TWI670124B - 鋼帶厚度控制方法 - Google Patents

Abstract

一種鋼帶厚度控制方法，適用於熱連軋系統，熱連軋系統包含X座軋機，鋼帶厚度控制方法包含：取得第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之軋機模數與材料塑性係數；根據第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之軋延力、軋機模數與材料塑性係數來計算出第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之出口厚度變化量；以及根據第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之出口厚度變化量與目標厚度值來調整第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之軋機開度。

Description

鋼帶厚度控制方法

本揭露實施例是有關於一種鋼帶厚度控制方法，且特別是有關於一種適用於熱連軋系統的鋼帶厚度控制方法。

在熱連軋製程中，鋼帶厚度與鋼帶板形為評估鋼帶產品品質的兩項重要指標，且此兩者在鋼帶軋延生產過程中會互相影響，因此在控制上必須綜合考量，才能達到生產上的需求。

在鋼帶的厚度控制策略中，監控厚度自動控制(Monitor Automatic Gauge Control，M-AGC)的目的為消除鋼帶的實際量測厚度與目標厚度之誤差，然而，習知M-AGC所使用的調整策略，在修正厚度時，由於並未同時將鋼帶之板形穩定納入考量，厚度修正將集中在軋機最後一站，如此將容易引起鋼帶板形不穩定的問題，因而使控制功能受到侷限。

本揭露之目的在於提出一種適用於熱連軋系統的鋼帶厚度控制方法，在考慮軋延力分配的基礎下，將鋼帶厚度之修正分散至最後多座軋機，以避免鋼帶厚度之修正影響到鋼帶板形之穩定性，進而使得鋼帶產品的厚度與板形皆能更佳地達到生產上的需求。

根據本揭露之上述目的，提出一種鋼帶厚度控制方法，適用於熱連軋系統，熱連軋系統包含X座軋機，鋼帶厚度控制方法包含：取得第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之軋機模數(Mill Modulus)與材料塑性係數；根據第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之軋延力、軋機模數與材料塑性係數來計算出第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之出口厚度變化量；以及根據第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之出口厚度變化量與目標厚度值來調整第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之軋機開度(roll gap)；其中，X、Y為正整數，且X>Y。

在一些實施例中，其中當Y=2，第X座軋機之出口厚度變化量之算式如下：

其中，δh _X 代表第X座軋機之出口厚度變化量，Q代表材料塑性係數，M代表軋機模數，P _X 代表第X座軋機的軋延力，其中β的算式如下：

其中，δh _err 代表熱連軋系統之測厚儀於量測時之厚度誤差。

在一些實施例中，其中當Y=2，第X-1座軋機之出口厚度變化量之算式如下：

在一些實施例中，其中當Y=2，第X-2座軋機之出口厚度變化量之算式如下：

在一些實施例中，上述鋼帶厚度控制方法更包含：根據第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之軋機開度的變化量來計算出第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之軋延力。

在一些實施例中，其中每個軋機之軋機開度的變化量與軋延力之關係式如下：

其中，δS _i 代表第i座軋機之軋機開度的變化量，其中i=X、X-1、...、X-Y。

為讓本揭露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。

S1-S3‧‧‧步驟

從以下結合所附圖式所做的詳細描述，可對本揭露之態樣有更佳的了解。需注意的是，根據業界的標準實務，各特徵並未依比例繪示。事實上，為了使討論更為清楚，各特徵的尺寸都可任意地增加或減少。

[圖1]係根據本揭露的實施例之適用於熱連軋系統之鋼帶厚度控制方法的流程圖。

以下仔細討論本發明的實施例。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的概念，其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論、揭示之實施例僅供說明，並非用以限定本發明之範圍。

在鋼帶於熱連軋系統的軋延過程中，因設定模式的誤差以及製程條件的變化，容易導致軋延後所得之鋼帶的實際厚度與目標厚度會有所偏差。所以通常會在鋼帶的厚度控制策略中導入監控厚度自動控制(M-AGC)。一般而言，M-AGC藉由設置於最後一站軋機出口的測厚儀所實際量測的鋼帶厚度，進行回饋控制以使得鋼帶產品達到目標厚度。目前M-AGC所使用的公式例如如下所示：

其中，△h _i 為第i座軋機所需的厚度校正量，△h _err 為X射線(X-ray)測厚儀所量測的鋼帶厚度與目標厚度的誤差值，T _xi 為第i座軋機到X射線測厚儀所需的時間，K _{m_Total} 為與鋼帶之厚度以及鋼種(steel grade)有關的增益值，K _i 是積分控制的增益值，s則是拉普拉斯轉換(Laplace transform)符號。其中，上述之增益值由操作經驗來給定。

習知之M-AGC的缺點在於，測厚儀的設置位置與軋機的設置位置存在差距，因此在厚度的校正上將產生時間延遲效應，這使得大部分的誤差量通常會集中由最後一站軋機來進行修正。然而，如此一來，將容易對於鋼帶的板形產生不良的影響。基於上述所提及之習知之M-AGC的缺點，本揭露提出一種考慮軋延力分配比例之M-AGC調整策略，將鋼帶厚度之修正分散至各座軋機。

圖1係根據本揭露的實施例之適用於熱連軋系統之鋼帶厚度控制方法的流程圖，於步驟S1，取得第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之軋機模數(Mill Modulus)與材料塑性係數；於步驟S2，根據第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之軋延力、軋機模數與材料塑性係數來計算出第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之出口厚度變化量；於步驟S3，根據第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之出口厚度變化量與目標厚度值來調整第X-Y座軋機至第X座 軋機之每一者之軋機開度(roll gap)。其中，X、Y為正整數，且X>Y。

由上述可知，本揭露將鋼帶厚度之修正分散至第X-Y座軋機至第X座軋機，以改善習知M-AGC將大部分的誤差量集中由最後一站軋機來進行修正的缺點。以下針對上述步驟中所述之計算、調整的推導過程進行說明。

首先，考慮軋機進口厚度與軋機開度對軋機出口厚度的影響，可得出以下關係式：

其中，δh _i 為第i座軋機出口厚度的變化量，δS _i 為第i座軋機之軋機開度的變化量，δH _i 為第i座軋機進口厚度的變化量，因此，δH _i =δh _i-1，M代表軋機模數(Mill Modulus)，Q代表材料塑性係數。

舉例來說，若熱連軋系統總共有7座軋機，經重複疊代式(2)之關係式後，可將最後一座軋機，即第7座軋機出口厚度的變化量表示為最後三座軋機，即第5、6、7座軋機開度變化量的關係式，如下式(3)所示：

另外，將M-AGC調整厚度過程中，各座軋機之軋延力分配比例維持不變，可得下列關係式：

其中，P _i 代表第i座軋機的軋延力，β為待求解之未知數。再者，軋延力與軋機開度的關係式如下：

將式(4)代入式(5)可得：

將式(6)代入式(3)重新整理後，可將最後一座軋機，即第7座軋機之厚度變化量表示為最後三座軋機，即第5、6、7座軋機軋延力之關係式如下：

於式(7)中，將最後一座軋機，即第7座軋機之出口厚度變化量δh ₇令為測厚儀於量測時之厚度誤差δh _err ，而式(7)中右側括弧內皆為已知數，故可求出未知數β，如下所示：

因此，最後一座軋機，即第7座軋機之出口厚度變化量δh ₇可表示為

同理，最後第二座軋機，即第6座軋機之出口厚度變化量δh ₆可表示為

並且，最後第三座軋機，即第5座軋機之出口厚度變化量δh ₅可表示為

將上述推導過程與圖1所示的流程圖相對照，推導過程中將X以7為例，並將Y以2為例，然而，本發明不限於此，使用者可依實際需求調整X、Y的數值。再者，於步驟S2中所述之第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之出口厚度變化量即對應至上述式(9)、式(10)與式(11)，從而能夠於步驟S3中根據第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之出口厚度變化量與目標厚度值來調整第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之軋機開度。

值得一提的是，上游軋機(即第1座軋機至第X-Y-1座軋機)距離測厚儀較遠，對於厚度誤差校正所能產生之效果較低，因此本揭露僅調整第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之軋機開度。而上游軋機(即第1座軋機至第X-Y-1座軋機)之軋機開度則可採用習知M-AGC的調整策略即可。

綜合上述，本揭露提出一種適用於熱連軋系統的鋼帶厚度控制方法，在考慮軋延力分配的基礎下，將鋼帶厚度之修正分散至最後多座軋機，以避免鋼帶厚度之修正影響到鋼帶板形之穩定性， 進而使得鋼帶產品的厚度與板形皆能更佳地達到生產上的需求。

以上概述了數個實施例的特徵，因此熟習此技藝者可以更了解本揭露的態樣。熟習此技藝者應了解到，其可輕易地把本揭露當作基礎來設計或修改其他的製程與結構，藉此實現和在此所介紹的這些實施例相同的目標及/或達到相同的優點。熟習此技藝者也應可明白，這些等效的建構並未脫離本揭露的精神與範圍，並且他們可以在不脫離本揭露精神與範圍的前提下做各種的改變、替換與變動。

Claims (6)

1. 一種鋼帶厚度控制方法，適用於一熱連軋系統，該熱連軋系統包含X座軋機，該鋼帶厚度控制方法包含：取得第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之一軋機模數(Mill Modulus)與一材料塑性係數；根據第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之一軋延力、該軋機模數與該材料塑性係數來計算出第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之一出口厚度變化量；以及根據第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之該出口厚度變化量與一目標厚度值來調整第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之一軋機開度(roll gap)；其中，X、Y為正整數，且X>Y。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鋼帶厚度控制方法，其中當Y=2，第X座軋機之該出口厚度變化量之算式如下： 其中，δh _X 代表第X座軋機之該出口厚度變化量，Q代表該材料塑性係數，M代表該軋機模數，P _X 代表第X座軋機的該軋延力，其中β的算式如下： 其中，δh _err 代表該熱連軋系統之一測厚儀於量測時之一厚度誤差。
3. 如申請專利範圍第2項所述之鋼帶厚度控制方法，其中當Y=2，第X-1座軋機之該出口厚度變化量之算式如下：
4. 如申請專利範圍第2項所述之鋼帶厚度控制方法，其中當Y=2，第X-2座軋機之該出口厚度變化量之算式如下：
5. 如申請專利範圍第2項所述之鋼帶厚度控制方法，更包含：根據第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之該軋機開度的變化量來計算出第X-Y座軋機至第X座軋機之每一者之該軋延力。
6. 如申請專利範圍第5項所述之鋼帶厚度控制方法，其中每一該些軋機之該軋機開度的 變化量與該軋延力之關係式如下： 其中，δS _i 代表第i座軋機之該軋機開度的變化量，其中i=X、X-1、...、X-Y。