CN111774544B - 一种方坯连铸机出坯系统及其出坯控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方坯连铸机出坯系统及其出坯控制方法，属于炼钢连铸领域。本发明的出坯系统，包括热送辊道、出坯冷床一、过渡辊道和出坯冷床二，热送辊道的出口端设置有对齐推钢机，对齐推钢机的推钢方向与热送辊道的输送方向相垂直，对齐推钢机将定尺铸坯推送到出坯冷床一上，出坯冷床一的输送方向与对齐推钢机的推钢方向一致；过渡辊道设置于出坯冷床一的出口端，且过渡辊道的输送方向与出坯冷床一的输送方向垂直，出坯冷床二的输送方向与过渡辊道的输送方向垂直，出坯冷床二的出口端设置有收集台架。本发明克服了现有技术中由于生产空间限制，导致传统方坯连铸机出坯系统无法正常布置的问题，能够满足工艺生产要求和自动化控制。

Description

一种方坯连铸机出坯系统及其出坯控制方法

技术领域

本发明涉及炼钢连铸技术领域，更具体地说，涉及一种方坯连铸机出坯系统及其出坯控制方法。

背景技术

马钢股份一钢轧总厂原有2套铁水预处理装置，3座120t顶底复吹转炉，3座LF钢包精炼炉，1套VD真空脱气装置，1套RH真空精炼装置。浇铸系统配备了2台CSP连铸连轧，年产200万t，1台单流板坯连铸机，年产120万t，1台3机3流圆坯连铸机，年产30万t。总产量在350万t左右。

在激烈的市场竞争中，马钢为了聚焦企业竞争力提升和效益最大化，全力推进精益运营，不断创新优化产品结构，决定新建重型H型钢工程，将H型钢产品做大做强。为此，拆除一钢轧现有的板坯和圆坯连铸机，配套新建80万t/年重型H型钢异形坯连铸机，一钢轧炼钢产能为280万t/年，较目前产能减少了60-70万t/年。

马钢淘汰30t转炉炼钢生产工艺，但配套的棒、线材轧制生产线短期内还将存在。为了不降低一钢轧转炉产和维持棒、线材轧制生产线能力，需在车间新建一台六机六流小方坯连铸机，向棒、线材轧线提供60万t/年的坯料。另将该台连铸机设置结晶器和末端电磁搅拌系统，具备今后向特钢公司线材提供150×150mm特殊钢方坯的供坯能力。但实际情况是，小方坯连铸机出坯系统要求布置在至少27000x21000mm的空间内，实际现存车间空间紧凑，难以满足安装需求，采用“推钢机/捞钢机-分钢装置-步进冷床-收集台架”或“热送辊道-推钢机/捞钢机-分钢装置-步进冷床-收集台架”等传统方法设计设计布置方坯连铸机出坯系统是无法实现的，步进冷床长度无法满足工艺生产要求。行业内也经常会出现由于现场空间不足问题导致传统连铸机出坯系统无法布置的情况，如何能够在有限空间内实现连铸机出坯合理布置，已经成为现场施工考量的重要因素。

经检索，中国专利申请号：2015104272387，发明创造名称为：一种矩形坯连铸机热送出坯系统，该申请案包括：承接矩形铸坯的出坯辊道；检测出坯辊道上是否有矩形铸坯的检测装置；与铸流方向垂直的台车轨道；在台车轨道上行走的横向捞钢机以及承接横向捞钢机转运的矩形铸坯的铸坯移送装置和热送辊道，矩形铸坯输送到出坯辊道上，到位之后，横向捞钢机将铸坯从出坯辊道上转运至铸坯移送装置及热送辊道上方；得到热送指令之后，捞钢机下降将铸坯放置在铸坯移送装置和热送辊道上方；铸坯移送装置与热送辊道配合完成矩形铸坯热送；该申请案可缩短生产周期，降低损耗，改进产品质量，提高金属收得率。

又如中国专利申请号：2019102830885，发明创造名称为：液压拉钢机和矩形铸坯连铸机冷送下线出坯系统及其方法，该申请案的出坯系统，包括：液压拉钢机，出坯辊道；钩钢机输送系统；冷送下线辊道；出坯辊道的出料口通过钩钢机输送系统与液压拉钢机的接料口连接，液压拉钢机的出料口与冷送下线辊道连接。该申请案由于液压拉钢机为周期性运送矩形铸坯，其可以精确保证铸坯的下线时间，进而精确的保证铸坯的下线温度。以上申请案均涉及对连铸机出坯系统的优化设计，但并非涉及到空间限制问题，仍有进一步改善空间。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中由于生产空间限制，导致传统方坯连铸机出坯系统无法正常布置，步进冷床长度无法满足工艺需求的问题，拟提供一种方坯连铸机出坯系统及其出坯控制方法，采用本发明的控制方法来对应布置出坯系统，能够满足工艺生产要求和自动化控制，较大程度减少人工成本，且由于不用人工操作，避免了操作失误的几率，提高了设备之间的配合效率。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种方坯连铸机出坯系统，包括热送辊道、出坯冷床一、过渡辊道和出坯冷床二，热送辊道的出口端设置有对齐推钢机，对齐推钢机的推钢方向与热送辊道的输送方向相垂直，热送辊道用于接收和输送定尺铸坯，对齐推钢机将定尺铸坯推送到出坯冷床一上，出坯冷床一的输送方向与对齐推钢机的推钢方向一致；过渡辊道设置于出坯冷床一的出口端，且过渡辊道的输送方向与出坯冷床一的输送方向垂直，过渡辊道用于将定尺铸坯移送至出坯冷床二上，出坯冷床二的输送方向与过渡辊道的输送方向垂直，出坯冷床二的出口端设置有收集台架。

更进一步地，热送辊道的入口端设置有安全挡板，出口端设置有升降挡板。

更进一步地，过渡辊道的入口端和出口端位置均设置有固定挡板。

更进一步地，出坯冷床一和出坯冷床二采用液压驱动升降步进冷床，该液压驱动升降步进冷床包括一组动齿板和静齿板，动齿板在四个同步升降液压缸的驱动下实现升降，在两个同步横移液压缸的驱动下实现步进，在铸坯升降步进过程中存放到静齿板上并实现铸坯翻转。

更进一步地，还包括用于连锁控制的红外集群，其中升降挡板的端部、出坯冷床一的入口端、过渡辊道的前端和末端、出坯冷床二的出口端均设置有红外摄像机。

更进一步地，对齐推钢机采用液压缸动力推动铸坯，对齐推钢机的液压缸设置内置线性传感器，最大行程满足六根铸坯可以推出热送辊道和进入出坯冷床一入口处。

更进一步地，热送辊道的出口端设置有两组对齐推钢机，两组对齐推钢机沿热送辊道的输送方向依次设置，两组对齐推钢机的推钢方向均与热送辊道的输送方向垂直。

本发明的一种方坯连铸机出坯系统的出坯控制方法，采用上述方坯连铸机出坯系统，利用红外集群自动化连锁控制，按照以下过程施行：

S1、热送辊道将定尺铸坯输送至升降挡板前端位置，升降挡板端部设有红外摄像机，用于监控定尺铸坯运行到升降挡板前的铸坯减速、铸坯数量测量、铸坯到位停止信号；红外摄像机测量铸坯数量时，向对齐推钢机的液压缸内置线性传感器发出行程信号，对齐推钢机将铸坯推到出坯冷床一上钢位置，然后回到原位置并对出坯冷床一发出信号，出坯冷床一开始运行，运行规定的周期停止后发出信号，热送辊道才继续开始运行；出坯冷床一入口处也设置有红外摄像机，用于检测入口处铸坯，并与热送辊道连锁，当检测到出坯冷床一入口处有铸坯时，热送辊道不得运行；

S2、出坯冷床一出口处在过渡辊道前端设置有红外摄像机，用于检测出坯冷床一出口处铸坯情况，当检测到铸坯时发出信号，过渡辊道开始运行；

S3、过渡辊道末端设置有红外摄像机，用于检测铸坯运行到固定挡板前的铸坯减速、铸坯到位停止信号，当检测到铸坯到位停止信号后，对出坯冷床二发出信号，出坯冷床二开始运行，运行周期与出坯冷床一相同；

S4、出坯冷床二的出口处设置有红外摄像机，用于检测出坯冷床二出口处铸坯情况，当检测到铸坯时发出信号，收集台架开始运行，运行一个行程后在接近开关控制下回到原位。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种方坯连铸机出坯系统的出坯控制方法，利用红外集群自动化连锁控制，能够在狭小的空间优化设计连铸机出坯系统，满足工艺生产要求，并实现自动化控制，安全可靠，较大程度减少人工成本，且由于不用人工操作，避免了操作失误的几率，提高了设备之间的配合效率。

(2)本发明的一种方坯连铸机出坯系统，热送辊道的入口端设置有安全挡板，出口端设置有升降挡板，过渡辊道的入口端和出口端位置均设置有固定挡板，用于防止热送辊道和过渡辊道反转造成安全事故。

(3)本发明的一种方坯连铸机出坯系统，设置液压驱动升降步进冷床，铸坯随冷床升降步进运动，在步进升降过程中实现自动翻转，从而增大铸坯的冷却面积，提高的铸坯的升降速度和均匀冷却效果，避免了铸坯变形；同时由于铸坯的自动翻转，使得铸坯实现自动矫直，提高了铸坯质量。

(4)本发明的一种方坯连铸机出坯系统，出坯冷床一采用步进冷床结构形式，具有接收最大六根铸坯和运行自动分钢能力，取消了传统的过渡台架和铸坯分钢机构设计；采用液压驱动控制技术，具有控制简单运行可靠，使用维护方便和安全可靠的优点。

(5)本发明的一种方坯连铸机出坯系统，出坯冷床一出口处能够自动运行将铸坯落放至过渡辊道，取消了传统的过渡台架和铸坯拉钢机构设计；出坯冷床二具有自动移送铸坯和运行输送铸坯功能，取消了传统的过渡台架和铸坯推钢机构设计，整体结构设计更为简单，适应狭小空间的布置。

附图说明

图1为本发明的一种方坯连铸机出坯系统的分布结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、热送辊道；2、对齐推钢机；3、升降挡板；4、出坯冷床一；5、过渡辊道；6、固定挡板；7、出坯冷床二；8、收集台架；9、安全挡板。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种方坯连铸机出坯系统，包括热送辊道1、出坯冷床一4、过渡辊道5和出坯冷床二7，热送辊道1的出口端设置有对齐推钢机2，对齐推钢机2的推钢方向与热送辊道1的输送方向相垂直，热送辊道1用于接收和输送定尺铸坯，对齐推钢机2将定尺铸坯推送到出坯冷床一4上，出坯冷床一4的输送方向与对齐推钢机2的推钢方向一致；过渡辊道5设置于出坯冷床一4的出口端，且过渡辊道5的输送方向与出坯冷床一4的输送方向垂直，过渡辊道5用于将定尺铸坯移送至出坯冷床二7上，出坯冷床二7的输送方向与过渡辊道5的输送方向垂直，出坯冷床二7的出口端设置有收集台架8。

本实施例中热送辊道1的入口端设置有安全挡板9，出口端设置有升降挡板3，过渡辊道5的入口端和出口端位置均设置有固定挡板6，用于防止热送辊道1和过渡辊道5反转造成安全事故。

本实施例中还包括红外集群，具体为设置多组红外摄像机，利用红外集群进行各设备间的连锁控制，更加安全可靠，实现出坯完全自动化控制。其中升降挡板3的端部、出坯冷床一4的入口端、过渡辊道5的前端和末端、出坯冷床二7的出口端均设置有红外摄像机。热送辊道1将定尺铸坯移送到升降挡板3端头，在红外集群控制下，热送辊道1减速和停止，对齐推钢机2采用液压缸动力，通过液压推杆将热送辊道1上的定尺铸坯对齐推送到出坯冷床一4，出坯冷床一4通过液压升降步进冷床齿板进行分钢和步进，在红外集群的控制下，根据铸坯数量完成规定的上升、向前、下降和退回动作周期，将铸坯输送到过渡辊道5，过渡辊道5在红外集群的控制下将铸坯移送到固定挡板6端头，在红外集群的控制下，过渡辊道5减速和停止，出坯冷床二7通过液压升降步进冷床齿板将铸坯移送到收集台架8，收集台架8在红外集群的控制下，通过液压拉钢将定尺铸坯成组收集后，用磁盘吊吊出下线运输到轧钢车间。

具体地，本实施例中出坯冷床一4和出坯冷床二7采用液压驱动升降步进冷床，该液压驱动升降步进冷床包括一组动齿板和一组静齿板，一组动齿板在四个同步升降液压缸的驱动下实现升降，在两个同步横移液压缸的驱动下实现步进，从而实现铸坯的升降步进，在铸坯升降步进过程中存放到静齿板上并实现铸坯翻转。其中四个同步升降液压缸采用柱塞同步马达、比例阀、平衡阀、单向节流阀和行程开关等控制，实现四个升降液压缸的同步；两个同步横移液压缸采用带阀芯位置反馈的比例阀、液控单向阀和液压缸内置传感器等控制，实现两个横移液压缸的同步。

本实施例中通过设置液压驱动升降步进冷床，铸坯随冷床升降步进运动，在步进升降过程中实现自动翻转，从而增大铸坯的冷却面积，提高的铸坯的升降速度和均匀冷却效果，避免了铸坯变形；同时由于铸坯的自动翻转，使得铸坯实现自动矫直，提高了铸坯质量。液压驱动升降步进冷床的齿板根据铸坯断面尺寸，对应设计齿板的齿距和齿形，大大改善铸坯冷却和自动翻转矫直的效果，并优化冷床的长度，满足现有布置空间要求。

本实施例中热送辊道1设计为长辊道，长辊道设计为每组辊道由一台减速电机进行独立驱动，生产中当某一台减速电机出现故障，只影响对应长辊道转动，其他辊道可继续工作，并通过在计算减速电机能力时加大服务系数，以保障生产不受影响。辊道长度满足输送六根铸坯要求，辊道一侧设置有导向板，在输送铸坯时起导向作用并利于辊道的上料和下料。设计时根据铸坯定尺长度、铸坯处理功能、出坯冷床一4自动跟踪等要求对热送辊道1进行分两组控制设计。

本实施例中对齐推钢机2采用液压缸动力推动铸坯，对齐推钢机2的液压缸设置内置线性传感器，最大行程满足六根铸坯可以推出热送辊道1和进入出坯冷床一4入口处，同时能够控制四至六根铸坯不同运行要求，且提高了铸坯对齐精度和可靠性。且热送辊道1的出口端设置有两组对齐推钢机2，两组对齐推钢机2沿热送辊道1的输送方向依次设置，两组对齐推钢机2的推钢方向均与热送辊道1的输送方向垂直。对齐推钢机2利用红外摄像机成像监控检测结果和对齐推钢机2的液压缸进行动作，将铸坯对齐推到出坯冷床一4入口处，并在红外集群控制下，实现对铸坯不同数量的对齐。对齐推钢机2采用液压缸设置内置线性传感器、调速阀、平衡阀、液控单向阀和对齐推钢机2刚性联接等控制，实现两个对齐推钢机2的同步，实现铸坯的对齐移动。

本实施例的出坯系统，出坯冷床一4采用步进冷床结构形式，实现可靠的上钢和分钢，入口处具有接收最大六根铸坯和运行自动分钢能力，取消了传统的过渡台架和铸坯分钢机构设计；采用液压驱动控制技术，具有控制简单运行可靠，使用维护方便和安全可靠的优点。出坯冷床一4出口处能够自动运行将铸坯落放至过渡辊道5，取消了传统的过渡台架和铸坯拉钢机构设计；过渡辊道5能够接收出坯冷床一4的铸坯，同时将铸坯运输到出坯冷床二7的入口位置，过渡辊道5设计时根据铸坯定尺长度、铸坯处理功能、出坯冷床一4和出坯冷床二7自动跟踪要求等，可对过渡辊道5进行集中控制设置，以保障工艺生产要求。出坯冷床二7具有自动移送铸坯和运行输送铸坯功能，取消了传统的过渡台架和铸坯推钢机构设计。

实施例2

本实施例的一种方坯连铸机出坯系统的出坯控制方法，采用实施例1中的方坯连铸机出坯系统，利用红外集群自动化连锁控制，按照以下过程施行：

S1、热送辊道1将定尺铸坯输送至升降挡板3前端位置，升降挡板3端部设有红外摄像机，用于监控定尺铸坯运行到升降挡板3前的铸坯减速、铸坯数量测量、铸坯到位停止信号共计三个信号；红外摄像机测量铸坯数量时，向对齐推钢机2的液压缸内置线性传感器发出行程信号，对齐推钢机2将铸坯推到出坯冷床一4上钢位置，然后回到原位置并对出坯冷床一4发出信号，出坯冷床一4开始运行，起始位在最低位置，运行规定的周期停止后发出信号，热送辊道1才继续开始运行；出坯冷床一4的入口处也设置有红外摄像机，用于检测入口处铸坯，并与热送辊道1连锁，当检测到出坯冷床一4入口处有铸坯时，热送辊道1不得运行；

S2、出坯冷床一4出口处在过渡辊道5前端设置有红外摄像机，用于检测出坯冷床一4出口处铸坯情况，当检测到铸坯时发出信号，过渡辊道5开始运行；

S3、过渡辊道5末端设置有红外摄像机，用于检测铸坯运行到固定挡板6前的铸坯减速、铸坯到位停止信号两个信号，当检测到铸坯到位停止信号后，对出坯冷床二7发出信号，出坯冷床二7开始运行，起始位在最低位置，运行周期与出坯冷床一4相同；

S4、出坯冷床二7的出口处设置有红外摄像机，用于检测出坯冷床二7出口处铸坯情况，当检测到铸坯时发出信号，收集台架8开始运行，运行一个行程后在接近开关控制下回到原位。

采用本实施例的出坯控制方法，能够在狭小的空间优化设计连铸机出坯系统，满足工艺生产要求，并实现自动化控制，安全可靠。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种方坯连铸机出坯系统，其特征在于：包括热送辊道(1)、出坯冷床一(4)、过渡辊道(5)和出坯冷床二(7)，热送辊道(1)的出口端设置有对齐推钢机(2)，对齐推钢机(2)的推钢方向与热送辊道(1)的输送方向相垂直，热送辊道(1)用于接收和输送定尺铸坯，对齐推钢机(2)将定尺铸坯推送到出坯冷床一(4)上，出坯冷床一(4)的输送方向与对齐推钢机(2)的推钢方向一致；过渡辊道(5)设置于出坯冷床一(4)的出口端，且过渡辊道(5)的输送方向与出坯冷床一(4)的输送方向垂直，过渡辊道(5)用于将定尺铸坯移送至出坯冷床二(7)上，出坯冷床二(7)的输送方向与过渡辊道(5)的输送方向垂直，出坯冷床二(7)的出口端设置有收集台架(8)。

2.根据权利要求1所述的一种方坯连铸机出坯系统，其特征在于：热送辊道(1)的入口端设置有安全挡板(9)，出口端设置有升降挡板(3)。

3.根据权利要求1所述的一种方坯连铸机出坯系统，其特征在于：过渡辊道(5)的入口端和出口端位置均设置有固定挡板(6)。

4.根据权利要求1所述的一种方坯连铸机出坯系统，其特征在于：出坯冷床一(4)和出坯冷床二(7)采用液压驱动升降步进冷床，该液压驱动升降步进冷床包括一组动齿板和静齿板，动齿板在四个同步升降液压缸的驱动下实现升降，在两个同步横移液压缸的驱动下实现步进，在铸坯升降步进过程中存放到静齿板上并实现铸坯翻转。

5.根据权利要求1所述的一种方坯连铸机出坯系统，其特征在于：还包括用于连锁控制的红外集群，所述红外集群包括设置的多组红外摄像机，其中升降挡板(3)的端部、出坯冷床一(4)的入口端、过渡辊道(5)的前端和末端、出坯冷床二(7)的出口端均设置有红外摄像机。

6.根据权利要求1所述的一种方坯连铸机出坯系统，其特征在于：对齐推钢机(2)采用液压缸动力推动铸坯，对齐推钢机(2)的液压缸设置内置线性传感器，最大行程满足六根铸坯可以推出热送辊道(1)和进入出坯冷床一(4)入口处。

7.根据权利要求1所述的一种方坯连铸机出坯系统，其特征在于：热送辊道(1)的出口端设置有两组对齐推钢机(2)，两组对齐推钢机(2)沿热送辊道(1)的输送方向依次设置，两组对齐推钢机(2)的推钢方向均与热送辊道(1)的输送方向垂直。

8.一种方坯连铸机出坯系统的出坯控制方法，其特征在于：采用上述方坯连铸机出坯系统，利用红外集群自动化连锁控制，所述红外集群包括设置的多组红外摄像机，按照以下过程施行：

S1、热送辊道(1)将定尺铸坯输送至升降挡板(3)前端位置，升降挡板(3)端部设有红外摄像机，用于监控定尺铸坯运行到升降挡板(3)前的铸坯减速、铸坯数量测量、铸坯到位停止信号；红外摄像机测量铸坯数量时，向对齐推钢机(2)的液压缸内置线性传感器发出行程信号，对齐推钢机(2)将铸坯推到出坯冷床一(4)上钢位置，然后回到原位置并对出坯冷床一(4)发出信号，出坯冷床一(4)开始运行，运行规定的周期停止后发出信号，热送辊道(1)才继续开始运行；出坯冷床一(4)入口处也设置有红外摄像机，用于检测入口处铸坯，并与热送辊道(1)连锁，当检测到出坯冷床一(4)入口处有铸坯时，热送辊道(1)不得运行；

S2、出坯冷床一(4)出口处在过渡辊道(5)前端设置有红外摄像机，用于检测出坯冷床一(4)出口处铸坯情况，当检测到铸坯时发出信号，过渡辊道(5)开始运行；

S3、过渡辊道(5)末端设置有红外摄像机，用于检测铸坯运行到固定挡板(6)前的铸坯减速、铸坯到位停止信号，当检测到铸坯到位停止信号后，对出坯冷床二(7)发出信号，出坯冷床二(7)开始运行，运行周期与出坯冷床一(4)相同；

S4、出坯冷床二(7)的出口处设置有红外摄像机，用于检测出坯冷床二(7)出口处铸坯情况，当检测到铸坯时发出信号，收集台架(8)开始运行，运行一个行程后在接近开关控制下回到原位。

Images