JPH05269A

JPH05269A - コイル金属板の加熱制御方法

Info

Publication number: JPH05269A
Application number: JP15132991A
Authority: JP
Inventors: Akira Kuboshima; 昭久保島; Masayuki Masuda; 正行増田; Katsumi Umeda; 克巳梅田
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1993-01-08

Abstract

(57)【要約】【目的】複雑に変化する加熱条件を十分に反映して、正
確に所定温度に加熱、維持できるコイル金属板の加熱制
御方法を提供する。【構成】コイル金属板の加熱制御方法は、所定速度で進
行中に塗料および／または印刷インキを施されたコイル
金属板１０を、高周波誘導加熱装置１で所定加熱温度に
加熱するための制御方法であって、前記所定速度、金属
板１０の材質、基準板厚、所定加熱温度および予め設定
した加熱前の金属板の温度に基づいて、高周波誘導加熱
装置１への出力を指示する線速制御と、加熱後のコイル
金属板の温度に基づいて線速制御指示を修正する温測制
御とにより制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば製缶用の素材と
して使用されるコイル金属板を、塗装および／または印
刷した後に、連続的に乾燥し焼付けるための加熱制御方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄やアルミニウムなどの長尺薄板金属は
コイル状に巻かれており、いわゆるコイル金属板として
例えば製缶用の素材として使用されている。コイル金属
板は、ひき解かれながらその表面に連続的に塗装や図
柄、文字等の印刷を施してから乾燥し焼付けて硬化し、
これを所定の寸法に裁断してゆく。

【０００３】従来、上記の乾燥に際してコイル金属板を
連続的に加熱するために熱風乾燥炉を使用していた。す
なわち塗装等の済んでいるコイル金属板が、所定温度範
囲内に温度維持がなされているトンネル式の熱風乾燥炉
を通過することにより加熱され、乾燥が完了する。この
熱風乾燥炉を使用した加熱方法は、温度を制御するにあ
たって、乾燥炉内の温度が上下してから、その雰囲気に
よって温められるコイル金属板の温度が上下するという
間接的な制御なので応答に時間がかかる。また長い炉を
必要とし、大きいスペースが必要である。

【０００４】これに対し、熱風乾燥炉を使用しない金属
板の加熱方法として、例えば特開昭62−208591号公報に
は高周波誘導加熱方法が開示されている。この高周波誘
導加熱方法は金属板を誘導電流で加熱するものであるか
ら、誘導電流を制御することにより直接的に金属板の温
度制御をでき、応答が速いという利点がある。また、さ
ほど大きなスペースを使用しないし、必要以外の外周環
境を加熱することがないことも利点である。

【０００５】ところで、コイル金属板には材質、基準板
厚が種々あり、さらには基準板厚に対するばらつき等に
多くの分類がある。例えばコイル金属板の材質には、製
缶用として通常成分上スチール板で約２０種類、アルミ
合金板で約１０種類あり、基準板厚には０．１８ｍｍ、
０．１９ｍｍから０．３０５ｍｍまである。コイル金属
板の１巻の中で板厚のばらつきは、通常、±2.5 〜3.0
％程度許容されている。そのため被加熱物すなわちコイ
ル金属板の加熱昇温時定数が大幅に異なる。また、乾
燥、焼付けのための所定加熱温度の種類、および乾燥、
焼付け作業のためのコイル金属板の進行速度は様々に設
定される。所定加熱温度には、塗料の種類により１６０
℃、１８０℃〜２９０℃があり、進行速度にはゼロから
定速までの立ち上げ領域および定速からゼロまでの立ち
下げ領域と定速領域とを含む１５０ｍ／ｍｉｎ、１７０
ｍ／ｍｉｎ、２００ｍ／ｍｉｎ等がある。加えて加熱前
のコイル金属板の温度は外気温により朝と昼とで違い、
日によっても違う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように多岐にわた
り、しかも時々刻々と変化する加熱条件を総て反映させ
て、高周波誘導加熱方法で所定温度に加熱し、維持でき
るように自動制御するプログラムをつくることは極めて
困難なことである。

【０００７】本発明はかかる状況に鑑みてなされたもの
で、複雑に変化する加熱条件を十分に反映して、正確に
所定温度に加熱、維持できるコイル金属板の加熱制御方
法を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明のコイル金属板の加熱制御方法を、
実施例に相当する図１により説明する。

【０００９】図１に示すように、本発明を適用するコイ
ル金属板の加熱制御方法は、所定速度で進行中に塗料お
よび／または印刷インキを施されたコイル金属板１０
を、高周波誘導加熱装置１で所定加熱温度に加熱するた
めの制御方法であって、前記所定速度、金属板１０の材
質、基準板厚、所定加熱温度および予め設定した加熱前
の金属板の温度に基づいて、高周波誘導加熱装置１への
出力を指示する線速制御と、加熱後のコイル金属板の温
度に基づいて線速制御指示を修正する温測制御とにより
制御することを特徴とする。

【００１０】

【作用】このコイル金属板の加熱制御方法によれば、分
類数が多いコイル金属板１０の進行速度、金属板の材
質、板厚および所定加熱温度の各分類の組み合わせのそ
れぞれが、あらかじめ設定した加熱前の温度のコイル金
属板１０を所定温度に加熱できるような基準温度の設定
に基づく線速制御を主制御とする。その主制御により加
熱されたコイル金属板１０の温度は、コイル金属板の時
々刻々変化する加熱前の温度と、前記基準温度との差だ
け所定温度より低く又は高く示されることを検知し、温
測制御で上記温度差の修正を行うものである。また、コ
イル金属板の１巻の中での許容された板厚のばらつきに
よるコイル金属板の温度のばらつきも修正するものであ
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により詳細に説
明する。

【００１２】図１は本発明を適用するコイル金属板の加
熱制御方法を実施するための高周波誘導加熱装置１とそ
の制御装置の全体の構成を示す概略ブロック図である。

【００１３】図１中の１０は塗装および／または印刷済
のコイル金属板であり、矢印Ｘの方向に所定速度で進行
する。１は中央部にコイル金属板１０の進行路を有する
高周波誘導加熱装置である。１ａおよび１ｂは高周波誘
導加熱装置１内にコイル金属板１０の進行路を挟んで対
をなして配置された誘導加熱コイルである。２は高周波
誘導加熱装置１の出口近傍にコイル金属板１０に対向し
て設けた放射温度計からなる温度センサー、３は温度セ
ンサー２からの信号を変換する変換器である。４はコイ
ル金属板１０の進行速度を測定する速度測定センサー、
５は速度測定センサー４からの信号を変換する変換器で
ある。６は信号変換器３および信号変換器５からの信号
を受け、ＰＩＤ制御（比例制御・積分制御・微分制御）
により線速制御をするコントローラである。７はアナロ
グ信号をディジタル信号に変換し、またその逆の変換を
行うアナログ−ディジタル変換器である。８はアナログ
−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器７からのディジタル信号
を受け設定されているプログラムに基づいて処理する制
御回路（ＣＰＵ）である。９は制御回路８から出されて
アナログ−ディジタル変換器７でアナログ変換された処
理信号を受けたコントローラ６からの線速制御で作動
し、加熱コイル１ａおよび１ｂに出力する高周波発振機
である。

【００１４】上記実施例の装置により本発明のコイル金
属板の加熱制御方法は以下のように実施される。

【００１５】コイル金属板１０は、図示しない駆動手段
により塗装および／または印刷工程から所定速度で矢印
Ｘの方向に連続進行する。加熱作業を開始する前に、コ
イル金属板１０の進行速度、加熱前のコイル金属板１０
の温度、コイル金属板１０の板厚、および塗装等に使用
された塗料の乾燥温度に適した加熱温度を制御回路８に
入力しておく。これらのデータは、制御回路８で温度設
定のためのパラメータ変換される。このパラメータはア
ナログ−ディジタル変換器７によりアナログ変換され、
温度の初期設定値としてＰＩＤコントローラ６に入力す
る。ＰＩＤコントローラ６では初期設定値にもとずき、
高周波発振機９に適正な周波数および電流を線速制御に
より指示をする。高周波発振機９はその指示にもとずい
て加熱コイル１ａおよび１ｂに電流を流す。するとコイ
ル金属板１０に誘導電流が流れ、立ち上がり開始ととも
に、初期設定の温度に加熱されてゆく。このように加熱
されている最中に、例えばコイル金属板１０の板厚がば
らついていて板厚が変化すると、加熱昇温時定数が変わ
り、温度が変化してしまう。また外気温が変化すると加
熱前のコイル金属板１０の温度が変わり、初期設定のと
おりであると適正な温度が維持できなくなってしまう。
そのようなときに温度センサー２により高周波誘導加熱
装置１から出てくるコイル金属板１０の温度が検知さ
れ、信号変換器３を経てＰＩＤコントローラ６に入力す
る。ＰＩＤコントローラ６では初期設定の温度と温度セ
ンサー２により検知された温度の差により比例制御、積
分制御または／および微分制御を働かせて、高周波発振
機９に修正した周波数および電流を指示する。高周波発
振機９はその指示にもとずいて加熱コイル１ａおよび１
ｂに電流を流す。するとコイル金属板１０に修正された
誘導電流が流れ、ただちに初期設定の温度に修正されて
ゆく。

【００１６】上記の方法により実際に制御を試みた結果
を以下に記載する。

【００１７】加熱前のコイル金属板１０の温度を２０℃
に設定し、板厚０．２８５ｍｍのアルミニウム合金のコ
イル金属板に進行速度１５０ｍ／ｍｉｎでエポキシ系塗
料を塗布し、２００℃に加熱する。加熱前のコイル温度
が１０℃で、コイル金属板10の材質、板厚は上記と同一
のものを、進行速度、所定加熱温度は上記と同一条件と
して高周波加熱炉１を通して加熱したとき、温度センサ
ー２は１９０℃を示した。一方、速度センサー３は１５
０ｍ／ｍｉｎを示した。これらの信号を受けた制御回路
８は１０℃の修正のための出力修正をコントローラ６に
指令し、これに基づいて高周波発振機９の出力を高め、
コイル金属板１０の温度は修正された。

【００１８】また、コイル金属板１０の板厚は基準板厚
±１０％のばらつきを許容されている。そのばらつきに
より１巻のコイル金属板において、温度センサー２は±
６℃のばらつきを示したが、ただちに修正され、コイル
金属板の温度は２００±３℃の範囲にあった。この場
合、温測制御の制御幅は最大線速制御出力の１０％とし
た。

【００１９】尚、上記実施例で線速制御をするコントロ
ーラ６としてＰＩＤ制御（比例制御・積分制御・微分制
御）コントローラを例示してあるが、ＰＩ制御（比例制
御・積分制御）コントローラやＰＤ制御（比例制御・微
分制御）コントローラ、Ｐ制御（比例制御）コントロー
ラであっても使用でき、またこのような比例制御を含ま
ないＯＮ・ＯＦ制御コントローラも使用可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明の加
熱制御方法は、コイル金属板の進行速度、所定温度、コ
イル金属板の材質、基準板厚のすべての組み合わせと、
あらかじめ設定した加熱前のコイル金属板の温度の線速
制御プログラムを用いて線速制御を行い、そして連続的
かつ経時的に変化するコイル金属板の板厚のばらつきと
加熱前の温度の変化に基づいて生じる加熱後のコイル金
属板の温度変化を検知して指令を出す温測制御とを行う
ものであり、両制御によりコイル金属板の加熱温度を所
定範囲に納めることができる。複雑に変化する加熱条件
を十分に反映して、正確に所定温度に加熱、維持できる
ようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するコイル金属板の加熱制御方法
を実施するための高周波誘導加熱装置とその制御装置の
全体の構成を示す概略ブロック図。

【符号の説明】１は高周波誘導加熱装置、１ａ・１ｂは誘導加熱コイ
ル、２は温度センサー、３は変換器、４は速度測定セン
サー、５は変換器、６は線速制御コントローラ、７はア
ナログ−ディジタル変換器、８は制御回路、９は高周波
発振機、１０はコイル金属板。

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【手続補正書】

【提出日】平成３年６月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】所定速度で進行中に塗料および／または
印刷インキを施されたコイル金属板を高周波誘導加熱装
置で所定加熱温度に加熱するための制御方法であって、
前記所定速度、金属板の材質、基準板厚、所定加熱温度
および予め設定した加熱前の金属板の温度に基づいて、
高周波誘導加熱装置への出力を指示する線速制御と、加
熱後のコイル金属板の温度に基づいて線速制御指示を修
正する温測制御とにより制御することを特徴とするコイ
ル金属板の加熱制御方法。