JPH032213B2 - - Google Patents

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JPH032213B2
JPH032213B2 JP57091203A JP9120382A JPH032213B2 JP H032213 B2 JPH032213 B2 JP H032213B2 JP 57091203 A JP57091203 A JP 57091203A JP 9120382 A JP9120382 A JP 9120382A JP H032213 B2 JPH032213 B2 JP H032213B2
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JP
Japan
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furnace
time
temperature
heating
group
Prior art date
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Application number
JP57091203A
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Japanese (ja)
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JPS58210120A (en
Inventor
Toshihiko Kawasumi
Kenji Doi
Tetsusaburo Niimura
Shinya Tanifuji
Yasuo Morooka
Haruyoshi Kumayama
Shinji Hori
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58210120A publication Critical patent/JPS58210120A/en
Publication of JPH032213B2 publication Critical patent/JPH032213B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0081Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多帯式加熱炉の燃焼制御方法に関す
る。加熱炉の省エネルギをはかつた運転制御方法
は、炉操業上重要な問題である。省エネルギを考
慮した昇温予定曲線をあらかじめ決めて記憶し、
記憶されている曲線に沿つて炉を制御する方法が
ある。しかし省エネルギに適した昇温予定曲線は
炉の操業状態や操業計画によつて異なつてくる。
また炉内のある鋼片を予定の温度に加熱するのに
必要な燃料は、その鋼片自体の加熱状態はもとよ
り炉内の他の鋼片の加熱状態や加熱予定曲線によ
つても異なる。したがつて記憶しておいた昇温予
定曲線で加熱したとしても必ずしも満足できる省
エネルギ効果が得られず、鋼片を予定の抽出温度
に加熱できないという問題がある。また起りうる
全ての状態変化、操業計画全てについてあらかじ
め昇温予定曲線を記憶しておくことは不可能に近
い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a combustion control method for a multi-zone heating furnace. An energy-saving operation control method for a heating furnace is an important issue in furnace operation. Predetermine and memorize a temperature rise schedule curve that takes energy savings into consideration.
There is a method of controlling the furnace along a memorized curve. However, the temperature rise schedule curve suitable for energy conservation will vary depending on the operating status and operating plan of the furnace.
Further, the amount of fuel required to heat a certain piece of steel in the furnace to a predetermined temperature varies depending on not only the heating state of the piece of steel itself but also the heating state of other pieces of steel in the furnace and the scheduled heating curve. Therefore, even if the steel slab is heated according to the stored temperature increase schedule curve, a satisfactory energy saving effect cannot necessarily be obtained, and there is a problem that the steel billet cannot be heated to the scheduled extraction temperature. Furthermore, it is almost impossible to memorize in advance the temperature increase schedule curves for all possible state changes and all operational plans.

本発明はこのような問題点を解決するためにな
されたものである。本発明は鋼片あるいは鋼片群
の現時点の加熱状態と今後の残在炉時間を経過し
て抽出されるまでに必要な燃料流量を予測し、該
予測した燃料流量が最小になるような昇温予定曲
線を見出し制御をおこなうものである。
The present invention has been made to solve these problems. The present invention predicts the current heating state of a steel billet or a group of steel billets and the fuel flow rate required until it is extracted over the remaining furnace time, and increases the fuel flow rate so that the predicted fuel flow rate is minimized. This method finds the temperature schedule curve and performs control.

特に抽出までの残在炉時間を複数の時間領域に
分割し、該分割された各時間領域における炉温を
独立変数として燃料が最小になる昇温予定曲線を
探索して決定することに特徴がある。
In particular, the remaining furnace time until extraction is divided into multiple time regions, and the furnace temperature in each of the divided time regions is used as an independent variable to search and determine a planned temperature increase curve that minimizes fuel consumption. be.

加熱炉に装入される鋼片の組合せは全てでたら
めに装入されるのではなく、サイズや鋼種が似て
いる鋼片をまとめて装入、あるいはほぼ等しい温
度の鋼片をまとめて装入、するなどの方法がとら
れる。言いかえると炉内にはサイズ、鋼種、装入
温度等がそれぞれ似ている鋼片グループがいくつ
か存在している。
The combinations of billets charged into the heating furnace are not randomly charged, but billets of similar size and steel type are charged together, or billets of approximately the same temperature are charged together. , etc. In other words, there are several groups of billets in the furnace that are similar in size, steel type, charging temperature, etc.

また連続鋳造設備と加熱炉の操業が密接に結び
ついている場合には、該連続鋳造設備から一定量
の鋼片が連続して到着し、一定時間をおいて次の
鋼片グループが到着し装入される場合がある。す
なわちある鋼片のグループの連続装入タイミング
と次のグループの装入タイミングが比較的接近し
ている場合と、大きく離れている場合とがある。
このような場合には炉内における鋼片の移動履歴
は各鋼片が所属している鋼片グループによつて異
なつてくる。
In addition, if continuous casting equipment and heating furnace operations are closely linked, a certain amount of billets will arrive one after another from the continuous casting equipment, and the next group of billets will arrive after a certain period of time and be loaded. may be entered. That is, there are cases where the successive charging timing of one group of steel billets and the charging timing of the next group are relatively close to each other, and cases where they are significantly different from each other.
In such a case, the movement history of the steel billets in the furnace differs depending on the billet group to which each billet belongs.

仮に省エネルギの観点から好ましい昇温曲線が
各々の鋼片について求められたとしたら、同一グ
ループ内の鋼片は似たような昇温曲線をもつであ
ろうし、グループが異なればまた違う昇温曲線を
もつ。
If a preferable temperature-rise curve from an energy-saving perspective were determined for each billet, billets in the same group would have similar temperature-rise curves, and different groups would have different temperature-rise curves. have.

以上のような観点から本発明の実施例では炉内
鋼片をグループ分けし、それぞれのグループの昇
温予定曲線を求める場合について述べる。以下で
は炉の抽出口から装入口に向つて炉内の鋼片グル
ープをa,b,c,……グループと名付けて説明
する。
From the above-mentioned viewpoint, in the embodiment of the present invention, a case will be described in which the steel slabs in the furnace are divided into groups and a scheduled temperature increase curve for each group is determined. In the following, steel billet groups in the furnace will be named groups a, b, c, . . . from the extraction port to the charging port and will be described.

次に、鋼片温度の推定に関していえば炉内鋼片
の内部温度分布は、計算によつて求めることがで
きるものとする。鋼片の表面から流入する熱量を
輻射モデルで計算し、鋼片内部の熱移動を熱拡散
方程式によつて計算する方式が従来の自動燃焼制
御でも多く用いられている。(例えば日本鉄鋼協
会、特別報告No.11、「連続鋼片加熱炉における伝
熱実験と計算方法」、昭46.5発行などがある) 一定時間前の鋼片の内部温度分布と、現在まで
の鋼片周囲の炉温履歴Tの値がわかれば、上記の
方式により現在の鋼片温度を知ることができる。
さらに、現在の鋼片温度がわかつているとき、現
在以降の鋼片周囲の炉温履歴を仮定すれば奨来の
鋼片温度の値を予測することもできる。この予測
計算は昇温予定曲線の計算において用いられる。
Next, regarding estimation of the steel billet temperature, it is assumed that the internal temperature distribution of the steel billet in the furnace can be determined by calculation. A method often used in conventional automatic combustion control is to calculate the amount of heat flowing in from the surface of a steel billet using a radiation model, and calculate the heat transfer inside the billet using a heat diffusion equation. (For example, the Iron and Steel Institute of Japan, Special Report No. 11, "Heat Transfer Experiments and Calculation Methods in Continuous Billet Heating Furnaces," published in May 1980, etc.) If the value of the furnace temperature history T around one piece is known, the current temperature of the steel piece can be found using the above method.
Furthermore, when the current billet temperature is known, the previous value of the billet temperature can be predicted by assuming the furnace temperature history around the billet since the present time. This predictive calculation is used in calculating the temperature increase schedule curve.

なお、以下では鋼片温度の平均値、表面と内
部の温度の差をΔθ、鋼片の内部温度分布をθで
表わすことにする。
In the following, the average value of the steel billet temperature, the difference between the surface and internal temperatures will be expressed as Δθ, and the internal temperature distribution of the steel billet will be expressed as θ.

さらに、ある時間内に鋼片に吸収される熱量を
qと表わすことにする。qの値は上述の輻射モデ
ルで計算する流入熱量をその時間内に積算するこ
とにより容易に求めることができる。
Furthermore, the amount of heat absorbed by the steel piece within a certain time will be expressed as q. The value of q can be easily determined by integrating the amount of inflow heat calculated using the above-mentioned radiation model within that time.

鋼片の炉内移動スケジユールは鋼片の抽出計画
情報が与えられればそれから計算によつて求める
ことができる。抽出計画は通常延生産量として与
えられることが多いが、それが与えられない場合
には、現在までの圧延実績から推定したり、標準
値を用いるようにしても良い。抽出計画が与えら
れれば、その抽出量に対応する抽出の平均ピツチ
が決まり、抽出側の鋼片から順にそのピツチで抽
出されると考えることにより各鋼片の抽出時刻が
定まる。ある鋼片グループと次の鋼片グループの
抽出の間に適当な待ち時間がある場合には、後続
グループの鋼片抽出時刻をそれだけ遅らせること
もできる。
The schedule for moving the steel billet in the furnace can be determined by calculation if the information on the extraction plan for the steel billet is given. The extraction plan is usually given as the rolling production amount, but if it is not given, it may be estimated from the rolling results to date or a standard value may be used. Once the extraction plan is given, the average extraction pitch corresponding to the extraction amount is determined, and the extraction time of each steel slab is determined by assuming that the steel slabs will be extracted at that pitch in order starting from the extraction side. If there is an appropriate waiting time between the extraction of one group of billets and the next group of billets, the time of extraction of the billets of the subsequent group may be delayed by that amount.

鋼片を実際に移動させるウオーキングビームが
一体式の場合には、先頭チヤージが抽出予定時刻
までに抽出口に到着するように移動することによ
り、後続鋼片の炉内の移動パターンが自動的に決
まる。また炉帯単位なに独立なウオーキングビー
ムを備えた炉、分割型移動炉床炉でもウオーキン
グビームどうしの動かし方のルールを考慮すれ
ば、先行鋼片の抽出予定時刻に基づいて、炉内の
後続鋼片の炉内移動パターンが決まる(具体的な
計算方法は、本願の主旨と関係ないので省略す
る)。
If the walking beam that actually moves the billet is integrated, the movement pattern of the following billets in the furnace is automatically adjusted by moving so that the leading charge arrives at the extraction port by the scheduled extraction time. It's decided. Furthermore, even in furnaces with independent walking beams for each hearth zone, and in split-type moving hearth furnaces, if the rules for how to move the walking beams are taken into consideration, the subsequent The movement pattern of the steel slab in the furnace is determined (the specific calculation method is omitted because it is not related to the purpose of this application).

このようにして炉内移動パターンが決まると、
それから各鋼片が今後炉内の各帯にどれだけ滞留
するか知ることは容易である。
Once the movement pattern in the furnace is determined in this way,
Then it is easy to know how long each billet will stay in each zone in the furnace in the future.

また第1図に示したように加熱炉の抽出側から
第4帯にある鋼片をaグループ、第3帯にある鋼
片をbグループ……第1帯にある鋼片をdグルー
プ、のように呼ぶことにする(第1図では第2帯
には鋼片がない場合を示している)。
Also, as shown in Figure 1, the steel slabs in the fourth zone from the extraction side of the heating furnace are grouped a, the steel slabs in the third zone are group b, and the steel slabs in the first zone are group d. (Figure 1 shows the case where there is no steel piece in the second band).

また以下に説明する制御方法では、鋼片(もし
くは鋼片のグループ)が抽出までに炉内にどれだ
け存在するかを表わす在炉時間τzや各帯にどれだ
け滞留するかを表わす炉帯滞留時間が重要なパラ
メータになるが、それらの値はあらかじめ予測す
ることができる。第1図は分割炉床の例である
が、本発明は従来のウオーキングビーム方式、す
なわち炉床が一体となつている連続炉においても
同様に適用できることは云うまでもない。
In addition, in the control method described below, the in-furnace time τz, which represents how many pieces of steel (or a group of steel pieces) exist in the furnace before being extracted, and the furnace zone residence time, which shows how much they stay in each zone, are used. Time is an important parameter, but its value can be predicted in advance. Although FIG. 1 shows an example of a split hearth, it goes without saying that the present invention is equally applicable to a conventional walking beam type furnace, that is, a continuous furnace in which the hearth is integrated.

本発明では、抽出側のグループから装入側のグ
ループの順に、各グループに所属する鋼片の昇温
曲線を計算する。以下ではMケの帯からなる加熱
炉の一般式として第(M−1)帯に滞留している
チヤージbを例にとつて昇温曲線の計算方法につ
いて述べる。第M帯にはチヤージaが滞留してお
り、その昇温曲線の計算は完了しているものとす
る(その計算方法はチヤージbの場合と本質的な
違いはないが、いくつか注意すべき点はある。そ
れについては後で述べる)。
In the present invention, the temperature rise curves of the steel slabs belonging to each group are calculated in order from the extraction side group to the charging side group. In the following, a method for calculating a temperature rise curve will be described using as an example the charge b retained in the (M-1)th zone as a general formula for a heating furnace consisting of M zones. It is assumed that charge a remains in the M-th zone, and the calculation of its temperature rise curve has been completed (the calculation method is essentially the same as that for charge b, but there are some things to note. There are some points (I'll get to that later).

したがつて、チヤージbの計算開始時には、第
M帯におけるチヤージa加熱に必要な最適炉温及
び燃料流量の値は計算済みである。
Therefore, at the time of starting the calculation of charge b, the values of the optimum furnace temperature and fuel flow rate necessary for heating charge a in the M-th zone have already been calculated.

グループbの加熱において注意しなければなら
ないのは、このグループbが第(M−1)帯に存
在している間、第M帯にあるグループaの加熱に
伴つて発生する高温の排ガスが流入するというこ
とである。このため、グループbの加熱のために
第(M−1)帯で投する燃料流量がグループaで
どのような加熱をおこなうかによつて異つた値に
なる。グループaの昇温予定曲線の計算が先に完
了していれば各時刻に炉帯Mから流出される排ガ
スの顕熱はわかつているので、以下に述べるよう
にチヤージbの加熱に必要な燃料流量を計算する
ことができる。
What must be noted when heating group b is that while group b exists in the (M-1) zone, high-temperature exhaust gas generated as a result of heating group a in the M zone will flow in. That is to say. Therefore, the fuel flow rate injected in the (M-1)th zone for heating group b becomes a different value depending on what kind of heating is performed in group a. If the calculation of the temperature increase schedule curve for group a is completed first, the sensible heat of the exhaust gas flowing out from the furnace zone M at each time is known, so as described below, the fuel required for heating charge b is Flow rate can be calculated.

まずグループbが(M−1)帯、M帯に滞留す
る時間をτb,M-1とτb,Mと表わし、それぞれをKM-1
KM個の時間領域に分割する。このときグループ
bの抽出までの今後の炉温履歴を {T(1) M-1,T(1) M-1,……,T(KM-1) M-1,T(1) M, ……,T(KM) M} とし、これをまとめてTbで表わす。ここでT(1) M-1
……,T(KM-1) M-1はグループbの第(M−1)帯に
おける温度履歴、T(1) M,……T(KM) Mは第M帯に進し
た後の温度履歴でそれぞれTb,M-1,Tb,Mとする。
First, the time that group b stays in the (M-1) band and M band is expressed as τ b,M-1 and τ b,M , and K M-1 and τ b,M respectively.
Divide into K M time domains. At this time, the future furnace temperature history until the extraction of group b is {T (1) M-1 , T (1) M-1 , ..., T (KM-1) M-1 , T (1) M , ..., T (KM) M }, which are collectively expressed as T b . Here T (1) M-1 ,
..., T (KM-1) M-1 is the temperature history in the (M-1) zone of group b, T (1) M , ...T (KM) M is the temperature after advancing to the M-th zone Let T b,M-1 and T b,M be respectively in the history.

以下ではその炉温履歴を次のように簡単に表わ
す。
Below, the furnace temperature history is simply expressed as follows.

Tb={T(K)|K=1,……KM′} KM′=KM-1+KM チヤージbが炉帯I(I=M−1,M)にいる
任意の時刻の燃料流量v(K) bを次式により計算する。
T b = {T (K) | K = 1, ...K M ′} K M ′ = K M-1 + K At any time when M charge b is in furnace zone I (I = M-1, M) Calculate the fuel flow rate v (K) b using the following formula.

v(K) b=QT〓/Δτ+QT〓/Δτ/HL′−T(K)M-1・Cg
w
+Cgw(T〓−T〓)vT〓/HL′−T(K)M-1Cgw ……(1) (K=1,2,……,KM,……,KM′) 〔Q(K) b:第K時間領域におけるグループbの鋼
片の受熱量 Q(K) L:第K時間領域における所属炉帯の損失熱
(K) M-1(K) M:第K時間領域における第(M−
1)帯と第M帯から流出する廃ガスの温度 Δτ:第K時間領域の時間長 HL′,Cgw:定数〕 ここで右辺の第2項がグループaの加熱の影響
を表わす項で、グループbが第M帯に進入する時
刻以降K≧KM-1+1ではv(K) a=0とする。
v (K) b = QT〓/Δτ+QT〓/Δτ/H L ′−T (K) / M-1・C g
w
+C gw (T〓−T〓)vT〓/H L ′−T (K) / M-1 C gw …(1) (K=1,2,…,K M ,…,K M ′) [Q (K) b : Heat received by the slab of group b in the K-th time region Q (K) L : Heat loss of the associated furnace zone in the K-th time region (K) M-1 , (K) M :(M-th in the K-th time domain)
1) Temperature of the waste gas flowing out from the zone and the M-th zone Δτ: Time length of the K-th time region H L ′, C gw : Constant] Here, the second term on the right side is the term representing the influence of heating on group a. , when K≧K M-1 +1 after the time when group b enters the M-th zone, v (K) a =0.

またK≧KM-1+1では第1項の(K) M-1のかわり
(K) M-1とする。
Also, when K≧K M-1 +1, (K) M-1 is used instead of (K) M-1 in the first term.

さらに1≧K≧KM-1のとき(K) Mは第M帯に滞
留しているグループaの加熱によつて決まる値で
あり、これは前述のとおりグループaの昇温曲線
計算時に決つているものとする。K≧KM-1+1
では(K) Mはグループbの加熱の仕方によつて変化
する値である。グループbの受熱量Q(K) bは、第K
時間領域の鋼片温度計算において求めることので
きる各鋼片の受熱量qの総和として容易に求ま
る。損失熱量Q(K) Lと排ガス温度(K)は次のような
回帰式によつて炉温T(K)と結びつけられる。
Furthermore, when 1≧K≧K M-1 , (K) M is a value determined by the heating of group a staying in the M-th zone, and this is determined when calculating the temperature rise curve of group a as described above. Assume that it is on. K≧K M-1 +1
Then, (K) M is a value that changes depending on the heating method of group b. The amount of heat received by group b Q (K) b is the Kth
It can be easily determined as the sum of the amount of heat received by each slab, q, which can be determined by calculating the temperature of the slab in the time domain. The amount of heat loss Q (K) L and the exhaust gas temperature (K) are linked to the furnace temperature T (K) by the following regression equation.

Q(K) L=ξT(K)+η ……(2) (K)=αT(K)+β ……(3) ここで、ξ,η,α,βは実験的に決まる回帰
係数。
Q (K) L =ξT (K) +η ...(2) (K) =αT (K) +β ...(3) Here, ξ, η, α, and β are regression coefficients determined experimentally.

以上より炉温{T(K)|K=1〜KM′}が与えら
れればK=1〜KM′の順に燃料流量v(1) b,v(2) b,…
…,v(KM) bが(1)式を用いて計算できることがわか
る。
From the above, if the furnace temperature {T (K) |K=1~ K M ′} is given, the fuel flow rate v (1) b , v (2) b ,...
…, v (KM) b can be calculated using equation (1).

このときグループbを予定の炉温履歴Tbで加
熱した場合の所要の燃料使用量Vbは次式から計
算できる。
At this time, the required fuel usage amount V b when group b is heated at the planned furnace temperature history T b can be calculated from the following equation.

Vb=v(1) bΔτM-1,b+……+VbΔτM-1,b+……+
v(KM) bΔτM,b ……(4) ここで ΔτM-1,b=τb,M-1/KM-1 ……(4′) ΔτM,b=τb,M/KM ……(4″) このとき問題はVbを最小にするような加熱方
法とそれに対応する昇温曲線を見出すことになる
が、実際の加熱炉では操業上の様々な制約があ
る。ここでは、そのうちの主なものを次のような
制約式として表わし、昇温曲線の計算に反映させ
る。
V b =v (1) b Δτ M-1,b +...+V b Δτ M-1,b +...+
v (KM) b Δτ M,b ……(4) Here Δτ M-1,b =τ b,M-1 /K M-1 ……(4′) Δτ M,b =τ b,M /K M ……(4″) At this time, the problem is to find a heating method that minimizes V b and a corresponding temperature rise curve, but in actual heating furnaces there are various operational constraints. Here, the main ones are expressed as the following constraint equations and reflected in the calculation of the temperature rise curve.

L≦≦U(抽出条件1) ……(5) ΔθL≦Δθ≦ΔθU(抽出条件2) ……(6) TL K≦T(K)≦TU K(炉温条件) ……(7) vL K≦v(K) b≦vU K(燃料流量条件) ……(8) (K=1〜KM′) ここで添字Lは下限値を表わしUは上限値を表
わす。(5)式は抽出時の鋼片内部温度の平均値に関
する条件、(6)式は抽出時の鋼片の表面と内部の温
度差に関する条件である。
L ≦≦ U (Extraction condition 1) ……(5) Δθ L ≦Δθ≦Δθ U (Extraction condition 2) ……(6) T L K ≦T (K) ≦T U K (Furnace temperature condition) …… (7) v L K ≦v (K) b ≦v U K (Fuel flow rate condition) ……(8) (K=1~K M ′) Here, the subscript L represents the lower limit value and U represents the upper limit value. . Equation (5) is a condition regarding the average value of the internal temperature of the steel slab during extraction, and Equation (6) is a condition regarding the temperature difference between the surface and interior of the steel slab during extraction.

次に炉温T(1),T(2),……,T(KM)を独立変数と
して、燃料流量を制約条件のもとで最小にする加
熱方法を見出す計算アルゴリズムについて具体的
に述べる。ここで述べる手法は先ず非線形の関数
v(K) bとΔθの線形式を求めることからスタートす
る。時分割領域の炉温の基準値をT0 b=(T(1) 0
T(2) 0,……,T(KM))と表わし、それから少しへ
だたつた炉温をTb=(T(1),T(2),……,T(KM)
し、両者の差を(ΔT(1),ΔT(2),……,ΔT(KM)
で表わす。このとき、Tbの関数v(K) b,,Δθを
T0 bのまわりで線形近似すると、次式が得られ
る(T0 bの決め方は後述)。
Next, we will specifically describe the calculation algorithm for finding a heating method that minimizes the fuel flow rate under constraint conditions, using the furnace temperatures T (1) , T (2) , ..., T (KM) as independent variables. . The method described here first uses a nonlinear function
Start by finding the linear form of v (K) b and Δθ. The reference value of the furnace temperature in the time division domain is T 0 b = (T (1) 0 ,
T (2) 0 , ..., T (KM) ), and the furnace temperature that has slightly deviated from that temperature is expressed as T b = (T (1) , T (2) , ..., T (KM)) . , the difference between the two is (ΔT (1) , ΔT (2) , ..., ΔT (KM)
It is expressed as At this time, the function v (K) b , , Δθ of T b is
By performing linear approximation around T 0 b , the following equation is obtained (how to determine T 0 b will be described later).

0kMJ=1 ′αJ・ΔT(J) ……(9) Δθ=Δθ0kMJ=1 ′βJ・ΔT(J) ……(10) Δ(K) b=v(K) b0kMJ=1 ′γ(K) JΔT(J) ……(11) (K=1〜KM′ ここで0,Δθ0,v(K) b0は炉温Tb 0で加熱した場
合の鋼片の平均温度、内外温度差、各時間領域に
おける燃料流量を意味し、αJ,βJ,γ(K) Jは炉温変
化の影響の大きさを表わす係数(影響係数)を表
わしている。
= 0 + kMJ=1 ′α J・ΔT (J) ……(9) Δθ=Δθ 0 + kMJ=1 ′β J・ΔT (J) ……(10) Δ (K) b = v (K) b0 + kMJ=1 ′γ (K) J ΔT (J) ……(11) (K=1~K M ′ where 0 , Δθ 0 , v (K) b0 is the furnace temperature T b Means the average temperature of the billet when heated at 0 , the temperature difference between the inside and outside, and the fuel flow rate in each time domain, and α J , β J , γ (K) J are coefficients that represent the magnitude of the influence of furnace temperature changes. (influence coefficient).

T0 b={T(1) 0,T(2) 0,……,T(KM) 0}の各要素の

は次のように選ぶのが良い。
The value of each element of T 0 b = {T (1) 0 , T (2) 0 , ..., T (KM) 0 } should be selected as follows.

1≦K≦KM-1T(K) 0=T(0) M-1(第M−1帯の現在炉
温) KM-1+1≦K≦KM′ T(K) 0=T(0) M(グループbが
第M帯に進入したときの初期炉温で、グループa
の昇温計算で決まる)。
1≦K≦K M-1 T (K) 0 =T (0) M-1 (Current furnace temperature in M-1 zone) K M-1 +1≦K≦K M ′ T (K) 0 =T (0) M (at the initial furnace temperature when group b enters the M zone, group a
(determined by temperature rise calculation).

もし、αJ,βJ,γ(K) J(K,J=1〜KM)の値がわ
かつていれば各時間分割ゾーンの炉温がある値だ
け変化したとき、抽出時の鋼片温度,Δθや燃
料流量v(K) bがどのような値をとるか(9)〜(11)式から
知ることができる。影響係数αK,βK,γ(K) Jは次の
手続きにより計算することができる。
If the values of α J , β J , γ (K) J (K, J = 1 to K M ) are known, when the furnace temperature in each time division zone changes by a certain value, the steel billet at the time of extraction The values of temperature, Δθ, and fuel flow rate v (K) b can be determined from equations (9) to (11). The influence coefficients α K , β K , γ (K) J can be calculated by the following procedure.

(i) 炉温T0 bで加熱した場合の,Δθ,v(K) bの値を
計算する。計算結果を0,Δθ0,v(K) b0(K=1〜
KM)とする。
(i) Calculate the value of Δθ, v (K) b when heated at the furnace temperature T 0 b . The calculation results are 0 , Δθ 0 , v (K) b0 (K=1~
KM ).

(ii) 第K時間分割ゾーンの炉温だけがあらかじめ
定めた温度<ΔT>だけ高くなつた場合の,
Δθ,v(K) bの値を求めそれを<>,<Δθ>,<
v(K) b>(K=1〜KM′)とする。
(ii) When only the furnace temperature in the K-th time division zone increases by a predetermined temperature <ΔT>,
Find the value of Δθ, v (K) b and use it as <>, <Δθ>, <
Let v (K) b > (K=1 to K M ′).

(iii) このときαJ,βJ,γ(K) Jは次式で求められる
(iii) In this case, α J , β J , and γ (K) J are calculated using the following equations.

αJ=(<>−0)/<ΔT> ……(12) βJ=(<Δθ>−Δθ0)/<ΔT> ……(13) γ(K) J=(<v(K) b>−v(K) b0)/<ΔT>……(14) 以上の計算をK=1〜KMに関しておこなえば
全ての影響係数は求まる。
α J = (<>− 0 )/<ΔT> …(12) β J = (<Δθ>−Δθ 0 )/<ΔT> …(13) γ (K) J = (<v (K) b > −v (K) b0 )/<ΔT> (14) If the above calculation is performed for K=1 to K M , all influence coefficients can be found.

(9)〜(11)式を(4)〜(8)式に代して整理すると次の各
式が得られる。
When formulas (9) to (11) are replaced by formulas (4) to (8), the following formulas are obtained.

Vb=C0+C1t1+……+CKM′tKM′ ……(15) bL〓≦α1t1+……+αKM′tKM′≦bU〓 ……(16) bL〓〓≦β1t1+……+βKM′tKM′≦bU〓〓……(17
) O≦tK≦bU t,K (J=1〜KM′) ……(18) bL v,K≦γ(K) 1t1+……+γ(K) KM′tKM′≦bU v,K (K=1〜KM′ ……(19) ここで、 tK=T(K)−TL K(K=1〜KM′) ……(20) またCa,……,CKM′,bL〓,bU〓,bL〓〓,bU〓〓
,bU t
K,bL v,K,bU v,Kは影響係数やT0 b0,Δθ0
v(K) b0を(4)〜(11)式に適用することにより一意的に決
まる。
V b =C 0 +C 1 t 1 +……+C KM ′t KM ′ …(15) b L 〓≦α 1 t 1 +……+α KM ′t KM ′≦b U 〓 …(16) b L 〓〓≦β 1 t 1 +……+β KM ′t KM ′≦b U 〓〓……(17
) O≦t K ≦b U t,K (J=1~ K M ′) ……(18) b L v,K ≦γ (K) 1 t 1 +……+γ (K) KM ′t KM ′ ≦b U v,K (K=1~ K M ′...(19) Here, t K =T (K) −T L K (K=1~ K M ′)...(20) Also, C a ,...,C KM ′,b L 〓,b U 〓,b L 〓〓,b U 〓〓
, b U t ,
K, b L v , K, b U v , K are influence coefficients, T 0 b , 0 , Δθ 0 ,
It is uniquely determined by applying v (K) b0 to equations (4) to (11).

(15)〜(19)式は変数{t1,t2,……,tKM′}
に関し線形な関係式であるから、結局問題は
(16)〜(19)式を満し(15)式のVbを最小にす
る{t1〜tKM′}を見出す線形計画の問題に帰着す
る。
Equations (15) to (19) are variables {t 1 , t 2 , ..., t KM ′}
Since this is a linear relational expression for do.

これを解く方法は良く知られており、本発明の
本質と関係ないので説明は省略する。線形計画法
の手法で求めた解を{t1 *,t2 *,……,t* KM′}と
する。これを(20)式に適用すると最適な炉温の
組{T(1)*,T(2)*,……,T(KM)*}が得られる。
さらにこの炉温の組で代表鋼片を加熱した場合の
鋼片温度の時間変化を計算し、これをグループb
の昇温予定曲線θ*とする。
The method for solving this problem is well known and is not related to the essence of the present invention, so its explanation will be omitted. Let the solutions obtained using the linear programming method be {t 1 * , t 2 * , ..., t * KM ′}. Applying this to equation (20) yields the optimal furnace temperature set {T (1)* , T (2)* , ..., T (KM)* }.
Furthermore, we calculate the time change in the billet temperature when a representative billet is heated with this set of furnace temperatures, and calculate this change over time for group b.
Let the planned temperature increase curve θ* be θ * .

第2図に計算結果の例を示す。第2図はKM′=
4の場合であり、aは炉温の時間変化、すなわち
{T(1)*,……,T(4)*}を示している。bは昇温予
定曲線θ*を示している。またcは燃料流量の時間
経過を示している。この各時刻の燃料v(K)* b
T(K)*を(1)式に適用して求めた。
Figure 2 shows an example of the calculation results. Figure 2 shows K M ′=
4, and a indicates the change in furnace temperature over time, that is, {T (1)* , ..., T (4)* }. b shows the temperature increase schedule curve θ * . Further, c indicates the time course of the fuel flow rate. The fuel v (K)* b at each time is
T (K)* was calculated by applying equation (1).

以上の説明では、先にグループaの昇温予定曲
線の計算がすんでおり、グループbの加熱に及ぼ
す影響がその計算結果から知りうることを仮定し
ていた。一方、第M帯に滞留しているグループa
の場合には他のグループの加熱の影響を考えるこ
となしに昇温予定曲線の計算ができる。すなわち
第M帯では廃ガスは流出するだけで流入してこな
い。また、第M帯は最終帯だから、これ以上次の
帯に移動してそこで先行グループの加熱の影響を
受けることもない。
In the above explanation, it is assumed that the temperature increase schedule curve for group a has been calculated in advance, and that the influence on the heating of group b can be known from the calculation results. On the other hand, group a staying in the Mth band
In this case, the temperature increase schedule curve can be calculated without considering the influence of heating in other groups. That is, in the Mth zone, the waste gas only flows out and does not flow in. Furthermore, since the M-th band is the final band, there is no possibility of moving to the next band and being affected by the heating of the preceding group there.

したがつてグループaの抽出までの時間を適当
に分割し、各時間分割域の第M帯炉温を独立変数
として最適な昇温予定曲線を計算する場合、グル
ープbの計算にくらべ計算が簡単になる。例えば
(1)の燃料式はグループbの場合第1項に相当する
式だけを考えれば充分であり、線形化のための基
準炉温としては、第M帯の現在の炉温を用いれば
良い。計算の手続きはグループbの場合と同じな
ので省略する。
Therefore, when calculating the optimal temperature increase schedule curve by dividing the time until extraction of group a appropriately and using the M zone furnace temperature in each time division area as an independent variable, the calculation is easier than calculation for group b. become. for example
For the fuel equation (1), in the case of group b, it is sufficient to consider only the equation corresponding to the first term, and the current furnace temperature in the M-th zone may be used as the reference furnace temperature for linearization. The calculation procedure is the same as for group b, so it will be omitted.

以下では本発明の具体的実施例を第3図を用い
て説明する。
A specific embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

第3図において1は加熱炉本体、2は加熱炉煙
道3,3〜1〜3〜3は分割型移動炉床、4は炉内鋼
片、5はバーナ、6,6〜1〜6〜3はマイナー調節
計、7,7〜1〜7〜3は炉温検出計、100は燃焼
制御装置を表わす。
In Fig. 3, 1 is the heating furnace main body, 2 is the heating furnace flue 3, 3 ~ 1 ~ 3 ~ 3 is the split type moving hearth, 4 is the steel piece in the furnace, 5 is the burner, 6, 6 ~ 1 ~ 6 3 represents a minor controller, 7, 7 1 to 7 3 represent a furnace temperature detector, and 100 represents a combustion control device.

加熱炉1に装入された鋼片4は分割移動炉床3
ビームによつて炉内を抽出口まで搬送される間に
加熱される。鋼片1の温度が所望の値になるよう
に燃焼制御装置100は各帯の炉温設定値もしく
は燃料流量設定値をマイナー調節計6に出力す
る。マイナー調節計6は、炉温もしくは燃料流量
が与えられた設定値に一致するようにバーナ5の
開度を調整する。このバーナから投入された空気
を燃料の混合体が炉内で燃焼して鋼片を加熱す
る。燃焼制御装置100は炉内鋼片を最小の燃料
投入量で鋼片の抽出温度に加熱する機能を有して
いる。
The steel slabs 4 charged into the heating furnace 1 are divided into moving hearths 3
It is heated while being transported by the beam through the furnace to the extraction port. The combustion control device 100 outputs the furnace temperature set value or fuel flow rate set value for each zone to the minor controller 6 so that the temperature of the steel billet 1 reaches a desired value. The minor controller 6 adjusts the opening degree of the burner 5 so that the furnace temperature or fuel flow rate matches a given set value. The air input from the burner is combusted by a fuel mixture in the furnace to heat the steel billets. The combustion control device 100 has a function of heating the steel billet in the furnace to the extraction temperature of the steel billet with a minimum amount of fuel input.

第4図に燃焼制御装置100の機能構成を示
す。第4図において101は情報管理部、102
は鋼片温度計算部、103は昇温予定曲線計算
部、104は制御演算部を示している。
FIG. 4 shows the functional configuration of the combustion control device 100. In FIG. 4, 101 is an information management department, 102
Reference numeral 103 indicates a steel billet temperature calculation section, 103 a temperature rise curve calculation section, and 104 a control calculation section.

情報管理部101は炉内鋼片を分割炉床単位の
グループに分ける。すなわち第1帯にある複数本
の鋼片群が第2帯へ移動開始するときこの鋼片群
を以後の加熱における1つのグループとみなす。
第2帯へ移動開始した後も続けて鋼片が装される
場合には、グループの先頭から一定距離以上離れ
た鋼片は別の新しいグループに属するものとみな
す。
The information management unit 101 divides the steel pieces in the furnace into groups of divided hearth units. That is, when a plurality of steel billet groups in the first zone start moving to the second zone, this steel billet group is regarded as one group in subsequent heating.
If pieces of steel continue to be loaded after starting to move to the second zone, pieces of steel that are more than a certain distance away from the head of the group are considered to belong to another new group.

情報管理部101の第2の機能は各グループの
昇温予定曲線を計算するタイミングを決定するこ
とである。加熱炉は、加熱炉出側にある圧延機の
操業状態に応じ炉の操業計画を変更する。このよ
うな炉操業の変更が発生すると、それまで最適と
考えていた昇温予定曲線は必らずしも実情にそぐ
わないものになるので、情報管理部101は昇温
予定曲線計算部103に昇温予定曲線の計算を指
令する。また、鋼片を昇温予定曲線に従つて加熱
しようとしても外乱が大きい場合には鋼片温度と
昇温予定曲線の差が大きくなる。このような場合
現在の加熱状態を出発点にして目標温度を達成す
る最適な昇温カーブは現在の昇温予定曲線とは異
なるであろう。そこで現在用いている昇温予定曲
線を計算してから一定時間経過したら昇温予定曲
線を再計算するように昇温予定曲線計算部103
に指令を出す。さらにあるグループがある帯から
別の帯に移動したときにも昇温予定曲線を計算し
なおす。
The second function of the information management unit 101 is to determine the timing for calculating the temperature increase schedule curve for each group. The heating furnace changes its operating plan depending on the operating state of the rolling mill on the outlet side of the heating furnace. When such a change in furnace operation occurs, the temperature increase schedule curve that was considered optimal until then does not necessarily match the actual situation. Commands calculation of temperature schedule curve. Further, even if an attempt is made to heat the steel billet according to the planned temperature increase curve, if the disturbance is large, the difference between the temperature of the steel billet and the planned temperature increase curve becomes large. In such a case, the optimal temperature increase curve for achieving the target temperature using the current heating state as a starting point will be different from the current temperature increase schedule curve. Therefore, the temperature increase schedule calculation unit 103 is configured to recalculate the temperature increase schedule curve after a certain period of time has elapsed since calculating the currently used temperature increase schedule curve.
issue instructions to. Furthermore, when a group moves from one zone to another, the projected temperature increase curve is recalculated.

以上述べたようにあらかじめ定めたイベントの
発生を検知したら情報管理部101は昇温有予定
曲線103に対し昇温予定曲線の計算を指冷す
る。そのイベントは上に述べたものに限らないこ
とは言うまでもない。
As described above, when the occurrence of a predetermined event is detected, the information management unit 101 instructs the temperature increase expected curve 103 to calculate a temperature increase schedule curve. It goes without saying that the events are not limited to those described above.

鋼片温度計算部102は炉内の全鋼片の現在温
度を計算する。この計算は炉温検出計7で検出し
た各帯の炉温(T^1,T^2,……,T^N)から鋼片周
囲の炉温を決定する。たとえば鋼片の位置が炉温
検出計d番とd+i番目の間にあるとき、この鋼
片の周囲の炉温Tを次式で計算する。
A billet temperature calculation unit 102 calculates the current temperature of all billets in the furnace. In this calculation, the furnace temperature around the steel slab is determined from the furnace temperature in each zone (T^ 1 , T^ 2 , ..., T^ N ) detected by the furnace temperature detector 7. For example, when a steel piece is located between the d-th and d+i-th furnace temperature detectors, the furnace temperature T around the steel piece is calculated using the following equation.

T^=(T^d+1−T^d)・Ll d+T^d ……(21) Ld:炉温検出計dと(d+1)の間の距離 l:炉温検出計dから鋼片までの距離 前回この鋼片の温度計算してからこのTで加熱
されていたものとし、現在までの鋼片温度の変化
を計算する。この値が、次回の鋼片温度計算の出
発点となりさらに昇温予定曲線計算の初期値とし
て用いられる。具体的計算手法は、前述のとうり
輻射モデルと熱拡散モデルを用いる。この結果鋼
片の内部温度分布θが得られる。
T^=(T^ d+1 −T^ d )・L l d +T^ d ...(21) L d : Distance between furnace temperature detector d and (d+1) l: From furnace temperature detector d Distance to the steel billet Assume that the temperature of this steel billet has been heated at this T since the last time the temperature was calculated, and calculate the change in the temperature of the steel billet up to the present. This value becomes the starting point for the next billet temperature calculation and is further used as the initial value for the temperature increase schedule curve calculation. The specific calculation method uses the radiation model and thermal diffusion model as described above. As a result, the internal temperature distribution θ of the steel piece is obtained.

昇温予定曲線演算部103は情報管理部101
より昇温予定曲線計算の指令を受けとるとただち
に計算を開始する。その具体的方法については前
の方で詳しく述べた。
The temperature increase schedule calculation section 103 is the information management section 101
Upon receiving a command to calculate the planned temperature rise curve, the calculation starts immediately. The specific method was described in detail earlier.

グループbの場合の計算フローを第5図に示
す。図中のステツプ40,70,130では鋼片
の温度の計算を実行するが前述のようにその詳細
は省略した。
The calculation flow for group b is shown in FIG. In steps 40, 70, and 130 in the figure, the temperature of the steel piece is calculated, but the details are omitted as described above.

またステツプ40,70で燃料流量を計算する
とき抽出側の帯でグループaのために投入する燃
料流量の値が必要になるが、このためにはグルー
プbの計算に先立つてグループaの昇温曲線の計
算をおこなう必要がある。これについては後述す
る。なお第M帯にあるグループaの場合には廃ガ
スの流入がないので、燃料流量の計算が簡単にな
ることを除けば、第5図と同じフローにより計算
することができる。またグループdの計算フロー
も第5図と全く同じになることはいうまでもな
い。
Also, when calculating the fuel flow rate in steps 40 and 70, the value of the fuel flow rate input for group a in the extraction side band is required, but for this purpose, the temperature rise of group a must be determined prior to the calculation of group b. It is necessary to calculate the curve. This will be discussed later. Note that in the case of group a in the M-th zone, there is no inflow of waste gas, so calculation can be performed using the same flow as in FIG. 5, except that calculation of the fuel flow rate is simplified. It goes without saying that the calculation flow for group d is also exactly the same as that in FIG.

次に情報管理部101で検知したイベントとこ
の昇温予定曲線計算部103の計算との関係を述
べる。
Next, the relationship between events detected by the information management section 101 and calculations by the temperature increase schedule curve calculation section 103 will be described.

例として先ず圧延トラブルのため加熱炉からの
鋼片抽出が停止された場合を考える。このときオ
ペレータが停止の予定時間Δτzをインプツトする
と、情報管理部101は、この情報を受けとつて
昇温予定曲線計算部103に対し昇温予定曲線の
計算を指令する。昇温予定曲線計算部103は、
それまでの在炉時間τzのかわりにτz+Δτzを新し
い在炉時間とみなし昇温予定曲線を計算する。第
6図にその計算結果を示す。は変更前、は変
更後である。燃料流量のレベルが下つており、省
エネルギに適した昇温予定曲線となることがわか
る。
As an example, first consider a case where extraction of steel billets from a heating furnace is stopped due to rolling trouble. At this time, when the operator inputs the scheduled stop time Δτz, the information management unit 101 receives this information and instructs the temperature increase schedule curve calculation unit 103 to calculate a temperature increase schedule curve. The temperature increase schedule curve calculation unit 103
Instead of the previous in-furnace time τz, τz + Δτz is regarded as the new in-furnace time, and the temperature increase schedule curve is calculated. Figure 6 shows the calculation results. is before the change, and is after the change. It can be seen that the fuel flow rate level has decreased and the temperature rise schedule curve is suitable for energy saving.

別の例として、前回昇温予定曲線を計算してか
ら一定時間経過したことを情報管理部101が検
知し昇温予定曲線計算部に指令を出した場合につ
いて述べる。予知せざる外乱のため鋼片温度が昇
温予定曲線に比べかなり低い場合をとりあげる。
このとき昇温予定曲線計算部103は、現在の鋼
片温度を出発点にして目標の温度になるように計
算をおこなう。この計算結果を第7図に示す。θ
*()は旧、θ*()に新昇温予定曲線を示
す。
As another example, a case will be described in which the information management unit 101 detects that a certain period of time has passed since the previous calculation of the temperature increase schedule curve and issues a command to the temperature increase schedule curve calculation unit. Let us consider a case where the billet temperature is considerably lower than the planned temperature rise curve due to an unexpected disturbance.
At this time, the temperature increase schedule curve calculation unit 103 performs calculations using the current billet temperature as a starting point to reach the target temperature. The results of this calculation are shown in FIG. θ
*() indicates the old curve, and θ*() indicates the new temperature increase schedule curve.

昇温予定曲線計算部103で計算した各グルー
プの昇温予定曲線θ*は制御演算部104に出力
される。制御演算部104はこのθ*と鋼片温度
計算部102で計算した各鋼片の温度θを入力
し、各鋼片がθ*に沿つて加熱されるように、炉
温もしくは燃料の設定値を計算する。その計算方
法は本発明に関係ないので省略するが、例えばそ
の一例は特公昭49−29403号に詳しい。
The temperature increase schedule curve θ* for each group calculated by the temperature increase schedule curve calculation unit 103 is output to the control calculation unit 104. The control calculation unit 104 inputs this θ* and the temperature θ of each billet calculated by the billet temperature calculation unit 102, and sets the furnace temperature or fuel set value so that each billet is heated along θ*. Calculate. The calculation method is not related to the present invention and will therefore be omitted, but an example thereof is detailed in Japanese Patent Publication No. 49-29403.

次に炉内鋼片をグループ化し、抽出側の炉帯か
ら順に昇温予定曲線を決定することによる効果を
説明する。このため第1のケースとしてグループ
aが厚さ250mmの鋼片の集りで、グループbが200
mmの鋼片の集りである場合を考える。一方、第2
のケースとしてグループa,bとも厚さ200mmの
鋼片の集りであるとする。すなわちグループbの
抽出側にあるグループの厚さが250mmと200mmと異
なる2ケースについて考える。このとき、グルー
プbの昇温予定曲線について計算した結果を第8
図に示す。第1のケースの方が第2のケースに比
べ時間的に早い時期に高い温度に達するのに、燃
料のレベルはむしろ低い。これは第1のケースで
はグループaの厚みが厚いのでこれを加熱するた
め炉温を高くしている。この結果グループbの位
置に流れ込んでくる排ガスの温度が高くなり、熱
量も多く流れ込んでくるためと考えることができ
る。
Next, the effect of grouping the steel slabs in the furnace and determining the planned temperature increase curve in order from the furnace zone on the extraction side will be explained. Therefore, in the first case, group a is a collection of steel pieces with a thickness of 250 mm, and group b is a collection of steel pieces with a thickness of 200 mm.
Consider the case of a collection of mm steel pieces. On the other hand, the second
Assume that both groups a and b are a collection of steel pieces with a thickness of 200 mm. In other words, consider two cases in which the thicknesses of the groups on the extraction side of group b are different, 250 mm and 200 mm. At this time, the results calculated for the scheduled temperature increase curve of group b are
As shown in the figure. Although the first case reaches a higher temperature earlier than the second case, the fuel level is rather low. This is because in the first case, group a is thick, so the furnace temperature is raised to heat it. This can be considered to be because the temperature of the exhaust gas flowing into the position of group b becomes high as a result, and a large amount of heat flows into the position.

次に各帯の滞留時間に関する分割数を具体的に
どのようにして決めるかについて簡単に述べる。
第9図に鋼片グループbが(M−1)帯とM帯に
それぞれ40分滞留する場合に関して、分割数
KM-1とKMをともに1にした場合、3とした場
合、5とした場合の計算結果を示す。第9図aは
昇温予定曲線の計算結果を示しており、第9図b
は両帯の分割数KM-1,KMを1,3,5とした場
合の消費燃料流量の計算値を、K=KM-1=KM
1の場合を100として比の形で示したものである。
Next, we will briefly discuss how the number of divisions regarding the residence time of each band is specifically determined.
Figure 9 shows the number of divisions when billet group b stays in the (M-1) zone and M zone for 40 minutes each.
The calculation results are shown when K M-1 and K M are both set to 1, 3, and 5. Figure 9a shows the calculation results of the expected temperature rise curve, and Figure 9b
is the calculated value of the consumed fuel flow rate when the number of divisions of both bands K M-1 and K M are 1, 3, and 5, K = K M-1 = K M =
It is expressed in the form of a ratio, with the case of 1 being 100.

第9図aによればKが1のときには、昇温予定
曲線が炉帯のかわり目でかなり大きくなるのに対
し、Kが大になるにつれなめらかな昇温予定曲線
が得られている。また、第9図bによればK=1
のときの燃料消費量が最も大きく、Kが大になる
につれ小さくなる傾向があるがK=3の場合と5
の場合であまり差がない。K=1のとき、燃料消
費が大きい理由としては、このときグループbが
炉帯を通過する間の炉温がある高い温度に保たれ
るような計算条件が原因と考えられる(K=1の
とき鋼片グループが新しい炉帯に入つたとき、そ
の炉帯の炉温に向つて急激に上昇しているのがa
の図に表われている)。一方、K=3,5のとき
には同一炉帯内の炉温が時間と共に何段階かにわ
たつて上るので、急激な加熱に伴う熱効率の低下
(主に排ガス顕熱の上昇によつて生ずる)を防ぐ
ことができる。
According to FIG. 9a, when K is 1, the temperature increase schedule curve becomes considerably large at the place of the furnace zone, whereas as K increases, a smooth temperature increase schedule curve is obtained. Also, according to FIG. 9b, K=1
The fuel consumption is the highest when K = 3 and 5.
There is not much difference in the case of The reason why the fuel consumption is large when K=1 is considered to be due to the calculation conditions such that the furnace temperature is kept at a certain high temperature while group b passes through the furnace zone (K=1). When a group of billets enters a new furnace zone, the temperature of the furnace in that zone is rapidly increasing.
(as shown in the figure). On the other hand, when K=3 and 5, the furnace temperature in the same furnace zone rises over several stages over time, so the thermal efficiency decreases due to rapid heating (mainly caused by the rise in exhaust gas sensible heat). It can be prevented.

このような考えを徹底するとKを大きくとる程
省エネルギ効果が高い昇温予定曲線が得られるこ
とになるが、第9図bからもわかるようにKをあ
る程度以上大きくしてもほとんど差がない。一方
Kを大きくすると先に述べた影響係数が急激にふ
え、計算時間が急増する。このためKをあまり大
きくすることも好ましくはない。これまでの経験
によれば分割時間Δτが10〜20分程度になるよう
にKを選ぶのが好ましく、Kの値としてみたとき
2〜4程度とするのが良い。これは炉の応答特性
が10〜20分程度で、それ以上こまかく時間分割し
ても意味がないことを表わしている。
If we thoroughly follow this idea, we will be able to obtain a temperature rise schedule curve in which the larger K is, the higher the energy-saving effect will be.However, as can be seen from Figure 9b, there is almost no difference even if K is increased beyond a certain point. . On the other hand, when K is increased, the above-mentioned influence coefficient increases rapidly, and the calculation time increases rapidly. For this reason, it is not preferable to make K too large. According to past experience, it is preferable to select K so that the division time Δτ is about 10 to 20 minutes, and the value of K is preferably about 2 to 4. This indicates that the response characteristic of the furnace is approximately 10 to 20 minutes, and there is no point in dividing the time into more detailed time periods.

また、現在所属している炉帯の残りの滞留時間
をあるKの値で分割したとき、Δτがあらかじめ
定めた最小の分割時間ΔτMINより小さいときは、
分割数をK−1としてΔτを決めなおすことも有
効である。残りの滞留時間がΔτMINより小さいと
きはK=1とすべきことは以上の説明から明らか
であろう。
Furthermore, when dividing the remaining residence time of the furnace zone to which it currently belongs by a certain value of K, if Δτ is smaller than the predetermined minimum division time Δτ MIN , then
It is also effective to re-determine Δτ by setting the number of divisions to K-1. It will be clear from the above explanation that K should be 1 when the remaining residence time is smaller than Δτ MIN .

なお、時間分割による省エネルギ効果は炉帯に
よつて異なる。抽出側の帯を時間分割した方が効
果が大きい炉では抽出側に近い方の帯の滞留時間
のみを分割し、装入側に近い方の帯は時間分割し
ないで昇温予定曲線を計算しても良い。こうする
ことにより省エネルギ効果をあまり犠性にするこ
となしに影響係数計算時間を短縮できる。
Note that the energy saving effect of time division differs depending on the furnace zone. For furnaces where it is more effective to time-divide the zone on the extraction side, divide only the residence time of the zone closer to the extraction side, and calculate the planned temperature rise curve for the zone closer to the charging side without dividing the time. It's okay. By doing so, the influence coefficient calculation time can be shortened without sacrificing the energy saving effect too much.

なお、先の実施例ではθ,Δθ,v(K) Mを線形化し
て最適な炉温変化とそれに対応する昇温予定曲線
θ*を決定したが、θ,Δθ,v(K) Mは炉温変化の非
線形な関数だから非線形計画法の手法を使つてθ
*を決定できる。
In the previous example, θ, Δθ, v (K) M were linearized to determine the optimal furnace temperature change and the corresponding temperature increase schedule curve θ*, but θ, Δθ, v (K) M Since it is a nonlinear function of furnace temperature change, θ is calculated using nonlinear programming method.
* can be determined.

また本発明で計算するθ*は単に制御に用いる
だけでなく、オペレータに対する運転ガイダンス
情報としても有用である。
Further, θ* calculated in the present invention is not only used for control but also useful as driving guidance information for the operator.

以上述べたように本発明によれば、鋼片グルー
プがこれから通過する各帯の炉温の経時変化も考
慮に入れて省エネルギ効果の高い昇温予定曲線を
オンラインで計算することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to calculate on-line a temperature increase schedule curve with a high energy-saving effect, taking into account changes over time in the furnace temperature of each zone through which a group of steel billets will pass from now on.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は分割型移動炉床の説明図を、第2図a
は炉温の時間変化を、bは昇温予定曲線を、cは
燃料流量の時間経過を、第3図は本発明による制
御の全体システムの説明図を、第4図は燃料制御
装置のブロツク構成図を、第5図はグループbの
演算フローを、第6図は燃料流量予測値と鋼片温
度を、第7図は現時点における鋼片温度を基準に
演算された昇温予定曲線を、第8図はグループb
の鋼片グループbの鋼片温度と燃料流量の2つの
ケースの場合の例を、第9図は時間分割数と鋼片
温度燃料流量の関係をそれぞれ示している。 1……炉体、2……煙道、3〜1〜3〜4……分割
型移動炉床、4……鋼片、5……バーナ、100
……燃焼制御装置、101……情報管理部、10
2……鋼片温度計算部、103……昇温予定曲線
計算部。
Figure 1 is an explanatory diagram of the split type moving hearth, Figure 2 a
b shows the time course of the furnace temperature, b shows the planned temperature increase curve, c shows the time course of the fuel flow rate, FIG. 3 shows an explanatory diagram of the entire control system according to the present invention, and FIG. 4 shows a block of the fuel control device Figure 5 shows the calculation flow for group b, Figure 6 shows the predicted fuel flow rate and billet temperature, and Figure 7 shows the temperature increase schedule calculated based on the current billet temperature. Figure 8 shows group b
FIG. 9 shows the relationship between the number of time divisions and the billet temperature and fuel flow rate in two cases of billet temperature and fuel flow rate for billet group b. 1...furnace body, 2...flue, 3 ~1 ~3 ~4 ...divided type moving hearth, 4...steel piece, 5...burner, 100
... Combustion control device, 101 ... Information management department, 10
2... Steel billet temperature calculation section, 103... Temperature increase schedule calculation section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 複数の炉帯を有し昇温予定曲線に沿つて鋼片
を移送加熱する加熱炉の燃焼制御方法において、
1つの鋼片あるいはお互いに隣接してなる鋼片群
の残在炉時間を複数の時間領域に分割し、該各々
の時間領域の炉温の組合せとして与えられる加熱
パターンの複数個のパターン各々について燃料消
費量と鋼片の抽出温度を演算し、該演算結果を用
いて該鋼片あるいは鋼片群の温度があらかじめ定
められた許容範囲にあつてかつ燃料消費量が最小
になる残在炉時間における最適加熱パターンを演
算し、演算された最適加熱パターンを用いて鋼片
あるいは鋼片群の昇温予定曲線を演算し、該演算
された昇温予定曲線に沿つて残在炉時間における
鋼片あるいは鋼片群の加熱をおこなうことを特徴
とする加熱炉の燃焼制御方法。 2 前記特許請求の範囲第1項記載の残在炉時間
を複数の時間領域に分割するに際し、少なくとも
1つの炉帯での在炉時間を複数の時間領域に分割
することを特徴とする加熱炉の燃焼制御方法。 3 前記特許請求の範囲第1項記載の残在炉時間
を複数の時間領域に分割するに際し、あらかじめ
定められた最小時間領域数に等しいか大きい時間
領域数になるように分割することを特徴とする加
熱炉の燃焼制御方法。 4 前記特許請求の範囲第3項記載の最小時間領
域を該炉の応答時間に基づいて定めることを特徴
とする加熱炉の燃焼制御方法。 5 前記特許請求の範囲第2項記載において、あ
らかじめ定めた炉帯についてのみ当該炉帯での在
炉時間を複数の時間領域に分割することを特徴と
する加熱炉の燃焼制御方法。 6 前記特許請求の範囲第1項記載において残在
炉時間を複数時間領域に分割するに際しあらかじ
め定めた最大分割数を越えない範囲で分割するこ
とを特徴とする加熱炉の燃焼制御方法。 7 前記特許請求の範囲第1項記載の各々の加熱
パターンにおける燃料消費量を該分割された時間
領域の各々について演算した和として求めること
を特徴とする加熱炉の燃焼制御方法。 8 前記特許請求の範囲第7項記載の燃料消費量
の演算において当該炉帯に隣接する抽出側の炉帯
から流入する排ガス顕熱を考慮して当該炉帯の当
該分割時間領域における燃料消費量を予測演算す
ることを特徴とする加熱炉の燃焼制御方法。 9 前記特許請求の範囲第7項記載において、分
割された時間領域の燃料消費量を該炉の抽出側の
炉帯にある鋼片から順次演算することを特徴とす
る加熱炉の燃焼制御方法。 10 前記特許請求の範囲第1項記載の最適加熱
パターンの演算を以下のステツプにより演算する
ことを特徴とする加熱炉の燃焼制御方法。 (a) 該演算で求められた複数個の加熱パターンに
おける燃料消費量と鋼片あるいは鋼片群の抽出
温度から該複数時間分割領域における炉温の変
化分に対する該燃料消費量あるいは該抽出温度
との関係を線形式として導出するステツプ。 (b) 該導出された線形式を用いて該最適加熱パタ
ーンを演算するステツプ。 11 前記特許請求の範囲第10項記載の各々の
時間領域の炉温の組合せとして与えられる加熱パ
ターンにおける燃料消費量および抽出温度の演算
結果を用いて該分割された時間領域の炉温の変化
に対する該燃料消費量および抽出温度への影響係
数を演算し、該演算された影響係数を用い各々の
時分割領域における炉温のあらかじめ定められた
基準値からの偏差から与えられた炉温に外する該
燃料消費量および該抽出温度を予測演算すること
を特徴とする加熱炉の燃焼制御方法。
[Claims] 1. A combustion control method for a heating furnace that has a plurality of furnace zones and transfers and heats a steel billet along a scheduled temperature rise curve,
The remaining furnace time of one steel billet or a group of steel billets adjacent to each other is divided into a plurality of time regions, and for each of a plurality of heating patterns given as a combination of furnace temperatures in each time region. The fuel consumption and extraction temperature of the steel billets are calculated, and the calculation results are used to calculate the remaining furnace time during which the temperature of the steel billet or group of billets is within a predetermined allowable range and the fuel consumption is minimized. calculate the optimum heating pattern for the steel billet, calculate the planned temperature increase curve for the steel billet or group of billets using the computed optimum heating pattern, and calculate the temperature increase curve for the billet or group of billets during the remaining furnace time. Or a combustion control method for a heating furnace, which is characterized by heating a group of steel slabs. 2. A heating furnace characterized by dividing the remaining furnace time in at least one furnace zone into a plurality of time regions when dividing the remaining furnace time according to claim 1 into a plurality of time regions. combustion control method. 3. When dividing the remaining furnace time into a plurality of time regions according to claim 1, the remaining furnace time is divided into a number of time regions that is equal to or greater than a predetermined minimum number of time regions. Combustion control method for heating furnace. 4. A combustion control method for a heating furnace, characterized in that the minimum time range according to claim 3 is determined based on the response time of the furnace. 5. A combustion control method for a heating furnace as set forth in claim 2, characterized in that only a predetermined furnace zone is divided into a plurality of time regions for a time period in which the furnace zone is occupied. 6. A heating furnace combustion control method as set forth in claim 1, characterized in that when dividing the remaining furnace time into a plurality of time regions, the remaining furnace time is divided within a range not exceeding a predetermined maximum number of divisions. 7. A combustion control method for a heating furnace, characterized in that the amount of fuel consumed in each heating pattern as set forth in claim 1 is calculated as a sum of calculations for each of the divided time regions. 8 In calculating the fuel consumption amount as set forth in claim 7, the fuel consumption amount in the divided time region of the furnace zone is calculated by taking into account the sensible heat of the exhaust gas flowing from the extraction side furnace zone adjacent to the furnace zone. A combustion control method for a heating furnace characterized by predictive calculation. 9. A combustion control method for a heating furnace according to claim 7, characterized in that the fuel consumption in the divided time domains is calculated sequentially from the steel slabs in the furnace zone on the extraction side of the furnace. 10. A combustion control method for a heating furnace, characterized in that the optimum heating pattern according to claim 1 is calculated by the following steps. (a) From the fuel consumption and the extraction temperature of the steel billet or steel billet group in the plurality of heating patterns determined by the calculation, calculate the fuel consumption or the extraction temperature for the change in the furnace temperature in the plurality of time-divided regions. Steps to derive the relationship as a linear form. (b) a step of calculating the optimum heating pattern using the derived linear form; 11. Using the calculation results of the fuel consumption and extraction temperature in the heating pattern given as a combination of the furnace temperatures of each time domain as set forth in claim 10, the change in the furnace temperature of the divided time domain is determined. Calculate the influence coefficient on the fuel consumption and extraction temperature, and use the calculated influence coefficient to set the furnace temperature to a given one based on the deviation from the predetermined reference value of the furnace temperature in each time division area. A combustion control method for a heating furnace, comprising predicting and calculating the fuel consumption amount and the extraction temperature.
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