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研究生:林銘城
研究生(外文):Lin Ming-Cheng
論文名稱:煉鋼製程集塵袋潔淨法之改善研究
論文名稱(外文):Study of Improvements for Cleaning Dust Bag in Steel-Making Process
指導教授:葛 世 偉
指導教授(外文):Shih-Wei Kau
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:電機工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:101
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:96
中文關鍵詞:集塵器系統田口式品質監控系統人機介面
外文關鍵詞:Dust collector systemTaguchi MethodsMonitoring systemsMan-machine interface
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煤與礦砂為煉鋼製程中不可或缺的原物料,然而這些原物料自碼頭的卸船機卸料至堆置場或高爐,其輸送運轉過程中會產生大量的粉塵污染
,需良好之除塵與集塵設備,以確保周遭環境不被汙染,因此如何防制原物料裝卸、傳送至製程生產線等粉塵污染是鋼鐵製程中重要的課題。由於鋼鐵生產製程多在數十年前設立,以當時之製程與環保條件定是足夠滿足當時之環保法規,然而社會變遷環保意識快速抬頭,舊有設計製程之除塵與集塵控制法則,不足以因應現行之環保條款,尤其舊有設計之除塵與集塵控制法則參數之調整,對不同產地之原物料特性形成粉塵逸散方式不同,因此集塵控制器參數需隨原物料特性之變化,做適當(Adaptive)之自我修正。業者為了防制污染收集現場作業逸散之粉塵,在輸送系統已投入了大量集塵設備,避免逸散廠外而受罰並影響企業形象
。但大部份集塵設備在設計製造過程中大多會以傳統法則的經驗來做調機設定,未與在不同的環境時做有效實驗改善,往往所調機設定的未能符合現場需求。
本研究旨在改善鋼鐵製程中除了在集塵系統中考慮到原有的缺點做改善外,尚期待效率之提升;為此裝設了精密的類比壓力感應器,標示清洗過程中發生的故障點的構想,隨時去偵測壓縮空氣、汙濁度,且藉由集塵清洗過程中發生的故障點,由監控系統之人機介面顯示其可能之相關設施,以縮短維修清理排出故障之時間。同時裝設了三只精密的類比差壓計分別比較各倉進出口的壓差值,自動記錄各倉清洗前後的18組個組之實驗壓差值。並應用了『田口式品質設計方法』實驗得到了一組最佳水準組合參數,將此參數做為控制器之輸入參數,自動修正清洗控制系統中,驗證對集塵袋潔淨差壓有明顯大幅的改善。
Coal and ores are indispensable raw material in steelmaking process. However, there raw materials are unshipped from unloading machines of the pier to the storage yards or blast furnaces. The conveying process will make large amounts of dust pollution so it needs good the equipments of dust-removing and dust-collecting to ensure the surrounding environment not polluted. Therefore how to prevent and control dust pollution producing from process of shipping, unloading, and conveying raw materials to the production line is important issue in steel manufacturing processes. Due to most steel manufacturing processes established in more than decades, the steel manufacturing processes and environment conditions were adequate to the environment regulations at that time. But, the social awareness of environmental protection rises quickly so the old designs of dust-removing of steel manufacturing processes and regulations of dust-collecting law can’t adapt to prevent terms of environmental protection, especially adjusting their parameters. The characteristics of raw materials from different origin cause dust to have different emissions so the parameters of dust-collecting controller vary with the characteristics of raw materials, and correct adaptively by themselves. In order to control the pollutions and collect emitting dusts in operation, industries already have put a lot of dust-collecting equipments to avoid to be punished and affect their corporate image. But most of dust-collecting equipments have been tuned with experience of traditional rules in the design and manufacturing process, and they don’t improve with effective experiments in different environments. Therefore, the tune often doesn’t correspond to requirements of work field.
The purpose of this study is to improve old shortcomings thought in dust-collecting and to expect to improve efficiency in steel manufacturing process. For it, we have installed a sophisticated analog pressure sensor that marks the point of failure in cleaning process and detects compressed air at any time, dirty degrees. And according to the points of failure in cleaning process, the man-machine interface of monitoring system displays its relating facilities to shorten the time of maintenance, clean, and trouble shooting. We also have installed three accurate analog differential pressure gauges that compare the value of the import and export of various chambers and automatically record various chambers which eighteen group of experimental pressure values before and after cleaning. And we use an experiment of application of “Taguchi quality design method” to get a combinatorial parameter of optimal level and regard it as the input parameter of the controller to verify that differential pressure of dust bag clean obviously substantially improvements in auto correcting, cleaning, and controlling system.
摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iv
目錄 v
圖目錄 viii
表目錄 x
符號說明 xi
第一章緒論 1
1-1研究動機 1
1-2研究背景 2
1-3文獻回顧 3
1-4論文章節與安排 5
第二章集塵法則 7
2-1 特性功能 7
2-1-1設備功用 7
2-1-2設備規格 8
2-1-3各單元特性說明 9
2-2 濾袋功能 14
2-2-1過濾袋之操作原理 14
2-2-2過濾除塵 15
2-2-3濾布清洗法 16
2-2-4過濾理論 18
第三章遠端監控 20
3-1系統架構組成 21
3-2網路協定 22
3-2-1 TCP與OSI區域網路通訊 22
3-2-2 TCP與UDP 24
3-3三菱系列通訊卡的Open / close處理程序 31
3-3-1 MELSECNET/H網路 35
3-3-2圖形操作終端機GOT 35
第四章田口法則應用在集塵袋潔淨改善 42
4-1 田口品質工程 42
4-2 田口式方法及目的 42
4-3 田口方法緣起 42
4-4 穩健設計 43
4-5 線外品質活動三個階段 44
4-6 兩階段最佳化程序 47
4-7 特性的參數設計問題 48
4-8 直交表的探討 50
4-9 自由度(Degree of freedom) 55
4-10基本統計概要(品質設計管理) [26]: 56
4-11損失函數(Loss Functions): 56
4-12計量型信號雜音比公式 63
4-13品質改善提升效益評估 64
4-14變異數分析(ANOVA) 66
第五章實驗設計 68
5-1 系統操畫面 68
5-2 系統實際操作 68
5-2-1實驗設計特性要因分析 69
5-2-2靜態參數設計水準表 72
5-2-3清洗作業流程-潔淨處理系統圖 72
5-2-4直交表&實驗數據表 73
5-2-5靜態實驗望小S/N比 73
5-3 靜態實驗品質改善提升效益評估 76
5-3-1最佳回應值估算(一半準則) 76
5-3-2原設計因素回應值估算(一半準則) 76
5-3-3 S/N比之增益X(Gain)(一半準則) 77
5-4靜態實驗最佳組合之推論與驗證 78
5-5靜態實驗之變異數分析(Analysis of Variance,ANOVA) 78
5-5-1平均變動(CF) 78
5-5-2全變動(ST) 78
5-5-3控制因素(個別)變動(Sm) 78
5-5-4控制因素自由度(DOF) 79
5-5-5誤差變動(Se) 80
5-5-6變異(Vi) 80
5-5-7找出顯著原因 80
5-5-8控制因素之純變動(Si)及貢獻率(ρi)% 80
5-5-9變異數分析表 82
5-5-10靜態實驗S/N 回應圖與變異數直條圖比較 83
5-6交互作用分析 84
5-7案例討論--鐵礦集塵袋潔淨法之改善研究過程及成果 87
5-7-1實際案例 87
5-7-2標示清洗過程中發生的故障點的構想 92
5-7-3實驗設計改善前後比較 93
第六章結論與未來研究方向 94
6-1結論 94
6-2未來研究方向 96
參考文獻 97
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