减少板坯连铸调宽坯切损的调宽和切割优化的方法与流程

本发明涉及一种减少板坯连铸机调宽坯切割损失的调宽点和切割点的方法，属于钢铁冶金中板坯连铸在线调宽技术领域。

背景技术：

钢厂板坯连铸所生产出来的板坯宽度尺寸，都是依据对在线的结晶器宽度的设定来决定生产出来的板坯的宽度尺寸的。板坯连铸机的在线调宽技术，就是在不用停止生产的情况下，通过在线改变结晶器的宽度尺寸，从而在线调整生产出来的板坯宽度尺寸规格。在目前的板坯连铸生产过程中，由于客户要求的个性化和生产工序的不确定性，经常需要改变板坯的宽度规格尺寸。钢厂为了不影响生产产量，减少停机时间和节约资源，降低能耗和吨钢成本，普遍都采用了结晶器在线调宽技术，所以结晶器在线调宽的技术在所有钢厂都得到了广泛的运用。

由于生产不同规格产品的需要，在线调宽的范围可以从几个毫米一直到几百个毫米。所有生产出来的调宽板坯中，其板坯宽度都是在连续变化的。而后续的轧制工艺和客户则要求是宽度范围在一定尺寸范围内的板坯。为此，各个钢厂都把调宽板坯前后宽度超过规定范围的板坯采取纵向切割的方法来切除调宽坯中宽度变化部分，以控制板坯长度方向的宽度都在标准范围之内。但是如果没有精确的控制调宽起始点和结合板坯切割的优化，就会很容易导致调宽的板坯需要大量切割其宽度变化的不符合部分，造成板坯切割的金属损失。如下图所示，某钢厂连铸某次需要将板坯规格从1250mm调整到1200mm的板坯规格。其客户要求的板坯规格宽度范围偏差不能超过30mm。按照现在的调宽方法，直接在需要计划改变的第一块板坯上从1250mm调宽到1200mm。由于这块板坯客户需求的尺寸是1200mm，需求的偏差范围是≤30mm。而实际生产出来的这块板坯由于调宽过程的影响，实际宽度偏差在50mm。实际生产中不得不采取纵向切割的方法来切除调宽板坯中多余的宽度部分。这样不仅造成了板坯切割的金属损失，同样还要浪费大量的人力物力。因此，迫切的需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提出一种减少板坯连铸机调宽坯切割损失的调宽点和切割点的方法，该技术方案按照最少切割损失的原则，依据实际不同的调宽范围，采取不同的方法来确定调宽的起始点的和板坯切割点的优化组合方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种减少板坯连铸机调宽坯切割损失的调宽点和切割点的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1）确定生产中需要调宽的板坯宽度；

2）依据以下原则区分选择采用调宽类型；

设客户或者下道工序明确规定的板坯宽度尺寸偏差最大值为Amm，需要调宽的量为Xmm，目前A的取值范围20mm—50mm，将调宽范围X分为三种类型，类型一为X≤A、类型二为A<X≤2A、类型三为X＞2A；

3）调宽类型选择后，当生产规格需要变更，连铸生产现场接到任务计划需要调宽时，按照以下方法初步计算开始调宽点：采集刚切割结束的剩余流线板坯长度，设其为L_剩余长度，并采集记录当时流线板坯长度的累计值，设其为L_累计长度，依据目前在线已知的生产的热坯定尺长度L_定尺，采取整数块数切割策略，设其还需要切割的板坯块数为N，设N*L_定尺值为L，并让L大于L_剩余长度，设L-L_剩余长度的值为L_{等待长度，}，则开始调宽的流线累计长度值L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度；设第N+1块板坯为需要调宽的板坯，第N块板坯为计划调宽前的最后一块板坯；

4）采集本次调宽的调宽坯预计长度，设其为L_{调宽坯长度；}

5）、依据步骤2）中的三种调宽类型，利用步骤3）中的初步计算出的L_{计划调宽点}和L_{调宽坯长度，}分别采取不同点的调宽点和切割点的优化组合设置模式，实现板坯切割量最小的目的。

作为本发明的一种改进，类型一即X≤A 的调宽和切割优化组合具体方法如下，

调宽量由小变大的调宽在计划的前一块板坯后半部完成，即在第N块板坯完成，调宽计划点为L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度-L_{调宽坯长度}；调宽量由大向小的调宽在计划板坯的头部开始时进行调宽，调宽计划点为L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度。从N+1块板坯开始尺寸就完全符合计划要求。而第N块板坯由于其宽度变化范围没有超过A，仍然符合要求，不需要进行任何纵向切割流程。由于X≤A，该板坯宽度尺寸符合要求，所以不需要进行纵向切割。

作为本发明的一种改进，类型二即A<X≤2A的调宽和切割优化组合具体方法如下，

01）在第N块板坯，即计划需要调宽的前一块板坯，后半部调宽，调宽范围为A，调宽计划点为L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度-L_{调宽坯长度}；

02）为预防流线跟踪值的波动，保证板坯长度符合合同要求，中间预留过渡1m；

03）在第N+1块板坯的头部再调宽，即计划需要调宽的板坯，调宽范围为X-Amm，调宽计划点为L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度+1米；

04）切割的时候在过渡区中部进行板坯分割。依据优化的起始点调宽方法和切割方法，在此范围内的调宽板坯，由于将调宽量分布在前后两块板坯上，且前后两块板坯的的宽度变化范围都控制在规定的A范围以内，所以按照此方法调宽和切割，不需要再进行调宽板坯的纵向切割，从而减少了由于纵向切割带来的金属损失。

作为本发明的一种改进，类型三即X＞2A的调宽和切割优化组合具体方法如下，

11）调宽量由小变大的调宽和由大到小的调宽都在计划的前一块板坯尾部开始调宽，即在第N块板坯尾部开始，调宽计划点为L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度；

12）优化切割，在调宽位置切割一块和调宽坯长度一样的短定尺，此种类型调宽范围很大，采取将调宽坯整体切除是目前最优的解决方案。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：具体体现为按照类型二方法调宽和切割，不需要再进行调宽板坯的纵向切割，从而减少了由于纵向切割带来的金属损失（切损）。按照类型三的调宽和切割优化按照此方法，可以将调宽宽度变化超过范围的板坯在切割时优化为最短板坯，最大限度的减少了切割损失。从目前的技术来看，本方案通过针对不同的调宽类型，依据宽度变化需求进行了分类组合，并提出了几种最合理的调宽和切割优化组合的方法。由于调宽板坯存在宽度变化，为了满足下游工序或者客户需求，（宽度变化必须控制在一定范围内），按照以前的技术方案是只能通过下线切割板坯宽度变化的部位，从而满足宽度要求。这样势必会导致产生很多边角料（切损）的损失。梅钢炼钢厂两台连铸机平均每月的调宽坯数量达到800多块，以前没有采取此优化组合技术，平均每块调宽坯需要切割边角料（切损）达到1.5吨。按照此优化方法进行调宽和切割优化，平均每块板坯可以减少切割损失约0.5吨，每月减少调宽坯纵向切割损坏约400吨，其经济效益极其可观。

附图说明

图1为调宽范围为A<X≤2Amm调宽起始点和割缝示意图；

图2为调宽范围为调宽量X＞2A调宽起始点和割缝示意图；

图3为应用实施2调宽起始点和割缝示意图；

图4为本发明整个技术方案流程图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：参见图4，一种减少板坯连铸机调宽坯切割损失的调宽点和切割点的方法，所述方法包括以下步骤：

1）确定生产中需要调宽的板坯宽度；

2）依据以下原则区分选择采用调宽类型；

设客户或者下道工序明确规定的板坯宽度尺寸偏差最大值为Amm，需要调宽的量为Xmm，目前A的取值范围20mm—50mm，将调宽范围X分为三种类型，类型一为X≤A、类型二为A<X≤2A、类型三为X＞2A；

3）调宽类型选择后，当生产规格需要变更，连铸生产现场接到任务计划需要调宽时，按照以下方法初步计算开始调宽点：采集刚切割结束的剩余流线板坯长度，设其为L_剩余长度，并采集记录当时流线板坯长度的累计值，设其为L_累计长度依据目前在线已知的生产的热坯定尺长度L_定尺，采取整数块数切割策略，设其还需要切割的板坯块数为N，设N*L_定尺值为L，并让L大于L_剩余长度，设L-L_剩余长度的值为L_{等待长度，}，则开始调宽的流线累计长度值L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度；设第N+1块板坯为需要调宽的板坯，第N块板坯为计划调宽前的最后一块板坯；

4）采集本次调宽的调宽坯预计长度，设其为L_{调宽坯长度；}

5）、依据步骤2）中的三种调宽类型，利用步骤3）中的初步计算出的L_{计划调宽点}和L_{调宽坯长度，}分别采取不同点的调宽点和切割点的优化组合设置模式，实现板坯切割量最小的目的。

作为本发明的一种改进，类型一即X≤A 的调宽和切割优化组合具体方法如下，

调宽量由小变大的调宽在计划的前一块板坯后半部完成，即在第N块板坯完成，调宽计划点为L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度-L_{调宽坯长度}；调宽量由大向小的调宽在计划板坯的头部开始时进行调宽，调宽计划点为L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度。从N+1块板坯开始尺寸就完全符合计划要求。而第N块板坯由于其宽度变化范围没有超过A，仍然符合要求，不需要进行任何纵向切割流程。由于X≤A，该板坯宽度尺寸符合要求，所以不需要进行纵向切割。

作为本发明的一种改进，类型二即A<X≤2A的调宽和切割优化组合具体方法如下，

01）在第N块板坯，即计划需要调宽的前一块板坯，后半部调宽，调宽范围为A，调宽计划点为L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度-L_{调宽坯长度}；

02）为预防流线跟踪值的波动，保证板坯长度符合合同要求，中间预留过渡1m；中间过渡1m；

03）在第N+1块板坯的头部再调宽，即计划需要调宽的板坯，调宽范围为X-Amm，调宽计划点为L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度+1米；

04）切割的时候在过渡区中部进行板坯分割，具体参见图1，图中虚线位置为切缝，依据优化的起始点调宽方法和切割方法，在此范围内的调宽板坯，由于将调宽量分布在前后两块板坯上，且前后两块板坯的的宽度变化范围都控制在规定的A范围以内，所以按照此方法调宽和切割，不需要再进行调宽板坯的纵向切割，从而减少了由于纵向切割带来的金属损失。

作为本发明的一种改进，类型三即X＞2A的调宽和切割优化组合具体方法如下，

01）调宽量由小变大的调宽和由大到小的调宽都在计划的前一块板坯尾部开始调宽，即在第N块板坯尾部开始，调宽计划点为L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度；

02）优化切割，在调宽位置切割一块和调宽坯长度一样的短定尺，具体参见图2，图中虚线位置为切缝，此种类型调宽范围很大，采取将调宽坯整体切除是目前最优的解决方案。

应用实例1

某钢厂连铸机正在生产宽度为1200mm的板坯，后续因为合同的变更需要将板坯宽度在线调宽为1220mm。得知该钢厂规定的板坯前后宽度差最大不能超过30mm即A值为30mm，则按照本方法进行调宽点和切割点优化组合如下：

1）确定生产中需要调宽的板坯宽度；即现场采集确认需要调宽的宽度为1220mm；

2）依据调宽类型划分，A值为30mm，调宽范围为20mm，即X值为20mm，该调宽类型选择为调宽一的调宽类型，类型一即X≤A；

3）现场采集到刚结束剩余流线板坯长度L_剩余长度为45米，记录当时流线板坯长度的累计值L_累计长度为300米。系统下发的合同板坯定尺为8米。采取整数块数切割策略，设其还需要切割的板坯块数为N为6，6*8=48大于45米，即N*L_定尺L值为48米，并让L（48米）大于L_剩余长度（45米）。值L_{等待长度，}则为48-45=3米。则按照计划第7块板坯为计划调宽板坯即第N+1块板坯，第6块板坯为计划调宽前的最后一块板坯即第N块板坯。

4）采集本次调宽的调宽坯预计长度，设其为L_{调宽坯长度}=1.5米；

5）现场按照X≤A 的调宽和切割优化组合调宽类型的组合方法：调宽量由小变大的调宽在计划的前一块板坯后半部完成，即在第6块板坯完成，调宽计划点为L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度-L_{调宽坯长度}；

01）在第6块板坯（计划需要调宽的前一块板坯）后半部调宽，调宽范围为20mm，调宽计划点为L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度-L_{调宽坯长度}；=300米+3米-1.5米=301.5米。

02）当跟踪值到达301.5米开始调宽；

03）由于调宽范围小于30mm，此板坯属于正常范围板坯，不需要下线清理；

应用实例2：

某钢厂连铸机正在生产宽度为1200mm的板坯，后续因为合同的变更需要将板坯宽度在线调宽为1250mm。得知该钢厂规定的板坯前后宽度差最大不能超过30mm即A值为30mm，则按照本方法进行调宽点和切割点优化组合如下：

1）确定生产中需要调宽的板坯宽度；即现场采集确认需要调宽的宽度为1250mm；

2）依据调宽类型划分，A值为30mm，调宽范围为50mm，即X值为50mm，该调宽类型选择为调宽二的调宽类型，类型二即A<X≤2A；

3）现场采集到刚结束剩余流线板坯长度L_剩余长度为45米，记录当时流线板坯长度的累计值L_累计长度为300米。系统下发的合同板坯定尺为8米。采取整数块数切割策略，设其还需要切割的板坯块数为N为6，6*8=48大于45米，即N*L_定尺L值为48米，并让L（48米）大于L_剩余长度（45米）。值L_{等待长度，}则为48-45=3米。则按照计划第7块板坯为计划调宽板坯即第N+1块板坯，第6块板坯为计划调宽前的最后一块板坯即第N块板坯。

4）采集本次调宽的调宽坯预计长度为2米，即L_{调宽坯长度}=2m；

5）现场按照按照A<X≤2A的调宽和切割优化组合调宽类型的组合方法：

01）在第6块板坯（计划需要调宽的前一块板坯）后半部调宽，调宽范围为30mm，调宽计划点为L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度-L_{调宽坯长度}；=300米+3米-2米=301米。

02）在第7块板坯（计划需要调宽的板坯）的头部再调宽，调宽范围为（X-A)mm为20mm。调宽计划点为L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度+1米=300米+3米+1米=304米。

03）现场切割的时候在过渡区中部进行板坯分割，参见图3，下图虚线示意位置为切缝；

依据优化的起始点调宽方法和切割方法，在此范围内的调宽板坯，由于将调宽量分布在前后两块板坯上，且前后两块板坯的的宽度变化范围都控制在规定的30mm范围以内。所以按照此方法调宽和切割，不需要再进行调宽板坯的纵向切割，从而减少了由于纵向切割带来的金属损失。

应用实例3

某钢厂连铸机正在生产宽度为1100mm的板坯，后续因为合同的变更需要将板坯宽度在线调宽为1230mm。得知该钢厂规定的板坯前后宽度差最大不能超过30mm（即A值为30mm），则按照本方法进行调宽点和切割点优化组合如下：

1）确定生产中需要调宽的板坯宽度；即现场采集确认需要调宽的宽度为1230mm。

2） 依据调宽类型划分，A值为30mm，调宽范围为130mm，即X值为130mm。该调宽类型选择为调宽三的调宽类型，类型三即X＞2A；

3）现场采集到刚结束剩余流线板坯长度L_剩余长度为45米，记录当时流线板坯长度的累计值L_累计长度为300米。系统下发的合同板坯定尺为8米。采取整数块数切割策略，设其还需要切割的板坯块数为N为6，6*8=48大于45米，即N*L_定尺L值为48米，并让L（48米）大于L_剩余长度（45米）。值L_{等待长度，}则为48-45=3米。

4）现场采集到调宽坯长度为4.5米，即L_{调宽坯长度}=4.5米；

5）现场按照按照X＞2A的调宽和切割优化组合调宽类型的组合方法，具体如下，

01）现场按照的调宽类型优化方法中的调宽量由小变大的调宽在计划的前一块板坯尾部开始调宽，即在第N块板坯（第6块）完成。调宽计划点为L_{计划调宽点}=L_累计长度+L_等待长度=300米+3米=303米。

02）优化切割，在调宽开始和结束位置切割一块短定尺（4.5米），参见图2由小到大的方向，现场切割时候按照图2中由小到大的方向进行割，虚线示意位置为切缝。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。