连铸坯热送直轧自动出坯设备与方法与流程

本发明属于冶金技术领域，特别是涉及一种连铸坯热送直轧自动出坯设备与方法。

背景技术：

在冶金炼钢连铸作业中，为了减少能源消耗，降低生产成本，采用了热坯不经过冷却，直接将温度合格的热坯通过一系列辊道送至轧机直接轧制的生产工艺流程，简称热送直轧。热坯生产线也称为流，如一个生产线为一流。

在带热送直轧的连铸生产中，大部分出坯系统只适用于铸流生产的都是温度合格热坯的工况，但在铸流刚开浇或者生产过程偶尔不稳定，铸流出现不合格热坯时，必须通过移坯车等设备将不合格热坯下线，目前出坯系统的应对方法是转为手动，由人工处理不合格热坯下线，将这些不合格热坯处理完，再转为自动出坯。由于不合格热坯是随机发生，也不知道会不会连续发生，产生不合格热坯的根数也是随机数，而处理不合格热坯的时间要比发送合格热坯的周期时间长得多，所以何时将自动切换为手动执行热坯下线操作，又何时从手动切换回自动，对于操作员工而言，精神必须高度集中，工作强度大，即使有经验的员工稍有不慎，也会引起出坯混乱，铸坯堵塞，甚至无法正常出坯，造成停浇事故。

另外，在同时并排有多流生产线时，当每流的连铸坯达到生产要求的长度后，由切割设备将连铸坯切断成为定长的热坯，在输送辊道上在同一周期时间内可能产生多根热坯，极端情况下，在每流输送辊道上都存在一根热坯，然而每个发送周期内只能将一根合格热坯从输送辊道通过出坯辊道输送到热送辊道区，因此需要出坯控制。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种连铸坯热送直轧自动出坯设备，包括沿着热坯移动方向依次布置的切割机、输送辊道、出坯辊道及热送辊道，所述出坯辊道的一侧安装有移坯车，还包括控制系统，所述控制系统包含测温仪，所述测温仪安装在输送辊道的最后一组辊位置，所述控制系统分别与切割机、输送辊道、出坯辊道、热送辊道及移坯车连接；切割机切割热坯，控制系统收到切割完成信号后启动输送辊道输送热坯，热坯前端输送至测温仪位置时，测温仪把检测到有热坯的信息及测量的热坯温度值传输给控制系统，控制系统给热坯计时并控制输送辊道停止让热坯在测温仪位置等待，控制系统将热坯的温度测量值与设定值比较判断热坯是否合格：当测量值低于设定值或者热坯等待时长超期时为不合格热坯，控制系统启动输送辊道和出坯辊道把不合格热坯完全输送到出坯辊道上后停止，控制系统启动移坯车把不合格热坯移出生产线，然后移坯车回到原所在的出坯辊道的一侧等待；当测量值不低于设定值时为合格热坯，则控制系统启动输送辊道和出坯辊道把合格热坯完全输送到出坯辊道上，输送辊道停止，控制系统启动热送辊道，把合格热坯由出坯辊道输送至热送辊道，由热送辊道输送至直轧工序使用。

优选地，还包括第一升降挡板，所述第一升降挡板安装在输送辊道与出坯辊道之间，所述第一升降挡板与控制系统连接，在用移坯车把不合格热坯移出生产线时，第一升降挡板升起，不合格热坯移出生产线后第一升降挡板降下。

优选地，还包括第二升降挡板，第二升降挡板安装在出坯辊道与热送辊道之间，所述第二升降挡板与控制系统连接，在用移坯车把不合格热坯移出生产线时，第二升降挡板升起，不合格热坯移出生产线后第二升降挡板降下。

优选地，所述测温仪安装在输送辊道的最后一组辊位置的垂直上方，向下检测热坯。

进一步地，所述控制系统还包含热送热检开关，所述热送热检开关安装在热送辊道沿线的一侧，热送热检开关与第二升降挡板的距离大于热坯长度，水平方向对热坯进行检测。

优选地，所述控制系统还包括输送热检开关，输送热检开关安装在输送辊道中间部位的垂直上方，向下检测热坯；以输送热检开关的位置把输送辊道分为前半部分和后半部分，前半部分和后半部分在控制系统的控制下根据需要以不同速度运行。

优选地，所述切割机和输送辊道有多个在出坯辊道之前组成并列布置的多个热坯切割输送线，每个热坯切割输送线有一个切割机和输送辊道，所述测温仪数量与输送辊道对应，每个输送辊道的最后一组辊位置都安装一台测温仪，所述控制系统对测温仪检测到的热坯计时，控制系统对每个热坯切割输送线上的合格热坯按照时间先后排序依次输送到热送辊道。

进一步地，当仅某一个热坯切割输送线有温度测量值低于设定值的不合格热坯时，所述控制系统并不立刻处理，仍然以其他热坯切割输送线输送合格热坯；当控制系统判断出坯辊道没有热坯且切割输送线有等待时长超期的不合格热坯时，开启所有存在不合格热坯的输送辊道和出坯辊道，把所有不合格热坯输送到出坯辊道后启动移坯车，同时把所有不合格热坯移出生产线。

本发明还提供了一种连铸坯热送直轧自动出坯方法，使用上述的连铸坯热送直轧自动出坯设备处理热坯，包括以下步骤：

s101：以切割机根据要求切割热坯，切割完成后由输送辊道输送热坯至热坯前端到达测温仪；

s102：测温仪检测热坯温度，并把检测到热坯的信息及热坯的温度测量值传输给控制系统；

s103：控制系统将热坯的温度测量值与设定值比较，判断热坯是否合格：当测量值低于设定值时为不合格热坯，按照步骤s104处理；当测量值不低于设定值时为合格热坯，按照步骤s105处理；

s104：控制系统启动输送辊道和出坯辊道把热坯完全输送到出坯辊道上后停止，控制系统启动移坯车把不合格热坯移出生产线，然后移坯车回到原所在的出坯辊道的一侧等待；

s105：控制系统启动输送辊道和出坯辊道把合格热坯送至热送辊道，由热送辊道输送至直轧工序使用。

优选地，在出坯辊道之前有多个并列布置的热坯切割输送线时，在步骤s103，控制系统还记录每个热坯切割输送线上的热坯前端到达测温仪的检测区时间，在步骤s105中，根据所有合格热坯进入检测区时间的先后顺序依次把合格热坯移至热送辊道。

本发明的有益效果是：此方法从热坯开浇开始投入自动，全程无需人工干预，减轻工人劳动强度，保障连续稳定生产，减少由于人工干预不当造成的生产停顿，或设备损坏产生的经济损失。

附图说明

图1是连铸坯热送直轧自动出坯设备(处理合格热坯)示意图；

图2是连铸坯热送直轧自动出坯设备(处理不合格热坯)示意图；

图3是连铸坯热送直轧自动出坯方法的流程示意图。

图中：1-切割机，2-输送辊道，3-出坯辊道，4-热送辊道，5-移坯车，6-测温仪，7-热送热检开关，8-第一升降挡板，9-第二升降挡板，10-输送热检开关，11-热坯，12-下线区。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为解决技术问题所采取的技术手段及功效，以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述，但不作为本发明要求的保护范围限定。

本发明针对背景技术所提出的问题，通过控制系统中仪表布置位置、安装方式、仪表所起的作用及控制方法等，协调各个设备的动作顺序，自动应对生产中出现的各种工况，从而全自动完成热送直轧的出坯功能，周而复始自动将合格热坯发送到热送辊道区，将不合格热坯发送到下线区。在生产过程中，自动确定处理合格热坯和不合格热坯的时机，期间无需任何人工干预。

如图1与图2所示的连铸坯热送直轧自动出坯设备可选实施例，共有8流并排的热坯切割输送线，每流都依次设置独立的切割机1、输送辊道2、第一升降挡板8及测温仪6，输送辊道2由从切割机1至第一升降挡板8之间的设置的辊子组成，在每流输送辊道2中间位置顶部垂直安装输送热检开关10，向下检测热坯，以输送热检开关10所在位置分界，把输送辊道2分成了切割机1到输送热检开关10的前半部分和输送热检开关10到第一升降挡板8的后半部分，由切割机1到输送热检开关10的前半部分输送辊道也称为切后辊道，第一升降挡板8后为各流共用的出坯辊道3，出坯辊道3后面为把合格热坯传输直轧的热送辊道4，在出坯辊道3与热送辊道4之间设置有第二升降挡板9，出坯辊道3的一侧等待位有处理不合格热坯的移坯车5，出坯辊道3的另一侧为不合格热坯的下线区12，在热送辊道4沿线的一侧安装热送热检开关7，热送热检开关7与第二升降挡板9的距离大于热坯长度，水平方向对热坯进行检测；控制系统在图中未示出。

热坯11切割完成后，控制系统接收到切割机1切割完成信号，启动输送辊道2输送热坯11，当热坯11前端到达输送热检开关10时被输送热检开关10感应检测到热坯11的存在，输送热检开关10检测到热坯并向控制系统发有坯信号；当热坯尾端通过输送热检开关10后，输送热检开关10感应没有热坯，并发送信息给控制系统，控制系统停止切后辊道运行；当热坯11前端到达测温仪6时，测温仪6检测到有热坯信号发给控制系统，控制系统控制输送辊道2的后半部分也停止运行，热坯11停止前进，测温仪6检测其温度传输给控制系统，控制系统给热坯11计时，并根据检测到的热坯11的温度和等待时长做出热坯是否合格的判断，以便后续做不同处理。

图1为连铸坯热送直轧自动出坯设备处理合格热坯的示意图，温度不低于设定值，等待时长不超限的热坯是合格热坯，对于合格热坯的处理，保持第一升降挡板8与第二升降挡板9处于降下状态，控制系统按照等待时长对合格热坯进行排序，等待时长的合格热坯顺序在前，等待时间短的合格热坯顺序在后，依次启动顺序在前的热坯所在的输送辊道2后半部分及出坯辊道3，按顺序把合格热坯从第一升降挡板8前的输送辊道2输送到出坯辊道3，再由出坯辊道3输送到热送辊道4，由热送辊道4输送至直轧工序使用。

图2为连铸坯热送直轧自动出坯设备处理不合格热坯的示意图，温度低于设定值或者等待时长超限的热坯为不合格热坯，当有温度低于设定值的不合格热坯时，并不立刻处理，只有当有等待时长超期的不合格热坯且控制系统判断出坯辊道3没有热坯时，开始处理不合格热坯：第二升降挡板9升起，控制系统启动所有不合格热坯所在的输送辊道2后半部分及出坯辊道3，把所有不合格热坯输送到出坯辊道3后，第一升降挡板8升起，控制移坯车5从出坯辊道3一侧的等待位向出坯辊道3另一侧的下线区行进，把所有不合格推送到下线区12；然后第一升降挡板8和第二升降挡板9降下，移坯车5回到等待位等待。在两种情况下控制系统判断出坯辊道3没有热坯：一是通过合格热坯发送时间与发送速度计算出合格热坯行进的路程大于出坏辊道长度与热坯本身长度之和，表示合格热坯已经从其前端在第一升降挡板前的输送辊道位置行进到了热坯尾端通过了第二升降挡板，此时发送周期未结束，后继合格热坯还没有发送，所以出坯辊道上没有合格热坯；二是通过热送热检开关检测到热送辊道有热坯，因为热送热检开关安装在与第二升降挡板距离大于热坯长度的位置，热送热检开关检测有热坯表示热坯前端到达热送热检开关位置，热坯尾端必然已经通过了第二升降挡板位置，此时发送周期未结束，后继合格热坯也还没有发送，所以出坯辊道上也不会有合格热坯。

本发明的连铸坯热送直轧自动出坯设备的控制系统根据铸坯的生产工艺参数，相关设备和检测仪表，通过一定的控制方法，自动控制输送辊道、第一升降挡板、出坯辊道、第二升降挡板、移坯车及等设备的动作逻辑，生产周期和生产速度，依此应对生产中的各种工况，自动完成连铸机的出坯过程。输送热检开关和热送热检开关的作用是检测此处有热坯，并向控制系统发出有热坯信号；测温仪同时具有检测此处有热坯的作用和测量此处热坯的温度值，并向控制系统发送温度值；移坯车可向控制系统发出位置信号。

如图3所示的连铸坯热送直轧自动出坯方法的流程，使用上述的连铸坯热送直轧自动出坯设备处理热坯，包括以下步骤：

s101：以切割机根据要求切割热坯，切割完成后由输送辊道输送热坯至热坯前端到达测温仪；

s102：测温仪检测热坯温度，并把检测到热坯的信息及热坯的温度测量值传输给控制系统；

s103：控制系统将热坯的温度测量值与设定值比较，判断热坯是否合格：当测量值低于设定值时为不合格热坯，按照步骤s104处理；当测量值不低于设定值时为合格热坯，按照步骤s105处理；

s104：控制系统启动输送辊道和出坯辊道把热坯完全输送到出坯辊道上后停止，控制系统启动移坯车把不合格热坯移出生产线，然后移坯车回到原所在的出坯辊道的一侧等待；

s105：控制系统启动输送辊道和出坯辊道把合格热坯送至热送辊道，由热送辊道输送至直轧工序使用。

下面再对实施例的控制过程进行更详细的描述，为了案例描述方便，将以一些字母、数字或者符号表示，特就这些字母、数字或者符号所表示的意义界定如下：

以n(n＝1,2,3......)表示铸坯生产流水线(也称为流数)，如该数值出现在字母前面，则1表示第1流生产线，5表示第5流生产线；

辊道速度低速为v1，辊道速度高速为v2；

以t0计时周期，即计时时间按照t0增加；

发送热坯周期时间t，即同一流两次发送热坯的间隔时间；实际发生间隔时间值用ta表示；

每流生产线热坯坯龄时间nta，即从本流热坯坯头测温仪处开始到被选中发送所经过的时间，例如：1ta＝30秒，表示到当前时刻为止，第1流的热坯坯龄为30秒；5ta＝90秒，表示到当前时刻为止，第5流的热坯坯龄为90秒；

坯龄超期时间tc，即每流坯龄时间nta≥tc，表示此流热坯坯龄超期；

每流的输送热检开关表示为nr1，当此处有热坯时，则记为nr1＝1，反之，没有热坯时记为nr1＝0；

每流的测温仪表示为nx1，每流测温仪处热坯信表示为nx1r，每流测温仪处温度信表示为nx1w；当此处有热坯时，则记为nx1r＝1，反之，没有热坯时记为nx1r＝0；当热坯实际温度高于工艺给出的温度合格参数，系统判断此处热坯合格记为nx1w＝1；反之，系统判断此处热坯不合格记为nx1w＝0；

热送热检开关表示为r2，当此处有热坯时，则记为r2＝1，反之，没有热坯时记为r2＝0；

移坯车位置与状态判断以k表示，k＝1表示移坯车开始处理不合格热坯到处理完成的进程位置，k＝0表示移坯车移动恢复到下线等待位等待；

以ny表示选中需要发送的热坯，当ny＝1表示选中第n流热坯发送，若第n流热坯为合格的，则传输至热送辊道；若第n流热坯为不合格的，则发送至下线区；

以1↑表示信号从0状态跳变到1状态；以0↑表示信号从1状态跳变到0状态。

在图1所示的实施例中，切割机1对当前流的热坯11进行切割，切割完成后，输送辊道2的前半部分即切后辊道以速度v1输送热坯，当输送热检开关nr1＝0↑，第n流切后辊道速度停止成为自由辊，输送辊道2把热坯11输送到坯头到测温仪nx1处，测温仪检测到热坯，即当nx1r＝1↑，输送辊道速度停止，每流完成各自的送坯任务；当热送辊道区可以接收热坯，每间隔t周期时间，按照发送顺序，输送辊道后半部分和出坯辊道3以速度v2逐流将合格的热坯11经过出坯辊道3输送至热送辊道区，测温仪检测到nx1r＝0↑，输送辊道后半部分速度从v2变化到与切后辊道速度保持一致，图中上一个周期第5流合格热坯被送至热送辊道区，本次周期中，第6流和第7流都是合格热坯，控制系统选出发送第6流合格热坯，其它流热坯等待下一个周期输送。

在图2所示的实施例中，当热坯坯龄超期，触发发送不合格热坯置位k＝1，第二升降挡板9升起，输送辊道和出坯辊道以速度v1将当前所有不合格的热坯(如图中第2、3、5流)输送至出坯辊道，当测温仪2x1r＝0↑、3x1r＝0↑、5x1r＝0↑，第一升降挡板8升起，由移坯车5移动将第2、3、5流的不合格热坯推移至下线区12；处理完不合格热坯到下线区后，第一升降挡板8、第二升降挡板9降下，复位k＝0，自动恢复到合格热坯输送到热送辊道区的正常生产状态，移坯车5返回到等待区，此过程周而复始，实现了本方案的自动出坯。

在每流的输送辊道2中间(即切后辊道之后)布置输送热检开关10，在控制中其作用为当热坯11坯尾离开输送热检开关10时，nr1＝0↑，切后辊道停止，切后辊道的速度由v1变化为0，切后辊道变为自由辊。

在每流的输送辊道2最后一组辊与第一升降挡板8升起位置之间布置测温仪6，每流垂直安装，向下检测热坯11。当热坯11经过测温仪6处时，测温仪6向控制系统发有坯信号和热坯温度信号。在控制中，其作用一是检测到热坯时，nx1r＝1↑，输送辊道2后半部分速度从v1变为0；作用二是发送热坯时，热坯坯尾离开，nx1r＝0↑，输送辊道2后半部分速度从当前速度变化到与前半部分切后辊道速度保持一致；作用三是给控制系统判断此处热坯是否是合格提供检测数据。

热送热检开关7布置在热送辊道4区，距离第二升降挡板9一定距离l，l大于热坯长度，热送热检开关7水平对射安装，水平检测热坯11；在控制中其作用为当热送热检开关7检测到热坯时，r2＝1↑，或者控制系统根据合格热坯发送周期判断出坯辊道没有合格热坯时，才可以触发发送不合格热坯流程，否则现有不合格热坯停留在输送辊道2后的测温仪前等待。

在图2的实施例中，第6流和第7流都有合格热坯，即6x1w＝1，7x1w＝1，附图中第6流和第7流的测温仪用以灰色方块表示亮显，通过控制系统计时知道6ta＝180秒，7ta＝100秒，控制系统选出n＝6，6y＝1，激活发送第6流热坯到热送辊道。

在图3的实施例中，设定tc＝200秒。第2流、第3流、第5流都是不合格热坯，则2x1w＝0，3x1w＝0，5x1w＝0，通过控制系统计时知道2ta＝200秒，3ta＝100秒，5ta＝20秒，即第2流有超期不合格热坯，进行不合格热坯处理，控制系统选出n＝2、3、5，2y＝1、3y＝1、5y＝1，移坯车置位k＝1，第二升降挡板9升起，激活发送第2流、第3流、第5流的热坯到出坯辊道后，2x1r＝0↑、3x1r＝0↑、5x1r＝0↑，相应第2流、第3流、第5流的第一升降挡板8升起，随后由移坯车5将这些不合格热坯推送到下线区12，移坯车5到下线区12后，第一升降挡板8、第二升降挡板9降下，复位k＝0，移坯车5恢复回到等待位。

通过以上例子可知，本发明通过逻辑控制完成了热送直轧的自动出坯过程。以上仅为本发明的部分实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都属于本发明的权利要求的保护范围。