Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6477400B2 - Strip temperature estimation apparatus and strip temperature estimation method for annealing furnace - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6477400B2 - Strip temperature estimation apparatus and strip temperature estimation method for annealing furnace - Google Patents

Strip temperature estimation apparatus and strip temperature estimation method for annealing furnace Download PDF

Info

Publication number
JP6477400B2
JP6477400B2 JP2015196075A JP2015196075A JP6477400B2 JP 6477400 B2 JP6477400 B2 JP 6477400B2 JP 2015196075 A JP2015196075 A JP 2015196075A JP 2015196075 A JP2015196075 A JP 2015196075A JP 6477400 B2 JP6477400 B2 JP 6477400B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
strip
strand
temperature
young
modulus
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.)
Active
Application number
JP2015196075A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017066496A (en
Inventor
太一 間宮
太一 間宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp filed Critical Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority to JP2015196075A priority Critical patent/JP6477400B2/en
Publication of JP2017066496A publication Critical patent/JP2017066496A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6477400B2 publication Critical patent/JP6477400B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Description

この発明は、焼鈍炉のストリップ温度推定装置およびストリップ温度推定方法に関する。特に、焼鈍炉内において、熱電対、測温抵抗体、および輻射温度計などの温度センサ、および温度測定補助装置を使用せずに、金属鋼帯(以下、ストリップと称する)の温度を推定するストリップ温度推定装置およびストリップ温度推定方法に関する。   The present invention relates to a strip temperature estimation device and a strip temperature estimation method for an annealing furnace. In particular, in an annealing furnace, the temperature of a metal steel strip (hereinafter referred to as a strip) is estimated without using a temperature sensor such as a thermocouple, a resistance temperature detector, and a radiation thermometer, and a temperature measurement auxiliary device. The present invention relates to a strip temperature estimation device and a strip temperature estimation method.

焼鈍炉は、図9に示すように、ストリップを加熱する加熱炉HF、温度を一定に保つ均熱炉SF、冷却するための冷却炉CFから構成される。焼鈍炉内を、所望の時間でストリップが通板されることで、ストリップの物性値や結晶組織等の調整を目的とした熱処理が行われる。このため、ストリップ温度の測定と、その結果に基づく加熱炉内温度のフィードバック制御が行われる。従来、ストリップ温度測定用のセンサとして、熱電対、測温抵抗体、または輻射温度計を炉内に設置し、ストリップに対してセンサを接触ないし非接触で温度を測定することが知られている。   As shown in FIG. 9, the annealing furnace includes a heating furnace HF for heating the strip, a soaking furnace SF for keeping the temperature constant, and a cooling furnace CF for cooling. By passing the strip through the annealing furnace at a desired time, heat treatment for the purpose of adjusting the physical property value, crystal structure, etc. of the strip is performed. For this reason, the strip temperature is measured, and feedback control of the heating furnace temperature based on the result is performed. Conventionally, as a sensor for measuring a strip temperature, it is known to install a thermocouple, a resistance temperature detector, or a radiation thermometer in a furnace and measure the temperature with or without contact with the strip. .

接触式の温度測定方法として、熱電対、測温抵抗体をストリップに接触させて測定する方式が挙げられる。しかしながら、熱電対や測温抵抗体を接触してストリップ温度を測定する方法は、ストリップ表面に疵が付くこと、接触部が損傷を受け易く、耐久性に劣ること、接触のさせ方により測定誤差が生じることが問題となる。したがって、熱電対や測温抵抗体をストリップに接触させて温度を測定する方法は、一時的な温度確認といった用途に限定される。   As a contact-type temperature measuring method, there is a method in which a thermocouple or a resistance temperature detector is brought into contact with a strip for measurement. However, the method of measuring the strip temperature by contacting a thermocouple or resistance temperature detector is subject to scratches on the strip surface, the contact portion is easily damaged, and is inferior in durability. It becomes a problem to occur. Therefore, the method of measuring the temperature by bringing a thermocouple or a resistance temperature detector into contact with the strip is limited to applications such as temporary temperature confirmation.

熱電対や測温抵抗体を用いて、非接触でストリップ表面温度を測定するためには、温度センサを設置した近傍の雰囲気温度とストリップ表面の温度が等しい状態が必要となる。そこで、特開2009−145255号公報(特許文献1)では、ストリップからの輻射伝熱を反射するための反射部材を、ストリップに対向するように設置して、ストリップと反射部材の間に形成される均熱状態に近い空間の温度を測定することで、ストリップ表面温度に代替する方法が提案されている。   In order to measure the strip surface temperature in a non-contact manner using a thermocouple or a resistance temperature detector, the ambient temperature in the vicinity of the temperature sensor and the strip surface temperature must be equal. Therefore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-145255 (Patent Document 1), a reflection member for reflecting radiant heat transfer from a strip is installed so as to face the strip, and is formed between the strip and the reflection member. A method of replacing the strip surface temperature by measuring the temperature of a space close to a soaking state has been proposed.

非接触で温度を測定する別の方法として、輻射温度計を用いた方法が挙げられる。しかしながら、輻射温度計を用いた方法では、測温対象であるストリップ以外の、炉壁などから発生する輻射による測定ノイズ(以下、背景ノイズと称する)や、ストリップ表面の酸化などの表面状態の変化に伴う輻射率の変化が、正確な温度測定の妨げとなる。   Another method for measuring the temperature without contact includes a method using a radiation thermometer. However, in the method using a radiation thermometer, measurement noise (hereinafter referred to as background noise) due to radiation generated from a furnace wall or the like other than the strip to be temperature-measured, or changes in the surface state such as oxidation of the strip surface The change in emissivity associated with this hinders accurate temperature measurement.

特に、昨今では、材料の物性値や結晶組織を、合金化や熱処理により高精度に制御することで、ハイテン、電磁鋼板といった高付加価値鋼板の需要が高まっている。しかしながら、合金化により実現される高付加価値鋼板は、合金組成により輻射率が様々に変動するために、輻射温度計によるストリップの温度測定をより困難にしている。   In recent years, in particular, the demand for high value-added steel sheets such as high-tensile steel and electromagnetic steel sheets is increasing by controlling the physical property values and crystal structures of materials with high precision by alloying and heat treatment. However, high-value-added steel sheets realized by alloying make the measurement of strip temperature with a radiation thermometer more difficult because the emissivity varies depending on the alloy composition.

したがって、輻射温度計を用いた非接触温度測定には、背景ノイズ、表面状態の変化および合金組成の変化に伴う輻射率の変化の影響を除去することが必要となる。   Therefore, in the non-contact temperature measurement using the radiation thermometer, it is necessary to remove the influence of the change in the radiation rate due to the background noise, the change in the surface state, and the change in the alloy composition.

例えば、特開2014−130074号公報(特許文献2)では、凹型のキャビティとキャビティ凹部中央に設置した輻射温度計において、キャビティ内壁を温度制御して輻射率を一定として、キャビティ内壁で多重反射させることで、実効輻射率を1にする温度測定方法が提案されている。さらに、キャビティ内壁の温度制御を、キャビティ開口部とストリップ間の距離のフィードバック制御により実現することで、ストリップの振動に伴いキャビティ内部に進入する背景ノイズの影響を低減することを可能としている。   For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-130074 (Patent Document 2), in a radiation thermometer installed in the center of a concave cavity and a cavity concave portion, the temperature of the cavity inner wall is controlled to make the radiation rate constant, and multiple reflection is performed on the cavity inner wall. Thus, a temperature measurement method for setting the effective emissivity to 1 has been proposed. Further, by controlling the temperature of the cavity inner wall by feedback control of the distance between the cavity opening and the strip, it is possible to reduce the influence of background noise that enters the cavity as the strip vibrates.

また、特開2005−233790号公報(特許文献3)では、ストリップとロールの間の楔部において多重反射した輻射、ロールが発する輻射、およびストリップが発する輻射をそれぞれ異なる輻射温度計にて測定し、測定値から、ストリップ表面の輻射率を演算して、演算結果とストリップが発する輻射の測定値に基づき、ストリップ温度を算出する方法が提案されている。   In JP-A-2005-233790 (Patent Document 3), radiation reflected by the wedge between the strip and the roll, radiation emitted by the roll, and radiation emitted by the strip are measured by different radiation thermometers. A method of calculating the strip temperature from the measured value and calculating the strip temperature based on the calculation result and the measured value of the radiation emitted from the strip has been proposed.

特開2009−145255号公報JP 2009-145255 A 特開2014−130074号公報JP 2014-130074 A 特開2005−233790号公報JP 2005-233790 A

上述した非接触温度測定方法は、ある一ヶ所の温度を測定するために、複数の温度センサを使用するか、反射部材やキャビティなどの温度測定補助具を温度センサに加えて設置する必要がある。   In the non-contact temperature measurement method described above, it is necessary to use a plurality of temperature sensors or to install a temperature measurement auxiliary tool such as a reflecting member or a cavity in addition to the temperature sensor in order to measure a certain temperature. .

また、輻射温度計を用いて測定する方法は、厳密にはストリップの表面温度を測定しているに過ぎず、ストリップ内部の温度を測定することが出来ない。   Further, strictly speaking, the method of measuring using a radiation thermometer merely measures the surface temperature of the strip, and cannot measure the temperature inside the strip.

加えて、焼鈍炉内における、高精度な金属結晶組織制御のためには、温度に加えて、昇降温時の加熱、冷却速度も所望の値に制御することが求められる。すなわち、加熱炉から、均熱炉を経て、冷却炉に至るまでの、ストリップの温度勾配を測定することが求められるのであるが、このために、焼鈍炉内全体でストリップ温度を測定できるように、多数のストリップ温度計を配置する必要がある。   In addition, in order to control the metal crystal structure with high accuracy in the annealing furnace, it is required to control the heating and cooling rates at the time of heating and cooling to desired values in addition to the temperature. That is, it is required to measure the temperature gradient of the strip from the heating furnace to the cooling furnace, so that the strip temperature can be measured throughout the annealing furnace. It is necessary to arrange a large number of strip thermometers.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、温度センサおよび温度測定用補助具を使用せずに、焼鈍炉内におけるストリップの各ストランドの平均温度を推定できる焼鈍炉のストリップ温度推定装置およびストリップ温度推定方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an annealing furnace that can estimate the average temperature of each strand of a strip in an annealing furnace without using a temperature sensor and a temperature measuring auxiliary tool. An object of the present invention is to provide a strip temperature estimation device and a strip temperature estimation method.

上記目的の達成のため、本発明に係るストリップ温度推定装置は以下のように構成される。   In order to achieve the above object, a strip temperature estimation device according to the present invention is configured as follows.

本発明に係るストリップ温度推定装置は、複数のヘルパーロールに交互に架けられたストリップを搬送する焼鈍炉のストリップ温度推定装置である。焼鈍炉は、複数のヘルパーロールを個別に駆動するモータと、モータの回転速度に応じた信号を出力する速度センサとを備える。   The strip temperature estimation device according to the present invention is a strip temperature estimation device for an annealing furnace that conveys strips alternately placed on a plurality of helper rolls. The annealing furnace includes a motor that individually drives a plurality of helper rolls, and a speed sensor that outputs a signal corresponding to the rotational speed of the motor.

ストリップ温度推定装置は、共振周波数測定手段と、ヤング率推定手段と、ストランド温度推定手段とを備える。共振周波数測定手段は、速度センサの出力信号に基づいて、モータが発生するトルクのうちストリップ張力に寄与する部分の共振周波数を測定する。ヤング率推定手段は、共振周波数に基づいて、複数のヘルパーロールのロール間に架けられたストリップの一部であるストランドにおけるヤング率を推定する。ストランド温度推定手段は、ヤング率推定手段に推定されたヤング率に基づいて、ストランドの平均温度を推定する。   The strip temperature estimation device includes resonance frequency measurement means, Young's modulus estimation means, and strand temperature estimation means. The resonance frequency measuring means measures the resonance frequency of a portion that contributes to the strip tension in the torque generated by the motor, based on the output signal of the speed sensor. The Young's modulus estimator estimates the Young's modulus of the strand that is a part of the strip that is spanned between the plurality of helper rolls based on the resonance frequency. The strand temperature estimation means estimates the average temperature of the strands based on the Young's modulus estimated by the Young's modulus estimation means.

1つの好ましい態様では、ストリップ温度推定装置は、ストリップの鋼材毎に、ヤング率とストリップ温度との関係を定めたパラメータテーブルを予め記憶する。加えて、ストランド温度推定手段は、ヤング率推定手段により推定されたヤング率に応じたストリップ温度をパラメータテーブルから取得することにより、ストランドの平均温度を推定する。   In one preferred embodiment, the strip temperature estimation device stores in advance a parameter table that defines the relationship between the Young's modulus and the strip temperature for each steel material of the strip. In addition, the strand temperature estimation means estimates the average temperature of the strands by obtaining the strip temperature corresponding to the Young's modulus estimated by the Young's modulus estimation means from the parameter table.

他の1つの好ましい態様では、焼鈍炉は、張力計と、炉外ロールと、制御装置を備える。張力計は、ストリップの張力に応じた信号を出力する。炉外ロールは、複数のヘルパーロールの最上流であって炉本体の入側外部に設けられる。制御装置は、張力計の出力信号に基づいて、ストランドの張力が予め定めた張力設定値に一致するように、炉外ロールを制御する。加えて、ストランド温度推定手段は、速度センサの出力信号と、炉本体の入側外部におけるストリップ温度と、張力設定値と、ヤング率推定手段により推定されたヤング率とに基づいて、ストランドの平均温度を推定する。   In another preferred embodiment, the annealing furnace includes a tensiometer, an out-of-furnace roll, and a control device. The tensiometer outputs a signal corresponding to the tension of the strip. The out-of-furnace roll is the uppermost stream of the plurality of helper rolls and is provided outside the entrance side of the furnace body. The control device controls the roll outside the furnace based on the output signal of the tensiometer so that the tension of the strand matches a predetermined tension setting value. In addition, the strand temperature estimation means is based on the output signal of the speed sensor, the strip temperature outside the entrance side of the furnace body, the tension set value, and the Young's modulus estimated by the Young's modulus estimation means. Estimate temperature.

また、上記目的の達成のため、本発明に係るストリップ温度推定方法は以下のように構成される。   In order to achieve the above object, the strip temperature estimation method according to the present invention is configured as follows.

本発明に係るストリップ温度推定方法は、複数のヘルパーロールに交互に架けられたストリップを搬送する焼鈍炉のストリップ温度推定方法である。焼鈍炉は、複数のヘルパーロールを個別に駆動するモータと、モータの回転速度に応じた信号を出力する速度センサとを備える。   The strip temperature estimation method according to the present invention is a strip temperature estimation method for an annealing furnace that conveys strips alternately placed on a plurality of helper rolls. The annealing furnace includes a motor that individually drives a plurality of helper rolls, and a speed sensor that outputs a signal corresponding to the rotational speed of the motor.

ストリップ温度推定方法は、共振周波数測定工程と、ヤング率推定工程と、ストランド温度推定工程とを備える。共振周波数測定工程は、速度センサの出力信号に基づいて、モータが発生するトルクのうちストリップ張力に寄与する部分の共振周波数を測定する。ヤング率推定工程は、共振周波数に基づいて、複数のヘルパーロールのロール間に架けられたストリップの一部であるストランドにおけるヤング率を推定する。ストランド温度推定工程は、ヤング率推定手段に推定されたヤング率に基づいて、ストランドの平均温度を推定する。   The strip temperature estimation method includes a resonance frequency measurement step, a Young's modulus estimation step, and a strand temperature estimation step. The resonance frequency measurement step measures the resonance frequency of the portion that contributes to the strip tension in the torque generated by the motor based on the output signal of the speed sensor. In the Young's modulus estimation step, the Young's modulus in a strand that is a part of a strip laid between rolls of a plurality of helper rolls is estimated based on the resonance frequency. In the strand temperature estimation step, the average temperature of the strand is estimated based on the Young's modulus estimated by the Young's modulus estimation means.

1つの好ましい態様では、ストリップ温度推定方法は、ストリップの鋼材毎に、ヤング率とストリップ温度との関係を定めたパラメータテーブルを予め記憶する工程を備える。加えて、ストランド温度推定工程は、ヤング率推定工程により推定されたヤング率に応じたストリップ温度をパラメータテーブルから取得することにより、ストランドの平均温度を推定する。   In one preferable aspect, the strip temperature estimation method includes a step of preliminarily storing a parameter table that defines the relationship between the Young's modulus and the strip temperature for each steel material of the strip. In addition, the strand temperature estimation step estimates the average temperature of the strands by obtaining the strip temperature corresponding to the Young's modulus estimated by the Young's modulus estimation step from the parameter table.

他の1つの好ましい態様では、焼鈍炉は、張力計と、炉外ロールと、制御装置を備える。張力計は、ストリップの張力に応じた信号を出力する。炉外ロールは、複数のヘルパーロールの最上流であって炉本体の入側外部に設けられる。制御装置は、張力計の出力信号に基づいて、ストランドの張力が予め定めた張力設定値に一致するように、炉外ロールを制御する。加えて、ストランド温度推定工程は、速度センサの出力信号と、炉本体の入側外部におけるストリップ温度と、張力設定値と、ヤング率推定工程により推定されたヤング率とに基づいて、ストランドの平均温度を推定する。   In another preferred embodiment, the annealing furnace includes a tensiometer, an out-of-furnace roll, and a control device. The tensiometer outputs a signal corresponding to the tension of the strip. The out-of-furnace roll is the uppermost stream of the plurality of helper rolls and is provided outside the entrance side of the furnace body. The control device controls the roll outside the furnace based on the output signal of the tensiometer so that the tension of the strand matches a predetermined tension setting value. In addition, the strand temperature estimation step is based on the average value of the strand based on the output signal of the speed sensor, the strip temperature outside the entrance side of the furnace body, the tension setting value, and the Young's modulus estimated by the Young's modulus estimation step. Estimate temperature.

本発明によれば、温度センサおよび温度測定用補助具を使用せずに、ヘルパーロールを駆動するモータの回転速度に基づいて、焼鈍炉内におけるストリップの各ストランドの平均温度を推定できる。   According to the present invention, the average temperature of each strand of the strip in the annealing furnace can be estimated based on the rotational speed of the motor that drives the helper roll without using the temperature sensor and the temperature measurement auxiliary tool.

本発明の実施の形態1に係る焼鈍炉の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the annealing furnace which concerns on Embodiment 1 of this invention. 焼鈍炉1に配置された任意のヘルパーロールの駆動装置の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the drive device of the arbitrary helper rolls arrange | positioned at the annealing furnace. 本発明の実施の形態1に係るストリップ温度推定装置10の構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of the strip temperature estimation apparatus 10 which concerns on Embodiment 1 of this invention. ストリップSTRPの温度上昇による共振周波数の変化について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the resonant frequency by the temperature rise of strip STRP. 本発明の実施の形態1に係るパラメータテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the parameter table which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るストリップ温度推定装置10が実行する制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the control routine which the strip temperature estimation apparatus 10 which concerns on Embodiment 1 of this invention performs. 本発明の実施の形態2に係るストリップ温度推定装置10の構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of the strip temperature estimation apparatus 10 which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係るストリップ温度推定装置10が実行する制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the control routine which the strip temperature estimation apparatus 10 which concerns on Embodiment 2 of this invention performs. 焼鈍炉1の全体構成を説明するための図である。1 is a diagram for explaining the overall configuration of an annealing furnace 1. FIG.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施の形態1
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1に係る焼鈍炉の構成を説明するための図である。図1に示す焼鈍炉1は縦型焼鈍炉である。焼鈍炉1は複数のヘルパーロールを備える。ストリップSTRPは、図1の左方から炉本体2の内部に進入する。ストリップSTRPは、炉本体2の内部の上部および下部に、合計N+1台設置されたヘルパーロールに巻き掛けられた状態で、図中矢印VDの方向に搬送される。
Embodiment 1
[System Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of an annealing furnace according to Embodiment 1 of the present invention. An annealing furnace 1 shown in FIG. 1 is a vertical annealing furnace. The annealing furnace 1 includes a plurality of helper rolls. The strip STRP enters the inside of the furnace body 2 from the left side of FIG. The strip STRP is conveyed in the direction of the arrow VD in the figure in a state where it is wound around a total of N + 1 helper rolls in the upper and lower portions inside the furnace body 2.

炉本体2の入側から第i番目のヘルパーロールをヘルパーロールHR−iと称する。ヘルパーロールHR−iおよびヘルパーロールHR−(i+1)の間に張られたストリップSTRPの一部を、ストランドS−iと称する。また、焼鈍炉1は、炉本体2の入側外部に炉外ロール(最も上流に位置するヘルパーロールHR−0)を備える。ヘルパーロールHR−0とヘルパーロールHR−1との間に張られたストリップSTRPの一部を、ストランドS−0と称する。ストランドS−0の長さをストランド長Lと称する。ストランドS−0におけるストリップ温度Tstrp_0は、室温に等しいものとする。 The i-th helper roll from the entrance side of the furnace body 2 is referred to as a helper roll HR-i. A part of the strip STRP stretched between the helper roll HR-i and the helper roll HR- (i + 1) is referred to as a strand Si. Moreover, the annealing furnace 1 is provided with an out-furnace roll (helper roll HR-0 located at the most upstream) outside the entrance side of the furnace body 2. A part of the strip STRP stretched between the helper roll HR-0 and the helper roll HR-1 is referred to as a strand S-0. The length of the strand S-0 is referred to as strand length L 0. The strip temperature Tstrp_0 in the strand S-0 is assumed to be equal to room temperature.

図2は、焼鈍炉1に配置された任意のヘルパーロールの駆動装置の構成を説明するための図である。各ヘルパーロールの構成は同じであるため、ここでは、ヘルパーロールHR−iについて説明する。ヘルパーロールHR−iは、ギアG−iを介して、ヘルパーロール駆動用のモータM−iに接続する。モータ制御装置DR−iは、モータM−iを可変速駆動する。モータ制御装置DR−iは、モータの回転速度を検出する速度センサSS−i、モータM−iに印加される電流および電圧を測定する電流センサCS−iおよび電圧センサVS−iを有する。モータ制御装置DR−iは、速度センサSS−i、電流センサCS−iおよび電圧センサVS−iから出力されるフィードバック信号、Sfbk−i、Cfbk−iおよびVfbk−iと、速度基準Sref−iに基づいて、ストリップSTRPとヘルパーロールHR−iの相対速度差が零となるように、モータM−iを適切に制御することが可能である。なお、炉本体2内の各ストランドの長さは同じであり、ストランド長Lと称する。   FIG. 2 is a view for explaining the configuration of an optional helper roll driving device arranged in the annealing furnace 1. Since the configuration of each helper role is the same, here, the helper role HR-i will be described. The helper roll HR-i is connected to a motor Mi for driving the helper roll via a gear Gi. The motor control device DR-i drives the motor Mi at a variable speed. The motor control device DR-i includes a speed sensor SS-i that detects the rotational speed of the motor, a current sensor CS-i that measures a current and a voltage applied to the motor Mi, and a voltage sensor VS-i. The motor control device DR-i includes a feedback signal Sfbk-i, Cfbk-i, and Vfbk-i output from the speed sensor SS-i, current sensor CS-i, and voltage sensor VS-i, and a speed reference Sref-i. Based on the above, it is possible to appropriately control the motor Mi so that the relative speed difference between the strip STRP and the helper roll HR-i becomes zero. In addition, the length of each strand in the furnace main body 2 is the same, and is called the strand length L.

炉本体2内のストリップSTRPの張力分布は、ライン中に配置された張力計3(テンションメータ)により、適切なフィードバック制御がなされ、所望の張力設定値Fiに制御されているものとする。例えば、張力計3は、炉本体2の入側又は出側に配置され、炉外ロール(ヘルパーロールHR−0)のモータ制御装置DR−0は、張力計3の出力信号に基づいてストリップSTRPの張力を制御する。   It is assumed that the tension distribution of the strip STRP in the furnace body 2 is appropriately feedback controlled by a tension meter 3 (tension meter) arranged in the line and controlled to a desired tension set value Fi. For example, the tension meter 3 is disposed on the entrance side or the exit side of the furnace body 2, and the motor control device DR-0 of the outside furnace roll (helper roll HR-0) is configured to strip the strip STRP based on the output signal of the tension meter 3. Control the tension.

[実施の形態1におけるストリップ温度推定装置]
図3は、本発明の実施の形態1に係るストリップ温度推定装置10の構成を説明するためのブロック図である。ストリップ温度推定装置10は、炉本体2内を搬送されるストリップSTRPの各ストランドの平均温度を推定する。ストリップ温度推定装置10は、ヘルパーロール駆動用の各モータの回転速度を検出する各速度センサSSから出力される信号および固定パラメータに基づいて、各ストランドの平均温度を推定する。
[Strip Temperature Estimation Device in Embodiment 1]
FIG. 3 is a block diagram for explaining the configuration of strip temperature estimation apparatus 10 according to Embodiment 1 of the present invention. The strip temperature estimation device 10 estimates the average temperature of each strand of the strip STRP conveyed in the furnace body 2. The strip temperature estimation device 10 estimates the average temperature of each strand based on a signal and a fixed parameter output from each speed sensor SS that detects the rotation speed of each motor for driving the helper roll.

ストリップ温度推定装置10は、例えばROM、RAM等を含むメモリ、各種情報を入出力する入出力インタフェース、各種情報とメモリに記憶されたプログラムとに基づいて各種演算処理を実行するプロセッサを備える。図3のストリップ温度推定装置10を示すブロック内には、ストリップ温度推定装置10が実行する種々の処理のうちの一部がブロックで表されている。メモリは、各ブロックに対応するプログラムを予め記憶し、プロセッサがプログラムを読み出し、実行することで、各ブロックの処理が実現される。   The strip temperature estimation device 10 includes, for example, a memory including a ROM and a RAM, an input / output interface that inputs and outputs various types of information, and a processor that executes various types of arithmetic processing based on various types of information and programs stored in the memory. In the block showing the strip temperature estimation device 10 of FIG. 3, some of various processes executed by the strip temperature estimation device 10 are represented by blocks. The memory stores a program corresponding to each block in advance, and the processor reads and executes the program, thereby realizing processing of each block.

ストリップ温度推定装置10は、共振周波数測定手段11、ヤング率推定手段12、ストランド温度推定手段13の各処理を実行する。共振周波数測定手段11は、速度センサSSの出力信号に基づいて、ヘルパーロール駆動用のモータが発生するトルクのうちストリップ張力に寄与する部分の共振周波数を測定する処理である。ヤング率推定手段12は、共振周波数に基づいて、複数のヘルパーロールのロール間に架けられたストリップSTRPの一部であるストランドにおけるヤング率を推定する処理である。ストランド温度推定手段13は、ヤング率推定手段12に推定されたヤング率に基づいて、前記ストランドの平均温度を推定する処理である。   The strip temperature estimation device 10 executes each process of the resonance frequency measurement means 11, Young's modulus estimation means 12, and strand temperature estimation means 13. The resonance frequency measuring means 11 is a process of measuring the resonance frequency of the portion that contributes to the strip tension in the torque generated by the motor for driving the helper roll, based on the output signal of the speed sensor SS. The Young's modulus estimator 12 is a process for estimating the Young's modulus in the strand that is a part of the strip STRP that is spanned between the rolls of the plurality of helper rolls, based on the resonance frequency. The strand temperature estimating means 13 is a process for estimating the average temperature of the strand based on the Young's modulus estimated by the Young's modulus estimating means 12.

ストランドS−iにおいて、ストリップSTRPの進行方向には、ストリップSTRPの搬送に加えて、ストリップSTRPの弾性による伸縮振動が重畳された挙動が観測される。一方で、ストランドS−iの両端において、ヘルパーロールHR−iおよびヘルパーロールHR−(i+1)により速度を一定に保つには、該振動成分を相殺する必要がある。したがって、ヘルパーロールHR−iにて発生するモータトルクのストリップ張力付与成分TRQiには、ストランドS−iの伸縮振動を相殺するための振動が重畳される。このとき、ヘルパーロールのトルクに重畳される振動の共振周波数は、ストランドS−iにおけるストリップ伸縮振動の共振周波数に相当し、ストリップSTRPのヤング率および密度、ストランド長さに比例する形で、式(1)のように表現される。   In the strand S-i, in the traveling direction of the strip STRP, in addition to the transport of the strip STRP, a behavior in which stretching vibration due to elasticity of the strip STRP is superimposed is observed. On the other hand, in order to keep the speed constant at both ends of the strand Si by the helper roll HR-i and the helper roll HR- (i + 1), it is necessary to cancel the vibration component. Therefore, vibration for canceling the expansion and contraction vibration of the strand Si is superimposed on the strip tension applying component TRQi of the motor torque generated by the helper roll HR-i. At this time, the resonance frequency of the vibration superimposed on the torque of the helper roll corresponds to the resonance frequency of the strip stretching vibration in the strand Si, and is proportional to the Young's modulus and density of the strip STRP and the strand length. It is expressed as (1).

Figure 0006477400
ここで、
ωhr_res_n_i:ストランドS−iのn次の固有振動数
ωstrp_res_n_i:ヘルパーロールHR−i発生トルクの張力付与成分に現れるn次の固有振動数
:ストランドS−iにおけるヤング率
L:ストランド長
ρ:ストリップSTRPの密度
n:自然数
Figure 0006477400
here,
ω hr_res_n_i : n-th order natural frequency of the strand Si ω strp_res_n_i : n-th order natural frequency appearing in the tension imparting component of the helper roll HR-i generated torque E i : Young's modulus in the strand Si L: Strand length ρ: density of strip STRP n: natural number

固有振動数とは、物体が持っている一番振動しやすい振動数である。物体の固有振動数と同じ周波数を物体に与えると、振動が増幅され、強い振れが起きる。これを共振といい、その周波数を共振周波数という。ヘルパーロールの固有振動数は、加熱炉内または冷却炉内のストランドにおいて、温度上昇または下降とともに変化する。図4は、ストリップSTRPの温度上昇による共振周波数の変化について説明するための図である。加熱炉HF(図9)では、下流ほどストリップSTRPの温度は高くなる(Tstrp_1<Tstrp_2<Tstrp_3<Tstrp_4)。図4に示すように、周波数のピーク位置は、ストリップの温度が高い下流ほど低下する。共振周波数測定手段11は、速度センサの出力信号をフーリエ変換により周波数成分に分解し、ピーク位置が変化していく周波数を検索して、その周波数を共振周波数として取得する(図4)。 The natural frequency is the frequency that the object has the most vibration. When the same frequency as the natural frequency of the object is given to the object, the vibration is amplified and strong vibration occurs. This is called resonance, and the frequency is called resonance frequency. The natural frequency of the helper roll changes with increasing or decreasing temperature in the strand in the heating furnace or cooling furnace. FIG. 4 is a diagram for explaining a change in the resonance frequency due to the temperature rise of the strip STRP. In the heating furnace HF (FIG. 9), the temperature of the strip STRP becomes higher toward the downstream (T strp — 1 <T strp — 2 <T strp — 3 <T strp — 4 ). As shown in FIG. 4, the peak position of the frequency decreases as the strip temperature increases downstream. The resonance frequency measuring means 11 decomposes the output signal of the speed sensor into frequency components by Fourier transform, searches for the frequency at which the peak position changes, and acquires that frequency as the resonance frequency (FIG. 4).

加熱炉HFや冷却炉CFのように、ストリップ温度の上昇または下降を目的とする炉では、図9に示すように、ストリップ温度が炉内にて漸増もしくは漸減する。そこで、ヤング率推定手段12は、ヘルパーロールHR−1からHR−Nのそれぞれに対して、式(2)を用いて、該ストランドにおけるヤング率の平均値を算出する。なお、式(2)のωhr_res_n_iには、共振周波数測定手段11により測定された各次数の共振周波数が代入される。 In a furnace that aims to increase or decrease the strip temperature, such as the heating furnace HF or the cooling furnace CF, the strip temperature gradually increases or decreases in the furnace as shown in FIG. Therefore, the Young's modulus estimating means 12 calculates the average value of the Young's modulus in the strands using the formula (2) for each of the helper rolls HR-1 to HR-N. Note that the resonance frequencies of the respective orders measured by the resonance frequency measuring unit 11 are substituted into ω hr_res_n_i in the equation (2).

Figure 0006477400
ここで、
Y:測定する最大の固有振動数の次数
Figure 0006477400
here,
Y: Order of maximum natural frequency to be measured

ストランドS−iにおけるストリップ温度は、式(2)により算出したヤング率に加えて、オフラインにて測定したヤング率と温度の関係を用いることで推定可能となる。具体的には、まず、ストリップ温度推定装置10は、ストリップの鋼材毎に、ヤング率とストリップ温度との関係を定めたパラメータテーブルを予め記憶する。そして、ストランド温度推定手段13は、ヤング率推定手段12により推定されたヤング率に応じたストリップ温度をパラメータテーブルから取得することにより、ストランドの平均温度を推定する。図5は、パラメータテーブルの一例を示す図である。図5に示すように、温度が高いほどヤング率は低くなる傾向がある。   The strip temperature in the strand Si can be estimated by using the relationship between the Young's modulus measured offline and the temperature in addition to the Young's modulus calculated by the equation (2). Specifically, first, the strip temperature estimation device 10 stores in advance a parameter table that defines the relationship between the Young's modulus and the strip temperature for each steel material of the strip. And the strand temperature estimation means 13 estimates the average temperature of a strand by acquiring the strip temperature according to the Young's modulus estimated by the Young's modulus estimation means 12 from a parameter table. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a parameter table. As shown in FIG. 5, the Young's modulus tends to decrease as the temperature increases.

(フローチャート)
図6は、上述の動作を実現するために、実施の形態1に係るストリップ温度推定装置10が実行する制御ルーチンのフローチャートである。本制御ルーチンは、所定の間隔で繰り返し実行される。
(flowchart)
FIG. 6 is a flowchart of a control routine executed by the strip temperature estimation apparatus 10 according to the first embodiment in order to realize the above-described operation. This control routine is repeatedly executed at predetermined intervals.

ステップS100において、共振周波数測定手段11は、速度センサの出力信号をフーリエ変換により周波数成分に分解し、ピーク位置が変化していく周波数を検索して、その周波数を共振周波数として取得する。   In step S100, the resonance frequency measuring unit 11 decomposes the output signal of the speed sensor into frequency components by Fourier transform, searches for the frequency at which the peak position changes, and acquires the frequency as the resonance frequency.

ステップS102において、ヤング率推定手段12は、式(2)を用いて各ストランドにおけるヤング率の平均値を算出する。なお、式(2)のωhr_res_n_iには、ステップS100において求めた各次数の共振周波数が代入される。 In step S102, the Young's modulus estimator 12 calculates an average value of Young's modulus in each strand using the equation (2). In addition, the resonance frequency of each order calculated | required in step S100 is substituted for (omega) hr_res_n_i of Formula (2).

ステップS104において、ストランド温度推定手段13は、上述したパラメータテーブルから、各ストランドにおけるヤング率の平均値に応じたストリップ温度を取得することにより、各ストランドの平均温度を推定する。   In step S104, the strand temperature estimation means 13 estimates the average temperature of each strand by obtaining the strip temperature corresponding to the average value of the Young's modulus in each strand from the parameter table described above.

以上説明したように、図6に示すルーチンによれば、速度センサの出力信号(ヘルパーロールの状態量)に基づいて、ストランドのヤング率の平均値を算出することができる。そして、オフラインで収集されたヤング率と温度の関係(パラメータテーブル)から、各ストランドの平均温度を推定することができる。すなわち、本発明の実施の形態1のシステムによれば、焼鈍炉1内に温度センサや温度測定補助装置を設置することなく、ストリップ搬送用のヘルパーロールを制御するための制御用出力から、ストリップの内部温度を各ストランドにおける平均温度として推定することができる。   As described above, according to the routine shown in FIG. 6, the average value of the Young's modulus of the strands can be calculated based on the output signal of the speed sensor (the amount of helper roll state). The average temperature of each strand can be estimated from the relationship (parameter table) between the Young's modulus and the temperature collected offline. That is, according to the system of the first embodiment of the present invention, the strip output from the control output for controlling the helper roll for transporting the strip without installing the temperature sensor or the temperature measurement auxiliary device in the annealing furnace 1 is performed. Can be estimated as the average temperature in each strand.

実施の形態2
[実施の形態2のシステム構成]
次に、図7〜図8を参照して本発明の実施の形態2について説明する。本実施形態のシステムは図1、図2および図7に示す構成において、ストリップ温度推定装置10に後述する図8のルーチンを実施させることで実現することができる。
Embodiment 2
[System Configuration of Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The system of this embodiment can be realized by causing the strip temperature estimation device 10 to execute the routine of FIG. 8 described later in the configuration shown in FIGS. 1, 2, and 7.

[実施の形態2におけるストリップ温度推定装置]
上述した実施の形態1におけるストリップ温度推定装置10は、オフラインで収集されたヤング率と温度の関係(パラメータテーブル)を用いて、ヤング率から各ストランドの温度を推定する。これに対し、実施の形態2におけるストリップ温度推定装置10では、後述する式(11)を用いて、オンラインで各ストランドの温度を推定することとする。
[Strip Temperature Estimation Device in Embodiment 2]
The strip temperature estimation apparatus 10 according to the first embodiment described above estimates the temperature of each strand from the Young's modulus using the relationship (parameter table) between the Young's modulus and temperature collected offline. On the other hand, in the strip temperature estimation device 10 according to the second embodiment, the temperature of each strand is estimated online using the equation (11) described later.

図7は、本発明の実施の形態2に係るストリップ温度推定装置10の構成を説明するためのブロック図である。ストリップ温度推定装置10は、炉本体2内を搬送されるストリップSTRPの各ストランドの平均温度を算出する。図7において、固定パラメータおよびストランド温度推定手段23以外の構成については、図3に示す構成と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。ストリップ温度推定装置10は、ヘルパーロール駆動用の各モータの回転速度を検出する各速度センサSSから出力される信号および固定パラメータに基づいて、各ストランドの平均温度を算出する。   FIG. 7 is a block diagram for explaining the configuration of strip temperature estimation apparatus 10 according to Embodiment 2 of the present invention. The strip temperature estimation device 10 calculates the average temperature of each strand of the strip STRP conveyed in the furnace body 2. In FIG. 7, the configuration other than the fixed parameter and the strand temperature estimation means 23 is the same as the configuration shown in FIG. The strip temperature estimation device 10 calculates the average temperature of each strand based on a signal and a fixed parameter output from each speed sensor SS that detects the rotation speed of each motor for driving the helper roll.

ストランドS−iにおけるストリップSTRPは、応力により塑性変形をしないものとする。このとき、ストランドS−iの伸びlは、熱伸びと張力による伸びの和として、次式で表現される。 It is assumed that the strip STRP in the strand Si does not undergo plastic deformation due to stress. In this case, elongation l i strands S-i, as the sum of the elongation due to thermal expansion and tension is expressed by the following equation.

Figure 0006477400
ここで、
hel_i:ストランドS−iにおける熱伸び
lstf_i:ストランドS−iにおける張力による伸び
Figure 0006477400
here,
l hel — i: thermal elongation in the strand S i, lstf — i: elongation due to the tension in the strand S i

Figure 0006477400
ここで、
αhel:熱膨張率
L:ストランド長
strp_i:ストランドS−iにおけるストリップ温度
strp_i−1:ストランドS−(i−1)におけるストリップ温度
Figure 0006477400
here,
alpha hel: thermal expansion coefficient L: Strand length T strp_i: Strand S-i strip temperature at T strp_i-1: strip temperature in strand S- (i-1)

Figure 0006477400
ここで、
:ストランドS−iにおけるストリップ張力設定値
L:ストランド長
A:ストリップ断面積
:i番目のヘルパーロールにおけるロール周速
:ストランドS−iにおけるヤング率
Figure 0006477400
here,
F i : Strip tension set value in the strand Si L: Strand length A: Strip cross-sectional area v i : Roll peripheral speed in the i-th helper roll E i : Young's modulus in the strand Si

ストランドS−iにおけるストリップの伸びは、周速vhr_iおよびvhr_i+1を用いて次式のように表現される。周速vhr_iおよびvhr_i+1は、ストランド両端のヘルパーロールHR−iおよびHR−(i+1)におけるヘルパーロール駆動用のモータに設置した速度センサにより測定したモータ回転角速度ωhrから算出できる。 The extension of the strip in the strand S-i is expressed by the following equation using the peripheral speeds v hr — i and v hr — i + 1 . The circumferential speeds v hr — i and v hr — i + 1 can be calculated from the motor rotational angular velocity ω hr measured by the speed sensor installed in the helper roll driving motor in the helper rolls HR-i and HR- (i + 1) at both ends of the strand.

Figure 0006477400
ここで、
Δt:測定時間
hr_i:i番目のヘルパーロールの周速度
Figure 0006477400
here,
Δt: measurement time v hr — i: peripheral speed of the i-th helper roll

Figure 0006477400
ここで、
hr_i:i番目のヘルパーロールのロール半径
hr_i:i番目のヘルパーロールおよび駆動用モータ間のギア比
ωhr_i:i番目のヘルパーロール駆動用モータの回転角速度
Figure 0006477400
here,
r hr — i: roll radius of the i-th helper roll K hr — i: gear ratio between the i-th helper roll and the drive motor ω hr — i: rotational angular velocity of the i-th helper roll drive motor

式(3)について、i=0からi=iまでの総和は、式(4)、式(5)、式(6)から次式のように表現される。   With respect to Expression (3), the total sum from i = 0 to i = i is expressed as the following expression from Expression (4), Expression (5), and Expression (6).

Figure 0006477400
Figure 0006477400

Figure 0006477400
Figure 0006477400

Figure 0006477400
Figure 0006477400

式(3)の関係と、式(8)、式(9)、式(10)からi番目のストランドにおける平均温度は式(11)のように表現できる。   The relationship of Formula (3) and the average temperature in the i-th strand from Formula (8), Formula (9), and Formula (10) can be expressed as Formula (11).

Figure 0006477400
Figure 0006477400

式(11)に示す通り、i番目のストランドにおけるストリップ温度Tstrp_iは、既知である0番目のストリップ温度Tstrp_0と張力基準Fと、式(2)により算出したヤング率Eと、式(7)により算出されるヘルパーロール駆動モータの速度フィードバック量から求めたヘルパーロール周速度vおよびvに基づいて算出可能である。なお、Tstrp_1は、iに1を代入することで算出可能である。 As shown in the equation (11), the strip temperature Tstrp_i in the i-th strand is the known zeroth strip temperature Tstrp_0 , the tension reference F i , the Young's modulus E i calculated by the equation (2), and the equation (7) can be calculated on the basis of the helper roll peripheral velocity v 0 and v i obtained from the velocity feedback amount of helper roll drive motor which is calculated by. T strp_1 can be calculated by substituting 1 for i.

(フローチャート)
図8は、上述の動作を実現するために、実施の形態2に係るストリップ温度推定装置10が実行する制御ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、ステップS104の処理がステップS204に置き換えられている点を除き、図6に示すルーチンと同様である。以下、図8において、図6に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略する。本制御ルーチンは、所定の間隔で繰り返し実行される。
(flowchart)
FIG. 8 is a flowchart of a control routine executed by the strip temperature estimation apparatus 10 according to the second embodiment in order to realize the above-described operation. This routine is the same as the routine shown in FIG. 6 except that the process of step S104 is replaced with step S204. Hereinafter, in FIG. 8, the same steps as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. This control routine is repeatedly executed at predetermined intervals.

ステップS102の処理後、ステップS204において、ストランド温度推定手段23は、上述した式(11)を用いて、速度センサの出力信号と、炉本体の入側外部におけるストリップ温度(室温)と、張力設定値と、ステップS102において算出されたヤング率の平均値とに基づいて、ストランドの平均温度を算出する。   After the process of step S102, in step S204, the strand temperature estimation means 23 uses the above-described equation (11), the output signal of the speed sensor, the strip temperature (room temperature) outside the entrance side of the furnace body, and the tension setting. Based on the value and the average value of the Young's modulus calculated in step S102, the average temperature of the strand is calculated.

以上説明したように、図8に示すルーチンによれば、速度センサの出力信号(ヘルパーロールの状態量)に基づいて、ストランドのヤング率の平均値を算出することができる。そして、式(11)を用いて、オンラインで各ストランドの温度を算出することができる。すなわち、本発明の実施の形態1のシステムによれば、焼鈍炉1内に温度センサや温度測定補助装置を設置することなく、ストリップ搬送用のヘルパーロールを制御するための制御用出力から、ストリップの内部温度を各ストランドにおける平均温度として推定することができる。   As described above, according to the routine shown in FIG. 8, the average value of the Young's modulus of the strands can be calculated based on the output signal of the speed sensor (helper roll state quantity). Then, the temperature of each strand can be calculated online using Equation (11). That is, according to the system of the first embodiment of the present invention, the strip output from the control output for controlling the helper roll for transporting the strip without installing the temperature sensor or the temperature measurement auxiliary device in the annealing furnace 1 is performed. Can be estimated as the average temperature in each strand.

1 焼鈍炉
2 炉本体
3 張力計
10 ストリップ温度推定装置
11 共振周波数測定手段
12 ヤング率推定手段
13 ストランド温度推定手段
STRP ストリップ
S−i i番目のストランド
HR−i i番目のヘルパーロール
VD ストリップの進行方向
G−i i番目のヘルパーロールとヘルパーロール駆動用のモータ間のギア
M−i i番目のヘルパーロール駆動用のモータ
SS−i i番目のヘルパーロール駆動用のモータの速度センサ
VS−i i番目のヘルパーロール駆動用のモータの印加電圧センサ
CS−i i番目のヘルパーロール駆動用のモータの電流センサ
Sfbk−i i番目のヘルパーロール駆動用のモータの速度フィードバック信号
Vfbk−i i番目のヘルパーロール駆動用のモータの電圧フィードバック信号
Cfbk−i i番目のヘルパーロール駆動用のモータの電流フィードバック信号
DR−i i番目のヘルパーロールのモータ制御装置
Sref−i i番目のヘルパーロール駆動用のモータの速度基準信号
HF 加熱炉
SF 均熱炉
CF 冷却炉
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Annealing furnace 2 Furnace main body 3 Tension meter 10 Strip temperature estimation apparatus 11 Resonance frequency measurement means 12 Young's modulus estimation means 13 Strand temperature estimation means STRP Strip Si i-th strand HR-i i-th helper roll VD Progress of strip Direction G-i Gear between the i-th helper roll and the motor for driving the helper roll M-i Motor for driving the i-th helper roll SS-i Speed sensor VS-i i for the motor for driving the i-th helper roll Applied voltage sensor CS-i of the i th helper roll driving motor Current sensor Sfbk-i i th helper roll driving motor speed feedback signal Vfbk-i i th helper roll driving voltage sensor CS-i Voltage feedback signal Cfbk-i i for roll driving motor Current feedback signal DR-i of the motor for driving the helper roll of the eye i-th helper roll motor controller Sref-i Speed reference signal HF of the motor for driving the i-th helper roll HF Heating furnace SF Soaking furnace CF Cooling furnace

Claims (8)

複数のヘルパーロールに交互に架けられたストリップを搬送する焼鈍炉のストリップ温度推定装置であって、
前記焼鈍炉は、
前記複数のヘルパーロールを個別に駆動するモータと、
前記モータの回転速度に応じた信号を出力する速度センサと、を備え、
前記ストリップ温度推定装置は、
前記速度センサの出力信号をフーリエ変換により周波数成分に分解し、ピーク位置が変化していく周波数を検索して、各次数の周波数を前記モータが発生するトルクのうちストリップ張力に寄与する部分の共振周波数として測定する共振周波数測定手段と、
前記各次数の共振周波数に基づいて、前記複数のヘルパーロールのロール間に架けられた前記ストリップの一部であるストランドにおけるヤング率を推定するヤング率推定手段と、
前記ヤング率推定手段に推定されたヤング率に基づいて、前記ストランドの平均温度を推定するストランド温度推定手段と、
を備えることを特徴とする焼鈍炉のストリップ温度推定装置。
A strip temperature estimation device for an annealing furnace that conveys strips alternately placed on a plurality of helper rolls,
The annealing furnace is
A motor for individually driving the plurality of helper rolls;
A speed sensor that outputs a signal corresponding to the rotational speed of the motor,
The strip temperature estimation device includes:
The output signal of the speed sensor is decomposed into frequency components by Fourier transform, the frequency at which the peak position changes is searched, and the resonance of the portion of each torque that contributes to the strip tension among the torque generated by the motor. Resonance frequency measuring means for measuring as a frequency;
A Young's modulus estimator for estimating a Young's modulus in a strand that is part of the strip that is spanned between rolls of the plurality of helper rolls, based on the resonance frequency of each order ;
Based on the Young's modulus estimated by the Young's modulus estimating means, a strand temperature estimating means for estimating an average temperature of the strands;
An apparatus for estimating the strip temperature of an annealing furnace.
前記ヤング率推定手段は、前記複数のヘルパーロールのうち第i番目ヘルパーロールと第i+1番目ヘルパーロールとの間に架けられた前記ストリップの一部を第i番目ストランドとする場合に、以下の関係式を用いて第i番目ストランドにおけるヤング率Eを推定すること、を特徴とする請求項1に記載の焼鈍炉のストリップ温度推定装置。
Figure 0006477400
ここで、
ωhr_res_n_iは、第i番目へルパーロールにて発生するトルクのストリップ張力付与成分に現れるn次の共振周波数、
Lは、ストランド長、
ρは、ストリップの密度、
Yは、測定する最大の共振周波数の次数、
nは、自然数である。
The Young's modulus estimation means has the following relationship when a part of the strip spanned between the i-th helper roll and the (i + 1) -th helper roll among the plurality of helper rolls is the i-th strand. The apparatus for estimating a strip temperature of an annealing furnace according to claim 1, wherein the Young's modulus E i in the i-th strand is estimated using an equation.
Figure 0006477400
here,
ω hr_res_n_i is the n-th resonance frequency that appears in the strip tension applying component of the torque generated in the i-th helper roll,
L is the strand length,
ρ is the density of the strip,
Y is the order of the maximum resonance frequency to be measured,
n is a natural number.
ストリップの鋼材毎に、ヤング率とストリップ温度との関係を定めたパラメータテーブルを予め記憶し、
前記ストランド温度推定手段は、前記ヤング率推定手段により推定されたヤング率に応じたストリップ温度を前記パラメータテーブルから取得することにより、前記ストランドの平均温度を推定すること、
を特徴とする請求項1又は2に記載の焼鈍炉のストリップ温度推定装置。
For each steel strip material, a parameter table that defines the relationship between Young's modulus and strip temperature is stored in advance.
The strand temperature estimation means estimates the average temperature of the strands by obtaining a strip temperature corresponding to the Young's modulus estimated by the Young's modulus estimation means from the parameter table.
The strip temperature estimation apparatus for an annealing furnace according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記焼鈍炉は、
前記ストリップの張力に応じた信号を出力する張力計と、
前記複数のヘルパーロールの最上流であって炉本体の入側外部に設けられた炉外ロールと、
前記張力計の出力信号に基づいて、前記ストランドの張力が予め定めた張力設定値に一致するように、前記炉外ロールを制御する制御装置と、を備え、
前記ストランド温度推定手段は、前記速度センサの出力信号と、前記炉本体の入側外部におけるストリップ温度と、前記張力設定値と、前記ヤング率推定手段により推定されたヤング率とに基づいて、前記ストランドの平均温度を推定すること、
を特徴とする請求項1又は2に記載の焼鈍炉のストリップ温度推定装置。
The annealing furnace is
A tensiometer that outputs a signal corresponding to the tension of the strip;
An outer roll provided at the outermost entrance side of the furnace body, which is the uppermost stream of the plurality of helper rolls;
A controller for controlling the outer roll so that the tension of the strand matches a predetermined tension setting value based on the output signal of the tensiometer,
The strand temperature estimation means is based on the output signal of the speed sensor, the strip temperature outside the entrance side of the furnace body, the tension setting value, and the Young's modulus estimated by the Young's modulus estimation means. Estimating the average temperature of the strands,
The strip temperature estimation apparatus for an annealing furnace according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記ストランド温度推定手段は、
前記複数のヘルパーロールのうち第i番目ヘルパーロールと第i+1番目ヘルパーロールとの間に架けられた前記ストリップの一部を第i番目ストランドとし、
前記炉外ロールを第0番目ヘルパーロールとし、
第0番目ヘルパーロールと第1番目ヘルパーロールとの間に架けられた前記ストリップの一部を第0番目ストランドとする場合に、
以下の関係式を用いて第i番目ストランドのストリップ温度Tstrp_iを推定すること、を特徴とする請求項4に記載の焼鈍炉のストリップ温度推定装置。
Figure 0006477400
ここで、
strp_1は、第1番目ストランドのストリップ温度、
strp_0は、第0番目ストランドのストリップ温度(室温)、
は、第0番目ストランドのストランド長、
Lは、第1番目ストランド以降の各ストランドの各ストランド長、
αhelは、熱膨張率、
Δtは、測定時間、
Aは、ストリップ断面積、
は、第i番目ストランドにおけるストリップ張力設定値、
は、第i番目ヘルパーロールにおけるロール周速、
は、第i番目ストランドにおけるヤング率である。
The strand temperature estimation means includes
Among the plurality of helper rolls, a part of the strip spanned between the i-th helper roll and the (i + 1) -th helper roll is an i-th strand,
The outside roll is the 0th helper roll,
When a part of the strip spanned between the 0th helper roll and the 1st helper roll is the 0th strand,
The strip temperature estimation device for an annealing furnace according to claim 4, wherein the strip temperature Tstrp_i of the i-th strand is estimated using the following relational expression.
Figure 0006477400
here,
T strp_1 is the strip temperature of the first strand,
T strp — 0 is the strip temperature (room temperature) of the 0th strand,
L 0 is the strand length of the 0th strand,
L is the length of each strand after the first strand,
α hel is the coefficient of thermal expansion,
Δt is the measurement time,
A is the strip cross-sectional area,
F i is the strip tension set value at the i-th strand,
v i is the roll peripheral speed in the i-th helper roll,
E i is the Young's modulus in the i-th strand.
複数のヘルパーロールに交互に架けられたストリップを搬送する焼鈍炉のストリップ温度推定方法であって、
前記焼鈍炉は、
前記複数のヘルパーロールを個別に駆動するモータと、
前記モータの回転速度に応じた信号を出力する速度センサと、を備え、
前記ストリップ温度推定方法は、
前記速度センサの出力信号をフーリエ変換により周波数成分に分解し、ピーク位置が変化していく周波数を検索して、各次数の周波数を前記モータが発生するトルクのうちストリップ張力に寄与する部分の共振周波数として測定する共振周波数測定工程と、
前記各次数の共振周波数に基づいて、前記複数のヘルパーロールのロール間に架けられた前記ストリップの一部であるストランドにおけるヤング率を推定するヤング率推定工程と、
前記ヤング率推定工程に推定されたヤング率に基づいて、前記ストランドの温度を推定するストランド温度推定工程と、
を備えることを特徴とする焼鈍炉のストリップ温度推定方法。

A strip temperature estimation method for an annealing furnace that conveys strips alternately placed on a plurality of helper rolls,
The annealing furnace is
A motor for individually driving the plurality of helper rolls;
A speed sensor that outputs a signal corresponding to the rotational speed of the motor,
The strip temperature estimation method includes:
The output signal of the speed sensor is decomposed into frequency components by Fourier transform, the frequency at which the peak position changes is searched, and the resonance of the portion of each torque that contributes to the strip tension among the torque generated by the motor. A resonance frequency measurement process for measuring as a frequency;
A Young's modulus estimation step of estimating a Young's modulus in a strand that is a part of the strip that is spanned between rolls of the plurality of helper rolls based on the resonance frequency of each order ;
Based on the Young's modulus estimated in the Young's modulus estimation step, a strand temperature estimation step for estimating the temperature of the strand;
A strip temperature estimation method for an annealing furnace, comprising:

ストリップの鋼材毎に、ヤング率とストリップ温度との関係を定めたパラメータテーブルを予め記憶する工程を備え、
前記ストランド温度推定工程は、前記ヤング率推定工程により推定されたヤング率に応じたストリップ温度を前記パラメータテーブルから取得することにより、前記ストランドの平均温度を推定すること、
を特徴とする請求項6に記載の焼鈍炉のストリップ温度推定方法。
For each steel member of the strip, a step of storing in advance a parameter table that defines the relationship between the Young's modulus and the strip temperature,
The strand temperature estimation step estimates the average temperature of the strand by obtaining the strip temperature corresponding to the Young's modulus estimated by the Young's modulus estimation step from the parameter table,
The strip temperature estimation method for an annealing furnace according to claim 6.
前記焼鈍炉は、
前記ストリップの張力に応じた信号を出力する張力計と、
前記複数のヘルパーロールの最上流であって炉本体の入側外部に設けられた炉外ロールと、
前記張力計の出力信号に基づいて、前記ストランドの張力が予め定めた張力設定値に一致するように、前記炉外ロールを制御する制御装置と、を備え、
前記ストランド温度推定工程は、前記速度センサの出力信号と、前記炉本体の入側外部におけるストリップ温度と、前記張力設定値と、前記ヤング率推定工程により推定されたヤング率とに基づいて、前記ストランドの平均温度を推定すること、
を特徴とする請求項6に記載の焼鈍炉のストリップ温度推定方法。
The annealing furnace is
A tensiometer that outputs a signal corresponding to the tension of the strip;
An outer roll provided at the outermost entrance side of the furnace body, which is the uppermost stream of the plurality of helper rolls;
A controller for controlling the outer roll so that the tension of the strand matches a predetermined tension setting value based on the output signal of the tensiometer,
The strand temperature estimation step is based on the output signal of the speed sensor, the strip temperature outside the entrance side of the furnace body, the tension setting value, and the Young's modulus estimated by the Young's modulus estimation step. Estimating the average temperature of the strands,
The strip temperature estimation method for an annealing furnace according to claim 6.
JP2015196075A 2015-10-01 2015-10-01 Strip temperature estimation apparatus and strip temperature estimation method for annealing furnace Active JP6477400B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015196075A JP6477400B2 (en) 2015-10-01 2015-10-01 Strip temperature estimation apparatus and strip temperature estimation method for annealing furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015196075A JP6477400B2 (en) 2015-10-01 2015-10-01 Strip temperature estimation apparatus and strip temperature estimation method for annealing furnace

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017066496A JP2017066496A (en) 2017-04-06
JP6477400B2 true JP6477400B2 (en) 2019-03-06

Family

ID=58491880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015196075A Active JP6477400B2 (en) 2015-10-01 2015-10-01 Strip temperature estimation apparatus and strip temperature estimation method for annealing furnace

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6477400B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108949509A (en) * 2018-09-29 2018-12-07 深圳市艺盛科五金电子有限公司 A kind of accurate temperature regulating device and method for probe anneals processing

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52107886A (en) * 1976-03-05 1977-09-09 Hitachi Ltd Tension detector for steel strip
JPS6118834A (en) * 1984-07-05 1986-01-27 Kobe Steel Ltd Method for measuring temperature of steel material by hitting sound
JPS6129728A (en) * 1984-07-20 1986-02-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Tension measuring method
JPS61192657A (en) * 1985-02-21 1986-08-27 Nippon Steel Corp Strip monitoring device
JP3403863B2 (en) * 1995-06-01 2003-05-06 三菱電機株式会社 Process line tension controller
JPH0978141A (en) * 1995-09-07 1997-03-25 Nippon Steel Corp Method and apparatus for controlling tension of metal strip

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017066496A (en) 2017-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104271277B (en) temperature control device
CN102215992B (en) Controller for controlling hot rolling mill
JP2012040593A (en) Device for controlling finishing temperature in hot rolling
US10500619B2 (en) Rolling system
JP5293022B2 (en) Temperature control method in continuous annealing furnace and continuous annealing furnace
JP6477400B2 (en) Strip temperature estimation apparatus and strip temperature estimation method for annealing furnace
JP5444706B2 (en) Metal strip control method and hot dipped metal strip manufacturing method
JP6102650B2 (en) Plate temperature control method and plate temperature control device in continuous line
JP5493993B2 (en) Thick steel plate cooling control device, cooling control method, and manufacturing method
JP6666740B2 (en) Grain boundary oxidation detector and grain boundary oxidation detection method
JP5971293B2 (en) Control device and control method for temper rolling mill
JP6036857B2 (en) Rolling mill control method, rolling mill control device, and rolled material manufacturing method
JP2001158920A (en) Width fluctuation prevention method in continuous annealing furnace
JP6627609B2 (en) Cooling control method and cooling device
JP6222031B2 (en) Rolling mill control method and control apparatus
KR101876268B1 (en) Calibration apparatus of steel plate
JP2001181744A (en) Width fluctuation prevention method in continuous annealing equipment
JP5756211B2 (en) Total tension measuring device for strips
JP2523991B2 (en) Control method for induction heating device
JP6221971B2 (en) Looper device
JP5824826B2 (en) Temperature distribution estimation device in plating bath, temperature distribution estimation method, and operation method of continuous molten metal plating process
JP2002105541A (en) Method for preventing fluctuation in plate width in continuous heat treatment fascility
JP2014079778A (en) Manufacturing method and manufacturing apparatus of hot rolled steel sheet
JP6237492B2 (en) Heating furnace heating control device, combustion control method, rolled material manufacturing method
KR100930679B1 (en) Method of controlling plate thickness in a rolling mill

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171024

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180925

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180926

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181115

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190121

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6477400

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250