[发明专利]钢板的温度控制装置及温度控制方法

说明书

在本发明的一实施方式的钢板的温度控制装置(1)中，状态变量/干扰推定部(15)同时推定控制模型的状态变量及温度干扰变量的值，炉温变更量算出部(16)使用控制模型的状态变量及温度干扰变量的值，以使加热炉的输出侧的钢板的温度的目标值与实际值的偏差的平方和成为最小的方式在制约条件下算出各加热区域的炉温变更量，炉温控制部(17)以使算出的炉温变更量能够实现的方式控制各加热区域的使用燃料流量。

技术领域

本发明涉及钢板的温度控制装置及温度控制方法。

背景技术

通常，钢板的连续退火设备由加热炉、均热炉及冷却炉等构成，在设备的输入侧，将板厚、板宽这样的尺寸或规格、退火条件不同的先行材料的尾端部与后续材料的前端部焊接而作为一个钢板连续地进行处理。在此，在加热炉中，目标是在焊接部的前后切换各加热区域的炉温设定值，由此以适合于各自的退火条件的方式进行加热处理。并且，最终，在设备的输出侧，钢板以卷材单位被切断而出货，或被向下一工序传送。

在加热炉中，通常通过使用了辐射管的辐射加热使钢板升温，但是在以焊接部为界而钢板的尺寸等不同的状况下，由于其前后的加热条件相同，因此钢板的温度会产生变动。而且，由于辐射管的控制所需的时间常数大，因此在通常的反馈控制中，响应慢，钢板的温度的变动期间变长。因此，例如专利文献1、2记载那样，基于钢板的尺寸或规格的变更等信息进行前馈控制，通过将炉温或燃料流量在短期间内较大地变更来使响应提前。

具体而言，专利文献1记载了如下的方法：事先对钢板的放射率进行红外线连续测定，在到达燃烧器紧下方的时刻以抵消根据放射率变动而预测的钢板的温度变动的方式连续地设定燃料流量。而且，专利文献2记载了如下的方法：使用钢板的温度、板厚、线速度、及燃料流量的动态的模型，事先算出以最小限度的偏离来追随钢板的温度的目标值的钢板的温度及燃料流量的时序数据，对燃料流量进行控制。

这样的前馈控制基于事先得到的信息按照模型来设定炉温或燃料流量，但由于不是基于钢板的温度的测定值的控制，因此以模型误差为起因而产生控制偏差。因此，其控制增益需要根据模型误差进行设定。从这样的背景出发，专利文献3记载了如下的方法：使用某参数来指定朝向钢板的温度的基准值进行推移的钢板的板温的响应轨道，以其能够实现的方式基于使用了与板厚或板宽等的钢板的各种因素相关的变量的动态的模型来决定炉温。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5510787号公报

专利文献2：日本特开昭64-28329号公报

专利文献3：日本特开平3-236422号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1、2记载的方法在提高钢板的温度的响应性这样的意义上可认为有效地进行动作。然而，根据专利文献1、2记载的方法，在某能够测定的干扰要素加入时，会使用存在误差的模型来算出实现钢板的温度的目标值的加热炉的炉温或燃料流量，因此在没有干扰要素的稳定状态下会出现控制偏差(稳定偏差)。另一方面，专利文献3记载的方法在一定周期内收集加热炉的输出侧的钢板的温度的实际值，逐次地设定钢板的温度的响应轨道，在模型上考虑板厚或板宽这样的先行材料与后续材料的差异，预测将来的钢板的温度并计算适当的炉温设定值，由此实现没有稳定偏差的响应性良好的控制。然而，在专利文献3记载的方法中，在某时刻在加热炉的输入侧钢板的装入温度存在变动的情况下，模型误差变大。而且，仅基于加热炉的输出侧的钢板的温度的测定值的反馈控制中，响应性差。

根据以上的情况，希望一种同时满足使用了前馈控制的响应性的提高和使用了反馈控制的稳定偏差的除去这2个控制指标的钢板的温度控制方法。它们也可以单独设计，但是在前馈控制的操作量未适当地进行设计或调整的情况下，对于反馈控制而言会成为干扰要素，因此两者的非干涉设计成为课题。