JPH032331A - 連続焼鈍炉の板温制御装置 - 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、炉温制御が可能な加熱炉の前段に燃料供給量
の変更が可能な加熱炉を配し°ζなる連続焼鈍炉におけ
る板温制御装置に関する。

〔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炉等の間
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有する反面、ストリップの酸化
を防止することが困難であり、ストリップの品質を保証
し得ないという欠点を有しており、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６′Ｃ
実に防止できるという利点を有する反面、十分な加熱の
実現のためには炉長の長大化が避けられないという欠点
を有している。そこで、間接加熱炉を用いてなる第１の
加熱炉の前段に直下式加熱炉を用いてなる第２の加熱炉
を配し、加熱すべきストリップを第２．第１の順に通板
せしめることにより、炉長の短縮化とストリップ品質の
保証とを同時的に実現した連続焼鈍炉が従来から一般的
に使用されている。

さてこのような連続焼鈍炉においては、後段に位置する
間接加熱炉出側における板温は、該加熱炉の炉内温度と
良好に対応するため、間接加熱炉への燃料送給量を一定
に保持し、炉内温度を所定温度に維持することにより、
定常時における板温管理は容易に行い得る。従って、前
述した板温制御の対象となるのは、例えば、前記目標温
度の設定変更がなされた場合等の非定常時であり、この
ような板温制御を行う板温制御装置は、間接加熱炉出側
におけるストリップの板温を検出し、この検出結果をフ
ィードバック信号として用いて間接加熱炉の炉内温度及
び／又はストリップの通板速度を変更する構成となって
いる。炉内温度の変更は、具体的には燃料供給■の変更
として実施されるが、後段に位置する間接加熱炉におい
ては燃料供給量の変更に応じて炉内温度が変化する際の
応答時間は２０〜３０分程度にも達するため、前記板温
制御を炉内温度の変更操作により行った場合、炉内温度
の安定化以前に通仮されたストリップに加熱不良が生じ
るという難点があり、また通板速度の変更操作により行
った場合、この変更時に連続焼鈍炉内に存在する部分に
加熱不良が生じ、炉全長に相当する長さの加熱不良部が
発生するという難点がある。

連続焼鈍炉の板温制御におけるこのような難点を解消す
るものとして、特開昭５５−７３８３１号公報に開示さ
れた板温制御方法がある。第３図はこの実施態様を示す
模式的ブロック図である。

図中１は間接加熱炉であり、また２はこれの前段に配設
された直火式加熱炉であって、焼鈍処理すべきストリッ
プ３は、直火式加熱炉２の入側、及び再加熱炉１．２間
に配された多数の案内ロール４，４・・・、並びに間接
加熱炉１の出側に配設されたプライドルロール５に図示
の如（張架され、プライドルロール５の回転に応じて直
火式加熱炉２内及び間接加熱炉１内をこの順に通仮し、
直火式加熱炉２内において予熱せしめられた後、間接加
熱炉１内にて所定温度に至るまで加熱されるようになっ
ている。

このような連続焼鈍炉にて実施される前記板温制御方法
は、間接加熱炉１内のストリップ３が、炉内のラジアン
トチューブからの輻射伝熱によって加熱されるのに対し
、直火式加熱炉２内のストリップ３は、加熱炉２内部の
火炎からの輻射伝熱によって加熱されるために、直火式
加熱炉２への燃料供給量を変更せしめた場合、ストリッ
プ３に前記輻射伝熱に伴う板温変化が速やかに生じるこ
とに着目したものであり、この板温制御を実施するため
の板温制御装置２０は、図示の如く、間接加熱炉１出側
におけるストリップ３の目標温度の変更に応じて間接加
熱炉ｌの目標炉温及び／又はストリップ３の目標通板速
度を演算する主演算部２１、この演算結果を実現すべく
間接加熱炉１の炉温を制御する炉温制御部２２、及び、
同じく主演算部２１による演算結果を実現すべくストリ
ップ３の通板速度を制御する速度制御部２３を備えると
共に、直火式加熱炉２出側における目標板温を演算する
板温演算部２５及びこの演算結果を実現すべく直火式加
熱炉２への燃料供給量を制御する板温制御部２６とを備
えてなる。

主演算部２１においては、ストリップ３の通板位置を追
跡する位置追跡部２４からこれに与えられる位置情報に
応じて所定のタイミングにて前記演算及び結果の出力が
なされ、前記炉温制御部２２は、例えば間接加熱炉ｌ内
に配設された炉温検出器６の検出結果をフィードバック
信号として用い、間接加熱炉１への燃料供給量を変更す
ることにより前記演算結果を実現すべく動作し、また速
度制御部２３は、例えばプライドルロール５の回転軸に
装着された回転検出器７の検出結果をフィードバック信
号として用い、プライドルロール５の駆動モータの回転
速度を変更することにより前記演算結果を実現すべく動
作する。以上の動作により板温制御を実行した場合、ス
トリップ３の板温が所定の目標温度に達するまでに多大
に時間を要し、この間に加熱不良部が発生することは前
述した如くであり、前記板温演算部２５及びこれの演算
結果に応じて動作する板温制御部２６は、前記加熱不良
部の発生を防止するために設けである。板温演算部２５
は、前記主演算部２１からの入力信号により間接加熱炉
１の目標炉温及びストリップ３の目標通板速度を認識し
、これらの設定値が変更された場合、これにより間接加
熱炉ｌ出側において過渡的に生じるストリップ３の長手
方向各点における板温変化を推定し、この推定結果と目
標板温との間の偏差を相殺するために直火式加熱炉２の
出側において達成されるべき目標板温を演算し、この結
果を、前記位置追跡部２４からこれに与えられるストリ
ップ３の通板位置に対応させて板温制御部２６に出力す
る。板温制御部２６は、例えば、直火式加熱炉２出側に
配設された板温検出器８の検出結果をフィードパ・７り
信号として用い、直火式加熱炉２への燃料供給■を変更
することにより前記演算結果を実現すべく動作する。前
述した如く、直火式加熱炉２内においては、火炎からの
輻射熱伝達によってストリップ３の加熱がなされるから
、板温演算部２５の前述の演算及びこの演算結果に基づ
いて行われる板温制御部２６の動作により、直火式加熱
炉２の出側における板温は比較的短時間にて整定する。

従って、例えば、間接加熱炉１出側における目標板温の
設定変更が現状よりも高め（又は低め）になされ、該加
熱炉１の炉温制御が行われた場合、これに応じて炉内温
度が整定するまでの間に発生する加熱不足（又は加熱過
多）の発生を、直火式加熱炉２内における加熱過多（又
は加熱不足）を強制的に生せしめることにより防止する
ことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

さて第４図は、直火式加熱炉２ヘステツプ状の燃料供給
量変更指令を与えた際に、これに応じて変更される燃料
供給量の実績値及び該加熱炉２出側における板温の検出
値に生じる時間的変化の様子を調べた結果を示すグラフ
である。本図に示す如く、燃料供給量の実績値は、前記
変更指令に応じて数秒の応答速度にて応答し、速やかに
所定の供給量が達成されるのに対し、前記板温は、前記
変更指令の後、燃料供給量の変化に対応して急速に変化
する部分ｂ１と、緩慢に変化する部分ｂ２とを経て所定
温度に整定する変化態様を示す。板温の急速な変化部分
ｂｌは、直火式加熱炉２内における火炎からストリップ
３への輻射伝熱により生じる板温変化であり、同じく緩
慢な変化部分ｂ！は、炉壁からの輻射伝熱により生じる
板温変化であって、ストリップ３の板温は比較的短時間
にて所定温度近くに達するが、これが所定温度に正しく
安定化するまでの間には、３分程度の時間が必要である
。

前述した如く、従来の板温制御装置２０の板温制御部２
６の動作は、板温演算部２５の演算結果を実現すべく、
直火式加熱炉２へ燃料供給量の変更指令を発することに
よりなされる。ところが、このときフィードバック信号
として用いる前記板温検出器８の検出結果が第４図の如
き変化態様を示すために、第５図に示す如く、板温演算
部２５からステップ状の板温変更指令が与え゛られた場
合においても、これに応じて板温制御部２６が発する燃
料供給量の変更指令には板温の変化態様に対応する応答
遅れが生じることになり、直火式加熱炉２への実際の燃
料供給量はこのような変更指令に応じて図示の如く変化
する結果、該加熱炉２出側における実際の板温か安定化
するまでの時間は５分前後にも達し、更に、このストリ
ップ３が間接加熱炉ｌ内を通板された後目標板温に達し
て安定化するまでの間には、１０分前後の遅れ時間が発
生する。このように従来の板温制御装置２０においては
、間接加熱炉１出側における板温偏差を速やかに相殺す
ることが困難であり、ストリップ３における加熱不良部
の発生を十分に抑制することができないという問題点が
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、前段
に位置する加熱炉出側におけるストリップの板温を速や
かに変化せしめ、後段に位置する加熱炉出側での板温偏
差を速やかに相殺することができる連続焼鈍炉の板温制
御装置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〕

本発明に係る連続焼鈍炉の板温制御装置は、炉温調節手
段を有する第１の加熱炉と、燃料供給量調節手段を有す
る第２の加熱炉と、これらの内部を前記第２．第１の順
に通板されるストリップの通板速度調節手段とを備え、
第１の加熱炉出側における前記ストリップの板温を所定
の目標温度に保つべく、前記炉温調節手段及び／又は通
板速度調節手段を動作せしめる連続焼鈍炉の板温制御装
置において、前記動作に伴い第１の加熱炉出側にて前記
ストリップの長手方向各点に過渡的に発生する板温変化
を推定する手段と、この推定結果と前記目標温度との間
の偏差を相殺すべく、前記第１の加熱炉出側における前
記ストリップの板温と第２の加熱炉への燃料供給量との
間にて予め設定された相関関係に基づいて、前記燃料供
給量調節手段へ動作指令を発する演算指令手段とを具備
することを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、まず、第１の加熱炉出側にて過渡的
に生じる板温変化が推定され、次いで、第２の加熱炉出
側の板温と該加熱炉への燃料供給■との間にて予め設定
された相関関係に基づいて、前記推定結果とと目標板温
との間の偏差を相殺するために必要な第２の加熱炉への
燃料供給量が決定され、この決定内容を実現すべく第２
の加熱炉への燃料供給量が調節される。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第１図は本発明に係る連続焼鈍炉の板温制御装置の構
成を示す模式的ブロック図である。

図中１は、ラジアントチューブ炉等を用いてなる間接加
熱炉であり、また２はこれの前段に配設された直火式加
熱炉である。焼鈍処理すべきストリップ３は、再加熱炉
１．２の入側、出側に配設された多数の案内ロール４．
４・・・及びプライドルロール５に図示の如く張架され
、再加熱炉１，２の内部に所定の経路に沿って挿通され
ており、このストリップ３は、前記プライドルロール５
の回転により、直火式加熱炉２から間接加熱炉１の順に
通板せしめられ、この間に所定温度に至るまで加熱され
て、間接加熱炉１の出側に連続的に送出されるようにな
っている。

このような連続焼鈍炉にて実施される板温制御は、間接
加熱炉ｌ出側におけるストリップ３の板温を所定の目標
温度に一致せしめるべく行われるものであり、本発明に
係る（反温制御装置１０は、ストリップ３の長手方向の
各位置にて予め設定された目標板温を実現すべく、間接
加熱炉１の目標炉温及び／又はストリップ３の目標通板
速度を演算する主演算部１１、この演算結果を実現すべ
く間接加熱炉１の炉温を制御する炉温制御部１２、及び
、同じく主演算部１１による演算結果を実現すべくスト
リップ３の通板速度を制御する速度制御部１３を備える
と共に、直火式加熱炉２への目標燃料供給量を演算する
燃料供給■演算部１５、及びこの演算結果を実現すべく
直火式加熱炉２への燃料供給量を制御する燃料供給量制
御部１６を備えてなる。

主演算部１１は、ストリップ３の通板位置を追跡する位
置追跡部１４から与えられる位置信号により通板位置を
認識しており、例えば、異なる厚さ部分のつなぎ目等、
目標板温を変更すべき部分が所定位置を通過したことが
認識された時点において、前記目標炉温及び／又は通板
速度を演算し、この演算結果を炉温制御部１２、速度制
御部１３及び燃料供給量演算部１５に夫々与える。位置
追跡部１４は、例えば、間接加熱炉ｌの入側直前の案内
ロール４、又は同位置に配設されストリップ３の表面に
転接する図示しない専用ロールの回転軸に装着された回
転検出器が発するパルス信号をカウントすることによっ
て通板位置の追跡を行う。

炉温制御部１２は、主演算部１１からこれに与えられる
目標炉温を実現すべく、例えば間接加熱炉１内に配設さ
れた炉温検出器６の検出結果をフィードパツク信号とし
て用い、間接加熱炉１への燃料供給量を変更する動作を
なし、また速度制御部１３は、主演算部１１からこれに
与えられる目標通板速度を実現すべ（、例えばプライド
ルロール５の回転軸に装着された回転検出器７の検出結
果をフィードバック信号として用い、プライドルロール
５の駆動モータの回転速度を変更する動作をなす。

このようにして間接加熱炉１の炉温制御、ストリップ３
の通板速度制御、又はこれらの両方を行った場合におい
ても、間接加熱炉ｌの出側におけるストリップ３の板温
か所定の目標温度に達するまでに多大に時間を要し、こ
の間に加熱不良部が発生することは前述した如くである
。

本発明の特徴たる前記燃料供給量演算部１５及びこれの
演算結果に応じて動作する燃料供給量制御部１６は、従
来の板温制御装置２０における板温演算部２５及び板温
制御部２６と同様、炉温制御部１２の動作に応じて間接
加熱炉１内の炉温か安定化するまでの間、又は速度制御
１３の動作により通板速度が変更された際に間接加熱炉
ｌ内にあったストリップ３が該加熱炉ｌの出側に達する
までの間、直火式加熱炉２への燃料供給量を強制的に変
更して、前記加熱不良部の発生を防止すべく設けである
。

燃料供給量演算部１５は、前記主演算部１１からの人力
信号により間接加熱炉１において実行される目標炉温及
びストリップ３の目標通板速度を認識し、例えば、これ
らを変更前の値と比較して、この変更により間接加熱炉
１出側において過渡的に生じるストリップ３の長手方向
各点における板温変化を推定し、これと目標板温との間
の偏差を相殺するために必要な直火式加熱炉２への燃料
供給量を演算する。この演算を可能とするため、燃料供
給量演算部１５には、直火式加熱炉２における燃料供給
量と、これによって間接加熱炉ｌ出側において達成され
るストリップ３の板温との間に成立する相関関係が数表
又は数式等の形にて予め記憶させてあり、この相関関係
を適用することにより加熱炉ｌの出側板温と目標板温と
の間の偏差を相殺するために必要な燃料の目標供給量の
演算がなされる。前記相関関係は、例えば、サイズ及び
鋼種が種々に異なるストリップ３に対し、種々の通板速
度にて行われた多くの操業実績又は実験に基づいて決定
される。

燃料供給量演算部１５の演算結果は、前記位置追跡部１
４からこれに与えられるストリップ３の通板位置に対応
させて板温制御部１６に出力されるようになっており、
板温制御部１６は、例えば、直火式加熱炉２への図示し
ない燃料供給系の流量調整弁の開度調節を、該供給系に
おける供給量検出、結果をフィードバック信号として行
い、前記目標供給量を実現すべく動作する。

第２図は以上の如く構成された板温制御装置ＩＯの動作
内容を示すタイムチャートである。本図には、主演算部
１１からのステップ状の板温変更指令が発せられた場合
の燃料供給量演算部１５から発せられる供給量変更指令
の一例を示すと共に、この指令に応じた燃料供給量制御
部１６の動作により実際に生じる直火式加熱炉２への燃
料供給ヱの実績、同加熱炉２出側における板温、及び間
接加熱炉１出側におけるストリップ３の板温の時間的変
化の様子が示しである。

燃料供給演算部１５においては、前述の如く設定された
相関関係に基づいて燃料の目標供給量が演算され、この
演算結果は、図示の如く、主演算部１１からの板温変更
指令に対応して得られる燃料供給量をフォーシングさせ
た供給量変更指令として燃料供給演算部１５から発せら
れ、この供給量変更指令に対し、燃料供給量の実績値は
数秒の時定数にて高速応答する。従って、直火式加熱炉
２出側でのストリップ３の板温は、わずかな時間（１分
程度）にて所定の板温に達して安定化し、更に、このス
トリップ３が間接加熱炉ｌ内を通板された後の板温もま
た、わずかな時間（２分程度）にて目標板温に達して安
定化する。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明装置においては、最終的な目標
板温の変更により、第１の加熱炉出側での目標板温が変
更された際に、該加熱炉出側において過渡的に生じる板
温の変化状態が推定され、第１−の加熱炉出側の板温と
、前段に位置する第２の加熱炉への燃料供給量との間に
て予め設定された相関関係に基づいて、前記推定結果と
目標板温との間の偏差を相殺するために必要な燃料供給
量が決定され、この決定内容を実現すべく第２の加熱炉
への燃料供給量が調節されるから、前記板温偏差が速や
かに解消され、目標板温の変更時に発生する加熱不良部
の発生長さを大幅に削減することができ、連続焼鈍炉に
おける製品歩留りの向上が図れる等、本発明は優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の構成を示す模式的ブロック図、第
２図は本発明装置の動作内容を示すタイムチャート、第
３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、第４図は直火式加熱炉へ燃料供給量の変更指令を与
えた場合にこれに応じて達成される燃料供給量の実績値
と加熱炉出側における板温との時間的変化の様子を示す
グラフ、第５図は従来の板温制御装置の動作内容を示す
タイムチャートである。 ■・・・間接加熱炉　　２・・・直火式加熱炉３・・・
ストリップ　　１０・・・板温制御装置　　１１・・・
主演算部　　１５・・・燃料供給量演算部　　１６・・
・燃料供給量制御部 特　許　出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炉温調節手段を有する第１の加熱炉と、燃料供給量
   調節手段を有する第２の加熱炉と、これらの内部を前記
   第２，第１の順に通板されるストリップの通板速度調節
   手段とを備え、第１の加熱炉出側における前記ストリッ
   プの板温を所定の目標温度に保つべく、前記炉温調節手
   段及び／又は通板速度調節手段を動作せしめる連続焼鈍
   炉の板温制御装置において、前記動作に伴い第１の加熱
   炉出側にて前記ストリップの長手方向各点に過渡的に発
   生する板温変化を推定する手段と、 この推定結果と前記目標温度との間の偏差を相殺すべく
   、前記第１の加熱炉出側における前記ストリップの板温
   と第２の加熱炉への燃料供給量との間にて予め設定され
   た相関関係に基づいて、前記燃料供給量調節手段へ動作
   指令を発する演算指令手段と を具備することを特徴とする連続焼鈍炉の板温制御装置
   。