(57)【要約】  【課題】  加熱処理された圧延鋼材での脱炭層の深さを予測式により求めて予測する脱炭層深さ予測方法、脱炭層深さ予測値に基づいて加熱炉の温度を制御して圧延鋼材の鋼表面の脱炭層深さを制御する方法及び圧延鋼材の鋼表面の脱炭層深さ予測値に基づいて加熱炉の温度を制御する鋼材の圧延方法を提供する。  【解決手段】  送入鋼材は加熱炉１で鋼材温度Ｔ、鋼材温度Ｔでの加熱時間ｔの条件で加熱処理をされる。加熱処理をされた送入鋼材は圧延装置２に搬送されて圧延処理をされ圧延後は圧延鋼材として抽出される。加熱炉で発生した脱炭層は圧延後の圧延鋼材において脱炭層深さ（Ｄｍ）として観測され、この脱炭層深さ（Ｄｍ）を予測式により近似するものとする。【選択図】        図１
2005133158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送入鋼材をＡ１変態点以上の温度で加熱処理及び圧延処理することにより形成される圧延鋼材における脱炭層の深さを予測する脱炭層深さ予測方法において、
加熱処理時の鋼材温度及び加熱時間を含む演算項の値と、圧延前後における大きさの比と、所定値を有する補正係数との積を脱炭層の深さを予測する予測式とし、
前記補正係数は圧延鋼材の大きさの関数として予め求めておくことを特徴とする脱炭層深さ予測方法。
【請求項２】
前記加熱処理をする加熱炉を複数の加熱ゾーンに区分し、加熱ゾーン別に前記演算項を適用して計算した値の合計を前記演算項の値とすることを特徴とする請求項１記載の脱炭層深さ予測方法。
【請求項３】
前記予測式に、送入鋼材の脱炭層深さに起因する圧延鋼材の脱炭層深さへの影響分と加熱処理時に生じるスケール層による脱炭層深さの変動分とを加算することを特徴とする請求項１又は２記載の脱炭層深さ予測方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載した脱炭層深さ予測方法に基づいて予測した圧延鋼材の脱炭層深さを仕様値と比較し、
予測した脱炭層深さが仕様値より小さい場合には、脱炭層深さが仕様値以下となる範囲内において鋼材温度が目標鋼材温度となるように加熱炉の温度を制御し、
予測した脱炭層深さが仕様値より大きい場合には、鋼材温度が目標鋼材温度の下限値以上の範囲内において脱炭層深さが仕様値以下となるように加熱炉の温度を制御する
ことにより圧延鋼材の脱炭層の深さを制御することを特徴とする脱炭層深さ制御方法。
【請求項５】
加熱炉にて送入鋼材をＡ１変態点以上に加熱処理した後、圧延処理する鋼材の圧延方法であって、圧延鋼材の脱炭層深さを予測し、予測した圧延鋼材の脱炭層深さを仕様値と比較し、予測した脱炭層深さが仕様値より小さい場合には、脱炭層深さが仕様値以下となる範囲内において鋼材温度が目標鋼材温度となるように加熱炉の温度を制御し、予測した脱炭層深さが仕様値より大きい場合には、鋼材温度が目標鋼材温度の下限値以上の範囲内において脱炭層深さが仕様値以下となるように加熱炉の温度を制御することを特徴とする鋼材の圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼片を加熱し圧延する際に鋼表面に生じる脱炭層の深さを予測する脱炭層深さ予測方法、この脱炭層深さ予測方法により予測した圧延鋼材の鋼表面の脱炭層深さ予測値に基づいて加熱炉の温度を制御して圧延鋼材の鋼表面の脱炭層深さを制御する方法及び圧延鋼材の鋼表面の脱炭層深さ予測値に基づいて加熱炉の温度を制御する鋼材の圧延方法に関する。特に、鋼表面の脱炭層について厳しい管理が要求される中高炭素鋼、浸炭鋼、高速度鋼などの棒鋼及び線材の脱炭層深さ予測方法、脱炭層深さ制御方法及び鋼材の圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼材を圧延する前の前処理として鋼材（送入鋼材）を加熱する加熱処理の工程において、送入鋼材の表面に脱炭層が発生し、圧延後における鋼材（圧延鋼材）の表面にも脱炭層として残存する。脱炭層は鋼材の表面部分の炭素が酸化されることにより炭酸ガスとなって鋼材の表面から抜け出ることにより発生するものである。脱炭層の存在により所期の硬度が得られない、疲れ強さが低下するなど鋼材の機械的性質に大きく影響する。
【０００３】
脱炭層の影響を低減するために脱炭層の研究が進められ、例えば、脱炭層を評価する方法などが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。また、脱炭層の発生を抑制する方法として、脱炭層の発生が促進されるＡ１変態点の温度以上の温度での加熱時間を短くする加熱方法、最高加熱温度を極力低減する加熱方法、圧延処理工程へ送り出す鋼材の温度を低減する加熱方法などが知られている。
【０００４】
しかし、従来の加熱方法では、加熱炉の中にある鋼材が、圧延処理後の圧延鋼材となった場合にどの程度の脱炭層を生じるのか予測することは困難であった。通常は、圧延鋼材をサンプリングして、脱炭試験（脱炭層深さの測定）の結果に基づいて、加熱温度、加熱時間、取出し温度などを経験的に設定し、圧延鋼材での脱炭層の深さを制御（抑制）しているに過ぎなかった。
【特許文献１】特開２００２−５９２１号公報
【特許文献２】特開２００２−２２７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように従来の加熱方法では、圧延鋼材のサンプリングにより脱炭層の深さを求めて、その結果に基づいて、加熱処理条件を制御して、脱炭層の深さを制御（抑制）することから、送入鋼材の鋼材温度、加熱時間、圧延前後の鋼材の大きさ、加熱処理前の脱炭層の深さ、加熱処理工程において生じるスケール生成量の影響などを考慮した即時制御（加熱処理時における加熱条件の制御）が困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、斯かる問題に鑑みてなされたものであり、即時制御を可能とすべく、加熱処理時の鋼材温度及び加熱時間により定まる脱炭層深さと、圧延処理の前後での鋼材の大きさの変化（圧延前後における大きさの比）と、所定値を有する補正係数との積を圧延鋼材での脱炭層の深さとする予測式を用い、圧延鋼材での脱炭層深さを容易、正確に予測できる脱炭層深さ予測方法を提供することを目的とする。
【０００７】
さらに、本発明は、圧延可能な加熱温度を確保した状態で、圧延鋼材の脱炭層の深さを仕様値以下に収めることができる脱炭層深さ制御方法及び鋼材の圧延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】
【０００８】
第１発明に係る脱炭層深さ予測方法は、送入鋼材をＡ１変態点以上の温度で加熱処理及び圧延処理することにより形成される圧延鋼材における脱炭層の深さを予測する脱炭層深さ予測方法において、加熱処理時の鋼材温度及び加熱時間を含む演算項の値と、圧延前後における大きさの比と、所定値を有する補正係数との積を脱炭層の深さを予測する予測式とし、前記補正係数は圧延鋼材の大きさの関数として予め求めておくことを特徴とする。
【０００９】
第１発明にあっては、加熱炉における加熱処理時の鋼材温度及び加熱時間から求めた演算項の値と、圧延処理による大きさの比と、所定値を有する補正係数（脱炭係数）との積を圧延鋼材（圧延後の鋼材）での脱炭層の深さの予測式（予測値）とし、補正係数は圧延鋼材の大きさの関数として予め求めておくこととしたので、圧延処理後のサンプリングによらずに加熱処理時に併行して圧延鋼材の脱炭層深さを容易、正確に予測できる脱炭層深さ予測方法を提供することができる。
【００１０】
第２発明に係る脱炭層深さ予測方法は、第１発明において、前記加熱処理をする加熱炉を複数の加熱ゾーンに区分し、加熱ゾーン別に前記演算項を適用して計算した値の合計を前記演算項の値とすることを特徴とする。
【００１１】
第２発明にあっては、加熱をする加熱炉を複数の加熱ゾーンに区分し、加熱ゾーン別に演算項を適用して計算した値の合計を演算項の値とすることとしたので、加熱炉での加熱状況（加熱プロフィール）に応じてより正確で精密に圧延鋼材での脱炭層深さを予測できる脱炭層深さ予測方法を提供することができる。
【００１２】
第３発明に係る脱炭層深さ予測方法は、第１発明又は第２発明において、前記予測式に、送入鋼材の脱炭層深さに起因する圧延鋼材の脱炭層深さへの影響分と加熱処理時に生じるスケール層による脱炭層深さの変動分とを加算することを特徴とする。
【００１３】
第３発明にあっては、圧延前から存在する送入鋼材の脱炭層深さに起因する圧延鋼材での脱炭層深さへの影響分と加熱処理時に生じるスケール層による脱炭層深さの変動分とを予測式に加算することとしたので、より正確で精密に圧延鋼材での脱炭層深さを予測できる脱炭層深さ予測方法を提供することができる。
【００１４】
なお、本発明における「鋼材の大きさ」は主に圧延鋼材にあっては圧延方向、また送入鋼材にあっては圧延される方向に垂直な断面の大きさのことであり、断面積や断面寸法、すなわち角鋼片における角寸や、板鋼における幅や厚み、丸鋼片や丸鋼における直径（半径）などにより代表させることができる。また、断面形状の影響をなくすという意味で断面積の平方根などにより代表させることもできる。また、第１発明〜第３発明において、予測式を適用する鋼材温度はＡ１変態点の温度以上の場合とすればよい。脱炭反応は主にＡ１変態点の温度以上で生じることから、十分な精度で迅速な脱炭層深さの予測ができる。
【００１５】
また、補正係数は、圧延鋼材の脱炭層の深さの実測値を予測式に適用して逆算して予め求めておくこととすれば、より正確で精密に圧延鋼材での脱炭層深さを予測できる脱炭層深さ予測方法を提供することができる。
【００１６】
また、補正係数は、圧延鋼材の大きさが所定値以上の場合は定数であり、所定値未満の場合は圧延鋼材の大きさに比例して減少する一次関数として簡単な式で定義することとすれば、予測式の計算を簡便にでき、より簡単で迅速に圧延鋼材での脱炭層深さを予測できる脱炭層深さ予測方法を提供することができる。
【００１７】
第４発明に係る脱炭層深さ制御方法は、第１発明〜第３発明のいずれかの脱炭層深さ予測方法に基づいて予測した圧延鋼材の脱炭層深さを仕様値と比較し、予測した脱炭層深さが仕様値より小さい場合には、脱炭層深さが仕様値以下となる範囲内において鋼材温度が目標鋼材温度となるように加熱炉の温度を制御し、予測した脱炭層深さが仕様値より大きい場合には、鋼材温度が目標鋼材温度の下限値以上の範囲内において脱炭層深さが仕様値以下となるように加熱炉の温度を制御することにより圧延鋼材の脱炭層の深さを制御することを特徴とする。
【００１８】
第４発明にあっては、予測した圧延鋼材の脱炭層深さを仕様値と比較する。予測した脱炭層深さが仕様値より小さい場合には、脱炭層深さが仕様値以下を維持できる範囲内において鋼材温度が目標鋼材温度（圧延が可能な鋼材温度）となるように加熱炉の温度を制御し、予測した脱炭層深さが仕様値より大きい場合には、鋼材温度が目標鋼材温度の下限値以上の範囲内において脱炭層深さが仕様値以下となるように加熱炉の温度を制御することとしたので、圧延可能な加熱温度を確保した状態で、圧延鋼材の脱炭層の深さを仕様値以下に制御することができる脱炭層深さ制御方法を提供することができる。
【００１９】
第４発明にあっては、さらに目標鋼材温度の下限値は加熱後の圧延が可能な最低温度により規定されることとすれば、圧延可能な加熱温度（鋼材温度）を確実に維持した状態で、圧延鋼材の脱炭層の深さを仕様値以下に制御（抑制）することができる脱炭層深さ制御方法を提供することができる。
【００２０】
第５発明に係る鋼材の圧延方法は、加熱炉にて送入鋼材をＡ１変態点以上に加熱処理した後、圧延処理する鋼材の圧延方法であって、圧延鋼材の脱炭層深さを予測し、予測した圧延鋼材の脱炭層深さを仕様値と比較し、予測した脱炭層深さが仕様値より小さい場合には、脱炭層深さが仕様値以下となる範囲内において鋼材温度が目標鋼材温度となるように加熱炉の温度を制御し、予測した脱炭層深さが仕様値より大きい場合には、鋼材温度が目標鋼材温度の下限値以上の範囲内において脱炭層深さが仕様値以下となるように加熱炉の温度を制御することを特徴とする。
【００２１】
第５発明にあっては、圧延鋼材の脱炭層深さを予測し、予測した圧延鋼材の脱炭層深さを仕様値と比較し、予測した脱炭層深さが仕様値より小さい場合には、脱炭層深さが仕様値以下となる範囲内において鋼材温度が目標鋼材温度となるように加熱炉の温度を制御し、予測した脱炭層深さが仕様値より大きい場合には、鋼材温度が目標鋼材温度の下限値以上の範囲内において脱炭層深さが仕様値以下となるように加熱炉の温度を制御することとしたので、圧延可能な加熱温度を確保した状態で、圧延鋼材の脱炭層の深さを仕様値以下に制御することができる鋼材の圧延方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にあっては、加熱処理時の鋼材温度及び加熱時間により定まる脱炭層深さと、圧延処理の前後での鋼材の大きさの変化（大きさの比）と、所定値を有する補正係数との積を圧延鋼材での脱炭層の深さとする予測式を用いて圧延鋼材での脱炭層の深さを容易、正確、精密に予測することができる。
【００２３】
本発明にあっては、予測式を用いて予測した圧延鋼材での脱炭層深さを仕様値と比較して、比較結果の状況に応じて加熱処理の条件（加熱温度の制御による脱炭層深さの抑制制御に必要な鋼材温度の確保）を適宜設定でき、圧延可能な加熱温度を確保した状態で、圧延鋼材の脱炭層の深さを仕様値以下に収めることができる脱炭層深さの制御ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
【００２５】
＜実施の形態１＞
図１は鋼材温度が単一の場合の脱炭層深さ予測方法の概念を示す説明図である。送入鋼材は加熱炉１で鋼材温度Ｔ（絶対温度Ｋ）、鋼材温度Ｔでの加熱時間ｔ（分）の条件で加熱処理をされる。加熱処理をされた送入鋼材は圧延装置２に搬送され、圧延処理をされ圧延後は圧延鋼材（製品）として抽出される。加熱炉で発生した脱炭層は圧延後の圧延鋼材において脱炭層深さＤｍ（ｍｍ）として観測され、この脱炭層深さＤｍ（ｍｍ）は式（１）で近似して表すものとする。
Ｄｍ＝ｋ（ａ／Ａ）（√ｔ）ｅｘｐ（−Ｑ／ＲＴ）・・・（１）
ただし、
Ｄｍ（ｍｍ）：脱炭層深さ
Ｔ（絶対温度Ｋ）：加熱炉１での送入鋼材の鋼材温度
ｔ（分）：鋼材温度Ｔでの加熱時間
Ｑ（ｃａｌ／ｍｏｌ）：炭素の拡散の活性化エネルギ
Ｒ（１．９８７ｃａｌ／（ｍｏｌ・Ｋ））：ガス定数
ａ：圧延鋼材の大きさ（例えば丸鋼の場合の直径ａ（ｍｍ）など）
Ａ：送入鋼材の大きさ（例えば角鋼片の場合の角寸Ａ（ｍｍ）など）
ａ／Ａ：圧延前後における大きさの比
Ｑ／ＲＴ：８７８７／Ｔ
ｋ：補正係数（ｍｍ／√分）
【００２６】
つまり、圧延鋼材での脱炭層深さは、加熱処理時の鋼材温度Ｔ及び加熱時間ｔを式中に含む演算項（（√ｔ）ｅｘｐ（−Ｑ／ＲＴ））と、圧延鋼材の大きさａと送入鋼材の大きさＡとの比により定まる大きさの比ａ／Ａと、所定値を有する補正係数ｋとの積により近似される。この近似式を圧延後の圧延鋼材での脱炭層の深さを予測する予測式とする。このとき、補正係数は圧延鋼材の大きさＡの関数として予め特定しておく。なお、各値の単位は適宜変更することができ、その場合には、補正係数ｋの値を適宜変更することにより調整できる。また、鋼材温度としては脱炭層の発生しやすい温度、つまり、Ａ１変態点（鋼材の場合には７２３℃）の温度以上の場合に適用することにより、十分な精度で、簡便な予測ができる。なお、ここでの計算は全てコンピュータにより行うことで迅速な処理ができ、加熱処理において鋼材温度を制御する場合には特に有効である。このようなコンピュータによる計算の特徴は以下の計算においても同様に得られる。
【００２７】
上述したとおり、式（１）において、鋼材温度Ｔ、鋼材温度Ｔでの加熱時間ｔ、炭素の拡散の活性化エネルギＱ、ガス定数Ｒ、圧延鋼材の大きさａ、送入鋼材の大きさＡ、補正係数ｋをそれぞれ代入すれば、加熱処理及び圧延処理の工程を経た後の圧延鋼材での脱炭層深さＤｍを予測することができる。補正係数ｋは予め加熱炉１について求めているから圧延鋼材の脱炭層深さをサンプリングによらずに容易、正確に予測できる。なお、本発明における「鋼材の大きさ」は主に圧延鋼材にあっては圧延方向、また送入鋼材にあっては圧延される方向に垂直な断面の大きさのことであり、断面積や断面寸法、すなわち角鋼片における角寸や、板鋼における幅や厚み、丸鋼片や丸鋼における直径（半径）などにより代表させることができる。また、断面形状の影響をなくすという意味で断面積の平方根などにより代表させることもできる。
【００２８】
＜実施の形態２＞
図２は鋼材温度を複数に設定した場合の脱炭層深さ予測方法の概念を示す説明図である。加熱炉１の内部で鋼材温度Ｔが変化する状況に応じて複数の（加熱）ゾーンＺｉ（ｉ＝１〜Ｎ）に区分して、各ゾーンに式（１）の演算項を適用する状態を示す。すなわち、ゾーンＺｉでの脱炭層深さは式（２）で示される。
Ｄｍｉ＝ｋ（ａ／Ａ）（√ｔｉ）ｅｘｐ（−Ｑ／ＲＴｉ）・・・（２）
Ｔｉ（絶対温度Ｋ）：加熱炉１のゾーンＺｉでの送入鋼材の鋼材温度
ｔｉ（分）：鋼材温度Ｔｉでの加熱時間
【００２９】
式（２）はゾーン別に脱炭層深さを求める点を除いて、基本的には式（１）と同様である。ｋ（ａ／Ａ）の部分は式（１）と同一であり、演算項（（√ｔｉ）ｅｘｐ（−Ｑ／ＲＴｉ））の部分が異なる。式（２）で求めた各ゾーンの脱炭層深さ（ゾーンＺ１の脱炭層深さ：Ｄｍ１、ゾーンＺ２の脱炭層深さ：Ｄｍ２、・・・ゾーンＺｉの脱炭層深さ：Ｄｍｉ、・・・ゾーンＺＮの脱炭層深さ：ＤｍＮ）を合計したものを圧延鋼材での脱炭層深さＤｍとする。すなわち、ゾーンＺｉがＮ個に区分された場合には、脱炭層深さＤｍは式（３）が予測式となる。
Ｄｍ＝Ｄｍ１＋Ｄｍ２＋・・・＋Ｄｍｉ＋・・・＋ＤｍＮ・・・（３）
なお、実際の計算ではｋ（ａ／Ａ）の部分は共通であるから、演算項（（√ｔｉ）ｅｘｐ（−Ｑ／ＲＴｉ））の部分のみを合計したものに、ｋ（ａ／Ａ）を乗じて計算すれば良い。
【００３０】
上述したとおり、式（２）において、加熱炉１の各ゾーンにおける鋼材温度Ｔｉ、鋼材温度Ｔｉでの加熱時間ｔｉをそれぞれ代入して合計すれば、加熱処理及び圧延処理後の圧延鋼材での脱炭層深さＤｍを予測することができる。補正係数ｋは予め加熱炉１について求めているから圧延鋼材の脱炭層深さをサンプリングによらずに容易、正確に予測できる。さらに、加熱炉１での加熱状況（加熱プロフィール）に応じてより正確で精密に圧延鋼材での脱炭層深さを予測できる。
【００３１】
＜実施の形態３＞
圧延鋼材での脱炭層深さには、加熱処理により発生した脱炭層だけでなく、送入鋼材が加熱処理される前に既に有する脱炭層、さらには加熱処理により表面に生じたスケール層による脱炭層減少分も影響する。送入鋼材が加熱処理される前に既に有する脱炭層深さＤｂに起因する圧延鋼材の脱炭層深さへの影響分は圧延処理における大きさの比（ａ／Ａ）を用いて圧延鋼材での脱炭層深さＤｍｂとして式（４）で表すことができる。また、スケール層による脱炭層深さの変動分Ｄｍｓはスケールロス比αを用いて式（５）として求めることができる。
Ｄｍｂ＝（ａ／Ａ）Ｄｂ・・・（４）
Ｄｍｓ＝−（ａ／Ａ）Ｄｂ√（１−α）・・・（５）
【００３２】
したがって、加熱処理により発生した圧延鋼材での脱炭層深さＤｍ（式（３））に式（４）（５）を加算したものが、圧延鋼材での脱炭層深さＤの予測式となり、式（６）として示すことができる。
Ｄ＝Ｄｍ＋Ｄｍｂ＋Ｄｍｓ・・・（６）
【００３３】
上述したとおり、式（６）において、加熱処理により発生した圧延鋼材での脱炭層深さＤｍに、送入鋼材の脱炭層深さＤｂ（加熱処理の前から既に存在する脱炭層深さ）に起因する圧延後の脱炭層深さＤｍｂに換算した値を加算し、さらに加熱処理時に生じるスケール層による圧延鋼材での脱炭層深さの変動分Ｄｍｓ（スケール層による減少分）を加算したものを予測式とすることにより正確で精密に圧延鋼材での脱炭層深さを予測できる。なお、脱炭層深さＤｍｂ、脱炭層深さの変動分Ｄｍｓが脱炭層深さＤｍに比較して小さく無視できる場合には式（６）はＤ＝Ｄｍのような簡略化した予測式とすることもできる。
【００３４】
＜実施の形態４＞
図３は補正係数の決定方法を説明するためのグラフである。横軸は圧延鋼材の大きさａ（例えば丸鋼の直径）を任意スケールで相対的に示し、縦軸は補正係数ｋを任意スケールで相対的に示す。圧延鋼材の大きさａは上述のとおり、丸鋼や板鋼に応じ様々なもので代表することができ、その場合補正係数ｋの値が異なる値になることはいうまでもない。補正係数は式（６）の予測式に予め確定している数値を代入し、圧延鋼材の脱炭層深さ（予測式である式（６）のＤに対応）の実測値から逆算して求めたものである。グラフ上黒丸で示すものが実測値から求めた個別の補正係数であり、実線で示すものが補正係数ｋの近似式である。実測値から求めた個別の補正係数は加熱炉の炉特性により定まるので、加熱炉ごとに求める。計算した全ての補正係数ｋの上限を示す近似式を算出して、その近似式を補正係数ｋとして採用する。
【００３５】
全ての補正係数ｋの上限を示す近似式（補正係数ｋの最大値）を予測式としての式（６）における補正係数ｋとして採用することにより、脱炭層深さを予測式で算出する値以下に確実に抑制できる。ここで求めた補正係数のグラフからは、例えば、圧延鋼材の大きさが７０（例えば直径（ｍｍ））という所定値以上の場合には補正係数ｋは２２．４という固定値（定数）となる。また、圧延鋼材の大きさが７０という所定値より小さい場合には、補正係数ｋは５９．８５−０．５４ａで示される。つまり、圧延鋼材の大きさａが所定値未満の場合は圧延鋼材の大きさａに比例して減少する一次関数である。補正係数ｋを定数と一次関数という簡単な特性式により定義することにより、予測式の計算をより簡便にでき、より簡単で迅速に圧延鋼材での脱炭層深さを予測できる。なお、全ての補正係数ｋの上限を示す近似式としたが、多少の誤差が許容される場合には例えば９５％程度の補正係数ｋが含まれる近似式にすることも可能である。
【００３６】
＜実施の形態５＞
図４は加熱炉を複数のゾーンに区分した場合のゾーン区分と、各ゾーンでの鋼材温度及び加熱時間との関係を示す。同図（ａ）は加熱炉１のゾーン区分状態を、（ｂ）は各ゾーン（Ｚｉ）での加熱時間ｔｉと鋼材温度Ｔｉを示す。加熱炉１は加熱領域１ａと均熱領域１ｂとで構成される。送入鋼材は搬送経路１ｃに沿って搬送され、ゾーン（Ｚｉ）において設定された鋼材温度（Ｔｉ）で、設定された加熱時間（ｔｉ）の間加熱処理される。ここでは加熱領域１ａはゾーンＺ１〜３に区分され、均熱領域１ｂはゾーンＺ４〜６に区分されている。ゾーンＺ１で鋼材温度Ｔ１、加熱時間ｔ１、ゾーンＺ２で鋼材温度Ｔ２、加熱時間ｔ２、・・・ゾーンＺ６で鋼材温度Ｔ６、加熱時間ｔ６として示す。各ゾーンＺｉでの鋼材温度Ｔｉは最も影響の大きい高い方の温度（出口側の温度）を適用する。また、加熱時間ｔｉは、加熱処理に続いて行われる圧延処理における圧延能率を参酌して算出する。なお、鋼材温度Ｔｉは適宜の手段により加熱炉１において測定できるが、鋼材の加熱炉送入前温度及び加熱炉における温度条件などから予測することもできる。
【００３７】
鋼材温度Ｔｉ及び加熱時間ｔｉを上述した予測式である式（６）に適用し、圧延鋼材の脱炭層深さＤを計算して予測する。予測式の計算は加熱鋼材１本毎に行うことでより正確な計算ができる。計算結果（予測値）を圧延鋼材の脱炭層深さと比較する。予測した脱炭層深さＤが仕様値Ｄｓｐｅｃより小さい場合には、脱炭層深さＤが仕様値Ｄｓｐｅｃ以下となる範囲内において加熱炉の出口での鋼材温度（Ｔ６）が目標鋼材温度となるように加熱炉１の温度を制御（例えば昇温制御）する。昇温制御により脱炭層深さＤが仕様値Ｄｓｐｅｃより大きくなると予測される場合には、脱炭層深さＤが仕様値Ｄｓｐｅｃに納まるように再度加熱炉１の温度を制御（例えば降温制御）する。つまり、加熱処理の最中に圧延鋼材の脱炭層深さを予測式に基づいて計算予測することにより、脱炭層深さＤを仕様値Ｄｓｐｅｃと比較しながら、脱炭層深さＤが仕様値Ｄｓｐｅｃに納まるように加熱炉１の温度を制御することにより、圧延鋼材の脱炭層深さＤを制御できる。
【００３８】
また、予測した脱炭層深さＤが仕様値Ｄｓｐｅｃより大きい場合には、加熱炉の出口での鋼材温度（Ｔ６）が目標鋼材温度の下限値（圧延処理可能な最低温度以上の値として適宜規定（設定）される）以上の範囲内において脱炭層深さＤが仕様値Ｄｓｐｅｃ以下となるように加熱炉１の温度を制御（例えば降温制御）する。鋼材温度（Ｔ６）が目標鋼材温度の下限値以下においても脱炭層深さＤが仕様値Ｄｓｐｅｃを越える場合には、目標鋼材温度の下限値を維持するように加熱炉１の温度を制御する。
【００３９】
上述した加熱処理工程での処理中に圧延鋼材の脱炭層深さＤを予測して、その結果に応じて加熱炉１の温度を制御することにより、圧延鋼材の脱炭層深さＤを制御できる脱炭層深さ制御方法とすることができる。ここでは区分数を６として説明したが、コンピュータの処理能力（計算能力）の範囲内でさらに細分化して計算することができる。細分化するほど精度は向上するが、必要以上の精度は不要であるから製品使用などを考慮して適当な区分数を決定する。
【００４０】
図５は実施の形態５における脱炭層深さ制御方法を適用した場合の脱炭層不良品の発生状況を示すグラフである。横軸は圧延月であり、実施の形態５における脱炭層深さ制御方法を適用した後の月を１〜３として示し、適用前の月を−１〜−３として示す。適用前の不良品発生量は−３の月で４０、−２の月で９２、−１の月で２５であったのが、適用後は不良品発生量がほぼ０となった。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】鋼材温度が単一の場合の脱炭層深さ予測方法の概念を示す説明図である。
【図２】鋼材温度を複数に設定した場合の脱炭層深さ予測方法の概念を示す説明図である。
【図３】補正係数の決定方法を説明するためのグラフである。
【図４】加熱炉を複数のゾーンに区分した場合のゾーン区分と、各ゾーンでの鋼材温度及び加熱時間との関係を示す。
【図５】実施の形態５における脱炭層深さ制御方法を適用した場合の脱炭層不良品の発生状況を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１  加熱炉
２  圧延装置
Ａ  送入鋼材の大きさ
ａ  圧延鋼材の大きさ
Ｔ  鋼材温度
Ｔｉ  ゾーンＺｉでの鋼材温度
ｔ  加熱時間
ｔｉ  鋼材温度Ｔｉでの加熱時間
Ｚｉ  ゾーン（ｉ＝１〜Ｎ）
【図１】
2005133158.tif 000003
【図２】
2005133158.tif 000004
【図３】
2005133158.tif 000005
【図４】
2005133158.tif 000006
【図５】
2005133158.tif 000007