JPS582247B2 - 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、特に鋼塊、鋼片の連続加熱炉の被
加熱物温度を熱間圧延するに最も適した温度に制御する
方法に関するものである。

一般に連続加熱炉の温度制御は、鋼塊や鋼片（以下鋼片
と総称する）を圧延に適する温度にかつ均一に加熱する
と共に圧延機が要求する圧延ピーチに対応して加熱され
た鋼片を供給できるように行わねばならない。

この為に、従来は自動燃焼装置により炉内雰囲気温度を
制御する方法が採用されているが、ひんぱんに変化する
被加熱物の寸法、品種の変化、或いは目標抽出温度の変
化に対応して制御することは極めて難かしく、現状では
此等の変化を無視した画一的な制御が行われている。

この為たとえば大寸法の鋼片が途中にある場合は、当該
鋼片が加熱炉の抽出口近くに来ても所定抽出温度になら
ず、所定抽出温度になるまで圧延のピッチダウンが行わ
れ、極端な場合は、圧延の中断を余儀なくされている。

逆に小寸法の鋼塊の場合には、加熱炉が大寸法鋼片に合
せた加熱温度であると、過加熱または加均熱となり、燃
料効率が悪くなり、燃料原単位が低下し、更に過加熱、
過均熱によるスケールの発生が多くなる等の不都合が生
じる。

そこで本発明は、上記問題を解決して、燃料原単位を低
下させることなく寸法の異なる鋼片を目標抽出温度に加
熱できるようにする連続加熱炉の制御方法を提供せんと
するものである。

連続加熱炉の燃料損失は、廃ガス損失と、炉壁からの熱
損失とに別けられる。

廃ガス損失を下げるには、排気煙突が設けられた加熱帯
の炉温度（炉内雰囲気温度）を下げることが必要であり
、炉壁からの熱損失を下げるには、各加熱帯の炉壁温度
を下げることが必要である。

この炉壁からの熱損失は、各加熱帯の炉温度の関数とし
て、次の（１）式の如く表わされる。

但し、Ｌ：全炉壁よりの熱損失 θｆ：加熱帯の炉温度 添字１，２・・・Ｎ：加熱帯の番号 本発明の制御方法は、上記（１）式で表わされる炉壁か
らの熱損失と、各鋼片の予測抽出温度と目標抽出温度と
の偏差の二乗の値との和が最小となるように、炉の設定
温度を制御することを特徴とするものである。

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。

一炉操業の場合は、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する。

そのようにして求めた在炉時間と抽出ピッチとから各鋼
片の各加熱帯での滞留時間を求める。

次に各加熱帯の炉温度を任意の温度に仮定して炉壁から
の熱損失を次の（２）式から求める。

ＬＮ＝αＮ・θｆＮ・・・（２） ＬＮ：加熱帯Ｎの炉壁からの熱損失 θｆＮ：加熱帯Ｎの炉温度 αＮ：加熱帯Ｎのゲイン係数 従って、加熱炉全体の炉壁からの熱損失ＬはＬ＝Ｌ１＋
Ｌ２＋・・・＋ＬＮ・・・（３）の如く表わされる。

更に、鋼片の性質、寸法、各加熱帯の仮定炉温度（θｆ
Ｎ）、前述した如く求めた滞留時間等より各鋼片ごとに
予測抽出温度θｉを計算し、目標抽出温度θａｉとから
、次の（４）式により目標値偏差指標Ｇを求める。

但し、 θｉ：鋼片ｉの予測抽出温度 θａｉ：鋼片ｉの目標抽出温度 βＮ：加熱帯Ｎのゲイン係数 Ｍ：加熱帯Ｎの在炉鋼片数 ：加熱帯Ｎの在炉鋼片すべてにつ いて加算する意 従って、加熱炉全体の在炉鋼片の目標値偏差指標Ｇは、 Ｇ＝Ｇ１＋Ｇ２＋・・・＋ＧＮ・・・（５）の如く表わ
される。

以上の如く求めたＬとＧとの和ＪＮ ＪＮ＝Ｌ＋Ｇ・・・（６） を求め、ＪＮが最少となるように各加熱帯の炉温度を決
定し、その炉温度に設定するようにすれば炉壁からの熱
損失が少なく、且つ、鋼片の抽出温度が目標抽出温度に
近くすることができる。

（２）式と（４）式のαＮとβＮを適宜変更することに
より、炉壁からの熱損失をより少くすることを重視する
か、反対に鋼片の抽出温度を目標抽出温度により近くす
ることを重視するかが選択される。

また、目標抽出温度θａｉは、鋼片の性質や圧延機から
の要求により、鋼片の内部表面平均温度でも、表面温度
でもよい。

ＪＮの最小値を求める方法としては、各加熱帯の炉温度
（θｆＮ）を仮定し、（２）式、（３）式、（４）式、
（５）式、（６）式からＪＮを求め、最小値を求める公
知の最急降下法により、最小値ＪＮｍｍを求める。

その時の炉温度（θｆＮ）に各加熱帯の炉温度を設定す
る。

θＭ−θａＭはθｆｊの非線形の複雑な関数であり上の
如き方法で計算時間が大なる場合は、（θＭ−θａＭ）
の値を（７）式のごとく各帯の炉温度の１次式で表わし
て、（６）式に代入することによりθｆＮを 計算することも可能である。

ここで、最抽出側の加熱帯については、最抽出側加熱帯
の炉温度（求める炉温度）のみ仮定して（６）式を計算
すればよいが、その他の加熱帯ある材料については、下
流（抽出側）の加熱帯の炉温度を仮定する必要があり、
この場合、■所定の標準温度を材料抽出ピッチよりテー
ブルとして記憶しておき、それを照合して求める場合と
、■現在設定中の炉温度が将来も続くと仮定して、現在
の下流の加熱帯の実炉温度により計算する場合がある。

本例では■方法により標準温度に基いて求める。

以上の如く説明した本発明による方法によって５帯式連
続加熱炉の操業を制御した例を次の表１に示す。

上の表１は、αＮとβＮの値を変更した場合の第１加熱
帯（装入口の加熱帯）の炉温度と予測抽出温度のバラツ
キとの関係を示すものであり、抽出温度にある程度のバ
ラツキの許容範囲があれば、第１加熱帯の炉温度も大幅
に下げることができ、排ガス損失も少なくすることがで
きる。

添付図面に示す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
には、すべての加熱炉中の鋼片について行う必要はなく
、代表鋼片のみについて計算するようにしてもよい。

【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ための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
   、各加熱帯ごとに炉温度を仮定し、該仮定炉温度におけ
   る熱損失と、鋼片の予測抽出温度と目標抽出温度との偏
   差とを求めて、前記熱損失に第１の係数を掛けた値と前
   記偏差の二乗に第２の係数を掛けた値との和が最小とな
   るように、各加熱帯の炉温度を決定し、その決定した炉
   温度に各加熱帯の炉温度を設定することを特徴とする連
   続加熱炉の操業方法。