JPS6411686B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6411686B2 JPS6411686B2 JP921180A JP921180A JPS6411686B2 JP S6411686 B2 JPS6411686 B2 JP S6411686B2 JP 921180 A JP921180 A JP 921180A JP 921180 A JP921180 A JP 921180A JP S6411686 B2 JPS6411686 B2 JP S6411686B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zone
- temperature
- billet
- furnace
- steel
- 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.)
- Expired
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 59
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 59
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 2
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
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)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Description
本発明は、多帯式連続加熱炉において一定の炉
温修正を施しつつ温度制御を行なう方法に関す
る。 多帯式連続加熱炉は、通常、予熱帯、加熱帯お
よび均熱帯の各帯域から成り、該加熱炉の主目的
は、鋼塊、鋳片、スラブ等の被加熱物（以下、
「鋼片」という）を圧延に必要な所定温度まで加
熱することにある。それと同時に圧延能力を充分
に発揮させるためには、圧延ラインを停止させる
ことなく鋼片を圧延機に供給できるように操業す
ることが必要である。 ところが、実操業においては、加熱炉に装入さ
れる鋼片は、サイズや鋼種がまちまちであり、各
鋼片に対する所要の加熱温度も一様ではない。こ
のため、各鋼片に対する個別の温度管理が不可能
で、鋼片のサイズ等により温度の過不足を避ける
ことは難しい。実際の炉温制御に当つては、装入
側帯（予熱帯）の炉温を低く、抽出側帯（均熱
帯）の炉温を高くするような炉温設定が採用され
るが、加熱不足防止のために、各帯において最も
加熱されにくい鋼片を基準とする炉温制御が行な
われるので、他の鋼片にとつては加熱過剰を伴な
うことになり、燃料原単位や鋼材品質の面で必ず
しも満足し得るものとは言えない。 かかる事情に対処するため、近年、連続加熱炉
の炉温制御に関する種々の提案がなされており、
例えば、炉内各鋼片について平均温度と目標温度
との偏差に、その炉内位置によつて異なる重み係
数を考慮し、これらを組合せて性能指数を求め、
該性能指数の大きさによつて加熱手段の出力を制
御する方法がある（特公昭49−29403号）。しか
し、このような炉内位置に応じて異なる重み係数
を加える手段を用いても、実際の鋼片温度の炉温
変化に対する応答は極めて緩慢であるために充分
な炉温制御を達成することはできない。また、別
法として、各帯内、各鋼片について必要炉内温度
を求め、該必要炉内温度群のなかから各帯ごとに
代表炉内温度を決定し、更に該必要炉内温度群が
鋼片品質その他の条件で定まる一定の制限温度以
下である場合には最も高い温度を代表温度に選定
して温度制御を行なう方法も知られている（特公
昭51−30526号）。しかしながら、同法もまた、最
も加熱され難い鋼片を対象として炉温制御を行な
うものであるため燃料原単位の改善を期待するこ
とはできず、また各帯の出口側に位置する鋼片は
その帯での滞留時間が短いため、炉内鋼片の寸
法・抽出目標温度等の変化が大きいときは炉温修
正量の変動が大きくなり（特に装入側の帯におい
て顕著となる）、実際の炉温制御が困難となるば
かりか、その精度も悪化するという欠点がある。 本発明は、多帯式連続加熱炉の温度制御に関す
る上記問題点を解決するためになされたものであ
る。 すなわち、本発明は、多帯式連続加熱炉におけ
る炉温度制御法を行なうにあたり、炉内の各鋼片
の現在の温度を、炉内温度、炉の伝熱特性、各帯
における鋼片滞留時間、並びに各鋼片の寸法、熱
特性および熱履歴から求めるとともに、着目して
いる鋼片よりも抽出口側に位置する各鋼片の寸法
および予定の抽出ピツチから各鋼片が各帯長さの
１／３を越え、2/3以下の一定の距離だけ移送されて
位置（Pi）に到るまでの各帯での滞留時間を予測
して、各鋼片の現在の温度、各滞留時間の予測
値、鋼片の寸法、熱特性値、炉の伝熱特性値およ
び現在の各帯の温度から、位置（Pi）に到つた時
の鋼片温度（θp li）を予測し、各鋼片ごとに定めら
れた位置（Pi）における目標温度（θd li）と各鋼片
の諸因子に応じ異なる重み係数（ωli）とを用い、
後記のごとき一定の計算式にて評価関数（Jl）を
算出し、各帯の炉温を該Jlの関数として決定する
ようにした炉温制御法を提供するものである。 このように、本発明は、各帯に位置する各鋼片
の温度を、各帯炉温と炉特性と、各鋼片の寸法、
熱特性および熱履歴とから求め、それを基に、各
鋼片が現在位置より一定距離だけ移送された位置
での鋼片温度を予測し、該予測値をその目標値に
近づけるように、「予測値−目標値」偏差に応じ
て各帯における炉温修正量を決定しつつ炉温制御
を行なうものであり、かかる制御手順により、最
小の燃料原単位にて鋼片を圧延に最適の温度に加
熱することを可能とし、また生産性や製品々質を
改善することに成功した。 以下、本発明方法について詳しく説明する。 まず各帯内における各鋼片の温度計算の一例に
ついて説明すると、炉内各鋼片温度（θli）は一次
元前進差分法による数値解析によつて求められ、
鋼片内部では次式のように表わすことができる。 θj+1 k＝（θj k+1＋θj k-1−2θj k）＋θj k…〔
〕 上記式中、θj kは鋼片内部位置kΔx（但し、Δxは
鋼片内部位置の微小区間）、時刻jΔt（但し、Δtは
時間の微小区間）における温度の数値解であり、
は、＝ａ・Δt／（Δx）2（但し、ａは温度拡散
率）である。 また、鋼片境界における熱流束をq(t)とすれば、
鋼片境界条件は下式で表わされる。 θj+1 0＝２・・θj 1＋（１−２）θj 0＋2Aq(t)
…〔〕 〔式中、λは熱伝導率、Ａ＝Δx／λである〕 更に、総括熱吸収率をφCG、炉内雰囲気温度を
Tgとすれば、上記熱流束q(t)は下式〔〕で表わ
される。 q(t)＝4.88φCG〔（Tg＋273／100）4−（θj／0＋273
／100）4〕 …〔〕 なお、上記総括熱吸収率（φCG）は加熱炉形状
や操業条件によつて変化する値であり、炉内雰囲
気温度（Tg）は熱電導対等の温度検出器にて求
められる。 上記〔〕〜〔〕式により、各帯内における
各鋼片についての平均温度（θli）が求められる。
この計算は、所定時間ごとに、あるいは鋼片が装
入されもしくは装入抽出されるごとに行なわれ
る。 次に各帯内の鋼片が現在の位置から各帯の長さ
の約1/3を越え、約2/3以下の一定距離（Ｌ）だけ
移送され、抽出口側の位置（Pi）に到るまでの所
要時間（τ）を求める。炉内の鋼片番号を、抽出
口側から１、２、…ｉ…とすると、移送所要時間
（τ）は下式〔〕にて求められる。 τ＝Mnax 〓i=1 Pexi＋τstpp …〔〕 上記式中、ｉは鋼片番号、Pexは鋼片抽出ピツ
チである。Mmaxは次式 M 〓j=1 （SBi＋Gi）≧Ｌ 〔但し、SBiは鋼片幅、Giは鋼片ｉと鋼片ｉ＋１
との間隔である〕 が成立する鋼片本数Ｍの最大値、τstppはMnax番
号の鋼片の抽出以前における抽出休止予定時間で
ある。 なお、第ｌ帯に滞留する鋼片が距離（Ｌ）だけ
移送されたときの位置（Pi）が第ｌ＋１帯に属す
るときには、移送時間（τ）を現在の帯での滞留
時間（τli）と次の帯（第ｌ＋１帯）での滞留時間
（τ(l+1)i）とに分割し（τ＝τli＋τ(l+1)i）、次式
の計
算を経て求めることができる。 τli＝Nnax 〓i=1 Pexi＋τstpp′ …〔〕 ただし、Nnaxは次式 N 〓i=1 （SBi＋Gi）≧Li が成立する鋼片本数Ｎの最大値であり、式中、Li
は鋼片ｉの現在滞留する帯の残りの長さである。
τstpp′はNnax番目の鋼片の抽出以前における抽出
休止予定時間である。 上記で求められた各鋼片温度（θli）および一定
距離（Ｌ）だけ離れた位置（Pi）までの移送所要
時間（τ）（＝τli＋τ(l+1)i）、各帯の炉内温度およ
び鋼片寸法等を用いて炉温度変更量を決定するに
当つては、まず実積の炉温変動、抽出ピツチ変動
等を考慮し、下式〔〕に従つて位置（Pi）にお
ける鋼片温度（θp li）を予測する。 θp li＝ｆ（Tl、Tl+1、τli、τ(l+1)i、θli、SHi）
…〔〕 〔但し、Tlは第ｌ帯の現在の炉温、τliはｉ番目の
鋼片の第ｌ帯滞留予測時間、θliは第ｌ帯のｉ番目
鋼片の現在の温度、SHiはｉ番目鋼片の厚さであ
る〕 上記第〔〕式は、実積値を基にした経験式、
境界条件を仮定して求めた理論式、あるいは前記
の差分法による計算式等であつてもよい。 次に、第ｌ帯のすべての鋼片について、位置
（Pi）での目標温度（θd li）と上記で求められた予
測温度（θp li）との偏差（Δθli）（＝θp li−θd li
）を求
め、下記〔〕式により、各温度偏差に重み係数
（ωli）を乗じたものゝ総計（Jl）を計算する。 上記式中、ｉ＝n1は予測後に第ｌ帯の入口に
位置する鋼片、ｉ＝n2は予測前に第ｌ―１帯の
出口に位置する鋼片、ｉ＝n3は予測後に第ｌ帯
出口に位置する鋼片、ｉ＝n4は予測前に第ｌ帯
の出口に位置する鋼片の各番号を表わす。 かくして得られるJlを評価関数とし、その値が
零となるように各帯の炉温の制御を行なう。 また、上記評価関数（Jl）の計算における重み
係数（ωli）は、次式〔〕で示されるように
種々の要因を含む関数として求められる。 ωli＝ｇ（τli′、l′、l′、Δθli）…〔
〕 〔但し、τli′はｉ番目鋼片の第l′帯の滞留予測時
間、l′は第l′帯の鋼片の抽出目標温度平均値、
SHl′は第l′帯の鋼片の厚さ平均値、Δθliは鋼片温
度の「予測値―目標値」偏差を表わす。l′は第ｌ
−１帯、第ｌ帯および第ｌ＋１帯の各帯を意味す
る。〕 この重み係数（ωli）の具体的決定は、例えば、
各帯での滞留予測時間が長い程、その帯での重み
係数を大きくし、一定の距離（Ｌ）の移送により
次の帯に出る鋼片、あるいは前の帯から進入して
くる鋼片に対する炉温制御の寄与率を調整するこ
とにより行なわれる。あるいは、各帯間で鋼片構
成（サイズ、鋼種等）が著しく異なり、次式
〔〕、 γnax＞l・l／l+1・l+1＞γnio…〔〕 〔但し、γnaxは約1.05〜1.10、γnioは約0.90〜
0.95。〕 が成り立つような場合には、移送によつて滞留帯
の変わる鋼片に対する重み係数（ωli）を小さく
して各帯間での鋼片構成の差が炉温設定に及ぼす
影響を小さくするのが望ましい。 以上の手順によれば、対象とする帯に滞留する
鋼片のみならず、一定距離（Ｌ）の移送によつて
第ｌ帯に進入してくる鋼片および第ｌ帯を退出す
る鋼片の温度をも考慮に入れて第ｌ帯の炉温制御
を施こすことにより、近い将来の鋼片温度がその
目標温度に一致するように制御されるため、制御
の信頼性が高められ、またホツトダイレクトロー
リングなど予定の抽出休止だけでなく、予測不可
能な突発的ミル休止等による抽出ピツチの変動に
対しても適確な炉温制御が可能であり、あるいは
炉内の鋼片厚さや抽出目標温度の変動に対して
も、それらの変動がそれほど急激でない限りすぐ
れた制御効果が得られる。 ところで、前記〔〕式の計算に必要な重み係
数を上記のように与える方法は、各帯内の各鋼片
温度の目標値からの偏差を平均的に炉温制御に反
映させるものであるので、燃料原単位の面から非
常にすぐれてはいるが、炉内の鋼片構成に著しい
変動がある場合には、加熱温度がその目標値より
大きく低下することもあり得る。かかる場合に
は、炉内の鋼片の諸条件に応じ、重み係数の勾配
α（dωli／dΔθli）を変化させることにより対処す
ることができる。例えば第１図に示すように、前
記〔〕式中の温度偏差（Δθli＝θp li−θd li）が正
の
場合には、Δθliの増加に対する重み係数（ωli）の
増加量を大きくし、逆に負の場合には小さい値に
設定される。このようにして、温度管理の厳しい
鋼片の装入など、炉内鋼片の諸条件に応じて重み
勾配を適宜かえてやれば、目標温度以上に加熱さ
れない鋼片の温度と、目標温度を越えた高温度に
加熱される鋼片の温度の炉温修正に対する影響度
を調整することができる。従つて、厚い鋼片とか
高温抽出の必要な鋼片等、通常の方法では焼上げ
困難な鋼片だけを対象とした炉温制御、あるいは
全ての鋼片を均等に制御に取入れた炉温制御など
任意の制御を、重み係数の与え方如何によつて容
易に実施することができる。 第２図およびに、上述のような炉温制御の
例として、重み勾配（α）を、前記〔〕式に示
すように３水準に設定し加熱炉の自動温度制御を
行なつた結果を示す。 α＝−Ｄ （Δθli≧０のとき） α＝−１／Ｄ（Δθli＜０のとき） …〔〕 〔但し、Ｄは、0.1、0.5および1.0である〕 各図中、曲線イは鋼片抽出温度保証制御（Ｄ＝
0.1）、ロは中間値制御（Ｄ＝0.5）、ハは平均値制
御（Ｄ＝1.0）の各場合の値を示す。領域(a)は鋼
片厚さ176〜185mm、(b)は同200mm、(c)は同176〜
185mmの各鋼片が装入されている。図に示される
ように、鋼片厚さの変動があるにもかかわらず、
いずれの制御においても目標値±10℃以内の温度
で鋼片の抽出が行なわれており本発明モデルの制
御精度がすぐれていることが認められる。また、
図から明らかなように、重み勾配（α）を変える
ことによつて、全鋼片の抽出温度を保証する制
御、帯内全鋼片の温度を平均的に目標温度に一致
させる制御、あるいはその中間的な制御等、所望
に応じた任意の炉温制御を実施できることが判
る。 第１表に、本発明による自動燃焼制御システム
を実操業に適用した例を示す。同表は、３昼夜に
わたる実操業データに対し、シミユレーシヨンに
よる燃料原単位および抽出温度の「実積値―目標
値」に関する諸数値を、オペレータによる手動運
転の場合と、本発明に係る前記の平均的な制御に
よる自動運転の場合の結果を対比したものであ
る。
温修正を施しつつ温度制御を行なう方法に関す
る。 多帯式連続加熱炉は、通常、予熱帯、加熱帯お
よび均熱帯の各帯域から成り、該加熱炉の主目的
は、鋼塊、鋳片、スラブ等の被加熱物（以下、
「鋼片」という）を圧延に必要な所定温度まで加
熱することにある。それと同時に圧延能力を充分
に発揮させるためには、圧延ラインを停止させる
ことなく鋼片を圧延機に供給できるように操業す
ることが必要である。 ところが、実操業においては、加熱炉に装入さ
れる鋼片は、サイズや鋼種がまちまちであり、各
鋼片に対する所要の加熱温度も一様ではない。こ
のため、各鋼片に対する個別の温度管理が不可能
で、鋼片のサイズ等により温度の過不足を避ける
ことは難しい。実際の炉温制御に当つては、装入
側帯（予熱帯）の炉温を低く、抽出側帯（均熱
帯）の炉温を高くするような炉温設定が採用され
るが、加熱不足防止のために、各帯において最も
加熱されにくい鋼片を基準とする炉温制御が行な
われるので、他の鋼片にとつては加熱過剰を伴な
うことになり、燃料原単位や鋼材品質の面で必ず
しも満足し得るものとは言えない。 かかる事情に対処するため、近年、連続加熱炉
の炉温制御に関する種々の提案がなされており、
例えば、炉内各鋼片について平均温度と目標温度
との偏差に、その炉内位置によつて異なる重み係
数を考慮し、これらを組合せて性能指数を求め、
該性能指数の大きさによつて加熱手段の出力を制
御する方法がある（特公昭49−29403号）。しか
し、このような炉内位置に応じて異なる重み係数
を加える手段を用いても、実際の鋼片温度の炉温
変化に対する応答は極めて緩慢であるために充分
な炉温制御を達成することはできない。また、別
法として、各帯内、各鋼片について必要炉内温度
を求め、該必要炉内温度群のなかから各帯ごとに
代表炉内温度を決定し、更に該必要炉内温度群が
鋼片品質その他の条件で定まる一定の制限温度以
下である場合には最も高い温度を代表温度に選定
して温度制御を行なう方法も知られている（特公
昭51−30526号）。しかしながら、同法もまた、最
も加熱され難い鋼片を対象として炉温制御を行な
うものであるため燃料原単位の改善を期待するこ
とはできず、また各帯の出口側に位置する鋼片は
その帯での滞留時間が短いため、炉内鋼片の寸
法・抽出目標温度等の変化が大きいときは炉温修
正量の変動が大きくなり（特に装入側の帯におい
て顕著となる）、実際の炉温制御が困難となるば
かりか、その精度も悪化するという欠点がある。 本発明は、多帯式連続加熱炉の温度制御に関す
る上記問題点を解決するためになされたものであ
る。 すなわち、本発明は、多帯式連続加熱炉におけ
る炉温度制御法を行なうにあたり、炉内の各鋼片
の現在の温度を、炉内温度、炉の伝熱特性、各帯
における鋼片滞留時間、並びに各鋼片の寸法、熱
特性および熱履歴から求めるとともに、着目して
いる鋼片よりも抽出口側に位置する各鋼片の寸法
および予定の抽出ピツチから各鋼片が各帯長さの
１／３を越え、2/3以下の一定の距離だけ移送されて
位置（Pi）に到るまでの各帯での滞留時間を予測
して、各鋼片の現在の温度、各滞留時間の予測
値、鋼片の寸法、熱特性値、炉の伝熱特性値およ
び現在の各帯の温度から、位置（Pi）に到つた時
の鋼片温度（θp li）を予測し、各鋼片ごとに定めら
れた位置（Pi）における目標温度（θd li）と各鋼片
の諸因子に応じ異なる重み係数（ωli）とを用い、
後記のごとき一定の計算式にて評価関数（Jl）を
算出し、各帯の炉温を該Jlの関数として決定する
ようにした炉温制御法を提供するものである。 このように、本発明は、各帯に位置する各鋼片
の温度を、各帯炉温と炉特性と、各鋼片の寸法、
熱特性および熱履歴とから求め、それを基に、各
鋼片が現在位置より一定距離だけ移送された位置
での鋼片温度を予測し、該予測値をその目標値に
近づけるように、「予測値−目標値」偏差に応じ
て各帯における炉温修正量を決定しつつ炉温制御
を行なうものであり、かかる制御手順により、最
小の燃料原単位にて鋼片を圧延に最適の温度に加
熱することを可能とし、また生産性や製品々質を
改善することに成功した。 以下、本発明方法について詳しく説明する。 まず各帯内における各鋼片の温度計算の一例に
ついて説明すると、炉内各鋼片温度（θli）は一次
元前進差分法による数値解析によつて求められ、
鋼片内部では次式のように表わすことができる。 θj+1 k＝（θj k+1＋θj k-1−2θj k）＋θj k…〔
〕 上記式中、θj kは鋼片内部位置kΔx（但し、Δxは
鋼片内部位置の微小区間）、時刻jΔt（但し、Δtは
時間の微小区間）における温度の数値解であり、
は、＝ａ・Δt／（Δx）2（但し、ａは温度拡散
率）である。 また、鋼片境界における熱流束をq(t)とすれば、
鋼片境界条件は下式で表わされる。 θj+1 0＝２・・θj 1＋（１−２）θj 0＋2Aq(t)
…〔〕 〔式中、λは熱伝導率、Ａ＝Δx／λである〕 更に、総括熱吸収率をφCG、炉内雰囲気温度を
Tgとすれば、上記熱流束q(t)は下式〔〕で表わ
される。 q(t)＝4.88φCG〔（Tg＋273／100）4−（θj／0＋273
／100）4〕 …〔〕 なお、上記総括熱吸収率（φCG）は加熱炉形状
や操業条件によつて変化する値であり、炉内雰囲
気温度（Tg）は熱電導対等の温度検出器にて求
められる。 上記〔〕〜〔〕式により、各帯内における
各鋼片についての平均温度（θli）が求められる。
この計算は、所定時間ごとに、あるいは鋼片が装
入されもしくは装入抽出されるごとに行なわれ
る。 次に各帯内の鋼片が現在の位置から各帯の長さ
の約1/3を越え、約2/3以下の一定距離（Ｌ）だけ
移送され、抽出口側の位置（Pi）に到るまでの所
要時間（τ）を求める。炉内の鋼片番号を、抽出
口側から１、２、…ｉ…とすると、移送所要時間
（τ）は下式〔〕にて求められる。 τ＝Mnax 〓i=1 Pexi＋τstpp …〔〕 上記式中、ｉは鋼片番号、Pexは鋼片抽出ピツ
チである。Mmaxは次式 M 〓j=1 （SBi＋Gi）≧Ｌ 〔但し、SBiは鋼片幅、Giは鋼片ｉと鋼片ｉ＋１
との間隔である〕 が成立する鋼片本数Ｍの最大値、τstppはMnax番
号の鋼片の抽出以前における抽出休止予定時間で
ある。 なお、第ｌ帯に滞留する鋼片が距離（Ｌ）だけ
移送されたときの位置（Pi）が第ｌ＋１帯に属す
るときには、移送時間（τ）を現在の帯での滞留
時間（τli）と次の帯（第ｌ＋１帯）での滞留時間
（τ(l+1)i）とに分割し（τ＝τli＋τ(l+1)i）、次式
の計
算を経て求めることができる。 τli＝Nnax 〓i=1 Pexi＋τstpp′ …〔〕 ただし、Nnaxは次式 N 〓i=1 （SBi＋Gi）≧Li が成立する鋼片本数Ｎの最大値であり、式中、Li
は鋼片ｉの現在滞留する帯の残りの長さである。
τstpp′はNnax番目の鋼片の抽出以前における抽出
休止予定時間である。 上記で求められた各鋼片温度（θli）および一定
距離（Ｌ）だけ離れた位置（Pi）までの移送所要
時間（τ）（＝τli＋τ(l+1)i）、各帯の炉内温度およ
び鋼片寸法等を用いて炉温度変更量を決定するに
当つては、まず実積の炉温変動、抽出ピツチ変動
等を考慮し、下式〔〕に従つて位置（Pi）にお
ける鋼片温度（θp li）を予測する。 θp li＝ｆ（Tl、Tl+1、τli、τ(l+1)i、θli、SHi）
…〔〕 〔但し、Tlは第ｌ帯の現在の炉温、τliはｉ番目の
鋼片の第ｌ帯滞留予測時間、θliは第ｌ帯のｉ番目
鋼片の現在の温度、SHiはｉ番目鋼片の厚さであ
る〕 上記第〔〕式は、実積値を基にした経験式、
境界条件を仮定して求めた理論式、あるいは前記
の差分法による計算式等であつてもよい。 次に、第ｌ帯のすべての鋼片について、位置
（Pi）での目標温度（θd li）と上記で求められた予
測温度（θp li）との偏差（Δθli）（＝θp li−θd li
）を求
め、下記〔〕式により、各温度偏差に重み係数
（ωli）を乗じたものゝ総計（Jl）を計算する。 上記式中、ｉ＝n1は予測後に第ｌ帯の入口に
位置する鋼片、ｉ＝n2は予測前に第ｌ―１帯の
出口に位置する鋼片、ｉ＝n3は予測後に第ｌ帯
出口に位置する鋼片、ｉ＝n4は予測前に第ｌ帯
の出口に位置する鋼片の各番号を表わす。 かくして得られるJlを評価関数とし、その値が
零となるように各帯の炉温の制御を行なう。 また、上記評価関数（Jl）の計算における重み
係数（ωli）は、次式〔〕で示されるように
種々の要因を含む関数として求められる。 ωli＝ｇ（τli′、l′、l′、Δθli）…〔
〕 〔但し、τli′はｉ番目鋼片の第l′帯の滞留予測時
間、l′は第l′帯の鋼片の抽出目標温度平均値、
SHl′は第l′帯の鋼片の厚さ平均値、Δθliは鋼片温
度の「予測値―目標値」偏差を表わす。l′は第ｌ
−１帯、第ｌ帯および第ｌ＋１帯の各帯を意味す
る。〕 この重み係数（ωli）の具体的決定は、例えば、
各帯での滞留予測時間が長い程、その帯での重み
係数を大きくし、一定の距離（Ｌ）の移送により
次の帯に出る鋼片、あるいは前の帯から進入して
くる鋼片に対する炉温制御の寄与率を調整するこ
とにより行なわれる。あるいは、各帯間で鋼片構
成（サイズ、鋼種等）が著しく異なり、次式
〔〕、 γnax＞l・l／l+1・l+1＞γnio…〔〕 〔但し、γnaxは約1.05〜1.10、γnioは約0.90〜
0.95。〕 が成り立つような場合には、移送によつて滞留帯
の変わる鋼片に対する重み係数（ωli）を小さく
して各帯間での鋼片構成の差が炉温設定に及ぼす
影響を小さくするのが望ましい。 以上の手順によれば、対象とする帯に滞留する
鋼片のみならず、一定距離（Ｌ）の移送によつて
第ｌ帯に進入してくる鋼片および第ｌ帯を退出す
る鋼片の温度をも考慮に入れて第ｌ帯の炉温制御
を施こすことにより、近い将来の鋼片温度がその
目標温度に一致するように制御されるため、制御
の信頼性が高められ、またホツトダイレクトロー
リングなど予定の抽出休止だけでなく、予測不可
能な突発的ミル休止等による抽出ピツチの変動に
対しても適確な炉温制御が可能であり、あるいは
炉内の鋼片厚さや抽出目標温度の変動に対して
も、それらの変動がそれほど急激でない限りすぐ
れた制御効果が得られる。 ところで、前記〔〕式の計算に必要な重み係
数を上記のように与える方法は、各帯内の各鋼片
温度の目標値からの偏差を平均的に炉温制御に反
映させるものであるので、燃料原単位の面から非
常にすぐれてはいるが、炉内の鋼片構成に著しい
変動がある場合には、加熱温度がその目標値より
大きく低下することもあり得る。かかる場合に
は、炉内の鋼片の諸条件に応じ、重み係数の勾配
α（dωli／dΔθli）を変化させることにより対処す
ることができる。例えば第１図に示すように、前
記〔〕式中の温度偏差（Δθli＝θp li−θd li）が正
の
場合には、Δθliの増加に対する重み係数（ωli）の
増加量を大きくし、逆に負の場合には小さい値に
設定される。このようにして、温度管理の厳しい
鋼片の装入など、炉内鋼片の諸条件に応じて重み
勾配を適宜かえてやれば、目標温度以上に加熱さ
れない鋼片の温度と、目標温度を越えた高温度に
加熱される鋼片の温度の炉温修正に対する影響度
を調整することができる。従つて、厚い鋼片とか
高温抽出の必要な鋼片等、通常の方法では焼上げ
困難な鋼片だけを対象とした炉温制御、あるいは
全ての鋼片を均等に制御に取入れた炉温制御など
任意の制御を、重み係数の与え方如何によつて容
易に実施することができる。 第２図およびに、上述のような炉温制御の
例として、重み勾配（α）を、前記〔〕式に示
すように３水準に設定し加熱炉の自動温度制御を
行なつた結果を示す。 α＝−Ｄ （Δθli≧０のとき） α＝−１／Ｄ（Δθli＜０のとき） …〔〕 〔但し、Ｄは、0.1、0.5および1.0である〕 各図中、曲線イは鋼片抽出温度保証制御（Ｄ＝
0.1）、ロは中間値制御（Ｄ＝0.5）、ハは平均値制
御（Ｄ＝1.0）の各場合の値を示す。領域(a)は鋼
片厚さ176〜185mm、(b)は同200mm、(c)は同176〜
185mmの各鋼片が装入されている。図に示される
ように、鋼片厚さの変動があるにもかかわらず、
いずれの制御においても目標値±10℃以内の温度
で鋼片の抽出が行なわれており本発明モデルの制
御精度がすぐれていることが認められる。また、
図から明らかなように、重み勾配（α）を変える
ことによつて、全鋼片の抽出温度を保証する制
御、帯内全鋼片の温度を平均的に目標温度に一致
させる制御、あるいはその中間的な制御等、所望
に応じた任意の炉温制御を実施できることが判
る。 第１表に、本発明による自動燃焼制御システム
を実操業に適用した例を示す。同表は、３昼夜に
わたる実操業データに対し、シミユレーシヨンに
よる燃料原単位および抽出温度の「実積値―目標
値」に関する諸数値を、オペレータによる手動運
転の場合と、本発明に係る前記の平均的な制御に
よる自動運転の場合の結果を対比したものであ
る。
【表】
上記表によれば、本発明方法を自動運転にて適
用することにより、燃料原単位にして約
13000Kcal／ToN（鋼片）の燃料節減効果が得られ
るとともに、鋼片抽出温度の目標―実績偏差が著
しく減少することが判る。 以上のように、本発明によれば、各帯内の各鋼
片について一定距離だけ前方の位置に達した時の
鋼片温度を予測し、その予測値と目標値との偏差
を求めるとともに、種々の要因の関数である重み
係数を導入し、それらを加重平均してその値が零
となるように各帯の炉温修正量が決定され、ある
いはその時々の各帯内の鋼片状況に応じて重み係
数を変えて炉温修正量の決定がなされるので、従
来の各種炉温制御法に比し、燃料原単位の大幅な
低減が可能であり、かつ所定の抽出目標温度をも
十分に保証することができる。また、このような
適確な炉温制御により、圧延工程の生産性の向
上、スキツドマーク等の防止による製品々質の改
善等の効果も得られる。
用することにより、燃料原単位にして約
13000Kcal／ToN（鋼片）の燃料節減効果が得られ
るとともに、鋼片抽出温度の目標―実績偏差が著
しく減少することが判る。 以上のように、本発明によれば、各帯内の各鋼
片について一定距離だけ前方の位置に達した時の
鋼片温度を予測し、その予測値と目標値との偏差
を求めるとともに、種々の要因の関数である重み
係数を導入し、それらを加重平均してその値が零
となるように各帯の炉温修正量が決定され、ある
いはその時々の各帯内の鋼片状況に応じて重み係
数を変えて炉温修正量の決定がなされるので、従
来の各種炉温制御法に比し、燃料原単位の大幅な
低減が可能であり、かつ所定の抽出目標温度をも
十分に保証することができる。また、このような
適確な炉温制御により、圧延工程の生産性の向
上、スキツドマーク等の防止による製品々質の改
善等の効果も得られる。
第１図は鋼片温度偏差（Δθli）の値に応じて重
み係数（ωli）を変える場合の両者の関係を示す
説明図、第２図およびは本発明による炉温制
御の具体例を示すグラフである。
み係数（ωli）を変える場合の両者の関係を示す
説明図、第２図およびは本発明による炉温制
御の具体例を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 多帯式連続加熱炉内の各鋼片の現在の温度
を、炉内温度、炉の伝熱特性、各帯における鋼片
滞留時間、並びに各鋼片の寸法、熱特性および熱
履歴から求めるとともに、着目している鋼片より
も抽出口側に位置する各鋼片の寸法および予定の
抽出ピツチから各鋼片が各帯長さの1/3を越え、
２／３以下の一定の距離だけ移送されて位置（Pi）
に到るまでの各帯での滞留時間を予測して、各鋼
片の現在の温度、各帯での滞留時間の予測値、鋼
片の寸法、熱特性値、炉の伝熱特性値および現在
の各帯の温度から、位置（Pi）に到つた時の鋼片
温度（θp li）を予測し、各鋼片ごとに定められた位
置（Pi）における目標温度（θd li）と各鋼片の諸因
子に応じた異なる重み係数（ωli）とを用いて、
評価関数（Jl）を下式、 〔式中、ｉ＝n1は予測後に第ｌ帯入口に位置す
る鋼片、ｉ＝n2は予測前に第ｌ―１帯出口に位
置する鋼片、ｉ＝n3は予測後に第ｌ帯出口に位
置する鋼片、及ｉ＝n4は予測前に第ｌ帯出口に
位置する鋼片をそれぞれ意味する〕 にて算出し、第ｌ帯の炉温を上記Jlの関数として
決定することを特徴とする多帯式連続加熱炉の炉
温制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP921180A JPS56105430A (en) | 1980-01-28 | 1980-01-28 | Control of furnace temperature of multizone type continuous heating furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP921180A JPS56105430A (en) | 1980-01-28 | 1980-01-28 | Control of furnace temperature of multizone type continuous heating furnace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56105430A JPS56105430A (en) | 1981-08-21 |
| JPS6411686B2 true JPS6411686B2 (ja) | 1989-02-27 |
Family
ID=11714122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP921180A Granted JPS56105430A (en) | 1980-01-28 | 1980-01-28 | Control of furnace temperature of multizone type continuous heating furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56105430A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03114971U (ja) * | 1990-03-09 | 1991-11-27 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4407844B2 (ja) * | 2008-03-25 | 2010-02-03 | 住友金属工業株式会社 | 継目無管の製造方法および継目無管製造用ビレットの長さ決定方法 |
-
1980
- 1980-01-28 JP JP921180A patent/JPS56105430A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03114971U (ja) * | 1990-03-09 | 1991-11-27 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56105430A (en) | 1981-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6411686B2 (ja) | ||
| JP3710572B2 (ja) | 加熱炉の制御装置 | |
| JPS5812325B2 (ja) | 連続加熱炉の制御方法 | |
| JPH0160530B2 (ja) | ||
| JPS6133884B2 (ja) | ||
| JP2528048B2 (ja) | 厚板圧延における温度制御方法 | |
| JP2006274401A (ja) | 連続式加熱炉の自動燃焼制御方法 | |
| JP4815837B2 (ja) | 連続式加熱炉の燃焼制御方法 | |
| JP3007107B2 (ja) | 加熱炉の材料昇温曲線決定方法 | |
| JPS5941489B2 (ja) | 多帯式連続加熱炉の炉温修正量設定方法 | |
| JP3504118B2 (ja) | トンネル炉のスラブ焼き上げ制御装置 | |
| JPS5818401B2 (ja) | 連続加熱炉の制御方法 | |
| JP2716551B2 (ja) | 加熱炉の材料昇温曲線決定方法 | |
| JPH076001B2 (ja) | 連続加熱炉の炉温設定装置 | |
| JPH11335739A (ja) | 連続式加熱炉の加熱温度制御方法及び装置 | |
| JPH03140415A (ja) | 加熱炉の材料昇温曲線決定方法 | |
| JP2581832B2 (ja) | 連続式加熱炉の温度制御方法 | |
| JPH032213B2 (ja) | ||
| JPS5817243B2 (ja) | 再加熱炉における操業方法 | |
| JPS6033169B2 (ja) | 加熱炉制御装置 | |
| JPS609087B2 (ja) | 連続式加熱炉の加熱制御方法 | |
| JPH0342963B2 (ja) | ||
| JPH0160528B2 (ja) | ||
| JPS61281820A (ja) | 連続式加熱炉の燃焼制御方法 | |
| JPS5950121A (ja) | 多帯式連続加熱炉の炉温制御方法 |