JPH032214B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は分割型移動炉床を備えた多帯式加熱炉
の燃焼制御方法に関する。

近年、鋼片の鋳造、加熱、圧延の工程における
省エネルギを実現するために連続鋳造設備が積極
的に導入されているが、これに伴つて連続鋳造の
操業の適した加熱炉として分割可動移動炉床を備
えた加熱炉が注目されている。

加熱炉では炉内の鋼片を抽出口まで移動するた
めウオーキングビーム式の炉床を用いることが多
いが、従来の加熱炉ではこのウオーキングビーム
が装入口から抽出口まで一体となつた構造をとつ
ていたため、加熱炉に装する時間間隔があいたと
き、ウオーキングビーム上の鋼片が無い部分が大
きくなる。これは加熱炉の燃焼効率の面から好ま
しくない。

第１図に分割型移動炉床を備えた加熱の概要を
示す。図中の１は炉体、２は煙道、３_〜1〜３_〜4は
分割型移動炉床、４は鋼片を示す。第１図の例は
３帯、４帯に鋼片があり、２帯は空き状態で、１
帯に新たな鋼片が装入されつつある状況を表わし
ている。このタイプの炉ではある一つの炉床上に
ある鋼片だけを他の炉床上の鋼片の位置を変える
ことなく移動できるので、例えば第１帯に装入さ
れた鋼片が一定本数になつたとき、これを第２帯
に送り込むことができる。このため前後工程の能
力差のバツフアとなる特徴がある。

従来、加熱炉では鋼片を目標の温度に焼き上げ
るため鋼片の昇温パターンをいくつかの炉操業状
態に関して用意し、この中で現実の操業に近いも
のを選択し、このパターンに沿つて各々のパター
ンの炉温や燃料流量になるように加熱する方法が
用いられている。

しかしながら、上記の分割型移動炉床型の加熱
炉の場合には、炉内の鋼片の移動パターン１つを
とつてみても複雑かつ多様な形態をとるため、そ
れらに対しあらかじめ加熱パターンを決めておく
ことは不可能に近い。

すなわちできるだけ鋼片の抽出側の炉帯に詰め
て装入するようなことがおこなわれるから、炉帯
によつては単に移送のための通過帯になる。また
他の炉帯に関係なくある炉帯での滞留時間を延長
することも可能であり、これら全ての場合を考慮
した加熱昇温パターンをあらかじめ演算し記憶し
ておくことはいたずらに記憶容量を大きくするだ
けで好ましくない。

本発明は分割型移動炉床を備えた加熱炉の燃焼
制御方法に関する。

本発明は炉内鋼片を可動炉床単位のグループに
わけ抽出側のグループから順にグループに属する
鋼片の昇温予定曲線を他グループの加熱予定も考
慮して燃料流量が最小となるようにオンライン計
算し、この昇温予定曲線に沿つて加熱制御をおこ
なうことを特徴とする燃焼制御方法である。

（ここで抽出側のグループから順に計算するの
は燃焼済みの廃ガスが装入側に向つて流れる炉の
場合で、もし廃ガスの流れが逆であれば装入側か
ら順に計算するようにすればよい。） さらに具体的に述べるなら、いま第Ｍ帯にある
鋼片のグループが、抽出温度、鋼片の平均温度、
および鋼片の表面温度と内部の温度との温度差な
ど所定の制約条件のもとに燃料流量が最小となる
昇温予定曲線をオンラインで演算して加熱制御を
おこなうことにある。

以下図面を用いて本発明の具体的実施例につい
て説明する。

はじめに本発明の基礎となる事柄について述べ
る。

本発明では炉内鋼片の内部温度分布は、従来の
自動燃焼制御の場合と同様に計算によつて求め
る。たとえば、鋼片の表面から流入する熱量を輻
射モデルで計算し、鋼片内部の熱移動を熱拡散方
程式によつて計算する方式が多く用いられてい
る。

（例えば日本鉄鋼協会、特別報告No.11.「連続鋼
片加熱炉における伝熱実験と計算方法」、昭46.5
発行） 一定時間前の鋼片の内部温度分布と、現在まで
の鋼片周囲の炉温履歴Ｔの値がわかれば、上記の
方式により現在の鋼片温度を知ることができる。
さらに、現在の鋼片温度がわかつているとき、現
在以降の鋼片周囲の炉温履歴を仮定すれば将来の
鋼片温度の値を予測することもできる。この予測
計算は昇温予定曲線の計算において用いられる。

以下では鋼片温度の平均値を、表面と内部の
温度の差をΔθ、鋼片の内部温度分布をθで表わ
すことにする。

さらに、ある時間内に鋼片に吸収される熱量を
ｑと表わすことにする。ｑの値は例えば上述のよ
うに輻射モデルで計算する流入熱量をその時間内
に積算することにより容易に求めることができ
る。

また第１図に示したように加熱炉の抽出側から
第４帯にある鋼片をａグループ、第３帯にある鋼
片をｂグループ……第１帯にある鋼片をｄグルー
プ、のように呼ぶことにする。（第１図では第２
帯には鋼片がない場合を示している）。

また以下に説明する制御方法では、鋼片（もし
くは鋼片のグループ）が抽出までに炉内にどれだ
け存在するかを表わす在炉時間τzや各帯にどれだ
け滞留するかを表わす炉帯滞留時間が重要なパラ
メータになるが、それらの値はあらかじめ予測す
ることができる。

本発明では、抽出側のグループから装入側のグ
ループの順に、各グループに所属する鋼片の昇温
曲線を計算する。以下ではＭケの帯からなる加熱
炉の一般式として第（Ｍ−１）帯に滞留している
チヤージｂを例にとつて昇温曲線の計算方法につ
いて述べる。第Ｍ帯にはチヤージａが滞留してお
り、その昇温曲線の計算は完了しているものとす
る（その計算方法はチヤージｂの場合と本質的な
違いはないが、いくつか注意すべき点はある。そ
れについては後で述べる）。

したがつて、チヤージｂの計算開始時には、第
Ｍ帯におけるチヤージａの加熱に必要な最適炉温
及び燃料流量の値は計算済みである。

グループｂの加熱において注意しなければなら
ないのは、このグループｂが第（Ｍ−１）帯に存
在している間、第Ｍ帯にあるグループａの加熱に
伴つて発生する高温の排ガスが流入するというこ
とである。このため、グループｂの加熱のために
（Ｍ−１）帯で投入する燃料流量がグループａで
どのような加熱をおこなうかによつて異つた値に
なる。グループａの昇温予定曲線の計算が先に完
了していれば各時刻に炉帯Ｍから流出される排ガ
スの顕熱はわかつているので、以下に述べるよう
にチヤージｂの加熱に必要な燃料流量を計算する
ことができる。

まずグループｂが（Ｍ−１）帯、Ｍ帯に滞留す
る時間をτ_b,M-1とτ_b,Mと表わし、それぞれをK_M-1，
K_M個の時間領域に分割する。このときグループ
ｂの抽出までの今後の炉温履歴を ｛T⁽¹⁾ _M-1，T⁽²⁾ _M-1，……，T^(kM-1) _M-1，T⁽¹⁾ _M， ……，T^(KM) _M｝ とし、これをまとめてT_bと表わす。ここで T⁽¹⁾ _M-1，……，T^(kM-1) _M-1はグループｂの第（Ｍ−
１）帯における温度履歴T⁽¹⁾ _M，……，T^(kM-1) _M-1は第
Ｍ帯に進入した後の温度履歴でそれぞれT_b,M-1，
T_b,Mとする。

以下ではその炉温履歴を次のように簡単に表わ
す。

T_b＝｛T^(k)｜Ｋ＝１，……K′_M｝ K′_M＝K_M-1＋K_M チヤージｂが炉帯Ｉ（Ｉ＝Ｍ−１，Ｍ）にいる
任意の時刻の燃料流量V^(k) _bを次式により計算す
る。

v^(k) _b＝Q^(k)／_b／Δτ＋Q^(k)／_L／Δτ／H′_L−T^(k)／_M
-1・C_gw ＋C_gw（T〓^(k)／_M-1−T〓^(k)／_M）・v^(k)／_a／H′_L−
T^(k)／_M-1C_gw……(1) （Ｋ＝１，２，……，K_M，……，K′_M） 〔Q^(K) _b：第Ｋ時間領域におけるグループｂの鋼
片の受熱量 Q^(k) _L：第Ｋ時間領域における所属炉帯の
損失熱量 T〓^(k) _M-1，T〓^(k) _M：第Ｋ時間領域における第
（Ｍ−１）帯と第Ｍ帯から流出する廃ガス
の温度 Δτ：第Ｋ時間領域の時間表〕 H′_L，C_g,w：定数 ここで右辺の第２項がグループａの加熱の影響
を表わす項で、グループｂが第Ｍ帯に進入する時
刻以降、ＫK_M-1＋１ではv^(k) _a＝０とする。

また、ＫK_M-1＋１では第１項のT〓^(k) _M-1のかわ
りにT〓^(k) _Mとする。

さらに１≦Ｋ≦K_M-1のときT〓^(k) _Mは第Ｍ帯に滞留
しているグループａの加熱によつて決まる値であ
り、これは前述のとおりグループａの昇温曲線計
算時に決つているものとする。Ｋ≧K_M-1＋１で
はT〓^(k) _Mはグループｂの加熱の仕方によつて変化す
る値である。グループｂの受熱量Q^(k) _bは、第Ｋ時
間領域の鋼片温度計算において求めることのでき
る各鋼片の受熱量ｑの総和として容易に求まる。
損失熱量Q^(k) _Lと排ガス温度T〓^(k)は次のような回帰
式によつて炉温T^(k)と結びつけられる。

Q^(k) _L＝ξT^(k)＋η ……(2) T〓^(k)＝αT^(k)＋β ……(3) ここで、ξ，η，α，βは実験的に決まる回帰
係数。

以上より炉温｛T^(k)1K＝１〜K′_M｝が与えられ
れば、Ｋ＝１〜K′_Mの順に燃料流量v⁽¹⁾ _b，v⁽²⁾ _b，…，
v^(k′^M) _bが(1)式を用いて計算できることがわかる。

このときグループｂを予定の炉温履歴T_bで加
熱した場合の所要の燃料使用量V_bは次式から計
算できる。

V_b＝⁽¹⁾ _bΔτ_M-1,b＋……＋V_bΔτ_M-1.b ＋……＋v^(k′^M) _bΔτ_M,b ……(4) ここで Δτ_M-1,b＝τ_b,M-1／K_M-1 ……（4′） Δτ_M,b＝τ_b,M／K_M ……（4″） このとき問題はV_bを最小にするような加熱方
法とそれに対応する昇温曲線を見出すことになる
が、実際の加熱炉では操業上の様々な制約があ
る。ここでは、そのうちの主なものを次のような
制約式として表わし、昇温曲線の計算に反映させ
る。

≦≦^U（抽出条件１） ……(5) Δθ^L≦Δθ≦Δθ^U（抽出条件２） ……(6) T^L _K≦T^(k)≦T^U _K（炉温条件） ……(7) v^L _K≦v^(k) _b≦v^U _K（燃料流量条件） ……(8) （Ｋ＝１〜K′_M） ここで添字Ｌは下限値を表わしＵは上限値を表
わす。(5)式は抽出時の鋼片内部温度の平均値に関
する条件、(6)式は抽出時の鋼片の表面と内部の温
度差に関する条件である。

次に、炉温T(1)，T(2)，…，T^(k′^M)を独立変数
として、燃料流量を制約条件のもとで最小にする
加熱方法を見出す計算アルゴリズムについて具体
的に述べる。ここで述べる手法は先ず非線形の関
数v^(k) _bと，Δθの線形式を求めることからスター
トする。時分割領域の炉温の基準値をT⁰ _b＝
（T(1)，T(2)，…，T^k′^M）と表わし、それから少
しへだたつた炉温をT_b＝（T(1)，T(2)，…，
T^(k′^M)）とし、両者の差を（ΔT(1)，ΔT(2)，…，
ΔT^(k′^M)）で表わす。このとき、T_bの関数v^(k) _b，
θ，ΔθをT⁰ _bのまわりで線形近似すると、次式が
得られる（T⁰ _bの決め方は後述）。

＝_p＋_k′_M 〓^J=1 α_J・ΔT^(J) ……(9) Δθ＝Δθ_p＋_k′_M 〓^J=1 β_J・ΔT^(J) ……(10) v^(k) _b＝v^(k) _bp＋_k′_M 〓^J=1 γ^(k) _JΔT^(J) ……(11) （Ｋ＝１〜K′_M） ここで、_p，Δθ_p，v^(k) _bpは炉温T⁰ _bで加熱した場
合の鋼片の平均温度、内外温度差、各時間領域に
おける燃料流量を意味し、α_J，β_J，γ^(k) _Jは炉温変
化の影響の大きさを表わす係数（影響係数）を表
わしている。

T⁰ _b＝｛T⁽¹⁾ _p，T⁽²⁾ _p，…，T^(k′^M) _p｝の各要素の値
は
次のように選ぶのが良い。

｛１≦Ｋ≦K_M-1 T^(k) _p＝T^(o) _M-1（第Ｍ−１帯の現
在炉温） K_M-1＋１≦Ｋ≦K′_M T^(k) _p＝T^(o) _M（グループｂが
第Ｍ帯に進入したときの初期炉温で、グループａ
の昇温計算で決まる）。｝ もしα_J，β_J，γ^(k) _J（Ｋ，Ｊ＝１〜K_M）の値がわか
つていれば各時間分割ゾーンの炉温がある値だけ
変化したとき、抽出時の鋼片温度，Δθや燃料
流量v^(k) _bがどのような値をとるか(9)〜(11)式から知
ることができる。影響係数α_K，β_K，γ^(k) _Jは次の手
続きにより計算することができる。

(i) 炉温T⁰ _bで加熱した場合の，Δθ，v^(k) _bの値を
計算する。計算結果を_p，Δθ_p，v^(J) _bp（Ｋ＝１〜
K_M）とする。

(ii) 第Ｋ時間分割ゾーンの炉温だけがあらかじめ
定めた温度＜ΔT＞だけ高くなつた場合の，
Δθ，v^(k) _bの値を求め、それを＜＞，＜Δθ＞，＜
v^(k) _b＞（Ｋ＝１〜K′_M）とする。

(iii) このときα_J，β_J，γ^(k) _Jは次式で求められる
。

α_J＝（＜＞−_p）／＜ΔT＞ ……(12) β_J＝（＜Δθ＞−Δθ_p）／＜ΔT＞ ……（13） γ^(k) _J＝（＜v^(k) _b＞−v^(k) _bp）／ΔT＞ ……（14） 以上の計算をＫ＝１〜K_Mに関しておこなえば
全ての影響係数は求まる。

(9)〜(11)式を(4)〜(8)式に代入して整理すると次の
各式が得られる。

V_b＝C₀＋C₁t₁＋…＋C_KMt_KM ……（15） b^L≦α₁t₁＋…＋α_K′_Mt_K′_M≦b^U〓〓 ……（16） b^L≦β₁t₁＋…＋β_K′_Mt_K′_M≦b^U〓〓 ……（17） ０≦t_K≦b^U _t,k（Ｋ＝１〜K_M） ……（18） b^L _v,K≦γ^(k) ₁t₁＋…＋γ^(k) _K′_Mt_K′_M≦b^U _v,K……（
19） （Ｋ＝１〜K′_M） ここで、 t_K＝T^(k)−T^L _K（Ｋ＝１〜K′_M）₀ ……（20） またC₁，…，C_K′_M，b^L，b^U，b_UL〓〓，b^U〓〓，b^U _K,
J，
b^L _v,K，b^U _v,Kは影響係数やT⁰ _b，_p，Δθ_p，v^(k) _bpを(
4)〜
(11)に適用することにより一意的に決まる。

（15）〜（19）式は変数｛t₁，t₂，…，t_KM｝に
関し線形な関係式であるから、結局問題は（16）
〜（19）式を満し（15）式のV_bを最小にする｛t₁
〜t_K′_M｝を見出す線形計画の問題に帰着する。

これを解く方法は良く知られており、本発明の
本質と関係ないので説明は省略する。線形計画法
の手法で求めた解を｛t^* ₁，t^* ₂，…，t_U*K′_M｝とする
。
これを（20）式に適用すると最適な炉温の組
｛T(1)^*，T(2)^*，…，T^(kM)*｝が得られる。さらに
この炉温の組で代表鋼片を加熱した場合の鋼片温
度の時間変化を計算し、これをグループｂの昇温
予定曲線θ^*とする。

第２図に計算結果の例を示す。第２図はK_M＝
４の場合であり、ａは炉温の時間変化、すなわち
｛T(1)^*，…，T^(4)*｝を示している。ｂは昇温予定
曲線θ^*を示している。またＣは燃料流量の時間経
過を示している。この各時刻の燃料v^(k)* _bはT^(k)*
を(1)式に適用して求めた。

以上の説明では、先にグループａの昇温予定曲
線の計算がすんでおり、グループｂの加熱に及ぼ
す影響がその計算結果から知りうることを仮定し
ていた。一方、第Ｍ帯に滞留しているグループａ
の場合には他のグループの加熱の影響を考えるこ
となしに昇温予定曲線の計算ができる。すなわち
第Ｍ帯では廃ガスは流出するだけで流入してこな
い。また、第Ｍ帯は最終帯だから、これ以上次の
帯に移動してそこで先行グループの加熱の影響を
受けることもない。

したがつてグループａの抽出までの時間を適当
に分割し、各時間分割域の第Ｍ帯炉温を独立変数
として最適な昇温予定曲線を計算する場合、グル
ープｂの計算にくらべ計算が簡単になる。例えば
(1)の燃料式はグループｂの場合第１項に相当する
式だけを考えれば充分であり、線形化のための基
準炉温としては、第Ｍ帯の現在の炉温を用いれば
良い。計算の手続きはグループｂの場合と同じな
ので省略する。

以下では本発明の具体的実施例を第３図を用い
て説明する。

第３図において１は加熱炉本体、２は加熱炉煙
道、３，３_〜1〜３_〜3は分割型移動炉床、４は炉内
鋼片、５はバーナ、６，６_〜1〜６_〜3はマイナー調
節計、７，７_〜1〜７_〜3は炉温検出計、１００は燃
料制御装置を表わす。

加熱炉１に装入された鋼片４は分割型移動炉床
３ビームによつて炉内を抽出口まで搬送される間
に加熱される。鋼片１の温度が所望の値になるよ
うに燃焼制御装置１００は各帯の炉温設定値もし
くは燃料流量設定値をマイナー調節計６に出力す
る。マイナー調節計６は、炉温もしくは燃料流量
が与えられた設定値に一致するようにバーナ５の
開度を調整する。このバーナから投入された空気
を燃料の混合体が炉内で燃焼して鋼片を加熱す
る。燃焼制御装置１００は炉内鋼片を最小の燃料
投入量で鋼片の抽出温度に加熱する機能を有して
いる。

第４図に燃焼制御装置１００の機能構成を示
す。第４図において１０１は情報管理部、１０２
は鋼片温度、計算部、１０３は昇温予定曲線計算
部、１０４は制御演算部を示している。

情報管理部１０１は炉内鋼片を分割炉床単位の
グループに分ける。すなわち第１帯にある複数本
の鋼片群が第２帯へ移動開始するときこの鋼片群
を以後の加熱における１つのグループとみなす。
第２帯へ移動開始した後も続けて鋼片が装入され
る場合には、グループの先頭から一定距離以上離
れた鋼片は別の新しいグループに属するものとみ
なす。

情報管理部１０１の第２の機能は各グループの
昇温予定曲線を計算するタイミングを決定するこ
とである。加熱炉は、加熱炉出側にある圧延機の
操業状態に応じ炉の操業計画を変更する。このよ
うな炉操業の変更が発生すると、それまで最適と
考えていた昇温予定曲線は必らずしも実情にそぐ
わないものになるので、情報管理部１０１は昇温
予定曲線計算部１０３に昇温予定曲線の計算を指
令する。また、鋼片を昇温予定曲線に従つて加熱
しようとしても外乱が大きい場合には鋼片温度と
昇温予定曲線の差が大きくなる。このような場
合、現在の加熱状態を出発点にして目標温度を達
成する最適な昇温カープは現在の昇温予定曲線と
は異なるであろう。そこで現在用いている昇温予
定曲線を計算してから一定時間経過したら昇温予
定曲線を再計算するように昇温予定曲線計算部１
０３に指令を出す。さらにあるグループがある帯
から別の帯に移動したときにも昇温予定曲線を計
算しなおす。

以上述べたようにあらかじめ定めたイベントの
発生を検知したら情報管理部１０１は昇温予定曲
線１０３に対し昇温予定曲線の計算を指令する。
そのイベントは上に述べたものに限らないことは
言うまでもない。

鋼片温度計算部１０２は炉内の全鋼片の現在温
度を計算する。この計算は炉温検出計７で検出し
た各帯の炉温（T^₁，T^₂，…，T^_N）から鋼片周囲
の炉温を決定する。たとえば鋼片の位置が炉温検
出計ｄ番とｄ＋ｉ番目の間にあるとき、この鋼片
の周囲の炉温Ｔを次式で計算する。

Ｔ＝（T^_d+1−T^_d）・ｌ／L₁＋T^_d ……（29） L_d：炉温検出計ｄと（ｄ＋１）の間の距離 ｌ： 〃 ｄから鋼片までの距離 前回この鋼片の温度計算してからこのＴで加熱
されていたものとし、現在までの鋼片温度の変化
を計算する、この値が、次回の鋼片温度計算の出
発点となり、さらに昇温予定曲線の初期値として
用いられる。具体的計算手法は、前述のとおり輻
射モデルと熱拡散モデルを用いる。この結果鋼片
の内部温度分布θが得られる。

昇温予定曲線演算部１０３は情報管理部１０１
より昇温予定曲線計算の指令を受けとるとただち
に計算を開始する。その具体的方法については前
の方で詳しく述べた。

グループｂの場合の計算フローを第５図に示
す。図中のステツプ４０，７０，１３０では鋼片
の温度の計算を実行するが前述のようにその詳細
は省略した。

またステツプ４０，７０で燃料流量を計算する
とき、抽出側の帯でグループａのために投入する
燃料流量の値が必要になるが、この計算をおこな
うためにはグループｂの計算に先立つてグループ
ａの昇温曲線の計算をおこなう必要がある。これ
については後述する。なお第Ｍ帯にあるグループ
ａの場合には廃ガスの流入がないので、燃料流量
の計算が簡単になることを除けば、第５図と同じ
フローにより計算することができる。またグルー
プｄの計算フローも第５図と全く同じになること
はいうまでもない。

次に情報管理部１０１で検知したイベントとこ
の昇温予定曲線計算部１０３の計算との関係だけ
を述べる。

例として先ず圧延トラブルのため加熱炉からの
鋼片抽出が停止された場合を考える。このときオ
ペレータが停止の予定時間Δτzをインプツトする
と、情報管理部１０１は、この情報を受けとつて
昇温予定曲線計算部１０３に対し昇温予定曲線の
計算を指令する。昇温予定曲線計算部１０３は、
それまでの在炉時間τzのかわりにτz＋Δτzを新し
い在炉時間とみなし昇温予定曲線を計算する。第
６図にその計算結果を示す。は変更前、は変
更後である。燃料流量のレベルが下つており、省
エネルギに適した昇温予定曲線となることがわか
る。

別の例として、前回、昇温予定曲線を計算して
から一定時間経過したことを情報管理部１０１が
検知し昇温予定曲線計算部に指令を出した場合に
ついて述べる。このとき、予知せざる外乱のため
鋼片温度が昇温予定曲線に比べかなり低い場合を
とりあげる。このとき昇温予定曲線計算部１０３
は、現在の鋼片温度を出発点にして目標の温度に
なるように計算をおこなう。この計算結果を第７
図に示す。θ＊（）は旧、θ＊（）は新昇温
予定曲線を示す。

昇温予定曲線計算部１０３で計算した各グルー
プの昇温予定曲線θ＊は制御演算部１０４に出力
される。制御演算部１０４はこのθ＊と鋼片温度
計算部１０２で計算した各鋼片の温度θを入力
し、各鋼片がθ＊に沿つて加熱されるように、炉
温もしくは燃料の設定値を計算する。その計算方
法は本発明に関係ないので省略するが、例えばそ
の１例は特公昭49−29403号に詳しい。

次に炉内鋼片をグループ化し、下流側から順に
昇温予定曲線を決定することによる効果を説明す
る。このため第１のケースとしてグループａが厚
さ250mmの鋼片の集りで、グループｂが200mmの鋼
片の集りである場合を考える。一方、第２のケー
スとしてグループａ，ｂとも厚さ200mmの鋼片の
集りであるとする。すなわちグループｂの抽出側
にあるグループの厚さが250mmと200mmと異なる２
ケースについて考える。このとき、グループｂの
昇温予定曲線について計算した結果を第８図に示
す。第１のケースの方が第２のケースに比べ時間
的に早い時期に高い温度に達するのに、燃料のレ
ベルはむしろ低い。これは第１のケースではグル
ープａの厚みが厚いのでこれを加熱するため炉温
を高くしている。この結果グループｂの位置に流
れ込んでくる排ガスの温度が高くなり、熱量も多
く流れ込んでくるためと考えることができる。

第９図は分割炉床型のトラツキングパターンの
一例を示す。装入側と抽出側は第１図とは逆であ
るが、５帯炉で、第１のチヤージ（1CH）から
第４チヤージ（4CH）まで装入されたときの在
炉パターンを示している。1CHでは第２帯〜第
４帯は鋼片の通過帯である。縦軸方向はそれぞれ
の帯の在炉時間を示す。

以上の実施例では、廃ガスが抽出側から装入側
に向つて流れるため、抽出側のチヤージから順に
計算する場合について説明したが、まれには抽出
側に煙道が設けられたり、中間帯に煙道を設ける
こともある。このような場合には廃ガスが流れる
上流側のグループから順に計算すればよい。

このように本発明によると、他の鋼片グループ
の影響も考慮して最適な昇温予定曲線を決定する
ことができる。

また、グループ化することにより１本１本の昇
温予定曲線を計算する必要がないので、短時間に
昇温予定曲線を計算できる。このため何かイベン
トが発生したとき、それに見合つた新しい昇温予
定曲線をすぐに決定できる。

なお、先の実施例ではθ，Δθ，v^(k) _Mを線形化し
て最適な炉温変化とそれに対応する昇温予定曲線
θ＊を決定したが、θ，Δθ，v^(k) _Mは炉温変化の非
線形な関数だから非線形計画法の手法を使つてθ
＊を決定することもできる。

また本発明で計算するθ＊は単に制御に用いる
だけでなく、オペレータに対する運転ガイダンス
情報としても有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は分割型移動炉床の説明図を、第２図ａ
は炉温の時間変化を、ｂは昇温予定曲線を、ｃは
燃料流量の時間経過を、第３図は本発明による制
御の全体システムの説明図を、第４図は燃焼制御
装置のブロツク構成図を、第５図はグループｂの
演算フローを、第６図は燃料流量予測値と鋼片温
度を、第７図は現時点における鋼片温度を基準に
演算された昇温予定曲線を、第８図はグループｂ
の鋼片グループｂの鋼片温度と燃料流量の２つの
ケースの場合の例を、第９図はトラツキングパタ
ーンの例をそれぞれ示している。 １……炉体、２……煙道、３_〜1〜３_〜4……分割
型移動炉床、４……鋼片、５……バーナ、１００
……燃焼制御装置、１０１……情報管理部、１０
２……鋼片温度計算部、１０３……昇温予定曲線
計算部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 分割型移動炉床を有する多帯式加熱炉の燃焼
   制御をおこなう方法において、該炉内の複数の被
   加熱鋼片を該炉の分割移動炉床ごとにグループ分
   けし、該グループ分けされた鋼片が移送されあら
   かじめ定められた抽出目標温度に加熱される場合
   の燃料流量を予測し、該予測された燃料流量がで
   きるだけ小さくなる経時的鋼片昇温予定曲線を演
   算し、該演算された昇温予定曲線に沿つて鋼片グ
   ループの加熱をおこなうことを特徴とする多帯式
   加熱炉の燃焼制御方法。 ２ 前記特許請求の範囲第１項記載において該グ
   ループ分けされた鋼片が該炉のいずれかの帯に滞
   留するとき、該グループ分けされた鋼片が該滞留
   帯から抽出目標温度まで加熱される場合の燃料流
   量を予測し、該予測燃料流量ができるだけ小さく
   なる経時的鋼片昇温予定曲線を演算し、該曲線に
   沿つて鋼片を加熱することを特徴とする多帯式加
   熱炉の燃焼制御方法。 ３ 前記特許請求の範囲第１項記載において、予
   測された燃料流量が最小値となる経時的鋼片昇温
   予定曲線を演算し、該曲線に沿つて鋼片グループ
   を加熱することを特徴とする多帯式加熱炉の燃焼
   制御方法。 ４ 前記特許請求の範囲第１項記載において、該
   炉の抽出口に近いグループ鋼片から該炉の装入口
   に近いグループ鋼片の順に該経時的鋼片昇温予定
   曲線を演算し、該曲線に沿つて鋼片グループを加
   熱することを特徴とする多帯式加熱炉の燃焼制御
   方法。 ５ 前記特許請求の範囲第１項記載の該燃料流量
   の予測において当該炉帯に続く抽出側の炉帯から
   当該炉帯に流入する排ガスによる熱量を含めて燃
   料流量を予測することを特徴とする多帯式加熱炉
   の燃焼制御方法。 ６ 前記特許請求の範囲第５項において、当該炉
   帯に続く抽出側の炉帯から流入する排ガスによる
   熱量を該抽出側の炉帯における経時的な昇温予定
   曲線に基づいて定めることを特徴とする多帯式加
   熱炉の燃料制御方法。 ７ 前記特許請求の範囲第１項記載において該グ
   ループ分けされた鋼片が次の抽出側の炉帯へ移動
   するとき該燃料流量が最小になるような次の抽出
   側の炉帯での当該グループ鋼片の昇温予定曲線を
   演算することを特徴とする多帯式加熱炉の燃料制
   御方法。 ８ 前記特許請求の範囲第１項記載において、当
   該グループ鋼片について該昇温予定曲線を演算後
   あらかじめ定めた時間が経過したとき当該グルー
   プ鋼片について再度昇温予定曲線を演算すること
   を特徴とする多帯式加熱炉の燃焼制御方法。 ９ 前記特許請求の範囲第１項記載において該グ
   ループ分けされたいずれかのグループ鋼片の加熱
   スケジユールが変更されたとき、該昇温予定曲線
   を演算することを特徴とする多帯式加熱炉の燃料
   制御方法。