JP2014148731A - Operation support system for heat treatment furnace - Google Patents

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Tomoyuki Maeda
知幸 前田
Keiichi Yamashita
圭一 山下
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable setting of appropriate operation conditions independent of the experience of an operator in operating a heat treatment furnace.SOLUTION: An operation support system 10 for a heat treatment furnace 1 is for supporting manual modification work in modifying conditions set for the heat treatment furnace 1 for heat-treating a to-be-heat-treated material (target material) and is provided with a display which displays information on the target material which passes through the heat treatment furnace 1 and/or the inside of the heat treatment furnace 1. The information displayed on the display includes at least one of the temperature of the target material, the carrying speed of the target material and the temperature of the inside of the heat treatment furnace 1.

Description

本発明は、連続焼鈍炉(CAL)などの熱処理炉において、当該熱処理炉の設定条件の一部又は全部を人的判断に基づき変更する際に、その変更作業を支援する操業支援システムに関する。   The present invention relates to an operation support system that supports a change work in a heat treatment furnace such as a continuous annealing furnace (CAL) when changing part or all of the set conditions of the heat treatment furnace based on human judgment.

従来より、連続的に薄板等の熱処理を行う連続熱処理ラインにおいては、帯状の薄板(以下、ストリップ材と呼ぶことがある)を熱処理炉に導入し、この熱処理炉内に設けた複数のハースロールによって炉内を通板させる。熱処理炉は、所定の炉温にコントロールされており、この熱処理炉内をストリップ材が所定の速度で通過することで、焼鈍などのストリップ材の熱処理が行われる。   Conventionally, in a continuous heat treatment line that continuously performs heat treatment of a thin plate or the like, a strip-like thin plate (hereinafter sometimes referred to as a strip material) is introduced into a heat treatment furnace, and a plurality of hearth rolls provided in the heat treatment furnace To pass through the furnace. The heat treatment furnace is controlled to a predetermined furnace temperature, and heat treatment of the strip material such as annealing is performed when the strip material passes through the heat treatment furnace at a predetermined speed.

熱処理炉では、連続処理を可能とするため、複数の異なる鋼種や板厚のコイルを溶接で接続して一本のストリップ材とし、連続通板させるようにしている。
したがって、熱処理炉のオペレータは、通板途中のストリップ材に対する炉温、通板速度を適切に制御することはもちろんのこと、次に熱処理炉内に導入されるストリップ材に対しても炉温、通板速度を適切にコントロールし、ストリップ材の熱処理を行う必要がある。
In the heat treatment furnace, in order to enable continuous processing, a plurality of coils of different steel types and plate thicknesses are connected by welding to form a single strip material, which is continuously passed through.
Therefore, the operator of the heat treatment furnace not only appropriately controls the furnace temperature and the plate passing speed for the strip material in the middle of the plate passing, but also the furnace temperature for the strip material introduced into the heat treatment furnace next time, It is necessary to appropriately control the sheet passing speed and heat-treat the strip material.

このような制御を円滑に行い、先行ストリップ材及び後行ストリップ材をそれぞれ目標処理条件で熱処理するための技術としては、特許文献1などに開示されたものがある。
特許文献1は、金属帯板からなる材料が連続的に移送される連続熱処理炉により、目標処理条件が異なる先行材と後行材とを接続して連続的に熱処理する方法において、先行材の後端部に後行材の先端部が接続された後、後行材炉温へ近づくように炉温を変更しながら、先行材の材料到達温度を一定に維持するための加熱時間を演算するとともに、当該加熱時間に適合するライン速度を演算し、その演算結果に基いて前記ライン速度を制御する工程と、前記炉温が後行材炉温に達した後、前記先行材と前記後行材との接続部が前記連続熱処理炉を通過する過程において、後行材の材料到達温度を一定に維持するための加熱時間を演算するとともに、当該加熱時間に適合するライン速度を演算し、その演算結果に基いて前記ライン速度を制御する工程と、を含む連続熱処理炉の板温制御方法を開示する。
As a technique for smoothly performing such control and heat-treating the preceding strip material and the subsequent strip material under the target processing conditions, there is one disclosed in Patent Document 1, for example.
Patent Document 1 discloses a method of continuously heat-treating a preceding material and a succeeding material having different target processing conditions by a continuous heat treatment furnace in which a material made of a metal strip is continuously transferred. After the leading end of the succeeding material is connected to the trailing end, the heating time for maintaining the material arrival temperature of the preceding material constant is calculated while changing the furnace temperature so as to approach the succeeding material furnace temperature. And calculating a line speed suitable for the heating time, controlling the line speed based on the calculation result, and after the furnace temperature reaches the succeeding material furnace temperature, the preceding material and the following material In the process in which the connection portion with the material passes through the continuous heat treatment furnace, the heating time for maintaining the material arrival temperature of the succeeding material at a constant is calculated, and the line speed that matches the heating time is calculated, Control the line speed based on the calculation result. A step, discloses a sheet temperature control method for continuous heat treatment furnace including.

特開平10−324924号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-324924

ところが、熱処理炉に関しては、その炉温を変更しようとしても急には変わらないのが現状である。例えば、現在熱処理中のストリップ材が炉温800℃で処理されていて、次のストリップ材が750℃の処理温度の場合、炉内温度を50℃下げるには、所定の時間を要する。このように、熱処理炉の炉温変化に時間が生じることを「熱慣性」と表現する。   However, with regard to the heat treatment furnace, the current situation is that it does not change suddenly even if the furnace temperature is changed. For example, when the strip material currently being heat-treated is processed at a furnace temperature of 800 ° C. and the next strip material has a processing temperature of 750 ° C., it takes a predetermined time to lower the furnace temperature by 50 ° C. In this manner, the occurrence of time in the furnace temperature change of the heat treatment furnace is expressed as “thermal inertia”.

前述した特許文献1の技術は、熱処理炉の熱慣性を加味しつつ、次ストリップ材の操業条件を算出できるものとしているが、現実には、様々な誤差要因があり、炉温の推定等が精確に行えず、正しい次ストリップ材の操業条件を算出できるものとはなっていないことが、現場の実績より明らかとなっている。
そこで、オペレータは現在の熱処理状況を把握した上、次ストリップ材の条件への合わせ込みを行うために、設定条件の一部を人的判断に基づき変更することがしばしばある。
The technique of Patent Document 1 described above is capable of calculating the operating conditions of the next strip material while taking into account the thermal inertia of the heat treatment furnace, but in reality, there are various error factors, such as estimation of the furnace temperature. It is clear from the actual results at the site that it is not possible to accurately calculate the correct operation conditions of the next strip material.
Therefore, the operator often changes a part of the setting conditions based on human judgment in order to adjust the conditions of the next strip material after grasping the current heat treatment state.

経験を積んだオペレータであれば、斯かる熱慣性を考慮しつつ、次ストリップ材に対する炉温に容易に移行可能となっている現在のストリップ材に対する炉温や通板速度を設定することが可能である。ところが、経験の浅いオペレータでは、熱処理炉の熱慣性を考慮しつつ、処理条件を変更することは困難である場合が多い。
そこで、本発明は上記問題点を鑑み、熱処理炉の操業を行うに際して、オペレータの経験度合いに左右されることなく、適切な操業条件を設定可能とする熱処理炉の操業支援システムを提供することを目的とする。
Experienced operators can set the furnace temperature and plate feed speed for the current strip material that can be easily transferred to the furnace temperature for the next strip material, taking into account such thermal inertia. It is. However, it is often difficult for an inexperienced operator to change the processing conditions while taking into account the thermal inertia of the heat treatment furnace.
Accordingly, in view of the above problems, the present invention provides a heat treatment furnace operation support system that can set appropriate operation conditions without depending on the degree of experience of the operator when operating the heat treatment furnace. Objective.

上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明に係る熱処理炉の操業支援システムは、被熱処理材を熱処理する熱処理炉での設定条件を変更するに際し、人的な変更作業を支援する操業支援システムであって、前記操業支援システムは、オペレータが確認可能な表示器を有し、前記表示器は、熱処理炉の情報及び/又は熱処理炉内を通過する被熱処理材の情報を表示するように構成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the present invention takes the following technical means.
The operation support system for the heat treatment furnace according to the present invention is an operation support system that supports human change work when changing the setting conditions in the heat treatment furnace for heat-treating the heat-treated material, and the operation support system includes: An indicator that can be confirmed by an operator is provided, and the indicator is configured to display information on a heat treatment furnace and / or information on a material to be heat-treated passing through the heat treatment furnace.

前記表示器に表示される情報として、操業中の熱処理炉から得られる実績値と数値モデルから算出される予測値とを採用し、前記表示器は、前記実績値と予測値との両方を表示するように構成されていることは好ましい。
前記表示器に表示される情報は、被熱処理材の温度、被熱処理材の搬送速度、熱処理炉の炉内温度の少なくとも1つ以上を含むものであることが好ましい。
As the information displayed on the indicator, the actual value obtained from the heat treatment furnace in operation and the predicted value calculated from the numerical model are adopted, and the indicator displays both the actual value and the predicted value. It is preferable to be configured to do so.
It is preferable that the information displayed on the display includes at least one of the temperature of the material to be heat treated, the conveyance speed of the material to be heat treated, and the furnace temperature of the heat treatment furnace.

前記表示器に表示される情報は、被熱処理材の目標温度からの温度偏差を含むものであることが好ましい。
前記表示器に表示される情報は、過去の操業実績から得られた熱処理炉の炉内温度を含むものであることが好ましい。
前記表示器に表示される情報は、過去の操業実績から得られた熱処理炉の炉内温度の分布を含むものであることが好ましい。
It is preferable that the information displayed on the display includes a temperature deviation from the target temperature of the material to be heat treated.
It is preferable that the information displayed on the display includes the in-furnace temperature of the heat treatment furnace obtained from past operation results.
It is preferable that the information displayed on the indicator includes a distribution of the furnace temperature of the heat treatment furnace obtained from past operation results.

前記表示器は、前記炉内温度の分布の上に、現在の炉内温度を表示するようにしていることが好ましい。
前記熱処理炉の炉内温度及び被熱処理材の温度を算出するにあたって、数値モデルを用いていることが好ましい。
It is preferable that the indicator displays a current furnace temperature on the furnace temperature distribution.
In calculating the furnace temperature of the heat treatment furnace and the temperature of the material to be heat treated, it is preferable to use a numerical model.

本発明の熱処理炉の操業支援システムによれば、熱処理炉の操業を行うに際して、オペレータの経験度合いに左右されることなく、適切な操業条件を設定することができる。   According to the heat treatment furnace operation support system of the present invention, when operating the heat treatment furnace, it is possible to set appropriate operation conditions without being influenced by the degree of experience of the operator.

熱処理炉の操業支援システムの概念図を示したものである。The conceptual diagram of the operation support system of a heat treatment furnace is shown. 熱処理炉の一部を模式的に示した図である。It is the figure which showed a part of heat processing furnace typically. 支援モニタの画面の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the screen of a support monitor. 炉温過去の操業実績を算出する手法を示した図である。It is the figure which showed the method of calculating the operation performance of a furnace temperature past.

以下、本発明に係る熱処理炉の操業支援システムの実施の形態を、図をもとに説明する。図1は、本実施形態の操業支援システム、及び操業支援システムが設けられた熱処理炉1を示した模式図である。
図1,図2に示す如く、熱処理炉1は、導入された薄鋼板(ストリップ材)2を焼鈍させる連続焼鈍炉(CAL)である。この熱処理炉1は、上流側から予熱帯3、加熱帯4、均熱帯5の3つの独立した部分から構成されている。各帯3〜5とも、その内部には、複数のハースロール6が配備されており、このハースロール6間にストリップ材2が架け渡され、炉内を搬送されてゆく。炉内にはラジアントチューブ(図示せず)が複数は位置されていて、このラジアントチューブからの輻射熱により、炉内が昇温するようになっている。
Embodiments of a heat treatment furnace operation support system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an operation support system of this embodiment and a heat treatment furnace 1 provided with the operation support system.
As shown in FIGS. 1 and 2, the heat treatment furnace 1 is a continuous annealing furnace (CAL) for annealing the introduced thin steel plate (strip material) 2. The heat treatment furnace 1 is composed of three independent portions of a pre-tropical zone 3, a heating zone 4, and a soaking zone 5 from the upstream side. In each of the bands 3 to 5, a plurality of hearth rolls 6 are provided, and the strip material 2 is bridged between the hearth rolls 6 and conveyed in the furnace. A plurality of radiant tubes (not shown) are positioned in the furnace, and the temperature in the furnace is increased by radiant heat from the radiant tubes.

また、予熱帯3、加熱帯4、均熱帯5の出側には、ストリップ材2の温度を計測する出側温度計7が配備されている。
上記した熱処理炉1を操業するに際しては、ストリップ材2の焼鈍等が効率よく進行し、所望とする金属組織、機械特性を有するように、オペレータMは、熱処理炉1内の温度(炉温)やストリップ材2の搬送速度などの操業条件を制御している。
In addition, an exit side thermometer 7 for measuring the temperature of the strip material 2 is provided on the exit side of the pre-tropical zone 3, the heating zone 4, and the soaking zone 5.
When operating the heat treatment furnace 1 described above, the operator M is required to set the temperature (furnace temperature) in the heat treatment furnace 1 so that annealing of the strip material 2 proceeds efficiently and has the desired metal structure and mechanical properties. And operating conditions such as the conveying speed of the strip material 2 are controlled.

具体的には、熱処理炉1では、連続処理を可能とするため、まず、複数の異なる鋼種や板厚のコイルを溶接で接続して一本のストリップ材2とし、連続通板させるようにしている。それ故、熱処理炉1の管理するオペレータMは、通板途中のストリップ材2(先行ストリップ材)に対する炉温、搬送速度を適切に制御することはもちろんのこと、次に熱処理炉1内に導入されるストリップ材2(後行ストリップ材)に対しても炉温、搬送速度を適切に制御しストリップ材2の熱処理を行う必要がある。   Specifically, in order to enable continuous processing in the heat treatment furnace 1, first, a plurality of different steel grades and plate thickness coils are connected by welding to form a single strip material 2 and are continuously passed through. Yes. Therefore, the operator M managing the heat treatment furnace 1 introduces the heat treatment furnace 1 into the heat treatment furnace 1 as well as appropriately controlling the furnace temperature and the conveying speed for the strip material 2 (preceding strip material) halfway through the plate. The strip material 2 (following strip material) also needs to be heat-treated by appropriately controlling the furnace temperature and the conveying speed.

オペレータMは、先行ストリップ材と後行ストリップ材との間でTV値(板厚Tと搬送板速度Vとの積)、目標板温度が変化したとき、操業条件(炉温、搬送速度など)を変更する。例えば、TV値が変化した場合は、熱処理炉1の温度を上昇又は下降させる必要があることから、加熱帯4の板温の変化量を見積もった上で、現在の搬送板速度、均熱帯5の温度のままであるときに、板温度が管理範囲内に入るか否かをチェックし、必要であれば、操業条件を変更する。一方で、熱処理炉1のパフォーマンスは日々変化しており、この点からも操業条件の変更は不可欠である。   The operator M determines the operating conditions (furnace temperature, conveyance speed, etc.) when the TV value (product of the plate thickness T and the conveyance plate speed V) and the target plate temperature change between the preceding strip material and the subsequent strip material. To change. For example, when the TV value changes, it is necessary to raise or lower the temperature of the heat treatment furnace 1. Therefore, after estimating the amount of change in the plate temperature of the heating zone 4, When the temperature remains at this temperature, it is checked whether or not the plate temperature falls within the control range, and if necessary, the operation conditions are changed. On the other hand, the performance of the heat treatment furnace 1 changes from day to day, and it is indispensable to change the operating conditions from this point.

斯かる熱処理炉1の操業の条件設定は、経験を積んだオペレータMであれば、過去の様々な経験を基に所望とされる板温度を確保できるように操業条件を設定可能である。しかしながら、経験の浅いオペレータMの場合、的確な熱処理炉1の操業が困難となることが十分考えられる。
そこで、本実施形態の操業支援システムは、熱処理炉1の情報を提示するように構成することで、オペレータMの経験度合いに左右されることなく、適切な操業条件を設定することができるようにしている。
The operation conditions of such a heat treatment furnace 1 can be set by an experienced operator M so that a desired plate temperature can be secured based on various past experiences. However, in the case of an inexperienced operator M, it can be considered that it is difficult to operate the heat treatment furnace 1 accurately.
Therefore, the operation support system of the present embodiment is configured to present the information of the heat treatment furnace 1 so that appropriate operation conditions can be set regardless of the degree of experience of the operator M. ing.

以下、本実施形態の熱処理炉1の操業支援システムの詳細を述べることにする。
操業支援システム10は、熱処理炉1の情報やストリップ材2(被熱処理材)の情報の少なくとも1つ以上を表示可能な表示器(支援モニタ)11を有している。
支援モニタ11は、液晶モニタやCRTモニタで構成され、コントロール室内に設置されている。オペレータMは常にこの支援モニタ11を視聴可能な状態となっている。この支援モニタ11にはコンピュータ12が接続されていて、このコンピュータ12は、支援モニタ11にて表示する一部又は全部の情報を算出するものである。コンピュータ12には、操業条件(操業実績値)が入力されるようになっており、当該コンピュータ12は、操業実績値を入力値として支援モニタ11で表示するための情報を計算することが可能な数値モデル(熱処理炉モデル)を備えている。
Hereinafter, details of the operation support system for the heat treatment furnace 1 of the present embodiment will be described.
The operation support system 10 includes a display (support monitor) 11 that can display at least one of information on the heat treatment furnace 1 and information on the strip material 2 (material to be heat treated).
The support monitor 11 includes a liquid crystal monitor and a CRT monitor, and is installed in the control room. The operator M can always view the support monitor 11. A computer 12 is connected to the support monitor 11, and the computer 12 calculates part or all of the information displayed on the support monitor 11. An operation condition (operation result value) is input to the computer 12, and the computer 12 can calculate information to be displayed on the support monitor 11 using the operation result value as an input value. A numerical model (heat treatment furnace model) is provided.

具体的には、このコンピュータ12は、内部に演算装置を備えると共に記憶装置を備えていて、当該コンピュータ12に対する指示や外部からの信号を取り込むための入力装置や演算結果を表示する出力装置を備えている。
熱処理炉モデルはプログラム化されてハードディスクで構成された記憶装置に記憶されており、このモデルをMPUなどで構成された演算装置により演算する。演算にあたっては、AD変換ボードなどで構成された入力装置を介して、操業中の均熱炉から得られた実績値(ストリップ材の温度や搬送速度、ラジアントチューブの状態などの実績値)が入力され、熱処理炉モデルの条件値として採用される。実績値は、キーボードなどの入力装置により直接入力されてもよい。
Specifically, the computer 12 includes an arithmetic device and a storage device inside, and includes an input device for fetching instructions to the computer 12 and signals from the outside, and an output device for displaying the calculation result. ing.
The heat treatment furnace model is programmed and stored in a storage device configured by a hard disk, and this model is calculated by an arithmetic device configured by an MPU or the like. For the calculation, the actual values (the actual values such as the temperature of the strip material, the conveyance speed, the state of the radiant tube) obtained from the operating soaking furnace are input via an input device composed of an AD conversion board. And adopted as the condition value of the heat treatment furnace model. The actual value may be directly input by an input device such as a keyboard.

演算装置で演算された結果(熱処理炉モデルの予測値)は、記憶装置に記録されると共に、出力装置すなわち支援モニタ11に表示される。支援モニタ11には、入力装置を介して入力された熱処理炉モデルの実績値も同時に表示される。
本実施形態の場合、熱処理炉モデルは、伝熱モデルから得られた式(1)を基本とする数値モデルである。
The result (predicted value of the heat treatment furnace model) calculated by the calculation device is recorded in the storage device and displayed on the output device, that is, the support monitor 11. The actual value of the heat treatment furnace model input through the input device is also displayed on the support monitor 11 at the same time.
In the case of this embodiment, the heat treatment furnace model is a numerical model based on the equation (1) obtained from the heat transfer model.

コンピュータ12は、内部に具備された熱処理炉モデルを用いて、ストリップ材2の板温度の予測値や目標温度との板温度偏差を算出することが可能であり、算出した予測板温度、板温度偏差を支援モニタ11に出力する。なお、同じストリップ材2でも先端部、中途部、尾端部では板温度が異なるため、コンピュータ12は、先端部、中途部、尾端部のそれぞれにおける板温度偏差を算出している。   The computer 12 can calculate a predicted value of the plate temperature of the strip material 2 and a plate temperature deviation from the target temperature using a heat treatment furnace model provided inside, and the calculated predicted plate temperature and plate temperature. The deviation is output to the support monitor 11. In addition, since the plate temperature is different at the front end portion, midway portion, and tail end portion even in the same strip material 2, the computer 12 calculates the plate temperature deviation at each of the front end portion, midway portion, and tail end portion.

図3は、本実施形態の支援モニタ11の画面表示の例を示している。
図3に示すように、支援モニタ11の画面は、上下に2つに分かれており、上段部分(板温モニタ)には、主に先行ストリップ材、後行ストリップ材に関する情報が表示される。具体的には、上段部分には、先行ストリップ材や後行ストリップ材において、各ストリップ材2が均熱帯5に入るまでの残り時間(均熱帯5が通過するまでの時間)と、現状の操業条件を維持した状態で各ストリップ材2が均熱帯に入った場合に各ストリップ材2の板温度がグラフ状で表示される。ここで、グラフ状で示される板温度は、後述するように均熱帯に入ったときの予測温度と目標温度とのずれ量である。
FIG. 3 shows an example of a screen display of the support monitor 11 of the present embodiment.
As shown in FIG. 3, the screen of the support monitor 11 is divided into upper and lower parts, and information on the preceding strip material and the subsequent strip material is mainly displayed on the upper part (plate temperature monitor). Specifically, in the upper portion, in the preceding strip material and the following strip material, the remaining time until each strip material 2 enters the soaking zone 5 (time until the soaking zone 5 passes) and the current operation When each strip member 2 enters the soaking zone with the condition maintained, the plate temperature of each strip member 2 is displayed in a graph. Here, the plate temperature shown in a graph is a deviation amount between the predicted temperature and the target temperature when entering the soaking zone as will be described later.

上段部分において、コイルA〜コイルCに対応するストリップ材2は、加熱帯4に入っているストリップ材2を示している。コイルD、コイルEに対応するストリップ材2は、予熱帯3に存在するストリップ材2を示している。なお、上段部分において、Lで示される位置に、炉内を搬送されるストリップ材2(先行ストリップ材、後行ストリップ材)の種類や板厚を示すようにしてもよい。   In the upper part, the strip material 2 corresponding to the coils A to C indicates the strip material 2 in the heating zone 4. The strip material 2 corresponding to the coil D and the coil E indicates the strip material 2 existing in the pre-tropical zone 3. In the upper portion, the type and thickness of the strip material 2 (the preceding strip material and the subsequent strip material) conveyed in the furnace may be indicated at the position indicated by L.

各ストリップ材2の種類や板厚を示している下側には、2つのグラフ(グラフU)が示されている。このグラフUは、ストリップ材2の板温度偏差(目標板温度と熱処理炉モデルから算出される板温度との偏差)を示すものである。
2つのグラフUのうち、右のグラフは、ストリップ材2の先端部における板温度偏差を示しており、左のグラフは尾端部における板温度偏差を示している。Nで示される波線ライン(ラインN)において、中央のラインが目標温度ライン(板温度偏差がゼロのライン)、上側のラインが上限値、下側のラインが下限値を示している。即ち、ラインNによって、ストリップ材2の温度における管理範囲が示されている。
Two graphs (graph U) are shown on the lower side indicating the type and thickness of each strip material 2. This graph U shows the plate temperature deviation (deviation between the target plate temperature and the plate temperature calculated from the heat treatment furnace model) of the strip material 2.
Of the two graphs U, the right graph shows the plate temperature deviation at the front end of the strip material 2, and the left graph shows the plate temperature deviation at the tail end. In the wavy line indicated by N (line N), the center line indicates the target temperature line (the line temperature deviation is zero), the upper line indicates the upper limit value, and the lower line indicates the lower limit value. That is, the management range in the temperature of the strip material 2 is shown by the line N.

Dで示される部分は、ストリップ材2の搬送速度を示すもので、色が濃いバーが現状の搬送速度を示し、オペレータMが搬送速度を変化させるように指示を出すと、Dで指し示すバーの長さが搬送速度に対応して変化するようになっている。
したがって、支援モニタ11の画面の上段部分には、ストリップ材2の種類、板厚、ストリップ材2の板温度偏差、搬送速度などのストリップ材2に関する各種情報が表示される。
The portion indicated by D indicates the transport speed of the strip material 2, the dark colored bar indicates the current transport speed, and when the operator M gives an instruction to change the transport speed, the bar indicated by D The length changes according to the conveyance speed.
Therefore, in the upper part of the screen of the support monitor 11, various information regarding the strip material 2 such as the type of strip material 2, the plate thickness, the plate temperature deviation of the strip material 2, and the conveyance speed are displayed.

オペレータMが熱処理炉1の操業条件(ラジアントチューブの状態、ストリップ材2の搬送速度)を変更した際には、変更後の操業条件、例えば、出側温度計7での温度実績値などがコンピュータ12に入力され、熱処理炉モデルを用いて、直ちに板温度の予測値が計算され、その情報に基づいた新たなグラフUが表示される。この処理により、画面が随時変更されグラフUが時々刻々と最新値に更新されることとなる。   When the operator M changes the operating conditions of the heat treatment furnace 1 (the state of the radiant tube, the conveying speed of the strip material 2), the changed operating conditions, for example, the actual temperature value at the outlet side thermometer 7 are stored in the computer. 12, the predicted value of the plate temperature is immediately calculated using the heat treatment furnace model, and a new graph U based on the information is displayed. By this process, the screen is changed as needed, and the graph U is updated to the latest value every moment.

そのため、オペレータMは、支援モニタ11に表示されるグラフUがラインNで示される範囲内(管理範囲内)に入るように、熱処理炉1の操業条件を変更すればよく、オペレータMの経験度合いに左右されることなく、適切な操業条件を設定することができるようにしている。
先行ストリップ材の処理温度より、後行ストリップ材の処理温度が低い場合、熱処理炉1の熱慣性に対応するためには、オペレータMは、先行ストリップ材のグラフUが管理領域の下限側に位置するように、支援モニタ11を見つつ設定するとよい。そうすることで、後行ストリップ材が炉内に入る際に、その温度を可及的速やかに設定値に持っていくことが可能となる。
Therefore, the operator M only has to change the operating conditions of the heat treatment furnace 1 so that the graph U displayed on the support monitor 11 falls within the range indicated by the line N (within the management range). Appropriate operating conditions can be set without being affected by
When the processing temperature of the subsequent strip material is lower than the processing temperature of the preceding strip material, in order to cope with the thermal inertia of the heat treatment furnace 1, the operator M positions the graph U of the preceding strip material on the lower limit side of the management region. As such, the setting may be made while viewing the support monitor 11. By doing so, when the subsequent strip material enters the furnace, the temperature can be brought to the set value as quickly as possible.

斯かる操作を、経験を積んだオペレータMであれば、自分自身の判断のみで行うことが可能であるが、仮に経験の浅いオペレータMであっても、本発明の操業支援システム10を用いることで、経験を積んだオペレータMと同等の熱処理炉1制御を行うことが可能となる。
支援モニタ11の画面の下段部分(操炉モニタ)には、主に熱処理炉1の情報が示される。Qの部分は、過去の操業実績を基にした予熱帯3の温度予測分布(ヒストグラム)を示したものである。過去の操業において各ストリップ材2(コイルA〜コイルE)を処理したときの予熱帯3がどのような温度分布であったかが分かるように、各ストリップ材2ごとの予熱帯3の温度分布を示している。なお、過去の操業実績には、例えば、搬送速度を変化させて各ストリップ材2の処理を行った場合と、炉温を変化させて各ストリップ材2の処理を行った場合とがあり、操業条件は様々であるため、Qの部分に示した予熱帯3の温度予測分布は、現状の操業条件で処理したと想定(同じ条件で操業したと想定)し、そのときの予熱帯3の温度予測分布である。
Such an operation can be performed only by his / her own judgment if it is an experienced operator M. However, even if the operator M is inexperienced, the operation support system 10 of the present invention is used. Thus, it is possible to perform the heat treatment furnace 1 control equivalent to the experienced operator M.
Information on the heat treatment furnace 1 is mainly shown in the lower part of the screen of the support monitor 11 (furnace operation monitor). The part of Q shows the temperature prediction distribution (histogram) of the pretropical zone 3 based on the past operation results. The temperature distribution of the pretropical zone 3 for each strip material 2 is shown so that the temperature distribution of the pretropical zone 3 when each strip material 2 (coil A to coil E) is processed in the past operation can be understood. ing. The past operation results include, for example, a case where each strip material 2 is processed while changing the conveying speed and a case where each strip material 2 is processed while changing the furnace temperature. Since the conditions vary, it is assumed that the temperature prediction distribution of the pretropical zone 3 shown in the Q part is processed under the current operating conditions (assuming that the operation was performed under the same conditions), and the temperature of the pretropical zone 3 at that time Predictive distribution.

支援モニタ11の画面において、予熱帯3の温度予測分布上に示されたラインq1は、現時点での予熱帯3の炉温(実績値)であり、その温度が過去の操業実績のグラフのどの位置に対応するかなどを検証することができる。即ち、過去の操業実績から算出された炉温の温度予測分布上に、現在の炉温を表示するようにしている。
また、支援モニタ11の画面の下段部分において、Rの部分は予熱帯3の炉温を具体的な数値で示したものである。この温度値は、Qで示される温度予測分布の最頻値である。
On the screen of the support monitor 11, the line q1 shown on the temperature prediction distribution of the pre-tropical zone 3 is the furnace temperature (actual value) of the pre-tropical zone 3 at the present time, It can be verified whether it corresponds to the position. That is, the current furnace temperature is displayed on the temperature prediction distribution of the furnace temperature calculated from the past operation results.
Further, in the lower part of the screen of the support monitor 11, the part R represents the furnace temperature of the pre-tropical zone 3 with specific numerical values. This temperature value is the mode value of the temperature prediction distribution indicated by Q.

Sの部分は加熱帯4の温度予測分布を示したもので、Tの部分は加熱帯4の炉温の温度値を示したものである。加熱帯4の温度予測分布の上にも現時点での加熱帯4の炉温を示すラインq2が示されるようになっている。なお、Sの部分における加熱帯4の温度予測分布は、Qの部分で示した予熱帯3と同じ方法で求めたものであり、Tの部分における加熱帯4の温度値も予熱帯3と同じ方法でもとめたものである。   The portion S represents the temperature prediction distribution of the heating zone 4, and the portion T represents the temperature value of the furnace temperature of the heating zone 4. A line q2 indicating the furnace temperature of the heating zone 4 at the present time is also shown on the temperature prediction distribution of the heating zone 4. The temperature predicted distribution of the heating zone 4 in the portion S is obtained by the same method as the pre-tropical zone 3 shown in the Q portion, and the temperature value of the heating zone 4 in the portion T is also the same as the pre-tropical zone 3. It was also stopped by the method.

したがって、支援モニタ11の画面の下段部分には、熱処理炉1の情報(予熱帯3及び加熱帯4の温度予測分布、この温度予測分布から得られる予熱帯3及び加熱帯4の温度値(最頻値)、予熱帯3及び加熱帯4の現状の炉温)が表示されるようになっている。即ち、支援モニタ11の画面の下段部分に表示される情報は、過去の操業実績におけるストリップ材2を処理したときの熱処理炉1の炉温(炉内温度)を含むものであると共に、炉温の温度分布(温度予測分布)を含んでいる。   Accordingly, in the lower part of the screen of the support monitor 11, information on the heat treatment furnace 1 (temperature prediction distribution of the pretropical zone 3 and the heating zone 4, temperature values of the pretropical zone 3 and the heating zone 4 obtained from this temperature prediction distribution (maximum Frequency), pre-tropical zone 3 and current furnace temperature of heating zone 4) are displayed. That is, the information displayed in the lower part of the screen of the support monitor 11 includes the furnace temperature (in-furnace temperature) of the heat treatment furnace 1 when the strip material 2 in the past operation results is processed, and the temperature of the furnace temperature. Distribution (temperature prediction distribution) is included.

つまり、支援モニタ11には、数値モデルによる予測値と操業中の実績値との両方が表示され、オペレータMは、予測値と実績値との一致の度合いや、予測値と実績値との相関の強さ(コンビネーション)などを考慮しながら、操業条件を変えることもできる。
なお、温度予測分布を求める際の推定方法としては、様々な手法が採用可能であるが、本実施形態では、図4に示す方法で行っている。
That is, both the predicted value based on the numerical model and the actual value during operation are displayed on the support monitor 11, and the operator M determines the degree of coincidence between the predicted value and the actual value and the correlation between the predicted value and the actual value. It is also possible to change the operating conditions while taking into account the strength of the product.
Various methods can be adopted as an estimation method for obtaining the temperature prediction distribution, but in the present embodiment, the method shown in FIG. 4 is used.

図4に示すように、まず、過去の操業条件と現在の条件条件との距離(異なり度合い)を、式(2)を用いて算出する(S1)。
その後、算出された距離に基づいて、式(3)を用いて類似度を算出する(S2)。即ち、コンピュータ12に具備された類似度算出手段によって、過去の操業条件と現在の操業条件との差違を求めると共に、得られた差違から算出された類似度を求める。類似度と距離との関係は、例えば、図4(a)に示すものとなる。
As shown in FIG. 4, first, the distance (degree of difference) between the past operation condition and the current condition condition is calculated using equation (2) (S1).
Thereafter, based on the calculated distance, the similarity is calculated using Equation (3) (S2). That is, the similarity calculation means provided in the computer 12 obtains the difference between the past operation condition and the current operation condition, and obtains the similarity calculated from the obtained difference. The relationship between the similarity and the distance is, for example, as shown in FIG.

式(4)に示すようにコンピュータ12に具備された度数分布算出手段によって、得られた類似度を過去のストリップ材2の温度実績に適用することで、図4(b)のようなストリップ材2の温度予測分布を算出する(S3)。   By applying the obtained similarity to the past temperature performance of the strip material 2 by the frequency distribution calculation means provided in the computer 12 as shown in the equation (4), the strip material as shown in FIG. 2 is calculated (S3).

操業支援システム10を用い、熱処理炉1の情報や被熱処理材(ストリップ材2)の情報を支援モニタ11に表示することによって、オペレータMの経験度合いに左右されることなく、適切な熱処理炉1の操業条件を設定することができる。なお、上述した実施形態では、熱処理炉1の情報とストリップ材2の情報との両方を支援モニタ11に表示しているが、熱処理炉1の情報又はストリップ材2の情報のいずれか一方を支援モニタ11に表示してもよい。   By using the operation support system 10 and displaying information on the heat treatment furnace 1 and information on the material to be heat treated (strip material 2) on the support monitor 11, an appropriate heat treatment furnace 1 can be obtained regardless of the degree of experience of the operator M. The operating conditions can be set. In the above-described embodiment, both the information on the heat treatment furnace 1 and the information on the strip material 2 are displayed on the support monitor 11, but either the information on the heat treatment furnace 1 or the information on the strip material 2 is supported. It may be displayed on the monitor 11.

以上、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、支援モニタ11には、他の熱処理炉1に関する情報を表示するようにしてもよい。また、オペレータMに各種情報を提示する表示器として、視覚に訴える支援モニタ11を例示したが、オペレータMに対し音声で情報を伝える機器を表示器として採用してもよい。
As mentioned above, it should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
For example, the support monitor 11 may display information regarding other heat treatment furnaces 1. Moreover, although the support monitor 11 which appeals visually is illustrated as a display which shows various information to the operator M, you may employ | adopt the apparatus which conveys information with an audio | voice to the operator M as a display.

1 熱処理炉
2 ストリップ材
3 予熱帯
4 加熱帯
5 均熱帯
6 ハースロール
7 出側温度計
10 操業支援システム
11 支援モニタ
12 コンピュータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat processing furnace 2 Strip material 3 Pre-tropical 4 Heating zone 5 Soaking zone 6 Hearth roll 7 Outside thermometer 10 Operation support system 11 Support monitor 12 Computer

Claims (8)

被熱処理材を熱処理する熱処理炉での設定条件を変更するに際し、人的な変更作業を支援する操業支援システムであって、
前記操業支援システムは、オペレータが確認可能な表示器を有し、
前記表示器は、熱処理炉の情報及び/又は熱処理炉内を通過する被熱処理材の情報を表示するように構成されていることを特徴とする熱処理炉の操業支援システム。
An operation support system that supports human change work when changing the setting conditions in a heat treatment furnace for heat treating a material to be heat treated,
The operation support system has a display that can be confirmed by an operator,
The said heat indicator is comprised so that the information of the heat processing furnace and / or the information of the heat-treated material which passes the inside of a heat processing furnace may be displayed, The operation support system of the heat processing furnace characterized by the above-mentioned.
前記表示器に表示される情報として、操業中の熱処理炉から得られる実績値と数値モデルから算出される予測値とを採用し、
前記表示器は、前記実績値と予測値との両方を表示するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱処理炉の操業支援システム。
As the information displayed on the indicator, adopt the actual value obtained from the heat treatment furnace in operation and the predicted value calculated from the numerical model,
2. The heat treatment furnace operation support system according to claim 1, wherein the indicator is configured to display both the actual value and the predicted value.
前記表示器に表示される情報は、被熱処理材の温度、被熱処理材の搬送速度、熱処理炉の炉内温度の少なくとも1つ以上を含むものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱処理炉の操業支援システム。   The information displayed on the display includes at least one of a temperature of the material to be heat treated, a conveyance speed of the material to be heat treated, and a furnace temperature of the heat treatment furnace. Heat treatment furnace operation support system. 前記表示器に表示される情報は、被熱処理材の目標温度からの温度偏差を含むものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱処理炉の操業支援システム。   3. The heat treatment furnace operation support system according to claim 1, wherein the information displayed on the display includes a temperature deviation from a target temperature of the material to be heat treated. 前記表示器に表示される情報は、過去の操業実績から得られた熱処理炉の炉内温度を含むものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱処理炉の操業支援システム。   3. The heat treatment furnace operation support system according to claim 1 or 2, wherein the information displayed on the display includes a furnace temperature of the heat treatment furnace obtained from past operation results. 前記表示器に表示される情報は、過去の操業実績から得られた熱処理炉の炉内温度の分布を含むものであることを特徴とする請求項5に記載の熱処理炉の操業支援システム。   6. The operation support system for a heat treatment furnace according to claim 5, wherein the information displayed on the display includes a distribution of the furnace temperature of the heat treatment furnace obtained from past operation results. 前記表示器は、前記炉内温度の分布の上に、現在の炉内温度を表示するようにしていることを特徴とする請求項6に記載の熱処理炉の操業支援システム。   The heat treatment furnace operation support system according to claim 6, wherein the indicator displays a current furnace temperature on the furnace temperature distribution. 前記熱処理炉の炉内温度及び被熱処理材の温度を算出するにあたって、数値モデルを用いていることを特徴とする請求項1〜7に記載の熱処理炉の操業支援システム。   8. The heat treatment furnace operation support system according to claim 1, wherein a numerical model is used in calculating the furnace temperature of the heat treatment furnace and the temperature of the material to be heat treated. 9.
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