(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯に熱処理を施す連続熱処理ラインの炉内速度制御方法において、
ライン運転開始直後の鋼帯張力の実績値から、周期的な張力変動量を算出し、該張力変動量が閾値以下になった時に、炉内速度を所定量だけ加速する操作を段階的に繰り返すことにより、炉内速度を目標速度まで上昇させることを特徴とする、連続熱処理ラインの炉内速度制御方法。
【請求項２】
鋼帯に熱処理を施す連続熱処理ラインの炉内速度制御方法において、
ライン運転開始直後の鋼帯張力の実績値から、周期的な張力変動量を算出する第１の段階と、
前記張力変動量が第１の閾値以下になった時に、この張力変動量が、第１の閾値よりも大きい第２の閾値を超えるまで、炉内速度を所定量だけ加速する操作を繰り返す第２の段階と、
前記張力変動量が第２の閾値を超えた時に炉内速度を所定量だけ加速する操作を中止する第３の段階と、
炉内速度が目標速度になるまで、前記第１〜３の段階を段階的に繰り返す第４の段階とからなることを特徴とする、連続熱処理ラインの炉内速度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続熱処理ラインの炉内速度制御方法に係り、特に、炉内ロールにより鋼帯を搬送するようにした熱処理炉を有する連続熱処理ラインの炉内速度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鋼帯に焼鈍等の熱処理を施す連続熱処理ラインの熱処理炉においては、鋼帯の搬送は炉内に設置されたロールで行われる。
【０００３】
通常、炉内における鋼帯の搬送速度（ライン速度、炉速度、炉内速度ともいう）を制御する装置は、図１に示すような制御ブロックで構成されることが多い。この場合、鋼帯に掛る張力が低いと鋼帯は炉内で蛇行し、又、張力が高いと鋼帯が破断することから、鋼帯の張力を制御する必要があり、速度制御系の上位ループとして張力制御系が構成される。
【０００４】
図１において、２０は例えば比例積分型の張力制御（ＡＴＲ）ブロックで、張力設定値Ｔrefと図示しない張力検出器によって検出された張力実績値Ｔfbとの差が入力され、この差に応じた出力がなされる。２２は上位の計算機から出力される速度制御指令Ｓrefに対して上限を設定するための速度リミッタ、２４は例えば比例積分型の速度制御（ＡＳＲ）ブロックである。前記リミッタ２２から出力される速度指令制限値Ｓref′に前記張力制御ブロック２０からの出力が加算されて、前記速度制御（ＡＳＲ）ブロック２４に入力される。２６は、例えば一次遅れを持つ電流制御（ＡＣＲ）ブロックで、前記速度制御ブロック２４からの信号が入力される。そして、２８は前記電流制御ブロック２６からの出力に応じて、炉内ロール１０を駆動する駆動モータ１２に印加される駆動電流を制御するための、例えばトランジスタで構成される電流制限回路である。なお、１４は駆動モータ１２の速度を検出する速度検出器であり、これにより得られる速度実績値は速度制御ブロック２４の入側に速度フィードバック値として戻される。
【０００５】
以上のように構成される制御ブロックによって、炉内の鋼帯は所定の速度及び張力に制御されることになる。
【０００６】
なお、上記速度リミッタ２２は、速度指令Ｓrefの上限、もしくはそれ以上の値に固定値として設定されるのが通常である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、何らかの理由で炉内の火を落とさずに連続熱処理ラインを停止する場合がある。この場合、炉内は高温の状態にあることから、停止している（回転していない）炉内ロールは、受熱の偏りのため熱変形する。即ち、炉内における温度分布は完全に均一ではなく、又、ロールは熱源に向いている側から輻射熱を受けるため、ロールには円周方向に不均一な熱膨張が発生し、ロール断面形状は真円から楕円形に熱変形する。この状態で連続熱処理ラインの運転を再開、即ち、ロールが回転を始めると、ロールは円周方向に均一に加熱されるため、時間の経過（ロール回転数の増加）と共に円周方向の温度分布も均一になり、断面形状は真円に戻る。
【０００８】
しかしながら、前記図１で説明したように、速度制御系の上位に構成された張力制御系により張力制御がなされるため、ライン運転再開後のしばらく（ロール断面形状が楕円形である間）は、鋼帯には図２に示すような周期的な張力変動が発生する。
【０００９】
この張力変動量ΔＴが大きく許容値を超えると、鋼帯とロール間でスリップが発生したり（ロールスリップ）、あるいは、鋼帯が幅方向に座屈（バックリング）して、鋼帯に疵や割れを与えてしまうという問題を有していた。
【００１０】
このような問題を避けるためには、ライン運転再開時には、オペレータが張力変動を見ながらライン速度を目標速度まで徐々に上げていかざるを得ず、自動化及び信頼性の点で問題があった。
【００１１】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、ライン運転開始時のように、炉内ロールが熱変形していても、ロールスリップやバックリングを発生させずにライン速度を目標速度まで上げることのできる連続熱処理ラインの炉内速度制御方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明では、鋼帯に熱処理を施す連続熱処理ラインの炉内速度制御方法において、ライン運転開始直後の鋼帯張力の実績値から、周期的な張力変動量を算出し、該張力変動量が閾値以下になった時に、炉内速度を所定量だけ加速する操作を段階的に繰り返すことにより、炉内速度を目標速度まで上昇させることを特徴とする連続熱処理ラインの炉内速度制御方法を採用することによって、前記課題を解決したものである。
【００１３】
又、本発明では、鋼帯に熱処理を施す連続熱処理ラインの炉内速度制御方法において、ライン運転開始直後の鋼帯張力の実績値から、周期的な張力変動量を算出する第１の段階と、前記張力変動量が第１の閾値以下になった時に、この張力変動量が、第１の閾値よりも大きい第２の閾値を超えるまで、炉内速度を所定量だけ加速する操作を繰り返す第２の段階と、前記張力変動量が第２の閾値を超えた時に炉内速度を所定量だけ加速する操作を中止する第３の段階と、炉内速度が目標速度になるまで、前記第１〜３の段階を段階的に繰り返す第４の段階とからなることを特徴とする連続熱処理ラインの炉内速度制御方法を採用することによって、前記課題を解決したものである。
【００１４】
炉内ロールが楕円状に変形している場合に、ライン運転を行うと、ロールの変形程度が大きいほど、鋼帯の張力変動量は大きくなり、又、この張力変動量が大きいと、ライン速度を上げられないという関係がある。
【００１５】
そして、ライン運転開始後のロールの合計回転数及び時間の増加に従って、ロールの変形程度は減少して、真円に近付く。
【００１６】
そこで、炉内ロールが楕円状態にあり、ライン運転を開始してライン速度を目標速度まで上昇させる場合、鋼帯の張力変動量を検出して、この張力変動量が大きくならないようにして、速度指令の制限値を徐々に上げながらライン速度を加速することによって、ロールスリップやバックリングを防止して目標速度まで上げることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
まず、本発明の第１実施形態を図３を用いて説明する。
【００１９】
図中、３０が新たに設けられた炉速度上限設定回路であり、該回路には張力実績値Ｔfb、張力変動量の閾値ｘ及び炉速度の一定加算量ｙが入力されると共に、後述する演算により算出される炉速度Ｖiを出力する機能を有する。３２は速度可変リミッタであり、前記炉速度上限設定回路３０からの炉速度Ｖiが入力され、速度指令Ｓrefが炉速度Ｖiを超えないように制限するものである。
【００２０】
他の点に関しては、図１と同様であるので、説明は省略する。
【００２１】
以下、本実施形態の動作を説明する。
【００２２】
ライン運転を開始した時点では、炉速度上限設定回路３０で算出される炉速度は初期値Ｖ0に設定されており、上位計算機から出力される速度指令ＳrefをこのＶ0に制限する。そして、図示しない張力計で検出される鋼帯の張力実績値Ｔfbをもとに、下記の（１）式
ΔＴ＝Ｔfbの最大値−Ｔfbの最小値          …（１）
で算出される張力変動量ΔＴを算出し、これと前記閾値ｘとを比較する。即ち、次の（２）式を満足しなければ、
ΔＴ≦ｘ                                  …（２）
ライン速度はＶ0に維持され、一方、（２）式を満足すれば、次の（３）式で算出される炉速度Ｖi（この場合はＶ1＝Ｖ0＋ｙ）を速度可変リミッタ３２に出力する。
【００２３】
Ｖi＝Ｖi-1＋ｙ    （i＝１〜ｎ）        …（３）
【００２４】
これにより、ライン速度はＶ0からＶ1に加速されることになる。この加速により、張力変動量ΔＴは大きくなるから、（２）式を満足しなくなり、その結果、ライン速度はしばらくはＶ1のままで推移する。この間、ロールの合計回転数及び時間の増加に伴い、ロールの楕円状態が緩和されて徐々に真円に近付くため、張力変動量ΔＴは小さくなり、上記（２）式を満足するようになる。この時点でライン速度は（３）式に基づいてＶ2（＝Ｖ1＋ｙ）に変更されることになる。このようにして、上記操作を繰り返すことにより、最終的にはライン速度を目標速度にまで上げることができ、この間、張力変動量ΔＴを小さく抑えることができ、従って、ロールスリップやバックリングの発生を防止することができる（図４参照）。
【００２５】
このようにして、ライン速度を目的の速度まで上げる場合に、炉内張力の変動量ΔＴを許容範囲内に維持しながら、自動的にライン速度を目標速度まで加速することができるようになる。
【００２６】
本実施形態において、張力設定値Ｔref＝３００ｋｇ、張力変動量の閾値ｘ＝５０ｋｇ、加速時の初期炉速度設定値Ｖ0＝１００ｍｐｍ、炉速度の一定加算量ｙ＝４０ｍｐｍで実施したところ、最終目標の炉速度Ｖn＝３００〜４００ｍｐｍへ加速するにあたって、張力変動を抑えた自動運転を実施することができた。
【００２７】
次に、本発明による第２実施形態を図５に基づいて説明する。
【００２８】
本実施形態は、図３に示した第１実施形態と同様であるが、異なるのは、炉速度上限設定回路３０′に、張力変動量ΔＴの閾値として、第１の閾値ｘ1と第２の閾値ｘ2の２つ（ｘ1＜ｘ2）が入力されている点である。
【００２９】
即ち、張力変動量ΔＴが第１の閾値ｘ1以下になった時に、炉内速度を一定量ｙだけ加算し、この加算操作は、張力変動量ΔＴが第２の閾値ｘ2を超えるまで繰り返され、その後は張力変動量ΔＴが第２の閾値ｘ2を超えた時の速度に維持する。このような操作を繰り返して、ライン速度を目標速度まで加速する。
【００３０】
この実施形態によれば、より確実に張力変動を抑制して、ライン速度を目標速度まで加速することができる。
【００３１】
本実施形態において、張力設定値Ｔref＝３００ｋｇ、閾値ｘ1＝５０ｋｇ、ｘ2＝７０ｋｇ、炉速度の一定加算量ｙ＝２０ｍｐｍ、加速時の初期炉速度設定値Ｖ0＝１００ｍｐｍで実施したところ、最終目標の炉速度Ｖn＝３００〜４００ｍｐｍへ加速するにあたって、張力変動を抑えた自動運転を実施することができた。
【００３２】
なお、上記第１、第２実施形態のいずれにおいても、張力変動量の閾値ｘ、ｘ1、ｘ2、炉速度の一定加算量ｙを任意に決めてよいことは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
本発明により、連続熱処理ラインの運転開始直後における鋼帯の張力変動を抑えることができ、ロールスリップやバックリングを防止して、製品疵を無くすことが可能となる。
【００３４】
又、ライン速度制御の自動化率が上がり、オペレータの個人差や不確実さを無くして、製品品質維持の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するために用いる炉内速度制御装置の構成を示すブロック線図
【図２】従来の問題点を説明するための、ライン運転開始直後の張力変動の例を示す線図
【図３】本発明の第１実施形態を実施するための制御装置の構成を示すブロック線図
【図４】第１実施形態の作用を説明するためのフローチャート
【図５】本発明の第２実施形態を実施するための制御装置の構成を示すブロック線図
【符号の説明】
１０…炉内ロール
１２…駆動モータ
１４…速度検出器
２０…張力制御（ＡＴＲ）ブロック
２２…速度リミッタ
２４…速度制御（ＡＳＲ）ブロック
２６…電流制御（ＡＣＲ）ブロック
２８…電流制限回路
３０、３０′…炉速度上限設定回路
３２…速度可変リミッタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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