JPS6137917A - 鋼材の均熱昇温制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 鋼材の圧延に当って、素材を高温に均熱することが必要
であり、このような均熱昇温制御に関してこの明細書で
述べる技術内容は、最小の投入熱２・・量により−とく
に短時間のうちに所定の均熱を実□現することについて
の開発成果を提案するところにある。

〔従来の技術〕

鋼材を高話加熱する際、在来一般的な雰囲気炉−すなわ
ち燃焼炉に、誘導加熱炉を組合わせて、加熱所要時間の
短縮を図ることが試みられている。

この場合、鋼材の表面と円部との温度差は誘導加熱後に
若干の保持時間をおくことによって容易に消去されるが
、鋼材表面における温度分布は、１・・燃焼炉加熱で不
可避な温度むらが、そのまま誘導加熱を経たあとに持ち
来たされる。

この温度むらは、主として燃焼炉内での鋼材支持設備で
あるスキッドとの接触部が、他の部分に比較して昇温し
難いことに起因して１局部的な低１・温領域（いわゆる
スキッドマーク）を形成することに代表され、このよう
な温度むらは、誘導加熱による短時間急速加熱によって
はほとんど解消され得々い。

（発明が解決しようとする問題点） 土述したように、燃焼炉から抽出した鋼材をそのまま誘
導加熱炉に装入したとしても、燃焼炉加熱に由来する温
度むらのため、誘導刃口熱炉における昇温により、鋼材
の均熱を図ることは困難でろ一□つたことがこの発明の
課題である。

（問題点を解決するための手段） この発明は、燃焼炉と誘導加熱炉とに鋼材を順次通して
、所定の温度に均熱するに当り、誘導加熱炉装入前に鋼
材表面の温度分布を測定し・その□゛測定値から局部的
な低温域の温度平準化に必要な、投入熱量および方ａ熱
時間を演算し、得られた結果に基づき該低温域に局部加
熱を施して、上記温度分布を均一にしたのち、誘導加熱
炉による急熱を施すことを特徴とする鋼材の均熱昇温制
御方法で１・ある。

第１図は、この発明による均熱昇温制御系統図であり、
Ａは燃焼炉、Ｂは鋼材、Ｃは放射温度計からなる測温装
置、Ｄは演算器で上位プロセスコンピュタ−（図示省略
）と接続されている。また・・Ｅは、補助ヵ■熱手段で
あり、この例では誘導加熱゛コイルを用いている。そし
てＦｌｄ誘導加熱炉でおる。

燃焼炉Ａから抽出された鋼材Ｂは、テーブル上を搬送さ
れる途中で、放射温度計Ｃにて長手方向、−□巾方向の
表面温度を測定し、この測定結果は演算器りに入力する
。演算器りへは、加熱素材の寸法、規格などの仕様があ
らかじめ上位プロセスコンピュータより入力しこのデー
ターの中には、誘導加熱炉抽出時における必要加熱温度
および所定均熱１１・度を、製品規格、操業性などから
決定し、それを含むものとする。そして満足すべき加熱
温度、処理時間がら、素材の局部的な低温域の必要昇熱
量を以下に述べる方法にて計算し、補助加熱手段Ｅにて
局部加熱を行うのである。

必要昇熱量の計算に関して、第２図（ａ）には、燃焼炉
から抽出した鋼材の長手方向の温度分布を。

第２図中）Ｖｃで燃焼炉から抽出された鋼材が、補助手
段による局部加熱とその後誘導加熱終了までの均熱に供
すべき処理時間Δｔに対する昇温挙動を・・・それぞれ
示した。第２図（ｂ）において高温域（イ）に対１する
低温域（ロ）の温度差を補うべき局部加熱に要する時間
をΔｔ０（〈ハ）としたとき、鋼材の高温域（表面温度
）（イ）の温度Ｔｎ［ついては、誘導加熱炉での加熱終
了後の温度をＴｎ／として、（Δｔ−Δ１．）の時間゛
で昇温すれば良いことから必要投入電力は下記式１式％
） で決定される。

なお低温域（ロ）の加熱中における高温域（イ）の温度
！“降下Ｔｌ（イ〜・・）は゛ Ｔ□（イ〜７、）＝ｆ（スラブ厚みｔ、大気温度θ、ス
ラブ表面温度θ８．・・・・）より算出できる。

ここで誘導加熱炉抽出時における鋼材表面の筒１温域（
ホ）と低湿域（へ）の許容温度差をΔθ２とすれば、そ
の高温域（ホ）に至る投入電力Ｑによる昇熱量から、低
温域５（ロ）における局部加熱後の温度Ｔ。が決定され
る。従って燃焼炉抽出直後の局部低温域（ロ）の表面温
度ＴがΔθ８だけ上昇して誘導加熱炉抽出後　・・Δθ
、におさまるように、Δｔ□の時間内で昇温すれ１ば良
いわけでちる。このΔｔ０に対しては、とくに制約はな
いが、所期した目的の達成の上からは、できるだけ小さ
い値に設定することが望ましい。

ここにΔθ８だけ昇熱するための投入電力Ｑは次′の様
に決定される。

・誘導コイルを用いｆｃ場合 ｆ（Δ１．板厚ｔ、放散熱Ｒ１物性、温度差Δθ８．・
・・・・）・直火を用いた場合 ｆ（Δｔ０．板厚ｔ、物性、フレーム温度、温度差Δθ
８・・・・・）なお第１図補助加熱手段Ｅとして誘導加
熱コイルを用いたのは、前掲第２図（ａ）に示したよう
な温度むらが生じたとき、その部分のみの加熱に好都合
１゛・だからである。つまり、第８図に示すように、鋼
材長手方向にコイルをＳｏ、Ｓ２．ｓ８・・・・ｓｎの
ように分割しておき、局部低温域（ロ）に対応する部分
のコイルを選択使用するのである。

また補助加熱手段Ｅは１局部加熱が可能彦燃焼２・・°
バーナでもよい。この場合は、第４図に示したよ゛うに
、燃焼バーナとしてノズルＮに燃料ガスＧとと酸素０．
又は、空気を供給し、スキッド部に対応する位置に適切
な加熱を施すのである。さらにかような加熱処理は、燃
焼炉から抽出し、温度を゛測定した後であればいつでも
良いわけであるから、補助加熱手段Ｅは必ずしも誘導加
熱炉と独立して配置する必要はない。すなわち第５図に
示した誘導加熱炉内に、誘導コイルエと隣接の補助加熱
手段Ｅとして上記のような燃焼バーナを設置し、演１゛
□算器りの出力によシ、誘導加熱炉Ｆでの加熱と併用に
て局部加熱を実施しても良い。

たソし、第５図の場合には、鋼材巾方向の局部加熱可能
位置が限定される不利を伴うが、この問題は、局部加熱
手段およびその配置を燃焼炉を含゛□めた加熱工程での
最冷点の発生状況に応じて選定することにより容易に解
決する。

（作用） ここで従来、鋼材の高温加熱、とくに燃焼炉と、誘導加
熱炉とを併用する場合における鋼材長手方２・・・向に
わたる表面温度の動向を第６図にて、燃焼炉゛および誘
導加熱炉からそれぞれ抽出した直後の有様について、下
段と上段に分けて示した。燃焼炉抽出時の鋼材表面には
、いわゆる焼むらのため高温域（イ）と局部低温域（ロ
）に温度差Δθ、が生じる。そ−・のため、誘導加熱炉
での昇温を経た抽出のあとも温度差Δθ、が、はとんど
解消されない。これに対し、この発明では上記の動向を
実測によって把握したのち、第６図の局部低温域（ロ）
に対し、局部加熱を施して第７図下段の（ロ）′に示す
ごとく、許容ｌ・・温度差（Δθ５）に縮めるように、
昇温制御し、しかるのち誘導加熱の適用によって、鋼材
の均熱を図る。ここに、誘導加熱炉にて短時間で許容温
度差Δθ′の下に所定の高温Ｋまで均熱昇温することが
できる。

（実施例） 第８図にこの発明に従う鋼材の均熱昇温制御方法の具体
的な適用の一例を図解し、横軸に時間、縦軸に温度をと
って、実線にて鋼材表面の一般的な温度（イ）の推移、
また゛破線にて局部低温域（ロ）の推・・移を区別して
示した。

この事例で、温度域（イ）はスキッド中間部、そして温
度域（ロ）はスキッド接触部に相当し、それぞれの板厚
方向平均温度の較差Δｔが６０℃であることが、燃焼炉
から抽出した時点の計測によって検゛出された。このハ
ンドリングに２分を要しこの間、各温度域（イ）（ロ）
とも、放冷にょシやや降温する。

温度域（ロ））に対し誘導加熱コイルをもってする局部
加熱によってその板厚方向平均温度につき２５°Ｃだけ
所要加熱時間７０秒にて昇温すると、温度域１“（イ）
は放冷による降温によシ上記温度較差は局部加熱の完了
の際に１５℃となった。つまり温度域（イ）は２０℃の
降温、同仲）は２５℃の昇温を生じたわけである。引続
き１分のハンドリングにて誘導炉に装入して１２６０℃
の均熱温度まで８０分にわｆｃ１□って急熱し、その後
５分間均熱保持を行ったところ、上記の温度較差は、さ
らに縮って、５〜１０℃となった。

なお、上記の実施例では、誘導加熱後、均熱保持を行う
場合についても説明したが、かかる均熱゛・・保持を省
略できるということは、いうまでもない。１（発明の効
果） この発明によれば、燃焼炉における加熱に不可避な、温
度むらの影響を、誘導加熱炉での均熱に先立つ局部加熱
の適用によって有利に消去し、該−゛誘導加熱炉による
加熱所要時間の有効な短縮の下でとくに高温への急速加
熱によって、温度むらのない均熱が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施に好適な均熱昇温制御′”御
系統図。 第２図（ａ）　（ｂ）は燃焼炉抽出時の鋼材長手方向の
温度分布図および、この発明に従う昇温制御要領説明図
、 第８図、第４図および第５図は、それぞれ局部パ低温域
に対する具体的加熱要領の説明図。 第６図は、従来の加熱方式における鋼材の燃焼炉抽出時
と誘導加熱炉抽出時の表面温度分布を示したグラフ。 第７図は、この発明に従う昇温制御による温度゛・変化
を示したグラフ、 第８図は、この発明に従って昇温制御を行ったときの鋼
材の温度履歴を示した図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃焼炉と誘導加熱炉とに鋼材を順次通して所定の温
   度に均熱するに当り、 誘導加熱炉装入前に、鋼材表面の温度分布 を測定し、その測定値から局部的な低温域の温度平準化
   に必要な、投入熱量および加熱時時間を演算すること、 得られた結果に基づき該低温域に局部加熱 を施して、上記温度分布を均一にすること、しかるのち
   、誘導加熱炉による急熱を施す こと の結合を特徴とする鋼材の均熱昇温制御方 法。