JP3710572B2 - Heating furnace control device - Google Patents

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JP3710572B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はホットストリップミルライン上に設置された加熱炉の制御に係り、被加熱材料(以下、単に材料と言う)を圧延に適した温度に加熱する加熱炉の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のホットストリップミルラインのレイアウトの一例を図11に示す。同図において、上流部にスラブを加熱するスラブ加熱炉31が設置されている。その下流には、スラブ加熱炉31から抽出されたスラブ32を圧延する粗圧延機33及び仕上圧延機34が順に配設され、最下流に圧延材を巻き取るコイラー35が設置されている。スラブ加熱炉31はラインと直角の方向に配置され、材料の装入側より、厚みが約230mm、長さが10m前後のスラブ32を装入し、数時間をかけてスラブ32を約1200℃に加熱し、抽出する。この場合、スラブ加熱炉31は、一般に複数の炉を備え、一つの炉に40〜50本のスラブを在炉させる。
【0003】
この従来のホットストリップミルラインでは、加熱炉から抽出されたスラブは複数の粗圧延機33で複数のパスで約20〜60mmの厚みに圧延された後、仕上圧延機34に送られる。従って、生産性の高いミルラインではあるが、消費エネルギーが大きく、さらに、ラインの新設に大きな設備投資を必要とした。
【0004】
最近、連続鋳造(以下、連続鋳造を連鋳と略称する)技術の進歩により、薄いスラブ、例えば、厚みが50mm前後のスラブを連鋳で生産できるようになった。このため、連鋳設備とホットストリップミルとをつなぎ、従来形のスラブ加熱炉の代わりに構成がより簡易な新しい加熱炉を設け、粗圧延機を省略あるいは少ない粗圧延機台数でホットストリップミルを構成する、いわゆる、ミニミルとかコンパクトミルと呼ばれる新しいミルラインが注目を浴びている。図12は、この新しいミルラインの設備のレイアウトの一例を示したもので、本発明は、この新しいミルラインの新しい加熱炉を適用対象としている。
【0005】
新しいミルラインは、生産量は従来のミルラインと較べて少ないが、ホットストリップミルの建設費用が安く、消費エネルギーも少ないと言う特徴を有している。この新しいミルラインには、連鋳設備21で生産された材料をシャー7によって生産計画で決まる長さに切断し、得られた短尺のスラブ6を後工程の圧延に適した温度に加熱する加熱炉1が設置される。
【0006】
ここで、スラブ6は加熱炉内にも連続して設置されているテーブルローラ上を動きながら目標の抽出温度に加熱される。従って、この加熱炉1は図11に示す従来のホットストリップミルに設置されている加熱炉31とは、大きく異なる設備であり、例えば、加熱される材料の厚みが異なり、加熱時間が大きく異なることに対応できる構成になっている。従来の加熱炉は約3時間もかけてスラブを加熱していたが、新しいミルラインの新しい加熱炉1は、数分で焼き上げる必要がある。また、新しい加熱炉1は連鋳設備21と直結しているため、下流の圧延機群9Aが何らかの理由で操業できなくなった場合、連鋳設備は生産をストップすることができないため、この新しい加熱炉は材料を蓄積しておくバッファーの役目をも果たさなければならない。従って、加熱炉1の長さは従来のそれに較べて数倍の長さとなる。さらに、新しい加熱炉1は材料をテーブルローラで搬送する構造になっている。
以上のように新しい加熱炉は新しい概念に基づく炉であり、新しい制御方法が必要である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図12に示した新しいミルラインでは、連鋳設備21で生産された材料はシャー7によって圧延計画に基づく長さに切断される。得られたスラブ6は従来のホットストリップミルでも必須の周知の技術であるトラッキング技術により、ライン上でのスラブの先端及び尾端の位置および各設備の通過時刻の予測と管理が行われる。また、切断されたスラブは図12では省略したテーブル制御装置によって制御されるテーブルローラ8により搬送され、加熱炉1に装入される。加熱炉1に装入されたスラブ6は搬送されながら抽出目標温度に焼き上げられる。この場合、スラブ6が加熱炉1に在炉している間は、加熱帯毎に設けられる図12では省略した炉温制御装置により加熱炉の各加熱帯の炉温が制御される。スラブ6の抽出時刻になるとスラブ6は抽出され、後行程の圧延機で圧延される。
【0008】
このミルラインでは、連鋳速度は一定であるので、ミルの生産量は連鋳の速度に基づく生産量で決まる。従って、圧延機側で早い抽出ピッチを要求しても、連鋳が追いつかないことになる。例えば、必要なスラブの長さが16mで、連鋳速度が4m/分の場合、圧延ピッチを4分以下に短縮することを要求しても連鋳が追いつけない状態になる。若し、圧延ピッチが4分の場合には、4分でスラブを目標の抽出温度に焼き上げて圧延機に送らなければならない。
【0009】
このように、新しいミルラインでの新しい加熱炉(以後、単に加熱炉と呼ぶ場合は新しい加熱炉を対象としている)では、省エネルギーを図りながら圧延に適した温度になるように短時間で加熱しなければならない点と、圧延計画に基づく圧延ピッチに応じた時間にスラブを圧延機に送らなければならない点とが課題となる。
【0010】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、圧延生産量に基づく圧延計画に対応し、かつ、省エネルギーのもとでスラブを圧延に適した温度に精度良く加熱する加熱炉の制御装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の加熱炉の制御装置は、連続鋳造設備で生産された後所定長さに切断された材料をテーブルローラで搬送しながら加熱炉内を通過させ、加熱炉から抽出される時の材料の抽出温度が予め設定された抽出目標温度となるように炉温を制御する加熱炉の制御装置において、前記加熱炉内の材料搬送方向に複数設けられた各加熱帯の温度を制御する炉温制御手段と、前記材料の尾端が前記加熱炉内に装入される時刻、及び前記材料の先端が前記加熱炉内から抽出される時刻を予測するトラッキング手段と、前記トラッキング手段の予測に基づき前記テーブルローラの搬送を制御するテーブル制御手段と、前記材料の尾端が前記加熱炉内に装入される時刻、及び前記材料の先端が前記加熱炉内から抽出される時刻、並びに前記テーブルローラが前記材料を搬送するテーブル速度に基づいて、前記材料の平均温度を前記抽出目標温度に加熱するための加熱時間、及び材料の表面温度と中心温度との間の温度差である均熱度を所定温度以内にするための均熱時間を演算する材料加熱時間演算手段と、前記材料が前記加熱炉内へ装入されるときの加熱炉装入初期温度を前記材料の温度計算モデルを用いて演算する炉装入材料初期温度演算手段と、前記材料加熱時間演算手段で演算された前記材料の加熱時間及び均熱時間、前記炉装入材料初期温度演算手段で演算された前記加熱炉装入初期温度、並びに前記材料の抽出目標温度及び抽出時の均熱条件に基づき前記加熱炉の設定炉温を演算する設定炉温演算手段と、前記設定炉温演算手段で演算され前記炉温制御手段に加える設定炉温を記憶する設定炉温記憶手段と、前記加熱炉の応答時間を考慮して演算した所定タイミングで前記設定炉温記憶手段に記憶された設定炉温を前記炉温制御手段に加える炉温設定タイミング演算手段と、を備えており、前記炉温制御手段は前記炉温設定タイミング演算手段により加えられた設定炉温に基づき前記各加熱帯の温度を制御する、ことを特徴とするものである。
【0012】
請求項2に記載の加熱炉の制御装置は、加熱炉の一つの加熱帯に複数の材料が在炉する場合、当該加熱帯の炉温を各材料に対する設定炉温の中で最も高い設定炉温に設定する機能を設定炉温記憶手段に付加したものである。
【0013】
請求項3に記載の加熱炉の制御装置は、加熱炉の材料装入側に材料温度を測定する温度計を設置し、その測定値を使い、炉装入材料初期温度演算手段で予測計算した材料温度を内部補正する機能を炉装入材料初期温度演算手段に付加したものである。
【0014】
請求項4に記載の加熱炉の制御装置は、加熱炉の材料抽出側にて材料温度を測定する温度計と、該温度計の測定値と材料の抽出目標温度との差に応じた値によって炉温制御手段に加えられる設定炉温を補正するフィードバック手段とを、さらに備えたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の第1の実施形態の構成を示すブロック図である。同図において、1は制御対象の加熱炉であり、この加熱炉1は材料の搬送方向に複数の加熱帯(以下、加熱帯を単に帯とも言う)2を有し、加熱帯2毎にバーナー3、炉温制御装置4及び炉温計5が設けられ、炉温制御装置4は炉温計5の検出値を設定炉温に追従させるようにバーナー3の燃料供給量を制御するようになっている。
【0016】
また、加熱炉1の材料装入側にシャー7が設けられ、連鋳設備で生産された材料を所定の長さのスラブ6に切断する。切断されたスラブ6はテーブルローラ8で搬送されながら目標の温度に加熱され、加熱炉1から抽出され、後工程の圧延機9で圧延される。テーブルローラ8は所定数が一組みとなるように分割され、組み毎にテーブル制御装置10によって速度制御される。この場合、テーブル制御装置10は図示省略の搬送制御装置の搬送指令と、トラッキング装置11の指令に従ってテーブルローラ8を制御する。トラッキング装置11は材料の先端及び尾端が加熱炉の各加熱帯を含むライン上の主要設備を通過する時刻を予測すると同時に時間をも管理し、テーブル制御装置10の起動も指令する装置である。
【0017】
一方、材料加熱時間演算装置12は、スラブ6が加熱炉1に装入される前に、スラブ6の在炉時間からスラブを目標温度に加熱する時間を演算し、演算結果を設定炉温演算装置14に送ると同時に、スラブ焼き上げ時刻信号をトラッキング装置11に与えるものである。炉装入材料初期温度演算装置13は、スラブ6が加熱炉1に装入される前に、詳細を後述する加熱炉装入スラブ初期温度を演算して設定炉温演算装置14に加えるものである。
【0018】
設定炉温演算装置14は、材料加熱時間演算装置12で演算されたスラブ6の加熱時間と、炉装入材料初期温度演算装置13で演算された加熱炉装入スラブ初期温度と、圧延スケジュールから決められる抽出目標温度とに基づいて、加熱炉1の各加熱帯2の最適設定炉温を演算するもので、その演算結果が設定炉温記憶装置15に送り込まれて、ここで記憶される。炉温設定タイミング演算装置16は、トラッキング装置11の追跡結果に基づき、スラブ6が加熱炉1に装入される時刻より前に、加熱炉1の温度制御の応答を考慮し、設定炉温記憶装置15に記憶された炉温設定値を炉温制御装置4に加えるタイミングを決定し、その出力指令を与えるものである。
【0019】
上記の如く構成された第1の実施形態について、主要な構成要素に対する原理及び動作を説明した後で、全体的な動作を説明する。
加熱炉でスラブを加熱すると、周知のように表面から加熱されるため表面温度が高くなり、表面温度と中心温度との間に温度差(均熱度と呼ぶ)を生じる。この温度差が大きいと、圧延上好ましくないため、この温度差を少なくする必要がある。そこで、材料の温度解折を行い、抽出時のスラブの温度差を少なくするため、スラブの平均温度を抽出目標温度に加熱する加熱時間T1 と均熱度を指定した温度以内にするための均熱時間T2 に分けることに着目する。
【0020】
図2は温度解析の一例で、連鋳の溶鋼温度から、スラブが加熱炉から抽出されるまでの材料温度の概略の変化を横軸に時間で示した図である。この図2では材料の厚み方向の中心温度、表面温度及び平均温度と、加熱時間T1 での炉温θG.1 、均熱時間T2 での炉温θG.2 を示している。図2で材料の在炉時間TF は圧延計画で決まるが、この圧延計画で決まる時間TF から加熱時間T1 と均熱時間T2 を演算するのが材料加熱時間演算装置12である。
【0021】
図3を使って、加熱時間T1 及び均熱時間T2 の決め方を説明する。
先ず、スラブの在炉時間TF を定義しておく。本実施形態ではスラブの尾端が加熱炉に装入された時刻からスラブの先端が加熱炉から抽出されるまでの時間を在炉時間としている。
圧延計画でスラブの長さは決まっており、シャー7で切断されてからスラブが加熱炉に装入される時刻tinは圧延計画に基づいてトラッキング装置11で把握されている。また、後行程の圧延のためにスラブが抽出されるべき時刻t0UT も決まっている。すなわち、スラブを加熱炉に在炉させる時間TF は決まっている。従って、この時間TF でスラブを加熱し、目標の均熱度と抽出温度を確保すれば良い。この材料加熱時間演算装置12は上で述べたようにTF から加熱時間T1 と均熱時間T2 を決めるものである。
【0022】
この場合、加熱時間T1 と均熱時間T2 を加えた時間が在炉時間TF でなければならないので次の(1)式が成立する。
1 +T2 =TF …(1)
均熱時間T2 は、スラブの平均温度が抽出目標温度に焼き上がった時刻tH にて即座にテーブルローラでスラブを搬送し、加熱炉から抽出させれば最も効率の良い操業であることがわかる。すなわち、T2 は次の(2)式で決定すれば良い。
【0023】
【数1】
ただし、
2 :スラブが焼き上がる時刻tH のスラブの先端から加熱炉抽出口までの距離。
2 :スラブを搬送する時のテーブル速度
である。
2 には図3から分かるように以下の関係がある。
2 =LF −LS −L1 =LF −LS −T1 ・V1 …(3)
ただし
F :加熱炉長、
S :スラブ長、
1 :スラブの尾端が炉に装入された後、加熱時間T1
スラブが進んだ距離
1 :加熱時間T1 でのテーブル速度
である。
(1)〜(3)式から、加熱時間T1 及び均熱時間T2 は以下のように計算できる。
【0024】
【数2】
材料加熱時間演算装置12は以上の(4),(5)式を用いて加熱時間T1 と均熱時間T2 とを求める。
なお、上式の導入の過程においては、テーブルの加減速時間を考慮しないかたちになっているが、考慮すれば、より厳密な値が求まるけれどもその影響は少なく、上式で十分である。
【0025】
次に、設定炉温演算装置14は、スラブが目標の抽出温度になるように加熱炉の最適な設定炉温を演算する装置である。設定炉温を決めるには、スラブの温度予測演算が必要である。そこで、設定炉温演算装置14は、スラブ温度演算モデル式と最適な設定炉温を演算する最適炉温演算モデル式を使って設定炉温を演算する。
そこで、スラブ温度演算モデル式から説明する。
加熱炉内のスラブの温度は(6)式のフーリェの熱伝導微分方程式で演算できる。
【0026】
【数3】
ただし、
θ:スラブ温度
c:スラブの比熱
ρ:スラブの密度
X:X軸方向(スラブ厚み方向)の深さ
k:スラブの熱伝導率
t:時間
である。
【0027】
上式を解くのに、図4に示すように、スラブを厚み方向に等分に分割し、各分割境界点の温度を差分方程式で解くことができる。図4はスラブの厚み方向を6分割した例で、温度の計算位置を7点とした場合で、通常、4から8分割すれば十分である。
このようにスラブを分割した場合、スラブ内部の任意の分割境界点iの温度θi (i=2〜6)は、下式で計算できる。
【0028】
【数4】
上記(7)式は、時刻tのスラブ分割境界温度θi (t)から時間刻み△t後のスラブの分割境界点iの温度θi (t+Δt)を計算する式である。なお、△Xはスラブを厚み方向に分割した距離である。
一方、スラブの表面点温度θi (i=1=7)は下式で演算できる。
【0029】
【数5】
上記(8)式でQはスラブ表面から入る熱流束で、下式のステファンボルツマンの熱輻射の式が適応できる。
Q=σ・ΦG ・{(θG +273)4 −(θi +273)4 }…(9)
ただし、
σ:ステファンボルツマン定数
ΦG :加熱炉内の総括熱吸収率
θG :炉温で、加熱時間では加熱期間での炉温θG.1 、均熱時間では均熱期間
での炉温θG.2
である。
【0030】
以上の(7)式から(9)式を使い、炉温θG とスラブが加熱炉に装入される時の初期温度(この初期温度に関しては、次の炉装入材料初期温度演算装置13で述べる)とを与えれば、スラブが加熱炉に装入されてから抽出されるまでの時間すなわち材料加熱時間演算装置12で演算された加熱時間T1 と均熱時間T2 とにわたってスラブの温度を予測計算できる。
【0031】
この設定炉温演算装置14では(9)式の炉温θG を求めるのが目的である。(9)式に試行錯誤的に炉温を与え、スラブ温度の計算を(7)〜(9)式の演算を実施し、スラブが目標温度になるように繰り返し演算すれば良いが、繰り返しが膨大となり、実際のプラントのオンライン制御では無理がある。しかも、操業上、エネルギー消費最小のもとで、スラブを目標の抽出温度以上に焼き上げ、しかも均熱度をある値以下にしなければならない等の条件がある。
そこで、効率良く、省エネギーを考慮し、最適な炉温を求めるのに、最適炉温演算モデル式として最適化手法である線形計画法により、最適な炉温を演算する。
【0032】
炉温を決定する上での条件は、先ず、抽出温度を目標の値以上に加熱しなければならない。抽出温度よりあまり高いと加熱炉の燃料消費が大きくなり、好ましくないので、燃料消費は最低にした上で抽出温度を確保しなければならない。また、前述したように、抽出時のスラブ内の温度差を指定した温度内におさめなければならない。この条件で、加熱時間での最適な設定炉温θG.1 と均熱時間での最適な設定炉温θG.2 を決定するのが、設定炉温演算装置14の最適化炉温演算モデル式である。以下、具体的に最適炉温の求め方を示す。
【0033】
線形計画法では、システムの評価関数Jと制約条件とを定義することにより、周知の解法手法で計算され、最適な解が得られる。
そこで、先ず、評価関数Jとして、消費エネルギー最小を選ぶ。消費エネルギー最小は消費燃料を最小にすれば良いが、燃料と炉温は密接に関係し、炉温を高くすれば燃料を多く消費し、炉温を低くすれば燃料が少なくなる関係にある。そこで、評価関数は燃料最小を炉温最小として良いことになり、その評価関数を(10)式に示す。
J=α・θG.1 +β・θG.2 …(10)
ただし
α,β:重み係数
である。
【0034】
一般に加熱時間の方が均熱時間より長く、しかも加熱時間での炉温は均熱時間での炉温より高いので、重みαの値はβより大きい値の一定値である。
制約条件としては、次の(11)〜(13)式とする。
【0035】
【数6】
(11)式は加熱炉抽出時のスラブの平均温度θout を目標の抽出平均温度θout.r に焼き上げるという条件である。
【0036】
スラブの平均温度は図4の例の場合、次式で計算できる。
【0037】
【数7】
ただし、
θi :抽出時の各分割部分のスラブ温度
N :スラブの厚み方向の分割数
である。
【0038】
(12)式は抽出時のスラブの均熱度θmmを指定した均熱度θmm.u以下にするという条件である。スラブの均熱度θmmはスラブの厚み方向に対して、最も高い分割境界点温度と最も低い分割境界点温度との差であるので、スラブ表面温度と中心温度との差で計算できる。
【0039】
(13)式は、求める炉温は設備上のあるいは操業上の上限値θG.1.u 、θG.2.u を越えてはならないという条件であり、このθG.1.u 、θG.2.u の値はテーブル値として持っている。
【0040】
しかして、上記(10)式から(13)式までの評価関数と制約条件、及び(7)〜(9)式のスラブ温度モデルを用いて公知の最適化手法により最適な炉温θG.1 ,θG.2 が演算できる。
【0041】
次に炉装入材料初期温度演算装置13について説明する。
図2の材料の温度履歴に示すように、加熱炉に装入される時の材料の初期温度は加熱炉での加熱時間が短いので、重要である。図11に示す従来のホットストリップミルの加熱炉は在炉時間が数時間あるので、加熱炉装入時のスラブ内部温度の分布の誤差は抽出温度にほとんど影響を与えない。
一方、新しい加熱炉は在炉時間が短いので、加熱炉装入時のスラブの温度分布は抽出温度に影響する。抽出温度に影響することは、上記の最適な炉温を演算する結果に影響する。そこで、加熱炉に装入される材料の装入初期温度をこの炉装入材料初期温度演算装置13によって計算する。
【0042】
初期温度を計算するのに、本実施形態では、連鋳設備から、すなわち、溶鋼からモデルにより加熱炉に装入されるスラブの初期温度を計算する。以下その計算方法を説明する。
このスラブの温度も、基本的に加熱炉内のスラブ温度計算モデル式がそのまま使用できる。すなわち図4に示すようにスラブをその厚み方向を分割し、(7),(8)式で計算できる。
【0043】
(9)式は加熱炉から輻射でスラブが加熱される式であるのでそのまま使用できない。連鋳設備から加熱炉に装入されるまでに、図2に示すように、表面が冷却される期間とその後の空冷期間があるので、(9)式の代わりに水冷の熱伝達式と空冷の熱伝達式を適用すれば良い。水冷による熱伝達式は次の(15)式となる。
Q=−K・(θi−θw ) …(15)
ただし、
Q:スラブの表面から奪われる熱量(マイナスの符号がつく)
θw :冷却水の温度
θi :スラブのラブの表面温度
K:平均熱伝達係数
である。
【0044】
空冷期間では、スラブは輻射により自然冷却となり、輻射の式は(9)式のステファンボルツマンの熱輻射の式が適応できる。すなわち、(9)式の炉温θG の代わりに外気温度θa を用いた次式を適用すれば良い。
Q=−σ・Φ・{(θi +273)4 −(θa +273)4 }…(16)
ただし、
Q:スラブ表面から奪われる熱量(マイナスの符号がつく)
σ:ステファンボルツマン定数、
Φ:総括熱吸収率
θa :外気温度、
θi :スラブ表面温度
である。
【0045】
すなわち、(8),(9),(15),(16)式を使い、連鋳速度で決まる時間すなわち溶鋼からスラブが加熱炉に入る時間までスラブの温度が計算でき、加熱炉装入スラブ初期温度が演算できることになる。このように、連鋳設備から加熱炉まで連続したモデルでスラブの分割数も同じとすれば、正確な温度計算ができることになる。本実施形態の炉装入材料初期温度演算装置13による温度計算は鋼種、連鋳速度、厚みなどが同じ条件であれば、1回計算しておけば良く、同じ条件のスラブの初期温度に適用できる。
【0046】
次に、設定炉温記憶装置15と炉温設定タイミング演算装置16について説明する。
設定炉温演算装置14で演算される炉温は、あらかじめスラブが加熱炉に入る前に計算できるものである。通常、連鋳速度、スラブの厚みなどは一定であり、シャーで切断されるスラブの長さなどはあらかじめ圧延計画でわかるので、スラブが加熱炉に入る前に計算できる。
【0047】
設定炉温記憶装置15は設定炉温演算装置14で計算された炉温を記憶し、出力する装置である。記憶された炉温は次に述べる炉温設定タイミング演算装置16により起動がかけられ実際の炉温制御装置4に設定される。
【0048】
一方、炉温設定タイミング演算装置16は、加熱炉の応答時間を考慮するために設けた装置であり、図5を使ってこの装置を説明する。
加熱炉は炉温設定値を変化させた場合、瞬時に炉温は変わらず、ある応答時間を持って応答する。そこで、スラブの尾端が加熱炉に装入されるタイミングの場合を例にとると、図5に示すように、スラブの尾端が加熱炉に装入されるタイミングで、設定炉温演算装置14で演算された炉温に加熱炉の温度が達成されているようなタイミングを計算する装置である。スラブの尾端が加熱炉に装入される時刻はあらかじめトラッキング装置11からもらい、加熱炉の応答時間を考慮し、応答時間TRFだけ早く炉温の設定値を変更すれば良いことになる。加熱炉の応答は別途測定した値をテーブル値として持っておけば良い。図5ではスラブが加熱炉に装入される例で示したが、均熱時間での均熱炉温を設定する場合も同様に加熱炉の応答を考慮して設定する。このように、設定炉温演算装置14で求めた最適な設定炉温は、一度、設定炉温記憶装置15に記憶され、炉温設定タイミング演算装置16により起動がかけられ、各加熱帯の炉温制御装置4に送られ、各加熱帯の温度が制御され、スラブが目標温度に加熱される。
【0049】
以上、材料加熱時間演算装置12、炉装入材料初期温度演算装置13、設定炉温演算装置14、設定炉温記憶装置15及び炉温設定タイミング演算装置16の詳細な動作を、その原理と併せて説明したが、図1に示した全体的な動作を以下に説明する。
【0050】
連鋳設備で生産された材料は、シャー7によって所定の長さに切断されて、スラブ6となる。このスラブ6はテーブルローラ8によって加熱炉1に装入される。そして、スラブ6は加熱炉1にてテーブルローラ8で搬送されながら、目標の温度に加熱されて抽出され、後工程の圧延機9にて圧延される。テーブルローラ8はテーブル制御装置10によって制御される。
【0051】
材料加熱時間演算装置12は、スラブ6が加熱炉1に装入される前に、スラブ6の在炉時間からスラブ6を目標の平均温度に加熱する時間T1 と均熱時間T2 とを(4)式と(5)式とから演算する。材料加熱時間演算装置12はこの計算した時間を設定炉温演算装置14に送ると同時に、トラッキング装置11に図3で示したスラブを焼き上げる時刻信号tH を送る。トラッキング装置11はライン上のスラブ6のトラッキングをすると同時に時間をも管理し、テーブル制御装置10の起動制御をも行う。炉装入材料初期温度演算装置13は(8),(9),(15),(16)式を使用し、スラブ6が加熱炉1に装入される前に加熱炉装入材料初期温度を演算する。演算された加熱炉装入材料初期温度は設定炉温演算装置14に送られる。
【0052】
設定炉温演算装置14はこのスラブ初期温度と、材料加熱時間演算装置12で演算された加熱時間T1 と均熱時間T2 と、スラブの抽出目標温度と、均熱条件とから、(7)〜(9)式を使ったスラブ温度演算モデル式と、線形計画法の基本式(10)〜(13)式を使った最適炉温演算モデル式とから省エネルギーを図った加熱炉の最適設定温度(加熱時間では加熱期間での最適炉音θG.1 、均熱時間では均熱期間の最適炉温θG.2 )を演算する。演算した結果は設定炉温記憶装置15に送られ記憶される。
【0053】
炉温設定タイミング演算装置16はスラブ6が加熱炉1に装入される時刻tinより前に加熱炉1の応答を考慮し、炉温設定値を炉温制御装置4に送るタイミングを設定炉温記憶装置15に指令する。その結果、スラブ6の尾端が加熱炉1に装入されるタイミングで、材料加熱時間演算装置12にて演算された炉温(加熱期間での最適炉温θG.1 )が達成され、スラブ6は加熱炉内をテーブルローラ8により移動せしめられながら目標の平均温度に加熱される。
【0054】
スラブ6が焼き上がる時刻tH になると、トラッキング装置11はテーブル制御装置10を起動し、スラブ6を加熱炉1の下流の加熱帯を通過させ、スラブ6は指定された均熱度で抽出され、圧延機9に送られる。このスラブ6が焼き上がる時刻tH から抽出されるまでの均熱時間では設定炉温記憶装置15にて記憶された均熱期間での最適炉温θG.2 がスラブ6の炉内位置に応じた加熱帯に設定され、スラブ6が均熱されることになる。この均熱期間での最適炉温θG.2 の炉温の設定においても、加熱炉の応答を考慮し、スラブ6が焼き上がる時刻tH より早めに炉温制御装置4に送られる。このタイミングも前述したと同様に炉温設定タイミング演算装置16で管理される。このようにして、スラブ6は指定された時刻に、均熱条件を満足した抽出目標温度で抽出される。
【0055】
なお、この実施形態では、スラブ長が長く、スラブ6が第1の加熱帯と第2の加熱帯に跨がる場合は、言うまでもなく第1の加熱帯及び第2の加熱帯の各炉温を同じ炉温θG.1 に設定する。
【0056】
かくして、第1の実施形態によれば、圧延生産量に基づく圧延計画に対応し、省エネルギーのもとで、スラブを圧延に適した温度に精度良く加熱することができる。
【0057】
図6は本発明の第2の実施形態の構成を示すブロック図である。図中、図1と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この第2の実施形態は加熱炉1の一つの加熱帯に複数のスラブ6が在炉する場合の構成例で、設定炉温記憶装置15Aが、図1に示した設定炉温記憶装置15の機能の他に、一つの加熱帯に材炉する複数のスラブ6に対して、最も高い設定炉温を炉温制御装置4に与える機能を備えた点が図1と構成を異にしている。これは図7に示すように、スラブ6の長さが短いケースで、第1の加熱帯にスラブAとスラブBとが在炉する場合、設定炉温記憶装置15Aには、材料加熱時間演算装置12で演算されたスラブAと、スラブBの両方の設定炉温が記憶されている。設定炉温記憶装置15Aでは記憶されている設定炉温の高い炉温設定値を選択し、第1の加熱帯の炉温制御装置4に送り、そこに在炉するスラブを加熱する。スラブは圧延に適した温度まで焼き上げるのが基本であるので、高い圧延温度を要求するスラブを焼き上げ、他のスラブは目標温度よりも高くなるがこれは仕方のないことである。このように、設定炉温記憶装置15Aに設定炉温の大小の判別機能を持たせ、全てのスラブ6を目標温度以上に焼き上げることができる。
【0058】
かくして、第2の実施形態によれば、一つの加熱帯に複数のスラブ6が在炉する場合でも、圧延生産量に基づく圧延計画に対応し、省エネルギーのもとで、スラブを圧延に適した温度に精度良く加熱することができる。
【0059】
図8は本発明の第3の実施形態の構成を示すブロック図である。図中、図1と同一の要素には同一の符合を付してその説明を省略する。この実施形態は加熱炉1の材料の入側に炉入側材料温度計17を設け、炉装入材料初期温度演算装置13Aに対して、図1中の炉装入材料初期温度演算装置13の機能の他に、炉装入初期温度の補正機能を持たせた点が図1と構成を異にしている。以下、この実施形態の動作について、図1と構成を異にする部分について、図9をも参照して説明する。
【0060】
この実施形態は前述したようにスラブの温度をモデルで計算する際、このモデルによる誤差を解消することを目的としており、図9にて黒丸●で示したのがモデルによるスラブの温度分布であり、モデルによる表面温度計算値をθ1 とする。炉入側材料温度計17による検出値をθ1.D とする。これらの表面温度の差Δθ1 =θ1.D −θ1 を使い、モデルで計算した各分割境界点温度を一律にΔθ1 だけ白丸○に示したように補正する。これは、スラブの厚み方向の温度分布は二次曲線で表せるという解析結果に基づくものである。これによって、スラブの加熱炉装入初期温度の高精度化が可能となり、設定炉温演算装置14で計算するスラブ温度計算の高精度化が図られる。
【0061】
かくして、第3の実施形態によれば、スラブを圧延に適した温度に加熱する精度を第2の実施形態よりも高めることができる。
【0062】
なお、炉装入材料初期温度演算装置13の代わりに炉装入材料初期温度演算装置13Aを用いることは、図1に示した第1の実施形態に適用するだけでなく、図2に示した第2の実施形態にも適用可能である。
【0063】
図10は本発明の第4の実施形態の構成を示すブロック図である。図中、図3と同一の要素には同一の符合を付してその説明を省略する。この実施形態は加熱炉1の出側に材料温度計18が設けられ、フィードバック装置19が材料温度計18による実測値と抽出目標温度との差を演算すると共に、この差を零にする温度補正値を演算し、加算器20を介して、設定炉温記憶装置15から出力される設定値を補正して、炉温制御装置4に加えるようにした点が図8と構成を異にしている。
【0064】
以下、図8と構成が異なる部分の動作を以下に説明する。
第1乃至第3の実施形態は温度予測に基づくフィードフォワード制御である。このフィードフォワード制御の場合、予測計算したスラブの抽出温度が必ずしも、目標の抽出温度にならない場合がある。そこで、加熱炉1の出側に材料温度計18を設置し、その検出値を使用して設定炉温を補正し、スラブの抽出温度の高精度化を図るものである。
【0065】
いま、炉出側材料温度計18によるスラブの温度の検出値をθout.D とし、スラブの抽出目標温度をθout.r とすると、その差Δθout =θout.r −θout.D に応じた量、すなわち、次式によって得られる量を設定炉温にフィードバックする。
ΔθSET =C・Δθout …(17)
ここで、Cは係数である。
このように、実績温度と目標値との差に応じた値をフィードバックすることにより、同じロットの後行材のスラブの抽出温度の高精度化が図られる。
【0066】
かくして、第4の実施形態によれば、スラブを圧延に適した温度に加熱する精度を第3の実施形態よりも高めることができる。
【0067】
なお、スラブの温度検出値と抽出目標温度と差に応じた量量を設定炉温にフィードバックする機能は、第3の実施形態に限らず、第1及び第2の実施形態にも適用することができる。
【0068】
一方、第1乃至第4の各実施形態では、それぞれ独立した装置によって、加熱炉1の制御装置を構成したが、これらの要素がもつ機能のいくつか、又は、その殆どを計算機にもたせることも可能である。
【0069】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、圧延計画に基づき、省エネルギーを図りつつ、材料を目標温度に精度良く焼き上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の構成を示すブロック図。
【図2】図1に示した実施形態の動作を説明するために、連続鋳造設備から加熱炉の出側までの材料の温度と時間との関係を示した線図。
【図3】図1に示した実施形態の動作を説明するために、加熱炉での加熱時間及び均熱時間と加熱炉の長さとの関係を示す線図。
【図4】図1に示した実施形態の動作を説明するために、スラブ温度モデルにおけるスラブの厚み方向の分割例を示した図。
【図5】図1に示した実施形態の動作を説明するために、炉温を設定する場合のタイミングを示した図。
【図6】本発明の第2の実施形態の構成を示すブロック図。
【図7】図6に示した実施形態の動作を説明するために、加熱炉の一つの加熱帯に二つのスラブが在炉する例を示した図。
【図8】本発明の第3の実施形態の構成を示すブロック図。
【図9】図8に示した実施形態の動作を説明するために、スラブ温度計の検出値による温度計算結果の修正方法の説明図。
【図10】本発明の第4の実施形態の構成を示すブロック図。
【図11】従来のホットストリップミルラインのレイアウト図。
【図12】本発明の適用対象のホットストリップミルラインのレイアウト図。
【符号の説明】
1 加熱炉
2 加熱帯
3 バーナー
4 炉温制御装置
5 炉温計
6 スラブ
7 シャー
8 テーブルローラ
9 圧延機
10 テーブル制御装置
11 トラッキング装置
12 材料加熱時間演算装置
13,13A 炉装入材料初期温度演算装置
14 設定炉温演算装置
15,15A 設定炉温記憶装置
16 炉温設定タイミング演算装置
17 炉入側材料温度計
18 炉出側材料温度計
19 フィードバック装置
20 加算器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to control of a heating furnace installed on a hot strip mill line, and relates to a control apparatus for a heating furnace that heats a material to be heated (hereinafter simply referred to as a material) to a temperature suitable for rolling.
[0002]
[Prior art]
An example of the layout of a conventional hot strip mill line is shown in FIG. In the same figure, the slab heating furnace 31 which heats a slab is installed in the upstream part. On the downstream side, a rough rolling mill 33 and a finish rolling mill 34 for rolling the slab 32 extracted from the slab heating furnace 31 are arranged in order, and a coiler 35 for winding the rolled material is installed on the most downstream side. The slab heating furnace 31 is arranged in a direction perpendicular to the line. From the material charging side, a slab 32 having a thickness of about 230 mm and a length of about 10 m is charged, and the slab 32 is heated to about 1200 ° C. over several hours. Heat to extract. In this case, the slab heating furnace 31 generally includes a plurality of furnaces, and 40 to 50 slabs are placed in one furnace.
[0003]
In this conventional hot strip mill line, the slab extracted from the heating furnace is rolled to a thickness of about 20 to 60 mm by a plurality of passes by a plurality of rough rolling mills 33 and then sent to a finishing mill 34. Therefore, although it is a high-productivity mill line, it consumes a large amount of energy and requires a large capital investment for the construction of a new line.
[0004]
Recently, with the progress of continuous casting (hereinafter referred to as continuous casting) technology, it has become possible to produce thin slabs, for example, slabs having a thickness of around 50 mm by continuous casting. For this reason, a continuous heating facility and a hot strip mill are connected, a new heating furnace with a simpler configuration is provided in place of the conventional slab heating furnace, and the hot strip mill is installed with fewer or fewer rough rolling mills. A new mill line called so-called mini mill or compact mill is attracting attention. FIG. 12 shows an example of the layout of the equipment of this new mill line, and the present invention is applied to a new heating furnace of this new mill line.
[0005]
The new mill line is characterized by low production compared to conventional mill lines but low construction costs for hot strip mills and low energy consumption. In this new mill line, the furnace produced by cutting the material produced in the continuous casting equipment 21 to a length determined by the production plan by the shear 7 and heating the obtained short slab 6 to a temperature suitable for rolling in the subsequent process. 1 is installed.
[0006]
Here, the slab 6 is heated to a target extraction temperature while moving on a table roller that is also continuously installed in the heating furnace. Therefore, this heating furnace 1 is a facility that is greatly different from the heating furnace 31 installed in the conventional hot strip mill shown in FIG. 11, for example, the thickness of the material to be heated is different and the heating time is greatly different. It is the structure which can respond to. The conventional heating furnace heated the slab for about 3 hours, but the new heating furnace 1 of the new mill line needs to be baked in a few minutes. In addition, since the new heating furnace 1 is directly connected to the continuous casting equipment 21, when the downstream rolling mill group 9A cannot be operated for some reason, the continuous casting equipment cannot stop production. The furnace must also serve as a buffer to store material. Therefore, the length of the heating furnace 1 is several times longer than the conventional one. Furthermore, the new heating furnace 1 has a structure in which a material is conveyed by a table roller.
As described above, the new heating furnace is a furnace based on a new concept and requires a new control method.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the new mill line shown in FIG. 12, the material produced in the continuous casting equipment 21 is cut by the shear 7 to a length based on the rolling plan. The obtained slab 6 predicts and manages the positions of the tip and tail ends of the slab on the line and the passing time of each facility by a tracking technique that is a well-known technique essential for a conventional hot strip mill. Further, the cut slab is transported by the table roller 8 controlled by the table control device omitted in FIG. The slab 6 charged in the heating furnace 1 is baked to the extraction target temperature while being conveyed. In this case, while the slab 6 is in the heating furnace 1, the furnace temperature of each heating zone of the heating furnace is controlled by the furnace temperature control device omitted in FIG. 12 provided for each heating zone. When the extraction time of the slab 6 comes, the slab 6 is extracted and rolled by a rolling mill in the subsequent stroke.
[0008]
In this mill line, since the continuous casting speed is constant, the production amount of the mill is determined by the production amount based on the continuous casting speed. Therefore, even if a quick extraction pitch is requested on the rolling mill side, continuous casting cannot catch up. For example, if the required slab length is 16 m and the continuous casting speed is 4 m / min, the continuous casting cannot keep up even if the rolling pitch is requested to be reduced to 4 minutes or less. If the rolling pitch is 4 minutes, the slab must be baked to the target extraction temperature in 4 minutes and sent to the rolling mill.
[0009]
In this way, in a new heating furnace in a new mill line (hereinafter simply referred to as a new heating furnace), it must be heated in a short time to achieve a temperature suitable for rolling while saving energy. The problem is that the slab must be sent to the rolling mill at a time corresponding to the rolling pitch based on the rolling plan.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and corresponds to a rolling plan based on a rolling production amount, and controls a heating furnace that accurately heats a slab to a temperature suitable for rolling under energy saving. An object is to provide an apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  The heating furnace control device according to claim 1, wherein the material cut in a predetermined length after being produced in the continuous casting equipment is passed through the heating furnace while being extracted by the table roller and extracted from the heating furnace. In the heating furnace control device that controls the furnace temperature so that the material extraction temperature becomes a preset extraction target temperature, the temperature of each of the heating zones provided in the material conveyance direction in the heating furnace is controlled. Furnace temperature control means, tracking means for predicting the time when the tail end of the material is charged into the heating furnace, and the time when the tip of the material is extracted from the heating furnace, and prediction of the tracking means A table control means for controlling the conveyance of the table roller, a time when the tail end of the material is inserted into the heating furnace, a time when the tip of the material is extracted from the heating furnace, and the table A heating time for heating the average temperature of the material to the extraction target temperature based on a table speed at which the roller transports the material, and a temperature uniformity that is a temperature difference between the surface temperature of the material and the center temperature. A material heating time calculating means for calculating a soaking time for keeping the temperature within a predetermined temperature, and using the material temperature calculation model for the initial temperature of the heating furnace when the material is charged into the heating furnace The furnace charge material initial temperature calculation means calculated by the above, the heating time and soaking time of the material calculated by the material heating time calculation means, and the heating furnace charge calculated by the furnace charge material initial temperature calculation means A set furnace temperature calculation means for calculating a set furnace temperature of the heating furnace based on an initial charge temperature, a target extraction temperature of the material and a soaking condition at the time of extraction, and the furnace temperature control calculated by the set furnace temperature calculation means Set furnace temperature to be added to the means Setting furnace temperature storage means for storing, and furnace temperature setting timing calculation for adding the set furnace temperature stored in the setting furnace temperature storage means to the furnace temperature control means at a predetermined timing calculated in consideration of the response time of the heating furnace And the furnace temperature control means controls the temperature of each heating zone based on the set furnace temperature applied by the furnace temperature setting timing calculation means.
[0012]
The control device for a heating furnace according to claim 2, wherein when a plurality of materials are present in one heating zone of the heating furnace, the furnace temperature of the heating zone is the highest setting furnace temperature among the set furnace temperatures for each material. A function for setting the temperature is added to the set furnace temperature storage means.
[0013]
The heating furnace control apparatus according to claim 3 is provided with a thermometer for measuring the material temperature on the material charging side of the heating furnace, and using the measured value, the furnace charging material initial temperature calculating means performs prediction calculation. The function of internally correcting the material temperature is added to the furnace charge material initial temperature calculating means.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a heating furnace control device comprising: a thermometer for measuring a material temperature on a material extraction side of the heating furnace; and a value corresponding to a difference between a measured value of the thermometer and a target extraction temperature of the material. Feedback means for correcting the set furnace temperature applied to the furnace temperature control means is further provided.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a heating furnace to be controlled, and this heating furnace 1 has a plurality of heating zones 2 (hereinafter also referred to simply as heating zones) 2 in the material transport direction, and each heating zone 2 has a burner. 3. A furnace temperature control device 4 and a furnace thermometer 5 are provided, and the furnace temperature control device 4 controls the fuel supply amount of the burner 3 so that the detected value of the furnace thermometer 5 follows the set furnace temperature. ing.
[0016]
Further, a shear 7 is provided on the material charging side of the heating furnace 1, and the material produced in the continuous casting facility is cut into a slab 6 having a predetermined length. The cut slab 6 is heated to a target temperature while being conveyed by the table roller 8, extracted from the heating furnace 1, and rolled by a rolling mill 9 in a subsequent process. The table roller 8 is divided so that a predetermined number forms one set, and the speed is controlled by the table control device 10 for each set. In this case, the table control device 10 controls the table roller 8 in accordance with a conveyance command from a conveyance control device (not shown) and a command from the tracking device 11. The tracking device 11 is a device that predicts the time at which the leading and trailing ends of the material pass through the main equipment on the line including each heating zone of the heating furnace, and at the same time manages the time and commands the activation of the table control device 10. .
[0017]
On the other hand, the material heating time calculation device 12 calculates a time for heating the slab to the target temperature from the in-furnace time of the slab 6 before the slab 6 is inserted into the heating furnace 1, and calculates the calculation result as a set furnace temperature calculation. At the same time as sending to the device 14, a slab baking time signal is given to the tracking device 11. The furnace charging material initial temperature calculation device 13 calculates a heating furnace charging slab initial temperature, which will be described in detail later, and adds it to the set furnace temperature calculation device 14 before the slab 6 is charged into the heating furnace 1. is there.
[0018]
The set furnace temperature calculation device 14 is based on the heating time of the slab 6 calculated by the material heating time calculation device 12, the heating furnace charging slab initial temperature calculated by the furnace charging material initial temperature calculation device 13, and the rolling schedule. The optimum set furnace temperature of each heating zone 2 of the heating furnace 1 is calculated based on the determined extraction target temperature, and the calculation result is sent to the set furnace temperature storage device 15 and stored therein. Based on the tracking result of the tracking device 11, the furnace temperature setting timing calculation device 16 takes into account the temperature control response of the heating furnace 1 before the time when the slab 6 is inserted into the heating furnace 1, and stores the set furnace temperature. The timing at which the furnace temperature set value stored in the device 15 is applied to the furnace temperature control device 4 is determined, and an output command is given.
[0019]
Regarding the first embodiment configured as described above, the principle and operation of main components will be described, and then the overall operation will be described.
When a slab is heated in a heating furnace, the surface temperature is increased because it is heated from the surface as is well known, and a temperature difference (called a soaking degree) occurs between the surface temperature and the center temperature. If this temperature difference is large, it is not preferable for rolling, and it is necessary to reduce this temperature difference. Therefore, a heating time T for heating the average temperature of the slab to the extraction target temperature in order to reduce the temperature difference of the slab during extraction by performing temperature analysis of the material.1And soaking time T to keep the soaking degree within the specified temperature2Focus on dividing it into
[0020]
FIG. 2 is an example of a temperature analysis, and is a diagram showing a rough change of the material temperature from the molten steel temperature of the continuous casting until the slab is extracted from the heating furnace with time on the horizontal axis. In FIG. 2, the center temperature, the surface temperature and the average temperature in the thickness direction of the material, and the heating time T1Furnace temperature atG.1, Soaking time T2Furnace temperature atG.2Is shown. In Fig. 2, the in-furnace time T of the materialFIs determined by the rolling plan, but the time T determined by this rolling planFTo heating time T1And soaking time T2It is the material heating time calculation device 12 that calculates.
[0021]
Using FIG. 3, the heating time T1And soaking time T2Explain how to decide.
First, the slab furnace time TFIs defined. In this embodiment, the time from when the tail end of the slab is inserted into the heating furnace to when the tip of the slab is extracted from the heating furnace is defined as the in-furnace time.
The length of the slab is determined by the rolling plan, and the time t when the slab is charged into the heating furnace after being cut by the shear 7inIs grasped by the tracking device 11 based on the rolling plan. Also, the time t at which the slab should be extracted for rolling in the subsequent process0UTIs also decided. That is, the time T for allowing the slab to stay in the heating furnaceFIs decided. Therefore, this time TFThe slab can be heated with a to secure the target soaking degree and extraction temperature. As described above, the material heating time calculation device 12 has TFTo heating time T1And soaking time T2It is what decides.
[0022]
In this case, the heating time T1And soaking time T2Is the in-furnace time TFTherefore, the following equation (1) is established.
T1+ T2= TF                              ... (1)
Soaking time T2Is the time t when the average temperature of the slab is baked to the extraction target temperatureHIt can be seen that the most efficient operation is to immediately transport the slab with a table roller and extract it from the heating furnace. That is, T2May be determined by the following equation (2).
[0023]
[Expression 1]
However,
L2: Time t when slab is bakedHThe distance from the tip of the slab to the furnace outlet.
V2: Table speed when transporting slab
It is.
L2As can be seen from FIG.
L2= LF-LS-L1= LF-LS-T1・ V1  ... (3)
However,
LF: Furnace length,
LS: Slab length,
L1: After the tail end of the slab is charged into the furnace, the heating time T1In
Distance traveled by the slab
V1: Heating time T1Table speed at
It is.
From the formulas (1) to (3), the heating time T1And soaking time T2Can be calculated as follows:
[0024]
[Expression 2]
The material heating time calculation device 12 uses the above equations (4) and (5) to calculate the heating time T1And soaking time T2And ask.
In the process of introducing the above equation, the acceleration / deceleration time of the table is not taken into consideration. However, if it is taken into account, a more exact value can be obtained, but the influence is small, and the above equation is sufficient.
[0025]
Next, the set furnace temperature calculation device 14 is a device that calculates the optimum set furnace temperature of the heating furnace so that the slab reaches the target extraction temperature. In order to determine the set furnace temperature, a slab temperature prediction calculation is required. Therefore, the set furnace temperature calculation device 14 calculates the set furnace temperature using the slab temperature calculation model expression and the optimum furnace temperature calculation model expression for calculating the optimum set furnace temperature.
Therefore, the slab temperature calculation model formula will be described.
The temperature of the slab in the heating furnace can be calculated by the Fourier heat conduction differential equation (6).
[0026]
[Equation 3]
However,
θ: Slab temperature
c: Specific heat of slab
ρ: Slab density
X: Depth in the X-axis direction (slab thickness direction)
k: Thermal conductivity of slab
t: time
It is.
[0027]
To solve the above equation, as shown in FIG. 4, the slab can be divided equally in the thickness direction, and the temperature at each dividing boundary point can be solved by a difference equation. FIG. 4 shows an example in which the thickness direction of the slab is divided into six. In the case where the temperature calculation position is seven points, it is usually sufficient to divide into four to eight.
When the slab is divided in this way, the temperature θ at an arbitrary dividing boundary point i inside the slabi(I = 2 to 6) can be calculated by the following equation.
[0028]
[Expression 4]
The above equation (7) is the slab division boundary temperature θ at time t.iTemperature θ at the dividing boundary point i of the slab after time step Δt from (t)iIt is a formula for calculating (t + Δt). ΔX is a distance obtained by dividing the slab in the thickness direction.
On the other hand, the surface point temperature θ of the slabi(I = 1 = 7) can be calculated by the following equation.
[0029]
[Equation 5]
In the above equation (8), Q is a heat flux entering from the surface of the slab, and the following Stefan-Boltzmann thermal radiation equation can be applied.
Q = σ · ΦG・ {(ΘG+273)Four− (Θi  +273)Four} ... (9)
However,
σ: Stefan Boltzmann constant
ΦG: Overall heat absorption rate in the heating furnace
θG: Furnace temperature, heating time is the furnace temperature θ during the heating periodG.1In soaking time, soaking period
Furnace temperature atG.2
It is.
[0030]
Using the above equations (7) to (9), the furnace temperature θGAnd the initial temperature when the slab is charged into the heating furnace (this initial temperature will be described in the next furnace charging material initial temperature arithmetic unit 13), the slab is charged into the heating furnace. Time until extraction, that is, heating time T calculated by the material heating time calculation device 121And soaking time T2The slab temperature can be predicted and calculated.
[0031]
In this set furnace temperature calculation device 14, the furnace temperature θ of the equation (9)GIs the purpose. The furnace temperature is given to the equation (9) by trial and error, and the calculation of the slab temperature is performed by calculating the equations (7) to (9), so that the slab becomes the target temperature. It becomes enormous and it is impossible for online control of an actual plant. In addition, there is a condition that, for operation, the slab must be baked to a target extraction temperature or higher and the soaking degree must be lower than a certain value with a minimum energy consumption.
Therefore, in order to obtain the optimum furnace temperature efficiently in consideration of energy saving, the optimum furnace temperature is calculated by the linear programming method which is an optimization technique as the optimum furnace temperature calculation model formula.
[0032]
The condition for determining the furnace temperature is that the extraction temperature must first be heated to a target value or higher. If the temperature is higher than the extraction temperature, the fuel consumption of the heating furnace increases, which is not preferable. Therefore, the fuel consumption must be minimized and the extraction temperature must be secured. Further, as described above, the temperature difference in the slab at the time of extraction must be kept within a specified temperature. Under this condition, the optimum furnace temperature θ for the heating timeG.1And optimal furnace temperature θ for soaking timeG.2Is determined by the optimized furnace temperature calculation model formula of the set furnace temperature calculation device 14. The method for obtaining the optimum furnace temperature will be specifically described below.
[0033]
In the linear programming method, by defining the evaluation function J and the constraint condition of the system, calculation is performed by a well-known solution method, and an optimal solution is obtained.
Therefore, first, the minimum energy consumption is selected as the evaluation function J. The minimum energy consumption can be achieved by minimizing the fuel consumption. However, the fuel and the furnace temperature are closely related, and if the furnace temperature is increased, more fuel is consumed, and if the furnace temperature is lowered, the fuel is decreased. Therefore, the evaluation function may be set such that the minimum fuel is the minimum furnace temperature, and the evaluation function is shown in Equation (10).
J = α ・ θG.1+ Β ・ θG.2                        (10)
However,
α, β: Weighting factor
It is.
[0034]
In general, since the heating time is longer than the soaking time, and the furnace temperature at the heating time is higher than the furnace temperature at the soaking time, the value of the weight α is a constant value greater than β.
As a constraint condition, the following equations (11) to (13) are used.
[0035]
[Formula 6]
Equation (11) is the average temperature θ of the slab at the time of furnace extraction.outThe target extraction average temperature θout.rThe condition is to bake it.
[0036]
In the case of the example of FIG. 4, the average slab temperature can be calculated by the following equation.
[0037]
[Expression 7]
However,
θi: Slab temperature of each segment during extraction
N: Number of divisions in the thickness direction of the slab
It is.
[0038]
Equation (12) is the soaking degree θ of the slab during extraction.mmSoaking degree θ specifiedmm.uThe condition is as follows. Slab soaking degree θmmIs the difference between the highest dividing boundary point temperature and the lowest dividing boundary point temperature in the thickness direction of the slab, and can be calculated by the difference between the slab surface temperature and the center temperature.
[0039]
Equation (13) shows that the required furnace temperature is the upper limit value θ on the equipment or operation.G.1.u, ΘG.2.uThis condition is that it must not exceedG.1.u, ΘG.2.uThe value of has a table value.
[0040]
Thus, the optimum furnace temperature θ by the known optimization method using the evaluation function and the constraint conditions from the above formulas (10) to (13) and the slab temperature model of formulas (7) to (9).G.1, ΘG.2Can be calculated.
[0041]
Next, the furnace charge material initial temperature calculation device 13 will be described.
As shown in the temperature history of the material in FIG. 2, the initial temperature of the material when it is charged into the heating furnace is important because the heating time in the heating furnace is short. Since the heating furnace of the conventional hot strip mill shown in FIG. 11 has an in-furnace time of several hours, an error in the distribution of the internal temperature of the slab when the heating furnace is charged hardly affects the extraction temperature.
On the other hand, since the new furnace has a short in-furnace time, the temperature distribution of the slab when the furnace is charged affects the extraction temperature. Influencing the extraction temperature affects the result of calculating the optimum furnace temperature. Therefore, the initial charging temperature of the material charged into the heating furnace is calculated by the furnace charging material initial temperature calculation device 13.
[0042]
In order to calculate the initial temperature, in this embodiment, the initial temperature of the slab charged into the heating furnace is calculated from the continuous casting equipment, that is, from the molten steel by the model. The calculation method will be described below.
Basically, the slab temperature calculation model formula in the heating furnace can be used as it is for the slab temperature. That is, as shown in FIG. 4, the slab can be calculated by the equations (7) and (8) by dividing the slab in the thickness direction.
[0043]
Equation (9) cannot be used as it is because the slab is heated by radiation from a heating furnace. As shown in FIG. 2, there is a period during which the surface is cooled and a subsequent air cooling period until the furnace is charged from the continuous casting equipment. The heat transfer equation can be applied. The heat transfer equation by water cooling is the following equation (15).
Q = −K · (θi−θw... (15)
However,
Q: The amount of heat taken from the surface of the slab (with a minus sign)
θw: Temperature of cooling water
θi: Slab surface temperature of slab
K: Average heat transfer coefficient
It is.
[0044]
In the air-cooling period, the slab is naturally cooled by radiation, and the Stefan-Boltzmann thermal radiation formula (9) can be applied to the radiation formula. That is, the furnace temperature θ in equation (9)GInstead of outside temperature θaThe following equation using the above may be applied.
Q = -σ · Φ · {(θi+273)Four− (Θa+273)Four} ... (16)
However,
Q: The amount of heat taken from the slab surface (with a minus sign)
σ: Stefan Boltzmann constant,
Φ: Overall heat absorption rate
θa:Outside air temperature,
θi: Slab surface temperature
It is.
[0045]
That is, using the equations (8), (9), (15), and (16), the slab temperature can be calculated from the time determined by the continuous casting speed, that is, the time from the molten steel to the time when the slab enters the furnace. The initial temperature can be calculated. Thus, if the number of slab divisions is the same in a continuous model from the continuous casting equipment to the heating furnace, accurate temperature calculation can be performed. If the steel grade, continuous casting speed, thickness, etc. are the same conditions, the temperature calculation by the furnace charging material initial temperature calculation device 13 of the present embodiment may be calculated once and applied to the initial temperature of the slab under the same conditions. it can.
[0046]
Next, the set furnace temperature storage device 15 and the furnace temperature setting timing calculation device 16 will be described.
The furnace temperature calculated by the set furnace temperature calculation device 14 can be calculated in advance before the slab enters the heating furnace. Usually, the continuous casting speed, the thickness of the slab, etc. are constant, and the length of the slab to be cut by the shear is known in advance in the rolling plan, so that it can be calculated before the slab enters the heating furnace.
[0047]
The set furnace temperature storage device 15 is a device that stores and outputs the furnace temperature calculated by the set furnace temperature calculation device 14. The stored furnace temperature is activated by the furnace temperature setting timing arithmetic unit 16 described below and set in the actual furnace temperature control device 4.
[0048]
On the other hand, the furnace temperature setting timing arithmetic unit 16 is an apparatus provided for considering the response time of the heating furnace, and this apparatus will be described with reference to FIG.
When the furnace temperature setting value is changed, the furnace temperature does not change instantaneously and responds with a certain response time. Therefore, taking the case where the tail end of the slab is charged into the heating furnace as an example, as shown in FIG. 5, the set furnace temperature calculation device at the timing when the tail end of the slab is charged into the heating furnace. 14 is a device that calculates the timing at which the temperature of the heating furnace is achieved to the furnace temperature calculated in 14. The time at which the tail end of the slab is charged into the heating furnace is obtained from the tracking device 11 in advance, and the response time T is considered in consideration of the response time of the heating furnace.RFIt is sufficient to change the set value of the furnace temperature as soon as possible. The response of the heating furnace should have a value measured separately as a table value. Although FIG. 5 shows an example in which the slab is charged into the heating furnace, the setting of the soaking furnace temperature in the soaking time is similarly set in consideration of the response of the heating furnace. Thus, the optimum set furnace temperature obtained by the set furnace temperature calculation device 14 is once stored in the set furnace temperature storage device 15 and activated by the furnace temperature setting timing calculation device 16, and the furnace of each heating zone is set. It is sent to the temperature control device 4, the temperature of each heating zone is controlled, and the slab is heated to the target temperature.
[0049]
The detailed operations of the material heating time calculation device 12, the furnace charging material initial temperature calculation device 13, the set furnace temperature calculation device 14, the set furnace temperature storage device 15, and the furnace temperature setting timing calculation device 16 are combined with the principle thereof. The overall operation shown in FIG. 1 will be described below.
[0050]
The material produced in the continuous casting facility is cut into a predetermined length by the shear 7 to form the slab 6. The slab 6 is charged into the heating furnace 1 by a table roller 8. And while the slab 6 is conveyed with the table roller 8 in the heating furnace 1, it is heated and extracted by target temperature, and is rolled with the rolling mill 9 of a post process. The table roller 8 is controlled by a table control device 10.
[0051]
The material heating time calculation device 12 is a time T for heating the slab 6 to the target average temperature from the in-furnace time of the slab 6 before the slab 6 is charged into the heating furnace 1.1And soaking time T2Are calculated from the equations (4) and (5). The material heating time calculation device 12 sends the calculated time to the set furnace temperature calculation device 14 and at the same time, the time signal t for baking the slab shown in FIG.HSend. The tracking device 11 tracks the slab 6 on the line and simultaneously manages the time, and also controls the activation of the table control device 10. The furnace charging material initial temperature calculation device 13 uses the equations (8), (9), (15), (16), and the heating furnace charging material initial temperature before the slab 6 is charged into the heating furnace 1. Is calculated. The calculated heating furnace charging material initial temperature is sent to the set furnace temperature calculation device 14.
[0052]
The set furnace temperature calculation device 14 uses the initial slab temperature and the heating time T calculated by the material heating time calculation device 12.1And soaking time T2From the slab extraction target temperature and the soaking condition, the slab temperature calculation model equation using the equations (7) to (9) and the basic equations (10) to (13) of the linear programming were used. Optimum furnace temperature calculation model formula for optimum setting temperature of the heating furnace to save energy (In the heating time, the optimum furnace sound θ in the heating periodG.1In the soaking time, the optimum furnace temperature θ for the soaking periodG.2) Is calculated. The calculated result is sent to and stored in the set furnace temperature storage device 15.
[0053]
The furnace temperature setting timing calculation device 16 is configured to measure the time t when the slab 6 is inserted into the heating furnace 1.inThe timing of sending the furnace temperature set value to the furnace temperature control device 4 is instructed to the set furnace temperature storage device 15 in consideration of the response of the heating furnace 1 before. As a result, at the timing when the tail end of the slab 6 is inserted into the heating furnace 1, the furnace temperature calculated by the material heating time calculation device 12 (optimum furnace temperature θ in the heating period).G.1The slab 6 is heated to the target average temperature while being moved by the table roller 8 in the heating furnace.
[0054]
Time t when slab 6 is bakedHThen, the tracking device 11 activates the table control device 10 to pass the slab 6 through the heating zone downstream of the heating furnace 1, and the slab 6 is extracted with a specified temperature uniformity and sent to the rolling mill 9. Time t when this slab 6 is bakedHIn the soaking time until extraction from the optimum furnace temperature θ in the soaking period stored in the set furnace temperature storage device 15G.2Is set to a heating zone corresponding to the position of the slab 6 in the furnace, and the slab 6 is soaked. Optimum furnace temperature θ during this soaking periodG.2In the setting of the furnace temperature, the time t when the slab 6 is baked in consideration of the response of the heating furnaceHIt is sent to the furnace temperature control device 4 earlier. This timing is also managed by the furnace temperature setting timing arithmetic unit 16 as described above. In this way, the slab 6 is extracted at the specified time at the extraction target temperature that satisfies the soaking condition.
[0055]
In this embodiment, when the slab length is long and the slab 6 straddles the first heating zone and the second heating zone, it goes without saying that each furnace temperature of the first heating zone and the second heating zone is used. The same furnace temperature θG.1Set to.
[0056]
Thus, according to the first embodiment, the slab can be accurately heated to a temperature suitable for rolling under energy saving, corresponding to the rolling plan based on the rolling production amount.
[0057]
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the second exemplary embodiment of the present invention. In the figure, the same elements as those in FIG. The second embodiment is a configuration example in the case where a plurality of slabs 6 are present in one heating zone of the heating furnace 1, and the set furnace temperature storage device 15 </ b> A includes the set furnace temperature storage device 15 shown in FIG. 1. In addition to the function, the configuration is different from that shown in FIG. 1 in that a plurality of slabs 6 that are fired in one heating zone have a function of giving the highest set furnace temperature to the furnace temperature control device 4. This is a case where the length of the slab 6 is short as shown in FIG. 7, and when the slab A and the slab B are in the first heating zone, the set furnace temperature storage device 15A has a material heating time calculation. The set furnace temperatures of both the slab A and the slab B calculated by the device 12 are stored. In the set furnace temperature storage device 15A, a stored furnace temperature set value having a high set furnace temperature is selected, sent to the furnace temperature control device 4 in the first heating zone, and the slab existing in the furnace is heated. Since slabs are basically baked to a temperature suitable for rolling, slabs requiring high rolling temperatures are baked, and other slabs are higher than the target temperature, but this is unavoidable. In this way, the set furnace temperature storage device 15A is provided with a function for determining the set furnace temperature, and all the slabs 6 can be baked to a target temperature or higher.
[0058]
Thus, according to the second embodiment, even when a plurality of slabs 6 exist in one heating zone, it corresponds to a rolling plan based on the rolling production amount, and the slab is suitable for rolling under energy saving. The temperature can be accurately heated.
[0059]
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the third exemplary embodiment of the present invention. In the figure, the same elements as those in FIG. In this embodiment, a furnace entrance-side material thermometer 17 is provided on the material entrance side of the heating furnace 1, and the furnace charge material initial temperature calculation device 13 in FIG. In addition to the function, the configuration of the furnace charging initial temperature is different from that shown in FIG. In the following, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0060]
This embodiment aims to eliminate the error caused by this model when calculating the slab temperature using the model as described above. The black circle ● in FIG. 9 shows the slab temperature distribution by the model. , Calculate the surface temperature calculated by the model1And The detected value by the furnace entrance side material thermometer 17 is θ1.DAnd The difference between these surface temperatures Δθ1= Θ1.D−θ1, The temperature of each dividing boundary point calculated by the model is uniformly Δθ1Only correct as indicated by white circles. This is based on the analysis result that the temperature distribution in the thickness direction of the slab can be expressed by a quadratic curve. As a result, it is possible to increase the accuracy of the initial temperature of the slab in the furnace, and increase the accuracy of the slab temperature calculation calculated by the set furnace temperature calculation device 14.
[0061]
Thus, according to the third embodiment, the accuracy of heating the slab to a temperature suitable for rolling can be improved as compared with the second embodiment.
[0062]
The use of the furnace charge material initial temperature calculation device 13A instead of the furnace charge material initial temperature calculation device 13 is not only applied to the first embodiment shown in FIG. 1, but also shown in FIG. The present invention can also be applied to the second embodiment.
[0063]
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the fourth exemplary embodiment of the present invention. In the figure, the same elements as those in FIG. In this embodiment, a material thermometer 18 is provided on the outlet side of the heating furnace 1, and a feedback device 19 calculates a difference between an actual measurement value obtained by the material thermometer 18 and an extraction target temperature, and temperature correction that makes this difference zero. The configuration is different from FIG. 8 in that the value is calculated and the set value output from the set furnace temperature storage device 15 is corrected via the adder 20 and added to the furnace temperature control device 4. .
[0064]
Hereinafter, the operation of a portion having a configuration different from that in FIG. 8 will be described.
The first to third embodiments are feedforward control based on temperature prediction. In the case of this feedforward control, the predicted extraction temperature of the slab may not necessarily be the target extraction temperature. Therefore, a material thermometer 18 is installed on the exit side of the heating furnace 1, and the set furnace temperature is corrected using the detected value, so that the extraction temperature of the slab is increased in accuracy.
[0065]
Now, the detected value of the temperature of the slab by the furnace exit side material thermometer 18 is θout.DAnd slab extraction target temperature is θout.rThen, the difference Δθout= Θout.r−θout.DIs fed back to the set furnace temperature.
ΔθSET= C · Δθout                          ... (17)
Here, C is a coefficient.
In this way, by feeding back a value corresponding to the difference between the actual temperature and the target value, it is possible to increase the accuracy of the extraction temperature of the slab of the succeeding material of the same lot.
[0066]
Thus, according to the fourth embodiment, the accuracy of heating the slab to a temperature suitable for rolling can be improved as compared with the third embodiment.
[0067]
The function of feeding back the amount corresponding to the difference between the temperature detection value of the slab and the extraction target temperature to the set furnace temperature is not limited to the third embodiment, but also applies to the first and second embodiments. Can do.
[0068]
On the other hand, in each of the first to fourth embodiments, the control device of the heating furnace 1 is configured by an independent device, but some or most of the functions of these elements may be given to the computer. Is possible.
[0069]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the material can be accurately baked to the target temperature while saving energy based on the rolling plan.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the temperature and time of material from the continuous casting equipment to the exit side of the heating furnace in order to explain the operation of the embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the heating time and soaking time in the heating furnace and the length of the heating furnace in order to explain the operation of the embodiment shown in FIG. 1;
4 is a diagram showing an example of division in the thickness direction of a slab in a slab temperature model in order to explain the operation of the embodiment shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a diagram showing timing when a furnace temperature is set in order to explain the operation of the embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
7 is a view showing an example in which two slabs are present in one heating zone of the heating furnace in order to explain the operation of the embodiment shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a method for correcting a temperature calculation result based on a detection value of a slab thermometer in order to explain the operation of the embodiment shown in FIG. 8;
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a layout diagram of a conventional hot strip mill line.
FIG. 12 is a layout diagram of a hot strip mill line to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1 Heating furnace
2 Heating zone
3 Burner
4 Furnace temperature control device
5 Furnace thermometer
6 Slab
7 Shah
8 Table roller
9 Rolling mill
10 Table controller
11 Tracking device
12 Material heating time calculation device
13,13A Furnace charging material initial temperature calculation device
14 Setting furnace temperature calculation device
15,15A Set furnace temperature storage device
16 Furnace temperature setting timing calculation device
17 Furnace entry side material thermometer
18 Furnace exit side material thermometer
19 Feedback device
20 Adder

Claims (4)

  1. 連続鋳造設備で生産された後所定長さに切断された材料をテーブルローラで搬送しながら加熱炉内を通過させ、加熱炉から抽出される時の材料の抽出温度が予め設定された抽出目標温度となるように炉温を制御する加熱炉の制御装置において、
    前記加熱炉内の材料搬送方向に複数設けられた各加熱帯の温度を制御する炉温制御手段と、
    前記材料の尾端が前記加熱炉内に装入される時刻、及び前記材料の先端が前記加熱炉内から抽出される時刻を予測するトラッキング手段と、
    前記トラッキング手段の予測に基づき前記テーブルローラの搬送を制御するテーブル制御手段と、
    前記材料の尾端が前記加熱炉内に装入される時刻、及び前記材料の先端が前記加熱炉内から抽出される時刻、並びに前記テーブルローラが前記材料を搬送するテーブル速度に基づいて、前記材料の平均温度を前記抽出目標温度に加熱するための加熱時間、及び材料の表面温度と中心温度との間の温度差である均熱度を所定温度以内にするための均熱時間を演算する材料加熱時間演算手段と、
    前記材料が前記加熱炉内へ装入されるときの加熱炉装入初期温度を前記材料の温度計算モデルを用いて演算する炉装入材料初期温度演算手段と、
    前記材料加熱時間演算手段で演算された前記材料の加熱時間及び均熱時間、前記炉装入材料初期温度演算手段で演算された前記加熱炉装入初期温度、並びに前記材料の抽出目標温度及び抽出時の均熱条件に基づき前記加熱炉の設定炉温を演算する設定炉温演算手段と、
    前記設定炉温演算手段で演算され前記炉温制御手段に加える設定炉温を記憶する設定炉温記憶手段と、
    前記加熱炉の応答時間を考慮して演算した所定タイミングで前記設定炉温記憶手段に記憶された設定炉温を前記炉温制御手段に加える炉温設定タイミング演算手段と、
    を備えており、前記炉温制御手段は前記炉温設定タイミング演算手段により加えられた設定炉温に基づき前記各加熱帯の温度を制御する、
    ことを特徴とする加熱炉の制御装置。
    Extraction temperature of the material when the material cut by the predetermined length after being produced in the continuous casting equipment is passed through the heating furnace while being conveyed by the table roller and extracted from the heating furnace is set in advance. In the control device of the heating furnace that controls the furnace temperature so that
    Furnace temperature control means for controlling the temperature of each heating zone provided in the material conveying direction in the heating furnace;
    Tracking means for predicting the time when the tail end of the material is charged into the heating furnace and the time when the tip of the material is extracted from the heating furnace;
    Table control means for controlling the conveyance of the table roller based on the prediction of the tracking means;
    Based on the time at which the tail end of the material is charged into the heating furnace, the time at which the tip of the material is extracted from the heating furnace, and the table speed at which the table roller conveys the material, A material for calculating a heating time for heating the average temperature of the material to the extraction target temperature, and a soaking time for keeping the soaking degree, which is a temperature difference between the surface temperature of the material and the center temperature, within a predetermined temperature. Heating time calculation means;
    A furnace charging material initial temperature calculating means for calculating a heating furnace charging initial temperature when the material is charged into the heating furnace using a temperature calculation model of the material;
    The heating time and soaking time of the material calculated by the material heating time calculating means, the heating furnace charging initial temperature calculated by the furnace charging material initial temperature calculating means, and the extraction target temperature and extraction of the material A set furnace temperature calculating means for calculating a set furnace temperature of the heating furnace based on a soaking condition at the time,
    Set furnace temperature storage means for storing the set furnace temperature calculated by the set furnace temperature calculation means and applied to the furnace temperature control means;
    Furnace temperature setting timing calculation means for adding the set furnace temperature stored in the set furnace temperature storage means to the furnace temperature control means at a predetermined timing calculated in consideration of the response time of the heating furnace;
    The furnace temperature control means controls the temperature of each heating zone based on the set furnace temperature applied by the furnace temperature setting timing calculation means,
    A control apparatus for a heating furnace.
  2. 加熱炉の一つの加熱帯に複数の材料が在炉する場合、当該加熱帯の炉温を各材料に対する設定炉温の中で最も高い設定炉温に設定する機能を前記設定炉温記憶手段に付加した請求項1に記載の加熱炉の制御装置。When a plurality of materials are present in one heating zone of the heating furnace, the set furnace temperature storage means has a function of setting the furnace temperature of the heating zone to the highest set furnace temperature among the set furnace temperatures for each material. The control apparatus of the heating furnace of Claim 1 added.
  3. 加熱炉の材料装入側に材料温度を測定する温度計を設置し、前記温度計の測定値を使い、前記炉装入材料初期温度演算手段で予測計算した材料温度を内部補正する機能を前記炉装入材料初期温度演算手段に付加した講求項1又は請求項2に記載の加熱炉の制御装置。The thermometer for measuring the material temperature is installed on the material charging side of the heating furnace, and the function of internally correcting the material temperature predicted and calculated by the furnace charging material initial temperature calculating means using the measured value of the thermometer The control apparatus for a heating furnace according to claim 1 or 2, added to the furnace charge material initial temperature calculating means.
  4. 加熱炉の材料抽出側にて材料温度を測定する温度計と、該温度計の測定値と材料の抽出目標温度との差に応じた値によって前記炉温制御手段に加えられる設定炉温を補正するフィードバック手段とを、さらに備えた請求項1乃至3のいずれかに記載の加熱炉の制御装置。The thermometer that measures the material temperature on the material extraction side of the heating furnace, and the set furnace temperature applied to the furnace temperature control means are corrected by a value corresponding to the difference between the measured value of the thermometer and the target extraction temperature of the material. The control apparatus of the heating furnace in any one of Claim 1 thru | or 3 further provided with the feedback means to do.
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