一种首尾连续进钢轧制方法及系统与流程

本发明涉及钢材轧制领域，尤指一种首尾连续进钢轧制方法及系统。

背景技术

棒材生产连续进钢的间隔大小对钢铁企业来说是至关重要的技术指标，缩短进钢间隔是提高棒材产量的有效手段之一，能够为钢铁企业带来可观的经济效益。螺纹钢首尾连续进钢是微小的投入的巨大的产出：对于年产100万吨螺纹钢的棒材生产线，按照目前普遍生产线进钢最短间隔2秒计算，如果缩短到首尾连续进钢，也就是说进钢间隔为0秒，那么出钢间隔一般可以达到800ms左右，按照轧制一支钢60秒计算，能够提高2％左右的产量，同时提高了设备利用率，减少了设备空载运行状态，这样以来就降低了吨钢成本，同时在市场环境好的情况下，提高的产量，按照钢材价格2500～3000元/吨计算，每年该技术即可产生5000万以上的经济效益。

棒材生产线制约进钢间隔的因素有几个方面，飞剪的最短剪切间隔时间，活套起落的最短间隔时间，冷床裙板卸钢的最短间隔时间，粗轧区的轧件跟踪，粗轧入口轧机的速度控制时机。各个生产厂家都在尝试缩短间隔，往往受制于以上几个因素，进钢间隔已经压缩到极限。

现有技术中有两种缩短进钢间隔的方法，第一种是人工手动控制，进钢时连续进钢，钢坯咬入首架轧机后，人工干预降速，拉开距离后再人工升速。但这种方法存在人工操作劳动强度及人工控制不准确导致拉机架的问题，人工每一支钢在头部咬入的时刻进行操作，操作频繁，劳动强度大，在有其它生产任务的时候，只能大间隔轧制。并且这种方法受制于人为操作的主观性，必然存在操作时机不准确及误操作，导致在1#2#轧机连钢状态下降速，造成两个机架之间拉力过大导致轧机设备松动等严重问题。另一种方法是利用粗轧区拉钢轧制，拉钢轧制的时候，钢在出粗轧时候已经拉开后区设备可以适应的间隔，但这种方法导致钢的尺寸质量首尾偏大，中间偏小，引起产品质量问题；以及拉钢轧制导致钢前滑变化大，精轧活套区首尾出现大套，生产不稳定，容易出现堵钢事故；以及拉钢轧制，与下游没有形成连钢状态时，设备受力大，对轧机设备损伤较大等问题。

因此，急需进一步缩短进钢节奏，降低进钢控制对工人操作的依赖，有效控制粗轧入口轧机的速度控制时机和速度。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的进钢控制节奏差的问题，本发明实施例的主要目的在于提供一种首尾连续进钢轧制方法，所述方法包括：

检测钢坯的第一头信号；

根据所述第一头信号，确定第一咬合时间；

经所述第一咬合时间后，控制第一轧机的速度下降至第一运行速度；

控制所述第一轧机以所述第一运行速度运行预设的第一运行时间；

经所述第一运行时间后，控制所述第一轧机的速度上升至第二运行速度，并控制所述第一轧机以所述第二运行速度运行预设的第二运行时间，所述第二运行时间为第二轧机咬入所述钢坯的时间。

可选的，在本发明一实施例中，所述经所述第一咬合时间后，控制所述第一轧机的速度下降至第一运行速度，包括：经所述第一咬合时间后，控制所述第一轧机咬入所述钢坯；控制所述第一轧机的速度下降至第一运行速度。

可选的，在本发明一实施例中，所述方法还包括，经所述第二运行时间后，控制所述第二轧机咬入所述钢坯。

可选的，在本发明一实施例中，所述方法还包括，在所述第二轧机咬入所述钢坯之前，检测并跟踪所述钢坯的第二头信号。

本发明实施例还提供一种首尾连续进钢轧制系统，所述系统包括包括控制装置、第一轧机、第一轧机传动装置与第一热检；

所述第一热检检测钢坯的第一头信号，并将所述第一头信号发送至所述控制装置；

所述控制装置根据所述第一头信号，确定第一咬合时间；

经所述第一咬合时间后，所述控制装置向所述第一轧机传动装置发送调速指令；

所述第一轧机传动装置根据所述调速指令控制所述第一轧机的速度下降至第一运行速度，并控制所述第一轧机以所述第一运行速度运行预设的第一运行时间；

经所述第一运行时间后，所述第一轧机传动装置根据所述调速指令控制所述第一轧机的速度上升至第二运行速度，并控制所述第一轧机以所述第二运行速度运行预设的第二运行时间。

可选的，在本发明一实施例中，所述经所述第一咬合时间后，所述控制装置向所述第一轧机传动装置发送调速指令，包括：经所述第一咬合时间后，所述控制装置向所述第一轧机传动装置发送第一咬合指令；所述第一轧机传动装置根据所述第一咬合指令，控制所述第一轧机咬入所述钢坯；所述控制装置向所述第一轧机传动装置发送所述调速指令。

可选的，在本发明一实施例中，所述系统还包括第二轧机传动装置与第二轧机；经所述第二运行时间后，所述控制装置向所述第二轧机传动装置发送第二咬合指令；所述第二轧机传动装置根据所述第二咬合指令，控制所述第二轧机咬入所述钢坯。

可选的，在本发明一实施例中，所述系统还包括第二热检，所述第二热检设置于所述第一轧机与所述第二轧机之间，用于在所述第二轧机咬入所述钢坯之前，检测所述钢坯的第二头信号，并将所述第二头信号发送至所述控制装置。

可选的，在本发明一实施例中，所述系统还包括人机界面，所述人机界面与所述控制装置连接，用于显示所述第一头信号与第二头信号，及设定所述第一运行速度、第一运行时间、第二运行速度及第二运行时间。

可选的，在本发明一实施例中，所述控制装置还用于根据所述人机界面设定的所述第一运行速度、第一运行时间、第二运行速度及第二运行时间，生成所述调速指令。

本发明通过有效的控制进钢的节奏，使得轧制过程可靠稳定，实现首尾连续进钢，从而能够提高生产节奏，提高产量，与不能连续进钢最快2秒间隔的生产节奏相比，可以提高产量约2％，为钢铁企业带来极为可观的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种首尾连续进钢轧制方法的流程图；

图2为本发明实施例一种首尾连续进钢轧制系统的结构示意图；

图3a-3e为本发明实施例首尾连续进钢轧制过程的示意图；

图4为本发明实施例一种首尾连续进钢轧制系统的人机界面示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种首尾连续进钢轧制方法及系统。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示为本发明实施例一种首尾连续进钢轧制方法的流程图，图中所示发明包括：

步骤s1，检测钢坯的第一头信号；

步骤s2，根据所述第一头信号，确定第一咬合时间；

步骤s3，经所述第一咬合时间后，控制第一轧机的速度下降至第一运行速度；

步骤s4，控制所述第一轧机以所述第一运行速度运行预设的第一运行时间；

步骤s5，经所述第一运行时间后，控制所述第一轧机的速度上升至第二运行速度，并控制所述第一轧机以所述第二运行速度运行预设的第二运行时间，所述第二运行时间为第二轧机咬入所述钢坯的时间。

在本实施例中，在轧制过程中，多个钢坯以一定速度被运向轧机，第一轧机为粗轧入口第一个轧机，在钢坯到达第一轧机前，检测到钢坯的第一头信号，该第一头信号代表了该钢坯的头部已到达检测位置。检测位置与第一轧机的距离一般为6-12米，可根据实际情况设定。

其中，根据检测位置与第一轧机的距离以及钢坯当前的移动速度，可以确定第一咬合时间，即经过第一时间后，钢坯被第一轧机咬入。当钢坯被第一轧机咬入后，控制第一轧机速度下降至第一运行速度，第一运行速度可预先设置，并且第一运行速度小于当前钢坯速度。第一轧机保持第一运行速度运行，保持时间为第一运行时间。经第一运行时间后，控制第一轧机速度上升至第二运行速度。第二运行速度可预先设置，并且第二运行速度高于第一运行速度。第一轧机保持第二运行速度运行，保持时间为第二运行时间。经第二运行时间后，钢坯被第二轧机咬入。其中，第一运行速度、第二运行速度、第一运行时间及第二运行时间均可预先设置，依据实际情况所需的两钢坯的相隔时间来进行设置。此外，钢坯被第一轧机咬入前的速度与第一运行速度满足级联变化，以免造成磨辊。第一轧机的第二运行速度与第二轧机的运行速度满足秒流量原理，以免损坏钢坯。

在本实施例中，由于第一轧机的第二运行速度低于钢坯被第一轧机咬入前的速度，因此，在第一轧机保持第二运行速度时，当前钢坯与后面的一个钢坯之间的距离拉近，在后面一个钢坯被第一轧机咬合前，两钢坯可碰触，由此实现首尾进钢。由于第一轧机为粗轧入口，钢坯截面较大，且可通过调节钢坯被咬合前的速度，以尽量减少两钢坯接触时间。因此，在实现首尾进钢的同时，也不会让钢坯产生形变。

作为本发明的一个实施例，所述经所述第一咬合时间后，控制所述第一轧机的速度下降至第一运行速度，包括：

经所述第一咬合时间后，控制所述第一轧机咬入所述钢坯；

控制所述第一轧机的速度下降至第一运行速度。

在本实施例中，依据检查位置与第一轧机的距离以及钢坯被第一轧机咬入前的速度，可以确定第一咬合时间，经第一咬合时间后，钢坯被第一轧机咬入。通过控制第一轧机，使得钢坯被第一轧机咬入。此外，第一轧机也可自主咬入钢坯。在第一轧机咬入钢坯后，控制第一轧机的速度下降至第一运行速度。

作为本发明的一个实施例，所述方法还包括，经所述第二运行时间后，控制所述第二轧机咬入所述钢坯。

在本实施例中，在第一轧机的速度上升至第二运行速度后，保持该速度运行，保持时间为第二运行时间。根据实际应用情况，可适当减小第二运行时间的长度，即当第一轧机的速度达到第二运行后，钢坯可马上被第二轧机咬入。实际中为避免出现拉钢的情况，确保第一轧机的速度达到了第二运行速度，可以控制第一轧机在第二运行速度下，保持第二运行时间。

作为本发明的一个实施例，在所述第二轧机咬入所述钢坯之前，检测并跟踪所述钢坯的第二头信号。

在本实施例中，在第一轧机与第二轧机之间，还设置有一个检测位置，用来检测钢坯的第二头信号。跟踪第二头信号，可以确保该钢坯在轧制现场中的位置被实时监控，并且可以同时确定该钢坯与前一钢坯之间的连接位置，以完成后续工艺。

通过本发明中的首尾连续进钢轧制方法，采用有效的控制进钢的节奏，使得轧制过程可靠稳定，实现首尾连续进钢，从而能够提高生产节奏，提高产量，与不能连续进钢最快2秒间隔的生产节奏相比，可以提高产量约2％，为钢铁企业带来极为可观的经济效益。

如图2所示为本发明实施例一种首尾连续进钢轧制系统的结构示意图，图中所示系统包括控制装置10、第一轧机50、第一轧机传动装置20与第一热检40；

所述第一热检40检测钢坯30的第一头信号，并将所述第一头信号发送至所述控制装置10；

所述控制装置10根据所述第一头信号，确定第一咬合时间；

经所述第一咬合时间后，所述控制装置10向所述第一轧机传动装置20发送调速指令；

所述第一轧机传动装置20根据所述调速指令控制所述第一轧机50的速度下降至第一运行速度，并控制所述第一轧机50以所述第一运行速度运行预设的第一运行时间；

经所述第一运行时间后，所述第一轧机传动装置20根据所述调速指令控制所述第一轧机50的速度上升至第二运行速度，并控制所述第一轧机50以所述第二运行速度运行预设的第二运行时间。

在本实施例中，在轧制过程中，多个钢坯以一定速度被运向轧机，第一轧机50为粗轧入口第一个轧机，在钢坯30到达第一轧机前，第一热检40检测到钢坯30的第一头信号，并将该第一头信号发送至控制装置10，该第一头信号代表了钢坯30的头部已到达第一热检40的位置。第一热检40与第一轧机50的距离一般为6-12米，可根据实际情况设定。较佳的，控制装置10可以采用plc控制系统，并通过远程i/网络、数据连接线与热检等设备连接。

其中，根据第一热检40与第一轧机50的距离以及钢坯30当前的移动速度，控制装置10可以确定第一咬合时间，即经过第一时间后，钢坯30被第一轧机50咬入。当钢坯30被第一轧机50咬入后，控制装置10向所述第一轧机传动装置20发送调速指令，第一轧机传动装置20根据该调试指令控制第一轧机50速度下降至第一运行速度，第一运行速度可预先设置，并且第一运行速度小于当前钢坯30速度。第一轧机传动装置20根据该调试指令控制第一轧机50保持第一运行速度运行，保持时间为第一运行时间。经第一运行时间后，第一轧机传动装置20根据该调试指令控制控制第一轧机50速度上升至第二运行速度。第二运行速度可预先设置，并且第二运行速度高于第一运行速度。第一轧机传动装置20根据该调试指令控制第一轧机50保持第二运行速度运行，保持时间为第二运行时间。其中，第一运行速度、第二运行速度、第一运行时间及第二运行时间均可预先设置，依据实际情况所需的两钢坯的相隔时间来进行设置。此外，钢坯30被第一轧机咬入前的速度与第一运行速度满足级联变化，以免造成磨辊。第一轧机50的第二运行速度与第二轧机的运行速度满足秒流量原理，以免损坏钢坯。

在本实施例中，由于第一轧机50的第二运行速度低于钢坯30被第一轧机50咬入前的速度，因此，在第一轧机50保持第二运行速度时，当前钢坯30与后面的一个钢坯之间的距离拉近，在后面一个钢坯被第一轧机50咬入前，两钢坯可碰触，由此实现首尾进钢。由于第一轧机50为粗轧入口，钢坯截面较大，且可通过调节钢坯被咬入前的速度，以尽量减少两钢坯接触时间。因此，在实现首尾进钢的同时，也不会让钢坯产生形变。

作为本发明的一个实施例，所述经所述第一咬合时间后，所述控制装置10向所述第一轧机传动装置20发送调速指令，包括：

经所述第一咬合时间后，所述控制装置10向所述第一轧机传动装置20发送第一咬合指令；

所述第一轧机传动装置20根据所述第一咬合指令，控制所述第一轧机50咬入所述钢坯；

所述控制装置10向所述第一轧机传动装置20发送所述调速指令。

在本实施例中，依据第一热检40与第一轧机50的距离以及钢坯30被第一轧机50咬入前的速度，可以确定第一咬合时间，经第一咬合时间后，钢坯30被第一轧机50咬入。通过控制装置10向第一轧机传动装置20发送第一咬合指令，以控制第一轧机50，使得钢坯30被第一轧机50咬入。此外，第一轧机50也可自主咬入钢坯30。在第一轧机50咬入钢坯30后，第一轧机传动装置20根据调速指令控制第一轧机50的速度下降至第一运行速度。

作为本发明的一个实施例，所述系统还包括第二轧机传动装置80与第二轧机70；

经所述第二运行时间后，所述控制装置10向所述第二轧机传动装置80发送第二咬合指令；

所述第二轧机传动装置80根据所述第二咬合指令，控制所述第二轧机70咬入所述钢坯30。

在本实施例中，在第一轧机50的速度上升至第二运行速度后，保持该速度运行，保持时间为第二运行时间。根据实际应用情况，可适当减小第二运行时间的长度，即当第一轧机50的速度达到第二运行后，钢坯30可马上被第二轧机咬入。实际中为避免出现拉钢的情况，确保第一轧机50的速度达到了第二运行速度，可以控制第一轧机50在第二运行速度下，保持第二运行时间。经第二运行时间后，钢坯被第二轧机70咬入。

其中，第二轧机传动装置80根据控制装置10发出的第二咬合指令，控制第二轧机70咬入钢坯30。此外，第二轧机70也可自主咬入钢坯30。

作为本发明的一个实施例，所述系统还包括第二热检60，所述第二热检60设置于所述第一轧机50与所述第二轧机70之间，用于在所述第二轧机70咬入所述钢坯30之前，检测所述钢坯30的第二头信号，并将所述第二头信号发送至所述控制装置10。

在本实施例中，在第一轧机50与第二轧机70之间，还设置有一第二热检60，用来检测钢坯30的第二头信号。控制装置10跟踪第二头信号，可以确保该钢坯30在轧制现场中的位置被实时监控，并且可以同时确定该钢坯30与前一钢坯之间的连接位置，以完成后续工艺。

在本实施例中，所述系统还包括人机界面90，所述人机界面90与所述控制装置10连接，用于显示所述第一头信号与第二头信号，及设定所述第一运行速度、第一运行时间、第二运行速度及第二运行时间。

其中，控制装置10还用于根据人机界面90设定的第一运行速度、第一运行时间、第二运行速度及第二运行时间，生成调速指令。

在本实施例中，人机界面90便于用户检测轧制过程中的数据及信号，并且可以通过人机界面90预设第一运行速度、第一运行时间、第二运行速度及第二运行时间。控制装置10根据第一运行速度、第一运行时间、第二运行速度及第二运行时间，可以生成调速指令。此外，通过人机界面90可以预设轧制过程中，各个轧机的运行速度等参数。

如图3a-3e所示为本发明实施例首尾连续进钢轧制过程的示意图，图中包括第一轧机、第二轧机、第三轧机、1号钢坯、2号钢坯、第一热检与第二热检。其中，2号钢坯为1号钢坯的前一钢坯。

如图3a中所示为1号钢坯到达第一热检的位置，此时第一热检检测1号钢坯的第一头信号，并将该第一头信号发送至控制装置。

如图3b所示为1号钢坯跟随2号钢坯进钢，形成首尾连续进钢状态。2号钢坯被第二轧机咬入后进入正常轧制过程，此时，第一轧机保持其第二运行速度运行。由于钢坯在被第一轧机咬入前的速度大于第一轧机的第二运行速度，图中的1号钢坯会在被第一轧机咬入前，会追赶上2号钢坯，并触碰2号钢坯，以此实现首尾连续进钢。

如图3c所示为1号钢坯被第一轧机咬入，此时，第一轧机的速度将至第一运行速度，并保持第一运行速度运行第一运行时间。由于第一运行速度小于第二运行速度，因此，此时以第二运行速度移动的2号钢坯，与以第一运行速度移动的1号钢坯之间慢慢拉开距离。

如图3d所述为经第一运行时间后，第一轧机的速度上升，逐渐达到第二运行速度。当第一轧机速度达到第二运行速度后，1号钢坯与2号钢坯速度一致，此时两钢坯间的相隔时间为轧制过程所需的相隔时间，根据该相隔时间可预设第一运行速度、第一运行时间、第二运行速度及第二运行时间。

如图3e所述为第一轧机保持第二运行速度运行第二运行时间后，1号钢坯经过第二热检，第二热检采集其第二头信号，且1号钢坯被第二轧机咬入。此时，第二热检将采集到的1号钢坯的第二头信号发送至控制装置，可以确保1号钢坯在轧制现场中的位置被实时监控，并确定1号钢坯与2号钢坯的首尾连接位置，以完成后续轧制工艺。1号钢坯被第二轧机咬入后，进入正常轧制过程。

如图4所示为本发明实施例一种首尾连续进钢轧制系统的人机界面示意图，图中包括速降投入/禁用切换按钮；低速比例设定；低速持续时间(ms)等信号。其中，速降投入/禁用切换按钮，用于将切换按钮可以选择是否投入首尾连续进钢功能；低速比例设定，用于针对入口轧机(即第一轧机)当前速度的系数，调整这个参数的大小可以调整入口轧机降速的幅度。人机界面上还同时显示了轧制间隔和轧制时间等信息，便于用户监测与操作。

通过本发明中的首尾连续进钢轧制方法，采用有效的控制进钢的节奏，使得轧制过程可靠稳定，实现首尾连续进钢，并从而能够提高生产节奏，提高产量，与不能连续进钢最快2秒间隔的生产节奏相比，可以提高产量约2％，为钢铁企业带来极为可观的经济效益。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，比如rom/ram、磁碟、光盘等。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。