CN106799406A - 棒型钢材全定尺智能控制系统及定尺控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种棒型钢材全定尺智能控制系统及定尺控制方法，它包括钢坯重量调整系统、坯料跟踪系统、成品钢材长度检测系统、钢材全定尺智能分析系统、钢材负偏差取样系统，由钢材负偏差取样系统对取样品进行样品测量，测量数据传输给钢材全定尺智能分析系统进行分析，由钢材全定尺智能分析系统进行判断最终定尺率是否达标，如不达标则将分析数据传输给钢坯重量调整系统对钢坯重量进行调整，由坯料跟踪系统对调整后钢坯后续流程进行监控，由成品钢材长度检测系统对最终定尺材进行数据收集回馈给钢材全定尺智能分析系统进行判断是否再次对钢坯重量进行调整，可实现定尺率99.7%。

Description

棒型钢材全定尺智能控制系统及定尺控制方法

技术领域

本发明涉及钢坯连铸技术领域，具体为一种棒型材全定尺智能控制系统。

背景技术

中国钢铁行业近20年发展神速。钢铁企业也由原来的粗放式管理发展为精细化管理。企业的成本意识，创新意识快速增强。成本成为钢铁企业能否在市场搏杀中生存的关键。钢材轧制作为钢铁行业生产最后一道工序，对企业效益影响明显。轧钢工序的成材率、负差率、定尺率、能源消耗是控制成本的关键。定尺率由于影响因素多、控制困难、影响效益隐性，前期未被重视。但随着企业挖潜的深入定尺效益必将成为降低成本的另一蓝海。

不定尺材对钢铁企业的影响：①严重影响企业经济效益（500—1000万元/年以上）。②影响精整工序的生产节奏，影响产量的提高，短尺材挑拣是难点。③增加了冷床上钢调整难度。 ④增加 了员工劳动强度。 ⑤增加了人员数量。 ⑥增加了安全隐患点。⑦影响计数的准确性。⑧短尺材随定尺材进入市场会发生质量异议，影响市场销售及企业信誉。⑨严重影响轧钢后工序智能化控制水平。

发明内容

为解决上述存在的技术问题，本发明特提供了一种棒型钢材全定尺智能控制系统及定尺控制方法，通过检测钢材轧制后的定尺长度、负偏差控制情况，判断后对钢坯重量进行自动调整，实现定尺率99.7%以上的自动分析控制系统。

为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案为：

一种棒型钢材全定尺智能控制系统，它包括钢坯重量调整系统、坯料跟踪系统、成品钢材长度检测系统、钢材全定尺智能分析系统、钢材负偏差取样系统，由钢材负偏差取样系统对取样品进行样品测量，测量数据传输给钢材全定尺智能分析系统进行分析，由钢材全定尺智能分析系统进行判断最终定尺率是否达标，如不达标则将分析数据传输给钢坯重量调整系统对钢坯重量进行调整，由坯料跟踪系统对调整后钢坯后续流程进行监控，由成品钢材长度检测系统对最终定尺材进行数据收集回馈给钢材全定尺智能分析系统进行判断是否再次对钢坯重量进行调整，直到定尺率达标。

所述的钢坯重量调整系统主要由钢坯重量计算模块、火焰切割装置、钢坯称重装置组成，钢坯称重装置、钢坯重量计算模块与钢材全定尺智能分析系统连接，给火焰切割装置信号进行钢坯重量裁切；坯料跟踪系统主要由光电开关、热金属检测器、PLC组成，PLC接收全定尺智能分析系统信号，对调整后的钢坯进行后续加工程序跟踪；成品钢材长度检测系统：码盘检测末架轧机速度计算，用热金属检测器检测钢材成品位置修正，用于系统计算实际成品定尺钢材长度；钢材负偏差取样测量系统主要由火焰切割装置、电子称、工控计算机组成，负责进行取样并进行重量测量，将数据传输给钢材全定尺智能分析系统；钢材全定尺智能分析系统包括工控机，根据钢坯轧制后的成品钢材总长度、检测出的钢材成品负偏差量进行计算，分析判断最后一根倍尺的长度数据是否达标，再对钢坯重量判断是否进行调整。

钢材生产流程：炼铁→炼钢→连铸→钢坯→输送辊道→轧钢车间加热炉→粗轧机→1号飞剪→中轧机→2号飞剪→精轧机→3号飞剪分段→上冷床冷却→冷剪切9米或12米定尺材→挑短尺材→计数→打捆→称重→最后进入市场销售。

工艺流程为：

钢坯→轧钢加热炉→轧机轧成钢材 →飞剪切倍尺→钢材长度 检测→钢材长度分析判断→钢材成品火焰切割取样→尺寸检测和负偏差检测→计算应调整的钢坯重量→调整钢坯重量要求→钢坯定重计算钢坯长度→火焰切割钢坯分段→钢坯→坯料跟踪→轧钢加热炉。

一种棒型钢材全定尺控制方法，其步骤为：钢坯经轧制成钢材进入冷床后，首先在冷床取样位置对钢材成品按要求取样，对取的样品进行尺寸检测，之后放在电子称上称重，计算负偏差值，由钢材全定尺智能分析系统对分段后的钢材最后一根倍尺进行长度检测计算，如果测量出的钢材长度是要求定尺的整数倍其多余量在规定长度以内（此处以余量为1米以内为例），且测量出的成品尺寸符合国家标准要求，负偏差也符合国家标准要求及企业内控标准要求，则全定尺控制平台专家系统判断为此时的各影响因素稳定，继续进行钢材轧制；如果检测出的最后一根倍尺长度不是所要求定尺的整数倍多1米以内，则重新取样，进行钢材成品尺寸及负偏差测量，如成品尺寸或负偏差不符合国家标准或企业内控标准，则对成品尺寸及负偏差进行调整，之后重新取样检测，直到修正后的成品尺寸或负偏差符合国家标准或企业内控标准，再次对末根定尺钢材长度进行计算，如果长度依然不达标则对钢坯重量进行调整，由钢坯重量调整系统按新的钢坯重量计算，由火焰切割装置进行分段切割；重新调整后的钢坯由坯料位置跟踪系统进行跟踪，由炼钢至轧钢加热炉加热、轧机轧制成钢材成品、分段上冷床冷却，验证调整后钢坯轧制成的钢材最后一根倍尺的长度是否达到要求，达到最后一根倍尺长度是所要求定尺的整数倍多1米以内，则进行继续轧制；如达不到最后一根倍尺长度是所要求定尺的整数倍多1米以内，则继续对钢坯重量进行调整，直到最终末定尺钢材长度符合要求。

在进行最后一根倍尺长度进行检测时，如果检测数值在所要求定尺的整数倍多1-5米，则根据钢材单重计算此长度重量，相应钢坯重量减去此重量；如果最后一根倍尺长度是所要求定尺的整数倍多5-9米，则根据钢材单重计算此长度重量，相应钢坯重量加上此重量，直到最后一根倍尺长度是所要求定尺的整数倍多1米以内为止。

本发明“钢材全定尺智能控制系统”解决了不定尺的生产难点，实现了钢材定尺100%，为钢铁企业带来显著效益的同时，为轧钢车间的无人化生产奠定了基础。

附图说明

图1为本发明系统示意图；

图2为本发明方法流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明技术方案进行详细阐述：

一种棒型钢材全定尺智能控制系统，它包括钢坯重量调整系统、坯料跟踪系统、成品钢材长度检测系统、钢材全定尺智能分析系统、钢材负偏差取样系统，由钢材负偏差取样系统对取样品进行样品测量，测量数据传输给钢材全定尺智能分析系统进行分析，由钢材全定尺智能分析系统进行判断最终定尺率是否达标，如不达标则将分析数据传输给钢坯重量调整系统对钢坯重量进行调整，由坯料跟踪系统对调整后钢坯后续流程进行监控，由成品钢材长度检测系统对最终定尺材进行数据收集回馈给钢材全定尺智能分析系统进行判断是否再次对钢坯重量进行调整，直到定尺率达标。

一种棒型钢材全定尺控制方法，其步骤为：钢坯经轧制成钢材进入冷床后，首先在冷床取样位置对钢材成品按要求取样，对取的样品进行尺寸检测，之后放在电子称上称重，计算负偏差值，由钢材全定尺智能分析系统对分段后的钢材最后一根倍尺进行长度检测计算，如果测量出的钢材长度是要求定尺的整数倍其多余量在规定长度以内（此处以余量为1米以内为例），且测量出的成品尺寸符合国家标准要求，负偏差也符合国家标准要求及企业内控标准要求，则全定尺控制平台专家系统判断为此时的各影响因素稳定，继续进行钢材轧制；如果检测出的最后一根倍尺长度不是所要求定尺的整数倍多1米以内，则重新取样，进行钢材成品尺寸及负偏差测量，如成品尺寸或负偏差不符合国家标准或企业内控标准，则对成品尺寸及负偏差进行调整，之后重新取样检测，直到修正后的成品尺寸或负偏差符合国家标准或企业内控标准，再次对末根定尺钢材长度进行计算，如果长度依然不达标则对钢坯重量进行调整，由钢坯重量调整系统按新的钢坯重量计算，由火焰切割装置进行分段切割；重新调整后的钢坯由坯料位置跟踪系统进行跟踪，由炼钢至轧钢加热炉加热、轧机轧制成钢材成品、分段上冷床冷却，验证调整后钢坯轧制成的钢材最后一根倍尺的长度是否达到要求，达到最后一根倍尺长度是所要求定尺的整数倍多1米以内，则进行继续轧制；如达不到最后一根倍尺长度是所要求定尺的整数倍多1米以内，则继续对钢坯重量进行调整，直到最终末定尺钢材长度符合要求。

以￠18螺纹钢全定尺控制系统为例。￠18螺纹钢每米重量2kg，负偏差国家标准±5﹪，企业内控3.8—4.2﹪，成材率97﹪，冷床宽度108米，要求钢材打捆定尺为90米。则钢坯重量计算规格为150×150×11094。重量为1956.6kg。炼钢以此重量进行钢坯分段切割。钢坯输送到轧钢加热炉加热，经轧机轧制、飞剪切头尾及分段后上冷床冷却。成品钢材上冷床后，首先取样进行成品尺寸及负偏差的检测，如不符合标准要求，则对轧制的成品进行调整。如符合要求，则同时进行成品钢材最后一段长度测量。如钢材最后一段长度测量结果是90米—91米，则全定尺专家系统判断其为符合要求，轧制工作继续进行。如果钢材最后一段长度测量结果是91米以上，如是92米，则全定尺专家系统进行计算，对应钢坯重量是1.98kg,全定尺专家系统给钢坯自动切割系统指令，钢坯重量减去1.98kg,按1954.62kg进行钢坯分段切割。之后由钢坯位置跟踪系统对改后钢坯重量进行轧制跟踪，钢坯轧制后成品钢材最后一段长度测量结果是90米—91米，则进行正常轧制，否则按上述方法继续进行钢坯重量改动，直到钢坯轧制后成品钢材最后一段长度测量结果稳定在90米—91米为止。

Claims (4)

1.一种棒型钢材全定尺智能控制系统，其特征是：它包括钢坯重量调整系统、坯料跟踪系统、成品钢材长度检测系统、钢材全定尺智能分析系统、钢材负偏差取样系统，由钢材负偏差取样系统对取样品进行样品测量，测量数据传输给钢材全定尺智能分析系统进行分析，由钢材全定尺智能分析系统进行判断最终定尺率是否达标，如不达标则将分析数据传输给钢坯重量调整系统对钢坯重量进行调整，由坯料跟踪系统对调整后钢坯后续流程进行监控，由成品钢材长度检测系统对最终定尺材进行数据收集回馈给钢材全定尺智能分析系统进行判断是否再次对钢坯重量进行调整，直到定尺率达标。

2.根据权利要求1所述的棒型钢材全定尺智能控制系统，其特征是：所述的钢坯重量调整系统主要由钢坯重量计算模块、火焰切割装置、钢坯称重装置组成，钢坯称重装置、钢坯重量计算模块与钢材全定尺智能分析系统连接，给火焰切割装置信号进行钢坯重量裁切；坯料跟踪系统主要由光电开关、热金属检测器、PLC组成，PLC接收全定尺智能分析系统信号，对调整后的钢坯进行后续加工程序跟踪；成品钢材长度检测系统：码盘检测末架轧机速度计算，用热金属检测器检测钢材成品位置修正，用于系统计算实际成品定尺钢材长度；钢材负偏差取样测量系统主要由切割装置、电子称、工控计算机组成，负责进行取样并进行重量测量，将数据传输给钢材全定尺智能分析系统；钢材全定尺智能分析系统包括工控机，根据钢坯轧制后的成品钢材总长度、检测出的钢材成品负偏差量进行计算，分析判断最后一根倍尺的长度数据是否达标，再对钢坯重量判断是否进行调整。

3.一种棒型钢材全定尺控制方法，其特征是：它的步骤为：钢坯经轧制成钢材进入冷床后，首先在冷床取样位置对钢材成品按要求取样，对取的样品进行尺寸检测，之后放在电子称上称重，计算负偏差值，由钢材全定尺智能分析系统对分段后的钢材最后一根倍尺进行长度检测计算，如果测量出的钢材长度是要求定尺的整数倍其多余量在规定长度以内（此处以余量为1米以内为例），且测量出的成品尺寸符合国家标准要求，负偏差也符合国家标准要求及企业内控标准要求，则全定尺控制平台专家系统判断为此时的各影响因素稳定，继续进行钢材轧制；如果检测出的最后一根倍尺长度不是所要求定尺的整数倍多1米以内，则重新取样，进行钢材成品尺寸及负偏差测量，如成品尺寸或负偏差不符合国家标准或企业内控标准，则对成品尺寸及负偏差进行调整，之后重新取样检测，直到修正后的成品尺寸或负偏差符合国家标准或企业内控标准，再次对末根定尺钢材长度进行计算，如果长度依然不达标则对钢坯重量进行调整，由钢坯重量调整系统按新的钢坯重量计算，由火焰切割装置进行分段切割；重新调整后的钢坯由坯料位置跟踪系统进行跟踪，由炼钢至轧钢加热炉加热、轧机轧制成钢材成品、分段上冷床冷却，验证调整后钢坯轧制成的钢材最后一根倍尺的长度是否达到要求，达到最后一根倍尺长度是所要求定尺的整数倍多1米以内，则进行继续轧制；如达不到最后一根倍尺长度是所要求定尺的整数倍多1米以内，则继续对钢坯重量进行调整，直到最终末定尺钢材长度符合要求。

4.根据权利要求3所述的棒型钢材全定尺控制方法，其特征是：在进行钢坯重量调整时，经最后一根倍尺长度检测，如果检测数值在所要求定尺的整数倍多1-5米，则根据钢材单重计算此长度重量，相应钢坯重量减去此重量；如果最后一根倍尺长度是所要求定尺的整数倍多5-9米，则根据钢材单重计算此长度重量，相应钢坯重量加上此重量。