(57)【要約】【課題】高い精度でバー温度制御および仕上圧延を行うことができる熱間圧延方法を提供する。【解決手段】スラブＳを粗圧延し、粗バーＢを誘導加熱したのち仕上圧延する熱間圧延方法において、粗バーＢをトランスバース型バーヒーター４で加熱し、加熱直後にバー温度を測定し、温度測定値に基づいてバー温度をフィードバック制御する。粗バーＢをトランスバース型バーヒーター４で加熱するので、粗バーＢは短時間で均熱状態となる。加熱直後の温度測定値に基づいてバー温度をフィードバック制御することができ、高い精度でバー温度制御を行うことができる。【選択図】        図１
2004283846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラブを粗バーに粗圧延し、粗バーを誘導加熱したのち仕上圧延する熱間圧延方法において、前記粗バーをトランスバース型バーヒーターで加熱し、加熱直後にバー温度を測定し、前記温度測定値に基づいてバー温度をフィードバック制御することを特徴とする熱間圧延方法。
【請求項２】
圧延パスラインに沿い間隔をおいて複数台のバーヒーターを配置し、前記温度測定値に基づいて各バーヒーターのバー温度をそれぞれフィードバック制御する請求項１記載の熱間圧延方法。
【請求項３】
圧延パスラインに沿い間隔をおいて複数台のバーヒーターを配置し、前段のバーヒーターの前記温度測定値に基づくフィードフォワード制御と前記フィードバック制御とによりバー温度を制御する請求項１記載の熱間圧延方法。
【請求項４】
スラブを粗バーに粗圧延し、粗バーを誘導加熱したのち仕上圧延する熱間圧延方法において、前記粗バーをトランスバース型バーヒーターで加熱し、加熱直後にバー温度を測定し、仕上圧延機の設定値を前記温度測定値に基づいてフィードフォワード補正することを特徴とする熱間圧延方法。
【請求項５】
前記粗バーがバーヒーターを出たのち２ｓｅｃ以内にバー温度を測定する請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱間圧延方法。
【請求項６】
粗圧延機列と、粗バーを誘導加熱するバーヒーターと、仕上圧延機列とを備えた熱間圧延設備において、前記バーヒーターがトランスバース型バーヒーターであり、前記バーヒーターの直後にバー温度を測定する温度計を配置したことを特徴とする熱間圧延設備。
【請求項７】
前記バーヒーター出口からの温度計設置距離が４ｍ以内である請求項６記載の熱間圧延設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱間圧延方法およびその設備、特に仕上圧延前に粗バーを誘導加熱する熱間圧延方法およびその設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高品質の熱延鋼板または鋼帯を得るためには、仕上圧延機に供給される粗バーは所定の温度および温度分布とする必要がある。このために、近年、粗圧延機列と仕上圧延機列との間に誘導加熱式バーヒーターを設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、上記バーヒーターを備えた一般的な熱間圧延設備の一部を模式的に示している。加熱炉（図示しない）で加熱されたスラブＳは、粗圧延機列１で粗バーＢに圧延される。粗バーＢは、誘導加熱式バーヒーター２〜４で所定の温度および温度分布となるように加熱される。粗バーＢの先端部は、仕上圧延機への噛込みトラブルが生じないようにクロップシヤー５で剪断・除去される。ついで、粗バーＢは仕上圧延機列６で所定の板厚および形状の熱延鋼板または鋼帯Ｈに仕上圧延される。
【０００４】
上記誘導加熱式バーヒーターには、ソレノイド型バーヒーターとトランスバース型バーヒーターとがある。ソレノイド型バーヒーター１３は、図９に示すように粗バーＢが加熱コイル１４内をコイル軸方向（つまりバー搬送方向）に通過する構成となっている。したがって、加熱コイル１４で発生した磁束はバー搬送方向に向かい、粗バーＢにはこれの縦断面内を環状に流れる加熱電流が発生する。一方、トランスバース型バーヒーター１０は、図１０（ａ）に示すように粗バーＢの上、下に加熱コイル１２が巻かれたＵ字形鉄心１１が向かい合うように配置されている。加熱コイル１２で発生した磁束は粗バーＢをこれの厚さ方向に貫通し、粗バーＢには図１０（ｂ）に示すようにこれの横断面内を環状に流れる２組の加熱電流が発生する。
【０００５】
ところで、従来のバーヒーターではソレノイド型バーヒーターを用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、ソレノイド型バーヒーターには次のような問題があった。
【０００６】
ソレノイド型バーヒーターの場合、加熱電流がバー表面に集中するので、加熱直後の厚み中央部（バー表面から１５ｍｍ）とバー表面との温度差は、約６０℃と非常に高い（図１１参照）。加熱後の粗バーの正確な温度情報を得るためには、均熱状態にある粗バーの温度を測定する必要がある。均熱状態にあるとみなされるバー厚さ中心部とバー表面との温度差を５℃とすれば、均熱に長時間、例えば図１１に示すように１２ｓｅｃ  程度を要する。したがって、ソレノイド型バーヒーターでは、均熱後の測定温度をフィードバックしてバー温度制御に反映することは困難である。ソレノイド型バーヒーターでは、図１２に示すようにバー測定温度によるフィードバック制御は行われていない。
【０００７】
図１２は、ソレノイド型バーヒーターのバー温度制御装置２６を示している。演算器２７は、粗圧延機出側の測定温度とバーヒーター出側の目標温度とから必要昇温量を求め、必要昇温量を電力に換算する。加熱電源用高周波インバーター２３の電力を電力コントローラー２２にフィードバックし、必要昇温量から推定される所定の値に保つよう電圧または電流を制御する。粗バーの搬送中の放熱量、バーヒーターでの受熱量などには推定誤差を伴うので、昇温量の過不足が生じ、高精度のバー温度制御を実現することはできない。
【０００８】
また、バーヒーターを仕上圧延機入側に設置する場合、バーヒーターによる昇温効果を得るためには、仕上圧延機とバーヒーターとの距離を可能な限り狭める方がよい。しかし、ソレノイド型バーヒーターでは、粗バーが均熱化した直後に仕上圧延されるように、仕上圧延機から上流側に例えば２０ｍ  の距離をおいてバーヒーターが配置される。仕上圧延設定計算では仕上圧延機入側のバー温度測定値を用いるが、上述のような設備配置のため均熱化直後の測定温度を仕上圧延設定計算に反映することができず、板厚（特に、先端部）などの品質が悪化するおそれがある。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−１３７８７０号公報（第４ページ、段落［００３０］）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記問題を解決し、高い精度でバー温度制御および仕上圧延を行うことができる熱間圧延方法およびその装置を提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の熱間圧延方法は、スラブを粗バーに粗圧延し、粗バーを誘導加熱したのち仕上圧延する熱間圧延方法において、前記粗バーをトランスバース型バーヒーターで加熱し、加熱直後にバー温度を測定し、前記温度測定値に基づいてバー温度をフィードバック制御する。
【００１２】
この熱間圧延方法では、粗バーをトランスバース型バーヒーターで加熱するので、粗バーは厚み方向均一に加熱される。したがって、加熱直後にバー温度を測定し、この温度測定値に基づいてバー温度をフィードバック制御することが可能となり、バー温度制御を高い精度で行うことができる。
【００１３】
上記熱間圧延方法において、圧延パスラインに沿い間隔をおいて複数台のバーヒーターを配置し、前記温度測定値に基づいて各バーヒーターのバー温度をそれぞれフィードバック制御するようにしてもよい。これにより、更に高い精度でバー温度制御を行なうことができる。
【００１４】
また、圧延パスラインに沿い間隔をおいて複数台のバーヒーターを配置し、前段のバーヒーターの前記温度測定値に基づくフィードフォワード制御と前記フィードバック制御とによりバー温度を制御するようにしてもよい。これにより、更に高い精度でバー温度制御を行なうことができる。
【００１５】
この発明の他の熱間圧延方法は、スラブを粗バーに粗圧延し、粗バーを誘導加熱したのち仕上圧延する熱間圧延方法において、前記粗バーをトランスバース型バーヒーターで加熱し、加熱直後にバー温度を測定し、仕上圧延機の設定値を前記温度測定値に基づいてフィードフォワード補正する。
【００１６】
この熱間圧延方法では、加熱直後にバー温度を測定するので、この温度測定値に基づいて仕上圧延機の設定値をフィードフォワード補正することが可能となり、高精度の板厚の熱延鋼板を得ることができる。
【００１７】
上記各熱間圧延方法において、前記粗バーがバーヒーターを出たのち２ｓｅｃ以内にバー温度を測定することが好ましい。
【００１８】
この発明の熱間圧延設備は、粗圧延機列と、粗バーを誘導加熱するバーヒーターと、仕上圧延機列とを備えた熱間圧延設備において、前記バーヒーターがトランスバース型バーヒーターであり、前記バーヒーターの直後にバー温度を測定する温度計を配置している。
【００１９】
この熱間圧延設備では、粗バーをトランスバース型バーヒーターで加熱するので、粗バーは厚み方向均一に加熱される。そして、バーヒーターの直後にバー温度を測定する温度計が配置してあるので、高精度でバー温度制御および仕上圧延を行うことができる。
【００２０】
上記熱間圧延設備において、前記バーヒーター出口からの温度計設置距離を４ｍ以内とすることが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施の形態を図１〜図３を参照して説明する。図１は熱間圧延設備の概略模式図、図２はトランスバース型バーヒーター（以下、単にバーヒーターという）による加熱時間とバー温度との関係を示す線図、および図３はバー温度制御装置のブロック図である。なお、図８に示す設備の装置と同様の装置には同一の参照符号を付け、その詳細な説明は省略する。
【００２２】
第１バーヒーター２、第２バーヒーター３および第３バーヒーター４が、仕上圧延機列６の上流側に順次配列されている。第３バーヒーター４の出口近くに温度計１６、例えば放射温度計が設置されている。粗バーがバーヒーターを出てから温度測定されるまでの時間は短時間、例えば２ｓｅｃ以下であることが望ましい。２ｓｅｃを超えると、温度制御が不安定となるおそれがある。したがって、バーヒーター出口からの温度計設置距離は、例えば搬送速度を２ｍ／ｓ  とした場合、４ｍ  以内とすることが望ましい。
【００２３】
図２は、加熱時間とバー温度との関係の例を示している。前述のように、加熱コイルで発生した磁束は粗バーＢをこれの厚さ方向に貫通するので、加熱後においてバー厚さ中心部（バー表面から１５ｍｍ）とバー表面との温度差はほとんど生じない。
【００２４】
図３は、上記バー温度制御装置２０のブロック図を示している。バーヒーター４で加熱された粗バーＢの温度はバーヒーター出口直後で温度計１６により測定され、その測定値は温度コントローラー２１にフィードバックされる。温度コントローラー２１は目標温度と測定温度とから所要の電力を演算し、その結果を電力コントローラー２２に出力する。電力コントローラー２２は高周波インバーター２３に電圧制御信号を出力し、高周波インバーター２３はバーヒーター４に所要の電力を供給する。高周波インバーター２３の電力信号は電力コントローラー２２にフィードバックされ、バーヒーター４に供給される電力が制御される。温度計１６をバーヒーター出口近くに設けることにより、バー温度のフィードバック制御が可能となり、高い精度でバー温度制御を行うことができる。
【００２５】
上記実施の形態では、３台のバーヒーター２、３、４のうち最後段（下流）側のバーヒーター４についてバー温度制御を行ったが、他の２台のバーヒーター２、３についてもバー温度制御するようにしてもよい。例えば、最終段バーヒーター４の出側のみに温度計を設置し、この温度計の測定温度に基づいて他のバーヒーター２、３の電力指令値を変えるようにしてもよい。あるいは、各バーヒーター２、３、４の出側に温度計を設置して、各温度計の測定温度に基づいてそれぞれのバーヒーター２、３、４の電力指令値を変えるようにしてもよい。
【００２６】
この発明の第２の実施の形態を図４および図５を参照して説明する。この実施の形態では、第３バーヒーター４を前記フィードバック制御に加えてフィードフォワード制御する。図４に示すように、第３バーヒーター４の前段の第２バーヒーター３の出側直後にも温度計１７を配置している。
【００２７】
上記設備において、第２バーヒーター３の出側、つまり第３バーヒーター４の入側の温度測定値に基づき、第３バーヒーター４を前記フィードバック制御に加えてフィードフォワード制御する。図５に示すように、バーヒータ出側目標温度と第３バーヒーター入側の温度計１７による測定温度との温度偏差が目標昇温量として温度コントローラー２１に入力される。第３バーヒーター出側の温度計１６による測定温度は、バーヒーター出側目標温度との偏差が求められ、その温度偏差は温度コントローラー２１にフィードバックされる。このように、フィードバック制御およびフィードフォワード制御を組み合わせることにより、高い精度でバー温度制御を行うことができる。なお、第１バーヒーター２の出側にも温度計を配置し、第２バーヒーター３もフィードバック制御およびフィードフォワード制御を行なうようにしてもよい。
【００２８】
つぎに、この発明の第３の実施の形態を図６および図７を参照して説明する。この実施の形態では、第３バーヒーター４の出側の温度測定値に基づいて仕上圧延機７の設定値をフィードフォワード補正する。第３バーヒーター出口から仕上圧延機列６入口までの距離は、第３バーヒーター４の出側の温度測定から設定値補正演算、設定値変更機械動作終了までの時間に粗バー搬送速度を乗じた距離以上でなければならない。上記ヒーター〜仕上圧延機間距離は仕上圧延機制御装置４０の演算処理能力および機械動作速度にもよるが、例えば１５ｍ程度である。
【００２９】
仕上圧延機７の設定補正は、次のようにして行われる（図７参照）。粗圧延機列の出側の粗バー温度測定実績に基づき粗圧延機列〜仕上圧延機間の温度降下量を求め、仕上圧延機入側の粗バー温度を予測する（ステップＳ１０〜１２）。仕上圧延機入側予測温度と仕上圧延機入側目標温度とからバーヒーター昇温量を設定する（ステップＳ１３）。バーヒーター昇温量から第３バーヒーター加熱後温度を予測する（ステップＳ１４）。製品目標板厚および上記バーヒーター加熱後の予測温度に基づいて圧延機設定計算が行われ、ロール開度が設定される（ステップＳ２０、２１）。粗バーはバーヒーターにより加熱され（ステップＳ１５）、出側温度が測定される（ステップＳ１６）。第３バーヒーター４の出側の温度測定信号は、仕上圧延機制御装置４０に入力される。仕上圧延機制御装置４０では、製品目標板厚と第３バーヒーター出側測定温度に基づいて圧延機設定再計算が行われる（ステップＳ１７）。その結果に基づいてロール開度の補正指令信号が圧下装置４２に出力され、各仕上圧延機７のロール開度が補正される（ステップＳ１８）。この結果、高い板厚精度の鋼板または鋼帯Ｈが得られる。なお、すべての仕上圧延機で設定値を補正する必要はなく、例えば後段の３〜５台の仕上圧延機であってもよい。
【００３０】
【実施例】
普通炭素鋼の粗バー（バー幅：１２８４ｍｍ、バー厚：３０ｍｍ）について、バー温
度制御よび仕上圧延設定値補正について試験を行った。実施例（本発明）でバーヒーター出口〜温度計間距離は、１ｍである。バー搬送速度は１ｍ／ｓｅｃであり、バーヒーター〜仕上圧延機間距離は１５ｍである。バーヒーターは２台であり、仕上圧延機列は７スタンドで構成されている。比較例では、バーヒーター出口に温度計を配置していない。したがって、バー温度のフィードバック制御は行なっていない。表１中の比較例の加熱後材料温度は、実施例の加熱後材料測定温度および図１１の温度曲線に基づきシミュレーションにより求めた値である。
【００３１】
このシミュレーションによって求めた加熱後材料温度に基づいて、仕上圧延圧下設定を行った。バー温度制御結果および仕上圧延結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
2004283846.tif 000003
【００３３】
（１）バー温度制御結果
実施例では目標温度（予測後材料温度）１０４５℃と測定温度（加熱後材料温度）１０３５℃との差は１０℃である。これに対し、比較例では目標温度１０４５℃と測定（シミュレーション）温度１０６５℃との差は２０℃である。
（２）仕上圧延結果
実施例１ｓｔ、２ｎｄおよび比較例１ｓｔ、２ｎｄ  はともに設定温度１０４５℃で圧下設定した。実施例１ｓｔおよび比較例１ｓｔは、加熱後の測定温度１０３５℃で、設定値補正せずに仕上圧延した。したがって、実施例１ｓｔおよび比較例１ｓｔの板厚偏差は両者とも０．１２ｍｍとなり、板厚許容偏差±０．１ｍｍから外れた結果となった。
実施例２ｎｄは、測定温度１０３５℃に基づき設定値補正を行った。その結果、板厚偏差が０．０４ｍｍの高精度の熱延鋼板が得られた。これに対し、比較例２ｎｄは、シ
ミュレーション温度１０６５℃に基づき設定値補正を行ったので板厚偏差が０．２７ｍｍとなり、板厚許容偏差±０．１ｍｍから大きく外れた。
【００３４】
【発明の効果】
この発明では、粗バーをトランスバース型バーヒーターで加熱するので、粗バーは厚み方向均一に加熱される。したがって、加熱直後にバー温度を測定し、この温度測定値に基づいてバー温度をフィードバック制御することが可能となり、バー温度制御を高い精度で行うことができる。
【００３５】
また、加熱直後のバー温度測定により、仕上圧延機の設定値をフィードフォワード補正することが可能となり、高精度の板厚の熱延鋼板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態を示す熱間圧延設備の概略模式図である。
【図２】トランスバース型バーヒーターにおける加熱時間とバー温度との関係を示す線図である。
【図３】図１に示す熱間圧延設備のバー温度制御装置のブロック図である。
【図４】この発明の第２の実施の形態を示す熱間圧延設備の概略模式図である。
【図５】図４に示す熱間圧延設備のバー温度制御装置のブロック図である。
【図６】この発明の第３の実施の形態を示す熱間圧延設備の概略模式図である。
【図７】第３の実施の形態において、仕上圧延機の設定値補正の手順を示すフローチャートである。
【図８】バーヒーターを備えた一般的な熱間圧延設備の概略模式図である。
【図９】ソレノイド型バーヒーター加熱部の模式的縦断面図である。
【図１０】（ａ）はトランスバース型バーヒーター加熱部の模式的縦断面図であり、（ｂ）は同平面図である。
【図１１】ソレノイド型バーヒーターにおける加熱時間とバー温度との関係を示す線図である。
【図１２】ソレノイド型バーヒーターのバー温度制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
１  粗圧延機列                    ２〜４  バーヒーター
６  仕上圧延機列                １０  トランスバース型バーヒーター
１１  鉄心                        １２、１４  加熱コイル
１６、１７  温度計                ２０  バー温度制御装置
２１  温度コントローラー          ２２  電力コントローラー
２３  高周波インバーター          ２７  演算器
Ｓ  スラブ      Ｂ  粗バー      Ｈ  熱延鋼板
【図１】
2004283846.tif 000004
【図２】
2004283846.tif 000005
【図３】
2004283846.tif 000006
【図４】
2004283846.tif 000007
【図５】
2004283846.tif 000008
【図６】
2004283846.tif 000009
【図７】
2004283846.tif 000010
【図８】
2004283846.tif 000011
【図９】
2004283846.tif 000012
【図１０】
2004283846.tif 000013
【図１１】
2004283846.tif 000014
【図１２】
2004283846.tif 000015