JPS607008B2 - 加熱炉における自動燃焼制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は加熱炉、特に蓮鏡ブルーム、蓮銭スラブ等の
蓮銭片を連続的に加熱する加熱炉における自動燃焼制御
方法に関するものである。

従来、このような加熱炉における自動燃焼制御には、初
めに鋼片の目標ヒートパターンを設定する方法があり、
これは目標鋼片温度に対して実績鋼片温度のズレをゼロ
にすべくその都度もしくは一定時間後に炉温を修正する
ものである。

ところがこの方法によると、実績温度が目標温度より低
い場合には炉温を上げるために短期間に燃料流量を増加
させねばならず、そのために廃ガス熱損失が多くなって
省エネルギー操業を重視する場合には問題がある。一方
、鋼片の目標ヒートパターンを予め設定せずに該当加熱
帯より抽出側の各ゾーンの炉温を仮定して該当ゾーン内
の鋼片抽出温度を予測し、それらの抽出目標温度からの
バラッキが所定値以内となるようにゾーン炉温及び仮定
炉温を修正する方法がある。

ところが、この方法も各加熱帯の炉温を大きく変動させ
る必要がなくほぼ定常的な加熱炉操業を行なう場合は有
効であるが、非定常な操業をおこなう場合には、時間経
過とともに対象ゾーンの炉温を大きく変えなければなら
ず、省エネルギー操業を重視する場合には問題がある。
この発明は上記問題点を考慮してなされたものであって
、その目的は、非定常な操業条件下においても省エネル
ギーを考慮した最適燃焼を行なうことのできる加熱炉に
おける自動燃焼制御方法を提供しようとするものである
。以下、この発明を図面に示す実施例で詳細に説明する
。

第１図はこの発明にかかる自動燃焼制御方法を説明する
ためのフローチャートである。この発明の自動燃焼制御
方法を実現するに際して、まず、第２図に示す、装入時
のブルーム実績温度と目標抽出温度を初期値として決め
られた在炉時間に対して最少燃料消費量となるブルーム
の目標ヒートパターンを各ブルーム毎に予めテーフルに
用意しておく。

つぎに、加熱炉は主に温片の蓮銭ブル−ムを装入するた
めの蓮鏡での操業条件やその後の搬送時間により、装入
時のブルーム内部保有熱量が異なっているので、装入前
にブルーム表面温度を実測する一方、蓮銭操業条件と搬
送時間にもとづいてフルームに内部温度の分布を与える
。

そして、１チャージ単位で炉内に装入されたブルームは
加熱ゾーンもしくは均熱ゾーンが空いていれば直ちに前
送りとする。子熱ゾーンでは燃焼は行なわないが、加熱
ゾーンもしくは均熱ゾーンからの廃ガスによってブル−
ムは加熱される。この場合のブルームへの熱伝達及びブ
ルーム内部の熱伝導は公知の計算式によって求め、もし
、ブルーム装入時に廃ガス温度がプルーム表面温度より
も低い場合には、加熱ゾーンもしくは均熱ゾーンを空燃
焼させて子熱帯の炉温、つまり、廃ガス温度８Ｇがブル
ーム表面温度（８Ｂｓ）より高くなるように制御する。
このように、子熱ゾーンから加熱ゾーンに搬送されたブ
ルームは、上記テーブルから各ブルームの目標ヒートパ
ターンが決定され、ステップＡにおいて、現在の各ブル
ームの実績温度ＯＡ，，ＯＡ２・・・・・・ＯＡｎが実
績炉温とブルーム温度とから計算される。

このブルームの実績温度仇．乎 がＡ２…・・・ＯＡｎ
から、ステップＢにおいて、現在の各ブルームの表面温
度８ｓ．，８ｓ２・・・・・・８ｓｎが計算されるとと
もに、ステップＣにおいて、現在の各ブルームの保有熱
量Ｑ＾，，ＱＡ２・・・・・・ＱＡｎが計算される。ま
た同時に、ステップＤにおいて、上記ブルームの実績温
度ＯＡ，，８＾２・・・・・・８Ａｎから現在の実績温
度の代表値８＾を、下式のように加重平均して求める。
ｉ≧・（Ｗｉ・ａ＾ｉ）／Ｎ………肌“（１｝ここで、
Ｎ：各ゾーンのブルーム本数、Ｗｉ：ゾーン内位置によ
る重み係数である。

つぎに、ステップＥにおいて、上記ブルームの実績温度
ａＡ，，ＯＡ２・・・・・・８＾ｎおよび残り在炉時間
より「上記したテーブルから各ブルームの目標ヒートパ
ターンを呼び出し、各ブルーム毎にｔ時間後の目標温度
ＯＢ，，８Ｂ２…・・・８Ｂｎを求める。

この目標温度８８，，８８２……ａＢｎから、ステップ
Ｆにおいて、ｔ時間後のブルーム保有熱量ＱＢ，，ＱＢ
２・・・…ＱＢｎを求めると同時に、ステップＧにおい
て、ｔ時間後のブルームの目標温度の代表値ＯＢを上式
ｍと同様にして、加重平均して求める。そして、ステッ
プ日において、上言己ステップＢ，Ｅ，Ｆで求めた現在
のブルームの表面温度８ｓ；、現在のブルームの保有熱
量Ｑ＾ｉ、ｔ時間後のフルームの保有熱量ＱＢｉより、
下式にもとづいて、各ブルーム毎にｔ時間後の目標炉温
ａＧ，，ＯＧ２…．・・ａＧｎを計算する。△Ｑｉ＝側
めｃＧ｛（前）４−（筈農）４｝・…・・■ここで、△
Ｑｉ：ブルームに投入する熱量Ｋｃａｌ′枕・ｈｒ、め
ＣＧ：総括熱伝達係数、ＯＧ：：目標炉温（Ｋ）、８Ｂ
ｓｉ：フルーム表面温度ぐＫ）である。

つついて、ステップ１においては、上記ステップ日で計
算されたｔ時間後の目標炉温ａＧ，，ａｏ２…・・・８
Ｇｎにもとづいて、上式（１’と同様にして、目標代表
炉溢ａＧを加重平均して求める。一方、ステップＪにお
いては、上言己ステップ１からｔ時間経過後における各
ブルームの実績温度ａ′Ａ，，８′Ａ２・・・・・・８
′肌が計算される。

このブルームの実績温度０′Ａ，，８′Ａ２・・…・ａ
′Ａｎから、ステップＫにおいて、ステップＪの時点、
すなわち、ｔ時間経過後の各ブルームの表面温度８′ｓ
，，８′ｓ２・−…・８′ｓｎが計算されるとともに、
ステップＬもこおいて、同時点でのブルームの保有熱量
Ｑ′小Ｑ′Ａ２・・・ふＱ′＾ｎが計算される。そして
、ステップＭでは、各対応するブルームの上記ステップ
Ｅで求めたｔ時間後の目標温度８８，，８８２・・…・
８８ｎと上記ステップＪで求めたｔ時間経過後の実績温
度８′Ａ，，８′Ａ２・…・・８′Ａｎの差の絶対値が
、すなわち、ｉ８８ｉ−８′Ａｉｌが求められる。また
同時に、その値が一定値ｘを超えるかどうかが各対応す
るブルーム毎に判定され、このステップＭでの判定結果
が一定値ｘ以下であればステップＮに移り、上記ステッ
プＥにより決定された目標ヒートパターンがそのま）採
用される。そして、再び「上記ステップＥと同様にして
「 このステップＮの時点からさらにｔ時間後の目標温
度８′Ｂ，，８′Ｂ２…・・・８′Ｂｎを各ブルーム毎
に求める。また、上記ステップＭでの判定結果が一定値
ｘ以上であれば、ステップ０に移り、新たな目標ヒート
パターンを呼び出し、この新たな目標ヒートパターンに
もとづいて、このステップ０の時点からさらにｔ時間後
の目標温度８′Ｂ，，８′Ｂ２……８′Ｂｎを各ブルー
ム毎に求める。上記ステップＮおよびステップ○でそれ
ぞれ求められた目標温度８′Ｂ，，８′Ｂ２……８′Ｂ
ｎから、ステップＰにおいて、さらにｔ時間後のブルー
ム保有熱量Ｑ’Ｂ，，ＱＢ２・・・・・・Ｑ′Ｂｎが計
算される。つぎに、ステップＱにおいては、上記ステッ
プＪ，Ｋ，Ｐで求めた値からｔ時間後の目標炉温０′Ｇ
，，８′Ｇ２・・・・・・８′Ｇｎが各ブルーム毎に計
算される。すなわち、ｔ時間経過後の各ブルームの実績
温度８′Ａ，，８′Ａ２…・・・８′Ａｎ、ｔ時間経過
後の表面温度８′ｓ，，８′ｓ２・・・…８′ｓｎ、
ｔ時間経過後からさらにｔ時間後のブルームの保有熱量
ＱＢ，，ＱＢ２・・・・・・Ｑ′Ｂｎにもとづいて、上
式｛２｝と同様に、ｔ時間経過後からさらにｔ時間後の
目標炉温８′Ｇ，，８′Ｇ２……８′Ｇｎが各ブルーム
毎に計算される。そして、ステップＲにおいては、上記
目標炉温ａ′Ｇ，，８′Ｇ２・・・・・・ａ′Ｇｎにも
とづいて、上式｛１’と同様にして、目標代表炉温８Ｇ
を加重平均して求める。

このような動作が繰り返されて、各ブルームが目標温度
となり、かつ、最小燃料消費量となるように炉温が自動
的に制御されていく。第３図はこの発明にかかる自動温
度制御方法の他の実施例を示すフローチャートで、ステ
ップＳにおいては、上記ステップ１からｔ時間経過後に
おける各ブルームの実績温度ａ′Ａ，，８′Ａ２……８
′Ａｎが計算される。

このブルームの実績温度８′Ａ，，ａ′Ａ２……８′Ａ
ｎから、ステップＴにおいて、ステップＳの時点、すな
わち、ｔ時間経過後の各ブルームの表面温度ａ′ｓ，，
８′ｓ２…・・・８′ｓｎが計算されるとともに、ステ
ップＵにおいて、同時点でのブルームの保有熱量ＱＡ，
，Ｑ＾２・・・・・・Ｑ＾ｎが計算される。また同時に
、ステップＶにおいて、ｔ時間経過後のブルームの実績
温度の代表値８′Ａを上式｛１｝と同機にして、加重平
均して求める。つぎに、ステップＷでは、上記ステップ
Ｇで求めたｔ時間後のブルームの目標温度の代表値ＯＢ
と上記ステップＶで求めたｔ時間経過後のプルームの実
績温度の代表値８′＾の差の絶対値が、すなわち、ｌ８
８−８′＾ｌが求められる。

また同時に、その値が一定値ｙを超えるかどうかが判定
され、このステップＷでの判定結果が一定値ｙ以下であ
ればステップ×に移り、上記ステップＥにより決定され
た目標ヒートパターンがそのま）採用される。そして、
再び、上記ステップＥと同様にして、このステップＸの
時点からさらにｔ時間後の目標温度８′Ｂ，，びＢ２…
…８′Ｂｎを各ブルーム毎に求める。また、上記ステッ
プＷでの判定結果が一定値ｙ以下であればステップＹに
移り、新たな目標ヒートパターンを呼び出し、この新た
な目標ヒートパターンにもとづいて、このステップＹの
時点からさらにｔ時間後の目標温度８′Ｂ，，８′Ｂ２
・・・・・・ａ′Ｂｎを各ブルーム毎に求める。

上記ステップ×およびステップＹでそれぞれ求められた
目標温度８′Ｂ，，ａ′Ｂ２…・・・８′Ｂｎから、上
記と同様に、ステップＰにおいて、さらにｔ時間後のブ
ルームの保有熱量Ｑ′Ｂ，，Ｑ′Ｂ２…・・・Ｑ′Ｂｎ
が計算されるとともに、ステップＺにおいて、さらにｔ
時間後のブルームの目標温度の代表値ａＢを上式（１）
と同様にして、加重平均して求める。そして、ステップ
Ｑ，Ｒにおいて、順次、ｔ時間経過後からさらにｔ時間
後の目標炉温８′Ｇ，，８′Ｇ２１・・・・・ａ′Ｇｎ
が各ブルーム毎に計算され、これにもとづいて、目標代
表炉温８′Ｇを加重平均して求める。

このような動作が繰り返されて、この実施例においても
、各ブルームが目標温度となり、かつ、最小燃料消費量
となるように炉温が自動的に制御されていく。以上のよ
うに、この発明にか〉る自動制御方法によれば、燃料消
費量が最小となる目標鋼片ヒートパターンを各鋼片毎に
設定する一方、一定時間毎に求めた個々の鋼片の実績温
度値と鋼片の目標温度値とを比較し、その差に応じて目
標鋼片ヒートパターンに修正して炉溢を設定し直し、こ
れを繰り返しながら所定の時間に所定の温度となるまで
鋼片を加熱するようにしてあるので、極めて簡単な方法
で、各鋼片が目標温度となり、かつ、最小燃料消費量と
なるように炉温を自動的に制御して、各鋼片を最適温度
に加熱することができる。

なお、上記実施例では、蓮銭ブルームについて説明した
が、この発明はこれに限らず、蓮銭スラブ等の蓮銭片に
適用できることは言う迄もない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にか）る自動制御方法の一実施例のフ
ローチャート、第２図はこの発明にかかる自動制御方法
に用いられる目標ブルームヒートパターンの一例を示す
グラフ、第３図はこの発明にかかる自動制御方法の他の
実施例のフローチャートである。 ａ・・・・・・温度、Ｑ・・・・・・熱量。 第１図第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ あらかじめ、炉内に装入する鋼片の温度と目標抽出
   温度を初期値として与え、決定された在炉時間に対して
   燃料消費量が最小となる目標鋼片ヒートパターンを各鋼
   片毎に設定する一方、任意のゾーン内の鋼片が目標鋼片
   温度となるようにゾーンの代表炉温を設定し、一定時間
   毎に個々の鋼片の実績温度を求め、ゾーン内の鋼片の実
   績温度値と目標温度値とを比較し、その差が一定値以上
   ずれた場合にはその鋼片の実績温度を初期値として、残
   り在炉時間に対して再度燃料消費量が最小となる個々の
   目標鋼片ヒートパターンに修正し、各々の鋼片が目標温
   度となるように炉温を設定し直し、これを繰り返しなが
   ら所定の時間に所定の温度となるまで鋼片を加熱するこ
   とを特徴とする加熱炉における自動燃焼制御方式。