JP2635960B2 - 連続加熱炉の加熱材抽出ピツチ決定方法 - Google Patents
連続加熱炉の加熱材抽出ピツチ決定方法Info
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- JP2635960B2 JP2635960B2 JP61092995A JP9299586A JP2635960B2 JP 2635960 B2 JP2635960 B2 JP 2635960B2 JP 61092995 A JP61092995 A JP 61092995A JP 9299586 A JP9299586 A JP 9299586A JP 2635960 B2 JP2635960 B2 JP 2635960B2
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Description
【産業上の利用分野】 この発明は鋼材等の加熱材を連続的に加熱するための
連続加熱炉における加熱材抽出ピツチ決定方法の改良に
関する。
連続加熱炉における加熱材抽出ピツチ決定方法の改良に
関する。
従来、鋼材等の連続加熱炉の制御に際しては、被加熱
鋼材の鋼種、寸法、装入温度、目標加熱温度、成品寸
法、規格等から被加熱鋼材に対する加熱炉の加熱能率
（t/H）が求まり、更に、圧延機の圧延能率（t/H）の要
求に応じてこれらを相互に考慮して個々の被加熱鋼材の
予定抽出ピツチあるいは予定抽出時刻を決定し、この予
定に基づいて被加熱鋼材の予定在炉時間を推定し、加熱
炉の各燃焼帯の炉温を設定制御し、あるいは燃料流量を
制御し、被加熱鋼材を目標加熱温度となるように加熱制
御している。この例としては、特開昭57−108221、特開
昭57−126919、特開昭58−004412、特開昭58−045324等
がある。 上記のような加熱炉の制御は、要すれば、 燃焼帯炉温（燃料流量） ＝ｆ（鋼材寸法、重量、加熱目標値、予定在炉時間、etc.） …（１） を基準としている。 従つて、上記のようは連続加熱炉の制御においては、
鋼材を目標加熱温度を満足するように加熱し、且つ燃料
使用量が最小となるように加熱炉の制御を行うために
は、加熱制御されている鋼材が予定された抽出時刻に抽
出され、加熱途中で予定抽出時刻が変更されないことが
望ましい。 ところが、第４図に示されるように、連続加熱炉１内
にある鋼材10iが予定抽出時刻（τＥ）ｉ、予定在炉時
間ti、且つ炉温θｇで加熱（予定昇温曲線は）されて
いたところ、連続加熱炉１内での点Ｘ、通過時刻τにお
いて、前記鋼材10iよりも加熱能率が低い鋼材10jが炉装
入端２から装入され、この鋼材10jの在炉時間を確保す
るために前記鋼材10iの予定抽出時刻が、（τＥ）′ｉ
＝（τＥ）ｉ＋Δτに延期されたとする。 この場合、加熱制御開始時点、即ち炉装入端２から装
入された時点から、予定抽出時刻（τＥ）′ｉ＝
（τＥ）ｉ＋Δτ、予定在炉時間ｔ′ｉ＝ti＋Δτ、炉
温θ′ｇで加熱されていた場合（予定昇温曲線は′）
と比較して、予定抽出時刻延期時点で鋼材10iはΔ＝
−′だけ過加熱されていたことになり、燃料の無駄
焚きとなる。 逆に、加熱効率が高い鋼材が後から装入された場合
は、鋼材10iの予定抽出時刻が早められることになり、
この場合には、該鋼材10iは加熱不足の状態になり、目
標加熱温度にまで加熱できない恐れがある。 更に前記特開昭57−108221号等においては、加熱炉に
装入されている鋼材、あるいは加熱制御を行つている燃
焼帯に入つている鋼材に対して予定抽出時刻を決定し加
熱炉の制御を行つている。 この場合、第５図に示されるように、既に連続加熱炉
内にあつて加熱制御されている鋼材よりも加熱能率が低
い鋼材（冷鋼片又は大断面鋼片）10lが装入され、該鋼
材10lの必要在炉時間が先行材10l−１の予定在炉時間よ
りも大幅に長い場合には、該鋼材10lと先行材10l−１と
の間の抽出ピツチPlは該先行材10l−１よりも先行して
いる鋼材間の抽出ピツチPi（ｉ＜ｌ）よりも大幅に長く
なる。 即ち、第５図に示されるように抽出直前で加熱待ちと
なる。 このため、前記鋼材10lが抽出される時点で、連続加
熱炉１内の鋼材搬送速度が大幅に変動し、これに伴い該
連続加熱炉の負荷が大きく変動する。 このような急激な負荷変動に対しては、大きな熱容量
を持つ連続加熱炉では即時に追従できないために操炉上
好ましくない。又、圧延機側においても、抽出ピツチの
大幅な変動は圧延ロールのヒートクラウン等に大きな影
響を及ぼすために圧延操業上も好ましくない。 このため、従来は、第６図に示されるように、装入鋼
材の適当な本数ｍの先行材10l−ｍ〜10l−１の抽出ピツ
チをＰ′ｉ＝Pi＋ΔPi（ｉ＝ｌ−ｍ〜ｌ−１）に延長
し、予定抽出時刻を延期し、抽出ピツチの変化を小さく
して連続加熱炉１内の鋼材搬送速度の変動幅を小さくす
ることによつて、該連続加熱炉１の負荷変動を押えるよ
うにしていた。 即ち、特に抽出ピツチの長い加熱鋼材に対しては先行
する加熱鋼材の抽出ピツチを基準として平均化して、抽
出ピツチを平滑化するようにしていた。 又、例えば特開昭58−006931に開示されているよう
に、成品品質等の要求から短時間急速加熱が必要な鋼材
が装入された場合には、先行材の予定抽出時刻を可能な
限り早めて装入鋼材の在炉時間を短くするようにしてい
た。
鋼材の鋼種、寸法、装入温度、目標加熱温度、成品寸
法、規格等から被加熱鋼材に対する加熱炉の加熱能率
（t/H）が求まり、更に、圧延機の圧延能率（t/H）の要
求に応じてこれらを相互に考慮して個々の被加熱鋼材の
予定抽出ピツチあるいは予定抽出時刻を決定し、この予
定に基づいて被加熱鋼材の予定在炉時間を推定し、加熱
炉の各燃焼帯の炉温を設定制御し、あるいは燃料流量を
制御し、被加熱鋼材を目標加熱温度となるように加熱制
御している。この例としては、特開昭57−108221、特開
昭57−126919、特開昭58−004412、特開昭58−045324等
がある。 上記のような加熱炉の制御は、要すれば、 燃焼帯炉温（燃料流量） ＝ｆ（鋼材寸法、重量、加熱目標値、予定在炉時間、etc.） …（１） を基準としている。 従つて、上記のようは連続加熱炉の制御においては、
鋼材を目標加熱温度を満足するように加熱し、且つ燃料
使用量が最小となるように加熱炉の制御を行うために
は、加熱制御されている鋼材が予定された抽出時刻に抽
出され、加熱途中で予定抽出時刻が変更されないことが
望ましい。 ところが、第４図に示されるように、連続加熱炉１内
にある鋼材10iが予定抽出時刻（τＥ）ｉ、予定在炉時
間ti、且つ炉温θｇで加熱（予定昇温曲線は）されて
いたところ、連続加熱炉１内での点Ｘ、通過時刻τにお
いて、前記鋼材10iよりも加熱能率が低い鋼材10jが炉装
入端２から装入され、この鋼材10jの在炉時間を確保す
るために前記鋼材10iの予定抽出時刻が、（τＥ）′ｉ
＝（τＥ）ｉ＋Δτに延期されたとする。 この場合、加熱制御開始時点、即ち炉装入端２から装
入された時点から、予定抽出時刻（τＥ）′ｉ＝
（τＥ）ｉ＋Δτ、予定在炉時間ｔ′ｉ＝ti＋Δτ、炉
温θ′ｇで加熱されていた場合（予定昇温曲線は′）
と比較して、予定抽出時刻延期時点で鋼材10iはΔ＝
−′だけ過加熱されていたことになり、燃料の無駄
焚きとなる。 逆に、加熱効率が高い鋼材が後から装入された場合
は、鋼材10iの予定抽出時刻が早められることになり、
この場合には、該鋼材10iは加熱不足の状態になり、目
標加熱温度にまで加熱できない恐れがある。 更に前記特開昭57−108221号等においては、加熱炉に
装入されている鋼材、あるいは加熱制御を行つている燃
焼帯に入つている鋼材に対して予定抽出時刻を決定し加
熱炉の制御を行つている。 この場合、第５図に示されるように、既に連続加熱炉
内にあつて加熱制御されている鋼材よりも加熱能率が低
い鋼材（冷鋼片又は大断面鋼片）10lが装入され、該鋼
材10lの必要在炉時間が先行材10l−１の予定在炉時間よ
りも大幅に長い場合には、該鋼材10lと先行材10l−１と
の間の抽出ピツチPlは該先行材10l−１よりも先行して
いる鋼材間の抽出ピツチPi（ｉ＜ｌ）よりも大幅に長く
なる。 即ち、第５図に示されるように抽出直前で加熱待ちと
なる。 このため、前記鋼材10lが抽出される時点で、連続加
熱炉１内の鋼材搬送速度が大幅に変動し、これに伴い該
連続加熱炉の負荷が大きく変動する。 このような急激な負荷変動に対しては、大きな熱容量
を持つ連続加熱炉では即時に追従できないために操炉上
好ましくない。又、圧延機側においても、抽出ピツチの
大幅な変動は圧延ロールのヒートクラウン等に大きな影
響を及ぼすために圧延操業上も好ましくない。 このため、従来は、第６図に示されるように、装入鋼
材の適当な本数ｍの先行材10l−ｍ〜10l−１の抽出ピツ
チをＰ′ｉ＝Pi＋ΔPi（ｉ＝ｌ−ｍ〜ｌ−１）に延長
し、予定抽出時刻を延期し、抽出ピツチの変化を小さく
して連続加熱炉１内の鋼材搬送速度の変動幅を小さくす
ることによつて、該連続加熱炉１の負荷変動を押えるよ
うにしていた。 即ち、特に抽出ピツチの長い加熱鋼材に対しては先行
する加熱鋼材の抽出ピツチを基準として平均化して、抽
出ピツチを平滑化するようにしていた。 又、例えば特開昭58−006931に開示されているよう
に、成品品質等の要求から短時間急速加熱が必要な鋼材
が装入された場合には、先行材の予定抽出時刻を可能な
限り早めて装入鋼材の在炉時間を短くするようにしてい
た。
このため、従来は、既に加熱制御されている鋼材に対
して、加熱能率の大きく異なる鋼材が新に連続加熱炉に
装入された時、既に加熱制御されている鋼材の予定抽出
時刻が変更されることになり、該先行鋼材の過加熱ある
いは加熱不足が生じ、鋼材品質上及び省エネルギー上好
ましくないという問題点があつた。
して、加熱能率の大きく異なる鋼材が新に連続加熱炉に
装入された時、既に加熱制御されている鋼材の予定抽出
時刻が変更されることになり、該先行鋼材の過加熱ある
いは加熱不足が生じ、鋼材品質上及び省エネルギー上好
ましくないという問題点があつた。
この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あつて、既に加熱制御されている先行材の予定抽出時刻
を変更することがなく、後行材の加熱を行うことができ
るようにした連続加熱炉の加熱材抽出ピツチ決定方法を
提供することを目的とする。
あつて、既に加熱制御されている先行材の予定抽出時刻
を変更することがなく、後行材の加熱を行うことができ
るようにした連続加熱炉の加熱材抽出ピツチ決定方法を
提供することを目的とする。
この発明は、連続加熱炉により、加熱材を目標加熱温
度に加熱して抽出するに際して、前記加熱材の搬送経路
上で、炉抽出端から上流側に、少なくとも加熱帯及び均
熱帯を含む範囲の長さの位置に抽出ピツチ変更点を設定
し、前記搬送経路上で、炉装入端を含む同炉装入端より
上流位置から上流側に、前記抽出ピツチ変更点と前記炉
抽出端間の距離と等距離の位置に、チエツクポイントを
設定し、該チエツクポイントを通過する対象加熱材の加
熱負荷が急激に変化する時には、該対象加熱材を目標加
熱温度に加熱するために必要な在炉時間に基づき、前記
チエツクポイントと炉装入端との間に位置する各加熱材
の抽出ピツチ変更量を求めると共に、前記各加熱材のう
ち最先行加熱材が前記抽出ピツチ変更点に到達した時点
から、前記求められた抽出ピツチ変更量により修正した
抽出ピツチ時間に応じて各加熱材を加熱することにより
上記目的を達成するものである。 又、前記抽出ピツチ変更点を加熱帯入口端に設定する
ことにより上記目的を達成するものである。 又、前記抽出ピツチ変更点を加熱材の必要とする必要
在炉時間の最大値（分）と最小値（分）との偏差値を炉
特有値（m/分）で除して決定するようにして上記目的を
達成するものである。
度に加熱して抽出するに際して、前記加熱材の搬送経路
上で、炉抽出端から上流側に、少なくとも加熱帯及び均
熱帯を含む範囲の長さの位置に抽出ピツチ変更点を設定
し、前記搬送経路上で、炉装入端を含む同炉装入端より
上流位置から上流側に、前記抽出ピツチ変更点と前記炉
抽出端間の距離と等距離の位置に、チエツクポイントを
設定し、該チエツクポイントを通過する対象加熱材の加
熱負荷が急激に変化する時には、該対象加熱材を目標加
熱温度に加熱するために必要な在炉時間に基づき、前記
チエツクポイントと炉装入端との間に位置する各加熱材
の抽出ピツチ変更量を求めると共に、前記各加熱材のう
ち最先行加熱材が前記抽出ピツチ変更点に到達した時点
から、前記求められた抽出ピツチ変更量により修正した
抽出ピツチ時間に応じて各加熱材を加熱することにより
上記目的を達成するものである。 又、前記抽出ピツチ変更点を加熱帯入口端に設定する
ことにより上記目的を達成するものである。 又、前記抽出ピツチ変更点を加熱材の必要とする必要
在炉時間の最大値（分）と最小値（分）との偏差値を炉
特有値（m/分）で除して決定するようにして上記目的を
達成するものである。
この発明においては、加熱材の予定抽出時刻の決定に
おいて、既に加熱制御対象となつている加熱材だけでは
なく、適当な範囲の未だ加熱制御対象となつていない鋼
材の情報を用いて、該加熱材が加熱制御対象となる以前
に予定抽出時刻を確定し、これによつて、既に加熱制御
されている加熱材の予定抽出時刻の変更を最小限として
いる。
おいて、既に加熱制御対象となつている加熱材だけでは
なく、適当な範囲の未だ加熱制御対象となつていない鋼
材の情報を用いて、該加熱材が加熱制御対象となる以前
に予定抽出時刻を確定し、これによつて、既に加熱制御
されている加熱材の予定抽出時刻の変更を最小限として
いる。
以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。 第１図に示される連続加熱炉１は、６帯式加熱炉であ
つて、炉装入端２から炉抽出端３に至る炉長方向に沿つ
て上下予熱帯４、５、上下加熱帯６、７及び上下均熱帯
８、９を備えて構成されている。 加熱材である鋼材10は、炉装入端２から順次連続加熱
炉１内に装入され、炉抽出端３の方向へ加熱されながら
移動し、該炉抽出端３位置では後の熱間圧延に最適な温
度まで昇温させられて、炉抽出端３から取出される。 この鋼材10の最終的な抽出目標温度までの加熱制御
は、前記上下予熱帯４、５、上下加熱帯６、７及び上下
均熱帯８、９で行われる。 本発明に係る加熱材抽出ピツチ決定方法は、連続加熱
炉１により鋼材10を目標加熱温度に加熱して抽出するに
際して、前記加熱材10の搬送経路上で、炉抽出端３から
上流側に、上下加熱帯６、７の入口位置に抽出ピツチ変
更点Ａを設定し、前記搬送経路上で、炉装入端２から上
流側に、前記抽出ピツチ変更点Ａと前記炉抽出端３間の
距離Ｌと等しい距離の位置にチエツクポイントＣを設定
し、該チエツクポイントＣを通過する対象鋼材10の加熱
負荷が急激に変化する時には、該対象鋼材10を目標加熱
温度に加熱するために必要な在炉時間に基づき、前記チ
エツクポイントＣと炉装入端２との間に位置する各鋼材
の抽出ピツチ変更量を求めると共に、前記各鋼材のうち
最先行鋼材が前記抽出ピツチ変更点Ａに到達した時点か
ら、前記求められた抽出ピツチ変更量により修正した抽
出ピツチ時間に応じて各鋼材を加熱するようにしたもの
である。 ここで、ある鋼材10nがチエツクポイントＣに到達し
た時点で、該チエツクポイントＣよりも抽出側の先行材
10l〜10n−１の予定抽出時刻（τＥ）ｉ、予定抽出ピツ
チPi（ｉ＝ｌ〜ｎ−１）は既に決定されている。 この条件で前記鋼材10nの予定抽出時刻は次のように
して決定する（第２図参照）。 まず鋼材10nの予定抽出ピツチPnとして、ステツプ101
で、圧延能率に基づいて抽出可能な最短の値を仮定し、
予定抽出時刻（τＥ）ｎを、（τＥ）ｎ＝（τＥ）ｎ−
１＋Pnとして求める。 次にステツプ102で、鋼材10nの加熱能率に基づいて、
その必要在炉時間tiを求める。 ステツプ103では、既に求めた（τＥ）ｎで鋼材10nを
抽出した場合に、必要在炉時間tiが確保できるか否か、
又、短時間急速加熱が必要な鋼材の場合は所定の在炉時
間tmax以内に抽出できるか否かをチエツクする。 正即ち、tiが確保できる場合又は急速加熱材の場合に
tiが確保でき、且つ、tmax以内に鋼材を抽出できる場合
は、ステツプ104に進み前記求められた予定抽出時刻
（τＥ）ｎ及び抽出ピツチPnとして決定する。従つて、
この場合は先行材10l〜10n−１の予定抽出時刻の変更が
ない。 否即ち、予定抽出時刻（τＥ）ｎで抽出したとする
と、tiが確保できない場合あるいはtmax以内に鋼材を抽
出できない場合には、ステツプ105に進み、鋼材10nの予
定抽出時刻（τＥ）ｎを、tiが確保できる値あるいはt
max以内に抽出できる値（τＥ）′ｎに変更する。 このとき、連続加熱炉１の負荷変動を最小限とするた
めに、鋼材10n及び該鋼材10nから抽出側へ距離Ｌ（チエ
ツクポイントＣと炉装入端２との距離）の範囲内にある
先行鋼材10nA〜10n−１の予定抽出ピツチPi（ｉ＝nA〜
ｎ）を次の（２）式 Ｐ′ｉ＝Pi＋ΔPi ＝Pi＋｛（τＥ）′ｎ−（τＥ）ｎ｝／Σwi・wi …
（２） （wi:適当な荷重、ｉ＝nA〜ｎ） によつてＰ′ｉに変更する。 即ち、鋼材10nの前記抽出ピツチ変更点Ａと炉抽出端
３との間（上下加熱帯６、７及び上下均熱帯８、９の
間）の在炉時間 に変更することによつて、鋼材10nの予定抽出時刻（τ
Ｅ）ｎを必要な値（τＥ）′ｎに変更するものである。 この場合、予定抽出ピツチPiを変更させる可能性があ
る先行材10nA〜10n−１は全て炉装入端２の上流側にあ
り既に炉装入端２を通過して連続加熱炉１内で加熱制御
されている先行材10l〜10nA−１の予定抽出時刻
（τＥ）ｉは変更されない。 続いて、チエツクポイントＣに新な鋼材10n＋１、10n
＋２…が到達する毎に前記鋼材10nの場合と同様の処理
を実行し、順次予定抽出時刻を決定していく。 これにより、鋼材10nは、チエツクポイントＣと炉装
入端２間にある時点では、後続の鋼材がチエツクポイン
トＣ端に到達しその予定抽出時刻が決定される際に、自
らの予定抽出時刻（τＥ）ｎを変更される可能性はある
が、炉装入端２から連続加熱炉１内に入つた後は、炉抽
出端３から抽出されるまでの間に、トラブル以外の原因
でその予定抽出時刻（τＥ）ｎが変更される可能性がな
い。 従つて、この実施例においては、既に連続加熱炉１内
で加熱制御されている鋼材の予定抽出時刻がトラブル以
外の原因で変更されることがなく、且つ連続加熱炉１の
負荷変動は最小限に押えられ、安定した且つエネルギー
の無駄の少ない加熱炉制御ができる。 ここで前記実施例において、チエツクポイントＣは連
続加熱炉１外とされているが、この鋼材10nがチエツク
ポイントＣ点に到達する時点は次のように判断する。 連続加熱炉１の炉装入端２から鋼材搬送逆方向へ鋼材
を装入順に並べたと仮定して、鋼材のチエツクポイント
Ｃへの到達を判断する。即ち、連続加熱炉１内での先頭
の鋼材10lから鋼材10n−１までの（鋼材の幅）＋（後続
材との隙間）を加えて、その総和と、炉抽出端３から先
頭鋼材10lまでの距離との和が、炉抽出端３からチエツ
クポイントＣまでの距離以下になる最初の時点で鋼材10
nがチエツクポイントＣに到達したと判断して、該鋼材1
0nの予定抽出時刻（τＥ）ｎを決定することになる。 ここで、前記実施例において、抽出ピツチ変更点Ａは
連続加熱炉１における上下加熱帯６、７の入口端に設定
しているが、本発明はこれに限定されるものではない。 即ち、炉抽出端３から抽出ピツチ変更点Ａまでの距離
Ｌは、鋼材抽出ピツチ即ち連続加熱炉１内での鋼材搬送
速度の変化を小さくし、連続加熱炉１の負荷変動をある
程度小さく押えるのに充分な長さであればよい。 この距離Ｌは次の（３）式によつて表わされる評価関
数Ｊ（分/m…炉特有値）に基づいてその値を許容値Jmax
以下にすることで決定される。 Ｊ＝（Hmax−Hmin）/L …（３） Hmax…最大加熱負荷鋼材の必要在炉時間（分） Hmin…最小加熱負荷鋼材の必要在炉時間（分） 前記（３）式からもわかるように、前記評価関数Ｊの
値が大きくなることは大きな搬送速度変更に対応するこ
とになる。 即ち、必要在炉時間差Hmax−Hminが大きいとき、又は
距離Ｌが短いときはいずれも評価関数Ｊが大となること
から、連続加熱炉１内での速度変更量が大きくなる。こ
のような場合は距離Ｌを大きく取り、評価関数Ｊを小さ
くして速度変更量を小さく押えることが可能となる。 又、前記Jmaxは炉温の応答性に関する値であり、炉体
の熱容量、炉内容積、炉温制御系、バーナ等の連続加熱
炉の熱特性により決定されている。例えば、キヤスタブ
ル等の炉材を用いた連続加熱炉では熱容量が大であるた
めに設定炉温変更に対する炉温の追従遅れが大である。
従つてJmaxを零に近い小さな値とする必要がある。 これに対して、セラミツクスフアイバ等の熱容量の小
さな炉材で構成されている連続加熱炉にあつては時間遅
れが少ないためにJmaxを５に近い大きな値に設定でき
る。 このようにJmaxの値は、炉温設定変更量に応じた炉温
の応答時間遅れ、燃料の動き等を実炉にて調査し、対象
炉固有の値として、例えば０＜Jmax≦５の範囲内で決定
する。 なお上記実施例において、チエツクポイントＣを、炉
装入端２を基準として距離Ｌの位置に設定したものであ
るが本発明はこれに限定されるものでない。チエツクポ
イントＣの基準点となる点（以下Ｂ点）は、連続加熱炉
１において鋼材を加熱制御できる範囲の最も装入端側の
位置即ち炉温あるいは燃料流量を制御している最も装入
側の燃焼帯の鋼材加熱制御範囲の端部であればよい。 従つてＢ点は通常は炉装入端２の位置となるが、例え
ば、高負荷加熱材が装入される場合に、該加熱材が炉装
入端２よりも適当な距離だけ上流側の位置を通過する時
点で、燃焼帯の炉温設定を該高負荷加熱材の加熱制御の
ために変更するという制御を行うような連続加熱炉の場
合は、前記炉装入端２よりも上流側の位置をＢ点とすれ
ばよい。 なお上記実施例は、鋼材の連続加熱炉についてのもの
であるが、本発明はこれに限定されるものでなく、他の
加熱材あるいは熱処理炉、焼成炉にも適用されるもので
ある。
つて、炉装入端２から炉抽出端３に至る炉長方向に沿つ
て上下予熱帯４、５、上下加熱帯６、７及び上下均熱帯
８、９を備えて構成されている。 加熱材である鋼材10は、炉装入端２から順次連続加熱
炉１内に装入され、炉抽出端３の方向へ加熱されながら
移動し、該炉抽出端３位置では後の熱間圧延に最適な温
度まで昇温させられて、炉抽出端３から取出される。 この鋼材10の最終的な抽出目標温度までの加熱制御
は、前記上下予熱帯４、５、上下加熱帯６、７及び上下
均熱帯８、９で行われる。 本発明に係る加熱材抽出ピツチ決定方法は、連続加熱
炉１により鋼材10を目標加熱温度に加熱して抽出するに
際して、前記加熱材10の搬送経路上で、炉抽出端３から
上流側に、上下加熱帯６、７の入口位置に抽出ピツチ変
更点Ａを設定し、前記搬送経路上で、炉装入端２から上
流側に、前記抽出ピツチ変更点Ａと前記炉抽出端３間の
距離Ｌと等しい距離の位置にチエツクポイントＣを設定
し、該チエツクポイントＣを通過する対象鋼材10の加熱
負荷が急激に変化する時には、該対象鋼材10を目標加熱
温度に加熱するために必要な在炉時間に基づき、前記チ
エツクポイントＣと炉装入端２との間に位置する各鋼材
の抽出ピツチ変更量を求めると共に、前記各鋼材のうち
最先行鋼材が前記抽出ピツチ変更点Ａに到達した時点か
ら、前記求められた抽出ピツチ変更量により修正した抽
出ピツチ時間に応じて各鋼材を加熱するようにしたもの
である。 ここで、ある鋼材10nがチエツクポイントＣに到達し
た時点で、該チエツクポイントＣよりも抽出側の先行材
10l〜10n−１の予定抽出時刻（τＥ）ｉ、予定抽出ピツ
チPi（ｉ＝ｌ〜ｎ−１）は既に決定されている。 この条件で前記鋼材10nの予定抽出時刻は次のように
して決定する（第２図参照）。 まず鋼材10nの予定抽出ピツチPnとして、ステツプ101
で、圧延能率に基づいて抽出可能な最短の値を仮定し、
予定抽出時刻（τＥ）ｎを、（τＥ）ｎ＝（τＥ）ｎ−
１＋Pnとして求める。 次にステツプ102で、鋼材10nの加熱能率に基づいて、
その必要在炉時間tiを求める。 ステツプ103では、既に求めた（τＥ）ｎで鋼材10nを
抽出した場合に、必要在炉時間tiが確保できるか否か、
又、短時間急速加熱が必要な鋼材の場合は所定の在炉時
間tmax以内に抽出できるか否かをチエツクする。 正即ち、tiが確保できる場合又は急速加熱材の場合に
tiが確保でき、且つ、tmax以内に鋼材を抽出できる場合
は、ステツプ104に進み前記求められた予定抽出時刻
（τＥ）ｎ及び抽出ピツチPnとして決定する。従つて、
この場合は先行材10l〜10n−１の予定抽出時刻の変更が
ない。 否即ち、予定抽出時刻（τＥ）ｎで抽出したとする
と、tiが確保できない場合あるいはtmax以内に鋼材を抽
出できない場合には、ステツプ105に進み、鋼材10nの予
定抽出時刻（τＥ）ｎを、tiが確保できる値あるいはt
max以内に抽出できる値（τＥ）′ｎに変更する。 このとき、連続加熱炉１の負荷変動を最小限とするた
めに、鋼材10n及び該鋼材10nから抽出側へ距離Ｌ（チエ
ツクポイントＣと炉装入端２との距離）の範囲内にある
先行鋼材10nA〜10n−１の予定抽出ピツチPi（ｉ＝nA〜
ｎ）を次の（２）式 Ｐ′ｉ＝Pi＋ΔPi ＝Pi＋｛（τＥ）′ｎ−（τＥ）ｎ｝／Σwi・wi …
（２） （wi:適当な荷重、ｉ＝nA〜ｎ） によつてＰ′ｉに変更する。 即ち、鋼材10nの前記抽出ピツチ変更点Ａと炉抽出端
３との間（上下加熱帯６、７及び上下均熱帯８、９の
間）の在炉時間 に変更することによつて、鋼材10nの予定抽出時刻（τ
Ｅ）ｎを必要な値（τＥ）′ｎに変更するものである。 この場合、予定抽出ピツチPiを変更させる可能性があ
る先行材10nA〜10n−１は全て炉装入端２の上流側にあ
り既に炉装入端２を通過して連続加熱炉１内で加熱制御
されている先行材10l〜10nA−１の予定抽出時刻
（τＥ）ｉは変更されない。 続いて、チエツクポイントＣに新な鋼材10n＋１、10n
＋２…が到達する毎に前記鋼材10nの場合と同様の処理
を実行し、順次予定抽出時刻を決定していく。 これにより、鋼材10nは、チエツクポイントＣと炉装
入端２間にある時点では、後続の鋼材がチエツクポイン
トＣ端に到達しその予定抽出時刻が決定される際に、自
らの予定抽出時刻（τＥ）ｎを変更される可能性はある
が、炉装入端２から連続加熱炉１内に入つた後は、炉抽
出端３から抽出されるまでの間に、トラブル以外の原因
でその予定抽出時刻（τＥ）ｎが変更される可能性がな
い。 従つて、この実施例においては、既に連続加熱炉１内
で加熱制御されている鋼材の予定抽出時刻がトラブル以
外の原因で変更されることがなく、且つ連続加熱炉１の
負荷変動は最小限に押えられ、安定した且つエネルギー
の無駄の少ない加熱炉制御ができる。 ここで前記実施例において、チエツクポイントＣは連
続加熱炉１外とされているが、この鋼材10nがチエツク
ポイントＣ点に到達する時点は次のように判断する。 連続加熱炉１の炉装入端２から鋼材搬送逆方向へ鋼材
を装入順に並べたと仮定して、鋼材のチエツクポイント
Ｃへの到達を判断する。即ち、連続加熱炉１内での先頭
の鋼材10lから鋼材10n−１までの（鋼材の幅）＋（後続
材との隙間）を加えて、その総和と、炉抽出端３から先
頭鋼材10lまでの距離との和が、炉抽出端３からチエツ
クポイントＣまでの距離以下になる最初の時点で鋼材10
nがチエツクポイントＣに到達したと判断して、該鋼材1
0nの予定抽出時刻（τＥ）ｎを決定することになる。 ここで、前記実施例において、抽出ピツチ変更点Ａは
連続加熱炉１における上下加熱帯６、７の入口端に設定
しているが、本発明はこれに限定されるものではない。 即ち、炉抽出端３から抽出ピツチ変更点Ａまでの距離
Ｌは、鋼材抽出ピツチ即ち連続加熱炉１内での鋼材搬送
速度の変化を小さくし、連続加熱炉１の負荷変動をある
程度小さく押えるのに充分な長さであればよい。 この距離Ｌは次の（３）式によつて表わされる評価関
数Ｊ（分/m…炉特有値）に基づいてその値を許容値Jmax
以下にすることで決定される。 Ｊ＝（Hmax−Hmin）/L …（３） Hmax…最大加熱負荷鋼材の必要在炉時間（分） Hmin…最小加熱負荷鋼材の必要在炉時間（分） 前記（３）式からもわかるように、前記評価関数Ｊの
値が大きくなることは大きな搬送速度変更に対応するこ
とになる。 即ち、必要在炉時間差Hmax−Hminが大きいとき、又は
距離Ｌが短いときはいずれも評価関数Ｊが大となること
から、連続加熱炉１内での速度変更量が大きくなる。こ
のような場合は距離Ｌを大きく取り、評価関数Ｊを小さ
くして速度変更量を小さく押えることが可能となる。 又、前記Jmaxは炉温の応答性に関する値であり、炉体
の熱容量、炉内容積、炉温制御系、バーナ等の連続加熱
炉の熱特性により決定されている。例えば、キヤスタブ
ル等の炉材を用いた連続加熱炉では熱容量が大であるた
めに設定炉温変更に対する炉温の追従遅れが大である。
従つてJmaxを零に近い小さな値とする必要がある。 これに対して、セラミツクスフアイバ等の熱容量の小
さな炉材で構成されている連続加熱炉にあつては時間遅
れが少ないためにJmaxを５に近い大きな値に設定でき
る。 このようにJmaxの値は、炉温設定変更量に応じた炉温
の応答時間遅れ、燃料の動き等を実炉にて調査し、対象
炉固有の値として、例えば０＜Jmax≦５の範囲内で決定
する。 なお上記実施例において、チエツクポイントＣを、炉
装入端２を基準として距離Ｌの位置に設定したものであ
るが本発明はこれに限定されるものでない。チエツクポ
イントＣの基準点となる点（以下Ｂ点）は、連続加熱炉
１において鋼材を加熱制御できる範囲の最も装入端側の
位置即ち炉温あるいは燃料流量を制御している最も装入
側の燃焼帯の鋼材加熱制御範囲の端部であればよい。 従つてＢ点は通常は炉装入端２の位置となるが、例え
ば、高負荷加熱材が装入される場合に、該加熱材が炉装
入端２よりも適当な距離だけ上流側の位置を通過する時
点で、燃焼帯の炉温設定を該高負荷加熱材の加熱制御の
ために変更するという制御を行うような連続加熱炉の場
合は、前記炉装入端２よりも上流側の位置をＢ点とすれ
ばよい。 なお上記実施例は、鋼材の連続加熱炉についてのもの
であるが、本発明はこれに限定されるものでなく、他の
加熱材あるいは熱処理炉、焼成炉にも適用されるもので
ある。
本発明は上記のように構成したので、連続加熱炉にお
いて既に加熱制御されている先行加熱材の予定抽出時刻
を変更することなく後行の加熱材を目的温度まで加熱す
ることができ、従つて、加熱材の過加熱あるいは加熱不
足を防止することができると共に、連続加熱炉の負荷変
動を最小限とし、連続加熱炉の安定した且つ省エネルギ
ー化を図つた制御を可能とすることができるという優れ
た効果を有する。
いて既に加熱制御されている先行加熱材の予定抽出時刻
を変更することなく後行の加熱材を目的温度まで加熱す
ることができ、従つて、加熱材の過加熱あるいは加熱不
足を防止することができると共に、連続加熱炉の負荷変
動を最小限とし、連続加熱炉の安定した且つ省エネルギ
ー化を図つた制御を可能とすることができるという優れ
た効果を有する。
第１図は本発明に係る連続加熱炉の加熱材抽出ピツチ決
定方法を適用する鋼材の連続加熱炉を示す略示断面図、
第２図は本発明方法の過程を示す流れ図、第３図は本発
明方法により鋼材の抽出ピツチ決定に際する先行材及び
後行材の関係を示す略示断面図、第４図は従来の連続加
熱炉の制御状態を示す線図、第５図及び第６図は従来の
連続加熱炉の制御状態を抽出ピツチと鋼材抽出順との関
係において示す線図である。 １……連続加熱炉、 ２……炉装入端、 ３……炉抽出端、 10i、10j……鋼材、 Ａ……抽出ピツチ変更点、 Ｃ……チエツクポイント、 ４、５……上下予熱帯、 ６、７……上下加熱帯、 ８、９……上下均熱帯。
定方法を適用する鋼材の連続加熱炉を示す略示断面図、
第２図は本発明方法の過程を示す流れ図、第３図は本発
明方法により鋼材の抽出ピツチ決定に際する先行材及び
後行材の関係を示す略示断面図、第４図は従来の連続加
熱炉の制御状態を示す線図、第５図及び第６図は従来の
連続加熱炉の制御状態を抽出ピツチと鋼材抽出順との関
係において示す線図である。 １……連続加熱炉、 ２……炉装入端、 ３……炉抽出端、 10i、10j……鋼材、 Ａ……抽出ピツチ変更点、 Ｃ……チエツクポイント、 ４、５……上下予熱帯、 ６、７……上下加熱帯、 ８、９……上下均熱帯。
Claims (3)
- 【請求項１】連続加熱炉により、加熱材を目標加熱温度
に加熱して抽出するに際して、前記加熱材の搬送経路上
で、炉抽出端から上流側に、少なくとも加熱帯及び均熱
帯を含む範囲の長さの位置に抽出ピツチ変更点を設定
し、 前記搬送経路上で、炉装入端を含む同炉装入端より上流
位置から上流側に、前記抽出ピツチ変更点と前記炉抽出
端間の距離と等距離の位置に、チエツクポイントを設定
し、 該チエツクポイントを通過する対象加熱材の加熱負荷が
急激に変化する時には、該対象加熱材を目標加熱温度に
加熱するために必要な在炉時間に基づき、前記チエツク
ポイントと炉装入端との間に位置する各加熱材の抽出ピ
ツチ変更量を求めると共に、 前記各加熱材のうち最先行加熱材が前記抽出ピツチ変更
点に到達した時点から、前記求められた抽出ピツチ変更
量により修正した抽出ピツチ時間に応じて各加熱材を加
熱することを特徴とする連続加熱炉の加熱材抽出ピツチ
決定方法。 - 【請求項２】前記抽出ピツチ変更点を加熱帯入口端に設
定することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の連
続加熱炉の加熱材抽出ピツチ決定方法。 - 【請求項３】前記抽出ピツチ変更点を加熱材の必要とす
る必要在炉時間の最大値（分）と最小値（分）との偏差
値を炉特有値（m/分）で除して決定することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の連続加熱炉の
加熱材抽出ピツチ決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61092995A JP2635960B2 (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 連続加熱炉の加熱材抽出ピツチ決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61092995A JP2635960B2 (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 連続加熱炉の加熱材抽出ピツチ決定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62250118A JPS62250118A (ja) | 1987-10-31 |
| JP2635960B2 true JP2635960B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=14069949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61092995A Expired - Lifetime JP2635960B2 (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 連続加熱炉の加熱材抽出ピツチ決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2635960B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101368356B1 (ko) * | 2012-05-30 | 2014-02-28 | 현대제철 주식회사 | 슬라브 가열 장치 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6051534A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-23 | Nippon Oil Co Ltd | 窒素酸化物の除去方法 |
-
1986
- 1986-04-22 JP JP61092995A patent/JP2635960B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101368356B1 (ko) * | 2012-05-30 | 2014-02-28 | 현대제철 주식회사 | 슬라브 가열 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62250118A (ja) | 1987-10-31 |
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