TWI628010B - Dynamic adjustment method of rolling steel production process - Google Patents

Abstract

本發明為提供一種軋鋼生產製程的動態調整方法，主要於鋼胚配料時即藉由鋼料的碳當量分析，並依據不同鋼種調整製程參數，以減少不同批次之產品的機械性質變異。

Description

軋鋼生產製程的動態調整方法

本發明是有關於一種煉鋼製程的控制方法，特別是指一種軋鋼生產製程的動態調整方法。

一般而言，鋼鐵成品的性質不僅會受到原始胚料之化學成分的影響，生產製程也會影響鋼鐵最終成品的機械性質。

傳統鋼鐵產品的軋延製程決定，一般是煉鋼廠於接受訂單後，即透過冶金規範(MIC)及客戶之採購規格，決定所需鋼料的成份範圍、軋延出爐溫度，以及後續的檢測方式等，而後續則依據鋼種所需的標準製程條件生產鋼料。也就是說，在正式生產前，相關的製程參數即已因應所欲生產之鋼種而決定，並無法針對鋼料(即原始胚料)的成分差異而調整相關的製程參數。但是，在實際煉鋼製程中，因為受到廢鋼及成份控制能力的限制，往往使得同一鋼種但不同煉鋼爐號的實際成分會有變動，而受到成分變動的影響，熱軋鋼料的機械性質也會隨之改變，因此，若將具不同成分之胚料的煉鋼爐以同一製程參數生產，則最終成品的機械穩定度也會受到影響。

因此，本發明之目的，即在提供一種可因應鋼料成分，調整製程參數的軋鋼生產製程的動態調整方法。

於是，本發明軋鋼生產製程的動態調整方法，包含一碳當量比對步驟，及一製程調整步驟。

該碳當量比對步驟，是將一預計用於製備預定鋼種的鋼料進行碳當量檢測，得到一碳當量檢測值，並將該碳當量檢測值與一預定鋼種所需的碳當量標準值進行比對。

該製程調整步驟，是當該碳當量檢測值超出該碳當量標準值，則對應調整用於製備該預定鋼種的一軋延製程的生產參數。

本發明之功效在於：於不同鋼種生產前，先進行鋼料的碳當量分析，並藉由分析結果依據不同鋼種調整製程參數，而可減少不同批次之產品的變異性。

本發明軋鋼生產製程的動態調整方法主要可用於煉鋼廠於不同批次的軋延製程時，藉由對各批次之鋼料的碳當量分析並依據碳當量分析結果對應調整製程參數，而可減少不同生產批次間因為鋼料之化學成份的差異，所導致的成品機械性質的變異，而讓最終成品的機械性質可維持較佳的穩定度。

茲將本發明軋鋼生產製程的動態調整方法以下述實施例作一說明。

配合參閱圖1，本發明軋鋼生產製程的動態調整方法的該實施例，包含一確認步驟21、一碳當量比對步驟22、一製程調整步驟23，及一生產製造步驟24。

該確認步驟21是將鋼胚配料後，確認鋼料配料的生產對象是否為需要動態管制的鋼種。一般而言，當鋼種的加工流程係冷加工直接使用時，因為對機性穩定度要求高，即會進行動態管制。若否，則直接進行該生產製造步驟24，利用該鋼料利用原始設定的一標準軋延製程參數進行生產製造；若是，則進一步將該鋼料進行該碳當量比對步驟22。

該碳當量比對步驟22是將經由該確認步驟21確認，需要動態管制的鋼料進行碳當量檢測，以得到一碳當量檢測值，並將該碳當量檢測值與該預定製備之鋼種的碳當量標準值進行比對。

詳細的說，該碳當量標準值是依據不同鋼種所需之鋼料成份而有不同。一般而言，當鋼料的化學成份偏上限時，則鋼料的強度偏高；而當鋼料的化學成份偏下限時，鋼料的強度則會偏低。鋼種內的各項化學成份都會影響碳鋼強度，然而，其中以碳的影響最大，為簡化品質指標，因此將各項化學成分之影響程度不同，簡化重新計算指標，並以碳當量(carbon equivalent， CE)表示。本發明利用檢測鋼料的碳當量，利用碳當量作為軋延製程調整的依據，以減少軋延成品的變異性。

具體的說，該碳當量標準值是利用將用於製備同一鋼種，不同碳當量的鋼料，以及將該等不同碳當量的鋼料經由一標準軋延製程得到之成品的抗拉強度結果，經由回歸分析後以建立一碳當量與抗拉強度關係。並選取一相對應之碳當量與抗拉強度的最佳範圍作為該碳當量標準值。該碳當量比對步驟22則是將鋼料的碳當量檢測結果與該碳當量標準值進行比對。

以生產高碳線材鋼種為例，該碳當量標準值是利用下述式(I)公式，代入不同的成分含量後，計算得到對應的碳當量(CE)，並將不同碳當量的鋼料進行軋延製程並分別量得抗拉強度，再將碳當量與抗拉強度進行回歸分析，即可建立如圖2所示之碳當量與抗拉強度關係圖。 CE=C+0.65Mn+0.65Cr+0.5Mo (I) 式(I)中，C(碳)、Mn(錳)、Cr(鉻)、Mo(鉬)為鋼料中該元素的含量。

由圖2結果顯示，碳當量越高，強度越高；反之碳當量越小，則強度越小。而經統計得知該鋼種實際程成份的碳當量分布：最小值為1.37，最大值為1.46，故該碳當量標準值可設為1.37~1.44。

接著進行該製程調整步驟23，當前述該碳當量檢測值超出(大於或小於)該碳當量標準值，則對應調整用於製備該預定鋼種的一標準軋延製程的生產參數，得到一調整製程參數。要說明的是，該調整製程參數可以是依據該碳當量檢測值而進行線上製程參數的修改，或是可依據該碳當量檢測值而從程控電腦系統中選取一預設並適用的調整製程參數。

續以前述該高碳線材鋼種說明，該碳當量標準值為1.37~1.44，而經由機械性質評估後預估當碳當量≧1.44時，若以原始設定的標準製程軋延，則成品的強度會變高。因此，當鋼料分析而得的碳當量檢測值大於1.44時，則會進行製程參數調整，減少軋延風量降低鋼料冷卻速度，降低強度，以避免強度異常超出規格值，維持產品的機械穩定性。

最後，進行該生產製造步驟24，將經過該製程調整步驟23調整後得到的調整製程參數輸出，並利用該調整製程參數作為最終生產的控制參數以製造生產該預定鋼種。據此，可以減低因鋼料成分差異所造成之最終成品的變異性。

要說明的是，當經過該碳當量比對步驟22後，若鋼料的碳當量檢測值位於該碳當量標準值，則不需經由該製程調整步驟23進行製程參數的調整，而是直接進入該生產製造步驟24。此時，該生產製造步驟24則是利用原始設定的該標準軋延製程參數進行生產製造。

而經實際測試，有一爐如前述之高碳線材鋼料，碳當量檢測值為1.46，以原設定的標準製程條件進行軋延，其成品量得的抗拉強度(TS)為127~134 kg/mm² 。然而，當以本發明該動態調整方法進行時，因為碳當量檢測值為1.46，已大於該碳當量標準值(1.37~1.44)，因此，會進行軋延製程的風量調整，減少風量(原風量為100%，風量減少為原風量的90%)。經由實際量測經由製程調整後之成品的抗拉強度為126~128 kg/mm² ，不僅落在抗拉強度的規格範圍(116~129 kg/mm² )且變異量也較小，可知利用本方法確實可有效調整因鋼料成份之差異所造成之機性變異性。

綜上所述，本發明藉由將鋼料進行軋延製程前，藉由對各批次之鋼料的碳當量分析，並依據碳當量分析結果對應調整軋延製程參數，藉由製程條件的調整，減少不同生產批次間因為鋼料之化學成份的差異，所導致的成品機械性質的變異，而讓最終成品的機械性質可維持較佳的穩定度，故，確實可達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

21‧‧‧確認步驟
23‧‧‧製程調整步驟
22‧‧‧碳當量比對步驟
24‧‧‧生產製造步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一步驟流程圖，說明本發明軋鋼生產製程的動態調整方法的該實施例； 圖2是一碳當量-抗拉強度關係圖，說明碳當量與抗拉強度經回歸統計計算後之關係。

Claims (6)

1. 一種軋鋼生產製程的動態調整方法，包含： 一碳當量比對步驟，將一預計用於製備一預定鋼種的鋼料進行碳當量檢測，得到一碳當量檢測值，並將該碳當量檢測值與一預定鋼種所需的碳當量標準值進行比對；及 一製程調整步驟，當該碳當量檢測值超出該碳當量標準值，則對應調整用於製備該預定鋼種的一標準軋延製程的生產參數，得到一調整製程參數。
2. 如請求項第1項所述軋鋼生產製程的動態調整方法，還包含一確認步驟，確認所選用之鋼料是否為製程管制鋼種，若是，則將該鋼料進行該碳當量比對步驟。
3. 如請求項第1項所述軋鋼生產製程的動態調整方法，還包含一生產製造步驟，接收該製程調整步驟產生的該調整製程參數，以用於製造生產該預定鋼種。
4. 如請求項第1項所述軋鋼生產製程的動態調整方法，其中，當該碳當量檢測值大於該碳當量標準值，則減低該軋延製程的冷卻速度。
5. 如請求項第1項所述軋鋼生產製程的動態調整方法，其中，當該碳當量檢測值小於該碳當量標準值，則增加該軋延製程的冷卻速度。
6. 如請求項第1項所述軋鋼生產製程的動態調整方法，其中，該碳當量標準值是碳當量與抗拉強度經回歸分析後而得。