JPH075980B2 - 加熱炉の温度制御方法 - Google Patents
加熱炉の温度制御方法Info
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- JPH075980B2 JPH075980B2 JP27685287A JP27685287A JPH075980B2 JP H075980 B2 JPH075980 B2 JP H075980B2 JP 27685287 A JP27685287 A JP 27685287A JP 27685287 A JP27685287 A JP 27685287A JP H075980 B2 JPH075980 B2 JP H075980B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、熱間圧延ラインの加熱炉における被加熱材
の抽出停止が生ずるような非定常操業時において、被加
熱材の温度を適正に制御する加熱炉の温度制御方法に関
するものである。
の抽出停止が生ずるような非定常操業時において、被加
熱材の温度を適正に制御する加熱炉の温度制御方法に関
するものである。
通常の熱間圧延ラインの加熱炉においては、圧延ロール
当りの圧延本数等の制約による圧延ロール替え、圧延ピ
ツチコントロールの結果による圧延休止等により、被加
熱材は加熱炉通過中に少なくとも一度の圧延休止に遭遇
し、結果として加熱炉からの抽出も停止される。
当りの圧延本数等の制約による圧延ロール替え、圧延ピ
ツチコントロールの結果による圧延休止等により、被加
熱材は加熱炉通過中に少なくとも一度の圧延休止に遭遇
し、結果として加熱炉からの抽出も停止される。
このような加熱炉の操業時においては、抽出停止の時間
が存在するが、この停止（休止）時間を考慮しない通常
時（定常時）の加熱パターンで加熱すると、抽出停止期
間中に被加熱材の温度が上昇するため、抽出再開後に加
熱炉から抽出される被加熱材の温度は目標加熱温度より
も高くなつて過加熱状態となり、被加熱材に対する温度
制御の精度不良による品質劣化となるだけでなく、燃料
的にも多大な損失となる。
が存在するが、この停止（休止）時間を考慮しない通常
時（定常時）の加熱パターンで加熱すると、抽出停止期
間中に被加熱材の温度が上昇するため、抽出再開後に加
熱炉から抽出される被加熱材の温度は目標加熱温度より
も高くなつて過加熱状態となり、被加熱材に対する温度
制御の精度不良による品質劣化となるだけでなく、燃料
的にも多大な損失となる。
このような対策の最も簡単なものは、第５図に示すよう
に、定常加熱パターン１で加熱し、抽出停止とともにバ
ーナの出力を低下させる停止加熱パターン２として被加
熱材の温度を維持する制御とし、抽出再開とともに定常
加熱パターン１へ戻すという加熱炉の温度制御方法があ
る。
に、定常加熱パターン１で加熱し、抽出停止とともにバ
ーナの出力を低下させる停止加熱パターン２として被加
熱材の温度を維持する制御とし、抽出再開とともに定常
加熱パターン１へ戻すという加熱炉の温度制御方法があ
る。
しかし、この加熱炉の温度制御方法では抽出停止中の被
加熱材を一定温度に維持することはできるが、高温度の
排ガスを連続的に排出することになり、熱損失が非常に
大きいものとなる。
加熱材を一定温度に維持することはできるが、高温度の
排ガスを連続的に排出することになり、熱損失が非常に
大きいものとなる。
第５図に示す加熱炉の温度制御方法の問題点に対する対
策をさらに進めた加熱炉の温度制御方法としては、例え
ば特公昭60−143号公報に示された加熱炉の温度制御方
法がある。
策をさらに進めた加熱炉の温度制御方法としては、例え
ば特公昭60−143号公報に示された加熱炉の温度制御方
法がある。
この特公昭60−143号公報に示された加熱炉の温度制御
方法は、抽出停止を伴わないときの定常加熱パターン
と、抽出停止を伴うときの各休止時間に対応し、かつ、
停止時間終了時において炉内の被加熱材停止位置に対応
する定常加熱温度に達するとともに、定常加熱パターン
より平均昇温速度の遅い休止用加熱パターンとを予め設
定しておき、休止を伴う被加熱材に対しては休止時間終
了までは休止用加熱パターンに沿つて加熱し、休止時間
が終了後は定常加熱パターンで加熱する。
方法は、抽出停止を伴わないときの定常加熱パターン
と、抽出停止を伴うときの各休止時間に対応し、かつ、
停止時間終了時において炉内の被加熱材停止位置に対応
する定常加熱温度に達するとともに、定常加熱パターン
より平均昇温速度の遅い休止用加熱パターンとを予め設
定しておき、休止を伴う被加熱材に対しては休止時間終
了までは休止用加熱パターンに沿つて加熱し、休止時間
が終了後は定常加熱パターンで加熱する。
従来の加熱炉の温度制御方法は以上のように行なつてい
るので、被加熱材の停止予定位置，停止予定時間，被加
熱材の鋼種等の組み合わせで非常に多くの休止用加熱パ
ターンを用意する必要がある。
るので、被加熱材の停止予定位置，停止予定時間，被加
熱材の鋼種等の組み合わせで非常に多くの休止用加熱パ
ターンを用意する必要がある。
また、熱損失を低減させることができたとしても、オン
ラインの制御において１つの被加熱材に対して非常に多
くの休止用加熱パターンを持つことは電子計算機の記憶
容量的，演算速度の点で実用性がなくなるなどの問題点
があつた。
ラインの制御において１つの被加熱材に対して非常に多
くの休止用加熱パターンを持つことは電子計算機の記憶
容量的，演算速度の点で実用性がなくなるなどの問題点
があつた。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、被加熱材の抽出停止が生ずるような非定常
操業中において、定常加熱パターンを変更して被加熱材
の温度を適正に制御しながら燃料の低減を図ることがで
きるとともに、記憶容量が少ない電子計算機で演算が速
くできる加熱炉の温度制御方法を得ることを目的とす
る。
れたもので、被加熱材の抽出停止が生ずるような非定常
操業中において、定常加熱パターンを変更して被加熱材
の温度を適正に制御しながら燃料の低減を図ることがで
きるとともに、記憶容量が少ない電子計算機で演算が速
くできる加熱炉の温度制御方法を得ることを目的とす
る。
この発明に係る加熱炉の温度制御方法は、抽出停止が予
測されている非定常操業時において、抽出停止予測時間
が入力されたタイミングで定常加熱パターンを存炉時間
軸上で停止予測時間に応じて抽出側へシフトした定常加
熱シフトパターンと、加熱炉の制約条件である最低加熱
温度で被加熱材を加熱する最低加熱パターンとの最大値
を合成して休止用加熱パターンを求めて被加熱材を加熱
する。
測されている非定常操業時において、抽出停止予測時間
が入力されたタイミングで定常加熱パターンを存炉時間
軸上で停止予測時間に応じて抽出側へシフトした定常加
熱シフトパターンと、加熱炉の制約条件である最低加熱
温度で被加熱材を加熱する最低加熱パターンとの最大値
を合成して休止用加熱パターンを求めて被加熱材を加熱
する。
この発明における加熱炉の温度制御方法で求めた休止用
加熱パターンは、抽出停止予測ゾーンから挿入側の各ゾ
ーンでは定常加熱パターンよりも平均昇温速度が遅くな
り、抽出停止予測ゾーンの抽出側で定常加熱パターンと
同一温度に被加熱材を加熱する。
加熱パターンは、抽出停止予測ゾーンから挿入側の各ゾ
ーンでは定常加熱パターンよりも平均昇温速度が遅くな
り、抽出停止予測ゾーンの抽出側で定常加熱パターンと
同一温度に被加熱材を加熱する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の加熱炉の温度制御方法を説明するた
めのフローチヤートであり、図において、ST1〜ST7は各
ステツプを示す。
めのフローチヤートであり、図において、ST1〜ST7は各
ステツプを示す。
第２図はこの発明を実施するための加熱炉の温度制御装
置を示す構成図であり、図において、11はスラブ情報お
よびミルライン情報に基づいて被加熱材の加熱パターン
を決定する加熱パターン決定回路、12はスラブ情報およ
び後述する加熱炉内の温度情報に基づいて各タイミング
毎に加熱炉内の全被加熱材の現状温度を計算する現状温
度計算回路、13は燃料流量設定回路を示し、加熱パター
ン決定回路11から出力された被加熱材の加熱パターン
と、現状温度計算回路12から出力される現状温度とを比
較し、加熱炉の各ゾーン（制御帯）に設けた後述するバ
ーナーへの燃料の流量を決定するものである。
置を示す構成図であり、図において、11はスラブ情報お
よびミルライン情報に基づいて被加熱材の加熱パターン
を決定する加熱パターン決定回路、12はスラブ情報およ
び後述する加熱炉内の温度情報に基づいて各タイミング
毎に加熱炉内の全被加熱材の現状温度を計算する現状温
度計算回路、13は燃料流量設定回路を示し、加熱パター
ン決定回路11から出力された被加熱材の加熱パターン
と、現状温度計算回路12から出力される現状温度とを比
較し、加熱炉の各ゾーン（制御帯）に設けた後述するバ
ーナーへの燃料の流量を決定するものである。
14は加熱炉、15A,15B,15Cは加熱炉14内の各ゾーンの温
度を検出する温度計を示し、検出した温度は温度情報と
して現状温度計算回路12へ供給される。
度を検出する温度計を示し、検出した温度は温度情報と
して現状温度計算回路12へ供給される。
16A,16B,16Cは燃料調整弁を示し、燃料流量設定回路13
の出力信号に基づいて加熱炉14の各ゾーンに設けられた
バーナ17A,17B,17Cへ供給する燃料を調整するものであ
る。
の出力信号に基づいて加熱炉14の各ゾーンに設けられた
バーナ17A,17B,17Cへ供給する燃料を調整するものであ
る。
第３図，第４図はこの発明における加熱パターンを示す
特性図であり、図において、21,24は定常加熱パター
ン、22,25は抽出を停止したときに定常加熱パターン21,
24で加熱した実績加熱パターン、23,26は抽出停止が予
定されるときの休止用加熱パターンを示す。
特性図であり、図において、21,24は定常加熱パター
ン、22,25は抽出を停止したときに定常加熱パターン21,
24で加熱した実績加熱パターン、23,26は抽出停止が予
定されるときの休止用加熱パターンを示す。
次に、動作について説明する。
第２図に示す加熱炉の温度制御において、通常、抽出停
止のない被加熱材の加熱パターンは、被加熱材が加熱炉
14に入つた時点で被加熱材の鋼種，抽出目標温度および
存炉時間により、第３図に示すように、炉内位置に対応
して加熱パターン決定回路11で定常加熱パターン21が決
定される。
止のない被加熱材の加熱パターンは、被加熱材が加熱炉
14に入つた時点で被加熱材の鋼種，抽出目標温度および
存炉時間により、第３図に示すように、炉内位置に対応
して加熱パターン決定回路11で定常加熱パターン21が決
定される。
もし、被加熱材が炉内位置のｊゾーンにおいて抽出停止
され、定常加熱パターン21で加熱されると、被加熱材の
温度は実績加熱パターン22のように変化し、抽出位置に
おける温度が目標抽出温度よりも高くなる。そのため、
休止用加熱パターン23のように抽出停止のｊゾーンまで
は被加熱材の温度を定常加熱パターン21の温度よりも低
くして制御する。
され、定常加熱パターン21で加熱されると、被加熱材の
温度は実績加熱パターン22のように変化し、抽出位置に
おける温度が目標抽出温度よりも高くなる。そのため、
休止用加熱パターン23のように抽出停止のｊゾーンまで
は被加熱材の温度を定常加熱パターン21の温度よりも低
くして制御する。
第４図に示す各加熱パターン24〜26は、第３図に示す各
加熱パターン21〜23の横軸の炉内位置を炉内時間とした
ものである。
加熱パターン21〜23の横軸の炉内位置を炉内時間とした
ものである。
次に、休止用加熱パターン26（23）を求める方法につい
て第４図で説明する。
て第４図で説明する。
まず、抽出停止時間をΔtxとすると、通常時の抽出停止
を考慮しない定常加熱パターン24を抽出停止を考慮した
存炉時間軸上において、時間Δtxだけ抽出側へシフトす
ることによつて定常加熱シフトパターン26Aを作成す
る。
を考慮しない定常加熱パターン24を抽出停止を考慮した
存炉時間軸上において、時間Δtxだけ抽出側へシフトす
ることによつて定常加熱シフトパターン26Aを作成す
る。
次に、定常加熱シフトパターン26Aは抽出停止時間（Δt
x）だけ抽出側へシフトされたのみであるため、抽出端
での被加熱材の加熱温度は定常加熱パターン24での加熱
と同じになり、抽出温度の精度は保持される。
x）だけ抽出側へシフトされたのみであるため、抽出端
での被加熱材の加熱温度は定常加熱パターン24での加熱
と同じになり、抽出温度の精度は保持される。
しかし、定常加熱パターン24を時間Δtxだけ抽出側へシ
フトさせたため、時間Δtxだけ挿入端に加熱パターンが
存在しなくなる。
フトさせたため、時間Δtxだけ挿入端に加熱パターンが
存在しなくなる。
そこで、加熱炉の各ゾーン（制御帯）の制約条件の１つ
である最低加熱温度を用いて被加熱材を加熱する最低加
熱パターン26Bを決定する。このとき、加熱炉14の各ゾ
ーンの存炉時間が計算されているので、最低加熱パター
ン26Bは温度計算で計算できる。この最低加熱温度を求
めるには、加熱炉の各ゾーンで制御上これ以下に下げて
はいけない炉内の温度が存在しているので、この炉内温
度を用いて公知の熱伝導方程式によりゾーンでの被加熱
材の温度を解くことが可能である。通常一定周期で被加
熱材に入ってくる熱量を境界条件として、熱伝導方程式
を差分展開して数値演算にて周期的に温度を求める。各
ゾーンの在炉時間がわかっているので、この時間を周期
時間で除算した回数分、各ゾーン毎に繰り返し最終回数
で求まった温度が各ゾーン出側における最低加熱温度で
あり、この各ゾーン出側温度を結んだパターンが最低加
熱パターン26Bを意味している。
である最低加熱温度を用いて被加熱材を加熱する最低加
熱パターン26Bを決定する。このとき、加熱炉14の各ゾ
ーンの存炉時間が計算されているので、最低加熱パター
ン26Bは温度計算で計算できる。この最低加熱温度を求
めるには、加熱炉の各ゾーンで制御上これ以下に下げて
はいけない炉内の温度が存在しているので、この炉内温
度を用いて公知の熱伝導方程式によりゾーンでの被加熱
材の温度を解くことが可能である。通常一定周期で被加
熱材に入ってくる熱量を境界条件として、熱伝導方程式
を差分展開して数値演算にて周期的に温度を求める。各
ゾーンの在炉時間がわかっているので、この時間を周期
時間で除算した回数分、各ゾーン毎に繰り返し最終回数
で求まった温度が各ゾーン出側における最低加熱温度で
あり、この各ゾーン出側温度を結んだパターンが最低加
熱パターン26Bを意味している。
次に、両加熱パターン26A,26Bを抽出停止を考慮した存
炉時間軸上で比較し、各ゾーンの出側での温度の高い方
の加熱パターン（26Aまたは26B）を選んで合成し、休止
用加熱パターン26を決定できる。つまり、パターン26B
がパターン26Aより高い区間ではパターン26Bを採用し、
パターン26Aがパターン26Bより高くなった区間ではパタ
ーン26Aを採用し、この２つのパターンを最終的な休止
用加熱パターン26とする。このように、各ゾーンの出側
目標温度が各パターン26A、26Bで存在し、高い温度を採
用するだけである。
炉時間軸上で比較し、各ゾーンの出側での温度の高い方
の加熱パターン（26Aまたは26B）を選んで合成し、休止
用加熱パターン26を決定できる。つまり、パターン26B
がパターン26Aより高い区間ではパターン26Bを採用し、
パターン26Aがパターン26Bより高くなった区間ではパタ
ーン26Aを採用し、この２つのパターンを最終的な休止
用加熱パターン26とする。このように、各ゾーンの出側
目標温度が各パターン26A、26Bで存在し、高い温度を採
用するだけである。
さらに、休止用加熱パターン26（23）を求める手順を第
１図で説明する。
１図で説明する。
まず、加熱炉14内に新規な被加熱材があるかを判定し
（ステツプST1）、新規な被加熱材があれば従来の手順
にしたがつて存炉時間に基づいて加熱パターンを計算す
る（ステツプST2）。
（ステツプST1）、新規な被加熱材があれば従来の手順
にしたがつて存炉時間に基づいて加熱パターンを計算す
る（ステツプST2）。
次に、ステツプST1で新規な被加熱材が無い場合、およ
びステツプST2に引き続き、ミルライン側からの情報に
基づいて加熱炉14に存在する全被加熱材が抽出されるま
でに抽出ピツチの変更の有無を判定する（ステツプST
3）。
びステツプST2に引き続き、ミルライン側からの情報に
基づいて加熱炉14に存在する全被加熱材が抽出されるま
でに抽出ピツチの変更の有無を判定する（ステツプST
3）。
この判定は、抽出停止が予測されていれば、抽出停止の
生ずる被加熱材の前後で抽出ピツチの延長が生じている
ので、これに基づいて判定する。
生ずる被加熱材の前後で抽出ピツチの延長が生じている
ので、これに基づいて判定する。
次に、ステツプST3で抽出ピツチの変更が無いときは、
前回までの加熱パターンを保持する（ステツプST4）。
前回までの加熱パターンを保持する（ステツプST4）。
また、ステツプST3で抽出ピツチの変更が有るときは、
加熱炉14内の全被加熱材について第４図で説明したよう
に、抽出停止予測時間を考慮した存炉時間軸上におい
て、定常加熱パターン24を時間Δtxだけ抽出側へシフト
して定常加熱パターン26Aを決定し（ステツプST5）、各
ゾーンの最低加熱温度による最低加熱パターン26Bを決
定した（ステツプST6）後、存炉時間軸上の両加熱パタ
ーン26A,26Bの各ゾーンの出側での温度の高い方の加熱
パターン（26Aまたは26B）を選んで合成し、休止用加熱
パターン26を決定する（ステツプST7）。
加熱炉14内の全被加熱材について第４図で説明したよう
に、抽出停止予測時間を考慮した存炉時間軸上におい
て、定常加熱パターン24を時間Δtxだけ抽出側へシフト
して定常加熱パターン26Aを決定し（ステツプST5）、各
ゾーンの最低加熱温度による最低加熱パターン26Bを決
定した（ステツプST6）後、存炉時間軸上の両加熱パタ
ーン26A,26Bの各ゾーンの出側での温度の高い方の加熱
パターン（26Aまたは26B）を選んで合成し、休止用加熱
パターン26を決定する（ステツプST7）。
したがつて、休止用加熱パターン23,26は、抽出停止予
測ゾーンから挿入側の各ゾーンでは定常加熱パターン2
1,24よりも平均昇温速度が遅くなり、抽出停止予測ゾー
ンの抽出側では定常加熱パターン21,24と同一温度とな
るように被加熱材を加熱する。
測ゾーンから挿入側の各ゾーンでは定常加熱パターン2
1,24よりも平均昇温速度が遅くなり、抽出停止予測ゾー
ンの抽出側では定常加熱パターン21,24と同一温度とな
るように被加熱材を加熱する。
以上のように、この発明によれば、抽出停止予測時間が
入力されたタイミングで定常加熱パターンを存炉時間軸
上で停止予測時間に応じて抽出側へシフトした定常加熱
シフトパターンと、加熱炉の制約条件である最低加熱温
度で被加熱材を加熱する最低加熱パターンとの最大値を
合成して休止用加熱パターンを求めるので、非定常操業
時における被加熱材の抽出温度を精度よく制御できると
ともに、燃料消費を削減して効率よく加熱できる。
入力されたタイミングで定常加熱パターンを存炉時間軸
上で停止予測時間に応じて抽出側へシフトした定常加熱
シフトパターンと、加熱炉の制約条件である最低加熱温
度で被加熱材を加熱する最低加熱パターンとの最大値を
合成して休止用加熱パターンを求めるので、非定常操業
時における被加熱材の抽出温度を精度よく制御できると
ともに、燃料消費を削減して効率よく加熱できる。
また、休止用加熱パターンの算出が簡単となるので、記
憶容量が少ない電子計算機でも休止用加熱パターンの演
算が速くできるという効果がある。
憶容量が少ない電子計算機でも休止用加熱パターンの演
算が速くできるという効果がある。
第１図はこの発明の加熱炉の温度制御方法を説明するた
めのフローチヤート、第２図はこの発明を実施するため
の加熱炉の温度制御装置を示す構成図、第３図，第４図
はこの発明における加熱パターンを示す特性図、第５図
は従来の加熱炉の温度制御方法を説明する特性図であ
る。 図において、11は加熱パターン決定回路、12は現状温度
計算回路、13は燃料流量設定回路、14は加熱炉、15A〜1
5Cは温度計、16A〜16Cは燃料調整弁、17A〜17Cはバー
ナ、21,24は定常加熱パターン、22,25は実績加熱パター
ン、23,26は休止用加熱パターン、26Aは定常加熱シフト
パターン、26Bは最低加熱パターンを示す。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
めのフローチヤート、第２図はこの発明を実施するため
の加熱炉の温度制御装置を示す構成図、第３図，第４図
はこの発明における加熱パターンを示す特性図、第５図
は従来の加熱炉の温度制御方法を説明する特性図であ
る。 図において、11は加熱パターン決定回路、12は現状温度
計算回路、13は燃料流量設定回路、14は加熱炉、15A〜1
5Cは温度計、16A〜16Cは燃料調整弁、17A〜17Cはバー
ナ、21,24は定常加熱パターン、22,25は実績加熱パター
ン、23,26は休止用加熱パターン、26Aは定常加熱シフト
パターン、26Bは最低加熱パターンを示す。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】被加熱材の抽出停止等によつて抽出ピツチ
の変更が生ずる加熱炉の温度制御方法において、抽出停
止予測時間が入力されたタイミングで前記抽出停止等を
考慮しない存炉時間に対応した定常加熱パターンを、前
記抽出停止等を考慮した存炉時間軸上で前記停止予測時
間に応じて抽出側へシフトした定常加熱シフトパターン
と、加熱炉の各ゾーンの炉の制約条件である最低加熱温
度で前記被加熱材を加熱する最低加熱パターンとの最大
値を合成して休止用加熱パターンを求めて前記被加熱材
を加熱することを特徴とする加熱炉の温度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27685287A JPH075980B2 (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 加熱炉の温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27685287A JPH075980B2 (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 加熱炉の温度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01119625A JPH01119625A (ja) | 1989-05-11 |
| JPH075980B2 true JPH075980B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=17575307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27685287A Expired - Fee Related JPH075980B2 (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 加熱炉の温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075980B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2635240B2 (ja) * | 1991-06-25 | 1997-07-30 | 新日本製鐵株式会社 | 連続多帯式加熱炉のむだ焼き防止方法 |
| CN119536410B (zh) * | 2024-12-05 | 2025-09-16 | 无锡海鼎微电子有限公司 | 一种l型真空管道温度控制方法、系统及智能终端 |
-
1987
- 1987-10-30 JP JP27685287A patent/JPH075980B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01119625A (ja) | 1989-05-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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