JPH11108773A - 金属板の温度測定装置及び熱延鋼帯の圧延方法 - Google Patents
金属板の温度測定装置及び熱延鋼帯の圧延方法Info
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- JPH11108773A JPH11108773A JP9265900A JP26590097A JPH11108773A JP H11108773 A JPH11108773 A JP H11108773A JP 9265900 A JP9265900 A JP 9265900A JP 26590097 A JP26590097 A JP 26590097A JP H11108773 A JPH11108773 A JP H11108773A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高温の金属板の板厚平均温度を測定する装置を
提供し、その板厚平均温度を基に、精度のよい圧延仕上
温度の制御を可能とする熱延鋼帯の圧延方法を提供す
る。 【解決手段】所定の温度に加熱された金属板の表面温度
検出手段と、金属板の板厚検出手段と、単位時間に金属
板表面の単位面積から失われる熱量検出手段と、これら
検出手段からの検出値から、下記（１）式に基づいて、
金属板の板厚平均温度を演算する手段とを具備してなる
ことを特徴とする、金属板の温度測定装置。 ＴM ＝ＴS ＋（Ｈ×Ｑ）／（α×λ） …（１） ＴM ：金属板の板厚平均温度、ＴS ：金属板の表面温
度、Ｈ：金属板の板厚、Ｑ：単位時間に金属板表面の単
位面積から失われる熱量、α：定数、λ：金属板の熱伝
導率
提供し、その板厚平均温度を基に、精度のよい圧延仕上
温度の制御を可能とする熱延鋼帯の圧延方法を提供す
る。 【解決手段】所定の温度に加熱された金属板の表面温度
検出手段と、金属板の板厚検出手段と、単位時間に金属
板表面の単位面積から失われる熱量検出手段と、これら
検出手段からの検出値から、下記（１）式に基づいて、
金属板の板厚平均温度を演算する手段とを具備してなる
ことを特徴とする、金属板の温度測定装置。 ＴM ＝ＴS ＋（Ｈ×Ｑ）／（α×λ） …（１） ＴM ：金属板の板厚平均温度、ＴS ：金属板の表面温
度、Ｈ：金属板の板厚、Ｑ：単位時間に金属板表面の単
位面積から失われる熱量、α：定数、λ：金属板の熱伝
導率
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温の金属板の温
度を測定する装置、及びそれを応用した熱延鋼帯の圧延
方法に関する。
度を測定する装置、及びそれを応用した熱延鋼帯の圧延
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱延鋼帯をはじめとする金属材料製品の
品質は、製造中の熱履歴と密接な関係があり、製造工程
における温度管理は極めて重要である。熱延鋼帯の場合
は、仕上圧延後の圧延仕上温度が熱延鋼帯の材質と密接
な関係にあり、圧延仕上温度の制御が重要である。温度
管理の指標とするために、金属材料の温度測定が行われ
ている。通常は、放射温度計などを用いて、金属材料の
表面の温度を測定している。
品質は、製造中の熱履歴と密接な関係があり、製造工程
における温度管理は極めて重要である。熱延鋼帯の場合
は、仕上圧延後の圧延仕上温度が熱延鋼帯の材質と密接
な関係にあり、圧延仕上温度の制御が重要である。温度
管理の指標とするために、金属材料の温度測定が行われ
ている。通常は、放射温度計などを用いて、金属材料の
表面の温度を測定している。
【０００３】金属材料に必要な熱履歴を与えるために、
金属材料を加熱する工程がしばしば組み込まれている。
加熱工程では、金属材料に所定の温度を付与するため
に、加熱制御を正確に行わなければならない。このよう
な要請に対して提案されている特開平２−８３１８号公
報は、誘導加熱装置の入側に設けられた温度計で測定し
た被加熱材の温度をもとに、加熱後の温度が目標温度に
なるように、誘導加熱装置の出力を制御する技術であ
る。
金属材料を加熱する工程がしばしば組み込まれている。
加熱工程では、金属材料に所定の温度を付与するため
に、加熱制御を正確に行わなければならない。このよう
な要請に対して提案されている特開平２−８３１８号公
報は、誘導加熱装置の入側に設けられた温度計で測定し
た被加熱材の温度をもとに、加熱後の温度が目標温度に
なるように、誘導加熱装置の出力を制御する技術であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２−８３１８号公報の技術には、次のような問題があ
る。所定温度に加熱されたスラブを粗圧延して粗バーと
なし、さらに粗バーを仕上圧延機で仕上圧延して熱延鋼
帯を製造するための熱間圧延設備列において、粗圧延機
と仕上圧延機の間に加熱装置を設置して、加熱装置入側
において測定した粗バー表面温度をもとに、仕上圧延機
出側温度計で測定される圧延仕上温度が目標温度になる
ように、加熱制御を行って粗バーを加熱すると、圧延仕
上温度が目標温度よりも高くなってしまう。
２−８３１８号公報の技術には、次のような問題があ
る。所定温度に加熱されたスラブを粗圧延して粗バーと
なし、さらに粗バーを仕上圧延機で仕上圧延して熱延鋼
帯を製造するための熱間圧延設備列において、粗圧延機
と仕上圧延機の間に加熱装置を設置して、加熱装置入側
において測定した粗バー表面温度をもとに、仕上圧延機
出側温度計で測定される圧延仕上温度が目標温度になる
ように、加熱制御を行って粗バーを加熱すると、圧延仕
上温度が目標温度よりも高くなってしまう。
【０００５】その理由は、金属板の板厚平均温度と表面
温度の差にある。定常状態における高温の金属板の板厚
方向温度分布は、板厚中心で最も高く、表面に近づくほ
ど低くなっている。金属板の板厚が大きいほど、板厚平
均温度と表面温度の差は大きい。図２に、仕上圧延前後
の被圧延材の表面温度と板厚中心温度、及び板厚平均温
度の変化を示す（出典：板圧延の理論と実際（日本鉄鋼
協会１９８４年，１５８頁））。デスケーリング前の粗
バーの板厚平均温度と表面温度の差は約５０℃である
が、仕上圧延後の熱延鋼帯では、板厚平均温度と表面温
度はほとんど等しくなっている。従来技術のように、加
熱装置入側の粗バー表面温度をもとに、粗バーに投入す
る熱量を計算して、熱延鋼帯の表面温度を制御する方法
では、粗バーの板厚平均温度と表面温度の差だけ余計な
熱量を加えることになり、圧延仕上温度が目標温度より
高くなる。これを避けるためには、粗バーの表面温度で
はなく、板厚平均温度をもとに加熱量を決める必要があ
る。
温度の差にある。定常状態における高温の金属板の板厚
方向温度分布は、板厚中心で最も高く、表面に近づくほ
ど低くなっている。金属板の板厚が大きいほど、板厚平
均温度と表面温度の差は大きい。図２に、仕上圧延前後
の被圧延材の表面温度と板厚中心温度、及び板厚平均温
度の変化を示す（出典：板圧延の理論と実際（日本鉄鋼
協会１９８４年，１５８頁））。デスケーリング前の粗
バーの板厚平均温度と表面温度の差は約５０℃である
が、仕上圧延後の熱延鋼帯では、板厚平均温度と表面温
度はほとんど等しくなっている。従来技術のように、加
熱装置入側の粗バー表面温度をもとに、粗バーに投入す
る熱量を計算して、熱延鋼帯の表面温度を制御する方法
では、粗バーの板厚平均温度と表面温度の差だけ余計な
熱量を加えることになり、圧延仕上温度が目標温度より
高くなる。これを避けるためには、粗バーの表面温度で
はなく、板厚平均温度をもとに加熱量を決める必要があ
る。
【０００６】本発明の目的は、高温の金属板の板厚平均
温度を測定する装置を提供し、かつその板厚平均温度を
基に、精度のよい圧延仕上温度の制御を可能とする熱延
鋼帯の圧延方法を提供することにある。
温度を測定する装置を提供し、かつその板厚平均温度を
基に、精度のよい圧延仕上温度の制御を可能とする熱延
鋼帯の圧延方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。 （１）本発明の温度測定装置は、所定の温度に加熱され
た金属板の表面温度検出手段と、金属板の板厚検出手段
と、単位時間に金属板表面の単位面積から失われる熱量
検出手段と、これら検出手段からの検出値から、下記
（１）式に基づいて、金属板の板厚平均温度を演算する
手段と、 を具備してなることを特徴とする、金属板の温度測定装
置である。
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。 （１）本発明の温度測定装置は、所定の温度に加熱され
た金属板の表面温度検出手段と、金属板の板厚検出手段
と、単位時間に金属板表面の単位面積から失われる熱量
検出手段と、これら検出手段からの検出値から、下記
（１）式に基づいて、金属板の板厚平均温度を演算する
手段と、 を具備してなることを特徴とする、金属板の温度測定装
置である。
【０００８】 ＴM ＝ＴS ＋（Ｈ×Ｑ）／（α×λ） …（１） ＴM ：金属板の板厚平均温度、ＴS ：金属板の表面温
度、Ｈ：金属板の板厚、Ｑ：単位時間に金属板表面の単
位面積から失われる熱量、α：定数、λ：金属板の熱伝
導率 （２）本発明の温度測定装置は、前記熱量Ｑを、下記
（２）式で与えることを特徴とする、上記（１）に記載
の金属板の温度測定装置である。
度、Ｈ：金属板の板厚、Ｑ：単位時間に金属板表面の単
位面積から失われる熱量、α：定数、λ：金属板の熱伝
導率 （２）本発明の温度測定装置は、前記熱量Ｑを、下記
（２）式で与えることを特徴とする、上記（１）に記載
の金属板の温度測定装置である。
【０００９】 Ｑ＝ε×σ×（ＴS 4 −ＴR 4 ）＋ｈ×（ＴS −ＴR ） …（２） ε：放射率、σ：シュテファン・ボルツマン定数、ｈ：
金属板と空気の間の熱伝達係数、ＴR ：室温 （３）本発明の圧延方法は、金属スラブを粗圧延して粗
バーとなし、粗バーを加熱装置で加熱した後、仕上圧延
して熱延鋼帯を製造する圧延方法において、 加熱装置入側に設置した粗バーの温度検出手段で測定し
た粗バー表面温度から、下記（１）式に基づいて粗バー
の板厚平均温度を設定し、その板厚平均温度を基に、圧
延仕上温度が目標温度になるように、加熱装置の出力を
制御することを特徴とする、熱延鋼帯の圧延方法であ
る。
金属板と空気の間の熱伝達係数、ＴR ：室温 （３）本発明の圧延方法は、金属スラブを粗圧延して粗
バーとなし、粗バーを加熱装置で加熱した後、仕上圧延
して熱延鋼帯を製造する圧延方法において、 加熱装置入側に設置した粗バーの温度検出手段で測定し
た粗バー表面温度から、下記（１）式に基づいて粗バー
の板厚平均温度を設定し、その板厚平均温度を基に、圧
延仕上温度が目標温度になるように、加熱装置の出力を
制御することを特徴とする、熱延鋼帯の圧延方法であ
る。
【００１０】 ＴM ＝ＴS ＋（Ｈ×Ｑ）／（α×λ） …（１） ＴM ：金属板の板厚平均温度、ＴS ：金属板の表面温
度、Ｈ：金属板の板厚、Ｑ：単位時間に金属板表面の単
位面積から失われる熱量、α：定数、λ：金属板の熱伝
導率 （４）本発明の圧延方法は、前記熱量Ｑを、下記（２）
式で与えることを特徴とする、上記（３）に記載の熱延
鋼帯の圧延方法である。
度、Ｈ：金属板の板厚、Ｑ：単位時間に金属板表面の単
位面積から失われる熱量、α：定数、λ：金属板の熱伝
導率 （４）本発明の圧延方法は、前記熱量Ｑを、下記（２）
式で与えることを特徴とする、上記（３）に記載の熱延
鋼帯の圧延方法である。
【００１１】 Ｑ＝ε×σ×（ＴS 4 −ＴR 4 ）＋ｈ×（ＴS −ＴR ） …（２） ε：放射率、σ：シュテファン・ボルツマン定数、ｈ：
金属板と空気の間の熱伝達係数、ＴR ：室温 （５）本発明の圧延方法は、粗バーを加熱する前記加熱
装置が、ソレノイド型誘導加熱装置であることを特徴と
する、上記（３）または（４）に記載の熱延鋼帯の圧延
方法である。
金属板と空気の間の熱伝達係数、ＴR ：室温 （５）本発明の圧延方法は、粗バーを加熱する前記加熱
装置が、ソレノイド型誘導加熱装置であることを特徴と
する、上記（３）または（４）に記載の熱延鋼帯の圧延
方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明者らは、高温の金属板の板
厚平均温度を測定する装置と、かつその板厚平均温度を
基に、精度のよい圧延仕上温度の制御を可能とする熱延
鋼帯の圧延方法を得るために、鋭意研究を重ね、以下の
知見を得た。本発明者らは、高温に加熱された金属板の
板厚平均温度ＴM と、金属板の表面温度、物性値、及び
単位時間に金属板表面の単位面積から失われる熱量との
間に、下記（１）式に示す熱伝導関係式が成り立つこと
を見出した。 ＴM ＝ＴS ＋（Ｈ×Ｑ）／（α×λ） …（１） ＴM ：金属板の板厚平均温度、ＴS ：金属板の表面温
度、Ｈ：金属板の板厚、Ｑ：単位時間に金属板表面の単
位面積から失われる熱量、α：定数、λ：金属板の熱伝
導率 粗バーの板厚平均温度ＴM は、この（１）式により設定
する。
厚平均温度を測定する装置と、かつその板厚平均温度を
基に、精度のよい圧延仕上温度の制御を可能とする熱延
鋼帯の圧延方法を得るために、鋭意研究を重ね、以下の
知見を得た。本発明者らは、高温に加熱された金属板の
板厚平均温度ＴM と、金属板の表面温度、物性値、及び
単位時間に金属板表面の単位面積から失われる熱量との
間に、下記（１）式に示す熱伝導関係式が成り立つこと
を見出した。 ＴM ＝ＴS ＋（Ｈ×Ｑ）／（α×λ） …（１） ＴM ：金属板の板厚平均温度、ＴS ：金属板の表面温
度、Ｈ：金属板の板厚、Ｑ：単位時間に金属板表面の単
位面積から失われる熱量、α：定数、λ：金属板の熱伝
導率 粗バーの板厚平均温度ＴM は、この（１）式により設定
する。
【００１３】単位時間に粗バー表面の単位面積から失わ
れる熱量Ｑは下記（２）式で計算する。 Ｑ＝ε×σ×（ＴS 4 −ＴR 4 ）＋ｈ×（ＴS −ＴR ） …（２） ε：放射率、σ：シュテファン・ボルツマン定数、ｈ：
金属板と空気の間の熱伝達係数、ＴR ：室温 単位時間に粗バー表面の単位面積から放射で失われる熱
量Ｑは次の（３）式で与えられることが知られている。
れる熱量Ｑは下記（２）式で計算する。 Ｑ＝ε×σ×（ＴS 4 −ＴR 4 ）＋ｈ×（ＴS −ＴR ） …（２） ε：放射率、σ：シュテファン・ボルツマン定数、ｈ：
金属板と空気の間の熱伝達係数、ＴR ：室温 単位時間に粗バー表面の単位面積から放射で失われる熱
量Ｑは次の（３）式で与えられることが知られている。
【００１４】 Ｑ＝ε×σ×（ＴS 4 −ＴR 4 ） …（３） ε：放射率、σ：シュテファン・ボルツマン定数、Ｔ
S ：粗バー表面温度、ＴR ：室温 （２）式は、この公知の（３）式にさらに金属板と空気
の間の熱伝達により失われる熱量を考慮して、精度を高
めたものである。
S ：粗バー表面温度、ＴR ：室温 （２）式は、この公知の（３）式にさらに金属板と空気
の間の熱伝達により失われる熱量を考慮して、精度を高
めたものである。
【００１５】そこで、本発明者らは、精度のよい圧延仕
上温度の制御を可能とするためには、上記した（１）、
（２）式に基づいて板厚平均温度を設定し、その板厚平
均温度を基に粗バーに投入する熱量を決定することによ
り、圧延仕上温度を制御することが有効であるという知
見を得たのである。
上温度の制御を可能とするためには、上記した（１）、
（２）式に基づいて板厚平均温度を設定し、その板厚平
均温度を基に粗バーに投入する熱量を決定することによ
り、圧延仕上温度を制御することが有効であるという知
見を得たのである。
【００１６】以上の知見に基づき、本発明者らは、高温
に加熱された粗バーの板厚平均温度を、加熱装置入側で
測定した粗バーの表面温度、物性値、及び単位時間に粗
バー表面の単位面積から失われる熱量に基づく熱伝導関
係式により演算する装置から設定し、その板厚平均温度
を基に、圧延仕上温度が目標温度になるようにソレノイ
ド型誘導加熱装置の出力を制御するようにして、高温に
加熱された金属板の板厚平均温度を測定する装置と、か
つその板厚平均温度を基に、精度のよい圧延仕上温度の
制御を可能とする熱延鋼帯の圧延方法を見出し、本発明
を完成させた。
に加熱された粗バーの板厚平均温度を、加熱装置入側で
測定した粗バーの表面温度、物性値、及び単位時間に粗
バー表面の単位面積から失われる熱量に基づく熱伝導関
係式により演算する装置から設定し、その板厚平均温度
を基に、圧延仕上温度が目標温度になるようにソレノイ
ド型誘導加熱装置の出力を制御するようにして、高温に
加熱された金属板の板厚平均温度を測定する装置と、か
つその板厚平均温度を基に、精度のよい圧延仕上温度の
制御を可能とする熱延鋼帯の圧延方法を見出し、本発明
を完成させた。
【００１７】以下に本発明の実施の形態について、説明
する。図１は本発明を実施するための熱間圧延設備列を
示す概略側面図である。所定温度のスラブは、粗圧延機
１で粗圧延されて粗バー２となり、搬送テーブル（図示
せず）上を仕上圧延機１０に送られ、仕上圧延されて熱
延鋼帯となる。途中、粗バー２はソレノイド型誘導加熱
装置９で加熱され、仕上圧延機出側温度計１１で測定さ
れる圧延仕上温度が目標温度になるために必要な温度ま
で昇温される。
する。図１は本発明を実施するための熱間圧延設備列を
示す概略側面図である。所定温度のスラブは、粗圧延機
１で粗圧延されて粗バー２となり、搬送テーブル（図示
せず）上を仕上圧延機１０に送られ、仕上圧延されて熱
延鋼帯となる。途中、粗バー２はソレノイド型誘導加熱
装置９で加熱され、仕上圧延機出側温度計１１で測定さ
れる圧延仕上温度が目標温度になるために必要な温度ま
で昇温される。
【００１８】パルス発振器３は、搬送ロール４が所定の
角度回転するたびにパルスを発生する。粗バー先端検出
センサー５が粗バー２の先端を検出してから、発生した
パルス数を計測することにより、粗バー２がどこにある
かを知ることができる。
角度回転するたびにパルスを発生する。粗バー先端検出
センサー５が粗バー２の先端を検出してから、発生した
パルス数を計測することにより、粗バー２がどこにある
かを知ることができる。
【００１９】加熱装置入側温度計７（粗バー２の表面温
度検出手段）は粗バー２の表面温度を測定する。本発明
では、表面温度をもとに下記（１）式により、粗バー２
の板厚平均温度を求める。
度検出手段）は粗バー２の表面温度を測定する。本発明
では、表面温度をもとに下記（１）式により、粗バー２
の板厚平均温度を求める。
【００２０】 ＴM ＝ＴS ＋（Ｈ×Ｑ）／（α×λ） …（１） ＴM ：粗バーの板厚平均温度、ＴS ：粗バーの表面温
度、Ｈ：粗バーの板厚、Ｑ：単位時間に粗バー表面の単
位面積から失われる熱量、α：定数、λ：粗バーの熱伝
導率。（１）式は、前述したように、定常状態における
高温の金属板の板厚方向温度分布の状況（板厚中心で最
も高く、表面に近づくほど低くなっており、板厚平均温
度と表面温度の差は金属板の板厚に比例する。）に基づ
いて、本発明者らが見出したものである。
度、Ｈ：粗バーの板厚、Ｑ：単位時間に粗バー表面の単
位面積から失われる熱量、α：定数、λ：粗バーの熱伝
導率。（１）式は、前述したように、定常状態における
高温の金属板の板厚方向温度分布の状況（板厚中心で最
も高く、表面に近づくほど低くなっており、板厚平均温
度と表面温度の差は金属板の板厚に比例する。）に基づ
いて、本発明者らが見出したものである。
【００２１】すなわち、（１）式は、定常状態における
高温の金属板（粗バー）の表面温度に、さらに放射冷却
しながら金属板表面から板内部へ伝達する熱量を考慮し
て、板厚平均温度を設定するものであり、金属板の板厚
平均温度ＴM と、金属板の表面温度、物性値（金属板の
板厚、熱伝導率）、及び単位時間に金属板表面の単位面
積から失われる熱量との間に、上記（１）式に示す熱伝
導関係式が成り立つ。
高温の金属板（粗バー）の表面温度に、さらに放射冷却
しながら金属板表面から板内部へ伝達する熱量を考慮し
て、板厚平均温度を設定するものであり、金属板の板厚
平均温度ＴM と、金属板の表面温度、物性値（金属板の
板厚、熱伝導率）、及び単位時間に金属板表面の単位面
積から失われる熱量との間に、上記（１）式に示す熱伝
導関係式が成り立つ。
【００２２】熱的に定常状態に達している場合には、熱
伝導方程式［ρ・Ｃｐ（∂Ｔ／∂ｔ）＝λ・（∂2 Ｔ／
∂ｘ2 ）］（ここで、ρ：粗バーの密度、Ｃｐ：粗バー
の比熱、Ｔ：熱拡散時間）の時間に依存する項（ここで
は左辺）をゼロと近時することができ、熱伝導方程式は
位置ｘ（ここでは粗バーの板厚方向位置）に関する２階
の微分方程式となる。その解はｘの２次関数である。粗
バー表面において、熱流速（単位時間に粗バー表面の単
位面積から失われる熱量）がＱになるという境界条件
と、解が粗バーの板厚中心に関して対称になるという条
件から、積分定数を決めることができる。この解が求ま
れば、式（１）は容易に導くことができる。
伝導方程式［ρ・Ｃｐ（∂Ｔ／∂ｔ）＝λ・（∂2 Ｔ／
∂ｘ2 ）］（ここで、ρ：粗バーの密度、Ｃｐ：粗バー
の比熱、Ｔ：熱拡散時間）の時間に依存する項（ここで
は左辺）をゼロと近時することができ、熱伝導方程式は
位置ｘ（ここでは粗バーの板厚方向位置）に関する２階
の微分方程式となる。その解はｘの２次関数である。粗
バー表面において、熱流速（単位時間に粗バー表面の単
位面積から失われる熱量）がＱになるという境界条件
と、解が粗バーの板厚中心に関して対称になるという条
件から、積分定数を決めることができる。この解が求ま
れば、式（１）は容易に導くことができる。
【００２３】単位時間に粗バー表面の単位面積から失わ
れる熱量Ｑは下記（２）式で計算する。 Ｑ＝ε×σ×（ＴS 4 −ＴR 4 ）＋ｈ×（ＴS −ＴR ） …（２） ε：放射率、σ：シュテファン・ボルツマン定数、ｈ：
粗バーと空気の間の熱伝達係数、ＴR ：室温。
れる熱量Ｑは下記（２）式で計算する。 Ｑ＝ε×σ×（ＴS 4 −ＴR 4 ）＋ｈ×（ＴS −ＴR ） …（２） ε：放射率、σ：シュテファン・ボルツマン定数、ｈ：
粗バーと空気の間の熱伝達係数、ＴR ：室温。
【００２４】（２）式は、前述したように公知の、次の
（３）式で与えられる単位時間に粗バー表面の単位面積
から放射で失われる熱量Ｑに、さらに金属板と空気の間
の熱伝達により失われる熱量（ｈ×（ＴS −ＴR ））を
考慮して、精度を高めたものである。
（３）式で与えられる単位時間に粗バー表面の単位面積
から放射で失われる熱量Ｑに、さらに金属板と空気の間
の熱伝達により失われる熱量（ｈ×（ＴS −ＴR ））を
考慮して、精度を高めたものである。
【００２５】 Ｑ＝ε×σ×（ＴS 4 −ＴR 4 ） …（３） ε：放射率、σ：シュテファン・ボルツマン定数、Ｔ
S ：粗バー表面温度、ＴR ：室温 上記（１）、（２）式は、粗バー２の板厚方向温度分布
が、デスケーリングなどで粗バー２の表面を水冷した直
後の復熱過程のような、非定常状態にあるときには使用
できない。あくまで、粗バー２の板厚方向温度分布が定
常状態に達しているときのみ、板厚平均温度を設定する
ことができる。空気中で冷却されているときの粗バー２
において、放射率εは０．６〜０．７である。熱伝達係
数ｈは２０〜３０であるが、ｈ＝約０としてもほとんど
差はない。定数αについては、６前後の値をとることに
よって、精度の良い設定が可能である。
S ：粗バー表面温度、ＴR ：室温 上記（１）、（２）式は、粗バー２の板厚方向温度分布
が、デスケーリングなどで粗バー２の表面を水冷した直
後の復熱過程のような、非定常状態にあるときには使用
できない。あくまで、粗バー２の板厚方向温度分布が定
常状態に達しているときのみ、板厚平均温度を設定する
ことができる。空気中で冷却されているときの粗バー２
において、放射率εは０．６〜０．７である。熱伝達係
数ｈは２０〜３０であるが、ｈ＝約０としてもほとんど
差はない。定数αについては、６前後の値をとることに
よって、精度の良い設定が可能である。
【００２６】また、粗バー２の板厚平均温度を設定する
装置として、上記した加熱装置入側温度計７（粗バー２
の表面温度検出手段）と、粗バー２の板厚検出手段と、
単位時間に粗バー２表面の単位面積から失われる熱量検
出手段と、これら検出手段からの検出値から、上記
（１）式に基づいて、粗バー２の板厚平均温度を演算す
る手段（例えば、予め設定されたプログラムに基づいて
演算する計算機）とを具備してなる金属板の温度測定装
置を用いてもよい。なお、上記の板厚検出手段及び熱量
検出手段については、特に限定しないが、例えば以下に
示すように、センサーを用いて実測する方法と、演算設
定する方法が挙げられる（一般には「演算設定する方
法」が用いられる。）。
装置として、上記した加熱装置入側温度計７（粗バー２
の表面温度検出手段）と、粗バー２の板厚検出手段と、
単位時間に粗バー２表面の単位面積から失われる熱量検
出手段と、これら検出手段からの検出値から、上記
（１）式に基づいて、粗バー２の板厚平均温度を演算す
る手段（例えば、予め設定されたプログラムに基づいて
演算する計算機）とを具備してなる金属板の温度測定装
置を用いてもよい。なお、上記の板厚検出手段及び熱量
検出手段については、特に限定しないが、例えば以下に
示すように、センサーを用いて実測する方法と、演算設
定する方法が挙げられる（一般には「演算設定する方
法」が用いられる。）。
【００２７】ａ．板厚検出手段 １）ガンマ線板厚計 粗バーの上方からガンマ線を照射し、粗バー下方に設置
したガンマ線検出装置によって、透過したガンマ線の強
度を測定して、予め求めたガンマ線の透過率と板厚の関
係を基に、粗バーの板厚を求める。
したガンマ線検出装置によって、透過したガンマ線の強
度を測定して、予め求めたガンマ線の透過率と板厚の関
係を基に、粗バーの板厚を求める。
【００２８】２）圧延理論による設定 粗圧延機最終段のロールギャップや圧延荷重から、粗バ
ーの板厚を設定する。 ｂ．熱量検出手段 １）シュミットベルト 熱伝導率一定の物質でできた厚さ一定の板を粗バーに密
着させ、両面の温度差を熱電対などで測定することによ
り、熱流速を測定する（機械工学便覧に紹介されている
公知の手段）。
ーの板厚を設定する。 ｂ．熱量検出手段 １）シュミットベルト 熱伝導率一定の物質でできた厚さ一定の板を粗バーに密
着させ、両面の温度差を熱電対などで測定することによ
り、熱流速を測定する（機械工学便覧に紹介されている
公知の手段）。
【００２９】２）式（２）による設定方法 粗バーの表面温度から、前述したように（２）式に基づ
いて、熱流束Ｑを設定する。放射率εや熱伝達係数ｈに
ついては、既に実験的に求められた値が知られている
（前述したように、ε：０．６〜０．７、ｈ：２０〜３
０）。
いて、熱流束Ｑを設定する。放射率εや熱伝達係数ｈに
ついては、既に実験的に求められた値が知られている
（前述したように、ε：０．６〜０．７、ｈ：２０〜３
０）。
【００３０】このようにして求めた粗バー２の位置、ソ
レノイド型誘導加熱装置９の入側における粗バー２の板
厚平均温度、及び圧延パススケジュールなどの操業条件
をもとに、制御装置６は圧延仕上温度を目標温度とする
ために必要な加熱量を計算して、高周波電源装置８から
ソレノイド型誘導加熱装置９に投入される電力を制御す
る。加熱装置としては、加熱効率や制御応答性から考え
て、ソレノイド型誘導加熱装置９を用いることが望まし
い。以下に本発明の実施例を挙げ、本発明の効果を立証
する。
レノイド型誘導加熱装置９の入側における粗バー２の板
厚平均温度、及び圧延パススケジュールなどの操業条件
をもとに、制御装置６は圧延仕上温度を目標温度とする
ために必要な加熱量を計算して、高周波電源装置８から
ソレノイド型誘導加熱装置９に投入される電力を制御す
る。加熱装置としては、加熱効率や制御応答性から考え
て、ソレノイド型誘導加熱装置９を用いることが望まし
い。以下に本発明の実施例を挙げ、本発明の効果を立証
する。
【００３１】
【実施例】加熱炉にて１２５０℃に加熱した、厚さ２３
０ｍｍ、幅１３００ｍｍ、長さ９０００ｍｍの鋼スラブ
を、前記図１で示すような熱間圧延設備列を用いて、粗
圧延機１で粗圧延して厚さ３５ｍｍの粗バー２となし、
さらに粗バー２を仕上圧延機１０で仕上圧延して厚さ
２．８ｍｍ、幅１３００ｍｍの熱延鋼帯を製造した。な
お、本実施例を行った熱間圧延設備列は、粗圧延機１と
仕上圧延機１０の間に、粗バー２を加熱する５０００ｋ
Ｗ級のソレノイド型誘導加熱装置９を６台備えている。
０ｍｍ、幅１３００ｍｍ、長さ９０００ｍｍの鋼スラブ
を、前記図１で示すような熱間圧延設備列を用いて、粗
圧延機１で粗圧延して厚さ３５ｍｍの粗バー２となし、
さらに粗バー２を仕上圧延機１０で仕上圧延して厚さ
２．８ｍｍ、幅１３００ｍｍの熱延鋼帯を製造した。な
お、本実施例を行った熱間圧延設備列は、粗圧延機１と
仕上圧延機１０の間に、粗バー２を加熱する５０００ｋ
Ｗ級のソレノイド型誘導加熱装置９を６台備えている。
【００３２】図３に、仕上圧延機出側温度計１１で測定
した圧延仕上温度の変化を示す。△印で表されるグラフ
（比較例）は、ソレノイド型誘導加熱装置９による粗バ
ー２の加熱を行わなかった場合の、圧延仕上温度を示
す。○印のグラフ（従来技術）は、加熱装置入側温度計
７で測定した粗バー２の表面温度をもとに、圧延仕上温
度が８９０℃になるように、ソレノイド型誘導加熱装置
９の加熱制御を行った場合の圧延仕上温度である。目標
温度の８９０℃よりも１５℃以上高くなっている。
した圧延仕上温度の変化を示す。△印で表されるグラフ
（比較例）は、ソレノイド型誘導加熱装置９による粗バ
ー２の加熱を行わなかった場合の、圧延仕上温度を示
す。○印のグラフ（従来技術）は、加熱装置入側温度計
７で測定した粗バー２の表面温度をもとに、圧延仕上温
度が８９０℃になるように、ソレノイド型誘導加熱装置
９の加熱制御を行った場合の圧延仕上温度である。目標
温度の８９０℃よりも１５℃以上高くなっている。
【００３３】これに対し、加熱装置入側温度計７で測定
した粗バー２の表面温度から、α＝６とした前記（１）
式により推定した粗バー２の板厚平均温度をもとに、圧
延仕上温度が８９０℃になるように、ソレノイド型誘導
加熱装置９の投入電力を決定したときの圧延仕上温度を
黒丸印のグラフ（本発明例）に示す。ほぼ、目標温度の
８９０℃に近い圧延仕上温度が得られている。本実施例
では、加熱装置入側温度計７で測定した粗バー２の表面
温度と、本発明により推定した板厚平均温度に３０〜３
５℃の差がある。この温度差により、図３に示した圧延
仕上温度の差が生じている。
した粗バー２の表面温度から、α＝６とした前記（１）
式により推定した粗バー２の板厚平均温度をもとに、圧
延仕上温度が８９０℃になるように、ソレノイド型誘導
加熱装置９の投入電力を決定したときの圧延仕上温度を
黒丸印のグラフ（本発明例）に示す。ほぼ、目標温度の
８９０℃に近い圧延仕上温度が得られている。本実施例
では、加熱装置入側温度計７で測定した粗バー２の表面
温度と、本発明により推定した板厚平均温度に３０〜３
５℃の差がある。この温度差により、図３に示した圧延
仕上温度の差が生じている。
【００３４】図４は、ソレノイド型誘導加熱装置９の一
台あたりに投入された投入電力の変化を示す図である。
本実施例では、粗バー２のある位置に対し、６台のソレ
ノイド型誘導加熱装置９の投入電力が同じになるように
制御されている。例えば、図４の本発明の投入電力につ
いていえば、粗バー２の先端が６台のソレノイド型誘導
加熱装置９を通過する際、いずれのソレノイド型誘導加
熱装置９の投入電力も約４０００ｋＷになっている。図
４からわかるように、従来技術では、本発明に比べて余
分な電力が投入されており、エネルギー原単位が悪化し
ている。図３、４から、本発明により必要最低限の投入
電力で、目標とする圧延仕上温度が得られていることが
わかる。
台あたりに投入された投入電力の変化を示す図である。
本実施例では、粗バー２のある位置に対し、６台のソレ
ノイド型誘導加熱装置９の投入電力が同じになるように
制御されている。例えば、図４の本発明の投入電力につ
いていえば、粗バー２の先端が６台のソレノイド型誘導
加熱装置９を通過する際、いずれのソレノイド型誘導加
熱装置９の投入電力も約４０００ｋＷになっている。図
４からわかるように、従来技術では、本発明に比べて余
分な電力が投入されており、エネルギー原単位が悪化し
ている。図３、４から、本発明により必要最低限の投入
電力で、目標とする圧延仕上温度が得られていることが
わかる。
【００３５】
【発明の効果】本発明により、高温の金属板の表面温度
から、板厚平均温度を設定することができる。また、金
属スラブを粗圧延して粗バーとなし、粗バーを加熱装置
で加熱した後、仕上圧延して熱延鋼帯を製造する方法に
おいて、加熱装置入側で測定した粗バーの表面温度か
ら、本発明の方法により粗バーの板厚平均温度を設定
し、その板厚平均温度を基に、圧延仕上温度が目標温度
になるように、加熱装置への投入電力を決定することに
より、精度のよい圧延仕上温度の制御が可能である。
から、板厚平均温度を設定することができる。また、金
属スラブを粗圧延して粗バーとなし、粗バーを加熱装置
で加熱した後、仕上圧延して熱延鋼帯を製造する方法に
おいて、加熱装置入側で測定した粗バーの表面温度か
ら、本発明の方法により粗バーの板厚平均温度を設定
し、その板厚平均温度を基に、圧延仕上温度が目標温度
になるように、加熱装置への投入電力を決定することに
より、精度のよい圧延仕上温度の制御が可能である。
【００３６】その結果、必要最低限の加熱量で圧延仕上
温度を制御することができ、エネルギー原単位の増大を
防ぐことができる。また、熱延鋼帯の材質が向上、均一
化し、歩留りが上昇する。
温度を制御することができ、エネルギー原単位の増大を
防ぐことができる。また、熱延鋼帯の材質が向上、均一
化し、歩留りが上昇する。
【図１】本発明の実施の形態に係る熱間圧延設備列の各
装置の構成を示す概略側面図。
装置の構成を示す概略側面図。
【図２】仕上圧延前後の被圧延材の温度変化を示す図。
【図３】本発明の実施例に係る圧延仕上温度の変化を示
す図。
す図。
【図４】本発明の実施例に係る誘導加熱装置に投入され
た電力の変化を示す図。
た電力の変化を示す図。
１…粗圧延機、２…粗バー、３…パルス発振器、４…搬
送ロール、５…粗バー先端検出センサー、６…制御装
置、７…加熱装置入側温度計（金属板の表面温度検出手
段）、８…高周波電源装置、９…ソレノイド型誘導加熱
装置、１０…仕上圧延機、１１…仕上圧延機出側温度
計。
送ロール、５…粗バー先端検出センサー、６…制御装
置、７…加熱装置入側温度計（金属板の表面温度検出手
段）、８…高周波電源装置、９…ソレノイド型誘導加熱
装置、１０…仕上圧延機、１１…仕上圧延機出側温度
計。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 雅明 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 所定の温度に加熱された金属板の表面温
度検出手段と、金属板の板厚検出手段と、単位時間に金
属板表面の単位面積から失われる熱量検出手段と、これ
ら検出手段からの検出値から、下記（１）式に基づい
て、金属板の板厚平均温度を演算する手段と、 を具備してなることを特徴とする、金属板の温度測定装
置。 ＴM ＝ＴS ＋（Ｈ×Ｑ）／（α×λ） …（１） ＴM ：金属板の板厚平均温度、ＴS ：金属板の表面温
度、Ｈ：金属板の板厚、Ｑ：単位時間に金属板表面の単
位面積から失われる熱量、α：定数、λ：金属板の熱伝
導率 - 【請求項２】 前記熱量Ｑを、下記（２）式で与えるこ
とを特徴とする、請求項１に記載の金属板の温度測定装
置。 Ｑ＝ε×σ×（ＴS 4 −ＴR 4 ）＋ｈ×（ＴS −ＴR ） …（２） ε：放射率、σ：シュテファン・ボルツマン定数、ｈ：
金属板と空気の間の熱伝達係数、ＴR ：室温 - 【請求項３】 金属スラブを粗圧延して粗バーとなし、
粗バーを加熱装置で加熱した後、仕上圧延して熱延鋼帯
を製造する圧延方法において、 加熱装置入側に設置した粗バーの温度検出手段で測定し
た粗バー表面温度から、下記（１）式に基づいて粗バー
の板厚平均温度を設定し、その板厚平均温度を基に、圧
延仕上温度が目標温度になるように、加熱装置の出力を
制御することを特徴とする、熱延鋼帯の圧延方法。 ＴM ＝ＴS ＋（Ｈ×Ｑ）／（α×λ） …（１） ＴM ：金属板の板厚平均温度、ＴS ：金属板の表面温
度、Ｈ：金属板の板厚、Ｑ：単位時間に金属板表面の単
位面積から失われる熱量、α：定数、λ：金属板の熱伝
導率 - 【請求項４】 前記熱量Ｑを、下記（２）式で与えるこ
とを特徴とする、請求項３に記載の熱延鋼帯の圧延方
法。 Ｑ＝ε×σ×（ＴS 4 −ＴR 4 ）＋ｈ×（ＴS −ＴR ） …（２） ε：放射率、σ：シュテファン・ボルツマン定数、ｈ：
金属板と空気の間の熱伝達係数、ＴR ：室温 - 【請求項５】 粗バーを加熱する前記加熱装置が、ソレ
ノイド型誘導加熱装置であることを特徴とする、請求項
３または４に記載の熱延鋼帯の圧延方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9265900A JPH11108773A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 金属板の温度測定装置及び熱延鋼帯の圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9265900A JPH11108773A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 金属板の温度測定装置及び熱延鋼帯の圧延方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11108773A true JPH11108773A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=17423671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9265900A Pending JPH11108773A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 金属板の温度測定装置及び熱延鋼帯の圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11108773A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014079778A (ja) * | 2012-10-16 | 2014-05-08 | Jfe Steel Corp | 熱延鋼板の製造方法及び製造装置 |
| CN104764545A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-07-08 | 上海交通大学 | 一种超超临界火电机组蒸发系统动态吸热量实时估计方法 |
| WO2024176281A1 (ja) * | 2023-02-20 | 2024-08-29 | 千代田化工建設株式会社 | 加熱炉の熱流束取得装置、熱流束取得システム、及び熱流束取得方法 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP9265900A patent/JPH11108773A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014079778A (ja) * | 2012-10-16 | 2014-05-08 | Jfe Steel Corp | 熱延鋼板の製造方法及び製造装置 |
| CN104764545A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-07-08 | 上海交通大学 | 一种超超临界火电机组蒸发系统动态吸热量实时估计方法 |
| WO2024176281A1 (ja) * | 2023-02-20 | 2024-08-29 | 千代田化工建設株式会社 | 加熱炉の熱流束取得装置、熱流束取得システム、及び熱流束取得方法 |
| JPWO2024176281A1 (ja) * | 2023-02-20 | 2024-08-29 |
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