JPH06264153A - 連続式加熱炉内のスラブ温度予測方法 - Google Patents

連続式加熱炉内のスラブ温度予測方法

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JPH06264153A
JPH06264153A JP7531393A JP7531393A JPH06264153A JP H06264153 A JPH06264153 A JP H06264153A JP 7531393 A JP7531393 A JP 7531393A JP 7531393 A JP7531393 A JP 7531393A JP H06264153 A JPH06264153 A JP H06264153A
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JP
Japan
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slab
furnace
temperature
heating furnace
temp
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Application number
JP7531393A
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English (en)
Inventor
Kentaro Hirata
健太郎 平田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続式加熱炉における複数ゾ−ンの総括熱吸
収率φCGを的確かつ短時間に求め、高精度な炉内スラブ
温度予測をオンラインにて効率良く行うことができる手
段を確立する。 【構成】 連続式加熱炉1 の“抽出口におけるスラブ温
度測定値”と“炉温,在炉時間等から計算されるスラブ
抽出温度予測値”との誤差をスラブ2 の抽出毎に測定
し、これと別途スラブ温度計算により求めた影響係数に
対し逐次最小2乗推定を行って炉内複数ゾ−ンの総括熱
吸収率φCGをオンラインで逐次推定すると共に、この推
定値に基づいて各ゾ−ンの総括熱吸収率φCGを更新する
ことで炉内スラブの温度予測精度を向上させ、これによ
って連続式加熱炉内のスラブ温度を的確に予測する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、連続式加熱炉内のス
ラブ温度を的確に予測する方法に関するものである。
【0002】
【従来技術とその課題】スラブの加熱に使われる連続式
加熱炉の役割は、連続して挿入される個々のスラブにつ
いて所定の均熱度を維持しながら所定の目標抽出温度ま
で加熱することにある。このため、適切な加熱を行うに
は加熱炉内のスラブ温度を随時監視する必要があるが、
加熱炉内部のスラブ温度を直接的に測定することは困難
であるので、通常は“スラブの炉内位置",“各ゾ−ンの
炉温”等の情報を基にスラブに対する熱伝導方程式をオ
ンラインで解き、これによって炉内のスラブ温度を予測
することが行われている。
【0003】例えば、次に示す (1)式は加熱炉内のスラ
ブに対する2次元熱伝導方程式であり、炉温,在炉時間
等から炉内のスラブ温度を予測するために用いられてい
る。
【0004】そして、この (1)式を使っての炉内スラブ
温度の推定は、初期条件(挿入温度分布)が θ(0,x,y)= θ0(x,y) ………(2) で、境界条件が下記の (3)式であるとして、前記 (1)式
を解くことにより行われている。
【0005】
【数1】
【0006】なお、上記の各式中における伝熱パラメ−
タの内では (3)式中の総括熱吸収率φCG以外は何れも物
理定数や材料特性に依存するパラメ−タであり、その値
は自ずから決まる。しかし、総括熱吸収率φCGはその炉
の特性によって決まるパラメ−タであるため、個々の炉
毎に同定しなければならない。
【0007】この炉個々の総括熱吸収率φCGを同定する
ためには、従来、耐熱型のデ−タロガ−を用いて実際の
炉内スラブ温度を測定し、これと伝熱モデルの計算値と
が一致するように総括熱吸収率φCGを調節する方法が採
られていた。
【0008】ところで、スラブの連続式加熱炉の内部は
部位的な差のない単純な1つの室で構成されている訳で
はなく、スラブの搬送方向に区分された複数の加熱ゾ−
ンから成り立っている。そのため、測温テストに基づく
同定結果によれば、炉の形式によって総括熱吸収率φCG
が異なるのと同様、各加熱ゾ−ンによっても総括熱吸収
率φCGは異なっている。従って、前記方法で連続式加熱
炉内のスラブ温度を予測するためにはこの連続式加熱炉
における各加熱ゾ−ンの総括熱吸収率φCGを同定しなけ
ればならず、非常に手間と時間を要することになる上、
誤差も生じやすくて、炉出口において目標とする精確な
スラブ温度を得ることは非常に困難であった。
【0009】そこで、例えば特公平1−29855号公
報にも見られるように、炉内スラブ表面温度測定装置を
用いてスラブ温度を実測し、これと炉内スラブ温度計算
値の差に基づいて総括熱吸収率φCGの修正を行い、所定
の抽出温度が得られるように加熱炉を制御する方法が提
案されている。
【0010】しかしながら、上記公報の記載事項からも
明らかなように、この方式では1つの温度測定装置に対
して1つのパラメ−タを修正するものであり、また総括
熱吸収率φCGの修正も総括熱吸収率φCGを変化させなが
らの繰り返し計算によって行われるためかなりの計算時
間を必要とする。それ故、総括熱吸収率φCGのオンライ
ンでの推定には不向きであると言わねばならない。
【0011】更に、通常、スラブ温度測定値のようなデ
−タには統計的なノイズが含まれることが多い。このた
め、1つのスラブ温度測定デ−タに対して総括熱吸収率
φCGの推定を行う場合にはノイズの影響が大きく、安定
した推定は難しい。
【0012】このようなことから、本発明が目的とした
のは、連続式加熱炉における複数ゾ−ンの総括熱吸収率
φCGを的確かつ短時間に求め、高精度な炉内スラブ温度
予測をオンラインにて効率良く行うことができる手段を
確立することであった。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく検
討した結果、「抽出毎のデ−タを用いれば、 温度計算部
と分離された最小2乗推定アルゴリズムによってスラブ
の抽出温度測定値のみから連続式加熱炉の複数ゾ−ンの
総括熱吸収率φCGを逐次安定に推定することが可能であ
り、 また、 この“逐次型処理”と“総括熱吸収率φCG
影響を及ぼす影響係数の算出”とを別途に分離して行う
と演算機による処理時間が非常に短くなり、 従ってこの
手法にて複数ゾ−ンの総括熱吸収率φCGを求め、 これを
基に炉内スラブ温度の計算を行えば炉内スラブ温度をオ
ンラインで手際良く高精度で予測することができる」と
の知見を得ることができた。
【0014】本発明は、上記知見事項等に基づいて完成
されたものであり、「連続式加熱炉の“抽出口における
スラブ温度測定値”と“炉温,在炉時間等から計算され
るスラブ抽出温度予測値”との誤差をスラブの抽出毎に
測定し、 これと別途スラブ温度計算により求めた影響係
数に対し逐次最小2乗推定を行って炉内複数ゾ−ンの総
括熱吸収率φCGをオンラインで逐次推定すると共に、 こ
の推定値に基づいて各ゾ−ンの総括熱吸収率φCGを更新
することで炉内スラブの温度予測精度を向上させ、 これ
によって連続式加熱炉内のスラブ温度を的確に予測でき
るようにした点」に大きな特徴を有している。
【0015】
【作用】上述のように、本発明に係る連続式加熱炉内ス
ラブ温度の予測法”では、炉の抽出口でのスラブ温度測
定値と従来通りに炉温,在炉時間等から計算されるスラ
ブ抽出温度予測値との誤差を抽出毎に連続的に測定し、
これと別途スラブ温度計算により求めた影響係数に対し
て逐次最小2乗推定を行い、これによって炉内複数ゾ−
ンの総括熱吸収率φCGを逐次推定するので極めて短時間
に炉内各ゾ−ンの総括熱吸収率φCGの推定ができ、オン
ラインで処理することが可能である。
【0016】しかも、1基のスラブ温度測定装置を使用
するだけで複数ゾ−ンの総括熱吸収率φCGを推定するこ
とができ、これによって炉内スラブの温度予測精度をよ
り向上させることができる。
【0017】また、抽出毎に連続的に測定したデ−タに
最小2乗推定処理を行うため、単一のデ−タを用いる場
合に比べて測定装置のノイズの影響を受けにくく、更に
影響係数計算部と逐次型処理の部分を分離しているので
推定のための計算時間が短くて済み、そのためオンライ
ンの処理に適している。
【0018】以下、図面に基づいて本発明をより具体的
に説明する。図1は、本発明に係る連続式加熱炉内スラ
ブ温度の推定方法を説明した模式図である。この図1に
おいて、連続式加熱炉1 は内部がN区画のゾ−ンに分割
されているものとし、またφCG 0 (i) (i=1, N)は各
ゾ−ンの総括熱吸収率の初期値、そしてΔφCG(i) (i
=1, N)は各ゾ−ンの総括熱吸収率の推定値とする。
【0019】さて、連続式加熱炉1 の抽出口からスラブ
2 が抽出される時点で、炉内スラブ温度演算部3 より出
力される抽出温度計算値θd cal と抽出温度測定装置4
より出力される抽出温度測定値θd act とから、抽出温
度偏差Δθd (≡θd act −θd cal )が求められる。
【0020】炉内スラブ温度演算部3 は一定周期Δt毎
に実績炉温をサンプリングし、前回のスラブ温度を初期
値としてΔt間の昇温計算を行うことによりスラブ温度
を求めているが、これと同時に、補助炉内スラブ温度演
算部5 により各ゾ−ンの総括熱吸収率φCG 0 (i) をΔφ
CGだけ微小変化させた場合のスラブ温度も計算する。な
お、このために昇温計算の負荷が〔N+1〕倍になる
が、一般に加熱炉制御に係わる計算のうち、抽出温度予
測計算等に比べて昇温計算の占める割合は小さく、Δt
は可能な限り小さくとられているのでオンライン処理上
の問題とはならない。
【0021】スラブが連続式加熱炉内を搬送されて行く
と共に、「φCG 0 (i) によるスラブ温度」及び「φCG 0
(i) をΔφCGだけ微小変化させた場合のスラブ温度」が
計算される。その結果、該スラブが抽出されると、抽出
温度計算値θd cal のほか、各ゾ−ンの総括熱吸収率φ
CG 0 (i) をΔφCGだけ微小変化させた場合の抽出温度計
算値〔数2〕が得られる。
【0022】
【数2】
【0023】そこで、これに基づき、下記 (4)式で表さ
れる第iゾ−ンの総括熱吸収率φCGの抽出温度への影響
係数が、影響係数演算部6 により求められる。
【0024】
【数3】
【0025】なお、抽出温度誤差が総括熱吸収率φCG
誤差によるものとすれば下記 (5)式が成り立つ。
【0026】
【数4】
【0027】スラブが順次抽出されるに従って、スラブ
毎に (5)式が得られるが、これらに対して最適な推定値
〔数5〕を見つけることは、線形方程式の逐次推定問題
に帰結される。
【0028】
【数5】
【0029】そこで、 (5)式を次のように書き変える。
【0030】
【数6】
【0031】そして、総括熱吸収率φCG推定部7 におい
て (6)式に対する忘却係数付きの逐次型最小2乗推定を
行い、aj を推定する。具体的には、適当な初期値f0
a0並びに忘却係数Λ(0<Λ≦1)の下で次に示す漸化
式(7) 及び(8) を逐次更新することにより、最小2乗推
定値aj が求められる。
【0032】
【0033】
【0034】このような本発明に係る推定方法によって
4帯型連続式加熱炉における各ゾ−ンの総括熱吸収率φ
CGを推定した結果の例を図2に示すが、この図2より明
らかなように、本発明法に従うと連続式加熱炉の抽出口
に配置した1基の抽出温度測定装置4 のデ−タを基にす
るだけで複数ゾ−ンの総括熱吸収率φCGを的確に推定で
きることが分かる。このため、炉内スラブの温度予測精
度が向上し、加熱炉における温度制御性能の向上,燃料
原単位の低減等の優れた効果が得られることも確認され
た。
【0035】また、本発明法によると、スラブの抽出毎
に連続的に測定したデ−タに対して最小2乗推定処理を
行うため測定装置のノイズの影響を軽減でき、安定した
推定を行うことができることや、影響係数計算部と逐次
型処理の部分を分離しているので推定のための計算時間
が短くて済み、オンライン処理に適していることも明ら
かである。
【0036】
【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、設備費の高騰を招くことなく連続型加熱炉の複数ゾ
−ンの総括熱吸収率を迅速・的確に推定し、炉内スラブ
の温度予測を一段と高い精度で行うことが可能となるな
ど、産業上極めて有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る炉内スラブ温度推定方法の説明図
である。
【図2】本発明に係る総括熱吸収率推定方法を4帯型連
続式加熱炉に適用した場合の、各ゾ−ン総括熱吸収率φ
CGの推定結果例を示したグラフである。
【符号の説明】
1 連続式加熱炉 2 スラブ 3 炉内スラブ温度演算部 4 抽出温度測定装置 5 補助炉内スラブ温度演算部 6 影響係数演算部 7 総括熱吸収率φCG推定部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続式加熱炉の“抽出口におけるスラブ
    温度測定値”と“炉温,在炉時間等から計算されるスラ
    ブ抽出温度予測値”との誤差をスラブの抽出毎に測定
    し、これと別途スラブ温度計算により求めた影響係数に
    対し逐次最小2乗推定を行って炉内複数ゾ−ンの総括熱
    吸収率をオンラインで逐次推定すると共に、この推定値
    に基づいて各ゾ−ンの総括熱吸収率を更新することで炉
    内スラブの温度予測精度を向上させることを特徴とす
    る、連続式加熱炉内のスラブ温度予測方法。
JP7531393A 1993-03-09 1993-03-09 連続式加熱炉内のスラブ温度予測方法 Pending JPH06264153A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004050920A1 (ja) * 2002-11-29 2004-06-17 Nippon Steel Corporation 反応容器の操業管理方法、装置、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP2006104490A (ja) * 2004-09-30 2006-04-20 Jfe Steel Kk 連続式加熱炉の燃焼制御方法
KR100698740B1 (ko) * 2005-12-23 2007-03-23 재단법인 포항산업과학연구원 벽체온도 모델링 방법
KR100712301B1 (ko) * 2005-08-11 2007-04-30 한국과학기술연구원 코발트와 니켈의 분리를 위한 용매추출방법
KR100957914B1 (ko) * 2008-07-02 2010-05-13 주식회사 포스코 열간 압연공정에서의 스케일 로스율 저감방법

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