JPS596325A - 加熱炉抽出温度制御方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧延鋼材の加熱炉の操業に関し、さらに詳しく
は、加熱鋼材の抽出温度を予定圧延バススケジュールの
温度降下においてパス回数が増加しない限度で低い温度
範囲で仕上する、加熱炉抽出温度の制御方法に関する。

厚板圧延において、圧延能率と加熱炉抽出温度とは第１
図に示すような関係にある。厚板圧延のようなリバース
圧延においては、圧延能率はバス回数に大きく依存する
。また同一バス回数を得るための加熱炉抽出温度にはあ
る一定の温度範囲がある。例えばある一定のパス回数で
は圧延能率はほば一定値Ａであり、これに対応する抽出
温度はＢ−Ｃ範囲にある。

従来、加熱炉抽出温度は、パス回数から決まる圧延能率
と電力原単位とを指標とし、コストおよび低温圧延によ
る圧延しに（さやスケール疵などの不具合製品の発生な
どを考慮し、これらの要因によって定めた一定の抽出温
度に設定されている。

第２図は、加熱炉抽出温度と加熱炉燃料コスト及び圧延
電力コストとの関係を例示したものである。加熱炉抽出
温度の決定に際しては、抽出温度による燃料原単位コス
ト、圧延能率、電力原単位コストを包含するコスト、お
よびその他の要因を勘案し、材質面から要求がある鋼材
を除いては、一定の抽出温度目標が与えられる。例えば
従来の抽出温度は、第２図のＦ範囲内の一定値に定゛め
られていた。

厚板圧延においては・、同一バス回数であれば、温度が
多少上下するための変形抵抗の増減による圧延加工エネ
ルギーの増減は無視できる程度に小さい。

また、厚板圧延のドラフトスケジュールの決定は、板厚
の厚いところでは設備的な制約による圧延荷重で最大ト
ルクによる圧下配分を行ない、板厚の薄いところでは板
クラウンと平坦度とを考慮した軽圧下を行なう。この場
合、目標製品厚からさかのぼって圧下配分して来ると床
厚（初期厚）を超過する。この超過分を配分するため、
圧延荷重、トルクに余裕ができるのが普通である。この
余裕の範囲内で圧延初期温度を下げれば、ノくス回数を
増加することな（、はぼ同一の圧延能率の下で、圧延加
工エネルギーの増加も殆どなく圧延加工できる。従って
、圧延初期温度すなわち加熱炉抽出温度を下げる余地が
ある。

また、加熱炉抽出温度を一定とした場合、個々の被加熱
材については、抽出温度を下げても圧延能率に支障を生
じない材料が多々あり、加熱炉燃料原単位から見ると損
失となっている。

本発明は、 （１）リバース圧延では圧延能率はノ（ス回数に最も大
きく支配されること、および、 （２）圧延機電力原単位においても、圧延機の正逆転に
要するエネルギーが圧延加工に要するエネルギーに比し
て著しく太き（、圧延能率すなわちパス回数に支配され
ること、に着目し、 一方、同一パス回数を維持できる圧延初期温度には一定
の範囲があり、この温度範囲内では加工エネルギーの増
減が小さいことに着目して完成されたものであって、圧
延鋼材を加熱炉に装入する際に、鋼材１本ごとに圧延ド
ラフトスケジュールを計算し、所要パス回数を維持でき
る抽出温度の最低値を求め、その温度を指標として加熱
炉を操業し、圧延能率を低下させることなく、加熱炉の
燃料原単位の低減を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の要旨とするところは
、被加熱材の圧延スケジュール計算により予定圧延パス
回数における最低温度を計算し、該被加熱材の加熱炉抽
出温度を該最低温度以上の一定温度範囲内にあるように
加熱炉を制御することを特徴とする加熱炉抽出温度制御
方法にある。

第３図は、被加熱材の圧延スケジュール計算、による予
定圧延パス回数における最低温度計算のフローチャート
である。まず抽出温度を仮定し、圧延機の最大能力にお
ける各パス圧下量を計算する。

鋼材の変形抵抗は温度の関数であり、圧延機の最大能力
で圧延すれば抽出温度を低減させてよいこととなる。こ
の低減量（丸目量Δｈ）を丸目処理し、抽出温度を低下
させる。パス回数を増加しなければならない限度まで計
算を繰り返し、パス回数増加直前の抽出温度を算出する
。この抽出温度は同一パス回数における最低温度である
。

計算された最低温度により加熱炉の目標抽出温度を決定
する。目標抽出温度は、最低温度以上の一定温度範囲内
に設定され、例えば、最低温度プラス５〜１５℃に決定
される。

以上の計算は、被加熱材を加熱炉に装入する前に、鋼材
１本ごとに行なう。目標抽出温度に被加熱材を加熱する
加熱炉の制御は、例えば次の通りである。

第４図は、本発明の加熱炉抽出温度制御の実施例のブロ
ックチャートである。図において１１は連続加熱炉、１
２は被加熱材、１３はプロセスコンピュータ、１４は温
度調節計、１５は炉内雰囲気温度計、１６は燃料調節弁
、１７は流量調節計、１８は燃料流量計、１９は空気過
剰率設定器、２０は理論空気量設定器、２１は空気流量
調節弁、２２は空気流量計、２３はバーナである。

連続加熱炉の燃焼加熱域内の被加熱材を抽出側からｓ、
　ｌ　Ｓｔ　ｔ・・・Ｓｎとし、前述の圧延スケジュー
ル計算から決定された被加熱材の目標抽出温度をそれぞ
れθ１．θ６．・・・θ。とする。

連続加熱炉はその性格上、１つの加熱対象１１域内のす
べての被加熱材を異なる目標抽出温度に加熱することは
炉内速度））（加熱域滞留時間）に制約があるので実操
業では困難である。そこで次のように炉温制御を行なう
。

（１）加熱域内にある被加熱材のうち、制御対象を次の
α群、β群とする。

α群：　加熱域入側にある２被加熱材Ｓｎ、Ｓｎ。

β群；　加熱域出側から２本目の被加熱材Ｓ。

（２）　　α、β群を制御対象とし、必要炉温Ｈα。

Ｈβを計算する。

Ｈα＝　ｆ（Ｔα、Ｒα、θα、Ｗα）Ｈβ＝　ｆ（Ｔ
β、Ｒβ、θβ、Ｗβ）ここで　Ｔα：対象被加熱材”
ｎ＋５ｎ−１の加熱域入口における平均温度　℃ Ｔβ二対象被加熱材Ｓ、のβ群位置における温度　℃ Ｒα：対象被加熱材ｓｎ、５ｎ−１の加熱域入側で計算
した炉内速度（加熱域 滞留時間）　　Ｈｒ Ｒβ：β群位置で計算した炉内速度（加熱域残留滞留時
間）　　Ｈｒ θα：対象加熱材Ｓｎ、５ｎ−１の対象域出側目標抽出
温度値　℃ θβ　：対象被加熱材Ｓ、の目標抽出温度値℃ Ｗα、Ｗβ：被加熱材の寸法または重量上記Ｈα、Ｈβ
は数値計算または簡易モデルによりプロセスコンピュー
タ１３によって求められる。

（３）Ｈα、Ｈβから制御炉温Ｈを求め設定する。

この場合、均熱帯においては、加熱最終域であるため熱
負荷の大きい被加熱材に着目し、必要炉温の最大値を設
定する。すなわち Ｈ＝ｍａｘ　（Ｈ（Ｘ、　Ｈβ） 均熱帯以外の予熱帯や加熱帯においては、第５図に示す
フローチャートによって制御炉温Ｈを求め設定する。す
なわち、ＩＨα−ＨＩ３くさならばＩＨα−Ｈβ１≧さ
ならば Ｈ＝　夏ｎａｘ　　（Ｈ（Ｘ　＋　　Ｈ７ｉ　　）ここ
に ε：α、β群被加熱拐の熱負荷により異なる定数であり
、３０〜５０℃　に設定される。

ａ、ｂ：重みづけ定数　ａ　＋　ｂ　＝　１．０（４）
制御炉温Ｈは温度調節計１４に入力され、温度調節計１
４は炉内雰囲気温度計１５の計測値と上記入力とを比較
し、燃料調節弁１６を制御する。燃料の増減に伴い、流
量調節計１７が空気量を自動制御する。

このように、連続加熱炉の加熱域入側では平均的に大き
く把え、加熱域出側で被加熱材ごとに炉温設定を行なう
ことにより、目標抽出温度をきめ細かく制御することが
できる。

かくして、第１図において、従来、圧延能率Ａの場合に
、抽出温度はＣ−Ｄの範囲にあったものが、本発明によ
りＤ−Ｅの範囲となり、第２図では、従来、抽出温度は
Ｆの範囲にあったが、本発明によりＧの範囲に入ること
となる。

なお、連続加熱炉では、鋼材ごとに抽出温度目標値が異
なる場合に、圧延ピッチを満足させながら鋼材１本ごと
に抽出温度を変更する制御は必ずしも容易でないが、鋼
材複数本を群として把え、群ととに抽出温度を制御する
ことができる。

本発明により、抽出温度を一定とする従来の被加熱材加
熱方法に比べ、圧延ピッチを落すことなく加熱炉燃料原
単位を低減させることができ、その効果は極めて太やあ
る。

第１表に、加熱炉抽出温度と圧延パス回数との関係の具
体例を示す。

従来は、−律１１８０℃の抽出温度目標で操業していた
が、本発明方法により、第１表に示す番号１〜６では同
一圧延バス回数で抽出温度を１０〜２０度低下させるこ
とができ、これにより、圧延能率に影響を与えることな
く、燃料原単位を低減することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は被加熱材の抽出温度と圧延能率との関係を示す
グラフ、第２図は抽出温度と工場変動費との関係を示す
グラフ、第３図は圧延スケジュール計算による予定圧延
バス回数における最低温度を計算するフローチャート、
第４図は加熱炉抽出温度制御の実施例のブロックチャー
ト、第５図は制御炉温を計算し設定するフローチャート
である。 １１・・・連続加熱炉　　　１２・・・被加熱材１３・
・・プルセスコンピュータ １４・・・温度調節計　　　１５・・・温度計１６・・
・燃料調節弁　　　１７・・・流量調節計１８・・・燃
料流量計　　１９・・・空気過剰率設定器２０・・・理
論空気量設定器 ２１・・・空気流量調節弁 ２２−・・空気流量計 ２３・・・バーナ ー　抽出温度（°す

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｌ　被加熱鋼材の圧延スケジュール計算により予定圧延
   バス回数における最低温度を計算し、該被加熱材の加熱
   炉抽出温度を該最低温度以上の一定温度範囲内にあるよ
   うに加熱炉を制御することを特徴とする加熱炉抽出温度
   制御方法。