TW520305B - Tension control system and method for reducing front end and tail end overfill of a continuously hot rolled product - Google Patents

Description

520305 A7 B7 五、發明說明（1 ) 發明領域 本發明有關於杆及棒產品的熱輥軋，特定地，有關於 不合尺寸的前端及尾端的避免。 .發明背景 在傳統軋鋼廠中，引導產品通過一串輪流軋橢圓（〇 )及圓（R )剖面的輥架。拉著產品通過每一個連續軋道 ，結果，.確保產品維持在張力狀態中。.這張力使產品的剖 面縮小。然而，產品的前端及尾端在通過連續的輥架時不 受張力。因此，成品有過大尺寸的前端及尾端。這些末端 須被切下並丟掉，因此，表示產量的損失。此外，這些不 符尺寸的前端及後端增加引導件及其他相關設備的磨損。 因此，需要一種技術以消除連續熱輥軋的產品的不符‘ 尺寸的前聲及後端。 發明槪論 簡短地說，依本發明一個控制傳統熱輥軋產品的前端 及尾端的剖面積的系統包括第一、二輥架分開被驅動並沿 一條通行線分佈在下游輥架組之間。一個控制器調整在第 一、二輥架之間的作業速度關係，以提高在第一、二輥架 之間移動的產品的前端及後端的張力。提高的張力產生產 品剖面積的超前的縮小，超前的縮小足以補償前、尾端被 輥架組熱輥軋時不受輥架之間的張力而導致的剖面積的縮 小的缺乏。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝-----r---訂---------線 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（210 X 297公釐） -4 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520305 A7 __B7____ 五、發明說明（2) 爲控制連續熱輥軋的產品的前端的剖面積，前端趨近 第二輥架（接近並在第一輥架的下游）時，控制器命令第 一輥架減速。這種減速前端進入第二輥架時提高在第一、 二輥架之間的那段產品的張力。前端通過前輥架以後，控 .制器命令第一輥架回到額定速度以熱輥軋在前、尾端之間 的產品。 爲控制產品尾端的剖面積，尾端趨近第二輥架時，控 制器命令.第一輥架減速。這種減速在尾端進入第二輥架時 增加在第一、二輥架之間的那段產品的張力。亦即，控制 預期尾端到達第二輥架並降低第一輥架的速度以建立在前 、尾端之間的那段產品的張力。 提供在輥架之間的張力的超前的增加給連續熱輥軋產 品的末端控制產品的前端及尾端的剖面積以避免前、後端· 的切除。_ 圖式簡單說明 唯一的圖是本發明的熱輥軋廠的剖分的方塊圖。 主要元件對照表 20 連續熱輥軋廠 2 2 通行線 24 熱金屬偵測器 2 6 線 2 8 控制器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^ c;. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂---- 520305 A7 _B7 _ 五、發明說明（3 ) 3 0 粗軋機 3 2 輥架 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 4 輥架 3 6 中軋機 3 8 輥架 4 0 輥架 4 2 可變速馬達 4 4 .可變速馬達 4 6 線 4 8 線 50 尺寸感應器 5 2 線 54 第二熱金屬偵測器 5 6 線 5 8 第一輥架 6 0 第二輥架 8 0 剪 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 4 循環設備 86 最終修整組件 8 8 驅動器 圖號對照說明 唯一的圖是連續熱輥軋廠2 0 (沿一條通行線2 2熱 輥軋產品）的部分的方塊圖。第一熱金屬偵測器2 4偵測 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 520305 A7 B7 五、發明說明（4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 沿通行線2 2的產品的有/無並在線2 6提供代表此狀態 的訊號給控制器2 8。在熱輥軋廠的這部分，產品進入粗 軋機3 0，粗軋機3 0包括數個相鄰熱輥軋架3 2及3 4 用已知的方式在產品上作業。在粗軋廠3 0的下游的是中 .軋機3 6，中軋機3 6包括若干連續的輥架3 8到4 0以 進一步縮小產品的剖面積。在中軋架3 8到4 0分別被控 制器2 8控制的可變速馬達4 2到4 4驅動。可變速馬達 4 2到4 .4在線4 6到4 8上提供回饋訊號給控制器，這 些控制訊號代表在馬達上的負荷以利馬達速度控制及產品 追蹤。圖只顯示三個輥架，但熟悉此技術者將瞭解中軋機 3 6可能依整體軋廠設計包括更多輥架。 尺寸感應器5 0測量離開中軋機3 6的熱輥軋的產品 的尺寸，並在線5 2上提供測量的尺寸訊號給控制器2 8 · 。第二熱金.屬偵測器5 4在中軋機的出面偵測產品的有/ 無並在線5 6上提供代表產品有/無的訊號以利產品追蹤 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依本發明，熱輥軋廠2 0包括pre-finishing軋機5 7 而pre-finishing軋機5 7包括第一、二輥架5 8及6 0分 開被驅動並沿通行線連續分佈。控制器2 8調整在第一、 二輥架之間的作業速度關係以達成在第一、二輥架5 8及 6 0之間移動的產品的前端及尾端的張力的增加。張力的 增加造成產品剖面積的超前的縮小，此超前的縮小足以補 償在pre-fimshing軋機5 7的下游的熱輥軋中前、尾端被 輥架組熱輥軋時不受輥架之間的張力而導致的剖面積的縮 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 520305 A7 ___________ B7 五、發明說明（5 ) 小的缺乏。 爲控制連續熱輥軋的產品的前端的剖面積，在一實施 例中，控制在產品前端趨近第二輥架6 0時命令第一輥架 5 8減速，第二輥架6 0接近並在第一輥架5 8的下游。 熱金屬偵測器5 4感應此趨近，熱金屬偵測器5 4離第二 輥架6 0。既然已知產品的速度，就知道前端到達第二輥 架的時刻。前端進入第二輥架6 0時，把第一輥架5 8的 速度降到.額定軋速以下，提高在第一、·二輥架之間的產品 的張力。張力値是在第一輥架5 8與第二輥架6 0之間的 速度差的函數。前端通過第一輥架5 8時，控制器命令第 一輥架的速度回到額定速度以熱輥軋在前、後端之間的那 段產品。 依本發明由pre-finishing軋機5 7熱輕軋的前、尾端· 的長度是踩開舖設頭的成品的回塡的長度（S 2 )、在pre-nmstnng軋機5 7的入口的產品速度（V 1 )及在軋機的 最終輥架的輸出速度（V 2 )的函數。舉例而言，既然已 知離開舖設頭的成品的回塡的長度（S 2 )，則將受提高 的張力的前端到尾端的長度（S 1 )約是S 1 = S 2 X ( v 1 / v 2 )。然而，應瞭解以此逼近法可由經驗導出正 確距離。 還應瞭解，依採用本發明的張力控制系統的軌機的個 別性質，將由經驗導出降低的速度値。舉例而言，可能依 熱輥軋的特定產品尺寸、達成所要的剖面積所需的張力値 及在輥架5 8與6 0之間的輥的性質’選擇降低的速度値 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝

n n el n 一seJ善 MB· IW I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 520305 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7__五、發明說明（6 ) 。此外，尺寸感應器可能提供產品尺寸性質給控制器以進 一步調整降低的速度値。然而，在任何情形中，熟悉此技 術者將承認簡單選擇降低的速度値，以提供在第一、二輥 架之間移動的前、後端的張力値，就達成所要的前、後端 剖面積。 爲控制產品尾端的剖面積，當尾端趨近第二輥架6 0 ，控制器命令第一輥架減速。尾端進入第二輥架時，速度 減少量建.立在第一、二輥架之間的產品張力增加量。特定 地說，降低第一輥架的速度以建立一個使尾端變成所要的 剖面積的張力，就能實現所要的尾端剖面積。再次，依所 要的張力，選擇降低的速度値。 應注意，所得的產品的前、尾端的剖面櫝小於在其間 延伸的產品主體的剖面積。如此做成的產品通過一個剪’ 8 0及循環設備8 4，以接受最終修整組侔的最終熱輥軋 ，最終修整組件8 6有許多連續輥對機械地相連並被共同 驅動器8 8驅動。剪8 0作業以剪除其剖面積未在pre-finishing軋機5 7中超前被縮小及或從冶金立場不令人滿 意的前、尾端。最終修整組件8 6宜爲Morgan Construction Company of Worcester, Massachusetts, USA (本發明的受讓人）供應的N〇一 T W I S T ®軋機，例 如4 5 3 7 0 5 5號美國專利描述者。在最終修整組件 8 6.中的輥組之間的速度關係是固定的，就像在其間移動 的產品的張力値。因此，產品的前、尾端將受到無張力的 熱輥軋，這將造成尺寸不合的產品，因無在pre-fiiushung (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·! 裝

· I I I I 毒· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9- 520305 A7 B7 五、發明說明（7 ) 軋機5 7中進行的剖面積的超前縮小。然而’在Pre-filHShillg軋機5 7中所進行的剖面積的超前縮小補償前、 尾端在組件8 6中被熱輥軋時所經驗的張力的缺乏’造成 其從頭到尾的尺寸都能接受的產品’以致不必剪除前、尾 端。又，因不允許產品通過組件8 6時形成放大的前、尾 端。有利地減少在輥架之間的引導及工作輥的磨損。 控制器2 8宜包括一個微處理器（未被顯示）以執行 可程式化.的軟體程式以控制本發明的系統。 以上討論以降低第一輥架的速度以提供變大的張力， 但在替代的實施例中，還可能提高第二輥架的速度以提供 變大的張力。此外，應瞭解前、尾端到第二輥架的前進， 能用熱金屬偵測器而來的訊號及已知的產品的速度，還可 能用馬達負荷訊號。又，即使顯示單控制器，可能依如何· 區分軋機控.制任務而用數個控制器。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝-----r---訂---------線赢 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（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 520305 A8S8D8 六、申請專利範圍 1 . 一種在輥軋機中使產品的剖面積在其長度的大部 分中相等的方法，在輥軋機中，在一群沿一條通行線連續 分佈的輥架中連續輥軋有限長度的產品，產品在前端及後 端以外的部分受到在這群連續輥架之間的張力，以致前端 及後端的剖面積大於產品的其他部分的剖面積，此種方法 包含以下步驟： _提供第一、二輥架，二者分開驅動並沿通行線連續 分佈在該.群輥架之前；及 _超前調整第一、二輥架中至少一個的轉速以提高在 其間移動的前、尾端的張力値，結果，前、尾端有縮小的 剖面積比產品的其他部分的剖面積更小，縮小的剖面積足 以補償前、尾端被輥架組輥軋時不受輥架之間的張力而導 致的不足的剖面積的縮小。 2 .卽申請專利範圍第1項所述之方法，其中，第一 輥架在第二輥架的上游，且調整的步驟包括以下步驟：感 應前端向第二輥架的趨近，並回應地，在前端在第一.、二 輥架之間移動時，降低第一輥架的速度，以提高前端的張 力。 3 .如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，調整 的步驟包括以下步驟：感應尾端向第二輥架的趨近’並回 應地，在尾端在第一、二輥架之間移動時，降低第一輥架 的速度，以提高尾端的張力。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，第一 輥架在第二輥架的上游，且調整的步驟包括下列步驟： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) ΓΤΓ "" (請先閱讀背面之注意事項 ----訂---------線| 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520305 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項^$寫本頁) _感應前端向第二輥架的趨近，並回應地，在前端在 第一、二輥架之間移動時，降低第一輥架的速度，以提高 前端的張力；及 _感應尾端向第二輥架的趨近，並回應地，在尾端在 第一、二輥架之間移動時，降低第一輥架的速度，以提高 尾端的張力。 5 .如申請專利範圍第2項所述之方法，其中，降低 速度的步.驟包括下列步驟： 依輥軋的產品的型式及前端的所要的剖面積，選擇 降低的速度値；及. 命令第一輥架到降低的速度値。 6 .如申請專利範圍第2項所述之方法，其中，感應 的步驟包括以下步驟：監視一個離第一輥架一段已知的距‘ 離的熱金謂偵測器。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 .如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，第一 輥架在第二輥架的上游，且調整的步驟包括以下步驟：感 應前端向第二輥架的趨近，並回應地，在前端在第一、二 輥架之間移動時，提高第二輥架的速度，以提高前端的張 力。 8 .如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，調整 的步驟包括以下步驟：感應尾端向第二輥架的趨近，並回 應地，在尾端在第一、二輥架之間移動時，提高第二輥架 的速度，以提高尾端的張力。 9 .如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，第一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520305 § D8 六、申請專利範圍 輥架在第二輥架的上游，且調整的步驟包括下列步驟： 感應前端向第二輥架的趨近，並回應地，在前端在 第一、二輥架之間移動時，提高第二輥架的速度，以提高 前端的張力；及 感應尾端向第二輥架的趨近，並回應地，在尾端在 第一、二輥架之間移動時，提高第二輥架的速度，以提高 尾端的張力。 1 0 .. —種在輥軋機中控制連續熱輥軋製品之前端及 尾端的剖面積的系統，包括： 第一輥架；. 第二輥架，第一、二輥架與一條通行對齊，連續熱 輥軋的產品沿通行線移動，第一、二輥架分開驅動； 感應裝置，感應在輥軋機中的前端及尾端的位置並· 提供代表它們的位置訊號；及 控制器，回應位置訊號，以控制第一、二輥架的速 度，以在輥軋的產品的前端及尾端在第一、二輥架之間移 動時，選擇地提供提高的張力値給輥軋的產品的前端及尾 端，以達成所要的前端及尾端的剖面積，其小於在前端與 尾端之間的產品的剖面積。 1 1 ·如申請專利範圍第1 0項所述之系統，其中， 控制器包括： 偵測裝置，回應位置訊號，偵測前端向第二輥架的 趨進，並提供代表它的前端觸發訊號，並決定何時尾端離 開第一輥架； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) F.裝 !1訂----線赢 520305 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 減速裝置，回應前端觸發訊號，以降低第一輥架的 速度；及 _加速裝置，回應尾端離開第一輥架，以提高第二輥 架的速度。 1 2 ·如申請專利範圍第1 0項所述之系統，其中， 控制益包括微處理器。 1 3 ·如申請專利範圍第1 0項所述之系統，其中， 感應裝置.包括熱金屬感應器，被設在第一、二輥架的上游 ，已知的距離。 1 4 .如申請專利範圍第1 0項所述之系統，其中， 控制器包括：能在輥軋的產品的前端及尾端在第一、二輥 架之間移動時，降低第一輥架的速度，選擇地提供提高的 張力値給輥軋的產品的前端及尾端的裝置。 1 5 如申請專利範圍第1 0項所述之系統，其中， 控制器包括：能在輥軋的產品的前端及尾端在第一、二輥 架之間移動時，提高第二輥架的速度，選擇地提供提高的 張力値給輥軋的產品的前端及尾端的裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 6 . —種在輥軋機中控制連續熱輥軋製品之前端及 尾端的剖面積的系統，包括： 第一輥架； 第二輥架，第一、二輥架與一條通行對齊，連續熱 輥軋的產品沿通行線移動，第一、二輥架分開驅動； _感應器，在第一、二輥架的上游’感應在前端及尾 端沿通行線的通行，並提供代表它的狀態訊號；及 ϋ張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） -14 : ~ 520305 A8S8D8 六、申請專利範圍 控制器，回應狀態訊號，以控制第一、二輥架的速 度，以在輥軋的產品的前端及尾端在第一、二輥架之間移 動時，選擇地提供提高的張力値給輥軋的產品的前端及尾 端，以達成所要的前端及尾端的剖面積。 ______________霞 (請先閲讀背面之注意事項頁) 訂---------線- 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（210 X 297公釐） -15-