CN110116194B - 连铸机定重切割方法及其切割系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了连铸机定重切割方法及其系统，属于冶金自动化控制领域，方法包括首先确定钢坯标重，根据标重计算并设定钢坯标长，将按照设定的钢坯标长切割的钢坯进行称量，将称量重量与标重进行比较，根据比较结果调整下一根钢坯的切割长度；系统包括定尺切割模块、称重轨道控制模块、定重控制模块和根数与重量统计模块，定尺切割模块用于切割钢坯，称重辊道控制模块用于获取钢坯的称量重量，定重控制模块用于将称量重量与标重进行比较，计算得出当前最合理的切割位置，将切割位置信息传递给定尺切割模块进行钢坯的切割。本发明有效的改善轧钢通尺长度波动的情况，提高了轧钢的成材率，降低职工劳动强度。

Description

连铸机定重切割方法及其切割系统

技术领域

本发明涉及冶金自动化控制领域，尤其是一种连铸机切割方法及其切割系统。

背景技术

目前钢铁企业生产过程中，供轧制的钢坯大多采用定尺切割系统，能够基本保证单根钢坯的定尺长度基本一致，但由于钢坯在生产过程中随着钢水温度及拉速等因素的变化，单根钢坯重量波动仍然较大。钢坯在经过轧机轧制后，通尺长度也随着单根钢坯重量的波动而有所波动，造成轧钢成材率受到一定的影响。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种连铸机定重切割方法和切割系统，有效的改善轧钢通尺长度波动的情况，极大的降低了钢坯轧制后由于钢坯重量波动对成材率的影响，提高了轧钢的成材率，降低了职工的劳动强度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

连铸机定重切割方法，首先确定钢坯标重，然后根据钢坯标重计算并设定钢坯标长，将对按照设定的钢坯标长切割的钢坯进行称量，将称量重量与标重进行比较，最后根据比较结果调整下一根钢坯的切割长度。

本发明技术方案的进一步改进在于：钢坯标重和标长的计算公式满足：G°＝ρ×(A×B×L°)

其中ρ－密度；A、B－钢坯断面尺寸；L°－钢坯理论长度。

本发明技术方案的进一步改进在于：调整下一根钢坯的切割长度满足计算公式：L¹＝G¹/(ρ×A×B)

其中G¹－(钢坯标重-称量重量)；L¹－钢坯需要变化的长度。

连铸机定重切割系统，包括定尺切割模块、称重轨道控制模块、定重控制模块和根数与重量统计模块，定尺切割模块用于切割钢坯，称重辊道控制模块用于获取钢坯的称量重量，定重控制模块用于将称量重量与标重进行比较，计算得出当前最合理的切割位置，将切割位置信息传递给定尺切割模块进行钢坯的切割，根数与重量统计模块对钢坯根数、钢坯重量、钢坯炉号、每流钢坯重量进行统计，称重轨道控制模块包括固定在地面上的辊道支架，辊道支架上设置有运输辊道，钢坯放置在运输辊道上，还包括固定在地面上的承重支架，所述承重支架上端固定有悬挂称重机构，悬挂称重机构包括固定在承重支架上端的倒U型架，倒U型架上通过液压缸连接升降机构，升降机构的两端通过悬挂拉杆悬挂有称体，悬挂拉杆上固定有称重传感器，称体包括底座，底座上均布有多根竖直的托杆，托杆顶端与钢坯接触，升降机构升起后称体将钢坯托起，称重传感器测量钢坯重量。

本发明技术方案切割系统的进一步改进在于：称重传感器选用3t的规格，称重传感器与称重显示仪连接。

本发明技术方案切割系统的进一步改进在于：悬挂称重机构沿着钢坯的长度方向设置有两组，两组悬挂称重机构的液压缸由同一个同步液压马达带动。

本发明技术方案切割系统的进一步改进在于：定重控制模块内还设置有保护模块和显示模块，保护模块设定智能调节上限，保护模块对于超出调节上限的数据会自动判定为异常数据；保护模块检测到异常数据后输送至显示模块进行显示和异常提醒。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明有效的改善轧钢通尺长度波动的情况，极大的降低了钢坯轧制后由于钢坯重量波动对成材率的影响，提高了轧钢的成材率，降低了职工的劳动强度。

采用一体式称量结构，保证了秤体的水平度、传感器受力均匀，该结构可以保证钢坯的称重位置在正负500mm内准确性，称体自身不存在内力问题(热应力、位置偏差)；每个称体采用同步马达的形式保证称体的同步性。

根数与重量统计模块对钢坯根数、钢坯重量、钢坯炉号、每流钢坯重量进行统计，可以实现钢坯根数统计、钢坯重量统计、钢坯按炉号统计、每流钢坯重量统计，形成班、日、月、年产量报表。

在定重控制模块内还设置有保护模块和显示模块，有效的减少了人为操作的劳动强度，提高了切割位置的准确性。并且由于现场条件的不确定性，有的时候可能会有称体损坏或者称重数据异常的情况，对此保护模块会对异常的称重数据进行过滤，对于与标重偏差较大的数据设定智能调节上限，超出调节上限的数据会自动判定为异常数据并在客户端上给予显著的异常提醒，督促现场人员对设备进行及时的检查和处理。此功能保证了生产的稳定，有效的避免了异常情况对生产的影响。

附图说明

图1是本发明称重轨道控制模块机械结构示意图；

图2是本发明称重轨道控制模块机械结构侧视图；

其中，1、承重支架，2-1、底座，2-2、托杆，3、钢坯，4、悬挂拉杆、5、称重传感器，6、升降机构、7、液压缸，8、辊道支架，9、运输辊道，10、倒U型架。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

连铸机定重切割方法，首先确定钢坯标重，根据标重计算并设定钢坯标长，将按照设定的钢坯标长切割的钢坯进行称量，将称量重量与标重进行比较，根据比较结果调整下一根钢坯的切割长度。

钢坯标重和标长的计算公式满足：G°＝ρ×(A×B×L°)

其中ρ－密度；A、B－钢坯断面尺寸；L°－钢坯理论长度。

称重软件通过数字模型计算得出下一根钢坯切割时需调整的长度，并将数据通过网络发给定尺软件，定尺软件根据数据自动调整下一根钢坯的切割长度从而达到自动调整钢坯重量的目的。数学模型的核心思想为：调整下一根钢坯的切割长度满足计算公式：L¹＝G¹/(ρ×A×B)

其中G¹－(钢坯标重-称量重量)；L¹－钢坯需要变化的长度。

例如，当已知量为宽A＝150mm，高B＝150mm，ρ＝7.85kg/m3，G¹＝钢坯标重减去钢坯实际重量，根据L¹＝G¹/(ρ×A×B)可计算出L¹，L¹可正可负，正为延长，负为减少长度。钢坯截面还有一种是220×220mm的，可根据实际情况进行计算。

连铸机定重切割系统，包括定尺切割模块、称重轨道控制模块、定重控制模块和根数与重量统计模块。

定尺切割模块用于切割钢坯，定尺切割模块采用高分辨率红外摄像机和专用图像处理软件模块，通过红外摄像器对红热钢坯远距离实时成像，根据钢坯的光谱特征和形状特征，采用基于神经网络的模式识别算法，从图像中提取钢坯信息，根据自适应定尺技术计算出钢坯的准确位置，然后将实时图像数字化处理后再传输给CPU，由CPU经系列运算和模糊识别后分辨出钢坯头，并按设定的定尺长度发出切割信号，通知PLC控制火焰切割机进行切割。

称重辊道控制模块用于获取钢坯的称量重量，如图1、2所示，称重轨道控制模块包括固定在地面上的辊道支架8，辊道支架8上设置有运输辊道9，钢坯放置在运输辊道9上，还包括固定在地面上的承重支架1，所述承重支架1上端固定有悬挂称重机构，悬挂称重机构包括固定在承重支架1上端的倒U型架，倒U型架上内顶上通过液压缸7连接升降机构6，升降机构6可以是一根升降杆，升降机构6的两端通过悬挂拉杆4悬挂有称体，悬挂拉杆4上固定有称重传感器5，称体包括底座2-1，底座2-1上均布有多根竖直的托杆2-2，托杆2-2顶端与钢坯接触，升降机构6升起后称体将钢坯托起，称重传感器5测量钢坯重量采用一体式称量结构，保证了秤体的水平度、传感器受力均匀，该结构可以保证钢坯的称重位置在正负500mm内准确性，称体自身不存在内力问题(热应力、位置偏差)。每个称体采用同步马达的形式保证称体的同步性，阀台采用10-16Mpa液压动力同时带有蓄能器。

其中运输轨道9可以是现有技术中任何一种可以起到运动作用的轨道，可以是一排辊子，每个辊子上安装有一个链轮，左右链轮与一个链条连接，动力装置驱动链条转动从而带动所有辊子同步转动。

其中称重传感器选用3t的规格，称重传感器与称重显示仪连接。采用32只3t称重传感器，配备8线接线盒，选用高精度称重显示仪，该仪表带负载能力强，A/D转换采用Δ—Σ方法，转换速度快，采样速度高，达20次/s，具有标准RS232输出接口，数据显示准确，工作稳定可靠。采用隔热层加风冷方式对称重传感器进行实时吹扫、降温，有效避免钢坯热辐射及热传导对传感器的影响。

悬挂称重机构沿着钢坯的长度方向设置有两组，两组悬挂称重机构的液压缸由同一个同步液压马达带动。

定重控制模块用于根据称重辊道控制模块获得到的称重重量数据，与标准钢坯重量进行比较，并根据当时切割的断面、拉速等因素智能分析偏差原因，通过系统的计算得出当前最合理的切割位置，将切割位置信息传递给定尺切割模块进行钢坯的切割。

根数与重量统计模块对钢坯根数、钢坯重量、钢坯炉号、每流钢坯重量进行统计。钢坯根数统计，详细显示查询时间段范围内的每根钢坯详细情况，根据每班、每根辊道统计根数及合格根数。钢坯重量统计，统计显示当日及累计的钢坯合格率情况，分别统计±4kg,±5kg,±10kg当班、累计每班的合格根数、合格率。炉号钢坯统计，根据炉号统计查询时间段范围内每炉根数、每炉的平均重量及每炉的重量累计。如根数有误，可直接双击修改。每流钢坯重量统计，统计显示当日及累计的每流钢坯合格率情况，分别统计±4kg,±5kg,±10kg当班、累计每班的合格根数、合格率。可以实现钢坯根数统计、钢坯重量统计、钢坯按炉号统计、每流钢坯重量统计，形成班、日、月、年产量报表。

优选的，在定重控制模块内还设置有保护模块和显示模块，保护模块设定智能调节上限，保护模块对于超出调节上限的数据会自动判定为异常数据；保护模块检测到异常数据后输送至显示模块进行显示和异常提醒。此功能有效的减少了人为操作的劳动强度，提高了切割位置的准确性。并且由于现场条件的不确定性，有的时候可能会有称体损坏或者称重数据异常的情况，对此保护模块会对异常的称重数据进行过滤，对于与标重偏差较大的数据设定智能调节上限，超出调节上限的数据会自动判定为异常数据并在客户端上给予显著的异常提醒，督促现场人员对设备进行及时的检查和处理。此功能保证了生产的稳定，有效的避免了异常情况对生产的影响。

软件运行后，界面中启动按钮默认为可用状态，点击启动按钮后，启动按钮会变为灰色不可用状态，此时系统开始工作会自动采集生产设备的各种检测信号，和称重辊道控制模块中的称重数据。在软件正常运行时，右上角的停止按钮此时是可用状态，如果想停止软件的数据采集和自动调节功能，点击停止按钮即可。点击后停止按钮变为灰色不可用状态，启动按钮变为可用状态，此时如想重新启用点击启动按钮即可。

点击软件左上角解锁按钮，钢坯标重数据输入栏变为可用状态，此时解锁按钮变为锁定按钮。在钢坯标重数据输入栏内输入相应的钢坯标重，并点击锁定按钮，钢坯标重更新完成。点击解锁手输按钮，此时在炉号全称位置输入新的炉号，再次点击锁定输入按钮，将新的炉号锁定到炉号信息位置。在实时信息右侧信号状态实时显示区域，可查看设备运行各种状态信号，包括钢坯热检信号、称体的升降信号等。如检测到信号，则相应的钢坯动画示意图区域钢坯位置实时信息变为红色；如未检测到信号，变为灰色。

在实时信息显示区域位置，可查看当前秤体上钢坯的实时信息(即称体上现有的钢坯)，钢坯称重十秒之后，显示称重钢坯的坯号及钢坯稳定重量。在近期列表显示位置可查看每流近期称重钢坯的重量及对应的偏差。

在钢坯说明信息位置可查看最近称重的钢坯信息。如需查看更多，可点击查询报表按钮进行查询。

每称重一次钢坯，在软件右下角称重曲线图位置显示相应的重量曲线。可查看在钢坯下降10秒内获取到的相应重量。重量用移动窗口算法分析出当前钢坯的重量，默认去掉最后30条数据，窗口长度设置为30，分度值设置为0.5。

此系统直观明了，能够全面地反映出钢坯切割的状态，点击软件右上角查询报表按钮，弹出报表对话框，可查询相应的钢坯根数统计、钢坯重量统计、炉号钢坯统计、每流钢坯重量统计。详细显示查询时间段范围内的每根钢坯详细情况，根据每班、每根辊道统计根数及合格根数。统计显示当日及累计的钢坯合格率情况，分别统计±4kg,±5kg,±10kg当班、累计每班的合格根数、合格率。根据炉号统计查询时间段范围内每炉根数、每炉的平均重量及每炉的重量累计。如根数有误，可直接双击修改。统计显示当日及累计的每流钢坯合格率情况，分别统计±4kg,±5kg,±10kg当班、累计每班的合格根数、合格率。

Claims (1)

1.连铸机定重切割系统，包括定尺切割模块、称重轨道控制模块、定重控制模块和根数与重量统计模块，定尺切割模块用于切割钢坯，称重辊道控制模块用于获取钢坯的称量重量，定重控制模块用于将称量重量与标重进行比较，计算得出当前最合理的切割位置，将切割位置信息传递给定尺切割模块进行钢坯的切割，根数与重量统计模块对钢坯根数、钢坯重量、钢坯炉号、每流钢坯重量进行统计，其特征在于：定尺切割模块采用高分辨率红外摄像机和专用图像处理软件模块，称重轨道控制模块包括固定在地面上的辊道支架(8)，辊道支架(8)上设置有运输辊道(9)，钢坯放置在运输辊道(9)上，还包括固定在地面上的承重支架(1)，所述承重支架(1)上端固定有悬挂称重机构，悬挂称重机构包括固定在承重支架(1)上端的倒U型架(10)，倒U型架(10)上通过液压缸(7)连接升降机构(6)，升降机构(6)的两端通过悬挂拉杆(4)悬挂有称体，悬挂拉杆(4)上固定有称重传感器(5)，称体包括底座(2-1)，底座(2-1)上均布有多根竖直的托杆(2-2)，托杆(2-2)顶端与钢坯接触，升降机构(6)升起后称体将钢坯托起，称重传感器(5)测量钢坯重量；连铸机定重切割方法，首先确定钢坯标重，然后根据钢坯标重计算并设定钢坯标长，将对按照设定的钢坯标长切割的钢坯进行称量，将称量重量与标重进行比较，最后根据比较结果调整下一根钢坯的切割长度；

钢坯标重和标长的计算公式满足：G°＝ρ×(A×B×L°)，

其中ρ－密度；A、B－钢坯断面尺寸；L°－钢坯理论长度；

调整下一根钢坯的切割长度满足计算公式：L 1 ＝G 1 /(ρ×A×B)，

其中G 1 －(钢坯标重-称量重量)；L 1 －钢坯需要变化的长度；

称重传感器(5)选用3t的规格，称重传感器(5)与称重显示仪连接；悬挂称重机构沿着钢坯的长度方向设置有两组，两组悬挂称重机构的液压缸(7)由同一个同步液压马达带动；定重控制模块内还设置有保护模块和显示模块，保护模块设定智能调节上限，保护模块对于超出调节上限的数据会自动判定为异常数据；保护模块检测到异常数据后输送至显示模块进行显示和异常提醒。

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