TWI413555B - Tension Control Method for Tail End of Hot Rolled Steel - Google Patents

Description

熱軋鋼帶尾端之張力控制方法

本發明係關於一種張力控制方法，特別是一種熱軋鋼帶尾端之張力控制方法。

習知技術均為鋼帶固定張力的控制機制，由於熱軋鋼帶尾端的質量流常發生不穩定的現象，使得在軋機之間的張力控制器常因此發生異常高舉，並進而造成鋼帶尾端拍打在工輥的表面(簡稱打輥)，以及輥面受損後轉印至鋼帶所形成軋輥印痕的表面缺陷。

以下列舉數篇關於熱軋鋼帶尾端控制方法之先前技術文獻，並進行簡單之說明。

先前技術文獻1(美國專利US4,307,591)：作法：張力控制器提供鋼帶張力，張力控制器角度由前後軋機速度差進行控制。

缺點：未提出尾端張力控制器及角度的控制方法。

先前技術文獻2(美國專利US5,040,395)：

作法：可以調整軋機速度的最佳控制增益，以控制張力控制器的角度。

缺點：維持固定張力為控制目標，未提出尾端張力控制器角度的特殊控制方法。

先前技術文獻3(美國專利US5,718,138)：

作法：以油壓系統驅動張力控制器，可同時控制鋼帶張力及張力控制器的角度。

缺點：未提出尾端張力控制器及角度的控制方法，張力以維持固定值為目標。

因此，有必要提供一創新且具進步性的熱軋鋼帶尾端之張力控制方法，以解決上述問題。

本發明係提供一種熱軋鋼帶尾端之張力控制方法，該鋼帶尾端係位於二軋機之間，該方法包括以下步驟：(a)減少二軋機間之鋼帶長度；及(b)降低鋼帶尾端之張力。

本發明之熱軋鋼帶尾端之張力控制方法，在鋼帶尾端離開軋機之前，先減少累積在軋機之間的鋼帶長度，以降低張力控制器異常高舉時的位置；此外並搭配於鋼帶尾端逐漸的減少鋼帶張力，以降低鋼帶離開軋機瞬間時的彈力，以降低打輥的發生機率，且可降低鋼帶表面發生軋輥印痕的缺陷率。

圖1顯示本發明熱軋鋼帶尾端之張力控制方法之流程圖；圖2顯示本發明鋼帶尾端、張力控制器及二軋機之配置示意圖。在圖2中，該鋼帶1尾端係位於二相鄰軋機2、3之間，該二軋機2、3間之設有至少一張力控制器4。該至少一張力控制器4會向上頂緊鋼帶1尾端，而其抬起的操角θ即決定軋機2、3間的質量流與所累積之鋼帶1長度，該操角θ可由前後軋機2、3之速度差進行調整。

配合參考圖1及圖2，本發明熱軋鋼帶尾端之張力控制方法包括以下步驟：步驟S11，減少二軋機2、3間之鋼帶1長度；步驟S12，降低鋼帶1尾端之張力。

要說明的是，在步驟S11之前另包括一設定一特定位置之步驟。該特定位置係依據該二軋機2、3間之間隔距離計算。舉例而言，參考圖3，若二軋機間之間隔距離係為二相鄰軋機間之距離，該特定位置設置於二相鄰軋機中之相應後面軋機之位置，例如：二軋機為圖3中F1及F2(軋機F1及F2間之距離為D1)，該特定位置設置於軋機F1之位置，若二軋機為圖3中F2及F3，該特定位置設置於軋機F2之位置；若二軋機並非為相鄰軋機，且其間具有另一軋機之距離，該特定位置設置於二軋機中之相應後面軋機之位置，例如：二軋機為圖3中F1及F3(軋機F1及F3間之距離為D2)，該特定位置設置於軋機F1之位置，若二軋機為圖3中F2及F4，該特定位置設置於軋機F2之位置。相對於其他具有不同距離之二軋機，其特定位置之設置可如上述方式類推，在此不再加以詳述。

再配合參考圖1及圖2，在該鋼帶1尾端離開該特定位置時開始修正及降低該張力控制器4之目標位置及操角θ，如此可在該鋼帶1尾端離開前一軋機2之前，先減少累積在軋機2、3之間的鋼帶1長度以及降低該張力控制器4之高度。

在本實施例中，在步驟S11及S12中係利用降低位於該二軋機2、3間之至少一張力控制器4之操角θ，以減少該二軋機2、3間之鋼帶1長度及降低鋼帶1尾端之張力。較佳地，在步驟S11及S12中係依據鋼帶1軋延速度計算該操角θ之調整量及該鋼帶1尾端之張力之調整量。在本實施例中，係同時進行步驟S11及S12，亦即，利用降低該至少一張力控制器4之操角θ，同時減少該二軋機2、3間之鋼帶1長度並降低鋼帶1尾端之張力。

可理解的是，該二軋機2、3之間可設有複數個張力控制器4(例如，若二軋機2、3為相應圖3所示之軋機F1、F3，則其間設有複數個張力控制器L1、L2)，該等張力控制器4之操角θ係可同時下降，或其中一張力控制器4之操角θ獨立下降，使得該張力控制器4降低其目標位置，亦即，降低該鋼帶1尾端之位置並減少該二軋機2、3間之鋼帶1長度。

由於該張力控制器4在該鋼帶1尾端降低目標位置時，容易因為軋機2或3速度的調整(在本實施例中係調整軋機2的速度)造成鋼帶1寬度的頸縮，因此必須降低該張力控制器4頂緊鋼帶1之力量，如此，可更容易調整該張力控制器4之操角θ，且可降低鋼帶1離開軋機2瞬間時的彈出力量，故可以降低發生打輥的可能性。並且，該鋼帶1尾端之目標張力之降低方式，較佳係同步配合該張力控制器4之操角θ調整之起始及最終時機(依據該特定位置及軋延速度而定)。

圖4顯示本發明熱軋鋼帶尾端之張力控制方法之控制邏輯方塊圖。配合參考圖2及圖4，在本發明之方法中，係利用一位置感測器5取得該張力控制器4之一位置回饋訊號，利用一微分控制迴路6依據該位置回饋訊號計算一速度控制訊號，且利用一張力控制迴路7依據該張力控制器4之一位置回饋訊號計算一張力控制訊號。

在本實施例中，該微分控制迴路6包括一低通濾波器61及一標準微分器62，該低通濾波器61接收該張力控制器4之操角θ之該位置回饋訊號並消除該位置回饋訊號之高頻雜訊，該標準微分器62接收該濾波後之位置回饋訊號並對其進行微分控制為該速度控制訊號，傳送給軋機2之速度控制調節器8，該速度控制調節器8依據該速度控制訊號及該張力控制訊號調整軋機2(或可同時調整軋機2及軋機3)之軋延速度。並且，利用一張力控制裝置9接受來自該速度控制調節器8之訊號並且依據該訊號(例如控制電流)控制該張力控制器4之位置及操角θ。要注意的是，亦可依據該速度控制調節器8之訊號及施加於該張力控制器4之一外加負載，控制該張力控制器4之位置及操角θ。

本發明之熱軋鋼帶尾端之張力控制方法，在鋼帶尾端離開軋機之前，先減少累積在軋機之間的鋼帶長度，以降低張力控制器異常高舉時的位置；此外並搭配於鋼帶尾端逐漸的減少鋼帶張力，以降低鋼帶離開軋機瞬間時的彈力，以降低打輥的發生機率，且可降低鋼帶表面發生軋輥印痕的缺陷率。

上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，並非限制本發明，因此習於此技術之人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。

1．．．鋼帶

2、3．．．軋機

4．．．張力控制器

5．．．位置感測器

6．．．微分控制迴路

7．．．張力控制迴路

8．．．速度控制調節器

9．．．張力控制裝置

61．．．低通濾波器

62．．．標準微分器

D1~D4．．．軋機間之距離

F1~F7．．．軋機

L1~L6．．．張力控制器

θ．．．操角

圖1顯示本發明熱軋鋼帶尾端之張力控制方法之流程圖；

圖2顯示本發明鋼帶尾端、張力控制器及二軋機之配置示意圖；

圖3顯示本發明具有複數個軋機及複數個張力控制器裝置之示意圖；及

圖4顯示本發明熱軋鋼帶尾端之張力控制方法之控制邏輯方塊圖。

1．．．鋼帶

2、3．．．軋機

4．．．張力控制器

5．．．位置感測器

6．．．微分控制迴路

7．．．張力控制迴路

8．．．速度控制調節器

9．．．張力控制裝置

θ．．．操角

Claims (8)

1. 一種熱軋鋼帶尾端之張力控制方法，該鋼帶尾端係位於二軋機之間，該方法包括以下步驟：(a)減少二軋機間之鋼帶長度；及(b)降低鋼帶尾端之張力；其中在步驟(a)之前另包括一設定一特定位置之步驟，在該鋼帶尾端離開該特定位置時開始修正及降低張力控制器位置及操角。
2. 如請求項1之方法，其中在步驟(a)及(b)中係利用降低位於該二軋機間之至少一張力控制器之操角，以減少該二軋機間之鋼帶長度及降低鋼帶尾端之張力，該至少一張力控制器頂撐該鋼帶尾端。
3. 如請求項2之方法，其中在步驟(a)及(b)中係依據鋼帶軋延速度計算該操角之調整量及該鋼帶尾端之張力之調整量。
4. 如請求項2之方法，其中該二軋機間之設有複數個張力控制器，該等張力控制器之操角係同時下降，或其中一張力控制器之操角獨立下降。
5. 如請求項2之方法，其係利用一位置感測器取得該張力控制器之一位置回饋訊號，利用一微分控制迴路依據該位置回饋訊號計算一速度控制訊號，且利用一張力控制迴路依據該張力控制器之一位置回饋訊號計算一張力控制訊號。
6. 如請求項5之方法，其中該微分控制迴路包括一低通濾波器及一標準微分器，該低通濾波器接收該位置回饋訊號並消除該位置回饋訊號之高頻雜訊，該標準微分器接收該濾波後之位置回饋訊號並對其進行微分控制為一速度控制訊號，且傳送給一速度控制調節器，該速度控制調節器依據該速度控制訊號及該張力控制訊號調整軋機之軋延速度，利用一張力控制裝置接受來自該速度控制調節器之訊號並且據以控制該張力控制器之位置及操角。
7. 如請求項1之方法，其係同時進行步驟(a)及(b)。
8. 如請求項1之方法，其係依據該二軋機間之間隔距離計算該特定位置。