JPH04323324A - 連続加熱炉における鋼板の温度制御方法 - Google Patents
連続加熱炉における鋼板の温度制御方法Info
- Publication number
- JPH04323324A JPH04323324A JP2152191A JP2152191A JPH04323324A JP H04323324 A JPH04323324 A JP H04323324A JP 2152191 A JP2152191 A JP 2152191A JP 2152191 A JP2152191 A JP 2152191A JP H04323324 A JPH04323324 A JP H04323324A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- sheet
- plate
- speed
- furnace
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
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
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、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
加熱炉内へ連続的に通板して加熱処理する際の“鋼板の
温度制御方法”に関する。
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
加熱炉内へ連続的に通板して加熱処理する際の“鋼板の
温度制御方法”に関する。
【0002】
【従来技術とその課題】一般に、冷間圧延された鋼板に
は所要の特性を付与すべく加熱,均熱,冷却等を組合わ
せた様々な熱処理が加えられているが、この熱処理は生
産性の面から連続的かつ高速で行われるのが普通である
。
は所要の特性を付与すべく加熱,均熱,冷却等を組合わ
せた様々な熱処理が加えられているが、この熱処理は生
産性の面から連続的かつ高速で行われるのが普通である
。
【0003】しかし、近年、連続熱処理炉(連続焼鈍炉
)で処理される鋼板は、多品種, 小ロットの需要が多
くなったことを反映して板厚,板幅,材質等の異なるコ
イルを溶接して一続きとしたものが急増しており、この
ため熱処理炉の炉温設定値を頻繁に変更することが必要
となっている。
)で処理される鋼板は、多品種, 小ロットの需要が多
くなったことを反映して板厚,板幅,材質等の異なるコ
イルを溶接して一続きとしたものが急増しており、この
ため熱処理炉の炉温設定値を頻繁に変更することが必要
となっている。
【0004】ところで、加熱炉の加熱方式としては、鋼
板の酸化防止等の面からラジアントチュ−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
低いと言う欠点がある。例えば、特開昭57−3564
0号として提案されている加熱装置での操業に例示され
る如く、異種鋼板を溶接接合してから行う鋼板の連続加
熱処理では、加熱炉に入る鋼板の溶接点を境とした前後
で鋼板温度の制御が必要となるが、この場合、“炉温設
定値の変更量”及び“変位のタイミング”を操業上の諸
条件に応じて予め計算により求めておき、その計算結果
に基づいて炉温設定値の変更を行うことがなされる。
板の酸化防止等の面からラジアントチュ−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
低いと言う欠点がある。例えば、特開昭57−3564
0号として提案されている加熱装置での操業に例示され
る如く、異種鋼板を溶接接合してから行う鋼板の連続加
熱処理では、加熱炉に入る鋼板の溶接点を境とした前後
で鋼板温度の制御が必要となるが、この場合、“炉温設
定値の変更量”及び“変位のタイミング”を操業上の諸
条件に応じて予め計算により求めておき、その計算結果
に基づいて炉温設定値の変更を行うことがなされる。
【0005】図4は、上記装置による鋼板温度の制御例
を示しており、“板幅,材質,目標温度が共に等しく板
厚のみが異なる鋼板”同士を溶接した部分での制御方法
を説明したものであるが、図4に示すように、炉温の設
定値は板厚変化に対応すべく破線で示す状態とされる。
を示しており、“板幅,材質,目標温度が共に等しく板
厚のみが異なる鋼板”同士を溶接した部分での制御方法
を説明したものであるが、図4に示すように、炉温の設
定値は板厚変化に対応すべく破線で示す状態とされる。
【0006】しかしながら、炉温の実績値は追従性の低
さのため実線で示されるような変化経過をたどる。従っ
て、鋼板温度は、目標温度に対し溶接点の前後でハッチ
ングにて示す領域が外れる結果となる。そして、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、製品としての歩留りを低下
させることになる。
さのため実線で示されるような変化経過をたどる。従っ
て、鋼板温度は、目標温度に対し溶接点の前後でハッチ
ングにて示す領域が外れる結果となる。そして、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、製品としての歩留りを低下
させることになる。
【0007】そこで、このような“目標温度外れ”が解
消されるように、上記“炉温設定値の変更”に加えて“
鋼板の通板速度を変更する制御”を併用した方法が、特
開昭61−190026号として提案された。この方法
においては、加熱炉出口における鋼板温度(以降、 単
に“板温”と記す)と炉温,燃料流量,板厚,板幅及び
通板速度との関係を動的に表現する板温制御モデルを設
けると共に、将来の板厚,板幅又は目標板温値の変更(
以降、 “セット替”と記す)に際してはこのモデルを
用いて“板温の最適推移軌道”と“最適通板速度変更量
”及び“速度変更開始の最適タイミング”を計算し、そ
の結果に基づく“1回のみ不連続で行われる通板速度の
変更を含む制御”を実施することがポイントとされてい
る。
消されるように、上記“炉温設定値の変更”に加えて“
鋼板の通板速度を変更する制御”を併用した方法が、特
開昭61−190026号として提案された。この方法
においては、加熱炉出口における鋼板温度(以降、 単
に“板温”と記す)と炉温,燃料流量,板厚,板幅及び
通板速度との関係を動的に表現する板温制御モデルを設
けると共に、将来の板厚,板幅又は目標板温値の変更(
以降、 “セット替”と記す)に際してはこのモデルを
用いて“板温の最適推移軌道”と“最適通板速度変更量
”及び“速度変更開始の最適タイミング”を計算し、そ
の結果に基づく“1回のみ不連続で行われる通板速度の
変更を含む制御”を実施することがポイントとされてい
る。
【0008】しかしながら、特開昭61−190026
号として提案された前記方法によっても、セット替時に
おける板厚,板幅或いは目標板温値の変更量が大きい場
合には、板温の最適推移軌道を実現したとしても比較的
長い区間において板温がその目標値から外れてしまうと
言う問題を完全に解消することができなかった。また、
本出願人は、先に特願平2−79194号として「プロ
セス制御分野において熱収支理論により導き出される“
板温と炉温,板厚,板幅及び通板速度との関係”を動的
に表現するモデルを作成し、 これによって求められる
通板速度指令値,炉温指令値に基づいて通板速度,炉温
を制御する方法(以降“方法A”と称する)」を提案し
た。前記モデルは、将来のセット替え時における板温の
最適推移軌道(不連続な速度変更をした場合での最適軌
道)と通板速度変更量及び速度変更開始タイミングとを
前もって求めることを可能にすると共に、図5で示され
るような板温の目標値からの外れを予測することもでき
る。つまり、t1:炉温設定値変更時刻,t2:炉温が
定常状態に達する時刻,t3:速度変更タイミング,t
4:加熱炉出口において板厚が変化する時刻,h1:先
行材板厚,h2:後行材板厚,TF1:先行材定常状態
における炉温設定値,TF2:後行材定常状態における
炉温設定値,v1 :先行材定常状態における通板速度
,v2 :後行材定常状態における通板速度,ΔT1
:先行材尾端における板温の目標外れ幅,ΔT2 :後
行材先端における板温の目標外れ幅として表した図5の
ΔT(ΔT1,ΔT2)の予測ができる(先行材と後行
材の板幅wが同じとして、 板温が目標値に対して上方
に外れた場合はΔT>0,下方に外れた場合はΔT<0
として算出される)。
号として提案された前記方法によっても、セット替時に
おける板厚,板幅或いは目標板温値の変更量が大きい場
合には、板温の最適推移軌道を実現したとしても比較的
長い区間において板温がその目標値から外れてしまうと
言う問題を完全に解消することができなかった。また、
本出願人は、先に特願平2−79194号として「プロ
セス制御分野において熱収支理論により導き出される“
板温と炉温,板厚,板幅及び通板速度との関係”を動的
に表現するモデルを作成し、 これによって求められる
通板速度指令値,炉温指令値に基づいて通板速度,炉温
を制御する方法(以降“方法A”と称する)」を提案し
た。前記モデルは、将来のセット替え時における板温の
最適推移軌道(不連続な速度変更をした場合での最適軌
道)と通板速度変更量及び速度変更開始タイミングとを
前もって求めることを可能にすると共に、図5で示され
るような板温の目標値からの外れを予測することもでき
る。つまり、t1:炉温設定値変更時刻,t2:炉温が
定常状態に達する時刻,t3:速度変更タイミング,t
4:加熱炉出口において板厚が変化する時刻,h1:先
行材板厚,h2:後行材板厚,TF1:先行材定常状態
における炉温設定値,TF2:後行材定常状態における
炉温設定値,v1 :先行材定常状態における通板速度
,v2 :後行材定常状態における通板速度,ΔT1
:先行材尾端における板温の目標外れ幅,ΔT2 :後
行材先端における板温の目標外れ幅として表した図5の
ΔT(ΔT1,ΔT2)の予測ができる(先行材と後行
材の板幅wが同じとして、 板温が目標値に対して上方
に外れた場合はΔT>0,下方に外れた場合はΔT<0
として算出される)。
【0009】更に、本出願人は、上記「方法A」によっ
てもセット替え時における板温の最適推移軌道が目標外
れ許容範囲(以降“公差”と称する)からの逸脱(以降
“板温外れ”と称する)が予想される場合の板温制御方
法として、「目標値からの外れ量を予測し、 板温がそ
の目標値となるように通板速度をプリセットで連続的に
制御する方法(以降“方法B”と称する)」をも提案し
ている(特願平2−185864号)。
てもセット替え時における板温の最適推移軌道が目標外
れ許容範囲(以降“公差”と称する)からの逸脱(以降
“板温外れ”と称する)が予想される場合の板温制御方
法として、「目標値からの外れ量を予測し、 板温がそ
の目標値となるように通板速度をプリセットで連続的に
制御する方法(以降“方法B”と称する)」をも提案し
ている(特願平2−185864号)。
【00010】この方法では、まず、前記「方法A」に
よって板温の最適推移軌道と通板速度変更量及び通板速
度変更開始タイミングとを前もって求め(最適推移軌道
はこの段階では不連続な速度変更をした場合での最適軌
道を指す)、また同時に板温の目標値からの外れ量を予
測する。次に、先行材の速度と炉温の影響係数(以降、
単に“影響係数”と称する)ε1 を、先行材の定常状
態(炉温がTFe,通板速度がv1 ,板温もTs1で
一定である状態)から通板速度∂v1 だけ微小に変化
させたときの温度変化が∂Ts1であるときに ε1 =∂Ts1/∂v1 と定義し、この影響係数ε1 の値を公知モデルで算出
する。同じく、後行材の影響係数ε2 をε2 =∂T
s2/∂v2 と定義して同様の手順で算出する。但し、TFe=αT
F1+(1−α)Ts2, 0≦α≦1で、α
は加熱炉の設備条件や操業条件で決定される。
よって板温の最適推移軌道と通板速度変更量及び通板速
度変更開始タイミングとを前もって求め(最適推移軌道
はこの段階では不連続な速度変更をした場合での最適軌
道を指す)、また同時に板温の目標値からの外れ量を予
測する。次に、先行材の速度と炉温の影響係数(以降、
単に“影響係数”と称する)ε1 を、先行材の定常状
態(炉温がTFe,通板速度がv1 ,板温もTs1で
一定である状態)から通板速度∂v1 だけ微小に変化
させたときの温度変化が∂Ts1であるときに ε1 =∂Ts1/∂v1 と定義し、この影響係数ε1 の値を公知モデルで算出
する。同じく、後行材の影響係数ε2 をε2 =∂T
s2/∂v2 と定義して同様の手順で算出する。但し、TFe=αT
F1+(1−α)Ts2, 0≦α≦1で、α
は加熱炉の設備条件や操業条件で決定される。
【00011】そして、図6で示したように、前記図5
に示される通板速度を次のように補正する訳である。 (1) 時刻t≦t4 では、通板速度v=v1 ,
(2) t=t4 −Δtでは、v=v1 −βΔT
1/ε1 , (3) t1 <t<t4 −Δtで
は、 (4) t=t4 では、v=v2 −β
ΔT2/ε2 ,(5) t4 <t<t2 では、 (2) t=t2 では、v=v2 。 即ち、先に提案した「方法B」は、ここで求められた通
板速度指令値及び前記「方法A」によって求めた炉温指
令値に基づいて通板速度,炉温を制御する手法である。
に示される通板速度を次のように補正する訳である。 (1) 時刻t≦t4 では、通板速度v=v1 ,
(2) t=t4 −Δtでは、v=v1 −βΔT
1/ε1 , (3) t1 <t<t4 −Δtで
は、 (4) t=t4 では、v=v2 −β
ΔT2/ε2 ,(5) t4 <t<t2 では、 (2) t=t2 では、v=v2 。 即ち、先に提案した「方法B」は、ここで求められた通
板速度指令値及び前記「方法A」によって求めた炉温指
令値に基づいて通板速度,炉温を制御する手法である。
【00012】ところが、その後の検討により、本出願
人が先に提案した上記方法Bにも次のような問題のある
ことが認識されることとなった。つまり、一般に、先行
材と後行材とはグレ−ドの差があり、同じ板温外れ長さ
であっても、例えば先行材側の外れは製品性状上大きな
問題だが後行材側の外れは比較的問題が小さい場合やそ
の逆の場合がある。また、同じ板温外れ長さであっても
低温側の外れ(鋼板の焼き不足)は製品性状上大きな問
題であるが、高温外れ(鋼板の焼きすぎ)は比較的問題
が少ないと言うことも良く知られていることである。し
かしながら、先に提案した「方法B」においてはこのよ
うな差が認識されていないので、問題の少ない側の板温
外れを減少させる代わりに問題の大きい側の板温外れを
増大させ、結果的に前記「方法A」の場合より好ましく
ない板温軌道を発生する場合がある。
人が先に提案した上記方法Bにも次のような問題のある
ことが認識されることとなった。つまり、一般に、先行
材と後行材とはグレ−ドの差があり、同じ板温外れ長さ
であっても、例えば先行材側の外れは製品性状上大きな
問題だが後行材側の外れは比較的問題が小さい場合やそ
の逆の場合がある。また、同じ板温外れ長さであっても
低温側の外れ(鋼板の焼き不足)は製品性状上大きな問
題であるが、高温外れ(鋼板の焼きすぎ)は比較的問題
が少ないと言うことも良く知られていることである。し
かしながら、先に提案した「方法B」においてはこのよ
うな差が認識されていないので、問題の少ない側の板温
外れを減少させる代わりに問題の大きい側の板温外れを
増大させ、結果的に前記「方法A」の場合より好ましく
ない板温軌道を発生する場合がある。
【00013】このような問題は、次のような条件で発
生しがちである。即ち、例えば後行材が先行材よりも高
グレ−ドであり、後行材側に板温外れが許されない条件
の時が問題となる。このような場合に、前記「方法A」
で対処すると図7で示される如く後行材側に板温外れが
発生しないのに対して、前記「方法B」を適用すると、
図8に示されるように確かに全体の板温外れ長さはL1
からL2 に減少するものの、後行材側にハッチング
で示す板温外れが発生する傾向がある。
生しがちである。即ち、例えば後行材が先行材よりも高
グレ−ドであり、後行材側に板温外れが許されない条件
の時が問題となる。このような場合に、前記「方法A」
で対処すると図7で示される如く後行材側に板温外れが
発生しないのに対して、前記「方法B」を適用すると、
図8に示されるように確かに全体の板温外れ長さはL1
からL2 に減少するものの、後行材側にハッチング
で示す板温外れが発生する傾向がある。
【00014】このようなことから、本発明が目的とし
たのは、セット替時における板温の最適推移軌道が板温
外れを生じることが予想される場合であっても、これに
的確に対処して先行材側,後行材側の板温外れが共に短
くなるような ”連続加熱炉での板温制御方法” を確
立することであった。
たのは、セット替時における板温の最適推移軌道が板温
外れを生じることが予想される場合であっても、これに
的確に対処して先行材側,後行材側の板温外れが共に短
くなるような ”連続加熱炉での板温制御方法” を確
立することであった。
【00015】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成すべく行われた本発明者等による数多くの実験・研究
を通して完成されたものであり、「異種の鋼板を溶接し
て成る ”連続した鋼板” の連続加熱に際し、 連続
加熱炉出口までの鋼板温度の推移軌道を前もって予測す
ると共に、 予測した加熱炉出口での鋼板温度が目標値
から外れる場合に炉温と通板速度を操作量としたプリセ
ット制御でこれを補償する板温制御方法において、 ま
ず、 先行材と後行材の板温公差外れ長さが予め定めら
れた板温管理基準を満たすような先行材から後行材への
板温応答曲線と、 これを実現するための通板速度,炉
温及びそれらの設定変更タイミングを予測計算し、 そ
れでもなお板温外れが発生する結果となった場合、 “
減速時に先行材側で高め板温外れが発生するとき”及び
“増速時に先行材側で低め板温外れが発生するとき”は
通板速度を予め許容される最大の変更レ−トよりも小さ
い変更レ−トでもって連続的かつ傾斜状に変更し、 一
方、 “増速時に後行材側で高め板温外れが発生すると
き”及び“減速時に後行材側で低め板温外れが発生する
とき”には、通板速度を前記予測計算で求められた速度
変更タイミングにて一旦必要な速度変更幅よりも大きく
変更してから連続的かつ傾斜状に前記必要変更値に戻す
操作を実施することにより、 連続加熱炉における鋼板
の板温外れを抑制して的確な温度制御を行えるようにし
た点」に大きな特徴を有している。
成すべく行われた本発明者等による数多くの実験・研究
を通して完成されたものであり、「異種の鋼板を溶接し
て成る ”連続した鋼板” の連続加熱に際し、 連続
加熱炉出口までの鋼板温度の推移軌道を前もって予測す
ると共に、 予測した加熱炉出口での鋼板温度が目標値
から外れる場合に炉温と通板速度を操作量としたプリセ
ット制御でこれを補償する板温制御方法において、 ま
ず、 先行材と後行材の板温公差外れ長さが予め定めら
れた板温管理基準を満たすような先行材から後行材への
板温応答曲線と、 これを実現するための通板速度,炉
温及びそれらの設定変更タイミングを予測計算し、 そ
れでもなお板温外れが発生する結果となった場合、 “
減速時に先行材側で高め板温外れが発生するとき”及び
“増速時に先行材側で低め板温外れが発生するとき”は
通板速度を予め許容される最大の変更レ−トよりも小さ
い変更レ−トでもって連続的かつ傾斜状に変更し、 一
方、 “増速時に後行材側で高め板温外れが発生すると
き”及び“減速時に後行材側で低め板温外れが発生する
とき”には、通板速度を前記予測計算で求められた速度
変更タイミングにて一旦必要な速度変更幅よりも大きく
変更してから連続的かつ傾斜状に前記必要変更値に戻す
操作を実施することにより、 連続加熱炉における鋼板
の板温外れを抑制して的確な温度制御を行えるようにし
た点」に大きな特徴を有している。
【00016】即ち、本発明は、連続加熱炉のセット替
時における板温の最適推移軌道が板温外れを生じること
が予想される場合、目標値からの外れ量を予測し、先行
材側,後行材側の板温外れが共に短くなるよう通板速度
をプリセットで連続的に制御する板温制御方法に関する
ものであるが、これを実施するためには、例えば“鋼板
の溶接点を検出する溶接点検出器”,“鋼板の通板速度
を検出する速度検出器”,“加熱炉の温度を検出する炉
温検出器”及び“加熱炉出口における鋼板の温度を検出
する板温検出器”を具備した「検出器群」と、上記溶接
点検出器及び速度検出器からの出力信号に応じて鋼板の
溶接点を追跡する「トラッキング手段」と、将来のセッ
ト替に際して板温の最適推移軌道と通板速度変更量と速
度変更タイミングとを算出する公知の「板温制御モデル
」と、上記板温軌道から板温の目標外れを予測し通板速
度を連続的に変更してこれを補償する「板温制御モデル
」と、通板速度を上記モデルによって算出された値に制
御する「速度制御手段」を具備する制御装置を適用する
ことができる。そして、その際の制御手順は以下の通り
である。
時における板温の最適推移軌道が板温外れを生じること
が予想される場合、目標値からの外れ量を予測し、先行
材側,後行材側の板温外れが共に短くなるよう通板速度
をプリセットで連続的に制御する板温制御方法に関する
ものであるが、これを実施するためには、例えば“鋼板
の溶接点を検出する溶接点検出器”,“鋼板の通板速度
を検出する速度検出器”,“加熱炉の温度を検出する炉
温検出器”及び“加熱炉出口における鋼板の温度を検出
する板温検出器”を具備した「検出器群」と、上記溶接
点検出器及び速度検出器からの出力信号に応じて鋼板の
溶接点を追跡する「トラッキング手段」と、将来のセッ
ト替に際して板温の最適推移軌道と通板速度変更量と速
度変更タイミングとを算出する公知の「板温制御モデル
」と、上記板温軌道から板温の目標外れを予測し通板速
度を連続的に変更してこれを補償する「板温制御モデル
」と、通板速度を上記モデルによって算出された値に制
御する「速度制御手段」を具備する制御装置を適用する
ことができる。そして、その際の制御手順は以下の通り
である。
【00017】まず、前記「方法A」により板温の最適
推移軌道と通板速度変更量及び速度変更開始タイミング
とが前もって求められる。また、同時に板温の目標値か
らの外れを予測することもなされる。なお、「方法A」
によって決定された板温の推移軌道は、通板速度をセッ
ト替え時に1回だけ不連続的に変更する場合を想定して
最適化されたものである。
推移軌道と通板速度変更量及び速度変更開始タイミング
とが前もって求められる。また、同時に板温の目標値か
らの外れを予測することもなされる。なお、「方法A」
によって決定された板温の推移軌道は、通板速度をセッ
ト替え時に1回だけ不連続的に変更する場合を想定して
最適化されたものである。
【00018】この方法によってもなお板温外れが発生
する場合は、次の3つのケ−スに分類される。 ケ−ス1…先行材側のみに板温外れが発生する,ケ−ス
2…後行材側のみに板温外れが発生する,ケ−ス2…先
行材側,後行材側共に板温外れが発生する。
する場合は、次の3つのケ−スに分類される。 ケ−ス1…先行材側のみに板温外れが発生する,ケ−ス
2…後行材側のみに板温外れが発生する,ケ−ス2…先
行材側,後行材側共に板温外れが発生する。
【00019】そこで、更に、上記3つのケ−スに対し
てそれぞれ板温外れを通板速度によって補償する板温制
御モデルを付加し、セット替前後において通板速度を連
続的かつ傾斜状に変更して、「方法A」により得られた
板温の推移軌道に対する先行材側の板温外れ並びに後行
材側の板温外れを共に減少させる。
てそれぞれ板温外れを通板速度によって補償する板温制
御モデルを付加し、セット替前後において通板速度を連
続的かつ傾斜状に変更して、「方法A」により得られた
板温の推移軌道に対する先行材側の板温外れ並びに後行
材側の板温外れを共に減少させる。
【00020】ここで、板温外れが発生する前記3つの
ケ−スについて更に詳述する。 ケ−ス1(先行材側のみに板温外れが発生する場合)前
記図7で示される状態がこのケ−スの1例であるが、こ
のような場合には、通板速度の変更は不連続的に行うの
ではなく連続的かつ傾斜状にゆっくりと変更し、先行材
と後行材の間の溶接点が加熱炉出口を通過するΔt1
分前に変更を終えるようにする。このような手法を採用
することにより、後行材に新たな板温外れを発生させる
ことなく先行材側の板温外れ長さを減少させることがで
きる。なお、溶接点前速度保持時間Δt1 は、実験に
より後行材に新たな板温外れが発生しないような最も小
さい時間を把握してその値とすれば良い。
ケ−スについて更に詳述する。 ケ−ス1(先行材側のみに板温外れが発生する場合)前
記図7で示される状態がこのケ−スの1例であるが、こ
のような場合には、通板速度の変更は不連続的に行うの
ではなく連続的かつ傾斜状にゆっくりと変更し、先行材
と後行材の間の溶接点が加熱炉出口を通過するΔt1
分前に変更を終えるようにする。このような手法を採用
することにより、後行材に新たな板温外れを発生させる
ことなく先行材側の板温外れ長さを減少させることがで
きる。なお、溶接点前速度保持時間Δt1 は、実験に
より後行材に新たな板温外れが発生しないような最も小
さい時間を把握してその値とすれば良い。
【00021】具体的には、次の式に示すように速度を
変更する。 (1) 時刻t≦t3 では、通板速度v=v1 ,
(2) t≧t4 −Δt1 では、v=v2 ,(
3) t3 ≦t≦t4 −Δt1 では、
変更する。 (1) 時刻t≦t3 では、通板速度v=v1 ,
(2) t≧t4 −Δt1 では、v=v2 ,(
3) t3 ≦t≦t4 −Δt1 では、
【00022】このような速度補償を適用した時の板温
の制御状態は、図2のようになる。但し、次のような場
合には、この速度補償を適用しない。 1) t4 −Δt1 ≦t3 の場合。即ち、速度
変更タイミングが“溶接点が加熱室出口を通過する時刻
”に近いか、又はそれよりも後の場合。 2) (v2 −v1 )とΔT1 が同じ符号(+
又は−)の場合。例えば、通常は板温を下げる条件では
通板速度を下げるが、炉温の設定値によっては逆の場合
もある。このような場合に上記のような速度補償を行う
と、板温外れが更に増える結果となる。 しかし、これらのような場合は板温外れが元々短い場合
であることが分かっているので、この速度補償を適用し
なくても問題は少ない。
の制御状態は、図2のようになる。但し、次のような場
合には、この速度補償を適用しない。 1) t4 −Δt1 ≦t3 の場合。即ち、速度
変更タイミングが“溶接点が加熱室出口を通過する時刻
”に近いか、又はそれよりも後の場合。 2) (v2 −v1 )とΔT1 が同じ符号(+
又は−)の場合。例えば、通常は板温を下げる条件では
通板速度を下げるが、炉温の設定値によっては逆の場合
もある。このような場合に上記のような速度補償を行う
と、板温外れが更に増える結果となる。 しかし、これらのような場合は板温外れが元々短い場合
であることが分かっているので、この速度補償を適用し
なくても問題は少ない。
【00023】ケ−ス2(後行材側のみに板温外れが発
生する場合) 前記図9で示される状態がこのケ−スの1例であるが(
図中の記号t5 は板温外れが終わる時刻を示す)、こ
のような場合には、通板速度を不連続的に変更するので
はなく、速度を一旦必要な速度変更幅よりも大きく変更
し、その後速度を連続的かつ傾斜状に必要速度まで戻す
ようにする。このような手法により、後行材側の板温外
れ長さを効果的に減少させることができる。
生する場合) 前記図9で示される状態がこのケ−スの1例であるが(
図中の記号t5 は板温外れが終わる時刻を示す)、こ
のような場合には、通板速度を不連続的に変更するので
はなく、速度を一旦必要な速度変更幅よりも大きく変更
し、その後速度を連続的かつ傾斜状に必要速度まで戻す
ようにする。このような手法により、後行材側の板温外
れ長さを効果的に減少させることができる。
【00024】具体的には、次の式に示すように通板速
度を変更する。 (1) 時刻t≦t3 では、通板速度v=v1 ,
(2) t=t3 +Δt2 では、v=v2 +Δ
v,(但し、Δv=−k(ΔT2)/ε2 で、ε2は
後行材の影響係数である。v2 +Δvが操業安定性の
観点から定められた鋼板サイズ,板温目標,鋼種毎に速
度上下限値の範囲を超える場合にはΔvの絶対値を小さ
くしてv2 +Δvが速度上下限値の範囲に入るように
調整する)(3) t3 ≦t≦t3 +Δt2 で
は、 (4) t3 +Δt2 <t<t5 で
は、 (5) t≧t5 では、v=v2 。
度を変更する。 (1) 時刻t≦t3 では、通板速度v=v1 ,
(2) t=t3 +Δt2 では、v=v2 +Δ
v,(但し、Δv=−k(ΔT2)/ε2 で、ε2は
後行材の影響係数である。v2 +Δvが操業安定性の
観点から定められた鋼板サイズ,板温目標,鋼種毎に速
度上下限値の範囲を超える場合にはΔvの絶対値を小さ
くしてv2 +Δvが速度上下限値の範囲に入るように
調整する)(3) t3 ≦t≦t3 +Δt2 で
は、 (4) t3 +Δt2 <t<t5 で
は、 (5) t≧t5 では、v=v2 。
【00025】このような速度補償を適用した時の板温
の制御状態は、図3のようになる。但し、このケ−スは
先行材側の板温外れを発生させないために後行材側のみ
に板温外れを発生させるものであるので、速度変更タイ
ミングは溶接点付近又はそれ以降で行われ、従ってこの
補償を行っても先行材側に新たに板温外れを発生させる
ことはない。
の制御状態は、図3のようになる。但し、このケ−スは
先行材側の板温外れを発生させないために後行材側のみ
に板温外れを発生させるものであるので、速度変更タイ
ミングは溶接点付近又はそれ以降で行われ、従ってこの
補償を行っても先行材側に新たに板温外れを発生させる
ことはない。
【00026】ケ−ス3(先行材側,後行材側共に板温
外れが発生する場合) この場合には、「ケ−ス2」の場合と同様にして先行材
側の板温外れを増加させることなく次行材側の板温外れ
長さを減少させることができる。次いで、実施例の説明
図に基づき本発明をより具体的に説明する。
外れが発生する場合) この場合には、「ケ−ス2」の場合と同様にして先行材
側の板温外れを増加させることなく次行材側の板温外れ
長さを減少させることができる。次いで、実施例の説明
図に基づき本発明をより具体的に説明する。
【00027】
【実施例】図1は、本発明に係る ”連続加熱炉におけ
る鋼板の温度制御装置” の構成を示す模式図である。 図1において、符号(1) で示されるものは、内部に
鋼板(s) を移送するためのハ−スロ−ル(2) を
備えた連続焼鈍炉加熱帯である。この連続焼鈍炉加熱帯
(1)への供給燃料流量の制御は、炉温制御装置(5)
により連続焼鈍炉加熱帯(1)内部に設けられた炉温
検出器(3) からの信号に基づいて燃料流量制御装置
(4) を介して行われる。
る鋼板の温度制御装置” の構成を示す模式図である。 図1において、符号(1) で示されるものは、内部に
鋼板(s) を移送するためのハ−スロ−ル(2) を
備えた連続焼鈍炉加熱帯である。この連続焼鈍炉加熱帯
(1)への供給燃料流量の制御は、炉温制御装置(5)
により連続焼鈍炉加熱帯(1)内部に設けられた炉温
検出器(3) からの信号に基づいて燃料流量制御装置
(4) を介して行われる。
【00028】なお、該連続焼鈍炉加熱帯(1) の出
側には板温検出器(6) が設けられている。また、連
続焼鈍炉加熱帯(1) の入側には駆動モ−タ(7)
で駆動される上下一対のブライドルロ−ル(8) が設
けられているが、この駆動モ−タ(7) は速度制御装
置(9) によって速度が制御されるようになっている
。
側には板温検出器(6) が設けられている。また、連
続焼鈍炉加熱帯(1) の入側には駆動モ−タ(7)
で駆動される上下一対のブライドルロ−ル(8) が設
けられているが、この駆動モ−タ(7) は速度制御装
置(9) によって速度が制御されるようになっている
。
【00029】ブライドルロ−ル(8) の入側には溶
接点検出器(10)が設けられており、トラッキング装
置(12)に溶接点位置信号が入力される。そして、こ
の溶接点位置のトラッキング装置(12)と速度制御装
置(9) ,炉温制御装置(5) ,板温制御装置1(
13)とがそれぞれ接続されており、速度制御装置(9
) ,炉温制御装置(5) ,板温制御装置1(13)
はトラッキング装置(12)より溶接点位置の情報をそ
れぞれ受信している。
接点検出器(10)が設けられており、トラッキング装
置(12)に溶接点位置信号が入力される。そして、こ
の溶接点位置のトラッキング装置(12)と速度制御装
置(9) ,炉温制御装置(5) ,板温制御装置1(
13)とがそれぞれ接続されており、速度制御装置(9
) ,炉温制御装置(5) ,板温制御装置1(13)
はトラッキング装置(12)より溶接点位置の情報をそ
れぞれ受信している。
【00030】また、この板温制御装置1(13)には
、トラッキング装置(12)のほかに鋼板仕様設定器(
14)から後行材の板厚,板幅,材質,目標板温,連続
焼鈍炉加熱帯(1) における公差の情報を受信し、炉
温検出器(3) からは連続焼鈍炉加熱帯(1) 内部
の炉温を、板温検出器(6) からは連続焼鈍炉加熱帯
(1) の出側における鋼板(s) の温度を受信して
いる。
、トラッキング装置(12)のほかに鋼板仕様設定器(
14)から後行材の板厚,板幅,材質,目標板温,連続
焼鈍炉加熱帯(1) における公差の情報を受信し、炉
温検出器(3) からは連続焼鈍炉加熱帯(1) 内部
の炉温を、板温検出器(6) からは連続焼鈍炉加熱帯
(1) の出側における鋼板(s) の温度を受信して
いる。
【00031】板温制御装置1(13)は、「方法A」
による板温の最適推移軌道予測を行い、炉温の設定値と
その変更タイミング,通板速度の設定値とその変更タイ
ミング,及び板温の予測最適推移軌道を決定する。ここ
で決定された炉温の設定値とその変更タイミングは炉温
制御装置(5) に送られ、炉温制御装置はトラッキン
グ装置(12)から受信する溶接点位置が炉温設定変更
タイミングに対応する位置を通過した時点で炉温設定値
を後行材の炉温設定値とし、その炉温設定値と炉温検出
器(3) で測定した炉温が一致するように燃料流量装
置(4) を介して炉内に供給する燃料流量を操作する
。また、板温制御装置1(13)は、通板速度設定値と
その変更タイミング、及び以下温の予測最適推移軌道を
制御装置選択装置(15)に送信する。
による板温の最適推移軌道予測を行い、炉温の設定値と
その変更タイミング,通板速度の設定値とその変更タイ
ミング,及び板温の予測最適推移軌道を決定する。ここ
で決定された炉温の設定値とその変更タイミングは炉温
制御装置(5) に送られ、炉温制御装置はトラッキン
グ装置(12)から受信する溶接点位置が炉温設定変更
タイミングに対応する位置を通過した時点で炉温設定値
を後行材の炉温設定値とし、その炉温設定値と炉温検出
器(3) で測定した炉温が一致するように燃料流量装
置(4) を介して炉内に供給する燃料流量を操作する
。また、板温制御装置1(13)は、通板速度設定値と
その変更タイミング、及び以下温の予測最適推移軌道を
制御装置選択装置(15)に送信する。
【00032】制御装置選択装置(15)は、受信した
板温の予測最適軌道において先行材側にのみ板温外れが
発生している場合には板温制御装置2a(16a)を選
択する。逆に、受信した予測最適軌道において後行材側
にのみ板温外れが発生している場合には板温制御装置2
b(16b)を選択する。受信した板温の予測最適軌道
において先行材側,後行材側共に板温外れが発生してい
る場合には、板温制御装置2c(16c)を選択する。
板温の予測最適軌道において先行材側にのみ板温外れが
発生している場合には板温制御装置2a(16a)を選
択する。逆に、受信した予測最適軌道において後行材側
にのみ板温外れが発生している場合には板温制御装置2
b(16b)を選択する。受信した板温の予測最適軌道
において先行材側,後行材側共に板温外れが発生してい
る場合には、板温制御装置2c(16c)を選択する。
【00033】次いで、制御装置選択装置(15)は上
記選択した制御装置に通板速度設定値とその変更タイミ
ング及び板温の予測最適推移軌道を送信する。そして、
それぞれの選択された制御装置は、先に説明した本発明
に係わる手法に従って通板速度の変更軌道を演算した結
果を受信し、その受信した通板速度の変更軌道を速度制
御装置(9) に送信する。速度制御装置(9) は、
その通板速度の変更軌道とトラッキング装置(12)か
ら受信した溶接点位置情報を基に駆動モ−タ(7) の
速度を制御することにより、通板速度を制御する。
記選択した制御装置に通板速度設定値とその変更タイミ
ング及び板温の予測最適推移軌道を送信する。そして、
それぞれの選択された制御装置は、先に説明した本発明
に係わる手法に従って通板速度の変更軌道を演算した結
果を受信し、その受信した通板速度の変更軌道を速度制
御装置(9) に送信する。速度制御装置(9) は、
その通板速度の変更軌道とトラッキング装置(12)か
ら受信した溶接点位置情報を基に駆動モ−タ(7) の
速度を制御することにより、通板速度を制御する。
【00034】続いて、上記構成の温度制御装置に基づ
く制御過程を説明する。まず、「方法A」に従って板温
制御装置1(13)に最適推移軌道を求めさせる。しか
し、板温制御装置1(13)で予測した板温の推移軌道
は通板速度を不連続にしか変更していないため、図7或
いは図9のように長い範囲にわたって板温外れを生じて
いる。また、図7のような場合には、板温外れ長さを減
少させるため、仮に前記「方法B」で制御すると図8の
ように高グレ−ド側の後行材に板温外れが新たに発生す
ると言う問題がある。
く制御過程を説明する。まず、「方法A」に従って板温
制御装置1(13)に最適推移軌道を求めさせる。しか
し、板温制御装置1(13)で予測した板温の推移軌道
は通板速度を不連続にしか変更していないため、図7或
いは図9のように長い範囲にわたって板温外れを生じて
いる。また、図7のような場合には、板温外れ長さを減
少させるため、仮に前記「方法B」で制御すると図8の
ように高グレ−ド側の後行材に板温外れが新たに発生す
ると言う問題がある。
【00035】そこで、本発明に従って新たに付加した
板温制御装置2a(16a),板温制御装置2b(16
b),板温制御装置2c(16c)及び制御装置選択装
置(15)が上記板温の予測推移軌道から目標板温外れ
幅を計算し、先に示した本発明に従った手法により通板
速度の設定値を決定する。このようにして決定された速
度設定値は速度制御装置(9) に送られるが、速度制
御装置(9) は通板速度が上記設定値になるように駆
動ロ−ルを制御する。
板温制御装置2a(16a),板温制御装置2b(16
b),板温制御装置2c(16c)及び制御装置選択装
置(15)が上記板温の予測推移軌道から目標板温外れ
幅を計算し、先に示した本発明に従った手法により通板
速度の設定値を決定する。このようにして決定された速
度設定値は速度制御装置(9) に送られるが、速度制
御装置(9) は通板速度が上記設定値になるように駆
動ロ−ルを制御する。
【00036】もし、温度制御装置として板温制御装置
1(13)の出力が直接速度制御装置(9)に送信され
る構成(「方法A」の構成)が採られていて、図7或い
は図9に示す如き不都合な結果となるような場合には、
板温制御装置2a(16a),板温制御装置2b(16
b),板温制御装置2c(16c)及び制御装置選択装
置(15)を付設して本発明に従った制御を実施するこ
とでそれぞれ図2或いは図3のような結果を得られるよ
うになり、先行材側,後行材側共に板温外れ長さを極力
減少させることが可能となる。
1(13)の出力が直接速度制御装置(9)に送信され
る構成(「方法A」の構成)が採られていて、図7或い
は図9に示す如き不都合な結果となるような場合には、
板温制御装置2a(16a),板温制御装置2b(16
b),板温制御装置2c(16c)及び制御装置選択装
置(15)を付設して本発明に従った制御を実施するこ
とでそれぞれ図2或いは図3のような結果を得られるよ
うになり、先行材側,後行材側共に板温外れ長さを極力
減少させることが可能となる。
【00037】ただ、加熱炉内の鋼板のパスは有限長で
あり、また炉内ハ−スロ−ルの熱慣性のために板温の目
標外れをゼロにすることは不可能であるが、本発明に係
わる板温制御方法を適用すれば、先行材側,後行材側共
に板温外れは大幅に低減されることとなる。
あり、また炉内ハ−スロ−ルの熱慣性のために板温の目
標外れをゼロにすることは不可能であるが、本発明に係
わる板温制御方法を適用すれば、先行材側,後行材側共
に板温外れは大幅に低減されることとなる。
【00038】
【効果の総括】以上に説明した如く、本発明によれば、
異種鋼板を溶接したストリップの連続加熱処理に際し、
溶接点前後の長い範囲にわたって生じていた目標温度か
らの外れ幅を大幅に減少することができ、品質の優れた
鋼板を高歩留りで製造することが可能となるなど、産業
上極めて有用な効果がもたらされる。
異種鋼板を溶接したストリップの連続加熱処理に際し、
溶接点前後の長い範囲にわたって生じていた目標温度か
らの外れ幅を大幅に減少することができ、品質の優れた
鋼板を高歩留りで製造することが可能となるなど、産業
上極めて有用な効果がもたらされる。
【図1】連続加熱炉での本発明に係る鋼板の温度制御装
置の構成例を示した模式図である。
置の構成例を示した模式図である。
【図2】本発明に係わる連続加熱炉温度制御法の概念と
鋼板温度の制御状態を示したグラフである。
鋼板温度の制御状態を示したグラフである。
【図3】本発明に係わる連続加熱炉温度制御法の概念と
鋼板温度の制御状態を示したグラフである。
鋼板温度の制御状態を示したグラフである。
【図4】従来の方法による鋼板温度の制御状態例を示し
たグラフである。
たグラフである。
【図5】従来の方法による鋼板温度の制御状態例を示し
たグラフである。
たグラフである。
【図6】従来の方法による鋼板温度の制御状態例を示し
たグラフである。
たグラフである。
【図7】従来の方法による鋼板温度の制御状態例を示し
たグラフである。
たグラフである。
【図8】従来の方法による鋼板温度の制御状態例を示し
たグラフである。
たグラフである。
【図9】従来の方法による鋼板温度の制御状態例を示し
たグラフである。
たグラフである。
1 連続焼鈍炉加熱帯
2 ハ−スロ−ル
3 炉温検出器
4 燃料流量制御装置
5 炉温制御装置
6 板温検出器
7 駆動モ−タ
8 ブライドルロ−ル
9 速度制御装置
10 溶接点検出器
11 通板速度検出器
12 トラッキング装置
13 板温制御装置1
14 鋼板仕様設定器
15 板温制御装置選択装置
16a 板温制御装置2a
16b 板温制御装置2b
16c 板温制御装置2c
s 鋼板
t1 炉温設定値変更時刻
t2 炉温が定常値に達する時刻
t3 速度変更タイミング(但し、 速度変更しな
い時はt3 =t4 ) t4 加熱炉出口を溶接点が通過する時刻h1
先行材板厚 h2 後行材板厚
い時はt3 =t4 ) t4 加熱炉出口を溶接点が通過する時刻h1
先行材板厚 h2 後行材板厚
Claims (1)
- 【請求項1】 異種の鋼板を溶接して成る ”連続し
た鋼板” の連続加熱に際し、連続加熱炉出口までの鋼
板温度の推移軌道を前もって予測すると共に、予測した
加熱炉出口での鋼板温度が目標値から外れる場合に炉温
と通板速度を操作量としたプリセット制御でこれを補償
する板温制御方法において、まず、先行材と後行材の板
温公差外れ長さが予め定められた板温管理基準を満たす
ような先行材から後行材への板温応答曲線と、これを実
現するための通板速度,炉温及びそれらの設定変更タイ
ミングを予測計算し、それでもなお板温公差外れが発生
する結果となった場合、“減速時に先行材側で高め板温
公差外れが発生するとき”及び“増速時に先行材側で低
め板温公差外れが発生するとき”は通板速度を予め許容
される最大の変更レ−トよりも小さい変更レ−トでもっ
て連続的かつ傾斜状に変更し、一方、“増速時に後行材
側で高め板温公差外れが発生するとき”及び“減速時に
後行材側で低め板温公差外れが発生するとき”には、通
板速度を前記予測計算で求められた速度変更タイミング
にて一旦必要な速度変更幅よりも大きく変更してから連
続的かつ傾斜状に前記必要変更値に戻す操作を実施する
ことを特徴とする、連続加熱炉における鋼板の温度制御
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2152191A JPH04323324A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 連続加熱炉における鋼板の温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2152191A JPH04323324A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 連続加熱炉における鋼板の温度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04323324A true JPH04323324A (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=12057265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2152191A Pending JPH04323324A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 連続加熱炉における鋼板の温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04323324A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180073434A (ko) * | 2016-12-22 | 2018-07-02 | 주식회사 성화이앤씨 | 연속 소둔라인의 강판 온도 패턴 제어 시스템 및 방법 |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP2152191A patent/JPH04323324A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180073434A (ko) * | 2016-12-22 | 2018-07-02 | 주식회사 성화이앤씨 | 연속 소둔라인의 강판 온도 패턴 제어 시스템 및 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2961464B2 (ja) | 棒鋼・線材の水冷制御方法 | |
| JPH02166235A (ja) | 金属板加熱炉における板温制御方法 | |
| JPH04323324A (ja) | 連続加熱炉における鋼板の温度制御方法 | |
| US11905572B2 (en) | Kiln comprising a control unit associated with the thermal inertia properties of constitutive elements | |
| JPH0192322A (ja) | 連続焼鈍炉の板温制御方法 | |
| JPH032331A (ja) | 連続焼鈍炉の板温制御装置 | |
| JPH0192323A (ja) | 連続焼鈍炉の板温制御方法 | |
| JPH0474825A (ja) | 連続加熱炉における鋼板の温度制御方法 | |
| JPS61190026A (ja) | 連続焼鈍炉における板温制御方法及び装置 | |
| JPH052728B2 (ja) | ||
| CA1085023A (en) | Process for manufacturing forge-welding steel pipe | |
| JPS63307223A (ja) | 連続焼鈍炉の板温制御における速度変更方法 | |
| JPH04323325A (ja) | 連続焼鈍炉における鋼板の温度制御方法 | |
| JP2921420B2 (ja) | 連続焼鈍炉における燃焼制御方法 | |
| JPS61159213A (ja) | 帯鋼板の板硬度制御方法 | |
| JPH03134121A (ja) | 連続加熱炉における被加熱材の温度制御装置 | |
| JPH04337039A (ja) | 連続焼鈍炉における板温制御方法 | |
| JPS63144814A (ja) | 冷却制御方法 | |
| JPS6254365B2 (ja) | ||
| JPS637843B2 (ja) | ||
| KR100896574B1 (ko) | 연속소둔로의 장력설정 제어방법 | |
| JPH059590A (ja) | 連続焼鈍炉の板温制御方法 | |
| JPS6337170B2 (ja) | ||
| JPH04346623A (ja) | 無方向性電磁鋼板の仕上連続焼鈍制御方法 | |
| JPH09125153A (ja) | 連続焼鈍ラインにおける板温制御方法 |