JPS5812325B2 - 連続加熱炉の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、連続加熱炉で鋼片を加熱するに際し熱間圧延
に最も適した温度に鋼片を加熱でき且つ加熱炉の燃料原
単位を減少させることができる加熱炉の制御方法に関す
るものである。

一般こ連続加熱炉の温度制御は、連続加熱炉が鋼片を圧
延に適する温度にかつ均一に加熱１ると共に、圧延機か
ら要求される圧延ピッチでそのように圧延温度に均一に
加熱された鋼片を間歇的供給できるように行わねばなら
ない。

しかし、実際の圧延においては、鋼片の内部と表面の温
度差がある許容範囲内にあれば十分圧延加能であり、鋼
片の内部と表面とも同一温度に即ち完全均熱することは
必ずしも必要ない。

さらに、鋼片を一旦加熱炉から抽出１れば、逆に鋼片は
熱輻射により表面温度が低下し、鋼片の内部表面温度差
は小さくなり、さらに内部温度の方が表面温度より高く
なる。

従って、鋼片の均熟度は、抽出した後の鋼片の温度変化
を考慮して定めねばならない。

一方、加熱炉は通常、装入側に排気煙突が設けられてい
る炉構造のものが多い。

かかる型式の加熱炉では、排ガス損失を極力少なくゴる
為に、排気煙突に接続する加熱帯の炉温度を下げること
が癩の効率上有利であることが知られている。

したがって装入側の加熱帯の炉温度を低く、抽出側の加
熱帯の炉温度を高くする換炉法が燃料原単位上有利であ
る。

しかし、この場合、材料の均熟度は悪化ゴる。

本発明は、以上述べた二点の事柄に着目して、鋼片を積
極的に完全均熱せずに鋼片抽出時の鋼片の内部温度と表
面温度の差を所定値（又は所定値付近）になるように各
加熱帯の炉温度設定値を決定して設定制御し、鋼片を圧
延可能状態に加熱すると共に加熱炉の燃料原単位を減少
される方法を提供せんとするものである。

以下、本発明の方法を詳細に説明する。

第１図は本発明の方法の１つの実施例による加熱炉制御
方法のフローチャートである。

まず最初、圧延炉中の鋼片の素材寸法、仕上寸法、材質
等に基づき周知の計算方法により純圧延時間を求め、さ
らに鋼片間の圧延間隔を求め、次いでそれらを加えて個
々の鋼片の圧延時間を求める。

次に、加熱炉別に在炉中の鋼片の在炉時間及び抽出ピッ
チを算出する。

炉操業の場合は、鋼片の抽出順にそれぞれの鋼片が抽出
される以前に抽出されるすべての鋼片の圧延時間を加算
することによりその時点以降の各鋼片の在炉時間を求め
ることができる。

また抽出ピッチは各鋼片の圧延時間に対応する。

一方複数炉操業の場合は、圧延順、序に基づき個々の鋼
片の圧延までの待ち時間を算出し、各炉別に在炉中の鋼
片の在炉時間抽出ピッチを算出づる。

在炉時間、抽出ピッチが求まれば容易に各鋼片の各加熱
帯での滞留時間が求められる。

次に、以上の如くして求められた在炉時間及び滞留時間
を基にして、仮定した設定炉温度に於いて加熱された場
合の個々の鋼片の各加熱帯から抽出時の抽出温度を算出
する。

この算出方法は、輻射熱と材料の内部熱伝等を考慮した
公知の温度計算公式により行える。

同時に各加熱帯毎の抽出温度の平均値（θｍ）を算出す
る。

次に、そのようにして求めた平均抽出温度（θｍ）と目
標抽出温度（θＡ）を各加熱帯毎に比較する。

θｍ〜θ３の場合、炉温度の修正量を算出１る。

ａｍ＞θａの場合は各加熱帯の仮定した設定炉温度を下
げ、逆にθｍくθＡの場合は各加熱帯の仮定の炉温度を
上げて再度各鋼片の抽出温度を計算しその平均抽出温度
（θｍ）を求める。

ここで、抽出側の最終加熱帯の炉温度説定値を第１図フ
ローチャートに基いて算出する場合は、抽出側最終加熱
帯の炉温度のみ仮定し、当該フローチャートの演算を実
行すればよいが、他の加熱帯の炉温度設定値を算出する
場合は、その加熱帯より抽出側の加熱帯の炉温度もすべ
て将来当該鋼片が抽出側に移動した場合設定するであろ
う当該加熱帯より抽出側のすべての加熱帯の炉温度を仮
定ゴる必要がある。

θｍキθＡの場合、各加熱帯毎にその加熱帯に存在ゴる
個々の鋼材の抽出時の内部温度と表面温度の差（Δθｉ
）を算出する。

その演算には公知の計算公式を用いる。

たとえば材料の内部熱伝導については（１）式を、表面
からの入熱は熱輻射のみを考えて（２）式を用いる。

但し θ：材料温度 ｋ：熱伝導率 ρ：比重 Ｃ：比熱 Ｑ：材料表面よりの入熱 ６０Ｇ：熱伝達率 θｆ＝炉温度 Ｘ：材料の厚さ ｔ：時間 上記（１）式、（２）式の近似式には、公知の差分方程
式がある。

上記（１）式、（２）式及び材料の寸法、熱特性、及び
前に算出した各加熱帯毎の滞留時間、炉温度を用いて容
易に内部温度と表面温度の差（Δθ１）は求まる。

次に各加熱帯毎の内部と表面の温度差（Δθｉ）の代表
値（ΔθＮ）を計算する。

Δθ、の計算は本実施例では次の（Ｂ）式を用いる。

（３）式の値は加熱帯毎の鋼片の内部と表面の温度差の
標準偏差を意味ゴる。

その他各加熱帯毎の最大内部表面温度差をもって代表値
としてもよい。

次にこのようにして算出したΔθＮと各加熱帯毎の目標
内部表面温度差ΔθＡＮとの比較を各加熱帯毎にする。

そして、ΔθＮ〜ΔθＡＮの場合、鋼片の抽出温度を計
算する際に仮定した設定炉温度を修正演算ゴる。

もちろん一つの加熱帯のみ否であればその加熱帯のみに
ついて行う。

ΔθＮ〉ΔθＡＮの場合には、いわゆる均熱が不足して
いるのであるから、抽出側の加熱帯の炉温度を材料の抽
出目標温度に近くするように炉温度を低く再仮定する。

逆に、ΔθＮくΔθＡＮの場合は過均熱であるので抽出
側の加熱帯の炉温度を高く再設定し、再度各鋼片の抽出
温度を計算し直ゴ。

ΔθＮキΔθＡＮの場合、加熱帯毎に演算された設定炉
温度に基き、炉温度を設定し直１０以上説明した本発明
の方法によって、装入側に排気煙突が設けられた４帯式
連続加熱炉を操業制御した例を次の表１に示す。

上の表１は、内部表面温度差目標値を変更した場合の、
第１加熱帯鋼片の抽出時の内部表面温度差の変動と、各
加熱帯の設定温度の変化とを示ゴ。

この表１から本発明の特徴であるΔθＡＮの目標値変更
により炉温度の設定値変更の状況が顕著にわかる。

表１の例では第１加熱帯の炉温度設定に関ゴる制御例で
あるので第１加熱帯炉温度のみ設定に用い、他の炉温度
は記憶するに留めた。

添付図面に示１フローチャートによる演算はその演算に
使用する計算装置の容量や演算速度に制限がある場合、
ゴベての加熱炉在炉鋼片について行う必要はなく、代表
鋼片で計算する方式も可能である。

もちろん■，■，■，■で示す、繰直し計算についても
直接ΔθＡＮが与えられれば、炉温度等の計算を近似的
手法によって行ってもよい。

以上説明した本発明の制御方法によれば、連続炉の鋼片
加熱均一性を圧延に差し支えない範囲の一定水準に保持
して炉の熱効率を向上させることが可能となり、経済的
に多犬の効果がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明による連続加熱炉の制御方法のため
に炉の設定温度を計算する演算フローチャートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の連続する加熱帯を有する連続加熱炉において
   、少くとも装入側加熱帯の設定温度を仮定しその仮定し
   た炉設定温度と鋼片の在炉時間とより抽出時の鋼片の内
   部表面温度差を求め、圧延可能な目標内部表面温度差と
   比較し、ほぼ一致１るように前記仮定設定温度を修正し
   、予測内部表面温度差と前記目標内部表面温度差がほぼ
   一致した仮定設定温度に前記加熱帯の炉温度制御の設定
   温度を決定することを特徴とする連続加熱炉の制御方法
   。