JPH01184232A - 連続焼鈍炉の板温制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はピー１〜サイクル、ラインスピード、板厚等の
変更時における板温を制御して焼鈍材の材質を均一にす
る連続焼鈍炉の板温制御方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来の連続焼鈍炉の構成例として第５図のように構成さ
れたものがある。連続焼鈍炉１は入側から予熱帯ａ、加
熱帯ｂ、均熱帯ｄおよび冷却帯ｅ−１，ｅ　−２，ｅ−
３より構成されている。そして各帯域の加熱、冷却方式
として、予熱帯ａは加熱帯すおよび均熱帯ｄからの排ガ
スによる直接加熱もしくは排ガスと熱交換せしめた空気
による加熱を行ない、加熱帯すおよび均熱帯ｄではラジ
アントチューブ式加熱、また冷却帯ｅ−１，ｅ−２，８
−３ではロール冷却、ガスジェット冷却、クーリングチ
ューブ冷Ｗなどが一般に行なわれている。

第６図はこのうち加熱帯すの板温制御系の構成例である
。すなわち加熱帯す内にサクション形のラジアントチュ
ーブ２を配設して、このラジアントチューブ２中で燃料
ガスを燃焼させてラジアントチューブ２を加熱し、その
輻射熱によってラジアントチューブ２相互の列間を上下
に通過するストリップ３を加熱するようになっている。

そして板温制御方法としては例えば炉内を６群のゾーン
に分けて、各ゾーンごとに炉内雰囲気湿度を調節し、こ
の調節により間接的に板温を制御している。このことを
さらに詳しく説明すれば各ゾーンごとに炉温検出器４を
設け、また予め炉温設定器５に炉温目標値を設定してお
き、炉温検出器４で検出された炉温が前記炉温目標値に
等しくなるように炉温調節計６で燃料流量調節計７を制
御している。またこの加熱帯すでの操業方法は、ヒート
サイクルが同じで板厚が変わった場合には、加熱帯炉温
設定値は変えずにラインスピードを（板厚）×（ライン
スピード）が一定となるように制御し、さらにヒートサ
イクルが変更となった場合は加熱帯の炉温設定値を変え
て加熱帯出口の板温を制御している。

第７図は従来の板温制御方法を具体的に説明するための
加熱帯出口板温の変化を示すグラフであり、加熱帯の炉
温目標値ＴＦを９５０°Ｃから８５０℃に変更した時の
加熱帯出口板温Ｔ　Ｓ　３の変化を示す。炉温目標値Ｔ
Ｆが８５０℃になるまでに約２０分を要しており、加熱
帯出口板温Ｔｓ３が７８０℃から７４０°Ｃに下るのに
炉温目標値ＴＦと同様約２０分を要している。

し発明が解決しようとする問題点］ 以上述べたように従来の板温制御方法では加熱帯の炉温
目標値ＴＦを変更する場合、炉温の応答性がおそく例え
ば１００℃の炉温変更に対し、２０〜３０分必要である
。従って、例えばラインスピードが３０　Ｑｍ　／ｍｉ
ｎの場合約１コイル分の加熱不良による材質不良が発生
するため、これに相当するダミーコイルを使用する必要
がある。

ところが、このことはダミーコイルの通板時間分は生産
に寄与しておらず、また省エネ上も好ましくない。さら
にダミーコイルの入側溶接、出側分割および出側から入
側へのハンドリングなどの余分な作業を必要としていた
。また、同一ヒートサイクルで板厚が変更になった場合
たとえば次コイルは板厚が厚くなる場合、次コイル先端
が予熱帯入口に入ると同時にラインスピードを（板厚）
×（ラインスピード）−一定となるように下げていた。

一方、先行コイルはその時点では加熱帯内にあるので、
板厚のうすい先行コイルの後端部は過焼鈍となり、材質
不良となる。そのため、板厚変更量を小さく（たとえば
±１５％）するよう制限し、加熱帯出口での板温を許容
湿度範囲内として、材質不良の発生を防止している。し
たがって対象材の操業スケジュール組みやコイル置場に
おけるコイル管理を繁雑にしていた。

そこで、本発明はヒートサイクル、ラインスピード、板
厚等の変更に際し、容易に加熱帯出口板温を目標温度に
制御することができ、従来発生していた操業の繁雑さを
なくし、板厚偏差を広げることが可能となり、またダミ
ーコイルの使用をなくすことができて生産コストを下げ
ることができる連続焼鈍炉の板温制御方法を提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は前記目的を達成するため、連続焼鈍炉の加熱帯
内の一部に、ガスジェット等によるストリップを冷却す
る急速冷却手段を有する板温制御ゾーンを設け、この板
温制御ゾーン出口における前記加熱帯の板温を加熱帯の
板温上昇分の算出結果により予測し、この予測値が目標
温度となるように前記板温制御ゾーン出口板温設定値を
算出し、また前記板温制御ゾーン入口板温を検出し、こ
の検出値を前記板温制御ゾーン出口板温設定値にまで冷
却するに必要な前記急速冷却手段の熱量を算出し、前記
加熱帯出口を板温検出値が目標値になるように前記急速
冷却手段の熱量の補正量を演算し、これを利用するよう
にしたものである。

［作　用］ 本発明は加熱帯内の一部に設けた急速冷却手段により、
ヒートサイクル、ラインスピード、板厚等の変更時にス
トリップを冷却し、加熱帯出口板温を目標温度に制御す
る場合、予測制御とフィードバック制御を組合せて行う
ようにしたので、容易に加熱帯出口板温を目標温度に容
易に制御でき、操業の繁雑さがなくなり、板厚偏差を広
げることが可能となり、ダミーコイルの使用をなくすこ
とができる。

［実施例］ 第１図は本発明の連続焼鈍炉の板温制御方法を実現する
構成例である。図中４は加熱帯ｂ−２の炉温を検出する
炉温検出器、８．９．１７は後述する機能を有する演算
器、１０は板温制御ゾーンＣのストリップ両面に対向し
て設置され、ストリップ対向面に冷却ガスの吹出しノズ
ルを設けたプレナムチャンバである。１１はプレナムチ
ャンバ内圧力検出器、１２はダンパ、１３はプレナムチ
ャンバ内圧力調節計で、これらによりプレナムチャンバ
内圧力制御系、いいかえればガスジェット量制御系を構
成する。１４は冷却ガスの循環ファン、１５は循環ガス
のクーラ、１６は加熱帯出口板温検出器、１８はロール
温検出器、１９は板温：ヱ 制御ゾーンＣ入口板音検出器である。

演算器８は、動的モデルたとえば式（１）を使って第２
図に示すような演算方法で加熱帯出口板温予測値Ｔｓａ
（ｔ＋八へ）が目標温度Ｔｓ３ｓになるための板温制御
ゾーンＣ出口板温設定値Ｒ５２Ｓを算出する。演算周期
はたとえば１パス通過時間とする。

Ｔｓａ（ｊ＋△ｔ）−ヂ（Ｔｐｏ（ｔ）。

ＴＲＤ　　（ｔ　）、　ＴＳ２　　（ｊ　）、　ＬＳ　
（ｉ　）。

Ｄｉ　　（ｔ　）、　Ｄｉ　　（ｔ＋△ｔ））　　　　
（１）ここで Ｔｐｏ（ｔ）：炉温検出器４により検出した加熱帯ｂ−
２の炉温検出値 ＴＲＤ（ｔ）：ロール温検出器１８により検出した加熱
帯ｂ−２のロール温度 検出値 ＴＳ２（ｊ）：板温制御ゾーンＣ出目板温すなわち加熱
帯ｂ−２人ロ板瀉 ＬＳ　（ｔ　）　ニラインスピード １］（ｔ）：加熱帯ｂ−２の第ｉパスの板厚ｔ　：時間 へｔ：加熱帯ｂ−２の通過時間 板厚Ｄｉ　　（ｔ　）、　Ｄｉ　　（ｔ＋△ｔ）は公知
の技術（例：特開昭５５−２１５６０号公報）によって
コイル間の溶接点を溶接点検出器とロール軸に直結した
パルスジェネレータを使ってトラッキングすることによ
って知ることができる。

式（１）はあらかじめ伝熱理論や運転データの解析によ
って得られ、ラジアントチューブやロールなどの熱慣性
を考慮した動的モデルである。

演算器９はたとえば式（２）を使って板温制御ゾーンＣ
のガスジェット量を演算し、ガスジェット量制御系にプ
リセット設定値として与える。

（Ｔｓ□８−Ｔ８１Ｄ）ＸＬＳＸＤ ここで ＴＳｌｏ：板温制御ゾーン入口板温検出器１９により検
出した検出値 Ｔｇ：冷却ガスの温度（一定または検出値）Ｐρ：プレ
ナムチャンバ内圧力検出器１１により検出した圧力 Ｄ：板温制御ゾーンＣにおける板厚 ａ１．ａ２．ａ３　：定数 ガスジェット量制御系は第１図に示すように具体的には
プレナムチャンバ内圧力制御系を構成することによって
実現する。すなわち演算器９は具体的には式（２）から
プレナムチャンバ内圧力設定値Ｐｐｓ（添字Ｓは設定値
を表わす。）を出力する。

また、演算器１７は加熱帯出口板温検出器１６により検
出した検出値ＴＳ３Ｄと目標板温Ｔｓａｓとの偏差によ
りたとえば式（３）によりプレナムチャンバ１０内の圧
力設定値補正量△Ｐｐｓを演算し、前述のプレナムチャ
ンバ内圧カプリセット設定値Ｐｐｓに付加することによ
りモデルの誤差等による制御誤差をなくし、加熱帯出口
板温を目標値に制御する。

ただし、加熱帯出口板温検出値（ＴＳ３Ｄ）＜目標値（
Ｔｓ　３　Ｓ　）のときは△Ｐｐ　ｓ　＝Ｏにする。

△Ｐｐｓ＝ａ４Ｘ（Ｔｓ３ｏ−Ｔｓ３ｓ）　　（３）こ
こで、ａ４．ａ５は定数である。なお、この場合加熱帯
ｂ−２の通過時間分だけのむだ時間が存在するのでこの
演算ピッチはたとえば加熱帯す−２の通過時間分とし、
その間は前回値に保持する。また加熱帯出口板温偏差を
プレナムチャンバ圧力に対して補正する代りに板温制御
ゾーンＣ出口板温設定値に対してたとえば式（４）のよ
うに補正してもよい。つまり演算器９の計算で求めた出
口板温設定値ＴＳ２Ｓを使う。

ＴＳ２Ｓ−＝ＴＳ２Ｓ−８６ Ｘ　（ＴＳ３　Ｄ−ＴＳ３　Ｓ　）　　（４）ここで、
ａ６は定数 第７図は従来の板温制御系において加熱帯の炉温目標値
ＴＦを９５０℃から８５０℃に変更した時の加熱帯出口
板温Ｔｓ　３の変化を示す。炉温ＴＦが８５０℃になる
までに約２０分を要しており、板５ｌｆｆｌＴｓ３が７
８０℃から目標値７４０℃に下るのに炉温目標値ＴＦと
同様約２０分を要している。これに対し、第４図は本発
明により板温目標値下Ｆを７８０℃から７４０°Ｃに変
化させた場合の制御例である。ガスジェット量制御系は
高応答性を有するので、第４図に示すように板温制御ゾ
ーンＣ出口板温Ｔｓ２を一時的に過大に降温させ、おく
れなく加熱帯出口板温を目標温度に制御することができ
る。

以上述べた本発明の実施例によれば、プレナムチャンバ
内検出器１１、ダンパ１２、プレナムチャンバ内検出器
１０とからなる急速冷却手段により、ヒートサイクル、
ラインスピード、板厚等の変更時にストリップを冷却し
、加熱帯出口板温を目標温度に制御する場合、予測制御
とフィードバック制御を組合せて行うようにしたので、
容易に加熱帯出口板温を目標温度に制御でき、操業の繁
雑さがなくなり、板厚偏差例えば±５０％にまで広げる
ことが可能となり、ダミーコイルの使用をなくすことが
できる。

［発明の効果］ 本発明によればヒートサイクル、ラインスピード、板厚
等の変更に際し、容易に加熱帯出口板温を目標温度に制
御することができ、従来発生していた操業の繁雑さをな
くし、板厚偏差を広げることが可能となり、またダミー
コイルの使用をなくすことができて生産コストを下げる
ことができる連続焼鈍炉の板温制御方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の連続焼鈍炉の板温制御方法を実現する
図、第２図は第１図の演算器８の演算フローを示す図、
第３図は本発明による連続焼鈍炉全体の構成図、第４図
は本発明による加熱帯出口および板温制御ゾーン出口板
温の変化を示すグラフ、第５図は従来の連続焼鈍炉の構
成例を示す図、第６図は第５図の板温制御系の構成図、
第７図は従来の板温制御方法を具体的に説明するための
加熱帯出口板温の変化を示すグラフである。 ａ・・・予熱帯、ｂ・・・加熱帯、Ｃ・・・板温制御ゾ
ーン、ｄ・・・均熱帯、ｅ・・・冷却帯、４・・・炉温
検出器、８゜９．１７・・・演算器、１０・・・プレナ
ムチャンバ、１１・・・プレナムチャンバ内圧力検出器
、１３・・・プレナムチャンバ内圧力調節計、１６・・
・加熱帯出口板温検出器、１８・・・ロール瀉検出器、
１９・・・板温制御ゾーン入口板温検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　連続焼鈍炉の加熱帯内の一部に、ガスジェット等によ
   るストリップを冷却する急速冷却手段を有する板温制御
   ゾーンを設け、この板温制御ゾーン出口における前記加
   熱帯の板温を加熱帯の板温上昇分の算出結果により予測
   し、この予測値が目標温度となるように前記板温制御ゾ
   ーン出口板温設定値を算出し、また前記板温制御ゾーン
   入口板温を検出し、この検出値を前記板温制御ゾーン出
   口板温設定値にまで冷却するに必要な前記急速冷却手段
   の熱量を算出し、前記加熱帯出口を板温検出値が目標値
   になるように前記急速冷却手段の熱量の補正量を演算し
   、これを利用するようにした連続焼鈍炉の板温制御方法
   。