TWI731809B

TWI731809B - 改善鋼條捲溫震盪的控制方法

Info

Publication number: TWI731809B
Application number: TW109136571A
Authority: TW
Inventors: 沈育羣
Original assignee: 中國鋼鐵股份有限公司
Priority date: 2020-10-21
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2021-06-21
Also published as: TW202216315A

Abstract

一種改善鋼條捲溫震盪的控制方法，包括下列步驟：建立一參數表，其中參數表包括第一參考點n1、第二參考點n2及調整係數；將鋼條定義成N個區段，以及根據第一參考點n ₁與第二參考點n ₂從N個區段中定義出第n ₁個區段與第n ₂個區段，其中N＞n ₂＞n ₁;取得鋼條在第n1個區段到第n2個區段之間的多個區段的溫度並將多個區段的溫度進行平均以得到鎖定溫度；取得鋼條的第n3個區段的區段溫度，並且根據區段溫度、鎖定溫度及調整係數求得控制溫度，其中n3＞n2;依據控制溫度控制冷卻系統來冷卻鋼條。

Description

改善鋼條捲溫震盪的控制方法

本發明係關於控制鋼條溫度的技術領域，特別是關於一種改善鋼條捲溫震盪的控制方法。

當高溫鋼條/鋼帶離開熱連軋機後，也就是離開精軋出口後，會經由層流冷卻設備來冷卻至期望的盤捲溫度(簡稱捲溫)才進入盤捲入口。習知的冷卻控制方法利用鋼條在精軋出口頭端的實測的精軋溫度去預先補償之後預測的精軋溫度，冷卻水量一開始是根據預測的精軋溫度決定。之後，在收到實測的精軋溫度時，一方面修正水量去因應預測的精軋溫度與實際的盤捲溫度之間的誤差，一方面修正預測的精軋溫度去命中實際的盤捲溫度以給下次比對誤差使用。原本預先補償是可讓預測的精軋溫度命中實測的精軋溫度，減少水量突然變化的機率。然而鋼條本身材質尺寸的因素，以及在精軋出口的鋼條的實測溫度一旦起伏較大時，此種預測做法反而加大水量變化，引起實際的盤捲溫度大幅度震盪(也就是甩繩效應)，導致降低目標盤捲溫度命中率。

第1A圖是習知技術中鋼條在精軋出口的精軋溫度數據示意圖。第1B圖是使用習知的冷卻控制方法來冷卻第1A圖的鋼條後，鋼條在盤捲入口的盤捲溫度數據示意圖。第1A圖及第1B圖表示儀器量測及顯示的數據示意圖。第1A圖中縱坐標是溫度軸，其中0代表800度，50代表850度，-50代表750度，以此類推;橫坐標是長度單位軸，其中50代表鋼條的50公尺處，400代表鋼條的400公尺處。第1B圖中縱坐標是溫度軸，其中0代表600度，50代表650度，-50代表550度，以此類推;橫坐標是長度單位軸，其中50代表鋼條的50公尺處，400代表鋼條的400公尺處。習知技術中，目標盤捲溫度是600度。可以從第1A圖觀察到在精軋出口鋼條前段(大約25公尺前)的精軋溫度升高，經過習知控制方法冷卻後，可以從第1B圖觀察到在盤捲入口鋼條前段(200公尺前)的盤捲溫度大幅降低至大約575度(偏離目標盤捲溫度約25度)。之後，在精軋出口的鋼條中段(150-300公尺)溫度再度上升，盤捲入口鋼條中段(200公尺後)降溫反而比之前少(反應出控制方法不穩定)。

故，有必要提供一種改善鋼條捲溫震盪的控制方法，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改善鋼條捲溫震盪的控制方法，可根據鋼種與鋼種厚度動態地修正實測的精軋溫度的曲線平滑度與震盪幅度，使得水量維持穩定減少甩繩效應，並且提高目標盤捲溫度的命中率。

為達上述之目的，本發明提供一種監測目標物表面溫度的方法，包括下列步驟：S1：建立一參數表，其中該參數表包括一第一參考點n1、一第二參考點n2及一調整係數；S2：將該鋼條定義成N個區段，以及根據該第一參考點n1與該第二參考點n2從該N個區段中定義出一第n1個區段與一第n2個區段，其中N＞n2＞n1;S3：取得該鋼條在該第n1個區段到該第n2個區段之間的多個區段的溫度並將該多個區段的溫度進行平均以得到一鎖定溫度；S4：取得該鋼條的一第n3個區段的一區段溫度，並且根據該區段溫度、該鎖定溫度及該調整係數求得一控制溫度，其中n3＞n2；S5：依據該控制溫度控制該冷卻系統來冷卻該鋼條；以及S6：重複步驟S4及S5，直到該鋼條完全進入該盤捲入口。

在本發明之一實施例中，所述步驟S4更包含：根據該區段溫度與該鎖定溫度的一溫度差以及該調整係數求得一調整溫度值。

在本發明之一實施例中，將該調整溫度值與該區段溫度相加以得到該控制溫度。

在本發明之一實施例中，該參數表還包括一鋼種及對應該鋼種的一厚度，並且根據該鋼種及該厚度設定該第一參考點n ₁、該第二參考點n ₂及該調整係數。

在本發明之一實施例中，該冷卻系統包括多個水閥門，該控制溫度用於控制該些水閥門的開關。

在本發明之一實施例中，該控制溫度與該些水閥門打開的數量成正比。

在本發明之一實施例中，該第n ₁個區段及該第n ₂個區段代表該鋼條離開該精軋出口後的最前面幾個區段。

在本發明之一實施例中，該第n ₃個區段代表該鋼條的最前面幾個區段外的任一個區段。

通過上述的改善鋼條捲溫震盪的控制方法，可確實反映鋼條整體的實際精軋溫度與預測精軋溫度之間的溫差，並且調整實際精軋溫度與預測精軋溫度之間的震盪幅度，最終有效降低甩繩效應，提高目標盤捲溫度的命中率。

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2圖。第2圖是本發明改善鋼條捲溫震盪的控制方法的流程圖。本發明的控制方法應用在鋼條從精軋出口通過冷卻系統後運送到盤捲入口的流程中。控制方法主要用於控制冷卻系統，使鋼條能達到目標盤捲溫度。首先進行控制方法的步驟S1：建立一參數表。在一實施例中，參數表包括鋼種、對應鋼種的厚度、第一參考點n1、第二參考點n2及調整係數。此外，根據鋼種及厚度設定第一參考點n ₁、第二參考點n ₂及調整係數。也就是說，依據各類鋼種對應的不同厚度，第一參考點n ₁、第二參考點n ₂及調整係數會跟著變化。參數表內的參數會影響本發明的控制方法中的控制溫度的計算方式，進而影響冷卻系統的控制方式。換句話說，本案的控制方法可以針對不同鋼種進行適應。

接著進行控制方法的步驟S2：將鋼條定義成N個區段，以及根據第一參考點n1與第二參考點n2從N個區段中定義出第n1個區段與第n2個區段，其中N＞n2＞n1; 以及步驟S3：取得鋼條在第n1個區段到第n2個區段之間的多個區段的溫度並將多個區段的溫度進行平均以得到鎖定溫度。鋼條可能是數百公尺長，整體鋼條的溫度不會一致，也就是鋼條的每個部份溫度都會有差異。將鋼條定義成N個區段有助於針對鋼條不同部分計算及調整相關的控制參數，進而控制鋼條不同部分的溫度。鎖定溫度可以認知成一種影響冷卻系統的參數之一。鎖定溫度的範圍是與第n1個區段及第n2個區段之間的溫度相關。在一實施例中，第n1個區段及第n2個區段代表鋼條離開精軋出口後的最前面幾個區段，例如第2區段到第5區段共4個區段。取得第2區段到第5區段的所有區段的溫度，然後將這4個區段的溫度進行平均可求得鎖定溫度。

接著進行步驟S4：取得鋼條的第n3個區段的區段溫度，並且根據區段溫度、鎖定溫度及調整係數求得控制溫度，其中n3＞n2。在一實施例中，第n3個區段代表鋼條的最前面幾個區段外的任一個區段。例如，假設參數表中的第一參考點n1與第二參考點n2分別為2與5(表示第2個區段到第5個區段)，則第n3個區域可以是第6個區段到第N個區段的任何一個區段。假設參數表中的第一參考點n1與第二參考點n2分別為2與8(表示第2個區段到第8個區段)，則第n3個區域可以是第8個區段到第N個區段的任何一個區段。在一實施例中，將第n3個區段的區段溫度與鎖定溫度之間的溫度差乘以調整係數求得調整溫度值，再將調整溫度值與鎖定溫度相加可以得到控制溫度(僅針對第n3個區段)。也就是說，假如n3是6，得到的控制溫度是針對鋼條的第6個區段。

接著進行步驟S5：依據控制溫度控制冷卻系統來冷卻鋼條。在一實施例中，冷卻系統包括多個水閥門，控制溫度用於控制水閥門的開/關的數量。當控制溫度越高時，水閥門打開的數量增加，則加快鋼條冷卻的速度;當控制溫度下降，水閥門打開的數量減少，則減緩鋼條冷卻的速度。

最後進行步驟S6：重複步驟S4及S5，直到鋼條完全進入盤捲入口。從步驟S4可以計算出特定區段的控制溫度，使得在步驟S5能依據目前區段的控制溫度控制冷卻系統來冷卻鋼條。須注意到，步驟S4計算出的控制溫度是針對鋼條的第n3個區段，步驟S5的冷卻系統還是對整體鋼條進行冷卻。於一實施例中，n3是逐一遞增。也就是說，假設第2參考點是5，計算出針對第6個區段的控制溫度後，接著會逐一計算針對第7個區段及第8個區段的控制溫度，以此類推。直到整個鋼條通過冷卻系統進入盤捲入口為止。

請參考第3A圖及第3B圖。第3A圖本發明中鋼條在精軋出口的精軋溫度數據示意圖。第3B圖是使用本發明的控制方法來冷卻第3A圖的鋼條後，鋼條在盤捲入口的盤捲溫度數據示意圖。第3A圖與第3B圖的縱坐標及橫坐標的單位類似第1A圖與第1B圖。可以觀察到第3A圖中在精軋出口的鋼條的精軋溫度上下震盪，經過本發明的控制方法後，在第3B圖中的盤捲入口的鋼條的盤捲溫度維持在0軸附近微量起伏。也就是說，即使精軋溫度大幅震盪，整體鋼條的盤捲溫度已被控制在目標盤捲溫度(600度)。相對於習知的技術產生的結果(參考圖2B)，本發明的結果顯示已經改善甩繩效應。通過上述的改善鋼條捲溫震盪的控制方法，可確實反映鋼條整體的實際精軋溫度與預測精軋溫度之間的溫差，並且調整實際精軋溫度與預測精軋溫度之間的震盪幅度，最終有效降低甩繩效應，提高目標盤捲溫度的命中率。

範例

請參考表1與表2。表1是參數表的一部分。表2是根據參數表的26號鋼種使用本發明的控制方法得到的鎖定溫度、控制溫度與打開的水閥門數量的數據，表2僅針對部分區段的數據。

鋼種	厚度	第一參考點	第二參考點	調整係數
26號	1單位長度	2	5	1.8

表1

區段	精軋溫度	控制溫度	打開的閥門數
1	820	800.00	40
2	780	818.00	44
3	740	775.80	35
4	780	762.78	33
5	820	783.00	37
6	780	780.00	36
7	740	776.00	35
8	780	780.00	36
9	820	784.00	37
10	780	780.00	36
11	740	776.00	35
12	780	780.00	36
13	820	784.00	37
14	780	780.00	36
15	740	776.00	35
16	780	780.00	36
17	820	784.00	37
18	780	780.00	36
19	740	776.00	35
20	780	780.00	36
21	820	784.00	37
22	780	780.00	36
23	740	776.00	35
24	780	780.00	36
25	820	784.00	37
26	780	780.00	36

表2

在此範例中，選用26號鋼種進行本發明的控制方法。查找26號鋼種，可得到第一參考點是2，第二參考點是5，調整係數是1.8。在本範例中，鋼條至少分成26個區段，根據本發明的控制方法步驟S3，在精軋出口量測到的鋼條各區段的精軋溫度中，區段2到區段5的溫度分別是780、740、780、820度，將該些區段的溫度進行平均可得到鎖定溫度為780。根據本發明的控制方法步驟S4，取得區段2到區段5之後的任一區段的溫度求取控制溫度。實務上，會從區段6起一段一段地進行計算。例如，區段6的精軋溫度是780，與鎖定溫度的溫差則是0，因此得到的調整溫度是0。調整溫度值與鎖定溫度相加得到控制溫度，故區段6的控制溫度為780。例如，區段7的精軋溫度是740，與鎖定溫度的溫差則是40，因此得到的調整溫度是36(40*1.8*0.5)。調整溫度與區段溫度相加可得到控制溫度，故區段7的控制溫度為776(36+740)。在本範例中，打開的閥門數是將控制溫度與目標盤捲溫度的差除以5。例如，若設定鋼條的目標盤捲溫度是600度，當控制溫度是780時，則打開的閥門數為36個((780-600)/5)。在一實施例中，區段1到區段5對應的控制溫度可以利用習知技術的控制方法來取得。同樣地，區段1到區段5對應的打開的閥門數可使用習知技術的計算方法來取得。

上述範例僅是上述原理的範例。應當理解，本文所述的設置與細節的修改及變化將是顯而易見的。因此，本發明的意圖是受即將到來的請求項的範圍限制，而不是受通過本文的範例的描述與解釋而給出的具體細節的限制。

S1-S6:方法步驟

第1A圖是習知技術中鋼條在精軋出口的精軋溫度數據示意圖。第1B圖是使用習知的冷卻控制方法來冷卻第1A圖的鋼條後，鋼條在盤捲入口的盤捲溫度數據示意圖。第2圖是本發明改善鋼條捲溫震盪的控制方法的流程圖。第3A圖本發明中鋼條在精軋出口的精軋溫度數據示意圖。第3B圖是使用本發明的控制方法來冷卻第3A圖的鋼條後，鋼條在盤捲入口的盤捲溫度數據示意圖。

S1-S6:方法步驟

Claims

一種改善鋼條捲溫震盪的控制方法，其中該鋼條從一精軋出口通過一冷卻系統後運送到一盤捲入口，該控制方法係包括下列步驟：S1：建立一參數表，其中該參數表包括一第一參考點n₁、一第二參考點n₂及一調整係數；S2：將該鋼條定義成N個區段，以及根據該第一參考點n₁與該第二參考點n₂從該N個區段中定義出一第n₁個區段與一第n₂個區段，其中N>n₂>n₁；S3：取得該鋼條在該第n₁個區段到該第n₂個區段之間的多個區段的溫度並將該多個區段的溫度進行平均以得到一鎖定溫度；S4：取得該鋼條的一第n3個區段的一區段溫度，並且根據該區段溫度、該鎖定溫度及該調整係數求得一控制溫度，其中n3>n2；S5：依據該控制溫度控制該冷卻系統來冷卻該鋼條；以及S6：重複步驟S4及S5，直到該鋼條完全進入該盤捲入口；其中該步驟S4更包含：根據該區段溫度與該鎖定溫度的一溫度差以及該調整係數求得一調整溫度值；其中將該調整溫度值與該區段溫度相加以得到該控制溫度。
如請求項1所述之控制方法，其中該參數表還包括一鋼種及對應該鋼種的一厚度，並且根據該鋼種及該厚度設定該第一參考點n₁、該第二參考點n₂及該調整係數。
如請求項1所述之控制方法，其中該冷卻系統包括多個水閥門，該控制溫度用於控制該些水閥門的開關。
如請求項3所述之控制方法，其中該控制溫度與該些水閥門打開的數量成正比。
如請求項1所述之控制方法，其中該第n₁個區段及該第n₂個區段代表該鋼條離開該精軋出口後的最前面幾個區段。
如請求項5所述之控制方法，其中該第n₃個區段代表該鋼條的最前面幾個區段外的任一個區段。