DE3044562C2

DE3044562C2 - Verfahren zur Temperatursteuerung in Heizöfen

Info

Publication number: DE3044562C2
Application number: DE3044562A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Morooka; Kozo Hitachi Ibaraki Nakai; Hiroshi Tokyo Shibayama; Shinya Tanifuji; Nobuyuki Ibaraki Togashi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-11-26
Filing date: 1980-11-26
Publication date: 1990-06-21
Anticipated expiration: 2000-11-27
Also published as: JPS5848009B2; DE3044562A1; US4338077A; JPS5675529A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperatursteuerung von Öfen, insbesondere ein Verfahren zur Temperatursteuerung von Heizöfen, die für Brammen vor einem Warmwalzwerk verwendet werden, wenn die Brammen mit unterschiedlichen Temperaturanstiegskurven kontinuierlich in den Ofen hineingefahren werden.

In einem Heiz- oder Wärmofen wird die Steuerung der Ofentemperatur im allgemeinen in der Weise durchgeführt, daß die in den Ofen hineingefahrenen Brammen eine Zieltemperatur erreichen, bevor sie den Ofen wieder verlassen. Unter den Temperatursteuerungsverfahren gibt es ein Verfahren, das eine Temperaturanstiegskui-ve der Brammen bezüglich ihrer Position im Innern des Ofens bestimmt und das die Aufheizung der Brammen gemäß dieser Temperaturanstiegskurve vornimmt. Es wird vermutet, daß diese Temperaturanstiegskurve sich mit der Ladetemperatur der Brammen, der Zielaustragstemperatur, der Verweilzeit der Brammen im Ofen und ihren Materialien bzw. Stahlsorten ändert. Die Anfangstemperatur der Brammen ändert sich z. B. erheblich, was nachs:ehend näher erläutert ist.

In einem Warmbandwalzwerk werden Halbzeuge, z. B. Brammen oder dicke Platten zwischengelagert. bis sie zur Walzung abgerufen werden. Somit ist die Brammentemperatur im wesentlichen gleich der Umgebungstemperatur.

Unter dem Gesichtspunkt der Energieerhaltung ist es jedoch nicht wünschenswert, die halbfertigen Produkte bis zur Umgebungstemperatur abkühlen zu lassen und sie dann zur Walzung wieder aufzuheizen. In jüngsttr Zeit hat man heiße Brammen, die im Stranggießverfahren oder in Vorwalzwerken hergestellt werden, im Ofen aufgeheizt. Kalte Brammen, die auch als kalte Materialien bezeichnet werden, vermischen sich jedoch unvermeidlicherweise mit den heißen Brammen zum Walzen, wenn die Brammen dem Ofen zugeführt werden, nachdem ihre Oberflächenkorrektur erfolgt ist oder wen- die geforderten Produktarten sich von den Arten von Brammen unterscheiden, die von der Stranggießstraße zugeführt werden.

Das Temperaturanstiegsmustcr zur Zieltemperatur von heißen Materialien unterscheidet sich von dem zur Aufheizung von kalten Materialien.

Dementsprechend betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Temperatursteuerung von Öfen, wenn Materialien mit unterschiedliehen Temperaturanstiegskurven. wie den obengenannten heißen und kalten Materialien dem Heizofen kontinuierlich zugeführt werden.

Beim Stande der Technik findet sich häufig keine Erwähnjng der Temperatursteuerung von Brammen mit unterschiedlichen Temperaturanstiegskurven bei heißen und kalten Materialien, wie es oben angegeben worden ist. Aus der US-PS 36 04 695 ist ein Verfahren zur Temperatursteuerung von Öfen bekannt, bei dem die durchschnittliche Temperatur der Brammen, die in mehreren Ofenzonen verteilt sind, als Funktion der in den Zonen gemessenen Temperaturen, der Heizeigenschaften und Größe der Brammen, der Positionen der Brammen in den Zonen usw. gesehatzt wird, während die Beheizung durchgeführt wird, um die Abweichung der geschätzten Temperatur von den gewünschten Bramnientemperaturkurven minimal zu machen. Dabei finden sich in der genannten Literaturstelle keinerlei Hinweise für die Korrektur der eingestellten Temperauir. wenn große Schw nkungen bei der Temperatur der /lisiL'fiihrien Brammen auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Temperatursteuerung von Öfen zu verbessern, bei denen Brammen oder Stahlblöcke mit unterschiedlichen Temperaturanstiegskurven zugeführt werden, so daß es möglich ist, eine kontinuierliche Steuerung unter Berücksichtigung der vorhergehenden Brammen mit einer gegebenen Temperaturanstiegskurve vorzunehmen.

Zur Erreichung dieses Zieles zeichnet sich das in erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, daß in den Fällen, wo die Zuführung von Brammen mit einer anderen Temperaturanstiegskuxve während der Zuführung von Brammen zum Heizofen abgetastet wird, die eingestellte Temperatur des Heizofens erneut auf einen Wert geändert wird, der für die anschließend zugeführten Brammen geeignet ist.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der eingestellte Wert für jede Zone des Ofens über einen Zeitraum geändert, der der Bewegung einer vorderen 2i> Bramme einer Gruppe von Brammen entspricht, die eine andere Temperaturanstiegskurve haben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die -5 Zeichnung zeigt in

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus von Heizofen und Steuersystem,

F i g. 2A ein Beispiel der Temperatoranstiegskurve für heiße Materialien,

ω F i g. 2B ein Blockschaltbild der Temperatureinstell-Rechenvorrichtung für den Ofen gemäß der Erfindung, F i g. 3A ein Beispiel des Führungs-Datenspeichers, Fig.3B ein Beispiel der Datenstruktur pro Bramme des Datenspeichers.
Fig. 3C ein Beispiel des Einstellwertspeichers,

F i g. 4 ein Beispiel der Temperaturanstiegskurven für heiße und kalte Materialien,

F i g. 5 ein Beispiel der Ansprechzeit der Hcir.zone, Fig. 6A bis 6C den Zeitablauf zur Änderung der Einstellwerte bezüglich der Brammenpositionen, F i g. 7 Beispiele der Einstellwerte, die den jeweiligen Zonen für heiße und kalte Materialien entsprechen. F i g. 8A eine Erläuterung der Heizzonen, Fig. 8B bis 8E Positionen der entsprechenden Brammen.

Fig. 8F bis 8J die zeitliche Zuordnung der Einstelltemperaturen.

F i g. 8K und 8L den zeitlichen Ablauf zur Lösung der Verriegelung der eingestellten Werte, und in so Fig.9 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Ausführung mit einem Computer.

Obwohl die nachstehende Beschreibung von AusführungsDeispielen sich mit dem Fall beschäftigt, wo die aufgeheizten Materialien Brammen lind, ist die Erfindung keinesfalls auf Brammen beschränkt, sondern kann auch bei anderen Stahlmaterialien eingesetzt werden.

F i g. 1 zeigt sc'.ematisch den Aufbau eines Heizofens sowie eines Steuersystems gemäß der Erfindung. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet den Heizofen in seiner Gesamtheit. Bei der vorliegenden /*uslührungsform handelt es sich um einen 4-Zonen-Heizofen, wobei I eine Vorheizzone, H und 111 Heizzonen und IV eine b5 Haltezone bezeichnen. Die Bezugszeichen 3-1 bis 3-4 bezeichnen Ofenzonen-Temperaturdetektoren, die in den jeweiligen Zonen vorgesehen sind.

Die Bezueszeichcn 4-1 bis 4-4 bezeichnen Brenner,

die in den jeweiligen Zonen vorgesehen sind, während die Bezugszeichen 5-1 bis 5-4 Ofeniemperatursteuerungen bezeichnen. Die Bezugszeichen 6-1 bis 6-4 bezeichnen ßetriebseinrichtungen zur Bestimmung der Differenz zwischen den Ofentemperaturen. die von den Temperaturdetektoren 3-1 bis 3-4 abgetastet worden sind, bzw. den Ofentemperatur-Einsiellwerten TP. also TP-X bis TP-4. Die Bezugszeichen 7-1 bis 7-4 bezeichnen Brennstoffsteuerungen, die den jeweiligen Brennstoffdurehsatz /'steuern. Das Bezugs/eichen 200 bezeichnet ein Ofentemperatur-Steuerungssysiem. während das Bezugszeichen 9 einen Absaugschacht bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 2 ist eine aufzuheizende Bramme bezeichnel. Mit anderen Wollen. I'ig. I zeigt einen 4-Zonen-Heizofen. bei dem die Temperatursteuerung für jede Zone I bis IV unabhängig durchgeführt wird.

Die Brennsioffstcuerung erfolgt nämlich mit den Bremisiofisteuerungen 7-i bis 7-4 in der Weise, daü die tatsächliche Ofentemperatur in der jeweiligen Zone mit dem Ausgangssignal 7P-I bis TP-4 vom Steuerungssystem 200 zur Einstellung der Ofentemperatur übereinstimmt. Das Bezugs/eichen /·' bezeichnel dabei den Brennstoff, wobei die Bezugszeichen F X bis F4 den Brennstoffdurchsalz in den jeweiligen Zonen I bis IV bezeichnen.

Eine herkömmliche Anordnung zur Einstellung der Ofentemperatur berechnet den Wert der Brammentemperatur im Ofen unter Verwendung der Temperaturabtastwerte 7"l bis T4 in den Zonen und stellt den Einstellwert der Ofentemperatur so ein. daß die Differenz zwischen dem Ziel wert, der durch die Teniperauiranstiegskurve der Bramme bestimmt ist. und der Brammentemperatur minimal wird. Bei dieser Art von System wird die Ansprcchgesehwindigkcit der Oleniemperatursieiierung durch die Anderungsgesch'.viivJigkcü der Rr;!:n:v.cr.!e:v,pe;-;;!i"· beci-üaehüg!. Die Zeitkon.siante dieser Brammentemperatur ist häufig in der Größenordnung \on einigen 20 Min., so daß die Ofeniemperaiursieuerung gemäß dieser Konstante langsam ausgeführt wird. Das System ist für eine stabile Steuerung geeignet, wenn Materialien mil im wesentlichen gleichen Heizbcciingungen oder stabilen Zuständen zu beheizen sind, wenn aber Materialien mit erheblich unterschiedlichen Heizbedingungen oder unstabilen Zuständen zu beheizen sind, wird die Steuerungsgenauigkeit der Brammentemperatur wegen der Ansprechverzögerung erheblich verschlechtert.

Wenn ein kaltes Material im Anschluß an heißes Material zugeführt wird, wird die Ansprechverzögerung beispielsw eise besonders kritisch. F i g. 2A zeigt Beispiele von Temperaturansiiegskurven für derartige heiße und kalte Materialien. Bei der obigen Ausführungsform wird die Atmosphäi e im Inneren des Ofens zuerst in der Weise gesteuert, daß das heiße Material längs der Kurve Hin F i g. 2A beheizt wird, da ein sehr großer Anteil von Stahlplatten im Ofen heiße Materialien zu Beginn sind. Wenn die Anzahl von kalten Materialien jedoch zunimmt, wird es erforderlich, die Temperatur der Atmosphäre im Inneren des Ofens zu ändern, damit sie zur Beheizung der kalten Materialien geeignet ist. Mit anderen Worten, es wird ein Heizen längs der Kurve Cin F i g. 2A erforderlich. Ein kritisches Problem ist hierbei, daß die Steuerungsgenauigkeit der Brammen vor und nach der sogenannten Grenzbramme abfällt, wenn die Atmosphärentemperatur im Inneren des Ofens sich so ändert.

Das bedeutet, wenn zugeführte heiße Materialien mit der Temperaturkurve für kalte Materialien beheizt werden, erfolgi eine Überheizung, während ein Beheizimg Λτ zugeführten kalten Materialien mit c'ei Temperaluran.siiegskurve für zugeführte heilie Materialien cine unzureichende Beheizung ergibt. Damit ist es erforderlich, die Ofentemperatur so rasch wie möglich dicht an den optimalen Wert für die jeweiligen Materialien zu bringen. Da jtdoch bei herkömmlichen Systemen die korrektur tier l )lentcmperaiur mittels der Zeitkonstanten der Änderung der Brammentemperatur i'rfolgt. wie es oben angegeben ist. tritt unvermeidlicherweise eine Uberhei/ung oder unzureichende Beheizung d'.T Brammen auf.

Fig. 2B zeigt ein B'ockschaltbild des Sieuenintrss\ Mems 200 zur Einstellung der Ofentemperatur. uw J.'s erfindungsgemäße Verfahren näher zu erläutern In der Zeichnung bezeichnen dabei das Bezugszeichen 3(3-! bis 3-4) einen Ofentemperaiurdeiekior. das ße/ugszeic'nen 4 (4-i bis 4-4) einen Brenner zur Lieferung eines Luft-Brennstoff-Gemisches und das Bezugs/eichen 5 (5-1 bis 5-4) eine Steuerung, wie in Fig. I.

Das Bezugszeichen 202 bezeichnet einen Speicher lur die Brammennachführung im Inneren des Ofens und bildet Daten gemäß den jeweiligen Brammenpositionen. Dabei handelt es sich um eine Speicherdatei, die die Bewegung eines I lubbalkens oder Schiebers mit einem Betriebsdeiekior S abtastet und den Speicherinhalt in der Riehusng verschiebt, die z. B. in F i g. 3A mit dem Pfeil D bezeichnel ist. Dieser Speicher ermöglicht es einem Bedienungsmann des Ofens, festzustellen, welche

JO Bramme sich nun ar. welcher Posiiion im Innern des Ofens befindet. Die Daten für eine Bramme oder diejenigen Brammen, die aus dem Ofen herausgelahren sind, werden aus dem Speicher gelöscht, jedoch können diese Daten für andere Nachführungszwecke in Walzstraßen im Anschluß an den Ofenausgang verwende! werden

Fig. 3Λ zeigt schematisch den Fall, wo heiße Materialien H zuerst zugeführt und dann kalte Materialien C zugeführt werden, woran sich eine weitere Gruppe von heißen Materialien H anschließt. Die Symbole(c)und@bezeichnen jeweils die vorderen kalten bzw. heißen Materialien und werden als Grenzbrammen bezeichnet. Auch wenn Brammen in den Ofen hineingefahren werden, während der Ofen leer ist. werden die ersten Brammen als Grenzbrammen bezeichnet. Ein Katalog für den Nachführungsspeicher wird erzeugt, wenn der Bedienungsmann den Befehl für die Übermittlung des Kataloges zum Speicher gibt. wenn die Brammen in den Ofen hineingefahren werden.

Alternativ dazu kann eine automatische Registrierung einschließlich der Bestimmung von heißen Materialien einerseits und kalten Materialien andererseits mittels Brammentemperaturdetektoren erfolgen, die am Ofeneinlaß angeordnet sind.

Das Bezugszeichen 204 bezeichnet einen Brammenpositionsrechner, der für die Behandlung der Brammen mittels der Brammenpositionsdaten des Nachführungsspeichers, Ladeklassifikationsdaten und Unterscheidungsdaten zwischen den heißen und kalten Materialien sorgt. Diese Brammendaten werden gespeichert, indem man z. B. jedes Bit den Daten gemäß F i g. 3B zuordnet. Fig. 3B zeigt nämlich den Fall, wo 16 Bits jeder Bramme zugeordnet werden, und die Daten des Nachfühningsspeichers haben ebenfalls die obigen drei Arten. Erforderlichenfalls können jedoch auch andere Daten hinzugefügt werden. Der Brammenpositonsrechner 204 behandelt die Brammen im Inneren des Ofens auf der Basis der Speicherdaten. Die Grenzbrammen

snid(c)und(R)gemaß Fig. JA. und das Verfolgen dieser Gren/brammen ist unerläßlich für die Korrektur der Temperaturanstiegskurven der Brammengruppe.

Der Brammt-npositionsrechner 204 berechnet den Abstand \DCder Grcn/brammc(c)z. B. vom Ofcncin-IaIi auf der Basis der Daten des Nachführungsspeichers, wobei normalerweise die Anzahl von Grenzbrammen, die /.eichzeitig im Ofen vorhanden ist. höchstens den Wert i'hat.

Der Brammenpositionsrechner 204 bestimmt weiterhin, /u welcher Ofen/one KD die G-enzbrammen gehören. Im allgemeinen erfolgt die Beurteilung unter Berücksichtigung des Abstandes ΛΌ vom Ofeneinlaß. In Cig. JA erfolgt diese Bestimmung /.B. in folgender Weise:

dir/. \<XDH<1. 2-für/. 2 < CDC < Z. 3-

KD=III.

1 iei/ofens und L I bis L I die Abslande vom Ofeneinlaß /um jeweiligen Zonenaiislaß.

Der Brammenpositionsrechner 204 erkennt, ob die (jren/hramme in irgendeiner Hei/zonc vorhanden ist titler nicht, und schickt die Information zu den Steuerungen 208 und 208'. Wenn keine Grenzbramme in irgendeiner Zone vorhanden ist. wird die F.instelltemperatur dieser Zone in der Steuerung 208 bestimmt. Wenn andererseits eine Grenzbramme vorhanden ist. erfolgt die Bestimmung in der Steuerung 208'. Das Signal 210 lie/eichnet dieses Steuerwahl und den Wert KD.

l?.r Speicher 206 speichert die Temperaturanstiegskurve der Bramme. In diesem Speicher werden die Branimen/ieltemperaturen in 20 Ofenpositionen im Ölen in der Form gespeichert, wie es in F i g. 3C dargestellt ist. Beispielsweise repräsentieren die Werte 7/¹CI-I bis 7/'C 1-20 die 20-Wertc einer Kurve C I. Die Speicher«erte dieser Kurve werden der Temperatursteuerung 208 in Form eines Signals 205 übermittelt. Die Kurve ( I in Ii g. JC entspricht /. B. der Temperaturanstiegskurve Cl von kalten Materialien in Fig.4. entsprechendes irilt für die Kurven C2. C3 und // 1 bis Hi.

Die Steuerung 208 wird beim stabilen Zustand verwendet. Das herkömmliche Stcuerungsverfahren kann bei der .Steuerung 208 angewendet werden, wie es in der IIS-Anmeldung 20 705 beispielsweise erläutert ist. Bei dieser Steuerung wird die optimale Temperaturanstiegskurve. die irgendeiner Kurve in Fig.4 entspricht. aus len gespeicherten Kurven im Speicher 206 gewählt. Die Einstelltemperaturcn der Heizzonen werden so bestimmt, daß die Brammenteniperatur der gewählten Kurve folgt.

Die Ausgangssignale 7T1-4. C. H der Steuerung in Fig. 2B bezeichnen die Einstellwerte der jeweiligen Zonentemperatur und werden der Steuerung 5 (1-4) zugeführt. Andererseits wird die Steuerung 208' im unstabilem Zustand verwendet. Mit anderen Worten, die Steuerung 208' wird verwendet, wenn eine Grenzbramme in irgendeiner Heizzone vorhanden ist. Der Speicher 206 speichert die Einstellwerte der Zonentemperatur in der Form, wie es in Fig. 3C dargestellt ist. In Fig. 3C bezeichnen ADRCW. ADRCU ... Speicheradressen, während (TPI)C 1, (TP2)C2 ... die Einstelltemperaturen in den Zonen bezeichnen, die den Brammentemperaturanstiegskurven entsprechen.

Wenn die Anstiegskurve in der Steuerung 208 bestimmt wird, wird ein Indexsignal, das die Kurve repräsentiert, in Form eines Signals 209 der Steuerung

208' übermittelt. Die Steuerung 208' wählt die Linstelltemperatur der unstabilen Zone aus dem Speicher 206 gemäß dem Indexsignal 209. Diese Wahl ist in F i g. 2B mit 205' bezeichnet.

Als nächstes wird der zeitliche Ablauf der Ofentcmperatureinstellung in der jeweiligen Zone mit der Steuerung 208' erläutert. Hierbei wird der zeitliche Ablauf zur Einstellung der Ofentemperatur unter Verwendung der Grenzbrammenposition XD, die vom Brammenpositionsrechner 204 berechnet wird, und der Zonenzahl KDdes Ofens, zu welcher die Grenzbramme gehört, bestimmt.

Wenn die Ansprechzeit der Ofentemperatur in jeder Zone extrem schnell ist, kann der Einstellwert geändert werden, wenn die Grenzbramme den Eingang der jeweiligen Ofenzone erreicht. In der Praxis hat die Ansprechzeit jedoch keinen vernachlässigbaren Wert. F i g. 5 zeigt ein Beispiel des Ansprechverhaltens der

TPI sich schrittweise um Δ TPI ändert. Das Ansprechen der Ofenzonentemperaiur 71 kann betrachten werden als eine Ansprechcharakteristik mit Verzögerung erster Ordnung einschließlich einer Totzeit. Hierbei wird die Zeit, bis 90% der Änderung ΔTPI. also tR[\) in Fig. 5, erfolgt sind, als Ansprechzeit der Zone I definiert. Es ist erforderlich, den zeitlichen Ablauf für die Einstellung der Zonentemperatur unter Berücksichtigung dieser Ansprechzeit zu bestimmen. Hierbei wird angenomme.i, daß die Ansprechzeiten für die jeweiligen Zonen II. Ill und IV die Werte r/?(ll). r/?(lll) und r/?(IV) haben. u.;hrend weiterhin angenommen wird, daß die Grenzbramme zur K-Zone gehört, wie es in F i g. 6A dargestellt ist. Der zeitliche Ablauf der Einstellung in der Steuerung 208' wird unter Bezugnahme auf F i g. b näher erläutert. Fig. 6B zeigt den Zeitablauf zur Korrektur der Einstclltemperatur TP(K+\) der (K + l)-tsn Zone.

Mil anderen Worten, Fig.6B zeigt den Fall, wo 77γΚ +) um t(K + I) eher zu korrigieren ist als dem Zeitpunkt, wenn die Grenzbramme am Einlaß der (K +i)-tcn Zone um τR(K +) ankommt, während Fig. 6C den Fall zeigt, wo TP(K +1) vorher um τR(K + l)/2 zu korrigieren ist. Wenn die Zonentemperatur korrigiert wird, indem man den zeitlichen Ablauf

•»5 auf diese Weise berücksichtigt, kann eine gewünschte Ofentemperatur erreicht werden, wenn die Grenzbramme die Ofenzone erreicht. Der Zeitablauf kann gemäß der Ansprechzeil des Ofens variiert werden.

Fig. 7 zeigt ein Beispiel der jeweiligen Temperaturcinstellwerte in den Ofenzonen. (TPX)C bis (TP4)C bezeichnen die Einstelltemperaturen für die Zonen I bis IV für kaltes Material, während (TPi)H bis (TP4)H in gleicher Weise die Einstelltemperaturen für heiße Materialien angeben.

Dabei handelt es sich um ein Beispiel, bei dem 200 mm dicker Stahl innerhalb von 3 Stunden auf 1200"C aufgeheizt wird. Die Temperaturen der in den Ofen hineinzufahrenden Brammen betragen 45O⁰C für heiße Materialien und 30"C für kalte Materialien. Die Austragstemperatur aus dem Ofen beträgt 1200°C sowohl für heiße als auch für kalte Materialien, und die Temperatur für die kalten Materialien wird erheblich höher eingestellt als für die heißen Materialien.
Als nächstes wird ein Fall erläutert, bei dem die kalten Materialien zuerst in den Ofen eingefahren werden und dann die heißen Materialien. Die Einstelltemperaturen der Heizzonen werden mit der Steuerung 208 bestimmt, bis die heißen Materialien in den Ofen eingefahren

werden und es wird angenommen, daß die Werte gegeben sind mil TPI bis TP4. Wenn die vordere Bramme der heißen Materialien, also die Grenzbranime, am Einlaß der ersten Zone abgetastet wird, wird die Einstclltcmpcrutur in der ersten Zone von 7"Pl auf (TP I)H geändert, wobei im Falle von F i g. 7 der Wert (TPl)H=VbO'C gilt. In Fig.BA bezeichnen die Symbole I bis IV die Zonen I bis IV. Fig. 8B zeigt die Verteilung der Brammen im Inneren des Ofens, wobei C für kalte Materialien und Hfür heiße Materialien stehen und@die vordere Bramme der heißen Materialien, also die Gren/.branime bezeichnet. Fig. 8B zeigt den Zustand, wo die Grenzbramme in die erste Zone 1 eintritt, während F i g. 8F die Einstclltemperatur in dem Falle angibt, wo nur kalte Materialien im Inneren des Ofens vorhanden sind. Wenn die Grenzbramme am Eingang der ersten Zone I abgetastet wird, d h. bei dem ZuMönii gemäß Γ i g. 8B. wird die Einstcülcsviperaiiir der ersten Zone I von TP1 auf (TP I)H geändert, wie es in F i g. 8G dargestellt ist. Die eingestellte Ofentcinperatur der zweiten Zone Il wird von TP 2 auf (TP2)H= 1 IbO C korrigiert. Während die Grcn/bramme^^immer noch in der ersten Zone I vorhanden ist. wie es in F i g. 8C und 8H dargestellt ist. wird die Zeit von τD I = r/?(ll)/2 aus der Vorschubgeschwindigkeit und der Entfernung der Bramme berechnet, wobei die Zeit τD 1 erforderlich ist, damit die Grcnzbranime(fi)den Eingang der zweiten Zone II erreicht.

In gleicher Weise werden die Einstcllteinperaturen für die dritten und vierten Zonen III und IV vorher ermittelt, während die Grenzbranime sich immer noch in den zweiten und dritten Zonen Il bzw. IM befindet, wobei diese Zeiten gegeben sind durch tD2 = rR(ll)/2 bzw. rD3 = τR(IV)/2. Die neuen l-instelllempcniHiren betragen (TPi)H= 1240 C und (TP4)H= 1210 C (vgl. Fig 7,i Ii iv SD /i'igt den Zeitpunkt li'ir die Korrektur der Einstellteniperalur der drillen Zone, während Fig. 8E den entsprechenden Zeitpunkt für die vierte Zone angibt.

,Wenn die Zuführuni: der heißen bzw. kalten Materialien auf diese Wei«i am Ofeneinlaß abgetastet wird, erfolgt die Nachführung im Inneren des Ofens auf der Basis der abgetasteten Daten, und die Korrektur der Ofentemperauir erfolgt vor der Brammenbewegung unter Berücksichtigung des Heizanspreehverhaltens der jeweilisen Ofenzone gemäß dem zeitlichen Ablauf in F i g. 8.~

AK nächstes soll der zeitliche Ablauf der Verriegelungs-Auslösung in den jeweiligen Zonen erläutert werden. Zunächst wird der Fall der ersten Zone I unter Bezugnahme auf F i g. 8K näher erläutert. Wenn die Temperaturkurve sich von der normalen Einstelltemperatur TPI für kalte Materialien bei Abtastung der vorderen Bramme oder Grenzbramme(H)zum Zeitpunkt t\ auf (TP\)H ändert, ändert sich die Ofentemperatur 7M in der ersten Zone I allmählich und erreicht schließlich den Wert (TPi)H. Die Verriegelung wird zu dem Zeitpunkt gelöst, wenn die Differenz ΔΤΙ zwischen Tt und (TPl)H gleich oder kleiner wird als ein vorgegebener Wert Δε 1. d. h. zu dem Zeitpunkt, wo die Relation ΔΤ\<Δε\ gilt, und es wird dann die Temperatursteuerung für normale heiße Materialien durchgeführt.

Hierbei bezeichnet 12 den Zeitpunkt, der ■.!'.·!· ohiger Relation ΔΤΙ < .If genügt, und zu diesem Zeitpunk wird die Verriegelung gelöst und der Einstellwert TP 1 ■j durch einen Algorithmus für den stabilen Zustand bestimmt. Zum Zeitpunkt τ D I wird der Einstellwert fur die zweite Zone Il auf (TP2)H korngiert. Die Verriegclungs-Auslösung gilt auch für die /weiter, dritten und vierten Zonen Il bis IV. Sie lassen sich durch to die nachstehenden allgemeinen Formeln angeben:

7Ί ~ (TP\)HX = ATl <Acl. Tl ~ (TPl)HX = ATl<Acl.

T4 ~ (TPi)HX = AT4<Ac4.

Die Verriceküius-AusIvslhu: erMs! n='."''''"¹'¹ "> <!·"■■ jeweils angegebenen Zeitpunkten. In ähnlicher Weis.

-¹H wie in F i g. 5 kann dabei auch ein Ansprechen \on f i" oder 90% verwendet werden. Die Verriegelung kann nacheinander für die erste bis vierte Zone gelo^: werden.

Ein Flußdiagramm zur Durchführung der Temperatureinstellung in den Ofen/onen unter Verwendung eines Computers ist in F i g. 9 dargestellt.

Wenn bei der obigen Ausfiihriingsform gemäß F ι g. "> die Ansprechzeit der Ofentemperatur mit einem Ansprechen von 40% definiert ist. so kann auch eine

in Ansprechzeit von bi% gewählt werden. Die Wahl dieser Werte wird im Zusammenhang mi! dem Plan tür den Ofenbetrieb oder dergleichen bestimmt. Ganz allgemein wird τ Di der /-ten Zone gemäß dem Ansprechverhalten der (i + l)-ten Zone bestimmt. Der

ü optim.ile Wert sollte in Abhängigkeit son den Ofeneigenschaften gewählt werden. Zu gewissen Zeiten kann auch ein konstanter Wert unabhängig von Ofencharakleristika gewählt w erden.

Gemäß der Erfindung wird somit ein Verfahren zur

•m Temperatursteuerung eines Heizofens ange^-'ben. der mindestens eine mit einer Heizeinrichtung steuerbare Ofenzone aufweist und eine Förderung der /ugelührten und aufzuheizenden Materialien mit einer Fördereinrichtung, wie z.B. einem Hubbalken oder Schieber

·*ϊ vornimmt, so daß die Materialien auf eine vorgegebene Temperatur aufgeheizt werden, bis sie auf der Austragsseite ausgetragen werden

Dabei wird ein Verfahren zur Steuerung der Einsielltemperaturen in den Ofenzonen des Hci/ofens

5" angegeben, wenn die aufzuheizenden Materialien, die in den Heizofen eingebracht werden, unterschiedliche Temperaturanstiegskurven aufweisen. Insbesondere werden dabei vorgegebene Einstclltemperaiuren für die jeweiligen Zonen verwendet, wenn sich die Temperaturanstiegskurven der Brammen voneinander unterscheiden. Dabei wird die Leerlaufzeit im Inneren des Ofens auf ein Minimum gebracht, wenn die Materialien mit unterschiedlichen Temperaturanstiegskurven nacheinander in den Ofen eingefahren werden, um Energie zu sparen.Somit ist das Verfahren besonders wirkungsvoll, wenn kalte und heiße Materialien in den Ofen eingefahren werden.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Temperatursteuerung im Inneren eines Heizofens, der mindestens eine durch Heizeinrichtungen steuerbare Ofenzone aufweist und bei dem die zugeführten, aufzuheizenden Materialien gefördert, im Ofen aufgeheizt und ausgetragen, werden nachdem sie auf eine vorgegebene Temperatur aufgeheizt worden sind,gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Sequentielles Speichern der Daten des zu verarbeitenden Materials, das in den Heizofen eingeführt wird.

Verschieben und Speichern der Speicherwerte in Abhängigkeit vom Förderweg im Innern des Heizofens,

Einstellen einer Ofenzonentemperatur in Abhängigkeit von der Bewegung der aufzuheizenden Materialien und . Steuern derOfenzonentemperaiuren durch Heizeinrichtungen in der Weise, daß die eingestellten Ofenzonentemperaturen erreicht werden.

2. Verfahren nach Anspruch I. gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Vorheriges Speichern der Einstelltemperaiuren der Ofenzonen, wobei die Einstclltcmperaturen den Temperaturanstiegskurven der aufzuheizenden Materialien von ihrer Einführung in den Ofen bis zu ihrem Austrag mis dem Ofen entsprechen. JO Wählen der Ofenzonen-Einstelltemperaturen aus den Speicherwerten und Einstein der so gewählten Ofenzonentemperaturen und

Steuern der Ofenzonentempe· türen mit den Heizeinrichtungen in der Weise, daß die so J5 gewählten und vorgegebenen Ofcnzoncntemperaturen erreicht werden.

3. Verfahren nach Anspruch I oder 2. gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Ändern der Einstclltemperatur der Ofcnzonen in -»o Abhängigkeil von der Position eines vorderen Grenzstückes der Materialien mit einer anderen Temperaturanstiegskurve als die anderen sequentiell zugeführten. aufzuheizenden Materialien und
Steuern der Einstclltemperatur der Ofcnzonen mit den Heizeinrichtungen in der Weise, daß die so geänderte Einstelltemperatur der Ofenzonen erreicht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3. gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Ändern der Einstelitemperatur der Ofenzonen auf solche Werte, die für die Vielzahl von aufzuheizenden Materialien einschließlich des aufzuheizenden Grenzstückes geeignet sind, wenn das Grenzstück in die Ofenzonen eintritt, und Steuern der Ofenzonentemperatur durch die Heizeinrichtungen in der Weise, daß die so geänderte Ofenzonentemperatur erreicht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3. gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritic: Ändern der Einstelltemperaturen der Ofenzonen auf solche Werte, die für die aufzuheizenden Materialien im Anschluß an das aufzuheizende Grenzstück geeignet sind, bevor das Grenzstück in die Ofenzonen eintritt, und <«

Steuern der Ofenzonentemperaturen mit den Heizeinrichtungen in der Weise, daß die so

6. Verfahren nach Anspruch 5. gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Ändern der Einstelltemperaturen der Ofenzonen auf solche Werte, die für eine Vielzah", von aufzuheizenden Materialien im Anschluß an das aufzuheizende Grenzstück geeignet sind, und zwar um eine vergegebene Zeitspanne vor dem Eintn.t der Grenzstücke in die Ofenzonen, und
Steuern der Ofenzonentemperaturen durch die Heizeinrichtungen in der Weise, daß die so geänderten Ofenzonentemperaturen erreicht werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Ändern der Einstelltemperaturen der Ofenzonen auf solche Werte, die für eine Vielzahl von aufzuheizenden Materialien im Anschluß an das aufzuheizende Grenzstück geeignet sind, und zwar um eine Heizansprechzeit der Ofenzonen vor dem Eintritt des Grenzstückes in die Ofenzonen, und
Steuern der Ofenzonentemperaturen mit den Heizeinrichtungen in der Weise, daß die so geänderte Ofenzonentemperatur erreicht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch folgende Vevfahrensschritte:

Ändern der Einstelitemperatur der Ofenzonen auf solche Werte, die für eine Vielzahl von aufzuheizenden Materialien geeignet ist, und zwar um eine 90% Heizansprechzeh der Ofenzonen vor dem Eintritt des Grenzstückes in die Ofenzonen, und
Steuern der Ofenzonentemperaturen mit den Heizeinrichtungen in der Weise, daß die so geänderte Ofenzoncntcmpcralur erreicht u ird.

9. Verfahren nach Anspruch 7. gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschrittc:

Ändern der Einstclltemperaturen der Oicn/oncn auf solche Werte, die für eine Vielzahl von aufzuheizenden Materialien im Anschluß an das aufzuheizende Grenzstück geeignet sind, und zwar um bi% Heizansprechzeit der Ofenzonen vor dem Eintritt des Grenzstückes in die Ofenzonen, und
Steuern der Ofenzonentemperaturen mit den Heizeinrichtungen in der Weise, daß die so geänderten Ofenzonentemperaturen erreicht werden.

10. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung des geiindcrten Einstellwertes gelöst wird, wenn ein Differenzsignal zwischen der geänderten, eingestellten Ofenicmperalur und der gemessenen Ofentemperatur kleiner wird als ein vorgegebener Wert, und daß anschließend eine stabile Temperatursteuerung auf der Basis der Temperaturanstiegskurven durchgeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die eingestellten Ofenzonentemperaturen vorher gespeichert werden und mindestens Werte für heiße Materialien und Werte für kalte Materialien umfassen.

12. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung des geänderten Einstcllwertes nach dem Verstreichen der Ansprechzeit der Ofenzonen gegenüber der eingestellten Zeit der Änderung gelöst wird und daß anschließend eine stabile Temperatursteuerung auf der Temperaturanstiegskurven erfolgt.