CN114967627A - 一种连铸-热轧工艺铸轧一体化物料跟踪及调度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种连铸‑热轧工艺铸轧一体化物料跟踪及调度方法。所述的方法为实时获取连铸机生产计划和各设备实时生产数据，计算连铸坯至连铸冷床1#挡板前的温度，结合现有辊道上铸坯位置信息，判断铸坯是否需要在1#挡板处等待，如需等待则计算等待时间，以及达到等待时间后的铸坯温度。本发明针对连铸‑热轧生产工艺，以铸坯实时跟踪为手段，实现产线铸坯的智能调度。以机器视觉、热金属检测仪两种方式为手段，加上自行开发的温度演变算法，对自连铸至轧机的铸坯信息(位置、状态、温度等)进行跟踪、记录。满足直轧、热送、冷装三种生产模式的切换需求。
Description
技术领域
本发明涉及领域为钢铁工业连铸-热轧工艺，特别是普通或合金钢棒材热轧棒材轧制生产线，提供了一种铸轧一体化物料跟踪及调度方法。主要通过对设备状态监控、生产异常状况判断、作业实绩记录等，建立连铸-热轧合理衔接和一体化生产调度。
背景技术
在钢铁生产流程中，无论是以铁矿石为原料的长流程还是电炉炼钢的短流程，连铸和热轧都是不可或缺的两大关键工序。它们之间呈现顺序加工关系，不仅存在物流平衡和资源平衡问题，而且由于高温作业，还存在着能量平衡和时间平衡问题。20世纪80年代以来，围绕节能而广泛推广的热送热装工艺实现了连铸-热轧的一体化生产，使钢铁生产工艺流程发生了根本性转变，可为企业带来极大的经济效益，但同时也给生产管理提出了更高的要求。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供一种连铸-热轧工艺铸轧一体化物料跟踪及调度方法，以实现铸坯高温入加热炉或高温直接轧制，降低***能耗，缩短生产周期。
为达到上述目的，本发明连铸-热轧工艺铸轧一体化物料跟踪及调度方法，所述的方法为实时获取连铸机生产计划和各设备实时生产数据，计算连铸坯至连铸冷床1#挡板前的温度，结合现有辊道上铸坯位置信息，判断铸坯是否需要在1#挡板处等待，如需等待则计算等待时间，以及达到等待时间后的铸坯温度。
进一步的，所述的各设备实时生产数据包括：连铸机火焰切割信号、连铸机各流拉速、连铸冷床信号(翻钢信号、移坯车信号、挡板信号)、连铸-第一架轧机区段的各段辊道速度、连铸至第一架轧机区段的所有热金属检测仪信号、冷坯上料台架动作信号、炉前剔废信号、铸坯进/出加热炉信号、炉后剔废信号、第一架轧机咬钢信号和/或第一架轧机咬入速度。
进一步的，所述的计算连铸坯至连铸冷床1#挡板前的温度是采用差分算法计算连铸坯至连铸冷床1#挡板前的温度。
进一步的，对于直轧生产模式，还包括下述步骤：
结合所有铸坯位置信息，推算当前铸坯到达第一架轧机位置时的温度是否满足轧制需要；如不满足，则铸坯在过连铸冷床1#挡板后在冷床区进行下线；如满足，则根据辊道上铸坯数量和位置状态，判断当前铸坯是否需要在连铸2#挡板处进行等待；
如需等待，则判断等待时间及相应的铸坯温度变化，预测到达第一架轧机处的温度，判断是否满足轧制需要，不满足则进行铸坯下线，满足则升起2#挡板，将铸坯运往轧机。
进一步的，对于热送生产模式，还包括下述步骤：
结合所有铸坯位置信息以及当前加热炉对入炉铸坯的温度要求，预测当前铸坯到达加热炉入炉辊道的温度是否满足入炉温度要求；
如满足，则升起连铸机冷床2#挡板，将铸坯经热送辊道运往加热炉，经加热后送往轧机；如不满足，则在冷床区进行下线。
进一步的，对于冷装生产模式：，还包括下述步骤：
通过冷坯上钢装置，将铸坯送至输送辊道，再送往加热炉进行加热。
进一步的，还包括对铸坯温度预测：采用差分算法计算铸坯的理论温度，实时采集铸坯到达指定位置时的高温计测温数据，通过神经网络对理论计算结果进行校正。
进一步的，还包括对铸坯位置预测：通过实时采集的铸坯输送辊道速度对铸坯位置进行跟踪，对铸坯位置信息进行校正，包括：
通过连铸-第一架轧机区段的各热金属检测仪信号，对铸坯位置进行矫正；和/或通过连铸-第一架轧机区段的多个位置工业相机信号进行采集，通过机器视觉对有/无铸坯进行判断。
本发明针对连铸-热轧生产工艺，以铸坯实时跟踪为手段，实现产线铸坯的智能调度。以机器视觉、热金属检测仪两种方式为手段，加上自行开发的温度演变算法，对自连铸至轧机的铸坯信息(位置、状态、温度等)进行跟踪、记录。满足直轧、热送、冷装三种生产模型的切换需求。通过本发明所述铸轧一体化调度***，实现连铸与热轧的合理衔接及一体化管控，保障了直轧模式下的钢坯入轧机温度要求，稳定了热送模式下的加热炉加热制度，达到降低***能耗和连铸-轧钢产能优化匹配的目的。
附图说明
图1连铸-热轧生产线工艺流程图。
图2直轧生产模式下铸轧一体化调度管控***原理图。
图3热送/冷装生产模式下铸轧一体化调度管控***原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的一实施例，本发明即针对热送/直轧工艺，提出以物料跟踪结合温度预测的方式，实现生产在线灵活调度，达到铸轧一体化生产的合理衔接。包含直轧、热送、冷装三种方式的连铸-热轧生产线工艺流程如图1所示。连铸拉坯经火焰切割定尺，完成铸坯的生成，根据排产需要，铸坯在连铸1#挡板处等待，等待结束后进入连铸冷床区，依工况决定铸坯是否下线，如不下线则待2#挡板升起后送坯；若采用直轧模式生产，则铸坯经输送辊道直接送往轧机。在入轧机前，通过高温计测量铸坯温度，当铸坯温度满足要求，则送往轧机进行轧制，若不满足要求，则将铸坯剔废下线；若采用热送模式，则铸坯出连铸冷床2#挡板后，经输送辊道，送至加热炉进行加热升温，完成加热后出炉送至轧机进行轧制；若采用冷装模式生产，则冷坯经上钢装置和输送辊道，送至加热炉进行加热升温，完成加热后出炉送至轧机进行轧制。
以下分直接轧制生产模式和热送/冷装生产模式分别进行阐述：
直接轧制生产模式：通过MES获取连铸生产计划，实时采集连铸机火焰切割信号、连铸机各流拉速、连铸冷床信号(翻钢信号、移坯车信号、挡板信号)、连铸至1#架轧机区段的各段直轧辊道速度、连铸至1#轧机区段的直轧辊道所有热金属检测仪信号、连铸至1#轧机区段的直轧模式关键位置工业相机信号、1#轧机咬钢信号、1#轧机咬入速度等生产数据，采用差分算法(综合考虑热传导、热对流和热辐射)计算连铸坯至连铸冷床1#挡板前的温度，结合现有辊道上的铸坯位置信息，判断铸坯是否需要在1#挡板处等待，如需等待则计算等待时间，以及达到等待时间后的铸坯温度。若温度不满足进轧机条件，则该铸坯在1#挡板升起后由移坯车进行下线；若温度满足进轧机条件，则该铸坯在1#挡板处等待时间满后，升起1#挡板，铸坯至2#挡板。结合现有辊道上的铸坯位置信息，判断铸坯是否需要在2#挡板处等待，如需等待则计算等待时间，并采用差分算法计算达到等待时间后的铸坯温度。若温度不满足进轧机条件，则该铸坯在2#挡板前由移坯车进行下线；若温度满足进轧机条件，则该铸坯在2#挡板处等待时间满后，升起2#挡板，铸坯通过直轧辊道运往1#轧机。期间，通过热金属检测仪+机器视觉双重校核的方式，实现对铸坯位置的实时跟踪。在1#轧机前至少设置1个高温计用于测量铸坯温度，当铸坯到达该位置后经测量实际铸坯温度不满足进轧机要求的话，则铸坯将被下线。如实测温度同预测一样满足要求，则铸坯进入轧机进行轧制。高温计所测量的温度值会反馈用于差分算法，完成铸坯温度的神经网络自学习，从而实现对铸坯温度的精确预测。通过上述基础逻辑，配合MES生产计划和实时数据的采集，完成直轧模式下的铸轧一体化智能调度。
热送/冷装生产模式：通过MES获取连铸生产计划，实时采集连铸机火焰切割信号、连铸机各流拉速、连铸冷床信号(翻钢信号、移坯车信号、挡板信号)、连铸至1#架轧机区段的各段辊道速度、连铸至1#轧机区段的所有热金属检测仪信号、连铸至1#轧机区段的关键位置工业相机信号、加热炉铸坯入炉信号、炉前剔废信号、加热炉铸坯出炉信号、炉后剔废信号、1#轧机咬钢信号、1#轧机咬入速度等生产数据，采用差分算法(综合考虑热传导、热对流和热辐射)计算连铸坯至连铸冷床1#挡板前的温度，结合现有辊道上的铸坯位置信息及加热炉要钢信号，判断铸坯是否需要在1#挡板处等待，如需等待则计算等待时间，以及达到等待时间后的铸坯温度。若温度不满足进加热炉条件(保障尽量不调整/微调加热炉制度，从而维持炉况稳定，降低能耗)，则该铸坯在1#挡板升起后由移坯车进行下线；若温度满足进加热炉条件，则该铸坯在1#挡板处等待时间满后，升起1#挡板，铸坯至2#挡板。结合现有辊道上的铸坯位置信息及加热炉要钢信号，判断铸坯是否需要在2#挡板处等待，如需等待则计算等待时间，并采用差分算法计算达到等待时间后的铸坯温度。若温度不满足进加热炉条件，则该铸坯在2#挡板前由移坯车进行下线；若温度满足进加热炉条件，则该铸坯在2#挡板处等待时间满后，升起2#挡板，铸坯通过热送辊道运往加热炉。期间，通过热金属检测仪+机器视觉双重校核的方式，实现对铸坯位置的实时跟踪。在加热炉前及加热炉后均设置1个高温计用于测量铸坯温度，当铸坯到达该位置后经测量实际铸坯温度不满足进加热炉/进轧机要求的话，则铸坯将被下线。如入炉前实测温度同预测一样满足要求，则铸坯进入加热炉进行升温。出炉后实测温度同预测一样满足要求，则铸坯进入轧机进行轧制。高温计所测量的温度值会反馈用于差分算法，完成铸坯温度的神经网络自学习，从而实现对铸坯温度的精确预测。当连铸检修停产或当前时间段加热炉调整制度，准备消化冷坯储量时，采用冷装模式进行生产。通过上述基础逻辑，配合MES生产计划和实时数据的采集，完成热送/冷装模式下的铸轧一体化智能调度。
本发明即针对热送/直轧工艺，提出以物料跟踪结合温度预测的方式，实现生产在线灵活调度，达到铸轧一体化生产的合理衔接。包含直轧、热送、冷装三种方式的连铸-热轧生产线工艺流程如图1所示。连铸拉坯经火焰切割定尺，完成铸坯的生成，根据排产需要，铸坯在连铸1#挡板处等待，等待结束后进入连铸冷床区，依工况决定铸坯是否下线，如不下线则待2#挡板升起后送坯；若采用直轧模式生产，则铸坯经输送辊道直接送往轧机。在入轧机前，通过高温计测量铸坯温度，当铸坯温度满足要求，则送往轧机进行轧制，若不满足要求，则将铸坯剔废下线；若采用热送模式，则铸坯出连铸冷床2#挡板后，经输送辊道，送至加热炉进行加热升温，完成加热后出炉送至轧机进行轧制；若采用冷装模式生产，则冷坯经上钢装置和输送辊道，送至加热炉进行加热升温，完成加热后出炉送至轧机进行轧制。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种连铸-热轧工艺铸轧一体化物料跟踪及调度方法，其特征在于，所述的方法为实时获取连铸机生产计划和各设备实时生产数据，计算连铸坯至连铸冷床1#挡板前的温度，结合现有辊道上铸坯位置信息，判断铸坯是否需要在1#挡板处等待，如需等待则计算等待时间，以及达到等待时间后的铸坯温度。
2.如权利要求1所述的连铸-热轧工艺铸轧一体化物料跟踪及调度方法，其特征在于，所述的各设备实时生产数据包括：连铸机火焰切割信号、连铸机各流拉速、连铸冷床信号(翻钢信号、移坯车信号、挡板信号)、连铸-第一架轧机区段的各段辊道速度、连铸至第一架轧机区段的所有热金属检测仪信号、冷坯上料台架动作信号、炉前剔废信号、铸坯进/出加热炉信号、炉后剔废信号、第一架轧机咬钢信号和/或第一架轧机咬入速度。
3.如权利要求1所述的连铸-热轧工艺铸轧一体化物料跟踪及调度方法，其特征在于，所述的计算连铸坯至连铸冷床1#挡板前的温度是采用差分算法计算连铸坯至连铸冷床1#挡板前的温度。
4.如权利要求1所述的连铸-热轧工艺铸轧一体化物料跟踪及调度方法，其特征在于，对于直轧生产模式，还包括下述步骤：
结合所有铸坯位置信息，推算当前铸坯到达第一架轧机位置时的温度是否满足轧制需要；如不满足，则铸坯在过连铸冷床1#挡板后在冷床区进行下线；如满足，则根据辊道上铸坯数量和位置状态，判断当前铸坯是否需要在连铸2#挡板处进行等待；
如需等待，则判断等待时间及相应的铸坯温度变化，预测到达第一架轧机处的温度，判断是否满足轧制需要，不满足则进行铸坯下线，满足则升起2#挡板，将铸坯运往轧机。
5.如权利要求1所述的连铸-热轧工艺铸轧一体化物料跟踪及调度方法，其特征在于，对于热送生产模式，还包括下述步骤：
结合所有铸坯位置信息以及当前加热炉对入炉铸坯的温度要求，预测当前铸坯到达加热炉入炉辊道的温度是否满足入炉温度要求；
如满足，则升起连铸机冷床2#挡板，将铸坯经热送辊道运往加热炉，经加热后送往轧机；如不满足，则在冷床区进行下线。
6.如权利要求1所述的连铸-热轧工艺铸轧一体化物料跟踪及调度方法，其特征在于，对于冷装生产模式，还包括下述步骤：
通过冷坯上钢装置，将铸坯送至输送辊道，再送往加热炉进行加热。
7.如权利要求1所述的连铸-热轧工艺铸轧一体化物料跟踪及调度方法，其特征在于，
还包括对铸坯温度预测：采用差分算法计算铸坯的理论温度，实时采集铸坯到达指定位置时的高温计测温数据，通过神经网络对理论计算结果进行校正。
8.如权利要求1所述的连铸-热轧工艺铸轧一体化物料跟踪及调度方法，其特征在于，
还包括对铸坯位置预测：通过实时采集的铸坯输送辊道速度对铸坯位置进行跟踪，对铸坯位置信息进行校正，包括：
通过连铸-第一架轧机区段的各热金属检测仪信号，对铸坯位置进行矫正；和/或通过连铸-第一架轧机区段的多个位置工业相机信号进行采集，通过机器视觉对有/无铸坯进行判断。
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- 2022-06-29 CN CN202210756562.3A patent/CN114967627A/zh active Pending
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2023
- 2023-05-29 WO PCT/CN2023/096774 patent/WO2024001632A1/zh active Application Filing
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024001632A1 (zh) * | 2022-06-29 | 2024-01-04 | 中冶华天工程技术有限公司 | 一种连铸-热轧工艺铸轧一体化物料跟踪及调度方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024001632A1 (zh) | 2024-01-04 |
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