JP3231601B2 - 電気炉の温度制御方法および装置 - Google Patents
電気炉の温度制御方法および装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気炉の温度制御
方法とその装置に関する。
方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】物品の品質確保のために電気炉の湯温管
理は重要であるが、高温溶湯の連続リアルタイム測温は
難しい。したがって、従来は、たとえば特開平４−１７
９０９０号公報に示されているように、わずか１回の測
温とその後の炉自体の熱平衡モデルにより湯温変化を予
測し、制御する方式をとっている。
理は重要であるが、高温溶湯の連続リアルタイム測温は
難しい。したがって、従来は、たとえば特開平４−１７
９０９０号公報に示されているように、わずか１回の測
温とその後の炉自体の熱平衡モデルにより湯温変化を予
測し、制御する方式をとっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術の熱
平衡モデルでは、放熱損失にコイルの冷却水による冷却
損失が含まれていない。そのため、冷却水の持ち去り熱
量とその炉運転状態による変化が湯温予測の誤差原因に
なり、湯温の予測精度が低下するという問題があった。
本発明の目的は、湯温予測の精度をあげ、溶湯を所定の
温度に高精度に制御できる電気炉の温度制御方法とその
装置を提供することにある。
平衡モデルでは、放熱損失にコイルの冷却水による冷却
損失が含まれていない。そのため、冷却水の持ち去り熱
量とその炉運転状態による変化が湯温予測の誤差原因に
なり、湯温の予測精度が低下するという問題があった。
本発明の目的は、湯温予測の精度をあげ、溶湯を所定の
温度に高精度に制御できる電気炉の温度制御方法とその
装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 （１） 加熱コイルまたは加熱電極からなる炉加熱手段
を有し、該炉加熱手段はそれ自体の溶損を防止するため
内部に冷却水が流れる構造を備えている電気炉の温度制
御方法であって、冷却水による熱損失量を求める工程
と、冷却水熱損失量を含む湯温予測モデルに前記工程で
求めた冷却水による熱損失量を入れて湯温を予測し溶湯
温度を制御する工程と、を有する電気炉の温度制御方
法。 （２） 加熱コイルまたは加熱電極からなる炉加熱手段
を有し、該炉加熱手段はそれ自体の溶損を防止するため
内部に冷却水が流れる構造を備えている電気炉の温度制
御方法であって、冷却水による熱損失量を求める工程
と、前記工程で求めた冷却水による熱損失量が各種の炉
運転状態に対して予め設定した適正冷却水熱損失量幅域
に入るように冷却水の流量または温度を制御する工程
と、冷却水熱損失量を含む湯温予測モデルに前記工程で
求めた冷却水による熱損失量を入れて湯温を予測し溶湯
温度を制御する工程と、を有する電気炉の温度制御方
法。 （３） 加熱コイルまたは加熱電極からなる炉加熱手段
を有し、該炉加熱手段はそれ自体の溶損を防止するため
内部に冷却水が流れる構造を備えている電気炉の温度制
御装置であって、冷却水による熱損失量を求めるに必要
なデータを検出する検出手段と、冷却水熱損失量を含む
湯温予測モデルにて湯温を予測する湯温予測器、および
該予測湯温が所定温度になるように供給電力を制御する
湯温制御器と、を有する電気炉の温度制御装置。 （４） 加熱コイルまたは加熱電極からなる炉加熱手段
を有し、該炉加熱手段はそれ自体の溶損を防止するため
内部に冷却水が流れる構造を備えている電気炉の温度制
御装置であって、冷却水による熱損失量を求めるに必要
なデータを検出する検出手段と、冷却水の流量または温
度の調節手段、および求めた前記冷却水による熱損失量
が予め設定した適正熱損失量幅域に入るように前記冷却
水の流量または温度の調節手段を制御する流量または温
度制御器と、冷却水熱損失量を含む湯温予測モデルにて
湯温を予測する湯温予測器、および該予測湯温が所定温
度になるように供給電力を制御する湯温制御器と、を有
する電気炉の温度制御装置。
明はつぎの通りである。 （１） 加熱コイルまたは加熱電極からなる炉加熱手段
を有し、該炉加熱手段はそれ自体の溶損を防止するため
内部に冷却水が流れる構造を備えている電気炉の温度制
御方法であって、冷却水による熱損失量を求める工程
と、冷却水熱損失量を含む湯温予測モデルに前記工程で
求めた冷却水による熱損失量を入れて湯温を予測し溶湯
温度を制御する工程と、を有する電気炉の温度制御方
法。 （２） 加熱コイルまたは加熱電極からなる炉加熱手段
を有し、該炉加熱手段はそれ自体の溶損を防止するため
内部に冷却水が流れる構造を備えている電気炉の温度制
御方法であって、冷却水による熱損失量を求める工程
と、前記工程で求めた冷却水による熱損失量が各種の炉
運転状態に対して予め設定した適正冷却水熱損失量幅域
に入るように冷却水の流量または温度を制御する工程
と、冷却水熱損失量を含む湯温予測モデルに前記工程で
求めた冷却水による熱損失量を入れて湯温を予測し溶湯
温度を制御する工程と、を有する電気炉の温度制御方
法。 （３） 加熱コイルまたは加熱電極からなる炉加熱手段
を有し、該炉加熱手段はそれ自体の溶損を防止するため
内部に冷却水が流れる構造を備えている電気炉の温度制
御装置であって、冷却水による熱損失量を求めるに必要
なデータを検出する検出手段と、冷却水熱損失量を含む
湯温予測モデルにて湯温を予測する湯温予測器、および
該予測湯温が所定温度になるように供給電力を制御する
湯温制御器と、を有する電気炉の温度制御装置。 （４） 加熱コイルまたは加熱電極からなる炉加熱手段
を有し、該炉加熱手段はそれ自体の溶損を防止するため
内部に冷却水が流れる構造を備えている電気炉の温度制
御装置であって、冷却水による熱損失量を求めるに必要
なデータを検出する検出手段と、冷却水の流量または温
度の調節手段、および求めた前記冷却水による熱損失量
が予め設定した適正熱損失量幅域に入るように前記冷却
水の流量または温度の調節手段を制御する流量または温
度制御器と、冷却水熱損失量を含む湯温予測モデルにて
湯温を予測する湯温予測器、および該予測湯温が所定温
度になるように供給電力を制御する湯温制御器と、を有
する電気炉の温度制御装置。
【０００５】上記（１）の方法および上記（３）の装置
では、炉加熱手段の冷却水による熱損失を考慮して湯温
を予測するので、湯温の予測精度が向上し、その結果、
高精度の溶湯温度制御を実現できる。上記（２）の方法
および上記（４）の装置では、冷却水の流量または温度
を調節するため、冷却水による熱損失量が予め設定した
適正熱損失量幅域に入り、その結果、炉操業中の冷却水
による熱損失量を少なくすることができる。
では、炉加熱手段の冷却水による熱損失を考慮して湯温
を予測するので、湯温の予測精度が向上し、その結果、
高精度の溶湯温度制御を実現できる。上記（２）の方法
および上記（４）の装置では、冷却水の流量または温度
を調節するため、冷却水による熱損失量が予め設定した
適正熱損失量幅域に入り、その結果、炉操業中の冷却水
による熱損失量を少なくすることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明実施例の電気炉の温
度制御装置を示し、図２は本発明実施例の電気炉の温度
制御方法を示している。まず、装置を図１を参照して説
明する。本発明実施例の電気炉の温度制御装置は、溶損
防止のために内部に冷却水路４１を有する加熱コイル４
０または加熱電極からなる炉加熱手段と溶湯１１を保持
したるつぼ１２を備えた電気炉（誘導炉）１０、炉加熱
手段に炉加熱電力を供給する電源装置２０、溶湯重量を
測定するロードセル３０、からなる電気炉設備をそなえ
ている。
度制御装置を示し、図２は本発明実施例の電気炉の温度
制御方法を示している。まず、装置を図１を参照して説
明する。本発明実施例の電気炉の温度制御装置は、溶損
防止のために内部に冷却水路４１を有する加熱コイル４
０または加熱電極からなる炉加熱手段と溶湯１１を保持
したるつぼ１２を備えた電気炉（誘導炉）１０、炉加熱
手段に炉加熱電力を供給する電源装置２０、溶湯重量を
測定するロードセル３０、からなる電気炉設備をそなえ
ている。
【０００７】本発明実施例の電気炉の温度制御装置は、
さらに、冷却水による熱損失量を求めるに必要なデータ
を検出する手段と、そのデータに基づいて冷却水による
熱損失量を求める冷却水熱損失量演算器５０を有する。
冷却水による熱損失量を求めるに必要なデータを検出す
る手段は、冷却水路４１の炉加熱手段への入口側に設け
た入口水温センサー４２および冷却水路４１の炉加熱手
段への出口側に設けた出口水温センサー４３と、冷却水
路４１の適宜の箇所に設けた冷却水流量を計測する流量
計４４と、からなる。冷却水熱損失量演算器５０は、こ
れらのセンサー４２、４３および流量計４４に接続さ
れ、センサー４２、４３で測定される冷却水温と流量計
４４で測定される流量とから冷却水の持ち去り熱量（冷
却水による熱損失）を演算する。
さらに、冷却水による熱損失量を求めるに必要なデータ
を検出する手段と、そのデータに基づいて冷却水による
熱損失量を求める冷却水熱損失量演算器５０を有する。
冷却水による熱損失量を求めるに必要なデータを検出す
る手段は、冷却水路４１の炉加熱手段への入口側に設け
た入口水温センサー４２および冷却水路４１の炉加熱手
段への出口側に設けた出口水温センサー４３と、冷却水
路４１の適宜の箇所に設けた冷却水流量を計測する流量
計４４と、からなる。冷却水熱損失量演算器５０は、こ
れらのセンサー４２、４３および流量計４４に接続さ
れ、センサー４２、４３で測定される冷却水温と流量計
４４で測定される流量とから冷却水の持ち去り熱量（冷
却水による熱損失）を演算する。
【０００８】本発明実施例の電気炉の温度制御装置は、
さらに、冷却水の流量または温度の調節手段と、冷却水
熱損失量演算器５０で求めた冷却水による熱損失量が予
め設定した適正熱損失幅域に入るように冷却水の流量ま
たは温度の調節手段を制御する流量または温度の制御器
と、を有する。冷却水の流量または温度の調節手段は、
たとえば冷却水路４１の適宜の位置に設けられた流量制
御弁４５からなる。また、上記流量または温度の制御器
は、たとえば冷却水熱損失に応じて流量制御弁４５に制
御指令を出力する流量制御器６０からなる。冷却水熱損
失量に応じて冷却水量を調節する代わりに、冷却水の入
口水温をたとえば熱交換器等の手段によって調節しても
よい。
さらに、冷却水の流量または温度の調節手段と、冷却水
熱損失量演算器５０で求めた冷却水による熱損失量が予
め設定した適正熱損失幅域に入るように冷却水の流量ま
たは温度の調節手段を制御する流量または温度の制御器
と、を有する。冷却水の流量または温度の調節手段は、
たとえば冷却水路４１の適宜の位置に設けられた流量制
御弁４５からなる。また、上記流量または温度の制御器
は、たとえば冷却水熱損失に応じて流量制御弁４５に制
御指令を出力する流量制御器６０からなる。冷却水熱損
失量に応じて冷却水量を調節する代わりに、冷却水の入
口水温をたとえば熱交換器等の手段によって調節しても
よい。
【０００９】本発明実施例の電気炉の温度制御装置は、
さらに、るつぼ１２内の溶湯温度を測定する湯温センサ
ー１３（溶湯接触式でも溶湯非接触式でもよい）と、湯
温センサー１３で測定される溶湯温度と冷却水熱損失量
演算器５０で演算された冷却水熱損失量と炉加熱手段に
よる炉加熱電力量とに基づき溶湯温度の時間変化を演算
する湯温予測器７０と、湯温予測器７０で演算された予
測湯温が予め設定した所定温度になるように電源装置２
０に制御指令を出力し炉加熱手段への供給電力を制御す
る湯温制御器８０と、を有する。
さらに、るつぼ１２内の溶湯温度を測定する湯温センサ
ー１３（溶湯接触式でも溶湯非接触式でもよい）と、湯
温センサー１３で測定される溶湯温度と冷却水熱損失量
演算器５０で演算された冷却水熱損失量と炉加熱手段に
よる炉加熱電力量とに基づき溶湯温度の時間変化を演算
する湯温予測器７０と、湯温予測器７０で演算された予
測湯温が予め設定した所定温度になるように電源装置２
０に制御指令を出力し炉加熱手段への供給電力を制御す
る湯温制御器８０と、を有する。
【００１０】つぎに、上記装置を用いて実行される本発
明実施例の電気炉の温度制御方法（上記装置の作用でも
ある）を説明する。本発明実施例の電気炉の温度制御方
法は、冷却水による熱損失量を求める工程（図２のステ
ップ１０１、１０２、１０３、１０４）と、冷却水熱損
失量を含む湯温予測モデルに前記工程で求めた冷却水に
よる熱損失量を代入して湯温を予測し溶湯温度を制御す
る工程（図２のステップ２０１、２０２、２０３、２０
４、２０５、２０６）と、からなる。また、本発明実施
例の電気炉の温度制御方法は、冷却水による熱損失量を
求める工程で求めた冷却水による熱損失量が各種の炉運
転状態にたいして予め設定した適正冷却水熱損失量幅域
に入るように冷却水の流量または温度を制御する工程
（図２の１０５、１０６）を含んでいてもよい。
明実施例の電気炉の温度制御方法（上記装置の作用でも
ある）を説明する。本発明実施例の電気炉の温度制御方
法は、冷却水による熱損失量を求める工程（図２のステ
ップ１０１、１０２、１０３、１０４）と、冷却水熱損
失量を含む湯温予測モデルに前記工程で求めた冷却水に
よる熱損失量を代入して湯温を予測し溶湯温度を制御す
る工程（図２のステップ２０１、２０２、２０３、２０
４、２０５、２０６）と、からなる。また、本発明実施
例の電気炉の温度制御方法は、冷却水による熱損失量を
求める工程で求めた冷却水による熱損失量が各種の炉運
転状態にたいして予め設定した適正冷却水熱損失量幅域
に入るように冷却水の流量または温度を制御する工程
（図２の１０５、１０６）を含んでいてもよい。
【００１１】さらに詳しくは、図２において、操業開始
後、Δｔ時間（ステップ１０１でカウント）ごとに、ス
テップ１０２で、入口水温センサー４２、出口水温セン
サー４３により冷却水入口、出口温度を測定し、冷却水
熱損失量演算器５０に出力する。また、ステップ１０３
で、流量計４４により冷却水量を測定し、冷却水熱損失
量演算器５０に出力する。ステップ１０２とステップ１
０３とは何れを先に実行してもよい。
後、Δｔ時間（ステップ１０１でカウント）ごとに、ス
テップ１０２で、入口水温センサー４２、出口水温セン
サー４３により冷却水入口、出口温度を測定し、冷却水
熱損失量演算器５０に出力する。また、ステップ１０３
で、流量計４４により冷却水量を測定し、冷却水熱損失
量演算器５０に出力する。ステップ１０２とステップ１
０３とは何れを先に実行してもよい。
【００１２】ついで、ステップ１０４にて、冷却水によ
る熱損失量（冷却水が持ち去る熱量）ｄＱW (t) を、冷
却水熱損失量演算器５０に内蔵されたつぎの（１）式に
より、時間Δｔ毎に、演算する。 ｄＱW (t) ＝ＣW ・ＧW ・ＦW (t) ・（ＴｏW (t) −ＴｉW (t) ） ［Ｗ］ ・・・（１） ここで、ＣW ：予め記憶した冷却水の比熱 ［Ｗ・ｈｒ／Ｋｇ・°Ｃ］ ＧW ：予め記憶した冷却水の比重量 ［Ｋｇ／ｍ3 ］ ＦW (t) ：流量計４４で測定される冷却水量 ［ｍ3 ／ｈｒ］ ＴｉW (t) ：水温センサー４２で測定される入口水温 ［°Ｃ］ ＴｏW (t) ：水温センサー４３で測定される出口水温 ［°Ｃ］
る熱損失量（冷却水が持ち去る熱量）ｄＱW (t) を、冷
却水熱損失量演算器５０に内蔵されたつぎの（１）式に
より、時間Δｔ毎に、演算する。 ｄＱW (t) ＝ＣW ・ＧW ・ＦW (t) ・（ＴｏW (t) −ＴｉW (t) ） ［Ｗ］ ・・・（１） ここで、ＣW ：予め記憶した冷却水の比熱 ［Ｗ・ｈｒ／Ｋｇ・°Ｃ］ ＧW ：予め記憶した冷却水の比重量 ［Ｋｇ／ｍ3 ］ ＦW (t) ：流量計４４で測定される冷却水量 ［ｍ3 ／ｈｒ］ ＴｉW (t) ：水温センサー４２で測定される入口水温 ［°Ｃ］ ＴｏW (t) ：水温センサー４３で測定される出口水温 ［°Ｃ］
【００１３】冷却水による熱損失量ｄＱW (t) を、時間
Δｔ毎に常時モニターし、流量制御器６０にて、冷却水
による熱損失量ｄＱW (t) が炉運転状態（操業工程）に
応じて予め設定した適正値になるように、冷却水量を流
量制御弁４４で調節する（ステップ１０６）。ここで、
適正値とは、加熱コイル４０が異常過熱しないように設
定された冷却能力に等しい冷却損失量（幅域をもつ）を
いう。図３に示すように、ｄＱW がこの幅域の上限値を
超える場合（過冷却の状態）には流量制御弁４４の開度
を減じることにより不必要な冷却水損失量の増加を防
ぐ。逆に、ｄＱW がこの幅域の下限値を下回る場合（冷
却不足の状態）には流量制御弁４４の開度を増しコイル
の過熱を防止する。なお、弁開度の増減量は、ｄＱW が
上限値を超えた（または下限値を下回った）時点でｄＱ
W と上限値（または下限値）の偏差を求め、たとえばこ
れに比例定数を掛けるフィードバック比例制御によって
算定できる。
Δｔ毎に常時モニターし、流量制御器６０にて、冷却水
による熱損失量ｄＱW (t) が炉運転状態（操業工程）に
応じて予め設定した適正値になるように、冷却水量を流
量制御弁４４で調節する（ステップ１０６）。ここで、
適正値とは、加熱コイル４０が異常過熱しないように設
定された冷却能力に等しい冷却損失量（幅域をもつ）を
いう。図３に示すように、ｄＱW がこの幅域の上限値を
超える場合（過冷却の状態）には流量制御弁４４の開度
を減じることにより不必要な冷却水損失量の増加を防
ぐ。逆に、ｄＱW がこの幅域の下限値を下回る場合（冷
却不足の状態）には流量制御弁４４の開度を増しコイル
の過熱を防止する。なお、弁開度の増減量は、ｄＱW が
上限値を超えた（または下限値を下回った）時点でｄＱ
W と上限値（または下限値）の偏差を求め、たとえばこ
れに比例定数を掛けるフィードバック比例制御によって
算定できる。
【００１４】一方、炉操業中にステップ２０１にて湯温
センサー１３で１回測定された湯温を初期温度Ｔ0 とし
て、（２）式の、冷却水熱損失量を考慮に入れた熱平衡
モデルを内蔵した湯温予測器７０により時間Δｔ毎（ス
テップ２０２でカウント）の湯温変化を、ステップ１０
４からの冷却水熱損失量を考慮に入れて（ステップ２０
３）、演算し、湯温推移を予測する（ステップ２０
４）。 Ｃm ・Ｗm (t) ・（ｄＴm (t) ／ｄｔ）＝Ｐ(t) −ｄＱW (t) −ｄＱm (t) ［Ｗ］・・・（２） ここで、Ｃm ：予め記憶した溶湯の比熱 ［Ｗ・ｈｒ／Ｋｇ・°Ｃ］ Ｗm (t) ：ロードセル３０で測定される溶湯重量 ［Ｋｇ］ ｄＴm (t) ：溶湯の予測温度（時間ｔ＝０の時初期値Ｔ0 ） ［°Ｃ］ Ｐ(t) ：電源装置２０からコイルへの加熱電力 ［Ｗ］ ｄＱW (t) ：（１）式で求められる冷却水の熱損失量 ［Ｗ］ ｄＱm (t) ：つぎの（３）式から求まる炉の熱放散損失量 ［Ｗ］ ｄＱm (t) ＝Ｋ（Ｔm (t) −Ｔa (t) ） ［Ｗ］・・・（３） ここで、 Ｋ：予め実験的に求めた炉の熱通過率 ［Ｗ／°Ｃ］ Ｔa (t) ：外気温度 ［°Ｃ］
センサー１３で１回測定された湯温を初期温度Ｔ0 とし
て、（２）式の、冷却水熱損失量を考慮に入れた熱平衡
モデルを内蔵した湯温予測器７０により時間Δｔ毎（ス
テップ２０２でカウント）の湯温変化を、ステップ１０
４からの冷却水熱損失量を考慮に入れて（ステップ２０
３）、演算し、湯温推移を予測する（ステップ２０
４）。 Ｃm ・Ｗm (t) ・（ｄＴm (t) ／ｄｔ）＝Ｐ(t) −ｄＱW (t) −ｄＱm (t) ［Ｗ］・・・（２） ここで、Ｃm ：予め記憶した溶湯の比熱 ［Ｗ・ｈｒ／Ｋｇ・°Ｃ］ Ｗm (t) ：ロードセル３０で測定される溶湯重量 ［Ｋｇ］ ｄＴm (t) ：溶湯の予測温度（時間ｔ＝０の時初期値Ｔ0 ） ［°Ｃ］ Ｐ(t) ：電源装置２０からコイルへの加熱電力 ［Ｗ］ ｄＱW (t) ：（１）式で求められる冷却水の熱損失量 ［Ｗ］ ｄＱm (t) ：つぎの（３）式から求まる炉の熱放散損失量 ［Ｗ］ ｄＱm (t) ＝Ｋ（Ｔm (t) −Ｔa (t) ） ［Ｗ］・・・（３） ここで、 Ｋ：予め実験的に求めた炉の熱通過率 ［Ｗ／°Ｃ］ Ｔa (t) ：外気温度 ［°Ｃ］
【００１５】ついで、予め設定した溶湯所定温度と上記
の予測温度Ｔm (t) の偏差をもとに湯温制御器８０にお
いて、たとえばＰＩＤ（比例、微分、積分）制御アルゴ
リズム等で算定した制御信号を電源装置２０に出力する
ことで湯温を所定値に制御する（ステップ２０５、２０
６）。ここで、温度制御の目標値となる所定温度とは、
たとえば出湯温度を表す。そして、予測温度の時間変化
に応じて出力されるフィードバック制御信号は加熱電力
の変化ΔＷ(t) であり、予測温度と出湯温度の偏差をΔ
Ｔ(t) 、比例定数ＫP，積分定数ＫI ，微分定数ＫD と
すれは、つぎの（４）式により求められる。 加熱電力の変化ΔＷ(t) ＝ＫP ・（Ｔm (t-1) −Ｔm (t) ） ＋ ＫI ・ΔＴ(t) ＋ ＫD ・（２・Ｔm (t-1) −Ｔm (t-2) −Ｔm (t) ） ・・・（４） ここで、Ｔm (t-1) 、Ｔm (t-2) はＴm (t) のΔｔ、２
Δｔ前の温度を表す。図４は、この温度制御方式で制御
される出湯温度と加熱電力の関係を示している。
の予測温度Ｔm (t) の偏差をもとに湯温制御器８０にお
いて、たとえばＰＩＤ（比例、微分、積分）制御アルゴ
リズム等で算定した制御信号を電源装置２０に出力する
ことで湯温を所定値に制御する（ステップ２０５、２０
６）。ここで、温度制御の目標値となる所定温度とは、
たとえば出湯温度を表す。そして、予測温度の時間変化
に応じて出力されるフィードバック制御信号は加熱電力
の変化ΔＷ(t) であり、予測温度と出湯温度の偏差をΔ
Ｔ(t) 、比例定数ＫP，積分定数ＫI ，微分定数ＫD と
すれは、つぎの（４）式により求められる。 加熱電力の変化ΔＷ(t) ＝ＫP ・（Ｔm (t-1) −Ｔm (t) ） ＋ ＫI ・ΔＴ(t) ＋ ＫD ・（２・Ｔm (t-1) −Ｔm (t-2) −Ｔm (t) ） ・・・（４） ここで、Ｔm (t-1) 、Ｔm (t-2) はＴm (t) のΔｔ、２
Δｔ前の温度を表す。図４は、この温度制御方式で制御
される出湯温度と加熱電力の関係を示している。
【００１６】図５は、２０トン誘導炉（中周波炉）で
の、本発明方法による湯温制御実施例の結果を示してい
る。図５より、予測湯温と実測湯温は高精度で一致して
おり、コイルの冷却水による持ち去り熱量まで考慮に入
れた本発明実施例の予測湯温とそれに基づく溶湯温度制
御が高精度であることが分かる。また、各操業工程に対
して予め設定した適正冷却水熱損失量幅域に入るように
冷却水量を調節するので、操業中の冷却損失を最小にす
ることができ、不必要な冷却水熱損失量の増加を防ぐこ
とができる。
の、本発明方法による湯温制御実施例の結果を示してい
る。図５より、予測湯温と実測湯温は高精度で一致して
おり、コイルの冷却水による持ち去り熱量まで考慮に入
れた本発明実施例の予測湯温とそれに基づく溶湯温度制
御が高精度であることが分かる。また、各操業工程に対
して予め設定した適正冷却水熱損失量幅域に入るように
冷却水量を調節するので、操業中の冷却損失を最小にす
ることができ、不必要な冷却水熱損失量の増加を防ぐこ
とができる。
【００１７】
【発明の効果】請求項１の方法によれば、炉加熱手段の
冷却水による熱損失を考慮して湯温を予測するので、湯
温の予測精度が向上し、その結果、高精度の溶湯温度制
御を実現でき、溶解や昇温の作業時間の短縮や炉の加熱
防止がはかられる。上記（２）の方法によれば、冷却水
の流量または温度を調節するため、冷却水による熱損失
量が予め設定した適正熱損失量幅域に入り、その結果、
炉操業中の冷却水による熱損失量を少なくすることがで
きる。上記（３）の装置によれば、炉加熱手段の冷却水
による熱損失を考慮して湯温を予測するので、湯温の予
測精度が向上し、その結果、高精度の溶湯温度制御を実
現できる。上記（４）の装置によれば、冷却水の流量ま
たは温度を調節するため、冷却水による熱損失量が予め
設定した適正熱損失量幅域に入り、その結果、炉操業中
の冷却水による熱損失量を少なくすることができる。
冷却水による熱損失を考慮して湯温を予測するので、湯
温の予測精度が向上し、その結果、高精度の溶湯温度制
御を実現でき、溶解や昇温の作業時間の短縮や炉の加熱
防止がはかられる。上記（２）の方法によれば、冷却水
の流量または温度を調節するため、冷却水による熱損失
量が予め設定した適正熱損失量幅域に入り、その結果、
炉操業中の冷却水による熱損失量を少なくすることがで
きる。上記（３）の装置によれば、炉加熱手段の冷却水
による熱損失を考慮して湯温を予測するので、湯温の予
測精度が向上し、その結果、高精度の溶湯温度制御を実
現できる。上記（４）の装置によれば、冷却水の流量ま
たは温度を調節するため、冷却水による熱損失量が予め
設定した適正熱損失量幅域に入り、その結果、炉操業中
の冷却水による熱損失量を少なくすることができる。
【図１】本発明の一実施例の電気炉の温度制御装置の系
統図である。
統図である。
【図２】本発明の一実施例の電気炉の温度制御方法のフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図３】冷却水熱損失量の制御状態を示すグラフであ
る。
る。
【図４】溶湯温度の制御状態を示すグラフである。
【図５】本発明実施例の方法による２０トン誘導炉での
湯温制御の結果を示すグラフである。
湯温制御の結果を示すグラフである。
１０ 電気炉 １１ 溶湯 １２ るつぼ １３ 湯温センサー ２０ 電源装置 ３０ ロードセル ４０ 加熱コイル ４１ 冷却水路 ４２ 入口水温センサー ４３ 出口水温センサー ４４ 流量計 ４５ 流量制御弁 ５０ 冷却水熱損失量演算器 ６０ 流量制御器 ７０ 湯温予測器 ８０ 湯温制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 勝仁 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 大嶋 満寿治 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−175582（ＪＰ，Ａ) 特許2784556（ＪＰ，Ｂ２) 特許2748611（ＪＰ，Ｂ２) 特許2692118（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭61−2267（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F27B 14/00 - 14/20 F27D 11/06 F27D 19/00 H05B 6/06 393
Claims (4)
- 【請求項１】 加熱コイルまたは加熱電極からなる炉加
熱手段を有し、該炉加熱手段はそれ自体の溶損を防止す
るため内部に冷却水が流れる構造を備えている電気炉の
温度制御方法であって、 冷却水による熱損失量を求める工程と、 冷却水熱損失量を含む湯温予測モデルに前記工程で求め
た冷却水による熱損失量を入れて湯温を予測し溶湯温度
を制御する工程と、を有する電気炉の温度制御方法。 - 【請求項２】 加熱コイルまたは加熱電極からなる炉加
熱手段を有し、該炉加熱手段はそれ自体の溶損を防止す
るため内部に冷却水が流れる構造を備えている電気炉の
温度制御方法であって、 冷却水による熱損失量を求める工程と、 前記工程で求めた冷却水による熱損失量が各種の炉運転
状態に対して予め設定した適正冷却水熱損失量幅域に入
るように冷却水の流量または温度を制御する工程と、 冷却水熱損失量を含む湯温予測モデルに前記工程で求め
た冷却水による熱損失量を入れて湯温を予測し溶湯温度
を制御する工程と、を有する電気炉の温度制御方法。 - 【請求項３】 加熱コイルまたは加熱電極からなる炉加
熱手段を有し、該炉加熱手段はそれ自体の溶損を防止す
るため内部に冷却水が流れる構造を備えている電気炉の
温度制御装置であって、 冷却水による熱損失量を求めるに必要なデータを検出す
る検出手段と、 冷却水熱損失量を含む湯温予測モデルにて湯温を予測す
る湯温予測器、および該予測湯温が所定温度になるよう
に供給電力を制御する湯温制御器と、を有する電気炉の
温度制御装置。 - 【請求項４】 加熱コイルまたは加熱電極からなる炉加
熱手段を有し、該炉加熱手段はそれ自体の溶損を防止す
るため内部に冷却水が流れる構造を備えている電気炉の
温度制御装置であって、 冷却水による熱損失量を求めるに必要なデータを検出す
る検出手段と、 冷却水の流量または温度の調節手段、および求めた前記
冷却水による熱損失量が予め設定した適正熱損失量幅域
に入るように前記冷却水の流量または温度の調節手段を
制御する流量または温度制御器と、 冷却水熱損失量を含む湯温予測モデルにて湯温を予測す
る湯温予測器、および該予測湯温が所定温度になるよう
に供給電力を制御する湯温制御器と、を有する電気炉の
温度制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30265895A JP3231601B2 (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 電気炉の温度制御方法および装置 |
| GB9623746A GB2307542B (en) | 1995-11-21 | 1996-11-14 | Temperature control method and apparatus for an electric furnace |
| DE19648056A DE19648056C2 (de) | 1995-11-21 | 1996-11-20 | Temperatursteuerverfahren und -vorrichtung für einen elektrischen Tiegelofen |
| US08/752,392 US5739505A (en) | 1995-11-21 | 1996-11-20 | Temperature control method and apparatus for an electric furnace |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30265895A JP3231601B2 (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 電気炉の温度制御方法および装置 |
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|---|---|
| JPH09145265A JPH09145265A (ja) | 1997-06-06 |
| JP3231601B2 true JP3231601B2 (ja) | 2001-11-26 |
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ID=17911636
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30265895A Expired - Fee Related JP3231601B2 (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 電気炉の温度制御方法および装置 |
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| JP (1) | JP3231601B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| KR100275888B1 (ko) * | 1997-11-14 | 2001-02-01 | 구자홍 | 전자레인지의 컵데우기 조리방법 |
| KR100395104B1 (ko) * | 1999-07-16 | 2003-08-21 | 주식회사 포스코 | 전기로의 구동제어장치 |
| US6435424B1 (en) | 2000-07-27 | 2002-08-20 | Alto U.S. Inc. | Pressure washer with duty cycle temperature controller and method |
| JP4493192B2 (ja) * | 2000-09-13 | 2010-06-30 | 東京エレクトロン株式会社 | バッチ式熱処理装置及びその制御方法 |
| DE102004046728A1 (de) * | 2004-09-25 | 2006-04-06 | Sms Demag Ag | Verfahren und Einrichtung zum Herstellen von flüssigem Stahl |
| CN101929737B (zh) * | 2009-08-13 | 2013-02-27 | 青岛福润德自动化技术有限公司 | 一种电磁加热精确温控系统 |
| KR101201397B1 (ko) * | 2010-06-21 | 2012-11-14 | 한국원자력연구원 | 유도로 복합장치 |
| US20140087321A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-03-27 | Theodore A. Waniuk | Active cooling regulation of induction melt process |
| DE102013110135A1 (de) * | 2013-09-13 | 2015-03-19 | Maschinenfabrik Alfing Kessler Gmbh | Verfahren zum Bestimmen einer thermischen Wirkleistung und Induktorheizvorrichtung |
| JP5918309B2 (ja) * | 2014-06-23 | 2016-05-18 | 株式会社ナニワ炉機研究所 | 電気炉用材料予熱装置 |
| JP5873137B2 (ja) * | 2014-06-23 | 2016-03-01 | 株式会社ナニワ炉機研究所 | 電気炉用材料供給システム |
| EP3796752A1 (de) * | 2019-09-18 | 2021-03-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Regelung eines induktionsheizsystems in generativen fertigungsverfahren |
| CN111473647A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-31 | 佛山市南海创利有色金属制品有限公司 | 一种铝合金熔炼加工温度智能控制方法及其智能控制系统 |
| CN113108615B (zh) * | 2021-04-13 | 2022-12-16 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 反应炉的控制方法、装置、介质与电子设备 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4133969A (en) * | 1978-01-03 | 1979-01-09 | Zumbrunnen Allen D | High frequency resistance melting furnace |
| JPS56132790A (en) * | 1980-03-21 | 1981-10-17 | Fuji Electric Co Ltd | Method of operating electric oven |
| US4603730A (en) * | 1982-06-30 | 1986-08-05 | Gti Corporation | Multiple module furnace system |
| JP2784556B2 (ja) * | 1990-11-09 | 1998-08-06 | トヨタ自動車株式会社 | 電気式溶解炉のための温度制御装置 |
-
1995
- 1995-11-21 JP JP30265895A patent/JP3231601B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-11-14 GB GB9623746A patent/GB2307542B/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-11-20 US US08/752,392 patent/US5739505A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-11-20 DE DE19648056A patent/DE19648056C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
| GB2307542A (en) | 1997-05-28 |
| DE19648056C2 (de) | 1998-11-26 |
| GB2307542B (en) | 1997-10-08 |
| GB9623746D0 (en) | 1997-01-08 |
| JPH09145265A (ja) | 1997-06-06 |
| US5739505A (en) | 1998-04-14 |
| DE19648056A1 (de) | 1997-05-22 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |