通電加熱方法及び通電加熱装置
【課題】 被加熱材に通電して当該被加熱材を加熱するに際し、当該被加熱材が過加熱となることを従来よりも確実に防止する。
【解決手段】 鋼板１の過加熱懸念部が過加熱になるときに当該過加熱懸念部に流れる電流である過加熱制限電流ＩMAXを算出し、当該過加熱懸念部が過加熱になると判定すると、過加熱懸念部が通電ロール１４を通過してから溶融金属浴１７に浸入するまでの間、鋼板１に過加熱制限電流ＩMAXが流れるようにする。したがって、鋼板１の過加熱懸念部が過加熱になると判断したときには、過加熱懸念部が過加熱になる温度を上限値として出来るだけ高い温度で鋼板１を加熱することができ、鋼板１の温度が高すぎて鋼板１が破断したり、鋼板１の温度が低すぎて鋼板１に対して施しためっきが剥離したりすることを、従来よりも確実に防止することができる。
【解決手段】 鋼板１の過加熱懸念部が過加熱になるときに当該過加熱懸念部に流れる電流である過加熱制限電流ＩMAXを算出し、当該過加熱懸念部が過加熱になると判定すると、過加熱懸念部が通電ロール１４を通過してから溶融金属浴１７に浸入するまでの間、鋼板１に過加熱制限電流ＩMAXが流れるようにする。したがって、鋼板１の過加熱懸念部が過加熱になると判断したときには、過加熱懸念部が過加熱になる温度を上限値として出来るだけ高い温度で鋼板１を加熱することができ、鋼板１の温度が高すぎて鋼板１が破断したり、鋼板１の温度が低すぎて鋼板１に対して施しためっきが剥離したりすることを、従来よりも確実に防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電加熱方法及び通電加熱装置に関し、特に、導電性の被加熱材に電流を流して、当該被加熱材を加熱するために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、先行する鋼板の尾端と、それに続く後行する鋼板の先端とを溶接して、断面積が異なる鋼鈑を連続して通電加熱することが行われている。このように断面積が異なる鋼板を連続して通電加熱する場合には、それらの鋼板に流す電流を適切に調節しないと、鋼板の過加熱や加熱不足をきたす。このように鋼板が過加熱になると、先行する鋼板の尾端と後行する鋼板の先端との溶接部が溶断すること等により、鋼板が破断してしまう虞がある。一方、鋼板の加熱が不足すると、鋼板に施しためっきが剥離してしまう虞がある。
【０００３】
そこで、特許文献１では、先行する鋼板に通電する電流の設定値を、後行する鋼板に通電する電流の設定値に切り替えるタイミングを調整するようにしている。具体的に説明すると、まず、相手材に対して設定された電流が自材に流れた場合の自材の電流密度を、先行する鋼板と後行する鋼板との夫々について計算し、それらの比率で加熱長を案分することにより、どの位置で電流の設定値を切り替えればよいのかを算出するようにしている。このように、特許文献１に記載の技術では、電流の設定値の切り替えを調節することによって、先行する鋼板に流れる電流と、後行する鋼板に流れる電流とを調節するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４２４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した特許文献１に記載の技術では、先行する鋼板と後行する鋼板とが接触している部分や、鋼板の断面積が変化している部分を考慮していない。このため、先行する鋼板と後行する鋼板との溶接部や、ノッチング等によって他の箇所よりも断面積が小さくなっている部分といった過加熱が懸念される部分が過加熱になってしまう虞があった。
このように従来の技術では、鋼板等の導電性の被加熱材に通電して当該被加熱材を加熱すると、当該被加熱材が過加熱となる虞があるという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、被加熱材に通電して当該被加熱材を加熱するに際し、当該被加熱材が過加熱となることを従来よりも確実に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の通電加熱方法は、導電性の被加熱材を目標温度にするために当該被加熱材に流す電流として設定される所要電流を計算する所要電流算出ステップと、前記被加熱材のうち過加熱になることが懸念される過加熱懸念部を特定する過加熱懸念部特定ステップと、前記過加熱懸念部が過加熱となる電流密度と、前記過加熱懸念部の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出する過加熱制限電流算出ステップと、前記過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する過加熱判定ステップと、前記被加熱材に流す電流を調整する電流調整ステップとを有し、前記過加熱判定ステップは、前記過加熱制限電流算出ステップにより算出された過加熱制限電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度よりも、前記所要電流算出ステップにより算出された所要電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度の方が大きくなる場合に、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定し、前記電流調整ステップは、前記過加熱判定ステップにより、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定されると、前記被加熱材に流す電流を前記所要電流よりも低減させることを特徴とする。
また、本発明のその他の通電加熱方法は、互いに連結された、先行する導電性の被加熱材と後行する導電性の被加熱材に電流を流して、前記被加熱材を加熱する通電加熱方法であって、前記先行する被加熱材を目標温度にするために前記被加熱材に流す電流として設定される第１の所要電流と、前記後行する被加熱材を目標温度にするために前記被加熱材に流す電流として設定される第２の所要電流とを計算する所要電流算出ステップと、前記被加熱材に流す電流の設定を前記第１の所要電流から前記第２の所要電流に切り替える位置である電流設定切替位置を算出する電流設定切替位置算出ステップと、前記先行する被加熱材及び前記後行する被加熱材のうち、過加熱になることが懸念される過加熱懸念部を特定する過加熱懸念部特定ステップと、前記過加熱懸念部が過加熱となる電流密度と、前記過加熱懸念部の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出する過加熱制限電流算出ステップと、前記過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する過加熱判定ステップと、前記被加熱材に流す電流を調整する電流調整ステップとを有し、前記過加熱判定ステップは、前記先行する被加熱材と前記後行する被加熱材との連結部が加熱されている間、前記過加熱制限電流算出ステップにより算出された過加熱制限電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度よりも、当該連結部が、前記電流設定切替位置を通過するまでは前記第１の所要電流が前記被加熱材に流れ、当該連結部が、前記電流設定切替位置を通過してからは前記第２の所要電流が当該被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度の方が大きくなる場合に、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定し、前記電流調整ステップは、前記過加熱判定ステップにより、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定されると、前記被加熱材に流す電流を前記所要電流よりも低減させることを特徴とする。
【０００８】
本発明の通電加熱装置は、導電性の被加熱材を目標温度にするために当該被加熱材に流す電流として設定される所要電流を計算する所要電流算出手段と、前記被加熱材のうち過加熱になることが懸念される過加熱懸念部を特定する過加熱懸念部特定手段と、前記過加熱懸念部が過加熱となる電流密度と、前記過加熱懸念部の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出する過加熱制限電流算出手段と、前記過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する過加熱判定手段と、前記被加熱材に流す電流を調整する指示を、前記被加熱材に流す電流を制御する電流制御装置に対して行う電流調整指示手段とを有し、前記過加熱判定手段は、前記過加熱制限電流算出手段により算出された過加熱制限電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度よりも、前記所要電流算出手段により算出された所要電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度の方が大きくなる場合に、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定し、前記電流調整指示手段は、前記過加熱判定手段により、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定されると、前記被加熱材に流す電流を前記所要電流よりも低減させることを、前記電流制御装置に対して指示することを特徴とする。
また、本発明のその他の通電加熱装置は、互いに連結された、先行する導電性の被加熱材と後行する導電性の被加熱材に流す電流を制御する電流制御装置に指示する通電加熱装置であって、前記先行する被加熱材を目標温度にするために前記被加熱材に流す電流として設定される第１の所要電流と、前記後行する被加熱材を目標温度にするために前記被加熱材に流す電流として設定される第２の所要電流とを計算する所要電流算出手段と、前記被加熱材に流す電流の設定を前記第１の所要電流から前記第２の所要電流に切り替える位置である電流設定切替位置を算出する電流設定切替位置算出手段と、前記先行する被加熱材及び前記後行する被加熱材のうち、過加熱になることが懸念される過加熱懸念部を特定する過加熱懸念部特定手段と、前記過加熱懸念部が過加熱となる電流密度と、前記過加熱懸念部の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出する過加熱制限電流算出手段と、前記過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する過加熱判定手段と、前記被加熱材に流す電流を調整する指示を、前記被加熱材に流す電流を制御する電流制御装置に対して行う電流調整指示手段とを有し、前記過加熱判定手段は、前記先行する被加熱材と前記後行する被加熱材との連結部が加熱されている間、前記過加熱制限電流算出手段により算出された過加熱制限電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度よりも、当該連結部が、前記電流設定切替位置を通過するまでは前記第１の所要電流が前記被加熱材に流れ、当該連結部が、前記電流設定切替位置を通過してからは前記第２の所要電流が当該被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度の方が大きくなる場合に前記過加熱懸念部が過加熱になると判定し、前記電流調整指示手段は、前記過加熱判定手段により、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定されると、前記被加熱材に流す電流を前記所要電流よりも低減させることを、前記電流制御装置に対して指示することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、導電性の被加熱材の過加熱懸念部を特定し、特定した過加熱懸念部が過加熱になる場合には、当該被加熱材に流す電流を低減させる。したがって、前記過加熱懸念部の温度を考慮して前記被加熱材に流す電流を調整することができる。よって、被加熱材に通電して当該被加熱材を加熱するに際し、当該被加熱材が過加熱となることを従来よりも確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。尚、本実施形態では、比抵抗や断面積が異なる鋼板を連続して溶融めっきするために当該鋼板に対して予熱する際の当該鋼板への通電量を調整する場合を例に挙げて説明する。
図１は、ＵＲＴＨ（Ultra Rapid Transformed type Heater）設備の構成の一例を示す図である。
図１において、ＵＲＴＨ設備１０は、通電加熱装置１１と、電流制御装置１２と、加熱トランス１３と、通電ロール１４と、ターンダウンロール１５と、シンクロール１６と、溶融金属浴１７が入っているポット１８と、導電部材１９とを有する。
【００１１】
通電加熱装置１１は、鋼板１に流す電流を電流制御装置１２に指示するためのものであり、例えば、電流制御装置１２等の外部装置とのインタフェースを備えたパーソナルコンピュータを用いることにより実現される。
電流制御装置１２は、通電加熱装置１１からの指示に基づいて、加熱トランス１３（１次巻線）に交流電力を供給するためのものであり、例えば、インバータやコンバータを用いることにより実現される。
【００１２】
加熱トランス１３は、いわゆるリングトランスであり、鉄心と、当該鉄心に巻き回された１次巻線とを有している。本実施形態では、１次巻線に複数のタップが設けられている。電流制御装置１２からの交流電力の出力先を、前記複数のタップの何れかに切り替えることにより、加熱トランス１３の１次巻線の巻数を異ならせることができる。
通電ロール１４は、ラインの上流側から搬送された鋼板１に通電するためのロールであり、加熱トランス１３の２次側の電極の１つになる。通電ロール１４を通った鋼板１は、ラインの下流側へ水平方向に搬送される。このようにしてラインの下流側へ水平方向に搬送される鋼板１は、加熱トランス１３が備える鉄心の中空部内を通るようにしている。尚、通電ロール１４は導電性の材料で形成されているものである。
【００１３】
ターンダウンロール１５は、通電ロール１４から水平方向に搬送された鋼板１の搬送方向をポット１８の方向（斜め下方）に変更するロールである。
シンクロール１６は、溶融金属浴１７に浸され、めっきが施された鋼板１の搬送方向を上方に変更するためのロールである。ここで、溶融金属浴１７は、例えば、溶融亜鉛浴や溶融亜鉛系合金浴であり、加熱トランス１３の２次側の電極の１つになる。
導電部材１９は、その一端が通電ロール１４に接続され、その他端が溶融金属浴１７に浸されている。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態では、通電ロール１４と、通電ロール１４及び溶融金属浴１７の間にある鋼板１と、溶融金属浴１７と、導電部材１９とにより、加熱トランス１３の２次回路（２次巻線）が形成されるようにしている。この加熱トランス１３の２次巻線の巻数は１ターンである。一方、本実施形態では、加熱トランス１３が有する１次巻線のタップを切り替えることにより、１次巻線の巻数が５０ターンから１００ターンまでの何れかの巻数になるようにしている。このように、１次巻線の巻数を２次巻線の巻数よりも格段に多くすることにより、加熱トランス１３が有する１次巻線に供給する交流電力が小さくても、２次巻線（通電ロール１４と溶融金属浴１７との間にある鋼板１）に大きな電流を流すようにすることができる。
【００１５】
以上のように本実施形態では、加熱トランス１３によって、通電ロール１４から溶融金属浴１７の間にある鋼板１に電流を流すことにより、鋼板１を加熱するようにしている。また、本実施形態では、先行する鋼板の尾端と後行する鋼板の先端とを溶接により連結して、当該先行する鋼板と後行する鋼板とを連続して搬送するようにしている。これにより、比抵抗や断面積等が異なる複数の鋼板を連続して搬送・加熱することができる。
尚、以下の説明では、通電ロール１４と溶融金属浴１７との間に、比抵抗や断面積等が異なる鋼板が最大で２つ存在する場合（すなわち、先行する鋼板と後行する鋼板との溶接部が最大で１つ存在する場合）を例に挙げて説明する。また、以下の説明では、先行する鋼板を必要に応じて先行材と称し、後行する鋼板を必要に応じて後行材と称する。
【００１６】
図２は、通電加熱装置１１の機能的な構成の一例を示す図である。図２に示す各機能ブロックは、例えば、通電加熱装置１１が備えるＣＰＵが、ＲＯＭやＨＤＤ等に記憶されたプログラムを、ＲＡＭを用いて実行したり、ＲＯＭやＨＤＤが、データを記憶したり、インタフェースが、外部装置と通信したりすること等により実現することができる。
【００１７】
図２において、通電加熱装置１１は、操業情報取得部２１と、所要電流算出部２２と、材料特性テーブル記憶部２３と、電流設定変更位置算出部２４と、過加熱制限電流算出部２５と、過加熱判定部２６と、電流調整部２７とを有している。
【００１８】
（操業情報取得部２１）
操業情報取得部２１は、通電加熱装置１１等のコンピュータを統括して管理する上位コンピュータや、通電加熱装置１１が備えるユーザインタフェース等から、鋼板１の操業に関する種々の操業情報を取得するものである。具体的に説明すると、操業情報取得部２１は、マップや、ラインの速度や、通電ロール１４よりも手前（通電ロール１４よりもラインの上流側）の所定位置にある鋼板１の温度や、鋼鈑１の搬送状況等を、上位コンピュータ等から取得する。ここで、マップとは、鋼板１の加熱計画を示す情報であり、例えば、どのような鋼板１をどのような順番でどの程度加熱するのかを示す情報である。例えば、加熱対象の鋼板１の種類（鋼種）・厚み・幅・長さ・断面積・ノッチャー位置（ノッチャーによりノッチングされている位置）・ノッチャー量（ノッチャーによりノッチングされている量）・目標温度等の情報が、マップに含まれる。
【００１９】
（所要電流算出部２２、材料特性テーブル記憶部２３）
所要電流算出部２２は、操業情報取得部２１により取得された操業情報（マップ）に基づいて、加熱対象となる鋼板１（鋼種）を特定する。このとき、加熱対象の鋼板１として先行材と後行材とが存在する場合には、先行材及び後行材の鋼板１（鋼種）を夫々特定する。また、所要電流算出部２２は、操業情報取得部２１により取得された操業情報（マップ）に基づいて、加熱対象となる鋼板１の目標温度を特定する。
【００２０】
そして、所要電流算出部２２は、特定した鋼板１を、特定した目標温度にするために、当該特定した鋼板１に流す所要電流を計算する。以下に、この所要電流の計算方法の一例を説明する。
まず、所要電流算出部２２は、特定した鋼板１及び目標温度に対応する材料特性係数Ｋを、材料特性テーブル記憶部２３に記憶されている材料特性テーブルから読み出す。
図３は、材料特性テーブルの一例を概念的に示す図である。
図３に示すように、本実施形態では、材料特性テーブル記憶部２３は、材料特性テーブルを鋼種毎に記憶している。尚、図３では、２つの鋼種Ａ、Ｂのみを示しているが、実際には、材料特性テーブル記憶部２３は、多数の鋼種についての材料特定テーブルを記憶している。
【００２１】
図３において、昇温量は、加熱トランス１３による加熱による鋼板１の温度上昇の量を示す。所要電流算出部２２は、特定した鋼板１に基づいて、材料特性テーブル記憶部２３に記憶されている複数の材料特性テーブルの中から、特定した鋼板１に対応する材料特性テーブルを選択する。そして、所要電流算出部２２は、特定した目標温度から、操業情報取得部２１により取得された操業情報（通電ロール１４よりも手前の所定位置にある鋼板１の温度）を減算して昇温量ΔＴを求め、求めた昇温量ΔＴに対応付けられている材料特性係数Ｋを、選択した材料特性テーブルから読み出す。
ここで、材料特性係数Ｋは、以下の（１）式で表されるものであり、予めオフラインで求められるものである。
【００２２】
【数１】
【００２３】
（１）式において、ΔＴ［℃］は、前記昇温量であり、ρ［μΩ・ｃｍ］は、対象となる鋼種の固有抵抗（比抵抗）であり、Ｃ［kcal／ｋｇ・℃］は、対象となる鋼種の比熱であり、Ｌ［ｍ］は、加熱長である。ここで、加熱長Ｌは、通電ロール１４と鋼板１とが接触している領域の中心位置αから、鋼板１の溶融金属浴１７の浸入位置βまでのライン（鋼板１）の長さである（図１を参照）。
【００２４】
ここでは、先行材が鋼種Ａであり、後行材が鋼種Ｂであり、昇温量ΔＴがΔＴ４である（先行材及び後行材の目標温度が同じである）とする。そうすると、所要電流算出部２２は、先行材の材料特性係数ＫとしてＫAΔ4を、後行材の材料特性係数ＫとしてＫBΔ4を、夫々材料特性テーブルから読み出すことになる。
次に、所要電流算出部２２は、先行材（後行材）を目標温度にするために鋼板１に流す所要電流の、先行材（後行材）における電流密度Ｊ1（Ｊ2）［Ａ／ｍｍ2］を、以下の（２）式（（３）式）に従って算出する。
【００２５】
【数２】
【００２６】
（２）式、（３）式に示すように、材料特性係数Ｋは、ある材料の電流密度Ｊと、ラインの速度Ｖ［ｍｐｍ］とを関連付ける係数である。
次に、所要電流算出部２２は、先行材（後行材）を目標温度にするために鋼板１に流す所要電流Ｉ1（Ｉ2）を、以下の（４）式（（５）式）に従って算出する。
Ｉ1＝Ｊ1×Ｓ1 ・・・（４）
Ｉ2＝Ｊ2×Ｓ2 ・・・（５）
（４）式（（５）式）において、Ｊ1（Ｊ2）は、（２）式（（３）式）に従って算出した電流密度Ｊ1（Ｊ2）であり、Ｓ1（Ｓ2）は、先行材の断面積Ｓ1（後行材の断面積Ｓ2）である。尚、先行材の断面積Ｓ1、後行材の断面積Ｓ2の情報は、操業情報取得部２１により取得された操業情報（マップ）に含まれている。
【００２７】
尚、昇温量ΔＴが材料特性テーブルに登録されていない場合、所要電流算出部２２は、その未登録の昇温量ΔＴに対応する材料特性係数Ｋを、例えば次のようにして求めることができる。すなわち、所要電流算出部２２は、未登録の昇温量ΔＴよりも大きな直近の昇温量と、未登録の昇温量ΔＴよりも小さな直近の昇温量と、それら２つの昇温量に対応付けられている材料特性係数Ｋとを用いて線形補間を行う。そして、所要電流算出部２２は、線形補間を行った結果から、未登録の昇温量ΔＴに対応する材料特性係数Ｋを求める。尚、補間する方法は、このような方法に限定されるものではない。
また、ここでは、材料特性テーブルを用いて材料特性係数Ｋを求めるようにしたが、例えば（１）式を使って材料特性係数Ｋを直接計算して求めてもよい。
【００２８】
以上のように加熱対象の鋼板１として先行材と後行材とがある（溶接部がある）場合には、先行材及び後行材の夫々に対する２つの所要電流Ｉ1、Ｉ2を求めることになる（ただし、所要電流Ｉ1、Ｉ2が同じになることもある）。一方、加熱対象の鋼板１が１つだけである（溶接部がない）場合には、当該鋼板１を目標温度にするために当該鋼板１に流す所要電流Ｉを１つだけ算出することになる（例えば（４）式及び（５）式の何れか一方のみを算出することになる）。
【００２９】
（電流設定変更位置算出部２４）
電流設定変更位置算出部２４は、加熱対象の鋼板１として先行材と後行材とが存在する場合に、鋼板１に流す電流を、先行材を目標温度にするために鋼板１に流す所要電流Ｉ1から、後行材を目標温度にするために当該後行材に流す所要電流Ｉ2に変更する位置を算出する。尚、以下の説明では、この位置を、必要に応じて電流設定切替位置と称する。
図４は、電流設定切替位置の一例を説明する図である。
図４に示すように、本実施形態では、電流設定切替位置Ｌcは、通電ロール１４と鋼板１とが接触している領域の中心位置αからの距離である。そして、本実施形態では、電流設定変更位置算出部２４は、特許文献１に記載の技術と同様に、以下の（６）〜（８）式に従って、電流設定切替位置Ｌc［ｍ］を算出する。
【００３０】
【数３】
【００３１】
（６）〜（８）式において、Ｌ［ｍ］は、加熱長である。また、ｔは、先行材１ａ及び後行材１ｂの目標温度の範囲を調整するための補正係数であって、当該目標温度の上下限に合わせて予め適宜される補正係数である。また、Ｊ1（Ｊ2）［Ａ／ｍｍ2］は、先行材１ａ（後行材１ｂ）を目標温度にするために鋼板１に流す所要電流Ｉ1（Ｉ2）の先行材１ａ（後行材１ｂ）における電流密度であり、Ｓ1（Ｓ2）［ｍｍ2］は、先行材１ａ（後行材１ｂ）の断面積である。
【００３２】
（６）〜（８）式に示すように、本実施形態では、先行材１ａの目標温度と後行材１ｂの目標温度は変わらない（すなわち、ラインの速度Ｖが同一であれば、先行材１ａ及び後行材１ｂを目標温度にするために流す所要電流の電流密度は変わらない）という前提のもと、相手材に対して設定された所要電流が自材に流れた場合の自材の電流密度を、先行材と後行材との夫々について計算し、それらの比率で加熱長Ｌを案分することにより、どの位置で電流の設定値を切り替えればよいのかを算出するようにしている。
【００３３】
（過加熱制限電流算出部２５）
過加熱制限電流算出部２５は、加熱対象の鋼板１のうち過加熱が懸念される領域が過加熱となるときに、当該領域に流れる電流ＩMAXを算出する。尚、以下の説明では、加熱対象の鋼板１のうち過加熱が懸念される領域を、必要に応じて過加熱懸念部と称する。また、過加熱懸念部が過加熱となるときに、当該過加熱懸念部に流れる電流を、必要に応じて過加熱制限電流ＩMAXと称する。
【００３４】
本実施形態では、先行材と後行材との溶接部と、当該溶接部以外の部分であってノッチング等により他の部分よりも断面積が小さくなっている部分とを過加熱懸念部として特定するようにしている。
図５は、ノッチングされていない場合の先行材及び後行材の過加熱懸念部の一例を示す図であり、図６は、ノッチングされている場合の先行材及び後行材の過加熱懸念部の一例を示す図である。図５（ａ）及び図６（ａ）は、先行材１ａ及び後行材１ｂを上方（図１のＺ方向）から見た図である。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）の位置Ｘにおける板幅方向の様子を示す図であり、図６（ｂ）〜図６（ｄ）は、夫々図６（ａ）の位置Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３における板幅方向の様子を示す図である。そして、図５（ｂ）、図６（ｃ）に示す斜線部は、先行材１ａと後行材１ｂとが接触している領域を示す。また、図６（ｂ）、図６（ｄ）に示す斜線部は、ノッチングにより他の部分よりも断面積が小さくなっている領域を示す。尚、図５（ａ）及び図６（ａ）に示す、左から右の方向に向かう矢印は、先行材１ａ及び後行材１ｂの搬送方向を示す。
【００３５】
過加熱制限電流算出部２５は、操業情報取得部２１により取得された操業情報（マップ）に基づいて、加熱対象の鋼板１における過加熱懸念部を特定する。このときに特定する過加熱懸念部は、１つであっても複数であってもよい。本実施形態では、図５、図６において、斜線で示す領域が過加熱懸念部として特定される。以下に、このようにして特定した過加熱懸念部における過加熱制限電流ＩMAXの算出方法の一例を説明する。
【００３６】
まず、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部を過加熱懸念部とした場合の過加熱制限電流ＩMAXの算出方法の一例を説明する。
先行材と後行材との溶接部は、先行材１ａの尾端と後行材１ｂの先端とが接触している領域（図５（ｂ）及び図６（ｃ）において斜線で示す領域）である。過加熱制限電流算出部２５は、この領域の断面積Ｓt1´［ｍｍ2］を、以下の（９）式に従って算出する。尚、以下の説明では、必要に応じてこの断面積を、接触断面積Ｓt1´と称する。
Ｓt1´＝Ｍｉｎ（Ｔ1，Ｔ2）×[Ｍｉｎ（Ｗ1，Ｗ2）−γ2] ・・・（９）
【００３７】
（９）式において、Ｔ1［ｍｍ］は、先行材１ａの厚みであり、Ｔ2［ｍｍ］は、後行材１ｂの厚みであり、Ｗ1［ｍｍ］は、先行材１ａの幅であり、Ｗ2［ｍｍ］は、後行材１ｂの幅である。そして、Ｍｉｎ（Ｔ1，Ｔ2）は、先行材１ａの厚みＴ1と後行材１ｂの厚みＴ2とのうち小さい方を選択することを示し、Ｍｉｎ（Ｗ1，Ｗ2）は、先行材１ａの幅Ｗ1と後行材１ｂの幅Ｗ2とのうち小さい方を選択することを示す。
【００３８】
また、γ2［ｍｍ］は、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部におけるノッチャー量を表す。本実施形態では、図６（ａ）及び図６（ｃ）に示すように、先行材１ａと後行材１ｂのうち幅が狭い方（図６では後行材１ｂ）の両側面からノッチングにより削られた領域の最深部までの板幅方向における最短距離を加算した値（＝（γ2／２）＋（γ2／２））をノッチャー量γ2としている。
また、図５に示すように、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部がノッチングされていない場合には、（９）式におけるノッチャー量γ2は０（ゼロ）になる。また、（９）式における各パラメータは、操業情報取得部２１により取得される操業情報（マップ）から特定される情報である。
【００３９】
以上のようにして接触断面積Ｓt1´を算出すると、過加熱制限電流算出部２５は、過加熱懸念部である溶接部が過加熱となるときの昇温量ΔＴに対応する材料特性係数Ｋを、材料特性テーブル記憶部２３に記憶されている材料特性テーブルから取得する。尚、昇温量ΔＴが材料特性テーブルに登録されていない場合、過加熱制限電流算出部２５は、前述したような線形補間等を行って、昇温量ΔＴに対応する材料特性係数Ｋを求める。また、例えば（１）式を使って材料特性係数Ｋを直接計算して求めてもよい。
ここでは、過加熱懸念部である溶接部が過加熱となるときの昇温量ΔＴがΔＴ７である（先行材及び後行材が過加熱になるときの温度が同じである）とする。そうすると、過加熱制限電流算出部２５は、先行材１ａの材料特性係数ＫとしてＫAΔ7を、後行材１ｂの材料特性係数ＫとしてＫBΔ7を、夫々材料特性テーブルから読み出すことになる。
【００４０】
次に、過加熱制限電流算出部２５は、過加熱懸念部である溶接部が過加熱となるときに先行材１ａ（後行材１ｂ）の過加熱懸念部に流れる電流の電流密度ＪAMAX（ＪBMAX）を、以下の（１０）式（（１１）式）に従って算出する。
【００４１】
【数４】
【００４２】
（１０）式、（１１）式において、Ｖ［ｍｐｍ］は、ラインの速度であり、ＫAΔ7、ＫBΔ7は、前述したようにして材料特性テーブルから読み出した材料特性係数Ｋである。
次に、過加熱制限電流算出部２５は、過加熱懸念部である溶接部が過加熱となるときに先行材１ａ（後行材１ｂ）の過加熱懸念部に流れる電流ＩAMAX（ＩBMAX）を、以下の（１２）式（（１３）式）に従って算出する。
ＩAMAX＝ＪAMAX×Ｓt1´ ・・・（１２）
ＩBMAX＝ＪBMAX×Ｓt1´ ・・・（１３）
（１２）式、（１３）式において、ＪAMAX、ＪBMAXは、（１０）式、（１１）式に従って算出した電流密度であり、Ｓt1´は、（９）式に従って算出した接触断面積である。
最後に、過加熱制限電流算出部２５は、（１２）式、（１３）式に従って算出した電流ＩAMAX、ＩBMAXのうち、小さい方の電流を過加熱制限電流ＩMAXとして採用する。
【００４３】
次に、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部以外の部分であって、ノッチングにより他の部分よりも断面積が小さくなっている部分を過加熱懸念部とした場合の過加熱制限電流ＩMAXの算出方法の一例を説明する。
まず、過加熱制限電流算出部２５は、加熱対象となっている先行材１ａ（後行材１ｂ）の"断面積が小さくなっている部分（過加熱懸念部）"の断面積Ｓt2´（Ｓt3´）［ｍｍ2］を、以下の（１４）式（（１５）式）に従って算出する。
Ｓt2´＝Ｔ1×（Ｗ1−γ1） ・・・（１４）
Ｓt3´＝Ｔ2×（Ｗ2−γ1） ・・・（１５）
【００４４】
（１４）式において、Ｔ1［ｍｍ］は、先行材１ａの厚みであり、Ｗ1［ｍｍ］は、先行材１ａの幅である。また、（１５）式において、Ｔ2［ｍｍ］は、後行材１ｂの厚みであり、Ｗ2［ｍｍ］は、後行材１ｂの幅である。更に、γ1［ｍｍ］は、ノッチャー量を表す。本実施形態では、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｄ）に示すように、先行材１ａ（後行材１ｂ）の両側面からノッチングにより削られた領域の最深部までの板幅方向における最短距離を加算した値（＝（γ1／２）＋（γ1／２））をノッチャー量γ1としている。
尚、（１４）式、（１５）式における各パラメータは、操業情報取得部２１により取得される操業情報（マップ）から特定される情報である。
【００４５】
以上のようにして接触断面積Ｓt2´、Ｓt3´を算出すると、過加熱制限電流算出部２５は、加熱対象となっている先行材１ａ（後行材１ｂ）の"断面積が小さくなっている部分（過加熱懸念部）"が過加熱となるときの昇温量ΔＴに対応する材料特性係数Ｋを、材料特性テーブル記憶部２３に記憶されている材料特性テーブルから取得する。尚、昇温量ΔＴが材料特性テーブルに登録されていない場合、過加熱制限電流算出部２５は、前述したような線形補間等を行って、昇温量ΔＴに対応する材料特性係数Ｋを求める。
ここでは、前述したのと同様に、加熱対象となっている先行材１ａ（後行材１ｂ）の"断面積が小さくなっている部分（過加熱懸念部）"が過加熱となるときの昇温量ΔＴがΔＴ７であるとする。そうすると、先行材１ａの断面積が小さくなっている部分を過加熱懸念部としている場合、過加熱制限電流算出部２５は、先行材１ａの材料特性係数ＫとしてＫAΔ7を材料特性テーブルから読み出すことになる。一方、後行材１ｂの断面積が小さくなっている部分を過加熱懸念部としている場合、過加熱制限電流算出部２５は、後行材１ｂの材料特性係数ＫとしてＫBΔ7を材料特性テーブルから読み出すことになる。尚、前述したように、例えば（１）式を使って材料特性係数Ｋを直接計算して求めてもよい。
【００４６】
次に、過加熱制限電流算出部２５は、加熱対象となっている先行材１ａ（後行材１ｂ）の"断面積が小さくなっている部分（過加熱懸念部）"が過加熱となるときに先行材１ａ（後行材１ｂ）の過加熱懸念部に流れる電流の電流密度ＪAMAX（ＪBMAX）［Ａ／ｍｍ2］を、前述した（１０）式（（１１）式）に従って算出する。
次に、過加熱制限電流算出部２５は、加熱対象となっている先行材１ａ（後行材１ｂ）の"断面積が小さくなっている部分（過加熱懸念部）"が過加熱となるときに先行材１ａ（後行材１ｂ）の過加熱懸念部に流れる電流ＩCMAX（ＩDMAX）［Ａ］を、以下の（１６）式（（１７）式）に従って算出する。
ＩCMAX＝ＪAMAX×Ｓt2´ ・・・（１６）
ＩDMAX＝ＪBMAX×Ｓt3´ ・・・（１７）
（１６）式、（１７）式において、ＪAMAX、ＪBMAXは、（１０）式、（１１）式に従って算出した電流密度であり、Ｓt2´、Ｓt3´は、（１４）式、（１５）式に従って算出した断面積である。
以上のように、先行材１ａの断面積が小さくなっている部分を過加熱懸念部とした場合、過加熱制限電流算出部２５は、（１６）式に従って算出した電流ＩCMAXを過加熱制限電流ＩMAXとして採用する。一方、後行材１ｂの断面積が小さくなっている部分を過加熱懸念部としている場合、過加熱制限電流算出部２５は、（１７）式に従って算出した電流ＩDMAXを過加熱制限電流ＩMAXとして採用する。
【００４７】
以上のようにして過加熱制限電流ＩMAXとして採用された電流が１つである場合、過加熱制限電流算出部２５は、その電流を過加熱判定部２６に出力する。
一方、過加熱制限電流ＩMAXとして複数の電流が採用された場合、過加熱制限電流算出部２５は、それら過加熱制限電流ＩMAXの中で最も小さい電流を過加熱判定部２６に出力する。例えば、操業情報取得部２１により取得された操業情報（マップ等）に基づいて、図６（ａ）に示すように３箇所Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の過加熱懸念部が特定された場合には、３つの過加熱制限電流ＩMAXが採用されることになる。この場合、過加熱制限電流算出部２５は、３つの過加熱制限電流ＩMAXの中で最も小さい電流を過加熱判定部２６に出力する。
尚、ノッチング以外の理由により他の部分よりも断面積が小さくなっている部分を過加熱懸念部とした場合には、当該過加熱懸念部が過加熱になるときに当該過加熱懸念部に流れる電流の電流密度Ｊを（１０）式、（１１）式のようにして算出し、当該電流密度Ｊに当該過加熱懸念部の断面積を乗算して過加熱制限電流ＩMAXを算出する。
【００４８】
（過加熱判定部２６）
過加熱判定部２６は、所要電流算出部２２により算出された所要電流Ｉが加熱対象の鋼板１に流れたときの"当該鋼板１の過加熱懸念部の温度"よりも、過加熱制限電流算出部２５から出力された過加熱制限電流ＩMAXが加熱対象の鋼板１に流れたときの"当該鋼板１の過加熱懸念部の温度"の方が大きいか否かを判定する。
本実施形態では、過加熱判定部２６は、先行材１ａと後行材１ｂの溶接部が過加熱懸念部に含まれている場合、この判定の一例として、以下の（１８）式を満たすか否かを判定するようにしている。
【００４９】
ＩMAX2×Ｌ＞Ｉ12×（Ｌc−ａ）＋Ｉ22×（Ｌ−Ｌc＋ａ） ・・・（１８）
【００５０】
（１８）式において、ＩMAX［Ａ］は、過加熱制限電流算出部２５から出力された過加熱制限電流である。Ｌ［ｍ］は、加熱長である。Ｌc［ｍ］は、電流設定変更位置算出部２４により算出された電流設定切替位置である。Ｉ1、Ｉ2［Ａ］は、所要電流算出部２２により算出された所要電流である。ａ［ｍ］は、先行材１ａと後行材１ｂの溶接部からノッチングにより削られた領域の最深部までの長手方向における最短距離である（図６（ａ）を参照）。この距離ａの正負は、先行材１ａと後行材１ｂの溶接部を原点とし、先行材１ａの方向を負の方向、後行材１ｂの方向を正の方向として決定される（図６（ａ）を参照）。
【００５１】
（１８）式の左辺は、先行材１ａと後行材１ｂの溶接部が、通電ロール１４を通過してから、溶融金属浴１７に浸入するまでの間、過加熱制限電流ＩMAXが鋼板１に流れるとしたときに過加熱懸念部が受ける電力量（熱量）に対応する。一方、（１８）式の右辺の第１項は、先行材１ａと後行材１ｂの溶接部が、通電ロール１４を通過してから、電流設定切替位置Ｌcを通過するまでの間、所要電流Ｉ1が過加熱懸念部に流れるとしたときに過加熱懸念部が受ける電力量（熱量）に対応する。また、（１８）式の右辺の第２項は、先行材１ａと後行材１ｂの溶接部が、電流設定切替位置Ｌcを通過してから、溶融金属浴１７に浸入するまでの間、所要電流Ｉ2が過加熱懸念部に流れるとしたときに過加熱懸念部が受ける電力量（熱量）に対応する。
【００５２】
ここで、（１８）式は、以下のようにして求められるものである。
過加熱懸念部が加熱されている間に過加熱懸念部に投入される電力量Ｗが、過加熱懸念部が過加熱になるときに過加熱懸念部に投入される電力量ＷMAXを超えないようにする必要がある。そして、過加熱懸念部が加熱されている間に過加熱懸念部に投入される電力量Ｗは、先行材１ａに対する設定で過加熱懸念部が受ける電力量Ｗfと、後行材１ｂに対する設定で過加熱懸念部が受ける電力量Ｗbとの和となる。したがって、以下の（１９）式を考える。
ＷMAX＝Ｗ＝Ｗf＋Ｗb ・・・（１９）
【００５３】
ここで、加熱時間をｔ、先行材１ａに対して設定される所要電流をＩ1（（４）式を参照）、後行材１ｂに対して設定される所要電流をＩ2（（５）式を参照）、過加熱制限電流をＩMAX（（１２）式、（１３）式を参照）とする。また、過加熱懸念部が過加熱になる時の先行材１ａ及び後行材１ｂの過加熱懸念部における平均抵抗をＲMAXとする。また、先行材１ａに対する設定で加熱した時の先行材１ａ及び後行材１ｂの平均抵抗をＲf、先行材１ａに対する設定での加熱時間をｔfとする。また、後行材１ｂに対する設定で加熱した時の先行材１ａ及び後行材１ｂの平均抵抗をＲb、後行材１ｂに対する設定での加熱時間をｔbとする。そうすると、以下の（２０）式が成り立つ。
ＩMAX2×ＲMAX×ｔ＝Ｉ12×Ｒf×ｔf＋Ｉ22×Ｒb×ｔb ・・・（２０）
【００５４】
そして、加熱時間ｔと、加熱長Ｌ及びラインの速度Ｖとの関係は（２１）式のように表されるから、（２０）式を（２２）式のように変形できる。
ｔ＝Ｌ／Ｖ ・・・（２１）
ＩMAX2×ＲMAX×Ｌ＝Ｉ12×Ｒf×Ｌc＋Ｉ22×Ｒb×Ｌb ・・・（２２）
（２２）式において、Ｌcは、先行材１ａに対する設定での加熱長（すなわち、通電ロール１４と鋼板１とが接触している領域の中心位置αから電流設定切替位置Ｌcまでの長さ）である（図４を参照）。また、Ｌbは、後行材１ｂに対する設定での加熱長（すなわち、電流設定切替位置Ｌcから鋼板１の溶融金属浴１７の浸入位置βまでの距離）である（図４を参照）。
そして、（６）式より、以下の（２３）式が成り立つ。
Ｉ12×Ｌc≒Ｉ22×Ｌb ・・・（２３）
そうすると、（２２）式を以下の（２４）式のように変形できる。
ＩMAX2×ＲMAX×Ｌ＝（Ｉ12×Ｌc）×（Ｒf＋Ｒb） ・・・（２４）
【００５５】
更に、過加熱懸念部が過加熱になる時の先行材１ａ及び後行材１ｂの過加熱懸念部における平均抵抗ＲMAXは、以下の（２５）式で表される。
ＲMAX≒（Ｒf＋Ｒb）／２ ・・・（２５）
そして、（２５）式を（２４）式に代入すると、以下の（２６）式が成り立つ。
ＩMAX2×Ｌ＝（Ｉ12×Ｌc）×２ ・・・（２６）
そして、（２３）式を用いて（２６）式を変形すると、以下の（２７）式が得られる。
ＩMAX2×Ｌ＝Ｉ12×Ｌc＋Ｉ22×Ｌb ・・・（２７）
ここで、後行材１ｂに対する設定での加熱長Ｌbは、以下の（２８）式で表されるから、（２７）式を（２９）式のように変形できる。
Ｌb＝Ｌ−Ｌc ・・・（２８）
ＩMAX2×Ｌ＝Ｉ12×Ｌc＋Ｉ22×（Ｌ−Ｌc） ・・・（２９）
したがって、以下の（３０）式を満たさなければ、過加熱懸念部は過加熱となる。
ＩMAX2×Ｌ＞Ｉ12×Ｌc＋Ｉ22×（Ｌ−Ｌc） ・・・（３０）
そして、（３０）式に対し、距離ａ（図６を参照）を考慮することにより、（１８）式が得られる。
【００５６】
一方、先行材１ａと後行材１ｂの溶接部が加熱部（通電ロール１４と溶融金属浴１７との間）にない場合、過加熱判定部２６は、この判定の一例として、以下の（３１）式を満たすか否かを判定するようにしている。
ＩMAX×Ｌ＞Ｉ2×Ｌ ・・・（３１）
（３１）式において、ＩMAX［Ａ］は、過加熱制限電流算出部２５から出力された過加熱制限電流である。Ｌ［ｍ］は、加熱長である。Ｉ［Ａ］は、所要電流算出部２２により算出された所要電流である。
すなわち、先行材１ａと後行材１ｂの溶接部が加熱部にない場合、過加熱判定部２６は、過加熱制限電流算出部２５から出力された過加熱制限電流ＩMAXが、所要電流算出部２２により算出された所要電流Ｉよりも大きいか否かを判定する。
【００５７】
（電流調整部２７）
電流調整部２７は、過加熱判定部２６により、過加熱懸念部が過加熱になる（（１８）式又は（３１）式を満たさない）と判定されると、当該過加熱懸念部が通電ロール１４を通過してから、溶融金属浴１７に浸入するまでの間、鋼板１に流れる電流が過加熱制限電流ＩMAXになるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整することを、電流制御装置１２に指示する。
【００５８】
一方、過加熱判定部２６により、過加熱懸念部が過加熱にならない（（１８）式又は（３１）式を満たす）と判定されると、電流調整部２７は、鋼板１に流れる電流が、所要電流算出部２２で算出された所要電流になるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整することを、電流制御装置１２に指示する。
具体的に電流調整部２７は、加熱対象の鋼板１が複数あり、先行材と後行材とが存在する場合には、先行材と後行材との溶接部が電流設定変更位置算出部２４で算出された電流設定切替位置Ｌcになるまでは、鋼板１に流れる電流が、（４）式で算出された所要電流Ｉ1になるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整すると共に、先行材と後行材との溶接部が電流設定切替位置Ｌcになると、鋼板１に流れる電流が、（５）式で算出された所要電流Ｉ2になるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整することを、電流制御装置１２に指示する。
【００５９】
これに対し、加熱対象の鋼板１が１つである場合、電流調整部２７は、次のような指示を電流制御装置１２に対して行う。加熱対象の鋼板１に溶接部がない場合には、全区間にわたって、鋼板１に流れる電流が、所要電流算出部２２で算出された所要電流Ｉになるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整することを、電流制御装置１２に指示する。一方、加熱対象の鋼板１に溶接部がある場合には、当該溶接部が電流設定変更位置算出部２４で算出された電流設定切替位置Ｌcになるまでは、鋼板１に流れる電流が、（４）式で算出された所要電流Ｉ1になるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整すると共に、当該溶接部が電流設定切替位置Ｌcになると、鋼板１に流れる電流が、（５）式で算出された所要電流Ｉ2になるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整することを、電流制御装置１２に指示する。
電流制御装置１２は、以上のような電流調整部２７からの指示に従って、加熱トランス１３の１次巻線に電力を供給する。これにより、鋼板１の過加熱懸念部が過加熱になると判断したときには、過加熱懸念部が過加熱になる温度を上限値として出来るだけ高い温度で鋼板１を加熱することができ、鋼板１の温度が高すぎて鋼板１が破断したり、鋼板１の温度が低すぎて鋼板１に対して施しためっきが剥離したりすることを、従来よりも確実に防止することができる。
【００６０】
次に、図７のフローチャートを参照しながら、通電加熱装置１１の処理の一例を説明する。
まず、ステップＳ１において、操業情報取得部２１は、過加熱判定部２６からの情報に基づいて、過加熱懸念部と過加熱制限電流ＩMAXとが記憶されているか否かを判定する。この判定の結果、過加熱懸念部と過加熱制限電流ＩMAXとが記憶されている場合には、鋼板１に流れる電流が過加熱制限電流ＩMAXになるようにする必要があるので、後述するステップＳ１１に進む。
【００６１】
一方、過加熱懸念部と過加熱制限電流ＩMAXとが記憶されていない場合には、過加熱懸念部が過加熱であるかどうかを調査する必要があるので、ステップＳ２に進む。ステップＳ２に進むと、所要電流算出部２２は、加熱対象となる鋼板１を特定し、特定した鋼板１を目標温度にするための所要電流を算出する。前述したように加熱対象となる鋼板１として先行材と後行材とが存在する場合、所要電流算出部２２は、先行材に対する所要電流Ｉ1と、後行材に対する所要電流Ｉ2とを夫々算出する（（４）式、（５）式を参照）。一方、加熱対象となる鋼板１が１つだけ存在する場合、所要電流算出部２２は、その鋼板１に対する所要電流Ｉを（１つだけ）算出する。
【００６２】
次に、ステップＳ３において、電流設定変更位置算出部２４は、加熱対象の鋼板１として先行材と後行材とが存在する場合に、電流設定切替位置Ｌcを算出する（（６）式）を参照）。加熱対象の鋼板１として先行材と後行材とが存在しない場合には、ステップＳ３の処理は行われずにステップＳ４に進む。
次に、ステップＳ４において、過加熱制限電流算出部２５は、加熱対象の鋼板１の過加熱懸念部を特定し、特定した過加熱懸念部の断面積を算出する。過加熱懸念部が、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部である場合、過加熱制限電流算出部２５は、接触断面積Ｓt1´を算出する（（９）式を参照）。一方、過加熱懸念部が、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部以外の部分であって、ノッチングにより他の部分よりも断面積が小さくなっている部分である場合、過加熱制限電流算出部２５は、その部分の断面積Ｓt2´、Ｓt3´）を算出する（（１４）式、（１５）式を参照）。
【００６３】
次に、ステップＳ５において、過加熱制限電流算出部２５は、過加熱制限電流ＩAMAX、ＩBMAX、ＩCMAX、ＩDMAXを算出する。過加熱懸念部が、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部である場合、過加熱制限電流算出部２５は、（１２）式、（１３）式に従って、過加熱制限電流ＩAMAX、ＩBMAXを算出し、それらのうち小さい方を、当該溶接部の過加熱制限電流として選択する。一方、過加熱懸念部が、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部以外の部分であって、ノッチングにより他の部分よりも断面積が小さくなっている部分である場合、過加熱制限電流算出部２５は、（１６）式、（１７）式に従って、当該部分の過加熱制限電流ＩCMAX、ＩDMAXを算出する。
【００６４】
次に、ステップＳ６において、過加熱制限電流算出部２５は、ステップＳ４で特定された過加熱懸念部が複数あるか否かを判定する。この判定の結果、過加熱懸念部が複数ある場合には、ステップＳ７に進む。ステップＳ７に進むと、過加熱制限電流算出部２５は、複数の過加熱懸念部のうち、過加熱制限電流が最も小さい値となる過加熱懸念部と、当該最も小さい値となる過加熱制限電流とを選択する。そして、ステップＳ８に進む。
一方、過加熱懸念部が１つである場合には、ステップＳ７を省略してステップＳ８に進む。
【００６５】
ステップＳ８に進むと、過加熱判定部２６は、過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する。
具体的に、ステップＳ４で特定された過加熱懸念部に溶接部が含まれている場合、過加熱判定部２６は、ステップＳ８で判定対象となる過加熱懸念部について（１８）式を満足するか否かを判定する。
一方、ステップＳ４で特定された過加熱懸念部に溶接部が含まれていない場合、過加熱判定部２６は、次の処理を行う。すなわち、ＵＲＴＨ設備１０内に搬送されている鋼板１に溶接部がなく、当該鋼板１の定常部（何らかの理由で他よりも断面積が小さくなっている部分）が過加熱懸念部となっている場合、過加熱判定部２６は、ステップＳ８で判定対象となる過加熱懸念部について（３１）式を満足するか否かを判定する。一方、ＵＲＴＨ設備１０内に搬送されている鋼板１に溶接部があるが、当該溶接部は過加熱懸念部ではなく、当該溶接部の前後でノッチングにより他の部分よりも断面積が小さくなっている領域が過加熱懸念部となっている場合、過加熱判定部２６は、ステップＳ８で判定対象となる過加熱懸念部について（１８）式を満足するか否かを判定する。
尚、ステップＳ４で特定された過加熱懸念部が複数ある場合、このステップＳ８で判定対象となる過加熱懸念部は、ステップＳ６で選択された（過加熱制限電流が最も小さい値となる）過加熱懸念部となる。
【００６６】
この判定の結果、（１８）式又は（３１）式を満足せず、過加熱懸念部が過加熱になる場合には、ステップＳ９に進む。ステップＳ９に進むと、過加熱判定部２６は、過加熱懸念部と過加熱制限電流ＩMAXとを例えばＲＡＭに一時的に記憶する。
具体的に、ステップＳ４で特定された過加熱懸念部が複数ある場合、過加熱制限電流算出部２５は、ステップＳ７で選択した過加熱懸念部及び過加熱制限電流（過加熱制限電流が最も小さい値となる過加熱懸念部と、当該最も小さい値となる過加熱制限電流）を記憶する。
一方、ステップＳ４で特定された過加熱懸念部が１つである場合、過加熱制限電流算出部２５は、当該過加熱懸念部と、当該過加熱懸念部に対してステップＳ５で計算された過加熱制限電流とを記憶する。
そして、ステップＳ１０に進んで、その他の処理が行われた後、ステップＳ１に戻る。
一方、ステップＳ８において、（１８）式又は（３１）式を満足し、過加熱懸念部が過加熱にならない場合には、ステップＳ９を省略してステップＳ１０に進み、その他の処理が行われた後、ステップＳ１に戻る。
【００６７】
前述したように、ステップＳ１において、過加熱懸念部と過加熱制限電流ＩMAXとが記憶されていると判定されると、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１に進むと、電流調整部２７は、操業情報取得部２１から取得された操業情報（鋼鈑１の搬送状況）に基づいて、ステップＳ１で記憶されていると判定された過加熱懸念部が、通電ロール１４を通過するか否かを判定する。
この判定の結果、ステップＳ１で記憶されていると判定された過加熱懸念部が、通電ロール１４を通過していない場合には、加熱トランス１３により加熱されている鋼板１に流れる電流を、ステップＳ１で記憶されていると判定された過加熱制限電流ＩMAXにする必要がないので、ステップＳ１２〜Ｓ１４を省略してステップＳ１０に進み、その他の処理が行われた後、ステップＳ１に戻る。
【００６８】
一方、ステップＳ１で記憶されていると判定された過加熱懸念部が、通電ロール１４を通過する場合には、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２に進むと、電流調整部２７は、加熱トランス１３により加熱されている鋼板１に流れる電流が、ステップＳ１で記憶されていると判定された過加熱制限電流ＩMAXになるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整することを、電流制御装置１２に指示する。これにより、電流制御装置１２は、鋼板１に流れる電流が過加熱制限電流ＩMAXになるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整する。
【００６９】
次に、ステップＳ１３において、電流調整部２７は、操業情報取得部２１から取得された操業情報（鋼鈑１の搬送状況）に基づいて、ステップＳ１で記憶されていると判定された過加熱懸念部が、溶融金属浴１７に浸入するまで待機する。
そして、ステップＳ１で記憶されていると判定された過加熱懸念部が、溶融金属浴１７に浸入すると、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４に進むと、電流調整部２７は、加熱トランス１３により加熱されている鋼板１に流れる電流が過加熱制限電流ＩMAXになるようにすることを解除することを、電流制御装置１２に指示する。このとき、電流調整部２７は、例えば、鋼板１の現在の搬送状況と、ステップＳ３で算出された電流設定切替位置Ｌcとに基づいて、設定すべき所要電流を特定し、特定した所要電流が当該鋼板１に流れるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整することを電流制御装置１２に指示する。これにより、電流制御装置１２は、通常通り、加熱対象の鋼板１が目標温度になるように、加熱トランス１３の１次巻線に電力を供給する。そして、ステップＳ１０に進み、その他の処理が行われる。
【００７０】
図８は、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部にノッチングがされていない鋼板１が溶融金属浴１７に浸入するときの温度（浴浸入温度）と時間との関係の一例を示す図である。また、図９は、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部の片側に１０［ｍｍ］のノッチングが行われた鋼板１が溶融金属浴１７に浸入するときの温度（浴浸入温度）と時間との関係の一例を示す図である。
【００７１】
図８（ａ）、図９（ａ）は、本実施形態のようにせずに鋼板１を加熱した場合（鋼板１に流れる電流を過加熱制限電流ＩMAXにすることを行わない場合）の結果の一例を示す図である。一方、図８（ｂ）、図９（ｂ）は、本実施形態のようにして鋼板１を加熱した場合（鋼板１に流れる電流を過加熱制限電流ＩMAXにすることを行った場合）の結果の一例を示す図である。
また、図８、図９は、以下の表に示すような、同種の先行材１ａ及び後行材１ｂの溶接部を過加熱懸念部とし、その過加熱懸念部が過加熱となる温度を７００［℃］と想定して、コンピュータシミュレーションを行った結果を示すものである。
【００７２】
【表１】
【００７３】
図８（ａ）及び図９（ａ）に示すように、本実施形態のようにせずに鋼板１を加熱すると、過加熱懸念部である溶接部の温度が、当該溶接部が過加熱になる温度（＝７００［℃］）を大きく超えてしまい、当該溶接部が溶断してしまう虞がある。
これに対し、本実施形態では、過加熱懸念部が通電ロール１４を通過してから、溶融金属浴１７に浸入するまでの間、鋼板１に流れる電流が過加熱制限電流ＩMAXになるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整する。したがって、図８（ｂ）及び図９（ｂ）に示すように、過加熱懸念部である溶接部が通電ロール１４を通過してから溶融金属浴１７に浸入するまでの間、浴浸入温度は少しずつ低下し、溶接部の温度は、当該溶接部が過加熱になる温度（＝７００［℃］）を超えない範囲で出来るだけ高い温度となる。
【００７４】
以上のように本実施形態では、鋼板１の過加熱懸念部が過加熱になるときに当該過加熱懸念部に流れる電流である過加熱制限電流ＩMAXを算出し、当該過加熱懸念部が過加熱になると判定すると、過加熱懸念部が通電ロール１４を通過してから溶融金属浴１７に浸入するまでの間、鋼板１に過加熱制限電流ＩMAXが流れるようにした。したがって、鋼板１の過加熱懸念部が過加熱になると判断したときには、過加熱懸念部が過加熱になる温度を上限値として出来るだけ高い温度で鋼板１を加熱することができ、鋼板１の温度が高すぎて鋼板１が破断したり、鋼板１の温度が低すぎて鋼板１に対して施しためっきが剥離したりすることを、従来よりも確実に防止することができる。
【００７５】
尚、本実施形態では、過加熱懸念部が過加熱になると判定すると、通電ロール１４を通過してから溶融金属浴１７に浸入するまでの間、鋼板１に流れる電流を過加熱制限電流ＩMAXに調整するようにしたが、電流を調整する区間（期間）は、このような区間（期間）に限定されるものではない。すなわち、本実施形態では、溶融めっきを施すために鋼板１に対して予熱する場合を例に挙げて説明したが、その他の方法で導電体性の被加熱材を加熱する場合には、当該被加熱材を加熱している間、当該被加熱材に流れる電流を調整することになる。
【００７６】
また、例えば（１８）式又は（３１）式の左辺の値と右辺の値との差に応じて、過加熱懸念部が、どの程度過加熱になるかを見積もり、過加熱懸念部が、少ししか過加熱にならないと判断した場合（（１８）式又は（３１）式の左辺の値と右辺の値との差が閾値以内であると判断した場合）には、電流を調整する区間（期間）を、前述した区間（期間）よりも短くしてもよい。
【００７７】
更に、鋼板１に流れる電流を過加熱制限電流ＩMAXに調整するようにすれば、過加熱懸念部が過加熱になる温度を上限値として出来るだけ高い温度で鋼板１を加熱することができるので好ましいが、それまでに鋼板１に流れている電流（所要電流）を低減させるようにしていれば、必ずしも鋼板１に流れる電流を過加熱制限電流ＩMAXに調整する必要はない。
また、電流設定切替位置Ｌcを算出する方法は、（６）式に示したものに限定されない。例えば、所要電流Ｉ1の２乗と所要電流Ｉ2の２乗の比率で加熱長Ｌを案分して電流設定切替位置Ｌcを算出してもよい。
また、断面積が他よりも小さくなっている部分を過加熱懸念部としていれば、過加熱懸念部は前述したものに限定されない。
【００７８】
尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又はかかるプログラムを伝送する伝送媒体も本発明の実施の形態として適用することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体などのプログラムプロダクトも本発明の実施の形態として適用することができる。前記のプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
また、本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施形態を示し、ＵＲＴＨ設備の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示し、通電加熱装置の機能的な構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を示し、材料特性テーブルの一例を概念的に示す図である。
【図４】本発明の実施形態を示し、電流設定切替位置の一例を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態を示し、ノッチングされていない場合の先行材及び後行材の過加熱懸念部の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態を示し、ノッチングされている場合の先行材及び後行材の過加熱懸念部の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態を示し、通電加熱装置１１の処理の一例を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態を示し、先行材と後行材との溶接部にノッチングがされていない鋼板が溶融金属浴に浸入するときの温度（浴浸入温度）と時間との関係の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態を示し、先行材と後行材との溶接部の片側に１０［ｍｍ］のノッチングが行われた鋼板が溶融金属浴に浸入するときの温度（浴浸入温度）と時間との関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 鋼板
１０ ＵＲＴＨ設備
１１ 通電加熱装置
１２ 電流制御装置
１３ 加熱トランス
１４ 通電ロール
１５ ターンダウンロール
１６ シンクロール
１７ 溶融金属浴
１８ ポット
１９ 導電部材
２１ 操業情報取得部
２２ 所要電流算出部
２３ 材料特性テーブル記憶部
２４ 電流設定変更位置算出部
２５ 過加熱制限電流算出部
２６ 過加熱判定部
２７ 電流調整部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電加熱方法及び通電加熱装置に関し、特に、導電性の被加熱材に電流を流して、当該被加熱材を加熱するために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、先行する鋼板の尾端と、それに続く後行する鋼板の先端とを溶接して、断面積が異なる鋼鈑を連続して通電加熱することが行われている。このように断面積が異なる鋼板を連続して通電加熱する場合には、それらの鋼板に流す電流を適切に調節しないと、鋼板の過加熱や加熱不足をきたす。このように鋼板が過加熱になると、先行する鋼板の尾端と後行する鋼板の先端との溶接部が溶断すること等により、鋼板が破断してしまう虞がある。一方、鋼板の加熱が不足すると、鋼板に施しためっきが剥離してしまう虞がある。
【０００３】
そこで、特許文献１では、先行する鋼板に通電する電流の設定値を、後行する鋼板に通電する電流の設定値に切り替えるタイミングを調整するようにしている。具体的に説明すると、まず、相手材に対して設定された電流が自材に流れた場合の自材の電流密度を、先行する鋼板と後行する鋼板との夫々について計算し、それらの比率で加熱長を案分することにより、どの位置で電流の設定値を切り替えればよいのかを算出するようにしている。このように、特許文献１に記載の技術では、電流の設定値の切り替えを調節することによって、先行する鋼板に流れる電流と、後行する鋼板に流れる電流とを調節するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４２４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した特許文献１に記載の技術では、先行する鋼板と後行する鋼板とが接触している部分や、鋼板の断面積が変化している部分を考慮していない。このため、先行する鋼板と後行する鋼板との溶接部や、ノッチング等によって他の箇所よりも断面積が小さくなっている部分といった過加熱が懸念される部分が過加熱になってしまう虞があった。
このように従来の技術では、鋼板等の導電性の被加熱材に通電して当該被加熱材を加熱すると、当該被加熱材が過加熱となる虞があるという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、被加熱材に通電して当該被加熱材を加熱するに際し、当該被加熱材が過加熱となることを従来よりも確実に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の通電加熱方法は、導電性の被加熱材を目標温度にするために当該被加熱材に流す電流として設定される所要電流を計算する所要電流算出ステップと、前記被加熱材のうち過加熱になることが懸念される過加熱懸念部を特定する過加熱懸念部特定ステップと、前記過加熱懸念部が過加熱となる電流密度と、前記過加熱懸念部の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出する過加熱制限電流算出ステップと、前記過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する過加熱判定ステップと、前記被加熱材に流す電流を調整する電流調整ステップとを有し、前記過加熱判定ステップは、前記過加熱制限電流算出ステップにより算出された過加熱制限電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度よりも、前記所要電流算出ステップにより算出された所要電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度の方が大きくなる場合に、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定し、前記電流調整ステップは、前記過加熱判定ステップにより、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定されると、前記被加熱材に流す電流を前記所要電流よりも低減させることを特徴とする。
また、本発明のその他の通電加熱方法は、互いに連結された、先行する導電性の被加熱材と後行する導電性の被加熱材に電流を流して、前記被加熱材を加熱する通電加熱方法であって、前記先行する被加熱材を目標温度にするために前記被加熱材に流す電流として設定される第１の所要電流と、前記後行する被加熱材を目標温度にするために前記被加熱材に流す電流として設定される第２の所要電流とを計算する所要電流算出ステップと、前記被加熱材に流す電流の設定を前記第１の所要電流から前記第２の所要電流に切り替える位置である電流設定切替位置を算出する電流設定切替位置算出ステップと、前記先行する被加熱材及び前記後行する被加熱材のうち、過加熱になることが懸念される過加熱懸念部を特定する過加熱懸念部特定ステップと、前記過加熱懸念部が過加熱となる電流密度と、前記過加熱懸念部の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出する過加熱制限電流算出ステップと、前記過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する過加熱判定ステップと、前記被加熱材に流す電流を調整する電流調整ステップとを有し、前記過加熱判定ステップは、前記先行する被加熱材と前記後行する被加熱材との連結部が加熱されている間、前記過加熱制限電流算出ステップにより算出された過加熱制限電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度よりも、当該連結部が、前記電流設定切替位置を通過するまでは前記第１の所要電流が前記被加熱材に流れ、当該連結部が、前記電流設定切替位置を通過してからは前記第２の所要電流が当該被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度の方が大きくなる場合に、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定し、前記電流調整ステップは、前記過加熱判定ステップにより、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定されると、前記被加熱材に流す電流を前記所要電流よりも低減させることを特徴とする。
【０００８】
本発明の通電加熱装置は、導電性の被加熱材を目標温度にするために当該被加熱材に流す電流として設定される所要電流を計算する所要電流算出手段と、前記被加熱材のうち過加熱になることが懸念される過加熱懸念部を特定する過加熱懸念部特定手段と、前記過加熱懸念部が過加熱となる電流密度と、前記過加熱懸念部の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出する過加熱制限電流算出手段と、前記過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する過加熱判定手段と、前記被加熱材に流す電流を調整する指示を、前記被加熱材に流す電流を制御する電流制御装置に対して行う電流調整指示手段とを有し、前記過加熱判定手段は、前記過加熱制限電流算出手段により算出された過加熱制限電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度よりも、前記所要電流算出手段により算出された所要電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度の方が大きくなる場合に、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定し、前記電流調整指示手段は、前記過加熱判定手段により、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定されると、前記被加熱材に流す電流を前記所要電流よりも低減させることを、前記電流制御装置に対して指示することを特徴とする。
また、本発明のその他の通電加熱装置は、互いに連結された、先行する導電性の被加熱材と後行する導電性の被加熱材に流す電流を制御する電流制御装置に指示する通電加熱装置であって、前記先行する被加熱材を目標温度にするために前記被加熱材に流す電流として設定される第１の所要電流と、前記後行する被加熱材を目標温度にするために前記被加熱材に流す電流として設定される第２の所要電流とを計算する所要電流算出手段と、前記被加熱材に流す電流の設定を前記第１の所要電流から前記第２の所要電流に切り替える位置である電流設定切替位置を算出する電流設定切替位置算出手段と、前記先行する被加熱材及び前記後行する被加熱材のうち、過加熱になることが懸念される過加熱懸念部を特定する過加熱懸念部特定手段と、前記過加熱懸念部が過加熱となる電流密度と、前記過加熱懸念部の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出する過加熱制限電流算出手段と、前記過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する過加熱判定手段と、前記被加熱材に流す電流を調整する指示を、前記被加熱材に流す電流を制御する電流制御装置に対して行う電流調整指示手段とを有し、前記過加熱判定手段は、前記先行する被加熱材と前記後行する被加熱材との連結部が加熱されている間、前記過加熱制限電流算出手段により算出された過加熱制限電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度よりも、当該連結部が、前記電流設定切替位置を通過するまでは前記第１の所要電流が前記被加熱材に流れ、当該連結部が、前記電流設定切替位置を通過してからは前記第２の所要電流が当該被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度の方が大きくなる場合に前記過加熱懸念部が過加熱になると判定し、前記電流調整指示手段は、前記過加熱判定手段により、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定されると、前記被加熱材に流す電流を前記所要電流よりも低減させることを、前記電流制御装置に対して指示することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、導電性の被加熱材の過加熱懸念部を特定し、特定した過加熱懸念部が過加熱になる場合には、当該被加熱材に流す電流を低減させる。したがって、前記過加熱懸念部の温度を考慮して前記被加熱材に流す電流を調整することができる。よって、被加熱材に通電して当該被加熱材を加熱するに際し、当該被加熱材が過加熱となることを従来よりも確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。尚、本実施形態では、比抵抗や断面積が異なる鋼板を連続して溶融めっきするために当該鋼板に対して予熱する際の当該鋼板への通電量を調整する場合を例に挙げて説明する。
図１は、ＵＲＴＨ（Ultra Rapid Transformed type Heater）設備の構成の一例を示す図である。
図１において、ＵＲＴＨ設備１０は、通電加熱装置１１と、電流制御装置１２と、加熱トランス１３と、通電ロール１４と、ターンダウンロール１５と、シンクロール１６と、溶融金属浴１７が入っているポット１８と、導電部材１９とを有する。
【００１１】
通電加熱装置１１は、鋼板１に流す電流を電流制御装置１２に指示するためのものであり、例えば、電流制御装置１２等の外部装置とのインタフェースを備えたパーソナルコンピュータを用いることにより実現される。
電流制御装置１２は、通電加熱装置１１からの指示に基づいて、加熱トランス１３（１次巻線）に交流電力を供給するためのものであり、例えば、インバータやコンバータを用いることにより実現される。
【００１２】
加熱トランス１３は、いわゆるリングトランスであり、鉄心と、当該鉄心に巻き回された１次巻線とを有している。本実施形態では、１次巻線に複数のタップが設けられている。電流制御装置１２からの交流電力の出力先を、前記複数のタップの何れかに切り替えることにより、加熱トランス１３の１次巻線の巻数を異ならせることができる。
通電ロール１４は、ラインの上流側から搬送された鋼板１に通電するためのロールであり、加熱トランス１３の２次側の電極の１つになる。通電ロール１４を通った鋼板１は、ラインの下流側へ水平方向に搬送される。このようにしてラインの下流側へ水平方向に搬送される鋼板１は、加熱トランス１３が備える鉄心の中空部内を通るようにしている。尚、通電ロール１４は導電性の材料で形成されているものである。
【００１３】
ターンダウンロール１５は、通電ロール１４から水平方向に搬送された鋼板１の搬送方向をポット１８の方向（斜め下方）に変更するロールである。
シンクロール１６は、溶融金属浴１７に浸され、めっきが施された鋼板１の搬送方向を上方に変更するためのロールである。ここで、溶融金属浴１７は、例えば、溶融亜鉛浴や溶融亜鉛系合金浴であり、加熱トランス１３の２次側の電極の１つになる。
導電部材１９は、その一端が通電ロール１４に接続され、その他端が溶融金属浴１７に浸されている。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態では、通電ロール１４と、通電ロール１４及び溶融金属浴１７の間にある鋼板１と、溶融金属浴１７と、導電部材１９とにより、加熱トランス１３の２次回路（２次巻線）が形成されるようにしている。この加熱トランス１３の２次巻線の巻数は１ターンである。一方、本実施形態では、加熱トランス１３が有する１次巻線のタップを切り替えることにより、１次巻線の巻数が５０ターンから１００ターンまでの何れかの巻数になるようにしている。このように、１次巻線の巻数を２次巻線の巻数よりも格段に多くすることにより、加熱トランス１３が有する１次巻線に供給する交流電力が小さくても、２次巻線（通電ロール１４と溶融金属浴１７との間にある鋼板１）に大きな電流を流すようにすることができる。
【００１５】
以上のように本実施形態では、加熱トランス１３によって、通電ロール１４から溶融金属浴１７の間にある鋼板１に電流を流すことにより、鋼板１を加熱するようにしている。また、本実施形態では、先行する鋼板の尾端と後行する鋼板の先端とを溶接により連結して、当該先行する鋼板と後行する鋼板とを連続して搬送するようにしている。これにより、比抵抗や断面積等が異なる複数の鋼板を連続して搬送・加熱することができる。
尚、以下の説明では、通電ロール１４と溶融金属浴１７との間に、比抵抗や断面積等が異なる鋼板が最大で２つ存在する場合（すなわち、先行する鋼板と後行する鋼板との溶接部が最大で１つ存在する場合）を例に挙げて説明する。また、以下の説明では、先行する鋼板を必要に応じて先行材と称し、後行する鋼板を必要に応じて後行材と称する。
【００１６】
図２は、通電加熱装置１１の機能的な構成の一例を示す図である。図２に示す各機能ブロックは、例えば、通電加熱装置１１が備えるＣＰＵが、ＲＯＭやＨＤＤ等に記憶されたプログラムを、ＲＡＭを用いて実行したり、ＲＯＭやＨＤＤが、データを記憶したり、インタフェースが、外部装置と通信したりすること等により実現することができる。
【００１７】
図２において、通電加熱装置１１は、操業情報取得部２１と、所要電流算出部２２と、材料特性テーブル記憶部２３と、電流設定変更位置算出部２４と、過加熱制限電流算出部２５と、過加熱判定部２６と、電流調整部２７とを有している。
【００１８】
（操業情報取得部２１）
操業情報取得部２１は、通電加熱装置１１等のコンピュータを統括して管理する上位コンピュータや、通電加熱装置１１が備えるユーザインタフェース等から、鋼板１の操業に関する種々の操業情報を取得するものである。具体的に説明すると、操業情報取得部２１は、マップや、ラインの速度や、通電ロール１４よりも手前（通電ロール１４よりもラインの上流側）の所定位置にある鋼板１の温度や、鋼鈑１の搬送状況等を、上位コンピュータ等から取得する。ここで、マップとは、鋼板１の加熱計画を示す情報であり、例えば、どのような鋼板１をどのような順番でどの程度加熱するのかを示す情報である。例えば、加熱対象の鋼板１の種類（鋼種）・厚み・幅・長さ・断面積・ノッチャー位置（ノッチャーによりノッチングされている位置）・ノッチャー量（ノッチャーによりノッチングされている量）・目標温度等の情報が、マップに含まれる。
【００１９】
（所要電流算出部２２、材料特性テーブル記憶部２３）
所要電流算出部２２は、操業情報取得部２１により取得された操業情報（マップ）に基づいて、加熱対象となる鋼板１（鋼種）を特定する。このとき、加熱対象の鋼板１として先行材と後行材とが存在する場合には、先行材及び後行材の鋼板１（鋼種）を夫々特定する。また、所要電流算出部２２は、操業情報取得部２１により取得された操業情報（マップ）に基づいて、加熱対象となる鋼板１の目標温度を特定する。
【００２０】
そして、所要電流算出部２２は、特定した鋼板１を、特定した目標温度にするために、当該特定した鋼板１に流す所要電流を計算する。以下に、この所要電流の計算方法の一例を説明する。
まず、所要電流算出部２２は、特定した鋼板１及び目標温度に対応する材料特性係数Ｋを、材料特性テーブル記憶部２３に記憶されている材料特性テーブルから読み出す。
図３は、材料特性テーブルの一例を概念的に示す図である。
図３に示すように、本実施形態では、材料特性テーブル記憶部２３は、材料特性テーブルを鋼種毎に記憶している。尚、図３では、２つの鋼種Ａ、Ｂのみを示しているが、実際には、材料特性テーブル記憶部２３は、多数の鋼種についての材料特定テーブルを記憶している。
【００２１】
図３において、昇温量は、加熱トランス１３による加熱による鋼板１の温度上昇の量を示す。所要電流算出部２２は、特定した鋼板１に基づいて、材料特性テーブル記憶部２３に記憶されている複数の材料特性テーブルの中から、特定した鋼板１に対応する材料特性テーブルを選択する。そして、所要電流算出部２２は、特定した目標温度から、操業情報取得部２１により取得された操業情報（通電ロール１４よりも手前の所定位置にある鋼板１の温度）を減算して昇温量ΔＴを求め、求めた昇温量ΔＴに対応付けられている材料特性係数Ｋを、選択した材料特性テーブルから読み出す。
ここで、材料特性係数Ｋは、以下の（１）式で表されるものであり、予めオフラインで求められるものである。
【００２２】
【数１】
【００２３】
（１）式において、ΔＴ［℃］は、前記昇温量であり、ρ［μΩ・ｃｍ］は、対象となる鋼種の固有抵抗（比抵抗）であり、Ｃ［kcal／ｋｇ・℃］は、対象となる鋼種の比熱であり、Ｌ［ｍ］は、加熱長である。ここで、加熱長Ｌは、通電ロール１４と鋼板１とが接触している領域の中心位置αから、鋼板１の溶融金属浴１７の浸入位置βまでのライン（鋼板１）の長さである（図１を参照）。
【００２４】
ここでは、先行材が鋼種Ａであり、後行材が鋼種Ｂであり、昇温量ΔＴがΔＴ４である（先行材及び後行材の目標温度が同じである）とする。そうすると、所要電流算出部２２は、先行材の材料特性係数ＫとしてＫAΔ4を、後行材の材料特性係数ＫとしてＫBΔ4を、夫々材料特性テーブルから読み出すことになる。
次に、所要電流算出部２２は、先行材（後行材）を目標温度にするために鋼板１に流す所要電流の、先行材（後行材）における電流密度Ｊ1（Ｊ2）［Ａ／ｍｍ2］を、以下の（２）式（（３）式）に従って算出する。
【００２５】
【数２】
【００２６】
（２）式、（３）式に示すように、材料特性係数Ｋは、ある材料の電流密度Ｊと、ラインの速度Ｖ［ｍｐｍ］とを関連付ける係数である。
次に、所要電流算出部２２は、先行材（後行材）を目標温度にするために鋼板１に流す所要電流Ｉ1（Ｉ2）を、以下の（４）式（（５）式）に従って算出する。
Ｉ1＝Ｊ1×Ｓ1 ・・・（４）
Ｉ2＝Ｊ2×Ｓ2 ・・・（５）
（４）式（（５）式）において、Ｊ1（Ｊ2）は、（２）式（（３）式）に従って算出した電流密度Ｊ1（Ｊ2）であり、Ｓ1（Ｓ2）は、先行材の断面積Ｓ1（後行材の断面積Ｓ2）である。尚、先行材の断面積Ｓ1、後行材の断面積Ｓ2の情報は、操業情報取得部２１により取得された操業情報（マップ）に含まれている。
【００２７】
尚、昇温量ΔＴが材料特性テーブルに登録されていない場合、所要電流算出部２２は、その未登録の昇温量ΔＴに対応する材料特性係数Ｋを、例えば次のようにして求めることができる。すなわち、所要電流算出部２２は、未登録の昇温量ΔＴよりも大きな直近の昇温量と、未登録の昇温量ΔＴよりも小さな直近の昇温量と、それら２つの昇温量に対応付けられている材料特性係数Ｋとを用いて線形補間を行う。そして、所要電流算出部２２は、線形補間を行った結果から、未登録の昇温量ΔＴに対応する材料特性係数Ｋを求める。尚、補間する方法は、このような方法に限定されるものではない。
また、ここでは、材料特性テーブルを用いて材料特性係数Ｋを求めるようにしたが、例えば（１）式を使って材料特性係数Ｋを直接計算して求めてもよい。
【００２８】
以上のように加熱対象の鋼板１として先行材と後行材とがある（溶接部がある）場合には、先行材及び後行材の夫々に対する２つの所要電流Ｉ1、Ｉ2を求めることになる（ただし、所要電流Ｉ1、Ｉ2が同じになることもある）。一方、加熱対象の鋼板１が１つだけである（溶接部がない）場合には、当該鋼板１を目標温度にするために当該鋼板１に流す所要電流Ｉを１つだけ算出することになる（例えば（４）式及び（５）式の何れか一方のみを算出することになる）。
【００２９】
（電流設定変更位置算出部２４）
電流設定変更位置算出部２４は、加熱対象の鋼板１として先行材と後行材とが存在する場合に、鋼板１に流す電流を、先行材を目標温度にするために鋼板１に流す所要電流Ｉ1から、後行材を目標温度にするために当該後行材に流す所要電流Ｉ2に変更する位置を算出する。尚、以下の説明では、この位置を、必要に応じて電流設定切替位置と称する。
図４は、電流設定切替位置の一例を説明する図である。
図４に示すように、本実施形態では、電流設定切替位置Ｌcは、通電ロール１４と鋼板１とが接触している領域の中心位置αからの距離である。そして、本実施形態では、電流設定変更位置算出部２４は、特許文献１に記載の技術と同様に、以下の（６）〜（８）式に従って、電流設定切替位置Ｌc［ｍ］を算出する。
【００３０】
【数３】
【００３１】
（６）〜（８）式において、Ｌ［ｍ］は、加熱長である。また、ｔは、先行材１ａ及び後行材１ｂの目標温度の範囲を調整するための補正係数であって、当該目標温度の上下限に合わせて予め適宜される補正係数である。また、Ｊ1（Ｊ2）［Ａ／ｍｍ2］は、先行材１ａ（後行材１ｂ）を目標温度にするために鋼板１に流す所要電流Ｉ1（Ｉ2）の先行材１ａ（後行材１ｂ）における電流密度であり、Ｓ1（Ｓ2）［ｍｍ2］は、先行材１ａ（後行材１ｂ）の断面積である。
【００３２】
（６）〜（８）式に示すように、本実施形態では、先行材１ａの目標温度と後行材１ｂの目標温度は変わらない（すなわち、ラインの速度Ｖが同一であれば、先行材１ａ及び後行材１ｂを目標温度にするために流す所要電流の電流密度は変わらない）という前提のもと、相手材に対して設定された所要電流が自材に流れた場合の自材の電流密度を、先行材と後行材との夫々について計算し、それらの比率で加熱長Ｌを案分することにより、どの位置で電流の設定値を切り替えればよいのかを算出するようにしている。
【００３３】
（過加熱制限電流算出部２５）
過加熱制限電流算出部２５は、加熱対象の鋼板１のうち過加熱が懸念される領域が過加熱となるときに、当該領域に流れる電流ＩMAXを算出する。尚、以下の説明では、加熱対象の鋼板１のうち過加熱が懸念される領域を、必要に応じて過加熱懸念部と称する。また、過加熱懸念部が過加熱となるときに、当該過加熱懸念部に流れる電流を、必要に応じて過加熱制限電流ＩMAXと称する。
【００３４】
本実施形態では、先行材と後行材との溶接部と、当該溶接部以外の部分であってノッチング等により他の部分よりも断面積が小さくなっている部分とを過加熱懸念部として特定するようにしている。
図５は、ノッチングされていない場合の先行材及び後行材の過加熱懸念部の一例を示す図であり、図６は、ノッチングされている場合の先行材及び後行材の過加熱懸念部の一例を示す図である。図５（ａ）及び図６（ａ）は、先行材１ａ及び後行材１ｂを上方（図１のＺ方向）から見た図である。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）の位置Ｘにおける板幅方向の様子を示す図であり、図６（ｂ）〜図６（ｄ）は、夫々図６（ａ）の位置Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３における板幅方向の様子を示す図である。そして、図５（ｂ）、図６（ｃ）に示す斜線部は、先行材１ａと後行材１ｂとが接触している領域を示す。また、図６（ｂ）、図６（ｄ）に示す斜線部は、ノッチングにより他の部分よりも断面積が小さくなっている領域を示す。尚、図５（ａ）及び図６（ａ）に示す、左から右の方向に向かう矢印は、先行材１ａ及び後行材１ｂの搬送方向を示す。
【００３５】
過加熱制限電流算出部２５は、操業情報取得部２１により取得された操業情報（マップ）に基づいて、加熱対象の鋼板１における過加熱懸念部を特定する。このときに特定する過加熱懸念部は、１つであっても複数であってもよい。本実施形態では、図５、図６において、斜線で示す領域が過加熱懸念部として特定される。以下に、このようにして特定した過加熱懸念部における過加熱制限電流ＩMAXの算出方法の一例を説明する。
【００３６】
まず、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部を過加熱懸念部とした場合の過加熱制限電流ＩMAXの算出方法の一例を説明する。
先行材と後行材との溶接部は、先行材１ａの尾端と後行材１ｂの先端とが接触している領域（図５（ｂ）及び図６（ｃ）において斜線で示す領域）である。過加熱制限電流算出部２５は、この領域の断面積Ｓt1´［ｍｍ2］を、以下の（９）式に従って算出する。尚、以下の説明では、必要に応じてこの断面積を、接触断面積Ｓt1´と称する。
Ｓt1´＝Ｍｉｎ（Ｔ1，Ｔ2）×[Ｍｉｎ（Ｗ1，Ｗ2）−γ2] ・・・（９）
【００３７】
（９）式において、Ｔ1［ｍｍ］は、先行材１ａの厚みであり、Ｔ2［ｍｍ］は、後行材１ｂの厚みであり、Ｗ1［ｍｍ］は、先行材１ａの幅であり、Ｗ2［ｍｍ］は、後行材１ｂの幅である。そして、Ｍｉｎ（Ｔ1，Ｔ2）は、先行材１ａの厚みＴ1と後行材１ｂの厚みＴ2とのうち小さい方を選択することを示し、Ｍｉｎ（Ｗ1，Ｗ2）は、先行材１ａの幅Ｗ1と後行材１ｂの幅Ｗ2とのうち小さい方を選択することを示す。
【００３８】
また、γ2［ｍｍ］は、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部におけるノッチャー量を表す。本実施形態では、図６（ａ）及び図６（ｃ）に示すように、先行材１ａと後行材１ｂのうち幅が狭い方（図６では後行材１ｂ）の両側面からノッチングにより削られた領域の最深部までの板幅方向における最短距離を加算した値（＝（γ2／２）＋（γ2／２））をノッチャー量γ2としている。
また、図５に示すように、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部がノッチングされていない場合には、（９）式におけるノッチャー量γ2は０（ゼロ）になる。また、（９）式における各パラメータは、操業情報取得部２１により取得される操業情報（マップ）から特定される情報である。
【００３９】
以上のようにして接触断面積Ｓt1´を算出すると、過加熱制限電流算出部２５は、過加熱懸念部である溶接部が過加熱となるときの昇温量ΔＴに対応する材料特性係数Ｋを、材料特性テーブル記憶部２３に記憶されている材料特性テーブルから取得する。尚、昇温量ΔＴが材料特性テーブルに登録されていない場合、過加熱制限電流算出部２５は、前述したような線形補間等を行って、昇温量ΔＴに対応する材料特性係数Ｋを求める。また、例えば（１）式を使って材料特性係数Ｋを直接計算して求めてもよい。
ここでは、過加熱懸念部である溶接部が過加熱となるときの昇温量ΔＴがΔＴ７である（先行材及び後行材が過加熱になるときの温度が同じである）とする。そうすると、過加熱制限電流算出部２５は、先行材１ａの材料特性係数ＫとしてＫAΔ7を、後行材１ｂの材料特性係数ＫとしてＫBΔ7を、夫々材料特性テーブルから読み出すことになる。
【００４０】
次に、過加熱制限電流算出部２５は、過加熱懸念部である溶接部が過加熱となるときに先行材１ａ（後行材１ｂ）の過加熱懸念部に流れる電流の電流密度ＪAMAX（ＪBMAX）を、以下の（１０）式（（１１）式）に従って算出する。
【００４１】
【数４】
【００４２】
（１０）式、（１１）式において、Ｖ［ｍｐｍ］は、ラインの速度であり、ＫAΔ7、ＫBΔ7は、前述したようにして材料特性テーブルから読み出した材料特性係数Ｋである。
次に、過加熱制限電流算出部２５は、過加熱懸念部である溶接部が過加熱となるときに先行材１ａ（後行材１ｂ）の過加熱懸念部に流れる電流ＩAMAX（ＩBMAX）を、以下の（１２）式（（１３）式）に従って算出する。
ＩAMAX＝ＪAMAX×Ｓt1´ ・・・（１２）
ＩBMAX＝ＪBMAX×Ｓt1´ ・・・（１３）
（１２）式、（１３）式において、ＪAMAX、ＪBMAXは、（１０）式、（１１）式に従って算出した電流密度であり、Ｓt1´は、（９）式に従って算出した接触断面積である。
最後に、過加熱制限電流算出部２５は、（１２）式、（１３）式に従って算出した電流ＩAMAX、ＩBMAXのうち、小さい方の電流を過加熱制限電流ＩMAXとして採用する。
【００４３】
次に、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部以外の部分であって、ノッチングにより他の部分よりも断面積が小さくなっている部分を過加熱懸念部とした場合の過加熱制限電流ＩMAXの算出方法の一例を説明する。
まず、過加熱制限電流算出部２５は、加熱対象となっている先行材１ａ（後行材１ｂ）の"断面積が小さくなっている部分（過加熱懸念部）"の断面積Ｓt2´（Ｓt3´）［ｍｍ2］を、以下の（１４）式（（１５）式）に従って算出する。
Ｓt2´＝Ｔ1×（Ｗ1−γ1） ・・・（１４）
Ｓt3´＝Ｔ2×（Ｗ2−γ1） ・・・（１５）
【００４４】
（１４）式において、Ｔ1［ｍｍ］は、先行材１ａの厚みであり、Ｗ1［ｍｍ］は、先行材１ａの幅である。また、（１５）式において、Ｔ2［ｍｍ］は、後行材１ｂの厚みであり、Ｗ2［ｍｍ］は、後行材１ｂの幅である。更に、γ1［ｍｍ］は、ノッチャー量を表す。本実施形態では、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｄ）に示すように、先行材１ａ（後行材１ｂ）の両側面からノッチングにより削られた領域の最深部までの板幅方向における最短距離を加算した値（＝（γ1／２）＋（γ1／２））をノッチャー量γ1としている。
尚、（１４）式、（１５）式における各パラメータは、操業情報取得部２１により取得される操業情報（マップ）から特定される情報である。
【００４５】
以上のようにして接触断面積Ｓt2´、Ｓt3´を算出すると、過加熱制限電流算出部２５は、加熱対象となっている先行材１ａ（後行材１ｂ）の"断面積が小さくなっている部分（過加熱懸念部）"が過加熱となるときの昇温量ΔＴに対応する材料特性係数Ｋを、材料特性テーブル記憶部２３に記憶されている材料特性テーブルから取得する。尚、昇温量ΔＴが材料特性テーブルに登録されていない場合、過加熱制限電流算出部２５は、前述したような線形補間等を行って、昇温量ΔＴに対応する材料特性係数Ｋを求める。
ここでは、前述したのと同様に、加熱対象となっている先行材１ａ（後行材１ｂ）の"断面積が小さくなっている部分（過加熱懸念部）"が過加熱となるときの昇温量ΔＴがΔＴ７であるとする。そうすると、先行材１ａの断面積が小さくなっている部分を過加熱懸念部としている場合、過加熱制限電流算出部２５は、先行材１ａの材料特性係数ＫとしてＫAΔ7を材料特性テーブルから読み出すことになる。一方、後行材１ｂの断面積が小さくなっている部分を過加熱懸念部としている場合、過加熱制限電流算出部２５は、後行材１ｂの材料特性係数ＫとしてＫBΔ7を材料特性テーブルから読み出すことになる。尚、前述したように、例えば（１）式を使って材料特性係数Ｋを直接計算して求めてもよい。
【００４６】
次に、過加熱制限電流算出部２５は、加熱対象となっている先行材１ａ（後行材１ｂ）の"断面積が小さくなっている部分（過加熱懸念部）"が過加熱となるときに先行材１ａ（後行材１ｂ）の過加熱懸念部に流れる電流の電流密度ＪAMAX（ＪBMAX）［Ａ／ｍｍ2］を、前述した（１０）式（（１１）式）に従って算出する。
次に、過加熱制限電流算出部２５は、加熱対象となっている先行材１ａ（後行材１ｂ）の"断面積が小さくなっている部分（過加熱懸念部）"が過加熱となるときに先行材１ａ（後行材１ｂ）の過加熱懸念部に流れる電流ＩCMAX（ＩDMAX）［Ａ］を、以下の（１６）式（（１７）式）に従って算出する。
ＩCMAX＝ＪAMAX×Ｓt2´ ・・・（１６）
ＩDMAX＝ＪBMAX×Ｓt3´ ・・・（１７）
（１６）式、（１７）式において、ＪAMAX、ＪBMAXは、（１０）式、（１１）式に従って算出した電流密度であり、Ｓt2´、Ｓt3´は、（１４）式、（１５）式に従って算出した断面積である。
以上のように、先行材１ａの断面積が小さくなっている部分を過加熱懸念部とした場合、過加熱制限電流算出部２５は、（１６）式に従って算出した電流ＩCMAXを過加熱制限電流ＩMAXとして採用する。一方、後行材１ｂの断面積が小さくなっている部分を過加熱懸念部としている場合、過加熱制限電流算出部２５は、（１７）式に従って算出した電流ＩDMAXを過加熱制限電流ＩMAXとして採用する。
【００４７】
以上のようにして過加熱制限電流ＩMAXとして採用された電流が１つである場合、過加熱制限電流算出部２５は、その電流を過加熱判定部２６に出力する。
一方、過加熱制限電流ＩMAXとして複数の電流が採用された場合、過加熱制限電流算出部２５は、それら過加熱制限電流ＩMAXの中で最も小さい電流を過加熱判定部２６に出力する。例えば、操業情報取得部２１により取得された操業情報（マップ等）に基づいて、図６（ａ）に示すように３箇所Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の過加熱懸念部が特定された場合には、３つの過加熱制限電流ＩMAXが採用されることになる。この場合、過加熱制限電流算出部２５は、３つの過加熱制限電流ＩMAXの中で最も小さい電流を過加熱判定部２６に出力する。
尚、ノッチング以外の理由により他の部分よりも断面積が小さくなっている部分を過加熱懸念部とした場合には、当該過加熱懸念部が過加熱になるときに当該過加熱懸念部に流れる電流の電流密度Ｊを（１０）式、（１１）式のようにして算出し、当該電流密度Ｊに当該過加熱懸念部の断面積を乗算して過加熱制限電流ＩMAXを算出する。
【００４８】
（過加熱判定部２６）
過加熱判定部２６は、所要電流算出部２２により算出された所要電流Ｉが加熱対象の鋼板１に流れたときの"当該鋼板１の過加熱懸念部の温度"よりも、過加熱制限電流算出部２５から出力された過加熱制限電流ＩMAXが加熱対象の鋼板１に流れたときの"当該鋼板１の過加熱懸念部の温度"の方が大きいか否かを判定する。
本実施形態では、過加熱判定部２６は、先行材１ａと後行材１ｂの溶接部が過加熱懸念部に含まれている場合、この判定の一例として、以下の（１８）式を満たすか否かを判定するようにしている。
【００４９】
ＩMAX2×Ｌ＞Ｉ12×（Ｌc−ａ）＋Ｉ22×（Ｌ−Ｌc＋ａ） ・・・（１８）
【００５０】
（１８）式において、ＩMAX［Ａ］は、過加熱制限電流算出部２５から出力された過加熱制限電流である。Ｌ［ｍ］は、加熱長である。Ｌc［ｍ］は、電流設定変更位置算出部２４により算出された電流設定切替位置である。Ｉ1、Ｉ2［Ａ］は、所要電流算出部２２により算出された所要電流である。ａ［ｍ］は、先行材１ａと後行材１ｂの溶接部からノッチングにより削られた領域の最深部までの長手方向における最短距離である（図６（ａ）を参照）。この距離ａの正負は、先行材１ａと後行材１ｂの溶接部を原点とし、先行材１ａの方向を負の方向、後行材１ｂの方向を正の方向として決定される（図６（ａ）を参照）。
【００５１】
（１８）式の左辺は、先行材１ａと後行材１ｂの溶接部が、通電ロール１４を通過してから、溶融金属浴１７に浸入するまでの間、過加熱制限電流ＩMAXが鋼板１に流れるとしたときに過加熱懸念部が受ける電力量（熱量）に対応する。一方、（１８）式の右辺の第１項は、先行材１ａと後行材１ｂの溶接部が、通電ロール１４を通過してから、電流設定切替位置Ｌcを通過するまでの間、所要電流Ｉ1が過加熱懸念部に流れるとしたときに過加熱懸念部が受ける電力量（熱量）に対応する。また、（１８）式の右辺の第２項は、先行材１ａと後行材１ｂの溶接部が、電流設定切替位置Ｌcを通過してから、溶融金属浴１７に浸入するまでの間、所要電流Ｉ2が過加熱懸念部に流れるとしたときに過加熱懸念部が受ける電力量（熱量）に対応する。
【００５２】
ここで、（１８）式は、以下のようにして求められるものである。
過加熱懸念部が加熱されている間に過加熱懸念部に投入される電力量Ｗが、過加熱懸念部が過加熱になるときに過加熱懸念部に投入される電力量ＷMAXを超えないようにする必要がある。そして、過加熱懸念部が加熱されている間に過加熱懸念部に投入される電力量Ｗは、先行材１ａに対する設定で過加熱懸念部が受ける電力量Ｗfと、後行材１ｂに対する設定で過加熱懸念部が受ける電力量Ｗbとの和となる。したがって、以下の（１９）式を考える。
ＷMAX＝Ｗ＝Ｗf＋Ｗb ・・・（１９）
【００５３】
ここで、加熱時間をｔ、先行材１ａに対して設定される所要電流をＩ1（（４）式を参照）、後行材１ｂに対して設定される所要電流をＩ2（（５）式を参照）、過加熱制限電流をＩMAX（（１２）式、（１３）式を参照）とする。また、過加熱懸念部が過加熱になる時の先行材１ａ及び後行材１ｂの過加熱懸念部における平均抵抗をＲMAXとする。また、先行材１ａに対する設定で加熱した時の先行材１ａ及び後行材１ｂの平均抵抗をＲf、先行材１ａに対する設定での加熱時間をｔfとする。また、後行材１ｂに対する設定で加熱した時の先行材１ａ及び後行材１ｂの平均抵抗をＲb、後行材１ｂに対する設定での加熱時間をｔbとする。そうすると、以下の（２０）式が成り立つ。
ＩMAX2×ＲMAX×ｔ＝Ｉ12×Ｒf×ｔf＋Ｉ22×Ｒb×ｔb ・・・（２０）
【００５４】
そして、加熱時間ｔと、加熱長Ｌ及びラインの速度Ｖとの関係は（２１）式のように表されるから、（２０）式を（２２）式のように変形できる。
ｔ＝Ｌ／Ｖ ・・・（２１）
ＩMAX2×ＲMAX×Ｌ＝Ｉ12×Ｒf×Ｌc＋Ｉ22×Ｒb×Ｌb ・・・（２２）
（２２）式において、Ｌcは、先行材１ａに対する設定での加熱長（すなわち、通電ロール１４と鋼板１とが接触している領域の中心位置αから電流設定切替位置Ｌcまでの長さ）である（図４を参照）。また、Ｌbは、後行材１ｂに対する設定での加熱長（すなわち、電流設定切替位置Ｌcから鋼板１の溶融金属浴１７の浸入位置βまでの距離）である（図４を参照）。
そして、（６）式より、以下の（２３）式が成り立つ。
Ｉ12×Ｌc≒Ｉ22×Ｌb ・・・（２３）
そうすると、（２２）式を以下の（２４）式のように変形できる。
ＩMAX2×ＲMAX×Ｌ＝（Ｉ12×Ｌc）×（Ｒf＋Ｒb） ・・・（２４）
【００５５】
更に、過加熱懸念部が過加熱になる時の先行材１ａ及び後行材１ｂの過加熱懸念部における平均抵抗ＲMAXは、以下の（２５）式で表される。
ＲMAX≒（Ｒf＋Ｒb）／２ ・・・（２５）
そして、（２５）式を（２４）式に代入すると、以下の（２６）式が成り立つ。
ＩMAX2×Ｌ＝（Ｉ12×Ｌc）×２ ・・・（２６）
そして、（２３）式を用いて（２６）式を変形すると、以下の（２７）式が得られる。
ＩMAX2×Ｌ＝Ｉ12×Ｌc＋Ｉ22×Ｌb ・・・（２７）
ここで、後行材１ｂに対する設定での加熱長Ｌbは、以下の（２８）式で表されるから、（２７）式を（２９）式のように変形できる。
Ｌb＝Ｌ−Ｌc ・・・（２８）
ＩMAX2×Ｌ＝Ｉ12×Ｌc＋Ｉ22×（Ｌ−Ｌc） ・・・（２９）
したがって、以下の（３０）式を満たさなければ、過加熱懸念部は過加熱となる。
ＩMAX2×Ｌ＞Ｉ12×Ｌc＋Ｉ22×（Ｌ−Ｌc） ・・・（３０）
そして、（３０）式に対し、距離ａ（図６を参照）を考慮することにより、（１８）式が得られる。
【００５６】
一方、先行材１ａと後行材１ｂの溶接部が加熱部（通電ロール１４と溶融金属浴１７との間）にない場合、過加熱判定部２６は、この判定の一例として、以下の（３１）式を満たすか否かを判定するようにしている。
ＩMAX×Ｌ＞Ｉ2×Ｌ ・・・（３１）
（３１）式において、ＩMAX［Ａ］は、過加熱制限電流算出部２５から出力された過加熱制限電流である。Ｌ［ｍ］は、加熱長である。Ｉ［Ａ］は、所要電流算出部２２により算出された所要電流である。
すなわち、先行材１ａと後行材１ｂの溶接部が加熱部にない場合、過加熱判定部２６は、過加熱制限電流算出部２５から出力された過加熱制限電流ＩMAXが、所要電流算出部２２により算出された所要電流Ｉよりも大きいか否かを判定する。
【００５７】
（電流調整部２７）
電流調整部２７は、過加熱判定部２６により、過加熱懸念部が過加熱になる（（１８）式又は（３１）式を満たさない）と判定されると、当該過加熱懸念部が通電ロール１４を通過してから、溶融金属浴１７に浸入するまでの間、鋼板１に流れる電流が過加熱制限電流ＩMAXになるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整することを、電流制御装置１２に指示する。
【００５８】
一方、過加熱判定部２６により、過加熱懸念部が過加熱にならない（（１８）式又は（３１）式を満たす）と判定されると、電流調整部２７は、鋼板１に流れる電流が、所要電流算出部２２で算出された所要電流になるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整することを、電流制御装置１２に指示する。
具体的に電流調整部２７は、加熱対象の鋼板１が複数あり、先行材と後行材とが存在する場合には、先行材と後行材との溶接部が電流設定変更位置算出部２４で算出された電流設定切替位置Ｌcになるまでは、鋼板１に流れる電流が、（４）式で算出された所要電流Ｉ1になるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整すると共に、先行材と後行材との溶接部が電流設定切替位置Ｌcになると、鋼板１に流れる電流が、（５）式で算出された所要電流Ｉ2になるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整することを、電流制御装置１２に指示する。
【００５９】
これに対し、加熱対象の鋼板１が１つである場合、電流調整部２７は、次のような指示を電流制御装置１２に対して行う。加熱対象の鋼板１に溶接部がない場合には、全区間にわたって、鋼板１に流れる電流が、所要電流算出部２２で算出された所要電流Ｉになるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整することを、電流制御装置１２に指示する。一方、加熱対象の鋼板１に溶接部がある場合には、当該溶接部が電流設定変更位置算出部２４で算出された電流設定切替位置Ｌcになるまでは、鋼板１に流れる電流が、（４）式で算出された所要電流Ｉ1になるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整すると共に、当該溶接部が電流設定切替位置Ｌcになると、鋼板１に流れる電流が、（５）式で算出された所要電流Ｉ2になるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整することを、電流制御装置１２に指示する。
電流制御装置１２は、以上のような電流調整部２７からの指示に従って、加熱トランス１３の１次巻線に電力を供給する。これにより、鋼板１の過加熱懸念部が過加熱になると判断したときには、過加熱懸念部が過加熱になる温度を上限値として出来るだけ高い温度で鋼板１を加熱することができ、鋼板１の温度が高すぎて鋼板１が破断したり、鋼板１の温度が低すぎて鋼板１に対して施しためっきが剥離したりすることを、従来よりも確実に防止することができる。
【００６０】
次に、図７のフローチャートを参照しながら、通電加熱装置１１の処理の一例を説明する。
まず、ステップＳ１において、操業情報取得部２１は、過加熱判定部２６からの情報に基づいて、過加熱懸念部と過加熱制限電流ＩMAXとが記憶されているか否かを判定する。この判定の結果、過加熱懸念部と過加熱制限電流ＩMAXとが記憶されている場合には、鋼板１に流れる電流が過加熱制限電流ＩMAXになるようにする必要があるので、後述するステップＳ１１に進む。
【００６１】
一方、過加熱懸念部と過加熱制限電流ＩMAXとが記憶されていない場合には、過加熱懸念部が過加熱であるかどうかを調査する必要があるので、ステップＳ２に進む。ステップＳ２に進むと、所要電流算出部２２は、加熱対象となる鋼板１を特定し、特定した鋼板１を目標温度にするための所要電流を算出する。前述したように加熱対象となる鋼板１として先行材と後行材とが存在する場合、所要電流算出部２２は、先行材に対する所要電流Ｉ1と、後行材に対する所要電流Ｉ2とを夫々算出する（（４）式、（５）式を参照）。一方、加熱対象となる鋼板１が１つだけ存在する場合、所要電流算出部２２は、その鋼板１に対する所要電流Ｉを（１つだけ）算出する。
【００６２】
次に、ステップＳ３において、電流設定変更位置算出部２４は、加熱対象の鋼板１として先行材と後行材とが存在する場合に、電流設定切替位置Ｌcを算出する（（６）式）を参照）。加熱対象の鋼板１として先行材と後行材とが存在しない場合には、ステップＳ３の処理は行われずにステップＳ４に進む。
次に、ステップＳ４において、過加熱制限電流算出部２５は、加熱対象の鋼板１の過加熱懸念部を特定し、特定した過加熱懸念部の断面積を算出する。過加熱懸念部が、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部である場合、過加熱制限電流算出部２５は、接触断面積Ｓt1´を算出する（（９）式を参照）。一方、過加熱懸念部が、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部以外の部分であって、ノッチングにより他の部分よりも断面積が小さくなっている部分である場合、過加熱制限電流算出部２５は、その部分の断面積Ｓt2´、Ｓt3´）を算出する（（１４）式、（１５）式を参照）。
【００６３】
次に、ステップＳ５において、過加熱制限電流算出部２５は、過加熱制限電流ＩAMAX、ＩBMAX、ＩCMAX、ＩDMAXを算出する。過加熱懸念部が、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部である場合、過加熱制限電流算出部２５は、（１２）式、（１３）式に従って、過加熱制限電流ＩAMAX、ＩBMAXを算出し、それらのうち小さい方を、当該溶接部の過加熱制限電流として選択する。一方、過加熱懸念部が、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部以外の部分であって、ノッチングにより他の部分よりも断面積が小さくなっている部分である場合、過加熱制限電流算出部２５は、（１６）式、（１７）式に従って、当該部分の過加熱制限電流ＩCMAX、ＩDMAXを算出する。
【００６４】
次に、ステップＳ６において、過加熱制限電流算出部２５は、ステップＳ４で特定された過加熱懸念部が複数あるか否かを判定する。この判定の結果、過加熱懸念部が複数ある場合には、ステップＳ７に進む。ステップＳ７に進むと、過加熱制限電流算出部２５は、複数の過加熱懸念部のうち、過加熱制限電流が最も小さい値となる過加熱懸念部と、当該最も小さい値となる過加熱制限電流とを選択する。そして、ステップＳ８に進む。
一方、過加熱懸念部が１つである場合には、ステップＳ７を省略してステップＳ８に進む。
【００６５】
ステップＳ８に進むと、過加熱判定部２６は、過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する。
具体的に、ステップＳ４で特定された過加熱懸念部に溶接部が含まれている場合、過加熱判定部２６は、ステップＳ８で判定対象となる過加熱懸念部について（１８）式を満足するか否かを判定する。
一方、ステップＳ４で特定された過加熱懸念部に溶接部が含まれていない場合、過加熱判定部２６は、次の処理を行う。すなわち、ＵＲＴＨ設備１０内に搬送されている鋼板１に溶接部がなく、当該鋼板１の定常部（何らかの理由で他よりも断面積が小さくなっている部分）が過加熱懸念部となっている場合、過加熱判定部２６は、ステップＳ８で判定対象となる過加熱懸念部について（３１）式を満足するか否かを判定する。一方、ＵＲＴＨ設備１０内に搬送されている鋼板１に溶接部があるが、当該溶接部は過加熱懸念部ではなく、当該溶接部の前後でノッチングにより他の部分よりも断面積が小さくなっている領域が過加熱懸念部となっている場合、過加熱判定部２６は、ステップＳ８で判定対象となる過加熱懸念部について（１８）式を満足するか否かを判定する。
尚、ステップＳ４で特定された過加熱懸念部が複数ある場合、このステップＳ８で判定対象となる過加熱懸念部は、ステップＳ６で選択された（過加熱制限電流が最も小さい値となる）過加熱懸念部となる。
【００６６】
この判定の結果、（１８）式又は（３１）式を満足せず、過加熱懸念部が過加熱になる場合には、ステップＳ９に進む。ステップＳ９に進むと、過加熱判定部２６は、過加熱懸念部と過加熱制限電流ＩMAXとを例えばＲＡＭに一時的に記憶する。
具体的に、ステップＳ４で特定された過加熱懸念部が複数ある場合、過加熱制限電流算出部２５は、ステップＳ７で選択した過加熱懸念部及び過加熱制限電流（過加熱制限電流が最も小さい値となる過加熱懸念部と、当該最も小さい値となる過加熱制限電流）を記憶する。
一方、ステップＳ４で特定された過加熱懸念部が１つである場合、過加熱制限電流算出部２５は、当該過加熱懸念部と、当該過加熱懸念部に対してステップＳ５で計算された過加熱制限電流とを記憶する。
そして、ステップＳ１０に進んで、その他の処理が行われた後、ステップＳ１に戻る。
一方、ステップＳ８において、（１８）式又は（３１）式を満足し、過加熱懸念部が過加熱にならない場合には、ステップＳ９を省略してステップＳ１０に進み、その他の処理が行われた後、ステップＳ１に戻る。
【００６７】
前述したように、ステップＳ１において、過加熱懸念部と過加熱制限電流ＩMAXとが記憶されていると判定されると、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１に進むと、電流調整部２７は、操業情報取得部２１から取得された操業情報（鋼鈑１の搬送状況）に基づいて、ステップＳ１で記憶されていると判定された過加熱懸念部が、通電ロール１４を通過するか否かを判定する。
この判定の結果、ステップＳ１で記憶されていると判定された過加熱懸念部が、通電ロール１４を通過していない場合には、加熱トランス１３により加熱されている鋼板１に流れる電流を、ステップＳ１で記憶されていると判定された過加熱制限電流ＩMAXにする必要がないので、ステップＳ１２〜Ｓ１４を省略してステップＳ１０に進み、その他の処理が行われた後、ステップＳ１に戻る。
【００６８】
一方、ステップＳ１で記憶されていると判定された過加熱懸念部が、通電ロール１４を通過する場合には、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２に進むと、電流調整部２７は、加熱トランス１３により加熱されている鋼板１に流れる電流が、ステップＳ１で記憶されていると判定された過加熱制限電流ＩMAXになるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整することを、電流制御装置１２に指示する。これにより、電流制御装置１２は、鋼板１に流れる電流が過加熱制限電流ＩMAXになるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整する。
【００６９】
次に、ステップＳ１３において、電流調整部２７は、操業情報取得部２１から取得された操業情報（鋼鈑１の搬送状況）に基づいて、ステップＳ１で記憶されていると判定された過加熱懸念部が、溶融金属浴１７に浸入するまで待機する。
そして、ステップＳ１で記憶されていると判定された過加熱懸念部が、溶融金属浴１７に浸入すると、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４に進むと、電流調整部２７は、加熱トランス１３により加熱されている鋼板１に流れる電流が過加熱制限電流ＩMAXになるようにすることを解除することを、電流制御装置１２に指示する。このとき、電流調整部２７は、例えば、鋼板１の現在の搬送状況と、ステップＳ３で算出された電流設定切替位置Ｌcとに基づいて、設定すべき所要電流を特定し、特定した所要電流が当該鋼板１に流れるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整することを電流制御装置１２に指示する。これにより、電流制御装置１２は、通常通り、加熱対象の鋼板１が目標温度になるように、加熱トランス１３の１次巻線に電力を供給する。そして、ステップＳ１０に進み、その他の処理が行われる。
【００７０】
図８は、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部にノッチングがされていない鋼板１が溶融金属浴１７に浸入するときの温度（浴浸入温度）と時間との関係の一例を示す図である。また、図９は、先行材１ａと後行材１ｂとの溶接部の片側に１０［ｍｍ］のノッチングが行われた鋼板１が溶融金属浴１７に浸入するときの温度（浴浸入温度）と時間との関係の一例を示す図である。
【００７１】
図８（ａ）、図９（ａ）は、本実施形態のようにせずに鋼板１を加熱した場合（鋼板１に流れる電流を過加熱制限電流ＩMAXにすることを行わない場合）の結果の一例を示す図である。一方、図８（ｂ）、図９（ｂ）は、本実施形態のようにして鋼板１を加熱した場合（鋼板１に流れる電流を過加熱制限電流ＩMAXにすることを行った場合）の結果の一例を示す図である。
また、図８、図９は、以下の表に示すような、同種の先行材１ａ及び後行材１ｂの溶接部を過加熱懸念部とし、その過加熱懸念部が過加熱となる温度を７００［℃］と想定して、コンピュータシミュレーションを行った結果を示すものである。
【００７２】
【表１】
【００７３】
図８（ａ）及び図９（ａ）に示すように、本実施形態のようにせずに鋼板１を加熱すると、過加熱懸念部である溶接部の温度が、当該溶接部が過加熱になる温度（＝７００［℃］）を大きく超えてしまい、当該溶接部が溶断してしまう虞がある。
これに対し、本実施形態では、過加熱懸念部が通電ロール１４を通過してから、溶融金属浴１７に浸入するまでの間、鋼板１に流れる電流が過加熱制限電流ＩMAXになるように、加熱トランス１３の１次巻線に供給する電力を調整する。したがって、図８（ｂ）及び図９（ｂ）に示すように、過加熱懸念部である溶接部が通電ロール１４を通過してから溶融金属浴１７に浸入するまでの間、浴浸入温度は少しずつ低下し、溶接部の温度は、当該溶接部が過加熱になる温度（＝７００［℃］）を超えない範囲で出来るだけ高い温度となる。
【００７４】
以上のように本実施形態では、鋼板１の過加熱懸念部が過加熱になるときに当該過加熱懸念部に流れる電流である過加熱制限電流ＩMAXを算出し、当該過加熱懸念部が過加熱になると判定すると、過加熱懸念部が通電ロール１４を通過してから溶融金属浴１７に浸入するまでの間、鋼板１に過加熱制限電流ＩMAXが流れるようにした。したがって、鋼板１の過加熱懸念部が過加熱になると判断したときには、過加熱懸念部が過加熱になる温度を上限値として出来るだけ高い温度で鋼板１を加熱することができ、鋼板１の温度が高すぎて鋼板１が破断したり、鋼板１の温度が低すぎて鋼板１に対して施しためっきが剥離したりすることを、従来よりも確実に防止することができる。
【００７５】
尚、本実施形態では、過加熱懸念部が過加熱になると判定すると、通電ロール１４を通過してから溶融金属浴１７に浸入するまでの間、鋼板１に流れる電流を過加熱制限電流ＩMAXに調整するようにしたが、電流を調整する区間（期間）は、このような区間（期間）に限定されるものではない。すなわち、本実施形態では、溶融めっきを施すために鋼板１に対して予熱する場合を例に挙げて説明したが、その他の方法で導電体性の被加熱材を加熱する場合には、当該被加熱材を加熱している間、当該被加熱材に流れる電流を調整することになる。
【００７６】
また、例えば（１８）式又は（３１）式の左辺の値と右辺の値との差に応じて、過加熱懸念部が、どの程度過加熱になるかを見積もり、過加熱懸念部が、少ししか過加熱にならないと判断した場合（（１８）式又は（３１）式の左辺の値と右辺の値との差が閾値以内であると判断した場合）には、電流を調整する区間（期間）を、前述した区間（期間）よりも短くしてもよい。
【００７７】
更に、鋼板１に流れる電流を過加熱制限電流ＩMAXに調整するようにすれば、過加熱懸念部が過加熱になる温度を上限値として出来るだけ高い温度で鋼板１を加熱することができるので好ましいが、それまでに鋼板１に流れている電流（所要電流）を低減させるようにしていれば、必ずしも鋼板１に流れる電流を過加熱制限電流ＩMAXに調整する必要はない。
また、電流設定切替位置Ｌcを算出する方法は、（６）式に示したものに限定されない。例えば、所要電流Ｉ1の２乗と所要電流Ｉ2の２乗の比率で加熱長Ｌを案分して電流設定切替位置Ｌcを算出してもよい。
また、断面積が他よりも小さくなっている部分を過加熱懸念部としていれば、過加熱懸念部は前述したものに限定されない。
【００７８】
尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又はかかるプログラムを伝送する伝送媒体も本発明の実施の形態として適用することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体などのプログラムプロダクトも本発明の実施の形態として適用することができる。前記のプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
また、本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施形態を示し、ＵＲＴＨ設備の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示し、通電加熱装置の機能的な構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を示し、材料特性テーブルの一例を概念的に示す図である。
【図４】本発明の実施形態を示し、電流設定切替位置の一例を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態を示し、ノッチングされていない場合の先行材及び後行材の過加熱懸念部の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態を示し、ノッチングされている場合の先行材及び後行材の過加熱懸念部の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態を示し、通電加熱装置１１の処理の一例を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態を示し、先行材と後行材との溶接部にノッチングがされていない鋼板が溶融金属浴に浸入するときの温度（浴浸入温度）と時間との関係の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態を示し、先行材と後行材との溶接部の片側に１０［ｍｍ］のノッチングが行われた鋼板が溶融金属浴に浸入するときの温度（浴浸入温度）と時間との関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 鋼板
１０ ＵＲＴＨ設備
１１ 通電加熱装置
１２ 電流制御装置
１３ 加熱トランス
１４ 通電ロール
１５ ターンダウンロール
１６ シンクロール
１７ 溶融金属浴
１８ ポット
１９ 導電部材
２１ 操業情報取得部
２２ 所要電流算出部
２３ 材料特性テーブル記憶部
２４ 電流設定変更位置算出部
２５ 過加熱制限電流算出部
２６ 過加熱判定部
２７ 電流調整部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の被加熱材を目標温度にするために当該被加熱材に流す電流として設定される所要電流を計算する所要電流算出ステップと、
前記被加熱材のうち過加熱になることが懸念される過加熱懸念部を特定する過加熱懸念部特定ステップと、
前記過加熱懸念部が過加熱となる電流密度と、前記過加熱懸念部の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出する過加熱制限電流算出ステップと、
前記過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する過加熱判定ステップと、
前記被加熱材に流す電流を調整する電流調整ステップとを有し、
前記過加熱判定ステップは、前記過加熱制限電流算出ステップにより算出された過加熱制限電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度よりも、前記所要電流算出ステップにより算出された所要電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度の方が大きくなる場合に、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定し、
前記電流調整ステップは、前記過加熱判定ステップにより、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定されると、前記被加熱材に流す電流を前記所要電流よりも低減させることを特徴とする通電加熱方法。
【請求項２】
互いに連結された、先行する導電性の被加熱材と後行する導電性の被加熱材に電流を流して、前記被加熱材を加熱する通電加熱方法であって、
前記先行する被加熱材を目標温度にするために前記被加熱材に流す電流として設定される第１の所要電流と、前記後行する被加熱材を目標温度にするために前記被加熱材に流す電流として設定される第２の所要電流とを計算する所要電流算出ステップと、
前記被加熱材に流す電流の設定を前記第１の所要電流から前記第２の所要電流に切り替える位置である電流設定切替位置を算出する電流設定切替位置算出ステップと、
前記先行する被加熱材及び前記後行する被加熱材のうち、過加熱になることが懸念される過加熱懸念部を特定する過加熱懸念部特定ステップと、
前記過加熱懸念部が過加熱となる電流密度と、前記過加熱懸念部の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出する過加熱制限電流算出ステップと、
前記過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する過加熱判定ステップと、
前記被加熱材に流す電流を調整する電流調整ステップとを有し、
前記過加熱判定ステップは、前記先行する被加熱材と前記後行する被加熱材との連結部が加熱されている間、前記過加熱制限電流算出ステップにより算出された過加熱制限電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度よりも、当該連結部が、前記電流設定切替位置を通過するまでは前記第１の所要電流が前記被加熱材に流れ、当該連結部が、前記電流設定切替位置を通過してからは前記第２の所要電流が当該被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度の方が大きくなる場合に、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定し、
前記電流調整ステップは、前記過加熱判定ステップにより、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定されると、前記被加熱材に流す電流を前記所要電流よりも低減させることを特徴とする通電加熱方法。
【請求項３】
前記電流設定切替位置算出ステップは、下記（Ａ）式に従って、前記電流設定切替位置を算出し、
前記過加熱判定ステップは、下記（Ｂ）式を満足しない場合に、前記過加熱懸念部が過加熱であると判定することを特徴とする請求項２に記載の通電加熱方法。
Ｌc＝Ｌ×（１−ｔ）×（Ｊ2×Ｓ2／Ｓ1）2／[（１−ｔ）×（Ｊ2×Ｓ2／Ｓ1）2＋（１＋ｔ）×（Ｊ1×Ｓ1／Ｓ2）2] ・・・（Ａ）
ＩMAX2×Ｌ＞Ｉ12×（Ｌc−ａ）＋Ｉ22×（Ｌ−Ｌc＋ａ） ・・・（Ｂ）
前記（Ａ）式において、Ｌcは、前記電流設定切替位置［ｍ］、ｔは、補正係数、Ｊ2は、前記第２の所要電流の前記後行する被加熱材における電流密度［Ａ／ｍｍ2］、Ｓ2は前記後行する被加熱材の断面積［ｍｍ2］、Ｓ1は前記先行する被加熱材の断面積［ｍｍ2］、Ｊ1は、前記第１の所要電流の前記先行する被加熱材における電流密度［Ａ／ｍｍ2］であり、
前記（Ｂ）式において、ＩMAXは、前記過加熱制限電流［Ａ］、Ｌは、前記被加熱材の加熱長［ｍ］、Ｉ1は、前記第１の所要電流［Ａ］、Ｌcは、前記電流設定切替位置［ｍ］ａは、前記連結部から当該連結部以外の前記過加熱懸念部までの距離［ｍ］、Ｉ2は、前記第２の所要電流［Ａ］である。
【請求項４】
前記過加熱懸念部特定ステップは、前記先行する被加熱材と前記後行する被加熱材とが接触している部分を、前記過加熱懸念部として特定し、
前記過加熱制限電流算出ステップは、前記先行する被加熱材と前記後行する被加熱材とが接触している部分が過加熱となる電流密度と、前記先行する被加熱材と前記後行する被加熱材とが接触している部分の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出することを特徴とする請求項２又は３に記載の通電加熱方法。
【請求項５】
前記電流調整ステップは、前記被加熱材に流す電流を前記過加熱制限電流に調整することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の通電加熱方法。
【請求項６】
前記電流調整ステップは、前記被加熱材の過加熱懸念部が加熱されている間、前記被加熱材に流す電流を低減させることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の通電加熱方法。
【請求項７】
導電性の被加熱材を目標温度にするために当該被加熱材に流す電流として設定される所要電流を計算する所要電流算出手段と、
前記被加熱材のうち過加熱になることが懸念される過加熱懸念部を特定する過加熱懸念部特定手段と、
前記過加熱懸念部が過加熱となる電流密度と、前記過加熱懸念部の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出する過加熱制限電流算出手段と、
前記過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する過加熱判定手段と、
前記被加熱材に流す電流を調整する指示を、前記被加熱材に流す電流を制御する電流制御装置に対して行う電流調整指示手段とを有し、
前記過加熱判定手段は、前記過加熱制限電流算出手段により算出された過加熱制限電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度よりも、前記所要電流算出手段により算出された所要電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度の方が大きくなる場合に、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定し、
前記電流調整指示手段は、前記過加熱判定手段により、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定されると、前記被加熱材に流す電流を前記所要電流よりも低減させることを、前記電流制御装置に対して指示することを特徴とする通電加熱装置。
【請求項８】
互いに連結された、先行する導電性の被加熱材と後行する導電性の被加熱材に電流を流すことを、当該被加熱材に流す電流を制御する電流制御装置に指示する通電加熱装置であって、
前記先行する被加熱材を目標温度にするために前記被加熱材に流す電流として設定される第１の所要電流と、前記後行する被加熱材を目標温度にするために前記被加熱材に流す電流として設定される第２の所要電流とを計算する所要電流算出手段と、
前記被加熱材に流す電流の設定を前記第１の所要電流から前記第２の所要電流に切り替える位置である電流設定切替位置を算出する電流設定切替位置算出手段と、
前記先行する被加熱材及び前記後行する被加熱材のうち、過加熱になることが懸念される過加熱懸念部を特定する過加熱懸念部特定手段と、
前記過加熱懸念部が過加熱となる電流密度と、前記過加熱懸念部の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出する過加熱制限電流算出手段と、
前記過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する過加熱判定手段と、
前記被加熱材に流す電流を調整する指示を、前記被加熱材に流す電流を制御する電流制御装置に対して行う電流調整指示手段とを有し、
前記過加熱判定手段は、前記先行する被加熱材と前記後行する被加熱材との連結部が加熱されている間、前記過加熱制限電流算出手段により算出された過加熱制限電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度よりも、当該連結部が、前記電流設定切替位置を通過するまでは前記第１の所要電流が前記被加熱材に流れ、当該連結部が、前記電流設定切替位置を通過してからは前記第２の所要電流が当該被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度の方が大きくなる場合に前記過加熱懸念部が過加熱になると判定し、
前記電流調整指示手段は、前記過加熱判定手段により、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定されると、前記被加熱材に流す電流を前記所要電流よりも低減させることを、前記電流制御装置に対して指示することを特徴とする通電加熱装置。
【請求項１】
導電性の被加熱材を目標温度にするために当該被加熱材に流す電流として設定される所要電流を計算する所要電流算出ステップと、
前記被加熱材のうち過加熱になることが懸念される過加熱懸念部を特定する過加熱懸念部特定ステップと、
前記過加熱懸念部が過加熱となる電流密度と、前記過加熱懸念部の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出する過加熱制限電流算出ステップと、
前記過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する過加熱判定ステップと、
前記被加熱材に流す電流を調整する電流調整ステップとを有し、
前記過加熱判定ステップは、前記過加熱制限電流算出ステップにより算出された過加熱制限電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度よりも、前記所要電流算出ステップにより算出された所要電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度の方が大きくなる場合に、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定し、
前記電流調整ステップは、前記過加熱判定ステップにより、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定されると、前記被加熱材に流す電流を前記所要電流よりも低減させることを特徴とする通電加熱方法。
【請求項２】
互いに連結された、先行する導電性の被加熱材と後行する導電性の被加熱材に電流を流して、前記被加熱材を加熱する通電加熱方法であって、
前記先行する被加熱材を目標温度にするために前記被加熱材に流す電流として設定される第１の所要電流と、前記後行する被加熱材を目標温度にするために前記被加熱材に流す電流として設定される第２の所要電流とを計算する所要電流算出ステップと、
前記被加熱材に流す電流の設定を前記第１の所要電流から前記第２の所要電流に切り替える位置である電流設定切替位置を算出する電流設定切替位置算出ステップと、
前記先行する被加熱材及び前記後行する被加熱材のうち、過加熱になることが懸念される過加熱懸念部を特定する過加熱懸念部特定ステップと、
前記過加熱懸念部が過加熱となる電流密度と、前記過加熱懸念部の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出する過加熱制限電流算出ステップと、
前記過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する過加熱判定ステップと、
前記被加熱材に流す電流を調整する電流調整ステップとを有し、
前記過加熱判定ステップは、前記先行する被加熱材と前記後行する被加熱材との連結部が加熱されている間、前記過加熱制限電流算出ステップにより算出された過加熱制限電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度よりも、当該連結部が、前記電流設定切替位置を通過するまでは前記第１の所要電流が前記被加熱材に流れ、当該連結部が、前記電流設定切替位置を通過してからは前記第２の所要電流が当該被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度の方が大きくなる場合に、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定し、
前記電流調整ステップは、前記過加熱判定ステップにより、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定されると、前記被加熱材に流す電流を前記所要電流よりも低減させることを特徴とする通電加熱方法。
【請求項３】
前記電流設定切替位置算出ステップは、下記（Ａ）式に従って、前記電流設定切替位置を算出し、
前記過加熱判定ステップは、下記（Ｂ）式を満足しない場合に、前記過加熱懸念部が過加熱であると判定することを特徴とする請求項２に記載の通電加熱方法。
Ｌc＝Ｌ×（１−ｔ）×（Ｊ2×Ｓ2／Ｓ1）2／[（１−ｔ）×（Ｊ2×Ｓ2／Ｓ1）2＋（１＋ｔ）×（Ｊ1×Ｓ1／Ｓ2）2] ・・・（Ａ）
ＩMAX2×Ｌ＞Ｉ12×（Ｌc−ａ）＋Ｉ22×（Ｌ−Ｌc＋ａ） ・・・（Ｂ）
前記（Ａ）式において、Ｌcは、前記電流設定切替位置［ｍ］、ｔは、補正係数、Ｊ2は、前記第２の所要電流の前記後行する被加熱材における電流密度［Ａ／ｍｍ2］、Ｓ2は前記後行する被加熱材の断面積［ｍｍ2］、Ｓ1は前記先行する被加熱材の断面積［ｍｍ2］、Ｊ1は、前記第１の所要電流の前記先行する被加熱材における電流密度［Ａ／ｍｍ2］であり、
前記（Ｂ）式において、ＩMAXは、前記過加熱制限電流［Ａ］、Ｌは、前記被加熱材の加熱長［ｍ］、Ｉ1は、前記第１の所要電流［Ａ］、Ｌcは、前記電流設定切替位置［ｍ］ａは、前記連結部から当該連結部以外の前記過加熱懸念部までの距離［ｍ］、Ｉ2は、前記第２の所要電流［Ａ］である。
【請求項４】
前記過加熱懸念部特定ステップは、前記先行する被加熱材と前記後行する被加熱材とが接触している部分を、前記過加熱懸念部として特定し、
前記過加熱制限電流算出ステップは、前記先行する被加熱材と前記後行する被加熱材とが接触している部分が過加熱となる電流密度と、前記先行する被加熱材と前記後行する被加熱材とが接触している部分の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出することを特徴とする請求項２又は３に記載の通電加熱方法。
【請求項５】
前記電流調整ステップは、前記被加熱材に流す電流を前記過加熱制限電流に調整することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の通電加熱方法。
【請求項６】
前記電流調整ステップは、前記被加熱材の過加熱懸念部が加熱されている間、前記被加熱材に流す電流を低減させることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の通電加熱方法。
【請求項７】
導電性の被加熱材を目標温度にするために当該被加熱材に流す電流として設定される所要電流を計算する所要電流算出手段と、
前記被加熱材のうち過加熱になることが懸念される過加熱懸念部を特定する過加熱懸念部特定手段と、
前記過加熱懸念部が過加熱となる電流密度と、前記過加熱懸念部の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出する過加熱制限電流算出手段と、
前記過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する過加熱判定手段と、
前記被加熱材に流す電流を調整する指示を、前記被加熱材に流す電流を制御する電流制御装置に対して行う電流調整指示手段とを有し、
前記過加熱判定手段は、前記過加熱制限電流算出手段により算出された過加熱制限電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度よりも、前記所要電流算出手段により算出された所要電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度の方が大きくなる場合に、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定し、
前記電流調整指示手段は、前記過加熱判定手段により、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定されると、前記被加熱材に流す電流を前記所要電流よりも低減させることを、前記電流制御装置に対して指示することを特徴とする通電加熱装置。
【請求項８】
互いに連結された、先行する導電性の被加熱材と後行する導電性の被加熱材に電流を流すことを、当該被加熱材に流す電流を制御する電流制御装置に指示する通電加熱装置であって、
前記先行する被加熱材を目標温度にするために前記被加熱材に流す電流として設定される第１の所要電流と、前記後行する被加熱材を目標温度にするために前記被加熱材に流す電流として設定される第２の所要電流とを計算する所要電流算出手段と、
前記被加熱材に流す電流の設定を前記第１の所要電流から前記第２の所要電流に切り替える位置である電流設定切替位置を算出する電流設定切替位置算出手段と、
前記先行する被加熱材及び前記後行する被加熱材のうち、過加熱になることが懸念される過加熱懸念部を特定する過加熱懸念部特定手段と、
前記過加熱懸念部が過加熱となる電流密度と、前記過加熱懸念部の断面積とに基づく過加熱制限電流を算出する過加熱制限電流算出手段と、
前記過加熱懸念部が過加熱になるか否かを判定する過加熱判定手段と、
前記被加熱材に流す電流を調整する指示を、前記被加熱材に流す電流を制御する電流制御装置に対して行う電流調整指示手段とを有し、
前記過加熱判定手段は、前記先行する被加熱材と前記後行する被加熱材との連結部が加熱されている間、前記過加熱制限電流算出手段により算出された過加熱制限電流が前記被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度よりも、当該連結部が、前記電流設定切替位置を通過するまでは前記第１の所要電流が前記被加熱材に流れ、当該連結部が、前記電流設定切替位置を通過してからは前記第２の所要電流が当該被加熱材に流れるとしたときの、前記過加熱懸念部の温度の方が大きくなる場合に前記過加熱懸念部が過加熱になると判定し、
前記電流調整指示手段は、前記過加熱判定手段により、前記過加熱懸念部が過加熱になると判定されると、前記被加熱材に流す電流を前記所要電流よりも低減させることを、前記電流制御装置に対して指示することを特徴とする通電加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−４４９２３（Ｐ２０１０−４４９２３Ａ）
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０７３８６（Ｐ２００８−２０７３８６）
【出願日】平成２０年８月１１日（２００８．８．１１）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１１日（２００８．８．１１）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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