(57)【要約】【課題】  カーボンポテンシャル指標値の過大なオーバーシュートを効果的に防止する。【解決手段】  制御計は、炉内雰囲気中のＣＯ２ガス濃度とＣＯガス濃度の二乗との比で定まるカーボンポテンシャルの指標値を、吸熱形変成ガスを炉内へ供給する流量調節弁の弁開度を調節することによって炉内温度に応じた所定値に制御する。制御計は、上記指標値の制御目標値が一定となる制御領域にて、当該制御目標値に対して上記指標値の実測値が一定範囲内に至った時に、この時点での上記弁開度に応じて零を含む予め定められた低減率だけ上記弁開度を低減させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内雰囲気中のＣＯ２ガス濃度とＣＯガス濃度の二乗との比で定まるカーボンポテンシャルの指標値を、吸熱形変成ガスを炉内へ供給する流量調節弁の弁開度を調節することによって炉内温度に応じた所定値に制御するようにした熱処理炉の雰囲気制御方法において、前記指標値の制御目標値が一定となる制御領域にて、当該制御目標値に対して前記指標値の実測値が一定範囲内に至った時に、この時点での前記弁開度に応じて零を含む予め定められた量だけ前記弁開度を変更するようにしたことを特徴とする熱処理炉の雰囲気制御方法。
【請求項２】
前記指標値の実測値が前記一定範囲内に至った時の前記弁開度が所定範囲内にある場合にはこの時の弁開度に応じて当該弁開度を減少変更するようになすとともに、前記所定範囲外ではこの時の弁開度に無関係に当該弁開度を、零を含む一定量だけ減少変更するようにした請求項１に記載の熱処理炉の雰囲気制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱処理炉、特にバッチ式熱処理炉に好適な雰囲気制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
線材コイルや棒鋼等の焼鈍処理に使用されるバッチ式熱処理炉の雰囲気制御系はおおよそ図５に示すような構成となっている。すなわち図５において、被処理物１１が収納された炉体１にはＣＯ、Ｈ2、Ｎ2を主成分とする吸熱形変成ガスが流量調節弁２を経て供給されている。ガス分析形３が設けられて、炉体１内のＣＯ２ガス濃度（CO2％）とＣＯガス濃度（CO％）が測定され、測定信号は指標値算出回路４に入力して、ここで、下式（１）に示すCO2％とCO％の二乗との比で定まるカーボンポテンシャルの指標値（ＰＦ）が算出される。制御計５は炉内温度に応じて予め設定されている、脱炭も浸炭も生じない制御目標値に上記指標値（実測指標値）を追従させるように上記流量調節弁２の開度をＰＩＤ制御する。なお炉体１には排気ダンパ６１を内設した排気ダクト６が接続されている。
ＰＦ＝（CO％）**2／CO2％…（１）
【０００３】
なお、特許文献１には吸熱形変成ガスのガス量変更信号の制御ゲインを、熱処理過程の後期で、低下するCO2％に応じて小さくするようにした熱処理炉の雰囲気制御方法が示されている。
【特許文献１】特公平７−５９５８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、被処理物は、酸洗や放置環境等の処理前の状態に左右されてその表面性状が一定ではないため、上記従来の制御方法では、図６に示すように、雰囲気制御開始（St）後、制御目標値（図６の線Ｘ）が一定となる制御領域（Pチェック領域Pc、Kチェック領域Kc）にて実測指標値（図６の線Ｙ）が大きくオーバーシュートしてしまい、所望の熱処理状態が実現できないことがあった。なお、図６中、線Ｔは炉内温度の経時変化を示すものである。
【０００５】
そこで本発明はこのような課題を解決するもので、カーボンポテンシャル指標値の過大なオーバーシュートを効果的に防止して所望の熱処理を可能とした熱処理炉の雰囲気制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、炉内雰囲気中のＣＯ２ガス濃度とＣＯガス濃度の二乗との比で定まるカーボンポテンシャルの指標値を、吸熱形変成ガスを炉内へ供給する流量調節弁の弁開度を調節することによって炉内温度に応じた所定値に制御するようにした熱処理炉の雰囲気制御方法において、上記指標値の制御目標値が一定となる制御領域にて、当該制御目標値に対して上記指標値の実測値が一定範囲内に至った時に、この時点での上記弁開度に応じて零を含む予め定められた量だけ上記弁開度を変更する。この場合、上記指標値の実測値が上記一定範囲内に至った時の上記弁開度が所定範囲内にある場合にはこの時の弁開度に応じて当該弁開度を減少変更するようになすとともに、上記所定範囲外ではこの時の弁開度に無関係に当該弁開度を、零を含む一定量だけ減少変更するようにできる。本発明の制御方法によれば、カーボンポテンシャル指標値の過大なオーバーシュートが効果的に防止されて、所望の熱処理状態が実現される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の熱処理炉の雰囲気制御方法によれば、カーボンポテンシャル指標値の過大なオーバーシュートを効果的に防止することができるから、被処理物の脱炭や浸炭を伴わない所望の熱処理状態を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本実施形態の制御方法は従来技術を示す図５で説明したのと同様の機器構成で実施される。本実施形態では、制御計５に、図１のグラフで示すような、弁開度に応じたその低減率がマップとして記憶されている。図１は弁開度が０〜５０％である場合には低減率は０％、弁開度が５０〜８０％である場合には低減率は０％から３０％まで直線的に増加、弁開度が８０〜１００％の場合には低減率は３０％と一定となることを示している。
【０００９】
制御計５は雰囲気制御開始（St）後（図４）、制御目標値（図４の線Ｘ）が一定となる制御領域（Pチェック領域Pc、Kチェック領域Kc）にて、以下、図２、図３で示すような制御を行なう。図２はKチェック領域Kcにおける制御目標値（図２の線Ｘ）と実測指標値（図２の線Ｙ）の経時変化を示し、制御計５は実測指標値が制御目標値に対し一定範囲Ｗ内に入ったことを確認すると、この時ｔ１の流量調節弁（図５）の弁開度Ｏ１（図１、図３）を検出する。そして上記マップ（図１）より当該弁開度Ｏ１に対する低減率ｄを取得して、新たな弁開度Ｏ２を下式（２）で算出し、図３に示すようにＰＩＤ制御を中止して流量調節弁２の弁開度をそれまでのＯ１から強制的にＯ２に減少変更する。その後、流量調節弁２のＰＩＤ制御を再開する。同様の制御はPチェック領域Pcでも行われる。このような制御により、図４に示すように、カーボンポテンシャルの実測指標値（図４の線Ｙ）が制御目標値（図４の線Ｘ）に対して過大にオーバシュートするのが防止され、被処理物の脱炭や浸炭を伴わない所望の熱処理状態が実現される。なお、図４中、線Ｔは炉内温度の経時変化を示すものである。
Ｏ２＝Ｏ１−ｄ…（２）
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態を示す、制御計内にマップとして記憶された弁開度とその低減率の関係を示すグラフである。
【図２】制御目標値と実測指標値の経時変化を示す図である。
【図３】流量調節弁の弁開度の経時変化を示す図である。
【図４】制御目標値と実測指標値の経時変化を示す図である。
【図５】従来例を示す、熱処理炉の雰囲気制御系の系統図である。
【図６】制御目標値と実測指標値の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
【００１１】
１…炉体、１１…被処理物、２…流量調節弁、３…ガス分析計、４…指標値算出回路、５…制御計。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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