(57)【要約】【課題】  連続式加熱炉から抽出された直後の鋼材の表面温度を実測することなく、正確な鋼材の抽出板厚方向平均温度を予測することができる連続式加熱炉の鋼材抽出温度予測方法を提供する。【解決手段】  連続式加熱炉の鋼材抽出温度予測方法は、連続式加熱炉１から抽出された鋼材Ｓの表面及び裏面に形成されたスケールを除去するスケール除去工程と、スケールを除去した後、鋼材Ｓの表面および／または裏面の復熱が完了した時以後の鋼材Ｓの表面温度ＴE および／または裏面温度ＴE ’を測定する温度測定工程と、測定された鋼材Ｓの表面温度ＴE および／または裏面温度ＴE ’に基づいて、連続式加熱炉１から抽出された直後の鋼材の抽出板厚方向平均温度ＴAMを予測する工程とを具備している。【選択図】      図１
2005279655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続式加熱炉から抽出された鋼材の表面及び裏面に形成されたスケールを、スプレーノズルから噴射される冷却水を前記鋼材の表面及び裏面に衝突させることにより、除去するスケール除去工程と、
該スケール除去工程で前記スケールを除去した後、前記鋼材の表面および／または裏面の復熱が完了した時以後の前記鋼材の表面および／または裏面温度を測定する温度測定工程と、
該温度測定工程で測定された前記鋼材の表面および／または裏面温度に基づいて、前記連続式加熱炉から抽出された直後の鋼材の抽出板厚方向平均温度を予測する工程とを具備したことを特徴とする連続式加熱炉の鋼材抽出温度予測方法。
【請求項２】
前記連続式加熱炉から抽出された直後の鋼材の抽出板厚方向平均温度を、前記温度測定工程で測定された前記鋼材の表面および／または裏面温度と、前記鋼材の周囲の空気温度と、空冷の熱伝達係数と、前記鋼材の比熱と、前記鋼材が前記連続式加熱炉から抽出された時から前記温度測定工程で前記鋼材の表面および／または裏面温度を測定する時までの経過時間と、前記スプレーノズルによるスプレー冷却の水冷熱伝達係数と、前記スプレーノズルからの冷却水の冷却水温度とに基づいて予測することを特徴とする請求項１記載の連続式加熱炉の鋼材抽出温度予測方法。
【請求項３】
前記スプレーノズルによるスプレー冷却の水冷熱伝達係数を、下記（１）の予測式により算出することを特徴とする請求項２記載の連続式加熱炉の鋼材抽出温度予測方法。
αW ＝ｋ・ｔ  ……（１）
ここで、αW ：水冷熱伝達係数、ｔ：スプレーノズルからの冷却水が鋼材に衝突している時間、ｋ：冷却条件により定まる定数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続式加熱炉の鋼材抽出温度予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、熱延鋼板の製造ラインにおいては、連続式加熱炉から抽出された鋼材が粗圧延され、その後、粗圧延された鋼材が仕上げ圧延に供される。ここで、加熱炉から抽出されてから粗圧延される前において、鋼材の表面のスケールを除去するのが一般的である。このスケール除去に際し、スプレーノズルで構成されるスケール除去装置を用い、スプレーノズルから噴射される冷却水を鋼材の表面に衝突させることによりスケールを除去するようにしている。
【０００３】
一方、連続式加熱炉内においては、鋼材が所定の目標抽出温度にまで加熱されるが、その炉内の鋼材の温度を制御あるいは予測する方法として、従来、例えば、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３に記載された技術が知られている。
特許文献１には、連続式加熱炉内の鋼材の温度を予測する方法であって、連続式加熱炉の「抽出口における鋼材の温度測定値」と「炉温、在炉時間等から計算される鋼材の抽出温度予測値」との誤差を鋼材毎に測定し、この測定された誤差と別途鋼材温度計算により求めた影響係数に対し逐次最小２乗推定を行って炉内複数ゾーンの総括熱吸収率φCGを逐次推定すると共に、この推定値に基づいて各ゾーンの総括熱吸収率φCGを更新することで炉内の鋼材温度予測精度を向上させる技術が開示されている。
【０００４】
そして、この技術によれば、設備費の高騰を招くことなく連続式加熱炉の複数ゾーンの総括熱吸収率φCGを迅速・的確に推定し、炉内の鋼材の温度予測を一段と高い精度で行うことができるという効果を奏する。
また、特許文献２には、加熱炉制御装置であって、加熱炉抽出時点における鋼材の表面温度を測定する第１の温度計と、加熱炉抽出後ある時間を経過した後の鋼材の表面温度を測定する第２の温度計と、両温度計の各実測値と抽出から実測までの経過時間とにより加熱炉抽出時の鋼材の熟熱度を演算する演算装置とを備え、演算装置により得られる熟熱度により加熱炉操業を補正制御するようにした技術が開示されている。
【０００５】
この技術によれば、演算された熟熱度の値を加熱炉制御へフィードバックし、鋼材の加熱炉での在炉時間すなわち抽出ピッチおよび加熱炉の燃料流量、炉温設定の修正をすることにより製品品質の向上および省エネルギーに貢献することができるという効果を奏する。
更に、特許文献３には、連続式加熱炉にて装入から抽出までに鋼材を目標抽出温度まで加熱する温度制御方法であって、抽出温度計算値と抽出後の鋼材表面温度測定値とに基づいて目標抽出温度を修正する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平６−２６４１５３号公報
【特許文献２】特公昭６１−２５７７２号公報
【特許文献３】特開昭６０−１１４５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３のいずれに開示された技術にあっても、連続式加熱炉内の鋼材の温度を制御あるいは予測する前提として、加熱炉抽出口や加熱炉出側の鋼材の表面温度を実測するようにしている。
しかしながら、加熱炉抽出口や加熱炉出側の鋼材の表面には、スケールが生成される。このため、たとえ放射温度計によって鋼材の表面温度を実測したとしても、スケールの影響で鋼材の真の表面温度を実測するのが困難で（スケールの影響で鋼材の真の表面温度に比較して低めの温度を実測する可能性が高い）、実測温度に基づく連続式加熱炉内の鋼材の温度の制御あるいは予測を適切に行うことができない、という問題点が特許文献１、特許文献２、及び特許文献３のいずれに開示された技術にもあった。
従って、本発明は上述の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、連続式加熱炉から抽出された直後の鋼材の表面温度を実測することなく、正確な鋼材の抽出板厚方向平均温度を予測することができる連続式加熱炉の鋼材抽出温度予測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するため、本発明のうち請求項１に係る連続式加熱炉の鋼材抽出温度予測方法は、連続式加熱炉から抽出された鋼材の表面及び裏面に形成されたスケールを、スプレーノズルから噴射される冷却水を前記鋼材の表面及び裏面に衝突させることにより、除去するスケール除去工程と、該スケール除去工程で前記スケールを除去した後、前記鋼材の表面および／または裏面の復熱が完了した時以後の前記鋼材の表面および／または裏面温度を測定する温度測定工程と、該温度測定工程で測定された前記鋼材の表面および／または裏面温度に基づいて、前記連続式加熱炉から抽出された直後の鋼材の抽出板厚方向平均温度を予測する工程とを具備したことを特徴としている。
【０００８】
また、本発明のうち請求項２に係る連続式加熱炉の鋼材抽出温度予測方法は、請求項１記載の発明において、前記連続式加熱炉から抽出された直後の鋼材の抽出板厚方向の平均温度を、前記温度測定工程で測定された前記鋼材の表面および／または裏面温度と、前記鋼材の周囲の空気温度と、空冷の熱伝達係数と、前記鋼材の比熱と、前記鋼材が前記連続式加熱炉から抽出された時から前記温度測定工程で前記鋼材の表面および／または裏面温度を測定する時までの経過時間と、前記スプレーノズルによるスプレー冷却の水冷熱伝達係数と、前記スプレーノズルからの冷却水の冷却水温度とに基づいて予測することを特徴としている。
【０００９】
更に、本発明のうち請求項３に係る連続式加熱炉の鋼材抽出温度予測方法は、請求項２記載の発明において、前記スプレーノズルによるスプレー冷却の水冷熱伝達係数を、下記（１）の予測式により算出することを特徴としている。
αW ＝ｋ・ｔ  ……（１）
ここで、αW ：水冷熱伝達係数、ｔ：スプレーノズルからの冷却水が鋼材に衝突している時間、ｋ：冷却条件により定まる定数である。
なお、ｔ：スプレーノズルからの冷却水が鋼材に衝突している時間は、鋼材上における鋼材の搬送方向の冷却水が衝突している長さｄを鋼材の搬送速度ｖで除した値である。また、ｋ：冷却条件により決まる定数は、冷却に使用するノズルの形状、ポンプ圧力等により決定する定数であって、実験により決められるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のうち請求項１に係る連続式加熱炉の鋼材抽出温度予測方法によれば、連続式加熱炉から抽出された直後の鋼材の抽出板厚方向平均温度を、スケール除去工程でスケールを除去した後、鋼材の表面および／または裏面の復熱が完了した時以後の鋼材の表面および／または裏面温度を測定し、その測定された鋼材の表面および／または裏面温度に基づいて、予測するので、連続式加熱炉から抽出された直後の鋼材の表面温度を実測することなく、スケールの影響を受けずに、正確な鋼材の抽出板厚方向平均温度を予測することができる。
【００１１】
また、鋼材の表面および／または裏面の復熱が完了した時以後の鋼材の表面および／または裏面温度を測定するので、正確な鋼材の表面および／または裏面温度を測定することができ、その正確に測定された鋼材の表面および／または裏面温度に基づいて連続式加熱炉から抽出された直後の鋼材の抽出板厚方向平均温度を予測するので、正確な鋼材の抽出板厚方向平均温度を予測することができる。スケールを除去した直後は、急激な復熱過程にあるので、正確な鋼材の表面および／または裏面温度を測定するのは困難である。
【００１２】
更に、本発明のうち請求項２に係る連続式加熱炉の鋼材抽出温度予測方法によれば、請求項１記載の発明において、前記連続式加熱炉から抽出された直後の鋼材の抽出板厚方向平均温度を、前記温度測定工程で測定された前記鋼材の表面および／または裏面温度と、前記鋼材の周囲の空気温度と、空冷の熱伝達係数と、前記鋼材の比熱と、前記鋼材が前記連続式加熱炉から抽出された時から前記温度測定工程で前記鋼材の表面および／または裏面温度を測定する時までの経過時間と、前記スプレーノズルによるスプレー冷却の水冷熱伝達係数と、前記スプレーノズルからの冷却水の冷却水温度とに基づいて予測するので、より正確な鋼材の抽出板厚方向平均温度を予測することができる。
【００１３】
また、本発明のうち請求項３に係る連続式加熱炉の鋼材抽出温度予測方法によれば、請求項２記載の発明において、前記スプレーノズルによるスプレー冷却の水冷熱伝達係数を、下記（１）の予測式により算出するので、高水量密度及び高圧の冷却水によって鋼材を冷却する場合に、適正なスプレー冷却の水冷熱伝達係数を算出でき、この算出結果に基づいてより正確な鋼材の抽出板厚方向平均温度を予測することができる。
αW ＝ｋ・ｔ  ……（１）
ここで、αW ：水冷熱伝達係数、ｔ：スプレーノズルからの冷却水が鋼材に衝突している時間、ｋ：冷却条件により定まる定数である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る連続式加熱炉の鋼材抽出温度予測方法が適用される熱延鋼板の製造ラインの概略構成図である。図２はスラブの表面温度と加熱炉抽出からの経過時間との関係を示すグラフである。
図１に示す熱延鋼板の製造ラインにおいて、連続式加熱炉１の抽出口１ａから抽出されたスラブ（鋼材）Ｓは、スラブＳの表面及び裏面に設けられたスプレーノズル２，２’で構成されるスケール除去装置によって、スラブＳの表面及び裏面に形成されたスケールが除去され、その後、粗圧延機９により粗圧延されるようになっている。スラブＳは、搬送ローラ１０によって搬送されるようになっている。
【００１５】
スケールの除去に際しては、スプレーノズル２，２’からスラブＳの表面及び裏面のそれぞれに向けて冷却水を噴射することにより、スラブＳの表面及び裏面に形成されたスケールを除去するようにしている。連続式加熱炉１から抽出されたスラブＳの表面及び裏面温度は約１２００℃程度に加熱されており、１００，０００ｌ/ ｍｉｎ・ｍ2 よりも大きい高水量密度（約２００，０００〜４００，０００Ｌ/ ｍｉｎ・ｍ2 ）及びポンプ圧力で１５ＭＰａ以上の高圧の、スプレーノズル２，２’からの冷却水によって冷却する。
ここで、図１に示す熱延鋼板の製造ラインにあっては、連続式加熱炉１から抽出されたスラブＳの正確な抽出板厚方向平均温度ＴAMを予測するために、表面側及び裏面側の温度予測装置６，６’が設けられている。
【００１６】
表面側の温度予測装置６には、スプレーノズル２から噴射される冷却水の冷却水温度ＴW を測定する冷却水温度計３と、スプレー冷却の水冷熱伝達係数αW を算出する熱伝達係数算出装置４と、スラブＳの周囲の空気温度Ｔa を測定する空気温度計７と、スラブＳの表面の復熱が完了した後の、すなわち粗圧延機９に入る手前（図１におけるＥ点）でのスラブＳの表面温度ＴE を測定する放射温度計８とが接続されている。一方、裏面側の温度予測装置６’には、スプレーノズル２’から噴射される冷却水の冷却水温度ＴW ’を測定する冷却水温度計３’と、スプレー冷却の水冷熱伝達係数αW ’を算出する熱伝達係数算出装置４’と、スラブＳの周囲の空気温度Ｔa ’を測定する空気温度計７’と、スラブＳの裏面の復熱が完了した後の、すなわち粗圧延機９に入る手前（図１におけるＥ点）でのスラブＳの裏面温度ＴE ’を測定する放射温度計８とが接続されている。
【００１７】
そして、表面側の温度予測装置６には、スプレーノズル２から噴射される冷却水の冷却水温度ＴW 、スプレー冷却の水冷熱伝達係数αW 、スラブＳの周囲の空気温度Ｔa 、及びスラブＳの表面の復熱が完了した後の、粗圧延機９に入る手前（図１におけるＥ点）でのスラブＳの表面温度ＴE の他、空冷の熱伝達係数αa と、スラブＳの比熱ｃと、スラブＳが連続式加熱炉１から抽出された時（図１におけるＡ点）からスプレーノズル２からの冷却水によって冷却される最初の時（図１におけるＢ点）までの経過時間ｔa1と、スプレーノズル２からの冷却水がスラブＳに衝突している時間（図１におけるＢ点からＣ点に至るまでの経過時間）ｔw と、スプレーノズル２からの冷却水によって冷却される最後の時（図１におけるＣ点）から復熱が完了する時（図１におけるＤ点）までの経過時間ｔR と、復熱が完了した時（図１におけるＤ点）から粗圧延機９に入る手前（図１におけるＥ点）までの経過時間ｔa2とが入力されるようになっている。ｔa1とｔw とｔR とｔa2との和が請求項２にいう「鋼材が連続式加熱炉から抽出された時から温度測定工程で鋼材の表面温度を測定する時までの経過時間」となる。
【００１８】
一方、裏面側の温度予測装置６’には、スプレーノズル２’から噴射される冷却水の冷却水温度ＴW ’、スプレー冷却の水冷熱伝達係数αW ’、スラブＳの周囲の空気温度Ｔa ’、及びスラブＳの裏面の復熱が完了した後の、粗圧延機９に入る手前（図１におけるＥ点）でのスラブＳの表面温度ＴE ’の他、空冷の熱伝達係数αa ’と、スラブＳの比熱ｃと、スラブＳが連続式加熱炉１から抽出された時（図１におけるＡ点）からスプレーノズル２’からの冷却水によって冷却される最初の時（図１におけるＢ点）までの経過時間ｔa1’と、スプレーノズル２’からの冷却水がスラブＳに衝突している時間（図１におけるＢ点からＣ点に至るまでの経過時間）ｔw ’と、スプレーノズル２’からの冷却水によって冷却される最後の時（図１におけるＣ点）から復熱が完了する時（図１におけるＤ点）までの経過時間ｔR ’と、復熱が完了した時（図１におけるＤ点）から粗圧延機９に入る手前（図１におけるＥ点）までの経過時間ｔa2’とが入力されるようになっている。ｔa1’とｔw ’とｔR ’とｔa2’との和が請求項２にいう「鋼材が連続式加熱炉から抽出された時から温度測定工程で鋼材の裏面温度を測定する時までの経過時間」となる。
【００１９】
そして、表面側の温度予測装置６では、入力された情報に基づいて、連続式加熱炉１から抽出された直後のスラブＳの表面温度、すなわち図１におけるＡ点でのスラブＳの表面温度ＴA を予測する。また、裏面側の温度予測装置６’では、入力された情報に基づいて、連続式加熱炉１から抽出された直後のスラブＳの裏面温度、すなわち図１におけるＡ点でのスラブＳの裏面温度ＴA ’を予測する。
ここで、表面側及び裏面側の温度予測装置６，６’による、連続式加熱炉１から抽出された直後のスラブＳの表面温度ＴA 及び裏面温度ＴA ’の予測方法について具体的に説明する。
【００２０】
連続式加熱炉１の抽出口１ａから抽出されたスラブＳは、抽出口１ａの図１におけるＡ点からスプレーノズル２，２’からの冷却水によって冷却される図１のＢ点、Ｃ点に至り、スラブＳの表面および／または裏面に形成されたスケールを、スプレーノズル２，２’から噴射される冷却水をスラブＳの表面および裏面に衝突させることにより、除去する。この時、スプレーノズル２，２’から噴射される冷却水の冷却水温度ＴW ，ＴW ’が冷却水温度計３，３’によって測定されて表面側及び裏面側の温度予測装置６，６’に送出されるとともに、スプレー冷却の水冷熱伝達係数αW 、αW ’が熱伝達係数算出装置４，４’から表面側及び裏面側の温度予測装置６，６’に送出され、スラブＳが連続式加熱炉１から抽出された時（図１におけるＡ点）からスプレーノズル２からの冷却水によって冷却される最初の時（図１におけるＢ点）までの経過時間ｔa1、ｔa1’と、スプレーノズル２からの冷却水がスラブＳに衝突している時間（図１におけるＢ点からＣ点に至るまでの経過時間）ｔw 、ｔw ’とが表面側及び裏面側の温度予測装置６，６’に送出される。そして、その後、スラブＳは、復熱が完了する図１のＤ点を経由する。このとき、スプレーノズル２からの冷却水によって冷却される最後の時（図１におけるＣ点）から復熱が完了する時（図１におけるＤ点）までの経過時間ｔR 、ｔR ’が表面側及び裏面側の温度予測装置６，６’に送出される。その後、スラブＳは、図１のＥ点を通過して粗圧延機９に入る。図１のＥ点では、スラブＳの表面及び裏面の復熱が完了した後のスラブＳの表面温度ＴE 及び裏面温度ＴE ’を放射温度計８，８’が測定する。この測定されたスラブＳの表面温度ＴE 及び裏面温度ＴE ’は表面側及び裏面側の温度予測装置６，６’に送出される。このとき、スラブＳの周囲の空気温度Ｔa も空気温度計７，７’によって測定されて表面側及び裏面側の温度予測装置６，６’に送出される。また、このとき、空冷の熱伝達係数αa と、スラブＳの比熱ｃと、復熱が完了した時（図１におけるＤ点）から粗圧延機９に入る手前（図１におけるＥ点）までの経過時間ｔa2、ｔa2’とが表面側及び裏面側の温度予測装置６，６’に送出される。
【００２１】
スラブＳの表面温度及び裏面温度は、図２（図２にはスラブの表面温度と加熱炉抽出からの経過時間との関係のみ示されている）に示すように、連続式加熱炉１から抽出された直後の図１のＡ点では約１２００℃のＴA 及びＴA ’であるが、その後空冷されて図１のＢ点では約１１３０℃のＴB 及びＴB ’に下降する。そして、図１のＢ点からＣ点に至るまでスプレーノズル２，２’からの冷却水によってスラブＳの表面及び裏面が冷却されるので、スラブＳの表面温度及び裏面温度は図１のＣ点では約１０６０℃のＴC 及びＴC ’に下降する。その後、スラブＳの表面及び裏面で復熱がなされ、その復熱が完了した時点の図１のＤ点ではスラブＳの表面温度及び裏面温度は約１１１０℃のＴD 及びＴD ’に上昇する。その後、スラブＳの表面及び裏面は空冷され、粗圧延機９に入る手前の図１におけるＥ点ではスラブＳの表面温度及び裏面温度は約１０７０℃のＴE 及びＴE ’に下降する。
【００２２】
従って、放射温度計８，８’によって測定される、粗圧延機９に入る手前の図１におけるＥ点でのスラブＳの表面温度ＴE 及び裏面温度ＴE ’は、図１のＡ点からＢ点に至るまでの空冷による温度降下量をΔＴa1，ΔＴa1’、図１のＢ点からＣ点までの水冷による温度降下量をΔＴW ，ΔＴW ’、図１のＣ点からＤ点までの復熱による温度上昇量をΔＴR ，ΔＴR ’、及び図１のＤ点からＥ点までの空冷による温度降下量をΔＴa2，ΔＴa2’とすると、下記（２）、（３）式によって表される。
ＴE ＝ＴA −ΔＴa1−ΔＴW ＋ΔＴR −ΔＴa2  ……（２）
ＴE ’＝ＴA ’−ΔＴa1’−ΔＴW ’＋ΔＴR ’−ΔＴa2’  ……（３）
【００２３】
そして、連続式加熱炉１から抽出された直後のスラブＳの表面温度ＴA 及び裏面温度ＴA ’は、上記（２）、（３）式を変形して、下記（４）、（５）式によって表される。
ＴA ＝ＴE ＋ΔＴa1＋ΔＴW −ΔＴR ＋ΔＴa2  ……（４）
ＴA ’＝ＴE ’＋ΔＴa1’＋ΔＴW ’−ΔＴR ’＋ΔＴa2’  ……（５）
ここで、図１のＡ点からＢ点に至るまでの空冷による温度降下量ΔＴa1，ΔＴa1’は、一般の空冷の熱伝達式によって導かれ、温度予測装置６，６’に入力される空冷の熱伝達係数αa ，αa ’、スラブＳの比熱ｃ、スラブＳが連続式加熱炉１から抽出された時（図１におけるＡ点）からスプレーノズル２からの冷却水によって冷却される最初の時（図１におけるＢ点）までの経過時間ｔa1，ｔa1’、及びスラブＳの周囲の空気温度Ｔa を用いて下記（６）、（７）式によって表される。
【００２４】
【数１】
2005279655.tif 000003
【００２５】
Ｔ：鋼材表面温度、ｔ＝０でＴ＝ＴA 
Ｓ：鋼材の表面積
ｌ：鋼材表面代表厚み
Ｑ：鋼材内部への熱伝導により表面が失う熱量
【００２６】
【数２】
2005279655.tif 000004
【００２７】
また、図１のＢ点からＣ点までの水冷による温度降下量ΔＴW ，ΔＴW ’は、一般の水冷の熱伝達式によって導かれ、温度予測装置６，６’に入力されるスプレー冷却の水冷熱伝達係数αW ，αW ’、スラブＳの比熱ｃ、スプレーノズル２、２’からの冷却水がスラブＳに衝突している時間（図１におけるＢ点からＣ点に至るまでの経過時間）ｔw ，ｔw ’、及びスプレーノズル２，２’から噴射される冷却水の冷却水温度ＴW ，ＴW ’を用いて下記（８）、（９）式によって表される。
【００２８】
【数３】
2005279655.tif 000005
【００２９】
ｔ＝０でＴ＝ＴA −ΔＴa1
【００３０】
【数４】
2005279655.tif 000006
【００３１】
ｔ＝０でＴ＝ＴA ’−ΔＴa1’
また、図１のＣ点からＥ点に至るまでの復熱及び空冷による温度降下量（−ΔＴR ＋ΔＴa2）、（−ΔＴR ’＋ΔＴa2’）は、一般の空冷の熱伝達式によって導かれ、温度予測装置６，６’に入力される空冷の熱伝達係数αa ，αa ’、スラブＳの比熱ｃ、復熱が完了した時（図１におけるＤ点）から粗圧延機９に入る手前（図１におけるＥ点）までの経過時間ｔa2’及びスラブＳの周囲の空気温度Ｔa を用いて下記（１０）、（１１）式によって表される。
【００３２】
【数５】
2005279655.tif 000007
【００３３】
ｔ＝０でＴ＝ＴA −ΔＴa1−ΔＴW 
【００３４】
【数６】
2005279655.tif 000008
【００３５】
ｔ＝０でＴ＝ＴA ’−ΔＴa1’−ΔＴW ’
従って、温度予測装置６，６’では、上記（４）〜（１１）式を解くことによって、連続式加熱炉１から抽出された直後のスラブＳの表面温度ＴA 及び裏面温度ＴA ’を算出する。
【００３６】
なお、表面側の温度予測装置６に接続された熱伝達係数算出装置４は、スプレーノズル２に接続された定数・衝突時間算出装置５に接続されてスプレー冷却の水冷熱伝達係数αW を算出し、その一方、裏面側の温度予測装置６’に接続された熱伝達係数算出装置４’は、定数・衝突時間算出装置５’に接続されてスプレー冷却の水冷熱伝達係数αW ’を算出する。スプレー冷却の水冷熱伝達係数αW ，αW ’は、熱伝達係数算出装置４，４’のそれぞれにおいて、下記式により算出され、その算出値が各温度予測装置６，６’に送出される。
αW ＝ｋ・ｔw   ……（１２）
αW ’＝ｋ’・ｔW ’……（１３）
【００３７】
ｔW ，ｔW ’はスプレーノズル２，２’からの冷却水がスラブＳに衝突している時間（図１におけるＢ点からＣ点に至るまでの経過時間）、ｋ，ｋ’は冷却条件により決まる定数である。スプレーノズル２，２’からの冷却水がスラブＳに衝突している時間ｔw ，ｔw ’は、スラブＳ上におけるスラブＳの搬送方向の冷却水が衝突している長さｄをスラブＳの搬送速度ｖで除した値であり、定数・衝突時間算出装置４，４’によって算出されるものである。定数・衝突時間算出装置４，４’では、上位コンピュータからスラブＳの搬送速度ｖが入力されるとともに、スプレーノズル２，２’からポンプ圧力Ｐ，Ｐ’が入力され、この入力された搬送速度ｖと、ポンプ圧力Ｐ，Ｐ’に対応して予め定められている衝突長さｄとに基づいて衝突時間ｔW ，ｔW ’を算出し、算出値を熱伝達係数算出装置４，４’のそれぞれに送出する。そして、熱伝達係数算出装置４，４’は、前記衝突時間ｔW ，ｔW ’を温度予測装置６，６’に送出する。また、定数・衝突時間算出装置５，５’では、ポンプ圧力Ｐ，Ｐ’と、予め定められたノズル形状等とに基づいて冷却条件により定まる定数ｋ，ｋ’を決定し、決定値を熱伝達係数算出装置４，４’のそれぞれに送出する。
【００３８】
そして、各温度予測装置６，６’で算出されたスラブＳの表面温度ＴA と裏面温度ＴA ’の数値は、板厚方向平均温度予測装置１１に入力され、この入力値に基づいてスラブＳの抽出板厚方向平均温度ＴAMが算出される。
この抽出板厚方向平均温度ＴAMの数値は、図示しない加熱炉制御装置に入力され、この加熱炉制御装置では、抽出板厚方向平均温度ＴAMに基づいて、連続式加熱炉１内の複数ゾーンの総括熱吸収率φCGを推定し、加熱炉１内の温度を制御する。
【００３９】
このように、連続式加熱炉１から抽出された直後のスラブＳの抽出板厚方向平均温度ＴAMを、スケール除去工程でスケールを除去した後、スラブＳの表面及び裏面の復熱が完了した後のスラブＳの表面温度ＴE 及び裏面温度ＴE ’を測定し、その測定されたスラブＳの表面温度ＴE 及び裏面温度ＴE ’に基づいて、予測するので、連続式加熱炉１から抽出された直後のスラブＳの表面温度を実測することなく、スケールの影響を受けずに、正確なスラブＳの抽出板厚方向平均温度ＴAMを予測することができる。
【００４０】
また、スラブＳの表面及び裏面の復熱が完了した後のスラブＳの表面温度ＴE 及び裏面温度ＴE ’を測定するので、正確なスラブＳの鋼材の表面温度ＴE 及び裏面温度ＴE ’を測定することができ、その正確に測定された鋼材の表面温度ＴE 及び裏面温度ＴE ’に基づいて連続式加熱炉１から抽出された直後の鋼材の抽出板厚方向平均温度ＴAMを予測するので、正確なスラブＳの抽出板厚方向平均温度ＴAMを予測することができる。
【００４１】
また、スプレーノズル２，２’によるスプレー冷却の水冷熱伝達係数αW 、αW ’を、上記（１２）、（１３）の予測式により算出するので、高水量密度（１００，０００ｌ/ ｍｉｎ・ｍ2 よりも大きい、例えば２００，０００〜４００，０００ｌ/ ｍｉｎ・ｍ2 ）及び高圧（ポンプ圧力で１５ＭＰａ以上）の冷却水によってスラブＳを冷却する場合に、適正なスプレー冷却の水冷熱伝達係数αW 、αW ’を算出でき、この算出結果に基づいてより正確な鋼材の抽出板厚方向平均温度ＴAMを予測することができる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、上述の実施形態では、復熱が完了した後の、粗圧延機９に入る手前の図１におけるＥ点でのスラブＳの表面温度ＴE 及び裏面温度ＴE ’を測定するようにしているが、スラブＳの測定タイミングは復熱が完了した時以後であれば、これに限定されず、例えば、復熱が完了した際の、図１におけるＤ点でのスラブＳの表面温度ＴD および／または裏面温度ＴD ’を測定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る連続式加熱炉の鋼材抽出温度予測方法が適用される熱延鋼板の製造ラインの概略構成図である。
【図２】スラブの表面温度と加熱炉抽出からの経過時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１  連続式加熱炉
２，２’  スプレーノズル
３，３’  冷却水温度計
４，４’  熱伝達係数算出装置
５，５’  温度予測装置
７，７’  空気温度計
８，８’  放射温度計
９  粗圧延機
１０  搬送ローラ
１１  板厚方向平均温度予測装置
Ｓ  スラブ（鋼材）
【図１】
2005279655.tif 000009
【図２】
2005279655.tif 000010