JP2007100163A - 連続焼鈍炉における板温制御方法及び装置 - Google Patents
連続焼鈍炉における板温制御方法及び装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】過時効帯における将来の板厚及び板幅情報を用いて、板接触部及び板非接触部のロール温度、ストリップ温度、炉内雰囲気温度を予測して計算する予測計算手段と、前記予測計算手段の計算結果に基づいて前記ロールの板接触部及び板非接触部、ストリップ及び炉内雰囲気を加熱装置により加熱する加熱制御手段とを設け、過時効帯における将来の温度推移を予測して、ロール幅方向温度差について評価し、定常・非定常に関係なくロール幅方向温度差が生じないようにする。
【選択図】図1
Description
また、鋼種、サイズ、目標温度等の通板条件変更に迅速に対応できるようにすることを第2の目的とする。
また、本発明の他の特徴によれば、鋼種、サイズ、目標温度等の通板条件変更に対して迅速に対応させることができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本実施の形態の連続焼鈍炉における板温制御装置の構成例を説明するブロック図である。
最初に、ステップS21においてシミュレータ初期値を設定する。これは、構築したモデルを用いて前回の制御タイミングで最適と選択されたデータ(板温、ロール温度(板接触部、板非接触部))及び連続焼鈍炉16内の雰囲気実績値を初期値としている
次に、ステップS23に進み、変数「i」が「N」以上(Nを含む)であるか否かを判定する。この判定の結果、変数「i」が「N」以下である場合にはステップS24に進み、ガス温度を生成する。本実施の形態は、加熱する例であり、ガス温度はTg(i)=板温目標値+ΔT*iの計算より求められる。板温目標値は380℃、変数「ΔT」は10℃、変数「N」は29と設定しているので、ガス温度390℃〜670℃の範囲でシミュレーション及び設定を行う。
Ts(k+1) = Ts(k) + f(Hf,Tf,Ts,WD,dx,ρ,Cp,TH,Vc)・・・・・・(1)式
とする。
また、ロール部では、ストリップ/炉内雰囲気間の熱収支は対流伝熱、ストリップ/ロール間は伝導伝熱を考慮して、
Ts(k+1) = Ts(k) + f(Hf,Tf,Ts,WD,dx,ρ,Cp,TH,Vc,Th1)・・・・・・(2)式
とする。
また、前記(1)式、(2)式において、Ts:ストリップ温度[℃]、TH:板厚[m]、Hf:炉内雰囲気/ストリップ間熱伝達係数[kcal/m2*hr*℃]、Tf:炉内雰囲気温度[℃]、WD:板幅[m]、Hh:ストリップ/ロール間熱伝達係数[kcal/m2*hr*℃]、Th1:ロール板接触部温度[℃]、ρ:密度[kg/m3]、Vc:ライン速度[mpm]、Cp:比熱[kcal/kg*℃]、dx:刻み幅[m]、k:炉内位置である。
(b)に示すように、板が触れている部分と板が触れていない部分に分けて考える。
Th1(i+1) = Th(i) + f(dt,Hg,Tg,A,Ts,Th1,dx,WD,ρ,Cp,V,Hh)・・・・・(3)式
とする。
前記(3)式において、Th1:ロール板接触部温度[℃]、V:ロール体積[m3]、Hg:ロール/吹付けガス間熱伝達係数[kcal/m2*hr*℃]、A:吹付けガス/ロール間受熱面積[m2]、Tg:ガス温度[℃]、dt:刻み時間[hr]である。
Th2(i+1) = Th2(i) + f(dt,Tg,Th2,S,ρ,Cp,V)・・・・(4)式
とする。
前記(4)式において、Th2:ロール板非接触部温度[℃]、S:ロール/炉内雰囲気間受熱面積[m2]、である。
Tw1(i+1) = Tw1(i) + f(dt,Qw,Qw1,Sw1) ・・・・(6)式
Tw2(i+1) = Tw2(i) + f(dt,Qw1,Qw2,Sw2)・・・・(7)式
Tw3(i+1) = Tw3(i) + f(dt,Qw2,Qa,Sw3) ・・・・(8)式
とする。
なお、前記(6)式〜(8)式において、Awn:炉壁表面積[m2]、Qa:炉壁(外側)/大気熱流量[kcal/hr]、Twn:炉壁温度[℃]、Swn:炉壁熱容量[kcal/℃]、Qw:炉内雰囲気/炉壁(内側)熱流量[kcal/hr]、Qw1:炉壁(中間)/炉壁(内側)熱流量[kcal/hr]、Qw2:炉壁(外側)/炉壁(内側)熱流量[kcal/hr]である。
Tf(i+1) = Tf(i) + f(dt,Qg,Qhg,Qs,Qw,Qout,Sf)・・・・(5)式
なお、前記(5)式において、Tf:炉内雰囲気温度[℃]、Sf:炉内雰囲気熱容量[kcal/℃]、Qout:循環ガスが奪っていく熱量[kcal/hr]、Qg:吹付けガス→炉内雰囲気熱流量[kcal/hr]、Qs:炉内雰囲気⇔ストリップ熱流量[kcal/hr]、Qhg:吹付けガス⇔ロール熱流量[kcal/hr]、Qh:ロール⇔ストリップ熱流量[kcal/hr]である。
図4は、出側板温41、1番ロール42、14番ロール43、炉温44、ガス温度45及び目標値46についての温度の推移を示している。670℃程度のガス温度45を焼鈍炉16内に吹き込むことにより、炉温44は500℃程度に上昇し、これに伴って出側板温41、1番ロール42及び14番ロール43は約25分から30分で目標値36に到達する。
前述した本発明の実施の形態における連続焼鈍炉における板温制御装置を構成する各手段、並びに連続焼鈍炉における板温制御方法の各ステップは、コンピュータのRAMやROMなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。
12 信号加算器
13 ガス温度制御器
14 ガス温度制御装置
15 ガス配管
15a 吹付けるガス
16 連続焼鈍炉
17 ハースロール
17a ハースロール
17k ハースロール
18 ストリップ
20 板温制御装置
21 板温制御装置
22 冷却帯板温制御器
23 冷却帯
24 板温設定装置
31 第1のセンサ
32 第2のセンサ
Claims (12)
- 連続焼鈍炉の過時効帯における板温制御装置であって、
前記過時効帯における将来の板厚及び板幅情報を用いてロールの板接触部及び板非接触部のロール温度、ストリップ温度、並びに炉内雰囲気温度を予測して計算する予測計算手段と、
前記予測計算手段の計算結果に基づいて前記ロールの板接触部及び板非接触部、ストリップ及び炉内雰囲気を加熱装置により加熱する加熱制御手段とを有することを特徴とする連続焼鈍炉における板温制御装置。 - 前記加熱装置は、連続焼鈍炉内に配設されている各ロールに加熱/冷却ガスを直接吹付けることを特徴とする請求項1に記載の連続焼鈍炉における板温制御装置。
- 前記予測計算手段は、構築したモデルを用いて前回の制御タイミングで最適と選択された板接触部及び板非接触部のロール温度、ストリップ温度及び炉内雰囲気温度を初期値として、前記各ロールに直接吹付ける加熱/冷却ガスの各ガス温度パターンに対して、数式モデルを用いて前記将来の板接触部及び板非接触部のロール温度、ストリップ温度、炉内雰囲気温度を予測計算することを特徴とする請求項2に記載の連続焼鈍炉における板温制御装置。
- 前記各ガス温度パターンに対して得られた予測値からロール幅方向温度差、出側板温偏差を考慮した評価関数を用いて最適なガス温度パターンを選択する選択手段を有することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の連続焼鈍炉における板温制御装置。
- 前記ストリップの炉内入側温度を前記連続焼鈍炉の先頭ロールと同じ温度に制御することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の連続焼鈍炉における板温制御装置。
- 連続焼鈍炉の過時効帯における板温制御方法であって、
前記過時効帯における将来の板厚及び板幅情報を用いてロールの板接触部及び板非接触部のロール温度、ストリップ温度、並びに炉内雰囲気温度を予測して計算する予測計算工程と、
前記予測計算工程の計算結果に基づいて前記ロールの板接触部及び板非接触部、ストリップ及び炉内雰囲気を加熱装置により加熱する加熱制御工程とを有することを特徴とする連続焼鈍炉における板温制御方法。 - 前記加熱制御工程は、連続焼鈍炉内に配設されている各ロールに加熱/冷却ガスを直接吹付けることを特徴とする請求項6に記載の連続焼鈍炉における板温制御方法。
- 前記予測計算工程は、構築したモデルを用いて前回の制御タイミングで最適と選択された板接触部及び板非接触部のロール温度、ストリップ温度及び炉内雰囲気温度を初期値として、前記各ロールに直接吹付ける加熱/冷却ガスの各ガス温度パターンに対して、数式モデルを用いて前記将来の板接触部及び板非接触部のロール温度、ストリップ温度、炉内雰囲気温度を予測計算することを特徴とする請求項7に記載の連続焼鈍炉における板温制御方法。
- 前記各ガス温度パターンに対して得られた予測値からロール幅方向温度差、出側板温偏差を考慮した評価関数を用いて最適なガス温度パターンを選択する選択手段を有することを特徴とする請求項6〜8の何れか1項に記載の連続焼鈍炉における板温制御方法。
- 前記ストリップの炉内入側温度を前記連続焼鈍炉の先頭ロールと同じ温度に制御することを特徴とする請求項6〜9の何れか1項に記載の連続焼鈍炉における板温制御方法。
- 連続焼鈍炉の過時効帯における板温制御方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記過時効帯における将来の板厚及び板幅を予測する板状態予測工程と、
前記板状態予測工程によって予測した将来の板厚及び板幅情報を用いて、板接触部及び板非接触部のロール温度、ストリップ温度、炉内雰囲気温度を予測して計算する予測計算工程と、
前記予測計算工程の計算結果に基づいて前記ロールの板接触部及び板非接触部、ストリップ及び炉内雰囲気を加熱装置により加熱する加熱制御工程とをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 前記請求項11に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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