JPH0772308B2 - 連続焼鈍炉の板温制御方法 - Google Patents

連続焼鈍炉の板温制御方法

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JPH0772308B2
JPH0772308B2 JP602088A JP602088A JPH0772308B2 JP H0772308 B2 JPH0772308 B2 JP H0772308B2 JP 602088 A JP602088 A JP 602088A JP 602088 A JP602088 A JP 602088A JP H0772308 B2 JPH0772308 B2 JP H0772308B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はヒートサイクル,ラインスピード,板厚等の変
更時における板温を制御して焼鈍材の材質を均一にする
連続焼鈍炉の板温制御方法に関するものである。
[従来の技術] 従来の連続焼鈍炉の構成例として第5図のように構成さ
れたものがある。連続焼鈍炉1は入側から予熱帯a、加
熱帯b、均熱帯dおよび冷却帯e−1,e−2,e−3より構
成されている。そして各帯域の加熱、冷却方式として、
予熱帯aは加熱帯bおよび均熱帯dからの排ガスによる
直接加熱もしくは排ガスと熱交換せしめた空気による加
熱を行ない、加熱帯bおよび均熱帯dではラジアントチ
ューブ式加熱、また冷却帯e−1,e−2,e−3ではロール
冷却、ガスジェット冷却、クーリングチューブ冷却など
が一般に行なわれている。
第6図はこのうち加熱帯bの板温制御系の構成例であ
る。すなわち加熱帯b内にサクション形のラジアントチ
ューブ2を配設して、このラジアントチューブ2中で燃
料ガスを燃焼させてラジアントチューブ2を加熱し、そ
の輻射熱によってラジアントチューブ2相互の列間を上
下に通過するストリップ3を加熱するようになってい
る。
そして板温制御方法としては例えば炉内を6群のゾーン
に分けて、各ゾーンことに炉内雰囲気温度を調節し、こ
の調節により間接的に板温を制御している。このことを
さらに詳しく説明すれば各ゾーンことに炉温検出器4を
設け、また予め炉温設定器5に炉温目標値を設定してお
き、炉温検出器4で検出された炉温が前記炉温目標値に
等しくなるように炉温調節計6で燃料流量調節計7を制
御している。またこの加熱帯bでの操業方法は、ヒート
サイクルが同じで板厚が変わった場合には、加熱帯炉温
設定値は変えずにラインスピードを(板厚)×(ライン
スピード)が一定となるように制御し、さらにヒートサ
イクルが変更となった場合は加熱帯の炉温設定値を変え
て加熱帯出口の板温を制御している。
第7図は従来の板温制御方法を具体的に説明するための
加熱帯出口板温の変化を示すグラフであり、加熱帯の炉
温目標値TFを950℃から850℃に変更した時の加熱帯出口
板温TS3の変化を示す。炉温目標値TFが850℃になるまで
に約20分を要しており、加熱帯出口板温TS3が780℃から
740℃に下るのに炉温目標値TFと同様約20分を要してい
る。
[発明が解決しようとする問題点] 以上述べたように従来の板温制御方法では加熱帯の炉温
目標値TFを変更する場合、炉温の応答性がおそく例えば
100℃の炉温変更に対し、20〜30分必要である。従っ
て、例えばラインスピードが300m/minの場合約1コイル
分の加熱不良による材質不良が発生するため、これに相
当するダミーコイルを使用する必要がある。
ところが、このことはダミーコイルの通板時間分は生産
に寄与しておらず、また省エネ上も好ましくない。さら
にダミーコイルの入側溶接、出側分割および出側から入
側へのハンドリングなどの余分な作業を必要としてい
た。また、同一ヒートサイクルで板厚が変更になった場
合たとえば次のコイルは板厚が厚くなる場合、次コイル
先端が予熱帯入口に入ると同時にラインスピードを(板
厚)×(ラインスピード)=一定となるように下げてい
た。一方、先行コイルはその時点では加熱帯内にあるの
で、板厚のうすい先行コイルの後端部は過焼鈍となり、
材質不良となる。そのため、板厚変更量を小さく(たと
えば±15%)するよう制限し、加熱帯出口での板温を許
容温度範囲内として、材質不良の発生を防止している。
したがって対象材の操業スケジュール組みやコイル置場
におけるコイル管理を繁雑にしていた。
そこで、本発明はヒートサイクル、ラインスピード、板
厚等の変更に際し、容易に加熱帯出口板温を目標温度に
制御することができ、従来発生していた操業の繁雑さを
なくし、板厚偏差を広げることが可能となり、またダミ
ーコイルの使用をなくすことができて生産コストを下げ
ることができる連続焼鈍炉の板温制御方法を提供するこ
とを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明は前記目的を達成するために、連続焼鈍炉の加熱
帯内の一部に、ガスジェット等により前記加熱帯を冷却
する急速冷却手段を有する板温制御ゾーンを設け、この
板温制御ゾーン出口における前記加熱帯の板温上昇分の
算出結果により板温を予測し、この予測値が目標温度と
なるように前記板温制御ゾーン出口板温設定値を算出
し、また前記板温制御ゾーン入口板温を検出し、この検
出値を前記板温制御ゾーン出口板温設定値にまで冷却す
るに必要な前記急速冷却手段の熱量を算出し、前記加熱
帯出口を前記板温検出値が目標値となるように前記急速
冷却手段の熱量の補正量を演算し、これを前記急速冷却
手段の設定値に与えるようにした連続焼鈍炉の板温制御
方法である。
[作 用] 本発明は加熱帯内の一部に設けた急速冷却手段により、
ヒートサイクル、ラインスピード、板厚等の変更時にス
トリップを冷却し、加熱帯出口板温を目標温度に制御す
る場合、予測制御とフィードバック制御を組合せて行う
ようにしたので、容易に加熱帯出口板温を目標温度に容
易に制御でき、操業の繁雑さがなくなり、板厚偏差を広
げることが可能となり、ダミーコイルの使用をなくすこ
とができる。
[実施例] 第1図は本発明の連続焼鈍炉の板温制御方法を実現する
構成例である。図中4は加熱帯b−2の炉温を検出する
炉温検出器、8,9,17は後述する機能を有する演算器、10
は板温制御ゾーンcのストリップ両面に対向して設置さ
れ、ストリップ対向面に冷却ガスの吹出しノズルを設け
たプレナムチャンバである。11はプレナムチャンバ内圧
力検出器、12はダンパ、13はプレナムチャンバ内圧力調
節計で、これらによりプレナムチャンア内圧力制御系、
いいかえればガスジェット量制御系を構成する。14は冷
却ガスの循環ファン、15は循環ガスのクーラ、16は加熱
帯出口板温検出器、18はロール温検出器、19は板温制御
ゾーンc入口板温検出器である。
演算器8は、動的モデルたとえば式(1)を使って第2
図に示すような演算方法で加熱帯出口板温予測値T
s3(t+△t)が目標温度Ts3sになるための板温制御ゾ
ーンc出口板温設定値RS2Sを算出する。演算周期はたと
えば1パス通過時間とする。
TS3(t+△t)=f(TFD(t),TRD(t),TS2(t),LS(t),Di(t),Di
(t+△t)) (1) ここで TFD(t):炉温検出器4により検出した加熱帯b−2
の炉温検出値 TRD(t):ロール温検出器18により検出した加熱帯b
−2のロール温度検出器 TS2(t):板温制御ゾーンc出口板温すなわち加熱帯
b−2入口板温 LS(t):ラインスピード Di(t):加熱帯b−2の第iパスの板厚 t:時間 △t:加熱帯b−2の通過時間 板厚Di(t),Di(t+△t)は公知の技術(例:特開
昭55−21560号公報)によってコイル間の溶接点を溶接
点検出器とロール軸に直結したパルスジェネレータをト
ラッキングすることをよって知ることができる。
式(1)はあらかじめ伝熱理論や運転データの解析によ
って得られ、ラジアントチューブやロールなどの熱慣性
を考慮した動的モデルである。
演算器9はたとえば式(2)を使って板温制御ゾーンc
のガスジェット量を演算し、ガスジェット量制御系にプ
リセット設定値として与える。
ここで TS1D:板厚制御ゾーン入口板温検出器19により検出した
検出値 Tg:冷却ガスの温度(一定または検出値) PP:プレナムチャンバ内圧力検出器11により検出した圧
力 D:板温制御ゾーンcにおける板厚a1,a2,a3:定数 ガスジェット量制御系は第1図に示すように具体的には
プレナムチャンバ内圧力制御系を構成することによって
実現する。すなわち演算器9は具体的には式(2)から
プレナムチャンバ内圧力設定値PPS(添字sは設定値を
表わす。)を出力する。
また、演算器17は加熱帯出口板温検出器16により検出し
た検出値TS3Dと目標板温TS3Sとの偏差によりたとえば式
(3)によりプレナムチャンバ10内の圧力設定値補正量
△PPSを演算し、前述のプレナムチャンバ内圧力プリセ
ット設定値PPSに付加することによりモデルの誤差によ
る制御誤差をなくし、加熱帯出口板温を目標値に制御す
る。
ただし、加熱帯出口板温検出値(TS3D)<目標値
(TS3D)のときは△PPS=0にする。
△PPS=a4×(TS3D−TS3S) (3) ここで、a4,a5は定数である。なお、この場合加熱帯b
−2の通過時間分だけのむだ時間が存在するのでこの演
算ピッチはたとえば加熱帯b−2の通過時間分とし、そ
の間は前回値に保持する。また加熱帯出口板温偏差をプ
レナムチャンバ圧力に対して補正する代りに板温制御ゾ
ーンc出口板温設定値に対してたとえば式(4)のよう
に補正してもよい。つまり演算器9の計算で求めた出口
板温設定値TS2Sを使う。
TS2S′=TS2S−a6×(TS3D−TS3S) (4) ここで、a6は定数 第7図は従来の板温制御系において加熱帯の炉温目標値
TFを950℃から850℃に変更した時の加熱帯出口板温TS3
の変化を示す。炉温目標値TFが850℃になるまでに約20
分を要しており、板温TS3が780℃から目標値740℃に下
るのに炉温目標値TFと同様約20分を要している。これに
対し、第4図は本発明により板温目標値TFを780℃から7
40℃に変化させた場合の制御例である。ガスジェット量
制御系は高応答性を有するので、第4図に示すように板
温制御ゾーンcを出口板温TS2を一時的に過大に降温さ
せ、おくれなく加熱帯出口板温を目標温度に制御するこ
とができる。
以上述べた本発明の実施例によれば、プレナムチャンバ
内検出器11、ダンパ12、プレナムチャンバ10とからなる
急速冷却手段により、ヒートサイクル、ラインスピー
ド、板厚等の変更時にストリップを冷却し、加熱帯出口
板温を目標温度に制御する場合、予測制御とフィードバ
ック制御を組合せて行うようにしたので、容易に加熱帯
出口板温を目標温度に制御でき、操業の繁雑さがなくな
り、板厚偏差例えば±50%にまで広げることが可能とな
り、ダミーコイルの使用をなくすことができる。
[発明の効果] 本発明によればヒートサイクル,ラインスピード,板厚
等の変更に際し、容易に加熱帯出口板温を目標温度に制
御することができ、従来発生していた操業の繁雑さをな
くし、板厚偏差を広げることが可能となり、またダミー
コイルの使用をなくすことができて生産コストを広げる
ことができる連続焼鈍炉の板温制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の連続焼鈍炉の板温制御方法を実現する
図、第2図は第1図の演算器8の演算フローを示す図、
第3図は本発明による連続焼鈍炉全体の構成図、第4図
は本発明による加熱帯出口および板温制御ゾーン出口板
温の変化を示すグラフ、第5図は従来の連続焼鈍炉の構
成図を示す図、第6図は第5図の板温制御系の構成図、
第7図は従来の板温制御方法を具体的に説明するための
加熱帯出口板温の変化を示すグラフである。 a……予熱帯、b……加熱帯、c……板温制御ゾーン、
d……均熱帯、e……冷却帯、4……炉温検出器、8,9,
17……演算器、10……プレナムチャンバ、11……プレナ
ムチャンバ内圧力検出器、13……プレナムチャンバ内圧
力調節計、16…加熱帯出口板温検出器、18……ロール温
検出器、19……板温制御ゾーン入口板温検出器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 貝原 和一 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内 (72)発明者 増野 豈彦 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内 (72)発明者 武藤 振一郎 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】連続焼鈍炉の加熱帯内の一部に、ガスジェ
    ット等により前記加熱帯を冷却する急速冷却手段を有す
    る板温制御ゾーンを設け、この板温制御ゾーン出口にお
    ける前記加熱帯の板温上昇分の算出結果により板温を予
    測し、この予測値が目標温度となるように前記板温制御
    ゾーン出口板温設定値を算出し、また前記板温制御ゾー
    ン入口板温を検出し、この検出値を前記板温制御ゾーン
    出口板温設定値にまで冷却するに必要な前記急速冷却手
    段の熱量を算出し、前記加熱帯出口を前記板温検出値が
    目標値となるように前記急速冷却手段の熱量の補正量を
    演算し、これを前記急速冷却手段の設定値に与えるよう
    にした連続焼鈍炉の板温制御方法。
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