JPH076001B2 - 連続加熱炉の炉温設定装置 - Google Patents
連続加熱炉の炉温設定装置Info
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- JPH076001B2 JPH076001B2 JP7512688A JP7512688A JPH076001B2 JP H076001 B2 JPH076001 B2 JP H076001B2 JP 7512688 A JP7512688 A JP 7512688A JP 7512688 A JP7512688 A JP 7512688A JP H076001 B2 JPH076001 B2 JP H076001B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の構成〕 (産業上の利用分野) 本発明は、スラブまたはビレット等の被加熱材料片(以
下、鋼片という)を加熱する連続加熱炉の炉温設定装
置、より詳細には、鋼片が連続的に通過する複数の制御
帯の各炉温を個別に制御するために各制御帯の炉温を個
別に設定する連続加熱炉の炉温設定装置に関する。
下、鋼片という)を加熱する連続加熱炉の炉温設定装
置、より詳細には、鋼片が連続的に通過する複数の制御
帯の各炉温を個別に制御するために各制御帯の炉温を個
別に設定する連続加熱炉の炉温設定装置に関する。
(従来の技術) 従来の代表的な連続加熱炉として、予熱帯、加熱帯及び
均熱帯の3つの制御帯を有する複帯式連続加熱炉があ
る。
均熱帯の3つの制御帯を有する複帯式連続加熱炉があ
る。
この複帯式連続加熱炉は、各制御帯ごとに、噴射燃料を
燃焼させるバーナと、炉温を検出する炉温センサと、こ
の炉温センサによる炉温検出値及び炉温設定器等で与え
られる炉温設定値の偏差を零に近付けるように制御する
制御装置とを有し、各制御帯で独立に温度制御ができる
ように構成されている。
燃焼させるバーナと、炉温を検出する炉温センサと、こ
の炉温センサによる炉温検出値及び炉温設定器等で与え
られる炉温設定値の偏差を零に近付けるように制御する
制御装置とを有し、各制御帯で独立に温度制御ができる
ように構成されている。
鋼片は予熱帯、加熱帯及び均熱帯を順次連続的に移動す
る間に加熱され、抽出口において抽出目標温度に到達す
るように焼き上げられる。これらの制御帯には複数の鋼
片が存在するのが普通であり、さらに、鋼片の寸法や材
質、抽出目標温度、表面温度制限値等は、必ずしも同一
ではない。鋼片の寸法、材質、抽出目標温度、表面温度
制限値等が異なる場合、鋼片を抽出する度ごとに炉温を
設定し直さなければならず、その設定が適切でないと、
在炉している鋼片を抽出目標温度に焼き上げることがで
きなかったり、逆に抽出時に焼け過ぎてしまったりする
ことがある。
る間に加熱され、抽出口において抽出目標温度に到達す
るように焼き上げられる。これらの制御帯には複数の鋼
片が存在するのが普通であり、さらに、鋼片の寸法や材
質、抽出目標温度、表面温度制限値等は、必ずしも同一
ではない。鋼片の寸法、材質、抽出目標温度、表面温度
制限値等が異なる場合、鋼片を抽出する度ごとに炉温を
設定し直さなければならず、その設定が適切でないと、
在炉している鋼片を抽出目標温度に焼き上げることがで
きなかったり、逆に抽出時に焼け過ぎてしまったりする
ことがある。
また、在炉している鋼片に対して、鋼片の寸法、材質、
抽出目標温度及び表面温度制限値などを考慮して、適切
な炉温設定値を算出し、炉温制御装置に設定した場合に
おいても、加熱炉内の炉温が炉温制御装置によって炉温
設定値に制御されるまでには、かなりの時間遅れがあ
る。そのため、個々の鋼片に注目してきめこまかい制御
を行うことは困難である。
抽出目標温度及び表面温度制限値などを考慮して、適切
な炉温設定値を算出し、炉温制御装置に設定した場合に
おいても、加熱炉内の炉温が炉温制御装置によって炉温
設定値に制御されるまでには、かなりの時間遅れがあ
る。そのため、個々の鋼片に注目してきめこまかい制御
を行うことは困難である。
このような問題を解決するために、加熱炉の特性を考慮
しながら、加熱炉の中に混在している複数の鋼片の中で
最も焼け不足の鋼片に注目し、その鋼片が抽出される時
に抽出目標温度に到達できるように加熱炉の炉温を設定
する方式が考えられる。しかしながら、この炉温設定方
式では、加熱炉の同じ制御帯の中に1本でも焼け不足の
鋼片が存在していると、その鋼片に注目して炉温をより
高く設定することになるため、同じ制御帯に存在して、
焼け不足の鋼片に先行している鋼片及び後行している鋼
片の多くが各鋼片の抽出目標温度よりもかなり高く焼き
上げられてしまう。
しながら、加熱炉の中に混在している複数の鋼片の中で
最も焼け不足の鋼片に注目し、その鋼片が抽出される時
に抽出目標温度に到達できるように加熱炉の炉温を設定
する方式が考えられる。しかしながら、この炉温設定方
式では、加熱炉の同じ制御帯の中に1本でも焼け不足の
鋼片が存在していると、その鋼片に注目して炉温をより
高く設定することになるため、同じ制御帯に存在して、
焼け不足の鋼片に先行している鋼片及び後行している鋼
片の多くが各鋼片の抽出目標温度よりもかなり高く焼き
上げられてしまう。
また、別の炉温設定方式として、加熱炉の特性を考慮し
ながら、現在時刻から加熱炉の同じ制御帯に混在してい
る鋼片が抽出される時刻までの時間における各鋼片の抽
出温度を推定し、この抽出温度推定値と抽出目標温度と
の温度差の合計あるいは温度差の自乗合計を最小にする
ように、現在時刻から同じ制御帯に混在している鋼片が
抽出されるまでの時間における炉温設定値を算出する方
式が考えられる。この炉温設定方式においては、加熱炉
の同じ制御帯に混在している鋼片の全部に注目して炉温
設定値を算出するため、求めた炉温設定値は平均的な炉
温設定値となる。このため、加熱炉の同じ制御帯に混在
している鋼片の中で最も焼け不足の鋼片に対しては、そ
の鋼片の抽出温度が抽出目標温度よりもかなり低くなる
場合がある。この時、その鋼片の抽出温度が例えば次の
工程の圧延可能許容抽出温度よりも低くなった場合に
は、圧延可能許容抽出温度に鋼片が加熱されるまで抽出
を遅らせること、すなわち加熱炉待ちをしなければなら
なくなる。この加熱炉待ちが発生すると圧延生産スケジ
ュールに大幅な変更を来たしてしまう。
ながら、現在時刻から加熱炉の同じ制御帯に混在してい
る鋼片が抽出される時刻までの時間における各鋼片の抽
出温度を推定し、この抽出温度推定値と抽出目標温度と
の温度差の合計あるいは温度差の自乗合計を最小にする
ように、現在時刻から同じ制御帯に混在している鋼片が
抽出されるまでの時間における炉温設定値を算出する方
式が考えられる。この炉温設定方式においては、加熱炉
の同じ制御帯に混在している鋼片の全部に注目して炉温
設定値を算出するため、求めた炉温設定値は平均的な炉
温設定値となる。このため、加熱炉の同じ制御帯に混在
している鋼片の中で最も焼け不足の鋼片に対しては、そ
の鋼片の抽出温度が抽出目標温度よりもかなり低くなる
場合がある。この時、その鋼片の抽出温度が例えば次の
工程の圧延可能許容抽出温度よりも低くなった場合に
は、圧延可能許容抽出温度に鋼片が加熱されるまで抽出
を遅らせること、すなわち加熱炉待ちをしなければなら
なくなる。この加熱炉待ちが発生すると圧延生産スケジ
ュールに大幅な変更を来たしてしまう。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は従来技術における上述の問題点を解決するため
になされたもので、焼き上がり状態の異なる鋼片が制御
帯に混在した場合でも、焼け過ぎや焼け不足のない高精
度の温度制御を可能にする連続加熱炉の炉温設定装置を
提供することを目的とする。
になされたもので、焼き上がり状態の異なる鋼片が制御
帯に混在した場合でも、焼け過ぎや焼け不足のない高精
度の温度制御を可能にする連続加熱炉の炉温設定装置を
提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明による連続加熱炉の炉温設定装置は、被加熱材料
固有の材料データ、工程固有の工程データ、及び過去の
演算結果として得られた被加熱材料片の推定温度データ
を記憶するメモリと、このメモリに記憶されている工程
データに基づいて炉内の被加熱材料片が連続加熱炉から
抽出されるまでの抽出予定ピッチを演算する第1の演算
手段と、この第1の演算手段によって演算された抽出予
定ピッチから算出される抽出予定時刻における被加熱材
料の炉内の将来位置を演算する第2の演算手段と、各制
御帯の炉温検出値とメモリに記憶されている推定温度デ
ータとに基づいて被加熱材料片の現在温度を推定し、メ
モリの推定温度データを逐次更新させる第3の演算手段
と、被加熱材料片の炉内各位置における目標温度を目標
温度曲線として記憶し、第2の演算手段によって演算さ
れた被加熱材料片の将来位置とメモリに記憶されている
材料データ及び工程データに基づいて被加熱材料片の炉
内各位置における目標温度を索引する目標温度曲線索引
手段と、炉温設定置を算出するのに最も適した被加熱材
料片を推論し、最適炉温設定置の演算方法と最適炉温設
定値を演算する時に用いる最適重み係数とを決定するた
めのルールを記憶している知識記憶部と、メモリに記憶
されている材料データ、第1の演算手段によって演算さ
れた被加熱材料片の抽出予定ピッチ、第2の演算手段に
よって演算された被加熱材料片の炉内位置、第3の演算
手段によって演算された被加熱材料片の現在温度、及び
目標温度曲線索引手段によって索引された被加熱材料片
の炉内各位置における目標温度、並びに知識記憶部に記
憶されているルールに基づいて、炉内設定値を算出する
のに最も適した被加熱材料片を推論して、最適な炉温設
定値の演算方法と最適な炉温設定値を演算するのに用い
る最適重み係数とを決定する推論部と、この推論部での
推論のために用いられた各データと推論部で推論された
最適な炉温設定値の演算方法及び最適重み係数とに基づ
いて、被加熱材料片の連続加熱炉から抽出される時に個
々の材料温度が抽出目標温度に確保されるように炉温設
定値を演算する第4の演算手段とを備えたことを特徴と
する (作 用) 加熱炉の一つの制御帯に存在する鋼片Sが、第2図に示
すように、時刻t0に位置X0に在炉し、時刻t1に位置X1に
在炉したとする。この鋼片Sは、抽出口に向かう方向の
各位置において材料平均温度の目標値を持っており、こ
の目標値を連ねたものが目標温度曲線Aになっている。
ここで、位置X0における目標温度をT0、位置X1における
目標温度をT1とすれば、鋼片Sが位置X0から位置X1に移
動する時間Δt(=t1−t0)内で、現在温度θ0から目
標温度T1まで加熱する必要がある。この温度差Δθ(=
T1−θ0)だけ加熱するのに必要な炉温θgは、材料の
表面温度を用いることによって次式で演算することがで
きる。
固有の材料データ、工程固有の工程データ、及び過去の
演算結果として得られた被加熱材料片の推定温度データ
を記憶するメモリと、このメモリに記憶されている工程
データに基づいて炉内の被加熱材料片が連続加熱炉から
抽出されるまでの抽出予定ピッチを演算する第1の演算
手段と、この第1の演算手段によって演算された抽出予
定ピッチから算出される抽出予定時刻における被加熱材
料の炉内の将来位置を演算する第2の演算手段と、各制
御帯の炉温検出値とメモリに記憶されている推定温度デ
ータとに基づいて被加熱材料片の現在温度を推定し、メ
モリの推定温度データを逐次更新させる第3の演算手段
と、被加熱材料片の炉内各位置における目標温度を目標
温度曲線として記憶し、第2の演算手段によって演算さ
れた被加熱材料片の将来位置とメモリに記憶されている
材料データ及び工程データに基づいて被加熱材料片の炉
内各位置における目標温度を索引する目標温度曲線索引
手段と、炉温設定置を算出するのに最も適した被加熱材
料片を推論し、最適炉温設定置の演算方法と最適炉温設
定値を演算する時に用いる最適重み係数とを決定するた
めのルールを記憶している知識記憶部と、メモリに記憶
されている材料データ、第1の演算手段によって演算さ
れた被加熱材料片の抽出予定ピッチ、第2の演算手段に
よって演算された被加熱材料片の炉内位置、第3の演算
手段によって演算された被加熱材料片の現在温度、及び
目標温度曲線索引手段によって索引された被加熱材料片
の炉内各位置における目標温度、並びに知識記憶部に記
憶されているルールに基づいて、炉内設定値を算出する
のに最も適した被加熱材料片を推論して、最適な炉温設
定値の演算方法と最適な炉温設定値を演算するのに用い
る最適重み係数とを決定する推論部と、この推論部での
推論のために用いられた各データと推論部で推論された
最適な炉温設定値の演算方法及び最適重み係数とに基づ
いて、被加熱材料片の連続加熱炉から抽出される時に個
々の材料温度が抽出目標温度に確保されるように炉温設
定値を演算する第4の演算手段とを備えたことを特徴と
する (作 用) 加熱炉の一つの制御帯に存在する鋼片Sが、第2図に示
すように、時刻t0に位置X0に在炉し、時刻t1に位置X1に
在炉したとする。この鋼片Sは、抽出口に向かう方向の
各位置において材料平均温度の目標値を持っており、こ
の目標値を連ねたものが目標温度曲線Aになっている。
ここで、位置X0における目標温度をT0、位置X1における
目標温度をT1とすれば、鋼片Sが位置X0から位置X1に移
動する時間Δt(=t1−t0)内で、現在温度θ0から目
標温度T1まで加熱する必要がある。この温度差Δθ(=
T1−θ0)だけ加熱するのに必要な炉温θgは、材料の
表面温度を用いることによって次式で演算することがで
きる。
ただし、 c:比熱(Kcal/kg℃) ρ:密度(kg/m3) b:鋼片の幅(m) σ:ステファンボルツマン定数 ΦCGu:上部総括熱吸収率 ΦCG1:下部総括熱吸収率 Δθ:温度偏差(=T1−θ0)(℃) Δt:時間間隔(=t1−t0)(hr) θg:炉温(℃) θu:鋼片の上部表面温度(℃) θ1:鋼片の下部表面温度(℃) である。
一方、加熱炉の一つの制御帯には、第3図に示すよう
に、n個の鋼片S1,S2,S3,…,Sn−1,Snがそれぞれ抽
出口(図上、右側)から順に(左側に)離れた位置X1,X
2,X3,…,Xn−1,Xnに存在し、しかも、これらの鋼片
の抽出予定時刻が各々t1,t2,t3,…,tn−1,tn、これ
らの鋼片の現在温度が各々θ1,θ2,θ3,…,θn−1,
θn、これらの鋼片の目標温度曲線がAであったとすれ
ば、上記(1)式を用いることによって、それぞれ抽出
目標温度に加熱するのに必要な炉温θg1,θg2,θg3,
…,θgn−1,θgnを演算することができる。
に、n個の鋼片S1,S2,S3,…,Sn−1,Snがそれぞれ抽
出口(図上、右側)から順に(左側に)離れた位置X1,X
2,X3,…,Xn−1,Xnに存在し、しかも、これらの鋼片
の抽出予定時刻が各々t1,t2,t3,…,tn−1,tn、これ
らの鋼片の現在温度が各々θ1,θ2,θ3,…,θn−1,
θn、これらの鋼片の目標温度曲線がAであったとすれ
ば、上記(1)式を用いることによって、それぞれ抽出
目標温度に加熱するのに必要な炉温θg1,θg2,θg3,
…,θgn−1,θgnを演算することができる。
これらの炉温θg1,θg2,θg3,…,θgn−1,θ
gnが、第3図に示すように、抽出口に近いものが最も高
く、抽出口から遠くなるに従って順に低くなる場合があ
ったり、第4図に示すように、狭い温度範囲でわずかに
ばらついたり、あるいはまた、第5図に示すように、抽
出口から遠くなるに従って順に低くなるものの、鋼片S
nの炉温θgnのみが飛抜けて高くなったりすることがあ
る。
gnが、第3図に示すように、抽出口に近いものが最も高
く、抽出口から遠くなるに従って順に低くなる場合があ
ったり、第4図に示すように、狭い温度範囲でわずかに
ばらついたり、あるいはまた、第5図に示すように、抽
出口から遠くなるに従って順に低くなるものの、鋼片S
nの炉温θgnのみが飛抜けて高くなったりすることがあ
る。
本発明は鋼片の目標温度と現在温度とを比較して炉温設
定値θg,setの演算方法を、例えば、次の3つのうち
から選択するものである。
定値θg,setの演算方法を、例えば、次の3つのうち
から選択するものである。
(1)炉温θg1,θg2,θg3,…,θgn−1,θgnが、
第3図に示すように、抽出口に近いものが最も高く、抽
出口から遠くなるに従って順に低くなると予測される場
合には、抽出口側の鋼片S1に注目して、鋼片S1から求め
た炉温θg1を炉温設定値θg,setとする。
第3図に示すように、抽出口に近いものが最も高く、抽
出口から遠くなるに従って順に低くなると予測される場
合には、抽出口側の鋼片S1に注目して、鋼片S1から求め
た炉温θg1を炉温設定値θg,setとする。
(2)炉温θg1,θg2,θg3,…,θgn−1,θgnが、
第4図に示すように、狭い温度範囲でわずかにばらつい
ている場合には、すべての鋼片S1,S2,S3,…,Sn−1,S
nに注目して、炉温θg1,θg2,θg3,…,θgn−1,
θgnを重み付き平均化して平均炉温gを求め、この平
均炉温gを炉温設定値θg,setとする。なお、重み
付き平均化方法の一例としては次の方法があり、これら
のいずれかを選択する。
第4図に示すように、狭い温度範囲でわずかにばらつい
ている場合には、すべての鋼片S1,S2,S3,…,Sn−1,S
nに注目して、炉温θg1,θg2,θg3,…,θgn−1,
θgnを重み付き平均化して平均炉温gを求め、この平
均炉温gを炉温設定値θg,setとする。なお、重み
付き平均化方法の一例としては次の方法があり、これら
のいずれかを選択する。
(a)n個の鋼片に対して、すべて同じ重みをつける。
(b)抽出口側の鋼片に、より大きな重みをつける。
(c)n個の鋼片の中で、焼け不足の鋼片(材料温度が
目標温度曲線より低いもの)に対して、より大きな重み
をつける。
目標温度曲線より低いもの)に対して、より大きな重み
をつける。
(3)炉温θg1,θg2,θg3,…,θgn−1,θgnが、
第5図に示すように、抽出口から遠くなるに従って順に
低くなるものの、鋼片Snの炉温θgnのみが飛抜けて高
くなっている場合には、最も焼け不足の鋼片Snに着目
して、炉温θgnを炉温設定値θg,setとする。
第5図に示すように、抽出口から遠くなるに従って順に
低くなるものの、鋼片Snの炉温θgnのみが飛抜けて高
くなっている場合には、最も焼け不足の鋼片Snに着目
して、炉温θgnを炉温設定値θg,setとする。
このために、まず、入力手段を介して入力される材料デ
ータおよび工程データをメモリに記憶させる一方、第2
の演算手段により鋼片S1,S2,S3,…,Sn−1,Snのそれ
ぞれの抽出時刻における制御帯の将来位置を演算する。
そして、第3の演算手段により鋼片S1,S2,S3,…,S
n−1,Snの各々の現在温度を推定してメモリに記憶さ
せる。
ータおよび工程データをメモリに記憶させる一方、第2
の演算手段により鋼片S1,S2,S3,…,Sn−1,Snのそれ
ぞれの抽出時刻における制御帯の将来位置を演算する。
そして、第3の演算手段により鋼片S1,S2,S3,…,S
n−1,Snの各々の現在温度を推定してメモリに記憶さ
せる。
次に、目標温度曲線索引手段が鋼片S1,S2,S3,…,S
n−1,Snの将来位置と、材料データ及び工程データと
に基づいて、鋼片の目標温度を索引する。
n−1,Snの将来位置と、材料データ及び工程データと
に基づいて、鋼片の目標温度を索引する。
一方、炉温設定値を算出するのに最も適した鋼片を推論
し、最適炉温設定値の演算方法と最適炉温設定値を演算
する時に用いる最適重み係数とを決定するためのルール
を予め知識記憶部に記憶させておく。
し、最適炉温設定値の演算方法と最適炉温設定値を演算
する時に用いる最適重み係数とを決定するためのルール
を予め知識記憶部に記憶させておく。
そこで、メモリに記憶されている材料データ、第1の演
算手段によって演算された鋼片の抽出予定ピッチ、第2
の演算手段によって演算された鋼片の炉内位置、第3の
演算手段によって演算された鋼片の現在温度、及び目標
温度曲線索引手段によって索引された鋼片の炉内各位置
における目標温度、並びに知識記憶部に記憶されている
ルールに基づいて、炉温設定値を算出するのに最も適し
た鋼片を推論して、最適な炉温設定値の演算方法と最適
な炉温設定値を演算する時に用いる最適重み係数とが推
論される。この推論のために用いられた各データと推論
によって得られた最適な炉温設定値の演算方法及び最適
重み係数とに基づいて、鋼片が連続加熱炉から抽出され
る時に個々の材料温度が抽出目標温度に確保されるよう
に各制御帯の炉温設定値が演算される。
算手段によって演算された鋼片の抽出予定ピッチ、第2
の演算手段によって演算された鋼片の炉内位置、第3の
演算手段によって演算された鋼片の現在温度、及び目標
温度曲線索引手段によって索引された鋼片の炉内各位置
における目標温度、並びに知識記憶部に記憶されている
ルールに基づいて、炉温設定値を算出するのに最も適し
た鋼片を推論して、最適な炉温設定値の演算方法と最適
な炉温設定値を演算する時に用いる最適重み係数とが推
論される。この推論のために用いられた各データと推論
によって得られた最適な炉温設定値の演算方法及び最適
重み係数とに基づいて、鋼片が連続加熱炉から抽出され
る時に個々の材料温度が抽出目標温度に確保されるよう
に各制御帯の炉温設定値が演算される。
以上のように加熱炉オペレータの操業ノウハウを知識ベ
ースとして記憶し、これを用いて在炉する鋼片の焼き上
がり状態から炉温設定値を算出するのに最も適した鋼片
を推論することにより、たとえ焼き上がり状態の異なる
鋼片が加熱炉内に混在しているような場合であっても、
常時、最適な炉温設定値を得ることができ、それによ
り、焼け過ぎや焼け不足のない高精度の温度制御を達成
することができる。
ースとして記憶し、これを用いて在炉する鋼片の焼き上
がり状態から炉温設定値を算出するのに最も適した鋼片
を推論することにより、たとえ焼き上がり状態の異なる
鋼片が加熱炉内に混在しているような場合であっても、
常時、最適な炉温設定値を得ることができ、それによ
り、焼け過ぎや焼け不足のない高精度の温度制御を達成
することができる。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例を、連続加熱炉の制御系と併
せて示したブロック図である。同図において、予熱帯、
加熱帯および均熱帯の各制御帯にそれぞれバーナを備え
た連続加熱炉2は圧延スケジュールに従って抽出口から
鋼片を抽出する鋼片抽出手段3を備えている。また、連
続加熱炉2は、各制御帯ごとに、炉温を検出する炉温セ
ンサ5と、バーナの燃料噴射量を調節して炉温を制御す
る炉温制御手段4とを備えている。さらに、炉温センサ
5の出力信号及び連続加熱炉2の鋼片抽出信号を入力し
て、炉温設定値を演算し、鋼片抽出手段3に鋼片抽出指
令を、炉温制御手段4に炉温設定信号を与える炉温設定
装置10が備えられている。
せて示したブロック図である。同図において、予熱帯、
加熱帯および均熱帯の各制御帯にそれぞれバーナを備え
た連続加熱炉2は圧延スケジュールに従って抽出口から
鋼片を抽出する鋼片抽出手段3を備えている。また、連
続加熱炉2は、各制御帯ごとに、炉温を検出する炉温セ
ンサ5と、バーナの燃料噴射量を調節して炉温を制御す
る炉温制御手段4とを備えている。さらに、炉温センサ
5の出力信号及び連続加熱炉2の鋼片抽出信号を入力し
て、炉温設定値を演算し、鋼片抽出手段3に鋼片抽出指
令を、炉温制御手段4に炉温設定信号を与える炉温設定
装置10が備えられている。
ここで、炉温設定装置10は鋼片抽出口を有する均熱帯を
制御対象としたもので、鋼片の寸法、材質、表面温度制
限値等の鋼片固有の材料データ、及び、加熱工程の種
類、抽出目標温度、所要時間等の工程固有の工程データ
を入力する入力手段11と、この入力手段11からの入力デ
ータを記憶すると共に、現在温度を推定した現在温度デ
ータを記憶するメモリ12と、鋼片が連続加熱炉2の均熱
帯から抽出されるまでの抽出予定ピッチを演算する抽出
ピッチ演算手段13と、ここで算出された抽出予定ピッチ
から求められる抽出予定時刻における鋼片の炉内での将
来位置を演算する位置演算手段14と、鋼片の現在温度を
演算してメモリ12からの推定温度データを逐次更新する
温度演算手段15と、鋼片の材質等に対応する目標温度曲
線を用いて制御帯における鋼片の目標温度を索引する目
標温度曲線索引手段16と、鋼片の目標温度の分布状態に
応じて最適な炉温設定値の演算方法を決定する最適炉温
演算方法決定手段17と、ここで決定された最適炉温演算
方法に従い、制御帯の最適炉温設定値を演算する最適炉
温設定値演算手段21とで構成されている。
制御対象としたもので、鋼片の寸法、材質、表面温度制
限値等の鋼片固有の材料データ、及び、加熱工程の種
類、抽出目標温度、所要時間等の工程固有の工程データ
を入力する入力手段11と、この入力手段11からの入力デ
ータを記憶すると共に、現在温度を推定した現在温度デ
ータを記憶するメモリ12と、鋼片が連続加熱炉2の均熱
帯から抽出されるまでの抽出予定ピッチを演算する抽出
ピッチ演算手段13と、ここで算出された抽出予定ピッチ
から求められる抽出予定時刻における鋼片の炉内での将
来位置を演算する位置演算手段14と、鋼片の現在温度を
演算してメモリ12からの推定温度データを逐次更新する
温度演算手段15と、鋼片の材質等に対応する目標温度曲
線を用いて制御帯における鋼片の目標温度を索引する目
標温度曲線索引手段16と、鋼片の目標温度の分布状態に
応じて最適な炉温設定値の演算方法を決定する最適炉温
演算方法決定手段17と、ここで決定された最適炉温演算
方法に従い、制御帯の最適炉温設定値を演算する最適炉
温設定値演算手段21とで構成されている。
最適炉温演算方法決定手段17は、この実施例の場合、デ
ータ編集部18、知識記憶部19、及び推論部20から成って
いる。データ編集部18では、位置演算手段14によって演
算された鋼片の加熱炉内における位置データと、メモリ
12に記憶保持された鋼片の現在温度、寸法、材質、表面
温度制限値等のデータと、目標温度曲線索引手段16によ
って索引された鋼片の加熱炉内における目標温度データ
と、抽出ピッチ演算手段13によって演算された抽出ピッ
チデータなどを偏集して推論部20へ送ると共に、最適炉
温設定値演算手段21へ送る。推論部20は、これらの編集
されたデータと知識記憶部19に予め記憶されているルー
ルとに基づいて、炉温設定値を算出するために注目すべ
き最適の鋼片はどれかを推論して最適な炉温設定値の演
算方法と最適炉温設定値を演算する時に用いる最適重み
係数とを決定する。
ータ編集部18、知識記憶部19、及び推論部20から成って
いる。データ編集部18では、位置演算手段14によって演
算された鋼片の加熱炉内における位置データと、メモリ
12に記憶保持された鋼片の現在温度、寸法、材質、表面
温度制限値等のデータと、目標温度曲線索引手段16によ
って索引された鋼片の加熱炉内における目標温度データ
と、抽出ピッチ演算手段13によって演算された抽出ピッ
チデータなどを偏集して推論部20へ送ると共に、最適炉
温設定値演算手段21へ送る。推論部20は、これらの編集
されたデータと知識記憶部19に予め記憶されているルー
ルとに基づいて、炉温設定値を算出するために注目すべ
き最適の鋼片はどれかを推論して最適な炉温設定値の演
算方法と最適炉温設定値を演算する時に用いる最適重み
係数とを決定する。
知識記憶部19に記憶されているルール群は、一つの実施
例として例示すれば、炉温設定値を算出するために注目
すべき最適の鋼片がどれかを推論するための第1のルー
ルと、最適な炉温設定値の演算方法を決定する第2のル
ールと、最適な炉温設定値を演算する時に用いる最適重
み係数を決定する第3のルールとから構成される。
例として例示すれば、炉温設定値を算出するために注目
すべき最適の鋼片がどれかを推論するための第1のルー
ルと、最適な炉温設定値の演算方法を決定する第2のル
ールと、最適な炉温設定値を演算する時に用いる最適重
み係数を決定する第3のルールとから構成される。
ルール群を構成する各ルールの具体例について説明す
る。なお、∧はAND(論理積)条件を示す論理式記号と
する。
る。なお、∧はAND(論理積)条件を示す論理式記号と
する。
(1)第1のルールの例 例 1: (材料温度が目標温度よりかなり低い鋼片が制御帯入口
に装入された) ∧(先行材の材料温度は目標温度に近い) ∧(同じ制御帯には温度制限材が無い) →(装入材に注目して炉温設定置を算出する) 例 2: (同じ制御帯に在炉しているすべての鋼片が、各々の目
標温度付近に加熱されている) ∧(同じ制御帯には温度制限材が無い) →(抽出口側の鋼片S1に注目して炉温設定値を算出す
る) 例 3: (同じ制御帯に在炉している鋼片の材料温度は、各々の
鋼片の目標温度よりも低い) ∧(同じ制御帯には温度制限材が無い) →(同じ制御帯に在炉している全部の鋼片に注目して炉
温設定値を算出する) (2)第2のルールの例 例 1: (装入材に注目して炉温設定値を算出する) →(炉温設定値演算方法(3)を選択する) 例 2: (抽出口側の鋼片S1に注目して炉温設定値を算出する) →(炉温設定値演算方法(1)を選択する) 例 3: (同じ制御帯に在炉している全部の鋼片に注目して炉温
設定値を算出する) →(炉温設定値演算方法(2)を選択する) (3)第3のルールの例 例 1: (炉温設定値演算方法(2)が選択されている) ∧(抽出口側の鋼片の材料温度が目標温度よりも低い) →(最適な重み係数演算方法(b)を選択する) 例 2: (炉温設定値演算方法(2)が選択されている) ∧(同じ制御帯に在炉している全部の鋼片が焼け不足で
ある) →(最適な重み係数演算方法(a)を選択する) 例 3: (炉温設定値演算方法(2)が選択されている) ∧(同じ制御帯に在炉している一部の鋼片が焼け不足で
ある) →(最適な重み係数演算方法(c)を選択する) このようなルールを用いて決定された最適な炉温設定値
演算方法及び最適な重み係数演算方法を表す信号は最適
炉温設定値演算手段21へ出力される。
に装入された) ∧(先行材の材料温度は目標温度に近い) ∧(同じ制御帯には温度制限材が無い) →(装入材に注目して炉温設定置を算出する) 例 2: (同じ制御帯に在炉しているすべての鋼片が、各々の目
標温度付近に加熱されている) ∧(同じ制御帯には温度制限材が無い) →(抽出口側の鋼片S1に注目して炉温設定値を算出す
る) 例 3: (同じ制御帯に在炉している鋼片の材料温度は、各々の
鋼片の目標温度よりも低い) ∧(同じ制御帯には温度制限材が無い) →(同じ制御帯に在炉している全部の鋼片に注目して炉
温設定値を算出する) (2)第2のルールの例 例 1: (装入材に注目して炉温設定値を算出する) →(炉温設定値演算方法(3)を選択する) 例 2: (抽出口側の鋼片S1に注目して炉温設定値を算出する) →(炉温設定値演算方法(1)を選択する) 例 3: (同じ制御帯に在炉している全部の鋼片に注目して炉温
設定値を算出する) →(炉温設定値演算方法(2)を選択する) (3)第3のルールの例 例 1: (炉温設定値演算方法(2)が選択されている) ∧(抽出口側の鋼片の材料温度が目標温度よりも低い) →(最適な重み係数演算方法(b)を選択する) 例 2: (炉温設定値演算方法(2)が選択されている) ∧(同じ制御帯に在炉している全部の鋼片が焼け不足で
ある) →(最適な重み係数演算方法(a)を選択する) 例 3: (炉温設定値演算方法(2)が選択されている) ∧(同じ制御帯に在炉している一部の鋼片が焼け不足で
ある) →(最適な重み係数演算方法(c)を選択する) このようなルールを用いて決定された最適な炉温設定値
演算方法及び最適な重み係数演算方法を表す信号は最適
炉温設定値演算手段21へ出力される。
最適炉温設定値演算手段21では、データ編集部18で編集
されたデータと、推論部20で決定された最適な炉温設定
値演算方法及び最適な重み係数演算方法とに基づいて、
加熱炉に在炉する鋼片の焼き上がり状態に最も適した炉
温設定値を演算する。この最適炉温設定値演算手段21で
演算された最適炉温設定値に基づいて、連続加熱炉24の
炉温は、炉温制御手段4によって制御される。
されたデータと、推論部20で決定された最適な炉温設定
値演算方法及び最適な重み係数演算方法とに基づいて、
加熱炉に在炉する鋼片の焼き上がり状態に最も適した炉
温設定値を演算する。この最適炉温設定値演算手段21で
演算された最適炉温設定値に基づいて、連続加熱炉24の
炉温は、炉温制御手段4によって制御される。
次に、第1図の装置の動作について説明する。
連続加熱炉2は挿入口から次々と挿入される鋼片を予熱
帯、加熱帯及び均熱帯の各制御帯でそれぞれ異なる態様
で加熱し、加熱し終った鋼片を鋼片抽出手段3によって
抽出口から順次抽出する。この時、均熱帯の炉温は炉温
センサ5によって検出され、その検出値に基づいて炉温
設定装置10が最適炉温を演算し設定すると、炉温制御手
段4がその炉温設定値に従って炉温を独立に制御する。
帯、加熱帯及び均熱帯の各制御帯でそれぞれ異なる態様
で加熱し、加熱し終った鋼片を鋼片抽出手段3によって
抽出口から順次抽出する。この時、均熱帯の炉温は炉温
センサ5によって検出され、その検出値に基づいて炉温
設定装置10が最適炉温を演算し設定すると、炉温制御手
段4がその炉温設定値に従って炉温を独立に制御する。
ここで、炉温設定するために、入力手段11により、鋼片
の寸法、材質、表面温度制限値等の材料データと、工程
の種類、抽出目標温度、所要時間等の工程データを入力
すると、これらのデータがメモリ12に記憶される。ま
た、連続加熱炉2から鋼片が抽出される度ごとに、抽出
ピッチ演算手段13及び温度演算手段15に抽出信号が加え
られる。抽出ピッチ演算手段13は、この抽出信号とメモ
リ12に記憶された工程データとに基づいて、一定時間後
までの抽出予定ピッチを演算する。また、位置演算手段
14は、この抽出予定ピッチから求められる抽出予定時刻
における鋼片の均熱帯の将来位置を演算する。
の寸法、材質、表面温度制限値等の材料データと、工程
の種類、抽出目標温度、所要時間等の工程データを入力
すると、これらのデータがメモリ12に記憶される。ま
た、連続加熱炉2から鋼片が抽出される度ごとに、抽出
ピッチ演算手段13及び温度演算手段15に抽出信号が加え
られる。抽出ピッチ演算手段13は、この抽出信号とメモ
リ12に記憶された工程データとに基づいて、一定時間後
までの抽出予定ピッチを演算する。また、位置演算手段
14は、この抽出予定ピッチから求められる抽出予定時刻
における鋼片の均熱帯の将来位置を演算する。
一方、温度演算手段15においては、連続加熱炉2から得
られる抽出信号を受けて、炉温センサ5からの炉温検出
値と、過去にこの温度演算手段15で演算してメモリ12に
記憶されている鋼片の平均温度演算値とから、鋼片の平
均温度を演算、推定し、その結果によりメモリ12の記憶
内容を更新させる。さらに、目標温度曲線索引手段16に
おいては、位置演算手段14から得られる鋼片の均熱帯内
位置とメモリ12から得られる鋼片の材料データとから、
鋼片の目標温度を索引する。最適炉温設定値演算方法選
択手段17では、すでに述べたところに従い、加熱炉を制
御するための炉温設定値の演算方法を選択する。
られる抽出信号を受けて、炉温センサ5からの炉温検出
値と、過去にこの温度演算手段15で演算してメモリ12に
記憶されている鋼片の平均温度演算値とから、鋼片の平
均温度を演算、推定し、その結果によりメモリ12の記憶
内容を更新させる。さらに、目標温度曲線索引手段16に
おいては、位置演算手段14から得られる鋼片の均熱帯内
位置とメモリ12から得られる鋼片の材料データとから、
鋼片の目標温度を索引する。最適炉温設定値演算方法選
択手段17では、すでに述べたところに従い、加熱炉を制
御するための炉温設定値の演算方法を選択する。
次に、最適炉温設定値演算手段21では、データ編集部18
から得られる材料データ、現在の推定温度データ、鋼片
の目標温度、及び鋼片の加熱炉内の位置とから、推論部
20で推論された演算方法に従い、制御帯に存在する鋼片
の焼き上がり状態に最も適した炉温設定値が演算され
る。
から得られる材料データ、現在の推定温度データ、鋼片
の目標温度、及び鋼片の加熱炉内の位置とから、推論部
20で推論された演算方法に従い、制御帯に存在する鋼片
の焼き上がり状態に最も適した炉温設定値が演算され
る。
このようにして演算された炉温設定値に基づいて炉温制
御手段4が、連続加熱炉2の炉温が制御される。
御手段4が、連続加熱炉2の炉温が制御される。
かくして、本実施例によれば、均熱帯に混在している鋼
片の焼き上がり状態等が変化しても、きめの細かい制御
が可能になり、各鋼片が抽出されるときに、その鋼片の
抽出温度と抽出目標温度との偏差を最小に保つように炉
温を精度よく設定することができる。
片の焼き上がり状態等が変化しても、きめの細かい制御
が可能になり、各鋼片が抽出されるときに、その鋼片の
抽出温度と抽出目標温度との偏差を最小に保つように炉
温を精度よく設定することができる。
なお、上記実施例では、特に均熱帯の炉温を制御するた
めの炉温設定装置について説明したが、予熱帯から加熱
帯への鋼片の移動、加熱帯から均熱帯への鋼片の移動を
それぞれ予熱帯、加熱帯からの鋼片の抽出と見なすこと
により、本発明は予熱帯または加熱帯の温度制御にも適
用することができる。
めの炉温設定装置について説明したが、予熱帯から加熱
帯への鋼片の移動、加熱帯から均熱帯への鋼片の移動を
それぞれ予熱帯、加熱帯からの鋼片の抽出と見なすこと
により、本発明は予熱帯または加熱帯の温度制御にも適
用することができる。
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、
材料データや工程データ、さらには表面温度推定値及び
材料温度推定値などのデータから加熱炉内に存在する鋼
片の焼き上がり状態を短時間で正確に判断して、炉温設
定値を算出するために注目すべき最適の鋼片を推論し、
この推論結果に基づいて最適な炉温設定値を算出するこ
とができ、それにより、焼き上がり状態の異なる鋼片が
炉内に混在した場合でも、焼き過ぎや焼け不足のない高
精度の温度制御を達成することができる。また本発明に
よれば、加熱炉オペレータによる炉温設定値のバラツキ
を無くして鋼片の品質の均一化に寄与することができ
る。
材料データや工程データ、さらには表面温度推定値及び
材料温度推定値などのデータから加熱炉内に存在する鋼
片の焼き上がり状態を短時間で正確に判断して、炉温設
定値を算出するために注目すべき最適の鋼片を推論し、
この推論結果に基づいて最適な炉温設定値を算出するこ
とができ、それにより、焼き上がり状態の異なる鋼片が
炉内に混在した場合でも、焼き過ぎや焼け不足のない高
精度の温度制御を達成することができる。また本発明に
よれば、加熱炉オペレータによる炉温設定値のバラツキ
を無くして鋼片の品質の均一化に寄与することができ
る。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図な
いし第5図は同実施例の原理を説明するために、鋼片の
位置と温度との関係を示す線図である。 10……炉温設定装置、11……入力手段、12……メモリ、
13……抽出ピッチ演算手段、14……位置演算手段、15…
…温度演算手段、16……目標温度曲線索引手段、17……
最適炉温演算方法決定手段、18……データ編集部、19…
…知識記憶部、20……推論部、21……最適炉温設定値演
算手段。
いし第5図は同実施例の原理を説明するために、鋼片の
位置と温度との関係を示す線図である。 10……炉温設定装置、11……入力手段、12……メモリ、
13……抽出ピッチ演算手段、14……位置演算手段、15…
…温度演算手段、16……目標温度曲線索引手段、17……
最適炉温演算方法決定手段、18……データ編集部、19…
…知識記憶部、20……推論部、21……最適炉温設定値演
算手段。
Claims (1)
- 【請求項1】被加熱材料片が連続的に通過する複数の制
御帯の各炉温を個別に制御するために各制御帯の最適炉
温を個別に設定する連続加熱炉の炉温設定装置におい
て、 被加熱材料固有の材料データ、工程固有の工程データ、
及び過去の演算結果として得られた被加熱材料片の推定
温度データを記憶するメモリと、 このメモリに記憶されている工程データに基づいて炉内
の被加熱材料片が連続加熱炉から抽出されるまでの抽出
予定ピッチを演算する第1の演算手段と、 この第1の演算手段によって演算された抽出予定ピッチ
から算出される抽出予定時刻における被加熱材料の炉内
の将来位置を演算する第2の演算手段と、 各制御帯の炉温検出値とメモリに記憶されている推定温
度データとに基づいて被加熱材料片の現在温度を推定
し、メモリの推定温度データを逐次更新させる第3の演
算手段と、 被加熱材料片の炉内各位置における目標温度を目標温度
曲線として記憶し、第2の演算手段によって演算された
被加熱材料片の将来位置とメモリに記憶されている材料
データ及び工程データに基づいて被加熱材料片の炉内各
位置における目標温度を索引する目標温度曲線索引手段
と、 炉温設定値を算出するのに最も適した被加熱材料片を推
論し、最適炉温設定値の演算方法と最適炉温設定値を演
算する時に用いる最適重み係数とを決定するためのルー
ルを記憶している知識記憶部と、 メモリに記憶されている材料データ、第1の演算手段に
よって演算された被加熱材料片の抽出予定ピッチ、第2
の演算手段によって演算された被加熱材料片の炉内位
置、第3の演算手段によって演算された被加熱材料片の
現在温度、及び目標温度曲線索引手段によって索引され
た被加熱材料片の炉内各位置における目標温度、並びに
知識記憶部に記憶されているルールに基づいて、炉温設
定値を算出するのに最も適した被加熱材料片を推論し
て、最適な炉温設定値の演算方法と最適な炉温設定値を
演算するのに用いる最適重み係数とを決定する推論部
と、 この推論部での推論のために用いられた各データと推論
部で推論された最適な炉温設定値の演算方法及び最適重
み係数とに基づいて、被加熱材料片の連続加熱炉から抽
出される時に個々の材料温度が抽出目標温度に確保され
るように炉温設定値を演算する第4の演算手段と、 を備えたことを特徴とする連続加熱炉の炉温設定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7512688A JPH076001B2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 連続加熱炉の炉温設定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7512688A JPH076001B2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 連続加熱炉の炉温設定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01246322A JPH01246322A (ja) | 1989-10-02 |
| JPH076001B2 true JPH076001B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=13567195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7512688A Expired - Lifetime JPH076001B2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 連続加熱炉の炉温設定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH076001B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2659148B2 (ja) * | 1991-06-25 | 1997-09-30 | 新日本製鐵株式会社 | 材料温度制御における目標到達時間算出方法 |
| 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 |
| JP2008024966A (ja) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 連続式加熱炉の炉温制御方法及び鋼材の製造方法 |
| JP7428868B2 (ja) * | 2019-08-01 | 2024-02-07 | 日本製鉄株式会社 | 加熱炉における金属片の抽出温度予測装置、及び予測モデルの学習装置 |
-
1988
- 1988-03-29 JP JP7512688A patent/JPH076001B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01246322A (ja) | 1989-10-02 |
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