JPH07306096A - 連続熱処理設備における板温測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 板温測定値からノイズ部分を認識し、該ノイ
ズ部分のみに補正処理を施し、ノイズ部分以外の板温測
定値に補正処理による影響を与えることなくリアルタイ
ムに適正な補正値を得ることができる連続焼鈍設備にお
ける板温測定方法を提供する。 【構成】 連続熱処理炉内を搬送される被処理材の表面
温度を測定するための連続熱処理設備における板温測定
方法において、第１温度計２によって測定された板温測
定値に基づいてノイズの発生を認識するノイズ発生認識
工程と、上記第１温度計２より被処理材搬送方向上流に
設けられた第２温度計３によって測定された上記被処理
材のノイズ発生箇所より上流側部分の板温測定値に基づ
いて上記ノイズの消滅を認識するノイズ消滅認識工程
と、上記ノイズ発生から所定の間、該ノイズの発生部分
の板温測定値に対しノイズを除去する補正処理を施す板
温補正処理工程とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製鉄所やアルミ製造所
の連続熱処理炉内を搬送される被処理材の表面温度（以
下、板温と記す）を測定するための連続熱処理設備にお
ける板温測定方法に関する。本発明は製鉄所の連続焼鈍
設備（ＣＡＬ）における被処理材（以下、薄鋼板又はス
トリップと記す）の温度測定に好適であるので、以下こ
れを例にとって説明する。

【０００２】

【従来の技術】連続焼鈍設備は、コイル状に巻回された
薄鋼板の尾端とこれに続く薄鋼板の先端とを溶接し、一
連のストリップとして連続的に焼鈍炉内を搬送しつつ焼
鈍処理する設備である。この連続焼鈍においては、焼鈍
処理温度を品種毎に異なる目標温度の上下限の範囲内に
制御する必要があり、そのためには板温を正確に測定す
る必要がある。

【０００３】一般に薄鋼板の温度測定においては、放射
率を一定と仮定する単色放射温度計が用いられる。しか
しこの単色放射温度計を用いた方法では、測定しようと
する薄鋼板の表面に溶接箇所のような通常の鋼板表面に
比べて放射率を著しく変化させる部位がある場合や、薄
鋼板が蛇行して温度計の測定スポットが薄鋼板の中心か
ら著しくはずれる場合に、該部位では温度測定値に大き
なノイズが発生する。図１にその典型例を示す。

【０００４】このようなノイズを含んだ温度測定値を基
に板温の制御を行うことは、誤った制御操作を引き起こ
す可能性がある。このような事態を防止するために、該
ノイズに対して補正処理を施し、該ノイズを除去した適
正な補正値を得る必要がある。一般敵なノイズの補正処
理の方法としては、移動平均法が知られている。これは
図２（ａ）に示す板温の時系列データを入力値とし、こ
の入力値に移動平均法の定義に基づいた補正処理を施
し、上記ノイズを除去した出力値（図２（ｂ）参照）を
得る方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、移動平
均法では、補正を要する板温測定値の周辺の板温測定値
を入力データとして用いるために、入力データ数を少な
くするとノイズの影響を十分に除去することができず、
一方入力データ数を多くとるとノイズの影響は小さくで
きるが、補正された板温には入力データの影響が大きく
反映してしまうのでノイズではない実際の板温測定値の
変動が認識されにくくなる。即ち、補正される板温測定
値の補正の程度は、時系列となっている入力データへの
依存性が高く、実際の板温測定値の変動を損なわず、か
つ適正な補正値を得るには困難がある。

【０００６】本発明は、以上のような問題に鑑み、板温
測定値からノイズ部分を認識し、該ノイズ部分のみに補
正処理を施し、ノイズ部分以外の板温測定値に補正処理
による影響を与えることなくリアルタイムに適正な補正
値を得ることができる連続焼鈍設備における板温測定方
法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、連続
熱処理炉内を搬送される被処理材の表面温度を測定する
ための連続熱処理設備における板温測定方法において、
第１温度計によって測定された板温測定値に基づいてノ
イズの発生を認識するノイズ発生認識工程と、上記第１
温度計より被処理材搬送方向上流に設けられた第２温度
計によって測定された上記被処理材のノイズ発生箇所よ
り上流側部分の板温測定値に基づいて上記ノイズの消滅
を認識するノイズ消滅認識工程と、上記ノイズ発生から
所定の間、該ノイズの発生部分の板温測定値に対しノイ
ズを除去する補正処理を施す板温補正処理工程とを備え
たことを特徴としている。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１において、上
記ノイズ発生認識工程が、上記第１温度計による板温測
定値の最新の複数点の傾きが所定のしきい値以上であれ
ばノイズの発生と認識するよう構成されており、上記ノ
イズ消滅認識工程が、上記第１温度計による板温測定値
の最新の複数点の傾きが所定のしきい値未満であり、か
つ第２温度計による板温測定値の複数点の傾きが所定の
しきい値未満であれば、ノイズの消滅と認識するよう構
成されていることを特徴としている。

【０００９】

【作用】ノイズは図１に典型例を示すように、通常の板
温変化では見られない急峻な立ち上がりを示すので、ノ
イズ発生の認識は、適当な数値解析手法によって求めた
最新板温測定値の高々数点の変化度合（傾き）によって
瞬時に判断できる。しかしノイズの消滅は、上記板温の
大きな変化がなくなり安定した状態が継続することをも
って判断することから、ある程度の経過時間が必要であ
り、瞬時に判断することはできない。

【００１０】これに対して本発明では、鋼板搬送方向下
流側に第１温度計を、上流側に第２温度計を充分に離し
て配置し、該両温度計の板温測定値の変化からノイズの
発生及び消滅を判断するようにしたので、ノイズの発生
だけでなく消滅も瞬時に認識できる。即ち、ノイズの発
生については、第１温度計による板温測定値の変化が急
峻となった場合にノイズの発生と判断すればよい。一
方、ノイズの消滅については、被処理材の上記ノイズ発
生部位より上流側部分についての上記第２温度計の板温
測定値の変化を用いるようにしたので、第１温度計の板
温測定値の大きな変化が無くなったのと同時点におい
て、第２温度計の板温測定値では大きな変化の無い状態
が継続していることを利用でき、従ってノイズの消滅に
ついても、上記第１温度計の板温測定値に大きな変化の
無くなった時点で瞬時に判断できる。

【００１１】このように本発明では、被処理材の搬送方
向に間隔を開けて２つの板温測定用温度計を設け、搬送
方向下流に設置された第１温度計による板温測定値の変
化からノイズの発生を判断し、該板温測定値の変化と搬
送方向上流に設置された第２温度計による板温測定値の
変化の両方からノイズの消滅を判断するようにしたの
で、ノイズの発生及び消滅を瞬時に認識でき、該ノイズ
部分のみに補正処理を施すことができ、ノイズ部分以外
の板温測定値に補正処理による影響を与えることなくリ
アルタイムに適正な補正値を得ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
具体的に説明する。図３〜図５は本発明の一実施例によ
る連続焼鈍設備の板温測定方法を説明するための図であ
り、図３は本実施例方法を実施するための連続焼鈍炉の
構成図、図４は本実施例方法の処理手順を示すフローチ
ャート図、図５はノイズの発生と消滅を説明するための
図である。

【００１３】図３において、１は連続焼鈍炉（ＣＡＬ）
の例えば加熱帯を示しており、炉体１ａの上下に多数の
搬送ローラ１ｂ・・・が配設されている。該各ローラ１
ｂ・・・間に薄鋼板５が掛け渡されており、図示矢印方
向に搬送されつつ加熱処理される。上記薄鋼板５の搬送
速度（ライン速度）は、加熱炉外部に配設された駆動ロ
ールの一定時間の回転数とロール径とから求められる。

【００１４】また上記炉体１ａの天壁部には、薄鋼板５
の表面温度を測定するための２つの単色放射温度計が薄
鋼板搬送方向に充分に離れた２箇所に配設されている。
鋼板搬送方向下流側に配置された第１温度計が温度制御
用温度計２で、上流側に配設された第２温度計が板温補
正用温度計３である。

【００１５】４は本実施例連続焼鈍炉１の操業制御を行
う制御装置であり、この制御装置４は、上記制御用，補
正用温度計２，３の板温測定値、上記速度計６のライン
速度を一定周期（ｔ）毎に読み込み、該入力値に基づい
て、目標熱処理カーブに沿った熱処理を行うための各種
の制御を行う。上記制御装置４は、上記板温の測定にお
いて、上記制御用温度計（第１温度計）２からの板温測
定値の変化からノイズの発生を認識し、該温度計２の板
温測定値の変化及び上記補正用温度計（第２温度計）の
板温測定値の変化からノイズの消滅を認識し、このノイ
ズの発生から消滅までの間に測定された板温測定値に対
して所定の補正処理を行う。

【００１６】上記ノイズの発生，消滅の認識処理、及び
ノイズの補正処理を図４，図５に基づいて説明する。図
５（ａ）は一定周期ｔ毎の上記制御用，補正用温度計
２，３による板温測定値を、同図（ｂ）は薄鋼板５と上
記両温度計２，３との関係をそれぞれ示している。図
中、Ｘはノイズ発生部位、ａ〜ｅは板温測定部位をそれ
ぞれ示す。上記ノイズ発生部位Ｘは、時刻ｔ３〜ｔ５に
おいて上流側温度計３の直下を通り、かつ時刻ｔ７〜ｔ
９において下流側温度計２の直下を通る場合を想定して
いる。

【００１７】上述のように、上記制御装置４にはライン
速度が常時入力され、また板温制御用温度計２，及び補
正用温度計３からの板温測定値が、一定周期ｔ毎に、例
えば図５に示すように時刻ｔ１，ｔ２・・・・ｔ１１に
おいて入力される。また上記上流側の温度計３によって
計測された部位は、４周期後に下流側の温度計２で計測
されるようになっている。

【００１８】上記制御装置４によって、まず、ステップ
Ｓ１で現測定時点から１周期前に板温制御用温度計（第
１温度計）２によって測定された板温にノイズが存在し
ていたか否かが判断される。上記板温にノイズが存在し
ない場合は、ステップＳ２において現在の板温の変化の
度合（急峻度）によってノイズの発生があるか否かが判
断される。

【００１９】上記板温の変化の急峻度は以下の要領で判
断される。上記周期ｔ毎に板温制御用温度計２で測定し
た板温に関して、最新の測定値と１周期前の測定値間の
２点の傾きｇｒａが次式に従い求められる。 ｇｒａ＝（Ｔｓｎ−Ｔｓｏ）／ｔ 但し、Ｔｓｎ：板温制御用温度計２で測定した最新の板
温 Ｔｓｏ：板温制御用温度計２で測定した１周期前の板温 そして上記傾きｇｒａの絶対値と予め用意されたしきい
値ＴＨ１とが比較され、該傾きの絶対値が該しきい値以
上であればノイズの発生（始まり）と認識され、該しき
い値未満であればノイズは存在しない板温測定値と認識
される。

【００２０】ノイズの発生の認識は、図１に示すように
通常の板温の変化では見られない急峻な立ち上がりを示
すので、この変化を上記の方法で捕らえることにより容
易に判断できる。例えば図５の時刻ｔ７においては、該
時刻ｔ７の板温と１周期前の時刻ｔ６における板温との
上記傾きの絶対値がしきい値以上となり、ノイズの発生
が認識され（ステップＳ３）、ステップＳ４にて補正処
理が行われる。

【００２１】上記補正処理は、ノイズ直前の数点（例え
ば時刻ｔ５，ｔ４，ｔ３）の板温の傾きをもって１周期
前（時刻ｔ６）の測定値から変化したものと仮定して、
時刻ｔ７における板温測定値を補正し、これを実際の板
温測定値とすることにより行われる。

【００２２】上記ステップＳ２において傾きがしきい値
未満の場合はノイズが発生していない板温測定値と認識
され（ステップＳ５）、上記補正処理（Ｓ４）を行わず
次周期の通常の板温の測定が行われる。

【００２３】上記ステップＳ１において、１周期前の板
温測定値にノイズが存在すると判断された場合は、ステ
ップＳ６において、板温の変化の度合が緩やかになった
か否かが上記ステップＳ２の方法と同様にして判断さ
れ、緩やかになっていない場合はノイズの継続中と認識
され、上記ステップＳ４と同様の方法で補正処理が行わ
れる（ステップＳ７，Ｓ８）。

【００２４】ノイズの消滅の認識は以下の条件〜を
満たした場合に行われる。まず上記ステップＳ１にお
いて１周期前の制御用温度計２による板温測定値にノイ
ズがのっていたと判断され（図５の時刻ｔ１０の場
合）、次にステップＳ６において板温の傾きｇｒａが
しきい値ＴＨ１未満であることから板温の変化が緩やか
になったと判断され（時刻ｔ１１）、さらにステップＳ
９において次の条件が満たされた場合にはノイズが消
滅したと認識される。

【００２５】即ち、時刻ｔ１１において板温制御用温度
計２で計測された薄鋼板の部位（図５（ｂ）の時刻ｔ１
１線状の符号ａの部位）が上記補正用温度計３の直下に
位置していた時点（時刻ｔ７）での該補正用温度計３の
板温測定値，及び該部位ａより上流側に位置する部位ｂ
〜ｅの補正用温度計３による板温測定値（時刻ｔ８〜ｔ
１１時点での測定値）の変化軌跡の度合（傾きの絶対
値）が緩やかである場合に、ノイズ消滅と認識される。

【００２６】ここで上記変化軌跡の傾きｇｒａ′は次式
で求められる。 ｇｒａ′＝（Ｔt11 −Ｔt7）／4t 但し、Ｔt11 ：板温補正用温度計３で測定した最新( 時
刻t11)の板温 Ｔt7 ：板温補正用温度計３で測定した4 周期前( 時刻
t7) の板温 そして上記〜の条件が満たされるとノイズ消滅と認
識され（ステップＳ１０）、ノイズを除去する補正処理
は新たにノイズの発生が認識されるまで中断される。上
記の一連のノイズ除去のための補正処理を伴う板温測定
が、薄鋼板の焼鈍処理が終了するまで行われる。

【００２７】なお、本発明は上記一実施例に限定される
ものではなく、種々の変形例が可能である。またノイズ
の消滅の認識方法には、１つの温度計からの板温測定値
のみから判断する方法も考えられる。例えば、上記実施
例における条件，を同時に満たした後、認識されて
いるノイズの直前の板温測定値と最新の板温測定値との
差の絶対値が所定のしきい値ＴＨ３未満である場合にも
ノイズが消滅したと認識するなど、応用展開が可能であ
る。

【００２８】

【発明の効果】請求項１の発明に係る連続熱処理設備に
おける板温測定方法によれば、被処理材の搬送方向に間
隔を開けて２つの板温測定用温度計を設け、搬送方向下
流に設置された第１温度計による板温測定値の変化から
ノイズの発生を判断し、該板温測定値の変化と搬送方向
上流に設置された第２温度計による板温測定値の変化の
両方からノイズの消滅を判断するようにしたので、ノイ
ズの発生及び消滅を瞬時に判断でき、該ノイズ部分のみ
に補正処理を施すことができ、ノイズ部分以外の板温測
定値に補正処理による影響を与えることなくリアルタイ
ムに適正な補正値を得ることができ、実操業における板
温自動制御の精度を向上できる効果がある。

【００２９】請求項２の発明によれば、上記第１温度計
による板温測定値の最新の複数点の傾きが所定のしきい
値以上であればノイズの発生と認識し、上記傾きが所定
のしきい値未満であり、かつ第２温度計による板温測定
値の複数点の傾きが所定のしきい値未満であればノイズ
の消滅と認識するようにしたので、ノイズの発生及び消
滅の瞬時の認識方法をより具体的に提供できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】板温測定におけるノイズの典型例を示す図であ
る。

【図２】従来のノイズ補正処理方法を説明するための図
である。

【図３】本発明の一実施例による板温測定方法を実施す
るための連続焼鈍炉の模式図である。

【図４】上記実施例方法を説明するためのフローチャー
ト図である。

【図５】上記実施例方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 連続焼鈍炉（連続熱処理炉） ２ 板温制御用温度計（第１温度計） ３ 板温補正用温度計（第２温度計） ４ 板温制御用計算機 ５ 薄鋼板（被処理材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続熱処理炉内を搬送される被処理材の
   温度を測定するための連続熱処理設備における板温測定
   方法において、 第１温度計によって測定された板温測定値に基づいてノ
   イズの発生を認識するノイズ発生認識工程と、 上記第１温度計より被処理材搬送方向上流に設けられた
   第２温度計によって測定された上記被処理材のノイズ発
   生部分より上流側部分の板温測定値に基づいて上記ノイ
   ズの消滅を認識するノイズ消滅認識工程と、 上記ノイズ発生から所定の間、該ノイズの発生部分の板
   温測定値に対しノイズを除去する補正処理を施す板温補
   正処理工程と、を備えたことを特徴とする連続熱処理設
   備における板温測定方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記ノイズ発生認識
   工程が、上記第１温度計による板温測定値の最新の複数
   点の傾きが所定のしきい値以上であればノイズの発生と
   認識するよう構成されており、上記ノイズ消滅認識工程
   が、上記第１温度計による板温測定値の最新の複数点の
   傾きが所定のしきい値未満であり、かつ第２温度計によ
   る板温測定値の複数点の傾きが所定のしきい値未満であ
   ればノイズの消滅と認識するよう構成されていることを
   特徴とする連続熱処理設備における板温測定方法。