CN115591939A - 一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法 - Google Patents

一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法 Download PDF

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    • B21B43/003—Transfer to bed

Abstract

本发明提供了一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法，涉及连铸机技术领域，包括以下步骤：S1：获取参数：连铸机最高工作拉速V拉，连铸机流数S，连铸机最大定尺长度L定，火切机到冷床出坯辊道的距离L输，出坯辊道的距离L出，移坯车从初始位到最远推坯位置的距离L移，移坯车的最大推坯速度V移，移坯车一次推坯根数M；S2：计算移坯车从初始位到最远推坯位置的时间T单程：T单程＝L移/V移；本发明利用现场参数数据推导出可适用于二层式冷床结构出坯系统的计算模型，可有针对性的判断在什么拉速情况下的自动化出坯程序设计的方向，且可以判断现有方坯连铸机二层式冷床系统是否具备实现出坯系统自动化设计的能力。

Description

一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法
技术领域
本发明涉及连铸机技术领域，尤其涉及一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法。
背景技术
方坯连铸机自动出坯系统主要是指在切割机对铸坯进行定心切割完成后，铸坯经输送辊道运输到达冷床，经冷床分坯后或进入轧钢、或进入收集台架的总合，该方坯连铸机出坯系统设备组成为：切割机-输送辊道-出坯辊道-翻钢机-推钢机 -热送辊道-冷床；
在冶金行业中，高拉速连铸技术的发展，辊道出坯逐渐成为劳动强度集中的区域，为了减少简单重复劳动的人工操作失误，自动出坯系统越来越受钢厂的重视，但是由于方坯连铸机出坯系统动作复杂，关联性较强，其出坯系统的全自动程序基本在钢厂没有实现工业化应用，基本上处于半自动化或手动操作的状态，其中，指导连铸机能否进行出坯系统自动化设计，和采取那一种出坯自动化设计是重要的难点，因此，本发明提出一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法，该二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法利用现场参数数据推导出可适用于二层式冷床结构出坯系统的计算模型，可有针对性的判断在什么拉速情况下的自动化出坯程序设计的方向。
为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法，包括以下步骤：
S1：获取参数：连铸机最高工作拉速V拉，连铸机流数S，连铸机最大定尺长度L定，火切机到冷床出坯辊道的距离L输，出坯辊道的距离L出，移坯车从初始位到最远推坯位置的距离L移，移坯车的最大推坯速度V移，移坯车一次推坯根数M；
S2：计算移坯车从初始位到最远推坯位置的时间T单程：T单程＝L移/V移；
S3：根据铸机流次数S与移坯车推坯根数M存在的差距，以反比计算此时火切机切割点到冷床出坯辊道的距离，以L输
Figure RE-GDA0003945611570000021
定确定其差异距离；
S4：火切机后的铸坯到达冷床的时间必须大于冷床翻坯移坯返回的总时间：TS＞T全程，导入公式中TS＝(L输-L定)/V拉,得出推导公式：
{(L输-L定)/V拉}*k＞2L移/V移+MT翻 (公式1)
其中K为铸机类型影响出坯系统的参数、T翻是铸机每流铸坯从出坯辊道经翻钢机翻起铸坯到二层滑条架上后，翻钢机落下回到原位置的总时间；当满足公式1的条件，则此台方坯连铸机具备实现出坯系统自动化设计的能力；
S5：根据实际操作判断方坯连铸机的自动化设计理想化条件，此工作流程的自动化判断模型公式为：
{M*L定/(2L移/V移+MT翻)/S}*k＞V拉 (公式2)
其中，公式2中的K值与公式1的取值相同，公式2用于判断实现理想化条件下的拉速；
步骤六：通过下列模型公式判断在移坯时是否允许翻坯的自动化设计：
{M*L定/(2L移/V移+(M-2)T翻)}*k/S＞V拉 (公式3)。
进一步改进在于：所述S1中，获取参数来自二层式冷床方坯连铸机，以此出坯系统为对像，针对高拉速条件下进行自动出坯设计。
进一步改进在于：所述S1中，实现二层式冷床方坯连铸机全自动出坯系统基于：保障出坯系统全自动运行过程中不出现堵坯事故或与工艺流程不配套的情况。
进一步改进在于：所述S3中，设定铸机在切割完移坯车需推坯的根数后，一起全部送到出坯辊道，翻钢机开始翻坯，移坯车开始自动推坯，此时火切机切割点到冷床出坯辊道末端的有效长度为L输，设定辊道不动作，完全靠拉矫机的驱动力推动铸坯前进，铸机按最高拉速进行拉钢，其到达出坯辊道距离所需的时间TS,必须小于移坯车推坯返回的时间总和2T单程，规避在出坯辊道堵坯事故的发生，铸机流次数S与移坯车推坯根数M存在的差距越大，其计算此时火切机切割点到出坯辊道的距离则越短，用L输
Figure RE-GDA0003945611570000031
定来确定其差异距离。
进一步改进在于：所述S4中，在连铸机上实现全自动出坯的先决条件是切割机后的铸坯到达冷床的时间必须大于冷床翻坯移坯返回的总时间。
进一步改进在于：所述S5中，根据实际操作判断方坯连铸机的自动化设计理想化条件，具体为：连铸机生产所需冷床推坯支数M，移坯车处于起始位，连铸机每流依次将M根铸坯翻到滑条架上后，移坯车再开始运行，将滑条架上的M 根铸坯逐步收集推运到热送辊道或冷床收集台架上，移坯车再返回至起始位，以此用公式2作为此工作流程的自动化判断模型。
进一步改进在于：所述S6中，在移坯车进行推坯动作时允许翻钢机的翻坯动作执行，用于节约M根坯的翻钢时间T翻，实现此台方坯连铸机的出坯系统自动化程序设计，以此通过公式3判断在移坯时是否允许翻坯自动化设计。
本发明的有益效果为：
1、本发明利用现场参数数据推导出可适用于二层式冷床结构出坯系统的计算模型，可有针对性的判断在什么拉速情况下的自动化出坯程序设计的方向。
2、本发明可以判断现有方坯连铸机二层式冷床系统是否具备实现出坯系统自动化设计的能力，为后续的系统设计提供理论依据。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的验证例示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一
根据图1所示，本实施例提出了一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法，包括以下步骤：
S1：获取参数：连铸机最高工作拉速V拉，连铸机流数S，连铸机最大定尺长度L定，火切机到冷床出坯辊道的距离L输，出坯辊道的距离L出，移坯车从初始位到最远推坯位置的距离L移，移坯车的最大推坯速度V移，移坯车一次推坯根数M；
S2：计算移坯车从初始位到最远推坯位置的时间T单程：T单程＝L移/V移；
S3：根据铸机流次数S与移坯车推坯根数M存在的差距，以反比计算此时火切机切割点到冷床出坯辊道的距离，以L输
Figure RE-GDA0003945611570000041
定确定其差异距离；
S4：火切机后的铸坯到达冷床的时间必须大于冷床翻坯移坯返回的总时间： TS＞T全程，导入公式中TS＝(L输-L定)/V拉,得出推导公式：
{(L输-L定)/V拉}*k＞2L移/V移+MT翻 (公式1)
其中K为铸机类型影响出坯系统的参数、T翻是铸机每流铸坯从出坯辊道经翻钢机翻起铸坯到二层滑条架上后，翻钢机落下回到原位置的总时间；当满足公式1的条件，则此台方坯连铸机具备实现出坯系统自动化设计的能力；
S5：根据实际操作判断方坯连铸机的自动化设计理想化条件，此工作流程的自动化判断模型公式为：
{M*L定/(2L移/V移+MT翻)/S}*k＞V拉 (公式2)
其中，公式2中的K值与公式1的取值相同，公式2用于判断实现理想化条件下的拉速；
步骤六：通过下列模型公式判断在移坯时是否允许翻坯的自动化设计：
{M*L定/(2L移/V移+(M-2)T翻)}*k/S＞V拉 (公式3)。
本发明利用现场参数数据推导出可适用于二层式冷床结构出坯系统的计算模型，可有针对性的判断在什么拉速情况下、一次推坯铸坯根数情况下的自动化出坯程序设计的方向。
实施例二
根据图1所示，本实施例提出了一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法，包括以下步骤：
获取参数：连铸机最高工作拉速V拉，连铸机流数S，连铸机最大定尺长度L 定，火切机到冷床出坯辊道的距离L输，出坯辊道的距离L出，移坯车从初始位到最远推坯位置的距离L移，移坯车的最大推坯速度V移，移坯车一次推坯根数 M，获取参数来自二层式冷床方坯连铸机，以此出坯系统为对像，针对高拉速条件下进行自动出坯设计，实现二层式冷床方坯连铸机全自动出坯系统基于：保障出坯系统全自动运行过程中不出现堵坯事故或与工艺流程不配套的情况；
计算移坯车从初始位到最远推坯位置的时间T单程：T单程＝L移/V移；
设定铸机在切割完移坯车需推坯的根数后，一起全部送到出坯辊道，翻钢机开始翻坯，移坯车开始自动推坯，此时火切机切割点到冷床出坯辊道末端的有效长度为L输，设定辊道不动作，完全靠拉矫机的驱动力推动铸坯前进，铸机按最高拉速进行拉钢，其到达出坯辊道距离所需的时间TS,必须小于移坯车推坯返回的时间总和2T单程，规避在出坯辊道堵坯事故的发生，铸机流次数S与移坯车推坯根数M存在的差距越大，其计算此时火切机切割点到出坯辊道的距离则越短，用L输
Figure RE-GDA0003945611570000061
定来确定其差异距离；
在连铸机上实现全自动出坯的先决条件是切割机后的铸坯到达冷床的时间必须大于冷床翻坯移坯返回的总时间：TS＞T全程，导入公式中TS＝(L输-L定)/V 拉,得出推导公式：
{(L输-L定)/V拉}*k＞2L移/V移+MT翻 (公式1)
其中K为铸机类型影响出坯系统的参数、T翻是铸机每流铸坯从出坯辊道经翻钢机翻起铸坯到二层滑条架上后，翻钢机落下回到原位置的总时间；当满足公式1的条件，则此台方坯连铸机具备实现出坯系统自动化设计的能力；本发明可以判断现有方坯连铸机二层式冷床系统是否具备实现出坯系统自动化设计的能力，为后续的系统设计提供理论依据。
根据实际操作判断方坯连铸机的自动化设计理想化条件，具体为：连铸机生产所需冷床推坯支数M，移坯车处于起始位，连铸机每流依次将M根铸坯翻到滑条架上后，移坯车再开始运行，将滑条架上的M根铸坯逐步收集推运到热送辊道或冷床收集台架上，移坯车再返回至起始位，此工作流程的自动化判断模型公式为：
{M*L定/(2L移/V移+MT翻)/S}*k＞V拉 (公式2)
其中，公式2中的K值与公式1的取值相同，公式2用于判断实现理想化条件下的拉速；本发明利用现场参数数据推导出可适用于二层式冷床结构出坯系统的计算模型，可有针对性的判断在什么拉速情况下、一次推坯铸坯根数情况下的自动化出坯程序设计的方向。
在移坯车进行推坯动作时允许翻钢机的翻坯动作执行，用于节约M根坯的翻钢时间T翻，实现此台方坯连铸机的出坯系统自动化程序设计，通过下列模型公式判断在移坯时是否允许翻坯的自动化设计：
{M*L定/(2L移/V移+(M-2)T翻)}*k/S＞V拉(公式3)。本发明利用现场参数数据推导出可适用于二层式冷床结构出坯系统的计算模型，可有针对性的判断在什么拉速情况下、一次推坯铸坯根数情况下的自动化出坯程序设计的方向。
实施例三
本实施例提出了一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法，包括以下步骤：
应用{(L输-L定)/V拉}*k＞2L移/V移+MT翻来进行方坯铸机的二层式冷床结构自动化出坯系统判断；
应用公式2和公式3来进行二层式冷床结构出坯系统的翻坯设计；
应用公式2和公式3来进行二层式冷床结构出坯系统冷床出坯根数的推算；
应用公式2和公式3来进行二层式冷床结构出坯系统铸机拉速与出坯的判断。
验证例：
图2为广东某钢厂连铸机火切机到出坯辊道的平面布置图，以图2广东某钢厂五机五流铸机为例，设计自动出坯系统，图2标明的是5流方坯连铸机从输送辊道到冷床出坯的系统，方坯从输送辊道开始到达冷床辊道，再从冷床辊道翻起到第二层滑条座上，经移坯车推坯，分向二个方向；第一方向为经热送辊道到达轧钢，第二方向为经翻转冷床到达收集台加，经吊车下线码垛，研究的是从输送辊道出坯开始到冷床分坯的总过程，不考虑二个方向分坯的系统：
连铸机最高工作拉速V拉＝5.2m/min
连铸机流数S＝5
连铸机最大定尺长度L定＝12.156m
火切机到冷床出坯辊道的距离L输＝19.611m
出坯辊道的距离L出＝13.2m
移坯车从初始位到最远推坯位置的距离L移＝9.06m
移坯车的最大推坯速度V移＝18.4m/min，实际V移＝12.17m/min
移坯车一次推坯根数M＝4
移坯车从初始位到最远推坯位置的时间T单程
每流翻钢机全过程翻坯动作的时间T翻＝6秒＝0.1min
根据公式1{(L输
Figure RE-GDA0003945611570000081
定)/V拉}*k＞2L移/V移+MT翻进行核算
Figure RE-GDA0003945611570000082
其结果为：2.71＞1.8
结论是：此钢厂连铸机可以在现有最高拉速5.2m/min下实现自动出坯系统的设计。
根据公式2：移坯推坯运行时，翻钢机不进行翻坯动作的自动化程序设计：{M*L定/(2L移/V移+MT翻)/S}*k＞V拉
{4*12.156/(2*9.06/12.17+4*0.1)/5}*0.85＞5.2
其计算结果是：4.32≯5.2
结论是：此钢厂不能实现在移坯车运行中，翻钢机不进行翻坯的程序设计。如要实现公式2的设定理想自动化程序设计条件，则连铸机的拉速要降到 4.32m/min以下。
根据公式3：移坯车运行时，翻钢机实现翻坯动作时的自动化程序设计为：
{M*L定/(2L移/V移+(M-2)T翻)}*k/S＞V拉
{4*12.156/(2*9.06/12.17+(4-2)*0.1)/5}*0.85＞5.2
其计算结果是：5.55＞5.2
结论是：此钢厂能实现在移坯车运行中，翻钢机能进行翻坯的程序设计。铸机最高拉速可以在5.55m/min以下实现出坯系统自动化的程序设计。
该二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法利用现场参数数据推导出可适用于二层式冷床结构出坯系统的计算模型，可有针对性的判断在什么拉速情况下、一次推坯铸坯根数情况下的自动化出坯程序设计的方向，本发明可以简明的计算出二层式冷床结构出坯系统的出坯方式，本发明可以判断现有方坯连铸机二层式冷床系统是否具备实现出坯系统自动化设计的能力，为后续的系统设计提供理论依据。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取参数：连铸机最高工作拉速V拉，连铸机流数S，连铸机最大定尺长度L定，火切机到冷床出坯辊道的距离L输，出坯辊道的距离L出，移坯车从初始位到最远推坯位置的距离L移，移坯车的最大推坯速度V移，移坯车一次推坯根数M；
S2：计算移坯车从初始位到最远推坯位置的时间T单程：T单程＝L移/V移；
S3：根据铸机流次数S与移坯车推坯根数M存在的差距，以反比计算此时火切机切割点到冷床出坯辊道的距离，以L输-L定确定其差异距离；
S4：火切机后的铸坯到达冷床的时间必须大于冷床翻坯移坯返回的总时间：TS＞T全程，导入公式中TS＝(L输-L定)/V拉,得出推导公式：
{(L输-L定)/V拉}*k＞2L移/V移+MT翻 (公式1)
其中K为铸机类型影响出坯系统的参数、T翻是铸机每流铸坯从出坯辊道经翻钢机翻起铸坯到二层滑条架上后，翻钢机落下回到原位置的总时间；当满足公式1的条件，则此台方坯连铸机具备实现出坯系统自动化设计的能力；
S5：根据实际操作判断方坯连铸机的自动化设计理想化条件，此工作流程的自动化判断模型公式为：
{M*L定/(2L移/V移+MT翻)/S}*k＞V拉 (公式2)
其中，公式2中的K值与公式1的取值相同，公式2用于判断实现理想化条件下的拉速；
步骤六：通过下列模型公式判断在移坯时是否允许翻坯的自动化设计：
{M*L定/(2L移/V移+(M-2)T翻)}*k/S＞V拉 (公式3)。
2.根据权利要求1所述的一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法，其特征在于：所述S1中，获取参数来自二层式冷床方坯连铸机，以此出坯系统为对像，针对高拉速条件下进行自动出坯设计。
3.根据权利要求2所述的一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法，其特征在于：所述S1中，实现二层式冷床方坯连铸机全自动出坯系统基于：保障出坯系统全自动运行过程中不出现堵坯事故或与工艺流程不配套的情况。
4.根据权利要求3所述的一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法，其特征在于：所述S3中，设定铸机在切割完移坯车需推坯的根数后，一起全部送到出坯辊道，翻钢机开始翻坯，移坯车开始自动推坯，此时火切机切割点到冷床出坯辊道末端的有效长度为L输，设定辊道不动作，完全靠拉矫机的驱动力推动铸坯前进，铸机按最高拉速进行拉钢，其到达出坯辊道距离所需的时间TS,必须小于移坯车推坯返回的时间总和2T单程，规避在出坯辊道堵坯事故的发生，铸机流次数S与移坯车推坯根数M存在的差距越大，其计算此时火切机切割点到出坯辊道的距离则越短，用L输-L定来确定其差异距离。
5.根据权利要求4所述的一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法，其特征在于：所述S4中，在连铸机上实现全自动出坯的先决条件是切割机后的铸坯到达冷床的时间必须大于冷床翻坯移坯返回的总时间。
6.根据权利要求5所述的一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法，其特征在于：所述S5中，根据实际操作判断方坯连铸机的自动化设计理想化条件，具体为：连铸机生产所需冷床推坯支数M，移坯车处于起始位，连铸机每流依次将M根铸坯翻到滑条架上后，移坯车再开始运行，将滑条架上的M根铸坯逐步收集推运到热送辊道或冷床收集台架上，移坯车再返回至起始位，以此用公式2作为此工作流程的自动化判断模型。
7.根据权利要求6所述的一种二层式冷床方坯连铸机自动出坯系统设计方法，其特征在于：所述S6中，在移坯车进行推坯动作时允许翻钢机的翻坯动作执行，用于节约M根坯的翻钢时间T翻，实现此台方坯连铸机的出坯系统自动化程序设计，以此通过公式3判断在移坯时是否允许翻坯自动化设计。
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