JP4561810B2 - 鋼材の熱処理方法及び製造方法並びに製造設備 - Google Patents
鋼材の熱処理方法及び製造方法並びに製造設備 Download PDFInfo
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Description
前記演算装置は、鋼材の表面温度と中心温度を所定の温度範囲に加熱する搬送速度と電力設定を最適化計算によって決定する手段と、熱処理時間が最短となるパス数の熱処理パターンを決定する手段を備えたことを特徴とする鋼材の製造設備。
前記演算装置は、鋼材の表面温度と中心温度を所定の温度範囲に加熱する搬送速度と電力設定を最適化計算によって決定する手段と、熱処理が目標時間内に完了するパス数の熱処理パターンを決定する手段を備えたことを特徴とする鋼材の製造設備。
(1.1)鋼材の寸法と必要昇温量を取得する。
事前に、表1に示すような、鋼材のサイズに対応したパス数と搬送速度のテーブルを鋼種及び熱処理パターン毎に作成しておく。
b)加熱前温度100℃、目標温度(熱処理温度)600℃、昇温量500℃
(A)誘導加熱装置6台、1パス
(B)誘導加熱装置3台、1パス
(C)誘導加熱装置3台、3パス
上記3つのケースについて、それぞれ、上記温度条件を満たす最適な搬送速度、電力を算出した結果は下記の如くである。
(A)搬送速度:55m/min、電力原単位:56.6(kWh/ton)
(B)搬送速度:15m/min、電力原単位:50.8(kWh/ton)
(C)搬送速度:1パス目:50m/min、2パス目:120m/min、3パス目:120m/min、電力原単位:55.6(kWh/ton)
そして、上記条件で加熱した時の、鋼材の表面の温度、板厚中心部の温度及び平均温度の時間経過を図3に示す。図3(a)がケースA、図3(b)がケースB、図3(c)がケースCのものである。ここで、温度は鋼材の先頭部(ライン出側方向の先端部のこと)の温度である。また、図中で、温度が短時間(5秒程度)に、上昇/下降をしてピーク形状をしている期間が、鋼材の先頭部が、誘導加熱装置を通過しているタイミングであり、図3(a)の誘導加熱装置6台1パスの場合には、ピークが6個あり、図3(b)では、誘導加熱装置3台1パスのためピークが3個、図3(c)では、誘導加熱装置3台で3パスのため、3つのピークが3回現れる。1回目のパスを示す3つのピークと2回目のパスを示す3つのピークとの時間が大きく開いているのは、前述したように鋼材の先端部の温度測定をしているためであり、1回目のパスで鋼材の尾端が抜けるまでと2回目のパスで鋼材の先端が入るまでの時間が長くなるためである。なお、表面温度のピーク値は少なくともキューリー点、好ましくはAc1変態点を越えないように制御されている。これにより、鋼材は所望の特性、例えば硬度や靭性の値を得ることができる。
2 鋼材
3 水冷装置
4 矯正機
5 誘導加熱装置
6 温度検出器
7 搬送ローラ
8 速度検出器
9 制御装置
10 電力制御装置
11 誘導加熱装置出側温度検出器
20 鋼材
21 加熱炉
22 圧延機
23 加速冷却装置
24 矯正装置
25 誘導加熱設備
26 誘導加熱装置
27 搬送ローラ
28 搬送速度設定装置
29 電力供給装置
30a〜30k 温度計
31 加熱炉制御コンピュータ
31a 入力装置
31b 入出力制御部
31c 中央処理装置
31d 記憶装置
31e 出力装置
32 圧延制御コンピュータ
32a 入力装置
32b 入出力制御部
32c 中央処理装置
32d 記憶装置
32e 出力装置
33 冷却制御コンピュータ
33a 入力装置
33b 入出力制御部
33c 中央処理装置
33d 記憶装置
33e 出力装置
34 演算装置
34a 入力装置
34b 入出力制御部
34c 中央処理装置
34d 第1記憶装置
34e 第2記憶装置
34f 第3記憶装置
34g 出力装置
40 生産管理コンピュータ
Claims (8)
- 熱間圧延完了後、焼入れ又は加速冷却された鋼材をライン上に設置された複数台の誘導加熱装置で熱処理するインライン熱処理において、鋼材の表面温度と中心温度を所定の温度範囲に加熱する際に、鋼材の寸法と必要昇温量から、いくつかのパス数における搬送速度と電力設定を、最適化計算によって求め、熱処理時間が最短となるパス数で加熱することを特徴とする鋼材の熱処理方法。
- 熱間圧延完了後、焼入れ又は加速冷却された鋼材をライン上に設置された複数台の誘導加熱装置で熱処理するインライン熱処理において、鋼材の表面温度と中心温度を所定の温度範囲に加熱する際に、鋼材の寸法と必要昇温量から、いくつかのパス数における搬送速度と電力設定を、最適化計算によって求め、熱処理が目標時間内に完了するパス数を選択して加熱することを特徴とする鋼材の熱処理方法。
- 前記目標時間は、次の鋼材が熱処理工程より前の工程で待機せずに済む時間、あるいは、待機時間が最も短くなる時間に設定されることを特徴とする請求項2に記載の鋼材の熱処理方法。
- 前記目標時間は、次の鋼材が冷却を完了する時刻又は誘導加熱装置に到着する時刻に基づいて算出することを特徴とする請求項2に記載の鋼材の熱処理方法。
- 鋼材の寸法と必要昇温量から、いくつかのパス数における搬送速度と電力設定を、最適化計算によって求め、熱処理が目標時間内に完了するパス数のうち、消費電力が最小となるパス数を選択して加熱することを特徴とする請求項3に記載の鋼材の熱処理方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の鋼材の熱処理方法を熱処理工程に含むことを特徴とする鋼材の製造方法。
- 熱間圧延設備、加速冷却設備、これらの設備と同一ライン上に設置された複数台の誘導加熱装置からなる熱処理設備及び前記熱処理設備の熱処理パターンを演算する演算装置を備えた鋼材の製造設備であって、
前記演算装置は、鋼材の表面温度と中心温度を所定の温度範囲に加熱する搬送速度と電力設定を最適化計算によって決定する手段と、熱処理時間が最短となるパス数の熱処理パターンを決定する手段を備えたことを特徴とする鋼材の製造設備。 - 熱間圧延設備、加速冷却設備、これらの設備と同一ライン上に設置された複数台の誘導加熱装置からなる熱処理設備及び前記熱処理設備の熱処理パターンを演算する演算装置を備えた鋼材の製造設備であって、
前記演算装置は、鋼材の表面温度と中心温度を所定の温度範囲に加熱する搬送速度と電力設定を最適化計算によって決定する手段と、熱処理が目標時間内に完了するパス数の熱処理パターンを決定する手段を備えたことを特徴とする鋼材の製造設備。
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