JP2980786B2 - 加熱炉における燃焼制御方法 - Google Patents
加熱炉における燃焼制御方法Info
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- JP2980786B2 JP2980786B2 JP5054608A JP5460893A JP2980786B2 JP 2980786 B2 JP2980786 B2 JP 2980786B2 JP 5054608 A JP5054608 A JP 5054608A JP 5460893 A JP5460893 A JP 5460893A JP 2980786 B2 JP2980786 B2 JP 2980786B2
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- temperature
- furnace
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- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スラブ等を加熱する連
続加熱炉の炉温を最適に設定するための加熱炉における
燃焼制御方法に関するものである。
続加熱炉の炉温を最適に設定するための加熱炉における
燃焼制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】予熱帯、加熱帯及び均熱帯からなる連続
加熱炉における温度制御方法に関しては、たとえば、特
公昭５８−２２５２３号があり、炉内のスラブのスキッ
ド当接部位を含む複数の部位について厚さ方向の位置別
に現時刻におけるスラブの温度を伝熱モデルにより計算
から求め、ついで、現時刻以降における炉内上部雰囲気
温度と炉内下部雰囲気温度のいずれか一方または両方の
設定温度を変えるときのスラブの抽出予定時刻における
前記各位置の全て（または特定の１以上）の位置の温度
を予測計算し、この予測温度と目標温度との差が一定値
以内になる炉内上部雰囲気温度と炉内下部雰囲気温度を
求め、この温度を設定温度として炉内温度制御を行って
いる。
加熱炉における温度制御方法に関しては、たとえば、特
公昭５８−２２５２３号があり、炉内のスラブのスキッ
ド当接部位を含む複数の部位について厚さ方向の位置別
に現時刻におけるスラブの温度を伝熱モデルにより計算
から求め、ついで、現時刻以降における炉内上部雰囲気
温度と炉内下部雰囲気温度のいずれか一方または両方の
設定温度を変えるときのスラブの抽出予定時刻における
前記各位置の全て（または特定の１以上）の位置の温度
を予測計算し、この予測温度と目標温度との差が一定値
以内になる炉内上部雰囲気温度と炉内下部雰囲気温度を
求め、この温度を設定温度として炉内温度制御を行って
いる。
【０００３】通常、ある帯（第ｎ帯）の設定温度を決定
する場合、加熱に際しネックとなる鋼片を基準として第
ｎ帯の設定温度を求めているが、ネックとなるスラブの
変更時に設定温度を変更している。
する場合、加熱に際しネックとなる鋼片を基準として第
ｎ帯の設定温度を求めているが、ネックとなるスラブの
変更時に設定温度を変更している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術にあっては、炉内は熱慣性が大きいために、非常に
大きく、かつ滑らかに変動する無駄時間が生じており、
これがスラブの焼き遅れや焼き過ぎを招く原因になって
いる。従来、この無駄時間を考慮した温度制御は行われ
ていなかった。
技術にあっては、炉内は熱慣性が大きいために、非常に
大きく、かつ滑らかに変動する無駄時間が生じており、
これがスラブの焼き遅れや焼き過ぎを招く原因になって
いる。従来、この無駄時間を考慮した温度制御は行われ
ていなかった。
【０００５】本発明の目的は、無駄時間の影響を排除し
て被加熱材の焼き遅れや焼き過ぎを低減することが可能
な加熱炉における燃焼制御方法を提供することにある。
て被加熱材の焼き遅れや焼き過ぎを低減することが可能
な加熱炉における燃焼制御方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、実炉温と設定炉温の時系列データか
ら相関関係を表す相互共分散を求め、これに基づいて最
大値をとるときの時間を無駄時間と推定し、この無駄時
間に基づいて加熱炉の制御を行うようにしている。
めに、この発明は、実炉温と設定炉温の時系列データか
ら相関関係を表す相互共分散を求め、これに基づいて最
大値をとるときの時間を無駄時間と推定し、この無駄時
間に基づいて加熱炉の制御を行うようにしている。
【０００７】
【作用】上記した手段によれば、実炉温の時系列データ
と設定炉温の時系列データとに基づいて相互スペクトラ
ムが求められ、これに基づいて相互共分散が求められ、
この相互共分散の最大値の検出から無駄時間が推定され
る。したがって、得られた無駄時間から設定炉温履歴曲
線を修正できる結果、設定炉温と実炉温の一致度を高
め、スラブの焼き遅れや焼き過ぎなどの発生を低減する
ことができるようになる。
と設定炉温の時系列データとに基づいて相互スペクトラ
ムが求められ、これに基づいて相互共分散が求められ、
この相互共分散の最大値の検出から無駄時間が推定され
る。したがって、得られた無駄時間から設定炉温履歴曲
線を修正できる結果、設定炉温と実炉温の一致度を高
め、スラブの焼き遅れや焼き過ぎなどの発生を低減する
ことができるようになる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明方法を示すフローチャートであ
る。また、図２は本発明方法を達成する制御装置の構成
を示すブロック図である。
る。また、図２は本発明方法を達成する制御装置の構成
を示すブロック図である。
【０００９】まず、図１の説明の前に図２を説明する。
ここに示す加熱炉１は、予熱帯２、加熱帯３および均熱
帯４からなり、予熱帯２は非制御帯になり、加熱帯３お
よび均熱帯４が制御帯になっている。各帯には、炉温測
定用の熱電対５が取り付けられている。また、加熱帯３
および均熱帯４の各々には計装コントローラ６によって
制御される加熱用バーナー７（このバーナーからの燃焼
量を制御することにより炉内温度が調整される）が取り
付けられ、さらに帯内へ挿入して温度を測定する装入温
度計８も用意されている。そして、熱電対５、計装コン
トローラ６および装入温度計８の各々は、演算装置９に
接続されている。
ここに示す加熱炉１は、予熱帯２、加熱帯３および均熱
帯４からなり、予熱帯２は非制御帯になり、加熱帯３お
よび均熱帯４が制御帯になっている。各帯には、炉温測
定用の熱電対５が取り付けられている。また、加熱帯３
および均熱帯４の各々には計装コントローラ６によって
制御される加熱用バーナー７（このバーナーからの燃焼
量を制御することにより炉内温度が調整される）が取り
付けられ、さらに帯内へ挿入して温度を測定する装入温
度計８も用意されている。そして、熱電対５、計装コン
トローラ６および装入温度計８の各々は、演算装置９に
接続されている。
【００１０】図３は設定炉温と実炉温の時系列データを
示す特性図を示している。図中、縦軸は炉温（℃）を示
し、横軸は経過時間（分）を示している。さらに、設定
炉温ｘ（ｔ）は実線で示し、実炉温ｙ（ｔ）は点線で示
している。ここで、設定炉温特性と実炉温特性との間の
横軸方向の偏差が無駄時間（ここでは前半の３分と後半
の５分）になる。図３より明らかなように、加熱炉１内
は、炉温設定後の無駄時間が大きく、これがスラブの焼
き遅れや焼き過ぎを招く要因の１つと考えられる。
示す特性図を示している。図中、縦軸は炉温（℃）を示
し、横軸は経過時間（分）を示している。さらに、設定
炉温ｘ（ｔ）は実線で示し、実炉温ｙ（ｔ）は点線で示
している。ここで、設定炉温特性と実炉温特性との間の
横軸方向の偏差が無駄時間（ここでは前半の３分と後半
の５分）になる。図３より明らかなように、加熱炉１内
は、炉温設定後の無駄時間が大きく、これがスラブの焼
き遅れや焼き過ぎを招く要因の１つと考えられる。
【００１１】そこで、本発明では、２つの手法によりス
ラブの焼き遅れや焼き過ぎを無くすことを図っている。
すなわち、１つは実炉温とのずれに起因して生じるスラ
ブの焼き遅れや焼き過ぎを無くすために設定炉温と実炉
温とのずれを最小にする設定炉温履歴特性を求めるもの
であり、もう１つは設定履歴特性に無駄時間を反映させ
るもので、これにより無駄時間の影響を完全に排除でき
るようにしている。以下、各々の処理について説明する
が、まず、本発明の前提となる設定炉温履歴特性の求め
方について、図４を参照して説明する。
ラブの焼き遅れや焼き過ぎを無くすことを図っている。
すなわち、１つは実炉温とのずれに起因して生じるスラ
ブの焼き遅れや焼き過ぎを無くすために設定炉温と実炉
温とのずれを最小にする設定炉温履歴特性を求めるもの
であり、もう１つは設定履歴特性に無駄時間を反映させ
るもので、これにより無駄時間の影響を完全に排除でき
るようにしている。以下、各々の処理について説明する
が、まず、本発明の前提となる設定炉温履歴特性の求め
方について、図４を参照して説明する。
【００１２】図４は燃焼制御方法を示すフローチャート
である。なお、図中、“Ｓ”はステップを意味してい
る。
である。なお、図中、“Ｓ”はステップを意味してい
る。
【００１３】 まず、各熱電対５および装入温度計８の
測定結果に基づいて、演算装置９により鋼片温度の演算
が行われる。この結果に基づいて〔ｎ−１〕帯（＝前段
の帯、たとえば、加熱帯３をｎ帯（＝制御対象の帯）と
すれば、予熱帯２が〔ｎ−１〕帯になる）の炉温履歴曲
線を予測計算する（Ｓ４０１）。この予測計算は、〔ｎ
−１〕帯が非制御帯すなわち予熱帯２のときには予熱帯
炉温履歴曲線を求め、〔ｎ−１〕帯が制御帯（加熱帯３
または均熱帯４）のときには既に求めてあった炉温履歴
曲線を予測計算に用いる。
測定結果に基づいて、演算装置９により鋼片温度の演算
が行われる。この結果に基づいて〔ｎ−１〕帯（＝前段
の帯、たとえば、加熱帯３をｎ帯（＝制御対象の帯）と
すれば、予熱帯２が〔ｎ−１〕帯になる）の炉温履歴曲
線を予測計算する（Ｓ４０１）。この予測計算は、〔ｎ
−１〕帯が非制御帯すなわち予熱帯２のときには予熱帯
炉温履歴曲線を求め、〔ｎ−１〕帯が制御帯（加熱帯３
または均熱帯４）のときには既に求めてあった炉温履歴
曲線を予測計算に用いる。
【００１４】ついで、ステップ４０１で求めた〔ｎ−
１〕帯炉温履歴曲線に基づいて、〔ｎ−１〕帯に存在す
る全スラブの〔ｎ−１〕帯の出側温度を予測計算する
（Ｓ４０２）。この後、ｎ帯に存在する全スラブの各々
のｎ帯の出側の目標温度を満足する必要最低炉温を演算
装置９によって算出する（Ｓ４０３）。さらに、〔ｎ−
１〕帯に存在する全スラブの各々のｎ帯の出側の目標温
度を満足する必要最低炉温を演算装置９によって算出す
る（Ｓ４０４）。ついで、〔ｎ−１〕帯およびｎ帯に存
在する全スラブの必要最低炉温を下回らないように、炉
の時定数を考慮して滑らかなｎ帯炉温履歴曲線を作成す
る（Ｓ４０５）。
１〕帯炉温履歴曲線に基づいて、〔ｎ−１〕帯に存在す
る全スラブの〔ｎ−１〕帯の出側温度を予測計算する
（Ｓ４０２）。この後、ｎ帯に存在する全スラブの各々
のｎ帯の出側の目標温度を満足する必要最低炉温を演算
装置９によって算出する（Ｓ４０３）。さらに、〔ｎ−
１〕帯に存在する全スラブの各々のｎ帯の出側の目標温
度を満足する必要最低炉温を演算装置９によって算出す
る（Ｓ４０４）。ついで、〔ｎ−１〕帯およびｎ帯に存
在する全スラブの必要最低炉温を下回らないように、炉
の時定数を考慮して滑らかなｎ帯炉温履歴曲線を作成す
る（Ｓ４０５）。
【００１５】このようにして得られたｎ帯炉温履歴曲線
が図５であり、緩やかなカーブを描くようになる。図よ
り明かなように、変更幅を小さくできることから、熱慣
性の大きい加熱炉内でも実炉温が追従し、最適な制御が
可能になる結果、焼き遅れを低減することができる。し
かし、このようにして求めた理想的な炉温履歴曲線を用
いて炉温制御を行っても、図３で説明した無駄時間が存
在するために、スラブの焼き遅れ及び焼き過ぎを無くす
ことはできない。
が図５であり、緩やかなカーブを描くようになる。図よ
り明かなように、変更幅を小さくできることから、熱慣
性の大きい加熱炉内でも実炉温が追従し、最適な制御が
可能になる結果、焼き遅れを低減することができる。し
かし、このようにして求めた理想的な炉温履歴曲線を用
いて炉温制御を行っても、図３で説明した無駄時間が存
在するために、スラブの焼き遅れ及び焼き過ぎを無くす
ことはできない。
【００１６】そこで、本発明では図１に示すように実温
度の時系列データを取り込み、（Ｓ１０１）、このデー
タを微分し（Ｓ１０２）、さらにフーリエ変換を行って
時間軸から周波数軸に変換する（Ｓ１０３）。同様に、
設定温度の時系列データを取り込み（Ｓ１０４）、この
データを微分し（Ｓ１０５）、さらにフーリエ変換を行
う（Ｓ１０６）。各々のフーリエ変換の結果は掛算さ
れ、周波数領域での相関を意味する相互スペクトラムが
求められる（Ｓ１０７）。得られた相互スペクトラムに
対し、高周波成分を除去する処理を実施する（Ｓ１０
８）。これは、スラブや帯の温度の影響で混入するノイ
ズを除去するためである。ついで、逆フーリエ変換を行
って再び時間軸に戻す処理を行う（Ｓ１０９）。この
後、図５に示すように相互共分散Ｒｘｙ（ｕ）を求め
（Ｓ１１０）、Ｒｘｙ（ｕ）の６分以内で最大値をとる
ときのｕを無駄時間とする（Ｓ１１１，Ｓ１１２）。な
お、相互共分散を定義通りに解かず、相互スペクトラム
から求めることで計算時間を短縮することができる。
度の時系列データを取り込み、（Ｓ１０１）、このデー
タを微分し（Ｓ１０２）、さらにフーリエ変換を行って
時間軸から周波数軸に変換する（Ｓ１０３）。同様に、
設定温度の時系列データを取り込み（Ｓ１０４）、この
データを微分し（Ｓ１０５）、さらにフーリエ変換を行
う（Ｓ１０６）。各々のフーリエ変換の結果は掛算さ
れ、周波数領域での相関を意味する相互スペクトラムが
求められる（Ｓ１０７）。得られた相互スペクトラムに
対し、高周波成分を除去する処理を実施する（Ｓ１０
８）。これは、スラブや帯の温度の影響で混入するノイ
ズを除去するためである。ついで、逆フーリエ変換を行
って再び時間軸に戻す処理を行う（Ｓ１０９）。この
後、図５に示すように相互共分散Ｒｘｙ（ｕ）を求め
（Ｓ１１０）、Ｒｘｙ（ｕ）の６分以内で最大値をとる
ときのｕを無駄時間とする（Ｓ１１１，Ｓ１１２）。な
お、相互共分散を定義通りに解かず、相互スペクトラム
から求めることで計算時間を短縮することができる。
【００１７】次に、上記した炉温履歴曲線から無駄時間
後の炉温を求め、実際の炉温が炉温履歴曲線に一致する
ようにし、この無駄時間後の炉温を設定炉温にする。設
定炉温は各炉、各帯１分毎の設定炉温履歴曲線を用い、
線間補間により各帯の設定炉温を求める。たとえば、２
分後の設定炉温が１２２５℃、３分後の設定炉温が１２
５０℃、無駄時間が２分１８秒であるとすると、設定炉
温は次式のようになり、図で示せば図６のようになる。
後の炉温を求め、実際の炉温が炉温履歴曲線に一致する
ようにし、この無駄時間後の炉温を設定炉温にする。設
定炉温は各炉、各帯１分毎の設定炉温履歴曲線を用い、
線間補間により各帯の設定炉温を求める。たとえば、２
分後の設定炉温が１２２５℃、３分後の設定炉温が１２
５０℃、無駄時間が２分１８秒であるとすると、設定炉
温は次式のようになり、図で示せば図６のようになる。
【００１８】設定炉温＝１２２５＋｛（１２５０−１２
２５）÷６０｝×１８＝１２３２．５（℃） これにより、無駄時間の影響が排除され、設定炉温と実
炉温とを合致させることができ、スラブの焼き遅れ及び
焼く過ぎを無くすことが可能になる。
２５）÷６０｝×１８＝１２３２．５（℃） これにより、無駄時間の影響が排除され、設定炉温と実
炉温とを合致させることができ、スラブの焼き遅れ及び
焼く過ぎを無くすことが可能になる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、実
炉温と設定炉温の時系列データから相関関係を表す相互
共分散を求め、これに基づいて最大値をとるときの時間
を無駄時間と推定し、この無駄時間に基づいて加熱炉の
制御を行うようにしたので、得られた無駄時間から設定
炉温履歴曲線を修正できる結果、設定炉温と実炉温の一
致度を高め、スラブの焼き遅れや焼き過ぎなどの発生を
低減することができるようになる。
炉温と設定炉温の時系列データから相関関係を表す相互
共分散を求め、これに基づいて最大値をとるときの時間
を無駄時間と推定し、この無駄時間に基づいて加熱炉の
制御を行うようにしたので、得られた無駄時間から設定
炉温履歴曲線を修正できる結果、設定炉温と実炉温の一
致度を高め、スラブの焼き遅れや焼き過ぎなどの発生を
低減することができるようになる。
【図１】本発明の燃焼制御方法を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図２】本発明を達成する制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】設定炉温と実炉温の関係及び無駄時間を示す特
性図である。
性図である。
【図４】燃焼制御方法を示すフローチャートである。
【図５】図４の処理によって得られたｎ帯の炉温履歴曲
線を示す特性図である。
線を示す特性図である。
【図６】無駄時間を考慮した炉温履歴曲線を示す特性図
である。
である。
１ 加熱炉 ２ 予熱帯 ３ 加熱帯 ４ 均熱帯 ５ 熱電対 ６ 計装コントローラ ７ 加熱用バーナー ８ 装入温度計 ９ 演算装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C21D 1/52 C21D 9/00 101 C21D 11/00 101
Claims (1)
- 【請求項１】 実炉温と設定炉温の時系列データから相
関関係を表す相互共分散を求め、これに基づいて最大値
をとるときの時間を無駄時間と推定し、この無駄時間に
基づいて加熱炉を制御することを特徴とする加熱炉にお
ける燃焼制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5054608A JP2980786B2 (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 加熱炉における燃焼制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5054608A JP2980786B2 (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 加熱炉における燃焼制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06248331A JPH06248331A (ja) | 1994-09-06 |
| JP2980786B2 true JP2980786B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=12975458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5054608A Expired - Fee Related JP2980786B2 (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 加熱炉における燃焼制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2980786B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002362909A (ja) * | 2001-06-05 | 2002-12-18 | Nippon Shokubai Co Ltd | 低原子価金属酸化物系粒子の製法 |
-
1993
- 1993-02-22 JP JP5054608A patent/JP2980786B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06248331A (ja) | 1994-09-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990907 |
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