JPH03134121A - 連続加熱炉における被加熱材の温度制御装置 - 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〕 本発明は各種板状の被加熱材、例えば板厚、板幅、材質
又は加熱炉出口の目標温度等が異なる種々の鋼板を溶接
して連続した鋼板となし、これを加熱炉内に連続的に通
板する際の鋼板の温度側？１１装置に関する。

〔従来技術〕

冷間圧延された鋼板にあっては、所要の特性を付与する
為に、加熱、均熱、冷却等を組合せた熱処理が加えられ
ており、この熱処理は生産性向上の為に連続的かつ高速
に行われる。

近年、連続焼鈍炉に挿入される鋼板は、多品種、小ロフ
トの要求から板厚、板幅、材質の異なるコイルを溶接し
たものとなっている。この為、各熱処理炉内の炉温設定
値を頻繁に変更させる必要がある。

ところで、加熱炉における加熱方式としては、鋼板の酸
化防止等の面からラジアントチューブ等を用いた間接加
熱方式が広く採用されているが、この方式には炉温設定
値を変更した際の実績炉温値の追従性が極めて低いとい
う欠点がある。

例えば、特開昭５７−３５６４０号公報に提案されてい
る装置では鋼板の溶接点が加熱炉に入る前後で鋼板温度
の制御を行う場合に、炉温設定値の変更量及び変更のタ
イミングを操業上の諸条件に応じて予め計算によって求
めておき、その計算結果に基づいて炉温設定値を変更す
るようにしである。

第３図は上記装置による銅板温度の制御例を示す図であ
り、板幅、材質、目標温度が共に等しく、板厚のみが異
なる鋼板を溶接した部分の制御を示している。まず、炉
温は板厚に応じて設定値が実線に示すように変更される
ことにより、実績値が破線に示すように変化している。

そうすると、鋼板温度は溶接点の前後において、炉温実
績値の追従性の低さから目標温度に対してハツチングに
示す領域が外れている。これは炉温設定値の変更量が大
きい程、長い範囲に亘って目標温度から外れることにな
る。このように鋼板温度が目標温度から外れると、鋼板
の焼き不足、又は焼き過ぎを招き、製品としての歩溜り
を低下させることになる。

そこで、これを解消すべり、鋼板の通板速度を変更する
制御を併用した装置が特開昭６１−１９００２６号公報
に提案しである。これは、加熱炉出口における鋼板温度
が加熱炉挿入時の鋼板温度、炉温、鋼板の加熱炉内滞在
時間によって決定されることから、通板速度を変更制御
することにより、鋼板の加熱炉内滞在時間を調整するも
のである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来装置にあっては鋼板の加熱炉内
滞在時間を増加する場合、通板速度を低下させるが、こ
れに伴い生産性も低下するという問題がある。また、通
板速度を変化させることは、鋼板の蛇行発生の原因にな
る為、操業上程々の制約が課されるという問題もある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、加熱
炉内の通板距離を変更できる装置を設け、通板速度を変
更することなしに被加熱材の加熱炉内滞在時間を制御す
ることにより、加熱炉出口で被加熱材の温度が溶接点の
前後で目標温度から外れる領域を可及的に減少させると
共に、溶接点以外の定常状態においても外乱に影響され
ず、被加熱材の温度を目標温度に維持することが可能な
連続加熱炉における被加熱材の温度制御装置の提供を目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る連続加熱炉における被加熱材の温度制御装
置は、各種の板状の被加熱材を連続的に加熱炉に通板し
て加熱し、加熱炉出口における被加熱材の温度を被加熱
材個別の目標温度に制御する被加熱材の温度制御装置に
おいて、前記加熱炉内に設けられており、被加熱材の通
販距離を伸縮させる通板距離変更部と、前記目標温度に
基づいて前記加熱炉における被加熱材の通板距離を決定
する通板距離決定手段と、該通板距離決定手段にて決定
された通板距離を前記通板距離変更部にて設定する手段
とを具備することを特徴とする。

〔作用〕

加熱炉内には通板距離変更部が設けてあり、該通板距離
変更部により加熱炉出口における被加熱材の目標温度に
基づいて決定される通板距離が設定される。そうすると
、被加熱材の加熱炉内滞在時間が通板距離に応じて変更
されることにより、被加熱材が目標温度になるように過
不足なく加熱される。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。第１図は本発明に係る連続加熱炉における被
加熱材の温度制御装置の構成を示す模式図である。板厚
、板幅、材質の異なる複数のコイルが溶接されたストリ
ップ１は駆動ロール対２により挟持され矢符方向へ通板
されろ。

ロール駆動装置１０は鋼板仕様設定装置１１に操業条件
によって設定される通板速度を実現すべくロール対２の
駆動速度を調整する。鋼板仕様設定装置１１には通板速
度の他にストリップ１の予熱目標温度及び加熱炉出口に
おける目標温度が設定される。

％ＩＸ　ＩＪＩロール対２のストリップ通板方向下流側
には溶接点検出器３１通板速度計４及び、加熱炉６の入
口温度を検出する銅板温度計５が順に設けてあり、各検
出信号を前記通板距離決定手段たる主制御装置８に与え
である。また主制御装置８には前記鋼板仕様設定装置１
１の各設定内容のデータが送られる。

加熱炉６は炉温制御装置１２によって炉内の温度が調整
されるようになっており、該炉温制御装置１２へ主制御
装置８の制御信号が与えである。また、加熱炉６内には
、ストリップ１の通板距離を変更する為の前記通板距離
変更部たるストランドルーパ６０が設置しである。該ス
トランドルーパ６０は上部ロール列６１及び下部ロール
列６２を備え、上部ロール列６１の、下部ロール列６２
に対する配設間隔を変更可能に構成しであることにより
、加熱炉６内におけるストリップ１の通板距離、即ち炉
内滞在時間を変更可能にせしめである。上部ロール列６
１の移動はルーパ位置制御装置１３によって制御される
ようになっており、該ルーパ位置制御装置１３には主制
御装置８の制御信号が与えられ、主制御装置８によって
決定される加熱炉６内の通板距離をストランドルーパ６
０に設定する。また、上部ロール列６１の移動位置はル
ーパ位置検出器７によって検出されるようになっており
、この検出信号を主制御装置８に入力しである。このよ
うなストランドルーパ６０の制御技術は今日、既に確立
されたものである。

加熱炉６の出口には鋼板温度計９が設置してあり、綱板
温度の検出信号を主制御装置８に入力しである。

さて、以上の如く構成された本発明装置において、まず
、主制御装置８は通板速度計４によって検出される現行
の通板速度と、溶接点検出器３によって検出される溶接
点とから溶接点の加熱炉挿入時刻を予測する。そして予
測した加熱炉挿入時刻と、鋼板仕様設定装置１１に設定
されている鋼板仕様とから公知の鋼板温度制御モデルを
用いて加熱炉温度の最適推移軌道を決定し、炉温制御装
置１２による炉温の制御を行う。

ここで鋼板温度制御モデルによって導出された鋼板温度
推移軌道と、目標値との間には過渡状態において偏差が
生じるが、同モデルを用いれば前記偏差が零になるｗ４
仮の炉内滞在時間を逆算することが数学的に可能である
。

そこで逆算した炉内滞在時間と、前記鋼板仕様の通板速
度とから炉内通板距離の最適軌・道を決定する。そして
炉内通板距離の最適軌道に基づいてルーパ位置制御装置
１３によりストランドルーパ６０の上部ロール列６１の
設定位置を制ｉ′Ｊｌｌする。これにより、加熱炉出口
における鋼板温度の目標値から外れる領域を従来装置と
比較して大幅に減少できる。

また、定常状態における外乱による鋼板温度の目標値と
のずれに対しても、加熱炉出口における鋼板温度計９の
検出値をフィードバックしてストランドルーパ６０の上
部ロール列６１の設定位置を制御することにより、ｉ板
温度を目標値に維持できる。

第２図は本発明装置により板厚が異なる鋼板（目標温度
は同じ）を溶接したストリップの温度制御の結果を示す
グラフである。同図ｍｓは板厚と溶接点とを示しである
。

同図（ｂｌは公知の温度制御モデルを用いて決定した加
熱炉内温度の設定値（実線）と実績値（破線）との予測
推移軌道を示す。この図に示す炉温管理の下でストリッ
プを加熱した場合の鋼板温度の予測推移軌道が第２図（
Ｃ）の破線である。従来のいかなる温度制御モデルを用
いても鋼板温度の目標値からの外れ域りを零にすること
は技術的に不可能である。

そこで本発明装置においては上記炉温制御に加えて第２
図（ｄ）に示す加熱炉内通板距離の制御をストランドル
ーパ６０によって行う。つまり、第２図（Ｃ）の破線に
示すように鋼板温度が上方に外れることが予想される場
合は、目標温度との偏差が零になるように加熱炉内通板
距離を定常時操業下における通常の通板距離より減少さ
せ、逆に鋼板温度が下方に外れる場合は通板距離を定常
時よりも増加させる。

これにより、！開板温度は第２図（Ｃ）の実線に示すよ
うに変化する。ここで目標温度からの外れ域を雰にする
には、溶接点が加熱炉出口を通過する瞬間に加熱炉内通
板距離を離散的に変化させる必要があるが、それは技術
的に不可能であり、外れ域ｌが生じる。この外れ域ｌの
長さはストランドルーパ６０の最大移動速度に依存する
が、長さ、！は通板路＾１１制御を行わない場合の外れ
域の長さしと比較して極めて短いものであり、鋼板の焼
き不足、又は焼き過ぎを招起するには至らない。

〔効果〕

以上の如く本発明に係る連続加熱炉における被加熱材の
温度制御装置においては、被加熱材の炉内滞在時間を、
通板速度でなく加熱炉内の通板距離を変更して調整する
ことにより、生産性の低下及び蛇行を招くことなく、従
来装置で長い範囲に亘って生じていた溶接点の前後等に
おける目標温度からの外れ域を大幅に減少できると共に
、安定操業下においても目標温度に被加熱材の温度を高
精度に維持できる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る連続加熱炉における被加熱材の温
度制御装置の構成を示す模式図、第２図は本発明装置に
よる鋼板温度の制御状態を示すグラフ、第３図は従来装
置による鋼板温度の制御状態を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各種の板状の被加熱材を連続的に加熱炉に通板して
   加熱し、加熱炉出口における被加熱材の温度を被加熱材
   個別の目標温度に制御する被加熱材の温度制御装置にお
   いて、 前記加熱炉内に設けられており、被加熱材の通板距離を
   伸縮させる通板距離変更部と、前記目標温度に基づいて
   前記加熱炉における被加熱材の通板距離を決定する通板
   距離決定手段と、 該通板距離決定手段にて決定された通板距離を前記通板
   距離変更部にて設定する手段とを具備することを特徴と
   する連続加熱炉に おける被加熱材の温度制御装置。