JP4719973B2 - シートバー加熱方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間粗圧延後のシートバーを、巻き取り巻き戻し装置で巻き取り巻き戻した後、仕上圧延機の入側に設置した加熱装置（以下、シートバーヒータという）で加熱し、仕上圧延するシートバーの加熱方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延ラインは、一般に、加熱炉１、複数のスタンドＲ１〜Ｒｎ（ｎは最終スタンドＮｏ）からなる粗圧延機２、クロップシャ３、複数のスタンドＦ１〜Ｆｎ（ｎは最終スタンドＮｏ）からなる仕上圧延機４、冷却ゾーン５、巻取装置６等からなり、近年、粗圧延機２と仕上圧延機４の中間にメジャーリングロール７やシートバーヒータ８を設置するものが出現してきている（図１０参照）。
【０００３】
また、他の熱間圧延ラインとしては、粗圧延機２の最終スタンド（図１０の例でいえばＲ３）とシートバーヒータの中間に、巻き取り巻き戻し装置（以下、コイルボックスという）を設置して、シートバー尾端の温度降下抑制を図り、圧延後製品（熱延鋼帯）の高品質化を図ったものが知られている（図１参照）。
さらにまた、他の熱間圧延ラインとしては、コイルボックスとシートバーヒータの中間に、先行シートバー尾端と後行シートバー先端同士を接合する、シートバー接合装置を設置したものも知られている（図９参照）。
【０００４】
次に、図１０に示すような従来の熱間圧延ラインにおけるシートバーの加熱について説明する。
（１）シートバーの長手方向のシートバーヒータ８による加熱前の温度分布は、先端から尾端まで仕上圧延するのに要する時間の経過により、シートバーが徐々に放冷降温していくため、例えば図１１（Ａ）に示すようになる。このシートバー温度の漸減をサーマルランダウンあるいは単にランダウンと称している。
【０００５】
（２）一方、図１３（Ａ）に示すように、シートバーの先端が仕上圧延機４の第１スタンドＦ１にオンし、次々と各スタンドで圧延され、さらに巻取装置６にオンして以降、圧延から巻取りまで連動した圧延速度をトップ速度と呼ばれる高速まで加速するため、これにより仕上圧延機４の通過時間はシートバー長手方向に変化する。その影響により、概してシートバーの仕上圧延機４の出側温度は、図１３（Ｂ）に示すようになる。
【０００６】
よって、シートバーヒータは、上記（１）の補償分の加熱と、上記（２）の補償分の加熱を、合計した分、すなわち、（１）シートバーの途中から尾端部にかけての温度低下部分（サーマルランダウン部分）を補償するための加熱と、（２）仕上圧延機４の通過時間のシートバー長手方向分布からくる、シートバー先尾端の局部的な温度低下部分（先尾端部分）を補償するための加熱を、合計した分、加熱を行う。
【０００７】
このため、シートバーの長手方向の加熱温度は、例えば図１１（Ｂ）に示すようになる。この結果、仕上圧延機４の入側におけるシートバーの長手方向の温度分布は図１１（Ｃ）に示すように小さくなり、仕上圧延機４の出側におけるシートバーの長手方向の温度分布は図１１（Ｄ）に示すようになる。
ここで、シートバーの先端部と尾端部の圧延速度が遅い理由は、次の通りである。
【０００８】
先端部：仕上圧延機４の各スタンドに次々とオンしていく際に、高速であると、シートバー先端部のロールへの噛み込み時にスリップが生じたり、噛み込み後、出側に抜けたときに跳ね上がったり上反りしたりして、次のスタンドのサイドガイドに突っ掛かったりして圧延が継続できなくなる場合がある。
尾端部：巻取終了したら、停止した状態でコイルを巻取装置６から抜き出す。ところが、尾端が高速であると、仕上圧延機４を抜けたときに跳ね上がって冷却ゾーン５の冷却ノズルに突き刺さってノズルやその根元のヘッダーを破損する。よって、尾端が仕上圧延機内にまだあるうちに減速を開始する。先端巻取装置オン以降、尾端仕上圧延機抜け以前の中間部速度の高低に応じて、どのスタンドＦｍ（ｍ＜ｎ）をオフしたときに減速を開始するか適宜決めている。ちなみに、中間部では生産能率を上げるため、高速で圧延する。
【０００９】
ところで、シートバーの加熱前の温度が通常よりも低い場合には、シートバーの長手方向の加熱前の温度分布は、例えば図１２（Ａ）に示すようになる。この場合には、シートバーの加熱前の温度が通常の場合に比べて低いので、仕上圧延機出側温度を確保するため、図示しない制御装置では、シートバーヒータの加熱温度を図１２（Ｂ）に示すように、図１１（Ｂ）に比べ、全長にわたり全体的に増加するように制御する。この場合も、仕上圧延機の入側におけるシートバーの長手方向の温度分布は、図１２（Ｃ）に示すようにやはり小さくなり、仕上圧延機の出側におけるシートバーの長手方向の温度分布は、図１２（Ｄ）に示すようになる。
【００１０】
シートバーの加熱前の温度が通常よりも高い場合には、逆に、加熱パターンを全体的に低下させるように制御する。
以上の説明のような加熱方法によれば、シートバー長手方向に見て、折れ線状の加熱パターンにて加熱制御を行うことになるが、それについてさらに詳細に述べる。
【００１１】
図示しない制御装置は、まず、仕上圧延スケジュールの計算結果である、図１３（Ａ）に示すような仕上圧延速度パターンを図示しない計算機から取り込み、これに基づいてシートバー（材料）の代表点における仕上圧延機の通過時間を、図１４のように求める。ここで、代表点とは、シートバー１の加速開始、加速完了、減速開始、減速完了の各時刻に、仕上圧延機の入側と出側に存在するシートバーの位置Ｘ１、Ｘ２とする（図１６参照）。
【００１２】
引き続き、図示しない制御装置は、その求めたシートバーの通過時間に所定の定数を掛けて、シートバーの先端から尾端にかけた各点の温度低下量を間接的に求めてこれを加熱温度とし、各点を結んで描かれる図形の高さについてシートバーの全長にわたる加熱温度としてメモリ（図示せず）に記憶しておく。図１５は、このようにして求めたシートバーの加熱温度であり、仕上圧延機の通過時間が長い箇所は温度低下が大きいので加熱温度が大きく、通過時間が短い箇所はその温度低下が小さいので加熱温度が小さくなっている。
【００１３】
なお、上記で使用される定数は、通常、オフライン解析などに用いられる差分方法を用いた温度計算などにより予め容易に求めておくことができ、材料毎あるいは板厚毎に層別して決定しておく。
また、図１５では、簡単のために、サーマルランダウンを補償加熱するための、加熱温度の漸増分を省略してある。
【００１４】
ところで、シートバーヒータを用いた他のシートバーの加熱方法としては、特開平１０−２３０３１３号公報に記載のように、仕上圧延機の出側温度を圧延後鋼帯の長手方向に一定とする方法が提案されている。
このような従来のシートバーの加熱方法においては、いずれもシートバーの材質の均一化の観点から仕上圧延機の出側のシートバー（圧延後鋼帯）温度を所定の目標範囲内におさめることを目的としており、シートバーの温度に応じてシートバーヒータの加熱温度を制御するものである。
【００１５】
しかしながら、このような従来のシートバーの加熱方法によれば、図１のように、コイルボックスを設置して、シートバーの巻き取り、巻き戻しを行った上、仕上圧延するような場合や、図９のように、シートバーの巻き取り、巻き戻しを行った上、先行シートバー尾端と後行シートバー先端同士を接合して仕上圧延するような場合には、以下のような不都合がある。
【００１６】
すなわち、シートバーがコイルボックスによりコイル状に巻かれて一時的に待機する際に、シートバーの外巻き部と内巻き部に相当する部分が大気に曝されて放冷するため、その外巻き部と内巻き部の温度がそれ以外の定常部に比べて局部的に低下するという不都合があるが、この不都合に対して何らの対策が施されていなかった。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、特開平１１−１６９９１０号公報に記載のように、シートバーコイラ（コイルボックス）内でコイル状材料の外巻き部と内巻き部（シートバー先尾端部）を補償的に加熱する方法が考えられた。
しかし、その方法では、シートバーヒータで加熱する際に、外巻き部と内巻き部に相当する部分と、それ以外の定常部との境界を見いだして加熱制御に反映するというようなことは何ら考慮されておらず、そのが望まれていた。
【００１８】
また、シートバーヒータでは、シートバーの加熱エネルギーとして非常に大きなものが必要となるが、省エネルギーの観点から、少しでも加熱エネルギーを低減することは、大きなメリットとなる。
そこで、本発明の目的は、上記の点に鑑み、シートバーの巻き取りの際における外巻き部および内巻き部に相当する部分と、それ以外の定常部との境界を高精度に検出して、シートバーの局部的な低温部の温度補償を適切に行なうようにし、シートバーの長手方向の温度分布の不連続をなくし、これにより、高品質の圧延鋼帯製品を製造できるようにしたシートバー加熱方法を提供することにある。
【００２０】
上記の課題を解決し、本発明の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、以下のように構成した。
すなわち、請求項１に記載の発明は、スラブを熱間にて粗圧延してシートバーとし、このシートバーをコイルボックスで巻き取り巻き戻した後、仕上圧延機の入側に設置したシートバーヒータで加熱し、仕上圧延するシートバー加熱方法において、前記コイルボックスと前記シートバーヒータとの間に設置した温度計で前記シートバーの温度を長手方向に一定ピッチで測定し、その各測定温度を結んで前記シートバーの長手方向における温度勾配を求め、この求めた温度勾配の絶対値の折れ線がしきい値と交わるすぐ下流側または上流側の点を捉えて前記コイルボックスで巻き取りした際の内巻き部および外巻き部とそれ以外の定常部との境界を判定し、この判定された境界から端部寄りの部分を補償加熱するようにしたことを特徴とするものである。
【００２３】
このように、請求項１に記載の発明によれば、シートバーの巻き取りの際における外巻き部および内巻き部の少なくとも一方に相当する部分と、それ以外の定常部との境界を高精度に検出でき、シートバーの局部的な低温部の温度補償を適切に行なうことができる。そのため、シートバーの長手方向の温度分布の不連続をなくし、高品質の圧延鋼帯製品を製造できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
本発明の第１実施形態が適用される熱間圧延ラインの概略構成について、図１を参照して説明する。
この熱間圧延ラインは、図１に示すように、スラブを粗圧延してシートバー１１を得るための粗圧延機２と、シートバー１１を巻き取り巻き戻すためのコイルボックス（巻取り巻戻し装置）１２と、シートバー１１の先尾端のクロップ部の形状を検出するクロップ形状計１３と、シートバー１１の搬送位置を時々刻々検出するためのメジャーリングロール７と、コイルボックス１２で巻き戻されたシートバー１１を後述のように加熱するシートバーヒータ（加熱装置）８と、クロップ形状計１３で検出されたクロップ部を切断するクロップシャ３と、シートバーヒータ８で加熱したシートバー１１を仕上圧延する仕上圧延機４と、仕上圧延機４で仕上圧延されたシートバー１１を冷却する冷却ゾーン５と、その冷却ゾーン５で冷却されたシートバー１１を巻き取る巻取装置６とを備えている。
【００２６】
さらに、この熱間圧延ラインは、シートバーヒータ８がシートバー１１をその長手方向位置に応じてあるパターンで加熱制御するための、加熱パターンを決定する計算機（図示せず）と、その計算機により決定される加熱パターンになるようにシートバーヒータ８の加熱制御などを行う制御装置１４と、図１に示すようにコイルボックス１２とシートバーヒータ８との間に配置され、シートバー１１の加熱前の温度をその長手方向に測定してその測定温度を制御装置１４に供給する温度計１５とを備えている。
【００２７】
上記の計算機は、シートバー１１の仕上圧延機４の出側の温度を確保するために、シートバーヒータ８で加熱するシートバー１の長手方向の加熱温度パターンを、前述した図１０に示すような熱間圧延ラインに適用すべき、前述のような従来の方法により決定する仕組を持っている。
ここで、図１に示すような熱間圧延ラインではコイルボックス１２を設置しているので、その設置の目的について以下に説明する。
【００２８】
コイルボックスの設置の目的として、間欠（バッチ）圧延の場合と、シートバー同士の接合を行い圧延を行う場合とに、共通するのは、サーマルランダウンの抑制である。特に、仕上圧延後の板厚が２．０ｍｍを下回るような薄いオーダー製品を圧延する場合に、そのサーマルランダウンの抑制は大きな効果がある。
その理由は、板厚が２．０ｍｍを下回るような薄いオーダー製品の仕上圧延に際しては、仕上板厚が薄くなった分、仕上圧延時間が長くなるために、何らの対策も施さなければ、サーマルランダウンによりシートバーの尾端の温度が低くなり過ぎ、製品熱延鋼帯の結晶粒がシートバーの尾端に近づくに従って粗大化し、伸び等の機械的性質が劣るようになるだけでなく、一つの製品の熱延鋼帯内の先端寄りの部分と尾端寄りの部分とで機械的性質がばらつくなどの品質不良になり易いからである。
【００２９】
従って、これを防止しようとすれば、シートバーの長さ、ひいてはスラブの長さ、さらにはスラブの単重を小さくせざるを得ない。このため、間欠（バッチ）圧延においては、仕上圧延尾端抜けから次の先端噛み込みまでの時間的なインターバルの、操業時間に占める割合が相対的に長くなって、生産能率が低下せざるを得ない。
【００３０】
しかし、図１に示すように、コイルボックスを設置すれば、シートバーをコイル状に巻くことによって、シートバーを展開状態で大気に長時間にわたって曝すことがなくなるため、サーマルランダウンを相当程度抑制できる、という大きな効果が得られ、前述のようなスラブの小単重化や生産能率低下といった問題を解決できる。
【００３１】
さらに、後述のように、先行シートバー尾端と後行シートバー先端同士を接合するような圧延形態をとる場合には、コイルボックスは、先行シートバー尾端と後行シートバー先端同士を接合するための追い付きタイミングを調整する目的で、後行シートバーを一時巻き取った状態で待機させる機能も併せて果たすことになる。
【００３２】
次に、このような構成からなる熱間圧延ラインの動作の概要について、図１を参照して説明する。
粗圧延機２によって圧延されたシートバー１１は、コイルボックス１２で巻き取りされたのち巻き戻される。この巻き戻されたシートバーコイル１１は、クロップ形状計１３によりクロップの形状が検知され、メジャーリングロール７により搬送位置が検出される。シートバーコイル１１が温度計１５に達すると、シートバーコイル１１の長手方向の温度を測定し、この測定温度が制御装置１４に供給される。
【００３３】
ここで、上記のように、シートバー１１は、コイルボックス１２で巻き取った状態で一時待機し、その後に巻き戻して展開される。この展開されたときのシートバー１１の長手方向の温度（シートバーヒータ８による加熱前の温度）は、例えば図３（Ａ）に示すようになり、従来に比べると、サーマルランダウンは相当程度抑制されるとはいえ、シートバー１１の巻き取りの際における外巻きと内巻きに相当する部分が局部的に低温になっている。
【００３４】
そこで、制御装置１４は、そのシートバー１１の局部的な低温部を補償的に加熱するように、シートバーヒータ８に対して加熱温度を設定する。従って、シートバーヒータ８は、例えば図３（Ｂ）のようなシートバー１１の長手方向加熱パターンで加熱し、例えば図３（Ｃ）に示すように、シートバー１１の巻き取りの際における外巻き部、あるいは同内巻き部に相当する部位を、定常部の加熱温度パターンの延長線上に乗る温度になるようにする。この結果、図３（Ｄ）に示すように、シートバー１１の最終的な仕上圧延機出側温度が一定になる。
【００３５】
ここで、シートバー１１の先端の仕上圧延機４の入側における予測温度（詳説しないが計算機内で計算して求める）と実績温度の差を測定し、実績の方が高い場合には、シートバー全長にわたって全体的に加熱温度を低減したり、逆に実績の方が低い場合には、図１１と図１２の対比からわかる通り、加熱温度を増加したりする補正と同じことを、上記の加熱の場合にも適宜併せて実施するようにしても良い。
【００３６】
シートバーヒータ８は、シートバー１１のライン上の搬送位置をトラッキングしながら、上述のように設定された加熱温度に基づいてシートバー１１の加熱を行う。
トラッキングは、例えば、図２に示すメジャーリングロール７により行うのが良い。このメジャーリングロール７は、シートバー１１に押しつけられ回転させられる仕組みであり、所定角度（周長に直すと例えば０．０２５ｍｍ）回転する毎にパルスを発するように製作されていて、このメジャーリングロール７が発するパルスを制御装置１４でカウントすることで行う。なお、トラッキング手段としては、メジャーリングロール７の他に、レーザ速度計などを用いるようにしても良い。
【００３７】
このようにしてシートバーヒータ８により加熱されたシートバー１１は、クロップシャ３によりクロップが切断されたのち、仕上圧延機４で仕上圧延されて冷却ゾーン５で冷却され、さらに巻取装置６で巻き取られる。
なお、上記ように、クロップシャ３によりシートバー１１の先端部と尾端部のクロップ部が切断される。そのクロップ部の切断長（シートバー長手方向）は、クロップ部の切断に先だって予め制御装置１４内で、例えば２００ｍｍの固定値とか、あるいはクロップ形状計１３によって適正切断長を演算により、決定しておけばよい。
【００３８】
この第１実施形態では、コイルボックス１２とシートバーヒータ８との間に設置した温度計１５が、シートバー１１の温度を長手方向に測定し、その測定温度の局部的な変化を捉えて、コイルボックス１２で巻き取りした際の内巻き部及び外巻き部の少なくとも一方と、それ以外の定常部との境界を判定し、この判定された境界から先端寄り及び尾端寄りの局部的に低温な部分を、シートバーヒータ８で補償加熱するようにした点に特徴がある。
【００３９】
そこで、第１実施形態における補償加熱の具体的な方法について、以下に説明する。
温度計１５は、シートバー１１の長手方向に一定ピッチ（例えば１ｍｍピッチ）で温度の測定を行い、その各測定温度を制御装置１４に供給する。制御装置１４は、上記の測定温度に基づいてコイルボックス１２で巻き取りした際の内巻き部及び外巻き部の少なくとも一方と、それ以外の定常部との境界を判定するので、この判定方法について具体的に説明する。
【００４０】
まず、温度計１５の各測定温度に基づき、各測定温度を直線で結んで、シートバー１１の長手方向における各点の温度勾配（温度の傾き）を求めると、図４（Ａ）に示すようになる。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の円内の拡大図である。その求めたシートバー１１の長手方向における温度勾配の絶対値の変化は、図５に示すような折れ線となる。
【００４１】
そこで、その折れ線を、シートバー１１の搬送方向の上流側から下流側に向けて見ていき、その折れ線がしきい値と交わるすぐ下流側の点に対応する位置を、コイルボックス１２で巻き取りした際の内巻き部及び外巻き部と、それ以外の定常部との境界と判定する（図５参照）。
なお、ここで、例えばある点の温度勾配を中心にして、その温度勾配とその前後の温度勾配の３点の平均値を、ある点における温度勾配として代表させる、といった平滑化処理を適宜施すようにしても良い。
【００４２】
また、図５の折れ線を、上記とは逆に、シートバー１１の搬送方向の下流側から上流側に見ていき、その折れ線がしきい値と交わるすぐ上流側の点に対応する位置を、コイルボックス１２で巻き取りした際の内巻き部及び外巻き部と、それ以外の定常部との境界と判定するようにしても良い。
このようにして制御装置１４により上記の境界が判定されると、その境界よりもシートバー搬送方向下流側（コイルボックスの巻き取り時の外巻き部側：シートバー先端側）と、同上流側（コイルボックスの巻き取り時の内巻き部側：シートバー尾端側）を、シートバーヒータ８が加熱するように、制御装置１４はシートバーヒータ８の制御を行う（図３（Ｂ）参照）。
【００４３】
温度計１５からシートバーヒータ８までは一定の距離だけ離れているが、コイルボックス１２の巻き取りの際の外巻き部または内巻き部に相当する部分を正確に加熱するための制御は、メジャーリングロール７などのトラッキング手段により、搬送によるシートバー１１の位置の変化を時々刻々にトラッキングすることにより行う。
【００４４】
例えば、メジャーリングロール７をトラッキング手段として用いる場合を例にとれば、トラッキングは次のように行う。
すなわち、温度計１５からシートバーヒータ８までの距離を予め測定して制御装置１４内に定数として記憶しておき、制御装置１４が上記の境界を判定すると、その判定のタイミングから、メジャーリングロール７からのパルスのカウントを開始する。次に、制御装置１４は、シートバーヒータ８までの距離に相当するパルスをカウントすると、その境界がシートバーヒータ８の位置（正確にはシートバーヒータ入口位置）まで来たと認識する。
【００４５】
その境界がシートバーヒータ８の位置まで来たと制御装置１４が認識すると、コイルボックス１２の巻き取りの際の外巻き部、あるいは内巻き部に相当する部分が、それ以外の定常部の加熱温度パターンの延長線上に乗る温度になるように、シートバーヒータ８は補償加熱する（図３（Ｂ）（Ｃ）参照）。このため、制御装置１４は、その補償加熱を確実に行うように、シートバーヒータ８の制御を行う。
【００４６】
シートバーヒータ８の加熱方式としては、誘導加熱によるもの、バーナーによるもの等、各種のものが適用できるが、前述のような局部的な低温部の補償加熱を行うためには、シートバーへの瞬時投入エネルギーを一時的に上昇させたり下降させたり、容易に可変制御できる仕組にしておく必要がある。例えば、誘導加熱方式によるものでは、コイル電圧とコイル電流を可変制御できる仕組としておくほか、図示しない計算機内には、コイル電圧とコイル電流の設定値を、厚さや幅の異なる個々のシートバーごとに設定するための計算プログラムを用意しておく。
【００４７】
その計算プログラムは、具体的には、誘導加熱方式の場合でいえば、等価回路的な理論モデル、半実験式、シートバーの厚さや幅を検索キーとしたテーブル、あるいはそれらの組合せ、いずれのものであってもよいし、あるいはその他の方式のものであっても、本発明を実施する上で何ら妨げにはならない。
次に、本発明の第２実施形態について、図６、図７、および図８を参照して説明する。
【００４８】
この第２実施形態に適用される熱間圧延ラインとその加熱処理は、上述した第１実施形態に適用される熱間圧延ラインとその加熱処理と基本的に同様であり、その差異は、シートバー１１のクロップ切断予定部のシートバーヒータ８による加熱を休止するようにし、これにより、省エネルギー化を図るようにした点である。
【００４９】
そこで、以下では、シートバー１１のクロップ切断予定部のシートバーヒータ８による加熱休止の方法の一例について説明する。
まず、クロップ形状計１３は、ＣＣＤのような撮像手段でシートバー１１を撮影することにより、そのクロップの形状を認識し、そのクロップの形状がタングまたはフィッシュテールかの判定を行う。
【００５０】
この判定の結果、タングと判定した場合は、図６に示すように、シートバー１１の幅が例えばその定常部の幅の９０数パーセントとなる位置を切断予定位置とし、シートバー１１の最先端あるいは最尾端からその切断予定位置までのシートバー長手方向距離を、切断長Ｌ１として演算する。
一方、フィッシュテールの場合は、図７（Ａ）に示すように、フィッシュテールの底を残したり、または同図（Ｂ）に示すように、それを残さなかったり、適宜選択して切断予定位置を設定可能であり、かつ、シートバー１１の幅がその定常部の幅の例えば９０数パーセントとなる位置を切断予定位置として設定し、シートバー１１の最先端あるいは最尾端から切断予定位置までのシートバー長手方向距離を、切断長Ｌ２、Ｌ３として演算する。このように演算された切断長Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、制御装置１４に供給される。
【００５１】
制御装置１４は、その切断長Ｌ１、Ｌ２、またはＬ３に相当する長さの分だけ、シートバー１１の先端部と尾端部について、シートバーヒータ８よる加熱が休止（省略）するように、シートバーヒータ８の制御を行う。このとき、シートバー１１の長手方向におけるシートバーヒータ８の加熱温度は図８（Ｂ）に示すようになり、その加熱の休止の分だけ加熱に必要なエネルギーを省略できる。
【００５２】
このような加熱により、シートバー１１の長手方向におけるシートバーヒータ８の加熱後の温度分布は図８（Ｃ）に示すようになり、その仕上圧延機４の出側の温度分布は図（Ｄ）に示すようになる。
ここで、クロップシャ３の刃を振り下ろすタイミングの制御は、制御装置１４内で、前述と同様にメジャーリングロール７等によるトラッキング手段を用いて行う。例えば、トラッキング手段としてメジャーリングロール７を用いた場合を例にとれば、トラッキングは次のように行う。
【００５３】
すなわち、温度計１５からクロップシャ３までの距離を予め測定して制御装置１４内に定数として記憶しておき、制御装置１４がその温度計１５の測定温度に基づいてシートバー１１の先端を判定すると、その判定のタイミングからメジャーリングロール７からのパルスのカウントを開始する。そして、制御装置１４は、シートバーの先端が、クロップシャ３の上刃の下死点（下刃の上死点）のライン上位置からクロップの切断長分だけシートバー搬送方向下流側の位置まで移動した分に相当するパルスのカウントが行われると、その切断予定位置がクロップシャ３の位置まで来たと認識し、クロップシャ３に切断を指令する。
【００５４】
もっとも、クロップシャ３の刃を振り下ろすタイミングの制御は、切断予定位置と、クロップシャ３の上刃の下死点（下刃は上死点）位置が一致するよう、実際にシートバー上の仮想的な切断位置が、クロップシャ３の上刃の下死点（下刃の上死点）のライン上位置に来る前に、クロップシャ３の刃を振り下ろす（下刃は振り上げる）タイミングを前もって制御装置１４内で決定しておき、そのタイミングが来たら、クロップシャ３に対し刃を振り下ろす（上げる）指令を出力する。
【００５５】
クロップシャ３は、図１などに示すドラム式のもののほか、図示はしないが、ペンデュラム式のものなど、いずれの形式のものを用いてもよく、いずれの形式のものにおいても、シートバーの搬送を妨げないように、切断時の刃の運動方向と速度がシートバーの搬送速度と略同期するように制御する必要がある。略としたのは、多少のリード、ラグ率をシートバー搬送速度に対して、適宜掛け算した速度に刃の速度を設定しても良い、という意味であり、本発明の実施を何ら妨げるものではない。
【００５６】
したがって、制御装置１４内では、シートバー搬送速度を予めデータとして、個々のシートバーごとに認識しておく。それには、メジャーリングロールのパルスのカウント数を、所要時間で割り算した実測値を用いてもよいし、計算機から、シートバー搬送速度の指令値を伝送して与えてもらってもよい。
かくして、シートバー搬送速度がわかれば、切断時の刃の速度もわかり、刃の振り下ろし（上げ）開始から切断までの所要時間を演算により予め求めることができるので、その所要時間分だけ、仮想的切断点の予定位置到達に先だって、刃の振り下ろし（上げ）を開始するように、制御装置１４はクロップシャ３を制御する。
【００５７】
次に、本発明の第３実施形態について、図９を参照して説明する。
この第３実施形態に適用される熱間圧延ラインは、図９に示すように、コイルボックス１２とシートバーヒータ８との間に接合装置２１を設け、コイルボックス１２で巻き戻したシートバーの先端部と先行シートバーの尾端部を接合装置２１で接合するようにしたものである。
【００５８】
この熱間圧延ラインが図１に示す熱間圧延ラインと異なる点は、接合装置２１の増設に伴って、図９に示すように、接合用のクロップシャ２２、後処理装置２３、ストリップシャ２４が追加されている点であり、その他の構成は図１の熱間圧延ラインと基本的に同様であるので、同一構成要素には同一符号を付してその説明は省略する。
【００５９】
この第３実施形態は、図９に示すような構成からなる熱間圧延ラインにおいて、上述の第１実施形態と同様に、コイルボックス１２とシートバーヒータ８との間に設置した温度計１５が、シートバー１１の温度を長手方向に測定し、その測定温度の局部的な変化を捉えて、コイルボックス１２で巻き取りした際の内巻き部及び外巻き部の少なくとも一方と、それ以外の定常部との境界を判定し、この判定された境界から先端寄り及び尾端寄りの局部的に低温な部分を、補償加熱するようにした点に特徴を有するものである。
【００６０】
次に、上記のような構成からなる熱間圧延ラインの動作の概要について、図９を参照して説明する。
コイルボックス１２は、粗圧延機２によって圧延されたシートバー１１を巻き取り、その後に巻き戻す。この巻き戻されたシートバーコイル１１は、クロップ形状計１３によりクロップの形状が検知され、シートバーコイル１１が先行の場合にはその尾端のクロップ、シートバーコイル１１が後行の場合にはその先端のクロップが、接合用のクロップシャ２２で切断される。
【００６１】
接合装置２１は、クロップシャ２２で先端のクロップが切断された後行のシートバー１１の先端部と、先行のシートバー１１の尾端部とを接合する。温度計１５は、搬送されるシートバー１１の長手方向の温度を測定し、この測定温度が制御装置１４に供給される。
制御装置１４は、その測定温度に基づいて、コイルボックス１２でシートバー１１を巻き取りした際の内巻き部及び外巻き部と、それ以外の定常部との境界を判定し、この判定された境界から先端寄り及び尾端寄りの局部的に低温な部分を、補償的に加熱するように、シートバーヒータ８に対して加熱温度を設定する。シートバーヒータ８は、シートバー１１のライン上の搬送位置をトラッキングしながら、上述のように設定された加熱温度に基づいてシートバー１１の加熱を行う。
【００６２】
このようにしてシートバーヒータ８により加熱されたシートバー１１は、クロップシャ３により所定のクロップ部の切断長が切断されたのち、仕上圧延機４で仕上圧延されて冷却ゾーン５で冷却され、さらに巻取装置６で巻き取られる。
ここで、上記の境界の判定、トラッキング、加熱制御の具体的な方法は、第１実施形態または第２実施形態の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【００６３】
ただし、接合装置２１とシートバーヒータ８の配置位置の関係次第では、第２実施形態が適用されない。それは、図９に示すように、クロップシャ２２や接合装置２１の方がシートバーヒータ８よりも上流に配置されていれば、シートバーヒータ８による加熱に先だって予め、先行シートバー尾端と後行シートバー先端のクロップが切断されているからである。
【００６４】
しかし、図９に示すクロップシャ２２や接合装置２１とシートバーヒータ８の配置位置の関係を逆にし、クッロプシャ２２よりも上流にシートバーヒータ８を配置すれば、この第３実施形態は、第２実施形態を併せて適用することができ、これにより、消費エネルギーを節約することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シートバーをコイルボックスで巻き取りした際の外巻き部あるいは内巻き部に相当するシートバーの局所的な低温部を、シートバー長手方向に見て定常部と温度分布が連続するように補償加熱するようにしたので、品質の良い熱延鋼帯製品を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態が適用される熱間圧延ラインの構成を示す図である。
【図２】メジャーリングロールの構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るシートバーヒータによる加熱方法を説明する説明図である。
【図４】（Ａ）は、シートバーの長手方向の温度測定例を示す図であり、（Ｂ）は、その要部の拡大図である。
【図５】シートバーの長手方向の温度勾配の分布から、境界を判定する方法の説明図である。
【図６】クロップ形状がタングの場合の切断方法の説明図である。
【図７】（Ａ）は、クロップ形状がフィッシュテールで、フィッシュテール底を残す場合の切断方法の説明図であり、（Ｂ）は、クロップ形状がフィッシュテールで、フィッシュテール底を残さない場合の切断方法の説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るシートバーヒータによる加熱方法を説明する説明図である。
【図９】本発明の第３実施形態が適用される熱間圧延ラインの構成を示す図である。
【図１０】従来の熱間圧延ラインの構成を示す図である。
【図１１】シートバーヒータを用いた従来の加熱方法の説明図である。
【図１２】シートバーヒータを用いた従来の他の加熱方法の説明図である。
【図１３】シートバーヒータを用いた従来の加熱方法を説明するために、仕上圧延の速度パターン及び仕上圧延機出側の被圧延材温度分布を示した説明図である。
【図１４】シートバーヒータを用いた従来の加熱方法を説明するために、仕上圧延機通過時間のシートバー長手方向パターンを示した説明図である。
【図１５】シートバーヒータを用いた従来の加熱方法を説明するために、シートバーヒータによる加熱温度のシートバー長手方向パターンを示した説明図である。
【図１６】代表点を説明するための説明図である。
【符号の説明】
２ 粗圧延機
３ クロップシャ
４ 仕上圧延機
５ 冷却ゾーン
６ 巻取装置
７ メジャーリングロール
８ シートバーヒータ
１１ シートバー
１２ コイルボックス（巻き取り巻き戻し装置）
１３ クロップ形状計
１４ 制御装置
１５ 温度計
２１ 接合装置
２２ 接合用のクロップシャ
２３ 後処理装置
２４ ストリップシャ
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間粗圧延後のシートバーを、巻き取り巻き戻し装置で巻き取り巻き戻した後、仕上圧延機の入側に設置した加熱装置（以下、シートバーヒータという）で加熱し、仕上圧延するシートバーの加熱方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延ラインは、一般に、加熱炉１、複数のスタンドＲ１〜Ｒｎ（ｎは最終スタンドＮｏ）からなる粗圧延機２、クロップシャ３、複数のスタンドＦ１〜Ｆｎ（ｎは最終スタンドＮｏ）からなる仕上圧延機４、冷却ゾーン５、巻取装置６等からなり、近年、粗圧延機２と仕上圧延機４の中間にメジャーリングロール７やシートバーヒータ８を設置するものが出現してきている（図１０参照）。
【０００３】
また、他の熱間圧延ラインとしては、粗圧延機２の最終スタンド（図１０の例でいえばＲ３）とシートバーヒータの中間に、巻き取り巻き戻し装置（以下、コイルボックスという）を設置して、シートバー尾端の温度降下抑制を図り、圧延後製品（熱延鋼帯）の高品質化を図ったものが知られている（図１参照）。
さらにまた、他の熱間圧延ラインとしては、コイルボックスとシートバーヒータの中間に、先行シートバー尾端と後行シートバー先端同士を接合する、シートバー接合装置を設置したものも知られている（図９参照）。
【０００４】
次に、図１０に示すような従来の熱間圧延ラインにおけるシートバーの加熱について説明する。
（１）シートバーの長手方向のシートバーヒータ８による加熱前の温度分布は、先端から尾端まで仕上圧延するのに要する時間の経過により、シートバーが徐々に放冷降温していくため、例えば図１１（Ａ）に示すようになる。このシートバー温度の漸減をサーマルランダウンあるいは単にランダウンと称している。
【０００５】
（２）一方、図１３（Ａ）に示すように、シートバーの先端が仕上圧延機４の第１スタンドＦ１にオンし、次々と各スタンドで圧延され、さらに巻取装置６にオンして以降、圧延から巻取りまで連動した圧延速度をトップ速度と呼ばれる高速まで加速するため、これにより仕上圧延機４の通過時間はシートバー長手方向に変化する。その影響により、概してシートバーの仕上圧延機４の出側温度は、図１３（Ｂ）に示すようになる。
【０００６】
よって、シートバーヒータは、上記（１）の補償分の加熱と、上記（２）の補償分の加熱を、合計した分、すなわち、（１）シートバーの途中から尾端部にかけての温度低下部分（サーマルランダウン部分）を補償するための加熱と、（２）仕上圧延機４の通過時間のシートバー長手方向分布からくる、シートバー先尾端の局部的な温度低下部分（先尾端部分）を補償するための加熱を、合計した分、加熱を行う。
【０００７】
このため、シートバーの長手方向の加熱温度は、例えば図１１（Ｂ）に示すようになる。この結果、仕上圧延機４の入側におけるシートバーの長手方向の温度分布は図１１（Ｃ）に示すように小さくなり、仕上圧延機４の出側におけるシートバーの長手方向の温度分布は図１１（Ｄ）に示すようになる。
ここで、シートバーの先端部と尾端部の圧延速度が遅い理由は、次の通りである。
【０００８】
先端部：仕上圧延機４の各スタンドに次々とオンしていく際に、高速であると、シートバー先端部のロールへの噛み込み時にスリップが生じたり、噛み込み後、出側に抜けたときに跳ね上がったり上反りしたりして、次のスタンドのサイドガイドに突っ掛かったりして圧延が継続できなくなる場合がある。
尾端部：巻取終了したら、停止した状態でコイルを巻取装置６から抜き出す。ところが、尾端が高速であると、仕上圧延機４を抜けたときに跳ね上がって冷却ゾーン５の冷却ノズルに突き刺さってノズルやその根元のヘッダーを破損する。よって、尾端が仕上圧延機内にまだあるうちに減速を開始する。先端巻取装置オン以降、尾端仕上圧延機抜け以前の中間部速度の高低に応じて、どのスタンドＦｍ（ｍ＜ｎ）をオフしたときに減速を開始するか適宜決めている。ちなみに、中間部では生産能率を上げるため、高速で圧延する。
【０００９】
ところで、シートバーの加熱前の温度が通常よりも低い場合には、シートバーの長手方向の加熱前の温度分布は、例えば図１２（Ａ）に示すようになる。この場合には、シートバーの加熱前の温度が通常の場合に比べて低いので、仕上圧延機出側温度を確保するため、図示しない制御装置では、シートバーヒータの加熱温度を図１２（Ｂ）に示すように、図１１（Ｂ）に比べ、全長にわたり全体的に増加するように制御する。この場合も、仕上圧延機の入側におけるシートバーの長手方向の温度分布は、図１２（Ｃ）に示すようにやはり小さくなり、仕上圧延機の出側におけるシートバーの長手方向の温度分布は、図１２（Ｄ）に示すようになる。
【００１０】
シートバーの加熱前の温度が通常よりも高い場合には、逆に、加熱パターンを全体的に低下させるように制御する。
以上の説明のような加熱方法によれば、シートバー長手方向に見て、折れ線状の加熱パターンにて加熱制御を行うことになるが、それについてさらに詳細に述べる。
【００１１】
図示しない制御装置は、まず、仕上圧延スケジュールの計算結果である、図１３（Ａ）に示すような仕上圧延速度パターンを図示しない計算機から取り込み、これに基づいてシートバー（材料）の代表点における仕上圧延機の通過時間を、図１４のように求める。ここで、代表点とは、シートバー１の加速開始、加速完了、減速開始、減速完了の各時刻に、仕上圧延機の入側と出側に存在するシートバーの位置Ｘ１、Ｘ２とする（図１６参照）。
【００１２】
引き続き、図示しない制御装置は、その求めたシートバーの通過時間に所定の定数を掛けて、シートバーの先端から尾端にかけた各点の温度低下量を間接的に求めてこれを加熱温度とし、各点を結んで描かれる図形の高さについてシートバーの全長にわたる加熱温度としてメモリ（図示せず）に記憶しておく。図１５は、このようにして求めたシートバーの加熱温度であり、仕上圧延機の通過時間が長い箇所は温度低下が大きいので加熱温度が大きく、通過時間が短い箇所はその温度低下が小さいので加熱温度が小さくなっている。
【００１３】
なお、上記で使用される定数は、通常、オフライン解析などに用いられる差分方法を用いた温度計算などにより予め容易に求めておくことができ、材料毎あるいは板厚毎に層別して決定しておく。
また、図１５では、簡単のために、サーマルランダウンを補償加熱するための、加熱温度の漸増分を省略してある。
【００１４】
ところで、シートバーヒータを用いた他のシートバーの加熱方法としては、特開平１０−２３０３１３号公報に記載のように、仕上圧延機の出側温度を圧延後鋼帯の長手方向に一定とする方法が提案されている。
このような従来のシートバーの加熱方法においては、いずれもシートバーの材質の均一化の観点から仕上圧延機の出側のシートバー（圧延後鋼帯）温度を所定の目標範囲内におさめることを目的としており、シートバーの温度に応じてシートバーヒータの加熱温度を制御するものである。
【００１５】
しかしながら、このような従来のシートバーの加熱方法によれば、図１のように、コイルボックスを設置して、シートバーの巻き取り、巻き戻しを行った上、仕上圧延するような場合や、図９のように、シートバーの巻き取り、巻き戻しを行った上、先行シートバー尾端と後行シートバー先端同士を接合して仕上圧延するような場合には、以下のような不都合がある。
【００１６】
すなわち、シートバーがコイルボックスによりコイル状に巻かれて一時的に待機する際に、シートバーの外巻き部と内巻き部に相当する部分が大気に曝されて放冷するため、その外巻き部と内巻き部の温度がそれ以外の定常部に比べて局部的に低下するという不都合があるが、この不都合に対して何らの対策が施されていなかった。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、特開平１１−１６９９１０号公報に記載のように、シートバーコイラ（コイルボックス）内でコイル状材料の外巻き部と内巻き部（シートバー先尾端部）を補償的に加熱する方法が考えられた。
しかし、その方法では、シートバーヒータで加熱する際に、外巻き部と内巻き部に相当する部分と、それ以外の定常部との境界を見いだして加熱制御に反映するというようなことは何ら考慮されておらず、そのが望まれていた。
【００１８】
また、シートバーヒータでは、シートバーの加熱エネルギーとして非常に大きなものが必要となるが、省エネルギーの観点から、少しでも加熱エネルギーを低減することは、大きなメリットとなる。
そこで、本発明の目的は、上記の点に鑑み、シートバーの巻き取りの際における外巻き部および内巻き部に相当する部分と、それ以外の定常部との境界を高精度に検出して、シートバーの局部的な低温部の温度補償を適切に行なうようにし、シートバーの長手方向の温度分布の不連続をなくし、これにより、高品質の圧延鋼帯製品を製造できるようにしたシートバー加熱方法を提供することにある。
【００２０】
上記の課題を解決し、本発明の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、以下のように構成した。
すなわち、請求項１に記載の発明は、スラブを熱間にて粗圧延してシートバーとし、このシートバーをコイルボックスで巻き取り巻き戻した後、仕上圧延機の入側に設置したシートバーヒータで加熱し、仕上圧延するシートバー加熱方法において、前記コイルボックスと前記シートバーヒータとの間に設置した温度計で前記シートバーの温度を長手方向に一定ピッチで測定し、その各測定温度を結んで前記シートバーの長手方向における温度勾配を求め、この求めた温度勾配の絶対値の折れ線がしきい値と交わるすぐ下流側または上流側の点を捉えて前記コイルボックスで巻き取りした際の内巻き部および外巻き部とそれ以外の定常部との境界を判定し、この判定された境界から端部寄りの部分を補償加熱するようにしたことを特徴とするものである。
【００２３】
このように、請求項１に記載の発明によれば、シートバーの巻き取りの際における外巻き部および内巻き部の少なくとも一方に相当する部分と、それ以外の定常部との境界を高精度に検出でき、シートバーの局部的な低温部の温度補償を適切に行なうことができる。そのため、シートバーの長手方向の温度分布の不連続をなくし、高品質の圧延鋼帯製品を製造できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
本発明の第１実施形態が適用される熱間圧延ラインの概略構成について、図１を参照して説明する。
この熱間圧延ラインは、図１に示すように、スラブを粗圧延してシートバー１１を得るための粗圧延機２と、シートバー１１を巻き取り巻き戻すためのコイルボックス（巻取り巻戻し装置）１２と、シートバー１１の先尾端のクロップ部の形状を検出するクロップ形状計１３と、シートバー１１の搬送位置を時々刻々検出するためのメジャーリングロール７と、コイルボックス１２で巻き戻されたシートバー１１を後述のように加熱するシートバーヒータ（加熱装置）８と、クロップ形状計１３で検出されたクロップ部を切断するクロップシャ３と、シートバーヒータ８で加熱したシートバー１１を仕上圧延する仕上圧延機４と、仕上圧延機４で仕上圧延されたシートバー１１を冷却する冷却ゾーン５と、その冷却ゾーン５で冷却されたシートバー１１を巻き取る巻取装置６とを備えている。
【００２６】
さらに、この熱間圧延ラインは、シートバーヒータ８がシートバー１１をその長手方向位置に応じてあるパターンで加熱制御するための、加熱パターンを決定する計算機（図示せず）と、その計算機により決定される加熱パターンになるようにシートバーヒータ８の加熱制御などを行う制御装置１４と、図１に示すようにコイルボックス１２とシートバーヒータ８との間に配置され、シートバー１１の加熱前の温度をその長手方向に測定してその測定温度を制御装置１４に供給する温度計１５とを備えている。
【００２７】
上記の計算機は、シートバー１１の仕上圧延機４の出側の温度を確保するために、シートバーヒータ８で加熱するシートバー１の長手方向の加熱温度パターンを、前述した図１０に示すような熱間圧延ラインに適用すべき、前述のような従来の方法により決定する仕組を持っている。
ここで、図１に示すような熱間圧延ラインではコイルボックス１２を設置しているので、その設置の目的について以下に説明する。
【００２８】
コイルボックスの設置の目的として、間欠（バッチ）圧延の場合と、シートバー同士の接合を行い圧延を行う場合とに、共通するのは、サーマルランダウンの抑制である。特に、仕上圧延後の板厚が２．０ｍｍを下回るような薄いオーダー製品を圧延する場合に、そのサーマルランダウンの抑制は大きな効果がある。
その理由は、板厚が２．０ｍｍを下回るような薄いオーダー製品の仕上圧延に際しては、仕上板厚が薄くなった分、仕上圧延時間が長くなるために、何らの対策も施さなければ、サーマルランダウンによりシートバーの尾端の温度が低くなり過ぎ、製品熱延鋼帯の結晶粒がシートバーの尾端に近づくに従って粗大化し、伸び等の機械的性質が劣るようになるだけでなく、一つの製品の熱延鋼帯内の先端寄りの部分と尾端寄りの部分とで機械的性質がばらつくなどの品質不良になり易いからである。
【００２９】
従って、これを防止しようとすれば、シートバーの長さ、ひいてはスラブの長さ、さらにはスラブの単重を小さくせざるを得ない。このため、間欠（バッチ）圧延においては、仕上圧延尾端抜けから次の先端噛み込みまでの時間的なインターバルの、操業時間に占める割合が相対的に長くなって、生産能率が低下せざるを得ない。
【００３０】
しかし、図１に示すように、コイルボックスを設置すれば、シートバーをコイル状に巻くことによって、シートバーを展開状態で大気に長時間にわたって曝すことがなくなるため、サーマルランダウンを相当程度抑制できる、という大きな効果が得られ、前述のようなスラブの小単重化や生産能率低下といった問題を解決できる。
【００３１】
さらに、後述のように、先行シートバー尾端と後行シートバー先端同士を接合するような圧延形態をとる場合には、コイルボックスは、先行シートバー尾端と後行シートバー先端同士を接合するための追い付きタイミングを調整する目的で、後行シートバーを一時巻き取った状態で待機させる機能も併せて果たすことになる。
【００３２】
次に、このような構成からなる熱間圧延ラインの動作の概要について、図１を参照して説明する。
粗圧延機２によって圧延されたシートバー１１は、コイルボックス１２で巻き取りされたのち巻き戻される。この巻き戻されたシートバーコイル１１は、クロップ形状計１３によりクロップの形状が検知され、メジャーリングロール７により搬送位置が検出される。シートバーコイル１１が温度計１５に達すると、シートバーコイル１１の長手方向の温度を測定し、この測定温度が制御装置１４に供給される。
【００３３】
ここで、上記のように、シートバー１１は、コイルボックス１２で巻き取った状態で一時待機し、その後に巻き戻して展開される。この展開されたときのシートバー１１の長手方向の温度（シートバーヒータ８による加熱前の温度）は、例えば図３（Ａ）に示すようになり、従来に比べると、サーマルランダウンは相当程度抑制されるとはいえ、シートバー１１の巻き取りの際における外巻きと内巻きに相当する部分が局部的に低温になっている。
【００３４】
そこで、制御装置１４は、そのシートバー１１の局部的な低温部を補償的に加熱するように、シートバーヒータ８に対して加熱温度を設定する。従って、シートバーヒータ８は、例えば図３（Ｂ）のようなシートバー１１の長手方向加熱パターンで加熱し、例えば図３（Ｃ）に示すように、シートバー１１の巻き取りの際における外巻き部、あるいは同内巻き部に相当する部位を、定常部の加熱温度パターンの延長線上に乗る温度になるようにする。この結果、図３（Ｄ）に示すように、シートバー１１の最終的な仕上圧延機出側温度が一定になる。
【００３５】
ここで、シートバー１１の先端の仕上圧延機４の入側における予測温度（詳説しないが計算機内で計算して求める）と実績温度の差を測定し、実績の方が高い場合には、シートバー全長にわたって全体的に加熱温度を低減したり、逆に実績の方が低い場合には、図１１と図１２の対比からわかる通り、加熱温度を増加したりする補正と同じことを、上記の加熱の場合にも適宜併せて実施するようにしても良い。
【００３６】
シートバーヒータ８は、シートバー１１のライン上の搬送位置をトラッキングしながら、上述のように設定された加熱温度に基づいてシートバー１１の加熱を行う。
トラッキングは、例えば、図２に示すメジャーリングロール７により行うのが良い。このメジャーリングロール７は、シートバー１１に押しつけられ回転させられる仕組みであり、所定角度（周長に直すと例えば０．０２５ｍｍ）回転する毎にパルスを発するように製作されていて、このメジャーリングロール７が発するパルスを制御装置１４でカウントすることで行う。なお、トラッキング手段としては、メジャーリングロール７の他に、レーザ速度計などを用いるようにしても良い。
【００３７】
このようにしてシートバーヒータ８により加熱されたシートバー１１は、クロップシャ３によりクロップが切断されたのち、仕上圧延機４で仕上圧延されて冷却ゾーン５で冷却され、さらに巻取装置６で巻き取られる。
なお、上記ように、クロップシャ３によりシートバー１１の先端部と尾端部のクロップ部が切断される。そのクロップ部の切断長（シートバー長手方向）は、クロップ部の切断に先だって予め制御装置１４内で、例えば２００ｍｍの固定値とか、あるいはクロップ形状計１３によって適正切断長を演算により、決定しておけばよい。
【００３８】
この第１実施形態では、コイルボックス１２とシートバーヒータ８との間に設置した温度計１５が、シートバー１１の温度を長手方向に測定し、その測定温度の局部的な変化を捉えて、コイルボックス１２で巻き取りした際の内巻き部及び外巻き部の少なくとも一方と、それ以外の定常部との境界を判定し、この判定された境界から先端寄り及び尾端寄りの局部的に低温な部分を、シートバーヒータ８で補償加熱するようにした点に特徴がある。
【００３９】
そこで、第１実施形態における補償加熱の具体的な方法について、以下に説明する。
温度計１５は、シートバー１１の長手方向に一定ピッチ（例えば１ｍｍピッチ）で温度の測定を行い、その各測定温度を制御装置１４に供給する。制御装置１４は、上記の測定温度に基づいてコイルボックス１２で巻き取りした際の内巻き部及び外巻き部の少なくとも一方と、それ以外の定常部との境界を判定するので、この判定方法について具体的に説明する。
【００４０】
まず、温度計１５の各測定温度に基づき、各測定温度を直線で結んで、シートバー１１の長手方向における各点の温度勾配（温度の傾き）を求めると、図４（Ａ）に示すようになる。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の円内の拡大図である。その求めたシートバー１１の長手方向における温度勾配の絶対値の変化は、図５に示すような折れ線となる。
【００４１】
そこで、その折れ線を、シートバー１１の搬送方向の上流側から下流側に向けて見ていき、その折れ線がしきい値と交わるすぐ下流側の点に対応する位置を、コイルボックス１２で巻き取りした際の内巻き部及び外巻き部と、それ以外の定常部との境界と判定する（図５参照）。
なお、ここで、例えばある点の温度勾配を中心にして、その温度勾配とその前後の温度勾配の３点の平均値を、ある点における温度勾配として代表させる、といった平滑化処理を適宜施すようにしても良い。
【００４２】
また、図５の折れ線を、上記とは逆に、シートバー１１の搬送方向の下流側から上流側に見ていき、その折れ線がしきい値と交わるすぐ上流側の点に対応する位置を、コイルボックス１２で巻き取りした際の内巻き部及び外巻き部と、それ以外の定常部との境界と判定するようにしても良い。
このようにして制御装置１４により上記の境界が判定されると、その境界よりもシートバー搬送方向下流側（コイルボックスの巻き取り時の外巻き部側：シートバー先端側）と、同上流側（コイルボックスの巻き取り時の内巻き部側：シートバー尾端側）を、シートバーヒータ８が加熱するように、制御装置１４はシートバーヒータ８の制御を行う（図３（Ｂ）参照）。
【００４３】
温度計１５からシートバーヒータ８までは一定の距離だけ離れているが、コイルボックス１２の巻き取りの際の外巻き部または内巻き部に相当する部分を正確に加熱するための制御は、メジャーリングロール７などのトラッキング手段により、搬送によるシートバー１１の位置の変化を時々刻々にトラッキングすることにより行う。
【００４４】
例えば、メジャーリングロール７をトラッキング手段として用いる場合を例にとれば、トラッキングは次のように行う。
すなわち、温度計１５からシートバーヒータ８までの距離を予め測定して制御装置１４内に定数として記憶しておき、制御装置１４が上記の境界を判定すると、その判定のタイミングから、メジャーリングロール７からのパルスのカウントを開始する。次に、制御装置１４は、シートバーヒータ８までの距離に相当するパルスをカウントすると、その境界がシートバーヒータ８の位置（正確にはシートバーヒータ入口位置）まで来たと認識する。
【００４５】
その境界がシートバーヒータ８の位置まで来たと制御装置１４が認識すると、コイルボックス１２の巻き取りの際の外巻き部、あるいは内巻き部に相当する部分が、それ以外の定常部の加熱温度パターンの延長線上に乗る温度になるように、シートバーヒータ８は補償加熱する（図３（Ｂ）（Ｃ）参照）。このため、制御装置１４は、その補償加熱を確実に行うように、シートバーヒータ８の制御を行う。
【００４６】
シートバーヒータ８の加熱方式としては、誘導加熱によるもの、バーナーによるもの等、各種のものが適用できるが、前述のような局部的な低温部の補償加熱を行うためには、シートバーへの瞬時投入エネルギーを一時的に上昇させたり下降させたり、容易に可変制御できる仕組にしておく必要がある。例えば、誘導加熱方式によるものでは、コイル電圧とコイル電流を可変制御できる仕組としておくほか、図示しない計算機内には、コイル電圧とコイル電流の設定値を、厚さや幅の異なる個々のシートバーごとに設定するための計算プログラムを用意しておく。
【００４７】
その計算プログラムは、具体的には、誘導加熱方式の場合でいえば、等価回路的な理論モデル、半実験式、シートバーの厚さや幅を検索キーとしたテーブル、あるいはそれらの組合せ、いずれのものであってもよいし、あるいはその他の方式のものであっても、本発明を実施する上で何ら妨げにはならない。
次に、本発明の第２実施形態について、図６、図７、および図８を参照して説明する。
【００４８】
この第２実施形態に適用される熱間圧延ラインとその加熱処理は、上述した第１実施形態に適用される熱間圧延ラインとその加熱処理と基本的に同様であり、その差異は、シートバー１１のクロップ切断予定部のシートバーヒータ８による加熱を休止するようにし、これにより、省エネルギー化を図るようにした点である。
【００４９】
そこで、以下では、シートバー１１のクロップ切断予定部のシートバーヒータ８による加熱休止の方法の一例について説明する。
まず、クロップ形状計１３は、ＣＣＤのような撮像手段でシートバー１１を撮影することにより、そのクロップの形状を認識し、そのクロップの形状がタングまたはフィッシュテールかの判定を行う。
【００５０】
この判定の結果、タングと判定した場合は、図６に示すように、シートバー１１の幅が例えばその定常部の幅の９０数パーセントとなる位置を切断予定位置とし、シートバー１１の最先端あるいは最尾端からその切断予定位置までのシートバー長手方向距離を、切断長Ｌ１として演算する。
一方、フィッシュテールの場合は、図７（Ａ）に示すように、フィッシュテールの底を残したり、または同図（Ｂ）に示すように、それを残さなかったり、適宜選択して切断予定位置を設定可能であり、かつ、シートバー１１の幅がその定常部の幅の例えば９０数パーセントとなる位置を切断予定位置として設定し、シートバー１１の最先端あるいは最尾端から切断予定位置までのシートバー長手方向距離を、切断長Ｌ２、Ｌ３として演算する。このように演算された切断長Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、制御装置１４に供給される。
【００５１】
制御装置１４は、その切断長Ｌ１、Ｌ２、またはＬ３に相当する長さの分だけ、シートバー１１の先端部と尾端部について、シートバーヒータ８よる加熱が休止（省略）するように、シートバーヒータ８の制御を行う。このとき、シートバー１１の長手方向におけるシートバーヒータ８の加熱温度は図８（Ｂ）に示すようになり、その加熱の休止の分だけ加熱に必要なエネルギーを省略できる。
【００５２】
このような加熱により、シートバー１１の長手方向におけるシートバーヒータ８の加熱後の温度分布は図８（Ｃ）に示すようになり、その仕上圧延機４の出側の温度分布は図（Ｄ）に示すようになる。
ここで、クロップシャ３の刃を振り下ろすタイミングの制御は、制御装置１４内で、前述と同様にメジャーリングロール７等によるトラッキング手段を用いて行う。例えば、トラッキング手段としてメジャーリングロール７を用いた場合を例にとれば、トラッキングは次のように行う。
【００５３】
すなわち、温度計１５からクロップシャ３までの距離を予め測定して制御装置１４内に定数として記憶しておき、制御装置１４がその温度計１５の測定温度に基づいてシートバー１１の先端を判定すると、その判定のタイミングからメジャーリングロール７からのパルスのカウントを開始する。そして、制御装置１４は、シートバーの先端が、クロップシャ３の上刃の下死点（下刃の上死点）のライン上位置からクロップの切断長分だけシートバー搬送方向下流側の位置まで移動した分に相当するパルスのカウントが行われると、その切断予定位置がクロップシャ３の位置まで来たと認識し、クロップシャ３に切断を指令する。
【００５４】
もっとも、クロップシャ３の刃を振り下ろすタイミングの制御は、切断予定位置と、クロップシャ３の上刃の下死点（下刃は上死点）位置が一致するよう、実際にシートバー上の仮想的な切断位置が、クロップシャ３の上刃の下死点（下刃の上死点）のライン上位置に来る前に、クロップシャ３の刃を振り下ろす（下刃は振り上げる）タイミングを前もって制御装置１４内で決定しておき、そのタイミングが来たら、クロップシャ３に対し刃を振り下ろす（上げる）指令を出力する。
【００５５】
クロップシャ３は、図１などに示すドラム式のもののほか、図示はしないが、ペンデュラム式のものなど、いずれの形式のものを用いてもよく、いずれの形式のものにおいても、シートバーの搬送を妨げないように、切断時の刃の運動方向と速度がシートバーの搬送速度と略同期するように制御する必要がある。略としたのは、多少のリード、ラグ率をシートバー搬送速度に対して、適宜掛け算した速度に刃の速度を設定しても良い、という意味であり、本発明の実施を何ら妨げるものではない。
【００５６】
したがって、制御装置１４内では、シートバー搬送速度を予めデータとして、個々のシートバーごとに認識しておく。それには、メジャーリングロールのパルスのカウント数を、所要時間で割り算した実測値を用いてもよいし、計算機から、シートバー搬送速度の指令値を伝送して与えてもらってもよい。
かくして、シートバー搬送速度がわかれば、切断時の刃の速度もわかり、刃の振り下ろし（上げ）開始から切断までの所要時間を演算により予め求めることができるので、その所要時間分だけ、仮想的切断点の予定位置到達に先だって、刃の振り下ろし（上げ）を開始するように、制御装置１４はクロップシャ３を制御する。
【００５７】
次に、本発明の第３実施形態について、図９を参照して説明する。
この第３実施形態に適用される熱間圧延ラインは、図９に示すように、コイルボックス１２とシートバーヒータ８との間に接合装置２１を設け、コイルボックス１２で巻き戻したシートバーの先端部と先行シートバーの尾端部を接合装置２１で接合するようにしたものである。
【００５８】
この熱間圧延ラインが図１に示す熱間圧延ラインと異なる点は、接合装置２１の増設に伴って、図９に示すように、接合用のクロップシャ２２、後処理装置２３、ストリップシャ２４が追加されている点であり、その他の構成は図１の熱間圧延ラインと基本的に同様であるので、同一構成要素には同一符号を付してその説明は省略する。
【００５９】
この第３実施形態は、図９に示すような構成からなる熱間圧延ラインにおいて、上述の第１実施形態と同様に、コイルボックス１２とシートバーヒータ８との間に設置した温度計１５が、シートバー１１の温度を長手方向に測定し、その測定温度の局部的な変化を捉えて、コイルボックス１２で巻き取りした際の内巻き部及び外巻き部の少なくとも一方と、それ以外の定常部との境界を判定し、この判定された境界から先端寄り及び尾端寄りの局部的に低温な部分を、補償加熱するようにした点に特徴を有するものである。
【００６０】
次に、上記のような構成からなる熱間圧延ラインの動作の概要について、図９を参照して説明する。
コイルボックス１２は、粗圧延機２によって圧延されたシートバー１１を巻き取り、その後に巻き戻す。この巻き戻されたシートバーコイル１１は、クロップ形状計１３によりクロップの形状が検知され、シートバーコイル１１が先行の場合にはその尾端のクロップ、シートバーコイル１１が後行の場合にはその先端のクロップが、接合用のクロップシャ２２で切断される。
【００６１】
接合装置２１は、クロップシャ２２で先端のクロップが切断された後行のシートバー１１の先端部と、先行のシートバー１１の尾端部とを接合する。温度計１５は、搬送されるシートバー１１の長手方向の温度を測定し、この測定温度が制御装置１４に供給される。
制御装置１４は、その測定温度に基づいて、コイルボックス１２でシートバー１１を巻き取りした際の内巻き部及び外巻き部と、それ以外の定常部との境界を判定し、この判定された境界から先端寄り及び尾端寄りの局部的に低温な部分を、補償的に加熱するように、シートバーヒータ８に対して加熱温度を設定する。シートバーヒータ８は、シートバー１１のライン上の搬送位置をトラッキングしながら、上述のように設定された加熱温度に基づいてシートバー１１の加熱を行う。
【００６２】
このようにしてシートバーヒータ８により加熱されたシートバー１１は、クロップシャ３により所定のクロップ部の切断長が切断されたのち、仕上圧延機４で仕上圧延されて冷却ゾーン５で冷却され、さらに巻取装置６で巻き取られる。
ここで、上記の境界の判定、トラッキング、加熱制御の具体的な方法は、第１実施形態または第２実施形態の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【００６３】
ただし、接合装置２１とシートバーヒータ８の配置位置の関係次第では、第２実施形態が適用されない。それは、図９に示すように、クロップシャ２２や接合装置２１の方がシートバーヒータ８よりも上流に配置されていれば、シートバーヒータ８による加熱に先だって予め、先行シートバー尾端と後行シートバー先端のクロップが切断されているからである。
【００６４】
しかし、図９に示すクロップシャ２２や接合装置２１とシートバーヒータ８の配置位置の関係を逆にし、クッロプシャ２２よりも上流にシートバーヒータ８を配置すれば、この第３実施形態は、第２実施形態を併せて適用することができ、これにより、消費エネルギーを節約することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シートバーをコイルボックスで巻き取りした際の外巻き部あるいは内巻き部に相当するシートバーの局所的な低温部を、シートバー長手方向に見て定常部と温度分布が連続するように補償加熱するようにしたので、品質の良い熱延鋼帯製品を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態が適用される熱間圧延ラインの構成を示す図である。
【図２】メジャーリングロールの構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るシートバーヒータによる加熱方法を説明する説明図である。
【図４】（Ａ）は、シートバーの長手方向の温度測定例を示す図であり、（Ｂ）は、その要部の拡大図である。
【図５】シートバーの長手方向の温度勾配の分布から、境界を判定する方法の説明図である。
【図６】クロップ形状がタングの場合の切断方法の説明図である。
【図７】（Ａ）は、クロップ形状がフィッシュテールで、フィッシュテール底を残す場合の切断方法の説明図であり、（Ｂ）は、クロップ形状がフィッシュテールで、フィッシュテール底を残さない場合の切断方法の説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るシートバーヒータによる加熱方法を説明する説明図である。
【図９】本発明の第３実施形態が適用される熱間圧延ラインの構成を示す図である。
【図１０】従来の熱間圧延ラインの構成を示す図である。
【図１１】シートバーヒータを用いた従来の加熱方法の説明図である。
【図１２】シートバーヒータを用いた従来の他の加熱方法の説明図である。
【図１３】シートバーヒータを用いた従来の加熱方法を説明するために、仕上圧延の速度パターン及び仕上圧延機出側の被圧延材温度分布を示した説明図である。
【図１４】シートバーヒータを用いた従来の加熱方法を説明するために、仕上圧延機通過時間のシートバー長手方向パターンを示した説明図である。
【図１５】シートバーヒータを用いた従来の加熱方法を説明するために、シートバーヒータによる加熱温度のシートバー長手方向パターンを示した説明図である。
【図１６】代表点を説明するための説明図である。
【符号の説明】
２ 粗圧延機
３ クロップシャ
４ 仕上圧延機
５ 冷却ゾーン
６ 巻取装置
７ メジャーリングロール
８ シートバーヒータ
１１ シートバー
１２ コイルボックス（巻き取り巻き戻し装置）
１３ クロップ形状計
１４ 制御装置
１５ 温度計
２１ 接合装置
２２ 接合用のクロップシャ
２３ 後処理装置
２４ ストリップシャ
Claims (1)
- スラブを熱間にて粗圧延してシートバーとし、このシートバーをコイルボックスで巻き取り巻き戻した後、仕上圧延機の入側に設置したシートバーヒータで加熱し、仕上圧延するシートバー加熱方法において、
前記コイルボックスと前記シートバーヒータとの間に設置した温度計で前記シートバーの温度を長手方向に一定ピッチで測定し、その各測定温度を結んで前記シートバーの長手方向における温度勾配を求め、この求めた温度勾配の絶対値の折れ線がしきい値と交わるすぐ下流側または上流側の点を捉えて前記コイルボックスで巻き取りした際の内巻き部および外巻き部とそれ以外の定常部との境界を判定し、この判定された境界から端部寄りの部分を補償加熱するようにしたことを特徴とするシートバー加熱方法。
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