TWI806658B - 軋延液之監測系統及監控方法 - Google Patents

Abstract

一種軋延液之監測系統及監控方法，該監測系統包括一取樣裝置、一導電率分析儀以及一處理器；該取樣裝置配置為對該軋延機械設備的軋延液進行取樣，以獲得一樣品；該導電率分析儀配置為對該樣品進行檢測，以獲得該樣品的一導電率；該處理器電性連接該導電率分析儀，該處理器配置為依據該樣品的導電率的一範圍來判斷該軋延液的品質，以及所軋製產出的軋板之表面品質。

Description

軋延液之監測系統及監控方法

本發明係關於一種監測系統及監控方法，特別是一種軋延液之監測系統及監控方法。

在鋼帶等金屬的軋延製程中，會使用軋延液(金屬加工液)，其中軋延液中包含軋延油與水，以在軋延製程中幫助潤滑與降溫。由於軋延時，軋輥與鋼帶表面於咬入區域會發生接觸與研磨，因而會產生大量的磨耗鐵粉。這些鐵粉不僅會黏附在鋼帶上，也會摻附在循環的軋延液中。

進一步來說，在金屬的軋延製程中，冷軋廠之軋延設備的包括濾紙過濾裝置與磁分離裝置，該濾紙過濾裝置與磁分離裝置為冷軋與清洗製程的主要裝置，透過濾紙過濾裝置與磁分離裝置能夠過濾軋延液中的雜質與鐵粉，藉此確保軋延液的品質，進而提升軋延後之軋板的表面清淨度。

由於軋延液的磨潤性評估以軋延力/摩擦係數為主，磨耗性通常只能於完成軋延之後或換輥時追蹤評估，難以即時獲得完成軋延之後的軋板及軋輥磨耗狀況及趨勢，須於完軋後持續追蹤檢測輥徑或輥重差，使得潤滑軋延系統操控運作冗長，其效率仍有精進的空間。

因此，為克服現有技術中的缺點和不足，本發明有必要提供改良的一種軋延液之監測系統及監控方法，以解決上述習用技術所存在的問題。

本發明之主要目的在於提供一種軋延液之監測系統及監控方法，利用偵測軋延液的導電率處於不同狀態或異常時，即可啟動線上示警自動回饋模式，有利於維護軋延液及潤滑軋延品質穩定，並提升系統操 控管理效率。

為達上述之目的，本發明提供一種軋延液之監控方法，該軋延液施加在一軋延機械設備中，用以潤滑該軋延機械設備的至少一軋輥以及至少一軋板，該監控方法包括一取樣步驟、一導電率檢測步驟以及一判斷步驟；在該取樣步驟中，利用一取樣裝置對該軋延機械設備的軋延液進行取樣而獲得一樣品；在該導電率檢測步驟中，透過一導電率分析儀對該樣品進行檢測以獲得該樣品的一導電率，接著將該樣品的導電率傳送至一處理器；在該判斷步驟中，透過該處理器依據該樣品的導電率的一範圍來判斷該軋延液的品質，以及所軋製產出的軋板之表面品質。

在本發明之一實施例中，在該判斷步驟中，若該樣品的導電率的範圍在100μS/cm以下，則判斷該軋延液的品質的級別為第1級；若該樣品的導電率的範圍在101-200μS/cm，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第2級；若該樣品的導電率的範圍在201-300μS/cm，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第3級。

在本發明之一實施例中，在該判斷步驟中，若該樣品的導電率的範圍在301-400μS/cm，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第4級，啟動一軋延液操控管理系統對該軋延液中的磨耗金屬粉進行過濾浮油刮除；若該樣品的導電率的範圍在401-500μS/cm，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第5級，將該軋延液操控管理系統的作動率提高20%；若該樣品的導電率的範圍在501-600μS/cm，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第6級，將該軋延液操控管理系統的作動率提高30%。

在本發明之一實施例中，在該判斷步驟中，若該樣品的導電率的範圍在601-800μS/cm，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第7級，將該軋延液操控管理系統的作動率提高40%，而且將30%的該軋延液排出並且補充新的軋延液；若該樣品的導電率的範圍在801-1000μS/cm，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第8級，將該軋延液操控管理系統的作動率提高80%，而且將40%的該軋 延液排出並且補充新的軋延液。

在本發明之一實施例中，在該判斷步驟中，若該樣品的導電率的範圍在1000μS/cm以上，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第9級，將該軋延液全部排出並且補充新的軋延液。

在本發明之一實施例中，在該判斷步驟之後，該軋延液之監控方法另包括一回饋步驟，利用該處理器將該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質回饋至該軋延機械設備的一操作者。

在本發明之一實施例中，在該判斷步驟之後，該軋延液之監控方法另包括一軋延力檢測步驟，利用一潤滑軋延操控儀來檢測該軋輥以及該軋板之間的荷重來得知該軋延液的一軋延力。

在本發明之一實施例中，在該判斷步驟之後，該軋延液之監控方法另包括一表面粗糙度檢測步驟，利用一潤滑軋延操控儀來檢測該軋板在完軋之後的一表面粗糙度。

在本發明之一實施例中，在該判斷步驟之後，該軋延液之監控方法另包括一鐵含量檢測步驟，利用一金屬元素檢測儀來檢測該軋延液的一鐵含量。

為達上述之目的，本發明提供一種軋延液之監測系統，該軋延液施加在一軋延機械設備中，用以潤滑該軋延機械設備的至少一軋輥以及至少一軋板，該監測系統包括一取樣裝置、一導電率分析儀以及一處理器；該取樣裝置配置為對該軋延機械設備的軋延液進行取樣，以獲得一樣品；該導電率分析儀配置為對該樣品進行檢測，以獲得該樣品的一導電率；該處理器電性連接該導電率分析儀，該處理器配置為依據該樣品的導電率的一範圍來判斷該軋延液的品質，以及所軋製產出的軋板之表面品質。

如上所述，經偵測評估潤滑軋延系統的軋延液的導電率處於不同狀態或異常時，即可啟動線上示警自動回饋模式，並自動知會操控與品管相關人員，使其儘速追蹤改善相關參數，利於維護軋延液及潤滑軋延品質穩定，並提升系統操控管理效率，其中利用導電率監控軋延液的品質狀況以適時改善，能夠明顯降低軋延液排放次數以及延長其使用期限，可 完全發揮設備效能，並且大幅減少潤滑軋延系統失調或失能度情形，同時也可以檢測評估潤滑軋延液耐磨耗性能，利於快速即時得知軋延液塑性加工磨潤特性，摩擦及磨耗等狀況，並提升潤滑軋延系統操控管理及檢測評估效率。

101:軋延機械設備

2:取樣裝置

3:導電率分析儀

4:處理器

5:潤滑軋延操控儀

6:金屬元素檢測儀

7:軋延液操控管理系統

A:軋延液

B:樣品

S201:取樣步驟

S202:導電率檢測步驟

S203:判斷步驟

S204:軋延力檢測步驟

S205:表面粗糙度檢測步驟

S206:鐵含量檢測步驟

S207:回饋步驟

圖1是根據本發明的實施例的一種軋延液之監測系統的示意圖。

圖2是根據本發明的實施例的一種軋延液之監控方法的流程圖。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參照圖1所示，為根據本發明的實施例的一種軋延液之監測系統，其中該軋延液A施加在一軋延機械設備101中，用以潤滑該軋延機械設備101的至少一軋輥以及至少一軋板，在本實施例中，該監測系統包括一取樣裝置2、一導電率分析儀3以及一處理器4。本發明將於下文詳細說明各元件的細部構造、組裝關係及其運作原理。

續參照圖1所示，該取樣裝置2配置為對該軋延機械設備101的軋延液進行取樣，具體來說，首先於軋延液系統噴灑管路適當位置裝設by pass引管開關，並在軋延過程由此處擷取軋延液樣品，以獲得一樣品B。

續參照圖1所示，該導電率分析儀3配置為對該樣品B進行檢測，以獲得該樣品B的一導電率，其中，先將完成校正的導電率分析儀之探頭置入軋延液樣品，待30秒後檢測分析值穩定，擷取並記錄檢測值，接著將該樣品B的導電率傳送至該處理器4。

續參照圖1所示，該處理器4電性連接該導電率分析儀3，其中該處理器4配置為依據該樣品B的導電率的一範圍來判斷該軋延液A的品質。在本實施例中，該軋延液A的品質的級別總共分為9級，其判斷內容如下，同時針對各級別進行對應的措施：

若該樣品的導電率的範圍在100μS/cm以下，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第1級；若該樣品B的導電率的範圍在101-200μS/cm，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第2級；若該樣品B的導電率的範圍在201-300μS/cm，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第3級；若該樣品B的導電率的範圍在301-400μS/cm，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第4級，啟動電性連接該處理器4的一軋延液操控管理系統7對該軋延液A中的磨耗金屬粉進行過濾浮油刮除；若該樣品B的導電率的範圍在401-500μS/cm，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第5級，將該軋延液操控管理系統7的作動率提高20%；若該樣品B的導電率的範圍在501-600μS/cm，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第6級，將該軋延液操控管理系統7的作動率提高30%；若該樣品B的導電率的範圍在601-800μS/cm，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第7級，將該軋延液操控管理系統7的作動率提高40%，而且將30%的該軋延液A排出並且補充新的軋延液；若該樣品B的導電率的範圍在801-1000μS/cm，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第8級，將該軋延液操控管理系統7的作動率提高80%，而且將40%的該軋延液A排出並且補充新的軋延液；若該樣品B的導電率的範圍在1000μS/cm以上，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第9級，將該軋延液A全部排出並且補充新的軋延液。在本實施例中，該軋延液操控管理系統7配置為透過一刮除元件刮除該軋延液A上的浮油，以及透過至少一濾紙來過濾該軋延液A的雜質，例如磨耗金屬粉，另外，該軋延液操控管理系統7另具有恆溫循環裝置，配置用以維持該軋延液在攝氏50度至60度之間。

如上所述，經偵測評估潤滑軋延系統的軋延液的導電率處於不同狀態或異常時，即可啟動線上示警自動回饋模式，並自動知會操控與品管相關人員，使其儘速追蹤改善相關參數，利於維護軋延液及潤滑軋延品質穩定，並提升系統操控管理效率，其中利用導電率監控軋延液的品質狀況以適時改善，能夠明顯降低軋延液排放次數以及延長其使用期限，可完全發揮設備效能，並且大幅減少潤滑軋延系統失調或失能度情形，同時也可以檢測評估潤滑軋延液耐磨耗性能，利於快速即時得知軋延液塑性加工磨潤特性，摩擦及磨耗等狀況，並提升潤滑軋延系統操控管理及檢測評估效率。

請參照圖2並配合圖1所示，根據本發明的實施例提供一種軋延液之監控方法，係藉由上述軋延液之監測系統來進行操作，該軋延液A施加在一軋延機械設備101中，用以潤滑該軋延機械設備101的至少一軋輥以及至少一軋板，該監控方法包括一取樣步驟S201、一導電率檢測步驟S202、一判斷步驟S203、一軋延力檢測步驟S204、一表面粗糙度檢測步驟S205、一鐵含量檢測步驟S206以及一回饋步驟S207。

續參照圖2並配合圖1所示，在該取樣步驟S201中，利用一取樣裝置2對該軋延機械設備101的軋延液A進行取樣而獲得一樣品B。

續參照圖2並配合圖1所示，在該導電率檢測步驟S202中，透過一導電率分析儀3對該樣品B進行檢測，以獲得該樣品B的一導電率，接著將該樣品B的導電率傳送至一處理器4。

續參照圖2並配合圖1所示，在該判斷步驟S203中，透過該處理器4依據該樣品B的導電率的一範圍來判斷該軋延液A的品質。在本實施例中，該軋延液A的品質的級別總共分為9級，其判斷內容如下，同時針對各級別進行對應的措施：

若該樣品的導電率的範圍在100μS/cm以下，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第1級；若該樣品B的導電率的範圍在101-200μS/cm，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品 質的級別為第2級；若該樣品B的導電率的範圍在201-300μS/cm，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第3級；若該樣品B的導電率的範圍在301-400μS/cm，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第4級，啟動電性連接該處理器4的一軋延液操控管理系統7對該軋延液A中的磨耗金屬粉進行過濾；若該樣品B的導電率的範圍在401-500μS/cm，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第5級，將該軋延液操控管理系統7的作動率提高20%；若該樣品B的導電率的範圍在501-600μS/cm，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第6級，將該軋延液操控管理系統7的作動率提高30%；若該樣品B的導電率的範圍在601-800μS/cm，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第7級，將該軋延液操控管理系統7的作動率提高40%，而且將30%的該軋延液A排出並且補充新的軋延液；若該樣品B的導電率的範圍在801-1000μS/cm，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第8級，將該軋延液操控管理系統7的作動率提高80%，而且將40%的該軋延液A排出並且補充新的軋延液；若該樣品B的導電率的範圍在1000μS/cm以上，則判斷該軋延液A所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第9級，將該軋延液A全部排出並且補充新的軋延液。在本實施例中，該軋延液操控管理系統7配置為透過一刮除元件刮除該軋延液A上的浮油，以及透過至少一濾紙來過濾該軋延液A的雜質，例如磨耗金屬粉。

續參照圖2並配合圖1所示，在該軋延力檢測步驟S204中，利用連接該處理器4的一潤滑軋延操控儀5來檢測該軋輥以及該軋板之間的荷重，進而得知該軋延液A的一軋延力。

續參照圖2並配合圖1所示，在該表面粗糙度檢測步驟S205中，利用該潤滑軋延操控儀5來檢測該軋板在完軋之後的一表面粗糙度。

續參照圖2並配合圖1所示，在該鐵含量檢測步驟S206，利用一金屬元素檢測儀6來檢測該軋延液的一鐵含量。在其他實施例中，該軋延力檢測步驟S204、該表面粗糙度檢測步驟S205以及該鐵含量檢測 步驟S206可安排在該監控方法的任一個步驟中，其順序並不以本實施例所侷限。

續參照圖2並配合圖1所示，在該回饋步驟S207中，利用該處理器4將該軋延液A的品質、軋延力、鐵含量以及表面粗糙度回饋至該軋延機械設備101的一操作者，同時於超過一標準值時利用一示警系統來提供警示。在本實施例中，操作者依據該軋延液之監控方法對A油、B油及C油進行檢測，其結果如下表1：

要說明的是，依據評估結果得知有關磨潤性方面，A油及C油荷重明顯高於B油約20%以上，研判B油磨潤性較具優勢，檢測完該軋板在完軋之後的表面粗糙度，顯示B油均相對小於A油及C油，亦即推論表面狀況B油較優於A油及C油，其評估結果如表1所示。由於完軋後B油的導電率較低於A油及C油，得知B油之磨耗金屬粉的量較少，結果如表1所示。另外，表面粗糙度較低者，研判品質特性較佳，其表面清淨度較優，推論因較少過度磨損，因此表面殘留磨耗金屬粉的屑量較低，結果如表1所示。

依據本發明的設計，以該導電率分析儀3導電率定量檢測，可應用於線上定量評估潤滑軋延時，該軋輥與軋板之塑形加工接觸區域金屬磨耗度以及粗估潤滑軋延品質等狀況，而對應至浮油刮除及濾紙過濾之適當管控，可依各產線軋片品質要求設定管制範圍。另外，經線上的，即導電率分析儀3檢測金屬塑形加工系統的軋延液的導電值，即可啟動線上示警系統回饋模式。

如上所述，經偵測評估潤滑軋延系統的軋延液的導電率處於不同狀態或異常時，即可啟動線上示警自動回饋模式，並自動知會操控與 品管相關人員，使其儘速追蹤改善相關參數，利於維護軋延液及潤滑軋延品質穩定，並提升系統操控管理效率，其中利用導電率監控軋延液的品質狀況以適時改善，能夠明顯降低軋延液排放次數以及延長其使用期限，可完全發揮設備效能，並且大幅減少潤滑軋延系統失調或失能度情形，同時也可以檢測評估潤滑軋延液耐磨耗性能，利於快速即時得知軋延液塑性加工磨潤特性，摩擦及磨耗等狀況，並提升潤滑軋延系統操控管理及檢測評估效率。

雖然本發明已以實施例揭露，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。

101:軋延機械設備

2:取樣裝置

3:導電率分析儀

4:處理器

5:潤滑軋延操控儀

6:金屬元素檢測儀

7:軋延液操控管理系統

A:軋延液

B:樣品

Claims (9)

1. 一種軋延液之監控方法，該軋延液施加在一軋延機械設備中，用以潤滑該軋延機械設備的至少一軋輥以及至少一軋板，該監控方法包括：一取樣步驟，利用一取樣裝置對該軋延機械設備的軋延液進行取樣而獲得一樣品；一導電率檢測步驟，透過一導電率分析儀對該樣品進行檢測以獲得該樣品的一導電率，接著將該樣品的導電率傳送至一處理器；一判斷步驟，透過該處理器依據該樣品的導電率的一範圍來判斷該軋延液的品質，以及所軋製產出的軋板之表面品質；及一回饋步驟，利用該處理器將該軋延液的品質回饋至該軋延機械設備的一操作者。
2. 如請求項1所述之軋延液之監控方法，其中在該判斷步驟中，若該樣品的導電率的範圍在100μS/cm以下，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第1級；若該樣品的導電率的範圍在101-200μS/cm，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第2級；若該樣品的導電率的範圍在201-300μS/cm，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第3級。
3. 如請求項1所述之軋延液之監控方法，其中在該判斷步驟中，若該樣品的導電率的範圍在301-400μS/cm，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第4級，啟動一軋延液操控管理系統對該軋延液中的磨耗金屬粉進行過濾以及浮油刮除；若該樣品的導電率的範圍在401-500μS/cm，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第 5級，將該軋延液操控管理系統的作動率提高20%；若該樣品的導電率的範圍在501-600μS/cm，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第6級，將該軋延液操控管理系統的作動率提高30%。
4. 如請求項1所述之軋延液之監控方法，其中在該判斷步驟中，若該樣品的導電率的範圍在601-800μS/cm，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第7級，將該軋延液操控管理系統的作動率提高40%，而且將30%的該軋延液排出並且補充新的軋延液；若該樣品的導電率的範圍在801-1000μS/cm，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第8級，將該軋延液操控管理系統的作動率提高80%，而且將40%的該軋延液排出並且補充新的軋延液。
5. 如請求項1所述之軋延液之監控方法，其中在該判斷步驟中，若該樣品的導電率的範圍在1000μS/cm以上，則判斷該軋延液所軋製產出的軋板之表面品質的級別為第9級，將該軋延液全部排出並且補充新的軋延液。
6. 如請求項1所述之軋延液之監控方法，其中在該判斷步驟之後，該軋延液之監控方法另包括一軋延力檢測步驟，利用一潤滑軋延操控儀來檢測該軋輥以及該軋板之間的荷重來得知該軋延液的一軋延力。
7. 如請求項1所述之軋延液之監控方法，其中在該判斷步驟之後，該軋延液之監控方法另包括一表面粗糙度檢測步驟，利用一潤滑軋延操控儀來檢測該軋板在完軋之後的一表面粗糙度。
8. 如請求項1所述之軋延液之監控方法，其中在該判斷步驟之後，該軋延液之監控方法另包括一鐵含量檢測步驟，利用一金屬元素檢測儀來檢測該軋延液的一鐵含量。
9. 一種軋延液之監測系統，該軋延液施加在一軋延機械設備 中，用以潤滑該軋延機械設備的至少一軋輥以及至少一軋板，該監測系統包括：一取樣裝置，配置為對該軋延機械設備的軋延液進行取樣，以獲得一樣品；一導電率分析儀，配置為對該樣品進行檢測，以獲得該樣品的一導電率；以及一處理器，電性連接該導電率分析儀，該處理器配置為依據該樣品的導電率的一範圍來判斷該軋延液的品質，以及所軋製產出的軋板之表面品質，其中利用該處理器能夠將該軋延液的品質回饋至該軋延機械設備的一操作者。

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