JPS59118818A - 連続式加熱炉の燃焼制御方法 - Google Patents

連続式加熱炉の燃焼制御方法

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JPS59118818A
JPS59118818A JP23325882A JP23325882A JPS59118818A JP S59118818 A JPS59118818 A JP S59118818A JP 23325882 A JP23325882 A JP 23325882A JP 23325882 A JP23325882 A JP 23325882A JP S59118818 A JPS59118818 A JP S59118818A
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Takeo Iioka
飯岡 武雄
Tetsuo Ishida
哲男 石田
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Nippon Steel Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00Process control or regulation for heat treatments

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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Control Of Combustion (AREA)
  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)

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】 本発明は、連続式加熱炉の燃焼制御に関し、その目的と
するところは、品質面や圧延操業面から要求される各種
のヒートパターンを容易に得ることができ、さらに省エ
ネ操炉にみあうように効率よく燃焼制御する方法に関す
る。
従来、連続式加熱炉の燃焼方法は、第1図、第2図に示
すように炉Fの予熱帯1.加熱帯2.均熱帯3の6帯の
温度設定に基づき、6帯に所要空気量と燃料(重油ある
いはコークスガス等)を供給し、6帯に取付けられた熱
電対温度計によって雰囲気温度を検出し、温度設定を修
正していくような雰囲気の自動燃焼制御が用いられてお
り、このような制御によシ材料を加熱し、均熱状態を保
って所定の抽出温度を得ている。なお図で4〜6はバー
ナー、7.8は温度計、9は装入口、10は抽出口であ
る。
しかしながらこのような雰囲気制御においては、第3図
に示すような品質面および圧延操業面から要求される各
種のヒートパターンP1〜P4をつくシだすには、操炉
オペレーターによる6帯の雰囲気温度管理等の操炉状態
管理が複雑となシ、かつ実際の鋼材温度の確認作業等作
業負荷も莫大になる欠点がある。なおヒートパターンP
1は高温抽出パターン、P2は通常パターン、P3は急
速加熱パターン、P4は低温抽出パターンである。
また、鋼材自身の温度−としては抽出口における温度測
定結果しか得られないだめ、炉内雰囲気の適切な設定温
度は経験によるところが多く、時には焼すぎのケースが
発生したり、逆に焼ムラとなるケースが生じたりする欠
点がある。
本発明は、かかる従来の雰囲気側@4jによる欠点f:
Wf消し、要求される各種のヒートパターンを炉内鋼A
9温度を実測することによって、鋼材自身のYl、A度
で燃焼制御し、きめこまかな抽出温度を得ることができ
、さらに省エネ指向にみあうように効率よく燃焼iji
制御する方法を提供するものである。
本発明を以下に詳細に説明する。
本発明は、炉内鋼材温度測定用として、第4図(a)に
示すが如く公知であるところの卵14ttxを測定する
放射温度計12と測定鋼材付近の雰囲気をS++j定す
る放射温度計13で組合わされた温度検出部をもち、こ
のような鋼材温度検出部を炉内に少□ なくとも2箇所
以上に設置して、一定ピツチ毎に41.9材部度をサン
プリングし実績圧延ピッチにあわせて2点間あるいはそ
れ以上の区間の鋼材昇熱度U(以下昇熱度と称す)をパ
ラメータにとってあらかしめ設定された目標の昇熱度U
spとの差を求め、次式■に基づいてその6帯にある憎
材温度を修正していく方式の燃焼制御方法である。
ここに Usp :目標昇熱度(:℃/Hr)UN:実
績計算昇熱度(’C/Hr) K、P:定数 TSP、N:N回目のその帯の鋼材設定温度〔℃〕 Tsp、N+1’目標と実績計算昇熱度の差からN+1
回目に修正すべき鋼 月設定温度〔℃〕 また実績計算昇熱度Uwは次式■にょって定義される。
R:温度計設置箇所の点りと点L−1間に存在する在炉
基数(:Ton) TL、 TL−1:炉中の任意の温度計設置箇所点りと
点L−1の温度計によって、炉の 抽出ピッチ毎に稼動する装入機等の稼 動信号に基づいてサンプリングされた 鋼材平均温度〔℃〕 CN:装入機等の稼動信号から、設定算出時間を越えた
次回の稼動信号がはいるま での時間区間のT/Hrを、少なくとも2区間以上求め
た上のその平均値[T/Hr)N回目の昇熱度計算に用
いるCN(T/Hr〕は次式で表わされる CN= ((T/Hr)* +(T/Hr)N−+ 士
8940.伺/M  、、、、、、、、、■ここに(T
/Hr)N:N回目に計算されたT/Hr’ (T/H
r)N−1: (N−1)回目に計算されたT/Hr M : T/Hr算出時間区間の個数 さらに抽出口における鋼材設定温度の修正方式は、品質
、操業上からきまる目標温度T6oとN回目の抽出鋼材
温度TB−Hの差から、次式によってN+1回目の抽出
温度TB、N+−+を設定して修正していく方式である
Ts、N+t = Tso 十K (Tso −Ta、
N )         −■ここに、 K:定数 次に鋼材温度検出部の原理について説明する。
第4図山)にみるように、一般に鋼材測定用温度計がう
けとる放射エネルギーIR(’rs)は、調料11がら
の放射エネルギーεR(T)と炉壁14がらの放射エネ
ルギーβ(l−ε) R(Ta)の和であシ、次式で表
わされる。
R(Ts)=CH(T)+β(1−ε)R(Ta)  
    −聞・■ここに ε:放射率 β:補正係数 したがって炉壁からうけとる放射エネルギーβ(1−ε
)R(Ta)を炉壁0近の界囲気測定用温度計13で測
定するならば真の鋼材温度R(T)は、次式から求めら
れる。
R(Ts)−βg(’ra) R(T)−□十β・R(Ta)    ・・四・・■ε 本鋼材温度検出部の特徴は、鋼材測定用の温度計と雰囲
気測定用の温度計を組合わせて取付けることによって、
炉壁等がらうける放射エネルギーを遮断するだめの複雑
な構造が不要となるところにあり、安価な設備費で真の
鋼材温度が正確に求められるのである。実測例を示す第
4図(C)から本<ll1l材温度検出部の測定精度は
良好なことが理解できる。
次に本発明法において規定された限定理由について述べ
る。
第1に、炉内間の鋼材検出箇所を少なくとも2箇所以上
としたのは、鋼材温度の温度差から、圧延ピッチに基づ
いてその間の鋼材昇熱度を求めて制御する方法だから、
少なくとも抽出口における鋼材温度と炉途中の鋼材温度
の2箇所は必要となるからである。
第2に、実績計算昇熱度を求めるときの鋼材温度を、ザ
ンブリング制御された鋼材温度であるとしだのは、炉に
固定された温度計で検出された畑□ 材部位は、抽出ピ
ッチにあわせて動くので、第5図(a)のように鋼材温
度は波形現象が生じる。このような鋼材温度をもとに燃
焼制御すると、よく知られているように鋼材の時定数は
遅く、雰囲気とちがって追随性が悪いため、燃焼流量等
の制御特性値にハンチング現象が生じ、事実上燃焼制御
が不可能になるためである。この例を第5図(b)に示
す。
第3に、実績計算昇熱度を求めるときの実績圧延T/H
rの算出に、装入機等の(×動信号から設定算出時間を
こえた次回の稼動信号がはいるまでの時間内のT/Hr
を連続的に求めてその平均値を使うように規定したのは
、任意にきめた時間内におけるT/Hrは常に一定であ
るとは限らず、第6図のように変動するだめ、この変動
した変化割合が太きいと鋼材温度の変化割合が大きい場
合と同じことになって、第5図に示したのと同じように
制御特性値にハンチング現象が発生するためである。
ここで、第6図のAはT/Hr算出時間が10分の場合
であ、9、B、Cはそれぞれ30分、60分の場合であ
る。
次に本発明法をプッシャータイプの線材加熱炉に適用し
た実施例に基づいて順次詳細に説明する。
鋼材温度計による鋼材温度の把握方法は、第7図に示す
が如く炉内に待機している鋼材が移動する直前に該尚す
るところの、装入機の稼動信号のタイミングに合わせて
、それぞれの温度計によシサンプリングを行なう。こう
L7てたとえば、加熱帯及び均熱帯(抽出口)の2箇所
の鋼材温度TH+1゛8が求まる。
次に、実績圧延T/f(rの算出は装入様稼動信号から
あらかじめ設定された算出時間にわたって、第8図が如
く圧延機ラインの途中にある銀材検出器16及びカウン
タ15にて抽出本数をカウントし、圧延T/Hrを求め
、前回の算出時間内のT/Hrとの平均値を求めてこれ
をCNとする。
CN−((T/Hr)N+ (T/H1−>N−1) 
/ 2   −=−■これらによp実績計算昇熱度UN
が下記のように求まる。
ただし、Rは在炉基数で、本実施例の場合R=151.
2が定数である。
目標昇熱度Uspは、各ヒートパターン毎に数種の水準
にわだシ実験を行ない、燃焼原単位が最もよく、さらに
品質、圧延操業に影響を与えない値を採用する。
弐〇に用いられる定数KSPは、実験を行なった上で定
められる値で、温度計の設置位置や炉形状その他によっ
て異なるが、本実験では0.5が燃焼制御系の応答や燃
料原単位等からみて最適値であった。これらの演算内容
を第9図に示す。ここに第9図においてバーナーAとバ
ーナーBは、前者は図示しない比率設定器を介して第4
図(a)のバーナー4と5に、後者は、バーナー6に対
応する。また、第9図においてTPvは制御用温度であ
り、加熱帯および抽出口においてサンプリングされたT
HとT、に同じである。
このようにして、前回設定した鋼材温度TIIP、Nを
式■で演算して、次回設定すべきT’sp −N+ +
を求め、TsP、N+1にて燃焼制御を行ない、以下繰
り返して同様な操作を行ない、最終的に実績昇熱度UN
が目標の昇熱度IJspとなるように燃焼制御系を修正
していく。
次に本発明の効果を図面に基づいて説明する。
第10図は、従来法と本発明法とのCOGガス流骨の使
用状況を比較した図であシ、本発明法は従来法に比べ、
流量は約5%削減されておシ、省エネ操炉法として有効
なことがわかる。斜線部が本発明による効果である。第
11図は、そのときの仕上圧延機入口鋼材温度を比較し
た図であり、両者の鋼材温度はほぼ同一レベルであシ、
これによp本発明法が品質や圧延操業に影響を与えてい
ないことがわかる。同様に本発明法は、炉圧や0.メー
ター等にも影響を及はさないことがわかった。
以上説明したように本発明法は加熱炉途中の鋼材温度を
実測して、鋼材温度自身による燃焼制御法であるため、
従来の雰囲気温度設定による燃焼制御に比較して、6雅
のヒートパターンが要求される操炉法において、操炉オ
ペレーターがその都′Iw雰囲気温度に基づく鋼材温度
を確認する手間かはぶけ、さらに焼すき゛や焼ムラを生
じることなく省エネ操炉が可能であシ、かつまたきめこ
まかな抽出温度管理も容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の加熱炉の燃焼制御システムの概略図、第
2図は従来の雰囲気制御による炉内温度修正方式を示す
ブロック図、第3図は各釉ヒートパターンを示す図、第
4図(a)は本発明法に係る鋼材温度検出部を抽出口と
炉途中の2箇所に配置した概要図、第4図中)は本発明
法の鋼材温度検出部の原理を示す図、第4図(e)は本
発明法の鋼材温度検出部の測定精度を示す図、第5図(
a)と(b)は鋼材温度のチャート例とCOG流量の変
化を表わす概要図、第6図は任意に設定されたT/Hr
算出時間のもとてのT/Hrの変化を表わすグラフ、第
7図は本発明法に係る炉内2箇所の温度計のサンプリン
グ概要図、第8図はT/Hrを算出する方法を示す説明
図、第9図は本発明法の演算システムを表わす概念図、
第10図は従来法と本発明法のCOGガス流量の使用状
況の比較と効果を表わした図、第11図は従来法と本発
明法の仕上圧延機入口鋼材温度の比較を表わした図表で
ある。 図面でFは加熱炉、11は鋼材、12.13は放射温度
計である。 出願人  新日本製鐵株式会社 代沖人弁理士    青   柳     稔第1図 第3図 餞人口          炉  長  m −、+出
出1〕第4図 温度計指示4m ’C

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 炉内細材温度を測定するだめの温度検出部を炉内に少な
    くとも2箇所以上設け、該温度検出部は鋼材からの放射
    エネルギーを検出する放射温度計と炉壁からの放射エネ
    ルギーを検出する放射温度計とからなり、一定ピツチ毎
    に鋼材温度をサンプリングし銅材昇熱度をパラメータに
    とって、あらかじめ設定された目標昇熱度との差から鋼
    材温度を修正することを特徴とする連続式加熱炉の燃焼
    制御方法。
JP23325882A 1982-12-25 1982-12-25 連続式加熱炉の燃焼制御方法 Granted JPS59118818A (ja)

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JP23325882A JPS59118818A (ja) 1982-12-25 1982-12-25 連続式加熱炉の燃焼制御方法

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JP23325882A JPS59118818A (ja) 1982-12-25 1982-12-25 連続式加熱炉の燃焼制御方法

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Publication Number Publication Date
JPS59118818A true JPS59118818A (ja) 1984-07-09
JPS6239210B2 JPS6239210B2 (ja) 1987-08-21

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ID=16952251

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JP23325882A Granted JPS59118818A (ja) 1982-12-25 1982-12-25 連続式加熱炉の燃焼制御方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7281855B2 (en) 2003-04-25 2007-10-16 Koyo Seiko Co., Ltd. Tapered roller bearing and final reduction gear

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7281855B2 (en) 2003-04-25 2007-10-16 Koyo Seiko Co., Ltd. Tapered roller bearing and final reduction gear

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JPS6239210B2 (ja) 1987-08-21

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