TW202302239A

TW202302239A - 資料收集裝置

Info

Publication number: TW202302239A
Application number: TW111106051A
Authority: TW
Inventors: 田中杏奈
Original assignee: 日商東芝三菱電機產業系統股份有限公司
Priority date: 2021-07-01
Filing date: 2022-02-18
Publication date: 2023-01-16
Also published as: JP7327675B2; WO2023276114A1; TWI814254B; JPWO2023276114A1; CN115843277A

Abstract

本發明之一樣態的資料收集裝置係具有：第一資料取得部，係取得在藉由前段步驟壓延後的素材的壓延方向上不同的複數個位置各者的壓延實際成果資料；第二資料取得部，係取得在藉由後段步驟壓延後的素材的壓延方向上不同的複數個位置各者的壓延實際成果資料；位置排齊部，係根據第一資料取得部所取得的壓延實際成果資料、及第二資料取得部所取得的壓延實際成果資料，使藉由前段步驟壓延後的素材的壓延方向上不同的複數個位置各者、與藉由後段步驟壓延後的素材的壓延方向上不同的複數個位置各者相互對應而排齊；生成部，係對於由位置排齊部所排齊後的素材的壓延方向上不同的複數個位置各者，生成素材的每個相同點的壓延實際成果資料；以及記憶部，係記憶素材的每個相同點的壓延實際成果資料。

Description

資料收集裝置

本發明係關於一種資料收集裝置。

例如，在壓延鋼鐵的鋼鐵製程中會採用：具備熱軋壓延生產線及冷軋壓延生產線，並藉由複數個生產線或步驟分別對素材(壓延材)進行壓延的壓延系統等。

以往，在這種壓延系統當中，會有在到達最終產品生產線時才在鋼捲(coil)發現品質問題的情形。此時，若品質問題的主因是在上游步驟的情形，會收集各壓延步驟的資料，再從最終產品生產線開始依序回溯確認各種壓延資訊，以進行問題部位的鑑別。因此，在調查品質問題的主因部位會耗費時間。

並且，由於壓延材的長度會因為各壓延步驟而變化，因此使用各壓延步驟的壓延實際成果資料，以人工作業進行各壓延步驟當中的鋼捲長度的位置排齊，因而問題部位的鑑別精準度也較低。

此外，由於大多也欠缺上游步驟的資料管理，或未正確掌握壓延材的剪斷長度，使得下游步驟資料與上游步驟資料的位置排齊不正確，因此也會有誤認主因部位的情形。

例如，在鐵、非鐵工廠(plant)當中，當要確認最終產品的品質問題的情形，為了調查問題的主因是位在最終產品生產線及上游步驟生產線的何處，必須從最終產品生產線開始回溯，收集在每個步驟中受到管理的資料並進行解析。

此外，專利文獻1揭示了一種關於以鋼鐵製程，特別是以對帶狀鋼板連續性地進行熱處理的退火製程為對象的異常預知方法及裝置的技術。並且，專利文獻1係顯示一種以沿著從鋼板的長邊方向的每個位置記憶操作‧控制資料為前提，判定期望的製造製程(退火)是否良好，並預測且防止品質異常的方法。

此外，專利文獻2揭示了一種支援系統，該支援系統係在鋼鐵製程當中支援操作員的推測作業，該推測作業推測在由包含品質檢查步驟的複數個步驟所構成的製造生產線被製造的製造物之品質異常的原因。並且，專利文獻2係顯示一種關於以核對複數個製程的資料的方式來推測原因的方法及判斷的操作員的支援方法。

此外，專利文獻3中揭示一種前饋控制的追蹤方法，其係在鋼材的製造製程當中，作為在複數個步驟間使鋼材的位置同步的技術。一般要進行前饋控制的情形，為了在前一個步驟將控制的輸入資料與位置資訊加以組合並記憶，而具備有檢出鋼材的位置的設備。若未具備有特別的設備的情形，在同時壓延時的兩個機座(stand)間等，材料必須在兩個步驟之間受到拘束。

[先行技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本專利第4992046號公報

專利文獻2：日本專利第6116445號公報

專利文獻3：日本專利第4400253號公報

然而，以往要在複數個壓延步驟間要對素材的同一點精準地進行取得並不容易。本發明是為了解決如上述的課題而完成者，其目的在於提供一種即使在藉由複數個壓延步驟壓延素材的情形，也可容易收集各壓延步驟當中的素材的每個相同點的壓延實際成果資料的資料收集裝置。

本發明之一樣態的資料收集裝置係從分別藉由前段步驟及後段步驟對素材進行壓延的壓延系統收集壓延實際成果資料者，該資料收集裝置係具有：第一資料取得部，係取得在藉由前段步驟壓延後的素材的壓延方向上不同的複數個位置各者的壓延實際成果資料；第一記憶部，係記憶前述第一資料取得部所取得的壓延實際成果資料；第二資料取得部，係取得在藉由後段步驟壓延後的素材的壓延方向上不同的複數個位置各者的壓延實際成果資料；第二記憶部，係記憶前述第二資料取得部所取得的壓延實際成果資料；位置排齊部，係根據前述第一資料取得部所取得的壓延實際成果資料、及前述第二資料取得部所取得的壓延實際成果資料，使藉由前段步驟壓延後的素材的壓延方向上不同的複數個位置各者、與藉由後段步驟壓延後的素材的壓延方向上不同的複數個位置各者相互對應而排齊；生成部，係對於由前述位置排齊部所排齊的素材的壓延方向上不同的複數個位置各者，使前述第一記憶部所記憶的壓延實際成果資料、與前述第二記憶部所記憶的壓延實際成果資料相互對應而生成素材的每個相同點的壓延實際成果資料；以及第三記憶部，係記憶前述生成部所生成的素材的每個相同點的壓延實際成果資料。

又，本發明之一樣態的資料收集裝置較佳為更具有：剪斷資料取得部，係取得分別顯示出將藉由前段步驟壓延後的素材的壓延方向前端及尾端剪斷後的長度的剪斷資料；以及算出部，係根據前述剪斷資料取得部所取得的剪斷資料、及前述第一資料取得部所取得的壓延實際成果資料，算出素材相對於後段步驟的實際入口側長度；其中，前述位置排齊部係根據前述算出部所算出的素材相對於後段步驟的實際入口側長度、及前述第二資料取得部所取得的壓延實際成果資料，使在藉由前段步驟壓延後的素材的壓延方向上不同的複數個位置各者、與在藉由後段步驟壓延後的素材的壓延方向上不同的複數個位置各者相互對應而排齊。

又，本發明之一樣態的資料收集裝置較佳為：剪斷資料取得部係藉由根據感測器所檢出的被剪斷後的素材的壓延方向的長度、及剪斷前後的素材的重量差的運算來取得前述剪斷資料。

又，本發明之一樣態的資料收集裝置較佳為：前述位置排齊部係根據前述第一資料取得部所取得的壓延實際成果資料中所包含的特徵點、及前述第二資料取得部所取得的壓延實際成果資料中所包含的特徵點，使在藉由前段步驟壓延後的素材的壓延方向上不同的複數個位置各者、與在藉由後段步驟壓延後的素材的壓延方向上不同的複數個位置各者相互對應而排齊。

根據本發明，即使在藉由複數個壓延步驟來壓延素材的情形，也可容易收集各壓延步驟當中的素材的每個相同點的壓延實際成果資料。

1:壓延系統

2:熱軋壓延生產線

3:冷軋壓延生產線

4:資料收集裝置

10:控制網路

20:加熱爐

21:粗壓延機

22:板端截剪機

23:精軋壓延機

24:冷卻裝置

25:捲取機

26-1,26-2,26-3,26-4:感測器

27:前段步驟控制裝置

30:解捲機

31:入口側截剪機

32:熔接機

33:張力保持器

34:壓延機

35:出口側截剪機

36:張力捲取機

37:感測器

38:出口側感測器

39:後段步驟控制裝置

41:第一儲存部

42:第二儲存部

43:第三儲存部

410:第一資料取得部

412:第一記憶部

414:第一資訊抽出部

420:第二資料取得部

422:第二記憶部

424:第二資訊抽出部

430:剪斷資料取得部

431:算出部

432:位置排齊部

433:生成部

434:第三記憶部

圖1係顯示具備一實施型態的資料收集裝置的壓延系統的構成例之圖。

圖2係例示出一實施型態的資料收集裝置所具有的功能的功能方塊圖。

圖3係例示出第一記憶部及第二記憶部所記憶的資料之圖。

圖4(a)係顯示前段步驟出口側的壓延方向的位置與壓延材的板厚的關係的曲線圖。圖4(b)係顯示後段步驟出口側的壓延方向的位置與壓延材的板厚的關係的曲線圖。圖4(c)係顯示對齊後的壓延方向的位置、與前段步驟當中的板厚及後段步驟當中的板厚的關係的曲線圖。

圖5係例示出第三記憶部所記憶的壓延材的每個相同點的壓延實際成果資料之圖。

圖6係示意性顯示在同一生產線內的壓延方向的位置排齊之圖。

以下，使用圖式來說明壓延系統的一實施型態。圖1係顯示具備一實施型態的資料收集裝置的壓延系統1的構成例之圖。如圖1所示，壓延系統1係例如藉由熱軋壓延生產線2及冷軋壓延生產線3分別經由控制網路10而連接於資料收集裝置4所構成，且藉由複數個壓延步驟依序地壓延素材(壓延材)。

控制網路10例如為LAN(Local Area Network)等的網路，亦可構成為包含控制用LAN及資訊系統LAN。

熱軋壓延生產線2係例如具有：加熱爐(RF：Reheating Furnace)20、粗壓延機(RM：Roughing mill)21、板端截剪機(CS：Crop Shear)22、精軋壓延機(FM：Finishing Mills)23、冷卻裝置(ROT：Run Out Table)24、及捲取機(DC：Down Coiler)25。又，熱軋壓延生產線2例如具備感測器26-1至26-4，並且構成為由前段步驟控制裝置27來控制構成熱軋壓延生產線2的各部。

熱軋壓延生產線2是由粗壓延機21對加熱爐20所輸出的鋼胚(slab)進行粗壓延，並將由板端截剪機22所截剪的壓延材送到精軋壓延機23。接下來，熱軋壓延生產線2由精軋壓延機23將被粗壓延的壓延材再壓延至預定的規格，並在冷卻裝置24使之冷卻之後由捲取機25捲取。在此，將熱軋壓延生產線2所進行的壓延步驟設為前段步驟。

感測器26-1係配置在粗壓延機21的出口側，以檢出被粗壓延機21壓延後的素材的壓延實際成果資料，並且向前段步驟控制裝置27輸出。例如，感測器26-1係檢出壓延步驟中的各實際成果值，而使前段步驟控制裝置27可取得在壓延方向(壓延材的行進方向)於上不同的複數個位置各者中的壓延材的長度、厚度、寬度及溫度等。

感測器26-2係配置在精軋壓延機23的入口側，係檢出向精軋壓延機23送來的素材的壓延實際成果資料，並且向前段步驟控制裝置27輸出。例如，感測器26-2係檢出對於素材的各實際成果值，而使前段步驟控制裝置27可取得在壓延方向於上不同的複數個位置各者中的壓延材的長度、厚度、寬度及溫度等。

感測器26-3係配置在精軋壓延機23的出口側，以檢出被精軋壓延機23壓延後的素材的壓延實際成果資料，並且向前段步驟控制裝置27輸出。例如，感測器26-3係檢出壓延步驟中的各實際成果值，而使前段步驟控制裝置27可取得在壓延方向於上不同的複數個位置各者中的壓延材的長度、厚度、寬度及溫度等。

感測器26-4係配置在冷卻裝置24的出口側，以檢出被冷卻裝置24冷卻後的素材的壓延實際成果資料，並且向前段步驟控制裝置27輸出。例如，感測器26-4係檢出冷卻步驟後的各實際成果值，而使前段步驟控制裝置27可取得在壓延方向於上不同的複數個位置各者中的壓延材的長度、厚度、寬度及溫度等。

並且，前段步驟控制裝置27係經由控制網路10將感測器26-1至26-4所檢出的各壓延實際成果資料傳送到資料收集裝置4。

冷軋壓延生產線3具有例如解捲機30、入口側截剪機31、熔接機32、張力保持器(looper)33、壓延機34、出口側截剪機35、張力捲取機36、複數個感測器37、出口側感測器38及後段步驟控制裝置39。並且，冷軋壓延生產線3係構成為由後段步驟控制裝置39控制構成冷軋壓延生產線3的各部。

冷軋壓延生產線3是以熱軋壓延生產線2的捲取機25所捲取的壓延材的鋼捲的尾端為前端，對經熱軋壓延生產線2壓延後的壓延材再度進行壓延。在此，將冷軋壓延生產線3所進行的壓延步驟設為後段步驟。

更具體而言，鋼捲解捲機30是以捲取機25所捲取的鋼捲的尾端為前端，將壓延材向入口側截剪機31送出。入口側截剪機31及出口側截剪機 35是為了整理壓延材的前端及尾端，藉由前後的夾送輥(未圖示)夾住壓延材使其通過，並依後段步驟控制裝置39的控制而將壓延材予以截剪。

熔接機32係具有：將鋼捲及鋼捲予以利用熔接而相連，而可連續性地進行對於複數個鋼捲的壓延步驟的功能。張力保持器33係保存壓延材，並向壓延機34固定供給壓延材。

壓延機34係再度對壓延材進行壓延。張力捲取機36係捲取由壓延機34壓延後的壓延材。

複數個感測器37係配置在設於壓延機34內的複數個機座周邊，例如檢出壓延材的厚度，並且向後段步驟控制裝置39輸出。並且，感測器37係檢出壓延步驟中的各實際成果值，而使後段步驟控制裝置39可取得在壓延方向於上不同的複數個位置各者中的壓延材的長度、寬度、及溫度等。

並且，後段步驟控制裝置39係經由控制網路10將各感測器37及出口側感測器38所檢出的各壓延實際成果資料傳送至資料收集裝置4。

如此，壓延系統1係藉由各個熱軋壓延生產線2(前段步驟)及冷軋壓延生產線3(後段步驟)來對壓延材進行壓延，並且由資料收集裝置4收集各壓延步驟中的壓延實際成果資料。

接下來，針對資料收集裝置4所具有的功能詳加敘述。圖2係例示出一實施型態的資料收集裝置4所具有的功能的功能方塊圖。資料收集裝置4係例如電腦，且資料收集裝置4係具有：以資料庫方式儲存前段步驟的壓延實際成果資料的第一儲存部41；以資料庫方式儲存後段步驟的壓延實際成果資料的第二儲存部42；以及將以資料庫方式儲存前段步驟及後段步驟當中的壓延材的同一點資料的第三儲存部43。

第一儲存部41係具有：第一資料取得部410、第一記憶部412、及第一資訊抽出部414。

第一資料取得部410係依據第一資訊抽出部414的控制，經由控制網路10取得在藉由前段步驟壓延後的壓延材的壓延方向上不同的複數個位置各者的壓延實際成果資料，並且向第一記憶部412及算出部431輸出。

例如，第一資料取得部410亦可在熱軋壓延生產線2的捲取機25完成鋼捲的捲取時，取得藉由熱軋壓延生產線2對於一個鋼捲所檢出的壓延實際成果資料。

第一記憶部412係依據第一資訊抽出部414的控制，記憶第一資料取得部410所取得的壓延實際成果資料並構成資料庫。並且，第一記憶部412係藉由來自生成部433的存取(access)，向生成部433輸出已記憶的壓延實際成果資料。

例如，如圖3所示，第一記憶部412係使長度資訊、板寬、板厚、及壓延時的溫度等對於壓延材的鋼捲建立對應關聯並加以記憶。

第二儲存部42係具有：第二資料取得部420、第二記憶部422及第二資訊抽出部424。

第二資料取得部420係依據第二資訊抽出部424的控制，經由控制網路10取得在藉由後段步驟壓延後的壓延材的壓延方向上不同的複數個位置各者的壓延實際成果資料，並且向第二記憶部422及位置排齊部432輸出。

例如，第二資料取得部420亦可在冷軋壓延生產線3的張力捲取機36完成鋼捲的捲取時，取得藉由冷軋壓延生產線3對於一個鋼捲所檢出的壓延實際成果資料。

第二記憶部422係依據第二資訊抽出部424的控制，記憶第二資料取得部420所取得的壓延實際成果資料，並構成資料庫。並且，第二記憶部422係藉由來自生成部433的存取，向生成部433輸出已記憶的壓延實際成果資料。

例如，與圖3所示的例子同樣地，第二記憶部422係使長度資訊、板寬、板厚及壓延時的溫度等對於壓延材的鋼捲建立對應關聯並加以記憶。

第三儲存部43係具有：剪斷資料取得部430、算出部431、位置排齊部432、生成部433及第三記憶部434。

剪斷資料取得部430係經由控制網路10取得分別顯示出將藉由前段步驟壓延後的壓延材的壓延方向前端及尾端剪斷後的長度的剪斷資料，並且向算出部431輸出。

例如，剪斷資料取得部430亦可藉由根據由熱軋壓延生產線2及冷軋壓延生產線3所檢出的剪斷後的壓延材的壓延方向的長度、及剪斷前後的壓延材的重量差的運算來取得剪斷資料。

又，剪斷資料取得部430亦可構成為：為了更正確地取得剪斷後的壓延材的長度，使用熱軋壓延後的鋼捲重量及冷軋壓延後的鋼捲重量來考量因受酸洗的減量或因受鍍覆的增量等而算出剪斷後的壓延材的長度。

此時，剪斷資料取得部430亦可構成為：在所檢出的長度與從重量算出的長度有差異時，採用從重量算出的長度。又，剪斷資料取得部430亦可構成為：使用壓延材的長度的比率使算出精度提升。

算出部431係根據剪斷資料取得部430所取得的剪斷資料及第一資料取得部410所取得的壓延實際成果資料，算出壓延材相對於後段步驟的實際入口側長度，並且向位置排齊部432輸出。

位置排齊部432係根據第一資料取得部410所取得的壓延實際成果資料、及第二資料取得部420所取得的壓延實際成果資料，進行使在藉由前段步驟壓延後的壓延材的壓延方向上不同的複數個位置各者、與在藉由後段步驟壓延後的壓延材的壓延方向上不同的複數個位置各者相互對應而對齊的處理。

例如，位置排齊部432係根據第一資料取得部410所取得的壓延實際成果資料中所包含的特徵點、以及第二資料取得部420所取得的壓延實際成果資料中所包含的特徵點，進行使在藉由前段步驟壓延後的壓延材的壓延方向上不同的複數個位置各者、與在藉由後段步驟壓延後的壓延材的壓延方向上不同的複數個位置各者相互對應而對齊的處理。此時，位置排齊部432係根據因受壓延材的長邊方向的反轉、溫度所致的長度的變化等來使位置對齊。

並且，在剪斷資料取得部430取得剪斷資料時，位置排齊部432係根據算出部431所算出的壓延材相對於後段步驟的實際入口側長度以及第二資料取得部420所取得的壓延實際成果資料，來進行使在藉由前段步驟壓延後的壓延材的壓延方向上不同的複數個位置各者、與在藉由後段步驟壓延後的壓延材的壓延方向上不同的複數個位置各者相互對應而對齊的處理。

圖4係顯示位置排齊部432使壓延材的壓延方向上不同的複數個位置各者對位的前後的具體例之圖。圖4(a)係顯示前段步驟出口側的壓延方向的位置與壓延材的板厚的關係的曲線圖。圖4(b)係顯示後段步驟出口側的壓延方向的位置與壓延材的板厚的關係的曲線圖。圖4(c)係顯示經過排齊後的壓延方向的位置、與前段步驟中的板厚及後段步驟中的板厚的關係的曲線圖。

此外，圖4(b)的橫軸的範圍，係壓延材藉由後段步驟再度經過壓延，因此會大於圖4(a)的橫軸的範圍。亦即，位置排齊部432亦可使圖4(b)的橫軸的範圍縮小，使其與圖4(a)的橫軸的範圍對齊，亦可使圖4(a)的橫軸的範圍擴大，使其與圖4(b)的橫軸的範圍對齊。

例如，在進行從板寬或板厚的波形資訊抽出特徵點，且特徵點在熱軋壓延後的產品與冷軋壓延後的產品有偏差時，如圖4所例示，位置排齊部432亦可使相位移動(滑動)使特徵點排齊。又，位置排齊部432亦可在特徵點前後各自調整伸縮率來進行位置排齊，使精準度提升。

如圖4所示，在位置排齊部432使在壓延材的壓延方向各自不同的複數個位置各者排齊之後，便可使前段步驟的板厚及後段步驟的板厚依壓延方向的每個位置容易地進行對照。

並且，位置排齊部432係向生成部433輸出顯示出在排齊後的壓延材的壓延方向不同的複數個位置的資訊。

生成部433係對於由位置排齊部432排齊後的壓延材的壓延方向各自不同的複數個位置各者，使第一記憶部412所記憶的壓延實際成果資料、與第二記憶部422所記憶的壓延實際成果資料相互對應來生成壓延材的每個相同點的壓延實際成果資料，並且向第三記憶部434輸出。

第三記憶部434係記憶生成部433所生成的壓延材的每個相同點的壓延實際成果資料，並構成資料庫。

圖5係例示出第三記憶部434所記憶的壓延材的每個相同點的壓延實際成果資料之圖。如圖5所示，在位置排齊部432使壓延材的壓延方向上不同的複數個位置各者排齊之後，第三記憶部434係可將前段步驟的板厚等、與後段步驟的板厚等依壓延方向的每個位置容易地進行對照。

如此，資料收集裝置4即使在藉由壓延系統1的複數個壓延步驟對壓延材進行壓延時，仍可容易收集各壓延步驟中的壓延材的每個相同點的壓延實際成果資料，且可容易進行壓延材的各壓延步驟中的品質分析。亦即，資料收集裝置4即使在最終鋼捲當中發現品質問題，也可容易地鑑別有問題的部位，並且容易進行前段步驟及後段步驟的壓延實際成果的分析。

此外，上述實施型態係將前段步驟設為熱軋壓延步驟，將後段步驟設為冷軋壓延步驟，但亦可如圖6所示，資料收集裝置4亦可構成為：將前段步驟設為熱軋壓延生產線的粗壓延，將後段步驟設為熱軋壓延生產線的精軋壓延，並作成在同一生產線內使壓延方向的位置排齊的資料庫。此時，資料收集裝置4係使用感測器26-1至26-4(參照圖1)所檢出的各壓延實際成果資料。

又，資料收集裝置4係針對熱軋壓延生產線內的端剪長度也是利用感測器來檢出，並且亦可具備使用鋼胚重量與鋼捲重量的差、及測量(scale)重量(推測值)來進行補正的功能。

又，熱軋壓延後的冷軋壓延、冷軋壓延後的退火步驟等，在步驟間壓延材的前端與尾端反轉時，當然亦可進行將前段步驟的尾端設為後段步驟的前端等的反轉處理。

又，資料收集裝置4在從前段步驟到後段步驟之間鋼捲被分割或是相連的情形，係利用必定受到管理的鋼捲ID作為製造製程資訊。

此外，資料收集裝置4所具有的各功能可各自一部份或全部由PLD(Programmable Logic Device，可編程邏輯裝置)或FPGA(Field Programmable Gate Array，現場可編程閘陣列)等的硬體來構成，亦可由CPU等的處理器所執行的程式來構成。