CN104117648A - 一种多流多定尺连铸坯在线定尺称重系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多流多定尺连铸坯在线定尺称重系统，采用在线定尺称重系统，准确测量每根铸坯的重量，把重量与设定重量偏差的部分转换成定尺长度修正值，通过不断修正定尺长度的值，实现定重切割，使得铸坯的重量控制在合理范围内；每流设一套定尺称重装置，各流之间相互独立，减少因流数而造成的出坯等待时间；根据不同定尺长度，每流上设计多个称重装置，称重装置的数量取决于生产要求的最长定尺；在多流多定尺在线定重系统上采用闭环控制系统。系统的自动化程度高，工作稳定，各流之间相互独立，减少因流数而造成的出坯等待时间，称重过程对生产影响小，输送辊道后的铸坯能顺利通过称重辊道，简单实用。

Description

一种多流多定尺连铸坯在线定尺称重系统

技术领域

本发明涉及一种多流多定尺连铸坯在线定尺称重系统，属冶金行业连铸设备技术领域。

背景技术

随着钢铁行业降本增效的日益深入, 轧机提高轧制成材率、定尺率以及负差率成了主要的指标, 而坯料的切割精度是提高轧制指标的先决条件。铸坯切分精度不高、超长造成轧制后余料太多；若过短则造成次品量增加; 对于切面质量不高的钢坯, 在轧制时必须切除不齐部分, 这样造成严重浪费和出现过短次品。目前国内绝大多数钢厂的连铸机都是以定尺来定重，即采用定尺系统生产下一道工序轧钢所要求重量的连铸坯，由于铸坯受结晶器断面、拉速的影响，往往重量较大偏差，当连铸坯重量偏低，造成整根铸坯降级处理，严重时报废；钢坯重量偏高，需要切除多余部分，降低铸坯成材率，增加钢铁企业成本。因此，仅靠长度定尺难以解决轧钢系统按设定重量定尺的要求。如实用新型专利《连铸坯定尺装置》（申请号：98229983.4）、《连铸机切割机的定尺系统》（申请号：200920247798.4）及《体积法连铸坯定重剪切装置》（CN03264337.3、发明专利《横截面积分式连铸坯激光视觉定重切割方法及定重装置》（申请号：201010585770.9）等，就是检测铸坯截面积，通过拉速的积分计算铸坯长度，进而间接得到铸坯重量装置，精度难以保证问题。

中国发明专利《连铸坯定重剪切装置》（申请号：200710051593.4）是将称重装置安装在称重小车上,称重小车覆盖了N个铸坯流,即N个铸坯流的连铸坯是用同一台秤，其不足之处是仅一个称重小车，无法满足多流同时称重，小车通过铸坯轨道垂直的轨道梁固定及横向移动，对不同定尺的铸坯，称重装置无法同时满足；实用新型专利《连铸坯在线称重装置》（申请号：200720100706.0）是使用时将空心吊框秤架定位插装到送辊道中的定位座上,使连铸坯进入前、后吊框中便可通挂接的称实现连铸坯的在线单只称重，其不足之处是：称架由吊梁及前后2个吊框组成，对于长短定尺铸坯，无法同时满足满足铸坯多定尺切割的需求，如：满足12m铸坯称重要求，并不能满足6m铸坯称重需求，没有热坯检测装置，称重无法进行自动控制，吊梁设备复杂，前后吊框可能不平衡，影响称重精度；实用新型专利《连铸坯定重切割装置》（申请号：200820230846.4）包括称重机构、计算机处理系统和铸坯定重切割机构，计算机处理系统与称重机构和铸坯定重切割机构之间电连接。该结构实现了对铸坯定重切割，其不足之处是：无法满足铸坯的不同定尺长度要求，称重自动化程度低；实用新型专利《一种连铸方坯在线自动称重装置》（申请号：201220430492.4）包括辊道梁、升降液压油缸、托辊、托盘、拉杆、传感器、支架和称重台板，传感器两端分别通过拉杆与支架上部两端和称重台板两端相连接，传感器的信号输出端与称重计算机处理装置相连接，其不足之处是：称重装置为升降式构造复杂，维修不便，称重装置在铸坯下方，容易受到热辐射及铸坯脱落氧化铁皮的侵蚀，寿命低，称重过程，依靠支撑辊道液压油缸，连通辊道及铸坯升起称重，辊道后的铸坯将无法通过辊道。

发明内容

本发明的目的是克服背景技术所述不足，设计一种多流多定尺连铸坯在线定尺称重系统，采用在线定尺称重系统，准确测量每根铸坯的重量，把重量与设定重量偏差的部分转换成定尺长度修正值，通过不断修正定尺长度的值，实现定重切割，使得铸坯的重量控制在合理范围内；每流设一套定尺称重装置，各流之间相互独立，减少因流数而造成的出坯等待时间；根据不同定尺长度，每流上设计多个称重装置，称重装置的数量取决于生产要求的最长定尺；在多流多定尺在线定重系统上采用闭环控制系统。系统的自动化程度高，工作稳定，各流之间相互独立，减少因流数而造成的出坯等待时间，称重过程对生产影响小，输送辊道后的铸坯能顺利通过称重辊道，简单实用。 

本发明的技术方案是：一种多流多定尺连铸坯在线定尺称重系统，包括铸坯提升机构、铸坯称重机构、铸坯输送机构、铸坯定尺模块和系统闭环控制模块；所述铸坯提升机构包括液压油缸和门型框架，或者是带加强立柱的门型框架，所述门型框架固定在辊道两侧，所述液压油缸固定在门型框架上；所述多流定尺连铸坯中的每流有至少二个称重传感器和等个数液压油缸，所述液压油缸在称重时同步升降；所述铸坯称重机构包括称重装置、称重传感器和称重计量装置，所述称重装置包括吊框、称重传感器保护装置和连接装置；所述称重传感器通过所述连接装置将液压油缸与吊框连接；每流有一套铸坯输送系统，所述铸坯输送系统包括输送辊道、称重辊道、升降挡板、热金属监测仪；所述称重辊道位于输送辊道之后，称重辊道后面是升降挡板；所述称重辊道的前后端各有一个热金属监测仪；其特征在于：

所述称重计量装置包括称重数据自动分析和保存、称重数据处理和传输模块；称重计量装置将实时称重数据处理后传输给定尺模块；所述铸坯定尺模块是计算并输出铸坯实测重量与设定重量偏差值、再转换成定尺长度修正值模块；

每流对应的有一套铸坯称重机构，每套铸坯称重机构分别由系统闭环控制模块控制，每套铸坯称重机构之间控制方案相互独立；

所述系统闭环控制模块的控制方案是：所述称重数据由称重计量装置传输到定尺模块，定尺模块将铸坯的实测重量与设定重量二者间偏差值转换成定尺长度修正值，通过不断修正定尺长度的值，实现对连铸坯的定长、定重切割，控制铸坯重量误差值在设定范围内；

定尺模块按设定铸坯长度自动给铸坯切割系统发出信号，铸坯切割完毕后，输送辊道自动将铸坯输送到称重辊道，铸坯进入称重辊道之前，控制吊框的最低位置低于称重辊道的辊面，当升降挡板挡住称重铸坯，钢坯停在起吊装置位置时，控制称重辊道停止运动，启动称重装置液压油缸开始提升，液压油缸通过连接装置提升吊框进行吊坯，当吊坯稳定后即采集称重传感器实时数据；

当采用短定尺时，沿出坯方向的后两组称重液压油缸同步提升，通过连接装置提升吊框进行吊坯称重，当采用长定尺时，有至少三组称重液压油缸同步提升铸坯并称重。

本发明的有益效果是：

⑴    可准确确定并控制铸坯定尺长度，满足不同断面，不同规格轧制要求的定尺长度并提高了系统的适应性，减少因流数而造成的出坯等待时间；

⑵    在多流多定尺在线定重系统上采用闭环控制系统提高了系统的适应性；

⑶    满足多流铸机能对多根铸坯同时称重的要求；

⑷    满足不同断面铸坯，长短不同的定尺要求；

⑸    系统适应性好，构造简单，工作稳定，维护方便。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是图1左视图； 

图3是控制系统框架图。

图中标记：1—液压油缸，2—门型框架，3—称重传感器，4—传感器保护装置，5—连接装置，6—吊框，7—铸坯，8—称重辊道后热金属检测仪，9—称重辊道前热金属检测仪，10—输送辊道，11—称重辊道，12—升降挡板，13—切割系统，14—定尺模块， 15—称重计量装置。

具体实施方式

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：

如图1～3所示，本发明多流多定尺连铸坯在线定尺称重系统，包括铸坯提升机构、铸坯称重机构、铸坯输送机构、铸坯定尺模块14和系统闭环控制模块；铸坯提升机构包括液压油缸1和门型框架2（当门型框架跨度较大时，即采用带加强立柱的门型框架），门型框架2固定在辊道两侧，液压油缸1固定在门型框架2上；多流定尺连铸坯中的每流有至少二个称重传感器3和等个数液压油缸1，每一个液压油缸1在称重时同步升降。

铸坯称重机构包括称重装置、称重传感器3和称重计量装置15，称重装置包括吊框6、称重传感器保护装置4和连接装置5；所述称重传感器3通过连接装置5将液压油缸1与吊框6连接；称重计量装置15包括称重数据自动分析和保存模块、称重数据处理和传输模块；称重数据处理和传输模块将称重数据处理后传输给定尺模块14；铸坯定尺模块14可计算并输出铸坯实测重量与设定重量偏差值、再转换成定尺长度修正值。

每流有一套铸坯输送系统，所述铸坯输送系统包括输送辊道10、称重辊道11、升降挡板12、热金属监测仪(8、9)；所述称重辊道11位于输送辊道10之后，称重辊道11后面是升降挡板12；热金属监测仪有二个，其中一个安装在称重辊道前9，另一个安装在称重辊道后8。

每流对应的有一套铸坯称重机构，每套铸坯称重机构分别由系统闭环控制模块控制，各套铸坯称重机构之间控制方案相互独立。 

实施方案一：

如图1、图2所示，是六机六流方坯连铸机结构示意图，铸坯断面分别为150×150mm和165×165mm，长短定尺长度分别为6m、12m，采用多流多定尺连铸坯在线定尺称重系统，系统由铸坯提升机构、铸坯称重机构、铸坯输送机构、铸坯定尺模块14和系统闭环控制模块组成。

铸坯提升机构为液压油缸驱动，包括提升液压油缸1及三组门型框架2，门型框架2固定在辊道两侧，每组门型框架中心位置（三流与四流之间）设置一根立柱，以保证足够的刚度可同时进行多流铸坯称重。沿出坯方向的后两组框架间距为4m，沿出坯方向的第一组和第三组框架间距为8m，称重液压油缸固定在门型框架2上，每流根据定尺长度设3个称重传感器及3个液压油缸，在提升过程中，保证每流的所有液压油缸同步升降。

铸坯称重机构包括称重装置、称重传感器3和称重计量装置14，所述称重装置包括吊框6、称重传感器保护装置4和连接装置5，称重传感器3通过连接装置5将液压油缸1与吊框6衔接，液压油缸1提升吊框6，将需要称重的铸坯7吊起，实测铸坯7重量，称重计量装置15具有自动分析、保存、处理称重数据，并将称重数据传输给定尺模块14功能。定尺模块14将铸坯的实测重量与设定重量偏差的部分转换成定尺长度修正值，通过不断修正定尺长度的值，实现对连铸坯定长、定重的切割，使得铸坯的重量控制在合理范围内。

铸坯输送机构由输送辊道10、称重辊道11、升降挡板12组成。输送辊道10将铸坯7输送到称重辊道11上，称重辊道后的升降挡板12将输送过来的铸坯挡在称重辊道11上，以便接下来进行铸坯7称重操作，为了实现定尺、定重系统的闭环控制，每流分别设2个热金属监测仪，称重辊道后热金属检测仪8和称重辊道前热金属检测仪9，一个控制输送辊道10，另一个用于控制升降挡板及称重辊道11 。

所述的闭环控制系统是定尺模块14按用户要求的铸坯长度自动给铸坯切割系统13发出信号，铸坯切割完毕后，输送辊道10自动将铸坯7输送到称重辊道11，铸坯7进入称重辊道11之前，需要保证吊框6的最低位，要低于称重辊道11的辊面，以便辊道上的连铸坯可以畅通无阻的进入提升吊框6中。

实际生产过程中，当称重辊道11前端的热金属检测仪9检测到有铸坯时，即升起升降挡板12，当升降挡板12挡住铸坯7，铸坯7停止在起吊装置位置后，称重辊道11自动停止，称重装置液压油缸1自动开始提升，通过连接装置5提升吊框6进行吊坯，待稳定后进行称重。称重过程中当称重辊道11后的热金属检测仪8检测到有铸坯进入称重辊道10，控制系统控制将停止输送辊道10，避免与称重铸坯发生冲撞。当采用短定尺6m时，沿出坯方向的后两组称重液压油缸1同步提升，通过连接装置5提升吊框6进行吊坯称重，当采用长定尺12m时，三组称重液压油缸1同步提升铸坯7并实时称重。称重数据由称重计量装置15传输到定尺模块14，定尺模块14将铸坯的实测重量与设定重量偏差的部分转换成定尺长度修正值，通过不断修正定尺长度的值，实现对连铸坯定长、定重的切割，使得铸坯的重量控制在合理范围内。

采用本发明后，可准确确定并控制铸坯定尺长度，满足不同断面，不同规格轧制要求的定尺长度。

实施方案二：

四机四流大方坯连铸机，铸坯断面分别为350×450mm和400×450mm，长短定尺长度分别为4m、6m，采用多流多定尺连铸坯在线定尺称重系统，系统由定尺模块，铸坯提升机构，铸坯称重机构，辊道输送机构及闭环控制模块组成。

铸坯提升机构为液压油缸驱动，包括提升液压油缸1及二组门型框架2，两组框架2之间的纵向间距为3m，门型框架2固定在辊道两侧，每组门型框架2的中心位置（二流与三流之间）设置一根立柱，以保证足够的刚度可同时进行多流铸坯称重。称重液压油缸1固定在门型框架2上，每流根据定尺长度设两个称重传感器3及两个液压油缸1，在提升过程中，保证每流的所有液压油缸1同步升降。

铸坯称重系统由称重装置、称重传感器、称重计量装置组成。称重装置由吊框5、传感器保护装置4、连接装置5组成。称重传感器3通过连接装置5将液压油缸1与吊框6衔接，液压油缸1提升吊框6，将需要称重的铸坯7吊起，实测铸坯7重量，称重计量装置具有自动分析、保存、处理称重数据，并将称重数据传输给定尺模块13功能。定尺模块13将铸坯7的实测重量与设定重量偏差部分转换成定尺长度修正值，通过不断修正定尺长度的值，实现对连铸坯定长、定重的切割，使得铸坯的重量控制在合理范围内。

铸坯输送机构是由输送辊道10、称重辊道11、升降挡板12组成。输送辊道10将铸坯输送到称重辊道11上，称重辊道11后的升降挡板12将输送过来的铸坯挡在称重辊道11上，以便接下来进行铸坯称重操作，为了实现定尺定重系统的闭环控制，每流分别设两个热金属监测仪，称重辊道后端热金属检测仪8和称重辊道前端热金属检测仪9，一个控制输送辊道10，另一个用于控制升降挡板及称重辊道11。

所述的闭环控制系统是定尺模块14按用户要求的铸坯长度自动给铸坯切割系统13发出信号，铸坯切割完毕后，输送辊道10自动将铸坯7输送到称重辊道11，铸坯进入称重辊道11之前，需要保证吊框6的最低位应低于称重辊道11的辊面，以便辊道上的连铸坯可以畅通无阻的进入提升吊框中。

实际生产过程，当称重辊道11前端的热金属检测仪9检测到有铸坯7时，将升降挡板12升起，待升降挡板12挡住称重铸坯7，铸坯7停止在起吊位置后，称重辊道11自动停止，称重装置液压油缸1自动开始提升，通过连接装置5提升吊框6进行吊坯，待稳定后进行称重。称重过程中当称重辊道后11的热金属检测仪8检测到有铸坯7进入称重辊道10时，控制系统控制将停止输送辊道10，避免与称重铸坯发生冲撞。称重数据由称重计量装置15传输到定尺模块14，定尺模块14将铸坯的实测重量与设定重量偏差的部分转换成定尺长度修正值，通过不断修正定尺长度的值，实现对连铸坯定长、定重的切割，使得铸坯的重量控制在合理范围内。

采用本发明后，可准确确定并控制铸坯定尺长度，满足不同断面，不同规格轧制要求的定尺长度。

以上仅为本发明实施例，但并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (1)

1.一种多流多定尺连铸坯在线定尺称重系统，包括铸坯提升机构、铸坯称重机构、铸坯输送机构、铸坯定尺模块和系统闭环控制模块；所述铸坯提升机构包括液压油缸和门型框架，或者是带加强立柱的门型框架，所述门型框架固定在辊道两侧，所述液压油缸固定在门型框架上；所述多流定尺连铸坯中的每流有至少二个称重传感器和等个数液压油缸，所述液压油缸在称重时同步升降；所述铸坯称重机构包括称重装置、称重传感器和称重计量装置，所述称重装置包括吊框、称重传感器保护装置和连接装置；所述称重传感器通过所述连接装置将液压油缸与吊框连接；每流有一套铸坯输送系统，所述铸坯输送系统包括输送辊道、称重辊道、升降挡板、热金属监测仪；所述称重辊道位于输送辊道之后，称重辊道后面是升降挡板；所述称重辊道的前后端各有一个热金属监测仪；其特征在于：

所述称重计量装置包括称重数据自动分析和保存、称重数据处理和传输模块；称重计量装置将实时称重数据处理后传输给定尺模块；所述铸坯定尺模块是计算并输出铸坯实测重量与设定重量偏差值、再转换成定尺长度修正值模块；

每流对应的有一套铸坯称重机构，每套铸坯称重机构分别由系统闭环控制模块控制，每套铸坯称重机构之间控制方案相互独立；

所述的系统闭环控制模块的控制方案是：所述称重数据由称重计量装置传输到定尺模块，定尺模块将铸坯的实测重量与设定重量二者间偏差值转换成定尺长度修正值，通过不断修正定尺长度的值，实现对连铸坯的定长、定重切割，控制铸坯重量误差值在设定范围内；

定尺模块按设定铸坯长度自动给铸坯切割系统发出信号，铸坯切割完毕后，输送辊道自动将铸坯输送到称重辊道，铸坯进入称重辊道之前，控制吊框的最低位置低于称重辊道的辊面，当升降挡板挡住称重铸坯，钢坯停在起吊装置位置时，控制称重辊道停止运动，启动称重装置液压油缸开始提升，液压油缸通过连接装置提升吊框进行吊坯，当吊坯稳定后即采集称重传感器实时数据；

当采用短定尺时，沿出坯方向的后两组称重液压油缸同步提升，通过连接装置提升吊框进行吊坯称重，当采用长定尺时，有至少三组称重液压油缸同步提升铸坯并称重。