JPS6237693B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6237693B2 JPS6237693B2 JP22849682A JP22849682A JPS6237693B2 JP S6237693 B2 JPS6237693 B2 JP S6237693B2 JP 22849682 A JP22849682 A JP 22849682A JP 22849682 A JP22849682 A JP 22849682A JP S6237693 B2 JPS6237693 B2 JP S6237693B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- refrigerant
- steel wire
- control device
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
- C21D1/64—Quenching devices for bath quenching with circulating liquids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は鋼線材直接熱処理設備の制御装置に関
し、鋼線材を正確に所定の目標温度に冷却し得る
ように企図したものである。
し、鋼線材を正確に所定の目標温度に冷却し得る
ように企図したものである。
熱間圧延された高温の鋼線材は、液状の冷媒で
ある溶融塩に直接接触させられて冷却される。こ
の場合、冷却された鋼線材の性質が均一になるよ
うに、冷却された鋼線材が常に所定の目標温度に
なることが要請されるため、溶融塩もある一定の
温度に保持される必要がある。
ある溶融塩に直接接触させられて冷却される。こ
の場合、冷却された鋼線材の性質が均一になるよ
うに、冷却された鋼線材が常に所定の目標温度に
なることが要請されるため、溶融塩もある一定の
温度に保持される必要がある。
鋼線材の処理量が少ない場合には、冷却槽に貯
留された溶融塩を電熱で加熱したり、冷却槽の外
面を空冷したりすることにより溶融塩の温度を保
持していた。このように処理量が少ないため溶融
塩に持ち込まれる熱量が小さい場合には、上述し
たような簡便な手段によつても充分に溶融塩の温
度を一定に保持できた。
留された溶融塩を電熱で加熱したり、冷却槽の外
面を空冷したりすることにより溶融塩の温度を保
持していた。このように処理量が少ないため溶融
塩に持ち込まれる熱量が小さい場合には、上述し
たような簡便な手段によつても充分に溶融塩の温
度を一定に保持できた。
一方、鋼線材の処理量が多くなると鋼線材から
溶融塩に伝わる熱量が非常に大きくなるため、空
冷だけでは冷却能力が不足となる。そこで鋼線材
を多量に冷却処理するには、一般に第１図に示す
ような説備が使用される。つまり、第１図に示す
ように冷却槽１には溶融塩２が貯溜されており、
熱間圧延されて搬送されてきた高温の鋼線材３
は、特に第２図に示すようにループ状にされて図
中冷却槽１の左側から溶融塩２中に浸漬されて冷
却されるとともに、冷却槽１の右側から引き上げ
られる。鋼線材３から熱を受けて高温となつた溶
融塩２はポンプ４により熱交換器５に送られ、こ
こで冷却され、冷却された溶融塩２は再び冷却槽
１に戻される。前記熱交換器５での溶融塩の冷却
は、熱交換器５に供給される水６により行なわれ
る。
溶融塩に伝わる熱量が非常に大きくなるため、空
冷だけでは冷却能力が不足となる。そこで鋼線材
を多量に冷却処理するには、一般に第１図に示す
ような説備が使用される。つまり、第１図に示す
ように冷却槽１には溶融塩２が貯溜されており、
熱間圧延されて搬送されてきた高温の鋼線材３
は、特に第２図に示すようにループ状にされて図
中冷却槽１の左側から溶融塩２中に浸漬されて冷
却されるとともに、冷却槽１の右側から引き上げ
られる。鋼線材３から熱を受けて高温となつた溶
融塩２はポンプ４により熱交換器５に送られ、こ
こで冷却され、冷却された溶融塩２は再び冷却槽
１に戻される。前記熱交換器５での溶融塩の冷却
は、熱交換器５に供給される水６により行なわれ
る。
第１図に示す設備によれば、充分な冷却能力が
あるため、多量の鋼線材３を冷却することができ
る。さらに、鋼線材３の線径・搬送速度が一定で
あるならば、熱交換器３の冷却量をある一定の値
にしておけば、溶融塩２から引き上げられた直後
の鋼線材３の温度は、あらかじめ定めた目標温度
とほぼ等しくなる。
あるため、多量の鋼線材３を冷却することができ
る。さらに、鋼線材３の線径・搬送速度が一定で
あるならば、熱交換器３の冷却量をある一定の値
にしておけば、溶融塩２から引き上げられた直後
の鋼線材３の温度は、あらかじめ定めた目標温度
とほぼ等しくなる。
しかし上述した技術では冷却された鋼線材３の
温度と目標温度とを正確に一致させることは難し
いばかりでなく、線径の異なる鋼線材を冷却した
り鋼線材の搬送速度を変えたりした場合には、冷
却された鋼線材の温度と目標温度とが大きく相違
してしまう。さらに、複数の目標温度を設定して
おき、そのうちの一つを正確に選択するというこ
とも困難であつた。
温度と目標温度とを正確に一致させることは難し
いばかりでなく、線径の異なる鋼線材を冷却した
り鋼線材の搬送速度を変えたりした場合には、冷
却された鋼線材の温度と目標温度とが大きく相違
してしまう。さらに、複数の目標温度を設定して
おき、そのうちの一つを正確に選択するというこ
とも困難であつた。
本発明は、上記実状に鑑み、鋼線材を正確に所
定の目標温度に冷却し得る制御装置を提供するこ
とを目的とする。かかる目的を達成する本発明
は、鋼線材の線径・搬送速度および所定の目標温
度を設定することにより鋼線材の温度と冷媒の温
度との間にあるあらかじめ定まつた熱バランス式
を基に、鋼線材を目標温度に冷却するのに最適な
冷媒の温度を演算し、冷媒が演算した温度になる
ように制御する点をその技術思想の基礎とする。
定の目標温度に冷却し得る制御装置を提供するこ
とを目的とする。かかる目的を達成する本発明
は、鋼線材の線径・搬送速度および所定の目標温
度を設定することにより鋼線材の温度と冷媒の温
度との間にあるあらかじめ定まつた熱バランス式
を基に、鋼線材を目標温度に冷却するのに最適な
冷媒の温度を演算し、冷媒が演算した温度になる
ように制御する点をその技術思想の基礎とする。
ここで本発明を説明するのに先だち熱バランス
式を次式(1)に示しておく。なお冷却槽は完全混合
系とする。
式を次式(1)に示しておく。なお冷却槽は完全混合
系とする。
但し
α：冷媒（溶融塩）と鋼線材の熱伝達率
Ａ：鋼線材の表面積（鋼線材の処理量、搬送速
度および線径の関数） C1：鋼線材の比熱 C2：冷媒（溶融塩）の比熱 W1：鋼線材処理量 W2：冷媒（溶融塩）循環流量 Ｔ1I：冷媒（溶融塩）に浸漬される直前の鋼線
材の温度（一定とみなす） Ｔ1O：（溶融塩）から引き上げられた直後の鋼
線材の温度 Ｔ2I：熱交換器から冷却槽に戻される冷媒（溶
融塩）の温度 T2：冷却槽内の冷媒（溶融塩）の温度 Δtm： ＱL：熱損失 Q2：熱交換器による冷却量 とする。
度および線径の関数） C1：鋼線材の比熱 C2：冷媒（溶融塩）の比熱 W1：鋼線材処理量 W2：冷媒（溶融塩）循環流量 Ｔ1I：冷媒（溶融塩）に浸漬される直前の鋼線
材の温度（一定とみなす） Ｔ1O：（溶融塩）から引き上げられた直後の鋼
線材の温度 Ｔ2I：熱交換器から冷却槽に戻される冷媒（溶
融塩）の温度 T2：冷却槽内の冷媒（溶融塩）の温度 Δtm： ＱL：熱損失 Q2：熱交換器による冷却量 とする。
なお本発明は冷媒の温度を検出してこの検出し
た温度が、式(1)を基に演算した温度になるように
冷媒を制御するものであるが、鋼線材温度を検出
して鋼線材温度をフイードバツク制御する制御系
を形成することも考えられるが、このような制御
系では鋼線材を正確に所定の目標温度に冷却する
よう制御することは困難である。この理由として
は、一つには鋼線材がループ状になり冷媒（溶融
塩）に浸漬させられて搬送されるため、この鋼線
材の温度を連続的に精度よく検出することが困難
であることが挙げられ、他の一つとしては、鋼線
材が冷媒中を通過する時間が10〜20秒程度である
のに対し冷却槽の熱容量が大きい（熱交換器から
冷却槽に戻される冷媒の温度変化に対する冷却槽
内温度の時定数は30分程度）ことが挙げられる。
た温度が、式(1)を基に演算した温度になるように
冷媒を制御するものであるが、鋼線材温度を検出
して鋼線材温度をフイードバツク制御する制御系
を形成することも考えられるが、このような制御
系では鋼線材を正確に所定の目標温度に冷却する
よう制御することは困難である。この理由として
は、一つには鋼線材がループ状になり冷媒（溶融
塩）に浸漬させられて搬送されるため、この鋼線
材の温度を連続的に精度よく検出することが困難
であることが挙げられ、他の一つとしては、鋼線
材が冷媒中を通過する時間が10〜20秒程度である
のに対し冷却槽の熱容量が大きい（熱交換器から
冷却槽に戻される冷媒の温度変化に対する冷却槽
内温度の時定数は30分程度）ことが挙げられる。
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。なお従来技術と同一部分には同一番号を
付し重複する説明は省略する。
明する。なお従来技術と同一部分には同一番号を
付し重複する説明は省略する。
第３図は本発明の第１の実施例を示す。同図に
示すように、冷媒温度検出器７は、冷却槽１内に
配置されてこの冷却槽１に貯留された溶融塩２に
温度T2を検出し、検出値を冷媒温度制御装置８
に送出する。演算装置９は、鋼線材３の線径(d)・
搬送速度（ν）および所定の目標温度（式(1)にお
いて温度Ｔ1Oをある所定の温度としたもの）から
なる運転条件が設定（インプツト）されると、前
述した熱バランス式(1)を基に鋼線材３を目標温度
に冷却するのに最適な溶融塩２の温度を演算す
る。この演算によつて求められる温度は、冷却槽
１内の溶融塩２の温度T2がなるべき温度T2′、ま
たは熱交換器５から冷却槽１に戻される溶融塩の
温度Ｔ2Iがなるべき温度Ｔ2I′である。つまり演
算装置９は、運転条件が設定されると次式(2)，(3)
の演算を行う。
示すように、冷媒温度検出器７は、冷却槽１内に
配置されてこの冷却槽１に貯留された溶融塩２に
温度T2を検出し、検出値を冷媒温度制御装置８
に送出する。演算装置９は、鋼線材３の線径(d)・
搬送速度（ν）および所定の目標温度（式(1)にお
いて温度Ｔ1Oをある所定の温度としたもの）から
なる運転条件が設定（インプツト）されると、前
述した熱バランス式(1)を基に鋼線材３を目標温度
に冷却するのに最適な溶融塩２の温度を演算す
る。この演算によつて求められる温度は、冷却槽
１内の溶融塩２の温度T2がなるべき温度T2′、ま
たは熱交換器５から冷却槽１に戻される溶融塩の
温度Ｔ2Iがなるべき温度Ｔ2I′である。つまり演
算装置９は、運転条件が設定されると次式(2)，(3)
の演算を行う。
T2′＝１（ｄ，ν，Ｔ1O） ……(2)
Ｔ2′I＝２（ｄ，ν，Ｔ1O） ……(3)
そして本実施例では、演算された温度T2′，Ｔ2
Ｉ′のうち、温度T2′のみが冷媒温度制御装置８に
送出されるようになつている。冷媒温度制御装置
８は、前記冷媒温度検出器７で検出された温度
T2と演算装置９で演算された温度T2′とを比較
し、温度T2が温度T2′に等しくなるように冷却量
制御装置１０を制御する。つまり冷却量制御装置
１０は、冷媒温度制御装置８で制御されることに
より、温度T2が温度T2′よりも大きいときには給
水弁１１を大きく開いて熱交換器５の冷却量が増
加するようにし、温度T2が温度T2′よりも小さい
ときには給水弁１１をしぼり熱交換器５の冷却量
が減少するよう操作される。なお、同図の符号で
１２は給水量検出器でありこれの検出値は冷却量
制御装置１０に入力される。
Ｉ′のうち、温度T2′のみが冷媒温度制御装置８に
送出されるようになつている。冷媒温度制御装置
８は、前記冷媒温度検出器７で検出された温度
T2と演算装置９で演算された温度T2′とを比較
し、温度T2が温度T2′に等しくなるように冷却量
制御装置１０を制御する。つまり冷却量制御装置
１０は、冷媒温度制御装置８で制御されることに
より、温度T2が温度T2′よりも大きいときには給
水弁１１を大きく開いて熱交換器５の冷却量が増
加するようにし、温度T2が温度T2′よりも小さい
ときには給水弁１１をしぼり熱交換器５の冷却量
が減少するよう操作される。なお、同図の符号で
１２は給水量検出器でありこれの検出値は冷却量
制御装置１０に入力される。
上述した如く本実施例では冷却槽１内の冷媒３
の温度T2が、鋼線材２が目標温度に冷却される
よう演算された最適な温度T2′に等しくなるよう
に冷媒２の温度が制御される結果、冷媒３から引
き上げられた直後の鋼線材３の温度は精度よくあ
らかじめ設定した目標温度になる。
の温度T2が、鋼線材２が目標温度に冷却される
よう演算された最適な温度T2′に等しくなるよう
に冷媒２の温度が制御される結果、冷媒３から引
き上げられた直後の鋼線材３の温度は精度よくあ
らかじめ設定した目標温度になる。
第４図は本発明の第２の実施例を示す。この実
施例では、冷媒温度検出器７は、熱交換器５で冷
却されて冷却槽７に戻される溶融塩２に接触する
ように配置されており、この溶融塩２の温度Ｔ2I
を測定する。そしてこの温度Ｔ2Iは冷媒温度制御
装置８に送出される。一方、演算装置９は演算し
た温度T2′，Ｔ2I′のうち温度Ｔ2I′のみを冷媒温度
制御装置８に送出する。そして温度Ｔ2Iが温度Ｔ
2I′に等しくなるように冷媒２の温度が制御さ
れ、鋼線材３は目標温度に冷却される。なお第１
の実施例と同一部分には同一番号を付し、重複す
る説明は省く。
施例では、冷媒温度検出器７は、熱交換器５で冷
却されて冷却槽７に戻される溶融塩２に接触する
ように配置されており、この溶融塩２の温度Ｔ2I
を測定する。そしてこの温度Ｔ2Iは冷媒温度制御
装置８に送出される。一方、演算装置９は演算し
た温度T2′，Ｔ2I′のうち温度Ｔ2I′のみを冷媒温度
制御装置８に送出する。そして温度Ｔ2Iが温度Ｔ
2I′に等しくなるように冷媒２の温度が制御さ
れ、鋼線材３は目標温度に冷却される。なお第１
の実施例と同一部分には同一番号を付し、重複す
る説明は省く。
第５図は本発明の第３の実施例を示す。本実施
例は、第２の実施例に、熱交換器５の水のレベル
を検出するレベル検出器１３とレベル調節計１４
を付加したものであり、熱交換器５の冷却量をよ
り正確に調節することができる。
例は、第２の実施例に、熱交換器５の水のレベル
を検出するレベル検出器１３とレベル調節計１４
を付加したものであり、熱交換器５の冷却量をよ
り正確に調節することができる。
以上実施例とともに具体的に説明したように本
発明によれば、鋼線材の線径・搬送速度が異なつ
ていてもこれを設定することにより、鋼線材を正
確に所定の目標温度に冷却することができる。ま
た目標温度自体も種々の値に設定できる。
発明によれば、鋼線材の線径・搬送速度が異なつ
ていてもこれを設定することにより、鋼線材を正
確に所定の目標温度に冷却することができる。ま
た目標温度自体も種々の値に設定できる。
第１図は鋼線材直接熱処理設備を示す概略構成
図、第２図は冷媒中に浸漬される鋼線材の形態を
示す斜視図、第３図〜第５図はそれぞれ本発明の
第１〜第３の実施例を鋼線材直接熱処理設備に備
えた態様で示す概略構成図である。 図面中、１は冷却槽、２は溶融塩（冷媒）、３
は鋼線材、５は熱交換器、６は水、７は冷媒温度
検出器、８は冷媒温度制御装置、９は演算装置、
１０は冷却量制御装置、１１は給水弁である。
図、第２図は冷媒中に浸漬される鋼線材の形態を
示す斜視図、第３図〜第５図はそれぞれ本発明の
第１〜第３の実施例を鋼線材直接熱処理設備に備
えた態様で示す概略構成図である。 図面中、１は冷却槽、２は溶融塩（冷媒）、３
は鋼線材、５は熱交換器、６は水、７は冷媒温度
検出器、８は冷媒温度制御装置、９は演算装置、
１０は冷却量制御装置、１１は給水弁である。
Claims (1)
- １ 熱間圧延された高温の鋼線材を搬送しつつ冷
却槽に貯留された液状の冷媒に一旦浸漬させてか
ら引き上げることにより冷却する鋼線材冷却装置
と、前記冷却槽から冷媒が流入されてこの冷媒を
冷却するとともに冷却した冷媒を再び冷却槽に戻
す熱交換器とで構成されて、高温の前記鋼線材を
所定の目標温度にまで冷却する鋼線材直接熱処理
設備に備えられる制御装置において、前記冷却槽
内の冷媒に浸漬されるよう配置されるかまたは前
記熱交換器から冷却槽に戻される冷媒に接触する
よう配置されて配置位置における冷媒の温度を検
出する冷媒温度検出器と、鋼線材の線径・搬送速
度および前記所定の目標温度が設定されることに
より鋼線材の温度と冷媒の温度との間にあるあら
かじめ定まつた熱バランス式を基に鋼線材を目標
温度に冷却するのに最適な冷媒の温度を演算する
演算装置と、前記熱交換器の冷却量を調節する冷
却量制御装置と、冷媒温度検出器で検出された温
度と演算装置で演算された温度とを比較し検出さ
れた温度が演算された温度に等しくなるように前
記冷却量制御装置を制御する冷媒温度制御装置と
を具備することを特徴とする制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22849682A JPS59118816A (ja) | 1982-12-25 | 1982-12-25 | 鋼線材直接熱処理設備の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22849682A JPS59118816A (ja) | 1982-12-25 | 1982-12-25 | 鋼線材直接熱処理設備の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59118816A JPS59118816A (ja) | 1984-07-09 |
| JPS6237693B2 true JPS6237693B2 (ja) | 1987-08-13 |
Family
ID=16877365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22849682A Granted JPS59118816A (ja) | 1982-12-25 | 1982-12-25 | 鋼線材直接熱処理設備の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59118816A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005024073A1 (ja) * | 2003-09-02 | 2005-03-17 | Katsuhiko Yamada | 熱間圧延線材の制御冷却方法 |
-
1982
- 1982-12-25 JP JP22849682A patent/JPS59118816A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005024073A1 (ja) * | 2003-09-02 | 2005-03-17 | Katsuhiko Yamada | 熱間圧延線材の制御冷却方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59118816A (ja) | 1984-07-09 |
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