TWI637248B - 煉鋼製程設計方法及系統 - Google Patents
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Abstract
一種煉鋼製程設計方法，其包含針對至少兩種精煉製程，儲存各精煉製程之處理項目所預設之必要性條件；依據該至少兩種精煉製程之處理項目的必要性條件資料以一邏輯判定程序建立一直交表形式之處理項目組合陣列；以及根據一目標鋼種資料從該處理項目組合陣列提供至少一處理項目組合方案。
Description
本發明係關於煉鋼製程領域，特別是關於一種煉鋼製程設計方法及系統。
現有技術中，針對鋼板產品進行新的煉鋼製程設計時，主要係依照工作人員的知識經驗，並參考過去累積的設計資料與作業標準進行。然而，在作業標準難以完全涵蓋全部煉鋼製程設計以及人員主觀經驗差異下，製程設計中存在模糊空間，每一次的設計結果難以確保達到一致性與最佳化要求。
故，有必要提供一種煉鋼製程設計方法及系統，以解決習用技術所存在的問題。
本發明之主要目的在於提供一種煉鋼製程設計方法，其依各類鋼板產品的品質特性需求，有效協助人員進行製程設計，使製程設計達成一致化與最佳化，並提升製程設計效率。
為達上述之目的，本發明提供一種煉鋼製程設計方法，係包括：針對至少兩種精煉製程，儲存各精煉製程之處理項目所預設之必要性條件，其中該必要性條件係依照對鋼種化性規
格的要求規範而區分為必須條件及優先條件；其中該必須條件係表示為必須進行該處理項目；優先條件係表示為選擇性進行該處理項目；依據該至少兩種精煉製程之處理項目的必要性條件資料以一邏輯判定程序建立一直交表形式之處理項目組合陣列；以及根據一目標鋼種資料從該處理項目組合陣列提供至少一處理項目組合方案。
在本發明之一實施例中，該邏輯判定程序包含當其中一處理項目之必要性條件為優先條件者，提供包含該處理項目之處理項目組合方案以及不包含該處理項目之處理項目組合方案。
在本發明之一實施例中，該至少兩種精煉處理項目係為真空脫氣精煉製程、盛鋼桶精煉製程及攪拌站精煉製程的其中至少兩者。
在本發明之一實施例中，該真空脫氣精煉製程之處理項目至少包括脫氫處理及鋼液循環處理；該盛鋼桶精煉製程之處理項目至少包括脫硫處理、升溫處理、造渣處理及合金添加處理。
本發明還提供一種煉鋼製程設計系統，其包括：一資料庫，係儲存至少兩種精煉製程之處理項目所預設之必要性條件，其中該必要性條件係依照對鋼種化性規格的要求規範而區分為必須條件及優先條件；其中該必須條件係表示為必須進行該處理項目；優先條件係表示為選擇性進行該處理項目；一輸入模組，
係用以輸入一目標鋼種資料；一邏輯判定模組，係依據該至少兩種精煉製程之處理項目的必要性條件資料建立一直交表形式之處理項目組合陣列；以及一處理模組，係根據該目標鋼種資料從該處理項目組合陣列提供至少一處理項目組合方案。
由上述可知，在本發明中，係依各類鋼板產品的品質特性需求，統合現有冶金知識與歷史設計資料與標準，進行全面歸納並定義各項煉鋼製程的必需性與優先性，建立包含需經真空脫氣、盛鋼桶精煉爐、攪拌站等三種煉鋼精煉製程的設計需求條件，及以直交表建立須以上述三種製程進行複合生產時之製程設計原則，建構整個煉鋼製程設計邏輯，有效協助人員進行製程設計，使製程設計達成一致化與最佳化，並提升製程設計效率。
10‧‧‧資料庫
11‧‧‧邏輯判定模組
12‧‧‧處理模組
13‧‧‧輸入模組
S01~S03‧‧‧步驟
第1圖係本發明之煉鋼製程設計方法一較佳實施例的流程圖。
第2圖係本發明之煉鋼製程設計方法一較佳實施例針對真空脫氣製程的必要性條件定義的化性規格表。
第3圖係本發明之煉鋼製程設計方法一較佳實施例針對盛鋼桶精煉製程的必要性條件定義的化性規格表。
第4圖係本發明之煉鋼製程設計方法一較佳實施例所建立的直交表形式之處理項目組合陣列圖。
第5圖係本發明之煉鋼製程設計系統一較佳實施例之系統方塊圖。
為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
請參考第5圖所示，係本發明之煉鋼製程設計系統一較佳實施例之系統方塊圖。本發明之煉鋼製程設計系統主要包括一資料庫10、一輸入模組13、一邏輯判定模組11以及一處理模組12。
該資料庫10可為一雲端資料庫，其用以儲存鋼種產品的規格需求資料、產品用途與尺寸資料、鋼種成份資料還有客戶額外需求資料等等。針對這些儲存的資料，該資料庫10還儲存至少兩種精煉製程之處理項目的相關資料，以及針對處理項目所預設之必要性條件，其中該必要性條件係依照對鋼種化性規格的要求規範而區分為必須條件及優先條件。具體而言，該至少兩種精煉處理項目可為真空脫氣精煉製程、盛鋼桶精煉製程及攪拌站精煉製程的其中至少兩者。該必須條件係表示為必須進行該處理項目；而該優先條件係表示為選擇性進行該處理項目，也就是說，當因為設備因素而無法進行該處理項目時，可選擇不進行該處理項目。請參考第2圖所示，以真空脫氣製程(RH)的其中一處理項目「鋼液循環處理(又稱輕處理)」為一實施例說明，當一目標鋼種的化性規格要求鋁含量≦0.010wt%、鈦含量≧0.040wt%、鈮含量≧0.040wt%或者氧含量≦0.0015wt%時，則該鋼液循環處理的必要性條件為必須條件，亦即該鋼液循環處理為必須進行的製程，也就
是說，為了製作出目標鋼種，該處理項目必須要進行才能達到精煉所需之水準，不可被忽略。相對地，若當一目標鋼種之化性規格要求鋁含量≦0.015wt%、鈦含量≧0.025wt%、鈮含量≧0.025wt%或氧含量≦0.0020wt%時，則該鋼液循環處理的必要性條件為優先條件，其代表該鋼液循環處理為非必須進行的處理項目，也就是說，若遭遇設備異常或其他因素導致無法進行該處理項目時，該處理項目可以被忽略或被替代。在本實施例中，該真空脫氣製程(RH)還包括脫氫處理，其中需脫氫為必須條件；不須脫氫為優先條件。
另參考第3圖所示，係本發明之煉鋼製程設計方法一較佳實施例針對盛鋼桶精煉製程的必要性條件定義的化性規格表。該盛鋼桶精煉製程之處理項目至少包括脫硫處理、升溫處理、造渣處理及合金添加處理。在本實施例中，以[1.]脫硫處理而言，當目標鋼種之化性規格要求硫最大值含量<0.008wt%時為必須條件；當目標鋼種之化性規格要求硫最大值含量<0.010wt%時則為優先條件。以[2.]升溫處理而言，當目標鋼種之化性規格要求硫最小值含量≧0.008wt%時為必須條件。以[3.]合金添加而言，當目標鋼種之化性規格要求碳最大值含量≦0.07wt%且錳最小值含量≧1.00wt%時為必須條件；當目標鋼種之化性規格要求碳最大值含量≦0.09wt%且錳最小值含量≧1.00wt%時為優先條件；當目標鋼種之化性規格要求碳最小值含量≧0.28wt%且碳含量範圍區間值≦0.03wt%時為必須條件；當目標鋼種之化性規格要求碳最小值含量
≧0.28wt%且碳含量範圍區間值≦0.05wt%時為優先條件；當目標鋼種之化性規格要求錳最小值含量≧1.40wt%時為必須條件；當目標鋼種之化性規格要求錳最小值含量≧1.20wt%時為優先條件；當目標鋼種之化性規格要求錳最小值含量≧1.25wt%且錳含量範圍區間值≦0.06wt%時為必須條件；當目標鋼種之化性規格要求錳最小值含量≧1.25wt%且錳含量範圍區間值≦0.08wt%時為優先條件。
該輸入模組13係用以提供一輸入介面，其可為鍵盤、滑鼠等常見的輸入裝置或類似的輸入裝置，提供使用者輸入一目標鋼種的資料(例如規格需求)或是針對精煉製程之處理項目的必要性條件進行修改，以進行針對該目標鋼種的煉鋼製程設計。
該邏輯判定模組11可通過電腦以一預設的邏輯判定程序在前述資料庫實現之，該電腦可具有一直交表製作程式，以便該邏輯判定模組11依據該至少兩種精煉製程之處理項目的必要性條件資料建立一直交表形式之處理項目組合陣列。在一實施例中，該直交表形式之處理項目組合陣列如第4圖所示，其表示了前述預設的邏輯判定程序具體所實現的規則：當所有處理項目之必要性條件皆為必須條件時，例如RH脫氫必須條件(A)與LF脫硫必須條件(C)，則提供包含這些處理項目之標準製程組合(即A+C)；當其中一處理項目之必要性條件為優先條件者，例如RH脫氫優先條件(A)與LF脫硫必須條件(C)，提供包含該為優先條件者之處理項目的標準製程組合(即A+C)以及不包含該為優先條件者之處理
項目的替代製程組合(即C)；當所有處理項目之必要性條件皆為優先條件時，例如RH脫氫優先條件(A)與LF脫硫必須優先條件(C)，則提供包含所有處理項目的標準製程組合(即A+C)以及不包含其中一項處理項目的所有可能的替代製程組合(即A、C)。
該處理模組12係可通過電腦實現，其判斷該輸入模組13所輸入的目標鋼種資料所符合的前述精煉製程之處理項目的必要性條件為何，進而根據這些必要性條件從該處理項目組合陣列提供至少一處理項目組合方案，即前述的標準製程組合以及其他可能的替代製程組合。
進一步的，請參考第1圖所示，係本發明之煉鋼製程設計方法一較佳實施例的流程圖。由上述可知，本發明之煉鋼製程設計方法由煉鋼製程設計系統執行時，包括下列步驟：步驟S01：針對至少兩種精煉製程，儲存各精煉製程之處理項目所預設之必要性條件，其中該必要性條件係依照對鋼種化性規格的要求規範而區分為必須條件及優先條件；其中該必須條件係表示為必須進行該處理項目；優先條件係表示為選擇性進行該處理項目；步驟S02：依據該至少兩種精煉製程之處理項目的必要性條件資料以一邏輯判定程序建立一直交表形式之處理項目組合陣列；以及步驟S03：根據一目標鋼種資料從該處理項目組合陣列提供至少一處理項目組合方案。
由上述說明可知，本發明主要是定義各煉鋼精煉製程的必須和優先條件以及複合製程組合之判定，以轉換出最佳煉鋼製程的設計邏輯，並予以系統化。在經過煉鋼製程設計之邏輯系統化後，便能夠以電腦系統輔助鋼板產品煉鋼製程之設計。本發明優點如下：
(1)依各類鋼板產品的品質特性需求，統合現有冶金知識、歷史設計資料，進行全面歸納並定義各項煉鋼製程的必需性與優先性，建立完整的煉鋼製程設計邏輯。
(2)依煉鋼製程系統化設計邏輯，以電腦系統建立煉鋼製程設計系統，協助人員進行製程設計，使製程設計達成一致化與最佳化，並提升製程設計效率。
(3)透過煉鋼製程的模組化建立，藉由系統化的維護煉鋼製程設計資料庫，讓使用者能深入了解製程判定的依據，並可依需求調整設計邏輯，強化使用單位的知識統整與傳承。
雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (4)
- 一種煉鋼製程設計方法，係包括：針對至少兩種精煉製程，儲存各精煉製程之處理項目所預設之必要性條件，其中該必要性條件係依照對鋼種化性規格的要求規範而區分為必須條件及優先條件；其中該必須條件係表示為必須進行該處理項目；優先條件係表示為選擇性進行該處理項目；依據該至少兩種精煉製程之處理項目的必要性條件資料以一邏輯判定程序建立一直交表形式之處理項目組合陣列，其中該邏輯判定程序包含當其中一處理項目之必要性條件為優先條件者，提供包含該處理項目之標準製程組合以及不包含該處理項目之替代製程組合；以及根據一目標鋼種資料從該處理項目組合陣列提供至少一處理項目組合方案。
- 如申請專利範圍第1項所述之煉鋼製程設計方法，其中該至少兩種精煉處理項目係為真空脫氣精煉製程、盛鋼桶精煉製程及攪拌站精煉製程的其中至少兩者。
- 如申請專利範圍第2項所述之煉鋼製程設計方法，其中該真空脫氣精煉製程之處理項目至少包括脫氫處理及鋼液循環處理；該盛鋼桶精煉製程之處理項目至少包括脫硫處理、升溫處理、造渣處理及合金添加處理。
- 一種煉鋼製程設計系統，係包括： 一資料庫，係儲存至少兩種精煉製程之處理項目所預設之必要性條件，其中該必要性條件係依照對鋼種化性規格的要求規範而區分為必須條件及優先條件；其中該必須條件係表示為必須進行該處理項目；優先條件係表示為選擇性進行該處理項目；一輸入模組，係用以輸入一目標鋼種資料；一邏輯判定模組，係依據該至少兩種精煉製程之處理項目的必要性條件資料以一邏輯判定程序建立一直交表形式之處理項目組合陣列，其中該邏輯判定程序包含當其中一處理項目之必要性條件為優先條件者，提供包含該處理項目之標準製程組合以及不包含該處理項目之替代製程組合；以及一處理模組，係根據該目標鋼種資料從該處理項目組合陣列提供至少一處理項目組合方案。
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