JPS6411690B2 - - Google Patents
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- JPS6411690B2 JPS6411690B2 JP10855281A JP10855281A JPS6411690B2 JP S6411690 B2 JPS6411690 B2 JP S6411690B2 JP 10855281 A JP10855281 A JP 10855281A JP 10855281 A JP10855281 A JP 10855281A JP S6411690 B2 JPS6411690 B2 JP S6411690B2
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- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 49
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は連続式加熱炉の温度制御方法に関す
る。
る。
従来圧延に先立つて鋼片の加熱をおこなう連続
式加熱炉において鋼片の抽出温度を制御する制御
方法としては、炉温検出値から炉内の全鋼片に対
して公知の伝熱方程式を用いてオンライン計算機
により昇温曲線を求めて昇温予測をおこない、こ
れにもとずいて鋼片抽出温度を所定温度とするよ
う炉内各帯の炉温を修正する方法が採用されてき
た。しかしながら、炉温の制御だけで鋼片の抽出
温度を制御することは実際の操業上は不可能であ
る。たとえば圧延機の故障などにより加熱炉から
の鋼片の抽出を停止させた場合、在炉中の鋼片が
温度上昇するため、運転再開時には鋼片の過熱防
止のため抽出ピツチ（時間）を圧延能力限界値ま
で短縮して操業する必要がある。（第１図参照）
ところが抽出ピツチを短縮した状態のままでは、
運転再開後新たに加熱帯に装入された鋼片は在炉
時間が短いまま抽出されるので、第１図中Ｂ点に
示すように抽出温度が抽出目標温度より下まわる
現象を生じ、抽出を停止しないと圧延機に負荷が
かかり圧延機の故障や圧延製品の不良発生などの
悪影響を生じる。そこで抽出を一時停止するいわ
ゆる加熱待ちをおこなうのであるが、その後抽出
を再開すると再び抽出温度が一旦抽出目標温度を
かなり上まわり、次いで抽出温度の降下を生じ、
以下同様にして抽出温度が発振状態を続ける。こ
のため第１図に斜線で示す温度分に対応する燃料
の損失、生産量低減および設備休転による損失な
どをひきおこしている。
式加熱炉において鋼片の抽出温度を制御する制御
方法としては、炉温検出値から炉内の全鋼片に対
して公知の伝熱方程式を用いてオンライン計算機
により昇温曲線を求めて昇温予測をおこない、こ
れにもとずいて鋼片抽出温度を所定温度とするよ
う炉内各帯の炉温を修正する方法が採用されてき
た。しかしながら、炉温の制御だけで鋼片の抽出
温度を制御することは実際の操業上は不可能であ
る。たとえば圧延機の故障などにより加熱炉から
の鋼片の抽出を停止させた場合、在炉中の鋼片が
温度上昇するため、運転再開時には鋼片の過熱防
止のため抽出ピツチ（時間）を圧延能力限界値ま
で短縮して操業する必要がある。（第１図参照）
ところが抽出ピツチを短縮した状態のままでは、
運転再開後新たに加熱帯に装入された鋼片は在炉
時間が短いまま抽出されるので、第１図中Ｂ点に
示すように抽出温度が抽出目標温度より下まわる
現象を生じ、抽出を停止しないと圧延機に負荷が
かかり圧延機の故障や圧延製品の不良発生などの
悪影響を生じる。そこで抽出を一時停止するいわ
ゆる加熱待ちをおこなうのであるが、その後抽出
を再開すると再び抽出温度が一旦抽出目標温度を
かなり上まわり、次いで抽出温度の降下を生じ、
以下同様にして抽出温度が発振状態を続ける。こ
のため第１図に斜線で示す温度分に対応する燃料
の損失、生産量低減および設備休転による損失な
どをひきおこしている。
この発明は上記の点にかんがみてなされたもの
で、鋼片抽出温度を精度よく制御でき、燃料原単
位および生産性の向上をはかることができる加熱
炉の制御方法を提供しようとするものである。
で、鋼片抽出温度を精度よく制御でき、燃料原単
位および生産性の向上をはかることができる加熱
炉の制御方法を提供しようとするものである。
しかしてこの発明は、鋼片の加熱をおこなう連
続式加熱炉において、装入口から装入された所定
の対象鋼片の加熱帯入口における鋼片推定温度を
算出し、鋼片の昇温管理曲線に応じて予め定めた
上記加熱帯入口における鋼片管理温度と上記鋼片
推定温度とを比較し、その偏差に応じて上記加熱
炉の鋼片抽出ピツチの修正をおこなうことを特徴
とする連続式加熱炉の制御方法である。
続式加熱炉において、装入口から装入された所定
の対象鋼片の加熱帯入口における鋼片推定温度を
算出し、鋼片の昇温管理曲線に応じて予め定めた
上記加熱帯入口における鋼片管理温度と上記鋼片
推定温度とを比較し、その偏差に応じて上記加熱
炉の鋼片抽出ピツチの修正をおこなうことを特徴
とする連続式加熱炉の制御方法である。
この発明において、鋼片の昇温管理曲線とは、
鋼片の進行に伴う加熱炉内各位置における鋼片温
度を示す昇温曲線のうち、たとえば加熱炉のバー
ナを燃焼効率最高点で燃焼させた状態で所望の抽
出温度を得る等の所望の目的をもつて選定した昇
温曲線をいう。また鋼片管理温度とは前記昇温管
理曲線上の鋼片温度をいう。
鋼片の進行に伴う加熱炉内各位置における鋼片温
度を示す昇温曲線のうち、たとえば加熱炉のバー
ナを燃焼効率最高点で燃焼させた状態で所望の抽
出温度を得る等の所望の目的をもつて選定した昇
温曲線をいう。また鋼片管理温度とは前記昇温管
理曲線上の鋼片温度をいう。
この発明においては、加熱炉の加熱帯入口にお
ける鋼片推定温度と加熱帯入口における鋼片管理
温度との偏差に応じて加熱炉の抽出ピツチ設定値
の修正をおこなうが、これは一般に多量の熱量の
投入がおこなわれるのは加熱帯であり、この加熱
帯内の通過時間が抽出温度に大きな影響をもつこ
とに着目して発明者が実験により得た知見に基づ
くものである。
ける鋼片推定温度と加熱帯入口における鋼片管理
温度との偏差に応じて加熱炉の抽出ピツチ設定値
の修正をおこなうが、これは一般に多量の熱量の
投入がおこなわれるのは加熱帯であり、この加熱
帯内の通過時間が抽出温度に大きな影響をもつこ
とに着目して発明者が実験により得た知見に基づ
くものである。
以下第２図乃至第４図によりこの発明を３帯式
加熱炉に適用した実施例について説明する。
加熱炉に適用した実施例について説明する。
図中１は加熱炉で、予熱帯２、加熱帯３、均熱
帯４を有している。５は炉温制御装置で、炉温調
節計等をそなえた公知の構成のもので、加熱帯３
および均熱帯４のバーナの燃焼量を調節して各帯
の炉温を設定値に維持する。６ａ〜６ｄは炉温検
出器、７は鋼片搬送装置に連動して鋼片の炉内位
置推定用の信号を発するパルスゼネレータから成
る位置検出器、８は鋼片の鋼種およびサイズのデ
ータ打込用のタイプライタ、９は操業データ管理
装置である。また１０は鋼片温度演算回路、１１
は管理曲線選定回路、１２はこれら両回路の出力
を比較して偏差値信号を発する比較器、１３は比
較器、１４は入力信号に定数ｋを乗ずる乗算器、
１５は加算器である。１６は加熱炉１から鋼片を
抽出するたとえばエキストラクタなどの抽出機、
１７はこのエキストラクタの運転を制御する抽出
制御装置である。
帯４を有している。５は炉温制御装置で、炉温調
節計等をそなえた公知の構成のもので、加熱帯３
および均熱帯４のバーナの燃焼量を調節して各帯
の炉温を設定値に維持する。６ａ〜６ｄは炉温検
出器、７は鋼片搬送装置に連動して鋼片の炉内位
置推定用の信号を発するパルスゼネレータから成
る位置検出器、８は鋼片の鋼種およびサイズのデ
ータ打込用のタイプライタ、９は操業データ管理
装置である。また１０は鋼片温度演算回路、１１
は管理曲線選定回路、１２はこれら両回路の出力
を比較して偏差値信号を発する比較器、１３は比
較器、１４は入力信号に定数ｋを乗ずる乗算器、
１５は加算器である。１６は加熱炉１から鋼片を
抽出するたとえばエキストラクタなどの抽出機、
１７はこのエキストラクタの運転を制御する抽出
制御装置である。
次に上記装置を用いたこの発明の制御手順を説
明すると、先ず加熱帯３の入口Ａにおける鋼片の
管理温度TAを次のようにして定める。（以下第３
図参照）すなわち、加熱帯３および均熱帯４のバ
ーナを該バーナの燃焼効率最高点で燃焼させた投
入熱量のもとで、加熱炉１に続く圧延設備の圧延
能力から決まる目標抽出温度（中心温度）Tfが
得られる鋼片の昇温曲線を、鋼片の各鋼種および
サイズに対して求め、これを昇温管理曲線Ｔとす
る。第３図はその一例を示す。なお本実施例では
鋼片の中心温度Tfおよび表面温度との温度偏差
△Tfにより抽出温度を規定した。上述の昇温管
理曲線はオフラインにおいて計算機により公知の
伝熱計算をおこなつて求める。この昇温管理曲線
Ｔ上において、加熱帯の入口Ａに対応する温度を
管理温度TAとし、抽出温度の許容差に対応して
定めた管理温度TAの許容差を△TAとする。この
ようにして定めた各鋼種およびサイズに対する管
理温度TAおよび許容差△TAを管理曲線選定回路
１１に記憶させておく。
明すると、先ず加熱帯３の入口Ａにおける鋼片の
管理温度TAを次のようにして定める。（以下第３
図参照）すなわち、加熱帯３および均熱帯４のバ
ーナを該バーナの燃焼効率最高点で燃焼させた投
入熱量のもとで、加熱炉１に続く圧延設備の圧延
能力から決まる目標抽出温度（中心温度）Tfが
得られる鋼片の昇温曲線を、鋼片の各鋼種および
サイズに対して求め、これを昇温管理曲線Ｔとす
る。第３図はその一例を示す。なお本実施例では
鋼片の中心温度Tfおよび表面温度との温度偏差
△Tfにより抽出温度を規定した。上述の昇温管
理曲線はオフラインにおいて計算機により公知の
伝熱計算をおこなつて求める。この昇温管理曲線
Ｔ上において、加熱帯の入口Ａに対応する温度を
管理温度TAとし、抽出温度の許容差に対応して
定めた管理温度TAの許容差を△TAとする。この
ようにして定めた各鋼種およびサイズに対する管
理温度TAおよび許容差△TAを管理曲線選定回路
１１に記憶させておく。
さて加熱炉１の操業は、炉温制御装置５の炉温
調節計を作業者がバーナ燃焼効率最高点に対応す
る温度に手動で設定しておこなう。操業中、炉温
検出器６ａ〜６ｄによる炉温実測値、位置検出器
７による鋼片位置信号、およびタイプライタ８に
よる鋼種およびサイズ信号を操業データ管理装置
９に与えておく。所定の対象鋼片（本実施例では
５本おきの鋼片）W1，W2，W3，…について、
該対象鋼片が装入口から炉に装入された時点以
後、適宜のサイクル（たとえば１分おき）をもつ
て鋼片温度演算回路１０により鋼片の推定温度を
算出する。この演算はオンラインにおいて公知の
伝熱式を用いておこない、対象鋼片が加熱帯３の
入口Ａに達した時点において該入口における対象
鋼片の推定温度tAを比較器１２に出力する。一方
操業データ管理装置９内の鋼種およびサイズのデ
ータと鋼片位置データとを用いて管理曲線選定回
路１１は対象鋼片が加熱帯の入口Ａに達した時点
において、内部に記憶した管理温度TA、および
許容偏差△TAを出力し、比較器１２はこの管理
温度TAと鋼片温度演算回路１０の発する鋼片推
定温度tAとを比較してその温度偏差信号△tAを比
較器１３に与える。比較器１３により、この温度
偏差△tAと許容偏差△TAとの比較をおこない、
△tAが△TAより大である場合のみ、温度偏差△tA
を乗算器１４に与え、この乗算器と加算器１５と
により、抽出制御装置１７に記憶されているタイ
マのセツト時間である抽出ピツチP1（秒）に下記
演算を施し、新たな抽出ピツチP2（秒）として抽
出制御装置１７に与える。
調節計を作業者がバーナ燃焼効率最高点に対応す
る温度に手動で設定しておこなう。操業中、炉温
検出器６ａ〜６ｄによる炉温実測値、位置検出器
７による鋼片位置信号、およびタイプライタ８に
よる鋼種およびサイズ信号を操業データ管理装置
９に与えておく。所定の対象鋼片（本実施例では
５本おきの鋼片）W1，W2，W3，…について、
該対象鋼片が装入口から炉に装入された時点以
後、適宜のサイクル（たとえば１分おき）をもつ
て鋼片温度演算回路１０により鋼片の推定温度を
算出する。この演算はオンラインにおいて公知の
伝熱式を用いておこない、対象鋼片が加熱帯３の
入口Ａに達した時点において該入口における対象
鋼片の推定温度tAを比較器１２に出力する。一方
操業データ管理装置９内の鋼種およびサイズのデ
ータと鋼片位置データとを用いて管理曲線選定回
路１１は対象鋼片が加熱帯の入口Ａに達した時点
において、内部に記憶した管理温度TA、および
許容偏差△TAを出力し、比較器１２はこの管理
温度TAと鋼片温度演算回路１０の発する鋼片推
定温度tAとを比較してその温度偏差信号△tAを比
較器１３に与える。比較器１３により、この温度
偏差△tAと許容偏差△TAとの比較をおこない、
△tAが△TAより大である場合のみ、温度偏差△tA
を乗算器１４に与え、この乗算器と加算器１５と
により、抽出制御装置１７に記憶されているタイ
マのセツト時間である抽出ピツチP1（秒）に下記
演算を施し、新たな抽出ピツチP2（秒）として抽
出制御装置１７に与える。
P2＝P1＋ｋ△TA ……(1)
なお上式におけるｋ（乗算器１４の定数）は、
実験により求めたゲインである。また対象鋼片の
加熱帯の入口Ａにおける温度偏差△tAが許容偏差
△TA以下であれば、抽出ピツチ設定値を変更す
る必要はないので比較器１３は出力信号を発せ
ず、上記演算はおこなわない。このようにして新
たな抽出ピツチP2が抽出制御装置１７に与えら
れると、作業者に対する抽出機操作指令ブザーは
新たな抽出ピツチで吹鳴されるので、作業者はこ
の指令を聞いて抽出機の運転をおこなえばよい。
後続の対象鋼片についても以下同様にして抽出ピ
ツチの修正をおこなう。これにより各鋼片は所望
の抽出温度に加熱されて加熱炉から圧延ラインへ
と供給される。
実験により求めたゲインである。また対象鋼片の
加熱帯の入口Ａにおける温度偏差△tAが許容偏差
△TA以下であれば、抽出ピツチ設定値を変更す
る必要はないので比較器１３は出力信号を発せ
ず、上記演算はおこなわない。このようにして新
たな抽出ピツチP2が抽出制御装置１７に与えら
れると、作業者に対する抽出機操作指令ブザーは
新たな抽出ピツチで吹鳴されるので、作業者はこ
の指令を聞いて抽出機の運転をおこなえばよい。
後続の対象鋼片についても以下同様にして抽出ピ
ツチの修正をおこなう。これにより各鋼片は所望
の抽出温度に加熱されて加熱炉から圧延ラインへ
と供給される。
なお上記において抽出ピツチP1，P2，…によ
り作業者を介在させずに直接抽出機を自動運転さ
せるようにしてもよい。
り作業者を介在させずに直接抽出機を自動運転さ
せるようにしてもよい。
第４図は炉長25mの３帯式加熱炉を用い、上記
制御方法（但しｋ＝１）により鋼片（148mm×148
mm×12m）の加熱をおこなつた例を示す。休転に
続く運転再開後の鋼片抽出温度は速やかに抽出目
標温度に収束し、温度待ちの必要性および抽出温
度の発振現象は生じなかつた。第１図も本実施例
と同一炉および同一鋼片を用いたものであるの
で、比較すれば本発明による顕著な効果が理解さ
れる。
制御方法（但しｋ＝１）により鋼片（148mm×148
mm×12m）の加熱をおこなつた例を示す。休転に
続く運転再開後の鋼片抽出温度は速やかに抽出目
標温度に収束し、温度待ちの必要性および抽出温
度の発振現象は生じなかつた。第１図も本実施例
と同一炉および同一鋼片を用いたものであるの
で、比較すれば本発明による顕著な効果が理解さ
れる。
なお上記実施例において抽出ピツチの修正は非
線形演算式など、(1)式以外の式によつてもよい。
また比較器１３を取除いて各対象鋼片に対して必
ず抽出ピツチの修正をおこなうようにしてもよ
い。
線形演算式など、(1)式以外の式によつてもよい。
また比較器１３を取除いて各対象鋼片に対して必
ず抽出ピツチの修正をおこなうようにしてもよ
い。
また上記実施例において鋼片の昇温管理曲線と
して、バーナの最高燃焼効率点における燃焼とい
う条件のかわりに、鋼片昇温曲線のうち時間積分
値が最も小となる曲線を選定すれば、加熱炉への
投入燃料および加熱炉からの損失熱量が最小とな
り、一層燃料原単位の向上をはかることができ、
さらに鋼片がその材質等により特別の昇温曲線に
沿つた加熱履歴を必要とする場合などは、該昇温
曲線を昇温管理曲線として選定すればよい。
して、バーナの最高燃焼効率点における燃焼とい
う条件のかわりに、鋼片昇温曲線のうち時間積分
値が最も小となる曲線を選定すれば、加熱炉への
投入燃料および加熱炉からの損失熱量が最小とな
り、一層燃料原単位の向上をはかることができ、
さらに鋼片がその材質等により特別の昇温曲線に
沿つた加熱履歴を必要とする場合などは、該昇温
曲線を昇温管理曲線として選定すればよい。
以上はこの発明を単一の加熱帯をそなえた加熱
炉に適用した場合について説明したが、この発明
は複数帯の加熱帯をそなえた加熱炉にも適用でき
るものである。この場合は各加熱帯、あるいは加
熱の主体をなす加熱帯等の特定の加熱帯に対し
て、本発明方法を適用すればよい。また炉温の制
御と本発明方法を併用すれば、さらに精度のよい
抽出温度の制御をおこなうことができる。
炉に適用した場合について説明したが、この発明
は複数帯の加熱帯をそなえた加熱炉にも適用でき
るものである。この場合は各加熱帯、あるいは加
熱の主体をなす加熱帯等の特定の加熱帯に対し
て、本発明方法を適用すればよい。また炉温の制
御と本発明方法を併用すれば、さらに精度のよい
抽出温度の制御をおこなうことができる。
以上説明したようにこの発明によれば、加熱帯
入口における対象鋼片の推定温度を算出し、加熱
帯入口における鋼片管理温度と前記推定温度との
偏差に応じて加熱炉の鋼片抽出ピツチの修正をお
こなうので、マイクロコンピユータ等を使用した
短時間のオンライン演算により鋼片の抽出温度を
抽出目標温度に精度よく維持することができ、鋼
片の加熱待ちや過剰加熱が一掃されて燃料原単位
の向上と圧延設備を含めた生産性の向上をはかる
ことができる。
入口における対象鋼片の推定温度を算出し、加熱
帯入口における鋼片管理温度と前記推定温度との
偏差に応じて加熱炉の鋼片抽出ピツチの修正をお
こなうので、マイクロコンピユータ等を使用した
短時間のオンライン演算により鋼片の抽出温度を
抽出目標温度に精度よく維持することができ、鋼
片の加熱待ちや過剰加熱が一掃されて燃料原単位
の向上と圧延設備を含めた生産性の向上をはかる
ことができる。
第１図は従来の制御方法による鋼片の抽出温度
線図、第２図はこの発明を適用した連続式加熱炉
の制御装置の一例を示すブロツク線図、第３図は
第２図の制御装置において用いる鋼片の昇温管理
曲線を示す線図、第４図はこの発明方法による鋼
片の抽出温度線図の一例である。 １…加熱炉、３…加熱帯、６ａ〜６ｄ…炉温検
出器、７…位置検出器、８…タイプライタ、９…
操業データ管理装置、１０…鋼片温度演算回路、
１１…管理曲線選定回路、１２…比較器、１４…
乗算器、１５…加算器、１７…抽出制御装置。
線図、第２図はこの発明を適用した連続式加熱炉
の制御装置の一例を示すブロツク線図、第３図は
第２図の制御装置において用いる鋼片の昇温管理
曲線を示す線図、第４図はこの発明方法による鋼
片の抽出温度線図の一例である。 １…加熱炉、３…加熱帯、６ａ〜６ｄ…炉温検
出器、７…位置検出器、８…タイプライタ、９…
操業データ管理装置、１０…鋼片温度演算回路、
１１…管理曲線選定回路、１２…比較器、１４…
乗算器、１５…加算器、１７…抽出制御装置。
Claims (1)
- １ 鋼片の加熱をおこなう連続式加熱炉におい
て、装入口から装入された所定の対象鋼片の加熱
帯入口における鋼片推定温度を算出し、鋼片の昇
温管理曲線に応じて予め定めた上記加熱帯入口に
おける鋼片管理温度と上記鋼片推定温度とを比較
し、その偏差に応じて上記加熱炉の鋼片抽出ピツ
チの修正をおこなうことを特徴とする連続式加熱
炉の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10855281A JPS589931A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 連続式加熱炉の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10855281A JPS589931A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 連続式加熱炉の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS589931A JPS589931A (ja) | 1983-01-20 |
| JPS6411690B2 true JPS6411690B2 (ja) | 1989-02-27 |
Family
ID=14487722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10855281A Granted JPS589931A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 連続式加熱炉の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589931A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4650723B2 (ja) * | 2005-03-28 | 2011-03-16 | 住友金属工業株式会社 | 熱処理方法及び被熱処理材である鋼管の品質管理方法 |
-
1981
- 1981-07-10 JP JP10855281A patent/JPS589931A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS589931A (ja) | 1983-01-20 |
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