TWI599656B - 鋼熱軋系統與其溫度控制方法 - Google Patents

Description

鋼熱軋系統與其溫度控制方法

本發明是有關於一種溫度控制方法，且特別是有關於一種在鋼熱軋系統中補償鋼帶邊緣溫度的溫度控制方法。

在一般的鋼熱軋廠中，在鋼帶進入軋機前會將鋼帶加熱至一個目標溫度，藉此有較好的機械性能。而鋼帶的邊緣可能會散熱較快，導致鋼帶邊緣的溫度會低於鋼帶中心的溫度。因此，一般的做法是設置邊緣加熱器來對鋼帶的邊緣加熱。如果鋼帶邊緣加熱過頭，使得鋼帶邊緣的溫度大於鋼帶中心的溫度，則會造成電力的浪費。相反地，如果鋼帶邊緣加熱不夠，使得鋼帶邊緣的溫度低於鋼帶中心的溫度，則會使得鋼帶的機械性能降低。因此，如何適當地控制邊緣加熱器，為此領域技術人員所關心的議題。

本發明的實施例提出一種鋼熱軋系統的溫度控 制方法。此鋼熱軋系統包括軋機、溫度感測器與邊緣加熱器，邊緣加熱器設置於軋機的入口處，溫度感測器設置於軋機與邊緣加熱器之間。溫度控制方法包括：透過溫度感測器取得目前鋼帶的多個溫度，這些溫度是沿著目前鋼帶的寬度方向所取得；根據所述溫度中的中心溫度與邊緣溫度之間的差計算補償溫度；以及根據補償溫度來調整目標溫度，並在下一個鋼帶進入軋機時根據調整後的目標溫度來控制邊緣加熱器。

在一些實施例中，在計算補償溫度之後，溫度控制方法更包括：根據目前鋼帶的鋼種與尺寸來儲存對應的補償溫度。上述根據補償溫度來調整目標溫度的步驟包括：根據下一個鋼帶的鋼種與尺寸取得對應的補償溫度；以及根據所取得的補償溫度來調整目標溫度。

在一些實施例中，補償溫度是根據以下方程式(1)所計算：CL=(ΔT _OS +ΔT _DS )/2×G _S ...(1)其中CL為補償溫度，ΔT _OS 為中心溫度減去所述溫度中的第一邊緣溫度的差，ΔT _DS 為中心溫度減去所述溫度中的第二邊緣溫度的差，G _S 為增益值。

在一些實施例中，溫度控制方法更包括：對於目前鋼帶的不同鋼種與不同尺寸，在執行上述方程式(1)時設定不同的增益值，其中增益值為介於0至0.5的實數。

在一些實施例中，溫度控制方法更包括：將目前鋼帶的溫度與先前鋼帶的多個溫度合成；以及從合成後的 所述溫度中取得上述的中心溫度、第一邊緣溫度與第二邊緣溫度。

本發明的實施例提出一種鋼熱軋系統，包括軋機、邊緣加熱器、溫度感測器與控制模組。邊緣加熱器是設置於軋機的入口處。溫度感測器是設置於軋機與邊緣加熱器之間。控制模組是用以執行上述的溫度控制方法。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧鋼熱軋系統

110‧‧‧軋機

121~123‧‧‧溫度感測器

131‧‧‧邊緣加熱器

140‧‧‧控制模組

201‧‧‧中心位置

202、203‧‧‧邊緣位置

210、220‧‧‧曲線

S301~S303‧‧‧步驟

[圖1]是根據一實施例繪示鋼熱軋系統的示意圖。

[圖2]是根據一實施例繪示鋼帶上沿著寬度方向的溫度曲線圖。

[圖3]是根據一實施例繪示鋼熱軋系統的溫度控制方法的流程圖。

關於本文中所使用之『第一』、『第二』、...等，並非特別指次序或順位的意思，其僅為了區別以相同技術用語描述的元件或操作。

圖1是根據一實施例繪示鋼熱軋系統的示意圖。請參照圖1，鋼熱軋系統100包括多個軋機110、溫度感測器121~123、邊緣加熱器131與控制模組140。為了簡化 起見，圖1中並未繪出鋼熱軋系統100的所有元件(例如還可包括傳送輥等)。

邊緣加熱器131是設置於軋機110的入口處，在一些實施例中邊緣加熱器131具有兩個“ㄈ”字形狀的加熱器，設置於鋼帶的兩側，並且讓鋼帶從中穿過。然而，本領域具有通常知識者當可理解邊緣加熱器131的設置，在此並不再贅述。此外，本發明也不限制邊緣加熱器131的具體結構、型號與加熱方式。

溫度感測器122是設置於邊緣加熱器131與軋機110之間，用以偵測通過邊緣加熱器131後的鋼帶溫度。此溫度感測器122可以是接觸式或是非接觸式的溫度感測器，本發明並不在此限。溫度感測器122會取得鋼帶上沿著寬度方向的多個溫度。

控制模組140可實作為程式碼並由電腦來執行，或者也可實作為電路。控制模組140或包含控制模組140的電腦是電性連接至溫度感測器121~123與邊緣加熱器131，並會接收溫度感測器122所偵測到的溫度，藉此可以適應性地調整邊緣加熱器131。具體來說，當目前鋼帶通過邊緣加熱器131與溫度感測器122時，溫度感測器122會取得目前鋼帶沿著寬度方向的多個溫度。控制模組140會從這些溫度中取得中心溫度與邊緣溫度，中心溫度指的是鋼帶在寬度方向上中心的溫度，而邊緣溫度可以是鋼帶兩側中某一側的溫度。控制模組140會根據此中心溫度與邊緣溫度之間的差來計算補償溫度。例如，若中心溫度大於邊緣溫度，表 示邊緣加熱器131加熱的不夠，反之則是邊緣加熱器131加熱的太多。在計算出補償溫度以後，控制模組140會根據此補償溫度調整一個目標溫度，此目標溫度為鋼帶預定要加熱至的溫度。舉例來說，若判斷出邊緣加熱器131加熱的不夠，且補償溫度為50度，目標溫度為1100度，則控制模組140會將補償溫度加上目標溫度，並且在下一個鋼帶進入軋機110時根據調整後的目標溫度(即1150度)來控制邊緣加熱器131。如此一來，可以根據鋼熱軋系統100實際運作的環境來控制邊緣加熱器131，可減少加熱過頭或不足的情形。以下將再舉實施例來詳細說明。

圖2是根據一實施例繪示鋼帶上沿著寬度方向的溫度曲線圖。請參照圖2，圖2繪示了兩個圖表，兩個圖表的橫軸代表鋼帶寬度方向上的位置，縱軸表示溫度。兩圖表中的曲線是根據溫度感測器122所感測到的溫度所繪出的。上圖的曲線210表示的是當邊緣加熱器131加熱過頭的情況，在中心位置201的溫度會低於邊緣位置202、203的溫度。下圖的曲線220表示的是當邊緣加熱器131加熱不足的情況，在中心位置201的溫度會高於邊緣位置202、203的溫度。在一些實施例中，中心位置201的溫度被稱為上述的中心溫度，邊緣位置202的溫度被稱為第一邊緣溫度，而邊緣位置203的溫度被稱為第二邊緣溫度，上述的補償溫度是根據以下方程式(1)來計算。

CL=(ΔT _OS +ΔT _DS )/2×G _S ...(1)

其中CL為補償溫度。ΔT _OS 為中心溫度減去第一 邊緣溫度的差。ΔT _DS 為中心溫度減去第二邊緣溫度的差。G _S 為一個增益值，為介於0至0.5的實數。舉例來說，若溫度感測器122所偵測到的是曲線210，則根據方程式(1)所計算出的補償溫度會是負值；若是曲線220，則根據方程式(1)所計算出的補償溫度會是正值。如此一來，並可以補償加熱過頭或不足的情形。

由於在軋延時，鋼帶會有不同的鋼種與尺寸，當鋼帶的鋼種或尺寸不同時，加熱或散熱的情形也可能不同。因此在一些實施例中，對於不同的鋼種與尺寸會計算出不同的補償溫度。具體來說，在軋延時可根據鋼種與尺寸將溫度感測器122所偵測到的溫度儲存起來。當取得目前鋼帶的溫度時，可取得有相同鋼種與尺寸的先前鋼帶的溫度，並將目前鋼帶的溫度與先前鋼帶的溫度合成，此合成例如是將對應到相同鋼帶位置的多個溫度取平均。如此一來，合成後的溫度便代表某一特定鋼種與尺寸的溫度曲線(如曲線210或曲線220)。接下來，從合成後的溫度中取得中心溫度、第一邊緣溫度與第二邊緣溫度以執行上述的方程式(1)。特別的是，對於不同的鋼種與尺寸，在執行方程式(1)時會設定不同的增益值G _S 。最後，根據目前鋼帶的鋼種與尺寸來儲存對應的補償溫度至資料庫。當下一個鋼帶進來時，便可以根據下一個鋼帶的鋼種與尺寸取得對應的補償溫度，根據所取得的補償溫度來調整目標溫度，進而根據調整後的目標溫度來控制邊緣加熱器131。

在上述的實施例中，是對於每一個鋼帶都取得 補償溫度，然而在其他的實施例中也可以對於某一批次的鋼帶都採用相同的補償溫度，本發明並不在此限。

圖3是根據一實施例繪示鋼熱軋系統的溫度控制方法的流程圖。請參照圖3，在步驟S301中，透過溫度感測器取得目前鋼帶的多個溫度，這些溫度是沿著目前鋼帶的寬度方向所取得。在步驟S302中，根據中心溫度與邊緣溫度之間的差計算補償溫度。在步驟S303中，根據補償溫度來調整目標溫度，並在下一個鋼帶進入軋機時根據調整後的目標溫度來控制邊緣加熱器。然而，圖3中各步驟已詳細說明如上，在此便不再贅述。值得注意的是，圖3中各步驟可以實作為多個程式碼或是電路，本發明並不在此限。此外，圖3的方法可以搭配以上實施例使用，也可以單獨使用。換言之，圖3的各步驟之間也可以加入其他的步驟。

在本發明提出的鋼熱軋系統與其溫度控制方法中，由於是根據溫度感測器所感測的溫度來調整邊緣加熱器，因此可以根據真實環境來適應性地加熱，可以避免加熱過頭或不足的情形。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S301~S303‧‧‧步驟

Claims (6)

1. 一種鋼熱軋系統的溫度控制方法，其中該鋼熱軋系統包括一軋機、一溫度感測器與一邊緣加熱器，該邊緣加熱器設置於該軋機的入口處，該溫度感測器設置於該軋機與該邊緣加熱器之間，該溫度控制方法包括：透過該溫度感測器取得一目前鋼帶的多個溫度，其中該些溫度是沿著該目前鋼帶的寬度方向所取得；根據該些溫度中的一中心溫度與一邊緣溫度之間的差計算一補償溫度；以及根據該補償溫度來調整一目標溫度，並在下一個鋼帶進入該軋機時根據調整後的該目標溫度來控制該邊緣加熱器，其中根據該些溫度中的該中心溫度與該邊緣溫度之間的差計算該補償溫度的步驟是根據以下方程式(1)所執行：CL=(△T _OS +△T _DS )/2×G _S ...(1)其中CL為該補償溫度，△T _OS 為該中心溫度減去該些溫度中的一第一邊緣溫度的差，△T _DS 為該中心溫度減去該些溫度中的一第二邊緣溫度的差，G _S 為大於等於0的一增益值，其中在計算該補償溫度之後，該溫度控制方法更包括：根據該目前鋼帶的鋼種與尺寸來儲存對應的該補償 溫度，其中根據該補償溫度來調整該目標溫度的步驟包括：根據該下一個鋼帶的鋼種與尺寸取得對應的該補償溫度；以及根據所取得的該補償溫度來調整該目標溫度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之溫度控制方法，更包括：對於該目前鋼帶的不同鋼種與不同尺寸，在執行上述方程式(1)時設定不同的該增益值，其中該增益值為介於0至0.5的實數。
3. 如申請專利範圍第2項所述之溫度控制方法，更包括：將該目前鋼帶的該些溫度與一先前鋼帶的多個溫度中對應到相同鋼帶位置的溫度取平均；以及從平均後的該些溫度中取得該中心溫度、該第一邊緣溫度與該第二邊緣溫度。
4. 一種鋼熱軋系統，包括：一軋機；一邊緣加熱器，設置於該軋機的入口處；一溫度感測器，設置於該軋機與該邊緣加熱器之間； 以及一控制模組，用以透過該溫度感測器取得一目前鋼帶的多個溫度，其中該些溫度是沿著該目前鋼帶的寬度方向所取得，其中該控制模組用以根據該些溫度中的一中心溫度與一邊緣溫度之間的差計算一補償溫度，根據該補償溫度來調整一目標溫度，並在下一個鋼帶進入該軋機時根據調整後的該目標溫度來控制該邊緣加熱器，其中該控制模組是根據以下方程式(1)來計算該補償溫度：CL=(△T _OS +△T _DS )/2×G _S ...(1)其中CL為該補償溫度，△T _OS 為該中心溫度減去該些溫度中的一第一邊緣溫度的差，△T _DS 為該中心溫度減去該些溫度中的一第二邊緣溫度的差，G _S 為大於等於0的一增益值，在計算該補償溫度之後，該控制模組更用以根據該目前鋼帶的鋼種與尺寸來儲存對應的該補償溫度，該控制模組更用以根據該下一個鋼帶的鋼種與尺寸取得對應的該補償溫度，並根據所取得的該補償溫度來調整該目標溫度。
5. 如申請專利範圍第4項所述之鋼熱軋系統，該控制模組更用以對於該目前鋼帶的不同鋼種與不同尺寸，在執行上述方程式(1)時設定不同的該增益值，其中該增益 值為介於0至0.5的實數。
6. 如申請專利範圍第5項所述之鋼熱軋系統，該控制模組更用以將該目前鋼帶的該些溫度與一先前鋼帶的多個溫度中對應到相同鋼帶位置的溫度取平均，並從平均後的該些溫度中取得該中心溫度、該第一邊緣溫度與該第二邊緣溫度。