス流量値に保持することが好ましい。
【００１４】
本発明に係る鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記後行鋼帯のライン速度が前記先行鋼帯のライン速度と同一で、かつ前記後行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度が前記先行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度以下の場合、前記フィードフォワード制御の期間は、前記先行鋼帯と前記後行鋼帯の溶接部が前記加熱帯に進入する時刻から開始し、該溶接部が該加熱帯を出る時刻に停止することが好ましい。
ここで、前記燃料ガス流量の調整は、前記溶接部が前記加熱帯に進入する時刻から該溶接部が該加熱帯を出るまでの期間、該溶接部が該加熱帯に進入した際の燃料ガス流量値に保持することが好ましい。
【００１５】
本発明に係る鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、前記後行鋼帯のライン速度が前記先行鋼帯のライン速度未満で、かつ前記後行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度が前記先行鋼帯を熱処理する際の前記設定表面温度以下の場合、前記フィードフォワード制御の期間は、前記溶接部が前記加熱帯に進入するときに前記先行鋼帯のライン速度が前記後行鋼帯のライン速度に到達しているように開始し、該溶接部が該加熱帯を出る時刻に停止することが好ましい。
ここで、前記先行鋼帯のライン速度の前記後行鋼帯のライン速度への設定変更は、前記溶接部が前記加熱帯に進入する時刻で変更終了となるように開始し、前記燃料ガス流量の調整は、該先行鋼帯のライン速度の変更を開始してから該溶接部が該加熱帯を出るまでの期間、該先行鋼帯のライン速度の変更を開始した際の燃料ガス流量値に保持することが好ましい。
【００１６】
本発明に係る鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法において、設定変更する前記先行鋼帯の板温度Ｔは、次式を用いて求めることができる。
Ｔ＝（Ｔｋｚ−Ｔｋ）・ＳＤ＋Ｔｋ
ここで、Ｔｋｚは前記温度関係式に前記ラジアントチューブの表面温度Ｔｆｋとして前記後行鋼帯用の前記設定表面温度、板温度Ｔｋ１として前記加熱帯に進入する前記先行鋼帯の板温度、ライン速度Ｖとして該先行鋼帯のライン速度、板厚Ｈとして該先行鋼帯の板厚、比熱Ｃｐとして該先行鋼帯の比熱、密度γとして該先行鋼帯の密度をそれぞれ代入して算出した該加熱帯から出る該先行鋼帯の板温度、Ｔｋは該先行鋼帯の熱処理時に該先行鋼帯が該加熱帯から出る際の板温度、ＳＤは０を超え１以下の係数である。
また、設定変更する前記先行鋼帯の板温度Ｔは、次式を用いて求めることもできる。
Ｔ＝（Ｔｋｚ−Ｔｋ）・ＳＤ＋Ｔｋ
ここで、Ｔｋｚは前記温度関係式に前記ラジアントチューブの表面温度Ｔｆｋとして前記後行鋼帯用の前記設定表面温度、板温度Ｔｋ１として前記加熱帯に進入する前記先行鋼帯の板温度、ライン速度Ｖとして前記後行鋼帯のライン速度、板厚Ｈとして該先行鋼帯の板厚、比熱Ｃｐとして該先行鋼帯の比熱、密度γとして該先行鋼帯の密度をそれぞれ代入して算出した該加熱帯から出る該先行鋼帯の板温度、Ｔｋは該先行鋼帯の熱処理時に該先行鋼帯が該加熱帯から出る際の板温度、ＳＤは０を超え１以下の係数である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１〜１７記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法においては、温度関係式に含まれるパラメータ数が少なく、加熱帯に固有の総括形態係数φｃｈを求めるのみでよいので、試運転調整期間を短くすることができる。また、フィードフォワード制御を実施することで過渡応答特性を改善することができると共に、フィードバック制御時にはＰＩＤ制御を行うのできめ細かい制御を行なうことができる。
【００１８】
特に、請求項２、３記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法においては、鋼帯の板厚及びライン速度を考慮に入れたフィードフォワード制御の設定値演算を行うので、過渡応答の特性を改善することができる。
【００１９】
請求項４〜９記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法においては、事前にラジアントチューブへの蓄熱を増やし設定表面温度を上げるので、後行鋼帯の加熱不足を回避できる。
特に、請求項５、７、９記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法においては、フィードフォワード制御時、燃料ガス流量を一定値に保持することにより、先行鋼帯の板温度を後行鋼帯の板温度に設定変更する際の制御を過熱保護の役割に特化でき、温度制御が簡素化できる。
【００２０】
請求項１０、１１記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法においては、フィードフォワード制御の期間を溶接部が加熱帯に進入する時刻から開始し、溶接部が加熱帯を出て先行鋼帯のライン速度が後行鋼帯のライン速度に到達する時刻までとすることにより、後行鋼帯の加熱不足を回避できる。また、請求項１２、１３記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法においては、フィードフォワード制御の期間を溶接部が加熱帯に進入する時刻から開始し、溶接部が加熱帯を出る時刻までとすることにより、後行鋼帯の加熱不足を回避できる。
請求項１４、１５記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法においては、事前に先行鋼帯のライン速度を低下させるので、先行鋼帯の加熱不足を回避できる。
請求項１６、１７記載の鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法においては、実際に設定変更する先行鋼帯の板温度をＴとすることで、温度関係式から算出した加熱帯から出る先行鋼帯の板温度Ｔｋｚが、先行鋼帯の熱処理時に先行鋼帯が加熱帯から出る際の板温度Ｔｋに比べて高い場合、先行鋼帯の後端側の温度の上がり過ぎを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法を適用する鋼帯連続熱処理炉の温度制御設備の構成図、図２〜図７は同鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法の各設定変更パターンにおける制御方法を示す説明図である。
【００２２】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法を適用する鋼帯連続熱処理炉の温度制御設備１０は、先行鋼帯１１の後端部と後行鋼帯１２の先端部を溶接して形成した連続鋼帯１３を鋼帯連続熱処理炉の加熱帯１５で連続して熱処理を行なう際に、先行鋼帯１１の後端部側を除いた領域の熱処理を行なう際には、予め設定されている先行鋼帯用の熱処理条件で熱処理が行なわれるように加熱帯１５の加熱パターン、加熱帯１５から出る時の板温度、及びライン速度の設定を行ない、先行鋼帯１１の後端部側の熱処理を行なう際には（すなわち、先行鋼帯１１から後行鋼帯１２に切り替わる際には）、先行鋼帯１１が加熱帯１５から出る時の板温度Ｔｋ２（ｋ）とライン速度Ｖ（ｋ）の代りに、後行鋼帯１２が加熱帯１５から出る時の板温度Ｔｋ２（ｋ＋１）とライン速度Ｖ（ｋ＋１）を考慮して、先行鋼帯１１が加熱帯１５から出る時の板温度及びライン速度の変更を行なう熱処理管理制御装置１６を有している。
【００２３】
また、温度制御設備１０は、後端部側を除いた先行鋼帯１１の熱処理を行なう際に加熱帯１５の出口側に設けた温度計１７で測定される加熱帯１５から出る先行鋼帯１１の板温度が熱処理管理制御装置１６で設定された板温度になるようにフィードバック制御による加熱帯１５の熱処理温度の調整を行ない、先行鋼帯１１の後端部側の熱処理を行なう際には熱処理管理制御装置１６で新たに設定された板温度に基づいて加熱帯１５の熱処理温度の調整を行なう温度調節器１８を有している。更に、温度制御設備１０は、熱処理管理制御装置１６から出力された加熱帯１５の加熱パターンの設定信号及び温度調節器１８から出力された温度制御信号に基づいて、加熱帯１５に設けられた複数のラジアントチューブのバーナ１９のＰＩＤ制御による燃焼制御を行なう燃焼制御器２０と、熱処理管理制御装置１６から出力されたライン速度の設定信号に基づいて先行鋼帯１１のライン速度を調整する図示しないライン速度制御器とを有している。
【００２４】
このような構成とすることにより、後端部側を除いた先行鋼帯１１の熱処理を行なう場合、加熱帯１５から出る先行鋼帯１１の板温度が熱処理管理制御装置１６で設定された板温度になるように（すなわち、加熱帯１５に設けたラジアントチューブの表面温度が一定に保たれるように）加熱帯１５の熱処理温度の調整がフィードバック制御で行なわれ、かつライン速度は熱処理管理制御装置１６で設定されたライン速度となるように調整されて定常運転となる。
一方、先行鋼帯１１の後端部側の熱処理を行なう際には、フィードバック制御による加熱帯１５の温度調整は一次中断され、先行鋼帯用に設定された加熱帯１５から出る時の板温度Ｔｋ２（ｋ）とライン速度Ｖ（ｋ）の代りに、後行鋼帯用に設定された加熱帯１５から出る時の板温度Ｔｋ２（ｋ＋１）とライン速度Ｖ（ｋ＋１）を考慮して先行鋼帯１１が加熱帯１５から出る時の板温度とライン速度が新たに設定され（すなわち、ラジアントチューブの表面温度とライン速度の両方又はいずれか一方の設定値変更が行なわれ）、フィードフォワード制御で加熱帯１５の温度調整とライン速度の調整が行なわれる。
【００２５】
続いて、本発明の一実施の形態に係る鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法について説明する。
先行鋼帯１１の後端部と後行鋼帯１２の先端部を溶接して形成した連続鋼帯１３を鋼帯連続熱処理炉の加熱帯１５で連続して熱処理を行なうに際し、後端部側を除いた先行鋼帯１１の熱処理を行なう場合、生産管理制御装置２１から先行鋼帯１１の情報が熱処理管理制御装置１６に入力され、熱処理管理制御装置１６において加熱帯１５の加熱パターン、加熱帯１５から出る時の板温度Ｔｋ２（ｋ）、及びライン速度Ｖ（ｋ）の設定が行なわれ、加熱パターンの設定信号は燃焼制御器２０に入力され、加熱帯１５から出る時の板温度Ｔｋ２（ｋ）は温度調節器１８に入力される。また、ライン速度Ｖ（ｋ）の設定信号はライン速度制御器に入力され、先行鋼帯１１はライン速度Ｖ（ｋ）で加熱帯１５内を通過する。一方、加熱帯１５から出る先行鋼帯１１の板温度は、加熱帯１５の出口側に設けた温度計１７で測定されて温度調節器１８に入力され、温度調節器１８からは加熱帯１５から出る先行鋼帯１１の板温度が熱処理管理制御装置１６で設定された板温度Ｔｋ２（ｋ）になるようにフィードバック制御によって加熱帯１５の熱処理温度を調整する温度制御信号が燃焼制御器２０に向けて出力される。
【００２６】
これによって、各ラジアントチューブのバーナ１９の燃焼を熱処理管理制御装置１６から入力された加熱パターンの設定信号に基づいて行なう際に、燃焼制御器２０では温度制御信号に基づいて各バーナ１９に供給する燃料ガス流量と空気流量の設定値がＰＩＤ制御で求められる。このため、各バーナ１９では、燃焼制御器２０で求めた燃料ガス流量と空気流量に対応した燃料ガスと空気がそれぞれ燃料ガス源２２及び空気源２３から供給されて燃焼が行なわれるため、ラジアントチューブの表面温度は一定に保持される。
【００２７】
連続鋼帯１３を鋼帯連続熱処理炉で熱処理する場合、先行鋼帯１１の後端部側の熱処理を行なう際には、先行鋼帯用に設定された加熱帯１５から出る時の板温度Ｔｋ２（ｋ）とライン速度Ｖ（ｋ）の代りに、後行鋼帯用に設定された加熱帯１５から出る時の板温度Ｔｋ２（ｋ＋１）とライン速度Ｖ（ｋ＋１）を考慮して、先行鋼帯１１の後端部側を熱処理するときに先行鋼帯１１が加熱帯１５から出る時の板温度とライン速度を新たに求め、求めた板温度とライン速度にフィードフォワード制御する。
【００２８】
また、フィードフォワード制御時のラジアントチューブの設定表面温度は、（１）式で示す温度関係式で求まるラジアントチューブの表面温度Ｔｆｋより１０Ｋ低い温度から３０Ｋ高い温度の範囲の値に設定する。
tan−１（Ｔｋ２／Ｔｆｋ）＋tanh−１（Ｔｋ２／Ｔｆｋ）−tan−１（Ｔｋ１／Ｔｆｋ）−tanh−１（Ｔｋ１／Ｔｆｋ）＝２Ｔｆｋ３・２σ・φｃｈ・Ｌｈ／｛Ｃｐ・γ・（Ｈ×１０−３）・（Ｖ×６０）｝
・・・・・（１）
ここで、Ｔｋ１は加熱帯１５に進入する連続鋼帯１３の板温度（Ｋ）、Ｔｋ２は加熱帯１５から出る連続鋼帯１３の板温度（Ｋ）、Ｖは加熱帯１５に進入する連続鋼帯１３のライン速度（ｍ／分）、Ｈは加熱帯１５に進入する連続鋼帯１３の板厚（ｍ）、Ｃｐは加熱帯１５に進入する連続鋼帯１３の比熱（ｋcal／ｋｇ℃）、γは加熱帯１５に進入する連続鋼帯１３の密度（ｋｇ／ｍ３）、φｃｈは放射伝熱における総括形態係数、Ｌｈは前記加熱帯の有効長さ（ｍ）、σはステファン−ボルツマン係数（ｋcal／ｍ２ｈＫ４）である。
なお、φｃｈは加熱帯１５で連続鋼帯１３が実際に加熱される際の状況を学習させることにより決定した最適値を使用する。また、（１）式は連続鋼帯１３が加熱帯１５内を移動する際にラジアントチューブからの放射伝熱で加熱されて板温度が上昇する場合を記述する非定常熱伝導方程式の解である。
【００２９】
そして、フィードフォワード制御の開始時刻とフィードフォワード制御の終了時刻は、温度関係式に先行鋼帯１１の熱処理条件を代入して求めた先行鋼帯用の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ）と温度関係式に後行鋼帯１２の熱処理条件を代入して求めた後行鋼帯用の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）との温度大小関係及び先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）と後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）との速度大小関係の組み合わせから求まる設定変更パターン毎に設定する。更に、設定変更パターン毎に、先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）を後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）に設定変更する期間、加熱帯１５から出る先行鋼帯１１の板温度Ｔｋ２（ｋ）を後行鋼帯１２の板温度Ｔｋ２（ｋ＋１）に設定変更する期間、及びラジアントチューブに設けられたバーナ１９の燃料ガス流量を調整する期間のいずれか１又は２以上をそれぞれ決定する。以下、設定変更パターン毎にフィードフォワード制御を詳細に説明する。
【００３０】
後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）が先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）を超え、かつ後行鋼帯１２を熱処理する際の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）が先行鋼帯１１を熱処理する際の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ）を超える場合（設定変更パターン１）、図２に示すように、フィードフォワード制御の期間は、先行鋼帯１１と後行鋼帯１２の溶接部２４が加熱帯１５に到達する時刻より先行鋼帯１１の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ）が後行鋼帯１２の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）に切り替わるのに要する板温整定時間ｔｚだけ早い時刻から開始し、溶接部２４が加熱帯１５を出て先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）が後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）に到達する時刻に停止する。なお、加熱帯１５から出る先行鋼帯１１の板温度Ｔｋ２（ｋ）をＴｋ２（ｋ＋１）にするのに要する時間（ＰＩ制御の応答時間）を予め求めておき、この応答時間を板温整定時間ｔｚとする。
【００３１】
図２において３Ａで示す先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）を後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）に設定変更する操作は、溶接部２４が加熱帯１５を出る時刻に開始する。なお、ライン速度がＶ（ｋ）からＶ（ｋ＋１）に増速するには設備能力から定まる加速時間ｔａｃｃを要する。
【００３２】
また、１Ａで示すように、先行鋼帯１１の板温度Ｔｋ２（ｋ）を板温度Ｔに設定変更する期間は、溶接部２４が加熱帯１５に到達する時刻より板温整定時間ｔｚだけ早い時点から開始して溶接部２４が加熱帯１５に到達する時刻に終了する。そして、実際に設定変更する先行鋼帯１１の板温度Ｔは、（２）式を用いて求める。
Ｔ＝（Ｔｋｚ−Ｔｋ）・ＳＤ＋Ｔｋ  ・・・・・（２）
ここで、Ｔｋｚは（１）式の温度関係式にラジアントチューブの表面温度Ｔｆｋとして後行鋼帯１２用の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）、板温度Ｔｋ１として加熱帯１５に進入する先行鋼帯１１の板温度Ｔｋ１（ｋ）、ライン速度Ｖとして先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）、板厚Ｈとして先行鋼帯１１の板厚Ｈ（ｋ）、比熱Ｃｐとして先行鋼帯の比熱Ｃｐ（ｋ）、密度γとして先行鋼帯１１の密度γ（ｋ）をそれぞれ代入して算出した加熱帯１５から出る先行鋼帯１１の板温度、Ｔｋは先行鋼帯１１の熱処理時に先行鋼帯１１が加熱帯１５から出る際の板温度Ｔｋ２（ｋ）、ＳＤは０を超え１以下の係数である。
【００３３】
先行鋼帯１１の板温度Ｔを（２）式で求めることにより、Ｔｋｚが高い場合、先行鋼帯１１の板温度が高くなり過ぎるのを防止できる。例えば、ＳＤ＝０．５とすると、板温の変化分を溶接部２４を境に按分することができる。なお、ＳＤの値は、板温度変化量Ｔｋｚ−Ｔｋの大きさに応じて変化することができる。ただし、｜Ｔｋｚ−Ｔｋ｜が０又は０近傍の値の場合は、ＳＤ＝１とする。
【００３４】
更に、２Ａで示すように、燃料ガス流量の調整は、溶接部２４が加熱帯１５に進入する時刻から溶接部２４が加熱帯１５を出て先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）から後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）に到達するまでの期間ｔｈに渡って、溶接部２４が加熱帯１５に進入した際の燃料ガス流量値に保持する。ここで、ｔｈ＝６０Ｌｈ／Ｖ（ｋ）＋ｔａｃｃである。これによって、連続鋼帯１３の後行鋼帯１２で先端側を除いた領域が加熱帯１５をＶ（ｋ＋１）のライン速度で通過して加熱帯１５から出た時の板温度を設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）で加熱した際の板温度Ｔｋ２（ｋ＋１）に近づけることができる。その結果、加熱帯１５から出る後行鋼帯１２の板温度が熱処理管理制御装置１６で設定される板温度Ｔｋ２（ｋ＋１）になるように容易にフィードバック制御で加熱帯１５の温度調整を行なうことができる。
【００３５】
後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）が先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）と同一で、かつ後行鋼帯１２を熱処理する際の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）が先行鋼帯１１を熱処理する際の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ）を超える場合（設定変更パターン２）、図３に示すように、フィードフォワード制御の期間は、先行鋼帯１１と後行鋼帯１２の溶接部２４が加熱帯１５に到達する時刻より先行鋼帯１１の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ）が後行鋼帯１２の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）に切り替わるのに要する板温整定時間ｔｚだけ早い時刻から開始し、溶接部２４が加熱帯１５を出る時刻に停止する。
【００３６】
１Ａで示すように、先行鋼帯１１の板温度Ｔｋ２（ｋ）を板温度Ｔに設定変更する期間は、溶接部２４が加熱帯１５に到達する時刻より板温整定時間ｔｚだけ早い時点から開始して溶接部２４が加熱帯１５に到達する時刻に終了する。
【００３７】
更に、２Ｂで示すように、燃料ガス流量の調整は、溶接部２４が加熱帯１５に進入する時刻から溶接部２４が加熱帯１５を出る時刻までの期間ｔｈに渡って、溶接部２４が加熱帯１５に進入した際の燃料ガス流量値に保持する。ここで、ｔｈ＝６０Ｌｈ／Ｖ（ｋ＋１）である。これによって、連続鋼帯１３の後行鋼帯１２で先端側を除いた領域が加熱帯１５をＶ（ｋ＋１）のライン速度で通過して加熱帯１５から出た時の板温度を設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）で加熱した際の板温度Ｔｋ２（ｋ＋１）に近づけることができる。その結果、加熱帯１５から出る後行鋼帯１２の板温度が熱処理管理制御装置１６で設定される板温度Ｔｋ２（ｋ＋１）になるように容易にフィードバック制御で加熱帯１５の温度調整を行なうことができる。
【００３８】
後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）が先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）未満で、かつ後行鋼帯１２を熱処理する際の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）が先行鋼帯１１を熱処理する際の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ）を超える場合（設定変更パターン３）、図４に示すように、フィードフォワード制御の期間は、先行鋼帯１１と後行鋼帯１２の溶接部２４が加熱帯１５に到達する時刻より先行鋼帯１１の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ）が後行鋼帯１２の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）に切り替わるのに要する板温整定時間ｔｚだけ早い時刻から開始し、溶接部２４が加熱帯１５を出る時刻に停止する。
【００３９】
図４において３Ｂで示す先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）を後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）に設定変更する操作は、溶接部２４が加熱帯１５に進入する時刻より減速時間ｔｄｅｃだけ早く減速を開始し、溶接部２４が加熱帯１５の入口に到達する時刻にライン速度の変更が終了となるようにする。なお、ライン速度がＶ（ｋ）からＶ（ｋ＋１）に減速するのに要する減速時間ｔｄｅｃは設備能力から定まる。
【００４０】
また、１Ｂで示すように、先行鋼帯１１の板温度Ｔｋ２（ｋ）を板温度Ｔに設定変更する期間は、溶接部２４が加熱帯１５に到達する時刻より板温整定時間ｔｚだけ早い時点から開始して溶接部２４が加熱帯１５に到達する時刻に終了する。そして、実際に設定変更する先行鋼帯１１の板温度Ｔは、（３）式を用いて求める。
Ｔ＝（Ｔｋｚ−Ｔｋ）・ＳＤ＋Ｔｋ  ・・・・・（３）
ここで、Ｔｋｚは（１）式の温度関係式にラジアントチューブの表面温度Ｔｆｋを後行鋼帯１２を熱処理する際の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）、板温度Ｔｋ１として加熱帯１５に進入する先行鋼帯１１の板温度Ｔｋ１（ｋ）、ライン速度Ｖとして後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）、板厚Ｈとして先行鋼帯１１の板厚Ｈ（ｋ）、比熱Ｃｐとして先行鋼帯１１の比熱Ｃｐ（ｋ）、密度γとして先行鋼帯１１の密度γ（ｋ）をそれぞれ代入して算出した加熱帯１５から出る先行鋼帯１１の板温度、Ｔｋは先行鋼帯１１の熱処理時に先行鋼帯１１が加熱帯１５から出る際の板温度、ＳＤは０を超え１以下の係数である。
【００４１】
これによって、後行鋼帯１２の板厚Ｈ（ｋ＋１）が先行鋼帯１１の板厚Ｈ（ｋ）より厚くなる場合でも、溶接部２４が加熱帯１５の出口側に来たときに板温度の大幅な低下を防止することができる。そして、先行鋼帯１１の板温度Ｔを（３）式で求めることにより、Ｔｋｚが高い場合、先行鋼帯１１の板温度が高くなり過ぎるのを防止できる。例えば、ＳＤ＝０．５とすると、板温の変化分を溶接部２４を境に按分することができる。なお、ＳＤの値は、板温度変化量Ｔｋｚ−Ｔｋの大きさに応じて変化することができる。ただし、｜Ｔｋｚ−Ｔｋ｜が０又は０近傍の値の場合は、ＳＤ＝１とする。
【００４２】
更に、２Ｂで示すように、燃料ガス流量の調整は、溶接部２４が加熱帯１５に進入する時刻から溶接部２４が加熱帯１５を出る時刻までの期間ｔｈに渡って、溶接部２４が加熱帯１５に進入した際の燃料ガス流量値に保持する。ここで、ｔｈ＝６０Ｌｈ／Ｖ（ｋ＋１）である。これによって、連続鋼帯１３の後行鋼帯１２で先端側を除いた領域が加熱帯１５をＶ（ｋ＋１）のライン速度で通過して加熱帯１５から出た時の板温度を設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）で加熱した際の板温度Ｔｋ２（ｋ＋１）に近づけることができる。その結果、加熱帯１５から出る後行鋼帯１２の板温度が熱処理管理制御装置１６で設定される板温度Ｔｋ２（ｋ＋１）になるように容易にフィードバック制御で加熱帯１５の温度調整を行なうことができる。
【００４３】
後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）が先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）を超え、かつ後行鋼帯１２を熱処理する際の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）が先行鋼帯１１を熱処理する際の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ）以下の場合（設定変更パターン４）、図５に示すように、フィードフォワード制御の期間は、先行鋼帯１１と後行鋼帯１２の溶接部２４が加熱帯１５に進入する時刻から開始し、溶接部２４が加熱帯１５を出て先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）が後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）に到達する時刻に停止する。
【００４４】
図５において３Ａで示す先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）を後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）に設定変更する操作は、溶接部２４が加熱帯１５を出る時刻に開始する。なお、ライン速度がＶ（ｋ）からＶ（ｋ＋１）に増速するには設備能力から定まる加速時間ｔａｃｃを要する。
【００４５】
更に、２Ａで示すように、燃料ガス流量の調整は、溶接部２４が加熱帯１５に進入する時刻から溶接部２４が加熱帯１５を出て先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）から後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）に到達するまでの期間ｔｈに渡って、溶接部２４が加熱帯１５に進入した際の燃料ガス流量値に保持する。ここで、ｔｈ＝ｔａｃｃ＋６０Ｌｈ／Ｖ（ｋ）である。これによって、連続鋼帯１３の後行鋼帯１２で先端側を除いた領域が加熱帯１５をＶ（ｋ＋１）のライン速度で通過して加熱帯１５から出た時の板温度を設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）で加熱した際の板温度Ｔｋ２（ｋ＋１）に近づけることができる。その結果、加熱帯１５から出る後行鋼帯１２の板温度が熱処理管理制御装置１６で設定される板温度Ｔｋ２（ｋ＋１）になるように容易にフィードバック制御で加熱帯１５の温度調整を行なうことができる。
【００４６】
後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）が先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）と同一で、かつ後行鋼帯１２を熱処理する際の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）が先行鋼帯１１を熱処理する際の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ）以下の場合（設定変更パターン５）、図６に示すように、フィードフォワード制御の期間は、先行鋼帯１１と後行鋼帯１２の溶接部２４が加熱帯１５に進入（到達）する時刻より開始し、溶接部２４が加熱帯１５を出る時刻に停止する。
【００４７】
更に、２Ｂで示すように、燃料ガス流量の調整は、溶接部２４が加熱帯１５に進入する時刻から溶接部２４が加熱帯１５を出る時刻までの期間ｔｈに渡って、溶接部２４が加熱帯１５に進入した際の燃料ガス流量値に保持する。ここで、ｔｈ＝６０Ｌｈ／Ｖ（ｋ＋１）である。これによって、連続鋼帯１３の後行鋼帯１２で先端側を除いた領域が加熱帯１５をＶ（ｋ＋１）のライン速度で通過して加熱帯１５から出た時の板温度を設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）で加熱した際の板温度Ｔｋ２（ｋ＋１）に近づけることができる。その結果、加熱帯１５から出る後行鋼帯１２の板温度が熱処理管理制御装置１６で設定される板温度Ｔｋ２（ｋ＋１）になるように容易にフィードバック制御で加熱帯１５の温度調整を行なうことができる。
【００４８】
後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）が先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）未満で、かつ後行鋼帯１２を熱処理する際の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）が先行鋼帯１１を熱処理する際の設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ）以下の場合（設定変更パターン６）、図７に示すように、フィードフォワード制御の期間は、先行鋼帯１１と後行鋼帯１２の溶接部２４が加熱帯１５に進入する時刻に先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）が後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）に到達しているように開始し、溶接部２４が加熱帯１５を出る時刻に停止する。
【００４９】
図７において、３Ｂで示す先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）を後行鋼帯１２のライン速度Ｖ（ｋ＋１）に設定変更する操作は、溶接部２４が加熱帯１５に進入する時刻より減速時間ｔｄｅｃだけ早く減速を開始し、溶接部２４が加熱帯１５の入口に到達する時刻にライン速度の変更が終了となるようにする。なお、ライン速度がＶ（ｋ）からＶ（ｋ＋１）に減速するのに要する減速時間ｔｄｅｃは設備能力から定まる。
【００５０】
更に、２Ｃで示すように、燃料ガス流量の調整は、先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）の変更を開始してから溶接部２４が加熱帯１５を出る時刻までの期間ｔｈに渡って、先行鋼帯１１のライン速度Ｖ（ｋ）の変更を開始した際の燃料ガス流量値に保持する。ここで、ｔｈ＝ｔｄｅｃ＋６０Ｌｈ／Ｖ（ｋ＋１）である。これによって、連続鋼帯１３の後行鋼帯１２で先端側を除いた領域が加熱帯１５をＶ（ｋ＋１）のライン速度で通過して加熱帯１５から出た時の板温度を設定表面温度Ｔｆｋ（ｋ＋１）で加熱した際の板温度Ｔｋ２（ｋ＋１）に近づけることができる。その結果、加熱帯１５から出る後行鋼帯１２の板温度が熱処理管理制御装置１６で設定される板温度Ｔｋ２（ｋ＋１）になるように容易にフィードバック制御で加熱帯１５の温度調整を行なうことができる。
【００５１】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法を適用する鋼帯連続熱処理炉の温度制御設備の構成図である。
【図２】同鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法の設定変更パターン１における制御方法を示す説明図である。
【図３】同鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法の設定変更パターン２における制御方法を示す説明図である。
【図４】同鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法の設定変更パターン３における制御方法を示す説明図である。
【図５】同鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法の設定変更パターン４における制御方法を示す説明図である。
【図６】同鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法の設定変更パターン５における制御方法を示す説明図である。
【図７】同鋼帯連続熱処理炉の温度制御方法の設定変更パターン６における制御方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０：温度制御設備、１１：先行鋼帯、１２：後行鋼帯、１３：連続鋼帯、１５：加熱帯、１６：熱処理管理制御装置、１７：温度計、１８：温度調節器、１９：バーナ、２０：燃焼制御器、２１：生産管理制御装置、２２：燃料ガス源、２３：空気源、２４：溶接部
【図１】
2008303407.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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