一種近程免加熱直接軋制控制系統的製作方法

2023-10-23 02:30:27 1

本實用新型屬於機械自動化控制領域，特別涉及一種用於生產建築用材的生產控制技術。

背景技術：

目前熱軋生產建築用材的熱送生產方式，是從連鑄機拉出後通過熱送輥道送至軋鋼車間的加熱爐進行加熱，然後再送到軋機中進行高溫軋制。這種生產方式需要對坯料進行二次加熱，不但增加了對加熱設備及燃料的投資，增加了能源消耗及人力等生產成本，也增加了金屬的損耗，佔用更大的場地面積。熱軋中的加熱爐是鋼材生產中能源消耗和汙染物排放比較高的部分，沿用傳統工藝無法實現大幅度節約能源的目的。

連鑄連軋是目前軋鋼領域公認的經濟、有效的生產工藝，在板材和帶材生產領域已得到了廣泛的應用，但是在長材和棒材領域的成果並不多見。國際上曾經在棒線材生產中探索過取消傳統加熱爐的方法，但是仍然須對鑄坯進行在線補熱。中國國內冶金行業近年來也一直在積極尋求進一步節能減排的途徑。其中有的廠家也嘗試過棒線材的低溫軋制，雖然取得了一些節能效果，但是一直未能成為主流的軋制技術。

由於近程免加熱直接軋制生產建築用材的生產工藝中，對於連鑄生產無缺陷高溫坯料的要求很高，此外在熱送軋制的生產節奏控制方面要求自動化控制水平較高，因此有必要設計一種免加熱直接軋制生產建築用材的生產控制系統，以滿足生產需求。

技術實現要素：

針對目前熱軋生產建築用材技術生產成本和能耗高的問題，為有效實現近程免加熱直接軋制小方坯生產建築用材，本實用新型目的在於提供一種可用於近程免加熱直接軋制生產建築用材的生產控制系統。通過該控制系統能夠按照軋鋼工序的生產節奏需求將連鑄生產的無缺陷高溫坯料採用熱送輥道及時輸送至軋鋼生產線，解決了熱軋生產建築用材生產能耗高的問題，大大降低熱軋生產建築用材的生產成本和能耗。

為了達到上述目的，本實用新型採用如下的技術方案：

一種近程免加熱直接軋制控制系統，其包括：計算機監控系統、熱送工藝控制系統、鑄坯熱送判定系統、輥道控制系統以及鑄坯熱送控制系統，所述熱送工藝控制系統控制小方坯連鑄機；所述鑄坯熱送判定系統與輥道控制系統連接，所述輥道控制系統控制連接熱送輥道，所述鑄坯熱送控制系統與軋鋼生產線中的軋鋼系統通信連接；所述計算機監控系統控制連接熱送工藝控制系統、鑄坯熱送判定系統、輥道控制系統以及鑄坯熱送控制系統。

優選的，所述熱送輥道受控於輥道控制系統，並連接出坯輥道和軋鋼生產線。

優選的，所述熱送輥道的寬度從連鑄機向軋鋼生產線的方向上逐漸減小至單根鑄坯通過，將無缺陷高溫鑄坯直接送至軋鋼生產線；同時根據鑄機與軋鋼生產線的位置實現爬坡和轉彎，將各流鑄坯在溫度允許的時間內快速將鑄坯輸送至軋鋼生產線或者將不符合熱送條件的鑄坯送至鑄坯下線裝置。

優選的，所述鑄坯熱送控制系統保證至少有一根鑄坯停留在熱送輥道上待軋；若當前鑄坯需要等待時間過長將造成溫度過低時，則將該鑄坯送入下線裝置進行冷卻。

本實用新型提供的生產控制方案能夠高效且可靠的對近程免加熱直接軋制小方坯生產建築用材的進行生產控制，提高了生產效率，保證了鑄坯質量和軋鋼熱送直接軋制的作業率，且控制系統成本低，經濟實惠。

利用本生產控制方案，可實現近程免加熱直接軋制小方坯生產建築用材，有效實現連鑄坯直接軋制工藝，取消了傳統加熱爐，充分利用連鑄高拉速技術，充分利用高溫鑄坯的顯熱，充分利用鑄坯芯部溫度高、變形抗力低的特點，降低了鑄坯加熱過程的能耗，降低了金屬損耗，提高了收得率；縮短了生產線長度，簡化了工藝流程，減少了加熱爐區域的設備、耐材、人工費用、廠房投資；降低操作和維修費用；減少尾氣排放，利於環境保護。

附圖說明

以下結合附圖和具體實施方式來進一步說明本實用新型。

圖1為本實用新型實例中近程免加熱直接軋制建築用材的生產裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型實例中近程免加熱直接軋制控制系統的系統原理圖；

圖3為本實用新型實例中生產控制系統進行應用的原理圖。

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。

參見圖1，本實例方案針對的近程免加熱直接軋制建築用材的生產裝置，主要包括依次緊密連接的連鑄機1、鑄坯切割裝置2、出坯輥道3、熱送輥道4、冷床5、鑄坯下線裝置6以及軋鋼生產線7。

該生產裝置中的連鑄機1為常規多流連鑄機，每流均設有出坯輥道3，通過熱送輥道4將無缺陷高溫坯送至軋鋼生產線7。

其中，出坯輥道3和熱送運輸輥道4均設有鑄坯下線裝置，分別為冷床5和鑄坯下線裝置6；且熱送運輸輥道寬度從連鑄機向軋鋼生產線的方向上逐漸減小至單根鑄坯通過，根據鑄機與軋鋼生產線的位置實現爬坡和轉彎等功能。

該生產裝置中涉及的連鑄坯，採用斷面尺寸為120mm×120mm～160mm×160mm，長度為3～9m的小方坯。

該生產裝置中的每流出坯輥道和鑄坯熱送輥道為變頻輥道，分組進行控制。

為控制上述的建築用材生產裝置可高效、可靠的進行連鑄坯的近程免加熱直接軋制為建築用材，本方案提供一套近程免加熱直接軋制生產建築用材的生產控制系統。

參見圖2和圖3，該生產控制系統主要包括：

計算機監控系統，主要實現對設備運行過程中的熱送工藝控制系統、鑄坯熱送判定系統、輥道控制系統以及鑄坯熱送控制系統的監控；

熱送工藝控制系統，針對直接軋制所要求的無缺陷高溫坯的生產進行工藝控制，通過控制連鑄機1結晶器銅管參數和動態二冷配水參數實現；

鑄坯熱送判定系統，根據熱送判定條件確定由鑄坯切割裝置2切割完成的位於出坯輥道3上的鑄坯是否符合熱送條件，從而決定該根鑄坯的去向：送至熱送輥道4、下線至冷床5；

輥道控制系統，通過控制連接出坯輥道3和軋鋼生產線7的熱送輥道4，根據熱送判定結果將各流鑄坯在溫度允許的時間內快速將鑄坯輸送至軋鋼生產線7或者將不符合熱送條件的鑄坯送至鑄坯下線裝置6；

鑄坯熱送控制系統，根據軋鋼實時生產作業計劃，判定當前鑄坯的去向：待軋、送至軋機生產線7、下線至鑄坯下線裝置6。

在具體實現時，本系統中的計算機監控系統主要實現對生產過程中的熱送工藝控制系統、鑄坯熱送判定系統、輥道控制系統以及鑄坯熱送控制系統的監控。該計算機監控系統由相應的監控計算機來實現。

本系統中的熱送工藝控制系統針對直接軋制所要求的無缺陷高溫坯的生產進行工藝控制，通過控制連鑄機1的結晶器銅管參數和動態二冷配水參數實現。該熱送工藝控制系統由相應的PC機或單片機來實現，通過該熱送工藝控制系統保證了直接軋制需要的無缺陷和高溫連鑄坯。

本系統中的鑄坯熱送判定系統可根據熱送判定條件確定鑄坯是否符合熱送條件，從而決定該根鑄坯的去向：送至熱送輥道4、下線至鑄坯下線裝置冷床5。該鑄坯熱送判定系統由相應的PC機或單片機來實現，並與輥道控制系統配合，將僅將合格的鑄坯(預測進入軋機軋制時，鑄坯表面溫度為950℃-1050℃)送至熱送輥道4，不符合溫度要求的鑄坯則進入鑄坯下線裝置冷床5。

本系統中的輥道控制系統，通過控制連接出坯輥道3和軋鋼生產線7的熱送輥道4，該熱送輥道4寬度從連鑄機向軋鋼生產線的方向上逐漸減小至單根鑄坯通過，將無缺陷高溫鑄坯直接送至軋鋼生產線7；同時根據鑄機與軋鋼生產線的位置可實現爬坡和轉彎等功能。將各流鑄坯在溫度允許的時間內快速將鑄坯輸送至軋鋼生產線7或者將不符合熱送條件的鑄坯送至鑄坯下線裝置冷床5。

本系統中的鑄坯熱送控制系統，可根據軋鋼作業計劃，判定當前鑄坯的去向：待軋、送至軋機生產線7、下線至鑄坯下線裝置6。

在具體實現時，本系統中的鑄坯熱送控制系統與軋鋼生產線中的軋鋼系統進行通訊連接，根據軋鋼生產線的實時生產作業計劃，及時將符合熱送狀態的鑄坯通過熱送輥道4輸送至軋鋼生產線7；為充分發揮軋機的產能，保證至少有一根鑄坯停留在熱送輥道4上待軋，從而保證軋機的作業率；如因軋制生產節奏的緣故，鑄坯需要等待時間過長將造成溫度過低時，則將該鑄坯送入下線裝置6進行冷卻。

據此，生產裝置在控制系統的控制下自動進行近程免加熱直接軋制建築用材的過程如下：

(1)多流連鑄機1按熱送工藝要求進入熱送模式進行生產；

(2)鑄坯達到設定的定尺後(對於斷面尺寸為120mm×120mm～160mm×160mm，長度為3～9m的小方坯)，鑄坯切割裝置2將鑄坯迅速切斷進入出坯輥道3；

(3)鑄坯熱送控制系統自動根據軋鋼的生產需求將符合熱送狀態的鑄坯通過熱送輥道4輸送至軋鋼生產線7或將不符合軋制需求的鑄坯送入下線裝置冷床5進行冷卻；

(4)符合直接軋制溫度要求的鑄坯在熱送輥道4高速輸送的同時，根據連鑄機與軋鋼生產線的位置，實現爬坡和轉彎功能；

(5)鑄坯到達軋鋼生產線7入口附近，減速並按照軋機生產計劃進行短時間的等待或直接進入軋機進行低溫直接軋制，其中開軋時鑄坯表面溫度不低於950℃；

(6)當軋鋼生產線進行檢修或事故暫停時，或連鑄坯產量大於軋鋼產量時，多餘的鑄坯通過鑄坯下線裝置6進行冷卻。

在整個生產過程中，基於本控制系統可方便的實現人機對話，方便控制管理。

同時，基於本控制系統對近程免加熱直接軋制小方坯生產建築用材的進行生產控制，提高了生產效率，保證了鑄坯質量和軋鋼熱送直接軋制的作業率，且控制系統成本低，經濟實惠。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。