JPH07258751A - 炉のコイル温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、炉の加熱能力を有効に活用し、所
望とする一定の品質を確保しつつ生産性を向上させるこ
とにある。 【構成】 連続的に通板するコイル５に対し、コイルに
関係するデータおよびコイルの温度パターンを用いて炉
温目標値を決定する炉のコイル温度制御装置において、
前記コイルの板厚ｄおよび板幅ｗのうち、少くともコイ
ルの板厚が薄くなるほど炉内入り側の昇温率が高くなる
ように、前記温度パターンの温度勾配を可変する温度パ
ターン可変手段１２，１３を設けた炉のコイル温度制御
装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄鋼・金属加工プラン
ト等の各種の炉に利用されるコイル温度制御装置に係わ
り、特に温度制御用パターンおよび炉内通板容量を用い
た時のコイル目標温度の設定手段を改良した炉のコイル
温度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、連続焼鈍炉等のコイル温度制御
装置においては、図５に示すブロックフローのように構
成されている。同図において１は連続焼鈍炉であって、
これは例えば４つのゾーンＺ１〜Ｚ４から構成され、こ
れらゾーンＺ１〜Ｚ４にはそれぞれヒータ２が設置さ
れ、さらに各ヒータ２を個別に温度制御するためのＰＩ
Ｄ調節演算部３が設けられている。各ＰＩＤ調節演算部
３は、炉温目標値ＳＶと各ゾーンごとの温度検出器４の
検出温度ＰＶとの偏差に基づいて各ゾーンの温度操作信
号を求めた後、各ゾーン対応のヒータ２を加熱すること
により、焼鈍炉１内部を連続的に通板するコイル５の焼
鈍温度を制御する構成となっている。

【０００３】ところで、従来、各ＰＩＤ調節演算部３に
対する炉温目標値ＳＶの設定には、第１のゾーンＺ１〜
第４のゾーンＺ４の順序でコイル５の目標温度を徐々に
高めるような焼鈍温度パターンを発生する焼鈍パターン
発生部６、コイル５の温度制御上必要な各種のデータを
出力するコイルデータ部７および各ゾーンごとの炉温目
標値ＳＶを決定するゾーン対応の目標温度演算部８，…
が設けられている。

【０００４】そして、焼鈍パターン発生部６からは各ゾ
ーンごとのコイル加熱目標温度Ｔ_i-1 ，Ｔ_i （Ｔ_i-1 ：
各ゾーン入り側温度、Ｔ_i ：各ゾーン出口温度）を発生
し、また、コイルデータ部７からは板厚ｄ，板幅ｗ，比
重ρ，比熱Ｃｐ，熱伝導率α等のコイルデータｘを出力
し、ラインスピードｖとともにゾーン対応の目標温度演
算部８に導入する。

【０００５】従って、各目標温度演算部８は、前記焼鈍
パターン発生部６およびコイルデータ部７等から得られ
る信号Ｔ_i-1 ，Ｔ_i ，ｘ，ｖを用いて従来公知の種々の
熱負荷炉温演算方式により炉温目標値ＴFi（Ｔ_F1〜
Ｔ_F4）を決定し、ゾーン対応のＰＩＤ調節演算部３に対
して炉温目標値ＳＶとして供給する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
なコイルの焼鈍温度勾配，ひいては焼鈍温度パターンの
Ｔ_i-1 −Ｔ_i 間の勾配は、通常，該当設備で最も多く生
産される肉厚をもった，いわゆる常用最多肉厚のコイル
５における炉の加熱容量と操業目標ラインスピード等か
ら決定されている。

【０００７】そこで、同じ焼鈍品質のものを得るに際
し、常用最多肉厚よりも厚肉のコイル５の場合にはライ
ンスピードを下げて操業するようにしているが、逆に薄
肉のコイル５の場合には設備等の能力から操業ラインス
ピードを変えずに炉温を下げることにより対処してい
る。

【０００８】その結果、薄肉コイル５の場合には、設備
能力からラインスピードが上げられないために、炉の加
熱能力が十分にありながら炉温を下げざるを得ず、生産
能力，ひいては生産効率が悪くなり、これがコイルの板
厚が薄いほどその影響が顕著に出てくる。

【０００９】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、コイルの肉厚に応じて温度勾配を可変することによ
り、炉の加熱能力を有効に活用しつつラインスピードを
可変可能とし、これにより所望とする一定の品質を確保
しつつ生産性を向上させうる炉のコイル温度制御装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１，２に対応する発明は、連続的に通板する
コイルに対し、当該コイルに関係するデータおよび温度
パターンを用いて炉温目標値を決定し前記コイルを加熱
する炉のコイル温度制御装置において、前記コイルの板
厚および板幅のうち、少くともコイル板厚に基づいて温
度パターンの温度勾配を可変する温度パターン可変手段
を設けた炉のコイル温度制御装置である。

【００１１】そして、この温度パターンの温度勾配の可
変に際しては、最大板厚時に所定の基準温度パターンを
用いる一方、コイルの板厚が薄くなるほど炉内入り側の
昇温率が高くなるように、前記基準温度パターンの温度
勾配を可変するものである。

【００１２】

【作用】従って、請求項１，２に対応する発明は以上の
ような手段を講じたことにより、コイルの板厚が薄くな
るほど、炉内部の入り側ゾーンの昇温率が高くなるよう
に温度パターンの温度勾配を可変すれば、製品の品質に
大きな影響を与える温度範囲に速かに到達し、この状態
でラインスピードを上げるようにすれば、肉厚の変化に
拘らず所望の品質の製品を生産できるとともに、生産性
の向上に大きく貢献するものである。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明に係わる制御装置の一実施例
を示すブロック図である。なお、同図において符号１〜
５，８は従来技術で説明した図５とほぼ同じ構成となる
ので、かかる符号に係わる機能等の説明は省略し、以
下、特に異なる部分について説明する。

【００１４】本制御装置は、コイルデータ部１１の他、
新たに温度パターン可変手段としての焼鈍パターン発生
部１２および最適加熱温度演算部１３が設けられてい
る。ここで、コイルデータ部１１は、前述のごとく板厚
ｄ，板幅ｗ，比重ρ，比熱Ｃｐ，熱伝導率α等のコイル
データｘを各ゾーン対応の目標温度演算部８に導入する
とともに、当該コイルデータｘのうち特に板厚データｄ
を出力し、前記最適加熱温度演算部１３に送出する。

【００１５】この最適加熱温度演算部１３は、コイルデ
ータ部１１からの板厚データｄと外部から入力されるコ
イル加熱目標温度基準値Ｔi とを用いて最適加熱目標温
度Ｔi ′を求めた後、焼鈍パターン発生部１２に供給す
る。

【００１６】この焼鈍パターン発生部１２は、コイル５
の板厚が薄くなるに従って炉前段側ゾーンの温度勾配が
大きくなるように変化する焼鈍温度パターンを作成出力
し、各ゾーン対応の目標温度演算部８に導入する機能を
もっている。

【００１７】従って、以上のような実施例の制御装置に
よれば、コイル５の温度制御時、コイルデータ部１１か
らコイル５の板厚データｄを出力して最適加熱温度演算
部１３に入力すると、この演算部１３では、例えば第１
のゾーンＺ１について述べると、図２に示すように最大
板厚時の目標温度である基準温度Ｔ₁ をベースとし、板
厚ｄが小さくなるに従って最適加熱目標温度Ｔ₁ ′が高
くなるような折れ線関数に設定されているので、薄肉コ
イルの場合には大きな最適加熱目標温度Ｔ₁ ′が出力さ
れ、焼鈍パターン発生部１２に送出される。

【００１８】その結果、焼鈍パターン発生部１２から
は、横軸をゾーンＮＯとし、縦軸を加熱目標温度Ｔi と
すると、図３に示すように最大板厚時には実線のような
焼鈍温度パターンが発生し、一方、最小板厚時には破線
のような焼鈍温度パターンが発生することになる。つま
り、薄肉コイル５の場合には前段ゾーンの昇温率が大き
くなるような加熱目標温度に可変する。このことは、焼
鈍温度パターンの温度勾配は、板厚ｄに応じて実線と破
線との間で変化することになる。

【００１９】従来技術では、焼鈍温度パターンが実線の
ごとき固定温度パターンであるので、例えば設備能力ぎ
りぎりのラインスピードのときに薄肉コイルが焼鈍炉に
入ってくると、ラインスピードを上げられないので、最
大板厚を想定した固定温度パターンであることから炉温
を下げるように制御していたが、本制御方式において
は、適度なラインスピードの下に板厚に応じた最適加熱
温度に基づいて焼鈍温度パターンの加熱目標温度を最適
な状態に設定できる。

【００２０】因みに、最小板厚時における従来装置の焼
鈍温度パターンと本発明による実施例の焼鈍温度パター
ンとを比較すると、製品の品質に影響を与える均熱温度
範囲△Ｔには、従来の実線の焼鈍温度パターンではほぼ
１ゾーン分のゾーン長さＬ₁だけ入っているが、本発明
による破線の焼鈍温度パターンでは２ゾーン分以上のゾ
ーンの長さＬ₂ を入れることができる。

【００２１】このことは、本発明装置の場合には、同じ
均熱温度を得るに当たり、従来技術の２倍以上のライン
スピードにより操作可能となり、操作率ひいては生産性
を大幅に向上させることができる。

【００２２】次に、本発明装置の他の実施例について図
４を参照して説明する。この実施例は、コイルデータ部
１１から板厚ｄおよび板幅ｗを出力し、最適加熱温度演
算部１３に導入する。この演算部１３では、横軸ｘの可
変要因として板厚ｄ×板幅ｗを用い、外部から入力され
るコイル加熱目標温度基準値Ｔi に基づいて最適加熱目
標温度Ｔi ′を求めるものである。

【００２３】従って、この制御方式の実施例によれば、
より適切な温度勾配の焼鈍温度パターンに基づいてコイ
ルの加熱目標温度を出力でき、炉の加熱能力を有効に活
用し、かつ、通常の操業時にラインスピードを落として
いるので、ラインスピードを上げることができ、安定な
品質を確保しながら生産性を向上できる。

【００２４】さらに、上記実施例においては、最適加熱
温度演算部１３が図２に示すような折れ線関数を用いた
が、例えば下記のような演算式により最適加熱目標温度
Ｔi′を求めるようにしてもよい。

【００２５】 Ｔi ′＝Ｔi ・｛ｋ・（ｄ_x ／ｄ₀ ）ⁿ ＋（１＋ｋ）｝ 但し、上式においてＴi ：最大板厚時の目標温度、ｋ：
係数（０＜ｋ≦１）、ｄ_x ：その時の板厚、ｄ₀ ：最大
板厚、ⁿ ：べき乗数（０＜ｎ）である。

【００２６】なお、この演算式に板幅ｗを用いる場合に
は、ｄ_x はｄ_x ×ｗ_x とし、ｄ₀ はｄｗ₀ に置き替えて
考えればよい。ここで、ｗ_x はその時の板幅、ｄｗ₀ は
板厚×板幅の最大値である。

【００２７】なお、上記実施例では、連続焼鈍炉につい
て適用したが、他の炉を通板するコイルの温度制御にも
同様に適用できるものである。その他、本発明はその要
旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
イルの肉厚に応じて温度勾配を可変することにより、炉
の加熱能力を有効に活用でき、かつ、ラインスピードを
上げることで生産能力を高めることができ、所望とする
一定の品質を確保しつつ生産性を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる焼鈍炉のコイル温度制御装置
の一実施例を示すブロック図。

【図２】 図１の最適加熱温度演算部の説明図。

【図３】 図１の焼鈍温度パターン発生部の焼鈍温度パ
ターンの一例を示す図。

【図４】 本発明に係わる連続焼鈍炉のコイル温度制御
装置の他の実施例を示すブロック図。

【図５】 従来の制御装置を示すブロック図。

【符号の説明】

１…焼鈍炉、２…ヒータ、３…調節演算部、４…温度検
出器、５…コイル、８…目標温度演算部、１１…コイル
データ部、１２…焼鈍パターン発生部、１３…最適加熱
温度演算部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続的に通板するコイルに対し、当該コ
   イルに関係するデータおよび温度パターンを用いて炉温
   目標値を決定し前記コイルを加熱する炉のコイル温度制
   御装置において、 前記コイルの板厚および板幅のうち、少くともコイル板
   厚に基づいて温度パターンの温度勾配を可変する温度パ
   ターン可変手段を設けたことを特徴とする炉のコイル温
   度制御装置。
2. 【請求項２】 温度パターンは、最大板厚時に所定の基
   準温度パターンを用いるとともに、コイルの板厚が薄く
   なるほど炉内入り側の昇温率が高くなるように、前記基
   準温度パターンの温度勾配を可変することを特徴とする
   請求項１記載の炉のコイル温度制御装置。