JPS63282211A - Method for controlling furnace temperature in continuous heating furnace - Google Patents

Method for controlling furnace temperature in continuous heating furnace

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JPS63282211A
JPS63282211A JP11596587A JP11596587A JPS63282211A JP S63282211 A JPS63282211 A JP S63282211A JP 11596587 A JP11596587 A JP 11596587A JP 11596587 A JP11596587 A JP 11596587A JP S63282211 A JPS63282211 A JP S63282211A
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furnace
heating furnace
temperature
extraction
cycle time
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Kazuhiro Iga
和博 伊賀
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Abstract

PURPOSE:To reduce the heat energy loss of a heating furnace by means of the optimum pitch of extraction, by setting up respective extraction times of steel stocks from a heating furnace and also by setting up furnace temps. from respective temps. of the steel stocks in the heating furnace, respective lengths of time required for the extraction of the steel stocks, and the desired temp. of extraction. CONSTITUTION:Steel stocks 51 are heated in a heating furnace 31 until the desired temp. is obtd., and then extracted at a pitch corresponding to the rolling line cycle time from a piercer 32 on the downstream side to a stretch reducer 35. In the above- mentioned continuous heating furnace 31, respective extraction times of the steel stocks 51 from the heating furnace 31 are set up by means of an industrial control computer 11, and an extraction cycle time controller 12 is controlled. At the same time, by means of the above computer 11, furnace temps. in respective zones in the heating furnace 31 are set up from the respective temps. of the steel stocks 51 in the heating furnace 31, respective lengths of time required for the extraction of the steel stocks 51 from the heating furnace 31, and the desired temp. of the steel stocks 51 to be extracted from the heating furnace 31. Respective combustion equipments 42 are controlled via furnace temp. controllers 13 based on the above-mentioned set values.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、熱間圧延ラインのL流に配置されて鋼材を加
熱する連続式加熱炉の炉温制御方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a furnace temperature control method for a continuous heating furnace that is arranged in the L flow of a hot rolling line and heats steel materials.

[突来の技術] 鋼材の熱間圧延ラインの最上流には加熱炉が配置され、
赤熱された鋼材がライン下流の各圧延機をパスして製品
となる0例えば、シームレス鋼管の圧延ラインにおいて
は、回転式連続加熱炉の後段に穿孔圧延機(以下ピアサ
−)、延伸圧延機(マンドレル)および絞り圧延機(ス
トレッチレデューサ−)が配置され、あるいはピアサ−
、エロンゲータ−、プラグミル、リーリングミルおよび
サイジングミルが配置されている。
[Advanced technology] A heating furnace is placed at the most upstream of the steel hot rolling line.
Red-hot steel passes through each rolling mill downstream of the line and becomes a product.For example, in a rolling line for seamless steel pipes, a piercing rolling mill (hereinafter referred to as a piercer) and an elongating rolling mill (hereinafter referred to as a piercer) and a stretching mill ( A mandrel) and a reducing mill (stretch reducer) are installed, or a piercer is installed.
, elongator, plug mill, reeling mill and sizing mill are installed.

上記のような熱間圧延ラインにおいて、圧延ミルのサイ
クルタイムに合わせて加熱炉の最適抽出サイクルタイム
を決める方法は、すでに本出願人より特願昭Go−28
5073号にて提案されている。
In the above-mentioned hot rolling line, the method of determining the optimum extraction cycle time of the heating furnace in accordance with the cycle time of the rolling mill has already been proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No.
It was proposed in No. 5073.

一方、加熱炉の制御技術は数多く提案されており、例え
ば特公昭58−25731号公報では、予め複数の鋼種
の鋼材について在炉時間をパラメータとして炉内の代表
的位置での温度を昇温パターンとして計算し、これに基
づいて炉温の設定をするものである。また、特公昭57
−53848号公報には、下流の圧延ラインが一時停止
するときの炉温制御方法が開示されている。
On the other hand, many control technologies for heating furnaces have been proposed. For example, in Japanese Patent Publication No. 58-25731, the temperature at representative positions in the furnace is determined in a heating pattern using the furnace time as a parameter for multiple steel types. The furnace temperature is set based on this calculation. In addition, the special public
JP-A-53848 discloses a furnace temperature control method when a downstream rolling line is temporarily stopped.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、特願昭60−285073号は、加熱炉
からの鋼材の抽出温度が適温であることを前提として、
加熱炉から圧延ミルラインへ鋼材を供給する最適サイク
ルタイムを定めたものであり、この最適サイクルタイム
に対応する加熱炉の炉温制御については言及していない
、また、特公昭58−25731号公報や特公昭57−
53848号公報に記載の従来の加熱炉制御方法は、そ
れ自体制御精度や省エネルギーの点で優れた方法であっ
ても、圧延ラインとのバランスが考慮されていない。
[Problems to be Solved by the Invention] However, Japanese Patent Application No. 60-285073 assumes that the extraction temperature of the steel material from the heating furnace is an appropriate temperature.
It defines the optimum cycle time for supplying steel materials from the heating furnace to the rolling mill line, but does not mention the furnace temperature control of the heating furnace corresponding to this optimum cycle time. Special Public Service 1977-
Although the conventional heating furnace control method described in Japanese Patent No. 53848 is excellent in terms of control accuracy and energy saving, it does not take into account the balance with the rolling line.

さらに詳細に説明すれば、圧延ラインのサイクルタイム
は鋼材ロフトによって大きく変動し、特に小ロットを連
続的に処理する場合にはロフト間停止時間も考慮に入れ
る必要があるので、予め昇温パターンを設定する従来の
方法では、圧延ラインのサイクルタイム変動に対応でき
ない。
To explain in more detail, the cycle time of a rolling line varies greatly depending on the steel loft, and especially when processing small lots continuously, it is necessary to take into account the downtime between lofts, so the temperature increase pattern must be determined in advance. Conventional methods of setting cannot accommodate cycle time fluctuations in rolling lines.

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、圧延ライン
のサイクルタイムに合わせて加熱炉の最適抽出サイクル
タイムを維持しながら、熱エネルギーロスの少ない加熱
炉の制御方法を提供することを目的とする。
The present invention was made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for controlling a heating furnace with less thermal energy loss while maintaining the optimum extraction cycle time of the heating furnace in accordance with the cycle time of the rolling line. do.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、熱間圧延ラインの上流に配置されて鋼材を加
熱し、目標温度に加熱された鋼材を下流の圧延ラインサ
イクルタイムに対応する抽出ピッチで抽出可能とする連
続式加熱炉の炉温制御方法であって、各鋼材の加熱炉か
らの抽出時間を設定するとともに、加熱炉内の各鋼材の
温度と加熱炉から抽出されるまでの時間と、加熱炉から
抽出される各鋼材の目標温度とから、加熱炉の各ゾーン
の炉温を設定するようにしたものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention is arranged upstream of a hot rolling line to heat the steel material, and extracts the steel material heated to a target temperature at an extraction pitch corresponding to the downstream rolling line cycle time. A furnace temperature control method for a continuous heating furnace that enables setting the extraction time of each steel material from the heating furnace, and setting the temperature of each steel material in the heating furnace and the time until it is extracted from the heating furnace; The furnace temperature of each zone of the heating furnace is set based on the target temperature of each steel material extracted from the heating furnace.

[作用] 本発明によれば、各鋼材の加熱炉からの抽出時間を定め
る状態下で、各鋼材の加熱炉からの抽出温度が目標温度
に一致するように、加熱炉の各ゾーンの炉温か決定され
る。したがって、圧延ラインのサイクルタイムが変動す
る時にも、加熱炉の抽出ピッチを圧延ラインのサイクル
タイムに適合させ、その抽出ピッチに対応して加熱炉の
炉温を制御することにより、加熱炉の熱エネルギーロス
を防ぐことができる。
[Function] According to the present invention, the furnace temperature of each zone of the heating furnace is adjusted so that the extraction temperature of each steel material from the heating furnace matches the target temperature under the conditions that determine the extraction time of each steel material from the heating furnace. It is determined. Therefore, even when the cycle time of the rolling line fluctuates, by adapting the extraction pitch of the heating furnace to the cycle time of the rolling line and controlling the furnace temperature of the heating furnace in accordance with the extraction pitch, the temperature of the heating furnace can be increased. Energy loss can be prevented.

[実施例コ 第1図は本発明の制御系統を示す模式図である。[Example code] FIG. 1 is a schematic diagram showing the control system of the present invention.

すなわち、本発明は、工業用制御計算機11と、抽出サ
イクルタイム制御装置12と、炉温制御装置13と、工
業用制御計算機11と各制御装5m12.13とを結合
する伝送装置14によって実行される。
That is, the present invention is carried out by an industrial control computer 11, an extraction cycle time control device 12, a furnace temperature control device 13, and a transmission device 14 that connects the industrial control computer 11 and each control device 5m12.13. Ru.

工業用制御計算機11は、圧延機/加工機のサイクルタ
イム演算部1と、全圧延ラインの鋼材の位置と種類をリ
アルタイムで把握する鋼材把握部2と、加熱炉内の鋼材
温度を演算する鋼材温度演算部3と、加熱炉内の鋼材の
抽出されるまでの各時間毎の温度を予測する鋼材温度予
測部4と、均熱帯炉サイクルタイム設定部5と、加熱帯
炉サイクルタイム設定部6と、抽出サイクルタイム設定
部7と、加熱炉の炉温設定部8とを有し、かつ上記各部
1〜8の動作の順序付け、情報の授受を行なうオペレー
ティングシステム21を備える。
The industrial control computer 11 includes a cycle time calculating section 1 of a rolling mill/processing machine, a steel material grasping section 2 that grasps the position and type of steel on all rolling lines in real time, and a steel material grasping section 2 that calculates the temperature of steel in the heating furnace. A temperature calculation unit 3, a steel material temperature prediction unit 4 that predicts the temperature of the steel in the heating furnace at each hour until it is extracted, a soaking zone furnace cycle time setting unit 5, and a heating zone furnace cycle time setting unit 6. , an extraction cycle time setting section 7, and a heating furnace temperature setting section 8, and an operating system 21 that orders the operations of the respective sections 1 to 8 and exchanges information.

工業用制御計算機11の上記各部1〜8の動作は以下の
通りである。
The operations of the above-mentioned sections 1 to 8 of the industrial control computer 11 are as follows.

圧延機/加工機のサイクルタイム演算部1は、全圧延ラ
インの鋼材の位置と種類をリアルタイムで把握する鋼材
把握部2によりライン上の鋼材のロフト、鋼材の鋼種、
長さ、重量、形状、圧延または加工条件等の情報を受け
、各ロフトが各圧延機/加工機で必要とされる圧延時間
、加工時間を計算する0例えば、■r:圧延速度、LS
:鋼材の長さ、kl、に2:定数、D:圧延機のロール
径、N:圧延機のロール回転数としたとき、圧延時間τ
は、τ=kl * Ls/Vr 、Vr =に2 eD
−Nのようにして計算できる。
The cycle time calculating section 1 of the rolling mill/processing machine uses the steel material grasping section 2, which grasps the position and type of steel material on all rolling lines in real time, to calculate the loft of the steel material on the line, the steel type of the steel material,
Receiving information such as length, weight, shape, rolling or processing conditions, etc., calculates the rolling time and processing time required for each rolling mill/processing machine for each loft 0 For example, ■r: rolling speed, LS
: Length of steel material, kl, 2: constant, D: roll diameter of rolling mill, N: roll rotation speed of rolling mill, rolling time τ
is τ=kl*Ls/Vr, Vr=2 eD
-N can be calculated.

全圧延ラインの鋼材の位置と種類をリアルタイムで把握
する鋼材把握部2は、工業用制御計算機11が保有する
鋼材の追跡(トラッキング)機部により加熱炉内を含め
た全圧延ラインの鋼材の現在位置とそれぞれの鋼材のロ
ー2ト、鋼種、長さ、重量、形状、圧延または加工条件
、現在までの圧延/加工履歴等を実時間で時々刻々とそ
の状況変化を把握する。ここで、工業用制御計算機11
は、圧延ラインの随所に配されたその場所に鋼材が存在
するかどうかを検知する手段(センサ等)の検知信号の
因果関係を論理的に判定して鋼材の追跡(トラッキング
)を行なう、また、ラインに搬入される各鋼材のロフト
、鋼種、長さ、重量等の情報は予め入力されているもの
とする。
The steel material grasping unit 2, which grasps the position and type of steel materials on all rolling lines in real time, uses the steel material tracking unit possessed by the industrial control computer 11 to check the current status of steel materials on all rolling lines including the inside of the heating furnace. The position and funnel of each steel material, steel type, length, weight, shape, rolling or processing conditions, rolling/processing history up to the present, etc. are grasped in real time as the situation changes. Here, the industrial control computer 11
Tracking of steel products is carried out by logically determining the cause-and-effect relationship of detection signals from means (sensors, etc.) placed throughout the rolling line to detect whether or not steel products are present at that location. It is assumed that information such as the loft, steel type, length, weight, etc. of each steel material to be carried into the line has been input in advance.

加熱炉炉内の鋼材温度を推定計算する鋼材温度演算部3
は、全圧延ラインの鋼材の位置と種類をリアルタイムに
把握する鋼材把握部2より炉内の鋼材の現在位置と鋼種
、長さ、形状を知り、また炉温制御装置13より現在の
炉温を知って、単位時間毎に炉内の鋼材の温度について
推定計算を行なう、推定計算の方法は例えば特公昭57
−53848号公報、特公昭81−1484号公報で述
べられているように周知の差分法や有限要素法で行なう
Steel temperature calculation unit 3 that estimates and calculates the steel temperature in the heating furnace
The system learns the current position, steel type, length, and shape of the steel in the furnace from the steel material grasping section 2, which grasps the location and type of steel on all rolling lines in real time, and the current furnace temperature from the furnace temperature control device 13. For example, the method of estimation calculation, in which the temperature of the steel material in the furnace is estimated for each unit time, is
This is carried out using the well-known difference method or finite element method, as described in Japanese Patent Publication No.-53848 and Japanese Patent Publication No. 81-1484.

鋼材温度予測部4は、加熱炉内の鋼材温度を計算する鋼
材温度演算部3で得られた鋼材の現在温度と予測に必要
な抽出されるまでの将来時刻の間の単位時間毎の鋼材の
炉内位置を予測計算することにより、抽出されるまでの
将来時刻の間の単位時間毎の鋼材温度を予測計算する0
位置の予測計算は、炉内搬送サイクルタイムを仮定し、
lサイクルタイムあたりの移動距離と、複数のロフト間
で圧延機/加工機の段取り替えに必要な時間から求めら
れる。lサイクルタイムあたりの移動距離や段取り替え
時間は、全圧延ラインの鋼材の位置と種類をリアルタイ
ムに把握する鋼材把握部2により保有される情報より算
出できる。ここで仮定した炉内搬送サイクルタイムは、
予測範囲が加熱帯に存在する鋼材を対象とする場合には
加熱帯炉サイクルタイム、均熱帯に存在する鋼材を対象
とする場合には均熱帯炉サイクルタイムの候補となる値
である。温度の予測計算は、加熱炉炉内の鋼材温度を計
算する鋼材温度演算部3と同じ方式かまたはこれを簡略
化した方式で行なう。
The steel material temperature prediction section 4 calculates the temperature of the steel material for each unit time between the current temperature of the steel material obtained by the steel material temperature calculation section 3 which calculates the temperature of the steel material in the heating furnace and the future time required for prediction. By predicting and calculating the position in the furnace, predicting and calculating the steel material temperature for each unit time during the future time until extraction.
The predicted position calculation assumes the in-furnace transfer cycle time,
It is determined from the moving distance per cycle time and the time required for changing the rolling mill/processing machine between multiple lofts. The travel distance and set-up time per cycle time can be calculated from information held by the steel material grasping section 2, which grasps the positions and types of steel materials on all rolling lines in real time. The in-furnace transfer cycle time assumed here is:
This value is a candidate value for the heating zone furnace cycle time when the prediction range targets steel materials existing in the heating zone, and for the soaking zone furnace cycle time when the prediction range targets steel materials existing in the soaking zone. The temperature prediction calculation is performed using the same method as the steel material temperature calculating section 3 that calculates the steel material temperature in the heating furnace or a simplified method.

均熱帯炉サイクルタイム設定部5は、鋼材温度予測部4
により得られる抽出位置での鋼材温度予測値と、加熱炉
抽出基準温度を比較して、鋼材の炉内搬送サイクルタイ
ムを調整して、均熱帯に存在する鋼材の抽出位置での温
度予測値が加熱炉抽出基準温度に達することとなる最小
の該炉内搬送サイクルタイムを求め、これを均熱帯炉サ
イクルタイムとする。加熱炉抽出基準温度は、全圧延ラ
インの鋼材の位置と種類をリアルタイムに把握する鋼材
把握部2により保有される情報より算出できる。
The soaking furnace cycle time setting section 5 is a steel material temperature prediction section 4.
The predicted value of the temperature of the steel material at the extraction position obtained by The minimum in-furnace transfer cycle time at which the heating furnace extraction reference temperature is reached is determined, and this is defined as the soaking zone furnace cycle time. The heating furnace extraction reference temperature can be calculated from information held by the steel material grasping section 2 that grasps the location and type of steel materials on all rolling lines in real time.

加熱帯炉サイクルタイム設定部6は、鋼材温度予測部4
により得られる加熱帯出側位置での鋼材温度予測値と加
熱帯出側基準温度を比較し、鋼材の炉内搬送サイクルタ
イムを調整して、加熱帯に存在する鋼材の加熱帯出側位
置での鋼材温度予測値が、加熱帯出側基準温度に達する
こととなる最小の該炉内搬送サイクルタイムを求め、こ
れを加熱帯炉サイクルタイムとする。加熱帯出側基準温
度は、全圧延ラインの鋼材の位置と種類をリアルタイム
に把握する鋼材把握部2により保有される情報より算出
できる。
The heating zone furnace cycle time setting section 6 is connected to the steel material temperature prediction section 4.
The predicted value of the steel material temperature at the heating zone exit position obtained by the method is compared with the heating belt exit reference temperature, and the steel material temperature at the heating zone exit position of the steel material existing in the heating zone is determined by adjusting the in-furnace conveyance cycle time of the steel material. The minimum in-furnace conveyance cycle time at which the predicted value reaches the heating zone exit reference temperature is determined, and this is defined as the heating zone furnace cycle time. The heating zone outlet reference temperature can be calculated from information held by the steel material grasping section 2 that grasps the position and type of steel materials on all rolling lines in real time.

抽出サイクルタイム設定部7は、圧延機/加工機のサイ
クルタイム演算部1、全圧延ラインの鋼材の位置と種類
をリアルタイムで把握する鋼材把握部2、均熱帯炉サイ
クルタイム設定部5、加熱帯炉サイクルタイム設定部6
の結果から、抽出サイクルタイムを求める機能である。
The extraction cycle time setting section 7 includes a rolling mill/processing machine cycle time calculation section 1, a steel material grasping section 2 that grasps the position and type of steel on all rolling lines in real time, a soaking furnace cycle time setting section 5, and a heating zone. Furnace cycle time setting section 6
This function calculates the extraction cycle time from the results.

これは、特願昭80−285073号の方法に基づいて
抽出サイクルタイムを決定する。ただし、加熱炉のサイ
クルタイムは、と記加熱帯炉サイクルタイムと均熱帯炉
サイクルタイムの大きい方とする。すなわち、鋼材のロ
フト毎に加熱炉から各圧延機/加工機の入側に対する到
達時間と出側に対する到達時間を該圧延機/加工機のサ
イクルタイム演算部1と全圧延ラインの鋼材の位置と種
類をリアルタイムで把握する鋼材把握部2とを用いて圧
延時間/加工時間及び搬送時間を求めることにより算出
する。そして、次に抽出される鋼材の各圧延機/加工機
の入側に対する到達時間の各々と同等か大となり、かつ
1つ以上の圧延機/加工機に関して上記次抽出鋼材の到
達時間と同等な値(ミルサイクルタイムと称することと
する)と該加熱炉のサイクルタイムのうち大きい方の値
を抽出サイクルタイムとして決定する。そして、この値
を工業用制御計算機11のオペレーティングシステム2
1及び伝送装置14を介して、抽出サイクルタイム制御
装置12に伝送する。
This determines the extraction cycle time based on the method of Japanese Patent Application No. 80-285073. However, the cycle time of the heating furnace shall be the greater of the heating zone furnace cycle time and the soaking zone furnace cycle time. That is, for each loft of the steel material, the arrival time from the heating furnace to the entry side of each rolling mill/processing machine and the arrival time to the exit side are calculated based on the cycle time calculation unit 1 of the rolling mill/processing machine and the position of the steel material on all rolling lines. It is calculated by determining the rolling time/processing time and transport time using the steel material grasping section 2 that grasps the type in real time. Then, the arrival time of the next extracted steel material to the entry side of each rolling mill/processing machine is equal to or greater, and the arrival time of the next extracted steel material is equivalent to the arrival time of the above-mentioned next extracted steel material with respect to one or more rolling mills/processing machines. The larger value of the mill cycle time and the cycle time of the heating furnace is determined as the extraction cycle time. Then, this value is input to the operating system 2 of the industrial control computer 11.
1 and transmission device 14 to the extraction cycle time control device 12.

加熱炉の炉温設定部8は、均熱帯炉サイクルタイム設定
部5と加熱帯炉サイクルタイム設定部6を一部変更した
機能と抽出サイクルタイム設定部7で求めたミルサイク
ルタイムから、加熱帯炉温設定値と均熱帯炉温設定値を
求める。すなわち、均熱帯の炉温設定値は、均熱帯炉サ
イクルタイム設定部5では、現在の実炉温をもとに抽出
サイクルタイムを求めたが、これを今度は炉内搬送サイ
クルタイムをミルサイクルタイムに一致固定しておき均
熱帯炉温設定値を調整し、最小の設定となる該設定値を
求める機能に変更し該設定値を求める。該機能は、均熱
帯炉サイクルタイム設定部5における既知パラメータで
ある炉温を未知パラメータとし、未知パラメータである
炉内搬送サイクルタイムを既知パラメータとしたものと
なっている。また加熱帯の炉温設定値は、加熱帯炉サイ
クルタイム設定部6では、現在の実炉温をもとに加熱帯
炉サイクルタイムを求めたが、これを今度は、加熱帯炉
サイクルタイムすなわち炉内搬送サイクルタイムを均熱
帯炉サイクルタイムに一致固定しておき、加熱帯炉温設
定値を調整し、最小の設定となる該設定値を求める機能
に変更し該設定値を求める。該機能は加熱帯炉サイクル
タイム設定部6における既知パラメータである炉温を未
知パラメータとし、未知パラメータである炉内搬送サイ
クルタイムを既知パラメータとしたものになっている。
The furnace temperature setting section 8 of the heating furnace determines the temperature of the heating zone based on the functions obtained by partially modifying the soaking zone furnace cycle time setting section 5 and the heating zone furnace cycle time setting section 6 and the mill cycle time determined by the extraction cycle time setting section 7. Find the furnace temperature set value and soaking zone furnace temperature set value. In other words, the furnace temperature set value in the soaking zone is determined by the soaking zone furnace cycle time setting section 5, which calculates the extraction cycle time based on the current actual furnace temperature. The function is changed to a function that fixes the time to match, adjusts the soaking zone furnace temperature set value, and calculates the set value that is the minimum setting. In this function, the furnace temperature, which is a known parameter in the soaking zone furnace cycle time setting section 5, is used as an unknown parameter, and the in-furnace transfer cycle time, which is an unknown parameter, is used as a known parameter. Further, the heating zone furnace temperature set value is determined by the heating zone furnace cycle time setting section 6, which calculates the heating zone furnace cycle time based on the current actual furnace temperature. The in-furnace conveyance cycle time is fixed to match the soaking zone furnace cycle time, the heating zone furnace temperature set value is adjusted, and the function is changed to find the set value that is the minimum setting to find the set value. In this function, the furnace temperature, which is a known parameter in the heating zone furnace cycle time setting section 6, is used as an unknown parameter, and the in-furnace conveyance cycle time, which is an unknown parameter, is used as a known parameter.

ここで、周知のように炉温設定値を変更した場合、炉温
は直ちに設定値に一致することはなく、一致するまでに
時間がかかる。上述の炉温設定値を与えた時に、これを
直接炉温とおきかえるのでは、このことを無視したこと
になるので、計算時必要とされる炉温θ(1)は、例え
ば炉温設定値θs@t 、設定変更からの経過時間t、
炉負荷Mよりθ(t) = f (θset、M、t)
とじて与えることになる。かくして求まった、加熱帯炉
温設定値、均熱帯炉温設定値は、工業用制御計算fil
lのオペレーティングシステム21、伝送装置14を介
して、炉温制御装置13に伝送される。
Here, as is well known, when the furnace temperature set value is changed, the furnace temperature does not immediately match the set value, and it takes time for it to match. When the above-mentioned furnace temperature set value is given, if you directly replace it with the furnace temperature, you are ignoring this fact, so the furnace temperature θ(1) required for calculation is, for example, the furnace temperature set value. θs@t, elapsed time t since setting change,
From the furnace load M, θ(t) = f (θset, M, t)
I will give it to you. The heating zone furnace temperature set value and soaking zone furnace temperature set value thus determined are calculated using the industrial control calculation file.
It is transmitted to the furnace temperature control device 13 via the operating system 21 and the transmission device 14.

以下、本発明を第2図に示す継目無鋼管製造ラインに適
用した一実施例を説明する。第2図において、31は加
熱炉、32はピアサ−133はマンドレルミル、34は
再加熱炉、35はストレッチレデューサである。すなわ
ち、製造工程のはじめに加熱炉(回転炉床式鋼材加熱炉
)31が設置されており、これにより鋼材51の加熱が
行なわれる。この加熱炉は第3図に示すように5帯で構
成され1〜3帯を加熱帯、4.5帯を均熱帯としている
。4帯には熱電対41が設置され4帯の炉温を計測して
おり、4帯の炉温制御波N13は伝送装置14を介して
前述の方法に基づいて工業用制御計算機11が算出した
設定炉温となるよう4帯に設置された燃焼装置42の燃
焼量を制御する。計測された炉温は伝送装M14を介し
工業用制御計算機11に伝送される。
An embodiment in which the present invention is applied to a seamless steel pipe manufacturing line shown in FIG. 2 will be described below. In FIG. 2, 31 is a heating furnace, 32 is a piercer, 133 is a mandrel mill, 34 is a reheating furnace, and 35 is a stretch reducer. That is, a heating furnace (rotary hearth type steel material heating furnace) 31 is installed at the beginning of the manufacturing process, and the steel material 51 is heated thereby. As shown in FIG. 3, this heating furnace is composed of five zones, with zones 1 to 3 serving as heating zones, and zone 4.5 serving as a soaking zone. A thermocouple 41 is installed in the 4th zone to measure the furnace temperature in the 4th zone, and the furnace temperature control wave N13 in the 4th zone is calculated by the industrial control computer 11 based on the method described above via the transmission device 14. The combustion amount of the combustion devices 42 installed in four zones is controlled so that the set furnace temperature is achieved. The measured furnace temperature is transmitted to the industrial control computer 11 via the transmission device M14.

継目無鋼管の素材となる鋼材は、製品の鋼種、寸法、長
さによって異なり、それらをロフトとしてまとめる。令
弟3図のように加熱炉内にA、B、・・・、Fのロット
の鋼材51が加熱中であり、圧延ラインではAロットを
圧延中であるとする。
The steel materials used to make seamless steel pipes vary depending on the steel type, dimensions, and length of the product, and these are grouped together as lofts. As shown in Figure 3, steel materials 51 of lots A, B, . . . , F are being heated in the heating furnace, and lot A is being rolled in the rolling line.

この時、Aロットの圧延機、加工機のサイクルタイムが
τ  、現在の加熱帯炉サイクルタイムが+s、A τ =■a直で 、  、τ  )、均熱帯炉すイクh
     hl   h2   h3ルタイムがτ =
■aX(τ  τ  )であるとするs     s4
’  s5 と、抽出ピッチはこの場合特願昭80−285073号
により■aX(τmA’h’で )として決定され、こ
の値が伝送装ff114を介し、抽出サイクルタイム制
御装置12に送られる(τ、はi帯の加熱帯炉サイクル
タイム、i = 1.2,3.  τ 、はj帯の均熱
J 帯炉サイクルタイム、j = 4.5.) 、抽出サイ
クル、タイム制御装置12は、このピッチで炉床駆動装
置43、鋼材抽出装置44を運転する。
At this time, the cycle time of the rolling mill and processing machine of A lot is τ, the current heating zone furnace cycle time is +s, A τ =■a direct, , τ), the soaking zone furnace is
hl h2 h3 time is τ =
■Suppose that aX(τ τ ) is s s4
In this case, the extraction pitch is determined as ■aX (with τmA'h') according to Japanese Patent Application No. 80-285073, and this value is sent to the extraction cycle time control device 12 via the transmission device ff114 (τ , is the heating zone furnace cycle time of the i zone, i = 1.2, 3. τ is the soaking zone furnace cycle time of the j zone, j = 4.5.), the extraction cycle, and the time control device 12 is: The hearth drive device 43 and the steel extraction device 44 are operated at this pitch.

このような状況下において各i帯の炉温設定値θ 、(
i=1.・・・、5)は本発明により次のように決定さ
れる。今5帯にはAロットがn  本、 BA、5 0フトがn  木、4帯にはBロットがnB、4B、5 木、Cロー2トがn  本、3帯にはDロットがC,4 nD、3本、2帯にはEロットがn E、2本、l帯に
はFロットがn  本あり、簡単のため各i帯の出F、
1 側基率温度をθrk(k=1.・・・、5)とする(本
来はθ、にはロー2トにより異なる)、ここで、5帯最
終材が抽出されるまでの時間tと、炉内位置は、圧延機
/加工機のサイクルタイム演算部1によってτm、A 
  +s、B ’及びA、Bロット間の停機時間、  
τ ?A−Bより・時間””  nA、5   m、A  
 A−B争 で      + τ +nB、5   m、Bとして求まり、平均値はt/(
nA、5   B、5)(ミで  )として求まる。
Under these circumstances, the furnace temperature setting value θ, (
i=1. ..., 5) are determined as follows according to the present invention. Now in the 5th zone there are n lots of A, BA, 50 feet are n trees, in the 4th zone there are n B lots, 4B, 5 trees, n of C rows, and in the 3rd zone there are D lots of C. ,4 nD, 3 lines, 2 bands have n E lots, E, 2 lines, and l band have n F lots.For simplicity, each i band's output F,
1. Let the side radical temperature be θrk (k = 1..., 5) (Originally, θ varies depending on the funnel), and here, the time t until the final material in the 5th zone is extracted is , the furnace position is determined by τm, A by the cycle time calculation unit 1 of the rolling mill/processing machine.
+s, B' and stoppage time between lots A and B,
τ? From A-B・Time”” nA, 5 m, A
In the A-B contest, + τ + nB, 5 m, B is found, and the average value is t/(
It is found as nA, 5 B, 5) (in Mi).

” ”       M、5 τM、5と現在の層ax(τ 、τ )(=τF)を比
b      s 較し、τ  〉で、であれば、5等炉内温度設定M、5 値をこれから加熱炉から抽出され加熱炉以降の素材とな
る5帯に存在する鋼材の圧延ラインのサイクルタイムτ
  を5帯の均熱帯炉サイクルタイM、5 ムτ  とし、このτ  で5帯在の鋼材が抽出s、5
       g、5 0でθ を満たすように0,5を決定する。この時τM
、5  3.5となる。一方、τ  くτFであ=” 
              M、5れば同様にしてθ
  を決定するが、この計算結s、5 果θ  が許容される最高設定炉温を超える場合s、5 があり、この時はθ  を最高炉温設定とし、s、5 θ  を炉温とした時の、全ての5帯在の鋼材のs、5 温度が抽出口でθ  以上となるサイクルタイムr、5 をτ  とする、この時τ  くτ  となり、s、5
         M、5   g、5ラインバランス
はやむをえずくずれることになる。
” Compare M, 5 τM, 5 and the current layer ax (τ, τ) (= τF), and if τ 〉, then 5 etc. Furnace temperature setting M, 5 value will be heated from now on Cycle time τ of the rolling line for steel materials extracted from the furnace and existing in 5 zones that become materials after the heating furnace
is the soaking furnace cycle time M of 5 zones, 5 mm τ, and the steel material present in 5 zones is extracted with this τ, s, 5
0 and 5 are determined so that g, 5 0 satisfies θ. At this time τM
, 5 becomes 3.5. On the other hand, τ is τF=”
If M, 5, do the same and θ
However, there is a case where the result of this calculation, s,5, exceeds the maximum allowable furnace temperature setting.In this case, θ is the maximum furnace temperature setting, and s,5 is the furnace temperature. Let τ be the cycle time r,5 at which the temperature of all the steel materials in the 5 bands exceeds θ at the extraction port.At this time, τ becomes τ, and s,5
M, 5 g, 5 line balance will inevitably collapse.

以下、4帯炉温設定値は、■ax(τM、5   g、
5 )、  τ にτ3..が一致するような炉温設定値を求める。
Below, the 4-zone furnace temperature setting value is ■ax(τM, 5 g,
5), τ3. .. Find the furnace temperature setting so that the values match.

すなわち、抽出ピッチを、WaX(τM、5   g、
5 )、  τ とした時、全ての4準在の鋼材が4帯出側で温度θ  
以上となるθ  を求める。この計算結r、4    
   g、4 果が許容される最高炉温設定値を超える時は、θ  を
最高炉温設定値とし、θ  を炉温としs、4    
         g、4た時の全ての4帯材の鋼材の
温度が4帯出側でθ  以上となるサイクルタイムをτ
  とする。
That is, the extraction pitch is WaX(τM, 5 g,
5), when τ is assumed, the temperature of all four quasi-existing steel materials is θ at the exit side of the four bands.
Find θ that satisfies the above. The result of this calculation is r, 4
g, 4 When the temperature exceeds the maximum allowable furnace temperature setting value, θ is the maximum furnace temperature setting value, θ is the furnace temperature, and s, 4
τ is the cycle time at which the temperature of the steel material of all 4 bands becomes θ or higher at the exit side of 4 bands when g and 4 are reached.
shall be.

r、4                g、43帯〜
l帯も3帯ではwax(τ、5g、5  。
r, 4 g, 43 band~
Wax (τ, 5g, 5.

豐 τ )にて  か一致するよう、2帯では τs、4    h、3 ma””M、5   s、5   s、4   h、3
 )と7h、2、 τ      、 τ      
、 τが一致するよう、1帯では、1lIaX((H,
5s、5 。
τs, 4 h, 3 ma""M, 5 s, 5 s, 4 h, 3
) and 7h, 2, τ, τ
, τ match, in one band, 1lIaX((H,
5s, 5.

、 τ 、τ  、τ  )とτ  が一致するよτg、4  
 h、3   h、2    h、1う同様θ  、θ
  、θ  を求める。
, τ , τ , τ ) and τ match, τg, 4
h, 3 h, 2 h, 1 similar θ, θ
, find θ.

s、3   s、2   g、1 ここで、−例として4帯の場合について、もう少し炉温
設定法を詳しく説明する。τ3,4 =+5ax(τM
、5   s、5 )とする、そうすう、と例えば、 
 τ 4帯の最終鋼材は、4ゾーン出側に達するまでにnB、
5   g、4   B−C” nc @″s、4の時
間がφ τ      + で かかる、τ  はロッ)BとCの間で発生する時−C 間である。この時この鋼材が炉温θ  を仮定しs、4 た時4帯出側での温度が予測計算でき、θ  以r、4 上かどうか判定できる。同様のことを4帯在の全鋼材に
行ないθ  を満たすよう炉温θ  を定r、4   
       g、4 める。もし、θ  が4帯に許容される炉温設定j 値以−ヒという結果を得たならば、θ  を最高値s、
4 とし、今度はその炉温で加熱した時に4帯在の全ての鋼
材がθ  以上の温度となるようなラインr、4 ルタイムτ  を求める。
s, 3 s, 2 g, 1 Here, as an example, the furnace temperature setting method will be explained in more detail in the case of 4 zones. τ3,4 = +5ax(τM
, 5 s, 5), and so on, for example.
τ The final steel material of the 4th zone has nB,
5 g, 4 B-C" nc @"s, 4 times are taken at φ τ + , τ is the time occurring between B and C between −C. At this time, assuming that the steel material has a furnace temperature θ, the temperature at the exit side of the 4th zone can be predicted and calculated, and it can be determined whether it is higher than θ. The same thing was done for all the steel materials in the 4 bands, and the furnace temperature θ was fixed r so that θ was satisfied.
g, 4 Melt. If the result is that θ is higher than the allowable furnace temperature setting j value for the four zones, then set θ to the maximum value s,
4, and this time, find a line r and a time τ such that all the steel materials in the four zones reach a temperature of θ or higher when heated at that furnace temperature.

s、4 以上の炉温設定法を工業用制御計算機11は定周期(こ
こでは3分毎)で行ない、設定値を出力する。
s, 4 The industrial control computer 11 performs the above furnace temperature setting method at regular intervals (here, every 3 minutes) and outputs the set value.

この炉温設定法と従来の運転者による手動設定による鋼
材の昇温状態を比較したものの一例を第4図に示す、こ
れは直径175φ■■、長さ2.5mのビレットについ
てのものであり、この結果は炉内のロットの状況により
かなり変化するが、全体に手動による炉温設定に比べ後
段加熱となっており省エネルギーが果されている。また
、炉温設定も表1に示すように従来に比べ低い値で加熱
されるようになった。また燃料費も約4%低下した。
Figure 4 shows an example of a comparison of the temperature rise of steel materials using this furnace temperature setting method and the conventional manual setting by the operator.This is for a billet with a diameter of 175φ and a length of 2.5m. Although the results vary considerably depending on the lot conditions in the furnace, overall energy savings are achieved because heating is performed at a later stage compared to manually setting the furnace temperature. Furthermore, as shown in Table 1, the furnace temperature is now set lower than before. Fuel costs also fell by about 4%.

上記のように、本発明による炉温設定方法は加熱炉以降
での加工機、圧延機のタクトタイムに応じて炉温を決定
するため、加熱炉を含めたラインバランスがとり易い、
一般に製造プロセスにおいてラインバランスをとること
が、生産能率を最大にし、かつ待ち時間等によるエネル
ギーロスを低下させる鍵といわれている。この意味で本
発明方法は生産能率を下げずにエネルギーロスを最小な
らしめる従来にない炉温設定法であるといえる。
As mentioned above, the furnace temperature setting method according to the present invention determines the furnace temperature according to the takt time of the processing machines and rolling mills after the heating furnace, so it is easy to balance the line including the heating furnace.
In general, line balancing in the manufacturing process is said to be the key to maximizing production efficiency and reducing energy loss due to waiting time and the like. In this sense, the method of the present invention can be said to be an unprecedented furnace temperature setting method that minimizes energy loss without lowering production efficiency.

[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、加熱炉の抽出ピッチを
圧延ラインのサイクルタイムに適合させ、その抽出ピッ
チに対応して加熱炉の炉温を制御することにより、加熱
炉の熱エネルギーロスを防ぐことができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the extraction pitch of the heating furnace is adapted to the cycle time of the rolling line, and the furnace temperature of the heating furnace is controlled in accordance with the extraction pitch. Heat energy loss in the furnace can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の制御系統を示す模式図、第2図は継目
無鋼管製造ラインを示す模式図、第3図は加熱炉の炉温
制御システムを示す制御系統図、第4図は鋼材昇温状態
を示す線図である。 11・・・工業用制御計算機、 12・・・抽出サイクルタイム制御装置、13・・・炉
温制御装置。 代理人 弁理士  塩 川 修 治 表1 第1回
Fig. 1 is a schematic diagram showing the control system of the present invention, Fig. 2 is a schematic diagram showing a seamless steel pipe production line, Fig. 3 is a control system diagram showing a furnace temperature control system for a heating furnace, and Fig. 4 is a schematic diagram showing a steel pipe manufacturing line. It is a diagram showing a temperature rising state. 11... Industrial control computer, 12... Extraction cycle time control device, 13... Furnace temperature control device. Agent Patent Attorney Osamu Shiokawa Jiryou 1 1st session

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)熱間圧延ラインの上流に配置されて鋼材を加熱し
、目標温度に加熱された鋼材を下流の圧延ラインサイク
ルタイムに対応する抽出ピッチで抽出可能とする連続式
加熱炉の炉温制御方法であって、各鋼材の加熱炉からの
抽出時間を設定するとともに、加熱炉内の各鋼材の温度
と加熱炉から抽出されるまでの時間と、加熱炉から抽出
される各鋼材の目標温度とから、加熱炉の各ゾーンの炉
温を設定することを特徴とする連続式加熱炉の炉温制御
方法。
(1) Furnace temperature control of a continuous heating furnace that is placed upstream of the hot rolling line to heat the steel material and allows the steel material heated to a target temperature to be extracted at an extraction pitch that corresponds to the downstream rolling line cycle time. The method includes setting the extraction time of each steel material from the heating furnace, the temperature of each steel material in the heating furnace, the time until it is extracted from the heating furnace, and the target temperature of each steel material extracted from the heating furnace. A furnace temperature control method for a continuous heating furnace characterized by setting the furnace temperature of each zone of the heating furnace.
JP11596587A 1987-05-14 1987-05-14 Method for controlling furnace temperature in continuous heating furnace Granted JPS63282211A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013112873A (en) * 2011-11-30 2013-06-10 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Method for controlling rotary hearth-type heating furnace and method for producing seamless pipe using the same

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JP2013112873A (en) * 2011-11-30 2013-06-10 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Method for controlling rotary hearth-type heating furnace and method for producing seamless pipe using the same

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