JP5453728B2 - 加熱炉温度制御装置、加熱炉温度制御システム及び加熱炉温度制御方法、並びに、プログラム - Google Patents
加熱炉温度制御装置、加熱炉温度制御システム及び加熱炉温度制御方法、並びに、プログラム Download PDFInfo
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Description
図1に示すように、加熱炉温度制御システム100は、加熱炉110と、加熱炉温度制御装置120と、温度検出部130(130−1〜130−3)と、燃料供給部140(140−1〜140−3)と、通信ネットワーク151及び152を有して構成されている。
図2は、本発明の実施形態に係る加熱炉温度制御装置120の内部のハードウエア構成の一例を示す模式図である。
既設モデルプログラム125bは、加熱炉110の温度を入力とし、加熱炉110内部の鋼材の温度を出力とする(即ち、鋼材の温度=f(加熱炉110の温度))。例えば、既設モデルプログラム125bは、温度検出部130で検出された加熱炉110の温度が入力されると、当該加熱炉110の温度に基づいて、いわゆる差分法や重み付け残差法等により、加熱炉110内部の鋼材の温度を計算するプログラムである。
新モデルプログラム125cは、加熱炉に供給する燃料の燃料流量を入力とし、加熱炉110の将来の予測温度、及び、加熱炉110内部の鋼材の将来の予測温度を出力とする。
図5は、図2に示すCPU121の処理に係る機能構成の一例を示す模式図である。
図6は、本発明の実施形態に係る加熱炉温度制御装置120による加熱炉温度制御方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。この図6に示すフローチャートは、CPU121が制御プログラム125aを実行することによって行われる。なお、以下に示す図6のフローチャートの説明においては、図5に示す機能構成と対応させて説明を行う。
図7に示す例では、鋼材の種別情報としてID番号が示されており、当該ID番号に紐付けられて、当該鋼材の品質情報、新モデルプログラム125cを用いて算出された鋼材の温度情報が記憶される。ここで、品質情報としては、例えば、品質のレベルに応じた数値で示すことが適用できる。
ここで、図8に示す(1)式において、nは鋼材を厚さ方向にn等分した際のメッシュ点を示し、Δτは計算ピッチを示し、θnはΔτ時間前のメッシュ点nの温度を示し、θn'はθn計算からΔτ時間後のメッシュ点nの温度を示し、kはメッシュ点nにおける熱伝導率を示し、cはメッシュ点nにおける比熱を示し、ρは比重を示し、Δxはメッシュ点間距離を示している。また、図8に示す(2)式において、φCGは総括熱吸収係数を示している。
110 加熱炉
120 加熱炉温度制御装置
130 温度検出部
140 燃料供給部
151、152 通信ネットワーク
121 CPU
122 ROM
123 RAM
124 入力手段
125 プログラム記憶媒体
125a 制御プログラム
125b 既設モデルプログラム
125c 新モデルプログラム
126 情報記憶媒体
127 表示装置
128 通信インターフェース(通信I/F)
129 バス
501 設定手段
502 第1の算出手段
503 第2の算出手段
504 燃料供給制御手段
505 記憶制御手段
Claims (6)
- 複数の燃焼制御帯が形成された加熱炉において、当該加熱炉に投入された鋼材の所望の品質を確保するべく、当該鋼材を前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯若しくは基準となる燃焼制御帯で目標温度通りに加熱するために前記加熱炉の温度を制御する加熱炉温度制御装置であって、
前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯若しくは基準となる燃焼制御帯の温度に基づき前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に位置する前記鋼材の温度を、nを鋼材を厚さ方向にn等分した際のメッシュ点、Δτを計算ピッチ、θnをΔτ時間前のメッシュ点nの温度、θn'をθn計算からΔτ時間後のメッシュ点nの温度、kをメッシュ点nにおける熱伝導率、cをメッシュ点nにおける比熱、ρを比重、Δxをメッシュ点間距離、φCGを総括熱吸収係数として、以下の(1)式、(2)式により計算する第1のプログラムと、
前記鋼材の目標温度と前記第1のプログラムで計算された鋼材の温度との差に基づいて、前記燃料流量を設定する設定手段と、
前記第2のプログラムを用いて、前記設定手段で設定された燃料流量に基づいて前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯の現在から将来の予測温度と前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に位置する前記鋼材の現在から将来の予測温度とを算出する第1の算出手段と、
前記第1のプログラムを用いて、前記第1の算出手段で算出された前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯の現在から将来の予測温度に基づいて前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に位置する前記鋼材の現在から将来の予測温度を算出する第2の算出手段と、
前記第2の算出手段で算出された前記鋼材の現在から将来の予測温度が前記鋼材の目標温度に応じたものである場合に、前記設定手段で設定された燃料流量に基づく燃料を前記燃料供給手段から前記加熱炉に供給する制御を行う燃料供給制御手段と
を有し、
品質が確保されたとき、前記第1の算出手段で算出された前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に位置する前記鋼材の現在から将来の予測温度を新しい目標温度とすることを特徴とする加熱炉温度制御装置。 - 前記第1の算出手段で算出された前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に位置する前記鋼材の現在から将来の予測温度を、前記燃料供給制御手段の制御により前記加熱炉に供給された燃料に基づき前記加熱炉で加熱された前記鋼材の品質に係る品質情報と関連付けて記憶媒体に記憶する制御を行う記憶制御手段を更に有することを特徴とする請求項1に記載の加熱炉温度制御装置。
- 請求項1または2に記載の加熱炉温度制御装置と、
前記加熱炉と、
前記燃料供給制御手段の制御に基づいて、前記設定手段で設定された燃料流量に基づく燃料を前記加熱炉に供給する前記燃料供給手段と
を有することを特徴とする加熱炉温度制御システム。 - 複数の燃焼制御帯が形成された加熱炉において、当該加熱炉に投入された鋼材の所望の品質を確保するべく、当該鋼材を前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯若しくは基準となる燃焼制御帯で目標温度通りに加熱するために前記加熱炉の温度を制御するものであり、前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯若しくは基準となる燃焼制御帯の温度に基づき前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に位置する前記鋼材の温度を、nを鋼材を厚さ方向にn等分した際のメッシュ点、Δτを計算ピッチ、θnをΔτ時間前のメッシュ点nの温度、θn'をθn計算からΔτ時間後のメッシュ点nの温度、kをメッシュ点nにおける熱伝導率、cをメッシュ点nにおける比熱、ρを比重、Δxをメッシュ点間距離、φCGを総括熱吸収係数として、以下の(1)式、(2)式により計算する第1のプログラムと、前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に対応して設けられた燃料供給手段から前記加熱炉に供給する燃料の燃料流量に応じて、設備及び操業条件に基づいて、放射伝熱解析手法、熱伝導解析手法並びに前記加熱炉内ガスの熱及び物質収支計算を併用して、前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯の現在から将来の予測温度と前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に位置する前記鋼材の現在から将来の予測温度とを計算する第2のプログラムとを備える加熱炉温度制御装置による加熱炉温度制御方法であって、
前記第2のプログラムを用いて、前記設定ステップで設定された燃料流量に基づいて前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯の現在から将来の予測温度と前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に位置する前記鋼材の現在から将来の予測温度とを算出する第1の算出ステップと、
前記第1のプログラムを用いて、前記第1の算出ステップで算出された前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯の現在から将来の予測温度に基づいて前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に位置する前記鋼材の現在から将来の予測温度を算出する第2の算出ステップと、
前記第2の算出ステップで算出された前記鋼材の現在から将来の予測温度が前記鋼材の目標温度に応じたものである場合に、前記設定ステップで設定された燃料流量に基づく燃料を前記燃料供給手段から前記加熱炉に供給する制御を行う燃料供給制御ステップと
を有し、
品質が確保されたとき、前記第1の算出ステップで算出された前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に位置する前記鋼材の現在から将来の予測温度を新しい目標温度とすることを特徴とする加熱炉温度制御方法。 - 前記第1の算出ステップで算出された前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に位置する前記鋼材の現在から将来の予測温度を、前記燃料供給制御ステップの制御により前記加熱炉に供給された燃料に基づき前記加熱炉で加熱された前記鋼材の品質に係る品質情報と関連付けて記憶媒体に記憶する制御を行う記憶制御ステップを更に有することを特徴とする請求項4に記載の加熱炉温度制御方法。
- 複数の燃焼制御帯が形成された加熱炉において、当該加熱炉に投入された鋼材の所望の品質を確保するべく、当該鋼材を前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯若しくは基準となる燃焼制御帯で目標温度通りに加熱するために前記加熱炉の温度を制御するものであり、前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯若しくは基準となる燃焼制御帯の温度に基づき前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に位置する前記鋼材の温度を、nを鋼材を厚さ方向にn等分した際のメッシュ点、Δτを計算ピッチ、θnをΔτ時間前のメッシュ点nの温度、θn'をθn計算からΔτ時間後のメッシュ点nの温度、kをメッシュ点nにおける熱伝導率、cをメッシュ点nにおける比熱、ρを比重、Δxをメッシュ点間距離、φCGを総括熱吸収係数として、以下の(1)式、(2)式により計算する第1のプログラムと、前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に対応して設けられた燃料供給手段から前記加熱炉に供給する燃料の燃料流量に応じて、設備及び操業条件に基づいて、放射伝熱解析手法、熱伝導解析手法並びに前記加熱炉内ガスの熱及び物質収支計算を併用して、前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯の現在から将来の予測温度と前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に位置する前記鋼材の現在から将来の予測温度とを計算する第2のプログラムとを備える加熱炉温度制御装置による加熱炉温度制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記第2のプログラムを用いて、前記設定ステップで設定された燃料流量に基づいて前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯の現在から将来の予測温度と前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に位置する前記鋼材の現在から将来の予測温度とを算出する第1の算出ステップと、
前記第1のプログラムを用いて、前記第1の算出ステップで算出された前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯の現在から将来の予測温度に基づいて前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に位置する前記鋼材の現在から将来の予測温度を算出する第2の算出ステップと、
前記第2の算出ステップで算出された前記鋼材の現在から将来の予測温度が前記鋼材の目標温度に応じたものである場合に、前記設定ステップで設定された燃料流量に基づく燃料を前記燃料供給手段から前記加熱炉に供給する制御を行う燃料供給制御ステップと
をコンピュータに実行させ、
品質が確保されたとき、前記第1の算出ステップで算出された前記加熱炉内の前記複数の燃焼制御帯に位置する前記鋼材の現在から将来の予測温度を新しい目標温度とすることを特徴とするプログラム。
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JP2009249712A JP2009249712A (ja) | 2009-10-29 |
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JPS5819435A (ja) * | 1981-07-27 | 1983-02-04 | Daido Steel Co Ltd | 連続式加熱炉の制御方法 |
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