(57)【要約】【課題】冷却帯の操作盤の表示パネルに実際の冷却速度や冷却温度履歴を鋼の連続冷却変態図上に示して表示して鋼板コイルの品質管理に反映させることができる、鋼板の連続熱処理炉の冷却帯における冷却温度パターンの表示方法を提供する【解決手段】走行する鋼板を連続熱処理する連続熱処理炉の冷却帯における冷却温度パターンの表示方法において、鋼板サイズ、通板速度、冷却帯入側板温、冷却ブロワの回転数の実績値から、冷却温度履歴及び冷却速度実績値を求め、求めた冷却温度履歴と冷却速度を鋼の連続冷却変態図上に表示する。【選択図】図１
2008240013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する鋼板を連続熱処理する連続熱処理炉の冷却帯における冷却温度パターンの表示方法において、
鋼板サイズ、通板速度、冷却帯入側板温、冷却ブロワの回転数の実績値から、冷却温度履歴｛Ｔ（ｔ）｝及び冷却速度実績値｛Ｒｃ（ｔ）｝を次の（１）式、（２）式及び（３）式から求め、求めた冷却温度履歴と冷却速度実績値を鋼の連続冷却変態図上に表示することを特徴とする冷却パターンの表示方法。
Ｔ（ｔ）＝｛Ｋ・α・（Ｔｇ−Ｔｏ／２）・ｔ＋ｈ・Ｃ・Ｔｏ｝／（Ｋ・α・ｔ／２＋ｈ・Ｃ）                                              ・・・（１）  
Ｒｃ（ｔ）＝Ｋ・α・（Ｔｇ−Ｔｏ／２）・（Ｋ・α・ｔ／２＋ｈ・Ｃ）−１
−（Ｋ・α／２）・｛Ｋ・α（Ｔｇ−Ｔｏ／２）・ｔ＋ｈ・Ｃ・Ｔｏ｝・｛（Ｋ・α・ｔ／２）＋ｈ・Ｃ｝−２                        ・・・（２）
α∝lｎ｛（Ｔｏ−Ｔｇ）／（Ｔｓ−Ｔｇ）｝        ・・・（３）
ただし、
Ｋ：２／（７．８５ｇ／ｃｍ３×３６００ｓｅｃ／ｈｒ）＝７．１×１０−５    
ｈ：板厚（ｍｍ）
Ｃ：鋼板比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ・℃）
Ｔｏ：入側板温（℃）
Ｔ（ｔ）：板温（℃）
Ｒｃ（ｔ）：冷却速度（℃／ｓｅｃ）
ｔ：時間（ｓｅｃ）
α：熱伝達係数（ｋｃａｌ／ｍ２・ｈｒ・℃）
Ｔｇ：冷却ガス温度（℃）
Ｔｓ：出側板温
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板を熱処理する連続焼鈍炉の冷却帯における冷却温度履歴、冷却速度を表示する冷却パターンの表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行する鋼板を加熱、冷却して連続的に焼鈍するのに連続焼鈍炉が利用されている（特許文献１）。
【０００３】
図４（ａ）は連続焼鈍炉の概略図、（ｂ）は溶融亜鉛メッキ設備の連続焼鈍炉の概略図である。図４（ａ）において、デフレクターロール１から鋼板２は炉内に導入され、炉内の上部及び下部の搬送ロール３により、加熱帯４、均熱帯５、徐冷帯６、１次冷却帯７、過時効帯８、２次冷却帯９、３次冷却帯１０を順次搬送されて炉外のクエンチ装置１１を経て次工程へ搬送される。
【０００４】
また、図４（ｂ）に示す溶融亜鉛メッキ設備は、炉内に導入された鋼板２は、加熱帯４、均熱帯５、徐冷帯６、急冷帯１２、冷却調整帯１３，１４へ順次搬送され、スナウト１５を経てメッキポット１６で溶融亜鉛メッキされる。
【０００５】
冷却帯では、鋼板をオーステナイト状態から所定の冷却速度で冷却してフェライトベイナイトあるいはマルテンサイトに組織変態させて所定の加工性、靭性などを付与している。
【０００６】
図５は冷却帯の概略図である。徐冷帯、急冷帯の冷却帯７においては、走行する鋼板２を挟んで冷却用気体を鋼板２に吹き付ける複数の冷却用ウインドボックス１７が縦方向に間隔をおいて配置され、各冷却用ウインドボックス１７には冷却ブロワ１８により冷却用気体が供給される。冷却帯では、鋼板の出側温度が所定の温度となるように冷却ブロワにより冷却用ウインドボックスから冷却用気体を鋼板の両側に吹き付けて冷却を制御している。入側板温は板温検出器１９、出側板温は板温検出器２０により測定される。
【０００７】
操作室のＤＣＳやプロセスコンピュータには、入側の板温及び出側の板温と、入側及び出側の板温、冷却帯長および通板速度から｛（出側板温一入側板温）／（冷却帯長／通板速度）｝により求めた平均冷却速度とが表示される。
【特許文献１】特開２００５−２２６１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、冷却帯での冷却は、プロセスコンピュータもしくはＤＣＳでの出側板温制御においては、出側板温を所定の温度にすることを第一優先して冷却ブロワの風量が制御され、オペレーターは操作画面に表示される実績出側板温を監視する。
【０００９】
鋼板の冶金組織や機械的特性などは、冷却帯における冷却温度履歴や冷却速度に影響される。冷却速度や冷却温度履歴は、通板速度、入側および出側板温、冷却長さに影響される。最大通板速度が鋼種、鋼板サイズにより処理量や伝熱条件から異なり、また、冷却長さが通板速度、温度条件、鋼板サイズによって、何段の冷却ブロワで出側板温を達成するかにより変わる。そのため、通板条件、操業条件により冷却温度履歴や冷却速度は変化する。
【００１０】
従来の操作画面には、冷却帯における冷却速度に関する情報は、（出側板温一入側板温）／（冷却帯長／通板速度）から求めた平均の冷却速度を表示する程度である。
【００１１】
しかしながら、出側と入側の板温を用いて求めた平均の冷却速度だけでは、鋼板の実態の冷却速度履歴は不明であり、通板速度、温度条件、冷却長さ、入側板温、出側板温の変化による、実際の冷却温度履歴や冷却速度の違いによる鋼板の冶金組織や機械的特性への影響を正確に把握することができなかった。
【００１２】
そこで、本発明は、冷却帯の操作盤の表示パネルに冷却帯の走行途中における冷却速度及び冷却温度履歴演算して鋼の連続冷却変態図上に表示して鋼板コイルの品質管理に反映させることができる、鋼板の連続熱処理炉の冷却帯における冷却パターンの表示方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、走行する鋼板を連続熱処理する連続熱処理炉の冷却帯における冷却パターンの表示方法において、鋼板サイズ、通板速度、冷却帯入側板温、冷却ブロワの回転数の実績値から、冷却温度履歴及び冷却速度実績値を求め、求めた冷却温度履歴と冷却速度実績値を鋼の連続冷却変態図上に示して表示盤に表示する。
【００１４】
本発明において、冷却温度｛Ｔ（ｔ）｝及び冷却速度｛Ｒｃ（ｔ）｝を次の（１）式、（２）式及び（３）式により求めて、連続冷却変態図上に表示する。
【００１５】
Ｔ（ｔ）＝｛Ｋ・α・（Ｔｇ−Ｔｏ／２）・ｔ＋ｈ・Ｃ・Ｔｏ｝／（Ｋ・α・ｔ／２＋ｈ・Ｃ）                                                ・・・（１）  
Ｒｃ（ｔ）＝Ｋ・α・（Ｔｇ−Ｔｏ／２）・（Ｋ・α・ｔ／２＋ｈ・Ｃ）−１
−（Ｋ・α／２）・｛Ｋ・α（Ｔｇ−Ｔｏ／２）・ｔ＋ｈ・Ｃ・Ｔｏ｝・｛（Ｋ・α・ｔ／２）＋ｈ・Ｃ｝−２                          ・・・（２）
α∝lｎ｛（Ｔｏ−Ｔｇ）／（Ｔｓ−Ｔｇ）｝        ・・・（３）
ただし、
Ｋ：２／（７．８５ｇ／ｃｍ３×３６００ｓｅｃ／ｈｒ）＝７．１×１０−５  
ｈ：板厚（ｍｍ）
ｗ：板幅（ｍｍ）
ｖ：ライン速度（ｍ／ｓｅｃ）
Ｃ：鋼板比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ・℃）
Ｔｏ：入側板温（℃）
Ｔ（ｔ）：板温（℃）
Ｒｃ（ｔ）：冷却速度（℃／ｓｅｃ）
ｔ：時間（ｓｅｃ）
α：熱伝達係数（ｋｃａｌ／ｍ２・ｈｒ・℃）
Ｔｇ：冷却ガス温度（℃）
Ｔｓ：出側板温
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、冷却温度履歴や冷却速度を演算し、表示することにより、鋼板の冷却温度履歴や冷却速度が冶金組織や機械的特性に及ぼす影響を知ることができるので、鋼板の品質管理の一助となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
各冷却装置には強制対流熱伝達の理論式や、実験式から、ブロワの回転数と熱伝達係数の近似関数が作成できる。これは、
α＝Ａ・Ｎｍ
のごとく、熱伝達係数がブロワの回転数の指数関数に近似できる。ここで、
α：熱伝達係数
Ａ：定数（冷却装置による）
Ｎ：ブロワの回転数
ｍ：定数（冷却装置による）
各ブロワの回転数実績Ｎから、各冷却装置の熱伝達係数αが計算でき、冷却帯を走行途中の鋼帯について（１）式、（２）式より、逐次、冷却温度履歴Ｔ（ｔ）、冷却速度Ｒｃ（ｔ）が計算できる。
【００１８】
ここで、冷却装置の熱伝達係数αの近似式や、（１）式の算術平均温度差や、板温実測誤差などの、誤差要因から、上記のように計算した出側板温とオンラインで測定する実績の出側板温とは完全には一致しない。そこで、熱伝達係数αを次の（３）式により補正する。
α∝lｎ｛（Ｔｏ−Ｔｇ）／（Ｔｓ−Ｔｇ）｝  ・・・（３）
ここで、
Ｔｏ：入側板温
Ｔｇ：吹き付けガス温
Ｔｓ：出側板温
例えば、図２に示すように各ブロワを均一回転させ、入側板温６７７℃、出側板温４００℃の際に、演算により求められた出側板温が３８８℃になったとする。この板温３８８℃を実績の４００℃に補正するため、演算に使用したα１∝lｎ｛（６７７−５０）／（３８８−５０）｝＝０．６１７と実績のα２∝lｎ｛（６７７−５０）／（４００−５０）｝＝０．５８３との比０．５８３／０．６１７９＝０．９４３を求め、この０．９４３を各ブロワの演算に使用したαに乗算して補正する。
【００１９】
また、図３に示すように、前段のブロワを優先運転させ、入側板温６７７℃、出側板温４００℃の際に、演算により求められた板温が走行途中で４２２℃、出側板温が４０８℃になったとする。この出側板温４０８℃を実績の４００℃に補正するため、演算に使用したα１∝lｎ｛（６７７−５０）／（４２２−５０）｝＝０．５２２、及びα２∝lｎ｛（４２２−５０）／（４０８−５０）｝＝０．０３８から、（α１＋α２）∝０．５６０を求め、実績のα∝lｎ｛（６７７−５０）／（４００−５０）｝＝０．５８３との比０．５８３／０．５６０＝１．０４を求め、この１．０４を各ブロワの演算に使用したαに乗算して補正する。
【００２０】
以上のように、αを補正することにより、演算出側板温が実績板温に合致した冷却温度履歴、冷却速度を計算することができる。
【００２１】
ある冷却帯の例に、表１の通板操業条件での計算結果の表示が図１である。表１は実際の操業における鋼種毎の入側板温、出側板温、板厚、通板速度、冷却装置の運転モードの一例を示す表である。
【表１】
2008240013.tif 000003
【００２２】
表１に示す条件で冷却した際の鋼種毎の板温Ｔ（ｔ）と冷却速度Ｒｃ（ｔ）を、縦軸が温度（℃）、横軸が時間（ｔ）の連続冷却変態図上に表示すると、図１のよう曲線になる。
【００２３】
連続冷却変態図にはオーステナイト状態から連続冷却していく過程で起こる変態の状況が示されているので、この連続冷却変態図に冷却速度及び冷却温度履歴を表示することにより、鋼板の走行途中での残留オーステナイト、フェライト、ベイナイトの変態の状態を知ることが可能となる。製品コイルの情報をプロセスコンピュータに記憶させておき、冷却速度及び冷却温度履歴と製品コイルの情報とを照らし合わせて検討することにより、鋼板の走行途中の冷却速度及び冷却温度履歴が組織や機械的特性に及ぼす影響を検討して、鋼板の品質管理の一助とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】連続冷却変態図に冷却温度履歴Ｔ（ｔ）、冷却速度Ｒｃ（ｔ）を示した図である。
【図２】熱伝達係数αの補正の説明図である。
【図３】熱伝達係数αの補正の説明図である。
【図４】（ａ）は連続焼鈍炉の概略図、（ｂ）は溶融亜鉛メッキ設備の連続焼鈍炉の概略図である。
【図５】冷却帯の概略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１：デフレクターロール
２：鋼板
３：搬送ロール
４：加熱帯
５：均熱帯
６：徐冷帯
７：１次冷却帯
８：過時効帯
９：２次冷却帯
１０：３次冷却帯
１１：クエンチ装置
１２：急冷帯
１３，１４：冷却調整帯
１５：スナウト
１６：メッキポット
１７：冷却用ウインドボックス
１８：冷却ブロワ
１９，２０：温度検出器
【図１】
2008240013.tif 000004
【図２】
2008240013.tif 000005
【図３】
2008240013.tif 000006
【図４】
2008240013.tif 000007
【図５】
2008240013.tif 000008