[发明专利]一种棒材全倍尺系统及控制方法

说明书

本发明属于钢铁冶金工业棒材生产技术领域，提出一种棒材全倍尺系统及控制方法，本控制方法包括：对连铸出的铸坯进行定尺及定重测算；对中轧后的中间坯进行尺寸及重量复核；对预精轧后的轧件进行倍尺长度的切头及切尾；对精轧后的棒材进行倍尺剪切并控制其末段倍尺长度为目标定尺的五倍及以上。本全倍尺系统包括有连铸机、液压定尺剪、加热炉、粗轧机组、粗轧后切头飞剪、中轧机组、预精轧前切头及切尾飞剪、预精轧切分机组、预精轧后切头及切尾飞剪、高速棒材精轧机组、倍尺飞剪和冷床等，液压定尺剪与加热炉之间设有连铸坯定尺单元和连铸坯定重单元，中轧机组上设有中间坯定尺单元。本发明建造及生产成本低，操作工少，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明属于钢铁冶金工业棒材生产技术领域，具体涉及一种棒材全倍尺系统及控制方法。

背景技术

棒材是钢铁行业的最重要产品之一，其主要产品包含螺纹钢棒材及圆钢棒材，其广泛应用于建筑、桥梁、机械、汽车及金属制品等行业。近年来，产量持续增加，2019年产量达到 3.47亿吨，其产量达到中国钢铁总量的34.84％。棒材中又以螺纹钢产量最多，占到直条棒材产量的78.26％。

棒材轧制生产流程主要包括：连铸坯热送热装、加热炉加热、粗中精轧机组轧制及轧制机组后飞剪切头尾、精轧机组前后水箱冷却、减定径机组轧制、减定径后控制冷却、倍尺飞剪剪切、冷床冷却、冷剪定尺剪切、非定尺收集、过跨台架收集、计数、对齐打捆贴标、称重等工序。生产螺纹钢时，尤其是小规格产品，可以采用切分轧制生产工艺，以提高小时产量。还有部分钢厂采用高速上钢系统生产螺纹钢及普通圆钢棒材，主要轧制生产流程包括：连铸坯热送热装、加热炉加热、粗中精轧机组轧制及轧制机组后飞剪切头尾、精轧机组前后水箱冷却、高棒精轧机组轧制、高棒精轧机组后控制冷却、倍尺飞剪剪切、冷床冷却、冷剪定尺剪切、非定尺收集、过跨台架收集、计数、对齐打捆贴标、称重等工序。然而，对于小规格棒材产品，由于棒材生产速度限制，小时产量受限，因而，轧制部分小规格产品时会采用切分双高棒生产方式。

无论是切分棒材还是双高棒，均以直条状态交货，直条成品交货时一般为9m、12m、16m 等几种规格，棒材轧制时，坯料为定尺坯料，坯料定尺长度一般为9m～12m，导致轧制生产出来的棒材总长度出现成品定尺的非整数倍。如下的表1及表2所示的切分轧制及高速棒材轧制生产方式棒材倍尺与尾料长度计算表，按照150mm×150mm标准坯切分生产12m定尺时，会出现7.44m、8.83m、6.49m、3.62m、5.68m及9.72m的短尺；按照160mm×160mm标准坯切分生产12m定尺时，会出现5.85m、7.06m、6.90m、5.30m、6.41m及8.92m的短尺；按照 150mm×150mm标准坯高速棒材生产12m定尺时，会出现2.87m、5.66m、0.98m、11.43m、5.03m 及7.44m的短尺；按照160mm×160mm标准坯高速棒材生产12m定尺时，会出现11.70m、2.12m、 1.80m、7.94m、7.22m及5.85m的短尺。

可见，普通螺纹钢切分棒材生产及高速棒材生产过程中均存在以下问题：其一，上游连铸工序提供的坯料尺寸有一定偏差；其二，连铸工序结晶器会随过钢量增加，逐步磨损，导致坯料尺寸不断变化；其三，加热炉加热温度及时间不同，氧化铁皮烧损量不同；其四，轧制过程中轧辊弹跳，导致出口尺寸产生偏差；其五，轧制过程中轧辊孔型磨损，导致出口尺寸不断变化；其六，切分轧制过程中，多线之间存在线差；其七，轧制过程中会有飞剪切头尾，飞剪切头尾长度不同。所有这些因素均会导致成品棒材长度出现偏差，成品非定尺数量增加，结合上述的表1与表2，非定尺影响金属成材率比例达到2.26％，因上述因素导致的成品长度的变化，成品非定尺数会更多，进一步影响成材率。生产带来的短尺增多不仅导致成材率下降，而且会增加后续精整工序工作量，增加人力成本及企业成本。