TWI887965B

TWI887965B - 鋼帶軋延時間的預測時間修正方法

Info

Publication number: TWI887965B
Application number: TW113101922A
Authority: TW
Inventors: 吳家祥
Original assignee: 中國鋼鐵股份有限公司
Priority date: 2024-01-17
Filing date: 2024-01-17
Publication date: 2025-06-21
Also published as: TW202529907A

Abstract

一種鋼帶軋延時間的預測時間修正方法，適用於修正鋼帶從軋延起始點到軋延結束點的預測軋延時間。從軋延起始點到軋延結束點的路徑中包括依序的m個修正軋延時間點F ₁～F _m及依序的q個預測軋延時間點P ₁～P _q。方法包括：將m個修正軋延時間點分成n個時間區間D ₁～D _n，時間區間D _i為修正軋延時間點F _i到修正軋延時間點F _(i+1)的時間；將時間區間D _i分成j個區段S _i1～S _ij，對第k個區段S _ik設有權重值W _ik以得到修正係數α _ik；根據鋼帶抵達修正軋延時間點F _(i-1)和F _i的修正項及時間區間D _i的多個修正係數對第y個預測軋延時間點P _y的預測軋延時間T _y(pre)進行修正。

Description

鋼帶軋延時間的預測時間修正方法

本發明係關於一種鋼帶軋延時間的預測時間方法，且特別是有關於一種用於修正鋼帶軋延時間的預測時間的方法。

在鋼帶進行軋延的過程中，從加熱爐加熱後出來的鋼帶，通常會經過粗軋、經軋、盤捲等製程以成為產品。為了準確讓不同鋼種依序完成軋延製程，通常需要對每個鋼種的軋延時間進行預測，以便在某一鋼種完成軋延後可以不間斷地對接連來的其他鋼種繼續進行軋延製程。但受限於量測點的數量限制而無法完全掌握現場實際狀況下，預測的軋延時間通常與實際的軋延時間有一定的誤差，因此必須根據兩者的誤差進行修正以便讓之後進行軋延的鋼種得以準確判斷軋延的時間。

習知的修正模型是在加熱爐之出口到進入盤捲區之入口的軋延過程中設置幾個修正點，在這些修正點會將鋼帶抵達修正點時的預測的軋延時間與實際的軋延時間進行比較以產生修正項，然後在修正點之後的時間直接加上修正項以完成預測軋延時間的修正。但這樣的作法在修正點之後常會發生鋼帶瞬移的情況，如第1圖所示。在修正位置PA1處，鋼帶的修正預測時間直接瞬移，而不是平順地修正，這並不符合實際的情況。

後來又提出在修正點間線性內插方式對預測軋延時間進行修正。雖然修正點會有突然鋼帶瞬移的問題可以得到解決，如第2圖所示，在修正位置PA2處，鋼帶的修正預測時間平順地改變。然而，由於預測的軋延時間與實際的軋延時間的誤差並不是平均分布在修正點之間，因此使用線性內差的方法會造成在某些區間時修正之預測軋延時間早於實際的軋延時間，而在某些區間修正之預測軋延時間反而晚於實際的軋延時間。通常，只有在修正點附近的時間此修正方法才能較準確。

為了改善習知的修正方法無法正確地將預測軋延時間修正到與實際的軋延時間幾乎無誤差，本發明之一目的在於提供一種鋼帶軋延時間的預測時間修正方法，可以準確地修正每個修正點之間的預測軋延時間以符合實際的軋延情況。

為達上述之目的，本發明之一態樣在於提供一種鋼帶軋延時間的預測時間修正方法，其適用於修正具有第一類型之鋼帶從軋延起始點到軋延結束點所需的預測軋延時間，其中從軋延起始點到軋延結束點的路徑中包括依序的m個修正軋延時間點F ₁～F _m以及依序的q個預測軋延時間點P ₁～P _q。所述鋼帶軋延時間的預測時間修正方法包括：將所述m個修正軋延時間點F ₁～F _m分成n個時間區間D ₁～D _n，其中時間區間D _i為修正軋延時間點F _i到修正軋延時間點F _(i+1)的時間，1 ≤ i ≤ (m-1)，1 ≤ n ≤ (m-1)；將時間區間D _i分成j個區段S _i1～S _ij，並對第k個區段S _ik設有一權重值W _ik以得到第k個區段S _ik的一修正係數α _ik及一修正係數α _ik， 1≤ k ≤ j，其中W _ik與α _ik的關係式如式(1)；以及 …(1) 根據鋼帶抵達修正軋延時間點F _(i-1)和F _i的修正項以及時間區間D _i的多個修正係數對鋼帶抵達第y個預測軋延時間點P _y的預測軋延時間T _y(pre)進行修正，其中第y個預測軋延時間點P _y在時間區間D _i的第k個區段S _ik內，1≤ y ≤ q。

根據本發明的一些實施例，第y個預測軋延時間點P _y的修正之預測軋延時間T _y(cor)以式(2)求得， …(2) 其中為在時間區間D _i的預測軋延開始時間，為在時間區間D _i的預測軋延結束時間，為鋼帶抵達修正軋延時間點F _(i-1)的修正項，為鋼帶抵達修正軋延時間點F _i的修正項。

根據本發明的一些實施例， Z _(i-1)和Z _i分別以式(3)和(4)求得， …(3) …(4) 其中為具有所述第一類型之另一鋼帶先前進行軋延時抵達所述修正軋延時間點F _(i-1)的實際軋延時間，為具有所述第一類型之另一鋼帶先前進行軋延時抵達所述修正軋延時間點F _(i-1)的預測軋延時間，為具有所述第一類型之另一鋼帶先前進行軋延時抵達所述修正軋延時間點F _i的實際軋延時間，為具有所述第一類型之另一鋼帶先前進行軋延時抵達所述修正軋延時間點F _i的預測軋延時間。

根據本發明的一些實施例，Z _(i-1)和Z _i的範圍符合：-60秒 ≤ Z _(i-1)，Z _i≤ 60秒。

根據本發明的一些實施例，第k個區段S _ik的權重值W _ik的範圍符合：0.001 ≤ W _ik≤ 1000。

根據本發明的一些實施例，第k個區段S _ik的修正係數α _ik的範圍符合：0 ＜ α _ik≤ 1。

根據本發明的一些實施例，第y個預測軋延時間點P _y的修正之預測軋延時間T _y(cor)的範圍符合：0 ≤ T _y(cor)≤ 600秒。

根據本發明的一些實施例，是根據鋼帶從軋延起始點出發的初始移動速度、軋延起始點至第y個預測軋延時間點P _y的距離、以及鋼帶進行軋延的環境溫度所決定。

根據本發明的一些實施例，是根據鋼帶從軋延起始點出發的初始移動速度、軋延起始點至修正軋延時間點F _(i+1)的距離、以及鋼帶進行軋延的環境溫度所決定。是根據鋼帶從軋延起始點出發的初始移動速度、軋延起始點至修正軋延時間點F _i的距離、以及鋼帶進行軋延的環境溫度所決定。

根據本發明的一些實施例，m = 4。

透過上述的鋼帶軋延時間的預測時間修正方法，將每個時間區間分成數個區段，然後根據每個區段設定不同權重值以得到不同的修正係數。如此一來，便可在整個軋延過程中產生誤差最嚴重的地方設定較高的權重值以得到較高的修正係數，然後將大部分的修正項都應用到較高的修正係數的區段上，便可將整體的預測軋延時間修正為較符合實際的軋延情況。

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。

請參照第3圖，第3圖是根據本發明一實施例繪示的一種鋼帶軋延時間之預測時間的修正方法300的流程圖。為了清楚說明本發明的修正方法300，請一併參照第4圖，第4圖是根據本發明一實施例繪示之利用修正方法300進行修正的鋼帶軋延時間之時序圖的示意圖。本發明所提出的鋼帶軋延時間的預測時間的修正方法300適用於修正鋼帶從軋延起始點F ₀（例如，第4圖中的加熱爐的出口處）到軋延結束點（例如，第4圖中的盤捲區的入口處，在本實施例中還可以是修正軋延時間點F ₄）所需的預測軋延時間。從軋延起始點到軋延結束點的路徑中包括依序的m個修正軋延時間點F ₁～F _m以及依序的q個預測軋延時間點P ₁～P _q。由於粗軋區和精軋區的作業環境溫度很高，因此通常無法設置太多修正軋延時間點。在本實施例中，m = 4，如第4圖所示，軋延起始點到軋延結束點的路徑中包括依序的修正軋延時間點F ₁、F ₂、F ₃、F ₄。當先前已軋過之鋼帶經過這些修正軋延時間點時，可根據抵達的修正軋延時間點的時間（亦即，實際的軋延時間）與預測的軋延時間修正具有與其同類型之鋼帶後續於此修正軋延時間點之後的預測軋延時間。舉例來說，當具有第一類型之鋼帶先前進行軋延時抵達修正軋延時間點F ₁時，可根據其抵達修正軋延時間點F ₁的時間（實際的軋延時間）與先前預測此鋼帶抵達修正軋延時間點F ₁的時間（預測的軋延時間）來對具有相同之第一類型之鋼帶後續進行軋延時的預測時間進行修正。預測軋延時間點P ₁～P _q則是每個修正後的預測軋延時間點。

在本發明的修正方法300中，首先，在步驟S310，將m個修正軋延時間點F ₁～F _m分成n個時間區間D ₁～D _n，其中時間區間D _i為修正軋延時間點F _i到修正軋延時間點F _(i+1)的時間，1 ≤ i ≤ (m-1)，1 ≤ n ≤ (m-1)。例如，在本實施例中，m = 4，這4個修正軋延時間點F ₁、F ₂、F ₃、F ₄被分成3個時間區間D ₁～D ₃，時間區間D ₁為修正軋延時間點F ₁到修正軋延時間點F ₂的時間，時間區間D ₂為修正軋延時間點F ₂到修正軋延時間點F ₃的時間，時間區間D ₃為修正軋延時間點F ₃到修正軋延時間點F ₃的時間。

接著，在步驟S330中，將時間區間D _i分成j個區段S _i1～S _ij，並對第k個區段S _ik設有權重值W _ik以得到第k個區段S _ik的修正係數α _ik， 1≤ k ≤ j，其中W _ik與α _ik的關係式如式(1)。 …(1)

例如，在第4圖中，繪示了修正軋延時間點F ₂到修正軋延時間點F ₃的時間區間D ₂被分成5個區段S ₂₁～S ₂₅，區段S ₂₁～S ₂₅各自設有W ₂₁～W ₂₅。若這5個區段S ₂₁～S ₂₅的權重值W ₂₁～W ₂₅的總合為W _{2_total}，W _{2_total}= W ₂₁+W ₂₂+W ₂₃+W ₂₄+ W ₂₅，這5個區段S ₂₁～S ₂₅的修正係數α ₂₁、α ₂₂、α ₂₃、α ₂₄、α ₂₅分別為、、、、。注意的是，為了方便閱讀，第4圖的時間區間D ₁和D ₃所劃分的區段並未繪示於圖中。

具體來說，本發明的修正方法300將每個時間區間分成數個區段，然後根據每個區段設定不同權重值以得到不同的修正係數，因此可根據不同時間區間或區段設定不同的權重值來調整修正的比例。根據經驗，在整個軋延過程中，預測軋延時間與實際軋延時間產生誤差最嚴重的地方通常是在粗軋區的最後區域（例如第4圖的時間區間D ₂的區段S ₂₄和S ₂₅），因此可將此區段的權重值設定較高以得到較高的修正係數（亦即，修正的比例），然後將大部分的修正項都應用到較高的修正係數的區段上，便可將整體的預測軋延時間修正為較符合實際的軋延情況。

在一實施例中，第k個區段S _ik的權重值W _ik的範圍符合：0.001 ≤ W _ik≤ 1000。另外，第k個區段S _ik的修正係數α _ik的範圍符合：0 ＜ α _ik≤ 1。

接著，在步驟S350中，根據鋼帶抵達修正軋延時間點F _(i-1)和F _i的修正項以及時間區間D _i的多個修正係數對鋼帶抵達第y個預測軋延時間點P _y的預測軋延時間T _y(pre)進行修正，其中第y個預測軋延時間點P _y在時間區間D _i內，1≤ y ≤ q。

在一實施例中，第y個預測軋延時間點P _y的修正之預測軋延時間T _y(cor)以式(2)求得， …(2) 其中為在時間區間D _i的預測軋延開始時間，為在時間區間D _i的預測軋延結束時間，為鋼帶抵達修正軋延時間點F _(i-1)的修正項，為鋼帶抵達修正軋延時間點F _i的修正項。

在一實施例中，第y個預測軋延時間點P _y的修正之預測軋延時間T _y(cor)的範圍符合：0 ≤ T _y(cor)≤ 600秒。

例如，在第4圖中，若要對鋼帶抵達第8個預測軋延時間點P ₈的預測軋延時間T _8(pre)進行修正以得到第8個預測軋延時間點P8的修正之預測軋延時間T _8(cor)（其中第8個預測軋延時間點P ₈位於時間區間D ₂的第4個區段S ₂₄中，為了方便閱讀，其它預測軋延時間點並未繪示於圖中），則需要第8個預測軋延時間點P ₈所在之時間區間（在本例中為D ₂）的預測軋延開始時間T _2a(pre)和預測軋延結束時間T _2b(pre)，這兩者亦分別是鋼帶抵達修正軋延時間點F ₂和修正軋延時間點F ₃的預測軋延時間。此外，還需要鋼帶抵達修正軋延時間點F ₁的修正項以及鋼帶抵達修正軋延時間點F ₂的修正項。因此，T _8(cor)可由下式求得，

在一實施例中，鋼帶抵達第y個預測軋延時間點P _y的預測軋延時間是根據鋼帶從軋延起始點（例如，本實施例中加熱爐的出口）出發的初始移動速度、軋延起始點至第y個預測軋延時間點P _y的距離、以及鋼帶進行軋延的環境溫度所決定。例如，若在常溫的情況下，則鋼帶抵達第8個預測軋延時間點P ₈的預測軋延時間可以例如是將軋延起始點至第8個預測軋延時間點P ₈的距離直接除以鋼帶從軋延起始點出發的初始移動速度來得到。

具體來說，鋼帶抵達第8個預測軋延時間點P ₈的修正之預測軋延時間T _8(cor)包括了原本的預設時間，在抵達時間區間D ₂前的修正項Z ₁，以及在此時間區間D ₂的修正項(Z ₂-Z ₁)的部份修正項，此部分修正項根據第8個預測軋延時間點P ₈所在之時間區間D ₂的區段S ₂₄的修正係數α ₂₄之比例與前面區段S ₂₁～S ₂₃的修正係數α ₂₁～α ₂₃來調整。如此一來，若此區段S ₂₄之預測的軋延時間與實際的軋延時間比較容易有較大的誤差，則可以加大此區段S ₂₄的權重值W ₂₄以得到較大的修正係數α ₂₄，從而得到較多的修正項，以符合實際的軋延情況。

在一實施例中，修正項Z _(i-1)和Z _i分別以式(3)和(4)求得， …(3) …(4) 其中為具有第一類型之另一鋼帶先前進行軋延時抵達修正軋延時間點F _(i-1)的實際軋延時間，為具有第一類型之另一鋼帶先前進行軋延時抵達修正軋延時間點F _(i-1)的預測軋延時間，為具有第一類型之另一鋼帶先前進行軋延時抵達修正軋延時間點F _i的實際軋延時間，為具有第一類型之另一鋼帶先前進行軋延時抵達修正軋延時間點F _i的預測軋延時間。

因此，在本實施例中，Z ₁= T’ _p1(act)– _p1(pre)，Z ₂= _p2(act)– _p2(pre)。 T’ _p1(act)和T’ _p2(act)分別為具有同類型（例如第一類型）之鋼帶先前進行軋延時抵達修正軋延時間點F ₁和F ₂的實際軋延時間，T’ _p1(pre)和T’ _p2(pre)分別為具有同類型（例如第一類型）之鋼帶先前進行軋延時抵達修正軋延時間點F ₁和F ₂的預測軋延時間。

類似地，可根據鋼帶從軋延起始點出發的初始移動速度、軋延起始點至修正軋延時間點F _(i+1)的距離、以及鋼帶進行軋延的環境溫度所決定。是根據鋼帶從軋延起始點出發的初始移動速度、軋延起始點至修正軋延時間點F _i的距離、以及鋼帶進行軋延的環境溫度所決定。因此，在本例中，若在常溫的情況下，則鋼帶抵達修正軋延時間點F ₁的預測軋延時間T _p1(pre)（或是T _2a(pre)）可以例如是將軋延起始點至修正軋延時間點F ₁的距離直接除以鋼帶從軋延起始點出發的初始移動速度來得到，且鋼帶抵達修正軋延時間點F ₂的預測軋延時間T _p2(pre)（或是T _2b(pre)）可以例如是將軋延起始點至修正軋延時間點F ₂的距離直接除以鋼帶從軋延起始點出發的初始移動速度來得到。

在一實施例中，Z _(i-1)和Z _i的範圍符合：-60秒 ≤ Z _(i-1)，Z _i≤ 60秒，其中負號代表著實際軋延修正時間比預測軋延時間還早，正號代表著實際軋延修正時間比預測軋延時間還晚。

透過上述的修正方法300，將每個時間區間分成數個區段，然後根據每個區段設定不同權重值以得到不同的修正係數。如此一來，便可在整個軋延過程中產生誤差最嚴重的地方設定較高的權重值以得到較高的修正係數，然後將大部分的修正項都應用到較高的修正係數的區段上，便可將整體的預測軋延時間修正為較符合實際的軋延情況。請一併參照第5A圖與第5B圖，第5A圖是利用習知之線性內差方法進行修正之修正的預測軋延時間與實際軋延時間的比較圖，第5B圖是利用本發明的鋼帶軋延時間之預測時間的修正方法300進行修正之修正的預測軋延時間與實際軋延時間的比較圖。曲線L1和L3代表著是鋼帶的實際軋延時間曲線，曲線L2代表著利用線性內差方法進行修正的鋼帶的修正之預測軋延時間曲線，曲線L4代表著利用修正方法300進行修正的鋼帶的修正之預測軋延時間曲線。從第5A圖與第5B圖中可清楚看出，利用本發明的鋼帶軋延時間之預測時間的修正方法300，在粗軋區所得到的修正之預測軋延時間的曲線L3相較於曲線L2，已幾乎完全符合鋼帶實際的軋延情況，換言之，利用本發明的鋼帶軋延時間之預測時間的修正方法300所得到的修正之預測軋延時間與實際軋延時間的誤差非常的小。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，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爲準。

300:鋼帶軋延時間之預測時間的修正方法 S310、S330、S350:步驟 L1、L2、L3、L4:曲線 PA1、PA2:修正位置 F ₀:軋延起始點 F ₁、F ₂、F ₃、F ₄:修正軋延時間點 P ₈:預測軋延時間點 D1、D2、D3:時間區間 S ₂₁、S ₂₂、S ₂₃、S ₂₄、S ₂₅:區段 T _2a(pre):預測軋延開始時間 T _2b(pre):預測軋延結束時間 P _8(pre):預測軋延時間

第1圖是習知之預測軋延時間與其修正時間的比較圖。第2圖是習知利用線性內差方法進行修正之預測軋延時間與其修正時間的比較圖。第3圖是根據本發明一實施例繪示的一種鋼帶軋延時間的預測時間的修正方法的流程圖。第4圖是根據本發明一實施例繪示之利用修正方法進行修正的鋼帶軋延時間之時序圖的示意圖。第5A圖是利用習知之線性內差方法進行修正之修正的預測軋延時間與實際軋延時間的比較圖。第5B圖是利用本發明的鋼帶軋延時間之預測時間的修正方法進行修正之修正的預測軋延時間與實際軋延時間的比較圖。

300:鋼帶軋延時間之預測時間的修正方法

S310、S330、S350:步驟

Claims

一種鋼帶軋延時間的預測時間修正方法，適用於修正具有一第一類型之一鋼帶從一軋延起始點到一軋延結束點所需的預測軋延時間，其中該第一類型係所述鋼帶之鋼種，其中從所述軋延起始點到所述軋延結束點的路徑中包括依序的m個修正軋延時間點F₁~F_m以及依序的q個預測軋延時間點P₁~P_q，其中所述鋼帶軋延時間的預測時間修正方法包括：將所述m個修正軋延時間點F₁~F_m分成n個時間區間D₁~D_n，其中時間區間D_i為修正軋延時間點F_i到修正軋延時間點F_(i+1)的時間，1
i
(m-1)，1
n
(m-1)；將所述時間區間D_i分成j個區段S_i1~S_ij，並對第k個區段S_ik設有一權重值W_ik以得到第k個區段S_ik的一修正係數α_ik，1
k
j，其中W_ik與α_ik的關係式如式(1)；以及
根據所述鋼帶抵達所述修正軋延時間點F_(i-1)和F_i的修正項以及時間區間D_i的多個修正係數對所述鋼帶抵達第y個預測軋延時間點P_y的預測軋延時間T_y(pre)進行修正，其中所述第y個預測軋延時間點P_y在所述時間區間D_i的第k個區段S_ik內，1
y
q。
如請求項1所述的鋼帶軋延時間的預測時間修正方法，其中所述第y個預測軋延時間點P_y的修正之預測軋延時間T_y(cor)以式(2)求得，
其中T_ia(pre)為在所述時間區間D_i的預測軋延開始時間，T_ib(pre)為在所述時間區間D_i的預測軋延結束時間，Z_(i-1)為所述鋼帶抵達所述修正軋延時間點F_(i-1)的修正項，Z_i為所述鋼帶抵達所述修正軋延時間點F_i的修正項。
如請求項2所述的鋼帶軋延時間的預測時間修正方法，其中Z_(i-1)和Z_i分別以式(3)和(4)求得，Z_(i-1)=T’_p(i-1)(act)-T’_p(i-1)(pre)...(3) Z_i=T’_pi(act)-T’_pi(pre)...(4)其中T’_p(i-1)(act)為具有所述第一類型之另一鋼帶先前進行軋延時抵達所述修正軋延時間點F_(i-1)的實際軋延時間，T’_p(i-1)(pre)為具有所述第一類型之所述另一鋼帶先前進行軋延時抵達所述修正軋延時間點F_(i-1)的預測軋延時間，T’_pi(act)為具有所述第一類型之所述另一鋼帶先前進行軋延時抵達所述修正軋延時間點F_i的實際軋延時間，T’_pi(pre)為具有所述第一類型之所述另一鋼帶先前進行軋延時抵達所述修正軋延時間點F_i的預測軋延時間。
如請求項3所述的鋼帶軋延時間的預測時間修正方法，其中Z_(i-1)和Z_i的範圍符合：-60秒
Z_(i-1)，Z_i
60秒。
如請求項1所述的鋼帶軋延時間的預測時間修正方法，其中所述第k個區段S_ik的所述權重值W_ik的範圍符合：0.001
W_ik
1000。
如請求項1所述的鋼帶軋延時間的預測時間修正方法，其中所述第k個區段S_ik的所述修正係數α_ik的範圍符合：0<α_ik
1。
如請求項1所述的鋼帶軋延時間的預測時間修正方法，其中所述第y個預測軋延時間點P_y的修正之預測軋延時間T_y(cor)的範圍符合：0
T_y(cor)
600秒。
如請求項1所述的鋼帶軋延時間的預測時間修正方法，其中T_y(pre)是根據所述鋼帶從所述軋延起始點出發的一初始移動速度、所述軋延起始點至所述第y個預測軋延時間點P_y的一距離、以及所述鋼帶進行軋延的環境溫度所決定。
如請求項1所述的鋼帶軋延時間的預測時間修正方法，其中T_ib(pre)是根據所述鋼帶從所述軋延起始點出發的一初始移動速度、所述軋延起始點至所述修正軋延時間點F_(i+1)的一距離、以及所述鋼帶進行軋延的環境溫度所決定，且T_ia(pre)是根據所述鋼帶從所述軋延起始點出發的所述初始移動速度、所述軋延起始點至所述修正軋延時間點F_i的一距離、以及所述鋼帶進行軋延的環境溫度所決定。
如請求項1所述的鋼帶軋延時間的預測時間修正方法，其中m=4。