CN105964687B - 跟踪单支铸坯和单卷钢材质量状态的高速线材生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了跟踪单支铸坯和单卷钢材质量状态的高速线材生产方法，属冶金技术领域。该方法是在以小方坯为原料轧制线材过程中改变了以传统的以炉为单位进行质量跟踪和判定的方法，通过对多流小方坯连铸机生产的每支小方坯进行单独标识，并将每个单独标识的铸坯和线材所对应的转炉炼钢、精炼、连铸、加热、轧制各工序关键质量控制点进行采集分析，将不合格产品以单卷线材和单支铸坯的方式进行剔除，实现了以单支铸坯和单卷线材序列号为标识的生产追溯和质量跟踪管控的方法，解决了传统方法造成的误判进而造成成本浪费和人工干预效率低、控制力不强的问题，有效保障了产品质量，为降低市场质量异议和产品档次的提高具有重要意义。

Description

跟踪单支铸坯和单卷钢材质量状态的高速线材生产方法

技术领域

本发明涉及跟踪单支铸坯和单卷钢材质量状态的高速线材生产方法，特别是一种以小方坯为原料在轧制高速线材过程中应用的跟踪单支铸坯和单卷钢材质量状态的生产方法，属于冶金技术领域。

背景技术

高速线材产品在国民经济中占据重要地位，广泛应用于建筑业、加工业和制造业等领域，主要以盘条形式交货，大部分线材产品均要经过冷态拉拔、热处理、镀层等深加工工艺处理，以满足不同用途的需要，因此对线材的质量要求日益严格。由于线材品种整卷都需要深加工检验，即对应的每支铸坯都需要严格的质量保证，与板坯连铸和大方坯连铸不同的是在小方坯（浇注断面为180mm*180mm及以下断面的铸坯）连铸生产过程中由于铸机流数多（一般在6-12个流），每炉钢水浇注出来的铸坯支数多，且每流和每支铸坯的生产状态和质量状况存在一定的差异和波动，且人工跟踪检查过程中无法有效地对每一支铸坯的质量状态进行有效跟踪和分级管控；背景技术在生产过程中基本以炉次为单位进行铸坯管控，根据抽取铸坯样品进行检测及结合生产过程将整炉判定为合格或不合格品。上述方法存在的问题是：可能存在不合格铸坯在抽样过程中未检测到和将部分合格品判定为不合格品的情况；如果不合格铸坯在抽样过程中未检测到，造成不合格铸坯流入下道工序，轧制成线材后的质量情况追溯性不强等问题；如果将部分合格品判定为不合格品，造成误判成本升高及生产浪费等问题；因此，建立一种以单支铸坯和单卷线材序列号为标识的生产追溯和质量跟踪管控的高速线材的生产方法，实现对每支铸坯和每卷钢材都能进行有效管控，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供跟踪单支铸坯和单卷钢材质量状态的高速线材生产方法，用于小方坯为原料轧制高速线材生产过程，达到对每支铸坯和每卷钢材的质量状况都能进行有效管控，避免不合格品流入下道工序和市场，同时通过分级判定，解决传统方法造成的误判进而造成成本浪费和人工干预效率低、控制力不强的问题。

本发明技术方案是：

跟踪单支铸坯和单卷钢材质量状态的高速线材生产方法，用于小方坯为原料轧制高速线材生产过程，该生产过程包含转炉炼钢、精炼、连铸、加热、轧制、包装工序，步骤如下：

（1）在转炉炼钢和精炼工序中，以整炉为单位进行生产，然后进入连铸工序；

（2）转炉炼钢和精炼工序处理后的钢水，进入连铸工序，在多流小方坯连铸过程中，通过连铸坯自动喷号装置对每一支铸坯进行标识，使每一支铸坯都具有单独的标识号码，并对每一支铸坯的数据进行采集，一个识别号码对应一支铸坯数据；

（3）在加热工序的加热炉入炉辊道前设置铸坯号码自动扫描识别装置，在轧制工序的PF线区域设置钩号自动识别装置；铸坯进入加热炉之前通过铸坯号码自动扫描识别装置进行扫描，并传到计算机内，按入炉和出炉顺序将排序的铸坯标识号码传递到PF线区域的钩号自动识别装置，当确定第一支轧制的铸坯对应的钩号时，其余铸坯按顺序对应出不同的钩号，并将对应的信息传递到包装工序，在对应的盘卷产品标牌上打印与铸坯标识号码相同的号码，实现盘卷产品与铸坯的一一对应关系。

将每一支铸坯和每卷盘卷产品所对应的炼钢、轧钢工序过程中质量信息进行采集，并在数据中与质量控制标准进行对比分析，当铸坯生产过程中出现不符合标准情况时，将不符合标准的单支铸坯挑出，不进行下一步轧制；当线材轧制过程中出现不符合标准的情况时，将其挑出，避免流入市场造成质量异议，实现了以单支铸坯和单卷线材盘卷产品序列号为标识的生产追溯和质量管控。

所述的每支铸坯标识号码可以是号码，或是二维码等形式的标识，每支铸坯的标识号码最终与每卷钢材的标识号码实现一一对应；每支铸坯的标识号码，对应相应的铸坯数据，内容包括：与转炉对应的炉号、连铸机流号、每炉每流的序号、钢种信息，保证每支铸坯均具有单独的标识号码。

所述每一支铸坯的数据采集方式为：以铸机恒拉速为基础，以铸坯头部开始切割时给系统一个信号，达到尾部切割时给系统另一个信号，以铸坯定尺与拉速的比值为本支铸坯的需要采集的时间段，并以开始切割时间减去结晶器液面至切割枪长度与拉速比值的时间段，为本支铸坯需要开始采集液面波动及对应中包温度的时间；以此为基准铸坯向下运动时间（铸坯定尺与拉速比值）为时间段，采集二冷配水相关数据，完成单支铸坯数据采集。

所述通过连铸坯自动喷号装置对每一支铸坯进行标识，是在多流小方坯连铸机出坯区域增加两套连铸坯自动喷号装置，每套负责1/2的流数的铸坯标识，铸坯进入到连铸坯自动喷号装置的电子标签传感器范围内后，定位软件识别哪流到位并给对应流铸坯加上虚拟电子流号标签，铸坯被推钢机推到步进冷床后停止在喷号区域后，对应负责该流的连铸坯自动喷号装置通过横移轨道移动到该流设定位置，连铸坯自动喷号装置的定位传感器计算出铸坯端面到喷号头距离，连铸坯自动喷号装置的喷号头通过纵移轨道向前移动并贴近铸坯端面，按控制柜和服务器（计算机控制系统）传来的按规则编制的喷号数据进行喷号，喷印完毕后，连铸坯自动喷号装置继续喷相邻的铸坯，直到喷完停止到位的所有铸坯。如果喷印完毕后，定位软件检测到其它流铸坯到位，连铸坯自动喷号装置则直接移动到该流喷印，直到喷完停止到位的所有铸坯，使每支铸坯均具备不同的标识号码。

所述加热工序，对每卷线材所对应的信息进行采集，将铸坯在加热炉所对应时间段的质量控制点信息进行采集；所述轧制工序，对每卷线材所对应的信息进行采集，根据一级自动化给出的轧件头部和尾部的实时位置跟踪信号，实现坯料的头尾实时跟踪，结合轧制过程对应的时间节点将该时间段内的轧制过程关键质量控制点进行采集，对应到该识别号码的线材中。

所述的连铸坯自动喷号装置，由电子标签传感器、喷号机本体、喷号头、横移轨道、纵移轨道和控制柜组成，并与服务器（计算机控制系统）连接。其安装位置位于连铸机出坯辊道末端，冷床之前，配备人机界面和喷号控制系统，将需要喷号的信息及时传递给喷号控制系统，同时还负责喷号以及现场工艺参数的调整，连铸坯自动喷号装置能够正确接收计算机传输的喷号内容。喷号作业结束时，相关信号信息通过网络及时反馈上位机随后解除连锁。在每台连铸坯自动喷号装置上安装图像定位装置，采用图像定位检测的控制方式，通过对铸坯到位信号的采集判断铸坯停止后的头部，在得到铸坯到位信号等相关信息后，喷号机本体快速横移其位置，通过伺服计数和图像定位组合识别铸坯的边缘决定起喷位置，然后进行喷号作业。

本发明的有益效果：由于每支铸坯均有不同的标识，改变了传统一炉钢水所浇注的铸坯均使用同一个炉号的做法，且通过自动扫描系统和数据采集系统能够准确地将每个号码的产品所对应的转炉、精炼、连铸、加热、轧制各工序关键质量控制点进行采集分析，并将不合格产品以单卷线材和单支铸坯的方式进行剔除，实现了对每支铸坯和每卷钢材的质量状态跟踪和对应，减少了传统生产过程中造成的各类问题，同时实现了对产品每个质量点的可追溯性，有效保障了产品质量，为降低市场质量异议和产品档次的提高具有重要意义。

附图说明

图1是本发明实施例的工艺流程图；

图2是本发明实施例的连铸坯自动喷号装置工艺布置图；

图中：电子标签传感器1、喷号机本体2、喷号头3、横移轨道4、纵移轨道5、控制柜6、服务器（计算机控制系统）7；

图3是本发明是实施例加热及轧制工序工艺布置图；

图中：铸坯号码自动扫描识别装置8、钩号自动识别装置9。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

跟踪单支铸坯和单卷钢材质量状态的高速线材生产方法，用于小方坯为原料轧制高速线材生产过程，该生产过程包含转炉炼钢、精炼、连铸、加热、轧制、包装工序，步骤如下：

（1）在转炉炼钢和精炼工序中，以整炉为单位进行生产，然后进入连铸工序；

（2）转炉炼钢和精炼工序处理后的钢水，进入连铸工序，在多流小方坯连铸过程中，通过连铸坯自动喷号装置对每一支铸坯进行标识，使每一支铸坯都具有单独的标识号码，并对每一支铸坯的数据进行采集，一个识别号码对应一支铸坯数据；

（3）在加热工序的加热炉入炉辊道前设置铸坯号码自动扫描识别装置，在轧制工序的PF线区域设置钩号自动识别装置；铸坯进入加热炉之前通过铸坯号码自动扫描识别装置进行扫描，并传到计算机内，按入炉和出炉顺序将排序的铸坯标识号码传递到PF线区域的钩号自动识别装置，当确定第一支轧制的铸坯对应的钩号时，其余铸坯按顺序对应出不同的钩号，并将对应的信息传递到包装工序，在对应的盘卷产品标牌上打印与铸坯标识号码相同的号码，实现盘卷产品与铸坯的一一对应关系。

在上述技术方案中，所述的每支铸坯标识号码可以是号码，或是二维码等形式的标识，每支铸坯的标识号码最终与每卷钢材的标识号码实现一一对应；每支铸坯的标识号码，对应相应的铸坯数据，内容包括：与转炉对应的炉号、连铸机流号、每炉每流的序号、钢种信息，保证每支铸坯均具有单独的标识号码。

所述每一支铸坯的数据采集方式为：以铸机恒拉速为基础，以铸坯头部开始切割时给系统一个信号，达到尾部切割时给系统另一个信号，以铸坯定尺与拉速的比值为本支铸坯的需要采集的时间段，并以开始切割时间减去结晶器液面至切割枪长度与拉速比值的时间段，为本支铸坯需要开始采集液面波动及对应中包温度的时间；以此为基准铸坯向下运动时间（铸坯定尺与拉速比值）为时间段，采集二冷配水相关数据，完成单支铸坯数据采集。

所述通过连铸坯自动喷号装置对每一支铸坯进行标识，是在多流小方坯连铸机出坯区域增加两套连铸坯自动喷号装置，每套负责1/2的流数的铸坯标识，铸坯进入到连铸坯自动喷号装置的电子标签传感器范围内后，定位软件识别哪流到位并给对应流铸坯加上虚拟电子流号标签，铸坯被推钢机推到步进冷床后停止在喷号区域后，对应负责该流的连铸坯自动喷号装置通过横移轨道移动到该流设定位置，连铸坯自动喷号装置的定位传感器计算出铸坯端面到喷号头距离，连铸坯自动喷号装置的喷号头通过纵移轨道向前移动并贴近铸坯端面，按控制柜和服务器（计算机控制系统）传来的按规则编制的喷号数据进行喷号，喷印完毕后，连铸坯自动喷号装置继续喷相邻的铸坯，直到喷完停止到位的所有铸坯。如果喷印完毕后，定位软件检测到其它流铸坯到位，连铸坯自动喷号装置则直接移动到该流喷印，直到喷完停止到位的所有铸坯，使每支铸坯均具备不同的标识号码。

所述加热工序，对每卷线材所对应的信息进行采集，将铸坯在加热炉所对应时间段的质量控制点信息进行采集；所述轧制工序，对每卷线材所对应的信息进行采集，根据一级自动化给出的轧件头部和尾部的实时位置跟踪信号，实现坯料的头尾实时跟踪，结合轧制过程对应的时间节点将该时间段内的轧制过程关键质量控制点进行采集，对应到该识别号码的线材中。

所述的连铸坯自动喷号装置，由电子标签传感器1、喷号机本体2、喷号头3、横移轨道4、纵移轨道5和控制柜6组成，并与服务器（计算机控制系统）7连接。其安装位置位于连铸机出坯辊道末端，冷床之前，配备人机界面和喷号控制系统，将需要喷号的信息及时传递给喷号控制系统，同时还负责喷号以及现场工艺参数的调整，连铸坯自动喷号装置能够正确接收计算机传输的喷号内容。喷号作业结束时，相关信号信息通过网络及时反馈上位机随后解除连锁。在每台连铸坯自动喷号装置上安装图像定位装置，采用图像定位检测的控制方式，通过对铸坯到位信号的采集判断铸坯停止后的头部，在得到铸坯到位信号等相关信息后，喷号机本体快速横移其位置，通过伺服计数和图像定位组合识别铸坯的边缘决定起喷位置，然后进行喷号作业。

本发明更具体的实施方式：

某线材生产系统主要工艺流程为120吨炼钢转炉、LF钢包精炼炉、八机八流小方坯连铸机（生产断面为165mm×165mm的小方坯）、加热炉、高速线材轧机。原有过程控制方法为以炉为单位对铸坯进行判定，存在较多问题，应用本发明所提供的方法，在原有工艺流程中的连铸机出坯区域增加两套连铸坯自动喷号装置，该装置由电子标签传感器1、喷号机本体2、喷号头3、横移轨道4、纵移轨道5、控制柜6、服务器（计算机控制系统）7组成，在加热炉入炉辊道前增加铸坯号码自动扫描识别装置8，在高线PF线区域增加钩号自动识别装置9，以实现对单卷钢材和单支铸坯的质量跟踪和判定。

生产过程中炉号为6200232炉次（第1位代表2016年，第2位代表2#转炉，第3-7位代表炉次号）出钢量为120吨，经转炉和LF炉处理后进行连铸浇注，浇注出的铸坯进入电子标签传感器1范围后，定位软件自动进行流号和支号的识别并给对应的铸坯加上虚拟电子标签，当铸坯被推倒冷床前的喷号区域后，对应负责该流的喷号机本体2通过横移轨道4移动到该流设定位置，由喷号头3定位传感器计算出铸坯端面到喷号头距离，喷号头3通过纵移轨道5向前移动并贴近铸坯端面，按控制柜6和服务器（计算机控制系统）7传来的按规则编制的喷号数据进行喷号（例如其中一支铸坯编号为6200232509A2，前7位为对应的转炉和精炼炉号，第8位5代表第5流铸坯，第9-10位09代表该炉该流浇注出的第9支铸坯，最后两位A2代表该支铸坯的钢种），喷印完毕后喷号机本体2继续喷相邻的铸坯，直到喷完停止到位的所有铸坯。喷印完毕后定位软件检测到其他流铸坯到位，喷号机本体2则直接移动到该流喷印，直到喷号机喷完停止到位的所有铸坯，使每支铸坯均具备不同的标识号码。

支支标识并按顺序码放的铸坯进入加热炉之前通过铸坯号码自动扫描识别装置8进行扫描并传到计算机内，按入炉和出炉顺序将排序的铸坯号码传递到PF线区域的钩号自动识别装置9进行自动扫描识别，在确定第一支轧制的铸坯对应的钩号时，其余铸坯按顺序对应出不同的钩号，并将对应的信息传递到下集卷、打包机等处以准确识别钩子上对应的盘卷的号码，打包完成后对应的盘卷产品标牌上打印与铸坯标识相同的标识号码，实现盘卷产品与铸坯的对应关系。

通过数据采集系统将6200232炉次转炉和精炼过程中的关键质量控制点数据进行采集和存储，连铸过程中例如将编号为6200232509A2的铸坯开始切割和切割结束的时间段通过拉坯长度所对应的时间计算出对应该段铸坯所对应的拉速、温度、液面波动状态等信息，并将对应时间段的信息采集到该号码对应的数据库中。该支铸坯轧制时将铸坯在加热炉所对应时间段的炉温等质量控制点信息进行采集；轧制时根据一级自动化给出的轧件头部和尾部的实时位置跟踪信号，结合轧制过程对应的时间节点将该时间段内的轧制过程关键质量控制点进行采集，对应到该识别号码的线材中。

本发明通过上述方式，将每一支铸坯和每卷盘卷产品所对应的炼钢、轧钢过程中质量信息进行采集，并在数据中与质量控制标准进行对比分析，当铸坯生产过程中出现不符合标准情况时，将不符合标准的单支铸坯挑出，不进行下一步轧制；当线材轧制过程中出现不符合标准的情况时，将其挑出，避免流入市场造成质量异议，实现了以单支铸坯和单卷线材盘卷产品序列号为标识的生产追溯和质量管控。

Claims (7)

1.一种跟踪单支铸坯和单卷钢材质量状态的高速线材生产方法，用于小方坯为原料轧制高速线材生产过程，该生产过程包含转炉炼钢、精炼、连铸、加热、轧制、包装工序，其特征在于步骤如下：

（1）在转炉炼钢和精炼工序中，以整炉为单位进行生产，然后进入连铸工序；

（2）转炉炼钢和精炼工序处理后的钢水，进入连铸工序，在多流小方坯连铸过程中，通过连铸坯自动喷号装置对每一支铸坯进行标识，使每一支铸坯都具有单独的标识号码，并对每一支铸坯的数据进行采集，一个标识号码对应一支铸坯数据；

（3）在加热工序的加热炉入炉辊道前设置铸坯号码自动扫描识别装置，在轧制工序的PF线区域设置钩号自动识别装置；铸坯进入加热炉之前通过铸坯号码自动扫描识别装置进行扫描，并传到计算机内，按入炉和出炉顺序将排序的铸坯标识号码传递到PF线区域的钩号自动识别装置，当确定第一支轧制的铸坯对应的钩号时，其余铸坯按顺序对应出不同的钩号，并将对应的信息传递到包装工序，在对应的盘卷产品标牌上打印与铸坯标识号码相同的号码，实现盘卷产品与铸坯的一一对应关系；

所述每一支铸坯的数据采集方式为：以铸机恒拉速为基础，以铸坯头部开始切割时给系统一个信号，达到尾部切割时给系统另一个信号，以铸坯定尺与拉速的比值为本支铸坯的需要采集的时间段，并以开始切割时间减去结晶器液面至切割枪长度与拉速比值的时间段，为本支铸坯需要开始采集液面波动及对应中包温度的时间；以此为基准铸坯向下运动时间为时间段，采集二冷配水相关数据，完成单支铸坯数据采集。

2.根据权利要求1所述的一种跟踪单支铸坯和单卷钢材质量状态的高速线材生产方法，其特征在于：将每一支铸坯和每卷盘卷产品所对应的炼钢、轧钢工序过程中质量信息进行采集，并在数据中与质量控制标准进行对比分析，当铸坯生产过程中出现不符合标准情况时，将不符合标准的单支铸坯挑出，不进行下一步轧制；当线材轧制过程中出现不符合标准的情况时，将其挑出，避免流入市场造成质量异议，实现了以单支铸坯和单卷线材盘卷产品序列号为标识的生产追溯和质量管控。

3.根据权利要求1或2所述的一种跟踪单支铸坯和单卷钢材质量状态的高速线材生产方法，其特征在于：所述的每支铸坯标识号码的形式是号码，或是二维码，每支铸坯的标识号码最终与每卷钢材的标识号码实现一一对应；每支铸坯的标识号码，对应相应的铸坯数据，内容包括：与转炉对应的炉号、连铸机流号、每炉每流的序号、钢种信息，保证每支铸坯均具有单独的标识号码。

4.一种跟踪单支铸坯和单卷钢材质量状态的高速线材生产方法，用于小方坯为原料轧制高速线材生产过程，该生产过程包含转炉炼钢、精炼、连铸、加热、轧制、包装工序，其特征在于步骤如下：

（1）在转炉炼钢和精炼工序中，以整炉为单位进行生产，然后进入连铸工序；

（2）转炉炼钢和精炼工序处理后的钢水，进入连铸工序，在多流小方坯连铸过程中，通过连铸坯自动喷号装置对每一支铸坯进行标识，使每一支铸坯都具有单独的标识号码，并对每一支铸坯的数据进行采集，一个标识号码对应一支铸坯数据；

（3）在加热工序的加热炉入炉辊道前设置铸坯号码自动扫描识别装置，在轧制工序的PF线区域设置钩号自动识别装置；铸坯进入加热炉之前通过铸坯号码自动扫描识别装置进行扫描，并传到计算机内，按入炉和出炉顺序将排序的铸坯标识号码传递到PF线区域的钩号自动识别装置，当确定第一支轧制的铸坯对应的钩号时，其余铸坯按顺序对应出不同的钩号，并将对应的信息传递到包装工序，在对应的盘卷产品标牌上打印与铸坯标识号码相同的号码，实现盘卷产品与铸坯的一一对应关系；

所述通过连铸坯自动喷号装置对每一支铸坯进行标识，是在多流小方坯连铸机出坯区域增加两套连铸坯自动喷号装置，每套负责1/2的流数的铸坯标识，铸坯进入到连铸坯自动喷号装置的电子标签传感器范围内后，定位软件识别哪流到位并给对应流铸坯加上虚拟电子流号标签，铸坯被推钢机推到步进冷床后停止在喷号区域后，对应负责该流的连铸坯自动喷号装置通过横移轨道移动到该流设定位置，连铸坯自动喷号装置的定位传感器计算出铸坯端面到喷号头距离，连铸坯自动喷号装置的喷号头通过纵移轨道向前移动并贴近铸坯端面，按控制柜和服务器传来的按规则编制的喷号数据进行喷号，喷印完毕后，连铸坯自动喷号装置继续喷相邻的铸坯，直到喷完停止到位的所有铸坯；如果喷印完毕后，定位软件检测到其它流铸坯到位，连铸坯自动喷号装置则直接移动到该流喷印，直到喷完停止到位的所有铸坯，使每支铸坯均具备不同的标识号码。

5.根据权利要求4所述的一种跟踪单支铸坯和单卷钢材质量状态的高速线材生产方法，其特征在于：将每一支铸坯和每卷盘卷产品所对应的炼钢、轧钢工序过程中质量信息进行采集，并在数据中与质量控制标准进行对比分析，当铸坯生产过程中出现不符合标准情况时，将不符合标准的单支铸坯挑出，不进行下一步轧制；当线材轧制过程中出现不符合标准的情况时，将其挑出，避免流入市场造成质量异议，实现了以单支铸坯和单卷线材盘卷产品序列号为标识的生产追溯和质量管控。

6.根据权利要求4或5所述的一种跟踪单支铸坯和单卷钢材质量状态的高速线材生产方法，其特征在于：所述的每支铸坯标识号码的形式是号码，或是二维码，每支铸坯的标识号码最终与每卷钢材的标识号码实现一一对应；每支铸坯的标识号码，对应相应的铸坯数据，内容包括：与转炉对应的炉号、连铸机流号、每炉每流的序号、钢种信息，保证每支铸坯均具有单独的标识号码。

7.根据权利要求4或5所述的一种跟踪单支铸坯和单卷钢材质量状态的高速线材生产方法，其特征在于：所述加热工序，对每卷线材所对应的信息进行采集，将铸坯在加热炉所对应时间段的质量控制点信息进行采集；所述轧制工序，对每卷线材所对应的信息进行采集，根据一级自动化给出的轧件头部和尾部的实时位置跟踪信号，实现坯料的头尾实时跟踪，结合轧制过程对应的时间节点将该时间段内的轧制过程关键质量控制点进行采集，对应到该标识号码的线材中。