TW401328B - Rolling roll profile control equipment - Google Patents

Description

401328 A7 F7_ 五、發明説明（1 ) 發明領域 本發明是有關於一種滾軋輥外形控制設備，在金屬材 料熱軋或冷軋時，控制軸向的輥外形分布、亦即輥直徑。 發明背景 習知技術說明 在熱薄料帶滾軋及冷薄料帶滾軋的品質控制裡，帶厚 控制是控制料帶在寬度方向中心處的帶厚，帶寬控制是根 據設定値控制料帶寬，溫度控制是控制料帶的溫度至最佳 。此外，冠控制，控制料帶在寬度方向分布、亦即料帶外 形的帶厚；平面度控制，控制料帶在帶寬方向的延伸量。 在這些控制中，冠控制及平面度控制是在滾軋輥（此 後，簡稱"工作輥”或”輥”）沿軸向兩端設置輥彎曲裝置或輥 交叉裝置。輥彎曲裝置是藉由彎曲輥來控制料帶的外形； 輥交叉裝置是藉著在滾軋方向交叉上、下輥以及變化輥間 隙在軸向的分布來控制料帶的外形。 特別影響料帶外形的因素爲輥的負載及輥的外形，其 中，輥的外形影響較大，因爲滾軋輥是直接接觸在料帶上 的。 在引起輥外形變化的原因裡，輥從料帶接受熱，產生 熱冠（如，輥外徑的熱膨脹），同時在滾軋輥及料帶間的 磨耗亦會產生外形變化。圖1 ( a)顯示具有熱冠的輥外 形。圖1 ( 1?)顯示結合熱冠及磨耗兩因素的輥外形。 » 圖2顯未料帶在滾軋期間，輥在A—A斷面，從軸向 --------—rv^-----；-I訂-----—線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -4 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明説明（2 ) 中心稍微向旁邊側移的位置處，輥外形隨時間變化的情形 。圖中，熱冠由點曲線P表示，隨著時間逐漸增加並趨近 飽和；磨耗由點直線Q表示，近乎等速率前進。所以，輥 外形變化由兩者結合而成，如曲線R所示》這樣的趨勢會 在輥的各個斷面發生，並產生不同程度的變形。因此，輥 外形在軸向不會產生如圖1(a)所示的簡單曲線。 圖3(a)及（b)顯示在連續滾軋情況下，熱冠的 成長槪念圖。其中，3 (a)顯示短滾軋間距，3 (b) 顯示長滾軋間距；在各個例子中皆顯示實線及點線（實線 及點線的差別將描述如下）。 爲了要控制輥外形因磨耗而變化，可於輥表面附上高 抗磨耗材料。同時對於處理熱冠的技術，已知公開的方法 如以下（a ) 、（ b )及（c )。 (a )改變滾軋設備縮減率以控制熱冠成長，1^丨£1-Open Patent Showa (Tokkoushou) 56-1161 Gazette 發表"熱料 帶滾軋方法帶狀冠理論設計”。 (b )調整滾軋間距，Laid-Open Patent Showa (Tokkoushou) 60-5370 Gazette發表”熱料帶精密滾軋熱冠控 制方法及其設備”。 (c )調整滾軋冷卻液，Laid-Open Patent Showa (Tokkoushou) 60-573 1 Gazette發表”熱料帶精密滾軋料帶冠 控制方法”。 在以上翠知技術理，（a)所發表的方法，滾軋設備 * 不同站的縮滅率時常無法正確的控制熱冠。亦即，縮減率 --------------：—ir------^ -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本I) 本紙張尺度適用中國國家揉率（CNS ) A4规格（210X297公釐） -5- A7 _._B7____ 五、發明説明（3 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 直接影響滾軋狀態及產品品質，如滾軋負載、冠、相關站 的張力，以及優先控制等。實際上，此種熱冠控制方法的 使用率很低。 同時，（b )所發表的方法，輥間距基於產品計劃決 定，同時幾乎總是由運轉理由決定以避免問題產生。事實 上，當做熱冠控制的方法在使用上是相當少見的。 再另一方面，（c)所發表的方法目前被廣泛採用， 然而，即使將輥冷卻，由於不同的情況，如輥間距、料帶 溫度，以及冷卻液的流動及溫度，很難控制輥的熱膨脹。 通常，爲了要減少熱冠的效應，一種控制輥熱冠成長 的方法是將輥外形當作定値，作用在料帶外型及帶厚的影 響會降低。同時，由於輥散出從料帶接受的部份熱能，需 要大量的冷卻水，同時要架設這種型式的冷卻設備是相當 困難的。 同時，如圖2所示，當滾軋具有相當短的間距時，熱 冠有達到飽和的特性，如圖3 ( a )所示，在達到飽和之 後，熱冠變化的影響將變小。 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 然而，如圖3(b)所示，當滾軋間距長時，當等待 滾軋時，單次形成的熱冠冷卻，同時趨向於回到下一次料 帶滾軋之前的情況。在此情況下，熱冠變化對於輥的影響 顯得很強烈。而且，當輥溫度低時，熱從料帶釋放的效應 變得很高。這種在料帶前端極速降溫的情形對於料帶厚度 的精度及其维相關的特性有不良的影響。 同時，德了要量測輥外型，需要特殊的檢側器，在滾 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 A7 B7___五、發明説明（4 ) 軋期間，藉由光學或直接接觸的方式沿著輥軸向掃描輥外 型來做檢側。在另一方面，由於安裝檢側器空間的限制’ 採用一種不直接檢側輥外型，而改從其他狀態量（如’滾 軋壓力及滾軋速度）來預測的方式進行檢測。然而，如上 所述，隨著滾軋情況，輥外型實際上的行爲十分複雜，所 以預測的精度並不是很高。 發明槪述 根據本發明，其目的爲設計來解決上述的問題，提供 一種輥外型控制設備，能夠減少並控制由熱冠變化所產生 的影響》 根據本發明的另一個目的是提供一種輥外型控制設備 ，能夠執行控制的目的，而不需要特殊的檢側器來檢側輥 外型。 根據本發明的另一種目的是提供一種輥外型控制設備 ，能夠藉由識別及預測輥外型變形零件上的熱冠來增進輥 外型控制》 根據本發明的另一種目的是提供一種輥外型控制設備 ，能夠迅速的改善滾軋系統的熱效應以及對環境的保護。 輥外型量測裝置，將滾軋設備輥的軸向劃分成各個控 制單元，同時測量各個分割截面的直徑。 溫度處理裝置，提供輥上各個劃分截面相對應的位置 上至少一個冷卻裝置，以冷卻所對應的截面，以及一加熱 裝置，用來力Ϊ1熱所對應的截面；同時，輥外形控制裝置在 401328 -* (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 A7 £7___ 五、發明説明（5 ) 輥上各個劃分截面相對應的位置控制溫度處理裝置，使得 可依據輥外形量測裝置所量得的値來調整所需的輥外形。 此外，根據本發明，上述的目的可藉由提供具有下列 特性的滾軋輥外形控制設備來達成。亦即，是一種具有滾 軋輥外形預測裝置的滾軋輥外形控制設備，其中包含，至 少依據輥間隙以及滾軋設備的滾軋負載來計算量規計帶厚 :利用量規計帶厚，與帶厚量測値或以帶厚量測値爲根據 的帶厚預測値做比較，來計算帶厚與料帶中心的偏差量； 從帶厚偏差預測軸向中央的輥直徑；同時依據軸向中央輥 直徑的預測値來預測輥各個分割截面的輥直徑，同時使用 輥外形預測裝置取代輥外形量測裝置。 此外，根據本發明，上述的目的利用滾軋輥外形控制 設備來達成，具有下列配置。亦即，該滾軋輥外形控制設 備包含滾軋輥外形預測裝置，藉由預測輥磨耗正比於輥長 度及輥負載所獲得的輥外徑來預測輥磨耗元件，同時將預 測得出的剩餘量視爲熱冠量》 此外，根據本發明，上述的目的利用滾軋輥外形控制 設備來達成，具有下列配置。亦即，該滾軋輥外形控制設 備包含輥外形預測裝置，控制溫度處理裝置使得輥各個分 割截面的輥直徑變爲相同。 再者，根據本發明，上述的目的利用滾軋輥外形控制 設備來達成，具有下列配置。亦即，該滾軋輥外形控制設 備包含加熱寒置，提供任一個或一組加熱元件，可利用加 熱器加熱、氣空氣吹送、熱水噴灑以及感應器加熱。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS > A4規格（210X297公釐） ---------------Γ-訂一：------線 . * (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -8- A 7 __ _B7_ 五、發明説明（6 ) (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 另外，根據本發明，上述的目的利用滾軋輥外形控制 設備來達成，具有下列配置。亦即，該滾軋輥外形控制設 備包含加熱裝置，在料帶冷卻後噴灑循環水。 圖示簡單說明 圖1顯示並說明輥熱冠及輥磨耗之間的關係； 圖2顯示並說明輥熱冠及輥磨耗相對於時間的的關係 圖， 圖3(a)及（b)顯示兩種不同滾軋間距，在連續 料帶輥製程中，熱冠及磨耗隨著時間成長的過程； 圖4顯示依據本發明之滾軋輥外形控制設備，包含滾 軋系統的第一個實例之整體方塊圖； ~ 圖5顯示根據圖4所示第一具體實例，主要元件配置 面 · 圖， 圖6顯示根據圖4所示第一具體實例的控制系統，其 詳細配置圖； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖7顯示根據圖4所示第一具體實例的運作，其輥外 形例子。 圖8 ( a )至（d)顯示根據圖4所示第一具體實例 ，在輥軸向所在位置加熱及冷卻狀態的時間表； 圖9顯示顯示依據本發明之滾軋輥外形控制設備，包 含滾軋系統的第二個實例之整體方塊圖； 圖1 0辱示根據圖9所示第二具體實例，主要元件配 置圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -9 - 401328 at Β7 五、發明説明（7 ) 主 要 元件對 照 表 1 料帶 2 逆轉輥 3 工作輥 4 a 、4 b 冷卻裝置 5 a 、5 b 、 6 a ' 6 b 冷卻裝置 7 a 、7 b 加熱裝置 9 負載檢側器 1 0 帶厚估測裝 置 1 1 帶厚計 1 2 質量流帶厚 估 測裝置 1 3 輥外形預測 裝 置 1 4 輥外形控制 裝 置 1 5 馬達 1 6 a 、 1 6 b輥外形檢測 裝 置 ---------Mrv^.-- (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) ，tr 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 較佳實例之詳細說明 參考圖4描述根據本發明的一個具體實例，其中指示 碼從不同的視角指向相對應的元件。 圖4顯示依據本發明之滾軋輥外形控制設備，包含滾 軋系統的第一個實例之整體方塊圖。圖中，一對工作輥3 位於一對逆雩輥2內側，以形成習知的輥站，料帶1經由 此站滾軋。ί動輥的主要馬達1 5驅動工作輥對3。逆轉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 經濟部智慧財產局員工消贫合作社印製 A7 _B7____ 五、發明説明（8 ) 輥對2供應一個逆轉輥冷卻裝置4 a來冷卻上逆轉輥2 ’ 同時，逆轉輥冷卻裝置4 b則冷卻下逆轉輥2 °例如’逆 轉輥冷卻裝置4 a及4 b從水供給裝置引導料帶冷卻水（ 圖中省略）並從噴嘴或類似機構將冷卻液噴灑在逆轉輥2 上。 此外，位於料帶1的入口側’工作輥冷卻裝置6 a冷 卻上工作輥3，工作輥冷卻裝置6 b冷卻下工作輥3 °這 些工作輥冷卻裝置5a、5b、6a ’及6b從水供給裝 置引導料帶冷卻水（圖中省略）並從噴嘴或類似機構將冷 卻液噴灑在逆轉輥2上。而且’工作輥冷卻裝置5 a、 5 b、6 a，及6 b控制水量的動作是相互獨立的。 此外，時從工作輥3來看，位於料帶1的出口側，工 作輥加熱裝置7 a用來加熱上工作輥3 ’工作輥加熱裝置 7 b用來加熱下工作輥3。該工作輥加熱裝置可使用任一 種加熱元件，如加熱器加熱、熱空氣吹送、熱水噴灑以及 感應器加熱。也可使用一組不包含上述的加熱元件。而且 ，所有這些加熱元件藉由控制加熱媒體來操控溫度調整運 作。 根據本發明，工作輥冷卻裝置5a、5b、6a、 6 b，及工作輥加熱裝置7 a及7 b如後亦稱爲”溫度處理 裝置”》 同時，輥間隙檢測器8檢側工作輥對3之間的輥間隙 ，同時滾軋尊載檢側器9檢側滾軋負載。這些檢側器的檢 側値供給童运計帶厚估測裝置1 0。量規計帶厚估測裝置 --------------：--訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本I) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -11 - 401328 A7 B7_ 五、發明説明（9 ) 1 0主要根據輥間隙及滾軋負載的檢側値估算量規計帶厚 。同時，帶厚計1 1在料帶滾軋之後檢測帶厚。質量流帶 厚估測裝置12依據測得的帶厚及計算出的質量流帶厚來 計算質量流。 輥外形預測裝置13比較從量規計帶厚估算裝置10 所測得的量規計帶厚，與從質量流帶厚估測裝置1 2所測 得的質量流帶厚；以此預測在工作輥3軸向的輥外形。接 著，輥外形控制裝置1 4控制工作輥冷卻裝置5 a、5 b 、6a、6b，及工作輥加熱裝置7a及7b，如此可獲 得想要的輥外形》 圖6顯示圖4整機配置的控制系統方塊圖，15置如下 。根據輥外形預測裝置1 3所預測的輥外形以及輥外形目 標値（參考値）提供給滾軋輥外形控制裝置1 4。接著， 滾軋輥外形控制裝置1 4藉由控制工作輥冷卻裝置5 a、 5b、6a、6b，及工作輥加熱裝置7a及7b的冷卻 媒體及加熱媒體來控制輥熱冠及磨耗的組合値，使得該兩 輥外形之間的差異趨近於0。 參考圖7及圖8，描述如上所述第一實例的動作如下 。首先，此處所顯示的滾軋站爲5到7站後，縱列第i滾 軋站。料帶1由輥驅動主馬達1 5驅動的工作輥3沿著X 箭頭方向滾軋。亦即，沿著圖的左邊到右邊方向移動。同 時，輥間隙檢測器8檢測工作輥輥間隙S i，並將結果供給 量規計帶厚侍測裝置1 0。量規計帶厚估測裝置1 0藉由 以下的方程式計算第i站，帶寬方向中心處的量規計帶厚 本纸張尺度逍用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） ---------裝-----_--訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消«-合作社印製 -12- 401328 A7 B7_____ 五、發明説明（10 ) h G M i 0 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) h G M i = S i + P * / M i ( 1 ) 其中， S i =第i站輥間隙 Pi=第i站滾軋負載 Mi=滾軋設備第i站常數 此外，關於，量規計帶厚估測裝置1 〇依據不 同的速度有多種的表現，包含油軸承所使用的帶厚的正確 性。然而，基本上仍是以方程式（1 )來估算。 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 在另一方面，如圖4所示，帶厚計1 1安裝在第i站 的出口側，或安裝在第I站下游（或上游）出口側。當帶 厚計1 1在第i站的出口側安裝完畢，由帶厚計1 1測得 的帶厚h χ視爲第i站在帶寬方向中心處質量流帶厚h MF i 。本實例顯示的質量流帶厚估側裝置12提供帶厚計11 安裝在除的第i站外，第N站的出口站。基於質量流爲常 數的原理，使用測定値hN藉由以下表示式（方程式）來計 算質量流帶厚hMPi。 hFM> = [(l + fN) · VRn · hN]/[(l + fi) · VRi] (2) 其中， h N :供給第N站出口側，由帶厚計測得的帶厚 -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 401328 A7 _B7_ 五、發明説明（11 ) f N :第N站前方的斜率 fi :第i站後方的斜率 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

VRn :第N站工作輥，輥周邊的速度N

VRNi :第i站工作輥，輥周邊的速度N 如果上述量規計帶厚hCMi視爲不考慮等效於熱冠及 磨耗模型其他完整模型，熱冠及磨耗的效應由質量流帶厚 hMFi顯現。因此，基於實際測得的質量流帶厚 正則，根據熱冠及磨耗合成的帶厚偏差分量△ hRP可由以 下方程式得到。 Δ hRP = hGMi — hMf i (3) 其中，此情況表示，當ΔΙΐκΡ>0，熱冠比磨耗大；同時 當ΔΙχΚΡ<〇時，熱冠比磨耗小。 同時，當要分離熱冠及磨耗分量時，磨耗分量可進一 步以下示表示。 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 輥磨耗分量=K. S(Ps· Ls) (4) 其中， K :增益 P s :滾軋料帶1期間，L量測點滾軋負載取樣平均値 L s :料，帶1長度 以及Σ ()表示在（）內項數的總和》 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14- 401328 A7 B7_ 五、發明説明（12 ) 所以，當由方程式（4 )找出磨耗分量由方程式（3 )得出的帶厚偏差分量△ hRP減去其餘的及對應之熱冠。 在另一方面，輥外形由沿輥軸向的輥外徑所分布而成 。因此，單使用帶厚偏差分量△ hRP要得出輥整體外形是 相當困難的。爲此，已有提出不同於在中心處的其他方法 來計算輥外形，而這些方法已能夠用來得出輥外形。然而 ’爲了要精確的沿著軸向將輥外形分割成各個網面來計算 各個網面的邊界條件，同時算出各網面的溫度，電腦程式 相當複雜且電腦的負載十分龐大。因此，如圖7所示，輥 沿著軸向的輥外形能由熱冠相對以方程式（3 )爲基礎所 得出的輥中心帶厚偏差△ tiRP來算出，並使用二次曲線、 三次曲線以及指數函式等得出。 輥外形預測裝置1 3執行方程式（3)及（4)的計 算。接著，算出熱冠並使用二次曲線、三次曲線以及指數 函式等算出沿輥軸向每個控制單元的輥外徑値，並將得出 的資料供給輥外形控制裝置1 4。輥外形控制裝置1 4控 制工作輥冷卻裝置5a、5b、6a、6b，及工作輥加 熱裝置7 a及7 b，使得由輥外形預測裝置1 3測得的輥 直徑跟隨著外形目標値。參考圖8及圖3，對於控制方法 會有更詳盡的說明。 如圖3 ( a )點線所示爲僅當輥冷卻時，輥熱冠成長 的狀態。在滾軋期間，熱冠隨著時間持續的成長。然而， 當輥冷卻時；即使滾軋未進行的等待期間，熱冠減緩到達 飽和的區域。在熱冠未達飽和的狀態，即使在料帶滾軋期 ---------TW裝-----；--訂------線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 401328 A7 __B7___ 五、發明説明（13 ) 間，控制輥間隙的量，冠及平面度，是在擾平衡的狀態下 進行。同時，即使在同樣的情況下採取整列料帶連續滾軋 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) ，仍會有擾平衡的情形發生使得各的料帶的設定必須改變 〇 在另一方面，如圖3 ( a )實線所示，如果能夠快速 的達到且維持熱冠在飽和區域，就能夠減少由於熱冠變化 產生的擾平衡效應。圖3 ( a )所示的實線爲在滾軋期間 冷卻以及在等待期間加熱的情形。 同時，如圖3 ( b )所示，當此次滾軋至下一次滾軋 的時間長時，熱冠無法達到飽和。在這些線中，點線爲僅 在冷卻的情形。實線爲在滾軋期間冷卻以及在等待期間加 熱的情形，如此做，能夠促進熱冠成長，加速達到飽和區 域同時減少熱冠的變化。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，如圖3 (a)及圖3(b)，輥外形控制裝置 14控制工作輥冷卻裝置5a、5b、6a、6b，及工 作輥加熱裝置7 a及7 b在等待期間加熱以及在滾軋期間 冷卻。藉由此裝置，能夠加速熱冠成長，因此能夠由帶厚 控制及冠及平面控制。 同時，輥外形控制裝置1 4執行控制位於工作輥3軸 向各個控制單元上，工作輥冷卻裝置5a、5b、6a、 6 b，及工作輥加熱裝置7 a及7 b以改變冷卻及加熱時 間。亦即，如圖8 ( a )所示，工作輥3沿著軸向提供工 作輥冷卻裝置5a、5b、6a、6b，及工作輥加熱裝 置7 a及7 b至所分成η個截面，視各個截面爲外形控制 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -16- 401328 A7 B7 五、發明説明（14 ) ' 單元上。 在此情況下，因爲料帶的接觸頻率，在工作輥3中心 的磨耗較大，而在兩端的磨耗較小，因爲與料帶接觸的機 會較少。如此，當沿著軸向在工作輥3兩端的加熱時間短 時，藉由沿著軸向長的冷卻時間；或當沿著軸向在中心處 的加熱時間長時，藉由短的冷卻時間，整個的平坦外形能 夠維持。 圖8 ( b )顯示輥分割成的控制單元第1截面，冷卻 時間及加熱時間的關係。圖8 ( c )顯示沿著軸向第m截 面，冷卻時間及加熱時間的關係。圖8 (d)顯示第η截 面冷卻時間及加熱時間的關係。 對於這些截面，在滾軋期間冷卻，等待時間加熱。而 且，如圖8 (b) ，（c)及（d)顯示沿軸向的各個截 面；相較於兩端第1及第η截面，沿著軸向中心處第m個 截面，在滾軋期間冷卻時間較短，等待期間加熱時間較長 。在這些截面之中，考慮輥外形，冷卻時間及加熱時間的 變化愈來愈多。藉由此裝置，能夠使工作輥3沿著軸向整 個輥外形維持固定。 順便一提，此實例假設在滾軋期間冷卻以及在等待期 間加熱。然而，例如在此情況中，當熱冠達到飽和區域時 ，輥外形目標値的部份會比現有的輥直徑預測値較大或較 小》在此情況中，不管是否是在滾軋期間，每個輥直徑控 制單元就有可能決定冷卻或加熱。 輥外形偏差H C可由下示算出 --------------^—1Τ------^ (讀先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） -17- 經濟部智慧財產局員工消*合作社印製 A7 B7 五、發明説明（15 ) HC = RPref — RPest (5) 其中， RPref:輥外形目標値 R P E s τ :輥外形預測値 同時，如果HC>0，則表示加熱，如果hc<0， 則表示冷卻。藉由此裝置，可使沿著整個軸向，連續維持 輥外徑爲一定値。 然而在上述的實例中，工作輥加熱裝置7 a及7 b的 任一個加熱元件，或一串加熱元件，可使用加熱器加熱、 熱空氣吹送，熱水噴灑，以及感應加熱。然而，單獨使用 熱水作爲加熱媒介有以下好處。 通常，在熱滾軋時，工作輥3的溫度約爲6 0°C，在 此情況使用熱水，在過濾後，可配置用來直接噴灑於輥上 ，重新冷卻料帶。在此情況中，對於冷卻的料帶1能夠重 複使用潛藏於水中的熱，藉此改善熱效應以及對環境的保 護。 圖9顯示根據本發明第二具體實例之滾軋輥外形控制 設備的整體方塊圖。在圖中，與圖4第一具體實例相同的 零件具有相同的參考標號，同時對於這些零件的描述則省 略》如圖4第一具體實例，考慮直接檢測輥外形相當困難 ，因此藉由比較第i站量規計帶厚hCMi以及質量流帶厚 hMFi來預測輥外形。然而，可考慮用光學或接觸的方式 ---------裝-----^--訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本页) 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 40JS2& . A7 B7 五、發明説明（16) 一 來量測輥外形。圖9乃依據此槪念，顛示利用輥外形檢測 裝置1 6 a及1 6 b直接檢測的設備。這些測得的値則提 供給輥外形控制裝置1 4。 圖1 0顯示圖9控制系統整體配置的方塊圖。配置如 下，由滾軋輥外形檢測裝置1 6 a及1 6 b得出的輥外形 檢測値，與輥外形目標値提供給輥外形控制裝置1 4。輥 外形控制裝置1 4藉由控制工作輥冷卻裝置5 a、5b、 6 a、6b，及工作輥加熱裝置7a及7b的冷卻媒體及 加熱媒體來控制輥熱冠及磨耗的合成値，使得量測與目標 値的差異趨近於0。 輥外形控制裝置14的詳細動作與圖4所使用的裝置 描述相同，在此忽略不提。因此，當使用第二具體實例， 控制的實行是使量測値跟隨目標値走。因此，可得到精確 的輥外形控制》 順便一提，根據上述具體實例，工作輥冷卻裝置7 a 及7 b設置於料帶入口側，工作輥冷卻裝置6 a及6 b設 置於工作輥3料帶出口側。然而，當冷卻表現高時，這些 裝置可以只設在料帶入口側，或只設在料帶出口側。 以下將對上述做更淸楚的描述，當使用本發明時，當 沿著滾軋設備輥軸向控制輥外徑時，由沿輥軸向分割的控 制單元的各個截面量得輥直徑，溫度處理裝置包含至少一 個冷卻裝置及一個加熱裝置，設置在各個截面，控制使得 輥外徑測量値跟隨設計値》因此，比較習知只使用冷卻裝 置的設備，熱冠變化的影響能夠更加減小。 --------------;--iT------^ (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 40ί32δ A7 B7 五、發明説明（17 ) 同時，當使用本發明，輥軸向中心處的輥直徑，藉由 比較量規計料厚，與帶厚量測値或基於帶厚量測値的帶厚 預測値來預測。此外，輥分割的各個截面的輥直徑可基於 該預測値測得。因此，不需要特殊的檢測器來檢測輥外形 亦可獲得同樣的效果。 此外，當使用本發明，對於輥磨耗元件，磨耗量預測 與已滾軋的長度及滾軋負載的增加成比例，其餘的部份則 視爲熱冠量。因此，輥外形的控制得以簡化。 此外，當使用本發明，滾軋輥外形控制設備在滾軋期 間冷卻輥，在未滾軋等待期間加熱輥。因此，不僅可加速 熱冠成長，並可使滾軋在接近飽和區域下執行。因此，由 熱冠變化所引起的效應可進一步降低。 此外，當使用本發明，至少控制一冷卻媒體及一加熱 媒體使得於輥上輥外形各個分割的截面維持定値。因此， 與習知只採用冷卻裝置的設備比較，由熱冠變化產生的影 響可減少。 再者，當使用本發明，一個或一組加熱元件，可利使 用加熱器熱、熱空氣吹送、熱水噴灑以及感應器等作爲加 熱裝置。因此，有多種方便的裝置可供選擇及使用。 再者，當使用本發明，在冷卻料帶後，加熱裝置噴灑 循環水。因此，可增進滾軋系統的熱效應，同時對於環境 的保護亦可獲得改善。 顯而易見地，本發明眾多增加的修改及變化使得上述 的技術更得彰顯。附加的專利範圍可更加了解，本發明的 ---------^^-----;--iT------Μ (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 本紙張尺度遥用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20- *±ύ!328 ；； 五、發明説叫8() 實際應用不僅此於文中所描述的特殊裝置。 經濟部中央標準局男工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -21 -

Claims (1)

1. A8 [01328 ?« D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1種滾軋輥外形控制設備包含：輥外形量測裝置 ，可沿著滾軋設備的輥軸向分割成控制單元，並量測各個 控制單元的輥直徑：於各個控制單元上的溫度處理裝置包 含冷卻所對應控制單元的冷卻裝置以及加熱所對應控制單 元的加熱裝置；以及滾軋輥外形控制裝置，用以控制該溫 度處理裝置使得由該輥外形量測裝置所測得的各個輥外徑 可依設計値而決定。 2 .根據申請專利範圍第1項之滾軋輥外形控制設備 ，其中該輥外形控制裝置：基於該滾軋設備的輥間隙及輥 負載計算量規計帶厚；藉由比較量規計帶厚，與帶厚量測 値以及基於該帶厚量測値所預測的帶厚値，來計算料帶中 心帶厚的偏差量；從該帶厚偏差量預測沿軸向中心處的該 輥直徑；以及基於沿軸向中心處的輥直徑的預測値來預測 該輥上各個分割截面的輕直徑》 3. 根據申請專利範圍第2項之滾軋輥外形控制設備 ，其中：對於輥磨耗元件，該輥外形控制裝置藉由預測而 經濟部智慧料產局員工消費合作社印製

   滾軋輥外形 軋期間冷卻輥 得的輥直徑，預測磨耗量與已滾軋的長度及滾軋負載的增 加成比例，其餘的部份則視爲熱冠量。 4. 根據申請專利範圍第1、2及：' 控制設備，其中該滾軋輥外形控制裝置 ，在未滾軋等待期間加熱輥。 5 .根據申請專利範圍第1、2及3任一項之滾軋輥 外形控制設備，其中該輥外形控制裝置控制溫度處理裝置 使得輥上所分割的各個控制單元其輥外徑維持定値。 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22- 401328 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 6 .根據申請專利範圍第1、2及3任一項之滾軋輥 外形控制設備，其中該加熱裝置包含加熱器加熱、熱空氣 吹送、熱水噴灑以及感應器加熱。 7 .根據申請專利範圍第1、2及3任一項之滾軋輥 外形控制設備，其中在冷卻水冷卻料帶後，該加熱裝置噴 灑循環水。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財凌局員工消費合作社印製 本纸伕尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -23-