(57)【要約】【課題】鋼帯の連続焼鈍設備において、加熱炉の雰囲気温度や鋼帯温度を自動制御する際に、ラジアントチューブの早期劣化・損傷を防止しながら、適切に温度制御を行うことができる、連続焼鈍設備における温度制御方法を提供する。【解決手段】経時的に変化する各ラジアントチューブ式加熱装置１０の使用・不使用状態を常時監視し、ラジアントチューブ式加熱装置１０の使用数から計算機が燃料流量上限値を算出・変更し、さらに、算出・変更された燃料流量上限値に基づき現時点での加熱能力上限値を算出・変更し、算出・変更された加熱能力上限値に基づいて温度制御を行う。【選択図】図１
2013245400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯の連続焼鈍設備において、複数のラジアントチューブ式加熱装置を用いて加熱する加熱炉の温度制御を行うに際して、それらのラジアントチューブ式加熱装置の使用・不使用状態を監視し、ラジアントチューブ式加熱装置の使用数から計算機が燃料の流量上限値を算出し、さらに、算出された燃料の流量上限値に基づき現時点での加熱能力上限値を算出し、算出された加熱能力上限値に基づいて温度制御を行うことを特徴とする連続焼鈍設備における温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯の連続焼鈍設備において、加熱炉（加熱帯）の雰囲気温度や鋼帯温度を自動制御するための温度制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼帯の連続焼鈍設備の加熱炉（加熱帯）においては、ラジアントチューブ式加熱装置を用いることが多い。ラジアントチューブ式加熱装置は、ラジアントチューブ内で燃料を燃焼させ、ラジアントチューブからの輻射熱によって鋼帯の加熱を行う。
【０００３】
このような連続焼鈍設備の加熱炉において、その雰囲気温度や鋼帯温度を自動制御するに際して、制御精度や応答性の向上を目的とした各種の先行技術が提案されている。また、燃料流量配分の効率化を目的とした各種の先行技術が提案されている（例えば、特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０４−２８５１３０号公報
【特許文献２】特開２０００−０５４０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
連続焼鈍設備の加熱炉では、多数のラジアントチューブ式加熱装置を用いており、ラジアントチューブに割れや曲損が見られたラジアントチューブ式加熱装置は、ラジアントチューブの外に燃料が流出するのを防止するために不使用化している。
【０００６】
このように不使用化したラジアントチューブ式加熱装置が生じると、加熱炉全体での加熱能力（総燃焼容量）が低下することになるが、その総燃焼容量の低下を考慮せずに、従来通りの温度制御を行うと、使用状態のラジアントチューブ式加熱装置１個当たりの燃焼負荷が上昇し（燃料流量の超過が生じて）、ラジアントチューブの早期劣化・損傷を招くことになる。
【０００７】
しかしながら、上記の問題について、これまでの先行技術（特許文献１、２等）では、何ら配慮されていない。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、鋼帯の連続焼鈍設備において、加熱炉の雰囲気温度や鋼帯温度を自動制御する際に、ラジアントチューブの早期劣化・損傷を防止しながら、適切に温度制御を行うことができる、連続焼鈍設備における温度制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１０】
［１］鋼帯の連続焼鈍設備において、複数のラジアントチューブ式加熱装置を用いて加熱する加熱炉の温度制御を行うに際して、それらのラジアントチューブ式加熱装置の使用・不使用状態を監視し、ラジアントチューブ式加熱装置の使用数から計算機が燃料の流量上限値を算出し、さらに、算出された燃料の流量上限値より現時点での加熱能力上限値を算出し、算出された加熱能力上限値に基づいて温度制御を行うことを特徴とする連続焼鈍設備における温度制御方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、鋼帯の連続焼鈍設備における加熱炉の雰囲気温度や鋼帯温度を自動制御する際に、各ラジアントチューブ式加熱装置の使用・不使用状態を監視し、その監視結果から計算機が燃料の流量上限値と加熱能力上限値を算出して、温度制御を行うようにしているので、ラジアントチューブの燃焼負荷上昇（燃料流量の超過）による早期劣化・損傷を防止できるとともに、温度制御の精度向上に寄与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ラジアントチューブ式加熱装置の概略図である。
【図２】ラジアントチューブ式加熱装置による加熱炉の熱バランスを示す図である。
【図３】ラジアントチューブ式加熱装置使用数監視・炉温自動制御システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
まず、図１は、鋼帯（ストリップ）の連続焼鈍設備の加熱炉において用いられているラジアントチューブ式加熱装置の一例を示す概略図である。
【００１５】
図１に示すように、ラジアントチューブ式加熱装置１０は、レキュペレータ１３により燃焼排ガスと熱交換した空気と燃料（燃料ガス）とをバーナー１２によって、ラジアントチューブ１１内で燃焼させ、ラジアントチューブ１１から発せられる輻射熱により炉・鋼帯の加熱を行う。
【００１６】
加熱炉内には、各種タイプのラジアントチューブ式加熱装置１０が数十〜数百本設置されていて、それぞれのラジアントチューブ式加熱装置１０は個々に燃焼容量が定められており、その個別燃焼容量と使用本数によって総燃焼容量（加熱能力上限値）が決定される。なお、加熱炉を複数ゾーンに区分し、それぞれのゾーンに対して個別燃焼容量と使用本数によって燃焼容量（ゾーン別燃焼容量）を決定する場合もある。
【００１７】
次に、図２は、個々のラジアントチューブ式加熱装置１０の熱バランス（熱収支）を示す図である。
【００１８】
燃料（燃料ガス）の燃焼により得られた発熱量はレキュペレータ１３による回収熱と合わせて、鋼帯吸熱と炉体放熱と排ガス顕熱とで消費される。この熱バランスより、温度制御における目標温度を得るための、ラジアントチューブ式加熱装置１０ごとの必要燃料流量が算出される。
【００１９】
以下に、ラジアントチューブ式加熱装置１０ごとの必要燃料流量の計算式の一例を（１）式に示す。
【００２０】
ＫＦ・ＶＣｉ＝ＬＳ・Ｄ・Ｗ・γ・６０×１０−６ΔＨｉ＋（１−μ）・ＫＧ・ＴＦＨ・ＶＣｉ＋ＱＬ      ・・・（１）
ここで、
ＫＦ：燃料ガス単位発熱量（Ｊ／Ｎｍ３）
ＶＣｉ：ラジアントチューブ式加熱装置１０ごとの必要燃料流量（Ｎｍ３／ｈ）
ＬＳ：ライン速度（ｍｐｍ）、Ｄ：板厚（ｍｍ）、Ｗ：板幅（ｍｍ）
γ：比重（ｇ／ｃｍ３）、ΔＨｉ：ストリップ顕熱（Ｊ／ｋｇ）
μ：レキュペレータ熱回収率、ＫＧ：廃ガス定数（Ｊ／（Ｎｍ３・℃））
ＴＦＨ：炉温（℃）、ＱＬ：炉体放熱（Ｊ／ｈ）
【００２１】
このような多数のラジアントチューブ式加熱装置１０を用いた加熱炉では、ラジアントチューブ１１に割れや曲損が見られたラジアントチューブ式加熱装置１０は、ラジアントチューブ１１の外に燃料ガスが流出するのを防止するために不使用化している。
【００２２】
そして、不使用化したラジアントチューブ式加熱装置が生じると、加熱炉全体での加熱能力（総燃焼容量）が低下することになるが、その総燃焼容量の低下を考慮せずに、従来通りの温度制御を行うと、使用状態のラジアントチューブ式加熱装置１個当たりの燃焼負荷が上昇し（燃料流量の超過が生じて）、ラジアントチューブ１１の早期劣化・損傷を招くことになる。
【００２３】
そこで、この実施形態においては、経時的に変化する各ラジアントチューブ式加熱装置１０の使用・不使用状態を常時監視し、ラジアントチューブ式加熱装置１０の使用数から計算機が燃料流量上限値を算出・変更し、さらに、算出・変更された燃料流量上限値に基づき現時点での加熱能力上限値を算出・変更し、算出・変更された加熱能力上限値に基づいて温度制御を行うようにする。
【００２４】
また、発熱量は総燃焼容量が上限となるため、同様の熱バランスを考慮して、総燃焼容量から燃料流量上限値が算出される。
【００２５】
ちなみに、ラジアントチューブ加熱装置の使用・不使用状態より算出される燃料流量上限値は下記の（２）式で与えられる。
【００２６】
ＱＭＡＸ＝（Ｑ１・（ｎ１−ｍ１）＋Ｑ２・（ｎ２−ｍ２）＋・・・＋Ｑｉ（ｎｉ−ｍｉ））＝ＫＦ・ＶＭＡＸ      ・・・（２）
Ｑｉ＝ＫＦ・ＶＣｉ      ・・・（３）
ここで、
ＱＭＡＸ：総燃焼容量（Ｊ／ｈ）
Ｑｉ：ｉタイプのラジアントチューブ式加熱装置の燃焼容量（Ｊ／ｈ）
ｎｉ：ｉタイプのラジアントチューブ式加熱装置の総数（個）
ｍｉ：ｉタイプのラジアントチューブ式加熱装置の不使用数（個）
ＫＦ：燃焼ガス単位発熱量（Ｊ／Ｎｍ３）
ＶＭＡＸ：燃料流量上限値（Ｎｍ３／ｈ）
【００２７】
この（２）式を用い、温度制御における燃料流量上限を変更することで、現時点でのラジアントチューブ式加熱装置の使用数に合わせた加熱能力上限が算出され、燃料流量超過によるラジアントチューブの劣化・損傷を防止し、かつ、現時点での設備能力（加熱能力）に合致した加熱炉の温度制御が可能となる。
【００２８】
図３は、その際に用いるラジアントチューブ式加熱装置使用数監視・炉温自動制御システムの概略図である。
【００２９】
図３に示すように、計装ＤＣＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）についてパイロットバーナー集中点火盤情報を取り込み、ラジアントチューブ式加熱装置の使用・不使用状態を常時監視可能にしている。また、計装ＤＣＳ内でゾーン毎のラジアントチューブ式加熱装置の使用・不使用状態の取り込みは、自動取り込みでも手動入力でもよい。また、温度制御を実施する計算機へ直接手動介入にて反映してもよい。
【００３０】
このようにして、この実施形態においては、鋼帯の連続焼鈍設備における加熱炉の雰囲気温度や鋼帯温度を計算機にて自動制御する際に、各ラジアントチューブ式加熱装置１０の使用・不使用状態を監視し、その監視結果から燃料流量上限値と加熱能力上限値を計算機が算出して、温度制御を行うようにしているので、ラジアントチューブ１１の燃焼負荷上昇（燃料流量超過）による早期劣化・損傷を防止できるとともに、温度制御の精度向上に寄与することが可能となる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ラジアントチューブ式加熱装置
１１  ラジアントチューブ
１２  バーナー
１３  レキュペレータ
【図１】
2013245400.tif 000003
【図２】
2013245400.tif 000004
【図３】
2013245400.tif 000005