(57)【要約】【課題】本発明は、鋼管の圧延方向に多段の圧延機を連続して配した多段式連続圧延機に適用する鋼管の圧延温度制御方法に関する。【解決手段】多段式連続圧延機の入側と中間部に、それぞれ鋼管を加熱する加熱装置と中間加熱装置を配してなり、加熱装置の入側、加熱装置の出側であって多段式連続圧延機の入側、中間加熱装置の入側と出側、多段式連続圧延機の出側、のそれぞれに順に、加熱装置入側温度計、圧延機入側温度計、中間加熱装置入側温度計、中間加熱装置出側温度計、圧延機出側温度計を配してなり、加熱装置入側温度計、圧延機入側温度計、中間加熱装置入側温度計で測定した鋼管温度に基づいて加熱装置の制御を行い、中間加熱装置入側温度計、中間加熱装置出側温度計、圧延機出側温度計で測定した鋼管温度に基づいて中間加熱装置の制御を行う。【選択図】　　図１
2004058128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管の圧延方向に多段の圧延機を連続して配した多段式連続圧延機に適用する鋼管の圧延温度制御方法であって、
該多段式連続圧延機の入側と中間部に、それぞれ鋼管を加熱する加熱装置と中間加熱装置を配してなり、
加熱装置の入側、加熱装置の出側であって多段式連続圧延機の入側、中間加熱装置の入側と出側、多段式連続圧延機の出側、のそれぞれに順に、加熱装置入側温度計、圧延機入側温度計、中間加熱装置入側温度計、中間加熱装置出側温度計、圧延機出側温度計を配してなり、
加熱装置入側温度計、圧延機入側温度計、中間加熱装置入側温度計で測定した鋼管温度に基づいて加熱装置の制御を行い、
中間加熱装置入側温度計、中間加熱装置出側温度計、圧延機出側温度計で測定した鋼管温度に基づいて中間加熱装置の制御を行うことを特徴とする鋼管の圧延温度制御方法。
【請求項２】
前記の加熱装置の制御では、前記圧延機入側温度計の測定温度が圧延許容温度範囲の上限以内となるように、また、中間加熱装置入側温度計の測定温度が圧延許容温度範囲内の所定温度となるように制御し、
前記の中間加熱装置の制御では、前記中間加熱装置出側温度計の測定温度が圧延許容温度範囲の上限以内となるように、また、前記圧延機出側温度計の測定温度が圧延許容温度範囲内の所定温度となるように制御することを特徴とする請求項１に記載の鋼管の圧延温度制御方法。
【請求項３】
鋼管の圧延方向に多段の圧延機を連続して配した多段式連続圧延機に適用する鋼管の圧延温度制御装置であって、
該多段式連続圧延機の入側と中間部にそれぞれ配してなる、加熱装置と中間加熱装置と、
加熱装置の入側、加熱装置の出側であって多段式連続圧延機の入側、中間加熱装置の入側と出側、多段式連続圧延機の出側、のそれぞれに順に配してなる加熱装置入側温度計、圧延機入側温度計、中間加熱装置入側温度計、中間加熱装置出側温度計、圧延機出側温度計と、
加熱装置入側温度計、圧延機入側温度計、中間加熱装置入側温度計で測定した鋼管温度に基づいて加熱装置を制御する加熱装置制御部と、
中間加熱装置入側温度計、中間加熱装置出側温度計、圧延機出側温度計で測定した鋼管温度に基づいて中間加熱装置を制御する中間加熱装置制御部と、
を有してなることを特徴とする鋼管の圧延温度制御装置。
【請求項４】
前記中間加熱装置を誘導加熱装置とすることを特徴とする請求項３に記載の鋼管の圧延温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管製造ラインにおいて鋼管を加熱し、圧延方向に多段の圧延機を連続して配した多段式連続圧延機（以下、単に圧延機ともいう。）で熱間連続圧延を行うに際しての鋼管の圧延温度制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼管を製造する圧延設備では、所望の温度での圧延を行うため、圧延機の入側に加熱設備を配し、圧延機に進入する鋼管の温度を制御することが行われる。
図３は、鋼管圧延設備における従来の圧延温度制御装置の構成を示す模式図である。
【０００３】
図３において、鋼管１の圧延を行う多段式連続圧延機３の入側に加熱装置２を設け、熱間圧延のための所望の加熱を行う。従来の圧延温度制御は、多段式連続圧延機３の出側の温度が所定の温度となるように多段式連続圧延機３の入側の温度を制御することが行われており、主に、加熱装置入側温度計５、圧延機入側温度計６、圧延機出側温度計７で測定した温度を、圧延制御部１０内に内在させた加熱装置制御部１１の入力として加熱装置２の制御を実施するものである。ここで、加熱装置２としては、通常、誘導加熱式の加熱炉が好適に適用されるが、ガスバーナ式、電熱式等の加熱炉としてもよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、圧延機の入側のみに加熱装置を配する従来の方法では、圧延機内での温度降下による圧延中の温度変化が大きく、また、その温度変化のばらつきも大きいため、例えば温間域圧延のように圧延温度の許容範囲が狭い材料では、圧延温度を許容範囲内に収めることができず、製造条件を満足できなくなる場合がある。
【０００５】
また、圧延許容温度範囲が広い材料の場合であっても、圧延機出側温度を許容範囲内に収めるためには圧延中の温度降下量分だけ圧延機入側温度を高めに設定する必要があるため、結晶粒の成長による脆化や酸化スケールの増加に伴う鋼管表面性状の悪化（例えば、表面荒れなど）が問題となる。
また、単に加熱装置出側温度を一定の目標温度となるように制御する方法では、材料（鋼管）の肉厚や搬送速度、およびデスケーラや圧延ロール冷却水の温度変動、流量変化等の外乱により、圧延機内での温度降下量が変動した場合、鋼管の圧延温度や圧延機出側温度が大きく変動することになる。
【０００６】
そのため、鋼管製品の強度、加工性等の機械的性質や表面性状が圧延機出側温度に応じて変化し、所定の温度範囲を外れる場合には品質不良にもなりかねないという問題もあった。
本発明は、上記のような品質不良を有効に回避し、精度の高い鋼管の圧延温度制御方法および装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記各項記載の鋼管の圧延温度制御方法および装置によって上記課題を解決した。
▲１▼　鋼管の圧延方向に多段の圧延機を連続して配した多段式連続圧延機に適用する鋼管の圧延温度制御方法であって、該多段式連続圧延機の入側と中間部に、それぞれ鋼管を加熱する加熱装置と中間加熱装置を配してなり、加熱装置の入側、加熱装置の出側であって多段式連続圧延機の入側、中間加熱装置の入側と出側、多段式連続圧延機の出側、のそれぞれに順に、加熱装置入側温度計、圧延機入側温度計、中間加熱装置入側温度計、中間加熱装置出側温度計、圧延機出側温度計を配してなり、加熱装置入側温度計、圧延機入側温度計、中間加熱装置入側温度計で測定した鋼管温度に基づいて加熱装置の制御を行い、中間加熱装置入側温度計、中間加熱装置出側温度計、圧延機出側温度計で測定した鋼管温度に基づいて中間加熱装置の制御を行うことを特徴とする鋼管の圧延温度制御方法。
▲２▼　　前記の加熱装置の制御では、前記圧延機入側温度計の測定温度が圧延許容温度範囲の上限以内となるように、また、中間加熱装置入側温度計の測定温度が圧延許容温度範囲内の所定温度となるように制御し、前記の中間加熱装置の制御では、前記中間加熱装置出側温度計の測定温度が圧延許容温度範囲の上限以内となるように、また、前記圧延機出側温度計の測定温度が圧延許容温度範囲内の所定温度となるように制御することを特徴とする上記▲１▼に記載の鋼管の圧延温度制御方法。
▲３▼　　鋼管の圧延方向に多段の圧延機を連続して配した多段式連続圧延機に適用する鋼管の圧延温度制御装置であって、該多段式連続圧延機の入側と中間部にそれぞれ配してなる、加熱装置と中間加熱装置と、加熱装置の入側、加熱装置の出側であって多段式連続圧延機の入側、中間加熱装置の入側と出側、多段式連続圧延機の出側、のそれぞれに順に配してなる加熱装置入側温度計、圧延機入側温度計、中間加熱装置入側温度計、中間加熱装置出側温度計、圧延機出側温度計と、加熱装置入側温度計、圧延機入側温度計、中間加熱装置入側温度計で測定した鋼管温度に基づいて加熱装置を制御する加熱装置制御部と、中間加熱装置入側温度計、中間加熱装置出側温度計、圧延機出側温度計で測定した鋼管温度に基づいて中間加熱装置を制御する中間加熱装置制御部と、を有してなることを特徴とする鋼管の圧延温度制御装置。
▲４▼　　前記中間加熱装置を誘導加熱装置とすることを特徴とする上記▲３▼に記載の鋼管の圧延温度制御装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１に基づき、本発明の鋼管の圧延温度制御装置について説明する。なお、図３において説明した従来の鋼管の圧延温度制御装置と同一の部材には同一の番号を付し、ここでの再度の説明を省略する。
本発明においては、多段式連続圧延機３の中間部に中間加熱装置４を配設したことを第１の特徴とする。こうすることで、圧延機３内を通過する鋼管１の再加熱が可能となり、温度降下に伴う鋼管の温度はずれを有効に防止することを可能とすることができる。なお、本発明で行う温度制御の詳細は後述する。
【０００９】
また、本発明では、この中間加熱装置４の入側と出側に中間加熱装置入側温度計８と中間加熱装置出側温度計９を設けたことを第２の特徴とする。
そして、本発明は、加熱装置制御部１１に、加熱装置入側温度計５、圧延機入側温度計６、中間加熱装置入側温度計８で測定した温度を入力して加熱装置２の制御を行い、また、中間加熱装置制御部１２に、中間加熱装置入側温度計８、中間加熱装置出側温度計９、圧延機出側温度計７で測定した温度を入力して中間加熱装置４の制御を行うように構成するものである。
【００１０】
ここで、加熱装置制御部１１における加熱装置２の制御では、圧延機入側温度計６の測定温度が圧延許容温度範囲の上限以内となるように、また、中間加熱装置入側温度計８の測定温度が圧延許容温度範囲内の所定温度となるように制御する。また、中間加熱装置制御部１２における中間加熱装置４の制御では、中間加熱装置出側温度計９の測定温度が圧延許容温度範囲の上限以内となるように、また、圧延機出側温度計７の測定温度が圧延許容温度範囲内の所定温度となるように制御する。
【００１１】
こうすることで、圧延機を通過する鋼管の温度降下を的確に補償することが可能となり、鋼管の温度ばらつき等に起因する圧延許容温度範囲外れを解消することができ、鋼管製造における品質不良を皆無とすることができる。
次に、図２に基づき、本発明の鋼管の圧延温度制御方法（本発明例）について、比較例および従来例と対比して詳細に説明する。
【００１２】
ここで、従来例（図２（ａ））は、圧延機入側に設けた加熱装置のみで鋼管の加熱を行う例である。
一方、比較例（図２（ｂ））は、圧延機の中間部に設けた中間加熱装置で再加熱を行うようにした。比較例では、従来の加熱装置の制御に加え、中間加熱装置の出側温度が圧延許容温度範囲の上限以内の所定値となるように中間加熱装置の制御を併せて行っている。
【００１３】
また、本発明例（図２（ｃ））は、比較例の構成に加え、さらに、図１に示す５〜９の各温度計からの入力をベースとして加熱装置と中間加熱装置の温度制御を行うようにするものである。
なお、以下では、図２において、鋼管１が加熱装置２入側を通過する時点をＡとし、以下、加熱装置２出側をＢ、多段式連続圧延機３入側をＣ、中間加熱装置４入側をＤ、中間加熱装置４出側をＥ、多段式連続圧延機３出側をＦとして説明を行う。ここで、Ａ〜Ｂと、比較例と本発明例におけるＤ〜Ｅで加熱が行われる。また、Ｂ〜Ｃでは自然放冷され、さらに、Ｃ〜ＤとＥ〜Ｆでは圧延に伴う温度低下が生じる。
【００１４】
まず、図２（ａ）に基づき、従来例について説明する。
従来例では、Ａ〜Ｂのみで加熱を行うが、圧延機出側温度達成のため必然的に高温加熱が必要となり、Ｂ、Ｃにおいて圧延許容温度範囲の上限を大きく超える場合が発生する。そのため、鋼管表面に酸化スケールが生じ、表面性状が悪化し、歩留まりも低下する。また、Ｃ〜Ｆにおける圧延中の温度降下が大きく、また、ロール冷却等に起因する外乱による温度降下の変動も大きいことから、Ｆにおいて圧延許容温度範囲が外れる場合も多い。
【００１５】
一方、中間加熱装置４を配した比較例（図２（ｂ））の場合は、圧延途中でのＤ〜Ｅで再加熱を可能とすることから圧延中の温度変動幅を小さくすることができる。ただし、ＢとＥでの温度を所定の温度となるように加熱装置と中間加熱装置のそれぞれの制御を行うのみであるため、圧延条件の変動に伴う温度降下量のばらつきに起因して生じるＤとＦでの温度ばらつきを避けることができず、圧延許容温度範囲の下限を下回ってしまう場合があり、温度外れを完全には解消できていない。
【００１６】
本発明例（図２（ｃ））では、中間加熱装置により圧延中の温度変動を小さくできることに加え、ＤとＦの圧延機出側温度が圧延許容温度範囲の下限値近傍の所定温度となるように加熱装置と中間加熱装置の加熱温度を制御することから、圧延温度外れを完全に解消することができる。すなわち、本発明例では、加熱装置と中間加熱装置のそれぞれにおいて、特にＤとＦの圧延機出側温度を温度計でモニタするようにし、その温度を一定の温度に保つように制御することで、外乱の変動に応じた加熱制御を可能とし、温度外れを解消している。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によって、圧延中の温度に対する外乱に対しても圧延機出側温度を一定に保つことができるようになり、温度外れを解消できた。また、圧延中の鋼管の温度変動幅を小さくすることができ、安定した材料特性が実現できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鋼管の圧延温度制御装置の模式図である。
【図２】本発明例の鋼管の圧延温度制御方法について、従来例および比較例と対比して説明するグラフである。
【図３】従来の鋼管の圧延温度制御装置の模式図である。
【符号の説明】
１　　　　鋼管
２　　　　加熱装置
３　　　　多段式連続圧延機
４　　　　中間加熱装置
５　　　　加熱装置入側温度計
６　　　　圧延機入側温度計
７　　圧延機出側温度計
８　　中間加熱装置入側温度計
９　　中間加熱装置出側温度計
１０　　　　圧延制御部
１１　　加熱装置制御部
１２　　中間加熱装置制御部
【図１】
2004058128.tif 000003
【図２】
2004058128.tif 000004
【図３】
2004058128.tif 000005