TWI314070B - Verfahren zur prozesssteuerung oder prozessregelung einer anlage zur umformung, kuhlung und/oder warmebehandlung von metall - Google Patents

Description

1314070 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種用於將金屬（特別是鋼或鋁）作變形 、冷卻及/或熱處理的設備作程序控制或程序調節的方法 ’其中該設備設有最終控制元件以調整一定的操作參數， 且一種方法模型根據此方法程序。 【先前技術】 在德專利 DE 199 41 600 A1 及 DE 199 41 736 A1 提到 了在金屬熱滾壓時作程序檢查及程序最佳化的方法，其中 在線上（online)將由熱金屬發出的電磁波呈頻譜（Spektrum) 方式檢出並作分析，或其機將該金屬（此處為金屬帶）用 X光機發出的電磁波穿過並在金屬帶背側檢出該電磁波並 作刀析，用此分析求出結晶圖（Kristallografisch)的變化及 /或組織變化及/或化學變化（這些變化係在金屬的特定 溫度造成者），並依變化的程度或變化走勢而定而導出適 當的程序控制及/或程序調節的量，以將程序作最佳化， 且/或對程序的模型作線上（〇nline)的搭配（Adapti〇n)。 同樣習知者，也有僅將程序控制單獨地利用組織模型 f成。依國際專利W0 99/24182，一種用於處理鋼或紹的 冶金工程（htittemechnisch)設備的操作參數利用一種依金屬 之所要的材料性質而定而決定。利用一種組織觀察器，求 出所預期的材料性質及應用性質，接著將材料性質與應用 性質的標稱值（S()llwert，英：_inal value)與用組織觀察 1314070 器求得的值比較。如果所觀察的. 之間有差異，則將操作參數 m 、值與求得的值 出口溫度以及縮減程度——改變。 皿度及 在WO 99/24182提到a .、奋厭 咕* 在滾壓時，鋼的組織的變化，而 德專利與DE 199 41 變匕而 的r-α-組織轉變。 /刀別提到鋼 【發明内容】 本發明的目的在提供一種用於 )作變形、冷卻及/或熱處理 抑叙 筋的*·、t μ .丨 卜你斤徑制或程序調 法，藉此可在線上依標的調整組織特❺ 織性質關係依標的調整所要的材㈣質。”利用>·且 此目的係利用具申請專利範圍第〗項 。其有利的進一步特點述於中& •“ 、方法達成 π行，述於申凊專利範圍附屬項。 依本發明，係在線上利用無破壞的材料檢查的方法將 代表組織行為的實際值檢出’並依此值而定 序控制及/或程彳調節#^以® 、王 祛田從/ ， ^ β °又w的攱終控制元件， 理日n 型’該組織模型描述在變形、冷卻及熱處 方的固體反應’並使用根據該程序的方法模型，此 實r上的έ Γ保自動化的程序過程。為此，將該檢出的 的組織特性值之實際值與一個預設的標稱值比較， 方法模型。 ^即量使用，利用組織模型及 這種目的係藉著將組織模型與方法模型與該無破壞的 1314070 材料檢查的方法依標的結合而達成’如此可作線上組織控 制。依該方法’該預測模型包含一組織模型，亦即一種蛉 斷模型，用於將變料（例如在滾壓機中）或在冷卻道ΐ 冷部日$歷經的固體反應以及如此所調整的組織特點作預測 (Vorhersage) 〇 為此，宜將該檢出之可代表組織的值與一個預設的標 稱值比較，並利用其差值作線上控制，其中使用該組織模 型與方法模型〔例如—種批次通過縮減計劃（Stichplan)模 型或冷卻道模型]D ^ + _ ’可元王依標的控制所要的組織 特點，並使用組織性質關係調整材料性質。 我們宜將為一種實際的組織顆粒尺寸值及/或-種也 織轉變時刻或組織轉變的時段範圍檢出，當作可代表組織 的值。 實際的組織特性值，特別是組織顆粒大小的值宜利用 ，破壞式的材料檢查（例如用超音波測量儀器，此處特別 是用雷射產生的超音波測量儀器，以及X光機）而作檢出 要檢出組織轉變，宜伟田伽A g t 且使用與金屬接觸的測量裝置。其 中有滾子力量測量儀器以及，、目1丨县 及’則量滾子，用來檢出在變形時 作用到金屬帶上的伸長及拉伸應力。因此該金厲鋼的分子 格子之與r-α-轉變有關的長度伸張可當作組織轉變的值 經由與該金屬帶接觸的測量儀器檢出。 依另一實施例，係在绩μ 4ι丨m 踝上利用至少一溫度檢出單元將 轉變溫度檢出，當作能代表兮έΒ诚^ 〜衣°玄組織的值，該溫度檢出單元 1314070 各设成可石縱向朝金屬運送方向相對運動，且依該組織轉 變之所預期的地點而定（此地點係依纪織模型作預期）而 定位’最好設有數個溫度檢出單元。 以下配合較佳實施例詳細說明此方法。 【實施方式】 對於一種碳錳鋼的鋼類組，係使用組織模型，由化學 組成著手，並考慮到在滾壓機中的批次通過縮減計劃而將 該所加工的金屬在此程序之特定時刻或在程序的一特定地 點時的組織的沃斯田鐵顆粒尺寸作預計算。在滾壓程序的 情形中，係在線上在滾壓的最後的滾子架後方將金屬組織 的實際的沃斯田鐵顆粒尺寸用無接觸方式或無破壞方式檢 出。將實際檢出較斯喊顆粒尺寸在此程序巾的此位置 $組織的沃斯田鐵顆粒尺寸的預設之標稱值比較。如果該 貫際值與標稱值之間有偏差，則由差值導出一修正值，以 控制該設備（此處係一滚壓道）的最終控制元件，其中利 用該組織及程序模型，該模型係根據該滾壓道者，並且將 ^修正值對應地送到該最終控制元件。舉例而言，如果測 量的沃斯田鐵顆粒大小比—標稱值小，則將-修正值送到 滾子架的中間滾子架冷卻裝置的最終控制元件，以減 :滾子架數並因而使終滾壓溫度提高。藉由提高終滾壓田 ^在滾壓道末端可使該沃斯田鐵組織調整到較大的顆: 、由於終滚壓溫度只要改變一點點就可明 田鐵群如丄， 音成斯 大小，因此該設備的控制與調節作業還會回過頭 1314070 來作甩到實際處理的金屬帶或金屬片上，換言之，在同樣 的鋼帶上還可將顆粒尺寸調整到該標稱值。 在另一較佳的方法變更例，該可代表該組織性質的實 際值係在金屬藉變形、冷卻及/或熱處理而加工時在一特 定點時〔換言之，係在滾子架（n)上或在批次通過級處〕 作線上檢出’對於前面的滾子架（n_l)或批次通過級（n—丨）依 預定的實際值標稱值的比較而在線上檢出。 舉例而言’金屬帶或金屬片的組織顆粒尺寸係在一熱 寬鋼帶滾壓道的滾子架（η)中變形之前或在一粗金屬片滾壓 道的批次通過級（η)中變形之前檢出，例如利用超音波儀器 檢出。當實際值與標稱值偏差太大時，就重新計算該程序 模型，特別是批次通過計劃的模型與組織模型，並作用到 該先前的滾子架的最終控制元件或用於作先前之批次通過 作業的最終控制元件的控制信號，如此可達到所要的標稱 值。先前的滚子架的改設作業（Ums tel lung)可對實際滚壓的 鋼帶或鋼片在線上達成及/或用於隨後的鋼帶或鋼片。 依另一較佳之程序變更例，線上組織控制作業係在一 個具有一水冷卻道部分及一空氣冷卻道部分的一個金屬絲 滾壓道的一冷卻道中達成’其方法係在通過該水冷卻道後 ’將該金屬絲的實際組織顆粒尺寸值（此處為沃斯田鐵顆 粒大小）利用一超音波測量裝置檢出，並將組織囀變的溫 度以及該組織轉變（特別是r _ α •轉變）的時間走勢利用 溫度測量裝置（該溫度測量裝置可沿運送方向運動及/或 作不同的方向對準）檢出。只要所檢出的值與所計劃的標 1314070 稱值有偏差’則利用該冷卻道及組織的模型重新計算，並 將冷卻道的最終控制元件在線上作相關之調整。 這種線上組織控制及調節不但可用於熱寬鋼帶及薄鋼 板滾壓道、粗金屬片滾壓道、型鋼滾壓道、鋼棒滾壓道及 鋼絲滾壓道，而且也可用於冷鋼帶滾壓道及紹滾壓道。 【圖式簡單說明】

Claims (1)

1. 年月曰夕〜 補充 1314070 拾、申請專利範面： __ ι一種用於將金屬（特 /或熱處理的設備作㈣控制或錢形、冷卻及 設備钟右或程序調節的方法，其中該 认備叹有最終控制元件以調 ^ Μ Μ , 定的刼作參數，且一種方 沄模歪根據此方法程序，利 所要的組織特性且利用組;=線上依標的調整 料性質，•中在線上至少用材料;整所要的材 現組織行為的實際值，並出—個充分表 依此值求出適當的程序控制及/ 次程序調即的量，以作用 金屬之所要的組織性質，其中利用件，以調整到該 =法核型而求出此量’並作用到該方法程序的最終控 π f涿金屬之所要的組織性質， 無破壞地檢出當作實際值： 、 、 一=顆粒尺寸值··宜利用超音波或x光測量裝置； 及/或 鲁 -組織轉變時刻或組織轉變時段，藉著將該金屬格因 ;轉變造成的長度脹縮而檢出，此檢出係利用該金屬 接觸的測量裝置’例如滾虔力量測裝置或測量滾子，· 及/或 # 組織轉變溫度，利用至少一個沿著金屬運送方向移動 的溫㈣出單元，該溫度檢出單元依缸織轉變位置的 地點定位，該地點係依該組織模型所能預期者。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中： 對於-種碳猛鋼，測定沃斯田顆粒尺寸當作組織尺寸 12 1314070 值0 .如申請專利範圍第1項之方法，其中： 利用數個檢出單元將組織轉變的開始和結束的地點和 時段分別檢出。 4.如申請專利範圍第1、第2或第3項之方法，其中 在—金屬絲滾壓道的一冷卻道中作線上組織控制，該 冷卻道具有一水冷卻道部分及一空氣冷卻道部分，其中在 通過該水冷卻道部分後，利用一超音波測量裝置將金屬絲 _ 的實際組織顆粒尺寸值檢出，且其中將組織轉變的溫度及 組織轉變的時間走勢，特別是r α ·轉變的溫度與時間走 勢利用可沿運送方向運動及/或作不同的朝向的溫度測量 裝置檢出。 5·如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中 如果在將實際值和標稱值比較時 ，則依對於組織由反映之力量所檢出 模及/或組織模型作線上的適應。 ’其差超過·一定的值 的值將該程序之方法

   拾壹、圈式： 無 13