JPS62124224A

JPS62124224A - 連続炉の操炉方法

Info

Publication number: JPS62124224A
Application number: JP26331985A
Authority: JP
Inventors: 北田　昌也; 采野　清; ホセ・マリア・コルネホ; ミゲル・サンチエス
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 1985-11-22
Filing date: 1985-11-22
Publication date: 1987-06-05
Also published as: JPH0465887B2; ES8701962A1; ES554212A0

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】（産業上の利用分野）本発明は、連続炉において、金属ストリップあるいは鋼
片等の処理材を熱処理するに際し、処理材の熱処理条件
を満足するように、｛４材温度と炉内温度とを所定値に
制御しながら、連続炉の最大能力を発揮させる操炉方法
に関４−ろ乙のである。

（従来の技術）従来、連続炉における操炉方法は、連続炉の３燃焼帯域
を、処理目的に応じて、予め、理論的あるいは経験によ
り決められた固定炉温に設定する一方、処理（４の搬送
速度ら固定状態で操炉されている。

たとえば、全属ストリップのカテナリー型連続焼鈍がで
は、第１２図に示す方法が一般的である。

すなわち、図において、ｌは連続焼鈍炉、２は駆動モー
タ３で駆動される搬送ロール、４は市Ｉ記駆動モータ３
の回転速度を制御する速度設定器である。そして、この
速度設定器４には、処理材Ｗの種類、寸法等により熱処
理後の処理材の品質を満足さ４」ろ、理論的あるいは経
験的に予め予測した６種の設定速度指令５が入力されて
おり、処理＋オ〜Ｖにより適宜選択されるようになって
いる。

なお、６は搬送速度検出器であるパルスジェネレータ７
による搬送ロール２の速度と前記設定速度とを比較して
駆動モータ３を制御する速度制御器である。

−・方、＋４料抽出温度は、材料温度検出器である表面
温度計８により検知され、この検出温度は材料温度調節
計９に人力され、ここで材料設定温度（抽出［］標材料
温度）と比較される。そして、この比較信号に上り呂：
；シ域のす５温調節計１０により燃℃１流量調節計１１
よｊよび燃焼用空気ｌｌジｊＸ調節計１２が作動し、処
理（４〜■の抽出温度か設定温度になるよう制御される
。なお、１３はバーナ、１４゜１５は流量、′Ｊ３１節
弁、１６．１７は流量計で、バーナ１３は汚帯域に設け
られている。

（従来技術とその問題点）このように、従来においては、処理材Ｗの搬送速度と十
オ料温度制御系および燃焼制御系とは互いに無関係であ
り、しから、これは処理（４によって固定されていたた
め、生産効率し一定であった。

したかって、連続炉において、生産性を向上させるには
、前記の点以外についての工夫により行なわれており、
もはや、より以上の生産性向上を望むことは無理である
。

本発明者らは、前記の点について種々検討した結果、連
続炉におけろ操炉状態、たとえば、汚燃焼帯域におけろ
設定燃焼量、設定炉温、設定搬送速度等は、連続炉の設
備能力に対して、ある程度の余裕をもって設定されてい
ること、特に、同−設備において多様の処理材を処理す
る場合、連続炉の設備は必然的に処理材に対する各最大
設定条件を満足する機能を何すること、および設備の最
大処理能力を何効に利用するに際し、各処理材の熱処理
条件に基づき、炉温、搬送速度を演算させ、この演算値
ににり各、設定値を制御する方法では、理論と実操炉状
態との間の誤差により正確な制御かできないこと、ずな
わら、フィードバック制御を居本とすれば、前記制御誤
差を回避でき実操炉状態を把握しつつ、設備の最大処理
能力を発揮できろことに着目し本発明をなした乙のであ
る。

（問題点を解決すべき手段）したがって、本発明においては、複数の燃焼帯域を有す
る連続炉において、前記各燃焼帯域に炉温調節計、燃料
′ｔ＆ｍ調節計調節計用燃焼用空気流全調節計炉内温度
検出器を設けて、フィードバック制御系を形成するとと
乙に、抽出材料〆語文検出器と搬送速度検出器とを設け
、操炉中にお（」る各帯域の炉内温度と各帯域の燃しト
流！１１および（４料搬送速度および材ｔ゛１抽出温度
を検出し、この各検出値を処理材の熱処理条件と設備上
の制限条件とからなる判定要素と比較させて、十オ料搬
送速度を前記判定要素をｔ−足する範囲内で増速あるい
は減速制御するようにしたしのである。

（実施例）つぎに、本発明を実施例である図面にしｒこかつて説明
する。

第１図は、本発明の操炉方法を実施するための連続炉を
示す。

そして、大略、予熱帯２０、第１燃焼帯２１、第２燃焼
帯２２、第３燃焼帯２３とからなる連続炉であるカテナ
リー炉′ｒと、炉温・燃焼制御装置３０と、搬送速度制
御装置５０とからなる。

前記炉温・燃焼制御装置３０は、（オ温凋節計３１と、
前記第１−第３燃焼帯２１〜２３に設（１′たバーナ３
２への空燃比を一定としっ−）燃焼！ｊ１を可変する炉
温調節計３３とからなＣ）、下記するように、＋４温調
節計３１からの炉温設定信号により、各燃焼帯域に最適
な設定温度が炉温ユ；ｌ　Ｉｉｉ′ｉ計３３により設定
される。この場ｈ、当該燃焼帯の炉内温度検出器・１０
からの炉内温度と比較され、燃料流（毘凋節計３４．燃
焼用空気流量調節計３５の信号が出され、燃料流量調節
弁３６と燃焼用空気流上調節弁３８とか比例して開閉す
る。なお、３７は燃料流量計、３９は燃焼用空気流量計
で、各流量調節計３４．３５の測定入力となり、各流ｍ
調節弁の設定値との比較演算された制御出力借りにより
前記各流量調節弁３６．３８が所定開度となるように制
御される。

前記材温調節計３１は、第２図、第３図に示すように、
熱処理を行なう処理材Ｗの目標材料温度設定値Ｓ　Ｖ　
＋と、材料温度検出器２４からの抽出材料温度とを比較
して、前記各帯域の炉温調節計３３に炉温設定信号を出
すようになっている。

また、この材温コＸＩ節計３１には、処理データ（板厚
、板巾、ラインスピード）が変化した場合、直ちに対応
できるように、補正器４１が設けである。

そして、処理データの変化があれば、これを補正２３４
１でこれに見合った補正係数を設定し、前記炉温設定値
を変更する。なお、前記補正が過剰補正とならないよう
に、第３図に示オよ′）に、ｌ−下限リミットか設けて
ｊうろ、。

市Ｉ５己搬送速度制御装置５０は、増減速’Ｉ’ｌｌｚ
部５１と搬送速度設定部５２と搬送速度制御部６０とか
らなる。

増減速判定部５１は、前記各燃焼帯での燃料流量調節弁
３６の開度と炉温および材料抽出温度と搬送速度から、
処理＋４搬送速度を増・減速するかどうかを判定するも
のである。すなわち、第４図に示すように、第１〜第３
燃焼帯２１〜２３の各炉温測定値が、各燃焼帯の炉温設
定値（ＴＦ）に対する下位偏差設定値（ＤＳＬ）と各燃
焼：；シによｊける炉温上限設定値（Ｔ　Ｓ　ＩＩ）と
の間で、かつ、汚燃焼帯の燃料流量調節弁３６の開度が
、各燃焼帯の燃料流量調節弁３６の開度にス・目゛る弁
開度低（ケ設定値（ＭＣＨ）以下、抽出＋４温測定値が
、目標材料ｌ晶度設定値（Ｓ　Ｖ　、）に対する高位幅
差設定値（Ｄ′ｌ”ｌｌ５）以下である場合、あるいは
、抽出材温測定値が、目標材料温度設定値（Ｓ　Ｖ　＋
）に対する低位偏差設定値（ＤＴＬＳ）以上である場合
に、本設備における処理能力に余裕があると判定し、現
時点の搬送速度に対し、搬送装置における速度制御可能
に限値以下の範囲で増速指令を出すようになっている。

一方、第５図に示すように、各燃焼帯２１〜２３の炉温
、制定値か、各燃焼帯の炉温設定値（ＴＦ）に対する下
位偏差設定値（ＤＳＬ）以下、かつ、各燃焼帯の燃料流
量調節弁３６の開度が、各燃焼帯の燃料流量弁開度に対
する弁開度高位設定値（ＭＶＨ）以」−（ただし、Ｍ　
Ｖ　Ｈ＞　Ｍ　ＣＩ　）である場合、あるいは、抽出材
ｌ詰測定値が、［］標（オ料温度設定値（Ｓ　ｖ　、）
に対する低位偏差設定値（Ｄ’ｒＬＳ）以下である場合
に本設備におけろ処理能力か不足であると判定し、現時
点の搬送速度に対し、搬送装置における速度制御可能下
限値以」二の範囲で減速指令を出す。

この場合、搬送速度の増速あるいは減速は、下記ケるよ
うに、変化率リミットにより所定ｍ　（ＤＳ）づつ段階
的に増減速さＵるととらに、搬送速度増大条件と、減少
条件とをｉｉ：！足しない条件となれば、その搬送速度
に維持する。

なお、前記Ｄ　Ｓ　Ｌ　、　’ｒ　Ｓ　ｔＩ　、　Ｍ　
ＣＩ−１、Ｍ　Ｖ　Ｈ、Ｄ　ＴＨ９およびＤＴＬＳの意
味は次の通りである。

＊ＤＳＬ・・・［搬送速度の減速条件の一つ］温度制御
系が現在の搬送速度で要求されている炉温設定値に対し
て測定値が追従し、市常に制御しているか否かを判定す
るための炉温設定値に対する下位偏差設定値。

＊　Ｔ　Ｓ　Ｈ・・・［搬送速度の増速条件の一つコ温
度制御系が今後の増速指令の結果に予想される炉温上界
要求に対して炉体の１一限危険温度まで達しないであろ
うとＩ’ｌｌ定するだめの上限設定値。

＊ＭＣ夏ト・［搬送速度の増速条件の一つ］燃料流は１
１凋節弁開度に対する低位設定値で、今後の搬送速度の
増速に（１−う燃焼容ｊ’ｉｌの増加に対してし燃焼流
！１１４周節弁には余裕かあシ）、１分に追従か可能で
あると！−１１定士るための設定値。

＊　Ｍ　Ｖ　Ｈ−［搬送速度の減速条件の一つ］燃ｔ−
Ｆ流噴調節弁開度に対する高位設定値で、搬送速度を減
速しなければ燃焼容量不足により目標材料温度が維持出
来ないと判定するための設定値。

＊　Ｄ　Ｔ　ＨＳ・・［搬送速度の増速条件］＋４料温
度の測定値の設定値に対する高位偏差設定値で、現在の
搬送速度では材料温度が以上に」−昇すると判断して搬
送速度を増速する必要があると判定するノーめの設定値
。

＊Ｉ）Ｔ　Ｌ　Ｓ・・・［搬送速度の減速条件］材料温
度の測定値の設定値に対ずろ低位偏差設定値で、現在の
搬送速度では目標材料温度が維持出来ないと判断して搬
送速度を減速させる必要があると判定するための設定値
。

１１η記搬送速度設定部５２は、第６図に示すように、
前記増減速判定部５１から、増（減）速指令を受けた場
合に、下記する搬送速度制御部６０へ設定信号を出力す
るしのである。

この搬送速度設定部５２は、制御出力部５３、制御量設
定器５４、制御周期設定器５５、変化率リミット設定器
５６、初期値設定器５７と加減算器５８とからなる。

そして、前記増減速判定部５１から増減速いずれかの信
号が制御出力部５３に入力されれば、制御量設定器５４
からの制御が信号＋ＤＳ（−１）Ｓ）が出力され、初期
値ＬＳ、に加算あるいは減算されて、下記する搬送速度
制御部６０へ出力されろ。

ところで、急激な搬送速度の変化は、処理材破断事故等
の原因となるため、実施例では、前記増（減）運指令が
入ると、制御周期設定器５５（タイマ）のタイマ時間Ｔ
ＭＳで制限された所定時間、変化率リミット設定器５６
からの変化率信号ＤＬＳにしたがって、所定量だけ段階
的に増減されろようになっている（第７図、第８図）。

そして、その後ら、増減速Ｉｈ令か継続して入力されて
おれば、再び＋ＤＳ（−ＤＳ）だけ、前記同様、増減速
され、増減速判定部５１からの増減速指令が無くなるま
で、制御周期７ＭＳ毎に補正を繰り返す。

前記搬送速度制御部６０は第９図に示すように、手動速
度設定器６１、手動速度設定器６１からの設定信号によ
る手動速度制御と前記搬送速度設定部５２からの増（誠
）速信号による自動速度制御とを選択オろ切換スイッチ
６２、モータ駆動制御装（ξ６３と、搬送ローラ２５の
回転数検出器であるパルスジェネレータ２６からの信号
と指令速度信号との差をＯとするように前記モータ駆動
制御装置６３を動作さ仕る差動調節計６４とからなって
いる。

つぎに、前記構成からなる連続炉の操炉方法を説明する
。

まず、処理データ（板厚、板幅、ラインスピード）に基
づき、材温調節計３１では、材温目標設定値Ｓ　Ｖ　＋
により各燃焼帯２１〜２３の炉温調節計３３へ、第１０
図に示ず炉温設定温度′ｒ　Ｉ”　、〜Ｔ　Ｆ。

となろように、必要熱量を演算し、そのｊｔｌ算値を炉
温調節計３３に出力する。ここで炉内温度検出器・１０
からの信号と比較され、燃料流ｑ調節フＦ３６、燃焼用
空気２．−＋節介３８の開度とをｈ々比例制ｍ４−Ｘ　
）−ｆｉ　　ｔ１１コ−１１＋５　ｒＴｈ　ｏ　　−’
ｙ　　９　　Ｆ＝　　ＨＪＭｉ％１Ｊｉｌｆ’！’　場
宇部５２からの初期値ＬＳ、によって部面Ｊされて、処
理材Ｗは熱処理されろ。

そして、時間の経過とともに、各燃焼４ｔＩｆ２ｊ〜２
３の炉ｌ盾および処理ｖｒｗの抽出温度が上昇して定常
状態となる。なお、この時点では、搬送速度は前述した
ように、経験に基づき処理神毎に求めた標準搬送速度（
ＬＳｏ）であり、また、燃料流屯凋節介の開度は、前記
標準搬送速度（ＬＳ、）で搬送し、かつ、目標材温設定
＆ｆ（ＳＶ、）を確保するのに必要な燃焼量に対応した
ものである（第１１図Ａ）。

そして、搬送速度制御切換スイッチ６２を人”として、
搬送速度制御を開始すると、３燃焼４＋Ｆ　２１〜２３
の燃料流曵凋節弁開度、炉温および抽出材料温度と搬送
速度は、増減速判定部５１に入力されろことになる。

そして、前記谷検出値の相関関係か速度増大条件（第４
図参！！貧）にあれば、増減速判定部５１から搬送速度
設定部５２に増速指令か出され、搬送速度制御部６０か
らの信号により駆動モータ２７を制御して、搬送速度を
増加させろ（第１１図８５Ｂｌ’＋。

一方、ｎ７エ記相関関係が速度減少条件（第５図参照）
にあれば、同様に減速指令が出される（第１１図Ｃ、Ｃ
＋　）。

なお、搬送速度設定部５２では、制御周期設定器５５か
らのタイマ時間に、一定の変化率で増（減）速する所定
設定値±ＤＳＬの増減指令が初期値Ｌ　Ｓ　ｏに加減算
され、この設定値Ｌ　Ｓ　ｎが、搬送速度制御部５２へ
出力され、この信号にもとずいて搬送ローラ２５が増減
速することになる。

そして、搬送ローラ２５が増減速すると、処理＋オＷの
在炉時間が変化することになり、同様に、抽出材料温度
が変化するが、この変化は材温調節計３１が検知し、炉
温調節計３３へ補正信号を指令し、燃料流量調節弁３６
の開度、炉温の昇温余裕範囲内で燃料流量調節弁３６を
制御し、抽出材料温度を目標材料温度に維持するもので
ある。

前記説明は、連続炉がカテナリー炉であって、この炉で
一定の処理材（金属ストリップ）を熱処理する場合を示
したか、しし、途中で、７４なる種類の金属ストリップ
を連続して熱処理するには、継ぎ目が炉内の所定位置を
通過したとき、ｔＨｔＭにＪ、！、１節計３１の材温目
標値Ｓ■１、搬送速度設定部５２の初期値ＬＳｏを後続
の金属ストリップの値とすればよい。また、連続炉は他
の形式のらのてあってらよいことは勿論である。

（発明の効果）以上の説明で明らかなように、本発明の操炉方法によれ
ば、操炉中に、炉の各帯域における炉内温度と燃料流量
、および材料搬送速度および材料抽出温度を検出し、こ
の各検出値を処理材の熱処理条件と設備上の制限条件と
からなる＋ＪＩ定要素と比較させて、材料搬送速度を曲
記判定要素を満足する範囲内で増速あるいは減速制御す
るものであるから、設備の処理能力を最大限利用するこ
とになり、生産性を大幅に向上することがてきろ。

しかも、搬送速度の増減速に伴う炉温、抽出温度調整等
をフィードバック制御で行うため、機構が簡単で、制御
誤差が少ないという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の操炉方法を実施するための概略構成図
、第２図は材温調節計の説明図、第３図は第２図の補正
器の説明図、第４図は増速指令を出す場合の条件図、第
５図は減速指令を出す場合の条件図、第６図は増減速判
定部の説明図、第７図、第８図は制御量設定器、制御周
期設定器および変化率リミット設定器との関係を示すグ
ラフ、第９図は搬送速度制御部の説明図、第１０図は各
帯域における炉温設定温度と材料温度との関係を示すグ
ラフ、第１１図は搬送速度、燃料調節弁開度。炉温・材料温度相互の制御関係を示すグラフで、第１２
図は従来の連続炉における制御方法を示す説明図である
。 ′ｒ・・・連続炉、　　　　Ｗ・・・処理材、２１・・
・第１燃焼帯、　２２・・・第２燃焼帯、２３・・第３
燃焼帯、　２４・・・材料温度検出器、２５・・・搬送
ロール、　　２６　搬送速度検出器、２７・・・駆動モ
ータ、　　３０・・・炉温・燃焼制御装置、３１・・・
材温」１節計、　３２・・バーナ、３３・・・炉温調節
計、　３４・・燃料流ｍ調節計、３５・・燃焼用空気流
量調節計、３６・・・燃料流ｍ調節弁、３８・・燃焼用空気流量調節弁、４０・・炉内温度検出器、５１・・・増減速判定部、５２・・・搬送速度設定部、５３・・・制御出力部、５４・・・制御量設定器、５５・・・制御周期設定器、５６・変化率リミット設定器、６０・・搬送速度制御部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の燃焼帯域を有する連続炉において、前記各
燃焼帯域に炉温調節計、燃料流量調節計、燃焼用空気流
量調節計および炉内温度検出器を設けて、フィードバッ
ク制御系を形成するとともに、抽出材料温度検出器と搬
送速度検出器とを設け、操炉中における各帯域の炉内温
度と燃料流量、および材料搬送速度および材料抽出温度
を検出し、この各検出値を処理材の熱処理条件と設備上
の制限条件とからなる判定要素と比較させて、材料搬送
速度を前記判定要素を満足する範囲内で増速あるいは減
速制御することを特徴とする連続炉の操炉方法。
（２）前記増速あるいは減速制御が、変化率リミットに
より段階的に行なわれることを特徴とする前記特許請求
の範囲第１項に記載の連続炉の操炉方法。
（３）前記熱処理条件が、処理材の抽出温度であり、か
つ、前記設備上の制限条件が、各帯域の許容最大設定炉
温、各帯域の許容最大燃料流量および許容搬送速度可変
範囲であることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項
または第２項に記載の連続炉の操炉方法。
（４）前記許容最大燃料流量が、燃料流量調節弁の許容
最大弁開度であることを特徴とする前記特許請求の範囲
第３項に記載の連続炉の操炉方法。