(57)【要約】【課題】サイズや鋼種等の状態が異なる複数個の鋼材を連続加熱炉で加熱するに際し、操業効率の低下することなく円滑且つ適切に炉内雰囲気温度を制御でき、鋼材を目標抽出温度に高精度で加熱し得る、連続式加熱炉の自動燃焼制御方法を提供する。【解決手段】サイズや鋼種等の状態が異なる複数個の鋼材を、各帯がそれぞれ独立に炉温制御のできる連続式加熱炉で連続加熱するに際し、各鋼材の加熱炉装入温度、厚さ，炉内位置及び鋼種によって各鋼材毎の重み係数を求め、得られた重み係数を使用して加熱炉の炉内雰囲気温度を算出しこれを制御することにより、各鋼材を安定して目標抽出温度に加熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイズや鋼種等の状態の異なる複数個の鋼材を、各帯がそれぞれ独立に炉温制御のできる連続式加熱炉で連続加熱するに際し、各鋼材の加熱炉装入温度、厚さ、炉内位置及び鋼種によって各鋼材毎の重み係数を求め、得られた重み係数を使用して加熱炉の炉内雰囲気温度を算出しこれを制御することにより、各鋼材を安定して目標抽出温度に加熱することを特徴とする、連続式加熱炉の自動燃焼制御方法。
【請求項２】
加熱炉の最適炉内雰囲気温度を算出するに際し、鋼材の評価関数（Ｊ）をその重み係数に基づき下記（１）式によって算出することを特徴とする、請求項１記載の連続式加熱炉の自動燃焼制御方法。
【数１】
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【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続式加熱炉において、サイズや鋼種等のような状態の異なる複数個のスラブ等の鋼材を最適温度に効率よく加熱することができる、連続式加熱炉の自動燃焼制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連続式加熱炉において、炉内に装入された複数個のスラブ等の鋼材は、予熱帯、加熱帯及び均熱帯を順次通過し、その間に、加熱炉抽出口における目標抽出温度に達するように加熱される。このような連続式加熱炉において複数個の鋼材を連続加熱するに際し、複数個の鋼材のサイズや鋼種等の状態が異なる場合には、当該状態に適応した加熱条件によって各鋼材を加熱しなければならない。
【０００３】
上述した複数個の鋼材を効率よく目標抽出温度に加熱するための手段として、従来から多くの方法が提案されている。例えば特許文献１には、同一炉内で加熱条件の異なる複数個の鋼材を加熱する、各ゾーンが独立に炉温制御の可能な連続式加熱炉において、当該鋼材の炉内における均熱温度を、当該鋼材の前後における各鋼材の均熱温度平均値以上に設定し、且つ、当該鋼材の均熱時間を当該鋼材の前後における各鋼材の均熱時間平均値以上に設定する、連続式加熱炉の自動燃焼制御方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、現在から所定時間未来までの全ての制御時刻毎の各スラブに対して、スラブ未来温度とスラブ未来目標温度の偏差の自乗にかかる重み付き総和の評価項を含む評価関数を最小化するように炉温設定値を計算する、連続式加熱炉の加熱温度制御方法において、個々のスラブに与える重み配分を、同一加熱炉内で先行するスラブと後行するスラブに関する厚み、幅、鋼種、抽出目標温度、装入温度及び予測在炉時間に基づいて決定する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平７−１１３４７号公報
【特許文献２】特開平１１−３３５７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の方法においては、加熱炉における鋼材の加熱時間を確保するために、鋼材の加熱炉からの抽出ピッチが制限される結果、加熱炉がネック工程になって、操業効率が低下する問題が生ずる。
【０００６】
特許文献２に記載の方法においては、個々のスラブに与える重み配分を、同一加熱炉内での先行スラブと後行スラブに関するスラブの厚み、幅、鋼種、抽出目標温度、装入温度及び予測在炉時間に基づき決定しており、重み係数の種類が極めて多い。その結果、加熱温度の自動制御を円滑に行うことができず、トラブルの発生によってオペレータが介入し制御する回数が多くなり、意図する優先順が達成できない問題が生じていた。
【０００７】
従って、本発明の目的は、上述した問題を解決し、サイズや鋼種等の状態が異なる複数個の鋼材を連続式加熱炉において加熱するに際し、加熱炉からの鋼材抽出ピッチが制限され、加熱炉がネック工程になって操業効率が低下するような問題の生ずることがなく、且つ、スラブ毎の最適な雰囲気温度を設定するに際し、重み係数の種類が多いことによって、加熱温度の自動制御を円滑に行うことが困難になるような問題の生ずることもなく、円滑且つ適切に加熱炉内雰囲気温度を自動制御することができ、鋼材を加熱炉からの目標抽出温度に高精度で合致するように加熱することが可能な、連続式加熱炉の自動燃焼制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第一の発明の連続式加熱炉の自動燃焼制御方法は、サイズや鋼種等の状態の異なる複数個の鋼材を、各帯がそれぞれ独立に炉温制御のできる連続式加熱炉で連続加熱するに際し、各鋼材の加熱炉装入温度、厚さ、炉内位置及び鋼種によって各鋼材毎の重み係数を求め、得られた重み係数を使用して加熱炉の炉内雰囲気温度を算出しこれを制御することにより、各鋼材を安定して目標抽出温度に加熱することを特徴とするものである。
【０００９】
第二の発明の連続式加熱炉の自動燃焼制御方法は、第一の発明に記載の方法において、加熱炉の最適温度を算出するに際し、鋼材の評価関数（Ｊ）をその重み係数に基づき下記（１）式によって算出することを特徴とするものである。
【００１０】
【数１】
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【発明の効果】
【００１１】
本発明の方法によれば、加熱される複数個の鋼材のサイズや鋼種等の状態が異なる場合においても、加熱炉からの鋼材抽出ピッチが制限され、加熱炉がネック工程になって操業効率が低下するような問題が生ぜず、また、必要最低限の重み係数を使用し加熱温度を制御することによって、トラブルの生ずることなく円滑に加熱炉内の雰囲気温度を自動制御し、鋼材品質の均一化を図ることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に連続式加熱炉において、鋼材としてサイズや鋼種等の状態の異なる複数個のスラブを連続加熱する場合における本発明の制御方法について説明する。それぞれ独立して炉温制御のできる、予熱帯、加熱帯及び均熱帯からなる連続式加熱炉において、加熱炉からの目標抽出温度を満足させるようにスラブを加熱するためには、スラブの各帯における最適炉内雰囲気温度を算出しなけらばならない。
【００１３】
目標抽出温度を満足させるために、スラブ毎の最適な設定雰囲気温度を計算機によって算出することは容易であるが、サイズや鋼種等の状態が異なる複数個のスラブの場合には、スラブ毎に異なる最適設定雰囲気温度の設定が必要である。従って、各帯で一つの雰囲気温度しか設定できない連続式加熱炉内で、その帯に滞留している全スラブに最適な雰囲気温度を算出することは困難である。
【００１４】
そこで、本発明においては、独立に炉温制御ができる予熱帯、加熱帯及び均熱帯の各帯に位置するスラブ毎に、その目標抽出温度を満足させるために必要な現在炉内雰囲気温度を算出し、これに加熱されるスラブの状態によって定まるスラブ毎の重み係数を掛け合わせ平均化することによって、各帯の最適雰囲気温度を算出し設定する。
【００１５】
上記最適雰囲気温度の算出に際して、加熱炉内のスラブをS１、S２………SNとし、下記（１）式によってその評価関数Jを求める。得られた評価関数（Ｊ）が最少になるような炉温を算出することによって、その帯に滞留する全スラブが平均的に目標抽出温度に近くなるその帯の最適設定雰囲気温度を得ることができる。
【００１６】
【数１】
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【００１７】
この発明において、上式のスラブＳｉに対する重み係数Wｉは、スラブの加熱炉装入温度、スラブ厚、スラブ炉内位置及びスラブの鋼種の４因子によって算出する。以下に、この発明において、スラブに対する重み係数Wｉの算出を上記４因子に限定した理由について説明する。
【００１８】
スラブの加熱炉装入温度：炉内への装入温度が低いスラブほど焼き上がるのに時間を要し、そのスラブが焼けないと、炉内スラブの抽出ができなくなる。従って、炉内への装入温度の低いスラブを優先した炉温設定を行う必要がある。
【００１９】
スラブ厚：厚さが厚いスラブほど焼き上がるのに時間を要し、そのスラブが焼けないと、炉内スラブの抽出ができなくなる。従って、炉内に装入する厚さが厚いスラブを優先した炉温設定を行う必要がある。
【００２０】
スラブ炉内位置：加熱炉内において、各帯におけるスラブの位置が、その出側に近い場合には、スラブはすぐに次の帯に送られるので、当該スラブを優先しても間に合わない。また、スラブの位置が各帯の入側に近い場合には、その帯に存在するスラブの中で最も在炉時間が長くなるので、当該スラブをそれほど優先する必要はない。従って、各帯の入側及び出側に近い位置のスラブについてはその優先係数を小さくし、各帯の中央部に位置するスラブについてはその優先係数を大きくする必要がある。
【００２１】
スラブの鋼種：加熱温度による材質の影響が大きいスラブは、優先的に目標温度に焼き上げる必要があるので、その優先係数を大きくする必要がある。
【００２２】
この発明においては、スラブに対する重み係数を上記４因子に限定するものであり、炉内雰囲気温度の算定に際し、上記４因子を考慮しないと適切な目標炉温を設定することができない。一方、重み係数に上記４因子のほか別の因子を加えると、４因子による影響度が小さくなる結果、同じく適切な目標炉温を設定することができなくなる。
【実施例】
【００２３】
図１は、本発明の方法により、計算機を使用して連続式加熱炉の自動燃焼制御を実施した場合の実積抽出温度と目標抽出温度との差即ちスラブ抽出温度の精度を示すグラフである。図面に示すように、個数（Ｎ）が１２４３のスラブについて調べた結果、上記実積抽出温度と目標抽出温度との差の平均値（ave）は僅か０．４℃、偏差（σ）が１０．７℃であって、本発明の方法によるスラブ抽出温度の精度は極めて高いことが明らかである。
【００２４】
図２は、計算機を使用せずに燃焼制御を実施した場合の実積抽出温度と目標抽出温度との差即ちスラブ抽出温度の精度を示すグラフである。図面に示すように、個数（Ｎ）が２９１９のスラブについて調べた結果、上記実積抽出温度と目標抽出温度との差の平均値（ave）は６．３℃、偏差（σ）が１６．４℃であって、スラブの抽出温度精度は低かった。
【００２５】
また、スラブに対する重み係数に、本発明の如くスラブの加熱炉装入温度、スラブ厚、スラブ炉内位置及びスラブ種類の４因子を使用しなかった場合には、加熱炉の自動制御を円滑に行うことができず、オペレータの介入頻度が約７０％と多かった。これに対し、本発明の方法により重み係数に上記４因子を使用した場合には、オペレータの介入頻度が約５％に減少した。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の方法は、サイズや鋼種などの状態が異なるスラブやビレット等の各種鋼材を、連続式加熱炉の予熱帯、加熱帯及び均熱帯において加熱する際の、加熱炉自動燃焼制御に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の方法により、計算機を使用して連続式加熱炉の自動燃焼制御を実施した場合のスラブ抽出温度精度の一例を示すグラフ
【図２】計算機を使用せずに連続式加熱炉の燃焼制御を実施した場合のスラブ抽出温度の精度を示すグラフ
【図１】
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【図２】
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