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JPH06264153A - 連続式加熱炉内のスラブ温度予測方法 - Google Patents

連続式加熱炉内のスラブ温度予測方法

Info

Publication number
JPH06264153A
JPH06264153A JP7531393A JP7531393A JPH06264153A JP H06264153 A JPH06264153 A JP H06264153A JP 7531393 A JP7531393 A JP 7531393A JP 7531393 A JP7531393 A JP 7531393A JP H06264153 A JPH06264153 A JP H06264153A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slab
furnace
temperature
heating furnace
temp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7531393A
Other languages
English (en)
Inventor
Kentaro Hirata
健太郎 平田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP7531393A priority Critical patent/JPH06264153A/ja
Publication of JPH06264153A publication Critical patent/JPH06264153A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続式加熱炉における複数ゾ−ンの総括熱吸
収率φCGを的確かつ短時間に求め、高精度な炉内スラブ
温度予測をオンラインにて効率良く行うことができる手
段を確立する。 【構成】 連続式加熱炉1 の“抽出口におけるスラブ温
度測定値”と“炉温,在炉時間等から計算されるスラブ
抽出温度予測値”との誤差をスラブ2 の抽出毎に測定
し、これと別途スラブ温度計算により求めた影響係数に
対し逐次最小2乗推定を行って炉内複数ゾ−ンの総括熱
吸収率φCGをオンラインで逐次推定すると共に、この推
定値に基づいて各ゾ−ンの総括熱吸収率φCGを更新する
ことで炉内スラブの温度予測精度を向上させ、これによ
って連続式加熱炉内のスラブ温度を的確に予測する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、連続式加熱炉内のス
ラブ温度を的確に予測する方法に関するものである。
【0002】
【従来技術とその課題】スラブの加熱に使われる連続式
加熱炉の役割は、連続して挿入される個々のスラブにつ
いて所定の均熱度を維持しながら所定の目標抽出温度ま
で加熱することにある。このため、適切な加熱を行うに
は加熱炉内のスラブ温度を随時監視する必要があるが、
加熱炉内部のスラブ温度を直接的に測定することは困難
であるので、通常は“スラブの炉内位置",“各ゾ−ンの
炉温”等の情報を基にスラブに対する熱伝導方程式をオ
ンラインで解き、これによって炉内のスラブ温度を予測
することが行われている。
【0003】例えば、次に示す (1)式は加熱炉内のスラ
ブに対する2次元熱伝導方程式であり、炉温,在炉時間
等から炉内のスラブ温度を予測するために用いられてい
る。
【0004】そして、この (1)式を使っての炉内スラブ
温度の推定は、初期条件(挿入温度分布)が θ(0,x,y)= θ0(x,y) ………(2) で、境界条件が下記の (3)式であるとして、前記 (1)式
を解くことにより行われている。
【0005】
【数1】
【0006】なお、上記の各式中における伝熱パラメ−
タの内では (3)式中の総括熱吸収率φCG以外は何れも物
理定数や材料特性に依存するパラメ−タであり、その値
は自ずから決まる。しかし、総括熱吸収率φCGはその炉
の特性によって決まるパラメ−タであるため、個々の炉
毎に同定しなければならない。
【0007】この炉個々の総括熱吸収率φCGを同定する
ためには、従来、耐熱型のデ−タロガ−を用いて実際の
炉内スラブ温度を測定し、これと伝熱モデルの計算値と
が一致するように総括熱吸収率φCGを調節する方法が採
られていた。
【0008】ところで、スラブの連続式加熱炉の内部は
部位的な差のない単純な1つの室で構成されている訳で
はなく、スラブの搬送方向に区分された複数の加熱ゾ−
ンから成り立っている。そのため、測温テストに基づく
同定結果によれば、炉の形式によって総括熱吸収率φCG
が異なるのと同様、各加熱ゾ−ンによっても総括熱吸収
率φCGは異なっている。従って、前記方法で連続式加熱
炉内のスラブ温度を予測するためにはこの連続式加熱炉
における各加熱ゾ−ンの総括熱吸収率φCGを同定しなけ
ればならず、非常に手間と時間を要することになる上、
誤差も生じやすくて、炉出口において目標とする精確な
スラブ温度を得ることは非常に困難であった。
【0009】そこで、例えば特公平1−29855号公
報にも見られるように、炉内スラブ表面温度測定装置を
用いてスラブ温度を実測し、これと炉内スラブ温度計算
値の差に基づいて総括熱吸収率φCGの修正を行い、所定
の抽出温度が得られるように加熱炉を制御する方法が提
案されている。
【0010】しかしながら、上記公報の記載事項からも
明らかなように、この方式では1つの温度測定装置に対
して1つのパラメ−タを修正するものであり、また総括
熱吸収率φCGの修正も総括熱吸収率φCGを変化させなが
らの繰り返し計算によって行われるためかなりの計算時
間を必要とする。それ故、総括熱吸収率φCGのオンライ
ンでの推定には不向きであると言わねばならない。
【0011】更に、通常、スラブ温度測定値のようなデ
−タには統計的なノイズが含まれることが多い。このた
め、1つのスラブ温度測定デ−タに対して総括熱吸収率
φCGの推定を行う場合にはノイズの影響が大きく、安定
した推定は難しい。
【0012】このようなことから、本発明が目的とした
のは、連続式加熱炉における複数ゾ−ンの総括熱吸収率
φCGを的確かつ短時間に求め、高精度な炉内スラブ温度
予測をオンラインにて効率良く行うことができる手段を
確立することであった。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく検
討した結果、「抽出毎のデ−タを用いれば、 温度計算部
と分離された最小2乗推定アルゴリズムによってスラブ
の抽出温度測定値のみから連続式加熱炉の複数ゾ−ンの
総括熱吸収率φCGを逐次安定に推定することが可能であ
り、 また、 この“逐次型処理”と“総括熱吸収率φCG
影響を及ぼす影響係数の算出”とを別途に分離して行う
と演算機による処理時間が非常に短くなり、 従ってこの
手法にて複数ゾ−ンの総括熱吸収率φCGを求め、 これを
基に炉内スラブ温度の計算を行えば炉内スラブ温度をオ
ンラインで手際良く高精度で予測することができる」と
の知見を得ることができた。
【0014】本発明は、上記知見事項等に基づいて完成
されたものであり、「連続式加熱炉の“抽出口における
スラブ温度測定値”と“炉温,在炉時間等から計算され
るスラブ抽出温度予測値”との誤差をスラブの抽出毎に
測定し、 これと別途スラブ温度計算により求めた影響係
数に対し逐次最小2乗推定を行って炉内複数ゾ−ンの総
括熱吸収率φCGをオンラインで逐次推定すると共に、 こ
の推定値に基づいて各ゾ−ンの総括熱吸収率φCGを更新
することで炉内スラブの温度予測精度を向上させ、 これ
によって連続式加熱炉内のスラブ温度を的確に予測でき
るようにした点」に大きな特徴を有している。
【0015】
【作用】上述のように、本発明に係る連続式加熱炉内ス
ラブ温度の予測法”では、炉の抽出口でのスラブ温度測
定値と従来通りに炉温,在炉時間等から計算されるスラ
ブ抽出温度予測値との誤差を抽出毎に連続的に測定し、
これと別途スラブ温度計算により求めた影響係数に対し
て逐次最小2乗推定を行い、これによって炉内複数ゾ−
ンの総括熱吸収率φCGを逐次推定するので極めて短時間
に炉内各ゾ−ンの総括熱吸収率φCGの推定ができ、オン
ラインで処理することが可能である。
【0016】しかも、1基のスラブ温度測定装置を使用
するだけで複数ゾ−ンの総括熱吸収率φCGを推定するこ
とができ、これによって炉内スラブの温度予測精度をよ
り向上させることができる。
【0017】また、抽出毎に連続的に測定したデ−タに
最小2乗推定処理を行うため、単一のデ−タを用いる場
合に比べて測定装置のノイズの影響を受けにくく、更に
影響係数計算部と逐次型処理の部分を分離しているので
推定のための計算時間が短くて済み、そのためオンライ
ンの処理に適している。
【0018】以下、図面に基づいて本発明をより具体的
に説明する。図1は、本発明に係る連続式加熱炉内スラ
ブ温度の推定方法を説明した模式図である。この図1に
おいて、連続式加熱炉1 は内部がN区画のゾ−ンに分割
されているものとし、またφCG 0 (i) (i=1, N)は各
ゾ−ンの総括熱吸収率の初期値、そしてΔφCG(i) (i
=1, N)は各ゾ−ンの総括熱吸収率の推定値とする。
【0019】さて、連続式加熱炉1 の抽出口からスラブ
2 が抽出される時点で、炉内スラブ温度演算部3 より出
力される抽出温度計算値θd cal と抽出温度測定装置4
より出力される抽出温度測定値θd act とから、抽出温
度偏差Δθd (≡θd act −θd cal )が求められる。
【0020】炉内スラブ温度演算部3 は一定周期Δt毎
に実績炉温をサンプリングし、前回のスラブ温度を初期
値としてΔt間の昇温計算を行うことによりスラブ温度
を求めているが、これと同時に、補助炉内スラブ温度演
算部5 により各ゾ−ンの総括熱吸収率φCG 0 (i) をΔφ
CGだけ微小変化させた場合のスラブ温度も計算する。な
お、このために昇温計算の負荷が〔N+1〕倍になる
が、一般に加熱炉制御に係わる計算のうち、抽出温度予
測計算等に比べて昇温計算の占める割合は小さく、Δt
は可能な限り小さくとられているのでオンライン処理上
の問題とはならない。
【0021】スラブが連続式加熱炉内を搬送されて行く
と共に、「φCG 0 (i) によるスラブ温度」及び「φCG 0
(i) をΔφCGだけ微小変化させた場合のスラブ温度」が
計算される。その結果、該スラブが抽出されると、抽出
温度計算値θd cal のほか、各ゾ−ンの総括熱吸収率φ
CG 0 (i) をΔφCGだけ微小変化させた場合の抽出温度計
算値〔数2〕が得られる。
【0022】
【数2】
【0023】そこで、これに基づき、下記 (4)式で表さ
れる第iゾ−ンの総括熱吸収率φCGの抽出温度への影響
係数が、影響係数演算部6 により求められる。
【0024】
【数3】
【0025】なお、抽出温度誤差が総括熱吸収率φCG
誤差によるものとすれば下記 (5)式が成り立つ。
【0026】
【数4】
【0027】スラブが順次抽出されるに従って、スラブ
毎に (5)式が得られるが、これらに対して最適な推定値
〔数5〕を見つけることは、線形方程式の逐次推定問題
に帰結される。
【0028】
【数5】
【0029】そこで、 (5)式を次のように書き変える。
【0030】
【数6】
【0031】そして、総括熱吸収率φCG推定部7 におい
て (6)式に対する忘却係数付きの逐次型最小2乗推定を
行い、aj を推定する。具体的には、適当な初期値f0
a0並びに忘却係数Λ(0<Λ≦1)の下で次に示す漸化
式(7) 及び(8) を逐次更新することにより、最小2乗推
定値aj が求められる。
【0032】
【0033】
【0034】このような本発明に係る推定方法によって
4帯型連続式加熱炉における各ゾ−ンの総括熱吸収率φ
CGを推定した結果の例を図2に示すが、この図2より明
らかなように、本発明法に従うと連続式加熱炉の抽出口
に配置した1基の抽出温度測定装置4 のデ−タを基にす
るだけで複数ゾ−ンの総括熱吸収率φCGを的確に推定で
きることが分かる。このため、炉内スラブの温度予測精
度が向上し、加熱炉における温度制御性能の向上,燃料
原単位の低減等の優れた効果が得られることも確認され
た。
【0035】また、本発明法によると、スラブの抽出毎
に連続的に測定したデ−タに対して最小2乗推定処理を
行うため測定装置のノイズの影響を軽減でき、安定した
推定を行うことができることや、影響係数計算部と逐次
型処理の部分を分離しているので推定のための計算時間
が短くて済み、オンライン処理に適していることも明ら
かである。
【0036】
【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、設備費の高騰を招くことなく連続型加熱炉の複数ゾ
−ンの総括熱吸収率を迅速・的確に推定し、炉内スラブ
の温度予測を一段と高い精度で行うことが可能となるな
ど、産業上極めて有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る炉内スラブ温度推定方法の説明図
である。
【図2】本発明に係る総括熱吸収率推定方法を4帯型連
続式加熱炉に適用した場合の、各ゾ−ン総括熱吸収率φ
CGの推定結果例を示したグラフである。
【符号の説明】
1 連続式加熱炉 2 スラブ 3 炉内スラブ温度演算部 4 抽出温度測定装置 5 補助炉内スラブ温度演算部 6 影響係数演算部 7 総括熱吸収率φCG推定部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続式加熱炉の“抽出口におけるスラブ
    温度測定値”と“炉温,在炉時間等から計算されるスラ
    ブ抽出温度予測値”との誤差をスラブの抽出毎に測定
    し、これと別途スラブ温度計算により求めた影響係数に
    対し逐次最小2乗推定を行って炉内複数ゾ−ンの総括熱
    吸収率をオンラインで逐次推定すると共に、この推定値
    に基づいて各ゾ−ンの総括熱吸収率を更新することで炉
    内スラブの温度予測精度を向上させることを特徴とす
    る、連続式加熱炉内のスラブ温度予測方法。
JP7531393A 1993-03-09 1993-03-09 連続式加熱炉内のスラブ温度予測方法 Pending JPH06264153A (ja)

Priority Applications (1)

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JP7531393A JPH06264153A (ja) 1993-03-09 1993-03-09 連続式加熱炉内のスラブ温度予測方法

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JP7531393A Pending JPH06264153A (ja) 1993-03-09 1993-03-09 連続式加熱炉内のスラブ温度予測方法

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JP (1) JPH06264153A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004050920A1 (ja) * 2002-11-29 2004-06-17 Nippon Steel Corporation 反応容器の操業管理方法、装置、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP2006104490A (ja) * 2004-09-30 2006-04-20 Jfe Steel Kk 連続式加熱炉の燃焼制御方法
KR100698740B1 (ko) * 2005-12-23 2007-03-23 재단법인 포항산업과학연구원 벽체온도 모델링 방법
KR100712301B1 (ko) * 2005-08-11 2007-04-30 한국과학기술연구원 코발트와 니켈의 분리를 위한 용매추출방법
KR100957914B1 (ko) * 2008-07-02 2010-05-13 주식회사 포스코 열간 압연공정에서의 스케일 로스율 저감방법

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