[发明专利]基于棒材全流程大数据采集的智能化工艺生产方法

说明书

本发明公开一种基于棒材全流程大数据采集的智能化工艺生产线及生产方法，包括数据采集系统，数据处理系统，生产线控制系统以及轧制生产线；数据采集系统用于采集棒材轧制过程中各轧制环节对应的轧件尺寸及温度信息，采集轧制生产线的工艺参数以及采集成品质量信息；并将采集到的数据信息保存后输出给数据处理系统；所述数据处理系统用于接收数据采集系统发出的数据信息，对数据信息进行智能优化处理得到轧制模型；所述数据处理系统还用于接收目标成品信息和初始材料检测模块检测的来料信息，根据轧制模型输出对应的轧制工艺参数给生产线控制系统；生产线控制系统用于接收数据处理系统发送的轧制工艺参数，对轧制生产线的轧制工艺参数进行调整。

技术领域

本实用发明涉及领域为普通或合金钢棒材轧制生产线，尤其涉及一种基于棒材全流程大数据采集的智能化工艺生产线及生产方法。

背景技术

棒材通常指产品横截面以简单的几何形状，如圆形、方形、扁形、六角形、八角形等为主，但尺寸范围变化宽泛，以轴向较长的直条交货的钢材产品。典型的棒材钢种有优质碳结钢、合金结构钢、冷镦钢，不锈钢，齿轮钢，弹簧钢，轴承钢等品种，生产出的棒材成品主要供给于建筑，汽车、机械等行业。对于生产出的棒材成品，质量一般以断面几何尺寸公差度，和以屈服强度，断裂强度，拉伸强度等指标的力学性能为主，合金钢棒材还有疲劳性能，耐蚀性能，淬透性等要求。由于棒材钢种，连铸钢坯规格，以及成品尺寸和性能要求不同，会使得不同品种棒材轧制生产线设备在类型，数量，布置安排，以及加工工艺参数上略有差别，但不论普通棒材，还是合金钢棒材的整体加工过程都是均热+ 基于精轧和三辊减定径机的控轧和水箱控冷的热机耦合工艺+精整，使用到的核心工艺主要有热机耦合控制工艺、在线热处理工艺、以及高精度轧制工艺等先进技术，以确保轧线上生产出的成品在规格尺寸、小时产量、力学性能等方面都展现出高竞争力。众多的学术研究和生产实践证明，在成分含量保证下，棒材产品最终的微观组织结构种类及尺寸大小，直接决定了力学性能，但又取决于轧制生产线全流程的加工工艺制度。

棒材产品在轧制生产线上，历经加热、除磷、多道次轧制、多次切头去尾，以及冷却等工序，涉及的加工工艺参数包括均热温度，加热时间，除磷水压水量，开轧温度，道次压下量，终轧温度，以及水箱冷却时的水量水压和空冷段距离等。工序段设备及工艺参数对轧件组织结构及其性能的影响十分复杂，具有遗传性和系统性，此外，实际生产中设备在经长期运营后，会逐渐发生老化及磨损，造成设备加工端尺寸变化，难以在被加工件上保证预设工艺的实施，造成产品质量稳定性差，提升困难。因此虽然有许多研究和专利内容在保证钢种冶炼成分，和控制连铸坯质量缺陷基础上，期望基于轧制段和水冷段的工艺控制实现改善成品质量，但由于棒材实际生产中的多工序特征，以及处于长期期运营状态设备的能力会逐渐变化，导致通过传统方法实时在线最优工艺难以实现。

目前棒材轧制线上已有较好的自动化和信息化建设，通过进一步增加对轧件、设备、加工工序的检测元件，在其基础上通过前期对在线加工工艺参数，设备运行状态参数，以及产品性能的海量数据采集，汇集成大数据库后，应用神经网络，模糊算法，或专家系统等实现智能化数据挖掘，构建出工艺优化算法模型后，就可实现在原料钢坯特征和目标性能输入条件下，用智能化模型逆向获取最优工艺。

综上，为达到棒材轧制线上的智能化生产，在信息化形成大数据库基础上，基于连铸坯和工序设备状态特征的工艺智能化，结合全线的高自动化水平控制策略，是从根本上提高成品质量，以及尺寸和性能的稳定性的重要途径。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种能提高成品质量的基于棒材大数据采集的智能化工艺生产线。

为达到上述目的，本发明一种基于棒材全流程大数据采集的智能化工艺生产线，包括数据采集系统，数据处理系统，生产线控制系统以及轧制生产线；

所述数据采集系统用于采集棒材轧制过程中各轧制环节对应的轧件尺寸及温度信息，采集轧制生产线的工艺参数以及采集成品质量信息；并将采集到的数据信息保存后输出给数据处理系统；