JPH02163325A - 連続焼鈍炉における金属板の温度制御方法 - 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、先行材と次行材とを接合した金属板の接合部
の前後での移送速度と炉温とを、速度制御装置と炉温制
御装置とによって制御する金属板の温度制御方法に関す
る。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕一般に
、連続焼鈍炉においては、金属板を連続的に熱処理する
ために、炉の入側で通板中の金属板の後端と、次に通板
される金属板の先端とを溶接によって接合している。こ
のように、金属板を溶接によって接合した場合、それぞ
れの金属板の板厚寸法、板幅寸法、目標板温及び材質が
接合部の前後で異なる場合には、連続焼鈍炉の炉温を変
更する必要がある。この炉温の変更は、操作量である燃
料流量設定値又は炉温設定値を変更することにより行な
われる。

例えば、特開昭６１−１９００２６号公報等に開示され
たもののように、燃料流量設定値を操作量とする方法に
おいては、燃料流量だけを設定値通りに制御したとして
も、炉温に関しては、フィードバック制御を行なってい
ないので、流量と炉温の関係が変動してしまうと炉温を
目標値に制御できなかった。このために、金属板の板温
は、目標板温から外れてしまうといった問題点があった
。

一方、炉温設定値を操作量とする場合には燃料流量制御
部とは別に炉温制御ループが設けられ、炉温設定値と実
炉温とが一致するように燃料流量を操作するようにして
いる。

この方法においては炉温は設定値通りに安定して制御さ
れるが、炉の熱容量が非常に大きいために応答性が悪い
。即ち、炉温設定値を変更してから設定された炉温にな
るまでには２０分程度の時間を必要とし、その間の金属
板の板温は目標板温から外れ、所定の機械的性質を得る
ことができないといった問題がある。

この問題を解決するために、例えば特開昭５７−３５６
４０号公報等に開示されたもののように、目標板温から
外れた部分である板温外れを避は得ない場合は、材質上
問題が少ない過加熱側に板温外れを発生させ、金属板の
機械的特性外れの減少を図る方法が提案されている。し
かしこの方法においては、接合部の前後で目標板温と板
厚とが同時に変わる場合の過加熱側での板温外れが大き
くなり過ぎるといった問題点がある。この問題点を第４
図に示すタイムチャートを用いて説明する。第４図は（
ａｌに示すように先行材の板厚Ｉ＋、が次行材の板厚１
１□より小さく　　（Ｉｌｌ＜Ｉ＋。）　、ｆｂｌに示
すように先行材の目標板温Ｔ１が次行材の目標板温Ｔ２
よりも小さい（ＴＩ＜７２）場合の例を示すものである
。この場合、（Ｃ）に示す炉温は、炉温の応答遅れ時間
ｔを予め予測し、先行材から次行材への炉温の設定替時
点が炉入口に入るｔ時間前になるように設定変更を行っ
ている。この場合（ｄｌに示す板温は、斜線に示す部分
が先行材の目標板温を上回る過加熱側での板温外れとな
るが、先行材と次行材との板厚差（ｎｚ−１及び目標板
温差（ＴＺ−Ｔ１．）が大きい時には、この板温外れが
過大となるといった問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、
移送速度と炉温とを、予め定めた板温公差からの板温は
ずれの時間軸積分値が小さくなるように制御し、目標板
温と板厚とが同時に変化するような場合でも、板温を目
標板温に近づけることができる連続焼鈍炉における金属
板の温度制御方法を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段〕 本発明は、上記目的を達成するために、金属板の移送速
度を制御する速度制御装置と、炉内の温度を制御する炉
温制御装置とを備えた連続焼鈍炉における金属板の温度
制御方法において、金属板寸法、目標板温、材質の少な
くとも１つが異なる先行材と次行材との接合部の前後で
の移送速度と炉温とを、予め定めた板温公差からの板温
はずれの時間軸積分値が小さくなるように予測計算し、
この予測計算に基づいて、前記接合部の前後における移
送速度と炉温とを前記速度制御装置と炉温制御装置゛と
によって制御するようにした。

〔作用〕

しかして、上述のようにして計算して制御することによ
って、板温公差からの板温はずれの時間軸積分値を小さ
くできるので、先行材と次行材との目標板温と板厚が同
時に変化した場合でも、板温を目標板温に近づけること
が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る連続焼鈍炉における金属板の温度制
御方法を実施状態を示す図面に基づいて説明する。

第１図は本発明方法を実施する場合に用いる連続焼鈍炉
の加熱装置と板温制御系統を示す模式図である。

図において１は内部に金属板Ｈを移送するための複数個
のハースロール２，２・・・を備えた連続焼鈍炉加熱帯
であって、この加熱帯１内に、炉温検出器３が配設され
ている。そして燃料は燃料流■制御装置４を介してこの
加熱帯１に供給される。

この燃料流量制御装置４は炉温制御装置５に接続されて
いる。また、金属＋ｍ　Ｈの移送ラインの加熱帯１の出
側には、板温検出器６が配されている。

また、金属板Ｈの移送ラインの加熱帯１の入側には駆動
モータ７で駆動される上下１対のプライドルロール８が
配され、前記駆動モータ７は速度制御装置９によって速
度が制御されるようになっている。また、金属板Ｈの移
送ラインのプライドルロール８より入側手前側には溶接
点検出器１０が配されていて、この溶接点検出器１０か
ら溶接位置トラッキング装置１１に溶接位置確認信号が
入力されるようになっている。そして、この溶接点位置
トラッキング装置１１と前記速度制御装置９と炉温制御
装置５とが、設定指令装置１９に接続され、この設定指
令装置１９が板温変化予測装置１２に接続されている。

この板温変化予測装置１２には、次行材設定値計算装置
１３と板温変更パターン指定装置１４とが接続されてい
る。そして、次行材設定値計算装置１３には、次行材の
板厚、板幅、目標板温、材質の情報が受信されるように
なっている。また、板温変化予測装置１２には先行材の
移送速度と炉温実績値との情報が受信されるようになっ
ている。

また、板温変更パターン指定装置１４には板温公差の情
報が受信されるようになっている。

次に上記構成に基づく制御課程を第２図に示すフローチ
ャートに基づいて説明する。

まず、板温変化予測装置１２で先行材の移送速度と炉温
実績値の情報が受信される（１１゜そして、次行材設定
値計算装置１３で次行材の板厚、板幅、目標板温、材質
の情報が受信される（２）。

また、板温変更パターン指定装置１４で板温公差の情報
が受信される（３）。そして、受信してメモリに記憶さ
れた前記情報と移送速度のテーブル値を使用して、まず
次行材の移送速度ｖ２を次行材設定値計算装置１３で（
１１式により計算して決定する（４）。

Ｖｚ＝　Ｆ　（Ｌ、　Ｗｚ、　Ｚｚ　）　　　　　　　
　　”（１）但し、　１１□：次行材の板厚 −２：次行材の板幅 Ｚ２：次行材の材質 次に上記（１１式で決定した移送速度ｖｚの下での次行
材の炉温設定値Ｆ２を次行材設定値計算装置１３で（２
）式により計算して求める（５）。

Ｆｚ＝Ｇ　（Ｖｚ、　ｌｌｚ、　Ｗｚ、　Ｔｉｔ　Ｚｚ
＋　　ΦｅＧ２）　　・・・（２）ただし、　　Ｔ２二
次行材の目標板温 Φ。２：次行材の総括熱吸収率 先行材の移送速度及び炉温から（１１，（２１式で求め
た次行材の移送速度及び炉温に変更すればよいが、これ
らの設定変更タイミングが制御上重要であるので、この
設定変更タイミングの計算を行う（６）。

次にこの設定変更のタイミングの計算法を第３図に示す
タイムチャートを用いて説明する。

第３図に示すのは、第４図に基づいて上述した従来の場
合と同様に、（ａｌに示すように先行材の板厚＋１．が
次行材の板厚Ｈ２より小さく　　（ＨＩ＜）Ｉ□）　、
　（ｂｌに示すように先行材の目標板温Ｔ、が次行材の
目標板温Ｔ２よりも小さい（ＴＩ＜ＴＺ）の場合の例で
ある。

第３図に示す場合のように、先行材と次行材とで目標板
温が異なる場合に、先行材と次行材の接合部で板温をス
テップ状に変化させることができれば理想的であるが、
実際には炉温の応答遅れ時間が大きいためにステップ状
に変化させることは不可能であるので、第３図（ｅ）に
示すようななだらかな曲線である板温変化線とならざる
を得ない。

この時、板温公差の上限Ｓ及び下限りを基準にした先行
材の板温公差外れ部ｐと次行材の板温公差外れ部ｑが発
生する。この板温公差外れ部ｐ及びｑが小さくなるよう
に、（Ｃ１に示す移送速度及び（ｄ）に示す炉温を設定
変更すれば良い。

次行材の移送速度ｖ２及び炉温Ｆ２は予め（１）式及び
（２）弐で求めてあり、先行材の移送速度Ｖ、からＶｔ
、先行材の炉温Ｐ１からＦ２へ至る変更タイミングと変
更パターンが制御上重要である。

移送速度は設備能力で決まる最大加減速率で変更可能で
あり、炉温は炉の熱容量で決まる１次遅れ状のパターン
で変更可能であるので、変更タイミングを決定すること
が残る問題である。

そこで、板温公差外れ部ｐ及びｑの面積をそれぞれＥｌ
、　ＥＸとして最適な板温変更曲線とそれに必要な移送
速度及び炉温の変更タイミングを計算するために、次式
の評価関数Ｅを導入する。

Ｅ＝αε、＋（１−α）Ｆ２（Ｑ＜α〈１）　　　　　
・・・（３）尚、この（３）式の計算は第１図に示す板
温変化予測装置１２で行なわれる。（３）式のパラメー
タαは、先行材重視、又は次行材重視の板温変更パター
ンを１旨定するためのパラメータであって、先行材及び
次行材の板温公差の大きさに応じたテーブル値として予
め指定しておく。（３）式の評価関数Ｅは移送速度及び
炉温の設定タイミングの２変数に関する非線型関数であ
り、非線型最適化の数値計算手法（例えば準ニュートン
法）によりＥを最小とする最適設定変更タイミングが求
まる。これによって、移送速度、炉温の設定変更を行な
っている。

また、第１図に示す溶接点位置トラッキング装置１１は
常に先行材と次行材との溶接点位置（接合部）をトラッ
キングしており、この溶接点位置が移送速度又は炉温の
設定変更タイミングに対応する位置を通過した時点で設
定指令装置１９は速度制御装置９と炉温制御装置５に対
してそれぞれ速度変更指令と炉温設定変更指令を出力す
る。これを受けて速度制御袋Ｗ９は駆動モータ７の速度
が設定速度に一致するように制御し、炉温制御装置５は
炉温か設定値に一致するように燃料流量制御装置４によ
り炉内に供給する燃料流量を操作する。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、以上述べたようにして、移送速度
及び炉温を制御することにより、板温公差からの板温は
ずれの時間軸積分値・を小さくすることができるので、
先行材と次行材との目標板温と板厚とが同時に変化した
場合でも、従来の方法に比べて、板温を目標板温に近づ
けることができる優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る連続焼鈍炉における金属板の温度
制御方法を実施する場合に用いる連続焼鈍炉の加熱装置
と板温制御系統を示す模式図、第２図は本発明方法を示
すフローチャート、第３図は本発明方法における先行材
と次行材の板厚、目標板温、移送速度、炉温、板温を示
すタイムチャート、第４図は従来方法における先行材と
次行材の板厚、目標板温、炉温、板温を示すタイムチャ
ートである。 Ｈ・・・金属板　５・・・炉温制御装置　９・・・速度
制御装置 特　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理
士　　河　　野　　登　　夫業 閃 嶌 図 算 圓 Ｈフ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属板の移送速度を制御する速度制御装置と、炉内
   の温度を制御する炉温制御装置とを備えた連続焼鈍炉に
   おける金属板の温度制御方法において、 金属板寸法、目標板温、材質の少なくとも１つが異なる
   先行材と次行材との接合部の前後での移送速度と炉温と
   を、予め定めた板温公差からの板温はずれの時間軸積分
   値が小さくなるように予測計算し、この予測計算に基づ
   いて、前記接合部の前後における移送速度と炉温とを前
   記速度制御装置と炉温制御装置とによって制御すること
   を特徴とする連続焼鈍炉における金属板の温度制御方法
   。