JPS6015870B2 - 加熱炉の制御方法 - Google Patents

加熱炉の制御方法

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JPS6015870B2
JPS6015870B2 JP12035777A JP12035777A JPS6015870B2 JP S6015870 B2 JPS6015870 B2 JP S6015870B2 JP 12035777 A JP12035777 A JP 12035777A JP 12035777 A JP12035777 A JP 12035777A JP S6015870 B2 JPS6015870 B2 JP S6015870B2
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zone
heating
controlled
furnace
temperature
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忠雄 仙波
仁士 宮谷
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Daido Steel Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は連続メッキ設備における無酸化加熱炉のよう
に、炉出口における被熱物の温度を一定値に制御する必
要のある加熱炉の制御方法に関する。
連続メッキ設備における無酸化加熱炉(以下加夕熱炉と
称する)は、メッキの前処理としてストリップを一定温
度に加熱してその表面の清浄化をおこなうものである。
従来のこの加熱炉は、たとえば第1図に示すように加熱
炉1の内部を炉長方向に第1ゾ−ン11、第2ゾーン1
2,………、第5ゾーン15の5ゾーンに分け、各ゾー
ンには炉内温度検出器2、バーナ3および排気口4を設
けてある。また5は熱料流量調節弁、6は炉内温度調節
計でいずれも各ゾーン用に設けられている。7は炉の入
口、8は炉の出口、9は搬送装置である。
従来の被熱物の温度制御は上記各ゾーンにおける加熱量
を制御しておこなうもので、ストリップである被熱物W
の炉の出口8における温度を赤外線温度計20により検
出し、この温度信号を被熱物温度調節計21において被
熱物温度設定値と比較してカスケード信号を発し、この
カスケード信号を各ゾーンの炉内温度設定信号として各
炉内温度調節計6,6,……・・・に与える。この際、
炉の出口側の第1ゾーン11から第2ゾーン12、第3
ゾーン13,………の願で、それぞれのバーナーにおけ
る加熱量が0から最大投入加熱量に達するよう炉内温度
設定信号の配分をおこなう。すなわちレシオバィアス設
定器22により各ゾーンの炉内温度調節計には第2図に
示す炉内温度設定信号1が与えられ、たとえば被熱物温
度調節計21の出力がP3とP4の間にあるときは第1
、第2ゾーンには最大炉内温度設定信号が与えられ、第
4、第5ゾーンの炉内温度設定信号は0で消火しており
、第3ゾーンにおいて加熱量が制御されていることにな
る。このような制御方法によると、各ゾーンの燃焼によ
る排ガスが各ゾーンの排気口から排出され各ゾーンの温
度干渉が比較的少ない場合には、精度よく被熱物温度制
御をおこなうことができる。ところが最近は省エネルギ
をはかるため炉内の高温の排ガスあるいは雰囲気ガスを
被熱物の進行方向と反対の方向に炉内を流通させ被熱物
の予熱をはかる方式が採用されるようになったため、上
記各ゾーンはガス流通の上流側すなわち出口側のゾーン
の炉内温度の影響を大きく受け、上記制御方法では種々
の問題を生じることとなった。
すなわち制御対象となるゾーンは隣接する出口側のゾー
ンにおける加熱の影響を受けて最高炉内温度近くまで予
熱されるため、炉内温度調節計設定信号が十分大となっ
た点(第2図におけるIM)においてバーナが点灯(被
熱物温度調節計出力増加時)あるいは消灯(前記出力減
少時)することになる。したがって各ゾーンの最大加熱
量のオンオフによるオンオフ制御に近似することになる
ため、被熱物の温度変動が大きくなり、これに伴うひん
ぱんなバーナの点灯、消灯およびその際の瞬間的な空燃
比の乱れによって、被熱物表面に局部的な過度の酸化痕
が生じたり、ストリップ縁部にしわ状の変形が生じると
いう問題が発生する。この発明は上記問題点を解消する
もので、排ガスあるいは雰囲気ガスを彼熱物の進行方向
と反対0の方向に流通させる加熱炉において、被熱物を
均一に所定の温度に加熱することのできる加熱炉の制御
方法を提供しようとするものである。以下第3図および
第4図によってこの発明の一実施例を説明する。
タ 第3図はこの発明の方法を実施するための装置の一
例の系統図で、第1図と同一符号を付した部分は第1図
と同一部分を示す。
図中、30は加熱炉で、この炉内を高温排ガスが被熱物
Wの進行方向と反対の方向(矢印Y方0向)に流通して
炉の入口7に連接した予熱スロート(図示しない)を経
て炉外に排出される。
31は制御ゾーン選定装置で、被熱物の寸法や材質、送
り速度、彼熱物の加熱温度などの加熱条件データを入力
として与えると制御対象ゾーン信号を発夕する計算機で
ある。
32は最高炉内温度設定信号を発する温度設定器である
33は各ゾーンの定値加熱、カスケード制御、加熱停止
を判別する判別装置、34はこの判別装置により操作さ
れる切換スイッチでこれらは各ゾーン用に一組ずつ設け
0られている。
判別装置33はたとえばハイロー弁別器からなり、制御
ゾーン選定装置31からの制御対象ゾーン信号とそれぞ
れのゾーンに個有の信号(たとえば第3ゾーンなら「3
レを比較して、両者が一致したゾーンすなわち制御対象
ゾ−タンにおいては被熱物温度調節計21の出力側に接
続された接点aに、制御対象ゾーンより出口側のゾ−ン
においては温度設定器32の出力側に接続された接点b
に、制御対象ゾーンより入口側のゾーンにおいては入力
信号0の接点cに、それぞれo切襖スイッチ34を切換
動作させるものである。40‘ま加熱制御装置、60は
加熱装置でこれらも各ゾーン用に設けられ、その内部構
成は第4図に示す。
なお第4図において第2ゾーン12および第4ゾーン1
4関係は主要機器のみを図示してある。第4図において
、41は切襖スイッチ34の出力信号から隣接する入口
側のゾーンの演算器42の出力信号を減算する演算器で
ある。42は炉内温度検出器2の出力信号から演算器4
1の出力信号を減算する演算器である。
43は炉内温度調節計、44は燃料流量調節計、45は
空燃辻七設定器、46は空気流量調節計である。
また61はバーナ、62は燃料配管、63は燃料流量調
節弁、64は燃料流量検出器、65は空気配管、66は
空気流量調節弁、67は空気流量検出器である。さらに
47はリミッタで炉内温度調節計43の出力がバーナ6
1における安定燃焼を維持できる最低流量設定信号以下
となった場合に該最低流量設定信号を発し続けて各調節
弁63,66の開度を一定開度に保つためのものである
。また48はモニタスィッチで、炉内温度調節計43の
出力が上記最低流量設定信号以下となったとき接点49
を閉じるものである。また50もモニタスイツチで演算
器41の出力信号が最高炉内温度設定信号となったとき
隣接する入口側ゾーンの接点51を閉じるものである。
次に上記構成の装置を用いた本発明方法について説明す
ると、先ず制御ゾーン選定装置31に被熱物の寸法その
他の加熱条件データを与えて計算をおこない制御対象ゾ
ーンを決定する。
第3図および第4図は制御ゾーン選定装置31の発する
制御対象ゾーン信号が第3ゾーンに該当する「3」であ
る場合を示し、各ゾーンの判別装置33の動作により各
切換スイッチ34が図示のように切換えられる。この結
果第1ゾーン11および第2ゾーン12では温度設定器
32からの最高炉内温度設定信号が加熱制御装置4川こ
与えられ各調節弁63,66はほゞ全開状態となり、一
定投入加熱量による加熱がおこなわれる。一方第4ゾー
ン14、第5ゾーン15では加熱制御装置40への入力
信号は0なのでバーナ61は消灯している。第3ゾーン
13では被熱物温度調節計21のカスケード信号が加熱
制御装置401こ与えられ、被熱物温度検出器である赤
外線温度計20よりの出力信号に応じて加熱装置60の
加熱量を制御して被熱物の温度を所定値に制御するので
ある。なお制御ゾーン選定装置31は、上記のような各
ゾーンの加熱あるいは加熱停止状態において被熱物が所
定の温度に制御されるよう、理論式あるし・は実験式、
さらにこれらにテストランによる修正を加えた計算式に
よって、被熱物の種々の加熱条件データの入力に対して
それぞれ適当な制御対象ゾーン信号を出すよう構成され
ているのである。
次に被熱物の寸法や加熱温度などの加熱条件によって制
御対象ゾーンの最高炉内温度附近で制御することになっ
た場合は、制御中に演算器41の出力が増加して最高炉
内温度信号を発するとモニタスィッチ50の動作により
隣接する入口側ゾーン(第4ゾーン14)の接点51が
閉じて自己保持され、該ゾーンの炉内温度調節計43は
出力を発していないがリミッタ47は最低流量設定信号
を発するので、該ゾーンのバーナ61は点灯し最低燃焼
を持続する。
その結果その加熱量による被熟物の温度上昇が生じるた
め、制御対象ゾーン(第3ゾーン13)の所要加熱量は
減少し最高炉内温度より低い温度附近で加熱量が制御さ
れる。また逆に被熱物の加熱条件によって制御対象ゾー
ンの最低炉内温度(最低燃料流量に該当する炉内温度)
附近で制御することになった場合は、被熱物温度調節計
21の出力信号が減少し炉内温度調節計43の出力信号
が最低流量設定値以下に低下しても、リミツタ47によ
り各調節弁63,66の開度は最低開度に維持されるた
め、温度検出器2の出力信号は被熱物温度調節計21の
出力信号より大(高温側の値)となるので、この両者の
差信号をモニタスィッチ48により閉じた接点49を介
して隣接する出口側ゾーン(第2ゾーン12)の演算器
41に与え、該ゾーンの炉内温度設定値を減少させて該
ゾーンのバーナによる加熱量を減少させる。すなわち制
御対象ゾーン(第3ゾーン)においてはバーナ61を消
灯させずに最低燃焼を持続させ、隣接する出口側のゾー
ン(第2ゾーン)の炉内温度を間接的に制御して被熱物
の温度制御をおこなうのである。なお、たとえば被熱物
の送り速度を下げてやれば、上述のような制御対象ゾー
ンの最高炉内温度あるいは最低炉内温度附近における制
御を回避して単一ゾーンにおける最低乃至最高炉内温度
間の範囲内での制御により被熱物温度制御をおこなうよ
うにすることができ、この場合は上記実施例における演
算器41,42、モニタスィッチ48,50、接点49
,51は不要となるので装置は簡単となり、また被熱物
表面のきずによる乱反射などに起因する赤外線温度計2
0の温度検出値変動などの突発的外乱による被熱物温度
調節計21の出力の過度の増減をカットすることになる
ので、過敏な制御を防止することができる。
なお以上は連続メッキ設備用の無酸化加熱炉について説
明したが、本発明は被熱物を所定の温度に加熱する他の
加熱炉にも適用できるものである。
以上説明したように本発明においては被熱物の寸法や材
質、送り速度、被熱物の加熱温度などの加熱条件から制
御対象ゾーンを決定し、該制御対象ゾーンより入口側の
ゾーンにおいては加熱をおこなわず、該制御対象ゾーン
より出口側のゾーンにおいては最高炉内温度において加
熱をおこなうとともに、該制御対象ゾーンにおける加熱
量の制御により被熱物の温度を制御するので、加熱装置
におけるバーナの点灯、消灯の繰返しがないため被熱物
表面の過度の酸化痕やストリップ縁部の変形が生じるこ
とがなく被熱物は均一に加熱される。
また被熱物の加熱条件により制御対象ゾーンの加熱装置
の燃料流量が安定燃焼に必要な最低値に達した場合も、
該加熱装置のバーナは消灯させずに制御対象ゾーンに隣
接する出口側ゾーンにおける加熱量の制御をおこなうの
で、バーナの点灯、消灯の繰返しがないためこれによる
弊害を生じることがない。さらに被熱物の加熱条件によ
り制御対象ゾーンが最高炉内温度に達した場合も、制御
対象ゾーンに隣接する入口側ゾーンの点灯を1度おこな
うだけであるので同様にバ−ナの点灯、消灯による弊害
は殆んど生じない。
【図面の簡単な説明】
第1図は従釆の加熱炉の系統図、第2図は第1図の炉内
温度調節計に与える設定信号の配分を示す線図、第3図
はこの発明の方法を実施するための装置の一例を示す系
統図、第4図は第3図の装置の部分詳細系統図である。 2・・・・・・炉内温度検出器、11・・・・・・第1
ゾーン、12……第2ゾーン、13……第3ゾーン、1
4……第4ゾーン、15……第5ゾーン、20……赤外
線温度計、21…・・・被熱物温度調節計、30・・・
・・・加熱炉、31・・・・・・制御ゾーン選定装置、
32…・・・温度設定器、33・・・・・・判別装置、
34・・・・・・切換スイッチ、40・・・・・・加熱
制御装置、41,42・・・・・・演算器、43・・・
・・・炉内温度調節計、47…・・・リミッタ、48…
…モニタスィッチ、49……接点、50……モニタスイ
ッチ、51……接点、60…・・・加熱装置、61・・
・・・・バーナ。繁′図業Z図 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 炉内を炉長方向に複数個のゾーンに分け、各ゾーン
    に加熱装置をそなえるとともに、炉内において被熱物の
    進行方向と反対の方向に高温ガスを流通させる加熱炉に
    おいて、被熱物の加熱条件から上記ゾーンのうちの制御
    対象ゾーンを決定し、上記制御対象ゾーンより入口側の
    各ゾーンにおいては加熱を停止し、上記制御対象ゾーン
    より出口側の各ゾーンにおいては最高炉内温度において
    加熱をおこなうとともに、上記制御対象ゾーンにおける
    加熱量を制御して被熱物の温度を所定値に制御すること
    を特徴とする加熱炉の制御方法。 2 炉内を炉長方向に複数個のゾーンに分け、各ゾーン
    に加熱装置をそなえるとともに、炉内において被熱物の
    進行方向と反対の方向に高温ガスを流通させる加熱炉に
    おいて、被熱物の加熱条件から上記ゾーンのうちの制御
    対象ゾーンを決定し、上記制御対象ゾーンより入口側の
    各ゾーンにおいては加熱を停止し、上記制御対象ゾーン
    より出口側の各ゾーンにおいては最高炉内温度において
    加熱をおこない、上記制御対象ゾーンにおける加熱量を
    制御して被熱物の温度を所定値に制御するとともに、上
    記制御対象ゾーンの上記加熱装置における燃料流量が安
    定燃焼を維持する最低流量に達したら該流量による加熱
    を維持するとともに上記制御対象ゾーンに隣接する出口
    側ゾーンにおける加熱量を制御して被熱物の温度を所定
    値に制御することを特徴とする加熱炉の制御方法。 3 炉内を炉長方向に複数個のゾーンに分け、各ゾーン
    に加熱装置をそなえるとともに、炉内において被熱物の
    進行方向と反対の方向に高温ガスを流通させる加熱炉に
    おいて、被熱物の加熱条件から上記ゾーンのうちの制御
    対象ゾーンを決定し、上記制御対象ゾーンより入口側の
    各ゾーンにおいては加熱を停止し、上記制御対象ゾーン
    より出口側の各ゾーンにおいては最高炉内温度において
    加熱をおこない、上記制御対象ゾーンにおける加熱量を
    制御して被熱物の温度を所定値に制御するとともに、上
    記制御対象ゾーンの炉内温度が最高炉内温度に達したら
    上記制御対象ゾーンに隣接する入口側ゾーンにおいて所
    定の加熱量による加熱をおこない、上記制御対象ゾーン
    においては最高炉内温度以下において加熱量を制御して
    被熱物の温度を所定値に制御することを特徴とする加熱
    炉の制御方法。
JP12035777A 1977-10-06 1977-10-06 加熱炉の制御方法 Expired JPS6015870B2 (ja)

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JP4583256B2 (ja) * 2005-06-23 2010-11-17 株式会社神戸製鋼所 熱処理炉

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