JP2017001070A - 鋼片の加熱炉抽出温度予測方法及び加熱炉抽出温度予測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より高精度に鋼片Ｓの加熱炉抽出温度を予測可能とする。【解決手段】加熱炉１から抽出された鋼片Ｓの表面に対し、噴出ノズル５Ａ、５Ｂから水７および圧縮空気８をそれぞれ吹き付けてスケールを除去する。その後に、スケールを除去した部分の鋼片Ｓの表面温度を当該鋼片Ｓ表面の復熱が完了した後に測定する。温度測定値を基に加熱炉抽出時の鋼片表面温度を演算して鋼片Ｓの加熱炉抽出温度を予測する。【選択図】 図１

Description

本発明は、熱間圧延などに供される鋼片の加熱炉抽出温度を予測する技術に関する。

熱間圧延に供される鋼片は、通常、加熱炉で目標とする目標抽出温度に加熱して抽出されて、圧延に供される。したがって、加熱炉で鋼片を加熱するときには目標抽出温度となるように均一に鋼片を加熱する必要があり、鋼片を目標抽出温度へ均一に加熱するためには、加熱炉の炉内温度や鋼片の加熱炉抽出温度を随時監視する必要がある。しかし、加熱炉から抽出された鋼片の表面にスケールが生成されている場合には、鋼片の加熱炉抽出温度を直接的に測定することは困難となる。

これに対し、特許文献１には、加熱炉内の雰囲気ガス成分を炭酸ガス計と露点計とを用いて測定し、その測定値からガス放射率を求め、ガス放射率から総括熱吸収率を計算して鋼片の加熱炉抽出温度を予測する方法が記載されている。また、特許文献２には、鋼片が圧延される際の圧延荷重と鋼片の圧延前後の外形寸法とに基づいて圧延時における鋼片温度を求め、鋼片が加熱炉から圧延機に至るまでの冷却を加味して鋼片の加熱炉抽出温度を計算する方法が記載されている。

また、特許文献３には、加熱炉から抽出された鋼片の表面を高圧水でスケール除去し、スケール除去された鋼片表面の復熱が完了した後に鋼片の表面温度を測定し、その温度測定値に基づいて鋼片の加熱炉抽出温度を演算して予測することが記載されている。
さらに、特許文献４には、加熱炉から抽出された鋼片の表面に空気を噴出ノズルから吹き付けてスケールを除去し、その後段で鋼片表面温度の復熱完了後に測定し、その測定値を基に加熱炉抽出時の鋼片表面温度を演算して予測することが記載されている。

特開平６−１９２７５１号公報 特開昭６３−２６２１４号公報 特許第４３４９１７７号公報 特願２０１２−１３５０２２号公報

しかしながら、加熱炉内は雰囲気ガスの分布が均一ではないため、特許文献１に記載された方法では、雰囲気ガス成分の時間的変動が非常に大きくなり、適正な総括熱吸収率を同定することはきわめて難しいという問題がある。また、鋼片の圧延抵抗や外形寸法から鋼片温度を精度よく計算することは困難であり、加熱炉から圧延機に至るまでの冷却条件が外乱要因となるため、特許文献２に記載された方法では、鋼片の加熱炉抽出温度を正確に求めることができないという問題がある。

特許文献３に記載された方法では、スケール除去された鋼片の表面温度を測定するため、スケールの影響を受けることなく鋼片の表面温度を測定することが可能であるが、デスケーリング水の熱伝達係数が非常に大きく、デスケーリング水の沸騰状態によって鋼片表面の温度測定値が大きく変動するため、鋼片の加熱炉抽出温度を正確に予測できないおそれがあるという問題がある。

また、特許文献４に記載された方法において、空気を噴出ノズルから吹き付ける方式では、表面の剥離し易い１次スケールは除去できるものの、鋼片の表面近傍に強固に生成されたタイトスケールをほとんど除去できないため、結果として鋼片表面温度の真値を測定し難いという問題がある。
そして、測定された温度の精度が保証できない場合、その測定温度を用いたその後のいかなる演算を行っても、鋼片の加熱炉抽出温度を正確に予測できない。
本発明は、以上のような事情を鑑み、従来の加熱炉抽出鋼材の温度評価方法の見直しを図り、より高精度に鋼片の加熱炉抽出温度を求めることができる技術を提供することを目的としている。

課題を解決するために、本発明の一態様である鋼片の加熱炉抽出温度予測方法は、加熱炉から抽出された鋼片の加熱炉抽出温度を予測する方法であって、上記加熱炉から抽出された鋼片の表面に対し、噴出ノズルから水および圧縮空気をそれぞれ吹き付けて、上記鋼片の表面からスケールを除去するスケール除去工程と、上記スケール除去工程の後に、上記スケールを除去した鋼片の表面温度を当該鋼片表面の復熱が完了した後に測定する温度測定工程と、上記温度測定工程で得られた温度測定値を基に加熱炉抽出時の鋼片表面温度を演算して上記鋼片の加熱炉抽出温度を予測する加熱炉抽出温度予測工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明の一態様である鋼片の加熱炉抽出温度予測装置は、加熱炉から抽出された鋼片の加熱炉抽出温度を予測する装置であって、上記加熱炉から抽出された鋼片の表面に対し、上記鋼片の表面からスケールを除去するために、水および圧縮空気をそれぞれ吹き付けるための噴出ノズルと、上記水および圧縮空気の吹き付けに対する上記鋼片表面の復熱が完了後の位置で、上記鋼片の表面温度を測定する温度測定部と、上記温度測定部が測定した温度測定値を基に加熱炉抽出時の鋼片表面温度を演算して上記鋼片の加熱炉抽出温度を予測する加熱炉抽出温度予測部と、を有することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、加熱炉から抽出された鋼片の表面を所定圧力以上の高圧水でスケール除去する必要が無く、デスケーリング水の熱伝達係数やデスケーリング水の沸騰状態によって鋼片表面の温度測定値が大きく変動することを抑えられる。また、高圧水でスケール除去することが抑えつつも圧縮空気による吹き付けを併用することで、スケール除去能力の不足が防止されて、鋼片表面緒温度測定が真値から大きくずれることを抑制可能となる。これによって、熱間圧延などに供される鋼片の加熱炉抽出温度を正確に予測することができる。

本発明に基づく実施形態に係る加熱炉抽出温度予測装置の構成を説明する図である。 本発明に基づく実施形態に係る水及び圧縮空気によるスケール除去と温度測定位置を示す概念図である。 本発明に基づく実施形態に係る水及び圧縮空気によるスケール除去と温度測定位置を示す他の概念図である。 鋼片の加熱炉抽出から温度測定までの温度変化の例を示す図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（構成）
本実施形態では、本発明を熱延鋼板の連続製造ラインに適用する場合を例に説明する。
本実施形態の熱延鋼板の連続製造ラインは、図１に示すように、鋼片Ｓを加熱する加熱炉１、及び加熱炉１で加熱された鋼片Ｓを粗圧延する粗圧延機２を備える。連続式加熱炉１の抽出口から抽出された鋼片Ｓ（スラブ）は、複数の搬送ローラ３によって規定されるパスラインに沿って、粗圧延機２に向けて搬送される。

この搬送中に、加熱炉抽出温度予測装置は、鋼片Ｓの上面に形成されているスケールの一部分の除去を行うと共に、スケールを除去した鋼片Ｓの上面の温度を測定し、その測定した温度に基づき鋼片Ｓの加熱炉抽出温度の予測を行う。なお、本実施形態では鋼片Ｓ上面の温度から加熱炉抽出温度の予測を行う場合を例示するが、鋼片Ｓの上面及び下面の温度を測定して、その温度測定値から鋼片Ｓの加熱炉抽出温度の予測を行うようにしても良い。
本実施形態の鋼片Ｓの加熱炉抽出温度予測装置は、スケール除去用の噴出ノズル５と、温度測定部６と、コントローラ４とを備える。コントローラ４は、加熱炉抽出温度予測部４Ａと、スケール除去評価部４Ｂとを備える。

（噴出ノズル５）
噴出ノズル５は、加熱炉１から抽出されて粗圧延機２に向けて搬送中の鋼片Ｓの表面に向けて、水および圧縮空気をそれぞれ吹き付けることで、鋼片Ｓの表面からスケールを除去する。本実施形態では、図２に示すように、鋼片Ｓの幅方向中央部に生成されたスケールを、搬送方向に沿って帯状に除去する場合を例示する。スケールの除去部分はスポット的に実行しても良い。

本実施形態のスケール除去用の噴出ノズル５は、高圧水噴出用ノズル５Ａと、圧縮空気噴出用ノズル５Ｂとを備える。高圧水噴出用ノズル５Ａと、圧縮空気噴出用ノズル５Ｂとが、鋼片Ｓの搬送方向に並ぶように配置されている。そして、高圧水噴出用ノズル５Ａから鋼片Ｓ上面に向けて高圧水７を噴出し、その後、圧縮空気噴出用ノズル５Ｂから鋼片Ｓ上面に向けて圧縮空気８を噴出することで、スケール除去を行う。

ここで、高圧水７を噴出した後に圧縮空気８を噴出する場合を例示しているが、圧縮空気８を噴出した後に高圧水７を噴出するようにノズルを配置しても良い。
又は、図３のように、一つのノズルの噴出部に対し、高圧水７を噴出する噴出穴と圧縮空気８を噴出する噴出穴とを設けて、一つのノズルから同時に高圧水７と圧縮空気８を噴出するように構成しても良い。この場合、例えば、一つのノズルの噴出部の中央側に高圧水用の噴出穴を配置し、それを囲むように外周に圧縮空気用の噴出穴を配置したり、一つのノズルの噴出部の中央側に圧縮空気用の噴出穴を配置し、それを囲むように外周に高圧水用の噴出穴を配置したりする。

高圧水噴出用ノズル５Ａは、鋼片Ｓ表面への噴出距離を５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の間に設定し、ノズル５Ａから噴出する水の圧力を０．３５ＭＰａ以上０．６５ＭＰａ以下の範囲から選択した水圧となるように設定すると良い。
圧縮空気噴出用ノズル５Ｂは、鋼片Ｓ表面への噴出距離を５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の間に設定し、ノズル５Ｂから噴出する空気の圧力を０．６５ＭＰａ以上０．３５ＭＰａ以下の範囲から選択した空気圧となるように設定すると良い。

（温度測定部６）
温度測定部６は、噴出ノズル５の下流側であって、水７および圧縮空気８の吹き付けに対する鋼片Ｓ表面の復熱が完了していると推定される位置に配置される。復熱が完了した位置は、鋼片Ｓの搬送速度とスケール除去の際の温度降下分とから推定すれば良い。
本実施形態の温度測定部６は、スケール除去位置の鋼片Ｓ表面の温度を測定する第１の温度測定部６Ａと、スケール除去が行われていない鋼片Ｓ表面の温度である第２の温度測定部６Ｂとを有する。各温度測定部６Ａ、６Ｂは例えば放射温度計からなる。

ここで、第１の温度測定部６Ａ及び第２の温度測定部６Ｂをそれぞれ複数配置しても良い。この場合には、例えば複数の第１の温度測定部６Ａで測定した温度の平均値を採用する。また複数の第２の温度測定部６Ｂで測定した温度の平均値を採用する。第２の温度測定部６Ｂを複数配置する場合には、例えば、スケール除去位置の左右両側など、鋼片Ｓの幅方向に沿って並ぶように配置することが好ましい。複数配置する場合には、加熱炉１での加熱の偏りも考慮して温度の取得が可能となる。
各温度測定部６が測定した鋼片Ｓの表面温度に応じた信号は、コントローラ４に供給される。

（コントローラ４）
コントローラ４は、上述の通り、加熱炉抽出温度予測部４Ａ及びスケール除去評価部４Ｂを備える。
（加熱炉抽出温度予測部４Ａ）
加熱炉抽出温度予測部４Ａは、第１の温度測定部６Ａからの信号からなる温度測定値を基に、加熱炉抽出時の鋼片Ｓの表面温度を演算して上記鋼片Ｓの加熱炉抽出温度（加熱炉抽出時の板厚方向平均温度）を予測する。予測した加熱炉抽出温度は、例えば、加熱炉の制御部や圧延の制御部に供給される。

加熱炉抽出温度予測部４Ａは、第１の温度測定部６Ａが測定した鋼片Ｓの表面温度と、鋼片Ｓの周囲の空気温度と、鋼片Ｓが自然放冷によって冷却されるときの熱伝達係数と、鋼片Ｓの比熱と、鋼片Ｓの加熱炉抽出時から表面温度測定時に至るまでの経過時間と、噴出ノズルから噴出する空気及び水によって鋼片Ｓが冷却されるときの熱伝達係数と、噴出ノズルから鋼片Ｓの表面に噴出される空気及び水の温度とに基づいて、加熱炉抽出時の鋼片表面温度を演算する。

本実施形態の加熱炉抽出温度予測部４Ａは、下記に示す（１）式から加熱炉抽出時の鋼片表面温度Ｔ_Ａを求めて鋼片Ｓの加熱炉抽出温度を演算して予測するように構成されている。
Ｔ_Ａ＝Ｔ_Ｅ＋ΔＴ_ａ１＋ΔＴ_ｃ−ΔＴ_Ｒ＋ΔＴ_ａ２ ‥‥（１）

ここで、
Ｔ_Ｅ：第１の温度測定部６Ａによる表面温度測定値
ΔＴ_ａ１：図１に示すＡ点（加熱炉抽出点）からＢ点（噴出ノズルによるスケール除去開始点）に至るまでの鋼片Ｓの温度降下量（Ｔ_Ａ−Ｔ_Ｂ）
ΔＴ_ｃ：図１に示すＢ点からＣ点（噴出ノズルによるスケール除去終了点）に至るまでの鋼片Ｓの温度降下量（Ｔ_Ｂ−Ｔ_Ｃ）
ΔＴ_Ｒ：図１に示すＣ点からＤ点（鋼片Ｓの表面の復熱完了点）に至るまでの鋼片Ｓの温度上昇量（Ｔ_Ｄ−Ｔ_Ｃ）
ΔＴ_ａ２：図３に示すＤ点からＥ点（第１の温度測定部６Ａによる温度測定点）に至るまでの鋼片Ｓの温度降下量（Ｔ_Ｄ−Ｔ_Ｅ）

をそれぞれ表す。

（１）式の温度降下量ΔＴ_ａ１は、下記に示す（２）式によって表される。

ここで、
Ｔ：鋼片Ｓの表面温度（ｔ＝０でＴ＝Ｔ_Ａ）
Ｓ：鋼片Ｓの表面積
ｌ：鋼片Ｓ表面の代表厚み
Ｑ：鋼片Ｓの内部への熱伝導により表面が失う熱量
α_ａ：鋼片Ｓが自然空冷によって冷却されるときの熱伝達係数
Ｃ：鋼片Ｓの比熱
ｔ_ａ１：図１に示すＡ点からＢ点までの経過時間
Ｔ_ａ：鋼片Ｓ周囲の空気温度
をそれぞれ表す。

また、（１）式の温度降下量ΔＴ_ｃは、下記に示す（３）式によって表される。

ここで、
α_ｃ１：高圧水噴出用ノズル５Ａから噴出する水によって鋼片Ｓが冷却されるときの熱伝達係数
α_ｃ２：圧縮空気噴出用ノズル５Ｂから噴出する圧縮空気によって鋼片Ｓが冷却されるときの熱伝達係数
Ｃ：鋼片Ｓの比熱
Ｔ_ｃ：図１に示すＢ点からＣ点までの経過時間（高圧水噴出用ノズル５Ａから噴出する水を鋼片に吹き付けている時間。同一箇所を圧縮空気噴出用ノズル５Ｂから噴出する圧縮空気を吹き付けているため、ノズル５Ａとノズル５Ｂで同じ時間となる）
Ｔ_ｃ１：高圧水噴出用ノズル５Ａから噴出する水の温度
Ｔ_ｃ２：圧縮空気噴出用ノズル５Ｂから噴出する空気の温度
をそれぞれ表す。

また、（１）式の温度上昇量ΔＴ_Ｒおよび温度降下量ΔＴ_ａ２は、下記に示す（４）式によって表される。

ここで、
α_ａ：鋼片Ｓが自然空冷によって冷却されるときの熱伝達係数
Ｃ：鋼片Ｓの比熱
ｔ_Ｒ：図１に示すＣ点からＤ点までの経過時間
ｔ_ａ２：図１に示すＤ点からＥ点までの経過時間
をそれぞれ表す。
ここで、図４は、鋼片Ｓの表面温度と加熱炉抽出からの経過時間との関係の一例を示す図である。

この図４に例示されるように、鋼片Ｓの表面温度は加熱炉１から抽出された直後の図１のＡ点では加熱炉抽出温度Ｔ_Ａ＝約１２００℃であるが、その後自然空冷されてＢ点ではＴ_Ｂ＝約１１７５℃に下降する。そして、Ｂ点からＣ点に至るまで噴出ノズル５Ａ、５Ｂから噴出される水及び空気によって、鋼片Ｓの表面が強制的に冷却されることで、鋼片Ｓの温度はＣ点ではＴ_Ｃ＝１１６５℃に下降する。その後、鋼片Ｓ表面で復熱がなされ、その復熱が完了した時点のＤ点では鋼片Ｓの温度はＴ_Ｄ＝約１１７０℃に上昇する。その後、鋼片Ｓの表面は自然空冷され、第１の温度測定部６Ａで測定されるＥ点では、鋼片Ｓの温度はＴ_Ｅ＝約１１６０℃に下降する。
従って、上記（１）〜（４）式を解くことによって、加熱炉抽出時の鋼片表面温度Ｔ_Ａを算出することができ、鋼片表面温度Ｔ_Ａの算出値から鋼片Ｓの加熱炉抽出温度を予測することができる。

（スケール除去評価部４Ｂ）
スケール除去評価部４Ｂは、鋼片Ｓから取得した第１の温度測定部６Ａが測定する第１の温度と第２の温度測定部６Ｂが測定する第２の温度とに基づき、噴出ノズル５から噴出した水および圧縮空気８によるスケール除去の状態を評価する。すなわち、同一の鋼片Ｓから取得した第１の温度と第２の温度との乖離度合によってスケール除去の状態を評価する。

ここで、スケールを除去した部分の鋼片Ｓ表面の温度は、スケールの存在する鋼片Ｓ表面の温度よりも温度が高い。このため、スケールの除去が十分でない場合には、その分だけ、第１の温度と第２の温度との温度差が小さくなる。
また、加熱炉１での目標加熱温度は、粗圧延工程などの次工程からの要求に応じて決まるため、加熱炉１で連続して抽出される鋼片Ｓの表面温度の範囲は自ずと一定の範囲に規定される。また連続して加熱される鋼片Ｓの加熱炉１での加熱条件についても一定の範囲に限定される。このため、各鋼片Ｓの加熱状況や加熱によるスケールの形成状況は、大幅な変化は無いものと思われる。特に連続して加熱される鋼片Ｓの中でも、今回の温度測定対象とする鋼片Ｓに対し直近の鋼片Ｓであればあるほど近似の状態となる。

本実施形態のスケール除去評価部４Ｂは、次のように処理を行う。
即ち、本実施形態のスケール除去評価部４Ｂは、鋼片Ｓ毎に取得した第１の温度及び第２の温度の温度差ΔＴを求めて、順次記憶部９に記憶する。
スケール除去評価部４Ｂは、温度差ΔＴが記憶部９に記憶される度に、記憶部９に記憶されている温度差ΔＴのうちの、直近の予め設定した本数の鋼片Ｓから取得した温度差ΔＴの平均値ΔＴｍを算出する。設定した本数は、例えば３本〜６本の範囲から選択する。本実施形態では４本とする。なお、加熱される鋼種が変更される場合には、同じ鋼種のデータを使用することが好ましい。また、予め設定した本数の直近の温度差の情報が無い場合には、同じ鋼種の近似の目標温度の温度差ΔＴの平均値を一時的に採用しても良い。この場合には、半年以内でかつ１０本程度以上の温度差データの平均値が好ましい。

次に、スケール除去評価部４Ｂは、今回取得した温度差ΔＴｉと平均値ΔＴｍとの差（ΔＴｍ−ΔＴｉ）の絶対値が予め設定した閾値以上か否かを判定する。閾値以上乖離している場合には、スケール除去異常と判定する。閾値は、加熱炉１による加熱のバラツキを実験や公知の理論式から設定する。例えば閾値は１０％以上２０％以下、例えば１０％に設定する。閾値は複数持って、スケール除去の状態にグレードを付けて評価しても良い。

ここで、スケール除去の評価は上記内容に限定されない。例えば、温度差ΔＴの変化の推移を逐次求め、温度差ΔＴが小さくなる傾向があれば、その傾向に応じてスケール除去を評価するようにしても良い。
又は、簡便に、今回取得した温度差ΔＴだけからスケール除去の評価をしても良い。
ここで、スケール除去評価部４Ｂでスケール除去が不十分になってきていると判定すると、鋼片Ｓに噴出する水や高圧空気の噴出圧や単位時間当たりの噴出量、噴出時間を増加するなどの処理を行う。
ここで、スケール除去用の噴出ノズル５による水及び圧縮空気の噴射の処理が、スケール除去工程を構成する。温度測定部６による温度測定が温度測定工程を構成する。加熱炉抽出温度予測部４Ａの処理が加熱炉抽出温度予測工程を構成する。スケール除去評価部４Ｂの処理がスケール除去評価工程を構成する。

（動作その他）
加熱炉１から連続的に抽出された鋼片Ｓの表面に水７及び圧縮空気８を吹き付けて鋼片Ｓの表面の一部分からスケール１０を除去し、その後、鋼片Ｓの表面温度を測定する。
ここで、高圧水だけでスケール除去を行う場合、高圧水の熱伝達係数が非常に大きく、高圧水の沸騰状態によって鋼片Ｓ表面の温度測定値が大きく変動する。このため、鋼片Ｓの加熱炉抽出温度を正確に予測できないおそれがある。一方、圧縮空気だけでスケール除去を行う場合、鋼片Ｓ表面の剥離し易い１次スケールは除去できるが、鋼片Ｓの表面近傍に強固に生成されたタイトスケールをほとんど除去できないおそれがあり、結果として鋼片表面温度の真値を測定し難い。

これに対し、本実施形態では、水７と圧縮空気８との両方を使用してスケール除去を行うことで、スケール除去のための水７の圧力や水７の吹き付け量を、水だけでスケール除去する場合に比べて低く抑えた状態で、所要のスケール除去が可能となる。また水７の熱伝達係数や水７の沸騰状態によって鋼片Ｓ表面の温度測定値が大きく変動することを抑えられる。

これによって、鋼片Ｓ表面の温度測定が真値から大きくずれることを抑制可能となる。したがって、熱間圧延などの次工程に供される鋼片Ｓの加熱炉抽出温度を正確に予測することができる。
すなわち、スケール除去を行った部分の温度を、デスケーリング水の熱伝達係数やデスケーリング水の沸騰状態による変動を抑えつつ、鋼片Ｓの表面の復熱が完了した後に行うので、正確な鋼片Ｓの表面温度を測定することができる。従って、第１の温度測定部６Ａ、第２の温度測定部６Ｂの温度測定値を基に、鋼片Ｓの加熱炉抽出温度を予測することで、熱間圧延などに供される鋼片Ｓの加熱炉抽出温度を正確に予測することができる。

また、加熱炉抽出温度予測装置で予測した鋼片Ｓの加熱炉抽出温度を加熱炉内温度制御モデルに基づいて予測した鋼片Ｓの加熱炉抽出温度と比較することで、加熱炉１内の総括熱吸収率を補正することが可能になり、目標抽出温度的中精度を向上させることができる。
また、加熱炉抽出時の鋼片表面温度Ｔ_Ａを（１）式から求めて鋼片Ｓの加熱炉抽出温度を予測することで、熱間圧延などに供される鋼片Ｓの加熱炉抽出温度をより正確に予測することができる。

また本実施形態では、スケール除去評価部４Ｂでスケール除去を評価することで、温度測定値が真値とずれたどうかの判定が可能となり、早期に測定値の異常を把握することがきる。
ここで、本実施形態では、鋼片Ｓの上面側の温度に基づき加熱炉抽出温度を予測しているが、鋼片Ｓの下面、或いは上下面の温度に基づいて加熱炉抽出温度を予測しても良い。

また、噴出する圧縮空気８に対し鋼片Ｓ表面に固体の状態で衝突した後に、気化若しくは溶融する粒体を含有させて、スケール除去能力を向上させるようにしても良い。この場合には、圧縮空気だけでのスケール除去も可能となる。
粒体の材質としては、ドライアイス（商標名）や重曹からなる固体を例示出来る。これらは、鋼片Ｓに化学変化を起こさず、人体にも無害であり、品質上も環境衛生上も問題が発生することはない。

また、上記実施形態では、水７及び圧縮空気８によってスケール除去を行う場合を例示している。これに対して、高圧水７だけでスケール除去を行いつつスケール除去評価部４Ｂでスケール除去の評価を行っても良い。
ここで、スケール除去評価部４Ｂで、スケール除去の異常との判定は、スケール除去が不十分な場合と、第１の温度部の温度測定の異常の場合とがある。すなわち、スケール除去評価部４Ｂは、温度測定値の異常評価をしているとみなすことが出来る。

次に、本発明の実施例について説明する。
＜実施例＞
加熱炉１から抽出された鋼片Ｓ（板幅１．２５ｍ、板厚２３０ｍｍ）の上面に向けて、水および圧縮空気噴出ノズルから、順次、水及び圧縮空気８を噴出してスケール除去を実施した。
このとき、水および圧縮空気８の噴出距離を１５０ｍｍ、噴出条件を水量密度５５１０Ｌ／ｍ^２．ｍｉｎ（ノズル前水圧力０．４５ＭＰａ）、圧縮空気８７００Ｎｍ３／ｈ（ノズル前圧縮空気圧力０．４５ＭＰａ）に設定した。

そして、鋼片Ｓの表面からスケールを除去した後、鋼片Ｓの表面温度を当該鋼片Ｓ表面の復熱が完了した後に放射温度計により測定し、放射温度計の温度測定値に基づいて鋼片Ｓの加熱炉抽出温度を演算して予測した場合における加熱炉１での鋼片Ｓ過加熱温度、加熱炉１原単位、加熱不足に起因する品質不良発生率指標について調査した。その結果を表１に示す。

＜比較例＞
また加熱炉１から抽出された鋼片Ｓの表面に高圧のデスケーリング水だけをスプレーノズルから噴出してスケール除去を実施した。
比較例では、水の距離を１５０ｍｍ、噴出条件を水量密度１７万Ｌ／ｍ^２・ｍｉｎ（ノズル前水圧力１５ＭＰａ）に設定した。

そして、実施例と同様に、加熱炉１での鋼片Ｓ過加熱温度、加熱炉１原単位、加熱不足に起因する品質不良発生率指標について調査した。その結果を表１に記載する。

この表１から分かるように、比較例では鋼片Ｓ過加熱温度の平均が３１℃前後であったのに対し、実施例では鋼片Ｓ過加熱温度の平均が１０℃未満となった。
また、比較例での加熱炉１原単位を１．０、加熱不測に起因する品質不良発生率指標を１．０とした場合、実施例では０．９、品質不良発生率指標が０．５未満となった。
このように、実施例では、温度測定の温度変動を抑えつつ、精度良く加熱炉抽出温度を予測できることが分かる。
ここで、実施例の構成において、同一のノズルから中央部から水を周辺部から圧縮空気８を噴出した場合、及び同一のノズルから中央部から圧縮空気８をその周辺部から水を噴出する場合でも実施してみた。この場合でも、実施例と同様な効果を得ることを確認している。

１ 加熱炉
２ 粗圧延機
３ 搬送ローラ
４ コントローラ
４Ａ 加熱炉抽出温度予測部
４Ｂ スケール除去評価部
５ 噴出ノズル
５Ａ 高圧水噴出用ノズル
５Ｂ 圧縮空気噴出用ノズル
６ 温度測定部
６Ａ 第１の温度測定部
６Ｂ 第２の温度測定部
７ 高圧水
８ 圧縮空気
９ 記憶部
Ｓ 鋼片
ΔＴ 温度差
ΔＴｉ 温度差
ΔＴｍ 平均値

Claims (9)

1. 加熱炉から抽出された鋼片の加熱炉抽出温度を予測する方法であって、
   上記加熱炉から抽出された鋼片の表面に対し、噴出ノズルから水および圧縮空気をそれぞれ吹き付けて、上記鋼片の表面からスケールを除去するスケール除去工程と、
   上記スケール除去工程の後に、上記スケールを除去した鋼片の表面温度を当該鋼片表面の復熱が完了した後に測定する温度測定工程と、
   上記温度測定工程で得られた温度測定値を基に加熱炉抽出時の鋼片表面温度を演算して上記鋼片の加熱炉抽出温度を予測する加熱炉抽出温度予測工程と、
   を有することを特徴とする鋼片の加熱炉抽出温度予測方法。
2. 上記温度測定工程での温度測定は、スケール除去位置の鋼片表面の温度である第１の温度を測定すると共に、上記スケール除去工程でスケール除去が行われていない鋼片表面の温度である第２の温度を測定し、
   更に、上記第１の温度及び上記第２の温度から、上記スケール除去工程によるスケール除去を評価するスケール除去評価工程を備えることを特徴とする請求項１に記載した鋼片の加熱炉抽出温度予測方法。
3. 上記スケール除去評価工程は、上記第１の温度及び上記第２の温度の温度差を、抽出した鋼片毎に記録しておき、直近で測定した複数の鋼片での各温度差ΔＴの平均値ΔＴｍを求め、今回測定した温度差と上記平均値ΔＴｍとの差の絶対値が予め設定した閾値以上乖離した場合に、スケール除去異常と判定することを特徴とする請求項２に記載した鋼片の加熱炉抽出温度予測方法。
4. 上記加熱炉抽出温度予測工程は、上記温度測定工程で測定されたスケールが除去された鋼片部分の表面温度と、上記鋼片の周囲の空気温度と、上記鋼片が自然放冷によって冷却されるときの熱伝達係数と、上記鋼片の比熱と、上記鋼片の加熱炉抽出時から表面温度測定時に至るまでの経過時間と、上記噴出ノズルから噴出する空気及び水によって鋼片が冷却されるときの熱伝達係数と、上記噴出ノズルから上記鋼片の表面に噴出される空気及び水の温度とに基づいて、上記加熱炉抽出時の鋼片表面温度を演算することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した鋼片の加熱炉抽出温度予測方法。
5. 加熱炉から抽出された鋼片の加熱炉抽出温度を精度良く予測する方法であって、
   上記加熱炉から抽出された鋼片の表面に対し、噴出ノズルから水および圧縮空気の少なくとも一方を吹き付けて、上記鋼片の表面からスケールを除去するスケール除去工程と、
   上記スケール除去工程の後であって上記鋼片表面の復熱が完了した後に、上記鋼片表面におけるスケール除去位置の温度である第１の温度と上記スケール除去工程でスケール除去が行われていない表面温度である第２の温度を測定それぞれ測定する温度測定工程と、
   上記温度測定工程で得られた温度測定値を基に加熱炉抽出時の鋼片表面温度を演算して上記鋼片の加熱炉抽出温度を予測する加熱炉抽出温度予測工程と、
   上記第１の温度及び上記第２の温度から、上記スケール除去工程によるスケール除去を評価するスケール除去評価工程と、
   を備えることを特徴とする鋼片の加熱炉抽出温度予測方法。
6. 加熱炉から抽出された鋼片の加熱炉抽出温度を予測する装置であって、
   上記加熱炉から抽出された鋼片の表面に対し、上記鋼片の表面からスケールを除去するために、水および圧縮空気をそれぞれ吹き付けるための噴出ノズルと、
   上記水および圧縮空気の吹き付けに対する上記鋼片表面の復熱が完了後の位置で、上記スケールを除去した鋼片の表面温度を測定する温度測定部と、
   上記温度測定部が測定した温度測定値を基に加熱炉抽出時の鋼片表面温度を演算して上記鋼片の加熱炉抽出温度を予測する加熱炉抽出温度予測部と、
   を有することを特徴とする鋼片の加熱炉抽出温度予測装置。
7. 上記温度測定部として、スケール除去位置の鋼片表面の温度を測定する第１の温度測定部と、スケール除去が行われていない鋼片表面の温度である第２の温度測定部とを有し、
   更に、上記第１の温度測定部が測定する第１の温度と上記第２の温度測定部が測定する第２の温度とから、上記水および圧縮空気によるスケール除去を評価するスケール除去評価部と、を備えることを特徴とする請求項６に記載した鋼片の加熱炉抽出温度予測装置。
8. 上記スケール除去評価部は、上記第１の温度及び上記第２の温度の温度差を、抽出した鋼片毎に記録しておき、直近で測定した複数の鋼片での各温度差ΔＴの平均値ΔＴｍを求め、今回測定した温度差と上記平均値ΔＴｍとの差の絶対値が設定した閾値以上乖離した場合に、スケール除去異常と判定することを特徴とする請求項７に記載した鋼片の加熱炉抽出温度予測装置。
9. 上記加熱炉抽出温度予測部は、上記温度測定工程で測定されたスケールが除去された鋼片部分の表面温度と、上記鋼片の周囲の空気温度と、上記鋼片が自然放冷によって冷却されるときの熱伝達係数と、上記鋼片の比熱と、上記鋼片の加熱炉抽出時から表面温度測定時に至るまでの経過時間と、上記噴出ノズルから噴出する空気及び水によって鋼片が冷却されるときの熱伝達係数と、上記噴出ノズルから上記鋼片の表面に噴出される空気及び水の温度とに基づいて、上記加熱炉抽出時の鋼片表面温度を演算することを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載した鋼片の加熱炉抽出温度予測装置。
   

Images