在現今各界紛紛尋找新的、有效的替代能源之際，傳統鋼鐵工業無不希望能提高能源使用效率、
改善能源技術並建立良好的能源管理制度，以降低總能源消耗量，讓有限的能源作最正確的利用。在
重視環保與能源運用的今天，研究加熱爐省能方法及操作條件的改善，是鋼鐵業者節省成本，提高品
質的最佳選擇。

　　鋁胚或鋁擠錠在半連續鑄造過程中，難以避免的會因為製程的關係而造成內部成分不均勻，為解
決此項困擾，鋁胚或鋁擠錠在加工前，通常都會作均質處理。為確保鋁胚或鋁擠錠在均質化或熱處理
過程中品質及穩定性的要求，需要有效監控鋁胚或鋁擠錠溫度分佈的工具，另一方面，精確的控制能
量消耗可改善整個加熱爐效率，並進一步估算成本。

　　本文以鋁質被熱材為研究主體，以數值方法模擬加熱爐的加熱特性，從而建立一套整合性軟體，
以瞭解加熱爐在批次式作業時的加熱特性，並分析加熱過程中鋁質被熱材的溫度分佈及所消耗的能源
。再針對可能影響加熱爐能源消耗的參數，利用田口品質工程方法之參數設計找出在加熱爐省能分析
中參數的最佳水準組合，希望能讓使用者更簡便且更有效率的找出在不同情況下，最適合的設計。

本研究有以下分析結果：
（1）本研究採用之理論模式，在昇溫過程初始1∼2小時即可提供合理準確的預測結果。
（2）加熱爐處理能力為本研究所選用八個控制因子中，影響燃料消耗最重要的因素。
（3）經過田口品質工程實驗法的參數設計過程後，約可以降低燃料消耗百分之三左右。
（4）鋁質被熱材在經過處理過程後，均溫性皆在0.01℃以下。
（5）在改變昇溫速率來模擬鋁質被熱材的受熱情況後，發現當昇溫速率越快，鋁質被熱材內溫度
　　 差異越顯著，而緩慢的昇溫速率則能增加被熱材的均溫性。

Nowadays, many industries are searching new and effective
substitutes for traditional energy resources. Heavy industries are not
excluded. In order to use the most of the limited resources, they look
for new techniques and new energy management systems which are
efficient in energy consumption. Studying in saving energy for
reheating furnace and in approving operation conditions may help
heavy industries to reduce costs and to enhance quality of products.

　　Inevitably, the inner compositions of alloy ingots are not
uniform during continuous casting. To solve this problem, we
usually do heat treatment on alloy ingots before casting. Besides, to
ensure the quality and stability of alloy ingots in heat treatment, we
need an effective tool to monitor the temperature distribution on ally
ingots. Moreover, the precise control over energy consumption can
improve the efficiency of reheating furnace and can reduce costs.

　　This study focuses on alloy ingots. We simulate heat transfer by
numerical methods and construct the integrated software to simulate
the characteristics of reheating furnace in batch type operation.
Analyses in the temperature distribution and energy consumption of
alloy ingots in reheating process are also included. Besides, we
choose some parameters, which might affect the energy consumption
and try to find the best level parameter composition in reheating
furnace analysis by Taguchi method. Some results are shown below:

（1）When temperature rising process starts, our model provides
　 　reasonable and exact prediction in one or two hours.
（2）Reheating furnace treatment ability is the most important
　 　control factor (out of eight) in this study.
（3）We can reduce around 3% of the consumption with the
　 　parameters obtained by Taguchi method.
（4）The soaking degrees are all below 0.01℃ after heat treatment
　 　on alloy ingots.
（5）We change the temperature rising rate to simulate the situation
　 　of heated alloy ingots. We find that the higher temperature
　 　rising rate is, the more significant temperature difference
　 　inside alloy ingots is. On the other hand, the lower rate would
　 　increase the soaking degree.

目錄
摘要
目錄
圖目錄
表目錄
符號說明

第一章 緒論
1.1前言
1.2研究目的
1.3文獻回顧
1.4研究方向與架構
第二章 熱傳模式分析
2.1熱對流模式
2.2熱傳導模式
2.3爐體與耐火材
2.4燃料之計算
2.5數值方法
第三章 田口品質工程實驗法
3.1田口品質實驗之設計理論
3.1.1品質設計之概念
3.1.2品質損失函數
3.1.3信號雜訊比（S/N）
3.2參數設計過程
3.2.1控制因子的選擇
3.2.2控制因子最佳化實驗
3.2.3參數最佳化實驗之預測與驗證
第四章 實證分析
4.1中鋼鋁業股份有限公司均質化爐規格說明
4.1.1一般說明
4.1.2爐體規格
4.2 模擬條件之設定
4.3 數據資料之比對
第五章 田口品質工程實驗法之應用
5.1選擇控制因子
5.2雜音因子之選擇及測試
5.3主要實驗之建構
5.4最佳水準組合之分析
第六章 結論與建議
6.1結論
6.2建議
參考文獻
附錄A 中鋼鋁業均質爐量測資料
附錄B 常用鋁胚之性質

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