JPS639567B2 - - Google Patents
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- JPS639567B2 JPS639567B2 JP24612583A JP24612583A JPS639567B2 JP S639567 B2 JPS639567 B2 JP S639567B2 JP 24612583 A JP24612583 A JP 24612583A JP 24612583 A JP24612583 A JP 24612583A JP S639567 B2 JPS639567 B2 JP S639567B2
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-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
<技術分野>
本発明はラジアントチユーブを備える連続焼鈍
炉におけるストリツプの温度制御方法に関し、従
来のごとく炉出口のストリツプ温度を制御するた
めに間接的に炉内雰囲気温度を制御するものとは
異なり、直接燃料流量設定値を出力することによ
り炉出口におけるストリツプ温度を制御する温度
制御方法に係るものである。[Detailed Description of the Invention] <Technical Field> The present invention relates to a method for controlling the temperature of a strip in a continuous annealing furnace equipped with a radiant tube. The present invention relates to a temperature control method in which the strip temperature at the furnace outlet is controlled by directly outputting a fuel flow rate set value.
<従来技術>
ラジアントチユーブ炉における従来のストリツ
プ温度制御方法を第1図に示す。第1図において
ストリツプ1はハースロール2によつて炉内4を
進むが、その際ストリツプ1はラジアントチユー
ブ3及び、ラジアントチユーブ3により加熱され
た炉の内壁及び炉内雰囲気ガスにより加熱されて
炉外に出る。従来のストリツプ温度制御方法は、
温度検出器5からストリツプ温度を検出し、熱電
対6から炉内雰囲気温度を検出することにより、
ストリツプ温度と炉内雰囲気温度との関係を表わ
す炉温モデルを有する温度制御器9から炉温設定
値を炉温制御器8へ出力し、ストリツプ温度を温
度設定器10の設定値に保つようにするものであ
る。炉温制御器8は、熱電対6により炉温を検出
し、炉温を制御するために燃料流量設定値を燃料
流量制御器7へ出力する。しかし、従来法はスト
リツプ温度に寄与する炉温の測定が困難であるた
め炉温モデルの精度上に限界があり、制御精度が
良くない。また、炉は複数ゾーンに分割されてい
るため各ゾーンへの炉温設定値の配分が難しく、
炉温制御器8が設定値に制御できない場合があ
り、これも制御精度を悪化させている。これに対
して、特公昭55−22535号公報では直接燃料流量
設定値を出力する温度制御装置に関して、炉出口
のストリツプ温度と温度設定値との偏差が所定の
範囲内では検出されたストリツプ温度をホールド
することにより、燃料流量設定値をホールドする
装置が考案されているが、ラジアントチユーブ炉
は応答が遅いため安定性を良好にするには燃料流
量をホールドする偏差の範囲を大きくする必要が
あり、その分だけ制御精度が悪化するという欠点
がある。<Prior Art> A conventional strip temperature control method in a radiant tube furnace is shown in FIG. In FIG. 1, the strip 1 is advanced through the furnace 4 by the hearth roll 2. At this time, the strip 1 is heated by the radiant tube 3, the inner wall of the furnace heated by the radiant tube 3, and the furnace atmosphere gas. I go outside. The traditional strip temperature control method is
By detecting the strip temperature from the temperature detector 5 and the furnace atmosphere temperature from the thermocouple 6,
The temperature controller 9, which has a furnace temperature model representing the relationship between the strip temperature and the furnace atmosphere temperature, outputs the furnace temperature set value to the furnace temperature controller 8, and maintains the strip temperature at the set value of the temperature setter 10. It is something to do. Furnace temperature controller 8 detects the furnace temperature using thermocouple 6, and outputs a fuel flow rate setting value to fuel flow rate controller 7 in order to control the furnace temperature. However, in the conventional method, it is difficult to measure the furnace temperature that contributes to the strip temperature, so there is a limit to the accuracy of the furnace temperature model, and the control accuracy is poor. Additionally, since the furnace is divided into multiple zones, it is difficult to allocate the furnace temperature settings to each zone.
The furnace temperature controller 8 may not be able to control the temperature to the set value, which also deteriorates control accuracy. On the other hand, in Japanese Patent Publication No. 55-22535, regarding a temperature control device that directly outputs the fuel flow rate set value, if the deviation between the strip temperature at the furnace outlet and the temperature set value is within a predetermined range, the detected strip temperature is A device has been devised to hold the fuel flow rate set value by holding the fuel flow rate, but since the response of radiant tube furnaces is slow, it is necessary to widen the deviation range for holding the fuel flow rate in order to achieve good stability. , there is a drawback that control accuracy deteriorates accordingly.
<発明の目的及び概要>
本発明は上述した問題点を解消する目的で究明
されたものであつて、ストリツプ温度と燃料流量
の動的な関係を表わすストリツプ温度制御モデル
を設け、直接燃料流量設定値を定常的な燃料流量
設定値と過渡的な燃料流量設定値とに分離して出
力することによりストリツプ温度を制御しようと
するものであり、ストリツプ温度制御の安定性と
応答性を高め、制御精度を良くすることができる
ものである。<Objective and Summary of the Invention> The present invention was developed with the aim of solving the above-mentioned problems, and it provides a strip temperature control model that expresses the dynamic relationship between strip temperature and fuel flow rate, and directly sets the fuel flow rate. This method attempts to control the strip temperature by separating the value into a steady fuel flow rate set value and a transient fuel flow rate set value and outputting the value, thereby improving the stability and responsiveness of strip temperature control and improving control. This can improve accuracy.
<本発明の実施例>
以下、本発明の詳細を第2図の実施例について
説明する。第2図においてストリツプ1はハース
ロール2によつて炉内4を進むが、その際ストリ
ツプ1はラジアントチユーブ3及び、ラジアント
チユーブ3により加熱された炉の内壁及び炉内雰
囲気ガスにより加熱される。複数のラジアントチ
ユーブ群で構成される各ゾーンの燃料流量は、そ
のゾーンの燃料流量制御器7によつて制御され
る。各燃料流量制御器7の設定値は燃料流量配分
器13によつて出力される。燃料流量配分器13
は、配分パターン設定器11の設定によりトール
燃料流量設定値を各ゾーンへ配分する。トータル
燃料流量設定値は温度制御器9から定常的な燃料
流量設定値と過渡的な燃料流量設定値の和として
出力されるが、温度検出器5により検出されたス
トリツプ温度と温度設定器10による設定値との
偏差が所定の範囲内のときには過渡的な燃料流量
設定値は出力されないようになつている。本実施
例では、燃料流量配分器13と温度制御器9を
別々の制御器で実現しているが、1つの制御器に
まとめて実現することも可能である。<Embodiments of the Present Invention> The details of the present invention will be described below with reference to the embodiment of FIG. 2. In FIG. 2, the strip 1 is advanced through the furnace 4 by the hearth roll 2, and at this time the strip 1 is heated by the radiant tube 3, the inner wall of the furnace heated by the radiant tube 3, and the furnace atmosphere gas. The fuel flow rate in each zone made up of a plurality of radiant tube groups is controlled by the fuel flow controller 7 for that zone. The set value of each fuel flow controller 7 is outputted by a fuel flow distributor 13. Fuel flow distributor 13
distributes the tall fuel flow rate set value to each zone according to the settings of the distribution pattern setter 11. The total fuel flow set value is output from the temperature controller 9 as the sum of the steady fuel flow set value and the transient fuel flow set value, but it is determined by the strip temperature detected by the temperature sensor 5 and the temperature setter 10. When the deviation from the set value is within a predetermined range, the transient fuel flow rate set value is not output. In this embodiment, the fuel flow rate distributor 13 and the temperature controller 9 are realized by separate controllers, but they can also be realized by combining them into one controller.
ストリツプ温度は炉4の出口で温度検出器5に
より検出され、また各ゾーンの燃料流量は燃料流
量検出器12により検出され、温度制御器9に入
力される。ストリツプ温度及び燃料流量は一定時
間周期で入力され、温度制御器9の中の記憶装置
に過去の複数個分の測定値が記憶される。温度制
御器9は第1式に示されるようなストリツプ温度
と燃料流量の動的な関係を表わす温度制御モデル
を有している。 The strip temperature is detected by a temperature detector 5 at the outlet of the furnace 4, and the fuel flow rate in each zone is detected by a fuel flow detector 12 and input to a temperature controller 9. The strip temperature and fuel flow rate are input at regular time intervals, and a plurality of past measured values are stored in a storage device within the temperature controller 9. The temperature controller 9 has a temperature control model representing the dynamic relationship between the strip temperature and the fuel flow rate as shown in the first equation.
y^(k)=a^0(k−1)y(k−1)+a^1(k−1)
y(k−2)
+……+a^n(k−1)y(k−n−1)
+……+a^n(k−1)y(k−n−1)
+b^0(k−1)u(k−1)+b^1(k−1)u
(k−2)
+……+a^n(k−1)y(k−n−1)
+b^0(k−1)u(k−1)+b^1(k−1)u
(k−2)
+……+b^m(k−1)u(k−m−1) ……(
1)
ただし
y^(k)=Cp(T^0(k))T^0(k)−Cp(TI)TI
y(k)=Cp(T0(k))T0(k)−Cp(TI)TI
u(k)=B/ρhbVFT(k)
T^(k):k時点における炉出口のストリツプ温度推
定値
T0(k):k時点における炉出口のストリツプ温度
測定値
FT(k):k時点における各ゾーンの燃料流量測定
値の総和
Cp(T):ストリツプ温度Tにおけるストリツプ
の比熱
ρ:ストリツプ密度
h:ストリツプ厚み
b:ストリツプ巾
V:通板速度
B:燃料の単位流量当りの発熱量
a^0(k)、……、a^n(k)、b^0(k)、……、b^m(k):
k時点における未知パラメータの推定値であ
り、k時点は現時点を意味し、k−i(i=1、
……)は現在よりi時点だけ過去の時点を意味す
る。すなわち、現在のストリツプ温度は過去のn
+1個のストリツプ温度と過去のm+1個の燃料
流量により決定される。 y^(k)=a^ 0 (k-1)y(k-1)+a^ 1 (k-1)
y(k-2) +...+a^n(k-1)y(k-n-1) +...+a^n(k-1)y(k-n-1) +b^ 0 (k- 1) u(k-1)+b^ 1 (k-1)u
(k-2) +...+a^n(k-1)y(k-n-1) +b^ 0 (k-1)u(k-1)+b^ 1 (k-1)u
(k-2) +...+b^m(k-1)u(k-m-1)...(
1) However, y^(k)=Cp(T^ 0 (k))T^ 0 (k)−Cp(T I )T I y(k)=Cp(T 0 (k))T 0 (k) −Cp (T I ) T I u(k)=B/ρhbVF T (k) T^(k): Estimated strip temperature at the furnace outlet at time k T 0 (k): Strip temperature at the furnace outlet at time k Measured value F T (k): Sum of measured fuel flow values for each zone at time k Cp (T): Specific heat ρ of the strip at strip temperature T: Strip density h: Strip thickness b: Strip width V: Threading speed B : Calorific value per unit flow rate of fuel a^ 0 (k), ..., a^n(k), b^ 0 (k), ..., b^m(k): Estimation of unknown parameters at time k value, k time point means the current time, k−i (i=1,
) means a point in time i past the present. That is, the current strip temperature is equal to the past n
+1 strip temperatures and m+1 past fuel flows.
未知パラメータは、温度検出器5により検出さ
れる現時点のストリツプ温度T0(k)から計算され
る下記値
y(k)=Cp(T0(k))T0(k)−Cp(TI)TI
と、温度制御モデル第1式から計算される現時点
のy(k)の推定値y^(k)との偏差、即ち温度制御モデ
ルの誤差e(k)
e(k)=y(k)−y^(k)
を用いて、例えば修正ゲインをα0、……、αn、
β0、……、βmとして
a^0(k)=a^0(k−1)+α0e(k)
〓
a^n(k)=a^n(k−1)+αne(k)
b^0(k)=b^0(k−1)+β0e(k)
〓
b^m(k)=b^m(k−1)+βme(k)
のように自動的に修正される。 The unknown parameter is the following value calculated from the current strip temperature T 0 (k) detected by the temperature detector 5: y(k)=Cp(T 0 (k))T 0 (k)−Cp(T I ) T I and the current estimated value y^(k) of y(k) calculated from the first equation of the temperature control model, that is, the error of the temperature control model e(k) e(k) = y( k)−y^(k), for example, the modified gain α 0 , ..., αn,
As β 0 , ..., βm a^ 0 (k)=a^ 0 (k-1) + α 0 e(k) 〓 a^n(k)=a^n(k-1)+αne(k) b ^ 0 (k) = b^ 0 (k-1) + β 0 e(k) 〓 b^m(k) = b^m (k-1) + βme(k) It is automatically corrected as follows.
次に、炉4の出口におけるストリツプ温度を温
度設定器10の設定値T0 *に制御するための定常
的な燃料流量設定値FT *は温度制御モデル第1式
から、自動的に修正したパラメータa^0(k)、……、
a^n(k)、b^0(k)、……b^m(k)を用いることにより
y*=Cp(T0 *)T0 *−Cp(TI)TI
と計算される。過渡状態、即ち現在および過去の
ストリツプ温度が設定値T0 *に一致していないと
き、または現在および過去の燃料流量が定常的な
燃料流量設定値FT *に一致していないときは、こ
れらを補償する。このような過渡状態においてス
トリツプ温度を設定値T0 *に制御するために、定
常的な燃料流量設定値FT *に付加する過渡的な燃
料流量設定値ΔFT *は
と計算される。この過渡的な燃料流量設定値ΔFT
*は、ストリツプ温度と設定値との偏差が所定の
範囲を越えたときに出力されるので、制御ゲイン
f0、…、fn、g1、……、gmを用いて
ΔFT *={f0〔y*−y(k)〕+……+fo〔y*−y(k−n
)〕}ρhbV/B
+g1〔FT *−FT(k−1)〕+……+gn〔FT *−FT(k
−m)〕
とすることも可能である。また、ストリツプの厚
み、巾の変化、ストリツプの通板速度の変化、あ
るいは温度設定値の変化の場合には定常的な燃料
流量設定値FTが変化するため、フオーシングの
目的で過渡的な燃料流量設定値ΔFTを付加するこ
ともできる。 Next, the steady fuel flow rate set value F T * for controlling the strip temperature at the outlet of the furnace 4 to the set value T 0 * of the temperature setting device 10 is automatically corrected from the temperature control model equation 1. Parameter a^ 0 (k),...
By using a^n(k), b^ 0 (k), ...b^m(k) It is calculated as y * = Cp (T 0 * ) T 0 * − Cp (T I ) T I. These events occur during transient conditions, i.e., when the current and past strip temperatures do not match the setpoint T 0 * , or when the current and past fuel flow rates do not match the steady-state fuel flow setpoint F T * . Compensate for. In order to control the strip temperature to the set value T 0 * under such transient conditions, the transient fuel flow set value ΔF T * to be added to the steady fuel flow set value F T * is It is calculated as follows. This transient fuel flow setpoint ΔF T
* is output when the deviation between the strip temperature and the set value exceeds the specified range, so the control gain
Using f 0 , ..., fn, g 1 , ..., gm, ΔF T * = {f 0 [y * -y(k)] + ... + f o [y * -y(k-n
)]}ρhbV/B +g 1 [F T * −F T (k−1)]+……+g n [F T * −F T (k
-m)] It is also possible. In addition, changes in strip thickness and width, changes in strip threading speed, or changes in temperature set point change the steady fuel flow set point F T , so transient fuel A flow rate set value ΔF T can also be added.
以上のように計算された定常的な燃料流量設定
値と過渡的な燃料流量設定値の和、即ちトータル
燃料流量設定値が温度制御器9から燃料流量配分
器13に出力される。燃料流量配分器13は配分
パターン設定器11の配分パターンにしたがつて
トータル燃料流量設定値を各ゾーンの燃料流量制
御器7に出力する。配分パターンは例えば全ゾー
ン均一流量に配分する均等負荷パターン、あるい
は炉出口に近い程流量が大きくなる様に配分する
後段ゾーン高負荷パターン等が考えられるが、例
えば第3図の如く後段ゾーンを高負荷パターンに
してトータル燃料流量を各ゾーンに配分し、スト
リツプのヒートバツクルを防止することにも利用
できる。 The sum of the steady fuel flow rate set value and the transient fuel flow rate set value calculated as described above, that is, the total fuel flow rate set value, is output from the temperature controller 9 to the fuel flow rate distributor 13. The fuel flow rate distributor 13 outputs a total fuel flow rate setting value to the fuel flow rate controller 7 of each zone according to the distribution pattern of the distribution pattern setting device 11. Possible distribution patterns include, for example, a uniform load pattern that distributes the flow rate uniformly in all zones, or a high-load pattern for the latter zone that distributes the flow rate so that it becomes larger as it approaches the furnace outlet. It can also be used to distribute total fuel flow to each zone in a load pattern to prevent heat buckling in the strip.
<発明の効果>
以上から明らかなように本発明によれば、スト
リツプ温度と燃料流量との関係を動的に表わす温
度制御モデルを有し、直接燃料流量設定値を定常
的な燃料流量設定値と過渡的な燃料流量設定値に
分離して出力しているため、ストリツプ温度制御
の安定性と高応答性を満足した高い制御性能を得
ることができる。<Effects of the Invention> As is clear from the above, the present invention has a temperature control model that dynamically expresses the relationship between strip temperature and fuel flow rate, and directly converts the fuel flow rate set value into a steady fuel flow rate set value. Since the output is separated into the and transient fuel flow rate set value, it is possible to obtain high control performance that satisfies the stability and high responsiveness of strip temperature control.
第1図は従来のストリツプ温度制御方法の構成
図、第2図は本発明を適用したストリツプ温度制
御方法の一実施例の構成図、第3図は後段ゾーン
高負荷パターンにより燃料流量を各ゾーンに配分
した例を示す図表である。
1:ストリツプ、2:ハースロール、3:ラジ
アントチユーブ、4:連続焼鈍炉、5:温度検出
器、6:熱電対、7:燃料流量制御器、8:炉温
制御器、9:温度制御器、10:温度設定器、1
1:配分パターン設定器、12:燃料流量検出
器、13:燃料流量配分器。
Fig. 1 is a block diagram of a conventional strip temperature control method, Fig. 2 is a block diagram of an embodiment of a strip temperature control method to which the present invention is applied, and Fig. 3 shows how the fuel flow rate is adjusted to each zone using a rear zone high load pattern. This is a chart showing an example of distribution. 1: Strip, 2: Hearth roll, 3: Radiant tube, 4: Continuous annealing furnace, 5: Temperature detector, 6: Thermocouple, 7: Fuel flow controller, 8: Furnace temperature controller, 9: Temperature controller , 10: Temperature setting device, 1
1: Distribution pattern setter, 12: Fuel flow rate detector, 13: Fuel flow rate distributor.
Claims (1)
ユーブを備える連続焼鈍炉の温度制御方法におい
て、炉出口のストリツプ温度と燃料流量との関係
を動的に表現する温度制御モデルを設け、該モデ
ルに含まれる未知パラメータはストリツプ温度と
燃料流量の測定値より自動的に修正し、該モデル
から計算する燃料流量設定値は定常的な出力と過
渡的な出力に分離し、ストリツプ温度と温度設定
値との偏差が所定の範囲内のときには定常的な燃
料流量設定値のみを出力し、偏差が所定の範囲外
のときには過渡的な燃料流量設定値を定常的な燃
料流量設定値に付加して出力することを特徴とし
た、連続焼鈍炉の温度制御方法。1. In a temperature control method for a continuous annealing furnace equipped with a radiant tube that continuously heats the strip, a temperature control model that dynamically expresses the relationship between the strip temperature at the furnace outlet and the fuel flow rate is provided, and the unknowns included in the model are The parameters are automatically corrected based on the measured values of strip temperature and fuel flow, and the fuel flow setpoint calculated from the model is separated into steady output and transient output, and the deviation between the strip temperature and temperature setpoint is When the deviation is within a predetermined range, only the steady fuel flow rate set value is output, and when the deviation is outside the predetermined range, a transient fuel flow rate set value is added to the steady fuel flow rate set value and output. A temperature control method for a continuous annealing furnace.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24612583A JPS60135531A (en) | 1983-12-24 | 1983-12-24 | Temperature control method of continuous annealing furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24612583A JPS60135531A (en) | 1983-12-24 | 1983-12-24 | Temperature control method of continuous annealing furnace |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60135531A JPS60135531A (en) | 1985-07-18 |
JPS639567B2 true JPS639567B2 (en) | 1988-02-29 |
Family
ID=17143849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24612583A Granted JPS60135531A (en) | 1983-12-24 | 1983-12-24 | Temperature control method of continuous annealing furnace |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60135531A (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6428329A (en) * | 1987-07-23 | 1989-01-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method for controlling sheet temperature in continuous annealing furnace |
US11466340B2 (en) | 2016-01-28 | 2022-10-11 | Jfe Steel Corporation | Steel sheet temperature control device and temperature control method |
JP6146553B1 (en) * | 2016-01-28 | 2017-06-14 | Jfeスチール株式会社 | Steel plate temperature control device and temperature control method |
-
1983
- 1983-12-24 JP JP24612583A patent/JPS60135531A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60135531A (en) | 1985-07-18 |
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