CN217315140U - 线材生产线及其高精度产品智能化控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种线材生产线及其高精度产品智能化控制系统，线材生产线包括依次连接的加热炉、粗轧生产单元、中轧生产单元、预精轧生产单元和精轧生产单元；粗轧生产单元包括粗轧机组；中轧生产单元包括中轧机组；预精轧生产单元包括预精轧机组；精轧生产单元包括精轧机组。该实用新型通过在线材生产线的各个机组后均设置一个测径仪，通过测径仪实时监测各机组后的轧件尺寸变化情况，再结合控制系统可便于实现各机组轧件尺寸的闭环监测和调整，可减少调整工劳动强度及工作量，提高了劳动效率、生产稳定性、产品质量稳定性及通条性。

Description

线材生产线及其高精度产品智能化控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种线材生产线及其高精度产品智能化控制系统。

背景技术

线材作为钢铁行业的重要产品，其产品范围广，品类繁多，包含弹簧钢、轴承钢、帘线钢、合金结构钢、工具钢、螺纹钢等，广泛用于汽车、机械、桥梁、金属制品、建筑等国家重要行业。随着我国经济的快速持续发展，我国线材产量持续增加，2019年达到48714万吨，其产量达到我国粗钢产量的48.9%。

线材主轧线机组配置主要包括：加热炉、粗轧机组、中轧机组、预精轧机组、精轧机组、精轧后测径、减定径机组、减定径后测径、夹送辊吐丝机；棒材主轧线机组配置主要包括：加热炉、粗轧机组、中轧机组、精轧机组、精轧后测径、减定径机组、减定径后测径、倍尺飞剪、冷床。

为了提高线材产线产品的质量及产线的智能化，如产品尺寸精度、产品通条性、产品性能稳定性等，目前国内外厂家均在终轧机组前后配置测径仪，实时检测产品尺寸精度的变化，并结合调整工，定时调整轧机辊缝，并根据过钢情况适时进行轧槽、轧辊、辊环的更换，以确保最终产品满足客户需求，然而该种方法存在如下问题：

1、只在终轧机组前后配置测径仪，无法实时检测到前序粗、中轧机组机架各轧辊的磨损情况；

2、仅是在终轧机组前后配置测径仪，前序机组机架磨损情况无法进行有效控制；

3、终轧机组配置测径仪仅是检测作用，无法实现闭环控制，无法实现实时调整；

4、辊缝调整时，仅依靠调整工实际经验进行调整，对调整工的依赖性太强，无法做到质量的高精度控制；

5、人工调整辊缝时，生产环境恶劣，且不安全，易发生事故；

6、人工调整时，受操作精度影响，不同操作工调整后的精度存在差异；

7、全线的自动化、智能化首段不高，生产效率不高；

针对目前线材生产中存在的问题，来研发出的一种可实现生产线各机组轧件尺寸数据实时跟踪，以便于实现实时控制，减少调整工劳动强度及工作量的线材生产线及生产方法是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种棒材生产线，以解决现有棒材生产线不能实时跟踪生产线各机组轧件尺寸数据的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种棒材生产线，包括依次连接的加热炉、粗轧生产单元、中轧生产单元和精轧生产单元；所述粗轧生产单元包括粗轧机组以及依次设置在粗轧机组后的第一测径仪和第一飞剪；所述中轧生产单元包括中轧机组以及依次设置在中轧机组后的第二测径仪和第二飞剪；所述精轧生产单元包括精轧机组以及设置在精轧机组后的第一冷却装置、第三测径仪和第三飞剪。

进一步地，该棒材生产线还包括设置在所述精轧生产单元后的减定径生产单元；所述减定径生产单元包括减定径机组以及依次设置在减定径机组后的第二冷却装置和第四测径仪。

进一步地，所述第一冷却装置和第二冷却装置均为冷却水箱。

进一步地，该棒材生产线还包括依次设置在所述第四测径仪后的第三飞剪和第四冷却装置。

本实用新型的另一目的是提供一种适用于上述棒材生产线的高精度产品智能化控制系统，以解决现有棒材生产线控制系统不能对生产线的各机组进行及时调整的问题。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种适用于上述棒材生产线的高精度产品智能化控制系统，包括与粗轧生产单元连接的粗轧机组控制单元，与中轧生产单元连接的中轧机组控制单元以及与精轧生产单元连接的精轧机组控制单元；所述粗轧机组控制单元的输入端与所述第一测径仪的输出端连接，粗轧机组控制单元的输出端与粗轧机组辊缝调整机构连接；所述中轧机组控制单元的输入端与所述第二测径仪的输出端连接，中轧机组控制单元的输出端与中轧机组辊缝调整机构连接；所述精轧机组控制单元的输入端与所述第三测径仪的输出端连接，精轧机组控制单元的输出端与精轧机组辊缝调整机构连接。

进一步地，该控制系统还包括分别与粗轧机组控制单元的输出端连接的粗轧机组自动换辊换槽机构和粗轧机组导卫自动更换机构，分别与中轧机组控制单元的输出端连接的中轧机组自动换辊换槽机构和中轧机组导卫自动更换机构以及分别与精轧机组控制单元的输出端连接的精轧机组自动翻面机构、精轧机组自动换辊机构和精轧机组导卫自动更换机构连接。

进一步地，该棒材生产线还包括设置在所述精轧生产单元后的减定径生产单元；所述减定径生产单元包括减定径机组以及依次设置在减定径机组后的第二冷却装置和第四测径仪；该控制系统还包括与所述减定径生产单元连接的减定径机组控制单元；所述减定径机组控制单元的输入端与第四测径仪的输出端连接，减定径机组控制单元的输出端与减定径机组辊缝调整机构、减定径机组自动翻面机构、减定径机组自动换辊机构和减定径机组径导卫自动更换机构连接。

本实用新型的另一目的是提供一种线材生产线，以解决现有线材生产线不能实时跟踪生产线各机组轧件尺寸数据的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种线材生产线，包括依次连接的加热炉、粗轧生产单元、中轧生产单元、预精轧生产单元和精轧生产单元；粗轧生产单元包括粗轧机组以及依次设置在粗轧机组后的第一测径仪和第一飞剪；所述中轧生产单元包括中轧机组以及依次设置在中轧机组后的第二测径仪和第二飞剪；所述预精轧生产单元包括预精轧机组以及依次设置在所述预精轧机组后的第一冷却装置、第三测径仪和第三飞剪；所述精轧生产单元包括精轧机组以及设置在精轧机组后的第二冷却装置和第四测径仪。

进一步地，该线材生产线包括连设置在精轧生产单元后的减定径生产单元；所述减定径生产单元包括减定径机组以及依次设置在减定径机组后的第三冷却装置和第五测径仪。

进一步地，所述第一冷却装置、第二冷却装置和第三冷却装置均为冷却水箱。

本实用新型的另一目的是提供一种适用于上述线材生产线的高精度产品智能化控制系统，以解决现有线材生产线控制系统不能对生产线的各机组进行及时调整的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种适用于上述线材生产线的高精度产品智能化控制系统，包括与粗轧生产单元连接的粗轧机组控制单元、与中轧生产单元连接的中轧机组控制单元、与预精轧生产单元连接的预精轧机组控制单元以及与精轧生产单元连接的精轧机组控制单元；所述粗轧机组控制单元的输入端与所述第一测径仪的输出端连接，粗轧机组控制单元的输出端与粗轧机组辊缝调整机构连接；所述中轧机组控制单元的输入端与所述第二测径仪的输出端连接，中轧机组控制单元的输出端与中轧机组辊缝调整机构连接；所述预精轧机组控制单元的输入端与第三测径仪的输出端连接，预精轧机组控制单元的输出端与预精轧机组辊缝调整机构连接；所述精轧机组控制单元的输入端与所述第四测径仪的输出端连接，精轧机组控制单元的输出端与精轧机组辊缝调整机构连接。

进一步地，该控制系统还包括分别与粗轧机组控制单元的输出端连接的粗轧机组自动换辊换槽机构和粗轧机组导卫自动更换机构、分别与中轧机组控制单元的输出端连接的中轧机组自动换辊换槽机构和中轧机组导卫自动更换机构、分别与预精轧机组控制单元的输出端连接的预精轧机组自动换辊换槽机构、预精轧机组自动换辊机构和预精轧机组导卫自动更换机构以及分别与精轧机组控制单元的输出端连接的精轧机组自动翻面机构、精轧机组自动换辊机构和精轧机组导卫自动更换机构。

进一步地，所述精轧生产单元后连接有减定径生产单元；所述减定径生产单元包括减定径机组以及依次设置在减定径机组后的第三冷却装置和第五测径仪；该控制系统还包括与所述减定径生产单元连接的减定径机组控制单元；所述减定径机组控制单元的输入端与第五测径仪的输出端连接，减定径机组控制单元的输出端与减定径机组辊缝调整机构、减定径机组自动翻面机构、减定径机组自动换辊机构和减定径机组径导卫自动更换机构连接。

本实用新型的有益效果为：通过在线材生产线的各个机组后均设置一个测径仪，通过测径仪实时监测各机组后的轧件尺寸变化情况，再结合控制系统可便于实现各机组轧件尺寸的闭环监测和调整，可减少调整工劳动强度及工作量，提高了劳动效率、生产稳定性、产品质量稳定性及通条性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一个实施例的未配有减定径机组的线材生产线布置简图。

图2为本实用新型一个实例的配有减定径机组的线材生产线布置简图。

其中：1、加热炉；2、粗轧机组；21、第一测径仪；22、第一飞剪；3、中轧机组；31、第二测径仪；32、第二飞剪；4、预精轧机组；41、第一冷却装置；42、第三测径仪；43、第三飞剪；5、精轧机组；51、第二冷却装置；52、第四测径仪；6、减定径机组；61、第三冷却装置；62、第五测径仪；7、夹送辊及吐丝机。

具体实施方式

如图1和图2所示的一种线材生产线，包括依次连接的加热炉1、粗轧生产单元、中轧生产单元、预精轧生产单元和精轧生产单元；粗轧生产单元包括粗轧机组2以及依次设置在粗轧机组2后的第一测径仪21和第一飞剪22；所述中轧生产单元包括中轧机组3以及依次设置在中轧机组3后的第二测径仪31和第二飞剪32；所述预精轧生产单元包括预精轧机组54以及依次设置在所述预精轧机组54后的第一冷却装置、第三测径仪42和第三飞剪43；所述精轧生产单元包括精轧机组5以及设置在精轧机组5后的第二冷却装置51和第四测径仪52。

下面分别对线材生产线的各个机组的工作原理做详细说明：

粗轧机组轧制及测径原理：采用平立交替短应力线粗轧机组对经加热炉1加热后的坯料进行4~8道次轧制，也可采用无孔型轧制及孔型轧制，采用孔型轧制时，粗轧机组为箱型-箱型-椭圆-圆孔型系统；采用孔型轧制时，每一架轧机前后均设有导卫，粗轧机组2轧制后利用第一飞剪22对轧件进行头尾剪切，粗轧机组2后设置有第一测径仪21，第一测径仪21实时监测轧件头部直径、轧件中间直径及轧件尾部直径及椭圆度数据，并将监测到的数据发送至控制系统与尺寸标准数据进行实时对比。

中轧机组轧制及测径原理：对经粗轧机组2轧制并经第一飞剪22切头尾后的轧件进行4~6道次短应力线中轧机组轧制，轧制时孔型系统为椭圆-圆孔型系统，每一架轧机前后均设有导卫，中轧机组3轧制后利用第二飞剪32对轧件进行头尾剪切，中轧机组3后设置有第二测径仪31，第二测径仪31实时监测轧件头部直径、轧件中间直径及轧件尾部直径及椭圆度数据，并将监测到的数据发送至控制系统与尺寸标准数据进行实时对比。

预精轧机组轧制及测径原理：对经中轧机组3并经第二飞剪32切头尾后的轧件进行2~6道次预精轧机组轧制，轧制时孔型系统为椭圆-圆孔型系统，每一架轧机前后均设有导卫，中轧机组轧制后利用第三飞剪43进行头尾剪切，预精轧机组54后设置有第三测径仪42，第三测径仪42实时监测轧件头部、中间及尾部直径及椭圆度；并与尺寸标准设计值进行实时对比，若尺寸偏差大于限定值，则在轧制间隙进行辊缝调整，调整道次为指定道次机架，以确保预精轧机组机架出口尺寸椭圆度符合计算要求；为使精轧机更稳定或者来料需要过渡的，本线材生产线设预精轧。

精轧机组轧制及测径原理：对经预精轧机组54轧制并经第三飞剪43切头尾后的轧件进行2~6道次精轧机组轧制，轧制时孔型系统为椭圆-圆孔型系统，每一架轧机前后均设有导卫，精轧机组5后设置有第四测径仪52，第四测径仪52实时监测轧件头部直径、轧件中间直径及轧件尾部直径及椭圆度数据，并将监测到的数据发送至控制系统与尺寸标准数据进行实时对比。

根据本申请的一个实施例，该线材生产线包括连设置在精轧生产单元后的减定径生产单元；所述减定径生产单元包括减定径机组6以及依次设置在减定径机组6后的第三冷却装置61和第五测径仪62。

减定径机组轧制及测径：对经精轧机组5轧制后的轧件进行4道次悬臂45°顶交减定径机组轧制，轧制时孔型系统为椭圆-圆-圆-圆孔型系统，每一架轧机前后均设有导卫，减定径机组6后设置有第四测径仪52，第四测径仪52实时监测轧件头部直径、轧件中间直径及轧件尾部直径及椭圆度数据，并将监测到的数据发送至控制系统与尺寸标准数据进行实时对比。

根据本申请的一个实施例，所述第一冷却装置41、第二冷却装置51和第三冷却装置61均为冷却水箱。

根据本申请的一个实施例，本实用新型还公开了一种适用于上述线材生产线的高精度产品智能化控制系统，包括与粗轧生产单元连接的粗轧机组控制单元、与中轧生产单元连接的中轧机组控制单元、与预精轧生产单元连接的预精轧机组控制单元以及与精轧生产单元连接的精轧机组控制单元；所述粗轧机组控制单元的输入端与所述第一测径仪21的输出端连接，粗轧机组控制单元的输出端与粗轧机组辊缝调整机构连接；所述中轧机组控制单元的输入端与所述第二测径仪31的输出端连接，中轧机组控制单元的输出端与中轧机组辊缝调整机构连接；所述预精轧机组控制单元的输入端与第三测径仪42的输出端连接，预精轧机组控制单元的输出端与预精轧机组辊缝调整机构连接；所述精轧机组控制单元的输入端与所述第四测径仪52的输出端连接，精轧机组控制单元的输出端与精轧机组辊缝调整机构连接。上述粗轧机组辊缝调整机构、中轧机组辊缝调整机构、预精轧机组辊缝调整机构和精轧机组辊缝调整机构可采用现有的液压缸；当轧辊出现磨损时，通过利用液压缸将各机构的上下轧辊同步向中间同步调整，轧辊的移动距离可通过接近开关进行控制，当液压缸伸长推动轧辊接触接近开关，则停止推动动作，完成机组辊缝调成。

根据本申请的一个实施例，该控制系统还包括分别与粗轧机组控制单元的输出端连接的粗轧机组自动换辊换槽机构和粗轧机组导卫自动更换机构、分别与中轧机组控制单元的输出端连接的中轧机组自动换辊换槽机构和中轧机组导卫自动更换机构、分别与预精轧机组控制单元的输出端连接的预精轧机组自动换辊换槽机构、预精轧机组自动换辊机构和预精轧机组导卫自动更换机构以及分别与精轧机组控制单元的输出端连接的精轧机组自动翻面机构、精轧机组自动换辊机构和精轧机组导卫自动更换机构。上述自动换辊换槽机构、导卫自动更换机构、自动翻面机构均可采用现有只能机械臂进行换槽、换辊及导卫调整作业。当轧制一定吨数后，用辊缝调整已不能实现各机组轧件的尺寸精度时，需对部分机组进行换辊、翻面及导卫调整操作；并且，在调整后，需确保该机架轧制中心线、导卫中心线与轧制中心线对齐。

根据本申请的一个实施例，所述精轧生产单元后连接有减定径生产单元；所述减定径生产单元包括减定径机组6以及依次设置在减定径机组6后的第三冷却装置61和第五测径仪62；该控制系统还包括与所述减定径生产单元连接的减定径机组控制单元；所述减定径机组控制单元的输入端与第五测径仪62的输出端连接，减定径机组控制单元的输出端与减定径机组辊缝调整机构、减定径机组自动翻面机构、减定径机组自动换辊机构和减定径机组径导卫自动更换机构连接。当减定径机组的轧辊出现磨损时，可通过减定径机组辊缝调整机构对辊缝距离进行调整，当轧制一定吨数后，用辊缝调整已不能实现各减定径机组轧件的尺寸精度时，需对机组进行换辊、翻面及导卫调整操作；并且，在调整后，需确保该机架轧制中心线、导卫中心线与轧制中心线对齐。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种线材生产线，其特征在于，包括依次连接的加热炉、粗轧生产单元、中轧生产单元、预精轧生产单元和精轧生产单元；粗轧生产单元包括粗轧机组以及依次设置在粗轧机组后的第一测径仪和第一飞剪；所述中轧生产单元包括中轧机组以及依次设置在中轧机组后的第二测径仪和第二飞剪；所述预精轧生产单元包括预精轧机组以及依次设置在所述预精轧机组后的第一冷却装置、第三测径仪和第三飞剪；所述精轧生产单元包括精轧机组以及设置在精轧机组后的第二冷却装置和第四测径仪。

2.根据权利要求1所述的线材生产线，其特征在于，该线材生产线包括设置在精轧生产单元后的减定径生产单元；所述减定径生产单元包括减定径机组以及依次设置在减定径机组后的第三冷却装置和第五测径仪。

3.根据权利要求1所述的线材生产线，其特征在于，所述第一冷却装置和第二冷却装置均为冷却水箱。

4.根据权利要求2所述的线材生产线，其特征在于，所述第三冷却装置为冷却水箱。

5.一种适用于权利要求1或2所述的线材生产线的高精度产品智能化控制系统，其特征在于，包括与粗轧生产单元连接的粗轧机组控制单元、与中轧生产单元连接的中轧机组控制单元、与预精轧生产单元连接的预精轧机组控制单元以及与精轧生产单元连接的精轧机组控制单元；所述粗轧机组控制单元的输入端与所述第一测径仪的输出端连接，粗轧机组控制单元的输出端与粗轧机组辊缝调整机构连接；所述中轧机组控制单元的输入端与所述第二测径仪的输出端连接，中轧机组控制单元的输出端与中轧机组辊缝调整机构连接；所述预精轧机组控制单元的输入端与第三测径仪的输出端连接，预精轧机组控制单元的输出端与预精轧机组辊缝调整机构连接；所述精轧机组控制单元的输入端与所述第四测径仪的输出端连接，精轧机组控制单元的输出端与精轧机组辊缝调整机构连接。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，该控制系统还包括分别与粗轧机组控制单元的输出端连接的粗轧机组自动换辊换槽机构和粗轧机组导卫自动更换机构、分别与中轧机组控制单元的输出端连接的中轧机组自动换辊换槽机构和中轧机组导卫自动更换机构、分别与预精轧机组控制单元的输出端连接的预精轧机组自动换辊换槽机构、预精轧机组自动换辊机构和预精轧机组导卫自动更换机构以及分别与精轧机组控制单元的输出端连接的精轧机组自动翻面机构、精轧机组自动换辊机构和精轧机组导卫自动更换机构。

7.根据权利要求5或6所述的控制系统，其特征在于，所述精轧生产单元后连接有减定径生产单元；所述减定径生产单元包括减定径机组以及依次设置在减定径机组后的第三冷却装置和第五测径仪；该控制系统还包括与所述减定径生产单元连接的减定径机组控制单元；所述减定径机组控制单元的输入端与第五测径仪的输出端连接，减定径机组控制单元的输出端与减定径机组辊缝调整机构、减定径机组自动翻面机构、减定径机组自动换辊机构和减定径机组径导卫自动更换机构连接。

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