JPS613840A - 加熱炉温度制御方法 - Google Patents
加熱炉温度制御方法Info
- Publication number
- JPS613840A JPS613840A JP12372284A JP12372284A JPS613840A JP S613840 A JPS613840 A JP S613840A JP 12372284 A JP12372284 A JP 12372284A JP 12372284 A JP12372284 A JP 12372284A JP S613840 A JPS613840 A JP S613840A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time
- extraction
- heating furnace
- temperature
- furnace
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- 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
- C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- 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、重油、ガス等の燃料を使用する加熱炉の熱効
率を改善する加熱炉温度制御方法に関する。
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、熱効率を改善し燃料原単位を低減することにある。
て失われている。そのため、加熱炉操業の究極的な目的
は、熱効率を改善し燃料原単位を低減することにある。
従来、被加熱材の抽出タイミングに所定の抽出目標度及
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いる（例えば特開昭５
１−３０５２６号）つすなわち、抽出目標温度、抽出目
標内外温度差及び燃料使用量を制約条件とし、この制約
条件を同時に満足する最適炉温を決定しその最適炉温で
仮想的に加熱されたとしたときの鋼片温度の時間的変化
パターンを決定し、実際の被加熱材の温度が決定され九
変化パターンに追従するような設定炉温を決定していた
。
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いる（例えば特開昭５
１−３０５２６号）つすなわち、抽出目標温度、抽出目
標内外温度差及び燃料使用量を制約条件とし、この制約
条件を同時に満足する最適炉温を決定しその最適炉温で
仮想的に加熱されたとしたときの鋼片温度の時間的変化
パターンを決定し、実際の被加熱材の温度が決定され九
変化パターンに追従するような設定炉温を決定していた
。
以上、従来の炉温設定方式によル熱効率改善の効果を上
げている。
げている。
しかし、実操業上加熱炉材は抽出後、Ｆ工程で圧延され
るのが常であり、圧延機までの搬送時間が存在する。ま
た、熱間圧延等では加熱炉抽出後鍋片表面のスケールを
除去するための表面処理が行なわれる。従来法では、加
熱炉抽出から圧延機咬み込みまでの間に向合温度差が減
少することを考慮していないため燃料使用量をできるだ
け最小にするという観点から問題がある。
るのが常であり、圧延機までの搬送時間が存在する。ま
た、熱間圧延等では加熱炉抽出後鍋片表面のスケールを
除去するための表面処理が行なわれる。従来法では、加
熱炉抽出から圧延機咬み込みまでの間に向合温度差が減
少することを考慮していないため燃料使用量をできるだ
け最小にするという観点から問題がある。
本発明の目的は、被加熱材の加熱に要する消費燃料をで
きるだけ最小にし、圧延機咬み込み時点で所定の温度に
する加熱炉温度制御方法を提供するにある。
きるだけ最小にし、圧延機咬み込み時点で所定の温度に
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、加熱炉内の各液加熱材について加熱炉
抽出から圧延機咬み込みまでの時間を予測決定し、圧延
機咬み込み時点で鋼片の内外温度差が所定の温度となる
ように加熱炉抽出時点の抽出目標内外温度差を決定し、
加熱炉抽出時点で所定の抽出目標温度で、かつ、決定さ
れた抽出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。
抽出から圧延機咬み込みまでの時間を予測決定し、圧延
機咬み込み時点で鋼片の内外温度差が所定の温度となる
ように加熱炉抽出時点の抽出目標内外温度差を決定し、
加熱炉抽出時点で所定の抽出目標温度で、かつ、決定さ
れた抽出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。
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３帯と考え装入側からそれぞれ予
熱帯、加熱帯、均熱帯と呼ぶことにする。加熱炉に装入
された被加熱材は、まず、予熱帯で徐々に加熱され、次
に加熱帯で抽出目標温度伺近まで急激に加熱される。最
後に均熱帯で内外温度差が小さくなるように保熱される
。すなわち、被加熱材の表面温度θＳ、内部温度θＣ及
び内外温度差Δθ（−〇Ｓ−〇〇）祇第４図の現在時刻
Ｔｏから加熱炉抽出時刻Ｔｖｘまでの区間（１）に示す
ような変化となる。内外温度差Δθは、加熱帯で急激に
加熱されるためピークとなシ、均熱帯に入ると徐々に減
少するパターンとなる。また、加熱炉抽出時刻Ｔ ｖ
ｘから圧延機咬み込み時刻Ｔ８Ｔ’Ｅでの区間（ＩＩ）
における内外温度差Δθは、第４図に示すようにさらに
減少する。これは以下に示す鋼片各メツシュ点の温度計
算式（差分法）から周知のように、鋼片の雰囲気温度Ｔ
（区間（ｎ）の場合は、空気温度）が一定のとき内外温
度差が０に収束することから明らかである。
るが、ここでは説明上３帯と考え装入側からそれぞれ予
熱帯、加熱帯、均熱帯と呼ぶことにする。加熱炉に装入
された被加熱材は、まず、予熱帯で徐々に加熱され、次
に加熱帯で抽出目標温度伺近まで急激に加熱される。最
後に均熱帯で内外温度差が小さくなるように保熱される
。すなわち、被加熱材の表面温度θＳ、内部温度θＣ及
び内外温度差Δθ（−〇Ｓ−〇〇）祇第４図の現在時刻
Ｔｏから加熱炉抽出時刻Ｔｖｘまでの区間（１）に示す
ような変化となる。内外温度差Δθは、加熱帯で急激に
加熱されるためピークとなシ、均熱帯に入ると徐々に減
少するパターンとなる。また、加熱炉抽出時刻Ｔ ｖ
ｘから圧延機咬み込み時刻Ｔ８Ｔ’Ｅでの区間（ＩＩ）
における内外温度差Δθは、第４図に示すようにさらに
減少する。これは以下に示す鋼片各メツシュ点の温度計
算式（差分法）から周知のように、鋼片の雰囲気温度Ｔ
（区間（ｎ）の場合は、空気温度）が一定のとき内外温
度差が０に収束することから明らかである。
ここで
Ｑ、 二表面メツシュ点ｍの表面入熱量φＣＯ二総括熱
吸収率 Ｔ ：鋼片雰囲気温度 θ′、１：メッシュ点（ｍ、ｎ）の温度（今回値）θ１
１：メッシュ点（ｍ、ｎ）の温度（前回値）Ｃ：鋼片の
比熱 ρ ：鋼片の比重 ｋ ：鋼片の熱伝導率 Δｔ ：計算刻み時間 一方、鋼片の平均温度は、抽出時点で通常１１００Ｃ〜
１２５０Ｃと高温で娶り、数分程度の自然空冷があった
としても温度計算式の性格から所定の抽出温度は十分満
足する。 ・第４図を用いて本発明の原
理をまとめると次のようになる。すなわち、従来の方法
では、抽出時点ＴＩＫで所定の内外温度差Δθ、になる
ように加熱していたのに対し、拳法では加熱炉抽出時刻
Ｔｚｘから圧延機咬み込み時刻ＴＩＩＴまでの１Ｍ時間
内に内外温度差Δθが、さらＫ、減少す尿゛ことに着眼
し、Δθ、より大きい内外温度差Δ令、を新たに抽出時
点Ｔ ｖ ｘの抽出目標内外温度差と設定することによ
り、加熱処理時間を短かくすると同時に加熱に要する燃
料使用量をよシ低減することができる。
吸収率 Ｔ ：鋼片雰囲気温度 θ′、１：メッシュ点（ｍ、ｎ）の温度（今回値）θ１
１：メッシュ点（ｍ、ｎ）の温度（前回値）Ｃ：鋼片の
比熱 ρ ：鋼片の比重 ｋ ：鋼片の熱伝導率 Δｔ ：計算刻み時間 一方、鋼片の平均温度は、抽出時点で通常１１００Ｃ〜
１２５０Ｃと高温で娶り、数分程度の自然空冷があった
としても温度計算式の性格から所定の抽出温度は十分満
足する。 ・第４図を用いて本発明の原
理をまとめると次のようになる。すなわち、従来の方法
では、抽出時点ＴＩＫで所定の内外温度差Δθ、になる
ように加熱していたのに対し、拳法では加熱炉抽出時刻
Ｔｚｘから圧延機咬み込み時刻ＴＩＩＴまでの１Ｍ時間
内に内外温度差Δθが、さらＫ、減少す尿゛ことに着眼
し、Δθ、より大きい内外温度差Δ令、を新たに抽出時
点Ｔ ｖ ｘの抽出目標内外温度差と設定することによ
り、加熱処理時間を短かくすると同時に加熱に要する燃
料使用量をよシ低減することができる。
まず、抽出時点Ｔ ＋ｅ ｘから圧延機咬み込み時点Ｔ
ｓｒｔでの時間・１．を予測決定する方法を述べる（第
５図参照）。今、装入された被加熱材ａｔを含め、炉内
に所定の在炉時間で加熱される被加熱材がｉ本あるとき
、装入材ａ１の一つ先行材ａ ｌ−。
ｓｒｔでの時間・１．を予測決定する方法を述べる（第
５図参照）。今、装入された被加熱材ａｔを含め、炉内
に所定の在炉時間で加熱される被加熱材がｉ本あるとき
、装入材ａ１の一つ先行材ａ ｌ−。
１の圧延完了時刻Ｔ！は、
Ｔ Ｉ ＝ Ｔｖｘ（＋ −１）＋ ｔ Ｍ（＋−ｓ）
＋α３ここで、 Ｔｅｘ（ｒ、）：被加熱材ａ、の抽出時刻Ｌ Ｍ（、ｌ
：被加熱材ａ、の抽出から圧延機咬み込みまでの予測時
間 ａｌ ：抽出後の表面処理時間 α２ ＝加熱炉抽出から圧延機咬み込みまでの搬送時
間 α３ ：圧延時間 先行材ａｌ−１の圧延完了時刻Ｔｔが装入材ａ１の抽出
時刻ＴＨ（＋）よシ遅い場合は、ａ、抽出後、搬送テー
ブル上で待期することになる。この時間差ΔＴ （＝
Ｔ ＩＴｍｘ（１））の間に、ａｔ＋７）表面処理が可
能と予測される場合、ａ、抽出後、圧延機咬み込みまで
に要する時間ｉ Ｍ（１１は、１、、＝ΔＴ−α１＋α
２ 、 ・・・（１）一方、時間差ΔＴの間に
表面処理を吸収できないと予測される場合のｔ Ｍ（１
）は、 ｉ、ｓｇ（ｔ）＝αｌ−ΔＴ＋α２ °°°
Ｑ）また、ａｌ−１の圧延完了時刻Ｔ１がａｔ抽出時刻
ＴＩ（１）より早いと予測されるときのｔＭ（１１は、
ｊ ＄１ （１１＝α１＋α２ ・・
・（３）なお、炉内に装入したイニシャル−木目の抽出
後圧延開始までの時間は、式〈３）で求まるつ次に、装
入材ａ１の加熱炉抽出時点での抽出目標内外温度差の決
定方法を以下の二側について述べる。
＋α３ここで、 Ｔｅｘ（ｒ、）：被加熱材ａ、の抽出時刻Ｌ Ｍ（、ｌ
：被加熱材ａ、の抽出から圧延機咬み込みまでの予測時
間 ａｌ ：抽出後の表面処理時間 α２ ＝加熱炉抽出から圧延機咬み込みまでの搬送時
間 α３ ：圧延時間 先行材ａｌ−１の圧延完了時刻Ｔｔが装入材ａ１の抽出
時刻ＴＨ（＋）よシ遅い場合は、ａ、抽出後、搬送テー
ブル上で待期することになる。この時間差ΔＴ （＝
Ｔ ＩＴｍｘ（１））の間に、ａｔ＋７）表面処理が可
能と予測される場合、ａ、抽出後、圧延機咬み込みまで
に要する時間ｉ Ｍ（１１は、１、、＝ΔＴ−α１＋α
２ 、 ・・・（１）一方、時間差ΔＴの間に
表面処理を吸収できないと予測される場合のｔ Ｍ（１
）は、 ｉ、ｓｇ（ｔ）＝αｌ−ΔＴ＋α２ °°°
Ｑ）また、ａｌ−１の圧延完了時刻Ｔ１がａｔ抽出時刻
ＴＩ（１）より早いと予測されるときのｔＭ（１１は、
ｊ ＄１ （１１＝α１＋α２ ・・
・（３）なお、炉内に装入したイニシャル−木目の抽出
後圧延開始までの時間は、式〈３）で求まるつ次に、装
入材ａ１の加熱炉抽出時点での抽出目標内外温度差の決
定方法を以下の二側について述べる。
まず、第１図に示すように、決定されたａＩ油抽出後圧
延機咬み込みまでの時間ｔＭ（１１から抽出目標内外温
度修正係数Ｃｉを決定し、抽出時点での抽出目標内外温
度差Δ金、ｌは、 Δ金、・＝Ｃ・・Δθ、・ ここで Δθｍｌ：被加熱材ａｉの所定の目標内外温度差 この方法は、鋼片温度計算式の性格上ｊ Ｍ（＋３が長
いほど有効である。
延機咬み込みまでの時間ｔＭ（１１から抽出目標内外温
度修正係数Ｃｉを決定し、抽出時点での抽出目標内外温
度差Δ金、ｌは、 Δ金、・＝Ｃ・・Δθ、・ ここで Δθｍｌ：被加熱材ａｉの所定の目標内外温度差 この方法は、鋼片温度計算式の性格上ｊ Ｍ（＋３が長
いほど有効である。
もう一つの方法は、鋼片温度計算式を用いてｊＭ（＋）
時間の温度変化をシミュレートすることによシ、最適な
Δ令１を決定する方式である。第２図に、その決定フロ
ーを示す。育ず、抽出時点の鋼片メツシュ点温度として
、ある適当な初期値をセットし、その時の内外温度差Δ
沓；ヲ計算する９この初期温度を出発点として圧ｇ機咬
み込み時点の、すなわち、ｔＭ（＋）時間後の鋼片メツ
シュ点温度を計算する。計算結果よりｔＭ（１）時間後
の内外温度差Δθ′、を求める。このΔθｔが所定の内
外温度差Δθ、Ｉに収束したらΔ６−をａ、抽出時点の
抽出目標内外温度差Δ会、・と決定する。収束しないと
きは、以下に示す二通勺に分けて、収束する方向にメツ
シュ点温度を再設定し、そのときの内外温度差Δ令！を
計算し、収束するまで前述の計算を繰返す。
時間の温度変化をシミュレートすることによシ、最適な
Δ令１を決定する方式である。第２図に、その決定フロ
ーを示す。育ず、抽出時点の鋼片メツシュ点温度として
、ある適当な初期値をセットし、その時の内外温度差Δ
沓；ヲ計算する９この初期温度を出発点として圧ｇ機咬
み込み時点の、すなわち、ｔＭ（＋）時間後の鋼片メツ
シュ点温度を計算する。計算結果よりｔＭ（１）時間後
の内外温度差Δθ′、を求める。このΔθｔが所定の内
外温度差Δθ、Ｉに収束したらΔ６−をａ、抽出時点の
抽出目標内外温度差Δ会、・と決定する。収束しないと
きは、以下に示す二通勺に分けて、収束する方向にメツ
シュ点温度を再設定し、そのときの内外温度差Δ令！を
計算し、収束するまで前述の計算を繰返す。
（１） Δθ１〉（Δθ、Ｉ＋Δβ）の場合内外温度
差Δ令ｒが小さくなるように、すわち、表面と内部のメ
ツシュ点謳度差を小さくする。
差Δ令ｒが小さくなるように、すわち、表面と内部のメ
ツシュ点謳度差を小さくする。
（２） Δθ、＜（Δθ１−Δβ）の場合内外温度差
Δ９二が大きくなるように、ｔなわち、表面と内部のメ
ツシュ点温度差を太きぐする。
Δ９二が大きくなるように、ｔなわち、表面と内部のメ
ツシュ点温度差を太きぐする。
次に、本発明を実施する装置の一例を第３図で説明する
。第３図で、１は既述のｔｘ値を予測算出する装置、２
は１Ｍ予測算出装置１により逐次算出されるｔｒＫ値に
基づいて加熱炉抽出時点での抽出目標内外温度差Δ令、
を算出する３帽・ｉ、４は６被加熱材毎の所定の抽出目
標温度及び内外温度差の記憶装置、５は各被加熱材毎の
在炉時間記憶装置、３はΔ分、算出装置２で算出される
Δ会。
。第３図で、１は既述のｔｘ値を予測算出する装置、２
は１Ｍ予測算出装置１により逐次算出されるｔｒＫ値に
基づいて加熱炉抽出時点での抽出目標内外温度差Δ令、
を算出する３帽・ｉ、４は６被加熱材毎の所定の抽出目
標温度及び内外温度差の記憶装置、５は各被加熱材毎の
在炉時間記憶装置、３はΔ分、算出装置２で算出される
Δ会。
値と記憶装ｆｉ’） ４に記憶された抽出目標温度及び
記憶装ｗ５に記憶された在炉時間に基づいて燃料使用量
を最小にする設定炉温を決定し、設定値を指令する装置
、６は指令装置３の指令にもとづき加熱炉音制御する装
（ｒｌ、であろう 〔発明の効果〕
記憶装ｗ５に記憶された在炉時間に基づいて燃料使用量
を最小にする設定炉温を決定し、設定値を指令する装置
、６は指令装置３の指令にもとづき加熱炉音制御する装
（ｒｌ、であろう 〔発明の効果〕
第１図、第２図は加熱炉抽出時点での抽出目標内外温度
差の決定方法の例を示す図、第３図は本発明を実施する
装置の一構成を示すブロック図、第４図は本発明の原理
を示す図、第５図は該被加熱材の加熱炉抽出後圧延機咬
み込みまでの時間決定の１フロ一例を示す図である。 １・・・加熱炉抽出後圧延機咬み込みまでの時間の予測
算出装置、２・・加熱炉抽出時点での抽出目標内外温度
差算出装置、３・・・設定温度指令装置、６・・・炉温
制御装置。
差の決定方法の例を示す図、第３図は本発明を実施する
装置の一構成を示すブロック図、第４図は本発明の原理
を示す図、第５図は該被加熱材の加熱炉抽出後圧延機咬
み込みまでの時間決定の１フロ一例を示す図である。 １・・・加熱炉抽出後圧延機咬み込みまでの時間の予測
算出装置、２・・加熱炉抽出時点での抽出目標内外温度
差算出装置、３・・・設定温度指令装置、６・・・炉温
制御装置。
Claims (1)
- １、加熱炉内の各被加熱材について加熱炉抽出から圧延
機咬み込みまでの時間を予測決定し、前記圧延機咬み込
み時点で鋼片の内外温度差が所定の温度となるように前
記加熱炉抽出の時点の抽出目標内外温度差を決定し、前
記加熱炉抽出時点で所定の抽出目標温度、かつ、決定さ
れた前記抽出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 |
|---|---|---|---|
| JP12372284A JPS613840A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 加熱炉温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12372284A JPS613840A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 加熱炉温度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS613840A true JPS613840A (ja) | 1986-01-09 |
Family
ID=14867740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12372284A Pending JPS613840A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 加熱炉温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS613840A (ja) |
-
1984
- 1984-06-18 JP JP12372284A patent/JPS613840A/ja active Pending
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