TWI677380B - 熱軋製程之除銹動態控制方法 - Google Patents

Abstract

一種熱軋製程之除銹動態控制方法。在此方法中，於鋼胚進行熱軋製程時，對鋼胚之成品厚度進行第一判斷步驟，以判斷成品厚度是否大於或等於厚度預設值。當鋼胚之成品厚度大於或等於厚度預設值時，對鋼胚進行第二判斷步驟，以判斷鋼胚之成品需求品級。當鋼胚之成品需求品級為第一級時，進行第三判斷步驟，以判斷鋼胚之出爐溫度是否大於或等於預設溫度。當鋼胚之出爐溫度大於或等於預設溫度時，將鋼胚之粗軋速度從原設定值調降該原設定值乘以X，其中X小於1且大於0。

Description

熱軋製程之除銹動態控制方法

本發明是有關於一種熱軋技術，且特別是有關於一種熱軋製程之除銹動態控制方法。

熱軋山水畫軋入二次銹皮缺陷的成因一般係指高溫鋼胚表面因接觸外面空氣而快速生成銹皮，鋼胚在粗軋軋延時，因銹皮無法全數去除而被軋延嵌入鋼捲表面，在後續之精軋軋延時於其上方再次生成銹皮覆蓋，而在鋼捲表面上產生山水畫缺陷。由於粗軋軋延製程採往復式軋延，因此缺陷會沿軋延兩端拉伸而呈現如山巒起伏的現象，故依型態而稱之為山水畫軋入二次銹皮。

針對山水畫軋入二次銹皮之表面缺陷，生產線之改善方式多採加強粗軋之除銹能力的方式，以增加除銹道次、修改噴嘴型號、調整噴嘴角度、以及調整噴嘴與鋼胚之間的距離為主軸。但這些措施常遭遇瓶頸，例如噴水道次達上限等，而造成熱軋鋼材之表面品質不穩。

舉例而言，有一種除銹系統係藉由收集共通配管壓力、被軋延材的位置、以及被軋延材之材質等資訊，而 自行計算最適共通配管的壓力與泵的運轉模式來進行生產。此除銹系統除了具有銹垢去除性能外，更可節省能源，延長泵的使用壽命。然而，此除銹系統的除銹效果會受限於泵與管路設備的能力。

另有一種用於熱軋鋼胚之除銹與擋水的方法，其主要係用以去除熱軋鋼胚之表面所生成的銹皮。在此方法中，對鋼胚表面施加機械作用力以破壞鋼胚表面的銹皮，例如利用工輥軋延扯破鋼胚表面的銹皮，再利用流體機構設計，來提供兩種不同高、低壓的流體衝擊熱軋鋼胚表面，以去除鋼胚表面的銹皮與銹水。然，這樣的方式需增設銹皮破碎裝置，而銹皮破碎裝置的設置會多出裝機成本與維護成本，導致生產成本增加。此外，銹皮破碎裝置僅能協助去除鋼胚加熱期間所生成的銹皮，並無助於去除後續粗軋站間所生成的銹皮。

此外，上述技術雖可抑制熱軋中厚板表面之山水畫缺陷，但近年來對於熱軋鋼材之表面品質的要求日趨嚴苛，對高表面品級熱軋鋼材更是要求達到零檢出。如此對於熱軋除銹製程的考驗更為嚴苛，因此熱軋除銹技術亟待突破。

因此，本發明之一目的就是在提供一種熱軋製程之除銹動態控制方法，其可動態控制粗軋製程中各道次的軋延速度，藉此可增加除銹水對鋼板板胚表面之銹皮的衝擊 時間，以利完全去除板胚表面的銹皮，而達到降低鋼捲之銹皮缺陷剔退率的目標。

根據本發明之上述目的，提出一種熱軋製程之除銹動態控制方法。在此方法中，於鋼胚進行熱軋製程時，對鋼胚之成品厚度進行第一判斷步驟，以判斷成品厚度是否大於或等於厚度預設值。當鋼胚之成品厚度大於或等於厚度預設值時，對鋼胚進行第二判斷步驟，以判斷鋼胚之成品需求品級係第一級、第二級、或第三級，其中第一級高於第二級，第二級高於第三級。當鋼胚之成品需求品級為第一級時，進行第三判斷步驟，以判斷鋼胚之出爐溫度是否大於或等於預設溫度，此預設溫度係選自於一溫度範圍，此溫度範圍為約1150℃至約1300℃。當鋼胚之出爐溫度大於或等於預設溫度時，將鋼胚之粗軋速度從原設定值調降該原設定值乘以X，其中X小於1且大於0。

依據本發明之一實施例，當上述之第一判斷步驟判斷結果為成品厚度小於厚度預設值時，以原設定值對鋼胚進行粗軋製程。

依據本發明之一實施例，當上述之第二判斷步驟為鋼胚之成品需求品級為第一級，且第三判斷步驟為鋼胚之出爐溫度小於預設溫度時，將鋼胚之粗軋速度從原設定值調降為原設定值乘以Y，Y大於X且小於1。

依據本發明之一實施例，上述之X的值為約0.6，Y的值為約0.8。

依據本發明之一實施例，當上述之第二判斷步驟為鋼胚之成品需求品級為第二級時，將鋼胚之粗軋速度從原設定值調降為原設定值乘以Y，Y大於X且小於1。

依據本發明之一實施例，上述之X的值為約0.6，Y的值為約0.8。

依據本發明之一實施例，當上述之第二判斷步驟為鋼胚之成品需求品級為第三級時，將鋼胚之該粗軋速度從原設定值調降為原設定值乘以Z，Z大於Y且小於1。

依據本發明之一實施例，上述之X的值為約0.6，Y的值為約0.8，Z的值為約0.85。

依據本發明之一實施例，上述之第一級為銹皮嚴格管制品級，第二級為高表面品級，第三級為酸洗製程品級。

依據本發明之一實施例，上述之厚度預設值為約1.8mm。

本發明之實施例可利用鋼捲生產資訊接收成控電腦來自動比對判斷鋼捲之鋼種、成品厚度、檢驗品級、生產製程、以及出爐溫度等項目，再根據判斷結果動態調整粗軋製程中各道次的軋延速度。藉此，可控制鋼板板胚於粗軋站各道次的除銹時間，而可提升鋼板之銹皮的去除效果，達到降低鋼捲之銹皮缺陷剔退率的目的。

100‧‧‧熱軋產線

110‧‧‧加熱爐

120‧‧‧粗軋前除銹機

130‧‧‧精軋前除銹機

140‧‧‧冷卻設備

150‧‧‧盤捲機

200‧‧‧操作

205‧‧‧操作

210‧‧‧操作

215‧‧‧操作

220‧‧‧操作

225‧‧‧操作

230‧‧‧操作

235‧‧‧操作

240‧‧‧操作

300‧‧‧鋼胚

310‧‧‧除銹水

F1‧‧‧精軋站

F2‧‧‧精軋站

F3‧‧‧精軋站

F4‧‧‧精軋站

F5‧‧‧精軋站

F6‧‧‧精軋站

F7‧‧‧精軋站

R1‧‧‧粗軋站

R2‧‧‧粗軋站

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：〔圖1〕係繪示一種熱軋產線的示意圖；〔圖2〕係繪示依照本發明之一實施方式的一種熱軋製程之除銹動態控制方法的流程圖；以及〔圖3〕係繪示依照本發明之一實施方式的一種粗軋除銹噴水的示意圖。

有鑑於習知熱軋除銹技術已無法完全滿足市場對熱軋鋼材之表面品質日益嚴苛的要求，因此本發明在此提出一種熱軋製程之除銹動態控制方法，其藉由對鋼捲之鋼種、成品厚度、檢驗品級、生產製程、以及出爐溫度等項目進行動態判斷，並據此調降粗軋製程中各道次的軋延速度，以增加除銹水對鋼板板胚表面之銹皮的衝擊時間，而可確實去除板胚表面上的銹皮，進而可降低鋼捲之銹皮缺陷的剔退率。

請參照圖1，其係繪示一種熱軋產線的示意圖。此熱軋產線100主要包含加熱爐110、粗軋前除銹機(primary scale breaker，PSB)120、二粗軋站R1與R2、精軋前除銹機(finishing scalwbreaker，FSB)130、七個精軋站F1至F7、冷卻設備140、以及盤捲機150。鋼胚經加熱爐110加熱後，先利用粗軋前除銹機120對鋼胚進行除銹後，再依序於粗軋站R1與R2分別進行往復式粗軋製程。每 個粗軋站R1與R2前方與後方可分別設置一或多個除銹裝置，以在鋼胚粗軋時去除鋼胚表面上所生成之銹皮。這些除銹裝置可為噴水裝置，透過對鋼胚噴射除銹水的方式來去除鋼胚表面上的銹皮。鋼胚在粗軋站R1與R2中被粗軋成鋼板後，接著可依序在精軋站F1至F7中進行精軋製程，而將鋼板軋成具有所需厚度的鋼帶。精軋站F1至F7中亦可設有多個除銹裝置，以在鋼板之精軋製程期間去除鋼板之表面上的銹皮。精軋後之鋼帶經冷卻設備140冷卻後，再經盤捲機150盤捲成鋼捲。

本發明之實施方式係針對鋼胚之熱軋製程中粗軋站R2間各道次粗軋的軋延速度進行控制，以更進一步的控制除銹水對鋼胚表面之銹皮的衝擊時間。在一些實施例中，可利用熱軋製程之除銹動態控制方法主要可利用Level 2之鋼捲生產資訊接收程控電腦來進行。一般而言，鋼鐵廠之產銷管理系統層級可分成Level 0~Level 4，其中Level 1~Level 4均為資訊系統。在資訊系統Level 1~Level 4中，Level 1可以有線或無線方式和現場設備機台訊號連接，以對一個或多個製程進行監測或控制。Level 2可對一條生產線或生產線中的多個製程整合進行監測製程控制或自動化資訊處理。Level 2可和Level 1訊號連接，而可透過Level 1執行生產設備機台的自動化控制。

請參照圖2與圖3，其中圖2係繪示依照本發明之一實施方式的一種熱軋製程之除銹動態控制方法的流程圖，圖3係繪示依照本發明之一實施方式的一種粗軋除銹噴 水的示意圖。本發明之方法可應用在一般軟鋼的熱軋製程中。在一些實施例中，對熱軋製程進行除銹動態控制時，可先進行操作200，以在鋼胚300進行熱軋製程時，例如當鋼胚300在熱軋製程之粗軋站R2進行粗軋製程時，利用Level 2之鋼捲生產資訊接收程控電腦對鋼胚300之成品厚度進行第一判斷步驟，以判斷此鋼胚300欲軋成之成品厚度是否大於或等於一厚度預設值。在第一判斷步驟中，鋼捲生產資訊接收程控電腦可以自動化邏輯判斷方式來對鋼胚300欲軋成之成品厚度與厚度預設值進行程控比對。在一些示範例子中，厚度預設值可為約1.8mm。當第一判斷步驟的判斷結果為熱軋鋼胚300欲軋成之成品厚度小於此厚度預設值時，可進行操作205，不調降鋼胚300之粗軋速度，而以鋼胚300之粗軋速度的原設定值對鋼胚300進行粗軋製程。

對於鋼胚之粗軋軋延速度的設定，主要是透過計算而決定熱軋製程中之粗軋區各座軋機的裁減量分配，以利將進料的扁鋼胚軋製成具有所期望之厚度及寬度的板胚，來供精軋區繼續軋延。在計算每座水平軋機的裁減量時，通常會考慮軋機對鋼胚的咬角、軋機的馬達電流、軋延力、軋延扭矩、以及裁減量等因素，以防止超過軋機的極限值。在這些限制下，排定最少的軋延道數組合，藉以減少軋延時間，達到提高產能的目標。而粗軋各道次的軋延速度即在符合以上的條件下，進行最大值設定。因此，粗軋各道次之軋延速度的設定會有所差異。但同製程，且鋼胚鋼種、鋼胚尺寸、鋼胚厚度一致的，粗軋的軋延速度設定相同。

請繼續參照圖2與圖3，當第一判斷步驟的判斷結果為熱軋鋼胚300欲軋成之成品厚度大於或等於厚度預設值時，則可進行操作210，以利用鋼捲生產資訊接收程控電腦對鋼胚300進行第二判斷步驟，來判斷鋼胚300欲軋成之成品需求品級是哪一個等級。在一些示範例子中，成品需求品級可分成第一級、第二級、與第三級，其中第一級的成品要求高於第二級，第二級則又高於第三級。舉例而言，第一級可為銹皮嚴格管制品級，第二級可為高表面品級，第三級為酸洗製程品級。

在一些例子中，當第二判斷步驟判斷出鋼胚300之成品需求品級為第一級時，可進行操作215，以利用鋼捲生產資訊接收程控電腦進行第三判斷步驟，來判斷鋼胚300之出爐溫度是否大於或等於一預設溫度。在一些示範例子中，此預設溫度可選自於一溫度範圍，其中此溫度範圍可為約1150℃至約1300℃。舉例而言，預設溫度可為約1170℃。

當第三判斷步驟判斷出鋼胚300之出爐溫度大於或等於預設溫度時，可進行操作220，以將鋼胚300之粗軋速度從原設定值調降為原設定值乘以X，其中X小於1且大於0。在一些例子中，X的值為0.6。在一示範例子中，當鋼胚300之成品厚度大於或等於約1.8mm，鋼胚300欲軋成之成品需求品級為銹皮嚴格管制品級，且鋼胚300之出爐溫度大於或等於約1170℃時，將鋼胚300之粗軋速度調降為原設定值*0.6。由於銹皮在爐溫越高時，生長速率越快，因 此當鋼胚300之出爐溫度若高於預設溫度，例如約1170℃時，鋼胚300表面之銹皮的生成厚度較大，本發明之實施方式藉由增加鋼胚300之軋延速度的調降幅度，來進一步延長除銹水310對鋼胚300表面所生成之銹皮的衝擊時間，以利去除鋼胚300上較厚的銹皮，滿足銹皮嚴格管制品級的需求。

當第三判斷步驟判斷出鋼胚300之出爐溫度小於預設溫度時，可進行操作225，以將鋼胚300之粗軋速度從原設定值調降為原設定值乘以Y，其中Y大於X且小於1。在一些例子中，Y的值為0.8。舉例而言，當鋼胚300之成品厚度大於或等於約1.8mm，鋼胚300欲軋成之成品需求品級為銹皮嚴格管制品級，且鋼胚300之出爐溫度小於約1170℃時，將鋼胚300之粗軋速度調降為原設定值*0.8。

另一方面，當第二判斷步驟判斷出鋼胚300之成品需求品級為第二級時，可進行操作230，以將鋼胚300之粗軋速度從原設定值調降為原設定值乘以Y，其中Y大於X且小於1。在一些例子中，Y的值為0.8。舉例而言，當鋼胚300之成品厚度大於或等於約1.8mm，鋼胚300欲軋成之成品需求品級為高表面品級時，將鋼胚300之粗軋速度調降為原設定值*0.8。

而當第二判斷步驟判斷出鋼胚300之成品需求品級為第三級時，可進行操作235，以將鋼胚300之粗軋速度從原設定值調降為原設定值乘以Z，其中Z大於Y且小於1。在一些例子中，Z的值為0.85。舉例而言，當鋼胚300 之成品厚度大於或等於約1.8mm，鋼胚300欲軋成之成品需求品級為酸洗製程品級時，將鋼胚300之粗軋速度調降為原設定值*0.85。

當第二判斷步驟判斷出鋼胚300之成品需求品級低於第三級時，可進行操作240，不調降鋼胚300之粗軋速度，而以鋼胚300之粗軋速度的原設定值對鋼胚300進行粗軋製程。

在一些實施例中，當粗軋之各道次的軋延速度調降後數值低於該道次之頭端的穿帶速度值時，該道次之粗軋的軋延速度可依該道次之頭端的穿帶速度設定。

以下利用數個調整實例，來更具體說明利用本實施方式的技術內容與功效。

調整實例1所針對之鋼種為一般軟鋼，成品需求品級為銹皮嚴格管制品級，成品厚度為6.0mm，於粗軋站R2總共軋延5道次，且每道次的粗軋均有開啟除銹水。各道次之粗軋之穿帶速度設定、軋延速度原設定值、與對應於出爐溫度之軋延速度調整值列示於下表1。

利用上表1的方式進行粗軋站R2的軋延速度調整後，可發現粗軋經動態速度控制後之鋼板的銹皮缺陷程度明顯減輕，對於鋼板之表面品質的改善效果相當顯著。在鋼胚出爐溫度大於或等於1170℃時，第1道粗軋軋延速度與第2道粗軋軋延速度經調降為軋延速度原設定值之*0.6後，數值均低於頭端的穿帶速度設定，故不進行軋延速度的調整。

調整實例2所針對之鋼種為一般軟鋼，成品需求品級為高表面需求品級，成品厚度為6.0mm，於粗軋站R2總共軋延5道次，且每道次的粗軋均有開啟除銹水。各道次之粗軋之穿帶速度設定、軋延速度原設定值、軋延速度調整值、以及一般品級需求的軋延速度列示於下表2。

利用上表2的方式進行粗軋站R2的軋延速度調整後，可發現粗軋經動態速度控制後之鋼板的銹皮缺陷程度 亦獲得明顯減輕，對於鋼板之表面品質的改善效果亦相當顯著。其中，上表2中所列示之一般品級需求為黑皮鋼捲。

由上述之實施方式可知，本發明之一優點就是因為本發明之實施例可利用鋼捲生產資訊接收成控電腦來自動比對判斷鋼捲之鋼種、成品厚度、檢驗品級、生產製程、以及出爐溫度等項目，再根據判斷結果動態調整粗軋製程中各道次的軋延速度。藉此，可控制並延長鋼板板胚於粗軋站各道次的除銹時間，而可提升鋼板之銹皮的去除效果，達到降低鋼捲之銹皮缺陷剔退率的目的。

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，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，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 (10)

1. 一種熱軋製程之除銹動態控制方法，包含：於一鋼胚進行一熱軋製程時，對該鋼胚之一成品厚度進行一第一判斷步驟，以判斷該成品厚度是否大於或等於一厚度預設值，其中於該鋼胚進行該熱軋製程期間，利用一除銹水來去除該鋼胚之一表面銹皮；當該鋼胚之該成品厚度大於或等於該厚度預設值時，對該鋼胚進行一第二判斷步驟，以判斷該鋼胚之一成品需求品級係一第一級、一第二級、或一第三級，其中該第一級高於該第二級，該第二級高於該第三級；當該鋼胚之該成品需求品級為該第一級時，進行一第三判斷步驟，以判斷該鋼胚之一出爐溫度是否大於或等於一預設溫度，該預設溫度係選自於一溫度範圍，該溫度範圍為1150℃至1300℃；以及當該鋼胚之該出爐溫度大於或等於該預設溫度時，將該鋼胚之一粗軋速度從一原設定值調降為該原設定值乘以X，其中該X小於1且大於0，以延長該除銹水對該鋼胚之該表面銹皮之衝擊時間。
2. 如申請專利範圍第1項之熱軋製程之除銹動態控制方法，其中當該第一判斷步驟判斷結果為該成品厚度小於該厚度預設值時，以該原設定值對該鋼胚進行一粗軋製程。
3. 如申請專利範圍第1項之熱軋製程之除銹動態控制方法，其中當該第二判斷步驟為該鋼胚之該成品需求品級為該第一級，且該第三判斷步驟為該鋼胚之該出爐溫度小於該預設溫度時，將該鋼胚之該粗軋速度從該原設定值調降為該原設定值乘以Y，該Y大於該X且小於1。
4. 如申請專利範圍第3項之熱軋製程之除銹動態控制方法，其中該X的值為0.6，該Y的值為0.8。
5. 如申請專利範圍第1項之熱軋製程之除銹動態控制方法，其中當該第二判斷步驟為該鋼胚之該成品需求品級為該第二級時，將該鋼胚之該粗軋速度從該原設定值調降為該原設定值乘以Y，該Y大於該X且小於1。
6. 如申請專利範圍第5項之熱軋製程之除銹動態控制方法，其中該X的值為0.6，該Y的值為0.8。
7. 如申請專利範圍第5項之熱軋製程之除銹動態控制方法，其中當該第二判斷步驟為該鋼胚之該成品需求品級為該第三級時，將該鋼胚之該粗軋速度從該原設定值調降為該原設定值乘以Z，該Z大於該Y且小於1。
8. 如申請專利範圍第7項之熱軋製程之除銹動態控制方法，其中該X的值為0.6，該Y的值為0.8，該Z的值為0.85。
9. 如申請專利範圍第1項之熱軋製程之除銹動態控制方法，其中該第一級為銹皮嚴格管制品級，該第二級為高表面品級，該第三級為酸洗製程品級。
10. 如申請專利範圍第1項之熱軋製程之除銹動態控制方法，其中該厚度預設值為1.8mm。