JPH02205634A - 連続焼鈍炉の炉温制御方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は連続焼鈍炉ラジアントチューブ加熱帯の炉温制
御方法に関する。

〔従来の技術〕

第４図は従来の連続焼鈍炉ラジアントチューブ加熱帯及
び炉温制御系統を示す模式図であり、図中２は連続焼鈍
される金属帯である調帯を示している。連続焼鈍炉の加
熱炉１内に入った鋼帯２は、鋼帯２の長手方向である移
送方向に上下交互に配設されている複数のハースロール
３，３・・・等の駆動装置により、ハースロール３．３
・・・の上側又は下側の約ｚ−Ａの周面と夫々接触しな
がら連続的に移送される。一方ハースロール３．３・・
・間の鋼帯２の周囲には前記鋼帯２を加熱するための複
数のラジアントチューブ４，４・・・が設けられており
、ラジアントチューブ４．４・・・内で図示しない燃料
ガス供給源から供給された燃料ガスを燃焼させることに
よりラジアントチューブ４．４・・・を加熱し、その輻
射熱によって移送中の鋼帯２を加熱している。このとき
の炉温は、加熱炉ｌ内を例えば４群の領域に分けたとき
の夫々の領域の適宜位置に設けられている炉温検出器５
．５・・・によって夫々の領域での温度信号として検出
され、加熱炉ｌ外部に設けられている炉温調節器７に送
られる。炉温調節器７は炉温設定値ＦＲが設定されてい
る炉温設定器６及び燃料ガス供給源と接続している燃料
流量調節器８と接続しており、炉温検出器５で検出され
た値が炉温設定値Ｆ、となるよう燃料流量調節器８に信
号を送り、燃料ガス供給量を間接的に制御し、各ゾーン
毎の炉内雰囲気温度を調節している。

このようなラジアントチューブ加熱帯を有する連続焼鈍
炉では、鋼帯を連続的に熱処理するために炉の入口で現
処理中の鋼帯２の後端と次処理の鋼帯２の先端とを溶接
により接続している。この接続させる夫々の鋼帯２の寸
法、熱処理条件又は材質が溶接部前後で異なる場合は、
炉温実績値を前記目標炉温設定値に変更することが必要
であり、従来では、第４図の炉温設定器６に設定する炉
温設定値Ｆ、を現処理鋼帯２の炉温設定値から、予め求
めて得た次処理鋼帯２の目標炉温設定値へステップ状に
設定変更することにより、炉温実績値を目標炉温設定値
に漸近させて炉温の変更を行っていた。

℃発明が解決しようとする課題〕 第５図は従来の炉温設定値をステップ状に変更する方法
での炉温設定値及び炉温実績値のタイムチャートであり
、第６図は第５図においての鋼帯温度目標値及び銅帯温
度実績値のタイムチャートである。また、第５図及び第
６図では炉温設定値。

銅帯温度目標値を実線で、炉温実績値、銅帯温度実績値
を一点鎖線で示しである。

第５図に示したように炉温設定値ＦＲを８２０°Ｃから
８７０°Ｃヘステップ状に変更したとき、炉温実績値Ｆ
１が炉温設定値Ｆ、に漸近し、８７０”Ｃとなり安定す
るまでむだ時間ｌ７＝２分を除いて２０分程度要する。

このとき、第６図に示したように７２０°Ｃから７６０
°Ｃへと設定された銅帯温度目標値Ｔ。

に対して銅帯温度実績値Ｔ３は炉温実績値Ｆ、と同様に
徐々に収束するため、７６０°Ｃで安定するまでにやは
りむだ時間Ｌ＝２分を除いて２０分程度要する。このよ
うに、従来の炉温設定値をステップ状に変更する方法で
は、加熱帯の熱容量が非常に大きいために、炉温か目標
温度に漸近し安定するまでの間、調帯温度実績値Ｔ、は
鋼帯温度目標値Ｔ、ｌから外れてしまうためその間に銅
帯は所定の機械的性質を得ることができないという問題
点を有していた。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、現処
理鋼帯の炉温設定値を次処理鋼帯の目標炉温設定値より
高い値で所定時間保持するよう設定した後、前記目標炉
温設定値に設定することにより、予め定めた目標応答時
間で炉温実績値を前記目標炉温設定値に制御することが
できる連続焼鈍炉の炉温制御方法を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明方法に係る連続焼鈍炉の炉温制御方法は、現処理
金属帯と次処理金属帯との接合部前後で金属帯の熱処理
条件が異なるとき、現処理金属帯の炉温設定値を次処理
金属帯の目標炉温設定値に変更して、炉温を該目標炉温
設定値に制御する連続焼鈍炉の炉温制御方法において、
前記炉温設定値を前記目標炉温設定値より高い又は低い
値に所定時間、保持するよう設定した後、前記目標炉温
設定値に設定することを特徴とする。

〔作用〕

本発明方法の連続焼鈍炉の炉温制御方法にあっては、現
処理金属帯の炉温設定値を次処理金属帯の目標設定値よ
り高い又は低い値で所定時間保持するよう設定した後に
前記目標炉温設定値に設定するので、炉温実績値を予め
定めた目標応答時間で前記目標炉温設定値に制御するこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本発明方法を図面に基づいて具体的に説明する。

第１図は本発明方法に係る炉温設定値のタイムチャート
であり、炉温設定値Ｆ□からＦ、□に設定変更する場合
について示しである。むだ時間りを除いた目標炉温応答
時間をり、とすると、時刻０からｔＰ＋１．の間で炉温
実績（ｌｉＦ　ｍを炉温設定値ＦＲＩからＦＲ□まで安
定に変化させ、それ以後ＦＲ２のまま一定に制御するた
めには、第１図に示したように時刻Ｏにて炉温設定値Ｆ
　ＲをＦＲＩからＦ。

（Ｆ　Ｒ３＞　Ｆ　＊ｚ）までステップ状に変更し、時
刻ｔｐ十りまでＦｉｌｌのまま一定に保持した後、炉温
設定値Ｆ、をＦｔｚまでステップ状に戻す設定変更を行
えば良いことが理論的検討の結果明らかになった。

ここで時刻ｔは炉温設定変更タイミングを基準とし、例
えば現処理鋼帯と次処理鋼帯との溶接部分が連続焼鈍炉
加熱帯の入口にさしかかったときを時刻１＝０とする。

ところで従来のように炉温設定値ＦＩＩをＦ□からＦＲ
Ｚまでステップ状に変更した場合、炉温実績値の応答波
形を実験的に繰り返し求めて、これをむだ時間＋１次遅
れ系で近似すると、伝達関数Ｇ　（Ｓ）は（１）式のよ
うに表される。

但し、Ｔ：炉温変化の応答の時定数（分）Ｌ：炉温変化
の応答のむだ時間（分） である、（１）式より炉温設定値Ｆ、をＦａｌｌからＦ
ｏまでステップ状に変更した場合の炉温実績値Ｆ１（°
Ｃ）の応答は（２）式のように予測できる。

Ｆａ　　（ｔ＋Ｌ）＝ｅ−”Ｔ−Ｆａｌｌ　（１ｅ−”
”）・・・（２） 但し、ｔ：炉温設定変更タイミングを基準としＦＲま た時刻、ｔ≧０ である。

従って、第１図に示した如く時刻０にて炉温設定値ＦＩ
ＩをＦ□からＦ　Ｒ３（Ｆ　１３＞　Ｆ　＊ｚ）までス
テップ状に変更し、時刻ｔＰ＋ＬまでＦｌｌ、ｌのまま
一定に保持した後、炉温設定４ｆＪ　Ｆ　＊をＦｌｌｇ
までステップ状に戻したときの時刻０からｔ、　ｐ　＋
　Ｌの間の炉温実績値Ｆ、（’Ｃ）の応答は（２）式と
同様に（３）式のように予測できる。

Ｆ、（ＬｌＬ）＝ｅ−”７−　Ｆ＋ｕ＋　（１−ｅ−”
”）・・・（３） 但し、０≦ｔ≦ｔ、＋Ｌである。

また前述したように時刻ｔ、＋Ｌにおいて炉温実績値Ｆ
、（’Ｃ）をＦＩＩｇ（’Ｃ）に一致させることか制御
の目的であるから（３）式より（４）式が得られる。

Ｆ、、＝ｅ−ｔｒ′ｔ　　ＨＦ＋ｕ十（１ｅ−””　）
　　・Ｒ１３・・・（４） さらに（４）式におし１てに、　＝　（１−ｅ−ｔｐ／
丁）−１（ＫＰ　＞　１　）とおくと、（５）式が得ら
れる。

Ｆａ、Ｉ　ＦＲＩ＝ＫＦ　　・　（ＦＩＩｇ　　Ｆ□）
　　　　・・・（５）Ｒ３ （５）式から明らかなように時刻Ｏから時刻ｔｐ＋Ｌの
間に最終的な設定変更量であるΔＦｍ＝ＦｍｚＦｉｌｌ
のに、倍だけ炉温設定値を変更すれば、時刻ｔｐ　＋Ｌ
において炉温実績値Ｆ、をＦ□に一致させることができ
る。

以上、夫々の時間での炉温設定値ＦＩｌの変更における
演算式を整理すると以下のようになる。

Ｆ　Ｒ＝Ｆ　□　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（む　〈　０　）・・・（６） Ｆ、＝Ｆ□十ＫＦ　・　（Ｆａ２　　Ｆ□）　　　（０
≦ｔ≦Ｌ。

・・・（７） ＦＲ＝Ｆ、ｌ□　　　　　　　　　　　（ｔｐ＋Ｌ＜ｔ
）・・・（８） 但し、Ｋ　、　＝（１ｅ　−Ｌｌ＞／Ｔ　）　−１であ
る。

従って、炉温設定値ＦＲをＦｌｌからＦＩＩｇまでステ
ップ状に変更するとき、予め実験的に求めておいた炉温
変化の応答の時定数Ｔと予め指定しておいた目標炉温応
答時間Ｌ２とのデータとを用いて＜６）、　（７）及び
（８）式の演算を行い、その値に基づいて炉温を制御す
ることにより炉温実績値Ｆ、を目標＋Ｌ） 炉温応答時間り、で所望の炉温設定値Ｆｌｌｌに制御す
ることができる。

第２図は本発明方法を実施する連続焼鈍炉ラジアントチ
ューブ加熱帯及び炉温制御系統を示す模式図であり、図
中２は連続焼鈍される金属帯である銅帯を示している。

連続焼鈍炉の加熱炉１内に入った鋼帯２は、鋼帯２の長
手方向である移送方向に上下交互に配設されている複数
のハースロール３．３・・・等の駆動装置によりハース
ロール３゜３・・・の上側又は下側の約Ｘ〜２の周面と
夫々接触しながら連続的に移送される。一方、ハースロ
ール３．３・・・間の鋼帯２の周囲には前記鋼帯２を加
熱するための複数のラジアントチューブ４，４・・・が
設けられており、ラジアントチューブ４，４・・・内で
図示しない燃料ガス供給源から供給された燃料ガスを燃
焼させることにより、ラジアントチューブ４，４・・・
を加熱し、その輻射熱によって移送中の鋼帯２を加熱し
ている。このときの炉温は、加熱炉１内を例えば４群の
領域に分けたときの夫々の領域の適宜位置に設けられて
いる炉温検出器５．５・・・によって夫々の領域での温
度信号として検出され、加熱炉１外部に設けられている
炉温調節器７に送られる。炉温調節器７は炉温設定器６
及び燃料ガス供給源と接続している燃料流量調節器８と
接続しており、前記炉温設定器６はさらに炉温の設定変
更に応じて（６）、　（７）及び（８）式の演算を行う
炉温設定パターン演算器９と接続している。

炉温設定パターン演算器９では、そこに入力されている
炉温設定値Ｆ、をＩ”Ｉｌ＋からＦ。までステップ状に
変更するとき、所定の炉温変化の応答の時定数Ｔと目標
炉温応答時間ｔ、として（６）、　（７）及び（８）式
の演算が行われる。演算結果は炉温設定器６に出力され
、次いで炉温調節器７に送られる。そして、炉温調節器
７は炉温検出器５で検出される値が目標炉温応答時間Ｌ
Ｐで所望の炉温設定値Ｆｌｌ□となるよう燃料流！調節
器８に信号を送り、燃料ガス供給量を間接的に制御して
いる。

次に本発明方法と従来方法とを比較した結果について述
べる。第３図は本発明方法及び従来方法での炉温変更に
おける炉温実績値を示すタイムチャートであり、図中実
線は炉温設定値を、破線は本発明方法での炉温実績値を
、−点鎖線は従来方法での炉温実績値を夫々示している
。第３図では炉温設定値Ｆ□＝８２０°ＣからＦａｚ＝
８７０℃に炉温設定変更した場合の結果を示しており、
本発明方法では予め実施した実験の結果から炉温変化の
応答の時定数Ｔを６分とし、目標炉温応答時間ｔ。

を５分と設定している。第３図で表されているように、
従来方法では炉温実績値が漸近して８７０°Ｃとなり安
定するまでに、むだ時間Ｌ＝２分を除いて２０分要して
いたのに対し、本発明方法での炉温実績値ではむだ時間
ｌ７＝２分を除いて目標炉温応答時間と同じ５分で８７
０°Ｃに漸近して安定している。このことから本発明方
法を用いることにより、炉温実績値を予め定めた目標炉
温応答時間で所望の炉温設定値に制御できることがわか
る。

なお、本実施例では次処理鋼帯の目標炉温設定値が現処
理鋼帯の炉温設定値より高い場合について示したが、逆
に次処理鋼帯の目標炉温設定値が現処理鋼帯の炉温設定
値より低い場合には、炉温設定値を次処理鋼帯の目標炉
温設定値より低い値で所定時間保持するよう設定するこ
とにより同様の効果が得られることは言うまでもない。

〔効果〕

以上詳述した如く、本発明に係る連続焼鈍炉の炉温制御
方法にあっては、現処理鋼帯の炉温設定値を次処理鋼帯
の目標炉温設定値より高い又は低い値で所定時間保持す
るよう設定した後、前記目標炉温設定値に設定するので
炉温実績値を予め定めた目標炉温応答時間で所望の炉温
設定値に制御することができる優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に係る炉温設定値のタイムチャート
、第２図は本発明方法を実施する連続焼鈍炉ラジアント
チューブ加熱帯及び炉温制御系統を示す模式図、第３図
は本発明方法及び従来方法での炉温変更における炉温実
績値を示すタイムチャート、第４図は従来の連続焼鈍炉
ラジアントチューブ加熱帯及び炉温制御系統を示す模式
図、第５図は従来の炉温設定値をステップ状に変更する
方法での炉温設定値及び炉温実績値のタイムチャート、
第６図は第５図においての調帯温度目標値及び銅帯温度
実績値のタイムチャートである。 ■・・・加熱炉　２・・・鋼帯　４・・・ラジアントチ
ューブ　５・・・炉温検出器　６・・・炉温設定器　７
・・・炉温調節器　８・・・燃料流量調節器　９・・・
炉温設定パターン演算器 特　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理
士　　河　　野　　登　　夫図 Ｒ 図 Ｌ＝２分 図 ８７０℃ Ｌ＝２分 図 ７６０℃ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、現処理金属帯と次処理金属帯との接合部前後で金属
   帯の熱処理条件が異なるとき、現処理金属帯の炉温設定
   値を次処理金属帯の目標炉温設定値に変更して、炉温を
   該目標炉温設定値に制御する連続焼鈍炉の炉温制御方法
   において、 前記炉温設定値を前記目標炉温設定値より 高い又は低い値に所定時間保持するよう設定した後、前
   記目標炉温設定値に設定することを特徴とする連続焼鈍
   炉の炉温制御方法。