TWI803387B - 熱軋軋延穩定方法 - Google Patents

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Abstract

一種熱軋軋延穩定方法，包括：提供鋼帶；利用軋機從鋼帶之頭端開始軋延至鋼帶之尾端；於軋機位置設置軋延力差觀察點，取得軋機的軋延力差值；透過影像擷取單元，取得鋼帶的影像資料；同時透過張力取得單元，取得鋼帶的張力誤差值資料；透過處理單元，依據影像資料取得鋼帶的中心偏移量，當中心偏移量大於中心偏移量設定閥值時，取得軋延力誤差值，並依據軋延力誤差值調整軋機的水平開度；以及當張力誤差值資料大於張力誤差值設定閥值，且中心偏移量大於中心偏移量設定閥值時，依據張力誤差值資料的張力誤差值調整軋機的軋延速度。

Description

熱軋軋延穩定方法
本發明是有關於一種熱軋軋延穩定方法，且特別是可以軋延力差進行水平控制，以及張力補償的熱軋軋延穩定方法。
在熱連軋精軋生產過程中，隨著來料鋼帶的楔形量、溫度、軋延速度等條件變異以及鋼帶厚度的修正，使得亞鹽過程中鋼帶除了有軋延方向上的裁減變形之外，也會伴隨著寬度方向的偏移(side walk)，而此偏移會直接影響板形、平坦度以及軋延穩定性。
為改善此問題，目前技術是利用站間鋼帶側移量測系統(camber meter)測得鋼帶距離軋延中心線的偏移量，再進行軋機開度水平自動控制，藉由調整軋機兩側開度差(leveling)使鋼帶回到軋延中心線上，但受限於影像量測資訊可靠度不佳且系統控制反應較慢等瓶頸，使得目前功能在使用上無法有效克服站間鋼帶急遽且大幅度偏移的現象。
本發明提供一種熱軋軋延穩定方法，其目的在整合軋機兩側軋延力差資訊，優化控制策略，可有效提升水平控制系統的可靠度以及反應速率。
本發明提供了一種熱軋軋延穩定方法，用以對熱軋中鋼帶進行調整，包括：提供一鋼帶；利用一軋機從該鋼帶之一頭端開始軋延至該鋼帶之一尾端；於該軋機位置設置一軋延力差觀察點，用以取得該軋機的一軋延力差值(differential force, DF)；透過一影像擷取單元，設置於該軋延力差觀察點處，用以取得該鋼帶的一影像資料；同時透過一張力取得單元，設置於該軋延力差觀察點處，用以取得該鋼帶的一張力誤差值資料；透過一處理單元，電信連接該影像擷取單元以及該張力取得單元，依據該影像資料取得該鋼帶的一中心偏移量，當該中心偏移量大於一中心偏移量設定閥值時，取得一軋延力誤差值，並依據該軋延力誤差值調整該軋機的一水平開度；以及透過該處理單元，當該張力誤差值資料大於一張力誤差值設定閥值，且該中心偏移量大於該中心偏移量設定閥值時，依據該張力誤差值資料的一張力誤差值調整該軋機的一軋延速度。
在本發明之一實施例中，上述之於該軋機位置設置一軋延力差觀察點，用以取得該軋機的一軋延力差的步驟中，更包括：透過該軋機兩側測力計所量測的該軋延力差值，控制該軋機的軋輥水平。
在本發明之一實施例中，上述之透過一影像擷取單元，設置於該軋延力差觀察點處，用以取得該鋼帶進入該軋機前的一影像資料的步驟中，更包括：該影像擷取單元設置於該鋼帶上方，用以取得該鋼帶的該有效寬度、該中心偏移量、該彎曲量與該歪斜量等該影像資料。
在本發明之一實施例中，上述之同時透過一張力取得單元，設置於該軋延力差觀察點處，用以取得該鋼帶的一張力誤差值資料的步驟中，更包括：透過一張力輥於該張力輥面與該鋼帶間未偏移時的摩擦力對該鋼帶產生作用，用以取得一第一張力值。
在本發明之一實施例中，上述之透過一張力輥於該張力輥面與該鋼帶間未偏移時的摩擦力對該鋼帶產生作用，用以取得一第一張力值的步驟中，更包括：當該鋼帶偏移時，使該鋼帶與該張力輥面摩擦力改變，取得一第二張力值，並透過該處理單元，依據該第一張力值以及該第二張力值，計算出該張力誤差值資料。
在本發明之一實施例中，上述之透過一處理單元，電信連接該影像擷取單元以及該張力取得單元，依據該影像資料取得該鋼帶的一中心偏移量，當該中心偏移量大於一中心偏移量設定閥值時，取得一軋延力誤差值，並依據該軋延力誤差值調整該軋機的一水平開度的步驟中，更包括：透過該軋機咬合該鋼帶時，產生一基本軋延力差值。
在本發明之一實施例中，上述之透過一處理單元，電信連接該影像擷取單元以及該張力取得單元，依據該影像資料取得該鋼帶的一中心偏移量，當該中心偏移量大於一中心偏移量設定閥值時，取得一軋延力誤差值，並依據該軋延力誤差值調整該軋機的一水平開度的步驟中，更包括：透過該中心偏移量大於該中心偏移量設定閥值時，該軋機的該軋延力差值與該基本軋延力差值間的差值所產生該軋延力誤差值。
在本發明之一實施例中，上述之透過一處理單元，電信連接該影像擷取單元以及該張力取得單元，依據該影像資料取得該鋼帶的一中心偏移量，當該中心偏移量大於一中心偏移量設定閥值時，取得一軋延力誤差值，並依據該軋延力誤差值調整該軋機的一水平開度的步驟中，更包括：依據該軋延力誤差值經由一物理轉移函數取得一開度水平補償量，再透過該處理單元的一開度命令，調整該軋機的該水平開度。
在本發明之一實施例中，上述之透過該處理單元，當該張力誤差值資料大於一張力誤差值設定閥值，且該中心偏移量大於該中心偏移量設定閥值時，依據該張力誤差值資料的一張力誤差值調整該軋機的一軋延速度的步驟中，更包括：依據該張力誤差值經由一轉移函數取得一速度調整量，再透過該處理單元的一速度命令，調整該軋機的該軋延速度。
在本發明之一實施例中，上述之透過該處理單元，當該張力誤差值資料大於一張力誤差值設定閥值，且該中心偏移量大於該中心偏移量設定閥值時，依據該張力誤差值資料的一張力誤差值調整該軋機的一軋延速度的步驟中，其中該張力誤差值設定閥值以及該中心偏移量設定閥值為一系統設定值或一使用者設定值。
本發明的效果在於，利用影像量測資訊，額外整合軋機兩側軋延力差資訊，並優化其控制策略，可有效提升水平控制系統的可靠度以及反應速率，另外配合張力補償調整，強化了抑制鋼帶於寬度方向偏移的效能，針對鋼帶於站間發生瞬間且大幅偏移的異常情況，本發明可即時調整軋機開度水平及軋延速度，使鋼帶可穩定回到軋延中心線上，有效提升軋延穩定性，並降低軋延斷帶所造成的重大損失。
為讓本發明之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。
圖1是根據本發明之一種熱軋軋延穩定方法的步驟流程圖。步驟流程如下:
步驟S110: 提供鋼帶。
步驟S120: 利用軋機從鋼帶之頭端開始軋延至鋼帶之尾端。
步驟S130: 於軋機位置設置軋延力差觀察點，用以取得軋機的軋延力差值。
步驟S140A: 透過影像擷取單元，設置於軋延力差觀察點處，用以取得鋼帶的影像資料。
步驟S140B: 同時透過張力取得單元，設置於軋延力差觀察點處，用以取得鋼帶的張力誤差值資料。
步驟S150: 透過處理單元，電信連接影像擷取單元以及張力取得單元，依據影像資料取得鋼帶的中心偏移量，當中心偏移量大於中心偏移量設定閥值時，取得軋延力誤差值，並依據軋延力誤差值調整軋機的水平開度。
步驟S160: 透過處理單元，當張力誤差值資料大於張力誤差值設定閥值，且中心偏移量大於中心偏移量設定閥值時，依據張力誤差值資料的張力誤差值調整軋機的軋延速度。
在本實施例中，透過該軋機兩側測力計所量測的該軋延力差值(differential force, DF)，控制該軋機的軋輥水平。
在本實施例中，該影像擷取單元設置於該鋼帶上方，用以取得該鋼帶的該有效寬度、該中心偏移量、該彎曲量與該歪斜量等該影像資料。
在本實施例中，透過一張力輥於該張力輥面與該鋼帶間未偏移時的摩擦力對該鋼帶產生作用，用以取得一第一張力值。
其中，當該鋼帶偏移時，使該鋼帶與該張力輥面摩擦力改變，取得一第二張力值，並透過該處理單元，依據該第一張力值以及該第二張力值，計算出該張力誤差值資料。
在本實施例中，透過該軋機咬合該鋼帶時，產生一基本軋延力差值(dP lock-on)。
其中，透過該中心偏移量大於該中心偏移量設定閥值時，該軋機的該軋延力差值(dP)與該基本軋延力差值(dP lock-on)間的差值所產生該軋延力誤差值(dP error= dP- dP lock-on)。
在本實施例中，依據該軋延力誤差值經由一物理轉移函數取得一開度水平補償量，再透過該處理單元的一開度命令，調整該軋機的該水平開度。
在本實施例中，依據該張力誤差值經由一轉移函數取得一速度調整量，再透過該處理單元的一速度命令，調整該軋機的該軋延速度。
在本實施例中，該張力誤差值設定閥值以及該中心偏移量設定閥值為一系統設定值或一使用者設定值。
圖2是根據本發明之一種熱軋軋延穩定方法的實施例示意圖。
在圖2中，利用軋機210將鋼帶200開始軋延，並於於軋機210位置設置軋延力差觀察點220，用以取得軋機210的軋延力差值，以及透過影像擷取單元230，設置於軋延力差觀察點處220，用以取得鋼帶的影像資料，透過張力取得單元240，取得鋼帶的張力誤差值資料，再透過處理單元250，電信連接影像擷取單元230以及張力取得單元240，依據影像資料取得鋼帶的中心偏移量，當中心偏移量大於中心偏移量設定閥值時，取得軋延力誤差值，並依據軋延力誤差值調整軋機210的水平開度，另外，當張力誤差值資料大於張力誤差值設定閥值，且中心偏移量大於中心偏移量設定閥值時，依據張力誤差值資料的張力誤差值調整軋機210的軋延速度。
於本實施例中，透過張力輥241於該張力輥241面與該鋼帶200間未偏移時的摩擦力對該鋼帶200產生作用，用以取得第一張力值。
當該鋼帶200偏移時，使該鋼帶200與該張力輥241面摩擦力改變，取得第二張力值，並透過該處理單元250，依據該第一張力值以及該第二張力值，計算出該張力誤差值資料242。
於本實施例中，處理單元250依據該影像資料取得該鋼帶200的中心偏移量，當該中心偏移量大於中心偏移量設定閥值時，取得軋延力誤差值，再依據該軋延力誤差值經由物理轉移函數取得開度水平補償量，最後透過該處理單元250的開度命令251，調整該軋機的該水平開度，
於本實施例中，透過處理單元250，當該張力誤差值資料大於一張力誤差值設定閥值，且該中心偏移量大於該中心偏移量設定閥值時，依據該張力誤差值資料242的張力誤差值，經由轉移函數取得速度調整量，再透過該處理單元250的速度命令252，調整該軋機的該軋延速度。
圖3是根據本發明之一種熱軋軋延穩定方法的鋼帶偏移控制響應圖。在圖3中，透過本發明的熱軋軋延穩定方法，經實驗後可得出當鋼帶往驅動側(driving side, DS)偏移後，透過軋延力差(DF)控制量、以及張力補償有效提升水平控制量，使走道偏移量(side walk)與兩側軋延力差(DF)往DS側變化趨緩，成功克服鋼帶瞬間大幅度偏移的現象。
綜上所述，本發明利用影像量測資訊，額外整合軋機兩側軋延力差資訊，並優化其控制策略，可有效提升水平控制系統的可靠度以及反應速率，另外配合張力補償調整，強化了抑制鋼帶於寬度方向偏移的效能，針對鋼帶於站間發生瞬間且大幅偏移的異常情況，本發明可即時調整軋機開度水平及軋延速度，使鋼帶可穩定回到軋延中心線上，有效提升軋延穩定性，並降低軋延斷帶所造成的重大損失。
雖然本發明以前述實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，所作更動與潤飾之等效替換，仍為本發明之專利保護範圍內。
S110~S160:步驟流程
200:鋼帶
210:軋機
220:軋延力差觀察點處
230:影像擷取單元
240:張力取得單元
241:張力輥
242:張力誤差值資料
250:處理單元
251:開度命令
252:速度命令
圖1是根據本發明之一種熱軋軋延穩定方法的步驟流程圖。
圖2是根據本發明之一種熱軋軋延穩定方法的實施例示意圖。
圖3是根據本發明之一種熱軋軋延穩定方法的鋼帶偏移控制響應圖。
S110~S160:步驟流程

Claims (10)

  1. 一種熱軋軋延穩定方法，用以對熱軋中鋼帶進行調整，包括：提供一鋼帶；利用一軋機從該鋼帶之一頭端開始軋延至該鋼帶之一尾端；於該軋機位置設置一軋延力差觀察點，用以取得該軋機的一軋延力差值；透過一影像擷取單元，設置於該軋延力差觀察點處，用以取得該鋼帶的一影像資料；同時透過一張力取得單元，設置於該軋延力差觀察點處，用以取得該鋼帶的一張力誤差值資料；透過一處理單元，電信連接該影像擷取單元以及該張力取得單元，依據該影像資料取得該鋼帶的一中心偏移量，當該中心偏移量大於一中心偏移量設定閥值時，取得一軋延力誤差值，並依據該軋延力誤差值調整該軋機的一水平開度；以及透過該處理單元，當該張力誤差值資料大於一張力誤差值設定閥值，且該中心偏移量大於該中心偏移量設定閥值時，依據該張力誤差值資料的一張力誤差值調整該軋機的一軋延速度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的熱軋軋延穩定方法，其中於該軋機位置設置一軋延力差觀察點，用以取得該軋機的一軋延力差的步驟中，更包括：透過該軋機兩側測力計所量測的該軋延力差值，控制該軋機的軋輥水平。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的熱軋軋延穩定方法，其中透過一影像擷取單元，設置於該軋延力差觀察點處，用以取得該鋼帶進入該軋機前的一影像資料的步驟中，更包括：該影像擷取單元設置於該鋼帶上方，用以取得該鋼帶的一有效寬度、該中心偏移量、一彎曲量與一歪斜量等該影像資料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的熱軋軋延穩定方法，其中同時透過一張力取得單元，設置於該軋延力差觀察點處，用以取得該鋼帶的一張力誤差值資料的步驟中，更包括：透過一張力輥於該張力輥面與該鋼帶間未偏移時的摩擦力對該鋼帶產生作用，用以取得一第一張力值。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的熱軋軋延穩定方法，其中透過一張力輥於該張力輥面與該鋼帶間未偏移時的摩擦力對該鋼帶產生作用，用以取得一第一張力值的步驟中，更包括：當該鋼帶偏移時，使該鋼帶與該張力輥面摩擦力改變，取得一第二張力值，並透過該處理單元，依據該第一張力值以及該第二張力值，計算出該張力誤差值資料。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的熱軋軋延穩定方法，其中透過一處理單元，電信連接該影像擷取單元以及該張力取得單元，依據該影像資料取得該鋼帶的一中心偏移量，當該中心偏移量大於一中心偏移量設定閥值時，取得一軋延力誤差值，並依據該軋延力誤差值調整該軋機的一水平開度的步驟中，更包括：透過該軋機咬合該鋼帶時，產生一基本軋延力差值。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的熱軋軋延穩定方法，其中透過一處理單元，電信連接該影像擷取單元以及該張力取得單元，依據該影 像資料取得該鋼帶的一中心偏移量，當該中心偏移量大於一中心偏移量設定閥值時，取得一軋延力誤差值，並依據該軋延力誤差值調整該軋機的一水平開度的步驟中，更包括：透過該中心偏移量大於該中心偏移量設定閥值時，該軋機的該軋延力差值與該基本軋延力差值間的差值所產生該軋延力誤差值。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的熱軋軋延穩定方法，其中透過一處理單元，電信連接該影像擷取單元以及該張力取得單元，依據該影像資料取得該鋼帶的一中心偏移量，當該中心偏移量大於一中心偏移量設定閥值時，取得一軋延力誤差值，並依據該軋延力誤差值調整該軋機的一水平開度的步驟中，更包括：依據該軋延力誤差值經由一物理轉移函數取得一開度水平補償量，再透過該處理單元的一開度命令，調整該軋機的該水平開度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的熱軋軋延穩定方法，其中透過該處理單元，當該張力誤差值資料大於一張力誤差值設定閥值，且該中心偏移量大於該中心偏移量設定閥值時，依據該張力誤差值資料的一張力誤差值調整該軋機的一軋延速度的步驟中，更包括：依據該張力誤差值經由一轉移函數取得一速度調整量，再透過該處理單元的一速度命令，調整該軋機的該軋延速度。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的熱軋軋延穩定方法，其中透過該處理單元，當該張力誤差值資料大於一張力誤差值設定閥值，且該中心偏移量大於該中心偏移量設定閥值時，依據該張力誤差值資料的一張力 誤差值調整該軋機的一軋延速度的步驟中，其中該張力誤差值設定閥值以及該中心偏移量設定閥值為一系統設定值或一使用者設定值。
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