JPH0499824A - 加熱装置の加熱出力制御方法 - Google Patents
加熱装置の加熱出力制御方法Info
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- JPH0499824A JPH0499824A JP2217939A JP21793990A JPH0499824A JP H0499824 A JPH0499824 A JP H0499824A JP 2217939 A JP2217939 A JP 2217939A JP 21793990 A JP21793990 A JP 21793990A JP H0499824 A JPH0499824 A JP H0499824A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract description 27
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P10/25—Process efficiency
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- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
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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。
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〕
本発明は例えば電縫鋼管の溶接部の焼鈍、焼ならしを行
う加熱装置の加熱出力を制御する方法に関する。
う加熱装置の加熱出力を制御する方法に関する。
電縫鋼管は、銅帯を連続的に送給しつつこの銅帯の両側
縁同士を衝合わせて筒状に形成し、街合わせられた部分
を高周波加熱しつつ側圧を加えることにより溶着して連
続的に製造される。
縁同士を衝合わせて筒状に形成し、街合わせられた部分
を高周波加熱しつつ側圧を加えることにより溶着して連
続的に製造される。
上述のようにして製造された電縫鋼管の溶接部（シーム
）に対しては更に、管内外のビード余盛りを切削した後
、焼鈍機において、例えば誘導コイルにより１〜１０ｋ
ｌｌｚ程度の高周波にて電磁誘導加熱し、これにより焼
鈍、焼ならし等の熱処理を行って管材料内の残留応力の
除去及び鋼組織の改善が図られる。最近では電縫鋼管の
高品質化にともない、前記熱処理の際の熱処理温度制御
の精度に対する要求が厳しくなっている。
）に対しては更に、管内外のビード余盛りを切削した後
、焼鈍機において、例えば誘導コイルにより１〜１０ｋ
ｌｌｚ程度の高周波にて電磁誘導加熱し、これにより焼
鈍、焼ならし等の熱処理を行って管材料内の残留応力の
除去及び鋼組織の改善が図られる。最近では電縫鋼管の
高品質化にともない、前記熱処理の際の熱処理温度制御
の精度に対する要求が厳しくなっている。
ところで、上述のような電縫鋼管の熱処理温度制御は一
般的にｐｔｏ制御器を用いた温度のフィードバック制御
を行っていた。ところが、前記フィードバック制御にお
いては、電縫鋼管の焼鈍機に対する移動速度の変化及び
電縫鋼管の肉厚の変化により、制御上のむだ時間及び時
定数が変化し、安定した制御が行い難いという問題があ
った。そこで、この問題を解決すべく前記移動速度に応
じて制御系の利得（ゲイン）を変更し、安定した制御を
行う装置が提案されている（特開昭６３−６８２８２号
公報）。
般的にｐｔｏ制御器を用いた温度のフィードバック制御
を行っていた。ところが、前記フィードバック制御にお
いては、電縫鋼管の焼鈍機に対する移動速度の変化及び
電縫鋼管の肉厚の変化により、制御上のむだ時間及び時
定数が変化し、安定した制御が行い難いという問題があ
った。そこで、この問題を解決すべく前記移動速度に応
じて制御系の利得（ゲイン）を変更し、安定した制御を
行う装置が提案されている（特開昭６３−６８２８２号
公報）。
しかし、前述の如く電縫鋼管の焼鈍機に対する移動速度
に応じて制御系の利得を変更する方法では、全般的な制
御の安定性は得られるが、フィードバンク制御であるの
で前記移動速度及び入側温度が変動した直後の応答に遅
れが生じるという問題があった。
に応じて制御系の利得を変更する方法では、全般的な制
御の安定性は得られるが、フィードバンク制御であるの
で前記移動速度及び入側温度が変動した直後の応答に遅
れが生じ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、被加
熱材の移動速度及び入側温度が変動した場合の温度制御
の応答の遅れを抑止することが可能である加熱装置の加
熱出力制御方法を提供することを目的とする。
熱材の移動速度及び入側温度が変動した場合の温度制御
の応答の遅れを抑止することが可能である加熱装置の加
熱出力制御方法を提供することを目的とする。
本発明に係る加熱装置の加熱出力制御方法は、被加熱材
がその出側において設定出側温度となるように被加熱材
を移動させつつ加熱する加熱装置にて、前記被加熱材の
入側温度、出側温度、移動速度及び加熱装置の加熱出力
を夫々検出し、この検出結果と加熱材の寸法情報とに基
づいて加熱装置の加熱出力目標値を定め、定められた加
熱出力目標値に加熱装置の加熱出力を制御する方法であ
って、前記被加熱材の寸法と前記移動速度及び入側温度
の検出結果とに基づいて被加熱材の加熱装置内での放散
温度を求め、前記入側温度、出側温度、加熱出力及び求
められた放散温度に基づいて、加熱出力の時間積分値を
温度に変換する変換係数を求め、前記設定出側温度、放
散温度及び前記入側温度の検出結果に基づいて得られる
、設定出側温度を得るために必要である加熱出力の時間
積分値に相当する被加熱材の温度変動の時間積分値、前
記移動速度の検出結果に応じて得られる加熱装置の被加
熱材に対する加熱時間及び前記変換係数に基づいて加熱
出力目標値を定めることを特徴とする。
がその出側において設定出側温度となるように被加熱材
を移動させつつ加熱する加熱装置にて、前記被加熱材の
入側温度、出側温度、移動速度及び加熱装置の加熱出力
を夫々検出し、この検出結果と加熱材の寸法情報とに基
づいて加熱装置の加熱出力目標値を定め、定められた加
熱出力目標値に加熱装置の加熱出力を制御する方法であ
って、前記被加熱材の寸法と前記移動速度及び入側温度
の検出結果とに基づいて被加熱材の加熱装置内での放散
温度を求め、前記入側温度、出側温度、加熱出力及び求
められた放散温度に基づいて、加熱出力の時間積分値を
温度に変換する変換係数を求め、前記設定出側温度、放
散温度及び前記入側温度の検出結果に基づいて得られる
、設定出側温度を得るために必要である加熱出力の時間
積分値に相当する被加熱材の温度変動の時間積分値、前
記移動速度の検出結果に応じて得られる加熱装置の被加
熱材に対する加熱時間及び前記変換係数に基づいて加熱
出力目標値を定めることを特徴とする。
設定出側温度を得るために必要である加熱出力の時間積
分値に相当する被加熱材の温度変動の時間積分値を、被
加熱材に対する加熱時間で除算すると、単位時間毎の被
加熱材の温度変動値が求められ、求められた単位時間毎
の被加熱材の温度変動値を、加熱出力の時間積分値を温
度に変換する変換係数にて除算すると、前記単位時間毎
の被加熱材の温度変動値が加熱出力に変換されることに
なるので、前記温度変動値を実現させる加熱出力目標値
が求められる。
分値に相当する被加熱材の温度変動の時間積分値を、被
加熱材に対する加熱時間で除算すると、単位時間毎の被
加熱材の温度変動値が求められ、求められた単位時間毎
の被加熱材の温度変動値を、加熱出力の時間積分値を温
度に変換する変換係数にて除算すると、前記単位時間毎
の被加熱材の温度変動値が加熱出力に変換されることに
なるので、前記温度変動値を実現させる加熱出力目標値
が求められる。
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。
に説明する。
第１図は本発明に係る加熱装置の加熱出力制御方法の実
施に適用される焼鈍機の構成を示す模式的ブロック図で
ある。
施に適用される焼鈍機の構成を示す模式的ブロック図で
ある。
図中１は被加熱材としての電縫鋼管であり、図中矢符方
向（図中左から右）へ移動されつつ加熱源としての誘導
加熱コイルよりなる焼鈍機２により加熱される。焼鈍機
２にはその加熱出力を検出する出力検出器２０が配設さ
れている。また焼鈍機２の入側には焼鈍機２の入側にお
ける電縫鋼管１の表面温度の検出を行う入側温度検出器
３１が配設され、また焼鈍機２の出側には焼鈍機２の出
側における電縫鋼管１の表面温度の検出を行う出側温度
検出器３２が配設されている。更に、入側温度検出器３
１と出側温度検出器３２との間の位置には、電縫鋼管１
の移動速度を検出するための速度検出器４が配設されて
いる。
向（図中左から右）へ移動されつつ加熱源としての誘導
加熱コイルよりなる焼鈍機２により加熱される。焼鈍機
２にはその加熱出力を検出する出力検出器２０が配設さ
れている。また焼鈍機２の入側には焼鈍機２の入側にお
ける電縫鋼管１の表面温度の検出を行う入側温度検出器
３１が配設され、また焼鈍機２の出側には焼鈍機２の出
側における電縫鋼管１の表面温度の検出を行う出側温度
検出器３２が配設されている。更に、入側温度検出器３
１と出側温度検出器３２との間の位置には、電縫鋼管１
の移動速度を検出するための速度検出器４が配設されて
いる。
出力検出器２０．入側温度検出器３１．出側温度検出器
３２及び速度検出器４は夫々加熱制御器５に接続されて
おり、これらの検出信号は、夫々焼鈍機２の加熱制御を
行う加熱制御器５に与えられる。
３２及び速度検出器４は夫々加熱制御器５に接続されて
おり、これらの検出信号は、夫々焼鈍機２の加熱制御を
行う加熱制御器５に与えられる。
また、加熱制御器５には電縫鋼管１の肉厚を記憶した肉
厚記憶器６及び焼鈍機２の出側での電縫鋼管１の温度を
設定する出側温度設定器７が接続されており、これらか
ら電縫鋼管１の肉厚データ及びその出側温度の設定値が
与えられる。
厚記憶器６及び焼鈍機２の出側での電縫鋼管１の温度を
設定する出側温度設定器７が接続されており、これらか
ら電縫鋼管１の肉厚データ及びその出側温度の設定値が
与えられる。
加熱制御器５では次に説明するような演算が行われる。
まず、電縫鋼管１の任意部分の入側温度Ｔ８□。
その部分が焼鈍機２にて加熱されている間の焼鈍機２の
加熱出力Ｐの時間積分値、その部分の出側温度Ｔ、Ｘｔ
及び前記任意部分が焼鈍機２の入側から出側まで移動す
る間の熱損失である放散温度Ｔ ｔ ａ ｓには下記（
１１式に示される如き関係がある。但し、放散温度Ｔ、
。５は前記肉厚データ、移動速度の検出結果及び入側温
度Ｔ ａ ｎ ｔの検出結果に基づいて経験的に推定す
る。
加熱出力Ｐの時間積分値、その部分の出側温度Ｔ、Ｘｔ
及び前記任意部分が焼鈍機２の入側から出側まで移動す
る間の熱損失である放散温度Ｔ ｔ ａ ｓには下記（
１１式に示される如き関係がある。但し、放散温度Ｔ、
。５は前記肉厚データ、移動速度の検出結果及び入側温
度Ｔ ａ ｎ ｔの検出結果に基づいて経験的に推定す
る。
Ｔｏ＋＋＋、＝Ｔｅｎｔ ＋ Ｐ−ｄｔｘα−Ｔ
ｌｏ ｓ ・・・（１）但し、α：肉厚及び移動速
度に関連して加熱出力Ｐの積分値を温度データに変換す るための変換係数。例えばｋＪｔ−ｖ （ｔ：肉厚、ｖ：移動速度、に：定数）前記（１）式に
各パラメータの値を代入すると、変換係数αが求められ
る。このようにして変換係数αが求められると、下記（
２）式を用いて焼鈍機２への加熱出力目標値である出力
指令値Ｐ１が求められる。
ｌｏ ｓ ・・・（１）但し、α：肉厚及び移動速
度に関連して加熱出力Ｐの積分値を温度データに変換す るための変換係数。例えばｋＪｔ−ｖ （ｔ：肉厚、ｖ：移動速度、に：定数）前記（１）式に
各パラメータの値を代入すると、変換係数αが求められ
る。このようにして変換係数αが求められると、下記（
２）式を用いて焼鈍機２への加熱出力目標値である出力
指令値Ｐ１が求められる。
！
一×α１
但し、Ｔ、□ ：Ｐ１算出時の入側温度Ｔ、。ＳＩ：ｐ
＋算出時の肉厚データ、移動速度の検出結果及び入側温
度Ｔ、□１ に対応する放散温度 ：ＰＩ算出時の肉厚、移動速度に 関連して加熱出力Ｐの時間積分 値を温度データに変換するため α１ の変換係数 Ｔ ｓｅｔ ：出側設定温度 ■：電縫鋼管１の移動速度 ！＝焼鈍機２の加熱領域長 上記（２）式では出側設定温度Ｔ ｓ ａ ｔを実現す
るために変動させるべき電縫鋼管１の温度（ＴｓａｔＴ
ａｎｔｌ ＋ＴＬｏｓｌ）を焼鈍機２の加熱時間１ ／
ｖで除算して単位時間中に変動させるべき温度を求め
、求められた温度を前記変換係数α、で除算してこの温
度を加熱出力に変換することにより、出側設定温度Ｔ
ｓｅｔを実現するための出力指令値Ｐ、を求めるように
なっている。求められた出力指令値Ｐ、は加熱制御信号
として焼鈍機２に与えられ、焼鈍機２はこの加熱制御信
号に基づいてその加熱出力が出力指令値Ｐ、となるよう
に加熱出力を制御する。
＋算出時の肉厚データ、移動速度の検出結果及び入側温
度Ｔ、□１ に対応する放散温度 ：ＰＩ算出時の肉厚、移動速度に 関連して加熱出力Ｐの時間積分 値を温度データに変換するため α１ の変換係数 Ｔ ｓｅｔ ：出側設定温度 ■：電縫鋼管１の移動速度 ！＝焼鈍機２の加熱領域長 上記（２）式では出側設定温度Ｔ ｓ ａ ｔを実現す
るために変動させるべき電縫鋼管１の温度（ＴｓａｔＴ
ａｎｔｌ ＋ＴＬｏｓｌ）を焼鈍機２の加熱時間１ ／
ｖで除算して単位時間中に変動させるべき温度を求め
、求められた温度を前記変換係数α、で除算してこの温
度を加熱出力に変換することにより、出側設定温度Ｔ
ｓｅｔを実現するための出力指令値Ｐ、を求めるように
なっている。求められた出力指令値Ｐ、は加熱制御信号
として焼鈍機２に与えられ、焼鈍機２はこの加熱制御信
号に基づいてその加熱出力が出力指令値Ｐ、となるよう
に加熱出力を制御する。
このように求められる出力指令値Ｐ、は、移動速度Ｖ、
肉厚及び出側設定温度Ｔ、、、、ｔが不変時には例えば
略１秒周期で更新され、また、移動速度Ｖ、肉厚及び出
側設定温度Ｔ ｓａｔが変化した場合には直ちに更新さ
れるようになっている。
肉厚及び出側設定温度Ｔ、、、、ｔが不変時には例えば
略１秒周期で更新され、また、移動速度Ｖ、肉厚及び出
側設定温度Ｔ ｓａｔが変化した場合には直ちに更新さ
れるようになっている。
このような制御方法では、入側温度Ｔ。、４．移動速度
■、放散温度Ｔ、。ｓｌ等のフィードフォワード制御的
な要素に基づいて出力指令値Ｐ、を決定しているため、
従来のＰＩＤ制御において生じるむだ時間及び時定数の
変動の影響を受けずにフィードフォワード制御的な出側
温度の制御を行うことが可能である。このため、電縫鋼
管１の肉厚、移動速度Ｖ及び入側温度Ｔ ｅｎｔ＋が変
動した場合、これらが出側温度Ｔ。ｘｔ＋に影響を及ぼ
す前に焼鈍機２の加熱出力を制御することができるので
、このような場合の出側温度Ｔ ｅ ｘ ｔ ＋の変動
量を小さくできる。
■、放散温度Ｔ、。ｓｌ等のフィードフォワード制御的
な要素に基づいて出力指令値Ｐ、を決定しているため、
従来のＰＩＤ制御において生じるむだ時間及び時定数の
変動の影響を受けずにフィードフォワード制御的な出側
温度の制御を行うことが可能である。このため、電縫鋼
管１の肉厚、移動速度Ｖ及び入側温度Ｔ ｅｎｔ＋が変
動した場合、これらが出側温度Ｔ。ｘｔ＋に影響を及ぼ
す前に焼鈍機２の加熱出力を制御することができるので
、このような場合の出側温度Ｔ ｅ ｘ ｔ ＋の変動
量を小さくできる。
以上のように本発明によれば、入側温度、移動速度、放
散温度等のフィードフォワード制御的な要素に基づいて
加熱出力目標値を決定しているため、被加熱材の移動速
度及び入側温度が変動した場合の温度制御の応答の遅れ
を抑止することが可能となる等、優れた効果を奏する。
散温度等のフィードフォワード制御的な要素に基づいて
加熱出力目標値を決定しているため、被加熱材の移動速
度及び入側温度が変動した場合の温度制御の応答の遅れ
を抑止することが可能となる等、優れた効果を奏する。
第１図は本発明に係る加熱装置の加熱出力制御方法の実
施に適用される焼鈍機の構成を示す模式的ブロック図で
ある。 １・・・電縫鋼管 ２・・・焼鈍機 ４・・・速度
検出器 ５・・・加熱制御器 ６・・・肉厚記憶器
７・・・出側温度設定器 ２０・・・出力検出器
３１・・・入側温度検出器 ３２・・・出側温度
検出器特許出願人 住友金属工業株式会社
施に適用される焼鈍機の構成を示す模式的ブロック図で
ある。 １・・・電縫鋼管 ２・・・焼鈍機 ４・・・速度
検出器 ５・・・加熱制御器 ６・・・肉厚記憶器
７・・・出側温度設定器 ２０・・・出力検出器
３１・・・入側温度検出器 ３２・・・出側温度
検出器特許出願人 住友金属工業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被加熱材がその出側において設定出側温度となるよ
うに被加熱材を移動させつつ加熱する加熱装置にて、前
記被加熱材の入側温度、出側温度、移動速度及び加熱装
置の加熱出力を夫々検出し、この検出結果と加熱材の寸
法情報とに基づいて加熱装置の加熱出力目標値を定め、
定められた加熱出力目標値に加熱装置の加熱出力を制御
する方法であって、 前記被加熱材の寸法と前記移動速度及び入 側温度の検出結果とに基づいて被加熱材の加熱装置内で
の放散温度を求め、 前記入側温度、出側温度、加熱出力及び求 められた放散温度に基づいて、加熱出力の時間積分値を
温度に変換する変換係数を求め、前記設定出側温度、放
散温度及び前記入側 温度の検出結果に基づいて得られる、設定出側温度を得
るために必要である加熱出力の時間積分値に相当する被
加熱材の温度変動の時間積分値、前記移動速度の検出結
果に応じて得られる加熱装置の被加熱材に対する加熱時
間及び前記変換係数に基づいて加熱出力目標値を定める
ことを特徴とする加熱装置の加熱出力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2217939A JPH0499824A (ja) | 1990-08-18 | 1990-08-18 | 加熱装置の加熱出力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2217939A JPH0499824A (ja) | 1990-08-18 | 1990-08-18 | 加熱装置の加熱出力制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499824A true JPH0499824A (ja) | 1992-03-31 |
Family
ID=16712077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2217939A Pending JPH0499824A (ja) | 1990-08-18 | 1990-08-18 | 加熱装置の加熱出力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0499824A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012109040A (ja) * | 2010-11-15 | 2012-06-07 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波誘導加熱方法およびその装置 |
-
1990
- 1990-08-18 JP JP2217939A patent/JPH0499824A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012109040A (ja) * | 2010-11-15 | 2012-06-07 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波誘導加熱方法およびその装置 |
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