TWI641432B - 用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法 - Google Patents

Abstract

一種用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法，包含發生在開始計畫停機之前的三個備置步驟，其中步驟一是預熱區降溫、步驟二是第一加熱區降溫及步驟三是均熱區降溫。藉由降低預熱區、第一加熱區及均熱區的設定溫度，燃料需求減少，以達到節省能源的目的。

Description

用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法

本發明係關於一種加熱爐的溫度控制方法，特別是關於應用在熱軋鋼廠加熱爐計畫性停機的一種用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法。

熱軋鋼廠在生產軋延前，先將扁鋼胚逐塊送進加熱爐加熱升溫，進加熱爐預熱區再經加熱爐內的動樑一步一步往加熱區、均熱區移動，鋼胚出爐目標溫度(以下簡稱出爐溫度)依鋼材、產品厚度不同而有差異。加熱爐在溫度操控上是盡量讓每一塊即將出爐的鋼胚到達所需要出爐溫度。加熱爐程控電腦即是依據生產排程需求，監控鋼胚位置、移動速率，出爐目標溫度，進行溫度調整。但在加熱過程中，熱軋工廠生產有不定期的暫停生產狀態發生，分成兩類，其中的第一類非計畫性停機：有週期性更換短期如精軋工輥每天數次，每次約8分鐘至10分鐘，有因為生產異常軋壞處理，有電控異常或機械設備故障無法預知處理時間之暫停。另外，第二類計畫性停機：有預知暫停計畫性之工作如粗軋工輥更換及背輥更換超過30分鐘，或者臨時設備故障有計畫維修較長停機計畫。此時加熱爐內是滿載著鋼胚，升溫加熱不可以停止，必須繼續維持，只要暫停狀態一解除，鋼胚即可以馬上出爐生產。

習知之程控系統對加熱爐計畫性停機，主要讓工廠暫時在停止生產期間可以減少不必要能源(燃料)的消耗，並在計畫性停機時間結束時，工廠可馬上恢復正常生產狀態。預先計畫性停機降溫策略是在開始計畫性停機前即著手減少不必要能源(燃料)的消耗，首先讓預熱區提前降溫，接著再讓第一加熱區與均熱區提前降溫，在指定鋼胚到了出爐位置後才是加熱爐計畫性停機真正開始時。

然而，習知之加熱爐計畫性停機計畫可能變化，於預先輸入開始停機指定的鋼胚進入預先計畫性停機降溫策略控制範圍後，加熱爐控制區的設定溫度會因此下降以減少不必要能源(燃料)的消耗。若計畫性停機計畫改變必須延後，變更計畫資訊太慢發生，鋼胚可能因為太早降溫造成加熱溫度不足，因而造成工廠無法順利生產。

因此，有必要提供改良的一種用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法，以解決上述習知技術所存在的問題。

本發明之目的在於提供一種用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法，預先將預熱區、第一加熱區及均熱區的鋼胚加熱升溫需求降低與暫停，讓預熱區、第一加熱區及均熱區的設定溫度降低，燃料需求自動減少，以達到節省能源的目的。

為達上述之目的，本發明提供一種用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法，包含一降溫前步驟、一預熱區降溫步驟、一第一加熱區降溫步驟及一均熱區降溫步驟；其中該降溫前步驟係將至少一加熱爐區分為一預熱區、一第一加熱區及一均熱區，其中多塊鋼胚逐塊先進入該預 熱區預熱，再輸送至該第一加熱區加熱升溫，接著該等鋼胚輸送至該均熱區進行溫度調整而達到所需的一出爐溫度。

其中預熱區降溫步驟、第一加熱區降溫步驟及均熱區降溫步驟為三個備置步驟，三個備置步驟係根據被被選定開始計劃性停機的鋼胚後開始逐步進行，被被選定鋼胚離開預熱區立即開始調降預熱區的設定溫度，方法是讓鋼胚在預熱區鋼胚移動速率降為0%，被被選定鋼胚離開加熱區立即開始調降加熱區的設定溫度，加熱區鋼胚移動速率降為0%，被被選定鋼胚移動到均熱區出口第N塊，均熱區立即開始調降均熱區的設定溫度，均熱區鋼胚移動速率降為0%

另外，該預熱區降溫步驟係偵測該等鋼胚在該預熱區的位置，當一被選定鋼胚離開該預熱區，該預熱區立即降溫至一預熱區設定溫度，使該預熱區中的該等鋼胚的一預熱區升溫移動速率降為0%；該第一加熱區降溫步驟係偵測該等鋼胚在該第一加熱區的位置，當一被選定鋼胚離開該第一加熱區，該第一加熱區立即降溫至一第一加熱區設定溫度，使該第一加熱區中的該等鋼胚的一第一加熱區升溫移動速率降為0%；該均熱區降溫步驟係偵測該等鋼胚在該均熱區的位置，當自一被選定鋼胚第N塊鋼胚離開該均熱區時，該均熱區立即降溫至一均熱區設定溫度，使該均熱區中的該等鋼胚的一均熱區升溫移動速率降為0%，其中N為整數。

在本發明之一實施例中，該預熱區的預熱區設定溫度為940℃。

在本發明之一實施例中，該第一加熱區的第一加熱區設定溫度為1200℃。

在本發明之一實施例中，該均熱區的均熱區設定溫度為1200℃。

在本發明之一實施例中，在該降溫前步驟中，該加熱爐另區分一第二加熱區，該第二加熱區位於該第一加熱區及該均熱區之間，該溫度控制方法另包含一第二加熱區降溫步驟，該第二加熱區降溫步驟在該第一加熱區降溫步驟之後，係偵測該等鋼胚在該第二加熱區的位置，當一被選定鋼胚離開該第二加熱區，該第二加熱區立即降溫至一第二加熱區設定溫度，使該第二加熱區中的該等鋼胚的第二加熱區升溫移動速率降為0%。

在本發明之一實施例中，該第二加熱區的第二加熱區設定溫度為1200℃。

在本發明之一實施例中，在該均熱區降溫步驟中，當自該被選定鋼胚第3塊鋼胚離開該均熱區時，該均熱區立即降溫至該均熱區設定溫度。

在本發明之一實施例中，該降溫前步驟之後另具有一設定步驟，在多個加熱爐中選擇一個加熱爐進行降溫，並且依據多塊鋼胚的編號選擇該被選定鋼胚。

在本發明之一實施例中，該加熱爐的計畫性停機的時間為0.5小時至4小時。

如上所述，透過用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法，將已知將開始計畫性暫停生產的鋼胚，可能預定在30分鐘、1小時、2小時或3小時之後才會發生的程序，預先將該預熱區、第一加熱區及均熱區 的鋼胚加熱升溫需求降低與暫停，讓該預熱區、第一加熱區及均熱區的設定溫度降低，燃料需求自動減少，以達到節省能源的目的。

101‧‧‧預熱區

102‧‧‧第一加熱區

102’‧‧‧第二加熱區

103‧‧‧均熱區

S201‧‧‧降溫前步驟

S202‧‧‧設定步驟

S203‧‧‧預熱區降溫步驟

S204‧‧‧第一加熱區降溫步驟

S204’‧‧‧第一加熱區降溫步驟

S205‧‧‧均熱區降溫步驟

第1圖是依據本發明用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法的一較佳實施例的一流程圖；第2圖是依據本發明用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法的一較佳實施例的加熱爐區域的一示意圖；第3及4圖是依據用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法的操作系統的示意圖；第5圖是依據本發明用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法的另一較佳實施例的一流程圖；及第6圖是依據本發明用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法的另一較佳實施例的加熱爐區域的一示意圖。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，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。

請第1圖所示，本發明用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法的一較佳實施例，該溫度控制方法包含一降溫前步驟S201、一設定步驟S202、一預熱區降溫步驟S203、一第一加熱區降溫步驟S204及一均熱區降溫步驟S205。本發明將於下文詳細說明各元件的操作步驟及運作原理。

請第1及2圖所示，在該降溫前步驟S201中，該降溫前步驟S201係將至少一加熱爐區分為一預熱區101、一第一加熱區102及一均熱區103，其中多塊鋼胚(未繪示)會逐塊進入該預熱區101，接著在該預熱區101預熱，再輸送至該第一加熱區102加熱升溫，接著該等鋼胚輸送至該均熱區103進行溫度調整而達到所需的一出爐溫度，例如1159度至1250度之間。

續第1及2圖並配合第3圖所示，在該設定步驟S202中，利用如第3圖所示的計畫性停機操作系統進行操作，在多個加熱爐(停機編號)中選擇一個(或二個以上)加熱爐進行降溫，並且依據所選擇的加熱爐(開始爐號)中所顯示的多塊鋼胚的編號(開始ID)來選擇該被選定鋼胚，例如：開始ID 168851500。在本實施例中，計畫性停機操作系統進行操作，使該加熱爐的計畫性停機的時間為0.5小時至4小時。

續第1及2圖所示，在該預熱區降溫步驟S203中，係偵測該等鋼胚在該預熱區101的位置，當被選定鋼胚離開該預熱區101，該預熱區立即降溫至速度為0%的預熱區設定溫度範圍，例如940℃至1098℃之間(如第4圖所示)。在本實施例中，該預熱區的預熱區設定溫度的最低值為940℃。

續第1及2圖所示，在該第一加熱區降溫步驟S204中，係偵測該等鋼胚在該第一加熱區102的位置，當被選定鋼胚離開該第一加熱區102，該第一加熱區102立即降溫至速度為0%的第一加熱區設定溫度範圍， 例如1200℃至1293℃之間；在本實施例中，該第一加熱區的第一加熱區設定溫度的最低值為1200℃。

續第1及2圖所示，在該均熱區降溫步驟S205中，係偵測該等鋼胚在該均熱區103的位置，當被選定鋼胚位在出爐鋼胚第N塊位置時，該均熱區103立即降溫速率為0%的均熱區設定溫度範圍，例如1200℃至1288℃之間，在本實施例中，該均熱區的均熱區設定溫度為1200℃。

藉由上述的設計，開啟計畫性停機操作系統來進行操作，接著如第3圖所示，選擇開始爐號、選擇開始ID(自所選加熱爐內所有鋼胚)、選擇停機時間(停機時間最少30分鐘)、選擇停機原因，再選擇停爐爐號，單一選項ALL(所有加熱爐)或個別爐子，選擇ALL時其他加熱爐的ID會依據開始ID出爐順序自動選擇，例如，開始2號爐及ID 1688515，則依序3號爐ID 1688516、4號爐ID 1688517、1號爐ID 1688518，並開始檢查這些ID的移動位置。接著執行該預熱區101、第一加熱區102及均熱區103的降溫步驟，其中各個加熱爐自行偵測，檢查被選擇鋼胚依序是否已離開該預熱區101、第一加熱區102及均熱區103，進而產生不同的預先降溫操作執行，讓指定之預熱區101、第一加熱區102及均熱區103內升溫鋼胚之升溫曲線鋼胚移動速率指定降為0%，該預熱區101、第一加熱區102及均熱區103的最大SP/最小SP(Set Point設定溫度)立即調降，同時讓該預熱區101、第一加熱區102及均熱區103內所有鋼胚在所在的位置期望溫度變低，調變的溫度由增加變成減少。

如上所述，透過用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法，由計畫性停機操作系統指定個別加熱爐或是所有加熱爐方式，預先輸 入啟動計畫性停機的鋼胚，程控系統自動監控預先降溫，不必等到啟動計畫性停機的鋼胚到達加熱爐出爐位置才降溫，也就是利用將已知將開始計畫性暫停生產的鋼胚，可能預定在30分鐘、1小時、2小時或3小時之後才會發生的程序，預先將該預熱區101、第一加熱區102及均熱區103的鋼胚加熱升溫需求降低與暫停，讓該預熱區101、第一加熱區102及均熱區103的設定溫度降低，燃料需求自動減少，以達到節省能源的目的。

請第5及6圖所示，本發明用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法的另一較佳實施例，不同之處在於：在該降溫前步驟S201中，該加熱爐另區分一第二加熱區102’，該第二加熱區102’位於該第一加熱區102及該均熱區103之間；另外，該溫度控制方法另包含一第二加熱區降溫步驟S204’，該第二加熱區降溫步驟S204’在該第一加熱區降溫步驟S204之後，係偵測該等鋼胚在該第二加熱區102’的位置，當被選定鋼胚離開該第二加熱區102’，該第二加熱區102’即降溫至一第二加熱區設定溫度，例如1200℃至1293℃之間，使該第二加熱區102’中的該等鋼胚的一第二加熱區升溫移動速率降為0%之範圍最低值。

如上所述，透過用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法，將已知將開始計畫性暫停生產的鋼胚，可能預定在30分鐘、1小時、2小時或3小時之後才會發生的程序，預先將該預熱區101、第一加熱區102、第二加熱區102’及均熱區103的鋼胚加熱升溫需求降低與暫停，讓該預熱區101、第一加熱區102、第二加熱區102’及均熱區103的設定溫度降低，燃料需求自動減少，以達到節省能源的目的。

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為準。

Claims (9)

1. 一種用於計畫性停機之加熱爐的溫度控制方法，用於配合計畫性停機來實施，而且在計畫性停機開始執行之前進行，該溫度控制方法包含：一降溫前步驟，將至少一加熱爐區分為一預熱區、一第一加熱區及一均熱區，其中多塊鋼胚逐塊由該加熱爐的預熱區的一入口移入，接著在該預熱區預熱，再輸送至該第一加熱區加熱升溫，接著該等鋼胚輸送至該均熱區進行溫度調整而達到所需的一出爐溫度；一預熱區降溫步驟，偵測該等鋼胚在該預熱區的位置，當一被選定鋼胚離開該預熱區，該預熱區立即降溫至一預熱區設定溫度，使該預熱區中的該等鋼胚的一預熱區升溫移動速率降為0%；一第一加熱區降溫步驟，偵測該等鋼胚在該第一加熱區的位置，當一被選定鋼胚離開該第一加熱區，該第一加熱區立即降溫至一第一加熱區設定溫度，使該第一加熱區中的該等鋼胚的一第一加熱區升溫移動速率降為0%；一均熱區降溫步驟，偵測該等鋼胚在該均熱區的位置，當自一被選定鋼胚第N塊鋼胚離開該均熱區時，該均熱區立即降溫至一均熱區設定溫度，使該均熱區中的該等鋼胚的一均熱區升溫移動速率降為0%，其中N為整數。
2. 如申請專利範圍第1項所述之溫度控制方法，其中該預熱區的預熱區設定溫度為940℃。
3. 如申請專利範圍第1項所述之溫度控制方法，其中該第一加熱區的第一加熱區設定溫度為1200℃。
4. 如申請專利範圍第1項所述之溫度控制方法，其中該均熱區的均熱區設定溫度為1200℃。
5. 如申請專利範圍第1項所述之溫度控制方法，其中在該降溫前步驟中，該加熱爐另區分一第二加熱區，該第二加熱區位於該第一加熱區及該均熱區之間，該溫度控制方法另包含一第二加熱區降溫步驟，該第二加熱區降溫步驟在該第一加熱區降溫步驟之後，係偵測該等鋼胚在該第二加熱區的位置，當一被選定鋼胚離開該第二加熱區，該第二加熱區立即降溫至一第二加熱區設定溫度，使該第二加熱區中的該等鋼胚的一第二加熱區升溫移動速率降為0%。
6. 如申請專利範圍第5項所述之溫度控制方法，其中該第二加熱區的第二加熱區設定溫度為1200℃。
7. 如申請專利範圍第1項所述之溫度控制方法，其中在該均熱區降溫步驟中，當自該被選定鋼胚的第3塊鋼胚離開該均熱區時，該均熱區立即降溫至該均熱區設定溫度。
8. 如申請專利範圍第1項所述之溫度控制方法，其中該降溫前步驟之後另具有一設定步驟，在多個加熱爐中選擇一個加熱爐進行降溫，並且依據多塊鋼胚的編號選擇該被選定鋼胚。
9. 如申請專利範圍第1項所述之溫度控制方法，其中該加熱爐的計畫性停機的時間為0.5小時至4小時。