JPH03193827A - 材料温度制御方法 - 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、加熱炉における材料温度の制御方法に関する
。

〔従来技術〕

連続的に送給されるストリップを加熱炉内に挿通せしめ
、該加熱炉での加熱により焼鈍処理する連続焼鈍炉にお
いては、炉出側における前記ストリップの板温を管理す
ることが重要な課題となっており、該板温を所定の目標
温度に一致せしめるべく板温制御が行われる。

前記加熱炉には、ストリップに直接的に火炎を照射して
加熱する直火式加熱炉と、ラジアントチューブ等による
間接加熱炉とがある。前者は、短い炉長にて十分な加熱
が可能であるという利点を存し、一方後者は、還元雰囲
気中での加熱が実現され、ストリップの酸化を確実に防
止できるという利点を有する。

第４図は従来の板温制御方法を示すブロック図である。

図中６は直火式加熱炉であり、加熱材料である鋼板７の
移僧ラインの上流側から順に、予熱帯６１．加熱帯６２
．均熱帯６３が連続的に配されている。前記加熱帯６２
は、前記移送ラインの上流側から順に、第１加熱領域６
２ａ、第２加熱領域６２ｂ。

第３加熱領域６２ｃに領域分けされており、これらの各
領域には夫々直火バーナが配設され、該直火バーナは火
炎からの輻射伝熱によって鋼板７の加熱を行う。鋼板７
は予熱帯６１内において予熱せしめられた後、加熱帯６
２内にて所定温度に至るまで加熱され、均熱帯６３に移
送されるようになっている。このような直火式加熱炉６
の加熱帯６２の各加熱領域には、夫々炉内の温度を検出
する炉温検出器４，４．４が夫々備えられており、この
検出信号は各加熱領域内の温度制御を行う炉温制御器８
２゜８２．８２に与えられる。炉温制御器８２．８２．
８２は夫々の加熱領域の炉内温度が予め定められた闇値
を超えないように制御するものであり、炉内温度がこの
闇値を超える場合には炉内温度を下げるべく燃料ガスの
変更流量を求め、これを燃料供給量制御器９，９．９へ
与える。また、加熱帯６２の出側には鋼板７の温度を検
出する材温検出器５が配設されており、この検出信号は
、鋼板７の温度を制御する材温制御器８１に与えられる
。材温制御器８１は鋼板７の温度が予め定められた目標
温度になるように制御するものであり、目標温度と検出
温度との偏差に応じて燃料ガスの変更流量を求め、これ
を燃料供給量制御器９，９．９へ与える。そして、燃料
供給量制御器９．９．９では、炉温制御器８２゜８２、
８２及び材温制御器８１より与えられる変更流量値に応
じて燃料ガスの流量制御を行い、鋼板７の温度を制御す
る。

このような材料温度制御においては、加熱帯６２の各加
熱領域について燃料ガスの流量の基準値である基準供給
量を予め定め、該基準供給量を燃料ガスの供給量の初期
値とし、前述した如く燃料供給量を調節していた。とこ
ろで加熱帯６２の加熱効率は、第１加熱領域６２ａから
第３加熱領域６２ｃへ順に炉温か高くなる温度分布が最
も効率的であるが、燃料ガス供給量を各領域において同
一流量とした場合には、第２加熱領域６２ｂが、その両
側の加熱領域からの与熱によって最も高くなる傾向があ
り、この傾向は燃料ガスの総供給量が増加するに従って
顕著になることが知られている。このため前記基準供給
量を定める場合には、前記温度分布を実現すべく、経験
的に得られた配分比で燃料ガスの総供給量を加熱領域毎
に配分する方法を用いていた。

ところが、加熱帯６２の各領域は、炉温制御器８２゜８
２、８２及び材温制御器８１によって、前述した如く各
別に燃料供給量を制御するため、経時的に各領域の燃料
供給量がその基準供給量と異なる値になり、予め定めら
れた燃料供給量の配分比が得られず加熱効率が悪化する
虞がある。このため、作業者が加熱帯６２の燃焼状態を
監視して、各領域への燃料供給量の配分量を調節し、良
好な加熱効率を得られるように燃料ガスを各領域に配分
していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述の如く作業者が加熱帯６２の燃焼状
態を監視して、各領域の燃料供給量を調節し、燃料ガス
を各領域に配分し、材料の温度を制御する方法では、前
記作業者の熟練度が低い場合に良好な前記加熱効率を得
ることができない虞があった。また、加熱する材料の寸
法が異なると、必要とされる燃料ガスの総供給量が異な
るため、このような場合には、前記基準供給量を材料の
寸法に応じて設定変更する必要があるが、この設定変更
が頻繁になると作業者の作業量が増大して炉の操業効率
が低下するという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、前記
基準供給量が変更された場合には、各加熱領域別に予め
定められた基準供給量と実操業にて得られたその適正供
給量との比に基づいて変更後の基準供給量を補正する計
算を自動的に行い、この計算結果に基づいて燃料供給量
を加熱帯の各加熱領域に配分する制御を行うことにより
、作業者の作業量を軽減して操業効率の低下を抑止し、
また燃料ガスを適正に配分して良好な加熱効率を得るこ
とが可能である材料温度制御方法を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る材料温度制御方法は、複数の加熱領域を備
えた加熱炉にて、加熱対象の材料に応じて定められる燃
料総供給量から予めその加熱領域毎の供給燃料の基準供
給量を定め、該基準供給量を各加熱領域の燃料供給量の
初期設定値とし、前記材料の温度が所定値となるように
加熱領域毎に前記燃料供給量を修正しつつ燃料を供給し
、材料の温度を制御する方法において、前記燃料総供給
量の変更によって前記基準供給量が変更される場合は、
変更前の基準供給量と実際の燃料供給量との比を前記加
熱領域毎に求め、これらの比に基づいて変更後の基準供
給量を予め補正することを特徴とする。

〔作用］ 本発明においては、燃料総供給量の変更によって燃料の
基準供給量が変更される場合、変更前の実際の燃料供給
量を最適な燃料供給量と見なし、変更後の基準供給量が
、このような最適な燃料供給量となるように、変更後の
基準供給量を変更前の基準供給量と実際の燃料供給量と
の比に基づいて変更後の基準供給量を予め補正し、この
ように補正された基準供給量を燃料供給量の初期値とし
て用いると、燃料供給量の修正量が少なくなる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的に
説明する。第１図は本発明に係る材料温度制御方法（以
下本発明方法という）の実施に用いる材料温度制御装置
の構成を示す模式的ブロック図である。

図中６は直火式加熱炉であり、鋼板７の移送ラインの上
流側から順に、予熱帯６１．加熱帯６２．均熱帯６３が
連続的に配されている。前記加熱帯６２は、前記移送ラ
インの上流側から順に、第１加熱領域６２ａ、第２加熱
領域６２ｂ、第３加熱領域６２ｃに領域分けされており
、これらの各領域には夫々直火バーナが配設され、各領
域の直火バーナには、夫々図示しない燃料供給源から流
量制御弁３．３゜３を経て燃料ガスが供給され、直火バ
ーナは火炎からの輻射伝熱によって鋼板７の加熱を行う
。

このようにして鋼板７は予熱帯６１内において予熱せし
められた後、加熱帯６２内にて所定温度に至るまで加熱
され、均熱帯６３に移送されるようになっている。

このような直火式加熱炉６の加熱帯６２の各加熱領域に
は、夫々炉内の温度を検出する炉温検出器４．４．４が
夫々備えられており、この検出信号は鋼板７の温度を適
正値に制御する材料温度制御装置１の炉温制御部１４．
１４．１４に与えられる。そして加熱帯６２の出側には
鋼板７の温度を検出する材温検出器５が配設されており
、この検出信号は、材料温度制御装置１の材温制御部１
５に与えられる。

また、流量制御弁３，３．３の夫々の出側には燃料流量
検出器２，２．２が配設されており、この検出信号は材
料温度制御装置１の配分計算部１１及流量制御部１３．
１３．１３に与えられる。

前記材料温度制御装置１は、鋼板７の温度の検出値を予
め定められた目標温度に制御すべく総燃料供給量の変更
量を求める板温制御部１５．該板温制御部１５で求めら
れた総燃料供給量の変更量で総燃料供給量設定値を補正
する総燃料供給量補正部１６、加熱帯５２の各加熱領域
への流量配分の基準値となる総燃料供給量に応じた供給
量配分パターンが記憶された基準配分パターン記憶部１
７．総燃料供給量補正部１６で補正された総燃料供給量
補正値と基準配分パターン記憶部１７の供給量配分パタ
ーンとから燃料供給量の配分計算を行う配分計算部１１
、加熱帯５２の各加熱領域の炉温の検出結果が所定の闇
値を超えないように各加熱領域に供給される燃料ガスの
供給量の変更量を求める炉温制御部１４．１４．１４．
配分計算部１１で算出された各加熱領域の燃料供給量を
炉温制御部１４．１４．１４で求められた前記変更量で
補正する領域供給量補正部１２．１２．１２゜燃料流量
検出器２，２．２の流量検出値を領域供給量補正部１２
．１２．１２で補正された前記燃料供給量に一致させる
べく流量制御弁３，３．３を制御する流量制御部１３．
１３．１３より構成される。このように構成された材料
温度制御装置１では材温検出器５の検出結果が板温制御
部１５に与えられる。板温制御部１５では、この検出結
果と前記目標温度との偏差を求め、この偏差から前記検
出結果を目標温度に一致させるために必要である総燃料
供給量変更量を算出し、この算出結果を総燃料供給量補
正部１６へ与える。総燃料供給量補正部１６には、予め
簡易伝熱モデル計算によって求められた総燃料供給量基
準値を与えておき、この総燃料供給量補正部１６では前
記総燃料供給量基準値を総燃料供給量変更量にて補正し
、この補正結果を配分計算部１１に与える。また、配分
計算部１１には、基準配分パターン記憶部１７から総燃
料供給量に応じた供給量配分パターンが与えられており
、この配分計算部１１では前記総燃料供給量の補正結果
、前記供給量配分パターン及び燃料流量検出器２，２．
２から与えられる各加熱領域の検出結果に基づいて後述
する供給量配分演算を行って各加熱領域の燃料供給量を
算出し、この算出結果を領域供給量補正部１２、１２．
１２へ与える。また、炉温制御部１４．１４．１４では
、夫々炉温検出器４，４．４から与えられる各加熱領域
の炉温の検出結果が予め定められた上限値を超えた場合
は、この上限値を趨えないように各加熱領域に供給され
る燃料ガスの供給量の変更量を求め、この変更結果を領
域供給量補正部１２．１２゜１２へ与える。領域供給量
補正部１２．１２．１２では、配分計算部１１にて算出
された各加熱領域の燃料供給量を炉温制御部１４．１４
．１４から与えられる前記変更量で補正し、この補正結
果を流量制御部１３．１３．１３へ与える。流量制御部
１３．１３．１３では燃料流量検出器２．２．２の検出
結果を領域供給量補正部１２゜１２、１２から与えられ
る補正結果に一致させるように流量制御弁３，３．３の
弁開度を制御し、各加熱領域へ供給される燃料ガスの供
給量を調節して鋼板６の温度及び炉温を適正値に制御す
る。

次に本発明の特徴である配分計算部１１における燃料供
給量の配分計算方法について、例えば本実施例に用いた
如き３つの加熱領域を備えた加熱帯６２の場合について
説明する。第２図は配分計算前の基準供給量と実際の燃
料供給量とを比較したグラフ、第３図は第２図の状態か
ら総燃料供給量を増加させた場合の基準供給量と、配分
計算によって求められた基準供給量とを比較したグラフ
であり、これらの図において縦軸に、総供給量に対する
流量比、横軸に各加熱領域名をとってあり、これらの関
係を基準供給量は白丸、実際の燃料供給量は黒丸にて示
しである。

第２図に示すごとき各加熱領域における第１の基準供給
量α１□、β１□ＩＴ＋２が、総燃料供給量の増加によ
って第３図に示すごとき第１の基準供給量より大である
第２の基準供給量α２□、β２２＋　　γ２□に変更さ
れる場合、まず、下記（１）式に示す如く第２の基準供
給量α２□、β２□、γ２．に、夫々第１の基準供給量
α１□、β１２．７Ｉ２とその最適な供給量である実際
の燃料供給量αｌＩ＋　　β１□　Ｔｚとの比を乗算し
て、第２の基準供給量α２２．　　β２！、γ２２に応
じた燃料供給量α９　β、γを求め、そしてこの燃料供
給量α、β、Ｔの合計値が１００％となるように第（２
）式に示す如く補正し、最適燃料供給量α２．、β２８
．γ２．を算出する。

　Ｉ２ このような配分計算は、材温検出器５の検出結果及び炉
温検出器４，４．４の検出結果によってフィードバック
制御されて安定した実際の燃料供給量を最適な配分比で
配分されたものであると判断し、この配分比を学習し、
該配分比に基づいて基準配分パターン記憶部１７より与
えられる基準供給量を補正し、最適燃料供給量を得るも
のである。

そして、このような配分計算を繰り返し行うと、配分比
はより適正な値となる。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明方法においては、燃料の前記基
準供給量が変更された場合には、各加熱領域別に予め定
められた基準供給量と実際の燃料供給量との比に基づい
て変更後の基準供給量を補正する計算を自動的に行い、
この計算結果を新たな基準供給量として燃料供給量を加
熱帯の各加熱領域に配分する制御を行うため、作業者の
作業量が軽減されて操業効率の低下が抑止され、また燃
料供給量を適正に配分して良好な加熱効率を得ることが
可能である等本発明は優れた効果を奏する。

α＋β十γ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に使用する材料温度制御装置
の構成を示す模式的ブロック図、第２図及び第３図はそ
の計算方法を示すグラフ、第４図は従来の板温制御装置
の構成を示す模式的ブロック図である。 １・・・材料温度制御装置　７・・・綱板　１１・・・
配分計算部　　１７・・・基準配分パターン記憶部　　
６２・・・加熱帯　５２ａ・・・第１加熱領域　５２ｂ
・・・第２加熱領域５２ｃ・・・第３加熱領域

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の加熱領域を備えた加熱炉にて、加熱対象の材
   料に応じて定められる燃料総供給量から予めその加熱領
   域毎の供給燃料の基準供給量を定め、該基準供給量を各
   加熱領域の燃料供給量の初期設定値とし、前記材料の温
   度が所定値となるように加熱領域毎に前記燃料供給量を
   修正しつつ燃料を供給し、材料の温度を制御する方法に
   おいて、 前記燃料総供給量の変更によって前記基準 供給量が変更される場合は、変更前の基準供給量と実際
   の燃料供給量との比を前記加熱領域毎に求め、これらの
   比に基づいて変更後の基準供給量を予め補正することを
   特徴とする材料温度制御方法。