JP2947678B2 - バーナ燃焼制御方式 - Google Patents
バーナ燃焼制御方式Info
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- steel
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＧＬ（Continuous G
alvanizing Line ）、ＣＡＬ（Continuous Annealing L
ine ）等の鉄鋼連続ラインにおける鋼材温度の制御に利
用されるバーナ燃焼制御方式に係り、特に鋼材のサイズ
変更等による燃焼負荷変動に迅速に応答する技術を設け
たバーナ燃焼制御方式に関する。
alvanizing Line ）、ＣＡＬ（Continuous Annealing L
ine ）等の鉄鋼連続ラインにおける鋼材温度の制御に利
用されるバーナ燃焼制御方式に係り、特に鋼材のサイズ
変更等による燃焼負荷変動に迅速に応答する技術を設け
たバーナ燃焼制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋼材を連続的に加熱する鉄鋼連続
ラインでは、温度の安定性や燃料の節約性に優れたバー
ナ燃焼制御方式が広く用いられている。
ラインでは、温度の安定性や燃料の節約性に優れたバー
ナ燃焼制御方式が広く用いられている。
【０００３】このバーナ燃焼制御方式は、例えば鋼材の
進行方向に沿って複数のゾーンをもった炉で、これらゾ
ーンを構成する複数のブロックに個別に各バーナが配置
され、これら各バーナへ供給する燃料及び空気の流量を
それぞれ制御している。
進行方向に沿って複数のゾーンをもった炉で、これらゾ
ーンを構成する複数のブロックに個別に各バーナが配置
され、これら各バーナへ供給する燃料及び空気の流量を
それぞれ制御している。
【０００４】図４はこの種のバーナ燃焼制御方式のブロ
ックフローを示す図である。このバーナ燃焼制御系は、
鋼材の温度に基づいて燃焼要求量を求める鋼材温度設定
系、炉内温度に基づいて燃焼要求量を求める炉温設定系
及びこれら鋼材温度設定系と炉温設定系とのいずれか一
方からの燃焼要求量に基づいて、バーナへ供給する燃料
等の流量を制御する燃焼制御系を備えた構成となってい
る。
ックフローを示す図である。このバーナ燃焼制御系は、
鋼材の温度に基づいて燃焼要求量を求める鋼材温度設定
系、炉内温度に基づいて燃焼要求量を求める炉温設定系
及びこれら鋼材温度設定系と炉温設定系とのいずれか一
方からの燃焼要求量に基づいて、バーナへ供給する燃料
等の流量を制御する燃焼制御系を備えた構成となってい
る。
【０００５】ここで、鋼材温度設定系は、ＣＰＵ１から
与えられる鋼材設定温度と鋼材温度検出器２によって検
出される鋼材温度との制御偏差から燃焼要求量Ｍを求め
る鋼材温度調節計３と、この鋼材温度調節計３からの燃
焼要求量Ｍに各ゾーンに対応したゾーン分担比率を掛け
て燃料流量設定値ＳＶZOを求めるゾーン分担部４と、こ
のゾーン分担部４からの燃料流量設定値と１つのゾーン
全体の燃料流量ＰＶZOとの制御偏差から当該ゾーンの燃
焼要求量ＭZOを求めるゾーン燃料流量調節計５とを備え
ている。
与えられる鋼材設定温度と鋼材温度検出器２によって検
出される鋼材温度との制御偏差から燃焼要求量Ｍを求め
る鋼材温度調節計３と、この鋼材温度調節計３からの燃
焼要求量Ｍに各ゾーンに対応したゾーン分担比率を掛け
て燃料流量設定値ＳＶZOを求めるゾーン分担部４と、こ
のゾーン分担部４からの燃料流量設定値と１つのゾーン
全体の燃料流量ＰＶZOとの制御偏差から当該ゾーンの燃
焼要求量ＭZOを求めるゾーン燃料流量調節計５とを備え
ている。
【０００６】一方、炉温設定系は、ＣＰＵ１から与えら
れる炉内温度設定値ＳＶR と炉内温度検出器６によって
検出される炉内温度ＰＶR との制御偏差から燃焼要求量
ＭRを求める炉温調節計７とから構成されている。
れる炉内温度設定値ＳＶR と炉内温度検出器６によって
検出される炉内温度ＰＶR との制御偏差から燃焼要求量
ＭRを求める炉温調節計７とから構成されている。
【０００７】また、燃焼制御系は、ゾーン燃料流量調節
計５からの燃焼要求量ＭZOと炉温調節計７からの燃焼要
求量ＭR のうちの小さい値を選択して送出するローセレ
クト部８と、ローセレクト部８からの燃料要求量ＭLOW
にブロック分担比率を掛けて当該ブロックの燃料流量設
定値ＳＶBLを求めるブロック分担部９と、燃料流量制御
系及び空気燃料制御系とが設けられている。
計５からの燃焼要求量ＭZOと炉温調節計７からの燃焼要
求量ＭR のうちの小さい値を選択して送出するローセレ
クト部８と、ローセレクト部８からの燃料要求量ＭLOW
にブロック分担比率を掛けて当該ブロックの燃料流量設
定値ＳＶBLを求めるブロック分担部９と、燃料流量制御
系及び空気燃料制御系とが設けられている。
【０００８】ここで、燃料流量制御系は、ブロック分担
部９からの燃料流量設定値ＳＶBLと燃料流量検出器１０
によって検出された燃料流量ＰＶF との制御偏差から操
作量を求める燃料流量調節計１１と、燃料流量調節計１
１からの操作量を受けて燃料流量を調整する燃料流量調
整弁１２とを備えている。
部９からの燃料流量設定値ＳＶBLと燃料流量検出器１０
によって検出された燃料流量ＰＶF との制御偏差から操
作量を求める燃料流量調節計１１と、燃料流量調節計１
１からの操作量を受けて燃料流量を調整する燃料流量調
整弁１２とを備えている。
【０００９】一方、空気流量制御系は、ブロック分担比
率部９からの燃料流量設定値ＳＶBLに空燃比を掛けて空
気流量設定値を求める空燃比設定部１３と、空燃比設定
部１３からの空気流量設定値と空気流量検出器１４によ
って検出された空気流量ＰＶA との制御偏差から操作量
を求める空気流量調節計１５と、空気流量調節計１５か
らの操作量を受けて空気流量を調整する空気流量調整弁
１６とを備えている。
率部９からの燃料流量設定値ＳＶBLに空燃比を掛けて空
気流量設定値を求める空燃比設定部１３と、空燃比設定
部１３からの空気流量設定値と空気流量検出器１４によ
って検出された空気流量ＰＶA との制御偏差から操作量
を求める空気流量調節計１５と、空気流量調節計１５か
らの操作量を受けて空気流量を調整する空気流量調整弁
１６とを備えている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ようなバーナ燃焼制御方式では、空燃比制御による応答
の遅れと炉の時定数が大きいことにより、鋼材の種類や
サイズで決まる鋼材の熱容量や鋼材温度設定値を変更す
る場合に、温度変更の応答速度が遅いという問題があ
る。
ようなバーナ燃焼制御方式では、空燃比制御による応答
の遅れと炉の時定数が大きいことにより、鋼材の種類や
サイズで決まる鋼材の熱容量や鋼材温度設定値を変更す
る場合に、温度変更の応答速度が遅いという問題があ
る。
【００１１】ここで、特に炉の時定数が大きいことは、
応答速度を向上させる観点から、例えば空燃比制御方式
のような操作量等を求める方式を改良して迅速に操作量
を求めるといったアプローチでは解決が困難な問題であ
る。また、温度変更の応答速度が遅いことは、サイズ等
の変更点で品質の不良な鋼材を大量に発生させるという
問題がある。
応答速度を向上させる観点から、例えば空燃比制御方式
のような操作量等を求める方式を改良して迅速に操作量
を求めるといったアプローチでは解決が困難な問題であ
る。また、温度変更の応答速度が遅いことは、サイズ等
の変更点で品質の不良な鋼材を大量に発生させるという
問題がある。
【００１２】本発明は上記実情を考慮してなされたもの
で、鋼材の熱容量や鋼材温度設定値の変更に対する温度
変更の応答速度を向上しうるバーナ燃焼制御方式を提供
することを目的とする。
で、鋼材の熱容量や鋼材温度設定値の変更に対する温度
変更の応答速度を向上しうるバーナ燃焼制御方式を提供
することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は、鋼材を燃焼加熱するバーナを有し、前記鋼材の温度
と鋼材温度設定値との制御偏差を零とするように前記バ
ーナを制御するバーナ燃焼制御方式において、外部から
入力された前記鋼材の熱容量に属するデータ及び前記鋼
材温度設定値から前記鋼材の必要熱量を得ると共に、こ
の必要熱量と前記制御偏差とに基づいて前記鋼材を誘導
加熱する誘導加熱手段と、前記鋼材を異なる熱容量をも
つ他の鋼材に変更する場合及び前記鋼材温度設定値を変
更する場合のうち、少なくともいずれか一方の変更に対
し、前記バーナによる燃焼加熱の応答遅れを前記誘導加
熱手段による誘導加熱で補償する補償手段とを有するバ
ーナ燃焼制御方式である。
は、鋼材を燃焼加熱するバーナを有し、前記鋼材の温度
と鋼材温度設定値との制御偏差を零とするように前記バ
ーナを制御するバーナ燃焼制御方式において、外部から
入力された前記鋼材の熱容量に属するデータ及び前記鋼
材温度設定値から前記鋼材の必要熱量を得ると共に、こ
の必要熱量と前記制御偏差とに基づいて前記鋼材を誘導
加熱する誘導加熱手段と、前記鋼材を異なる熱容量をも
つ他の鋼材に変更する場合及び前記鋼材温度設定値を変
更する場合のうち、少なくともいずれか一方の変更に対
し、前記バーナによる燃焼加熱の応答遅れを前記誘導加
熱手段による誘導加熱で補償する補償手段とを有するバ
ーナ燃焼制御方式である。
【００１４】
【作用】従って、請求項１に対応する発明は以上のよう
な手段を講じたことにより、誘導加熱手段が、鋼材の変
更やそれに伴う鋼材温度設定値の変更の場合に、外部か
ら入力された鋼材の熱容量に属するデータと鋼材温度設
定値とから鋼材の必要熱量を得ると共に、この必要熱量
と制御偏差に基づいて鋼材を直接に誘導加熱してバーナ
による燃焼加熱の応答遅れを補償するようにしたので、
鋼材の熱容量や鋼材温度設定値の変更に対する温度変更
の応答速度を向上することができる。
な手段を講じたことにより、誘導加熱手段が、鋼材の変
更やそれに伴う鋼材温度設定値の変更の場合に、外部か
ら入力された鋼材の熱容量に属するデータと鋼材温度設
定値とから鋼材の必要熱量を得ると共に、この必要熱量
と制御偏差に基づいて鋼材を直接に誘導加熱してバーナ
による燃焼加熱の応答遅れを補償するようにしたので、
鋼材の熱容量や鋼材温度設定値の変更に対する温度変更
の応答速度を向上することができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１６】図１は本発明の一実施例に係るバーナ燃焼
制御方式のブロックフローを示す図であり、図４と同一
部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。
制御方式のブロックフローを示す図であり、図４と同一
部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。
【００１７】すなわち、このバーナ燃焼制御方式は、炉
のもつ時定数が大きいために応答の遅いバーナによる燃
焼加熱を、直接鋼材に働きかける応答の早い誘導加熱に
よって補償するものであって、具体的には、鋼材を誘導
加熱するための誘導加熱系及びこの誘導加熱系と従来の
バーナ燃焼制御系とを調和させるバーナ調整系を設け、
かつ従来の鋼材温度調節計３に代えて、ＣＰＵ１からの
鋼材設定温度ＳＶと鋼材温度検出器２からの鋼材温度Ｐ
Ｖとの制御偏差から燃焼要求量に対応した操作量の変化
分（以下、ΔＭＶという）を求める速度形鋼材温度調節
計２０を備えた構成となっている。
のもつ時定数が大きいために応答の遅いバーナによる燃
焼加熱を、直接鋼材に働きかける応答の早い誘導加熱に
よって補償するものであって、具体的には、鋼材を誘導
加熱するための誘導加熱系及びこの誘導加熱系と従来の
バーナ燃焼制御系とを調和させるバーナ調整系を設け、
かつ従来の鋼材温度調節計３に代えて、ＣＰＵ１からの
鋼材設定温度ＳＶと鋼材温度検出器２からの鋼材温度Ｐ
Ｖとの制御偏差から燃焼要求量に対応した操作量の変化
分（以下、ΔＭＶという）を求める速度形鋼材温度調節
計２０を備えた構成となっている。
【００１８】ここで、誘導加熱系は、ＣＰＵ１からの鋼
材設定温度ＳＶを受けると、予め設定入力する鋼材の熱
容量に属するデータを用いて鋼材の必要熱量を求めると
共に、この必要熱量から誘導加熱に必要な電力の変化分
（以下、ΔＰという）と燃焼制御に必要な燃料流量の変
化分（以下、ΔＦｃという）とを算出する配分演算ロジ
ック２１と、この配分演算ロジック２１で算出したΔＰ
と実際に必要な電力の変化分との誤差分を補正するよう
に鋼材温度調節計２０からのΔＭＶをΔＰの補正値（以
下、ΔＰ′という）に変換する電力補正部２２と、配分
演算ロジック２１からのΔＰと電力補正部２２からのΔ
Ｐ′とを受け取った後、電力設定値ＳＶn に変換する電
力設定部２３と、この電力設定部２３からの電力設定値
ＳＶn と電力計２４によって検出された電力値ＰＶn と
から出力電力値を送出する電力調節計２５と、この電力
調節計２５からの電力によって鋼材を誘導加熱するイン
ダクションヒータ２６とを備えた構成となっている。
材設定温度ＳＶを受けると、予め設定入力する鋼材の熱
容量に属するデータを用いて鋼材の必要熱量を求めると
共に、この必要熱量から誘導加熱に必要な電力の変化分
（以下、ΔＰという）と燃焼制御に必要な燃料流量の変
化分（以下、ΔＦｃという）とを算出する配分演算ロジ
ック２１と、この配分演算ロジック２１で算出したΔＰ
と実際に必要な電力の変化分との誤差分を補正するよう
に鋼材温度調節計２０からのΔＭＶをΔＰの補正値（以
下、ΔＰ′という）に変換する電力補正部２２と、配分
演算ロジック２１からのΔＰと電力補正部２２からのΔ
Ｐ′とを受け取った後、電力設定値ＳＶn に変換する電
力設定部２３と、この電力設定部２３からの電力設定値
ＳＶn と電力計２４によって検出された電力値ＰＶn と
から出力電力値を送出する電力調節計２５と、この電力
調節計２５からの電力によって鋼材を誘導加熱するイン
ダクションヒータ２６とを備えた構成となっている。
【００１９】なお、配分演算ロジック２１には、鋼材や
工程の変更に対し、熱容量に属するデータ及び鋼材温度
設定値を設定入力する補償手段としてのデータ入力部
（図示せず）が接続されている。
工程の変更に対し、熱容量に属するデータ及び鋼材温度
設定値を設定入力する補償手段としてのデータ入力部
（図示せず）が接続されている。
【００２０】また、バーナ調整系は、鋼材温度調節計２
０からのΔＭＶを燃料要求量の補正値（以下、Δｆｃ′
という）に変換する燃料要求補正部２７と、配分演算ロ
ジック２１からΔＦｃを目標に変化する燃料要求量Ｍ′
と燃料要求補正部２７からのΔｆｃ′とを受け取った
後、燃料要求量Ｍを求めてゾーン分担比率部４へ設定入
力する燃料要求設定部２８とを備えている。次に、この
バーナ燃焼制御系の動作について説明する。まず、鋼材
が炉内に連続的に供給され、バーナによって所定の鋼材
温度設定値ＳＶ１で燃焼加熱されている。
０からのΔＭＶを燃料要求量の補正値（以下、Δｆｃ′
という）に変換する燃料要求補正部２７と、配分演算ロ
ジック２１からΔＦｃを目標に変化する燃料要求量Ｍ′
と燃料要求補正部２７からのΔｆｃ′とを受け取った
後、燃料要求量Ｍを求めてゾーン分担比率部４へ設定入
力する燃料要求設定部２８とを備えている。次に、この
バーナ燃焼制御系の動作について説明する。まず、鋼材
が炉内に連続的に供給され、バーナによって所定の鋼材
温度設定値ＳＶ１で燃焼加熱されている。
【００２１】この状態で、現在の鋼材（以下、現鋼材と
いう）が他の次の鋼材（以下、次鋼材という）へ変更さ
れる場合、ＣＰＵ１は、次鋼材がインダクションヒータ
２６の手前Ｘｍに送られてきた時点で、次鋼材の鋼材設
定温度ＳＶ２を配分演算ロジック２１へ送信する。
いう）が他の次の鋼材（以下、次鋼材という）へ変更さ
れる場合、ＣＰＵ１は、次鋼材がインダクションヒータ
２６の手前Ｘｍに送られてきた時点で、次鋼材の鋼材設
定温度ＳＶ２を配分演算ロジック２１へ送信する。
【００２２】この配分演算ロジック２１は、ＣＰＵ１か
らの鋼材設定温度ＳＶ２を受けると、次の（１）式に基
づいて現鋼材の必要熱量に対する次鋼材の熱量差分を求
める。 ΔＣＡＬ＝ Ｗ２・Ｄ２・Ｖ２・Ｇ２・Ｈ２・Ｔ２ −Ｗ１・Ｄ１・Ｖ１・Ｇ１・Ｈ１・Ｔ１ …（１） ここで、ｉ＝現，次鋼材（１；現鋼材，２；次鋼材）と
すると、 ΔＣＡＬ；次鋼材が炉から持ち出す熱量の増分（ｋｃａ
ｌ／Ｈ） Ｗｉ；鋼材幅×１０-3（ｍ） ，例…鋼材サ
イズ変更で変化 Ｄｉ；鋼材厚さ×１０-3（ｍ） ，例…鋼材サ
イズ変更で変化 Ｖｉ；鋼材実績送出速度×６０（ｍ／ｈ），例…ライン
速度変更で変化 Ｇｉ；鋼材の比重（ｋｇ／ｍ3 ） ，例…鋼材種
類の変更で変化 Ｈｉ；鋼材の比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ・℃），例…鋼材種
類の変更で変化 Ｔｉ；鋼材設定温度（℃） ，例…鋼材種類
の変更等で変化 と表せる。また、Ｗｉ・Ｄｉ・Ｖｉ・Ｇｉ・Ｈｉは、鋼
材の熱容量を表し、データ入力部を介して予め設定入力
されている。
らの鋼材設定温度ＳＶ２を受けると、次の（１）式に基
づいて現鋼材の必要熱量に対する次鋼材の熱量差分を求
める。 ΔＣＡＬ＝ Ｗ２・Ｄ２・Ｖ２・Ｇ２・Ｈ２・Ｔ２ −Ｗ１・Ｄ１・Ｖ１・Ｇ１・Ｈ１・Ｔ１ …（１） ここで、ｉ＝現，次鋼材（１；現鋼材，２；次鋼材）と
すると、 ΔＣＡＬ；次鋼材が炉から持ち出す熱量の増分（ｋｃａ
ｌ／Ｈ） Ｗｉ；鋼材幅×１０-3（ｍ） ，例…鋼材サ
イズ変更で変化 Ｄｉ；鋼材厚さ×１０-3（ｍ） ，例…鋼材サ
イズ変更で変化 Ｖｉ；鋼材実績送出速度×６０（ｍ／ｈ），例…ライン
速度変更で変化 Ｇｉ；鋼材の比重（ｋｇ／ｍ3 ） ，例…鋼材種
類の変更で変化 Ｈｉ；鋼材の比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ・℃），例…鋼材種
類の変更で変化 Ｔｉ；鋼材設定温度（℃） ，例…鋼材種類
の変更等で変化 と表せる。また、Ｗｉ・Ｄｉ・Ｖｉ・Ｇｉ・Ｈｉは、鋼
材の熱容量を表し、データ入力部を介して予め設定入力
されている。
【００２３】このようにして熱量差分ΔＣＡＬを求める
と、次に配分演算ロジック２１は、この熱量差分ΔＣＡ
Ｌを以下の（２）式によってインダクションヒータ２６
のΔＰに換算する。 ΔＰ＝ΔＣＡＬ・Ｋ／Ｎａ …（２） なお、Ｋ；熱量変換係数（ｋｗ・ｈ／ｋｃａｌ） Ｎａ；インダクションヒータ２６の効率 また、配分演算ロジック２１は、このΔＣＡＬから次の
（３）式によってΔＦｃを求める。 ΔＦｃ＝ΔＣＡＬ／｛Ｃａ・Ｎｂ｝ …（３） ΔＦｃ；必要な燃料流量の変化分（Ｎｍ3 ） Ｃａ；単位体積当たりの燃料ガスの発熱量（ｋｃａｌ／
Ｎｍ3 ） Ｎａ；炉効率 これら２つの変化量ΔＰ，ΔＦｃを求めた後、このΔＰ
の供給をインダクションヒータ２６のみで賄えるか否か
を次の（４）式により判定する。 Ｐmin ≦Ｐ１＋ΔＰ≦Ｐmax …（４） Ｐmax ；次鋼材の最大有効電力（ｋｗ） Ｐmin ；最小有効電力（ｋｗ） Ｐ１；現鋼材の電力（ｋｗ） ΔＰ； 次鋼材への変更によるインダクションヒータ２
６の負荷変化量（ｋｗ）
と、次に配分演算ロジック２１は、この熱量差分ΔＣＡ
Ｌを以下の（２）式によってインダクションヒータ２６
のΔＰに換算する。 ΔＰ＝ΔＣＡＬ・Ｋ／Ｎａ …（２） なお、Ｋ；熱量変換係数（ｋｗ・ｈ／ｋｃａｌ） Ｎａ；インダクションヒータ２６の効率 また、配分演算ロジック２１は、このΔＣＡＬから次の
（３）式によってΔＦｃを求める。 ΔＦｃ＝ΔＣＡＬ／｛Ｃａ・Ｎｂ｝ …（３） ΔＦｃ；必要な燃料流量の変化分（Ｎｍ3 ） Ｃａ；単位体積当たりの燃料ガスの発熱量（ｋｃａｌ／
Ｎｍ3 ） Ｎａ；炉効率 これら２つの変化量ΔＰ，ΔＦｃを求めた後、このΔＰ
の供給をインダクションヒータ２６のみで賄えるか否か
を次の（４）式により判定する。 Ｐmin ≦Ｐ１＋ΔＰ≦Ｐmax …（４） Ｐmax ；次鋼材の最大有効電力（ｋｗ） Ｐmin ；最小有効電力（ｋｗ） Ｐ１；現鋼材の電力（ｋｗ） ΔＰ； 次鋼材への変更によるインダクションヒータ２
６の負荷変化量（ｋｗ）
【００２４】ここでは、（４）式の判定結果が、インダ
クションヒータ２６のみで賄える旨を示す場合を説明す
る。このとき、配分演算ロジック２１は、（２）式で求
めたΔＦｃと炉の燃料流量変化率制限から許される最短
時間で図２のタイムチャートに示すようにΔＦｃを目標
として燃焼要求量Ｍ′を出力すると共に、この燃焼要求
量Ｍ′の増加を補償するように応答の早い誘導加熱に用
いるΔＰを出力する。つまり、トータルでは、常時、現
在の熱量にΔＣＡＬを加えた必要熱量で次鋼材を加熱す
るようにしている。
クションヒータ２６のみで賄える旨を示す場合を説明す
る。このとき、配分演算ロジック２１は、（２）式で求
めたΔＦｃと炉の燃料流量変化率制限から許される最短
時間で図２のタイムチャートに示すようにΔＦｃを目標
として燃焼要求量Ｍ′を出力すると共に、この燃焼要求
量Ｍ′の増加を補償するように応答の早い誘導加熱に用
いるΔＰを出力する。つまり、トータルでは、常時、現
在の熱量にΔＣＡＬを加えた必要熱量で次鋼材を加熱す
るようにしている。
【００２５】なお、（４）式の判定結果がインダクショ
ンヒータ２６のみで賄えない旨を示す場合、同様に配分
演算ロジック２１は、図３のタイムチャートに示すよう
に予めバーナ燃焼量をランプ関数的に増減させるように
燃焼要求量Ｍ′を出力し、かつ、この燃焼要求量Ｍ′を
補償するように誘導加熱用のΔＰを出力する。
ンヒータ２６のみで賄えない旨を示す場合、同様に配分
演算ロジック２１は、図３のタイムチャートに示すよう
に予めバーナ燃焼量をランプ関数的に増減させるように
燃焼要求量Ｍ′を出力し、かつ、この燃焼要求量Ｍ′を
補償するように誘導加熱用のΔＰを出力する。
【００２６】一方、速度形鋼材温度調節計２０はＣＰＵ
１からの鋼材設定温度と鋼材温度検出器２からの鋼材温
度との偏差に基づく操作量ΔＭＶを出力し、この操作量
ΔＭＶは燃料要求補正部２７で燃料要求量の補正値ΔＦ
ｃ′に変換されて送出される。
１からの鋼材設定温度と鋼材温度検出器２からの鋼材温
度との偏差に基づく操作量ΔＭＶを出力し、この操作量
ΔＭＶは燃料要求補正部２７で燃料要求量の補正値ΔＦ
ｃ′に変換されて送出される。
【００２７】これら補正値ΔＦｃ′と燃料要求量Ｍ′と
を受け取ると、燃料要求設定部２８は前回設定した燃料
要求量Ｍn-1 にΔＦｃ′と燃料要求量Ｍ′とを加算して
今回の燃料要求量Ｍn を求めてゾーン分担比率部４に設
定入力する。
を受け取ると、燃料要求設定部２８は前回設定した燃料
要求量Ｍn-1 にΔＦｃ′と燃料要求量Ｍ′とを加算して
今回の燃料要求量Ｍn を求めてゾーン分担比率部４に設
定入力する。
【００２８】このゾーン分担比率部４では、燃料要求設
定部２８から受けた燃料要求量Ｍnを各ゾーンに分担さ
せるために、当該燃料要求量Ｍに各ゾーンに対応したゾ
ーン分担比率を掛けて１つのゾーン全体の燃料流量設定
値ＳＶZOを求め、この燃料流量設定値ＳＶZOをゾーン燃
料流量調節計５へ入力する。以下、この燃料流量設定値
ＳＶZOに基づき、燃焼制御系が空気流量制御系及び燃料
制御系を用いてバーナによる次鋼材の燃焼加熱を制御す
る。また、他方、このバーナによる燃焼加熱の応答遅れ
を補償するために、誘導加熱系が次鋼材の誘導加熱を行
う。
定部２８から受けた燃料要求量Ｍnを各ゾーンに分担さ
せるために、当該燃料要求量Ｍに各ゾーンに対応したゾ
ーン分担比率を掛けて１つのゾーン全体の燃料流量設定
値ＳＶZOを求め、この燃料流量設定値ＳＶZOをゾーン燃
料流量調節計５へ入力する。以下、この燃料流量設定値
ＳＶZOに基づき、燃焼制御系が空気流量制御系及び燃料
制御系を用いてバーナによる次鋼材の燃焼加熱を制御す
る。また、他方、このバーナによる燃焼加熱の応答遅れ
を補償するために、誘導加熱系が次鋼材の誘導加熱を行
う。
【００２９】すなわち、配分演算ロジック２１によるΔ
Ｐの出力と並行して、速度形鋼材温度調節計２０ではＣ
ＰＵ１からの鋼材設定温度と鋼材温度検出器２からの鋼
材温度との偏差に基づく操作量ΔＭＶを出力する。ま
た、この操作量ΔＭＶは電力補正部２２で電力補正値Δ
Ｐ′に変換されて送出される。
Ｐの出力と並行して、速度形鋼材温度調節計２０ではＣ
ＰＵ１からの鋼材設定温度と鋼材温度検出器２からの鋼
材温度との偏差に基づく操作量ΔＭＶを出力する。ま
た、この操作量ΔＭＶは電力補正部２２で電力補正値Δ
Ｐ′に変換されて送出される。
【００３０】これら電力補正値ΔＰ′と電力変化分ΔＰ
とを受け取った電力設定部２３は前回設定した電力設定
値ＳＶn-1 にΔＰ′及びΔＰを加算して今回の電力設定
値ＳＶn を求めて電力調節計２５に設定入力する。
とを受け取った電力設定部２３は前回設定した電力設定
値ＳＶn-1 にΔＰ′及びΔＰを加算して今回の電力設定
値ＳＶn を求めて電力調節計２５に設定入力する。
【００３１】この電力調節計２５は電力設定部２３から
の電力設定値ＳＶn と電力計２４からの電力値ＰＶn と
の偏差に基づく出力電力値を送出し、インダクションヒ
ータ２６はこの出力電力値に基づいて次鋼材を誘導加熱
する。
の電力設定値ＳＶn と電力計２４からの電力値ＰＶn と
の偏差に基づく出力電力値を送出し、インダクションヒ
ータ２６はこの出力電力値に基づいて次鋼材を誘導加熱
する。
【００３２】上述したように、本実施例のバーナ燃焼制
御方式は、鋼材の変更やそれに伴う鋼材温度設定値の変
更の場合に、配分演算ロジック２１が鋼材の熱容量に属
するデータ及び鋼材温度設定値に基づいて鋼材の必要熱
量を求め、この必要熱量からバーナの必要燃料流量ΔＦ
ｃとインダクションヒータ２６に与える電力の変化分Δ
Ｐとを求める。
御方式は、鋼材の変更やそれに伴う鋼材温度設定値の変
更の場合に、配分演算ロジック２１が鋼材の熱容量に属
するデータ及び鋼材温度設定値に基づいて鋼材の必要熱
量を求め、この必要熱量からバーナの必要燃料流量ΔＦ
ｃとインダクションヒータ２６に与える電力の変化分Δ
Ｐとを求める。
【００３３】一方、これらΔＦｃ及びΔＰは、算出され
たものなので実際の系に用いるときには、鋼材温度と鋼
材設定温度との制御偏差に対応したΔＭＶに基づいて、
それぞれ誤差が補正されて燃焼要求量Ｍや電力設定値へ
変換される。
たものなので実際の系に用いるときには、鋼材温度と鋼
材設定温度との制御偏差に対応したΔＭＶに基づいて、
それぞれ誤差が補正されて燃焼要求量Ｍや電力設定値へ
変換される。
【００３４】これにより、この燃焼要求量Ｍに基づいて
バーナによる燃焼加熱を行い、かつこの電力設定値に基
づいてインダクションヒータ２６が、鋼材を直接に誘導
加熱してバーナによる燃焼加熱の応答遅れを補償するの
で、鋼材の変更及び鋼材温度設定値の変更に対する温度
変更の応答速度を向上することができる。
バーナによる燃焼加熱を行い、かつこの電力設定値に基
づいてインダクションヒータ２６が、鋼材を直接に誘導
加熱してバーナによる燃焼加熱の応答遅れを補償するの
で、鋼材の変更及び鋼材温度設定値の変更に対する温度
変更の応答速度を向上することができる。
【００３５】また、鋼材種類の変更、鋼材サイズ変更及
び鋼材設定温度変更による熱量変動に対して早い応答速
度で対応できるので、バーナのみで熱量変動していたと
きに比べ、不良鋼材の長さを短くできる。
び鋼材設定温度変更による熱量変動に対して早い応答速
度で対応できるので、バーナのみで熱量変動していたと
きに比べ、不良鋼材の長さを短くできる。
【００３６】また、本実施例のバーナ燃焼制御方式は、
配分演算ロジック２１からの燃焼要求量Ｍ′を炉の燃料
流量変化率制限の範囲で増加させており、かつ誘導加熱
手段により、直接に鋼材を誘導加熱しているので、炉を
傷めることがない。
配分演算ロジック２１からの燃焼要求量Ｍ′を炉の燃料
流量変化率制限の範囲で増加させており、かつ誘導加熱
手段により、直接に鋼材を誘導加熱しているので、炉を
傷めることがない。
【００３７】さらに、バーナ燃焼を主とし、インダクシ
ョンヒータ２６を補助とすると共に、出力電力の上下限
値を設定して可能な限り電力を使用しないようにしてい
るため、省エネルギー的にも優れている。
ョンヒータ２６を補助とすると共に、出力電力の上下限
値を設定して可能な限り電力を使用しないようにしてい
るため、省エネルギー的にも優れている。
【００３８】なお、本実施例では、配分演算ロジック２
１により燃焼要求量Ｍ′及びΔＰを出力する場合につい
て説明したが、これに限らず、配分演算ロジック２１か
らΔＰのみを出力すると共に、このΔＰをバーナの燃料
制御が追従できる程度の早さで変化させるようにして
も、本発明を同様に実施できる。その他、本発明はその
要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
１により燃焼要求量Ｍ′及びΔＰを出力する場合につい
て説明したが、これに限らず、配分演算ロジック２１か
らΔＰのみを出力すると共に、このΔＰをバーナの燃料
制御が追従できる程度の早さで変化させるようにして
も、本発明を同様に実施できる。その他、本発明はその
要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、誘導加熱
手段を設け、バーナにより鋼材を燃焼加熱しているとき
に、例えば鋼材種類の変更等，鋼材に与える熱量を変更
する場合、前記誘導加熱手段が鋼材を直接に誘導加熱し
てバーナによる燃焼加熱の応答遅れを補償するようにし
たので、鋼材の熱容量や鋼材温度設定値の変更に対する
温度変更の応答速度を向上できるバーナ燃焼制御方式を
提供できる。
手段を設け、バーナにより鋼材を燃焼加熱しているとき
に、例えば鋼材種類の変更等，鋼材に与える熱量を変更
する場合、前記誘導加熱手段が鋼材を直接に誘導加熱し
てバーナによる燃焼加熱の応答遅れを補償するようにし
たので、鋼材の熱容量や鋼材温度設定値の変更に対する
温度変更の応答速度を向上できるバーナ燃焼制御方式を
提供できる。
【図１】本発明の一実施例に係るバーナ燃焼制御方式の
ブロックフローを示す図。
ブロックフローを示す図。
【図２】同実施例におけるタイムチャート。
【図３】同実施例におけるタイムチャート。
【図４】従来のバーナ燃焼制御方式のブロックフローを
示す図。
示す図。
１…ＣＰＵ、２…鋼材温度検出器、４…ゾーン分担部、
５…ゾーン燃料流量調節計、６…炉内温度検出器、７…
炉温調節計、８…ローセレクト部、９…ブロック分担比
率部、１０…燃料流量検出器、１１…燃料流量調節計、
１２…燃料流量調整弁、１３…空燃比設定部、１４…空
気流量検出器、１５…空気流量調節計、１６…空気流量
調整弁、２０…速度形鋼材温度調節計、２１…配分演算
ロジック、２２…電力補正部、２３…電力設定部、２４
…電力計、２５…電力調節計、２６…インダクションヒ
ータ、２７…燃料要求補正部、２８…燃料要求設定部。
５…ゾーン燃料流量調節計、６…炉内温度検出器、７…
炉温調節計、８…ローセレクト部、９…ブロック分担比
率部、１０…燃料流量検出器、１１…燃料流量調節計、
１２…燃料流量調整弁、１３…空燃比設定部、１４…空
気流量検出器、１５…空気流量調節計、１６…空気流量
調整弁、２０…速度形鋼材温度調節計、２１…配分演算
ロジック、２２…電力補正部、２３…電力設定部、２４
…電力計、２５…電力調節計、２６…インダクションヒ
ータ、２７…燃料要求補正部、２８…燃料要求設定部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｂ 11/32 Ｇ０５Ｂ 11/32 Ｚ 11/36 11/36 Ｋ Ｇ０５Ｄ 23/00 Ｇ０５Ｄ 23/00 Ｆ Ｈ０５Ｂ 6/06 Ｈ０５Ｂ 6/06 (56)参考文献 特開 平１−266935（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−212439（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−24456（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05D 23/00 - 23/32
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼材を燃焼加熱するバーナを有し、前記
鋼材の温度と鋼材温度設定値との制御偏差を零とするよ
うに前記バーナを制御するバーナ燃焼制御方式におい
て、 外部から入力された前記鋼材の熱容量に属するデータ及
び前記鋼材温度設定値から前記鋼材の必要熱量を得ると
共に、この必要熱量と前記制御偏差とに基づいて前記鋼
材を誘導加熱する誘導加熱手段と、 前記鋼材を異なる熱容量をもつ他の鋼材に変更する場合
及び前記鋼材温度設定値を変更する場合のうち、少なく
ともいずれか一方の変更に対し、前記バーナによる燃焼
加熱の応答遅れを前記誘導加熱手段による誘導加熱で補
償する補償手段とを有することを特徴とするバーナ燃焼
制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4274221A JP2947678B2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | バーナ燃焼制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4274221A JP2947678B2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | バーナ燃焼制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124128A JPH06124128A (ja) | 1994-05-06 |
| JP2947678B2 true JP2947678B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=17538716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4274221A Expired - Lifetime JP2947678B2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | バーナ燃焼制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2947678B2 (ja) |
-
1992
- 1992-10-13 JP JP4274221A patent/JP2947678B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06124128A (ja) | 1994-05-06 |
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| JPH0227325Y2 (ja) |
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