JPS58492B2 - レンゾクシキカネツロノ コウザイカネツトウニユウネツリヨウソクテイソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、連続式加熱炉の鋼材加熱投入熱量測定装置に
関するものである。

エネルギー危機以来燃料コストは非常に大きなものとな
り、特に多量の燃料を使用する鉄鋼業においては、その
負担が飛躍的に増加し、各種設備におけるその使用量の
低減について積極的な検討、実験が続けられている。

そこで、例えば連続式加熱炉においては、鋼材の一人前
温度、在炉時間、焼き上げ温度、厚み、長さ、炉内設定
温度、バーナへの熱風温度及び空燃比、或いは炉内長手
方向の加熱ゾーン、各々の燃料投入配分及び燃焼バーナ
グループ構成（上・下・左右、遠近等）等の多くの変更
要素及び変動要素があるため、燃料原単位がどの要素が
起因してどのように変化したかを適切且つ正確に把握し
、最適な操業を計るとともにこれを継続維持可能範囲内
で燃料原単位を低減させるべく操業改善及び設備改善を
計ることが重要な課題としてクローズアップされている
。

しかへ連続式加熱炉における現状の燃料原単位管理は適
切な鋼材加熱投入熱量測定装置がないため、鋼材の品質
毎、勤務番毎、日毎、月毎等の大きな時間枠でなされて
おり、従って燃料原単位がどの要素でどのように変化し
たかを把握することができない。

即ち、現在最も小さな枠である鋼材の品種毎の燃料原単
位管理でも、一つの品種グループを加熱処理するにはそ
の前後に他の品種グループが存在するため管理上大きな
誤差を含む。

例えば少品種多量生産ラインにおける連続式加熱炉では
、平均１８００ｔもの同一品種鋼材を略連続的に供給し
、且つ炉内では常時平均１３００ｔもの同一もしくは二
品種のｍを加熱処理しているため、管理上盤々大きな誤
差をもつことになる。

本発明はこれらの問題を有利に解決した優れた鋼材加熱
投入熱量測定装置を提供するものであり、その特徴とす
るところは、図に示す本発明の一実施例の如く、■鋼材
Ｓ別ａ１〜ａｎに小なくとも加熱炉Ｈ内長手方向におけ
る移動位置を検出する鋼材位置検出装置１、■前記鋼材
位置検出装置１からの各鋼材位置検出信号ａ、ａα〜ａ
εを導入し、その位置検出信号ａ、ａα〜ａεに応じて
該当鋼材Ｓの重量ＷＸを記憶し、且つ加熱炉Ｈ長手方向
の各加熱ゾーンＨ１〜Ｈ４内鋼材Ｓの総重量Ｗ１〜Ｗ４
を遂次算出する加熱ゾーン内鋼材重量算出装置２、■前
記加熱炉長手方向の各加熱ゾーンＨ１〜Ｈ４における燃
料投入流量Ｑ１〜Ｑ１２を測定する燃料流量測定装置３
．３−１〜３−１２、■前記加熱ゾーン内鋼材重量算出
装置からの各加熱ゾーンＨ１〜Ｈ４内鋼材総重量Ｗ１〜
Ｗ４を所定時間毎に導入し、その都度次の導入時点４で
の間前記燃料流量測定装置３．３−１．３−１２からの
各加熱ゾーンＨ１〜Ｈ４毎燃料投入流量（Ｑｌ、０２）
、（Ｑ３Ｑ４）、（Ｑ５．Ｑ８）、（Ｑ９．Ｑ１２）、
を導入し、各加熱ゾーンＨ１〜Ｈ４毎に或いは本例の如
く各加熱ゾーンＨ１〜Ｈ４内におけるバーナーグループ
毎Ｃ１〜Ｃ１２に該導入鋼材総重量に基づいて鋼材単位
重量当りの投入燃料発熱量Ｋｃ−１〜Ｋｃ−１２を算出
すする発熱量算出装置４、■前記鋼材位置検出装置１か
らの各鋼材Ｓの炉内長手方向における位置検出信号ａ、
ａα〜ａεを導入し、その各鋼材Ｓの炉内長手方向位置
信号ａ、（ａα〜ａε）に応じて前記発熱量算出装置４
から該当鋼材Ｓの位置する加熱マーク（Ｈ１〜Ｈ４）の
鋼材単位重量当りの投入燃料発熱量（Ｋｃ−１−Ｋｃ−
１２）を導入し積算する鋼材側投入燃料発熱量積算装置
５、の夫々を設けた連続式加熱炉の鋼材加熱投入量測定
装置にある。

即ち、本発明は連続式加熱炉に装入され加熱され、そし
て抽出される鋼材の個々に対して炉内における受熱経歴
を少なくとも単位重量当りで連続且つ正確に把握する鋼
材加熱投入量測定装置であり、これによって鋼材装入時
間、在炉時間、焼き上げ温度、厚み、長さ、炉内設定温
度バーナーへの熱風温度及び空熱比等に応じて燃料原単
位がどのように変動するかを精密に解析することができ
るとともに、正確かつ適切に該各種要素の制御を実施す
ることができ、更に加熱炉長手方向の各加熱ゾーン各々
の燃料投入配分によるスキッドマークの緩和及び燃料投
入量を加床した鋼材焼き上げ温度管理の精度向上と合理
化等を計ることもでき、加熱炉の操業及び設備の最適化
を有利に可能ならしめるものである。

以下本発明を図面に示十本発明の一実施例を共に詳細に
説明する。

本例の連続式加熱炉Ｈの図示の如くウオーキングビーム
式であり、装入側から抽出側にかけて第１加熱ゾーンＨ
１、第２７７撚ゾーンＨ２、第３加熱ゾーンＨ３（以下
均熱ゾーンと称する）Ｈ４と４つの加熱ゾーンで構成し
である。

そして第１加熱ゾーンＨ１と第２加熱ゾーンＨ２は上部
バーナーグループ、下部バーナーグループを有し、第３
加熱ゾーンＨ３と均熱ゾーンＨ４は上部、下部夫々の左
側部、右側部の各バーナーグループ（共に図示せず）を
有する。

又炉内への鋼材Ｓ装入はプッシャーＨ５により行い、炉
内での鋼材Ｓ搬送は、ウオーキングビームＨ６の矩形運
動により固定ビームＨ７上とウオーキングビームＨ６上
に乗せ替えながら行う。

鋼材位置検出装置１は、連続式加熱炉Ｈへの装入鋼材の
後端部を鋼材位置検出装置位置で検出する検出器（ＭＤ
と、プッシャーＨ５の鋼材押し出し動作（即ち往動作）
を検出し、その動作量信号を遂次発信するプッシャー往
動作量発信器１ａと、ウオーキングビームＨ６の鋼材搬
送動作（即ち上方水平往動作及び上方水平復動作）を検
出し、その搬送移動量信号を遂次発信するウオーキング
ビーム鋼材搬送量発信器１ｂと、検出位置設定器１を具
備するとともに最多装入鋼材数分のカウンターａ１〜ａ
ｎを内設したものであり、このカウンターａ１〜ａｎの
各々は検出器ＣＭＤからの検出信号ＯＮを順番に受けて
ＯＮ動作し、ＯＮ動作するとプッシャー往動作量発信器
１ａからの動作量信号を所定量１１（即ち鋼材Ｓがプッ
シャーＨ５により位置検出開始位置からウオーキングビ
ーム式の搬送開始可能位置で且つ直前鋼材と所定間隔に
おいて接近する位置まで移動される量）カウントし、鋼
材装入位置信号ａα（即ち第１加熱ゾーンＨ１入側端位
置信号を発信するとともにこの時点からウオーキングビ
ーム鋼材搬送量発信器１ｂからの搬送移動量信号をカウ
ントし、この継続カウント量が第１加熱ゾーンＨ１の全
搬送移動量１２に一致すると第２加熱ゾーンＨ２人側端
位置信号ａβを、第１加熱ゾーンＨ４と第２加熱ゾーン
Ｈ２の全搬送移動量１２に一致すると第３加熱ゾーンＨ
３入側端位置信号ａγを、第１加熱ゾーンＨ１と第２加
熱ゾーンＨ２と第３加熱ゾーンＨ３の全搬送移動量１３
に一致すると均熱ゾーンＨ４入側端部位置信号ａδを夫
々発信し、この後該当鋼材Ｓが均熱ゾーンＨ４が経て抽
出されると、抽出位置上に設けである検出器間からの検
出信号を受けて抽出信号ａεを発信する。

各カウンターａ１−ａｎへの全搬送移動量１１，１２，
１３，１４の設定は、設定値調節可能にした検出位置設
定器１ｃによって行う。

加熱ゾーン内鋼材重量算出装置２は、前記鋼材位置検出
装置１の各カウンターａ１〜ａｎと対応して重量記憶部
ｂ１〜ｂｎを設け、その個々を該当カウンターからの鋼
材装入位置信号ａαによりＯＮ動作せしめて該当鋼材Ｓ
の重量値Ｗｘを鋼材加熱命令部６から導入し記憶させる
とともに、この記憶した重量値Ｗｘを第１加熱ゾーン山
内鋼材総重量の算出部Ｈ１に導入してその内容に加算せ
しめ、次いで第２加熱ゾーンＨ２入側端位置信号ａβに
より算出部Ｈ′１の内容から減算するとともに第２加熱
ゾーンＨ２内鋼材総重量の算出部Ｈ６に導入してその内
容に加算せしめ、次いで第３加熱ゾーンＨ３入側端位置
信号ａγにより算出部Ｈ４の内容から減算するとともに
第３加熱ゾーンＨ３内鋼材総重量の算出部Ｈ′３に導入
してその内容に。

加算せしめ、次いで均熱ゾーンＨ４入側端位置信号ａβ
により算出部Ｈ３の内容から減算するとともに均熱ゾー
ンＨ４内鋼材総重量の算出部用に導入してその内容に加
算せしめ、次いで抽出位置信号ａεにより算出部Ｈ４の
内容から減算すると。

ともに該当鋼材記憶部の記憶重量値Ｗｘを消去せしめる
ものである。

上記各加熱ゾーン内鍋Ｗ重量の算出部Ｈ！１〜Ｗ４は該
当加熱ゾーンに入ってくる鋼材Ｓの重量Ｗｘを順次加算
する一方、その加算結果の内容から該当加熱ゾーンから
出ていく鋼。

材Ｓの重量Ｗｘを順次減算し、遂次該当加熱ゾーン内に
存在する鋼材Ｓの総重量Ｗ１〜Ｗ４を算出し発熱量算出
装置４の対応部に発信する。

燃料流量測定装置３は、第１加熱ゾーンＨ１用として上
部バーナーグループの燃料供給本管（図示せず、以下他
の供給本管も同様）に検出素子（図示せず、以下他の素
子も同様）を介設した流量測定器３−１と、下部バーナ
ーグループの燃料供給本管に検出素子を介設した流量測
定器３−２を設け、第２加熱ゾーンＨ２用として上記第
１加熱ゾーンＨ２用と同様に上、下バーナーグループ各
々に対する流量測定器３−３．３−４を設け、第３加熱
ゾーンＨ３用として上、下部各々の左右のバーナーグル
ープの各燃料供給本管に検出素子を介設した流量測定器
３−５．３−６．３−７゜３−８を設け、均熱ゾーンＨ
４用として上記第３加熱ゾーンＨ３用と同様に上、下各
左右部バーナーグループ各々に対する流量測定器、３−
９．３−１０．３−１１．３−１２を設けたものでちる
。

発熱量算出装置４は、各加熱ゾーンＨ１〜Ｈ４内におけ
る各バーナーグループ毎の流量測定器Ｈ１〜Ｈ４内にお
ける各バーナーグループ毎の流量測定器３−１〜３−１
２と、前記加熱ゾーン内鋼材重量算出装置２の対応加熱
ゾーンの算出部Ｈ１〜Ｈ４に夫々接続せしめた演算部ｃ
−１〜ｃ１２を設け、これらの個々において該当流量測
定器３−１〜３−１２からの燃料流量測定値即ち対応バ
ーナーグループへの燃料投入流量Ｑ１〜Ｑ１２を導入し
、これを所定時間を毎に同所定時間を積算し、この積算
流量値に該当燃料の単位流量当りの発熱量を乗じて投入
燃料発熱量を算出する一方、対応加熱ゾーンの算出部「
１〜Ｈ′４から遂次発信されているゾーン内鋼材総重量
Ｗ１〜Ｗ４を該所定時間を毎に読み取り、これと上記投
入艷発熱量とによって該当加熱ゾーンＨ１〜Ｈ４内鋼材
Ｓに対する対応バーナーグループからの単位重量当りの
投入燃料発熱量Ｋｃ−１〜Ｋｃ−１２を演算算出するも
のである。

鋼材別投入燃料発熱量積糞装置５は、前記鋼材位置検出
装置１の各カウンターａ１〜ａｎと対応して鋼材別積算
部ｄ１〜ｄｎ内には該当鋼材Ｓが炉内通過過程で各加熱
ゾーンＨ１〜Ｈ４の各バーナーグループから受ける単位
重量当りの投入燃料発熱量を個々に積算するグループ積
算部５−１〜５−１２を設けており、各積算部ｄ１〜ｄ
ｎは対応カウンターａ１〜ａｎからの鋼材装入位置信号
ａαによりＯＮ動作すると共に第１加熱ゾーンＨ１の上
部と下部の各加バーナーグループ用グループ積算部５−
１．５−２を動作せしめて前記発熱量算出装置４の対応
演算部ｃ１．ｃ２からの第１加熱ゾーンＨ１内鋼材単位
重量当り投入燃料発熱量Ｋｃ−１，Ｋｃ−２を遂次導入
積算せしめ、次いでこれを対応カウンターａ１〜ａｎか
らの第２加熱ゾーンＨ２入側端位置信号ａβにより停止
させこれまでの積算値を保持せしめる。

一方該信号ａβにより第２加熱ゾーンＨ２の上壁部と下
壁部の各バーナーグループ用グループ積算部５−３゜５
−４を動作せしめて対応演算部ｃ−３，ｃ−４からの第
２加熱ゾーンＨ２内鋼材単位重量当り投入燃１４熱量ｋ
ｃ−１，Ｋｃ−４を遂次導入し積算させる。

次いでこれを対応カウンターａ１〜ａｎからの第３加熱
ゾーンＨ３入側端位置信号ａγにより停止させ積算値を
保持させる。

そして又これと同時に該位置信号ａγにより第３加熱ゾ
ーンＨ３の上左部、上右部、下左部、下右部の各バーナ
ーグループ用グループ積算部５−５．５−６．５−７゜
５−８を動作せしめて、対応演算部ｃ−５、ｃ−６ｃｍ
７．ｃ−８からの第３加熱ゾーンＨ３内鋼材単位重量当
り投入燃料発熱量Ｋｃ−５，Ｋｃ−６゜Ｋｃ−７，Ｋｃ
−８を遂次導入し積算させる。

次いでこの動作を対応カウンターａｌ〜ａｎからの均熱
ゾーンＨ４入側端位置信号ａδにより停止させ積算値を
保持させる。

そして更にこれと同時に該位置信号ａδにより均熱ゾー
ンＨ４の上左部、上右部、下左部、下右部の各バーナー
グループ用グループ積算部５−９．５−１０．５−１１
．５−１２を動作せしめて対応演算部ｃ−９、ｃ−１８
，ｃ−１１ｃｍ１２からの均熱ゾーンＨ４内鋼材単位重
量当り投入燃料発熱量Ｋｃ−９，Ｋｃ−１０，Ｋｃ−１
１，Ｋｃ−１２を遂次導入し積算させ、次いでこれを対
応カウンターａ１〜ａｎからの抽出位置信号ａεにより
停止せしめ保持せしめるものである。

各積算部ｄｉ〜ｄｎにおける上記一連の積算動作が終え
ると直ちにその統計部ｄ’１〜ｄ’ｎが動作し各グルー
プ積算部５−１〜５−１２を保持せしめた積算値を取り
出して加算し、次いでこの加算値に、別途鋼材装入位置
信号ａαにより導入保持せしめた該当鋼材Ｓの重量ＷＸ
を乗じて該当鋼材Ｓが在炉中に受けた加熱投入熱量Ｔｋ
ｃ−ｘを算出し表示装置７に発信し、対応表示部７−１
〜７−ｎに表示保持させるとともに、自己及び各グルー
プ積算部５−１〜５−１２をリセットして次の鋼材用に
備える。

表示装置７の対応表示部７−１〜７−ｎ各々は鋼材位置
検出装置１の対応カウンターａ１〜ａｎからの鋼材装入
位置検出信号ａαにより鋼材加熱命令部６から該当鋼材
ＳのＮｏを導入し、これも表示保持せしめるが、他に前
記鋼材別投入燃料発熱量積算装置５の各積算部ｄ１〜ｄ
ｎにおけるグループ積算部５−１〜５−１２の保持積算
値をその保持の都度導入し、表示保持せしめるようにも
構成されている。

本実施例の構成及び作用については以上説明した通りで
あるが、鋼材別投入燃料発熱量積算装置５における各積
演算結果は、単なる表示にとどめることなく、例えば各
バーナーグループの燃料投入流量制御装置に制御要素と
して用いて鋼材焼き上り温度管理の精度向上及び合理化
を計り、燃料原単位の低減を可能とすることができると
ともに、燃料投入配分を制御せしめスキッドマーク緩和
の最適操業化をも有利に計ることができる。

又この他、バーナーの熱風温度コントロール、空燃化コ
ントロール、炉内における鋼材Ｓの搬送速度コントロー
ル即ち在炉時間の調節制御等の各種匍脚にも使用してそ
の精度向上及び合理化を有利に計ることができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す説明図である。 Ｈ・・・連続式加熱炉、１・・・鋼材位置検出装置、２
・・・加熱ゾーン内鋼材重量算出装置、３・・・燃料流
量測定装置、４・・・発熱量算出装置、５・・・鋼材別
投入燃料発熱量積算装置、７・・・表示装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋼材側に、少なくとも力島炉内長手方向における移
   動位置を検出する鋼材位置検出装置、前記鋼材位置検出
   装置からの各鋼材位置検出信号をその位置検出信号に応
   じて該当鋼材の重量を導入記憶し、且つ加熱炉長手方向
   の各加熱ゾーン内鋼材の総重量を遂次算出する加熱ゾー
   ン内鋼材重量算出装置、前記力撚炉長手方向の各加熱ゾ
   ーンにおける燃料投入流量を測定する燃料流量測定装置
   、前記加熱ゾーン内鋼材重量算出装置からの各加熱ゾー
   ン内鋼材総重量を所定時間毎に導入し、その都度、次の
   導入時点までの間、前記燃料流量測定装置からの各加熱
   ゾーン毎燃料投入流量を該所定時間内導入し、各加熱ゾ
   ーン毎に該導入鋼材総重量に基づいて鋼材単位重量当り
   の投入燃料発熱量を算出する発熱量算出装置、前記鋼材
   位置検出装置からの各鋼材の炉内長手方向における位置
   検出信号を導入し、その各鋼材の炉内長手方向位置信号
   に応じて前記発熱量算出装置から該当鋼材の位置する加
   熱ゾーンの鋼材単位重量当りの投入燃料発熱量を導入し
   積算する鋼材側投入燃料発熱量積算装置、の夫々を設け
   たことを特徴とする連続式加熱炉の鋼材加熱投入熱量測
   定装置。