JPH04246130A - 連続焼鈍炉の燃焼ガス流量制御方法 - Google Patents
連続焼鈍炉の燃焼ガス流量制御方法Info
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- JPH04246130A JPH04246130A JP2787391A JP2787391A JPH04246130A JP H04246130 A JPH04246130 A JP H04246130A JP 2787391 A JP2787391 A JP 2787391A JP 2787391 A JP2787391 A JP 2787391A JP H04246130 A JPH04246130 A JP H04246130A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、連続焼鈍炉の温度制御
を行うための燃焼ガス流量の制御方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】連続焼鈍炉においては、鋼板（以下スト
リップという）を連続的に熱処理するために、炉の入側
で通板中のストリップ（以下先行材という）の後端と、
次に通板されるストリップ（以下次行材という）の前端
とを溶接によって接合している。このように先行材と次
行材とを接合して熱処理を行う場合、夫々のストリップ
の寸法及び材質に応じた熱処理を行うことによって、炉
の出側におけるストリップの温度を所定の目標温度に制
御していた。 【０００３】このような連続焼鈍炉の従来の温度制御と
しては、伝熱モデル式を用いて燃焼ガス流量を求め、求
められた燃焼ガス流量をその設定流量として定める方法
が用いられている。例えば、ＮＫＫ技報ＮＯ．１２６，
Ｐ２０，２１ では、先行材と次行材との寸法， 材質
が異なる場合、下記（７）式に示す伝熱モデル式を用い
て燃焼ガス流量を求め、燃焼ガス流量の設定変更を行っ
ていた。 【０００４】 ６０・Ｖ・ρ・ｈ・（ｄＱＳ ／ｄｘ）＝ＫＳ ・
〔ＵＧＳ（ｕ ，ＴＧ ）・｛（ＴＧ ＋２７３）４
−
（ＴＳ ＋２７３）４ ｝＋ＵＷＳ（ｕ
，ＴＷ ）・｛（ＴＧ
＋２７３）４ −（
ＴＳ ＋２７３）４ ｝〕 …（７） 【０００
５】但し、上記（７） 式において、ρは鋼板の密度（
ｋｇ／ｃｍ２ ）、ｈは鋼板板厚（ｍ） 、ＱＳ は鋼
板含熱量（ｋｃａｌ／ｋｇ） 、ＫＳ はモデルパラメ
ータ、ＵＧＳは燃焼ガスと鋼板との間の伝熱係数（ｋｃ
ａｌ／ｍ ２ ・ｈ・℃）、ＵＷＳは炉壁と鋼板との間
の伝熱係数（ｋｃａｌ／ｍ ２ ・ｈ・℃）、ｕは燃焼
ガス流量（Ｎｍ ３ ／ｈ） 、ＴＧ は燃焼ガス温度
（℃）、ＴＷ は炉壁温度 （℃）、ＴＳ は鋼板温
度 （℃）、Ｖはライン速度（ｍｐｍ） 、ｘは鋼板の
炉内位置（ｍ） である。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の如き
（７） 式に示す伝熱モデル式を用いて燃焼ガス流量を
求める場合、伝熱形態として、炉壁からの輻射及び燃焼
ガスの輻射が考慮されており、実用的ではあるが、前記
（７） 式ではストリップの板幅が考慮されていない。 従って、先行材の板幅と次行材の板幅とが異なると、炉
の出側における次行材のストリップ温度が予め定められ
た目標温度に制御されなくなるという問題があった。 【０００７】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、先行材の板幅と次行材の板幅とが異なる場合で
も、次行材のストリップ温度が予め定められた目標温度
に良好な精度で制御できることを可能とする連続焼鈍炉
の燃焼ガス流量制御方法を提供することを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明に係る連続焼鈍炉
の燃焼ガス流量制御方法は、寸法，目標温度，材質の少
なくとも１つが異なる先行材と次行材とを接合した帯材
の温度制御を行うために、所定の伝熱モデル式を用いて
次行材の燃焼ガス流量の設定値を求め、この設定値にな
すべく次行材の燃焼ガス流量を制御する連続焼鈍炉の燃
焼ガス流量制御方法において、前記伝熱モデル式の総括
熱伝達係数を、帯材の幅及び燃焼ガス流量が異なる算出
条件別に所定の演算式によって複数算出し、この算出結
果に基づいて総括熱伝達係数を燃焼ガス流量及び帯材の
幅の関数として求め、該関数より帯材の幅及び総括熱伝
達係数に関連して燃焼ガス流量の設定値を算出する流量
演算式を求めておき、前記所定の演算式によって次行材
の総括熱伝達係数を求め、次行材の幅及び求めた次行材
の総括熱伝達係数に基づき前記流量演算式にて次行材の
燃焼ガス流量の設定値を求めることを特徴とする。 【０００９】 【作用】帯材への伝熱に関する種々の熱伝達係数を総括
的に表す総括熱伝達係数を燃焼ガス流量及び帯材の幅の
関数として求めると、この関数によって、帯材の幅が変
化した場合は総括熱伝達係数が変化することとなる。前
記関数より、次行材の燃焼ガス流量の設定値を次行材の
幅及び総括熱伝達係数に関連して求める流量演算式が得
られるが、この流量演算式に基づいて求められる次行材
の燃焼ガス流量の設定値は、帯材の幅が変化した場合の
総括熱伝達係数の変化を考慮して得られる値であるので
、この設定値になすべく次行材の燃焼ガス流量を制御す
ると、先行材から次行材への帯材の幅の変化に起因する
次行材の温度制御への影響が補償される。 【００１０】 【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図１は本発明に係る連続焼鈍炉の
燃焼ガス流量制御方法を適用する連続焼鈍炉の燃焼ガス
流量制御装置の構成を示す模式的ブロック図である。 【００１１】図中１は竪型の直火式の加熱炉であり、該
加熱炉１の内部にはストリップＳを図中白抜き矢符にて
示される炉入側から炉出側へ向かう方向に移送するため
の複数のハースロール２，２が備えられている。加熱炉
１の内部はストリップＳの上流側から下流側へ３つの領
域に領域分けされている。これらの各領域には夫々火炎
を放射するバーナ３，３，３が配設されており、各領域
のバーナ３，３，３には、燃料供給源（図示せず）から
夫々に対応する流量制御弁４，４，４を介して燃焼ガス
が供給され、バーナ３，３，３は火炎によって直接的に
ストリップＳの加熱を行うようになっている。ストリッ
プＳは前述の各領域にて加熱されつつ移送されるように
なっている。 【００１２】流量制御弁４，４，４は夫々に対応する燃
焼ガス流量制御器４０，４０，４０によって各別に制御
されるようになっている。流量制御弁４，４，４の出側
には燃焼ガスの流量を検出する流量検出器４１，４１，
４１が夫々設けられており、該流量検出器４１，４１，
４１の検出データは燃焼ガス流量制御器４０，４０，４
０に夫々与えられるようになっている。 【００１３】また、前述の各領域には夫々の領域の燃焼
温度ＴＧ を検出する燃焼温度検出器７，７，７が設け
られており、これらの燃焼温度検出器７，７，７の検出
データは後述する第１演算器８１及び第２演算器８２に
与えられるようになっている。加熱炉１の入側にはスト
リップＳの炉入側温度Ｔｉ を検出する入側温度検出器
５１が設けられており、一方、加熱炉１の出側にはスト
リップＳの炉出側温度Ｔｏ を検出する出側温度検出器
５２と、ストリップＳの移送速度Ｖを検出する移送速度
検出器６とが設けられている。入側温度検出器５１及び
移送速度検出器６の検出データは前記第１演算器８１及
び第２演算器８２に与えられるようになっており、出側
温度検出器５２の検出データは前記第１演算器８１に与
えられるようになっている。 【００１４】第１演算器８１には、前述の各検出データ
の他にストリップＳの先行材の板厚ｈ及び比熱ｃのデー
タが、図示しないデータ入力装置から与えられるように
なっている。第１演算器８１では前述の如く与えられた
各データに基づき、後述する演算方法によって、総括熱
伝達係数ＨＣ （ Ｑ，Ｗ ）を表す１次式を求め、求
められた１次式の係数をテーブル化してメモリ９に記憶
させるようになっている。 【００１５】第２演算器８２には、前述の如き各検出デ
ータ及びメモリ９に記憶された総括熱伝達係数ＨＣ の
他にストリップＳの次行材の目標板温Ｔｍ ，板厚ｈ１
及び比熱ｃ１ のデータが、図示しないデータ入力装
置から与えられるようになっている。第２演算器８２で
はこのように与えられた各データに基づき、後述する演
算方法によって、目標総括熱伝達係数ＨＣ１を求め、求
めた目標総括熱伝達係数ＨＣ１に基づき、後述する演算
方法によって加熱炉１の総燃焼ガス流量Ｑ１ を求め、
求めた総燃焼ガス流量Ｑ１ のデータを燃焼ガス流量配
分設定器４００ へ与える。 【００１６】燃焼ガス流量配分設定器４００ では、予
め定められた配分比に基づいて加熱炉１の各領域の燃焼
ガス流量の設定値を求め、求めた燃焼ガス流量の設定値
のデータを燃焼ガス流量制御器４０，４０，４０へ夫々
与える。燃焼ガス流量制御器４０，４０，４０は、夫々
の領域の燃焼ガス流量を与えられた設定値に一致させる
制御を行う。 【００１７】次に、先行材と次行材との板幅が異なる場
合にストリップの温度制御に与える影響について説明す
る。例えば、横型の連続溶融亜鉛メッキラインの直火加
熱炉において、板幅のみが異なる先行材と次行材とを、
燃焼ガス流量及び移送速度を一定として実際に加熱し、
その先行材及び次行材の炉出側温度を検出した場合の結
果を図２に示す。図２は板幅のみが異なる先行材と次行
材とを同一条件下で加熱した場合のストリップの温度変
化の結果を示すタイムチャートであり、図中Ａは前記直
火加熱炉の入側でのストリップの板幅、Ｂは直火加熱炉
の炉壁温度、Ｃは直火加熱炉の炉出側のストリップ温度
を夫々示してある。なお、この制御におけるライン速度
は９６ｍｐｍ 、ストリップの板厚は０．６ｍｍ とし
た。 【００１８】図２のＡに示す如くストリップの板幅が先
行材と次行材との継目において２００ｍｍ 増加した場
合、Ｂに示す如く炉壁温度は２５℃減少し、Ｃに示す如
く炉出側のストリップ温度は３０℃減少した。このよう
に、先行材と次行材とで板幅が異なると、ストリップ温
度が影響を受けることが判る。 【００１９】図２に示す結果より、直火加熱炉の伝熱形
態は下記（１） 式に示す伝熱式でモデル化できる。 ６０・Ｖ・ｃ・ρ・ｈ・（ｄＴＳ ／ｄｘ）＝２Ｈ
（Ｑ）・（ＴＧ −ＴＳ ）＋２Ｆｓｅ（Ｗ）・σ・〔
｛（ＴＷ ＋２７３）／１００｝４ −｛（ＴＳ ＋２
７３）／１００｝４ 〕…（１） 【００２０】但
し、上記（１） 式において、ｃはストリップの比熱（
ｋｃａｌ／ｋｇ ℃） 、ρはストリップの密度（ｋｇ
／ｃｍ２ ） 、ｈはストリップの板厚（ｍ） 、Ｗは
ストリップの板幅（ｍ） 、Ｑは燃焼ガス流量（Ｎｍ
３ ／ｈ） 、Ｈ（Ｑ）は燃焼ガスとストリップとの間
の伝熱係数（ｋｃａｌ／ｍ ２ ・ｈ・℃）、Ｆｓｅ（
Ｗ）は炉壁とストリップとの間の形態係数、ＴＧ は燃
焼ガス温度 （℃）、ＴＷ は炉壁温度 （℃）、ＴＳ
はストリップ温度（℃）、σはステファンボルツマン
定数、Ｖはライン速度（ｍｐｍ） 、ｘはストリップの
炉内位置（ｍ） である。 【００２１】上記（１） 式の伝熱モデル式は、炉壁と
ストリップとの間の形態係数Ｆｓｅ（Ｗ）を板幅Ｗの関
数として用いている点が従来の伝熱モデル式と異なり、
また、上記（１） 式は等価的に下記（２） 式の如く
表すことができる。 【００２２】 【数１】 【００２３】前記（２） 式において、総括熱伝達係数
ＨＣ （Ｑ ，Ｗ ）は、燃焼ガス流量Ｑとストリップ
の板幅Ｗとの関数として表される。 【００２４】次に、このように構成された燃焼ガス流量
制御装置の第１演算器８１及び第２演算器８２における
演算方法について説明する。第１演算器８１では、下記
（３） 式を用いて総括熱伝達係数ＨＣ （ Ｑ ，Ｗ
）を求める。 【００２５】 ＨＣ （ Ｑ ，Ｗ ）＝〔（６０・ｃ・ρ・ｈ・
Ｖ） ／（２・Ｌ）〕・ｌｎ〔（ ＴＧ −
Ｔｉ ）／（ ＴＧ −Ｔ
ｏ ）〕 …（３） 【００２６】但し、上記（
３） 式において、ＬはストリップＳの有効加熱長であ
る。このようにして得られる総括熱伝達係数ＨＣ （
Ｑ，Ｗ ）は、ストリップＳの板幅及び燃焼ガス流量が
異なる多数の条件について求めておき、これらの結果に
基づいて重回帰計算の手法を用い、総括熱伝達係数ＨＣ
（ Ｑ ，Ｗ ）を下記（４） 式に示す如き１次式
として求め、その係数Ａ０ ， Ａ１ ， Ａ２を求め
る。 【００２７】ＨＣ （ Ｑ ，Ｗ ）＝Ａ０ ＋Ａ１
・Ｑ＋Ａ２ ・Ｗ …（４） 【００２８】そして、その係数Ａ０ ， Ａ１ ， Ａ
２ をテーブルデータとしてメモリ９に記憶させる。前
記係数Ａ０ ， Ａ１ ， Ａ２ はストリップＳの材
質別に求めておき、メモリ９には材質別の係数Ａ０ ，
Ａ１ ， Ａ２をストリップＳの材質に応じた層別テ
ーブルのテーブルデータとして記憶させる。 【００２９】第２演算器８２では、先行材と材質が異な
る次行材が加熱炉１の入側に到達したとき、入側温度検
出器５１にて検出した炉入側温度Ｔｉ ，移送速度検出
器６にて検出した移送速度Ｖ，燃焼温度検出器７，７，
７にて検出した燃焼温度ＴＧ 及び次行材の目標板温Ｔ
ｍ ，板厚ｈ１ ，比熱ｃ１ に基づき、下記（５）
式を用いて次行材の目標総括熱伝達係数ＨＣ１を求める
。 【００３０】 ＨＣ１＝〔（６０・ｃ１ ・ρ・ｈ１ ・Ｖ） ／
（２・Ｌ）〕・ｌｎ〔（ ＴＧ −Ｔｉ ）／
（ ＴＧ −Ｔｍ ） …（５） 【０
０３１】目標総括熱伝達係数ＨＣ１が求められると、次
行材の材質に応じた係数Ａ０ ， Ａ１ ， Ａ２ の
データをメモリ９から読み出して、これと、目標総括熱
伝達係数ＨＣ１及び次行材の板幅Ｗ１ とに基づいて下
記（６） 式を用いて総燃焼ガス流量Ｑ１ を求める。 【００３２】 Ｑ１ ＝（１／Ａ１）・ （ＨＣ１−Ａ０ −Ａ２ ・
Ｗ１） …（６） 【００３３】このようにして求め
られた総燃焼ガス流量Ｑ１ はストリップＳの板幅Ｗの
条件を含んで求められた値であるので、次行材と先行材
とでストリップＳの板幅Ｗのみが異なる場合でも温度制
御が精度良く行える。 【００３４】次に、前述の如き連続焼鈍炉の燃焼ガス流
量制御方法を用いて実際に温度制御を行った場合の結果
について説明する。図３は板幅及び目標板温が異なる先
行材と次行材とを本発明の燃焼ガス流量制御方法で温度
制御した結果を示すタイムチャートであり、図中Ａは前
記直火加熱炉の入側にでのストリップの板幅、Ｂは直火
加熱炉の総燃焼ガス流量、Ｃは直火加熱炉の炉出側のス
トリップ温度を夫々示してある。但し、前記Ｂにおける
破線は総燃焼ガス流量の設定値、実線は実績値であり、
また、前記Ｃにおける破線は目標板温、実線は実績値で
ある。なお、この制御におけるライン速度は６０ｍｐｍ
、ストリップの板厚は２．３ｍｍ とした。 【００３５】図３のＡに示す如くストリップの板幅が先
行材と次行材との継目において１５０ｍｍ 増加した場
合でも、Ｂに示す如く総燃焼ガス流量を５００ Ｎｍ
３ ／ｈだけ増加させることにより、Ｃに示す如く炉出
側のストリップ温度は目標板温に制御されていることが
判る。 【００３６】なお、本実施例においては、竪型の直火式
の加熱炉を用いた連続焼鈍ラインで燃焼ガス流量制御を
行う場合について説明したが、これに限らず、本発明は
竪型の直火式の加熱炉を有する連続溶融亜鉛メッキライ
ン及び横型の直火式の加熱炉を有する連続溶融亜鉛メッ
キラインにおいても適用できる。 【００３７】 【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係る連続焼鈍
炉の燃焼ガス流量制御方法では、帯材への伝熱に関する
種々の熱伝達係数を総括的に表す総括熱伝達係数を燃焼
ガス流量及び帯材の幅の関数として求めると、この関数
によって、帯材の幅が変化した場合は総括熱伝達係数が
変化することとなり、前記関数から得られる、次行材の
燃焼ガス流量の設定値を次行材の幅及び総括熱伝達係数
に関連して求める演算式にて算出される次行材の燃焼ガ
ス流量の設定値は、帯材の幅が変化した場合の総括熱伝
達係数の変化を考慮して得られる値であるので、この設
定値になすべく次行材の燃焼ガス流量を制御すると、帯
材の幅の変化に起因する次行材の温度制御への影響が補
償でき、先行材の幅と次行材の幅とが異なる場合でも、
炉の出側における次行材の温度が予め定められた目標温
度に制御できることが可能となる等、本発明は優れた効
果を奏する。
を行うための燃焼ガス流量の制御方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】連続焼鈍炉においては、鋼板（以下スト
リップという）を連続的に熱処理するために、炉の入側
で通板中のストリップ（以下先行材という）の後端と、
次に通板されるストリップ（以下次行材という）の前端
とを溶接によって接合している。このように先行材と次
行材とを接合して熱処理を行う場合、夫々のストリップ
の寸法及び材質に応じた熱処理を行うことによって、炉
の出側におけるストリップの温度を所定の目標温度に制
御していた。 【０００３】このような連続焼鈍炉の従来の温度制御と
しては、伝熱モデル式を用いて燃焼ガス流量を求め、求
められた燃焼ガス流量をその設定流量として定める方法
が用いられている。例えば、ＮＫＫ技報ＮＯ．１２６，
Ｐ２０，２１ では、先行材と次行材との寸法， 材質
が異なる場合、下記（７）式に示す伝熱モデル式を用い
て燃焼ガス流量を求め、燃焼ガス流量の設定変更を行っ
ていた。 【０００４】 ６０・Ｖ・ρ・ｈ・（ｄＱＳ ／ｄｘ）＝ＫＳ ・
〔ＵＧＳ（ｕ ，ＴＧ ）・｛（ＴＧ ＋２７３）４
−
（ＴＳ ＋２７３）４ ｝＋ＵＷＳ（ｕ
，ＴＷ ）・｛（ＴＧ
＋２７３）４ −（
ＴＳ ＋２７３）４ ｝〕 …（７） 【０００
５】但し、上記（７） 式において、ρは鋼板の密度（
ｋｇ／ｃｍ２ ）、ｈは鋼板板厚（ｍ） 、ＱＳ は鋼
板含熱量（ｋｃａｌ／ｋｇ） 、ＫＳ はモデルパラメ
ータ、ＵＧＳは燃焼ガスと鋼板との間の伝熱係数（ｋｃ
ａｌ／ｍ ２ ・ｈ・℃）、ＵＷＳは炉壁と鋼板との間
の伝熱係数（ｋｃａｌ／ｍ ２ ・ｈ・℃）、ｕは燃焼
ガス流量（Ｎｍ ３ ／ｈ） 、ＴＧ は燃焼ガス温度
（℃）、ＴＷ は炉壁温度 （℃）、ＴＳ は鋼板温
度 （℃）、Ｖはライン速度（ｍｐｍ） 、ｘは鋼板の
炉内位置（ｍ） である。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の如き
（７） 式に示す伝熱モデル式を用いて燃焼ガス流量を
求める場合、伝熱形態として、炉壁からの輻射及び燃焼
ガスの輻射が考慮されており、実用的ではあるが、前記
（７） 式ではストリップの板幅が考慮されていない。 従って、先行材の板幅と次行材の板幅とが異なると、炉
の出側における次行材のストリップ温度が予め定められ
た目標温度に制御されなくなるという問題があった。 【０００７】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、先行材の板幅と次行材の板幅とが異なる場合で
も、次行材のストリップ温度が予め定められた目標温度
に良好な精度で制御できることを可能とする連続焼鈍炉
の燃焼ガス流量制御方法を提供することを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明に係る連続焼鈍炉
の燃焼ガス流量制御方法は、寸法，目標温度，材質の少
なくとも１つが異なる先行材と次行材とを接合した帯材
の温度制御を行うために、所定の伝熱モデル式を用いて
次行材の燃焼ガス流量の設定値を求め、この設定値にな
すべく次行材の燃焼ガス流量を制御する連続焼鈍炉の燃
焼ガス流量制御方法において、前記伝熱モデル式の総括
熱伝達係数を、帯材の幅及び燃焼ガス流量が異なる算出
条件別に所定の演算式によって複数算出し、この算出結
果に基づいて総括熱伝達係数を燃焼ガス流量及び帯材の
幅の関数として求め、該関数より帯材の幅及び総括熱伝
達係数に関連して燃焼ガス流量の設定値を算出する流量
演算式を求めておき、前記所定の演算式によって次行材
の総括熱伝達係数を求め、次行材の幅及び求めた次行材
の総括熱伝達係数に基づき前記流量演算式にて次行材の
燃焼ガス流量の設定値を求めることを特徴とする。 【０００９】 【作用】帯材への伝熱に関する種々の熱伝達係数を総括
的に表す総括熱伝達係数を燃焼ガス流量及び帯材の幅の
関数として求めると、この関数によって、帯材の幅が変
化した場合は総括熱伝達係数が変化することとなる。前
記関数より、次行材の燃焼ガス流量の設定値を次行材の
幅及び総括熱伝達係数に関連して求める流量演算式が得
られるが、この流量演算式に基づいて求められる次行材
の燃焼ガス流量の設定値は、帯材の幅が変化した場合の
総括熱伝達係数の変化を考慮して得られる値であるので
、この設定値になすべく次行材の燃焼ガス流量を制御す
ると、先行材から次行材への帯材の幅の変化に起因する
次行材の温度制御への影響が補償される。 【００１０】 【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図１は本発明に係る連続焼鈍炉の
燃焼ガス流量制御方法を適用する連続焼鈍炉の燃焼ガス
流量制御装置の構成を示す模式的ブロック図である。 【００１１】図中１は竪型の直火式の加熱炉であり、該
加熱炉１の内部にはストリップＳを図中白抜き矢符にて
示される炉入側から炉出側へ向かう方向に移送するため
の複数のハースロール２，２が備えられている。加熱炉
１の内部はストリップＳの上流側から下流側へ３つの領
域に領域分けされている。これらの各領域には夫々火炎
を放射するバーナ３，３，３が配設されており、各領域
のバーナ３，３，３には、燃料供給源（図示せず）から
夫々に対応する流量制御弁４，４，４を介して燃焼ガス
が供給され、バーナ３，３，３は火炎によって直接的に
ストリップＳの加熱を行うようになっている。ストリッ
プＳは前述の各領域にて加熱されつつ移送されるように
なっている。 【００１２】流量制御弁４，４，４は夫々に対応する燃
焼ガス流量制御器４０，４０，４０によって各別に制御
されるようになっている。流量制御弁４，４，４の出側
には燃焼ガスの流量を検出する流量検出器４１，４１，
４１が夫々設けられており、該流量検出器４１，４１，
４１の検出データは燃焼ガス流量制御器４０，４０，４
０に夫々与えられるようになっている。 【００１３】また、前述の各領域には夫々の領域の燃焼
温度ＴＧ を検出する燃焼温度検出器７，７，７が設け
られており、これらの燃焼温度検出器７，７，７の検出
データは後述する第１演算器８１及び第２演算器８２に
与えられるようになっている。加熱炉１の入側にはスト
リップＳの炉入側温度Ｔｉ を検出する入側温度検出器
５１が設けられており、一方、加熱炉１の出側にはスト
リップＳの炉出側温度Ｔｏ を検出する出側温度検出器
５２と、ストリップＳの移送速度Ｖを検出する移送速度
検出器６とが設けられている。入側温度検出器５１及び
移送速度検出器６の検出データは前記第１演算器８１及
び第２演算器８２に与えられるようになっており、出側
温度検出器５２の検出データは前記第１演算器８１に与
えられるようになっている。 【００１４】第１演算器８１には、前述の各検出データ
の他にストリップＳの先行材の板厚ｈ及び比熱ｃのデー
タが、図示しないデータ入力装置から与えられるように
なっている。第１演算器８１では前述の如く与えられた
各データに基づき、後述する演算方法によって、総括熱
伝達係数ＨＣ （ Ｑ，Ｗ ）を表す１次式を求め、求
められた１次式の係数をテーブル化してメモリ９に記憶
させるようになっている。 【００１５】第２演算器８２には、前述の如き各検出デ
ータ及びメモリ９に記憶された総括熱伝達係数ＨＣ の
他にストリップＳの次行材の目標板温Ｔｍ ，板厚ｈ１
及び比熱ｃ１ のデータが、図示しないデータ入力装
置から与えられるようになっている。第２演算器８２で
はこのように与えられた各データに基づき、後述する演
算方法によって、目標総括熱伝達係数ＨＣ１を求め、求
めた目標総括熱伝達係数ＨＣ１に基づき、後述する演算
方法によって加熱炉１の総燃焼ガス流量Ｑ１ を求め、
求めた総燃焼ガス流量Ｑ１ のデータを燃焼ガス流量配
分設定器４００ へ与える。 【００１６】燃焼ガス流量配分設定器４００ では、予
め定められた配分比に基づいて加熱炉１の各領域の燃焼
ガス流量の設定値を求め、求めた燃焼ガス流量の設定値
のデータを燃焼ガス流量制御器４０，４０，４０へ夫々
与える。燃焼ガス流量制御器４０，４０，４０は、夫々
の領域の燃焼ガス流量を与えられた設定値に一致させる
制御を行う。 【００１７】次に、先行材と次行材との板幅が異なる場
合にストリップの温度制御に与える影響について説明す
る。例えば、横型の連続溶融亜鉛メッキラインの直火加
熱炉において、板幅のみが異なる先行材と次行材とを、
燃焼ガス流量及び移送速度を一定として実際に加熱し、
その先行材及び次行材の炉出側温度を検出した場合の結
果を図２に示す。図２は板幅のみが異なる先行材と次行
材とを同一条件下で加熱した場合のストリップの温度変
化の結果を示すタイムチャートであり、図中Ａは前記直
火加熱炉の入側でのストリップの板幅、Ｂは直火加熱炉
の炉壁温度、Ｃは直火加熱炉の炉出側のストリップ温度
を夫々示してある。なお、この制御におけるライン速度
は９６ｍｐｍ 、ストリップの板厚は０．６ｍｍ とし
た。 【００１８】図２のＡに示す如くストリップの板幅が先
行材と次行材との継目において２００ｍｍ 増加した場
合、Ｂに示す如く炉壁温度は２５℃減少し、Ｃに示す如
く炉出側のストリップ温度は３０℃減少した。このよう
に、先行材と次行材とで板幅が異なると、ストリップ温
度が影響を受けることが判る。 【００１９】図２に示す結果より、直火加熱炉の伝熱形
態は下記（１） 式に示す伝熱式でモデル化できる。 ６０・Ｖ・ｃ・ρ・ｈ・（ｄＴＳ ／ｄｘ）＝２Ｈ
（Ｑ）・（ＴＧ −ＴＳ ）＋２Ｆｓｅ（Ｗ）・σ・〔
｛（ＴＷ ＋２７３）／１００｝４ −｛（ＴＳ ＋２
７３）／１００｝４ 〕…（１） 【００２０】但
し、上記（１） 式において、ｃはストリップの比熱（
ｋｃａｌ／ｋｇ ℃） 、ρはストリップの密度（ｋｇ
／ｃｍ２ ） 、ｈはストリップの板厚（ｍ） 、Ｗは
ストリップの板幅（ｍ） 、Ｑは燃焼ガス流量（Ｎｍ
３ ／ｈ） 、Ｈ（Ｑ）は燃焼ガスとストリップとの間
の伝熱係数（ｋｃａｌ／ｍ ２ ・ｈ・℃）、Ｆｓｅ（
Ｗ）は炉壁とストリップとの間の形態係数、ＴＧ は燃
焼ガス温度 （℃）、ＴＷ は炉壁温度 （℃）、ＴＳ
はストリップ温度（℃）、σはステファンボルツマン
定数、Ｖはライン速度（ｍｐｍ） 、ｘはストリップの
炉内位置（ｍ） である。 【００２１】上記（１） 式の伝熱モデル式は、炉壁と
ストリップとの間の形態係数Ｆｓｅ（Ｗ）を板幅Ｗの関
数として用いている点が従来の伝熱モデル式と異なり、
また、上記（１） 式は等価的に下記（２） 式の如く
表すことができる。 【００２２】 【数１】 【００２３】前記（２） 式において、総括熱伝達係数
ＨＣ （Ｑ ，Ｗ ）は、燃焼ガス流量Ｑとストリップ
の板幅Ｗとの関数として表される。 【００２４】次に、このように構成された燃焼ガス流量
制御装置の第１演算器８１及び第２演算器８２における
演算方法について説明する。第１演算器８１では、下記
（３） 式を用いて総括熱伝達係数ＨＣ （ Ｑ ，Ｗ
）を求める。 【００２５】 ＨＣ （ Ｑ ，Ｗ ）＝〔（６０・ｃ・ρ・ｈ・
Ｖ） ／（２・Ｌ）〕・ｌｎ〔（ ＴＧ −
Ｔｉ ）／（ ＴＧ −Ｔ
ｏ ）〕 …（３） 【００２６】但し、上記（
３） 式において、ＬはストリップＳの有効加熱長であ
る。このようにして得られる総括熱伝達係数ＨＣ （
Ｑ，Ｗ ）は、ストリップＳの板幅及び燃焼ガス流量が
異なる多数の条件について求めておき、これらの結果に
基づいて重回帰計算の手法を用い、総括熱伝達係数ＨＣ
（ Ｑ ，Ｗ ）を下記（４） 式に示す如き１次式
として求め、その係数Ａ０ ， Ａ１ ， Ａ２を求め
る。 【００２７】ＨＣ （ Ｑ ，Ｗ ）＝Ａ０ ＋Ａ１
・Ｑ＋Ａ２ ・Ｗ …（４） 【００２８】そして、その係数Ａ０ ， Ａ１ ， Ａ
２ をテーブルデータとしてメモリ９に記憶させる。前
記係数Ａ０ ， Ａ１ ， Ａ２ はストリップＳの材
質別に求めておき、メモリ９には材質別の係数Ａ０ ，
Ａ１ ， Ａ２をストリップＳの材質に応じた層別テ
ーブルのテーブルデータとして記憶させる。 【００２９】第２演算器８２では、先行材と材質が異な
る次行材が加熱炉１の入側に到達したとき、入側温度検
出器５１にて検出した炉入側温度Ｔｉ ，移送速度検出
器６にて検出した移送速度Ｖ，燃焼温度検出器７，７，
７にて検出した燃焼温度ＴＧ 及び次行材の目標板温Ｔ
ｍ ，板厚ｈ１ ，比熱ｃ１ に基づき、下記（５）
式を用いて次行材の目標総括熱伝達係数ＨＣ１を求める
。 【００３０】 ＨＣ１＝〔（６０・ｃ１ ・ρ・ｈ１ ・Ｖ） ／
（２・Ｌ）〕・ｌｎ〔（ ＴＧ −Ｔｉ ）／
（ ＴＧ −Ｔｍ ） …（５） 【０
０３１】目標総括熱伝達係数ＨＣ１が求められると、次
行材の材質に応じた係数Ａ０ ， Ａ１ ， Ａ２ の
データをメモリ９から読み出して、これと、目標総括熱
伝達係数ＨＣ１及び次行材の板幅Ｗ１ とに基づいて下
記（６） 式を用いて総燃焼ガス流量Ｑ１ を求める。 【００３２】 Ｑ１ ＝（１／Ａ１）・ （ＨＣ１−Ａ０ −Ａ２ ・
Ｗ１） …（６） 【００３３】このようにして求め
られた総燃焼ガス流量Ｑ１ はストリップＳの板幅Ｗの
条件を含んで求められた値であるので、次行材と先行材
とでストリップＳの板幅Ｗのみが異なる場合でも温度制
御が精度良く行える。 【００３４】次に、前述の如き連続焼鈍炉の燃焼ガス流
量制御方法を用いて実際に温度制御を行った場合の結果
について説明する。図３は板幅及び目標板温が異なる先
行材と次行材とを本発明の燃焼ガス流量制御方法で温度
制御した結果を示すタイムチャートであり、図中Ａは前
記直火加熱炉の入側にでのストリップの板幅、Ｂは直火
加熱炉の総燃焼ガス流量、Ｃは直火加熱炉の炉出側のス
トリップ温度を夫々示してある。但し、前記Ｂにおける
破線は総燃焼ガス流量の設定値、実線は実績値であり、
また、前記Ｃにおける破線は目標板温、実線は実績値で
ある。なお、この制御におけるライン速度は６０ｍｐｍ
、ストリップの板厚は２．３ｍｍ とした。 【００３５】図３のＡに示す如くストリップの板幅が先
行材と次行材との継目において１５０ｍｍ 増加した場
合でも、Ｂに示す如く総燃焼ガス流量を５００ Ｎｍ
３ ／ｈだけ増加させることにより、Ｃに示す如く炉出
側のストリップ温度は目標板温に制御されていることが
判る。 【００３６】なお、本実施例においては、竪型の直火式
の加熱炉を用いた連続焼鈍ラインで燃焼ガス流量制御を
行う場合について説明したが、これに限らず、本発明は
竪型の直火式の加熱炉を有する連続溶融亜鉛メッキライ
ン及び横型の直火式の加熱炉を有する連続溶融亜鉛メッ
キラインにおいても適用できる。 【００３７】 【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係る連続焼鈍
炉の燃焼ガス流量制御方法では、帯材への伝熱に関する
種々の熱伝達係数を総括的に表す総括熱伝達係数を燃焼
ガス流量及び帯材の幅の関数として求めると、この関数
によって、帯材の幅が変化した場合は総括熱伝達係数が
変化することとなり、前記関数から得られる、次行材の
燃焼ガス流量の設定値を次行材の幅及び総括熱伝達係数
に関連して求める演算式にて算出される次行材の燃焼ガ
ス流量の設定値は、帯材の幅が変化した場合の総括熱伝
達係数の変化を考慮して得られる値であるので、この設
定値になすべく次行材の燃焼ガス流量を制御すると、帯
材の幅の変化に起因する次行材の温度制御への影響が補
償でき、先行材の幅と次行材の幅とが異なる場合でも、
炉の出側における次行材の温度が予め定められた目標温
度に制御できることが可能となる等、本発明は優れた効
果を奏する。
【図１】本発明に係る連続焼鈍炉の燃焼ガス流量制御方
法を適用する連続焼鈍炉の燃焼ガス流量制御装置の構成
を示す模式的ブロック図である。
法を適用する連続焼鈍炉の燃焼ガス流量制御装置の構成
を示す模式的ブロック図である。
【図２】板幅のみが異なる先行材と次行材とを同一条件
下で加熱した場合のストリップの温度変化の結果を示す
タイムチャートである。
下で加熱した場合のストリップの温度変化の結果を示す
タイムチャートである。
【図３】板幅及び目標板温が異なる先行材と次行材とを
本発明の燃焼ガス流量制御方法で温度制御した結果を示
すタイムチャートである。
本発明の燃焼ガス流量制御方法で温度制御した結果を示
すタイムチャートである。
８１ 第１演算器
８２ 第２演算器
Ｓ ストリップ
Claims (1)
- 【請求項１】 寸法，目標温度，材質の少なくとも１
つが異なる先行材と次行材とを接合した帯材の温度制御
を行うために、所定の伝熱モデル式を用いて次行材の燃
焼ガス流量の設定値を求め、この設定値になすべく次行
材の燃焼ガス流量を制御する連続焼鈍炉の燃焼ガス流量
制御方法において、前記伝熱モデル式の総括熱伝達係数
を、帯材の幅及び燃焼ガス流量が異なる算出条件別に所
定の演算式によって複数算出し、この算出結果に基づい
て総括熱伝達係数を燃焼ガス流量及び帯材の幅の関数と
して求め、該関数より帯材の幅及び総括熱伝達係数に関
連して燃焼ガス流量の設定値を算出する流量演算式を求
めておき、前記所定の演算式によって次行材の総括熱伝
達係数を求め、次行材の幅及び求めた次行材の総括熱伝
達係数に基づき前記流量演算式にて次行材の燃焼ガス流
量の設定値を求めることを特徴とする連続焼鈍炉の燃焼
ガス流量制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2787391A JPH04246130A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 連続焼鈍炉の燃焼ガス流量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2787391A JPH04246130A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 連続焼鈍炉の燃焼ガス流量制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04246130A true JPH04246130A (ja) | 1992-09-02 |
Family
ID=12233019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2787391A Pending JPH04246130A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 連続焼鈍炉の燃焼ガス流量制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04246130A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014196534A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鋼板の熱処理温度管理方法 |
| KR101676185B1 (ko) * | 2015-08-24 | 2016-11-15 | 주식회사 포스코 | 노의 분위기 가스 제어 방법 및 장치 |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP2787391A patent/JPH04246130A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014196534A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鋼板の熱処理温度管理方法 |
| KR101676185B1 (ko) * | 2015-08-24 | 2016-11-15 | 주식회사 포스코 | 노의 분위기 가스 제어 방법 및 장치 |
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