JPH01219127A - 連続焼鈍炉の操業方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電磁鋼板の鉄損値を調整するための連続焼鈍
炉の操業方法に関する。

〔従来技術〕

電気機器の磁性材料として使用される電磁鋼板は、その
磁気特性、即ち鉄損値、磁束密度等が品質管理の指標と
される。このような指標は従来は材温、即ち焼鈍中の電
磁鋼板の温度に基づいて一般的に管理されていた。

ところで、連続焼鈍炉から連続的に送出される電磁鋼板
の温度即ち材温は多くの場合は、熱赤外線等を利用した
放射温度計により測定されているが、その測定時には以
下の如き種々の問題が発生する。

（１）　　炉内において電磁鋼板に生成・付着するスケ
ールの影響を受けて放射率が変動し測温結果に誤差が生
じる。

（２）電磁鋼板と温度計との間の雰囲気（温度、湿度、
塵埃等）の影響を受けて放射率が変動し測温結果に誤差
が生じる。

（３）電磁鋼板の材質の変更に伴って測温結果に誤差が
生じる。即ち鋼板の温度が同一でも材質が異なると放射
率が異なるので測温結果に誤差が生じる。

かくして正確な材温か測定されないことに伴って鉄損値
も目標から大きく外れるという結果になるので、実操業
においては材温をやや高めに、またライン速度をやや遅
いめに調節することにより鉄損値が低めになるようにし
て、目標とする鉄損値を維持するようにしているのが実
情である。このため、生産性の向上が図れず、また省エ
ネルギーの観点からも好ましいとは言い難い。

このような問題の解決策としては、上述の熱赤外線等の
光学領域の放射温度計では、 （１）　　キャビティ内の多重反射効果を利用する、（
２）２種類の黒体炉からの放射を電磁鋼板の表面で反射
させる、 （３）鏡面反射による多重反射効果を利用する、（４）
鏡面反射空洞と吸収空洞とを用いて放射率を補正して真
の温度を求める、 等の方法が試みられている。

しかし、このような方法では、測定器の測温方向をキャ
ビティの方向と実際の測温対象である電磁鋼板との間で
頻繁に変更する必要があるために、保守性に問題がある
。また、測温範囲がそれに使用される検出素子により規
定され、しかも狭いこと、更に上記（３）及び（４）の
方法では測定に要する時間が２０乃至６０秒と比較的長
持間になること等の問題がある。

そこで、本発明者等はかかる問題の解決策として、連続
焼鈍炉の出側に電磁鋼板の鉄損値を検出する鉄損計を配
し、該鉄損計の検出値と連続焼鈍炉のライン速度との関
係を一定の炉温毎に第５図に例示する如く予め求めてお
き、電磁鋼板の鉄損値をその目標値に一致させるべく前
記関係に基づいて連続焼鈍炉のライン速度を制御する方
法を先に提案した（特願昭６２−７５２２２号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

然るに、本発明者等が提案した上述の方法にあっても解
決すべき問題がないではない。即ち、連続焼鈍炉にて電
磁鋼板の鉄損値を調整する場合、該鉄損値は連続焼鈍炉
の加熱帯出側の材温にて決定されることが明らかになっ
ているにも拘らず、上述の方法では鉄損計が連続焼鈍炉
出側に配されており、その位置と前記加熱帯出側の位置
とが相当に（具体的には数十ｍも）離れているため、前
記制御を行うためのフィードバック信号に、前記再位置
を電磁鋼板が通過する時差による誤差が含まれることと
なる結果、鉄損値がその目標値から第６図に例示する如
（外れてしまうという問題があった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、上述
した如き問題を解決して電磁鋼板の鉄損値の調整を高精
度に行う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〕

本発明に係る連続焼鈍炉の操業方法は、連続焼鈍炉の出
側に電磁鋼板の鉄損値を検出する鉄損計を配しておき、
該鉄損計の検出値と連続焼鈍炉の処理条件との関係に基
づいて電磁鋼板の鉄損値をその目標値に一致させるべく
前記処理条件の制御を行って電磁鋼板の鉄損値を調整す
る連続焼鈍炉の操業方法において、前記連続焼鈍炉中の
加熱帯出側に電磁鋼板の温度を測定する材温計を配して
おき、該材温計による測定値から換算した鉄損値とその
測定部分に対応させて前記鉄損計による検出を行った鉄
損値とを比較した結果を用いて前記処理条件の制御を補
正することを特徴とする。

〔作用〕

かかる本発明方法にあっては、連続焼鈍炉中の加熱炉出
側に配された材温計にて測定された電磁鋼板の温度から
換算した鉄損値と、連続焼鈍炉の出側に配された鉄損計
にて検出された鉄損値との比較を行い、その比較結果を
用いてライン速度等の処理条件の制御を補正するので、
電磁鋼板の鉄損値の調整が高精度に行えるようになる。

しかも、前記比較のためのデータを得るために行う、前
記材温計による材温の測定及び前記鉄損計による鉄損値
の検出は、電磁鋼板の材温測定部分に鉄損値検出部分を
対応させて行うこととしているので、前記材温計の位置
と前記鉄損計の位置とが相当に離れていても前記時差に
よる誤差を解消でき、前記調整がより高精度に行えるよ
うになる。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述す
る。

第１図は本発明に係る連続焼鈍炉の操業方法を実施する
ための装置構成を示す模式図、第２図はその鉄損計の構
成を示すブロック図である。

先ず第２図を参照して本発明に使用される鉄…計の構成
について説明する。

鉄損とは、鋼板を交流磁化した場合にその鋼板により消
費される電力のことであり、その測定方法はＪＩＳによ
り定められている。即ち、５０１１ｚの交流にて試料の
鋼板を励磁し、鋼板内の最大磁束密度を１５ｋＧａｕｓ
ｓとした場合の、試料１　ｋｇ当りの電力損失Ｗ　、　
Ｓ、、。（Ｗ／ｋｇ）で表される。なおｒ１５１５旧は
５０ｃ／ｓｅｃ　１５ｋＧａｕｓｓの鉄損を表す。

この鉄損を測定する鉄損計は、たとえば本願出願人が先
に特願昭６０−１１９２６９号の発明で堤案じている第
２図に示したようなものを使用する。その具体的な構成
は以下の如くである。

図中１は製造ライン（図示せず）上をその長平方向に移
送されている電磁鋼板を示す。

この電磁鋼板１の移送域には移送方向に適長離隔された
２位置に、電磁鋼板１の幅方向寸法より内径がやや大き
い励磁コイル２．３が設けられている。そして、この励
磁コイル２．３を貫通して電磁鋼板１が移送されるよう
になっており、励磁コイル２，３それぞれの両端はＪＩ
Ｓにて規定されている５０１Ｉｚ　（６０Ｈｚでもよい
）の交流電源５に接続されている。

従って、電磁鋼板１は励磁コイル２．３を貫通して移送
される際に、励磁コイル２，３によりその長平方向に交
流磁化される。

励磁コイル２，３の間のほぼ中央には、電磁ｎ板１を巻
回するように検出コイル４が設置されている。この検出
コイル４は、交流電源５の周波数に基づいた５０１１ｚ
の基本波、電磁鋼板１の鉄損等に起因する波形歪により
生じる１００Ｈｚ以上の高調波。

及び鋼板磁化過程における電磁鋼板１内磁壁の不連続移
動現象、換言すれば公知のバルクハウゼン雑音の３成分
が混在した信号を出力する・この検出コイル４が出力す
る信号は電流制御回路６及び電力計７に与えられている
。

電流制御回路６は、検出コイル４から与えられる信号に
基づいて交流電源５の出力電流を制御することにより励
磁コイル２．３から発生される磁界強度を制御する。

一方、電力計７には上述の検出コイル４からの信号の他
に交流電源５からの励磁電流も与えられている。従って
、電力計７は、両者から電力損失を検出してその結果を
鉄損検出回路８に与える。

また、図中９及び１０はそれぞれ励磁コイル２．３の間
の位置で電磁鋼板１に臨ませて設置した厚み検出器及び
幅検出器であり、電磁鋼板ｌの厚み及び幅の変位を検出
して鉄損検出回路８に与えている。

鉄損検出回路８は、厚み検出器９及び幅検出器１０から
与えられる電磁鋼板１の厚み及び幅の変位検出値、電力
計７から入力された信号値、更に予め与えられている電
磁鋼板ｌの基準の厚み１幅。

密度等から鉄損値Ｗを下記式により算出し出力する。

Ｗ＝Ｐ／ρ・ｗ−ｆ 但し、ρ：鋼板の密度 ｔ：鋼板の厚み Ｗ：鋼板の幅 ｌ：実効磁路長 なお実効磁路長ｌとは、鉄損値Ｗの検出対象として有効
に磁化された電磁鋼板１の範囲のことであり、鋼板の密
度ρ、鋼板の厚みｔ及び鋼板の幅Ｗ等もこの実効磁路長
ｌの範囲内の値である。

基本的に以上のように構成された鉄損計を後述する材温
計と共に用いて本発明方法を実施するのであるが、その
全体の装置構成を第１図を参照して以下に説明する。

図中２０は連続焼鈍炉であり、電磁鋼板ｌの移送ライン
の上流側から順に、無酸化炉２１．加熱帯２２゜均熱帯
２３及び冷却帯２４が連続的に配されている。

無酸化炉２１は、その内部で電磁鋼板１の両側から直火
バーナにより加熱して電磁銅板ｌの表面に付着した圧延
油を燃焼させることにより除去するものである。この際
のバーナ燃焼は、空燃比０．９程度で行い、炉内雰囲気
を無酸化（弱酸化性）にして電磁鋼板１の過度の酸化を
防止しつつ加温する。

加熱帯２２は、電磁鋼板ｌをラジアントチェーブにより
表裏両面から加熱する。この加熱帯２２内は後述する冷
却帯２４から送られて来る還元性ガス雰囲気になってお
り、無酸化炉２１にて発生した電磁鋼板１の表面の薄い
酸化膜は還元される。

均熱帯２３は、電磁鋼板ｌを均熱化してその結晶粒子径
を充分に太き（することにより磁気特性を改善する。こ
のため、均熱帯２３では電磁鋼板ｌの均熱時間を充分に
とるようにしている。

冷却帯２４は、電磁鋼板１を還元性雰囲気ガスにより還
元しつつ１５０℃にまで冷却する。なお、この冷却帯２
４内の還元性雰囲気ガスは、通常はアンモニアを熱分解
したＡＸガス（Ｈｔニア５％、Ｎ２：２５％）を使用す
る。

連続焼鈍炉２０の加熱帯２２出側には電磁鋼板１の温度
即ち材温を測定する材温計４０が、またその炉出側には
前述の鉄損計３０がそれぞれ配置されている。なお、加
熱帯２２出側での材温を測定する材温計４０としては、
マイクロ波ラジオメータを用いてマイクロ波帯域の輝度
温度と放射率とを同時に測定し、放射率変動を補償して
真温度を求めるもの（例えば特開昭６１−２８８１３０
号公報参照）を用いるとよい。かかる材温計を用いれば
、放射率測定が容易であり、装置の機械的な動きを必要
とせず、広範囲の温度測定が可能となる。

また、図中４２は連続焼鈍炉２０で処理される電磁鋼板
１を巻回したペイオフリールであり、電磁鋼板１はこの
ペイオフリール４２から引出され、ライン速度調整ロー
ル５１により設定速度にされて材温計４０が付設された
連続焼鈍炉２０及びその出側に配された鉄損計３０を通
過してテンションリール４５に巻取られる。

ライン速度調整ロール５１は、ライン速度調整装置５５
によって制御されるモータ５２により駆動されるが、こ
のモータ５２にはパルスジェネレータ５３が接続されて
おり、該パルスジェネレータ５３はモータ５２の回転数
に対応する数のパルスを自動制御装置５０へ与えるよう
になっている。また該自動制御装置５０には、鉄損値を
設定する鉄損設定器５４、及び前記材温計４０にて測定
された材温を電磁鋼板１の材質に応じて鉄損値に換算す
るとともに後述の如き対比信号が入力される鉄損換算器
６０からの信号も入力されるようになっている。

なお、該鉄損換算器６０にて換算された鉄損値に関する
情報は記憶装置７０にとり込まれ、そこで適宜時間記憶
された上で比較演算器８０へ入力される。

また該比較演算器８０には前記鉄損計３０にて検出され
た鉄損値に関する情報も入力されるようになっており、
該比較演算器８０はそれらの入力情報を比較対比する。

そしてその対比信号は前記鉄損換算器６０へ入力される
ようになっている。

かかる装置を用いて本発明方法を実施する場合、所望の
鉄損値が鉄１員設定器５４によって自動制御装置５０に
入力設定される。そして該自動制御装置５０からの指令
に基づいてライン速度調整装置５５が作動じてライン速
度の調整が先ず行われる。

そして、連続焼鈍炉２０の加熱帯２２出側の材温計４０
によって測定される材温の測定値は鉄損換算器６０へ人
力されるが、該鉄損換算器６０においてはその入力デー
タが、予め蓄積されている材温と鉄損値との相関関係（
例えば第３図に示す如き相関関係）に基づいて鉄損値の
データに換算され、その換算値に関する信号は自動制御
装置５０及び記憶装置７０へ入力される。

そして、該信号が入力された自動制御装置５０において
は、該信号が前述の如（鉄損設定器５４によって入力さ
れている設定値と比較され、その差はライン速度調整装
置５５に対して鉄損値の調整信号として出力される。

一方、連続焼鈍炉２０を通過した後の電磁鋼板１の鉄損
値は連続焼鈍炉２０の出側において鉄損計３０にて実測
される。

そして、その実測データは、前記記憶装置７０へ人力さ
れてそこで適宜時間（具体的には電磁鋼板１が材温計４
０の位置から鉄損計３０の位置に至るまでの時間）記憶
された上で比較演算器８０へ入力される前記換算値に関
するデータと該比較演算器８０において比較され、その
結果に関する信号は前記鉄損換算器６０に補正信号とし
て入力される。

かくして、記憶装置７０を用いた上で鉄損値に関する換
算値のデータと実測値のデータとを比較することとすれ
ば、電磁鋼板ｌが材温計４０の位置から鉄損計３０の位
置に至るまでの時間に対応する時差に基づく誤差が解消
でき、適正な両データの比較が行えて適正な補正信号を
得ることができる。

然して得られた適正な補正信号を用いて電磁鋼板１の鉄
を員値を調整した結果を第４図に例示するが、図より本
発明方法によって高精度な鉄損値の調整が行えることが
分かる。

なお、上述の実施例においてはライン速度によって電磁
綱板１の鉄損値の調整を行うこととしたが、炉温によっ
て電磁鋼板１の鉄を員値の調整を行う場合にも本発明方
法は適用できる。

〔効果〕

以上のように本発明によれば、電磁鋼板の製造に際して
、材温測定の誤差に起因して鉄損値が目標値から大きく
外れて無駄を生じるという問題、あるいは材温を高目に
、またライン速度を低目に維持することにより鉄損値を
最低限度目標値以下に維持しようとする操業形態を採ら
すともよいので、生産性が大幅に向上する。

そして、電磁鋼板の鉄ｔｉ値の調整を、連続焼鈍炉の加
熱帯出側で実測した材温から換算したデータと連続焼鈍
炉出側で実測した鉄損値のデータとの比較を両実測時点
の相違に基づく誤差を解消しつつ行って実施することと
しているので、捲めて精度の高い調整が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための装置構成を示す模
式図、第２図はそれに使用する鉄損計の構成を示すブロ
ック図、第３図は本発明方法の実施に使用する加熱帯出
側材温と鉄損値との相関関係を示すグラフ、第４図は本
発明方法によって調整された銹撰修の実測データを示す
グラフ、第５図は従来方法の実施時に使用したライン速
度と鉄損値との相関関係を示すグラフ、第６図は従来方
法によって調整された鉄損値の実測データを示すグラフ
である。 １・・・電磁鋼板　２０・・・連続焼鈍炉　２２・・・
加熱帯３０・・・鉄１員計　４０・・・材温計　５０・
・・自動制御装置６０・・・鉄損換算器　７０・・・記
憶装置　８０・・・比較演算品持　許　出願人　　住友
金属工業株式会社代理人　弁理士　　河　野　　　登　
夫７００７５０１Ｋ）Ｏ８５０９００９５０加熱帯懺ぶ
、イ契つ１シ萬！（’ｅ） 耳　３　図 写Δ 、　　　　　　　　　　　　　ｑ　ＩＩ′Ｉ（ｍ”）じ
０） ７５　　３０　　’Ｉｓ　　４Ｑ　　４５ライ＞ｉ受　
（ｙｌ／ユ、■） 纂　５　回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、連続焼鈍炉の出側に電磁鋼板の鉄損値を検出する鉄
   損計を配しておき、該鉄損計の検出値と連続焼鈍炉の処
   理条件との関係に基づいて電磁鋼板の鉄損値をその目標
   値に一致させるべく前記処理条件の制御を行って電磁鋼
   板の鉄損値を調整する連続焼鈍炉の操業方法において、
   前記連続焼鈍炉中の加熱帯出側に電磁鋼板の温度を測定
   する材温計を配しておき、該材温計による測定値から換
   算した鉄損値とその測定部分に対応させて前記鉄損計に
   よる検出を行った鉄損値とを比較した結果を用いて前記
   処理条件の制御を補正することを特徴とする連続焼鈍炉
   の操業方法。