JP2587521B2 - Batch type annealing furnace temperature control method - Google Patents
Batch type annealing furnace temperature control methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、バッチ型焼鈍炉の温度制御に関するもので
ある。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to temperature control of a batch annealing furnace.
(従来の技術) 圧延機で圧延成形された鋼は、内部応力を生じるた
め、比較的硬く、もろい性質をもっている。そこで最終
用途に適した所定の機械的性質を与えるため、焼鈍が行
なわれる。(Prior Art) Steel roll-formed by a rolling mill generates internal stress, and therefore has relatively hard and brittle properties. Thus, annealing is performed to provide predetermined mechanical properties suitable for the final use.
特に、炭化物の球状化を要する高炭素鋼板の焼鈍にお
いては、普通鋼焼鈍に比べ、許容焼鈍温度範囲が狭く、
また、長時間焼鈍が必須となるため、広くバッチ型焼鈍
が行なわれている。In particular, in the annealing of high carbon steel sheet that requires spheroidization of carbide, compared to ordinary steel annealing, the allowable annealing temperature range is narrow,
In addition, since long-time annealing is indispensable, batch-type annealing is widely performed.
従来の焼鈍温度制御方法としては、特公昭59−24167
号公報がある。As a conventional annealing temperature control method, Japanese Patent Publication No. 59-24167
There is an official gazette.
これを第3図及び第4図に示す。 This is shown in FIGS. 3 and 4.
従来法では、炉内最上段コイル5の上端にコイル最高
温度をコイルに当接し測定するトップ測温センサー1、
最下段コイルの下端にベース温度を測定するバース測温
センサー3、炉壁に炉温測温センサー2を取付ける。In the conventional method, a top temperature sensor 1 that measures the highest coil temperature by contacting the coil at the upper end of the uppermost coil 5 in the furnace,
A berth temperature sensor 3 for measuring a base temperature is mounted on the lower end of the lowermost coil, and a furnace temperature temperature sensor 2 is mounted on the furnace wall.
各センサー1,2,3を計算機11及び調節計10に接続し、
炉内コイルの最高温度が所望の値Tt(max)に達するま
で炉温TFを一定値TF1に制御する。次いでベース温度TB
から推定される最冷温度Tcが所望の値Thに達するまでコ
イルの最高温度Ttを一定値Tt(max)に制御する。前記T
cがTnに達した以後、所望の期間にわたりベース温度TB
を一定値Thに制御する方法となっている。Connect each sensor 1, 2, 3 to the computer 11 and the controller 10,
The furnace temperature TF is controlled to a constant value T F1 until the maximum temperature of the furnace coil reaches a desired value T t (max). Next, the base temperature T B
Most cold temperatures T c estimated from controls the maximum temperature T t of the coil until the desired value T h to a constant value T t (max). The T
After c reaches T n , the base temperature T B
Is controlled to a constant value Th.
(発明が解決しようとする課題) 焼鈍の基本原則は、素材に与えるべき〔温度〕×〔時
間〕の上,下限値を冶金的・品質的要求条件より制定
し、その範囲内に素材のあらゆる部分が入るよう、操炉
条件を決めることであり、これを達成するのが均熱工程
における〔均熱温度範囲〕×〔均熱時間〕である。(Problems to be solved by the invention) The basic principle of annealing is that the upper and lower limits of [temperature] x [time] to be given to the material are set from metallurgical and quality requirements, and that Furnace operating conditions are determined so that a part is included, and this is achieved by [soaking temperature range] × [soaking time] in the soaking process.
第5図でその概念を説明すると、加熱工程に於いて
は、炉内コイル最高温度Tt、ベース温度TBより推定計算
で求めた最冷温度Tcを均熱温度範囲のコイル温度上限と
コイル温度下限との間に納めるよう昇温し、最冷温度Tc
がコイル温度下限に到達した時点より均熱工程に入る。To illustrate the concept in Figure 5, it is at the heating step, and the coil temperature upper limit of the soaking temperature range the lowest cold temperature T c determined by the estimated calculation furnace coil maximum temperature T t, than the base temperature T B The temperature is raised to be between the coil temperature lower limit and the coolest temperature T c
Starts the soaking process from the time when the temperature reaches the lower limit of the coil temperature.
均熱工程では、均熱温度範囲に前記Tt・TB,TCが全て
が入るように制御し、かつ、所定の時間、即ち均熱時間
Htだけ保持した御、冷却工程に入るように操炉するのが
一般的な操炉条件である。In the soaking process, control is performed so that all of the Tt · T B and T C fall within the soaking temperature range, and a predetermined time, that is, a soaking time
Control was maintained by H t, to furnace operation to enter the cooling step is a general furnace operation conditions.
従来法の問題点は、ベース温度一定区間における制御
方法に関するものである。The problem of the conventional method relates to a control method in a constant base temperature section.
従来法を説明する第3図では、1台の調節計のフィー
ドバック入力を切換え、連動して計算機から設定値を与
える方法が示されているが、2つの問題点がある。FIG. 3 for explaining the conventional method shows a method of switching the feedback input of one controller and giving a set value from the computer in conjunction therewith, but there are two problems.
まず第1点目は、1台の調節計のフィードバック入力
を切換える方式に関して、熱時定数(熱的応答遅れ時
間)の異なる炉温、コイル最高温度、ベース温度を切換
え入力すると、熱時定数の大きなベース温度のフィード
バック制御は制御が不安定となる問題点である。First, regarding the method of switching the feedback input of one controller, when the furnace temperature, coil maximum temperature, and base temperature having different thermal time constants (thermal response delay times) are switched and input, the thermal time constant is changed. Feedback control of a large base temperature is a problem that the control becomes unstable.
これは、フィードバック制御の基本原理が、操作端を
操作したとき影響が現われるプロセス変化量を検出し、
これを所望の設定値と一致させるべく操作端を調節して
いく閉ループ制御であるので、操作端を操作したことの
影響が現われるまでに長時間を要するプロセスに適用す
ると、制御が不安定となるためである。This is because the basic principle of feedback control detects the amount of process change that appears when operating the operating end,
Since this is a closed-loop control in which the operation end is adjusted to match the desired set value, the control becomes unstable when applied to a process that takes a long time before the effect of operating the operation end appears. That's why.
発明者らが実験した、焼鈍炉の熱時定数の測定実施例
を第6図に示したが、同図(A)は測定方法を示す概念
図、同図(B)はコイル周囲のセンサー配置図である。FIG. 6 shows an example of measurement of the thermal time constant of the annealing furnace, which was conducted by the inventors. FIG. 6 (A) is a conceptual diagram showing the measuring method, and FIG. 6 (B) is a sensor arrangement around the coil. FIG.
実験方法としては、ベース9の上に厚み1,2mm、幅100
0mm、重量13.8tonの鋼コイルを3段積みし、最上段コイ
ル5、周囲には同図(B)に示すセンサーを配置し、最
下段コイルには下端に接触するベース測温センサー3を
配置し、同図に示すとおりインナーカバー6と焼鈍炉7
で覆い、加熱装置4への燃料調節を調節弁8によって行
ない、その弁閉度制御は燃焼炉7に配置した炉温センサ
ー2の測定値が設定値と一致するように操作出力を発す
る炉温調節計22によって行なうこととした。各温度デー
タは記録計に記録させた。As an experimental method, a thickness of 1,2 mm and a width of 100
A steel coil of 0 mm and a weight of 13.8 tons is stacked in three stages, the uppermost coil 5 is arranged around the sensor shown in FIG. 8B, and the lowermost coil is arranged with a base temperature sensor 3 contacting the lower end. And the inner cover 6 and the annealing furnace 7 as shown in FIG.
The fuel is supplied to the heating device 4 by the control valve 8, and the valve closing degree is controlled by a furnace temperature that outputs an operation output so that the measured value of the furnace temperature sensor 2 arranged in the combustion furnace 7 matches the set value. The adjustment was performed by the controller 22. Each temperature data was recorded on a recorder.
同図(C)に測定結果を示すが、まず、加熱開始と同
時に炉温設定値をステップ状に、920℃に設定すること
で調節弁8の開度は全開となり、大量の燃料が投入さ
れ、炉温がはじめに上昇し、次いで炉温によりインナー
カバー6が加熱され、その伝熱により、インナーカバー
6内部のコイル雰囲気温度が上昇し、その伝熱によりコ
イル5が加熱され、炉内コイル(最高)温度が上昇し、
最後にベース温度が上昇することが分り、32.5Hr後の温
度を100%としたとき各温度がその63.2%に到達した時
間を熱時定数として表わすと、炉温で0.33Hr、コイル雰
囲気温度で1.0Hr、炉内コイル(最高)温度で1.5Hr、ベ
ース温度で4.5Hrという結果であった。The measurement results are shown in FIG. 4C. First, the furnace temperature set value is set to 920 ° C. in a stepwise manner at the same time as the start of heating, whereby the opening of the control valve 8 is fully opened, and a large amount of fuel is injected. First, the furnace temperature rises, then the inner cover 6 is heated by the furnace temperature, and the heat transfer causes the coil ambient temperature inside the inner cover 6 to rise, and the heat transfer heats the coil 5 to cause the furnace coil ( Max) temperature rises,
Finally, it can be seen that the base temperature rises, and when the temperature after 32.5Hr is taken as 100% and the time when each temperature reaches 63.2% is expressed as a thermal time constant, the furnace temperature is 0.33Hr and the coil ambient temperature is The results were 1.0Hr, 1.5Hr at the furnace coil (maximum) temperature, and 4.5Hr at the base temperature.
本発明者らは更に、調節計22のフィードバック入力で
ある炉温を、ベース温度に振り替えて、フィードバック
制御の安定性を調査しようと試みたが、炉温が大きく変
動し、コイル雰囲気温度、コイル最高温度もこれに従っ
て大きく変動するが、熱時定数の大きなベース温度がほ
とんど変化しない現象を見て、コイル5,5′に与える品
質上のトラブルを心配し、実験を中止した経験を有して
いる。The present inventors further attempted to investigate the stability of the feedback control by changing the furnace temperature, which is the feedback input of the controller 22, to the base temperature. The maximum temperature also fluctuates greatly according to this.However, after seeing the phenomenon that the base temperature, which has a large thermal time constant, hardly changes, we were worried about quality problems that would occur to the coils 5, 5 ' I have.
これは前述のフィードバック制御の基本原理を実証し
たに過ぎない。This merely demonstrates the basic principle of the feedback control described above.
したがって、一台の調節計の入力を切換えて行なうフ
ィードバック制御を行なったとしても熱時定数が4.5Hr
と大きなベース温度をフィードバックして、これを一定
に制御することは不可能に近いと言える。Therefore, even if feedback control is performed by switching the input of one controller, the thermal time constant is 4.5Hr
It can be said that it is almost impossible to control this constant by feeding back a large base temperature.
そこで、熱時定数が最も小さく、加熱工程で使用して
いる炉温フィードバック制御をそのまま使用し、炉温設
定値を変更してベース温度を一定にしようとするのが一
般的に行なわれている従来技術である。Therefore, it is common practice to use the furnace temperature feedback control, which has the smallest thermal time constant and is used in the heating step, as it is, and to change the furnace temperature set value to keep the base temperature constant. Prior art.
しかし、炉内コイルの最冷点温度に近いベース温度を
一定にしようとする目的から考えれば、コイル温度に対
して直接的に伝熱を施こすコイル雰囲気温度を制御し、
ベース温度を所定の値にするのが最も応答が早く、高精
度を得る最良の手段と考えられる。ただし、現在のとこ
ろこの方法による公知例は見当らない。However, considering the purpose of keeping the base temperature close to the coldest point temperature of the furnace coil constant, controlling the coil ambient temperature that directly transfers heat to the coil temperature,
It is considered that setting the base temperature to a predetermined value is the quickest response and the best means for obtaining high accuracy. However, at present, there is no known example by this method.
次いで第2点目は、調節計で行なうよう基本制御に対
する設定値の与え方に関して、従来方では具体的制御方
法の説明がないが、一般的には炉温制御を基本制御とし
て、ベース温度を所望の一定値に制御するために必要な
炉温設定値を、計算機あるいは専用の調節計から連続的
に演算し、目標値として設定するカスケード設定方式が
採用されている。Next, the second point is that there is no description of a specific control method in the conventional method regarding how to give the set value to the basic control so as to be performed by the controller. A cascade setting method is adopted in which a furnace temperature set value required for controlling to a desired constant value is continuously calculated from a computer or a dedicated controller and set as a target value.
しかし、カスケード設定方式を採用したとしても、所
詮、熱時定数が4.5Hrと大きいベース温度を連続的に演
算して求めた目標値は、長周期で大きな変化幅を持ち、
これを基本制御である炉温制御にカスケード設定する
と、結果として炉温も大きく変動し、そのため、ベース
温度を所望の一定値に制度よく制御することは非常に困
難であるといった問題点があった。However, even if the cascade setting method is adopted, the target value obtained by continuously calculating the base temperature whose thermal time constant is as large as 4.5Hr has a large change width in a long cycle,
When this is set in cascade to the furnace temperature control, which is the basic control, the furnace temperature also fluctuates greatly as a result, and therefore, there has been a problem that it is very difficult to control the base temperature to a desired constant value in a precise manner. .
(課題を解決するための手段) 本発明は従来法の問題点を解決するためになされたも
のであり、従来法の問題点であるベース温度一定制御に
おいて、「炉温制御を基本制御として、ベース温度を連
続的に演算して求めた目標値を炉温制御にカスケード設
定する方法」では、ベース温度を一定に制御することが
困難である。という問題点を解決することを目的として
なされたバッチ型焼鈍炉の温度制御方法である。(Means for Solving the Problems) The present invention has been made in order to solve the problems of the conventional method. In the base temperature constant control which is a problem of the conventional method, "the furnace temperature control is used as the basic control, In the method of cascading the target value obtained by continuously calculating the base temperature to the furnace temperature control, it is difficult to control the base temperature to be constant. It is a temperature control method of a batch type annealing furnace made for the purpose of solving the above problem.
即ち、炉内コイル雰囲気最高温度Ttaを測定し、これ
を調節する手段23と、最下段コイルの下端温度又はベー
ス温度のTBを定周期でサンプリングし、炉内コイル雰囲
気最高温度設定値を補正する手段25,26を備え、最下段
コイル下端温度又はベース温度を一定の値TB(max)に
制御する方法を提供するものである。That is, to measure the maximum temperature T ta the coil atmosphere furnace, and means 23 for adjusting it, the T B of the lower end temperature or the base temperature of the lowermost coil is sampled at a constant period, the furnace coil ambient maximum temperature setpoint The present invention provides a method of controlling the lower end coil lower end temperature or the base temperature to a fixed value T B (max) by providing means for correcting 25 and 26.
以下、図示した実施例を参照しつつ、その詳細を説明
する。Hereinafter, the details will be described with reference to the illustrated embodiment.
第1図は、本発明を実施した焼鈍炉の説明図である。
図中符号9はベースで、その上にはコイル5が段積され
る。最上段コイル上の上部には、炉内コイル周囲の雰囲
気最高温度を測定するためのコイル雰囲気測温センサー
21、最下段コイルには、下端に接触し測温するベース測
温センサー3が配置され、インナーカバー6に収容され
る。FIG. 1 is an explanatory view of an annealing furnace embodying the present invention.
In the figure, reference numeral 9 denotes a base, on which the coil 5 is stacked. Above the uppermost coil, a coil ambient temperature sensor for measuring the maximum ambient temperature around the furnace coil
21. A base temperature sensor 3 for measuring the temperature by contacting the lower end of the lowermost coil is accommodated in the inner cover 6.
また、インナーカバー6は燃焼炉7によって周囲が覆
われている。そして燃焼7の炉壁には、炉温を測定する
ための炉温センサー2が取付けられている。Further, the periphery of the inner cover 6 is covered by a combustion furnace 7. A furnace temperature sensor 2 for measuring the furnace temperature is attached to the furnace wall of the combustion 7.
インナーカバー6は燃焼炉7に設けた加熱装置4の高
熱が、直接にコイル5に影響しないようになっている。
インナーカバー6内部には、コイル5の光輝表面を保持
させるための保持雰囲気ガスとして微還元性ガス、また
は不活性ガスが充満されている。The inner cover 6 is configured such that the high heat of the heating device 4 provided in the combustion furnace 7 does not directly affect the coil 5.
The inside of the inner cover 6 is filled with a slightly reducing gas or an inert gas as a holding atmosphere gas for holding the bright surface of the coil 5.
加熱装置4への燃料調節は燃料弁8によって行なわれ
るが、その弁開度制御は、炉端をフィードバックして所
望の設定値に一致するように操作出力を発する炉温調節
計22による手段と、コイル雰囲気温度をフィードバック
して、所望の設定値に一致するよう操作出力を発するコ
イル雰囲気温度調節計23による手段とを、操作信号切換
器24で選択できるようにしてある。The fuel control to the heating device 4 is performed by the fuel valve 8, the valve opening of which is controlled by means of a furnace temperature controller 22 which feeds back the furnace end and issues an operation output so as to match a desired set value; The operation signal switch 24 can select a means by the coil atmosphere temperature controller 23 which feeds back the coil atmosphere temperature and outputs an operation output so as to match a desired set value.
さらに、ベース温度を入力し、定周期でサンプリング
し、ベース温度を一定にするためのコイル雰囲気温度補
正値を演算する補正演算器25からの出力を、補正信号切
換器26で切換えて、コイル雰囲気温度設定値を修正する
ようにしてある。Further, a base temperature is input, sampling is performed at a constant period, and an output from a correction calculator 25 for calculating a coil atmosphere temperature correction value for keeping the base temperature constant is switched by a correction signal switch 26 so that the coil atmosphere is changed. The temperature setting is modified.
第2図は本発明に従すヒートパターンである。 FIG. 2 is a heat pattern according to the present invention.
これに従って本発明を詳細に説明する。 Accordingly, the present invention will be described in detail.
まず、加熱開始から、コイル雰囲気制御センサー21で
測温されるコイル雰囲気最高温度Ttaが、所望の値T
ta(max)に達するまでの間は、炉温測温センサー2に
よって測定される炉温TFを一定の値TF1に保持するよう
加熱装置4を制御する。この場合操作信号切換器24は炉
温調節計22を選択し、燃料弁8を調節する。この加熱区
間を炉温一定区間と呼ぶ。First, from the start of heating, the coil atmosphere maximum temperature Tta measured by the coil atmosphere control sensor 21 is equal to a desired value T.
until reaching ta (max) controls the heating device 4 to hold the furnace temperature T F which is determined by the furnace temperature measurement temperature sensor 2 to a constant value T F1. In this case, the operation signal switch 24 selects the furnace temperature controller 22 and adjusts the fuel valve 8. This heating section is called a constant furnace temperature section.
次いで、前記TtaがTta(max)に到達してからベース
温度TBが所望の値TB(max)に達するまでは、コイル雰
囲気最高温度Ttaを一定値Tta(max)に制御する。この
場合、操作信号切替器24は、コイル雰囲気温度調節計23
を選択し、補正信号切換器26の接点は開いておく。この
加熱区間をコイル雰囲気温度一定区間と呼ぶ。Then, the from T ta has reached the T ta (max) to a base temperature T B reaches the desired value T B (max), the control coil ambient maximum temperature T ta constant value T ta (max) I do. In this case, the operation signal switch 24 is
Is selected, and the contact of the correction signal switch 26 is kept open. This heating section is referred to as a constant coil atmosphere temperature section.
コイル雰囲気温度一定区間では、炉内コイル最高温度
Ttはコイル雰囲気温度Tta(max)に接近する上昇傾向を
示す。しかし、Ttは第6図(C)の測温実験結果か分か
るように、Tta(max)を超えることはないので、少なく
ともTta(max)を炉内コイル最高温度目標値Tt(max)
に設定しておくと、コイル雰囲気温度一定区間が長びい
たとしても炉内コイルの最高温度は、その目標値Tt(ma
x)を超えることはない。In the constant coil ambient temperature section, the maximum coil temperature in the furnace
Tt shows a rising tendency approaching the coil ambient temperature Tta (max). However, as can be seen from the results of the temperature measurement experiment shown in FIG. 6 (C), Tt does not exceed Tta (max), so at least Tta (max) is set to the furnace coil maximum temperature target value Tt ( max)
, The maximum temperature of the furnace coil remains at its target value T t (ma
x).
コイル雰囲気温度一定区間ではベース温度TBも徐々に
上昇し、ある時間経過をもって所望の値TB(max)に到
達させ、加熱工程を終了する。この時点で炉内コイルの
最冷温度TCが所望の値Th(最冷温度の均熱区間目標値)
となるが、あらかじめ、コイル雰囲気温度一定区間の所
要時間と、Tta(max)及びTB(max)の関係を積込コイ
ルのサイズ、重量、材質等より計算あるいは、実験によ
り求めておけば、TB(max)≒Thとなるような設定をす
ることができる。The coil ambient temperature predetermined section gradually increases base temperature T B, to reach the desired value with a time lapse that T B (max), and terminates the heating process. Most cold temperature T C is the desired value T h in furnace coils at this time (soak period target value of the most cold temperature)
However, if the relationship between the required time of the section where the coil ambient temperature is constant and T ta (max) and T B (max) is calculated in advance from the size, weight, material, etc. of the loading coil, or by experiment, , T B (max) ≒ T h can be set.
したがって本発明のコイル雰囲気温度一定区間では、
炉内コイル最高温度Ttを炉内コイル最高温度目標値T
t(max)以下の範囲で徐々に上昇させるので、炉内コイ
ル最高温度目標値Tt(max)に保持される期間は存在し
ない。Therefore, in the coil ambient temperature constant section of the present invention,
The maximum furnace coil temperature T t is set to the maximum furnace coil temperature target value T.
Since the temperature is gradually increased within the range of t (max) or less, there is no period in which the temperature is maintained at the furnace coil maximum temperature target value Tt (max).
ベース温度TBが所望のTB(max)に達した後、均熱工
程に入るが、ここでは、所望の均熱時間Htにわたり、ベ
ース温度を一定値TB(max)に制御する。この均熱区間
をベース温度一定区間と呼ぶ。After the base temperature T B has reached the desired T B (max), it will enter the soaking process, where, over the desired soaking time H t, controls the base temperature to a constant value T B (max). This soaking section is referred to as a constant base temperature section.
ベース温度一定区間では、操作信号切換器24はコイル
雰囲気温度調節計23を選択し、燃料弁8を調節する。ま
た補正信号切換器26は接点を閉じて、補正演算器25の出
力が、コイル雰囲気温度調節計23の設定値を減産修正す
るようにしてある。In the constant base temperature section, the operation signal switch 24 selects the coil atmosphere temperature controller 23 and adjusts the fuel valve 8. In addition, the correction signal switch 26 closes the contact so that the output of the correction calculator 25 corrects the set value of the coil ambient temperature controller 23 to reduce production.
補正演算器25は、均熱工程に於いて基本制御として行
われるコイル雰囲気温度制御によって上昇傾向となるベ
ース温度TBを定周期にサンプリングし、その上昇量ある
いは上昇率に基づき、ベース温度TBを所望のTB(max)
に保持するに必要なコイル雰囲気温度補正値を演算す
る。実施した演算式を例に示すと、サンプリング周期は
1時間とし、 X(℃)=K〔TB(℃)−TB(max)(℃)〕 X;補正値(ε) K;定 数 であるが過剰補正防止のため1≦X<5(℃)にとどめ
た。The correction calculator 25 periodically samples the base temperature T B that tends to increase due to the coil ambient temperature control performed as the basic control in the heat equalization process, and based on the amount of increase or the rate of increase, determines the base temperature T B The desired T B (max)
Calculate the coil ambient temperature correction value required to hold the temperature. When showing the embodiment with the arithmetic expression as an example, the sampling period is set to 1 hour, X (℃) = K [T B (℃) -T B ( max) (℃) ] X; correction value (ε) K; constants However, it was kept at 1 ≦ X <5 (° C.) to prevent excessive correction.
定数Kは、コイル雰囲気温度設定値を補正変更した時
のベース温度TBの変動幅が、所望の範囲に収まるように
制御結果に基づいて調整し決定する定数である。これを
可変定数とし、制御結果により学習し自動的に設定する
ことも可能である。Constant K, the variation width of the base temperature T B when the correct change coil ambient temperature setpoint, an adjustment determined constants on the basis of the control result to fit the desired range. It is also possible to set this as a variable constant and to learn and automatically set it based on the control result.
均熱工程を終了すると加熱装置4を停止し、暫時自然
冷却を行った後、インナーカバー6を強制的に冷却し低
温にしてから、インナーカバー6を外しコイルを取り出
し全工程が完了する。When the soaking process is completed, the heating device 4 is stopped, and natural cooling is performed for a while. After that, the inner cover 6 is forcibly cooled to a low temperature, the inner cover 6 is removed, the coil is taken out, and the entire process is completed.
以上の制御方法は汎用のアナログ計器の組合せで容易
に実現できるものであり、また、近年導入が盛んな計算
機制御システムにも容易にソフト組込みできるばかりで
なく、計算機ダウン時のバックアップシステムとして、
アナログ計器で構成したものを付加すれば更に高い信頼
性を得ることができる。The above control method can be easily realized by a combination of general-purpose analog instruments.In addition, it can be easily incorporated into a computer control system, which has recently been popularized, as a backup system when a computer goes down.
By adding an analog meter, higher reliability can be obtained.
(実 施 例) 上述した本発明の加熱温度制御方法を適用して、次の
条件で焼鈍熱処理を実施した。(Embodiment) An annealing heat treatment was performed under the following conditions by applying the heating temperature control method of the present invention described above.
焼鈍条件として、対象コイルは規格JIS,S58Cで厚み1.
2mm、幅1000mm、重量13.8tonの帯鋼コイルを3段積みと
し、第1図で示す焼鈍炉で第2図のヒートパタンに準じ
行った。As the annealing conditions, the target coil is standard JIS, S58C and thickness 1.
A steel strip coil of 2 mm, width of 1000 mm and weight of 13.8 ton was stacked in three stages, and was subjected to the annealing pattern shown in FIG. 1 according to the heat pattern shown in FIG.
また、本実施例では炉内コイルの最高温度を測定する
ため、最上段コイルに第6図の(A),(B)で示す位
置と同様の位置に、センサーを埋込み同時に測温するこ
とにした。均熱工程での設定温度範囲は、ベース温度と
なる下限温度を710℃、炉内コイルの最高温度となる上
限温度を740℃以下とし、所要時間を11時間にした。又
加熱開始からこのベース温度が710℃に到達するいわゆ
る均熱工程が開始するまでの加熱工程所要時間を34時間
に設定した。加熱工程での炉温設定温度TF1は、コイル
雰囲気温度が740℃に到達するまでは770℃とし、その後
の均熱工程開始までの加熱制定温度値は、コイル雰囲気
温度設定として740℃とした。In this embodiment, in order to measure the maximum temperature of the in-furnace coil, a sensor is embedded in the uppermost coil at a position similar to the position shown in FIGS. did. The set temperature range in the soaking process was such that the lower limit temperature as the base temperature was 710 ° C, the upper limit temperature as the maximum temperature of the furnace coil was 740 ° C or less, and the required time was 11 hours. The time required for the heating step from the start of the heating to the start of the so-called soaking step in which the base temperature reaches 710 ° C. was set to 34 hours. The furnace temperature set temperature T F1 in the heating step was 770 ° C. until the coil atmosphere temperature reached 740 ° C., and the heating established temperature value until the start of the subsequent soaking step was 740 ° C. as the coil atmosphere temperature setting. .
このような条件設定で本発明の温度制御方法で焼鈍処
理した実施例の温度チャートを第7図に示した。FIG. 7 shows a temperature chart of an example in which the annealing treatment was performed by the temperature control method of the present invention under such condition setting.
図より炉温制御の炉温一定区間からコイル雰囲気温度
で制御するコイル雰囲気温度一定区間では、炉温TFは下
降傾向となるが、ベース温度TBは710℃のTB(max)に接
近する上昇傾向を示す。この区間での炉内コイル最高温
度T1は720℃から735℃に上昇しているが、TBが710℃のT
B(max)に到達し均熱工程に入ると降下してくる。The coil ambient temperature constant interval for controlling from FIG from furnace temperature control furnace temperature constant interval by the coil ambient temperature, although furnace temperature T F becomes a downward trend, the base temperature T B is close to 710 ° C. of T B (max) Show a rising trend. Furnace coil maximum temperature T 1 of the this section has been increased to 735 ° C. from 720 ° C., T B is 710 ° C. T
When it reaches B (max) and enters the soaking process, it drops.
均熱工程のベース温度一定区間では、TBの上昇に応じ
てコイル雰囲気温度設定値740℃のTta(max)を順次下
方修正して行くが、同時にベース温度の1時間ごとのサ
ンプリング補正制御して、ベース温度を一定に保持する
ところであるが、図からその一定保持時のベース温度TB
のバラツキ精度は、設定値710℃に対し、−2℃〜+4
℃内で非常に良好な制御であることを示している。The base temperature predetermined section of the soaking step, successively downgraded T ta (max) of the coil ambient temperature setpoint 740 ° C. in response to an increase in T B, at the same time the sampling correction control hourly base temperature To keep the base temperature constant, it can be seen from the figure that the base temperature T B
Accuracy of -2 ℃ ~ + 4 against set value 710 ℃
It shows very good control in ° C.
又、炉内コイルの最高温度は徐々に降下しベース温度
に接近し、均熱終了時では720℃となり、ベース温度710
℃との差が小さくなってきており、全体の温度推移を見
ても均熱上限温度740℃を大きく下回って、コイルが高
温で長時間晒される部分が少なくなっている。従ってコ
イル内品質のバラツキの小さい良好な焼鈍コイルが期待
できる。In addition, the maximum temperature of the furnace coil gradually decreases and approaches the base temperature.
The difference between the temperature and the temperature has become smaller, and the overall temperature transition shows that the temperature is far below the soaking upper limit temperature of 740 ° C. Therefore, it is possible to expect a good annealed coil having a small variation in the quality in the coil.
一方、比較例として加熱工程及び均熱工程の全て炉温
設定による制御方法で、焼鈍熱処理を行った結果につい
て述べる。On the other hand, as a comparative example, the results of annealing heat treatment performed in a control method by setting the furnace temperature in all of the heating step and the soaking step will be described.
焼鈍条件、温度設定値等は全て本発明の実施例と同等
にした。ただし、ヒートパターンは従来法の第4図に準
ずることとし、炉温設定値TF1は本発明の実施例より10
℃高い780℃とした。この10℃高くした理由は、炉温制
御の場合、炉内コイルの最高温度が740℃に達したとき
熱時定数の問題から炉温を大きく下げる必要から、ベー
ス温度が710℃に達する設定時間34時間を越え均熱開始
が遅れてしまうからである。Annealing conditions, temperature set values, etc. were all the same as in the example of the present invention. However, the heat pattern was based on FIG. 4 of the conventional method, and the furnace temperature set value T F1 was 10 times more than that of the embodiment of the present invention.
The temperature was raised to 780 ° C. The reason for raising the temperature by 10 ° C is that in the case of furnace temperature control, when the maximum temperature of the in-furnace coil reaches 740 ° C, it is necessary to greatly reduce the furnace temperature due to the problem of the thermal time constant. This is because the start of soaking is delayed for more than 34 hours.
このような条件下で実施した比較例の温度チャートを
第8図に示す。FIG. 8 shows a temperature chart of a comparative example performed under such conditions.
この図より均熱工程開始のベース温度TB710℃が、設
定通り34時間で到達したが、その均熱工程開始前のコイ
ル最高温度一定区間での炉内コイルの最高温度Ttは、す
でに設定上限の740℃に達しており、ベース温度との差
が30℃〜37℃で、本発明実施例のコイル雰囲気温度一定
区間での23℃〜27℃に比べ10℃程あり湿度変動幅が大き
い。From this figure, the base temperature T B 710 ° C. at the start of the soaking process reached in 34 hours as set, but the maximum temperature T t of the furnace coil in the constant coil maximum temperature section before the start of the soaking process was already The set upper limit of 740 ° C. has been reached, the difference from the base temperature is 30 ° C. to 37 ° C., and the humidity fluctuation range is about 10 ° C. compared to 23 ° C. to 27 ° C. in the constant coil atmosphere temperature section of the embodiment of the present invention. large.
均熱工程のベース温度一定区間では、ベース温度実測
値が炉温度設定値を変更しても、その影響が現われるま
でに4〜5時間の遅れがあるため、炉温設定値を頻繁に
変更することとなり、炉温実績値は大きな変動幅でかつ
大きな周期の変化となった。In a constant base temperature section of the soaking process, even if the measured base temperature changes the furnace temperature set value, there is a delay of 4 to 5 hours before the effect appears, so the furnace temperature set value is frequently changed. As a result, the actual furnace temperature value had a large fluctuation range and a large cycle change.
そのためコイル雰囲気最高温度Tta、炉内コイル最高
温度Ttもそれに従う変化となり、炉内コイル最高温度は
なかなかベース温度との差が小さくならず20℃〜30℃の
温度幅がある。Therefore, the coil ambient maximum temperature Tta and the furnace coil maximum temperature Tt change accordingly, and the difference between the furnace coil maximum temperature and the base temperature is not so small and there is a temperature range of 20 ° C to 30 ° C.
この温度幅は本発明実施例の9℃〜25℃に比べ大きい
ことから、コイル内品質のバラツキが大きくなる外に、
長時間の高温でコイルの焼付きも懸念される。Since this temperature range is larger than 9 ° C. to 25 ° C. in the embodiment of the present invention, in addition to the variation in the quality in the coil being increased,
There is also concern about coil seizure at long-term high temperatures.
第9図に上述実施例の焼鈍コイルについて、各炉内3
コイルの長さ100mごとに、硬度測定(Hv)調査した硬度
バラツキ結果を示す。FIG. 9 shows that the annealing coil of the above-described embodiment is
The hardness variation (Hv) surveyed hardness variation results are shown for every 100 m of coil length.
同図の(A)はその比較例のコイルで、(B)は本発
明を適用したコイルを示しているが、図から明らかな如
く比較例のコイルの硬度バラツキはσ=5に対し、本発
明を適用したコイルはσ=3で、本発明の温度制御より
大きく改善されていることが分かる。FIG. 4A shows a coil of the comparative example, and FIG. 4B shows a coil to which the present invention is applied. As is clear from the figure, the hardness variation of the coil of the comparative example is It can be seen that the coil to which the present invention is applied has σ = 3, which is much better than the temperature control of the present invention.
なお、この硬度測定用サンプルをコイルを巻戻し採取
する際、コイル内の焼付き状況を調査したところ、比較
例の上段コイル外側内の一部に、焼付き発生が認められ
たが、本発明例のコイルには全くなく良好であった。When this coil for hardness measurement was unwound from the coil, the seizure state in the coil was examined. As a result, seizure was found in a part of the outer side of the upper coil of the comparative example. The coil of the example was completely good.
(発明の効果) 本発明方法によれば、炉内コイルがコイル最高温度目
標値近傍での長時間加熱保持されるようなことはないこ
とから、コイル内品質のバラツキを最小限にとどめ、ま
た、焼付きを防止することができる。さらには、従来、
熱時定数が大きいため困難であったベース温度一定制御
を、高精度に実現でき、産業上の利用価値は高いもので
ある。(Effects of the Invention) According to the method of the present invention, since the furnace coil is not heated and held near the coil maximum temperature target value for a long time, the variation in coil quality is minimized. , Seizure can be prevented. Furthermore, conventionally,
Base temperature constant control, which was difficult due to a large thermal time constant, can be realized with high accuracy, and is of high industrial utility value.
第1図は本発明方法を実施した焼鈍炉の説明図、第2図
は本発明の焼鈍温度制御方法によるヒートパターン例を
示す図表、第3図は従来法の焼鈍炉の説明図、第4図は
従来の焼鈍温度制御のヒートパターンを示す図表、第5
図は焼鈍の均熱工程に於ける操炉条件の説明図、第6図
は熱時定数の測定例を示す図で、同図の(A)はその測
定に用いた焼鈍炉、(B)は3段積最上段コイル周囲の
測温センサー配置図、(C)は熱時定数の測定結果の図
表、第7図は本発明を適用した実施例の温度チャート、
第8図は比較例の温度チャート、第9図は焼鈍コイル内
の硬度バラツキを示す図表で、同図の(A)はその比較
例、(B)は本発明方法による硬度バラツキ例である。 1……トップ測温センサー、2……炉温測温センサー 3……ベース測温センサー、4……加熱装置 5,5′……コイル、6……インナーカバー 7……燃焼炉、8……燃料弁 9……ベースプレート、10……調節計 11……計算機 21……コイル雰囲気測温センサー 22……炉温調節計 23……コイル雰囲気温度調節計 24……操作信号切換器、25……補正演算器 26……補正信号切換器 TF……検知炉温、TF1……炉温目標値 Tt……炉内コイル最高温度 Tt(max)……炉内コイル最高温度目標値 TB……ベース温度、TC……最冷温度 Th……最冷温度の均熱区間目標値 Ht……均熱時間 Tta……コイル雰囲気最高温度 Tta(max)……コイル雰囲気最高温度目標値FIG. 1 is an explanatory view of an annealing furnace in which the method of the present invention is carried out, FIG. 2 is a table showing an example of a heat pattern by an annealing temperature control method of the present invention, FIG. The figure is a chart showing the heat pattern of the conventional annealing temperature control.
FIG. 6 is an explanatory diagram of the furnace operating conditions in the annealing soaking process. FIG. 6 is a diagram showing a measurement example of a thermal time constant. FIG. 6A is an annealing furnace used for the measurement, and FIG. Is a layout diagram of the temperature measurement sensor around the top coil of the three-tiered product, (C) is a chart of the measurement results of the thermal time constant, FIG. 7 is a temperature chart of the embodiment to which the present invention is applied,
FIG. 8 is a temperature chart of the comparative example, and FIG. 9 is a table showing the hardness variation in the annealing coil. FIG. 8A is a comparative example, and FIG. 8B is a hardness variation example according to the method of the present invention. 1. Top temperature sensor 2. Furnace temperature sensor 3. Base temperature sensor 4, Heating device 5, 5 'Coil 6, Inner cover 7. Combustion furnace 8, … Fuel valve 9… Base plate, 10… Controller 11… Calculator 21… Coil atmosphere temperature sensor 22… Furnace temperature controller 23… Coil atmosphere temperature controller 24… Operation signal switch, 25… … Correction calculator 26… Correction signal switch TF … Detected furnace temperature, T F1 … Target furnace temperature T t … Maximum furnace coil temperature T t (max)… Maximum furnace coil target temperature T B …… Base temperature, T C … Cooling temperature T h …… Cooling temperature target value H t …… Heat equalization time T ta …… Coil atmosphere maximum temperature T ta (max) …… Coil Atmosphere maximum temperature target value
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西山 泰行 北海道室蘭市仲町12 新日本製鐵株式会 社室蘭製鐵所内 (56)参考文献 特公 昭59−24167(JP,B2) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yasuyuki Nishiyama 12 Nakamachi, Muroran-shi, Hokkaido Inside Nippon Steel Corporation Muroran Steel Works (56) References JP-B-59-24167 (JP, B2)
Claims (1)
チ型焼鈍炉の均熱工程において、コイル雰囲気最高温度
Ttaを測定し、これを調節する手段23と、最下段コイル
の下端温度又は、ベース温度TBを定周期でサンプリング
し、炉内コイル雰囲気最高温度設定値を補正する手段2
5,26を備え、最下段コイルの下端温度又はベース温度の
TBを一定の値TB(max)に制御することを特徴とするバ
ッチ型焼鈍炉の温度制御方法。In a soaking process of a batch type annealing furnace for heat-treating a plurality of stacked coils, a coil atmosphere has a maximum temperature.
Measuring the T ta, and means 23 for adjusting it, the lower end temperature of the lowest coil or base temperature T B is sampled at a constant period, means for correcting the furnace coil ambient maximum temperature setpoint 2
5, 26, the lower end temperature of the bottom coil or the base temperature
Temperature control method of a batch-type annealing furnace, characterized by controlling the T B to a constant value T B (max).
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---|---|---|---|
JP2101760A JP2587521B2 (en) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | Batch type annealing furnace temperature control method |
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JPH042731A JPH042731A (en) | 1992-01-07 |
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JPS5924167A (en) * | 1982-07-30 | 1984-02-07 | 株式会社日立製作所 | Method of fixing partition plate of refrigerator |
-
1990
- 1990-04-19 JP JP2101760A patent/JP2587521B2/en not_active Expired - Lifetime
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