JPH0328488B2 - - Google Patents
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- JPH0328488B2 JPH0328488B2 JP58130307A JP13030783A JPH0328488B2 JP H0328488 B2 JPH0328488 B2 JP H0328488B2 JP 58130307 A JP58130307 A JP 58130307A JP 13030783 A JP13030783 A JP 13030783A JP H0328488 B2 JPH0328488 B2 JP H0328488B2
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- slab
- furnace
- extraction
- calculation means
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、連続加熱炉、特にホツトストリツプ
ミルの連続加熱炉の温度制御装置に関するもので
ある。
ミルの連続加熱炉の温度制御装置に関するもので
ある。
ホツトストリツプミルの連続加熱炉はミルライ
ンの最上流に設けられ、被圧延材すなわちスラブ
を省エネルギーのもとで後工程の圧延に適した温
度に加熱する。第１図は、かかる連続加熱炉を設
けたミルラインを示すものである。最上流に設け
られた連続加熱炉１で所定の温度に加熱されたス
ラブ６i，６i+1，６i+2…の抽出温度の評価を加熱
炉の後工程である粗圧延機群２の出側に設置した
粗出側温度計５で測定し、管理している。ここを
通つた被圧延材はさらに仕上圧延機群３を通つて
コイラー４に巻取られる。
ンの最上流に設けられ、被圧延材すなわちスラブ
を省エネルギーのもとで後工程の圧延に適した温
度に加熱する。第１図は、かかる連続加熱炉を設
けたミルラインを示すものである。最上流に設け
られた連続加熱炉１で所定の温度に加熱されたス
ラブ６i，６i+1，６i+2…の抽出温度の評価を加熱
炉の後工程である粗圧延機群２の出側に設置した
粗出側温度計５で測定し、管理している。ここを
通つた被圧延材はさらに仕上圧延機群３を通つて
コイラー４に巻取られる。
連続加熱炉１で加熱したスラブの温度を連続加
熱炉１の直後ではなく粗圧延機群２の出側で測定
するのは、一つには加熱炉の直後ではスラブにス
ケールが付着しているため正確なスラブ温度の測
定が出来ないからであり、さらには、粗圧延機間
でも冷却水やスケール等の影響を受け、正確なス
ラブ温度の測定が困難だからである。かくして、
現在のホツトストリツプミルの操業では、粗圧延
を完了した時点のスラブ温度が粗出側目標温度を
満足したかによつて加熱炉抽出時のスラブ温度の
評価を行つている。
熱炉１の直後ではなく粗圧延機群２の出側で測定
するのは、一つには加熱炉の直後ではスラブにス
ケールが付着しているため正確なスラブ温度の測
定が出来ないからであり、さらには、粗圧延機間
でも冷却水やスケール等の影響を受け、正確なス
ラブ温度の測定が困難だからである。かくして、
現在のホツトストリツプミルの操業では、粗圧延
を完了した時点のスラブ温度が粗出側目標温度を
満足したかによつて加熱炉抽出時のスラブ温度の
評価を行つている。
従来、加熱炉の操業においては、オペレータが
長年の経験と勘により、加熱炉内のスラブ構成、
粗出側目標温度、圧延条件などを考慮して炉温設
定値を決定し、それを炉温制御装置に手動で設定
する方式がとられていた。
長年の経験と勘により、加熱炉内のスラブ構成、
粗出側目標温度、圧延条件などを考慮して炉温設
定値を決定し、それを炉温制御装置に手動で設定
する方式がとられていた。
ところが、近年、演算装置、特に計算機（コン
ピユータ）が発達し、それが加熱炉の温度制御装
置にも導入されるようになり、炉温設定値を計算
機の演算結果に従つて自動的に設定する方式が行
われるようになつてきた。その一例を第２図を参
照して説明する。
ピユータ）が発達し、それが加熱炉の温度制御装
置にも導入されるようになり、炉温設定値を計算
機の演算結果に従つて自動的に設定する方式が行
われるようになつてきた。その一例を第２図を参
照して説明する。
第２図において、スラブ６i，６i+1，６i+2…が
連続加熱炉１内に抽出口側から順番に位置してい
るものとする。加熱炉１内の温度θgが炉温検出器
７によつて検出され、炉温制御手段８に入力され
る。炉温制御手段８は、この炉温θgを設定炉温演
算手段１１から与えられる炉温設定値θgrefと比較
し、両者が一致するように、すなわち両者間の偏
差が零になるように加熱炉１のバーナ９を自動制
御する。炉温設定値θgrefを求めるために、スラブ
６i，６i+1，６i+2…が加熱炉１内に装入されてか
ら抽出されるまで各スラブの温度を計算する炉内
スラブ温度演算手段１０と、粗出側目標温度θdref
から抽出目標温度θcrefを演算する抽出目標温度演
算手段１２とが設けられ、両演算結果に基づいて
設定炉温演算手段１１が前述の設定炉温θgrefを演
算する。
連続加熱炉１内に抽出口側から順番に位置してい
るものとする。加熱炉１内の温度θgが炉温検出器
７によつて検出され、炉温制御手段８に入力され
る。炉温制御手段８は、この炉温θgを設定炉温演
算手段１１から与えられる炉温設定値θgrefと比較
し、両者が一致するように、すなわち両者間の偏
差が零になるように加熱炉１のバーナ９を自動制
御する。炉温設定値θgrefを求めるために、スラブ
６i，６i+1，６i+2…が加熱炉１内に装入されてか
ら抽出されるまで各スラブの温度を計算する炉内
スラブ温度演算手段１０と、粗出側目標温度θdref
から抽出目標温度θcrefを演算する抽出目標温度演
算手段１２とが設けられ、両演算結果に基づいて
設定炉温演算手段１１が前述の設定炉温θgrefを演
算する。
設定炉温演算手段１１はスラブが炉内に装入さ
れてから一定時間ごとに、あるいはスラブが炉内
に移動する度ごとに、スラブ温度を順次計算す
る。この温度の軌跡の一例が第３図に示されてい
る。第３図はスラブ６iを対象にして示したもの
であり、スラブ６iは炉に装入された時の位置taで
は温度θai、抽出口に到達した時の位置tbでは温度
θbiである。ここでスラブ６iが位置tbに到達した時
の状態を考え、第２図の装置の制御動作を説明す
る。
れてから一定時間ごとに、あるいはスラブが炉内
に移動する度ごとに、スラブ温度を順次計算す
る。この温度の軌跡の一例が第３図に示されてい
る。第３図はスラブ６iを対象にして示したもの
であり、スラブ６iは炉に装入された時の位置taで
は温度θai、抽出口に到達した時の位置tbでは温度
θbiである。ここでスラブ６iが位置tbに到達した時
の状態を考え、第２図の装置の制御動作を説明す
る。
スラブ６iが抽出口に到達した時のスラブ６iの
現状のスラブ温度θbiが炉内スラブ温度演算手段
１０により計算されると、設定炉温演算手段１１
は計算された現状温度θbiをもとにして、スラブ
６iの抽出温度θbiが抽出目標温度θcrefiになるよう
に炉温設定値θgrefを算出し、炉温制御手段８に入
力する。炉温制御手段８はバーナ９を調節し、炉
温θgが炉温設定値θgrefになるように制御する。そ
の結果、スラブ６iは抽出目標温度θcrefiに加熱さ
れることになる。なお、その場合、抽出目標温度
θcrefiは予め粗出側目標温度θdrefiから計算される。
現状のスラブ温度θbiが炉内スラブ温度演算手段
１０により計算されると、設定炉温演算手段１１
は計算された現状温度θbiをもとにして、スラブ
６iの抽出温度θbiが抽出目標温度θcrefiになるよう
に炉温設定値θgrefを算出し、炉温制御手段８に入
力する。炉温制御手段８はバーナ９を調節し、炉
温θgが炉温設定値θgrefになるように制御する。そ
の結果、スラブ６iは抽出目標温度θcrefiに加熱さ
れることになる。なお、その場合、抽出目標温度
θcrefiは予め粗出側目標温度θdrefiから計算される。
このように従来の加熱炉制御では、炉内スラブ
の温度を正確に計算し、その計算値をもとにスラ
ブを抽出目標温度に加熱するために必要な炉温を
算出し、設定するというフイードフオワード的制
御が基本となつている。したがつて炉内スラブの
温度を正確に計算することが重要なポイントとな
り、計算したスラブ温度に誤差があると、スラブ
を抽出目標温度に加熱したと予測したにもかかわ
らず、実際には加熱炉の後工程である圧延に適し
た温度に達しない（加熱不足）ことや、逆に過熱
という状態を生じてしまう。例えば第３図に示す
ように、スラブ６iの抽出温度θciを粗出側目標温
度θdrefiに対応する抽出目標温度θcrefiに加熱したも
のと予測したにもかかわらず、実際にそのスラブ
６iが加熱炉１から抽出され、粗出側で測定する
と粗出側目標温度θdrefiとは異なる他diを示すこ
とがある。これはスラブ６iの温度軌跡θai−θbi−
θciと計算した値との間に誤差が含まれていれば当
然起こり得る現象である。
の温度を正確に計算し、その計算値をもとにスラ
ブを抽出目標温度に加熱するために必要な炉温を
算出し、設定するというフイードフオワード的制
御が基本となつている。したがつて炉内スラブの
温度を正確に計算することが重要なポイントとな
り、計算したスラブ温度に誤差があると、スラブ
を抽出目標温度に加熱したと予測したにもかかわ
らず、実際には加熱炉の後工程である圧延に適し
た温度に達しない（加熱不足）ことや、逆に過熱
という状態を生じてしまう。例えば第３図に示す
ように、スラブ６iの抽出温度θciを粗出側目標温
度θdrefiに対応する抽出目標温度θcrefiに加熱したも
のと予測したにもかかわらず、実際にそのスラブ
６iが加熱炉１から抽出され、粗出側で測定する
と粗出側目標温度θdrefiとは異なる他diを示すこ
とがある。これはスラブ６iの温度軌跡θai−θbi−
θciと計算した値との間に誤差が含まれていれば当
然起こり得る現象である。
ここで、スラブの抽出温度と粗出側温度との関
係および炉内スラブ温度の計算誤差について説明
する。
係および炉内スラブ温度の計算誤差について説明
する。
すでに述べたように、現在、スラブの抽出温度
の管理は粗出側温度を用いて実施している。した
がつて、スラブの抽出目標温度θcrefは粗出側目標
温度θdrefから決定される。このスラブの抽出温度
と粗出側温度との関係、すなわち加熱炉から抽出
されたスラブが粗圧延され、スラブ温度が順次降
下していく粗温度降下モデル計算は当該分野の研
究者によりすでに詳細に研究され、明らかにされ
ている。すなわち、抽出温度θcと粗出側温度θdと
の関係は粗圧延条件、例えば粗圧延時間trpll、空
冷時間tair、水冷時間tw、粗圧延各パス後のスラ
ブ厚hj、スラブ厚Ｈ…などをパラメータとした関
数式 θd＝ｆ（θc、trpll、tair、tw、hj、Ｈ、…）………(
1) で計算される。逆に粗出側温度から抽出温度を逆
算する場合は(1)式を収束計算すれば容易に求ま
る。
の管理は粗出側温度を用いて実施している。した
がつて、スラブの抽出目標温度θcrefは粗出側目標
温度θdrefから決定される。このスラブの抽出温度
と粗出側温度との関係、すなわち加熱炉から抽出
されたスラブが粗圧延され、スラブ温度が順次降
下していく粗温度降下モデル計算は当該分野の研
究者によりすでに詳細に研究され、明らかにされ
ている。すなわち、抽出温度θcと粗出側温度θdと
の関係は粗圧延条件、例えば粗圧延時間trpll、空
冷時間tair、水冷時間tw、粗圧延各パス後のスラ
ブ厚hj、スラブ厚Ｈ…などをパラメータとした関
数式 θd＝ｆ（θc、trpll、tair、tw、hj、Ｈ、…）………(
1) で計算される。逆に粗出側温度から抽出温度を逆
算する場合は(1)式を収束計算すれば容易に求ま
る。
次に炉内スラブ温度計算について述べる。
通常、炉内に置かれたスラブの温度は、周知の
フーリエの一次元熱伝導方式 ∂θ／∂t＝ａ∂2θ／∂x2 ………(2) と、その境界条件 Ｋ（∂θ／∂X）X=H/2＝ｑ ………(3) とから計算される。なお、(2)、(3)式で、θはスラ
ブの温度、ｔは時間、Ｘはスラブ厚み方向の距
離、ｑはスラブへの入熱、Ｋおよびａは定数であ
る。Ｘはスラブの厚み方向の中心を零としてＸ＝
Ｈ／２のところでスラブ表面位置に対応する。
フーリエの一次元熱伝導方式 ∂θ／∂t＝ａ∂2θ／∂x2 ………(2) と、その境界条件 Ｋ（∂θ／∂X）X=H/2＝ｑ ………(3) とから計算される。なお、(2)、(3)式で、θはスラ
ブの温度、ｔは時間、Ｘはスラブ厚み方向の距
離、ｑはスラブへの入熱、Ｋおよびａは定数であ
る。Ｘはスラブの厚み方向の中心を零としてＸ＝
Ｈ／２のところでスラブ表面位置に対応する。
(3)式のスラブへの入熱ｑはステフアン・ボルツ
マンの輻射の式 ｑ＝σ・Φcg・｛（θg＋273）4−（σs＋273）4｝
………(4) から計算される。(4)式で、σはステフアン・ボル
ツマン定数、Φcgは総括熱吸収率、θgは炉温、θs
はスラブ表面温度である。
マンの輻射の式 ｑ＝σ・Φcg・｛（θg＋273）4−（σs＋273）4｝
………(4) から計算される。(4)式で、σはステフアン・ボル
ツマン定数、Φcgは総括熱吸収率、θgは炉温、θs
はスラブ表面温度である。
(2)〜(4)式を計算することにより、炉内各スラブ
の温度を各スラブが炉に装入されてから抽出され
るまで計算することができる。この炉内スラブ温
度計算で誤差を生じる主な原因は(4)式のスラブへ
の入熱ｑの演算誤差であつて、真のスラブへの入
熱を把握するのが困難なためである。真のスラブ
への入熱を把握できないのは、総括熱吸収率Φcg
を正しく同定できないこと、および炉温θgの検出
値が必ずしも正確でないことに問題がある。そこ
で多くの研究者が炉内スラブへの伝熱に関する研
究を実施しているが、未だ充分な解明はなされて
いないのが実情である。
の温度を各スラブが炉に装入されてから抽出され
るまで計算することができる。この炉内スラブ温
度計算で誤差を生じる主な原因は(4)式のスラブへ
の入熱ｑの演算誤差であつて、真のスラブへの入
熱を把握するのが困難なためである。真のスラブ
への入熱を把握できないのは、総括熱吸収率Φcg
を正しく同定できないこと、および炉温θgの検出
値が必ずしも正確でないことに問題がある。そこ
で多くの研究者が炉内スラブへの伝熱に関する研
究を実施しているが、未だ充分な解明はなされて
いないのが実情である。
例えば、炉温θgは、第２図に示すように、炉温
検出器７により検出しているが、炉内の温度はど
この位置でも一定というわけではなく、炉温検出
器を炉内のどこに位置するかによつて炉温検出値
は異なる。さらにバーナ９による燃料の燃焼によ
る炎の影響を受け、真のスラブへの入熱に寄与す
る炉温を把握するのが困難になる。
検出器７により検出しているが、炉内の温度はど
この位置でも一定というわけではなく、炉温検出
器を炉内のどこに位置するかによつて炉温検出値
は異なる。さらにバーナ９による燃料の燃焼によ
る炎の影響を受け、真のスラブへの入熱に寄与す
る炉温を把握するのが困難になる。
このように、炉内スラブ温度の計算では誤差を
伴うのは避けられないというのが実情である。炉
内スラブ温度計算に誤差があると、すでに述べた
ように、従来のフイードフオワード制御だけで
は、抽出目標温度とは異なつた温度でスラブが抽
出されることになる。その場合、スラブが抽出目
標温度より低い温度で抽出されると、後工程の圧
延に悪影響を及ぼすと共に品質に支障を来たし、
抽出目標温度より高い温度で抽出されると、それ
だけエネルギー損失が増大することになる。
伴うのは避けられないというのが実情である。炉
内スラブ温度計算に誤差があると、すでに述べた
ように、従来のフイードフオワード制御だけで
は、抽出目標温度とは異なつた温度でスラブが抽
出されることになる。その場合、スラブが抽出目
標温度より低い温度で抽出されると、後工程の圧
延に悪影響を及ぼすと共に品質に支障を来たし、
抽出目標温度より高い温度で抽出されると、それ
だけエネルギー損失が増大することになる。
本発明は以上述べた従来技術の問題点を解消
し、スラブ抽出温度の精度向上、およびそれによ
る圧延の安定、品質向上、省エネルギーを達成し
得る連続加熱炉の温度制御装置を提供することを
目的とするものである。
し、スラブ抽出温度の精度向上、およびそれによ
る圧延の安定、品質向上、省エネルギーを達成し
得る連続加熱炉の温度制御装置を提供することを
目的とするものである。
上記目的を達成するために本発明による連続加
熱炉の温度制御装置は、複数のスラブが装入され
る連続加熱炉の炉内温度を検出する炉温検出器
と、前記連続加熱炉内を加熱する加熱手段と、前
記連続加熱炉から抽出されて粗圧延を完了した後
の粗出側スラブ温度を検出する粗出側温度計と、
前記連続加熱炉から抽出された時のスラブの抽出
目標温度を粗圧延完了後の粗出側目標温度から逆
算演算する第１の演算手段と、前記粗出側温度計
によつて検出された粗出側スラブ温度検出値か
ら、前記連続加熱炉から抽出された時のスラブ温
度を推定演算する第２の演算手段と、前記連続加
熱炉内のスラブの温度をスラブが炉内に装入され
てから抽出されるまで順次予測演算する第３の演
算手段と、前記第２の演算手段によつて算出され
た抽出温度推定値と前記第３の演算手段によつて
算出された抽出温度予測値とを比較し、その差に
応じて、前記第１の演算手段によつて算出された
抽出目標温度を修正演算し、炉内後続のスラブの
新たな抽出目標温度として出力する第４の演算手
段と、前記第３の演算手段によつて求められたス
ラブ温度と前記第４の演算手段によつて求められ
た抽出目標温度とをもとにして加熱炉抽出時のス
ラブ温度をその抽出目標温度にするのに必要な炉
温設定値を演算する第５の演算手段と、前記炉内
温度が前記第５の演算手段によつて求められた炉
温設定値になるように前記加熱手段を制御する炉
温制御手段と備えたことを特徴とするものであ
る。
熱炉の温度制御装置は、複数のスラブが装入され
る連続加熱炉の炉内温度を検出する炉温検出器
と、前記連続加熱炉内を加熱する加熱手段と、前
記連続加熱炉から抽出されて粗圧延を完了した後
の粗出側スラブ温度を検出する粗出側温度計と、
前記連続加熱炉から抽出された時のスラブの抽出
目標温度を粗圧延完了後の粗出側目標温度から逆
算演算する第１の演算手段と、前記粗出側温度計
によつて検出された粗出側スラブ温度検出値か
ら、前記連続加熱炉から抽出された時のスラブ温
度を推定演算する第２の演算手段と、前記連続加
熱炉内のスラブの温度をスラブが炉内に装入され
てから抽出されるまで順次予測演算する第３の演
算手段と、前記第２の演算手段によつて算出され
た抽出温度推定値と前記第３の演算手段によつて
算出された抽出温度予測値とを比較し、その差に
応じて、前記第１の演算手段によつて算出された
抽出目標温度を修正演算し、炉内後続のスラブの
新たな抽出目標温度として出力する第４の演算手
段と、前記第３の演算手段によつて求められたス
ラブ温度と前記第４の演算手段によつて求められ
た抽出目標温度とをもとにして加熱炉抽出時のス
ラブ温度をその抽出目標温度にするのに必要な炉
温設定値を演算する第５の演算手段と、前記炉内
温度が前記第５の演算手段によつて求められた炉
温設定値になるように前記加熱手段を制御する炉
温制御手段と備えたことを特徴とするものであ
る。
本発明は次の２点を基本とするものである。
(1) 炉内スラブ温度計算には誤差を伴うので、従
来のフイードフオワード制御だけではその誤差
による粗出側温度変動を回避することができな
い。そこで、すでに確立された粗温度降下モデ
ルを用いて粗出側温度実測値から抽出温度を算
出推定し、この推定値をフイードバツク情報と
して使用する。具体的には粗出側温度実測値か
ら算出した抽出温度推定値cと、炉内スラブ
温度計算で予測演算した抽出温度予測値θcとを
比較し、その偏差Δθの信号をフイードバツク
情報とする。
来のフイードフオワード制御だけではその誤差
による粗出側温度変動を回避することができな
い。そこで、すでに確立された粗温度降下モデ
ルを用いて粗出側温度実測値から抽出温度を算
出推定し、この推定値をフイードバツク情報と
して使用する。具体的には粗出側温度実測値か
ら算出した抽出温度推定値cと、炉内スラブ
温度計算で予測演算した抽出温度予測値θcとを
比較し、その偏差Δθの信号をフイードバツク
情報とする。
(2) 上記(1)項で計算した偏差Δθに応じて炉内ス
ラブの抽出目標温度を修正する。抽出目標温度
を修正した後は、従来周知の技術により炉内温
度が調節され、抽出温度が変化し、粗出側目標
温度が達成される。
ラブの抽出目標温度を修正する。抽出目標温度
を修正した後は、従来周知の技術により炉内温
度が調節され、抽出温度が変化し、粗出側目標
温度が達成される。
第４図は本発明の一実施例を示すものである。
第４図の装置は、第２図の装置を基本とし、それ
に破線で囲まれた部分のブロツク、すなわち抽出
温度演算手段１３と、抽出目標温度修正手段１４
と、加算手段１５とを付加することによつて構成
されている。抽出温度演算手段１３は粗出側温度
計５によつて検出したスラブ温度dをもとに抽
出温度を推定演算する手段であつて、粗圧延での
実績情報を使用するほかは抽出目標温度演算装置
１２と同じ粗温度降下モデル(1)式を用いて演算す
る。抽出目標温度修正手段１４は抽出温度演算手
段１３によつて推定された抽出温度推定値cと、
炉内スラブ温度演算手段１０によつて算出された
抽出温度予測値θcとを比較し、その偏差に応じて
炉内スラブ６i+1、６i+2、６i+3…の各抽出目標温
度を修正するための修正量Δθcrefを演算する。抽
出目標温度演算手段１２によつて算出された抽出
目標温度θcrefと、抽出目標温度修正手段１４によ
つて算出された修正量Δθcrefとは加算手段１５に
よつて加算され、その和（θcref＋Δθcref）が設定
炉温演算手段１１に導かれる。他の部分の構成は
第２図の場合と同様である。
第４図の装置は、第２図の装置を基本とし、それ
に破線で囲まれた部分のブロツク、すなわち抽出
温度演算手段１３と、抽出目標温度修正手段１４
と、加算手段１５とを付加することによつて構成
されている。抽出温度演算手段１３は粗出側温度
計５によつて検出したスラブ温度dをもとに抽
出温度を推定演算する手段であつて、粗圧延での
実績情報を使用するほかは抽出目標温度演算装置
１２と同じ粗温度降下モデル(1)式を用いて演算す
る。抽出目標温度修正手段１４は抽出温度演算手
段１３によつて推定された抽出温度推定値cと、
炉内スラブ温度演算手段１０によつて算出された
抽出温度予測値θcとを比較し、その偏差に応じて
炉内スラブ６i+1、６i+2、６i+3…の各抽出目標温
度を修正するための修正量Δθcrefを演算する。抽
出目標温度演算手段１２によつて算出された抽出
目標温度θcrefと、抽出目標温度修正手段１４によ
つて算出された修正量Δθcrefとは加算手段１５に
よつて加算され、その和（θcref＋Δθcref）が設定
炉温演算手段１１に導かれる。他の部分の構成は
第２図の場合と同様である。
次に第４図の装置の動作を特定のスラブ６iに
着目して第５図を参照しながら説明する。
着目して第５図を参照しながら説明する。
まず、スラブ６iが連続加熱炉１内にある時を
考える。この場合、炉内スラブ温度演算手段１０
はスラブ６iが炉内に装入されてから抽出される
まで、一定時間ごとに、あるいはスラブの移動と
共に、スラブの温度を、(2)〜(4)式を用いて順次演
算する。このスラブ温度演算結果をもとにして、
設定炉温演算手段１１はスラブ６iの抽出温度が
θcrefiになるように炉温設定値θgrefを算出し、その
算出結果を炉温制御装置８に出力する。炉温制御
装置８は炉温制御マイナーループを形成してお
り、炉温検出器７による炉温が炉温設定値θgrefに
なるようにバーナ９を調節する。この結果、炉内
スラブ温度演算手段１０によつて計算されたスラ
ブ６iの抽出温度θciは抽出目標温度θcrefiに加熱さ
れたものと予測する。ここまでの温度軌跡は第５
図のイの部分に対応する。なお、抽出目標温度
θcrefiは粗出側目標温度θdrefiから抽出目標温度演算
手段１２によつて、スラブ６iが連続加熱炉１に
装入される時あるいは装入される前に予め計算さ
れる。
考える。この場合、炉内スラブ温度演算手段１０
はスラブ６iが炉内に装入されてから抽出される
まで、一定時間ごとに、あるいはスラブの移動と
共に、スラブの温度を、(2)〜(4)式を用いて順次演
算する。このスラブ温度演算結果をもとにして、
設定炉温演算手段１１はスラブ６iの抽出温度が
θcrefiになるように炉温設定値θgrefを算出し、その
算出結果を炉温制御装置８に出力する。炉温制御
装置８は炉温制御マイナーループを形成してお
り、炉温検出器７による炉温が炉温設定値θgrefに
なるようにバーナ９を調節する。この結果、炉内
スラブ温度演算手段１０によつて計算されたスラ
ブ６iの抽出温度θciは抽出目標温度θcrefiに加熱さ
れたものと予測する。ここまでの温度軌跡は第５
図のイの部分に対応する。なお、抽出目標温度
θcrefiは粗出側目標温度θdrefiから抽出目標温度演算
手段１２によつて、スラブ６iが連続加熱炉１に
装入される時あるいは装入される前に予め計算さ
れる。
次に、このスラブ６iが加熱炉１から抽出され、
粗圧延を完了し、粗出側温度計５の真下を通過し
た時点tdを考える。この時、粗出側温度計５で検
出されたスラブ６iの温度diはスラブ６iを粗出側
目標温度θdrefに対応する抽出目標温度θcrefiに加熱
されているので、粗出側目標温度θdrefiに一致す
るはずであるが、前述のように炉温スラブ温度計
算に誤差を含んでいるため必ずしも一致しない。
粗圧延を完了し、粗出側温度計５の真下を通過し
た時点tdを考える。この時、粗出側温度計５で検
出されたスラブ６iの温度diはスラブ６iを粗出側
目標温度θdrefに対応する抽出目標温度θcrefiに加熱
されているので、粗出側目標温度θdrefiに一致す
るはずであるが、前述のように炉温スラブ温度計
算に誤差を含んでいるため必ずしも一致しない。
ここで例えば、第５図に示すように、スラブ温
度検出値diが目標温度θdrefiよりも低かつたもの
としてみる。このようにスラブ６iが粗出側目標
温度を満足しない場合、連続加熱炉の特性上、ス
ラブ６iに後続する炉内スラブ６i+1，６i+2，６i+3
…も同様に温度不足の状態を生ずる。連続加熱炉
では複数のスラブが連続して装入されており、ス
ラブ６iに後続するスラブはスラブ６iとほぼ同様
な炉内雰囲気条件で加熱されているためであり、
その傾向はスラブ６iに近接するスラブほど顕著
である。
度検出値diが目標温度θdrefiよりも低かつたもの
としてみる。このようにスラブ６iが粗出側目標
温度を満足しない場合、連続加熱炉の特性上、ス
ラブ６iに後続する炉内スラブ６i+1，６i+2，６i+3
…も同様に温度不足の状態を生ずる。連続加熱炉
では複数のスラブが連続して装入されており、ス
ラブ６iに後続するスラブはスラブ６iとほぼ同様
な炉内雰囲気条件で加熱されているためであり、
その傾向はスラブ６iに近接するスラブほど顕著
である。
本発明は、このような連続加熱炉の特性を考慮
し、従来の制御機能にフイードバツク制御機能を
加えるところに特徴がある。そこでまず粗出側温
度計５によつて検出されたスラブ６iの温度diが
抽出温度演算手段１３に入力され、ここでスラブ
６iの抽出温度推定値ciが算出される。この場
合、推定値ciは(1)式の粗温度降下モデルを用い
て粗出側検出温度diから求められる。
し、従来の制御機能にフイードバツク制御機能を
加えるところに特徴がある。そこでまず粗出側温
度計５によつて検出されたスラブ６iの温度diが
抽出温度演算手段１３に入力され、ここでスラブ
６iの抽出温度推定値ciが算出される。この場
合、推定値ciは(1)式の粗温度降下モデルを用い
て粗出側検出温度diから求められる。
抽出目標温度修正手段１４は、まず抽出温度演
算手段１３で算出された抽出温度ciと、炉内ス
ラブ温度演算手段１０で計算された抽出温度予測
値θciとの比較を行い、その差Δθiを式 Δθi＝θci−ci ………(5) に従つて求める。
算手段１３で算出された抽出温度ciと、炉内ス
ラブ温度演算手段１０で計算された抽出温度予測
値θciとの比較を行い、その差Δθiを式 Δθi＝θci−ci ………(5) に従つて求める。
次に、この差Δθiに応じて炉内スラブ６i+1、６i
＋２、６i+3…の抽出目標温度修正量を下式に従つて
計算する。
＋２、６i+3…の抽出目標温度修正量を下式に従つて
計算する。
Δθcrefi+1＝Ci+1・Δθi
Δθcrefi+2＝Ci+2・Δθi
Δθcrefi+3＝Ci+3・Δθi
〓 ……(6)
ここで、Ci+1，Ci+2，Ci+3…は定数である。
(5)、(6)式の意味するところは次の通りである。
(5)式でΔθiが正の場合、炉内スラブ温度演算手段
１０による炉内スラブ温度計算は真のスラブ温度
よりもΔθiだけ高く見積つた計算をしていたこと
になる。すなわち、スラブ６iの真の抽出温度は
炉内スラブ温度演算手段１０によつて予測した温
度θciに達していなかつたことを意味し、その予測
誤差が(5)式のΔθiに対応する。そこで連続加熱炉
の特性上、後続スラブも同様に加熱不足を生じる
ため、後続スラブの抽出目標温度をΔθiに対応す
る量だけ高めてやる。その修正量が(6)式によつて
求められる値である。その結果、設定炉温演算手
段１１は予め設定されていた抽出目標温度に(6)式
の修正量を加えた新たな抽出目標温度cref、す
なわちcrefi+1 ＝θcrefi+1＋Δθcrefi+1 crefi+2 ＝θcrefi+2＋Δθcrefi+2 crefi+3 ＝θcrefi+3＋Δθcrefi+3 〓 ……(7) をもとに炉温設定値を加算手段１５によつて、演
算し、それを炉温制御手段８に出力する。
(5)式でΔθiが正の場合、炉内スラブ温度演算手段
１０による炉内スラブ温度計算は真のスラブ温度
よりもΔθiだけ高く見積つた計算をしていたこと
になる。すなわち、スラブ６iの真の抽出温度は
炉内スラブ温度演算手段１０によつて予測した温
度θciに達していなかつたことを意味し、その予測
誤差が(5)式のΔθiに対応する。そこで連続加熱炉
の特性上、後続スラブも同様に加熱不足を生じる
ため、後続スラブの抽出目標温度をΔθiに対応す
る量だけ高めてやる。その修正量が(6)式によつて
求められる値である。その結果、設定炉温演算手
段１１は予め設定されていた抽出目標温度に(6)式
の修正量を加えた新たな抽出目標温度cref、す
なわちcrefi+1 ＝θcrefi+1＋Δθcrefi+1 crefi+2 ＝θcrefi+2＋Δθcrefi+2 crefi+3 ＝θcrefi+3＋Δθcrefi+3 〓 ……(7) をもとに炉温設定値を加算手段１５によつて、演
算し、それを炉温制御手段８に出力する。
炉温制御手段８は第２図の場合と全く同様に炉
温が炉温設定値になるようにバーナ９を調節制御
する。この場合、炉内スラブの抽出目標温度が高
くなるため、(6)式による目標値修正量が無い場合
に比べ、炉温が高められ、後続スラブの粗出側温
度は新たな目標温度に一致するように制御される
ことになる。
温が炉温設定値になるようにバーナ９を調節制御
する。この場合、炉内スラブの抽出目標温度が高
くなるため、(6)式による目標値修正量が無い場合
に比べ、炉温が高められ、後続スラブの粗出側温
度は新たな目標温度に一致するように制御される
ことになる。
以上の動作をスラブが粗出側温度計５の真下を
通過する度ごとに行うことにより粗出側スラブ温
度の精度向上を達成することができる。
通過する度ごとに行うことにより粗出側スラブ温
度の精度向上を達成することができる。
なお、(6)式において定数Ci+1、Ci+2、Ci+3…は
重み係数であつて、抽出口に近いスラブほど粗出
側温度計５で検出したスラブに近い特性を示すこ
とから Ci+1＞Ci+2＞Ci+3＞… の関係にある。
重み係数であつて、抽出口に近いスラブほど粗出
側温度計５で検出したスラブに近い特性を示すこ
とから Ci+1＞Ci+2＞Ci+3＞… の関係にある。
以上述べた各構成要素８，１０，１１，１２，
１３，１４による各演算は共通のコンピータ、例
えばマイクロコンピユータによつて実行させるこ
とができる。しかし、各機能単位ごとにデイジタ
ル型もしくはアナログ型の装置として構成しても
よい。
１３，１４による各演算は共通のコンピータ、例
えばマイクロコンピユータによつて実行させるこ
とができる。しかし、各機能単位ごとにデイジタ
ル型もしくはアナログ型の装置として構成しても
よい。
以上詳細に述べたように本発明によれば粗出側
スラブ温度の精度向上を達成することができ、そ
の結果、圧延品質の向上、圧延の安定、省エネル
ギーを達成することができる。
スラブ温度の精度向上を達成することができ、そ
の結果、圧延品質の向上、圧延の安定、省エネル
ギーを達成することができる。
第１図はホツトストリツプミルラインの側面配
置図、第２図は従来の加熱炉制御装置のブロツク
図、第３図は同制御装置によるスラブ温度軌跡の
一例を示す特性線図、第４図は本発明の一実施例
を示すブロツク図、第５図は同装置による制御態
様を説明するためのスラブ温度軌跡の一例を示す
特性線図である。 １……連続加熱炉、２……粗圧延機群、５……
粗出側温度計、６……スラブ、７……炉温検出
器、８……炉温制御手段、９……バーナ、１０…
…炉内スラブ温度演算手段、１１……設定炉温演
算手段、１２……抽出目標温度演算手段、１３…
…抽出温度演算手段、１４……抽出目標温度修正
手段、１５……加算手段。
置図、第２図は従来の加熱炉制御装置のブロツク
図、第３図は同制御装置によるスラブ温度軌跡の
一例を示す特性線図、第４図は本発明の一実施例
を示すブロツク図、第５図は同装置による制御態
様を説明するためのスラブ温度軌跡の一例を示す
特性線図である。 １……連続加熱炉、２……粗圧延機群、５……
粗出側温度計、６……スラブ、７……炉温検出
器、８……炉温制御手段、９……バーナ、１０…
…炉内スラブ温度演算手段、１１……設定炉温演
算手段、１２……抽出目標温度演算手段、１３…
…抽出温度演算手段、１４……抽出目標温度修正
手段、１５……加算手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数のスラブが装入される連続加熱炉の炉内
温度を検出する炉温検出器と、 前記連続加熱炉内を加熱する加熱手段と、 前記連続加熱炉から抽出されて粗圧延を完了し
た後の粗出側スラブ温度を検出する粗出側温度計
と、 前記連続加熱炉から抽出された時のスラブの抽
出目標温度を粗圧延完了後の粗出側目標温度から
逆算演算する第１の演算手段と、 前記粗出側温度計によつて検出された粗出側ス
ラブ温度検出値から、前記連続加熱炉から抽出さ
れた時のスラブ温度を推定演算する第２の演算手
段と、 前記連続加熱炉内のスラブの温度をスラブが炉
内に装入されてから抽出されるまで順次予測演算
する第３の演算手段と、 前記第２の演算手段によつて算出された抽出温
度推定値と前記第３の演算手段によつて算出され
た抽出温度予測値とを比較し、その差に応じて、
前記第１の演算手段によつて算出された抽出目標
温度を修正演算し、炉内後続スラブの新たな抽出
目標温度として出力する第４の演算手段と、 前記第３の演算手段によつて求められたスラブ
温度と前記第４の演算手段によつて求められた抽
出目標温度とをもとにして加熱炉抽出時のスラブ
温度をその抽出目標温度にするのに必要な炉温設
定値を演算する第５の演算手段と、 前記炉内温度が前記第５の演算手段によつて求
められた炉温設定値になるように前記加熱手段を
制御する炉温制御手段と を備えた連続加熱炉の温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13030783A JPS6024323A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 連続加熱炉の温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13030783A JPS6024323A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 連続加熱炉の温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6024323A JPS6024323A (ja) | 1985-02-07 |
| JPH0328488B2 true JPH0328488B2 (ja) | 1991-04-19 |
Family
ID=15031187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13030783A Granted JPS6024323A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 連続加熱炉の温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024323A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7669954B2 (ja) * | 2022-02-28 | 2025-04-30 | Ｊｆｅスチール株式会社 | スラブ温度モデルの修正装置、修正方法、加熱炉の炉温制御装置、炉温制御方法、及び鋼板の製造方法 |
| JP7597055B2 (ja) * | 2022-02-28 | 2024-12-10 | Ｊｆｅスチール株式会社 | スラブ温度モデルの修正装置、修正方法、加熱炉の炉温制御装置、炉温制御方法、及び鋼板の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52117215A (en) * | 1976-03-29 | 1977-10-01 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Control of continuous heat treating furnace |
| JPS5819435A (ja) * | 1981-07-27 | 1983-02-04 | Daido Steel Co Ltd | 連続式加熱炉の制御方法 |
-
1983
- 1983-07-19 JP JP13030783A patent/JPS6024323A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6024323A (ja) | 1985-02-07 |
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