JP4126463B2 - Furnace temperature setting method in continuous annealing furnace heating furnace - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続焼鈍炉の加熱炉における炉温設定方法に係わり、特に加熱炉前半及び加熱炉全体の炉温を制御する炉温設定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
連続焼鈍炉においては、蛇行の発生を防止し、安定した通板状態を確保することが重要である。蛇行の発生原因としてまず考えられるものは、加熱炉前半におけるハースロールのサーマルクラウンの生成である。従来、サーマルクラウンそのものを制御する方法や、ハースロールを冷却してサーマルクラウンを防止する方法が知られている。これらの技術も蛇行を防止する手段の1つであるが、機械的に対応のできていない設備もある。
【0003】
そこで、ハースロールのイニシャルクラウンを工夫し、加熱炉中央部におけるストリップ表面温度、即ち、加熱炉前半の炉温を制御することでサーマルクラウンの発生を抑制し、蛇行を防止する方法が考えられている。これを行うための手段として、加熱炉を複数のゾーンに分け、それぞれのゾーンで個別に炉温の設定を可能とすることが必要とされる。
【0004】
ゾーン別に炉温を設定する方法として、例えば特公昭59−33176号公報には、ストリップの寸法や鋼種、加熱炉出側の目標板温の程度によって、ステップヒートあるいはフラットヒートに切り換えることで低燃料使用量で効率の良い熱処理を行わせる方法が開示されている。ここで、ステップヒートとは、加熱炉のゾーンを例えば4分割して、前のゾーンからあるステップ幅で炉温設定値を徐々に高くする炉温設定方法をいい、フラットヒートとは、炉全体全てのゾーンが同じ目標炉温となる炉温設定方法をいう。なお、前のゾーンからあるステップ幅で炉温設定値を徐々に低くする炉温設定方法を逆ステップヒートという。
【0005】
又、特開平5−25555号公報には、加熱炉の中間部及び出側部で別々に板温を測定し、中間部板温に基づいて加熱炉前半部の炉温を制御し、出側部板温に基づいて加熱炉後半部の炉温を制御するようにしたものが開示されている。又、特開平5−271784号公報には、加熱炉前半の炉温を加熱炉後半の炉温より高く設定するものが開示されている。更に、特開昭60−56026号公報や特開平7−126759号公報には、加熱炉を複数のゾーンに分け、各ゾーンにおける設定炉温を上流側から下流側へ段階的に高くなるように設定するものが開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の、ストリップの寸法や鋼種、加熱炉出側の目標板温の程度によってステップヒートあるいはフラットヒートに切り換える方法は、対象によりヒートパターンを固定してしまうもので、ステップ幅を変更するものではなく、蛇行防止を考慮に入れていないため、蛇行防止のために中央板温を人が介入し修正しようとした場合に、出側板温が目標板温から大きく外れてしまう虞れがあった。一方、品質上、出側板温を保証しようとすると、中央板温が許容範囲を満たすことができず、蛇行が発生する虞れがある。
【0007】
又、加熱炉中間部及び出側部における板温測定値により、加熱炉前半部と後半部の炉温を別々に計算して設定する方法においては、炉温のバランスが前半部と後半部で大きく崩れ、多様な品種を生産する場合に、次材で目的とする炉温の制御が間に合わなくなったり、炉帯そのもののきしみが設備的に悪影響を及ぼす虞れがある。
【0008】
又、加熱炉前半部の炉温を高く設定する方法は、現実には、前半部で設定温度に到達できず能力オーバーとなったり、予測した出側板温が不足するため使用が制限されたり、燃料効率が良くない等の問題がある。
【0009】
又、加熱炉を複数のゾーンに分け、各ゾーンにおける設定炉温が段階的に高くなるように炉温を設定する方法では、ステップ幅が変更されないため、加熱炉中央部における板温が許容範囲を満たさない場合に炉温設定値を修正することができないという問題があった。
【0010】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであり、少ない燃料使用量で効率の良い熱処理を行いつつ、加熱炉中央及び出側での板温を適正に制御できるよう炉温を設定し、且つ蛇行の発生を防止し、品質及び通板性の向上を図ることのできる技術を提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属ストリップを連続加熱する連続焼鈍炉の加熱炉を金属ストリップの走行方向に複数のゾーンに区分して、各ゾーン毎に別々の炉温を設定可能とし、走行する金属ストリップを加熱し、加熱帯出側での金属ストリップの板温を制御する連続焼鈍炉の加熱炉における炉温設定方法において、加熱炉出側及び加熱炉中央部における板温を監視し、加熱炉出側及び加熱炉中央部において、それぞれ予め設定された所定範囲内に前記金属ストリップの板温が入るように、炉温設定値を、前記監視された板温に応じて、ステップヒートからフラットヒートへ、ステップ幅を徐々に縮小しながら遷移させるようにして、前記課題を解決したものである。
【0013】
本発明は、又 金属ストリップを連続加熱する連続焼鈍炉の加熱炉を金属ストリップの走行方向に複数のゾーンに区分して、各ゾーン毎に別々の炉温を設定可能とし、走行する金属ストリップを加熱し、加熱帯出側での金属ストリップの板温を制御する連続焼鈍炉の加熱炉における炉温設定方法において、加熱炉出側及び加熱炉中央部における板温を監視し、加熱炉出側及び加熱炉中央部において、それぞれ予め設定された所定範囲内に前記金属ストリップの板温が入るように、炉温設定値を、前記監視された板温に応じて、フラットヒートから逆ステップヒートへ、ステップ幅を徐々に拡大しながら遷移させるようにしたものである。
【0014】
以下、本発明に至る経過について説明する。
【0015】
本発明者等は、まず加熱炉中央部に設置した板温計による加熱炉前半部の炉温設定と、加熱炉出側に設置された板温計による加熱炉後半部の炉温設定を別々に行おうと試みたが、加熱炉中央部及び出側でのそれぞれの目標板温の関係は、材料によってまちまちであった。
【0016】
即ち、加熱炉中央部においては蛇行の防止だけが目的であるため、材料によって大きく異なることはないが、出側においては材料の品質保証が目的となるため、仕向け先、使用目的等によって目標板温が大きく異なる。そこで、加熱炉中央部及び出側での目標板温をそのまま使って炉温を設定しようとすると、突然加熱炉前半部の炉温設定が下限値を下回ってしまう虞れがあった。
【0017】
又、従来はステップヒートやフラットヒートは鋼種やサイズ等の対象により固定してしまい、ステップヒートの場合でもステップ幅を変更するような方法はなかった。
【0018】
そこで、本発明では、基本的にはステップヒートを使って炉温が入側から出側まで大きくばらつかないことを前提に、そのステップ幅を少しずつ変更していくようにした。
【0019】
本発明によれば、加熱炉中央部及び加熱炉出側における板温を監視しながら、それぞれの板温を適正に制御するよう炉温設定値を変更するようにしたため、多品種で炉温設定変更が多い場合においても、その移行がスムーズであり、蛇行の発生を防止することができ、製品の材質も保証することができるようになった。
【0020】
更に、加熱炉の炉温設定を、ステップヒート、フラットヒート及び逆ステップヒート等のステップパターンを使用し、ステップ幅を修正していくようにしたので、各ゾーンにおける炉温が必要以上ばらばらにならないように設定できるため、ステップパターンや炉温の上下がスムーズであり、極力燃焼効果の高い状態で、多品種の材料を短周期で通板する場合の炉温設定変更が容易となる。
【0021】
なお、中央部における板温は蛇行防止が目的であるため、中央部での目標板温は、その目標値を下回らなければ目標を満足したものと言える(即ち、中央部での目標板温=許容値の下限である。)。出側の目標板温も材料に応じてその上・下限許容範囲が設定され、その許容範囲の中で今回の炉温設定を行うようにしている。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0023】
図1は、本発明が適用される連続焼鈍炉の加熱炉を含む設備を示す概略構成図である。
【0024】
図1において、10は連続焼鈍設備の本体をなす加熱炉である。この加熱炉10の中を溶接してひと続きとした帯状のストリップ12が通板する。これらのストリップ12は加熱炉10内外のロール14の回転に伴い、矢印Aの方向に向かって連続的に送られ、加熱炉10出側に向かって例えばラジアントチューブバーナからの輻射熱等により急速に加熱される。
【0025】
又、16は、製造対象の材料に対する板厚・板幅・鋼種といった比較データ、その材料の加熱炉10中央及び出側における目標板温とその許容上下限範囲を与えるための上位計算機である。
【0026】
又、18は、具体的に炉温を何℃にするかを設定する炉温設定用計算機である。炉温設定用計算機18は、上位計算機16からの材料規格に基づいて、対象材の比重・比熱・中央での板温目標とその許容値を求める。又、炉温設定用計算機18は、その材料では基本的にどのようなステップパターンで加熱するか、即ちフラット状に全ゾーン同じ炉温にするか、ステップ状に炉温を上げるか、ステップ状ならそのステップ幅何℃ずつ炉温を上げてやるのか等の初期条件を読み取る。炉温設定用計算機18は、これらの初期条件に基づいて板温予測計算を行う。即ち、加熱炉10出側での板温を満足させるように炉温を決定した結果、中央での板温が不足した場合、ステップパターンを修正して再度板温予測計算を行い、これらの板温予測と炉温修正を繰り返した最終結果を炉温値として加熱炉10の炉温を制御するコントローラ20に出力する。
【0027】
加熱炉10は、炉温の設定対象として例えば4つのゾーンZ1、Z2、Z3、Z4に分かれ、各々のゾーンで上部及び下部別に温度計22が設置され、炉温が測定される。温度計22による炉温測定の結果はコントローラ20に取り込まれる。又、各ゾーンには、燃焼ガス配管24、燃焼ガス流量測定器26及び燃焼ガス流量弁28が必要に応じて複数式設けられ、それぞれに設置されたコントローラ20により制御される。各ゾーンにおける炉温は、各ゾーンの上部及び下部別に設けられた燃焼ガス流量測定器26からのフィードバックにより、燃焼ガス流量弁28が開閉されることによって調整される。
【0028】
これら以外に、加熱炉10の入側及び加熱炉中央部及び加熱炉出側にストリップ12表面の板温を測定する板温計30、32、34が設置されており、これらの測定値は炉温設定用計算機18に取り込まれ、板温予測計算に用いられる。又、ロール14等によるストリップ12の送り速度は、ライン速度検出器36によって測定され、その速度も炉温設定用計算機18に取り込まれ、板温予測計算に用いられる。
【0029】
以下、本実施形態の作用を説明する。
【0030】
図2は、第1実施形態において炉温設定用計算機18で行われる計算処理の流れを示すフローチャートである。
【0031】
この第1実施形態は、ステップ幅a℃のステップヒートが初期値となる場合で、修正後も、前半側の炉温の方が炉温の高い逆ステップ状の炉温設定を認めない場合である。
【0032】
まずステップ100において、炉温設定用計算機18は上位計算機16より比較データ、板厚、板幅、鋼種、出側目標板温値とその許容範囲等のデータを受け取る。次に、ステップ102において、中央板温目標値及びその許容値やステップパターンの初期値等、その他炉温設定計算に必要なデータを読み込む。
【0033】
次のステップ104において、板温予測計算を行う。この中では、ステップパターンに従って加熱炉10出側での板温が目標値になるような炉温値を算出する。この場合には、炉温全体を1つとみた熱吸収モデルを用いる。この時点では、中央の板温が満足されるかどうかは分らない。そこで、次のステップ106において、今計算された炉温に基づいて炉前半の板温予測計算を行う。即ち、算出された炉温によって中央までに何℃まで板温が加熱されるかを計算する。この場合には、炉前半だけの熱吸収モデルを用いる。
【0034】
次のステップ108において、中央板温が目標許容範囲内にあるか否か判定する。中央板温がこの許容範囲を満たしている場合には、次のステップ110へ進み、設定炉温をコントローラ20に出力して演算を終了する。
【0035】
ステップ108において、中央板温が許容範囲を満たさない場合、即ち図3(b)に示すように、出側板温がその許容範囲M2内にあるにも拘らず、中央板温が中央における許容範囲M1を下回っている場合には、ステップ112において、ステップ幅が0になっていないか否か(即ちフラットヒートになっていないか否か)判断する。ステップ幅が0になっていない場合には、ステップ114へ進み、ステップ幅を図3(a)に示す初期値のaから、図4(a)に示すa/2となるように1/2に修正する。このようにステップ幅を1/2に修正することにより、図4(a)に示すように、ステップ幅が減少した分だけ後半ゾーンの炉温が減少し、その分前半ゾーンの炉温が増加する。これは結局、燃焼負荷を前半ゾーンにシフトすることを意味する。
【0036】
再びステップ104へ戻り、修正したステップパターンで再度同様に出側板温及び中央板温を計算する。このとき、又図4(b)に示すように、中央板温が中央における許容範囲M1に不足する場合には、再びステップ114において、図5(a)に示すように、更にステップ幅を1/2のa/4に修正する。その結果、中央板温が図5(b)に示すように、中央における許容範囲M1を満たしている場合には、ステップ110へ進み、設定炉温をコントローラ20に出力して演算を終了する。
【0037】
このように、ステップ幅の修正は初期値aから、
a→a/2→a/4→0
の順に徐々に縮小していき、必要な場合には図6(a)、(b)に示すように、最終的にフラットヒートまで行われる。
【0038】
図7(a)、(b)に示すように、フラットヒートでもなお且つ中央板温が許容範囲M1に不足する場合には、ステップ112において、ステップ幅が0即ちフラットヒートになっていることを確認した上、ステップ116において出側板温計算値が命令された上限値以内かどうか判断する。出側板温が上限まで達していなければ、ステップ118において図8(a)に示すように出側板温の目標値をΔT℃だけ高く変更して再度出側板温と中央板温を計算する。これは、出側の目標板温を材質的に許容される範囲で高くすることで中央板温をその不足分だけ釣り上げようとする意図である。そして上限値以内で出側板温の目標値を高く変更し図9(a)、(b)に示すように中央板温が許容範囲M1を満すようになったらステップ110において設定炉温をコントローラ20に出力して演算を終了する。
【0039】
又、ステップ116において、出側板温が上限値を越える場合には、出側での品質が板温の高過ぎで保証できず、且つ中央で板温が低過ぎるという異常事態であるため、次のステップ120において異常を知らせて処理を終了する。
【0040】
以上の図7〜図9はステップヒートから始めてステップ幅を修正しフラットヒートに至ってもなお且つ中央板温が不足する場合であったが、初期値としてフラットヒートから始まり、逆ステップ状の炉温設定を認めない場合でも同様である。
【0041】
次に本発明の第2実施形態について説明する。
【0042】
第2実施形態は、フラットヒートを初期値とし、逆ステップ状の炉温設定を認める場合である。
【0043】
この場合の計算処理のフローチャートは、図2のステップ112において逆ステップ幅が許容範囲(−b℃)以内であることを確認することと、ステップ114において逆ステップ幅を
0→(−b/4)→(−b/2)→(−b)
という順に修正する、と読替えるようにすることの他は全て図2のフローチャートと同様である。この読替えを考慮して、図2のフローチャートを用いて第2実施形態の作用を説明する。
【0044】
ステップ100からステップ106までは第1実施形態と同様である。ステップ108において、図10(b)に示すように、中央板温値が中央における許容範囲M1を下回る軸と判断された場合にはステップ112へ進み、逆ステップ幅が許容範囲(−b)以内であるか否か判断する。逆ステップ幅が0の場合にはステップ116へ進み、出側板温計算機が上限値以内かどうか判断され、上限値以内の場合にはステップ118において、図11(a)に示すように、目標板温を上限までの範囲でΔT℃高く変更する。このとき図11(b)に示すようにフラットヒートの計算でも、中央板温が中央における許容範囲M1を満さない場合には、ステップ114において逆ステップ幅を−b/4に変更する。このとき中央板温が中央における許容範囲M1を満さない場合には、逆ステップ幅を、0→(−b/4)→(−b/2)→(−b)の順番で逆ステップ幅の許容範囲(−b)まで逆ステップ幅を修正する。そしてあるところで図12(a)及び(b)に示すように、中央板温が中央における許容範囲M1を満す場合には、ステップ110で設定炉温をコントローラ20に出力して演算を終了する。
【0045】
このように、第2実施形態は、フラットヒートの計算でも加熱炉10中央部及び出側の板温を満足できない場合から、前半ゾーンの炉温を高くする逆ステップヒートへ移行する場合であり、中央の板温が不足するために燃焼負荷を前半へシフトして前半ゾーンの燃焼負荷を大きくするという考え方は第1実施形態と共通している。
【0046】
なお、第2実施形態は初期値としてフラットヒートから始めたが、初期値として逆ステップ状の炉温設定を行うようにしても良い。
【0047】
以上述べた実施形態では、加熱炉中央部及び出側の両板温を満足するようにしたため、出側での材質を保証すると同時に、加熱炉前半で発生し易い蛇行を防止することができるようになった。又本実施形態においては、ステップヒートあるいはフラットヒートといった燃焼パターンを使用することにより燃焼のバランスを維持しつつ、多品種で炉温設定変更が多い場合においても、その移行をスムーズに行うことが可能となった。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、加熱炉中央及び出側の両板温を満足するようにしたため、出側での材質を保証すると同時に加熱炉前半で発生し易い蛇行を防止すると共に、燃焼のバランスを維持しつつ、安定した通板と材質の良い製品を生産することが可能となった。
【0049】
なお、中央板温の維持は蛇行防止を目的としていたが、それ以外の目的で加熱炉内の調温カーブ(ヒートサイクル)を保証したい場合にも、中央通過時の板温に限り有効である。
【0050】
又、加熱炉の炉温設定にはステップヒート、フラットヒート及び逆ステップヒートのステップパターンを基調とし、各ゾーンにおける炉温が必要以上ばらばらにならないように設定するため、ステップパターンや炉温の上下変更がスムーズであり、極力燃焼の効果の高い状態で、多品種の材料を短周期で通板する場合の炉温設定変更が容易にできるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された連続焼鈍炉の加熱炉の概略を示す構成図
【図2】本発明の第1実施形態における処理の流れを示すフローチャート
【図3】第1実施形態におけるステップヒートからフラットヒートへの炉温設定計算の過程における初期値を示す説明図
【図4】同過程においてステップ幅を1/2にした場合を示す説明図
【図5】同過程においてステップ幅を1/4にした場合を示す説明図
【図6】同過程においてフラットヒートになった場合を示す説明図
【図7】第1実施形態におけるフラットヒートの場合の炉温設定計算の過程を示す説明図
【図8】同過程において炉温を上昇した場合を示す説明図
【図9】同過程において中央での目標値が達成された場合を示す説明図
【図10】第2実施形態におけるフラットヒートから逆ステップヒートに至る炉温設定計算の過程における初期値を示す説明図
【図11】同過程において炉温を上昇した場合を示す説明図
【図12】同過程において逆ステップヒートにした場合を示す説明図
【符号の説明】
10…加熱炉
12…ストリップ
14…ロール
16…上位計算機
18…炉温設定用計算機
20…コントローラ
22…温度計
24…燃焼ガス配管
26…燃焼ガス流量測定器
28…燃焼ガス流量弁
30、32、34…板温計
36…ライン速度検出器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a furnace temperature setting method in a heating furnace of a continuous annealing furnace, and more particularly to a furnace temperature setting method for controlling the furnace temperature of the first half of the heating furnace and the entire heating furnace.
[0002]
[Prior art]
In a continuous annealing furnace, it is important to prevent the occurrence of meandering and to ensure a stable sheet passing state. The first possible cause of meandering is the generation of a thermal crown of hearth rolls in the first half of the furnace. Conventionally, a method for controlling the thermal crown itself and a method for preventing the thermal crown by cooling the hearth roll are known. These techniques are also one of the means for preventing meandering, but there are some facilities that are not mechanically compatible.
[0003]
Therefore, we devised the initial crown of the hearth roll and conceived a method to prevent meandering by controlling the strip surface temperature at the center of the heating furnace, that is, the furnace temperature in the first half of the heating furnace, to suppress the generation of the thermal crown. Yes. As a means for doing this, it is necessary to divide the heating furnace into a plurality of zones and individually set the furnace temperature in each zone.
[0004]
As a method for setting the furnace temperature for each zone, for example, Japanese Examined Patent Publication No. 59-33176 discloses a low fuel by switching to step heat or flat heat depending on the dimensions of the strip, the steel type, and the target plate temperature on the heating furnace exit side. A method of performing an efficient heat treatment with the amount used is disclosed. Here, step heat refers to a furnace temperature setting method in which the zone of the heating furnace is divided into, for example, four, and the furnace temperature set value is gradually increased by a certain step width from the previous zone, and flat heat is the entire furnace A furnace temperature setting method in which all zones have the same target furnace temperature. A furnace temperature setting method in which the furnace temperature setting value is gradually lowered with a certain step width from the previous zone is referred to as reverse step heat.
[0005]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-25555 separately measures the plate temperature at the intermediate portion and the outlet side of the heating furnace, controls the furnace temperature of the first half of the heating furnace based on the intermediate portion plate temperature, An apparatus in which the furnace temperature in the latter half of the heating furnace is controlled based on the part plate temperature is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-271784 discloses a technique in which the furnace temperature in the first half of the heating furnace is set higher than the furnace temperature in the second half of the heating furnace. Furthermore, in Japanese Patent Laid-Open Nos. 60-56026 and 7-126759, the heating furnace is divided into a plurality of zones, and the set furnace temperature in each zone is increased stepwise from the upstream side to the downstream side. What to set is disclosed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method of switching to step heat or flat heat depending on the size of the strip, the steel type, and the target plate temperature on the heating furnace exit side fixes the heat pattern depending on the object, and changes the step width. Since it does not take into account the prevention of meandering, there is a possibility that the exit side temperature may deviate significantly from the target temperature when a person attempts to correct the central temperature to prevent meandering. It was. On the other hand, in terms of quality, if it is intended to guarantee the outlet side plate temperature, the central plate temperature cannot satisfy the allowable range, and there is a risk of meandering.
[0007]
In addition, in the method of calculating and setting the furnace temperature of the first half and the second half of the furnace separately based on the measured plate temperature at the middle part and the outlet side of the furnace, the balance of the furnace temperature is between the first half and the second half. When producing various varieties, there is a risk that the desired temperature of the furnace will not be in time for the next material, or that the squeeze of the furnace zone itself may adversely affect the equipment.
[0008]
In addition, the method of setting the furnace temperature of the first half of the heating furnace to be high is actually overcapacity because the set temperature cannot be reached in the first half, or the use is limited because the predicted outlet side plate temperature is insufficient. There are problems such as poor fuel efficiency.
[0009]
Also, in the method of dividing the heating furnace into multiple zones and setting the furnace temperature so that the set furnace temperature in each zone increases stepwise, the step width is not changed, so the plate temperature at the center of the heating furnace is within the allowable range There is a problem that the furnace temperature set value cannot be corrected when the condition is not satisfied.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and the furnace temperature is set so that the plate temperature at the center of the heating furnace and the outlet side can be appropriately controlled while performing efficient heat treatment with a small amount of fuel used. In addition, it is an object of the present invention to provide a technique capable of preventing the occurrence of meandering and improving the quality and the plate passing property.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention divides a heating furnace of a continuous annealing furnace that continuously heats a metal strip into a plurality of zones in the traveling direction of the metal strip, and can set different furnace temperatures for each zone to heat the traveling metal strip. In the furnace temperature setting method in the heating furnace of the continuous annealing furnace for controlling the metal strip plate temperature at the heating zone outlet side, the plate temperature at the heating furnace outlet side and the center of the heating furnace is monitored, the heating furnace outlet side and the heating In the center of the furnace , the furnace temperature set value is changed from step heat to flat heat in accordance with the monitored plate temperature so that the plate temperature of the metal strip falls within a predetermined range set in advance. The above-mentioned problem is solved by making the transition while gradually reducing .
[0013]
In the present invention, the heating furnace of the continuous annealing furnace that continuously heats the metal strip is divided into a plurality of zones in the traveling direction of the metal strip, and a separate furnace temperature can be set for each zone. In the furnace temperature setting method in the heating furnace of the continuous annealing furnace that controls the plate temperature of the metal strip on the heating zone exit side, the plate temperature is monitored at the heating furnace exit side and the heating furnace center, and the heating furnace exit side and In the center of the heating furnace, the furnace temperature set value is changed from flat heat to reverse step heat according to the monitored plate temperature so that the plate temperature of the metal strip falls within a predetermined range set in advance . The transition is made while gradually increasing the step width.
[0014]
Hereinafter, the process leading to the present invention will be described.
[0015]
First, the inventors separately set the furnace temperature setting of the first half of the heating furnace with a plate thermometer installed in the center of the heating furnace and the furnace temperature setting of the latter half of the heating furnace with a plate thermometer installed on the outlet side of the heating furnace. However, the relationship between the target plate temperatures at the center of the heating furnace and on the outlet side varied depending on the material.
[0016]
In other words, since the purpose is only to prevent meandering in the center of the heating furnace, it does not vary greatly depending on the material, but on the exit side, the purpose is to guarantee the quality of the material, so the target plate depends on the destination, purpose of use, etc. The temperature varies greatly. Therefore, when trying to set the furnace temperature using the target plate temperature at the center of the heating furnace and the outlet as it is, the furnace temperature setting in the first half of the heating furnace may suddenly fall below the lower limit value.
[0017]
Conventionally, step heat and flat heat are fixed depending on the steel type and size, and there is no method for changing the step width even in the case of step heat.
[0018]
Therefore, in the present invention, step width is basically changed little by little on the assumption that the furnace temperature does not vary greatly from the entry side to the exit side using step heat.
[0019]
According to the present invention, while monitoring the plate temperature at the center of the heating furnace and the outlet side of the heating furnace, the furnace temperature set values are changed so as to appropriately control the respective plate temperatures. Even when there are many changes, the transition is smooth, the occurrence of meandering can be prevented, and the product material can be assured.
[0020]
Furthermore, not a furnace temperature setting of the heating furnace, step heat, using a step pattern such as a flat heat and reverse step heat. Thus modify the step size, apart furnace temperature more than necessary in each zone Therefore, the step pattern and the furnace temperature can be smoothly changed up and down, and the furnace temperature setting can be easily changed when a wide variety of materials are passed in a short cycle while the combustion effect is as high as possible.
[0021]
In addition, since the plate temperature in the central portion is intended to prevent meandering, it can be said that the target plate temperature in the central portion satisfies the target unless it falls below the target value (ie, the target plate temperature in the central portion = This is the lower limit of tolerance.) The upper and lower permissible ranges of the target plate temperature on the delivery side are set according to the material, and the current furnace temperature is set within the permissible range.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing equipment including a heating furnace of a continuous annealing furnace to which the present invention is applied.
[0024]
In FIG. 1, 10 is a heating furnace which forms the main body of the continuous annealing equipment. A continuous strip-shaped strip 12 is welded through the heating furnace 10 to pass through it. These strips 12 are continuously fed in the direction of arrow A as the rolls 14 inside and outside the heating furnace 10 rotate, and are rapidly heated toward the exit side of the heating furnace 10 by, for example, radiant heat from a radiant tube burner. Is done.
[0025]
Reference numeral 16 is a high-order computer for giving comparative data such as plate thickness, plate width, and steel type for the material to be manufactured, the target plate temperature of the material at the center of the heating furnace 10 and the outlet side, and the allowable upper and lower limits.
[0026]
Reference numeral 18 denotes a furnace temperature setting computer for setting a specific furnace temperature. Based on the material standard from the host computer 16, the furnace temperature setting computer 18 obtains the specific gravity, specific heat, and plate temperature target at the center of the target material and their allowable values. Also, the furnace temperature setting computer 18 basically uses what step pattern for the material to be heated, that is, the furnace temperature is set to the same furnace temperature in all zones in a flat shape, or the furnace temperature is increased in a step shape. Then, read the initial conditions such as how much step width to raise the furnace temperature. The furnace temperature setting computer 18 performs a plate temperature prediction calculation based on these initial conditions. That is, as a result of determining the furnace temperature so as to satisfy the plate temperature at the outlet side of the heating furnace 10, if the plate temperature at the center is insufficient, the step pattern is corrected and the plate temperature prediction calculation is performed again. The final result of repeating the temperature prediction and the furnace temperature correction is output as a furnace temperature value to the controller 20 that controls the furnace temperature of the heating furnace 10.
[0027]
The heating furnace 10 is divided into, for example, four zones Z1, Z2, Z3, and Z4 as objects for setting the furnace temperature. In each zone, a thermometer 22 is installed for each of the upper part and the lower part, and the furnace temperature is measured. The result of the furnace temperature measurement by the thermometer 22 is taken into the controller 20. In each zone, a plurality of combustion gas pipes 24, a combustion gas flow rate measuring device 26, and a combustion gas flow rate valve 28 are provided as necessary, and are controlled by a controller 20 installed in each. The furnace temperature in each zone is adjusted by opening and closing the combustion gas flow valve 28 by feedback from a combustion gas flow measuring device 26 provided separately for the upper and lower portions of each zone.
[0028]
In addition to these, plate thermometers 30, 32, and 34 for measuring the plate temperature of the surface of the strip 12 are installed on the entrance side of the heating furnace 10, the center portion of the heating furnace, and the exit side of the heating furnace. It is taken into the temperature setting computer 18 and used for the plate temperature prediction calculation. Further, the feeding speed of the strip 12 by the roll 14 or the like is measured by the line speed detector 36, and the speed is also taken into the furnace temperature setting computer 18 and used for the plate temperature prediction calculation.
[0029]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described.
[0030]
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of calculation processing performed by the furnace temperature setting computer 18 in the first embodiment.
[0031]
This first embodiment is the case where the step heat with a step width of a ° C. becomes the initial value, and even after correction, the furnace temperature on the first half side does not allow the reverse step-shaped furnace temperature setting with a higher furnace temperature. is there.
[0032]
First, at step 100, the furnace temperature setting computer 18 receives data such as comparison data, plate thickness, plate width, steel type, delivery target plate temperature value and its allowable range from the host computer 16. Next, in step 102, other data necessary for the furnace temperature setting calculation, such as the center plate temperature target value, its allowable value, and the initial value of the step pattern, are read.
[0033]
In the next step 104, plate temperature prediction calculation is performed. In this, the furnace temperature value is calculated such that the plate temperature on the outlet side of the heating furnace 10 becomes the target value according to the step pattern. In this case, a heat absorption model in which the entire furnace temperature is regarded as one is used. At this point, it is not known whether the center plate temperature is satisfied. Therefore, in the next step 106, the plate temperature prediction calculation of the first half of the furnace is performed based on the furnace temperature calculated now. That is, to what degree the plate temperature is heated up to the center by the calculated furnace temperature is calculated. In this case, a heat absorption model only for the first half of the furnace is used.
[0034]
In the next step 108, it is determined whether or not the center plate temperature is within the target allowable range. If the central plate temperature satisfies this allowable range, the process proceeds to the next step 110, the set furnace temperature is output to the controller 20, and the calculation is terminated.
[0035]
In step 108, when the central plate temperature does not satisfy the allowable range, that is, as shown in FIG. 3B, the central plate temperature is within the allowable range M2 even though the outlet side plate temperature is within the allowable range M2. If it is lower than M1, it is determined in step 112 whether or not the step width is 0 (that is, whether or not flat heat is applied). If the step width is not 0, the process proceeds to step 114, where the step width is reduced from the initial value a shown in FIG. 3A to a / 2 shown in FIG. 4A. To correct. By correcting the step width to ½ in this way, as shown in FIG. 4 (a), the furnace temperature in the latter half zone decreases by the amount that the step width has decreased, and the furnace temperature in the first half zone increases accordingly. To do. This ultimately means shifting the combustion load to the first half zone.
[0036]
Returning to step 104 again, the outlet side plate temperature and the central plate temperature are similarly calculated again with the corrected step pattern. At this time, as shown in FIG. 4 (b), when the central plate temperature is insufficient in the central allowable range M1, the step width is further increased by 1 in step 114, as shown in FIG. 5 (a). / 2 is corrected to a / 4. As a result, when the center plate temperature satisfies the allowable range M1 at the center as shown in FIG. 5B, the process proceeds to step 110, the set furnace temperature is output to the controller 20, and the calculation is terminated.
[0037]
Thus, the step width is corrected from the initial value a,
a → a / 2 → a / 4 → 0
In this order, the size is gradually reduced, and if necessary, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), finally flat heating is performed.
[0038]
As shown in FIGS. 7A and 7B, even in the case of flat heat, and when the central plate temperature is insufficient in the allowable range M1, in step 112, it is confirmed that the step width is 0, that is, flat heat. After confirmation, it is determined in step 116 whether the calculated outlet side plate temperature is within the commanded upper limit. If the outlet side plate temperature has not reached the upper limit, the target value of the outlet side plate temperature is increased by ΔT ° C. in step 118 as shown in FIG. 8A, and the outlet side plate temperature and the central plate temperature are calculated again. This is intended to increase the central plate temperature by the shortage by increasing the target plate temperature on the delivery side within a range that is acceptable for the material. Then, the target value of the delivery side plate temperature is changed to a high value within the upper limit, and when the central plate temperature reaches the allowable range M1 as shown in FIGS. 9A and 9B, the controller sets the set furnace temperature in step 110. 20 to finish the calculation.
[0039]
In step 116, if the delivery side plate temperature exceeds the upper limit value, the quality at the delivery side cannot be guaranteed because the plate temperature is too high, and the plate temperature is too low at the center. In step 120, the abnormality is notified and the process is terminated.
[0040]
7 to 9 described above are cases in which the step width is corrected and the flat plate heat is started from the step heat and the center plate temperature is insufficient. However, the initial value starts from the flat heat, and the reverse step furnace temperature is obtained. The same applies when the setting is not allowed.
[0041]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0042]
In the second embodiment, flat heat is used as an initial value, and a reverse-step furnace temperature setting is accepted.
[0043]
In the flowchart of the calculation process in this case, it is confirmed in step 112 in FIG. 2 that the reverse step width is within the allowable range (−b ° C.), and in step 114, the reverse step width is changed from 0 → (−b / 4). ) → (−b / 2) → (−b)
2 is all the same as the flowchart of FIG. Considering this replacement, the operation of the second embodiment will be described using the flowchart of FIG.
[0044]
Steps 100 to 106 are the same as those in the first embodiment. In step 108, as shown in FIG. 10 (b), when it is determined that the central plate temperature value is an axis below the allowable range M1 in the center, the process proceeds to step 112, and the reverse step width is within the allowable range (−b). It is determined whether or not. When the reverse step width is 0, the routine proceeds to step 116, where it is determined whether or not the outlet side plate temperature calculator is within the upper limit value, and when it is within the upper limit value, at step 118, as shown in FIG. The temperature is changed higher by ΔT ° C within the range up to the upper limit. At this time, as shown in FIG. 11B, also in the calculation of the flat heat, when the central plate temperature does not satisfy the allowable range M1 in the center, the reverse step width is changed to −b / 4 in step 114. At this time, if the center plate temperature does not satisfy the allowable range M1 at the center, the reverse step width is set in the order of 0 → (−b / 4) → (−b / 2) → (−b). The reverse step width is corrected to the permissible range (−b). Then, as shown in FIGS. 12A and 12B, when the central plate temperature satisfies the allowable range M1 at the center, the set furnace temperature is output to the controller 20 in step 110 and the calculation is terminated. .
[0045]
Thus, 2nd Embodiment is a case where it shifts to the reverse step heat which raises the furnace temperature of the first half zone from the case where the plate temperature of the heating furnace 10 central part and the exit side cannot be satisfied even by calculation of flat heat, The idea of shifting the combustion load to the first half and increasing the combustion load in the first half zone because the central plate temperature is insufficient is common to the first embodiment.
[0046]
In addition, although 2nd Embodiment started from the flat heat as an initial value, you may make it perform a reverse step-shaped furnace temperature setting as an initial value.
[0047]
In the embodiment described above, since both the plate temperature at the center of the heating furnace and the outlet side are satisfied, it is possible to guarantee the material on the outlet side and to prevent meandering that is likely to occur in the first half of the heating furnace. Became. In this embodiment, the combustion balance can be maintained by using a combustion pattern such as step heat or flat heat, and even when there are many changes in the furnace temperature setting, the transition can be performed smoothly. It became.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since both the plate temperature at the center of the heating furnace and the outlet side are satisfied, the material on the outlet side is guaranteed and at the same time the meandering that is likely to occur in the first half of the furnace is prevented, While maintaining the balance of combustion, it has become possible to produce products that are stable and have good material.
[0049]
The purpose of maintaining the center plate temperature was to prevent meandering, but it is effective only for the plate temperature when passing through the center when it is necessary to guarantee the temperature control curve (heat cycle) in the heating furnace for other purposes. .
[0050]
In addition, the furnace temperature setting of the heating furnace is based on the step pattern of step heat, flat heat and reverse step heat, and the furnace temperature in each zone is set so that it does not vary more than necessary. The change is smooth, and there is also an effect that the furnace temperature setting can be easily changed when a wide variety of materials are passed through in a short cycle in a state where the effect of combustion is as high as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a heating furnace of a continuous annealing furnace to which the present invention is applied. FIG. 2 is a flowchart showing a processing flow in the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the initial value in the process of calculating the furnace temperature from heat to flat heat. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the case where the step width is halved in the process. FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a case where flat heat is generated in the same process. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a process of calculating the furnace temperature in the case of flat heat in the first embodiment. FIG. 8 is an explanatory view showing a case where the furnace temperature is raised in the same process. FIG. 9 is an explanatory view showing a case where the center target value is achieved in the same process. FIG. 10 is a view from flat heat in the second embodiment. Reverse FIG. 11 is an explanatory diagram showing an initial value in the process of calculating the furnace temperature up to tep heat. FIG. 11 is an explanatory diagram showing a case where the furnace temperature is raised in the process. FIG. 12 is an explanatory diagram showing a case where reverse step heat is used in the process. [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Heating furnace 12 ... Strip 14 ... Roll 16 ... Host computer 18 ... Furnace temperature setting computer 20 ... Controller 22 ... Thermometer 24 ... Combustion gas piping 26 ... Combustion gas flow measuring device 28 ... Combustion gas flow valve 30, 32, 34 ... Plate thermometer 36 ... Line speed detector

Claims (2)

金属ストリップを連続加熱する連続焼鈍炉の加熱炉を金属ストリップの走行方向に複数のゾーンに区分して、各ゾーン毎に別々の炉温を設定可能とし、走行する金属ストリップを加熱し、加熱帯出側での金属ストリップの板温を制御する連続焼鈍炉の加熱炉における炉温設定方法において、
加熱炉出側及び加熱炉中央部における板温を監視し、
加熱炉出側及び加熱炉中央部において、それぞれ予め設定された所定範囲内に前記金属ストリップの板温が入るように、炉温設定値を、前記監視された板温に応じて、ステップヒートからフラットヒートへ、ステップ幅を徐々に縮小しながら遷移させるようにしたことを特徴とする連続焼鈍炉の加熱炉における炉温設定方法。
The heating furnace of the continuous annealing furnace that continuously heats the metal strip is divided into multiple zones in the direction of travel of the metal strip, making it possible to set different furnace temperatures for each zone, heating the traveling metal strip, In the furnace temperature setting method in the heating furnace of the continuous annealing furnace that controls the plate temperature of the metal strip on the side,
Monitor the plate temperature at the furnace exit side and the center of the furnace,
The furnace temperature set value is changed from step heat according to the monitored plate temperature so that the plate temperature of the metal strip falls within a predetermined range set in advance at the heating furnace exit side and the heating furnace center part, respectively. A method for setting a furnace temperature in a heating furnace of a continuous annealing furnace, wherein a transition is made to flat heat while gradually reducing the step width .
金属ストリップを連続加熱する連続焼鈍炉の加熱炉を金属ストリップの走行方向に複数のゾーンに区分して、各ゾーン毎に別々の炉温を設定可能とし、走行する金属ストリップを加熱し、加熱帯出側での金属ストリップの板温を制御する連続焼鈍炉の加熱炉における炉温設定方法において、
加熱炉出側及び加熱炉中央部における板温を監視し、
加熱炉出側及び加熱炉中央部において、それぞれ予め設定された所定範囲内に前記金属ストリップの板温が入るように、炉温設定値を、前記監視された板温に応じて、フラットヒートから逆ステップヒートへ、ステップ幅を徐々に拡大しながら遷移させるようにしたことを特徴とする連続焼鈍炉の加熱炉における炉温設定方法。
The heating furnace of the continuous annealing furnace that continuously heats the metal strip is divided into multiple zones in the direction of travel of the metal strip, making it possible to set different furnace temperatures for each zone, heating the traveling metal strip, In the furnace temperature setting method in the heating furnace of the continuous annealing furnace that controls the plate temperature of the metal strip on the side,
Monitor the plate temperature at the furnace exit side and the center of the furnace,
In accordance with the monitored plate temperature , the furnace temperature set value is set from the flat heat so that the plate temperature of the metal strip falls within a predetermined range set in advance at the heating furnace outlet side and the heating furnace central portion, respectively. A furnace temperature setting method in a heating furnace of a continuous annealing furnace, wherein a transition is made to a reverse step heat while gradually increasing the step width.
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