TWI388385B - 用於鋁合金板件之連續鑄造與輥軋線的速率同步系統、以及使用該系統的用於鋁合金連續鑄造與輥軋板件的製造設備及製造方法 - Google Patents

用於鋁合金板件之連續鑄造與輥軋線的速率同步系統、以及使用該系統的用於鋁合金連續鑄造與輥軋板件的製造設備及製造方法 Download PDF

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Description

用於鋁合金板件之連續鑄造與輥軋線的速率同步系統、以及使用該系統的用於鋁合金連續鑄造與輥軋板件的製造設備及製造方法 發明領域
本發明係有關用於具有雙帶式鑄造機和整面輥軋機之鋁合金板件連續鑄造與輥軋線的一速率同步系統、以及用於利用該系統來製造鋁合金連續鑄造與輥軋板件的製造設備和方法。
 發明背景
該雙帶式鑄造方法是一種將一熔融物傾倒在二個在垂直方向上彼此相面對的水冷式鑄造帶之間、的連續鑄造方法，將其由該鑄造帶的表面冷卻以固化該熔融物而形成一板件、從該鑄造帶總成之相對於該熔融物被傾注處的末端連續地拉出該板件，並且將其捲成一個板件卷。
尤其是在具有一個雙帶式鑄造機與整面輥軋機之鋁合金板連續鑄造和輥軋作業生產線，為了要得到一完美的鋁合金連續鑄造與輥軋板件，該雙帶式鑄造機的鑄造帶之帶速以及該整面輥軋機之輥軋速率，必需要被適當地控制。
用於連續地鑄造一鋁熔融物之鑄造機的結構，係被描述為在一金屬條帶之連續鑄造帶鑄造作用中之鑄造帶的冷卻導引系統(日本國家公告(A)第2004-505774號)，以及該金屬連續鑄造作用之熱流控制(日本國家公告(A)第2004-508203號)。日本國家公告(A)第2004-505774號係與一種用於冷卻與導引雙帶式鑄造機的鑄造帶之系統和方法有關，而日本國家公告(A)第2004-508203號則與一種鑄造熔融金屬以產生用於鑄造金屬條帶之鑄錠，並控制速率以避免該鑄造腔之表面缺陷與翹曲的方法有關。日本國家公告(A)第2004－505774號與日本國家公告(A)第2004－508203號都沒有任何與雙帶式鑄造機之速率控制以及在出口側的薄板件速率率控制有關的描述。
另一方面，關於鐵金屬的連續鑄造機器之速率，舉例來說，在日本專利公告(A)第54－39321號揭露一種連續鑄造方法，其係將熔融鋼材從一鑄模的上方倒入，該鑄模係由一以一特定方向旋轉之鑄造輪以及一沿著其之外緣圓周並以與該鑄造輪相同的方向移動之鑄造帶所形成，並將一鑄造條從該鑄模的底部拉出，該鋼材之輪帶鑄造式連續鑄造方法的特徵在於，其將該鑄造條脫離速率減低至該鑄造條背面熔融的表面會固化，而在該鑄造條的背面到達該鑄模內部時，熔融金屬不會由該鑄造條背面漏出之程度。此外，日本專利公告(A)第59－24563號揭露一種操作連續鑄造系統的方法，其包含調整鑄造條的脫離速率以使得該鑄造條從熔融鋼材的新月面至高度方向為150毫米的移動速率變成在2秒內，且因而適合於捲起只有紙張厚度的寬鑄造條成為捲筒狀，並且可以得到具有非常少的表面瑕疵與內部裂痕之高品質鑄造條。日本的專利公告(A)第54－39321號和日本的專利公告(A)第59－24563號揭露一種鑄型條脫離速率的控制方法和調整方法，但其並未揭示該雙帶式鑄造機的帶速之控制方法，以及在鑄型條的連續熱軋的情況下熱軋機的滾筒速率。
 發明概要
本發明之目的係為在一具有雙帶式鑄造機與整面輥軋機之鋁合金板連續鑄造和輥軋生產線中提供一速率同步系統，其可以適切地控制該雙帶式鑄造機的帶速以及該整面輥軋機的滾筒速率，以得到一完美的鋁合金連續鑄造與輥軋板件與一製造設備，以及利用該製造設備之鋁合金連續鑄造與輥軋板件的製造方法。
為了達成那上述目的，依據本發明，其提供一具有一雙帶式鑄造機和一整面輥軋機之鋁合金板連續鑄造與輥軋生產線的速率同步系統，那鋁合金板連續鑄造與輥軋生產線速率同步系統之特徵，在於其在該雙帶式鑄造機和該整面輥軋機之間提供一鑄造板件速率率偵檢構件，將由該板件速率偵檢構件所計算之板件速率與一生產線速率設定進行比較，藉由比例/積分控制器來調控該整面輥軋機之滾筒速率，並同時地由該生產線速率設定與鋁合金之凝固收縮率來計算該雙帶式鑄造機之適當帶速以驅動該皮帶傳動系統，並因而將該整面輥軋機的滾筒速率與該帶雙帶式鑄造機的帶速同步化。
再者，依據本發明，其提供包括一種包含有連續鑄造與輥軋生產線之具有雙帶式鑄造機與整面輥軋機的鋁合金板製造設備，該鋁合金連續鑄造與輥軋板件的製造設備的特徵在於，其係具有本發明之連續鑄造和輥軋生產線速率同步系統。
進一步來說，依照本發明，其提供一種藉著具有雙帶式鑄造機與整面輥軋機之連續鑄造與會輥軋生產線來生產一鋁合金板的方法，其在該整面輥軋機之後不具有一滾筒機器，並且將該經整面輥軋的板件直接地以一盤捲機捲起，該連續鑄造與輥軋之鋁合金板件的製造方法的特徵在於其運用一本發明的連續鑄造與輥軋生產線速率同步系統。
本發明(1)會將板件在由一雙帶式鑄造機前進至一整面輥軋機之板件速率的實際測量數值與一生產線速率設定值比較，以藉由比例/積分控制器來控制整面輥軋機的一滾筒速率，並同時地(2)以該生產線速率設定和欲被鑄形之鋁合金的凝固收縮率為基礎來控制該雙帶式鑄造機的帶速，以將該雙帶式鑄造機的帶速與該整面輥軋機的滾筒速率同步化，因此其即使在長期操作下也可以穩定地獲得一高品質的連續鑄造與滾筒板件。
圖式簡單說明
第1圖顯示一使用本發明的生產線速率同步系統之鋁合金板件製造設備的配置圖。
第2圖為顯示用於藉由雷射來偵檢該板件速率的參數之概圖。
 施行本發明的最佳態樣
該雙帶式鑄造機的帶速與該整面輥軋機的滾筒速率並無法僅由該作業人員以該生產線速率設定來計算以進行調控。其原因係為在該雙帶式鑄造機的出口側之板件速率，不但會受到該整面輥軋機之滾筒速率所影響，也會被該縮減比例、板件合金組成、板件溫度、軋延油的種類和數量、由板件的表面狀態所決定之該動態磨擦係數以及該滾筒的表面狀態等等許縮多其他因素所影響。除此之外，鋁合金在雙帶式鑄造機的腔室內從液體變成固體之相變，其歸因於凝固作用的收縮率(體積凝固收縮率)相對較大的6to7%。如果在不考慮此一收縮量下來控制帶速和滾筒速率，該板件最終將會碎裂而無法獲得一無缺陷的連續鑄造與輥軋板件。
因此，本發明包含有(1)在該雙帶式鑄造機與整面輥軋機之間提供一鑄造板件速率率偵檢構件，將以板件速率偵檢構件計算出來之該板件速率與一生產線速率設定進行比較，並以比例/積分控制器控制該整面輥軋機之滾筒速率，且同時地(2)由該生產線速率設定以及該鋁合金的凝固收縮率來計算該雙帶式鑄造機之適當帶速以驅動該皮帶傳動系統，以藉此將整面輥軋的滾筒速率與雙帶式鑄造機的帶速同步化。
第1圖是在一雙帶式連續鑄造中使用本發明的生產線速率同步系統之鋁合金板件製造系統的概念圖。
所例示的系統包含有一雙帶式連續鑄造與輥軋生產線100以及一控制和驅動系統200。該雙帶式連續鑄造與輥軋生產線100會從該連續鑄造機10的左端將熔融物A澆注在該雙帶式連續鑄造機10的水冷式旋轉帶12A與12B之間，以使其在該等鑄造帶之間凝固並形成一板件14，將該板件從該鑄造帶相對於熔融物被澆注處之一端(連續鑄造機10之右端)拉出，將其移動通過抽引滾筒16和整面輥軋滾筒18，將其移動通過後端設備19中的該邊緣修整器(未顯示)、裁剪器20、張力輥組滾筒(未顯示)與轉向滾筒22，並以一盤捲機24將其捲起。
本發明的特徵在於其在該雙帶式連續鑄造機10與該整面輥軋機18之間提供一雷射速率計26、抽引滾筒16或其他的板件速率偵檢構件27。
依照本發明的該控制和驅動系統200，在一個控制和驅動系統中會經由一轉換器28與一資料過濾器30(在該圖形中為該＋號數值)，來運用該鑄造板件速率偵檢構件27(在所例示的範例中為一雷射速率計26)的輸出資料，藉著一加法器32來將其與一生產線速率設定40(在該圖形中為該－號數值)進行比較，將該比較結果(也就是，該板件的實際測量速率－該生產線速率設定)以一PID控制器34進行處理，將在該加法器36上之該處理結果加到該生產線速率設定40，並使用所獲得的控制數值來控制該整面輥軋機之驅動系統38。
同時地，另一個控制和驅動系統會採用該欲被鑄型之鋁合金的已知的凝固收縮係數42，在一乘法器44上將這個係數42乘以該生產線速率設定40，並使用所獲得的控制數值來控制該雙帶式連續鑄造機器10的該對旋轉帶12A，12B的驅動系統46A，46B。
在下述中，本發明的結構將被詳細地解釋。
雙帶式鑄造機10
如上述所解釋的，該雙帶式鑄造機10會在彼此以垂直方向相對之水冷式旋轉帶12A和12B之間澆注一熔融物A，將其由該鑄造帶的外表面冷卻(在該旋轉裝置的外側)以將熔融物A凝固而形成一板件14，並連續地將該板件14從該鑄造帶相對於熔融物被澆注處之一端拉出。
數個冷卻噴嘴係被提供在該鑄造帶相對於該鑄造帶外表面之一側，也就是在該鑄造機本體側(在旋轉裝置內部)的預定位置。在該鑄造期間，冷卻水係從該等噴嘴噴出以強制冷卻該鑄造帶的內部表面。藉著在該等旋轉帶之間連續地傾倒熔融物，凝固作用自在該腔室中從該熔融物接觸處開始進行。當該板件自該鑄造帶相對於熔融物被澆注處之一端拉出時，該凝固作用係被完全地完成。
一雙帶式鑄造機所鑄造之鑄造板厚度的範圍係較佳地為5至30毫米。如果該厚度是少於5毫米，每單位時間通過該鑄造機之鋁的數量會變得太小，而鑄造作業會變得困難。相反地，如果厚度超過30毫米，在該厚度方向上之該板件中心的該凝固速率會變得太慢，而不易獲得一高品質的板件。
整面輥軋機18
一整面輥軋機18是一種用於將一鑄造板件14通過在垂直方向上彼此面對之旋轉滾筒，以將其以一些百分比等等的縮減率來輥軋。
藉著該整面輥滾筒，在從雙帶式鑄造機10拉出之該板件14的寬度方向上之輪廓將會變平，而同時由於設置於整面輥軋機18後面的該邊緣修整器(未顯示)、裁剪器20、張力輥組滾筒(未顯示)、轉向滾筒22、盤捲機24以及其他後端設備19的作業所導致之板件拉力上的變化會被阻止。
在雙帶式鑄造機10出口側的該鑄造板件速率率，不但會受到該整面輥軋機18之滾筒速率所影響，也會被該縮減比例、板件合金組成、板件溫度、軋延油的種類和數量、由板件的表面狀態所決定之該動態磨擦係數以及該滾筒的表面狀態等等許縮多其他因素所影響。
該整面輥軋機18的鑄造板14的縮減率較佳地係為1 to 5%。如果該縮減率是少於1%時，當熱軋機未被設置成該整面輥軋機18之後的後端設備19時，要阻止由於邊緣修整器(未顯示)、裁剪器20、張力輥組滾筒(未顯示)、轉向滾筒22、盤捲機24等等設備的作業所導致之板件拉力上的變化就會變得困難。相反地，如果該縮減率超過5%的話，在具有較低的鑄造板剛性之合金類型的情況下，在該整面輥軋機的入口側就會出現例如鑄造板變形的現象，而將整面輥軋機18用來作為控制該鑄造板件速率的功能就不易達成。
板件速率偵檢構件27
在本發明中，該雙帶式鑄造機10和整面輥軋機18之間具有一板件速率偵檢構件27。該板件速率偵檢構件27可以是抽引滾筒16或者其可以是一雷射速率計26。或者，雷射速率計26和抽引滾筒16可以被一起用來作為板件速率偵檢構件27。藉著使用一雷射速率計26，其可以藉著非接觸性精確地測量該高溫鑄造板14的速率。
該雷射速率計26包括有一單一波長類型雷射速率計與一雙波長類型雷射速率計。任何一種的雷射速率計都可以被使用。目前，不只是商業上可取得的雙波長類型雷射速率計，單一波長雷射速率計也具有優越的功能。在本發明中，並不需要侷限定該雷射速率計的類型。
在此，該測量原理將以雙波長類型雷射速率計的情況來解釋。雙波長類型雷射速率計會以一特定速率射出二種之不同波長類型(λ 1,λ 2)的雷射光束，測量由該物件反射之該等二種之不同波長類型(λ 1',λ 2')的反射雷射光所得到的干涉條紋之間的距離，並計算該物件的速率(在該雷射速率計和物件之間的相對速率)。
第2圖顯示以一雷射來偵檢該板件速率的參數。在該圖中，為了簡化說明，其所顯示的情況係為該雷射光束Ki之向量的分量以及該所反射的雷射光束Kr係與該鑄造板14的表面平行，而與該鑄造板速率向量v的方向一致。由該雷射速率偵檢器26的該發射與偵檢系統D射出之該雷射光束Ki係被偏折而朝向半反射鏡的m1並聚焦於該板件14的該表面14s。從該表面14s反射的該雷射光束Kr係被該鏡面m2偏折而通過半反射鏡m1而被該發射與偵檢系統D偵測到。
該雷射速率計26係被架構成而使得該聚焦於鑄造板14上的雷射光束Ki具有一相對於垂直板件表面的方向P之角度θ。舉例來說，該雷射速率計26係被提供在距離該鑄造板14表面550至650毫米的位置。該雷射速率計26也可能被提供該鑄造板14的上表面側或下表面側。二種不同波長(λ1,λ2)類型的雷射光束Ki(Ki1，Ki2)係被射出，但是由於該鑄造板件的速率v所產生的都卜勒效應，會使得該被反射的雷射光束Kr(Kr1，Kr2)的波長如下列等式1偏移到該長波長側，而在下列等式1中該光速係為c。
λ1'＝λ1{1－(v x sinθ/c)}－ 1 (等式1) λ2'＝λ2{1－(v x sinθ/c)}－ 1 (等式2)λ1'：對應於雷射光束Ki1的波長λ1之被反射雷射光束Kr1的波長λ2'：對應於雷射光束Ki2的波長λ2之被反射雷射光束Kr2的波長v：鑄造板件速率λ：雷射光束相對於垂直於板件表面之方向的角度c：光速
導因於二種類型的雷射光束之在干涉條紋之間的距離L以及導因於二種類型的經反射雷射光束Kr之在干涉條紋之間的距離L'，可以藉由以下等式來偵檢：L＝λ1λ2/(λ1－λ2)(等式3) L'＝λ1'λ2'/(λ1'－λ2')＝{λ1λ2/(λ1－λ2)}{1－(V x sinθ/c)}－ 1 (等式4)
在本發明中，在該雙帶式鑄造機和整面輥軋之間預先設有一雙波長類型雷射速率計。λ 1、λ 2與θ係預先知道之數值，因此藉著使用一雷射速率計來測量在被反射的雷射光束干涉條紋之間的距離L’，就可以由等式4來計算件速率。
在一雙波長類型雷射速率計的情況下，從方程式4可以了解的是，其可以依據應用來設定波長(λ 1,λ 2)並輕易地在可測量的範圍內以所反射的二種雷射光束類型在干涉條紋之間固定一個距離。
在本發明中，該鑄造板速率的範圍是2－15公尺/分鐘。其係慢到足以與光速進行比較，因此如果使用一雙波長類型雷射速率計，就可以將在該等波長(λ1,λ2)之間的差異設定成相對較大，以在可測量的範圍內在所反射之二種雷射光束類型的干涉條紋之間固定一個距離。
藉由使用雷射速率計，就可以在不需接觸下正確地測量高溫度鑄造板的速率。
為了要在線上精確地測量該板件速率v，避免該板件的振動以維持該雷射光束的一該雷射光束相對垂直於板件表面的方向之固定角度θ係為較佳的。因此，以抽引滾筒作為板件振動防止構件以避免該板件的振動並維持角度θ的穩定，並在使用一雷射速率計時，使得該板件速率可以被更精確地線上測量將是可行的。
進一步來說，如上術所解釋的，雷射速率計26與抽引滾筒16也可以被一起用來作為板件速率的偵檢構件。在這個情況下，不僅以雷射速率計進行之板件速率的測量之精密度會變得比較高，同時該抽引滾筒也可以在雷射速率計故障時作備用功能。該抽引滾筒具有一直流馬達(發電機)。一基準線可被預先準備以將該抽引滾筒的旋轉所產生的該電壓值能夠被轉換為該板件速率。在這個情況下，可以將一高解析度脈衝產生器(而非該直流電動機)連接到該抽引滾筒，計算由於每單位時間的旋轉數目所產生的脈衝，並將其等轉換成該鑄造板件的速率。
要注意的是，當雷射速率計和抽引滾筒被一起使用的時候，其等均係被提供在該雙帶式鑄造機和該整面輥軋機之間，但是其等也可能被設置成其中一個係位在該生產線前面或是在其之後面。該雷射速率計和抽引滾筒之間在該生產線上的距離係較佳地在3m之內，以藉著避免該鑄造板的振動而維持一穩定的角度θ。
轉換器28和過濾器30
來自該雷射速率計26的輸出訊號係為一脈衝信號，因此該轉換器28會將這個脈衝訊號轉換為每單位時間的脈衝數目以將其數位化。此外，該經數位化的信號會被該過濾器30平均以除去雜訊。
整面輥軋機之滾筒速率的比例/積分控制器34
這個結果與操作人員調整過之生產線速率設定系統的生產線速率設定信號40進行比較，而該鑄造板速率信號則由該轉換器28和該過濾器30數位化，以藉著比例/積分控制器來控制該整面輥軋機18的滾筒速率。藉由該比例/積分控制器，該整面輥軋機的滾筒速率將可以被平順而的快速地控制。
在一般的輥軋機中，該輥軋滾筒的速率並無法被修正。在一般的實務中應該是要修正在前端和後端之輔助滾筒的速率。在一般的輥軋機中以器製造，如果直接地修改輥軋滾筒的速率來維持該鑄造條速率的穩定等等，與該經輥軋滾筒的速率之材料的該接觸表面之動態磨擦係數會不斷變動，並使得該縮減率產生變化(也就是該薄板厚度上的變化)，因此該輥軋滾筒的速率最好要固定。在本發明中，藉著相對於該速率誤差而適切地調整該比例修正的數量與整合修正的數量，其就可以在不改變縮減率下穩定地修正該輥軋滾筒的速率。
藉著這種方式，在本發明中，比例/積分控制作用，也就是比例控制與積分控制係同時地進行。藉由簡單的ON/OFF控制，在作業數量上的變化太大且該實際的目標數值常會被不斷地超過，因此在該控制作用中就會重複地在目標數值附近振盪。為了要補正這個問題，可以運用使得該操作數值成為與該目標數值和該目前數值之間的差值成比例之大小以逐漸地進行調整的方法，也就是該比例控制法。依照比例控制法，目標數值會被逐件接近而該操作數值會變得太小，並在最後穩定在一非常接近於該目標數值的狀態，且該目前數值並不會等於該目標數值。為了要補正這個問題，可以運用隨著時間累積在該目標數值和該目前數值之間的差值的控制方法，並在其達到一定數值時將該操作數值加大以除去該誤差，也就是該積分控制方法。
本發明會將該生產線速率設定(目標數值)與該鑄造板件速率(目前數值)進行比較該，並使得該整面輥軋機的滾筒速率之操作數值成為與該差值成比例的數值，以逐漸地使得該滾筒速率接近該生產線速率設定(目標數值)。此外，其會隨著時間過去而累積添加在該鑄造板件速率(目前數值)與生產線速率設定(目標數值)之間的餘數誤差，並在其達到一定數值時將該操作數值加大以除去該誤差。
在這種比例/積分控制方法中，可以相對於該速率誤差而適切地調整該比例修正的數量與整合修正的數量，而在不改變縮減率下穩定地修正該輥軋滾筒的速率。
雙帶式鑄造機之帶速的控制
一鋁合金會在雙帶式鑄造機的腔室內從液體相變成固體(也就是，凝固)，而該由於凝固造成的收縮率(容積凝固收縮率)是相對較大的6 to 7%。如果在不考慮此一收縮量下來控制帶速和滾筒速率，隨著凝固收縮會在該鑄造板的鑄造方向上產生拉曳應力，並最終使得該板件破裂。
因此，該適當帶速率應該考量該因數{1－(1－(Vs)1/3}，以在操作人員所調整之該生產線速率設定上，修正隨著鋁合金的凝固收縮出現的該線性收縮(在鑄造方向上的收縮)。該皮帶驅動系統(馬達)會基於此一經修正的帶速信號來驅使，而該帶型鑄造機的上鑄造帶與下鑄造帶則會以一適當的速率來旋轉。
VB＝VO x[1＋{1－(1－(Vs)1/3}]VO：生產線速率設定VB：帶速△Vs：鋁合金的凝固容積收縮率
通常，鋁合金的凝固容積收縮率係為0.06，但是這個數值可能會改變而VB值應依據該合金的類型來計算。附帶一提，當△Vs為0.06時，該帶速將會是該生產線速率設定之大約102%的速率。在設定△Vs的數值時，在0.04至0.08的範圍內是適當的。如果△Vs少於0.04，發生鑄造板碎裂的可能性會增加，而如果△Vs大於0.08，就會成為鑄造板翹曲的可能因素。
藉著以該生產線速率設定與鋁合金板的該凝固收縮率來計算該雙帶式鑄造機的適當帶速以驅動該皮帶驅動系統，就可以得到一沒有瑕疵的連續鑄造板件。
板件連續鑄造與輥軋生產線
在第1圖中，該雙帶式鑄造機的腔室係被設定在水平方向上，但是其也可以是從該熔融物進口側朝該板件出口側向下傾斜。那是指，在該雙帶式鑄造機和整面輥軋之間的鑄造板並不需要具有與水平面平行之的板件表面。此外，該雙帶式鑄造機的腔室可以被設定在該垂直方向上。即使該雙帶式鑄造機和該整面輥軋機係以這種方式來配置而該抽引滾筒、雷射速率計等等裝置也配合其而設置，該速率同步系統同樣地可以運作。
在一連續鑄造和輥軋生產線中，所謂的後端設備之來自該整面輥軋機的設備，並未被特別地限定。舉例來說，該後端設備可以是具有4H串接熱軋機的設備，與沒有輥軋機而將經整面輥軋的板件以盤捲機直接地捲起之系統。
工業應用性
本發明(1)會將板件在由一雙帶式鑄造機前進至一整面輥軋機之板件速率的實際測量數值與一生產線速率設定值比較，以藉由比例/積分控制器來控制整面輥軋機的一滾筒速率，並同時地(2)以該生產線速率設定和欲被鑄形之鋁合金的凝固收縮率為基礎來控制該雙帶式鑄造機的帶速，以將該雙帶式鑄造機的帶速與該整面輥軋機的滾筒速率同步化，因此其即使在長期操作下也可以穩定地獲得一高品質的連續鑄造與滾筒板件。
10‧‧‧連續鑄造機
12A,12B‧‧‧水冷式旋轉帶
14‧‧‧板件
14s‧‧‧表面
16‧‧‧抽引滾筒
18‧‧‧整面輥軋滾筒
19‧‧‧後端設備
20‧‧‧裁剪器
22‧‧‧轉向滾筒
24‧‧‧盤捲機
26‧‧‧雷射速率計
27‧‧‧板件速率偵檢構件
28‧‧‧轉換器
30‧‧‧資料過濾器
32‧‧‧加法器
40‧‧‧生產線速率設定
34‧‧‧PID控制器
36‧‧‧該加法器
38,46A,46B‧‧‧驅動系統
42‧‧‧凝固收縮係數
44‧‧‧乘法器
100‧‧‧雙帶式連續鑄造與輥軋生產線
200‧‧‧控制和驅動系統
A‧‧‧熔融物
D‧‧‧發射與偵檢系統
Ki．．．雷射光束
m2．．．鏡面
Kr．．．反射雷射光束
v．．．鑄造板速率向量
m1．．．半反射鏡的
第1圖顯示一使用本發明的生產線速率同步系統之鋁合金板件製造設備的配置圖。
第2圖為顯示用於藉由雷射來偵檢該板件速率的參數之概圖。
10．．．連續鑄造機
30．．．資料過濾器
12A,12B．．．水冷式旋轉帶
32．．．加法器
14．．．板件
40．．．生產線速率設定
16．．．抽引滾筒
34．．．PID控制器
18．．．整面輥軋滾筒
36．．．該加法器
19．．．後端設備
38,46A,46B．．．驅動系統
20．．．裁剪器
42．．．凝固收縮係數
22．．．轉向滾筒
44．．．乘法器
24．．．盤捲機
100．．．雙帶式連續鑄造與輥軋生產線
26．．．雷射速率計
200．．．控制和驅動系統
27．．．板件速率偵檢構件
A．．．熔融物
28．．．轉換器

Claims (5)

  1. 一種用於具有雙帶式鑄造機和整面輥軋機之鋁合金板件連續鑄造與輥軋線的速率同步方法，該鋁合金板件連續鑄造與輥軋線速率同步方法包含下列步驟：在該雙帶式鑄造機和該整面輥軋機之間置備一鑄造板件速率偵檢構件；將從該板件速率偵檢構件所計算出的板件速率與一線速率設定進行比較；藉由比例/積分控制來調控該整面輥軋機之滾筒速率；以及同時從該線速率設定與該鋁合金之一凝固收縮率計算出該雙帶式鑄造機的一適當帶速，以驅動該皮帶傳動系統，以因而將該整面輥軋機的滾筒速率與該雙帶式鑄造機的帶速同步化。
  2. 如申請專利範圍第1項之鋁合金板件連續鑄造與輥軋線速率同步方法，其特徵在於：使用一雷射速率計來作為該板件速率偵檢構件。
  3. 如申請專利範圍第1項之鋁合金板件連續鑄造與輥軋線速率同步方法，其特徵在於：使用抽引滾筒來作為該板件速率偵檢構件。
  4. 如申請專利範圍第1項之鋁合金板件連續鑄造與輥軋線速率同步方法，其特徵在於：使用一雷射速率計來作為該板件速率偵檢構件，並使用抽引滾筒來作為鑄造板件避震構件。
  5. 一種用於藉著具有雙帶式鑄造機與整面輥軋機的連續鑄造與輥軋線來生產鋁合金板件之方法，前述連續鑄造與輥軋線不具有在前述整面輥軋機之後的輥軋機，並且前述連續鑄造與輥軋線直接以盤捲機將經整面輥軋的板件捲起，用於製造鋁合金連續鑄造與輥軋板件的該方法之特徵在於：運用如申請專利範圍第1、2、3或4項的連續鑄造與輥軋線速率同步方法。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007056192A1 (de) * 2007-11-21 2009-05-28 Sms Demag Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Bandes aus Metall
WO2010049338A2 (de) * 2008-10-30 2010-05-06 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum einstellen einer antriebslast für eine mehrzahl an antrieben einer walzstrasse zum walzen von walzgut, steuer- und/oder regeleinrichtung, speichermedium, programmcode und walzanlage
JP4681036B2 (ja) * 2008-11-20 2011-05-11 株式会社コナミデジタルエンタテインメント 物理抽選装置及びこれを備えたゲーム装置
JP4885296B1 (ja) * 2010-09-01 2012-02-29 株式会社コナミデジタルエンタテインメント ボール抽選装置
CN102455365A (zh) * 2010-10-22 2012-05-16 财团法人金属工业研究发展中心 用于测量卷对卷装置的基材的传送速度的装置及其方法
US9630228B2 (en) * 2012-01-19 2017-04-25 Primetals Technologies USA LLC Dual cascade control system for a long rolling mill
CN102989783B (zh) * 2012-12-25 2015-05-20 江西稀有稀土金属钨业集团有限公司 一种铸机与轧机速度同步性的自动调整方法和系统
KR101596103B1 (ko) * 2013-12-26 2016-02-19 주식회사 포스코 핀치롤 채터링 저감 시스템 및 이를 이용한 핀치롤 채터링 저감 방법
CN110480363A (zh) * 2019-07-31 2019-11-22 佛山市利铭蜂窝复合材料有限公司 超宽铝复合板连续生产线及其工作方法
CN113564640B (zh) * 2021-07-26 2022-06-24 郑州大学 一种高通量铝合金高连铸连轧坯锭的组织细化和均匀化方法
CN113857261B (zh) * 2021-09-30 2024-04-02 广东韶钢松山股份有限公司 钢坯轧制的控制方法及装置、计算处理设备及存储介质
CN115846424B (zh) * 2022-11-15 2023-07-28 郑州大学 一种用于高通量连铸连轧铝合金板材温度控制装置及工艺

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4134440A (en) * 1974-09-16 1979-01-16 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha Method of continuously casting steel
CH637047A5 (de) * 1978-12-29 1983-07-15 Lauener W F Ag Verfahren zur geschwindigkeitssteuerung einer bandgiess- und walzanlage und gemaess diesem verfahren gesteuerte anlage.
DE3049367A1 (de) * 1980-12-29 1982-07-29 Spica S.p.A., Livorno Verteiler-einspritzpumpe zur kraftstoffversorgung eines verbrennungsmotors
JPS58218304A (ja) * 1982-06-14 1983-12-19 Hitachi Ltd 連続鋳造設備の制御装置
US4597048A (en) * 1983-09-07 1986-06-24 United States Steel Corporation Digital flow regulation of liquid-level control for a continuous casting mold
JPS60102220A (ja) 1983-11-07 1985-06-06 Mitsubishi Electric Corp タンデム圧延制御装置
JPS60196254A (ja) * 1984-03-19 1985-10-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 連続鋳造鋳片の切断長さ制御方法
JPS6448609A (en) * 1987-08-19 1989-02-23 Hitachi Ltd Method for controlling speed
JP2515867B2 (ja) * 1987-10-09 1996-07-10 株式会社日立製作所 板材熱間圧延設備の制御装置及び制御方法
EP0311126B1 (en) 1987-10-09 1994-01-12 Hitachi, Ltd. Control method for plate material hot rolling equipment
FR2627910B1 (fr) * 1988-02-25 1990-07-20 Telemecanique Electrique Canalisation electrique prefabriquee adaptable a plusieurs intensites nominales, du type comprenant un support plat rainure d'isolation pour barres conductrices
JPH0688106B2 (ja) * 1990-02-19 1994-11-09 株式会社オー・シー・シー 帯状金属鋳塊の水平式連続鋳造法及びその装置
JPH06285592A (ja) * 1993-04-07 1994-10-11 Nippon Steel Corp 複層金属材の連続鋳造方法
JPH07314109A (ja) * 1994-05-31 1995-12-05 Meidensha Corp 連続鋳造設備の運転制御装置
US5887645A (en) 1996-11-08 1999-03-30 Allegheny Ludlum Corporation Method and apparatus for continuous casting with speed synchronization
US5924563A (en) 1997-04-10 1999-07-20 Hamilton Beach/Proctor-Silex, Inc. Packaging arrangement for filter products
EP1176389A1 (de) * 2000-07-24 2002-01-30 Leica Geosystems AG Verfahren und Vorrichtung zur optischen Distanz- oder Geschwindigkeitsmessung
KR200250256Y1 (ko) * 2001-07-07 2001-11-17 (주)새터자동화기술 연속주조공정의 주편 절단기 제어장치
US7618566B2 (en) * 2006-03-20 2009-11-17 Husky Injection Molding Systems Ltd. Controller for at least one heater utilized in a hot runner injection molding system and an associated method of use

Also Published As

Publication number Publication date
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