博碩士論文 etd-0028119-231934 詳細資訊


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姓名 鄭恒一(Heng-Yi Cheng) 電子郵件信箱 E-mail 資料不公開
畢業系所 資訊管理學系研究所(Information Management)
畢業學位 碩士(Master) 畢業時期 107學年第1學期
論文名稱(中) 熱軋廠扁鋼胚加熱爐自動控溫系統的控溫策略精進
論文名稱(英) Improvement of Automatic Temperature Control Strategy for Slab Reheating Furnace in Hot Strip Mill
檔案
  • etd-0028119-231934.pdf
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    論文語文/頁數 中文/74
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    摘要(中) 加熱爐自動控溫系統的優點,在能協助操作員面對複雜的生產排程時,能自動規劃出最適當的爐溫設定值,以滿足生產的要求,並能達到節能及減少溫室氣體的排放。目前各加熱爐的設計廠商已設計了許多自動控溫系統,但在應用上仍有待改善之處,針對這些問題與改善策略如下所示:
    (1)產線暫停策略不佳:
    將暫停時間納入鋼胚剩餘在爐時間,使得調降溫度亦可達到出爐溫度,藉由此法即能使爐溫設定值可自動降溫與升溫。
    (2)目標粗軋完軋溫度命中率偏低:
    將粗軋完軋溫度依鋼種分類,依移動平均的方式,估算後續各鋼種之爐溫補償值,如此即可使得目標粗軋完軋溫度命中率提升。
    本研究將開發的改善策略實際應用於現場加熱爐後,證實能改善問題,並有節能的效果。
    另外鋼胚溫度計算是上述策略的基礎,但閱讀相關文獻時,均無文獻有詳述該公式的由來與驗證方式,故本研究將其詳述與推導,以讓從事加熱爐操作與研究的人可以參考。
    摘要(英) The furnace auto temperature control system is often utilized in steel mills to calculate the optimum heating curve and determine the corresponding optimum zone temperature set value to meet the complex slab reheating production schedule. Meantime, it can also lead to save fuel and reduce greenhouse gases.
    Many companies have already developed several furnace auto temperature control systems. However, three further improvements are still needed in this study, the new strategies have been developed corresponding to those three situations
    (1)Unexpected pause operation:
    Combining the pausing time with the remaining time in furnace, to determine the temperature down-period and calculate the sequent heating up temperature curve.
    (2)The meeting rate of rough mill target temperature is too low:
    By classify the RDTs by steel grade code for calculate the compensation value for furnace zone temperature.
    These new strategies have been applied to the real reheating furnace operation. The results are not only able to improve these problems but also reduce the fuel consumption.
    In addition, the slab temperature calculation are fundamental basis for the furnace temperature control, but its detail derivation were never found in the open literature. Therefore in this study, the derivation is clearly shown and it could be used to assist furnace operator and reacher to learn easily
    關鍵字(中)
  • 熱軋
  • 熱傳學
  • 熱力學
  • 加熱爐
  • 關鍵字(英)
  • Thermodynamics
  • Heating Transfer
  • Hot Mill
  • Furnace
  • 論文目次 誌謝 ii
    摘要 iii
    Abstract iv
    目錄 v
    圖目錄 vii
    表目錄 ix
    第一章、緒論 1
    1.1、研究背景 1
    1.2、研究目的與動機 4
    第二章、文獻探討 6
    2.1、鋼鐵製程簡介 6
    2.2、加熱爐的構造與溫度控制 7
    2.3、加熱爐電腦控制系統的歷史 8
    2.2、熱傳學簡介 9
    2.2.1、輻射 9
    2.2.2、對流 11
    2.2.3、傳導 12
    2.3、鋼胚的溫度計算公式基礎 12
    2.4、加熱爐的自動控溫策略 14
    2.5、產線暫停的溫控策略 24
    2.6、目標粗軋完軋溫度命中率的處理 25
    第三章、研究方法 27
    3.1、鋼胚溫度計算方程式的推導、計算實例與驗證 27
    3.1.1、鋼胚各量測點的位置設計 27
    3.1.2、鋼胚各量測點的視覺因子計算 29
    3.1.3、鋼胚各量測點的計算方程式 30
    3.1.4、鋼胚各量測點的溫度計算示範 35
    3.1.5、鋼胚溫度計算程式的驗證-黑盒子測試 40
    3.1.6、參數調整 41
    3.1.7、鋼胚溫度計算方程式的設計流程 42
    3.2、加熱爐溫控策略的精進 44
    3.2.1、產線暫停策略的改善 44
    3.2.2、粗軋完軋溫度的命中率精進 49
    3.2.3、自動爐內溫度控制策略流程的改善 51
    第四章、研究成果 53
    4.1、黑盒子測試的結果 53
    4.2、新自動爐內溫度控制策略結果 58
    第五章、結論 62
    參考文獻 63
    參考文獻 (1)洪子英,”加熱爐燃燒控制系統控制”,民國106年11月,中冠技術發表文件。
    (2)中鋼製程介紹:http://www.csc.com.tw/csc/pd/prs.htm
    (3)任棟昇,”扁鋼胚再加熱爐爐溫控制電腦化探討”,民國84年9月,技術與訓練,P77-84。
    (4)PLC介紹: https://zh.wikipedia.org/wiki/可编程逻辑控制器
    (5)DCS介紹:http://www.twword.com/wiki/DCS
    (6)王曉剛,”熱傳學講義”,2009年2月,義守大學機械與自動化工程系。
    (7)園山重直,”傳熱學”,2011年9月,機械工程類專業系列教材。
    (8)許志民,”改善加熱爐自動化溫控模式”,民國106年案04月,中鋼技術論文
    (9)許志民,”熱軋爐溫最適化自動控制”,民國106年10月,中鋼技術論文。
    (10)NIPPON STEEL & SUMIKIN Plant,”The optimization control model”,2012,竣工資料。
    (11)江全義,”條鋼二場加熱爐程控電腦系統國產化”, 民國103年9月,技術與訓練,P21-33。
    (12)何燦穎,”加熱爐爐溫電腦化控制”,民國85年10月,能源季刊,P47-58。
    (13)吳立文,”加熱爐自動化控溫模式建立”,民國106年6月,鑛冶,P72-77。
    (14)陳建文,“加熱爐之動態模擬與效能最佳化分析”, 民國89年,國立中山大學機械工程研究所,碩士論文。
    (15)黃大松,”熱軋加熱爐爐操改善現況與展望”,民國94年3月,技術與訓練,P53-59。
    (16)蔡尚耀譯,”鋼鐵廠之加熱爐之Simulation解析”,民國75年10月,技術與訓練,P78-82。
    (17)蔡治榮,”加熱爐鋼胚之熱傳模擬”, 民國89年,國立中山大學機械工程研究所,碩士論文。
    (18)歐東財 “第二熱軋鋼帶工場最佳扁鋼胚加熱控制模組介紹”, 民國86年4月,技術與訓練,P24-37。
    (19)楊業建,”基于目標鋼溫的加熱爐在線動態優化控制”,2012年1月,冶金自動化,第36卷,第1期。
    (20)衛恩澤,”板坯加熱爐控制技術現狀和發展”, 2010年第3期,鋼鐵技術。
    (21)王夏書,” 雙蓄熱式板胚加熱爐控制系統”,2016年1月,冶金自動化,第40卷,第1期。
    口試委員
  • 郭文中 - 召集委員
  • 林耕霈 - 委員
  • 賴谷鑫 - 委員
  • 陳嘉玫 - 指導教授
  • 口試日期 2019-01-07 繳交日期 2019-01-28

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