JPS61223122A - 加熱炉温度制御方法 - Google Patents
加熱炉温度制御方法Info
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- JPS61223122A JPS61223122A JP6364085A JP6364085A JPS61223122A JP S61223122 A JPS61223122 A JP S61223122A JP 6364085 A JP6364085 A JP 6364085A JP 6364085 A JP6364085 A JP 6364085A JP S61223122 A JPS61223122 A JP S61223122A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating furnace
- temperature
- time
- billet
- slab
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0081—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
- F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B9/40—Arrangements of controlling or monitoring devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
- F27D2019/0003—Monitoring the temperature or a characteristic of the charge and using it as a controlling value
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
- F27D2019/0006—Monitoring the characteristics (composition, quantities, temperature, pressure) of at least one of the gases of the kiln atmosphere and using it as a controlling value
- F27D2019/0018—Monitoring the temperature of the atmosphere of the kiln
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
- F27D2019/0028—Regulation
- F27D2019/0034—Regulation through control of a heating quantity such as fuel, oxidant or intensity of current
- F27D2019/004—Fuel quantity
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Control Of Heat Treatment Processes (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の利用分野〕
本発明は、連続鋳造設備で造られた鋳片が引続き加熱さ
れる加熱炉の熱効率を改善する加熱炉温度制御方法に関
する。
れる加熱炉の熱効率を改善する加熱炉温度制御方法に関
する。
一般に、加熱炉に投入された熱量の約半分が損失熱とし
て失われている。そのため、加熱炉操業の究極的な目的
は、 低減することにある。その操業方法として、連続鋳造設
備で生産された鋳片を、直ちに、加熱−へ装入する方法
(ホットチャージ)が提案され、′実施されている。
て失われている。そのため、加熱炉操業の究極的な目的
は、 低減することにある。その操業方法として、連続鋳造設
備で生産された鋳片を、直ちに、加熱−へ装入する方法
(ホットチャージ)が提案され、′実施されている。
二方、省エネルギ化をめざす加熱炉温度制御の観点から
言えば、加熱炉に装入された被加熱材の抽出時に所定の
抽出目標温度及び所定の抽出目標内外温度差(表面と内
部の温度偏差)を満足し、かつ、その加熱に要する燃料
使用量を最小にするような炉温設定方式を用いており(
例えば、特開昭51−30526号公報)、熱効率改善
の効果をあげている。しかし、その制御対象範囲は、被
加熱材の加熱炉装入から抽出までの間に限られており、
連続鋳造で造られた鋳片が加熱炉に装入されるまでの間
はなんら考慮されてぃながっ;。′〔発iの目的”〕 本発明の目的は、連続鋳造で造られた鋳片の加熱炉装入
時点の温度を熱効率上最適な温度にし、被加熱材の加熱
に要する燃料使用量を最小にする加熱炉温度制御方法を
提供するにある。
言えば、加熱炉に装入された被加熱材の抽出時に所定の
抽出目標温度及び所定の抽出目標内外温度差(表面と内
部の温度偏差)を満足し、かつ、その加熱に要する燃料
使用量を最小にするような炉温設定方式を用いており(
例えば、特開昭51−30526号公報)、熱効率改善
の効果をあげている。しかし、その制御対象範囲は、被
加熱材の加熱炉装入から抽出までの間に限られており、
連続鋳造で造られた鋳片が加熱炉に装入されるまでの間
はなんら考慮されてぃながっ;。′〔発iの目的”〕 本発明の目的は、連続鋳造で造られた鋳片の加熱炉装入
時点の温度を熱効率上最適な温度にし、被加熱材の加熱
に要する燃料使用量を最小にする加熱炉温度制御方法を
提供するにある。
本発明の特徴は、連続鋳造設備で造られる鋳片の連続鋳
造抽出タイミングに鋳片の加熱炉装入温度を予測し、そ
の予測結果が所望の範囲内に入ることを条件に連続鋳造
設備から加熱炉への鋳片搬送時間を決定し、加熱炉抽出
時点で被加熱材が所定の目標温度で、かつ、所定の目標
内外温度差を満足することを条件に、設定炉温を演算決
定することにある。
造抽出タイミングに鋳片の加熱炉装入温度を予測し、そ
の予測結果が所望の範囲内に入ることを条件に連続鋳造
設備から加熱炉への鋳片搬送時間を決定し、加熱炉抽出
時点で被加熱材が所定の目標温度で、かつ、所定の目標
内外温度差を満足することを条件に、設定炉温を演算決
定することにある。
本発明の対象となる連続鋳造から加熱炉抽出までの一般
的な操業について述べる。連続鋳造機で造られた鋳片は
切断機により所定の長さに多数本切断される。切断され
た鋳片は1通常1表面処理が施された後、加熱炉へ搬送
される。加熱炉に装入された被加熱材は、まず、徐々に
予熱され1次に、抽出目標温度付近まで加熱され、最後
に内外温度差(表面と内部の温度偏差)が小さくなるよ
うに保持される。
的な操業について述べる。連続鋳造機で造られた鋳片は
切断機により所定の長さに多数本切断される。切断され
た鋳片は1通常1表面処理が施された後、加熱炉へ搬送
される。加熱炉に装入された被加熱材は、まず、徐々に
予熱され1次に、抽出目標温度付近まで加熱され、最後
に内外温度差(表面と内部の温度偏差)が小さくなるよ
うに保持される。
このようにして、所定の目標及び目標内外温度差を満足
していることを条件に、被加熱材が抽出されていく、以
下1本発明の詳細な説明する。
していることを条件に、被加熱材が抽出されていく、以
下1本発明の詳細な説明する。
第3図は被加熱材の昇温曲線の代表的なパターンの例を
示す、一般に、加熱炉には複数の温度制御帯域が設けら
れているが、ここでは説明上、二帯と考え、装入側から
予熱帯、加熱帯、均熱帯と呼ぶことにする。予熱帯は熱
量を必要とするところ、加熱帯は温度を必要とするとこ
ろ、そして、均熱帯は被加熱材内の熱拡散を行わしそる
ところである。第3図において、炉内温度分布Tが一定
で、しかも、在炉する被加熱材の負荷に変化がない状態
を考えると、加熱炉に装入されてから予熱帯、加熱帯、
均熱帯を通り抽出されるまでの被加熱材の昇温曲線のう
ち、所定の目標温度及び目標内外温度差を満足し、最も
熱経済的な理想昇温曲線は伝熱理論上θ、の近傍区域内
にあることが知られている。もちろん、この理想昇温曲
線θ2は被加熱材のサイズと負荷及び鋼種によって変動
する。これに対して、装入温度以外の条件(被加熱材の
サイズ、負荷、鋼種、在炉時間及び炉内温度分布)が0
2の場合と同一で、装入温度のみ異なる時の昇温曲線の
代表的な例は、第3図に示すような、θ1及びθ3があ
る。すなわち、θ1の場合は、θ2に比して装入温度が
低すぎるため所定の目標温度に到達できなくなる。また
、θ、のように、装入温度が予熱帯の炉温より高い場合
は、予熱帯で被加熱材の内部温度が表面温度より高く、
通常時と逆になってしまい、所定の目標温度には到達す
るが目標内外温度差を満足できなくなる。
示す、一般に、加熱炉には複数の温度制御帯域が設けら
れているが、ここでは説明上、二帯と考え、装入側から
予熱帯、加熱帯、均熱帯と呼ぶことにする。予熱帯は熱
量を必要とするところ、加熱帯は温度を必要とするとこ
ろ、そして、均熱帯は被加熱材内の熱拡散を行わしそる
ところである。第3図において、炉内温度分布Tが一定
で、しかも、在炉する被加熱材の負荷に変化がない状態
を考えると、加熱炉に装入されてから予熱帯、加熱帯、
均熱帯を通り抽出されるまでの被加熱材の昇温曲線のう
ち、所定の目標温度及び目標内外温度差を満足し、最も
熱経済的な理想昇温曲線は伝熱理論上θ、の近傍区域内
にあることが知られている。もちろん、この理想昇温曲
線θ2は被加熱材のサイズと負荷及び鋼種によって変動
する。これに対して、装入温度以外の条件(被加熱材の
サイズ、負荷、鋼種、在炉時間及び炉内温度分布)が0
2の場合と同一で、装入温度のみ異なる時の昇温曲線の
代表的な例は、第3図に示すような、θ1及びθ3があ
る。すなわち、θ1の場合は、θ2に比して装入温度が
低すぎるため所定の目標温度に到達できなくなる。また
、θ、のように、装入温度が予熱帯の炉温より高い場合
は、予熱帯で被加熱材の内部温度が表面温度より高く、
通常時と逆になってしまい、所定の目標温度には到達す
るが目標内外温度差を満足できなくなる。
もし、θ□およびθ、の場合に、所定の温度を満足させ
るためには在炉時間をもつと増大しなければならず、理
想的なθ2の場合に比して熱効率が大幅に低下するとい
った±具合が発生する。これら伝熱理論から装入温度と
加熱炉操業上の燃料原単位との関係は、第2図に示すよ
うになり、目標燃料原単位に8をクリアする最適な装入
温度の範囲θwin〜θwaxが決まる。もちろん、θ
win及びθwaxの値は被加熱材のサイズ、負荷及び
鋼種によって変動するので、あらかじめ、ディシジョン
テーブル定数として持っていれば良い。
るためには在炉時間をもつと増大しなければならず、理
想的なθ2の場合に比して熱効率が大幅に低下するとい
った±具合が発生する。これら伝熱理論から装入温度と
加熱炉操業上の燃料原単位との関係は、第2図に示すよ
うになり、目標燃料原単位に8をクリアする最適な装入
温度の範囲θwin〜θwaxが決まる。もちろん、θ
win及びθwaxの値は被加熱材のサイズ、負荷及び
鋼種によって変動するので、あらかじめ、ディシジョン
テーブル定数として持っていれば良い。
次に、装入温度exaが最も熱経済的なθwinとθw
axの範囲に入るように、連続鋳造から加熱炉へ運ばれ
る鋳片の搬送時間決定方法について述べる。第1図にそ
の決定フローを示す、まず、連続鋳造切断機による鋳片
切断完了から加熱炉装入までの時間t、Nの初期値とし
て標準時間t w、oをセットする。この標準時間t、
。は平均表面処理時間と連続鋳造から加熱炉までの標準
搬送時間の和と考えて差し支えない。また、連続鋳造設
備の切断機による切断タイミングの鋳片メツシュ点温度
を初期値としてセットする。この初期温度を出発点とし
てt*(=tmo)時間後、すなわち、加熱炉装入時点
での鋳片メツシュ点温度を以下に示す式で計算する。
axの範囲に入るように、連続鋳造から加熱炉へ運ばれ
る鋳片の搬送時間決定方法について述べる。第1図にそ
の決定フローを示す、まず、連続鋳造切断機による鋳片
切断完了から加熱炉装入までの時間t、Nの初期値とし
て標準時間t w、oをセットする。この標準時間t、
。は平均表面処理時間と連続鋳造から加熱炉までの標準
搬送時間の和と考えて差し支えない。また、連続鋳造設
備の切断機による切断タイミングの鋳片メツシュ点温度
を初期値としてセットする。この初期温度を出発点とし
てt*(=tmo)時間後、すなわち、加熱炉装入時点
での鋳片メツシュ点温度を以下に示す式で計算する。
ここで、
Q、 二表面メツシュ点mの表面入熱量φ。。 :
総括熱吸収率 T :鋳片雰囲気温度 Q ’ 114 a :メッシュ点(m、n)の温度(
今回値)・ QBHll:メツシュ点(m、n)の温度(前回値)C
:鋳片の比熱 ρ :鋳片の比重 k :鋳片の熱伝導率 Δt :計算刻み時間 鋳片雰囲気温度Tは、鋳片が自然空冷されている場合は
、常温(一定)とし、また鋳片が断熱保温された状態に
ある場合には、断熱保温開始時の鋳片の温度θ。を初期
値とし、時間tの経過に従つて減少するような関数で表
わされる(例えばT=θ。−a−t、aは正の係数)、
鋳片メツシュ点温度の計算結果から、加熱炉装入平均温
度Lllを求め、了8Mが最適なθ■inとθwaxの
範囲に収束すれば、その時のtlIが鋳片切断完了から
加熱炉装入までの最適時間となる。よって、最適搬送時
間t′は、1.から鋳片表面処理時間t0を減すること
により求まる。すなわち。
総括熱吸収率 T :鋳片雰囲気温度 Q ’ 114 a :メッシュ点(m、n)の温度(
今回値)・ QBHll:メツシュ点(m、n)の温度(前回値)C
:鋳片の比熱 ρ :鋳片の比重 k :鋳片の熱伝導率 Δt :計算刻み時間 鋳片雰囲気温度Tは、鋳片が自然空冷されている場合は
、常温(一定)とし、また鋳片が断熱保温された状態に
ある場合には、断熱保温開始時の鋳片の温度θ。を初期
値とし、時間tの経過に従つて減少するような関数で表
わされる(例えばT=θ。−a−t、aは正の係数)、
鋳片メツシュ点温度の計算結果から、加熱炉装入平均温
度Lllを求め、了8Mが最適なθ■inとθwaxの
範囲に収束すれば、その時のtlIが鋳片切断完了から
加熱炉装入までの最適時間となる。よって、最適搬送時
間t′は、1.から鋳片表面処理時間t0を減すること
により求まる。すなわち。
t’ =t11−t0 、(1)この
最適搬送時間tで実操業できる場合が通常のケースであ
り、次式(2)を満足している。
最適搬送時間tで実操業できる場合が通常のケースであ
り、次式(2)を満足している。
t win< t ’ < t waxここで。
t■1n:操業側制約上の最小搬送時間tmaス :操
業側制約上の最大搬送時間従って、(1)式で求まる最
適搬送時間t′ で連続鋳造から加熱炉へ搬送するよう
に搬送速度を搬送制御装置に設定すればよい、一方、t
′がt winより小さくなるのは搬送区間が自然空冷
のみで、しかも、切断完了時の鋳片温度と最適加熱炉装
入温度の差がかなり小さい場合に起りやすい。
業側制約上の最大搬送時間従って、(1)式で求まる最
適搬送時間t′ で連続鋳造から加熱炉へ搬送するよう
に搬送速度を搬送制御装置に設定すればよい、一方、t
′がt winより小さくなるのは搬送区間が自然空冷
のみで、しかも、切断完了時の鋳片温度と最適加熱炉装
入温度の差がかなり小さい場合に起りやすい。
この場合、 t’ とt winの差がそれ程大きくな
い時(例えば、t’>−・t winの時)にはt w
inで搬送するように設定するか、あるいは、t′とt
winの差がかなり大きい時には、断熱保温しながら
t +iinで搬送する方法もある。断熱保温すれば短
時間で温度低下はない、また、逆に、t′がt■axよ
り大きくなるのは切断完了時の鋳片温度に比して最適加
熱炉装入温度がかなり低い場合に起こりうる。この場合
は、t waxで搬送するように設定し、最適搬送時間
t′のうちの余剰時間分(=t′−t wax)につい
ては、ヤードへ置いておくことで吸収できる。
い時(例えば、t’>−・t winの時)にはt w
inで搬送するように設定するか、あるいは、t′とt
winの差がかなり大きい時には、断熱保温しながら
t +iinで搬送する方法もある。断熱保温すれば短
時間で温度低下はない、また、逆に、t′がt■axよ
り大きくなるのは切断完了時の鋳片温度に比して最適加
熱炉装入温度がかなり低い場合に起こりうる。この場合
は、t waxで搬送するように設定し、最適搬送時間
t′のうちの余剰時間分(=t′−t wax)につい
ては、ヤードへ置いておくことで吸収できる。
鋳片メツシュ点温度の計算結果から求めた加熱炉装入温
度′T□が最適範囲(0m1nd□にθwax)に収束
しない時は、以下に示す二通りに分けて収束する方向に
鋳片切断完了から加熱炉装入までの時間を再設定し、そ
のときの加熱炉装入温度exaを計算し、最適範囲に収
束するまで前述の計算を繰り返す。
度′T□が最適範囲(0m1nd□にθwax)に収束
しない時は、以下に示す二通りに分けて収束する方向に
鋳片切断完了から加熱炉装入までの時間を再設定し、そ
のときの加熱炉装入温度exaを計算し、最適範囲に収
束するまで前述の計算を繰り返す。
(1)了□くθ■1nの場合
加熱炉装入温度下8.が高くなるように鋳片切断完了か
ら加熱炉装入までの時間を前回計算時より短くする。
ら加熱炉装入までの時間を前回計算時より短くする。
(2)θ□〉θwaxの場合
加熱炉装入温度T□が低くなるように鋳片切断完了から
加熱炉装入までの時間を前回計算時より長くする。
加熱炉装入までの時間を前回計算時より長くする。
このように、本実施例の要点をまとめると次のようにな
る。従来の加熱炉温度制御方法では与えられた装入温度
を起点とし、そこから抽出までの間に所定の目標温度及
び目標内外温度差を満足し。
る。従来の加熱炉温度制御方法では与えられた装入温度
を起点とし、そこから抽出までの間に所定の目標温度及
び目標内外温度差を満足し。
しかも、その加熱に要する燃料使用量を最小にするよう
な炉温設定方式をとっていた。これに対し本漬では装入
温度工、ッが最も熱経済的な範囲(θwin< e t
w< e waax)に入るように、連続鋳造設備から
加熱炉への搬送時間t′を決定することにより、積極的
に最適な装入温度を確保し、しかも、加熱炉内の温度制
御としては従来法を用いることにより、加熱炉の熱効率
をより向上させることができる。
な炉温設定方式をとっていた。これに対し本漬では装入
温度工、ッが最も熱経済的な範囲(θwin< e t
w< e waax)に入るように、連続鋳造設備から
加熱炉への搬送時間t′を決定することにより、積極的
に最適な装入温度を確保し、しかも、加熱炉内の温度制
御としては従来法を用いることにより、加熱炉の熱効率
をより向上させることができる。
本発明によれば、加熱に要する消費燃料を最小にし、熱
効率が向上する。
効率が向上する。
第1図は本発明の一実施例の連続鋳造設備から加熱炉へ
の最適搬送時間の決定方法の例を示す図。 第2図は最適装入温度の決定方法の例を示す図。 第3図は本発明の原理の伝熱理論を示す図である。 Ko・・・目標燃料原単位、θ・・・被加熱材温度。
の最適搬送時間の決定方法の例を示す図。 第2図は最適装入温度の決定方法の例を示す図。 第3図は本発明の原理の伝熱理論を示す図である。 Ko・・・目標燃料原単位、θ・・・被加熱材温度。
Claims (1)
- 1、連続鋳造設備で造られる鋳片の連続鋳造抽出タイミ
ングに前記鋳片の加熱炉への装入温度を予測し、この予
測結果が所望の範囲内に入ることを条件に前記連続鋳造
設備から前記加熱炉への前記鋳片の搬送時間を決定し、
前記加熱炉の抽出時点で被加熱材が所定の目標温度で、
かつ、所定の目標内外温度差を満足することを条件に設
定炉温を演算決定することを特徴とする加熱炉温度制御
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6364085A JPS61223122A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 加熱炉温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6364085A JPS61223122A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 加熱炉温度制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61223122A true JPS61223122A (ja) | 1986-10-03 |
Family
ID=13235154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6364085A Pending JPS61223122A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 加熱炉温度制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61223122A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06128656A (ja) * | 1992-10-19 | 1994-05-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 加熱炉の燃焼制御方法 |
JP2010275631A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-12-09 | Nippon Steel Corp | 直火式ローラーハース型連続熱処理炉及びラジアントチューブ式ローラーハース型連続熱処理炉における厚鋼板の熱処理方法 |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP6364085A patent/JPS61223122A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06128656A (ja) * | 1992-10-19 | 1994-05-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 加熱炉の燃焼制御方法 |
JP2010275631A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-12-09 | Nippon Steel Corp | 直火式ローラーハース型連続熱処理炉及びラジアントチューブ式ローラーハース型連続熱処理炉における厚鋼板の熱処理方法 |
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