棒材生产线负公差轧制与短尺控制方法
阅读说明：本技术 棒材生产线负公差轧制与短尺控制方法 (Negative tolerance rolling and short rule control method for bar production line ) 是由 富伟 李庆辉 杨天智 刘文宇 于 2021-07-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种棒材生产线负公差轧制与短尺控制方法,主要包括以下步骤：S1、获取将要进入轧机的坯料的实际重量；S2、用坯料的实际重量减去轧制过程中的损耗量,得到该坯料的成品重量；S3、根据坯料的成品重量、预轧制的棒材产品直径及预达到的负公差数值计算该坯料轧制成棒材产品的预计总长度；S4、将要轧制的棒材产品长度设为成品长度,微调定尺长度和棒材产品直径中的至少一项,使棒材产品轧制为整倍尺。其通过坯料重量预估轧制成品的总长度,然后通过对定尺长度和棒材产品直径的微调,使棒材产品轧制为整倍尺,消除了短尺,避免了坯料浪费,且使得生产线自动化水平提高,即提供了生产效率。(The invention discloses a negative tolerance rolling and short rule control method for a bar production line, which mainly comprises the following steps: s1, acquiring the actual weight of the blank to be fed into the rolling mill; s2, subtracting the loss amount in the rolling process from the actual weight of the blank to obtain the finished product weight of the blank; s3, calculating the predicted total length of the bar product rolled from the blank according to the finished product weight of the blank, the diameter of the bar product rolled in advance and the pre-achieved negative tolerance value; and S4, setting the length of the bar product to be rolled as the length of the finished product, and finely adjusting at least one of the length of the fixed length and the diameter of the bar product to roll the bar product to a full-scale length. It predicts the total length of rolling finished product through blank weight, then through the fine setting to scale length and rod product diameter, makes the rod product rolling for the full time chi, has eliminated the short ruler, has avoided the blank extravagant, and makes production line automation level improve, provides production efficiency promptly.)
技术领域
本发明涉及棒材生产轧制
技术领域
，特别涉及一种棒材生产线负公差轧制与短尺控制方法。背景技术
目前，棒线材生产过程中由于各个钢坯(坯料)实际重量和理论重量上的普遍存在一定偏差，以及棒材剪切轧制过程中的钢坯损耗，在钢坯切定尺过程中不可避免地会产生大量短尺，短尺的存在导致合格尺占比降低(目前合格尺占比例普遍为97.8％左右)，部分短尺要切非定尺或者碎断，浪费了宝贵的坯料金属资源，降低了钢厂的利润。此外，由于短尺的存在，导致冷床、精整、收集区域控制的复杂化，无法实现全自动，只能人工干预，降低了生产线的自动化水平，降低了生产效率，增加了人员工作量和生产成本。
由于以上原因可以看出，短尺的存在会影响棒材精整区域全自动功能的正常使用。
另一方面，负公差轧制对于生产工厂具有极其重要的意义，GB/T1499.2—2018带肋钢筋新国标规定重量上允许偏差如下表：
通过该表可见，如果能对负公差的进行合理的利用，即使负公差接近-6.0％，则相当于每年节约了4％-5％的总产量的价值，以139万吨、3500元/吨计算，相当于每年节省19460万元，意义非常重大。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种棒材生产线负公差轧制与短尺控制方法，通过坯料重量预估轧制成品的总长度，然后通过对定尺长度和棒材产品直径的微调，使棒材产品轧制为整倍尺，消除了短尺，避免了坯料浪费，且使得生产线自动化水平提高，即提供了生产效率。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种棒材生产线负公差轧制与短尺控制方法，其中，包括：
S1、获取将要进入轧机的坯料的实际重量；
S2、用坯料的实际重量减去轧制过程中的损耗量，得到该坯料的成品重量；
S3、根据坯料的成品重量、预轧制的棒材产品直径及预达到的负公差数值计算该坯料轧制成棒材产品的预计总长度；
S4、将要轧制的棒材产品长度设为成品长度，微调定尺长度和棒材产品直径中的至少一项，使棒材产品轧制为整倍尺。
优选的是，所述的棒材生产线负公差轧制与短尺控制方法中，步骤S4中，调整倍尺的具体方法为：
S4.1、根据预计总长度及定尺长度计算出预计短尺长度；
S4.2、设置一个长度值作为短尺阈值，当预计短尺长度小于短尺阈值时，保持棒材产品直径不变，微调定尺长度，使预计短尺长度为零；当预计短尺长度大于短尺阈值时，则在负公差允许范围内微调棒材产品直径，或微调棒材产品直径和定尺长度，使预计短尺长度为零。
优选的是，所述的棒材生产线负公差轧制与短尺控制方法中，所述短尺阈值为4-7米。
优选的是，所述的棒材生产线负公差轧制与短尺控制方法中，步骤S1中，坯料的实际重量通过称重装置称重得到；所述称重装置设置在棒材生产线的加热炉口处，对每个将要进入轧机的坯料进行精确称重。
一种棒材生产线负公差轧制与短尺控制系统，主要包括：
棒材生产线，其顺次包括加热炉、传送辊道、轧机、冷床、剪切机构以及棒材收集打包机构；其中，所述加热炉出口处设置有称重装置；
自动控制单元，其包括顺次连接的计算模块、分析模块和调整模块；所述计算模块通过由所述称重装置获取的坯料的实际重量，结合预轧制的棒材产品直径及预达到的负公差数值分析得到该坯料轧制成棒材产品的预计总长度；所述分析模块依据所述预计总长度和定尺长度分析使所述棒材产品轧制为整倍尺的调整参数，所述调整模块依据所述调整参数对轧机和剪切机构的工作频率进行调整。
优选的是，所述的棒材生产线负公差轧制与短尺控制系统中，所述计算模块在由坯料的实际重量，结合预轧制的棒材产品直径及预达到的负公差数值分析得到该坯料轧制成棒材产品的预计总长度前，先用坯料的实际重量减去轧制过程中的损耗量，得到该坯料的成品重量，然后利用所述成品重量结合预轧制的棒材产品直径及预达到的负公差数值分析得到该坯料轧制成棒材产品的预计总长度。
优选的是，所述的棒材生产线负公差轧制与短尺控制系统中，所述调整参数包括：定尺长度和棒材产品直径的调整中的至少一项。
优选的是，所述的棒材生产线负公差轧制与短尺控制系统中，所述调整模块依据所述调整参数对轧机和剪切机构的工作频率进行调整，具体包括：
预设一个长度值作为短尺阈值，当预计短尺长度小于短尺阈值时，保持棒材产品直径不变，微调定尺长度，使预计短尺长度为零；
当预计短尺长度大于短尺阈值时，在负公差允许范围内微调棒材产品直径，或微调棒材产品直径和定尺长度，使预计短尺长度为零；
其中，所述预计短尺长度指根据所述预计总长度及定尺长度计算出的长度值。
本发明至少包括以下有益效果：
首先，本发明通过利用进入轧机的坯料的实际重量，以及预轧制棒材产品直径和预达到的负公差数据计算得到坯料轧制成棒材产品的预计总长度，然后根据预计总长度和将要轧制的棒材产品长度进行综合分析，使得通过微调定尺长度和棒材产品直径中的至少一项，使棒材产品轧制为整倍尺，即避免了棒材轧制过程中短尺的产生，即减少了原材料的浪费，也使得生产更加自动化，提高了生产效率。
通过获取将要进入轧机的坯料的实际重量，然后利用坯料的实际重量减去轧制过程中的固定损耗量，然后再与预轧制的棒材产品直径等参数预估坯料轧制成棒材产品的预计总长度，使得得到的预计总长度更加准确，便于后续对整倍尺长度和直径的计算的精确度。
通过根据坯料的成品重量、预轧制的棒材产品直径以及预达到的负公差数值计算该坯料轧制成棒材产品的预计总长度，使得负公差数值参与至整倍尺的调整分析中，进而能够在满足国标要求的前提下，使得负公差数值更加利于生产成本的降低，提高了棒材生产的经济效益。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述的棒材生产线负公差轧制与短尺控制方法的流程图；
图2为本发明所述的棒材生产线负公差轧制与短尺控制系统的框架结构图；
图3为采用本发明所述棒材生产线负公差轧制与短尺控制方法消除短尺后，的棒材生产控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，本发明提供一种棒材生产线负公差轧制与短尺控制方法，其中，包括：S1、获取将要进入轧机的坯料的实际重量；
S2、用坯料的实际重量减去轧制过程中的损耗量，得到该坯料的成品重量；
S3、根据坯料的成品重量、预轧制的棒材产品直径及预达到的负公差数值计算该坯料轧制成棒材产品的预计总长度；
S4、将要轧制的棒材产品长度设为成品长度，微调定尺长度和棒材产品直径中的至少一项，使棒材产品轧制为整倍尺。
以上方案中，通过利用进入轧机的坯料的实际重量，以及预轧制棒材产品直径和预达到的负公差数据计算得到坯料轧制成棒材产品的预计总长度，然后根据预计总长度和将要轧制的棒材产品长度进行综合分析，使得通过微调定尺长度和棒材产品直径中的至少一项，使棒材产品轧制为整倍尺，即避免了棒材轧制过程中短尺的产生，即减少了原材料的浪费，也使得生产更加自动化，提高了生产效率。
通过获取将要进入轧机的坯料的实际重量，然后利用坯料的实际重量减去轧制过程中的产生的剪切损耗等固定损耗量，然后再与预轧制的棒材产品直径等参数预估坯料轧制成棒材产品的预计总长度，使得得到的预计总长度更加准确，便于后续对整倍尺长度和直径的计算的精确度。
通过根据坯料的成品重量、预轧制的棒材产品直径以及预达到的负公差数值计算该坯料轧制成棒材产品的预计总长度，使得负公差数值参与至整倍尺的调整分析中，进而能够在满足国标要求的前提下，使得负公差数值更加利于生产成本的降低，提高了棒材生产的经济效益。
通过上述方法的应用，可以在保证零短尺的基础上，使负公差接近-6.0％，则相当于每年节约了4％-5％的总产量的价值，以139万吨、3500元/吨计算，相当于每年节省19460万元。
另外，在采用上述方法将短尺消除后，就可以在精整、收集区域实现如图3所示的全自动控制。
一个优选方案中，步骤S4中，调整倍尺的具体方法为：
S4.1、根据预计总长度及定尺长度计算出预计短尺长度；
S4.2、设置一个长度值作为短尺阈值，当预计短尺长度小于短尺阈值时，保持棒材产品直径不变，微调定尺长度，使预计短尺长度为零；当预计短尺长度大于短尺阈值时，则在负公差允许范围内微调棒材产品直径，或微调棒材产品直径和定尺长度，使预计短尺长度为零。
以上方案中，通过设定短尺阈值，然后通过短尺阈值与预计短尺长度进行比较，在预计短尺长度小于短尺阈值时，则表示预计总长度与多倍成品长度间的差距较小，进而可以仅通过微调定尺长度，即可在满足国标公差要求的基础上，实现整倍尺；而在预计短尺长度大于短尺阈值时，则表示预计总长度与多倍成品长度间的差距较大，此时，仅通过微调定尺长度，将不能满足整倍尺的要求，因而可以在负公差允许范围内微调棒材产品直径，和/或定尺长度，使得总长度变化后，再进行轧制，以消除短尺。可见，短尺阈值的设置，能够使得对于倍尺的调整更加有针对性，提高了调整效率和准确度。
一个优选方案中，所述短尺阈值为4-7米。
以上方案中，经反复实验发现，将短尺阈值设置在4-7米间，对于倍尺的调整参考最为有意义；例如：成品坯料按照-5.3％公差计算得到了预计总长度，按照12米定尺计算出短尺长度，下表1为钢坯重量对应￠12规格成品长度、系数测算表，由该表可以看出短尺需要调整的量多少，可见，如果在5米以内，可以不调整轧机，仅需要在连铸机切坯料时微调坯料的长度，使短尺降到2米左右，而如果短尺长度超过5米，则相应的压下轧机，近一步加大负公差(不超过国标的-6％)，使长度满足整倍尺。
表1钢坯重量对应￠12规格成品长度、系数测算表
一个优选方案中，步骤S1中，坯料的实际重量通过称重装置称重得到；所述称重装置设置在棒材生产线的加热炉口处，对每个将要进入轧机的坯料进行精确称重。
以上方案中，将称重装置设置在棒材生产线的加热炉口处，可以对每个将要进入轧机的坯料进行精确的称重。
如图2所示，一种棒材生产线负公差轧制与短尺控制系统，主要包括：
棒材生产线，其顺次包括加热炉、传送辊道、轧机、冷床、剪切机构以及棒材收集打包机构；其中，所述加热炉出口处设置有称重装置；
自动控制单元，其包括顺次连接的计算模块、分析模块和调整模块；所述计算模块通过由所述称重装置获取的坯料的实际重量，结合预轧制的棒材产品直径及预达到的负公差数值分析得到该坯料轧制成棒材产品的预计总长度；所述分析模块依据所述预计总长度和定尺长度分析使所述棒材产品轧制为整倍尺的调整参数，所述调整模块依据所述调整参数对轧机和剪切机构的工作频率进行调整。
以上方案中，通过称重装置和自动控制单元的配合，能够利用进入轧机的坯料的实际重量，以及预轧制棒材产品直径和预达到的负公差数据计算得到坯料轧制成棒材产品的预计总长度，然后根据预计总长度和将要轧制的棒材产品长度进行综合分析，使得通过获得的调整参数，来调整轧机和剪切结构的工作频率，进而使棒材产品轧制为整倍尺，即避免了棒材轧制过程中短尺的产生，即减少了原材料的浪费，也使得生产更加自动化，提高了生产效率。
通过根据坯料的成品重量、预轧制的棒材产品直径以及预达到的负公差数值计算该坯料轧制成棒材产品的预计总长度，使得负公差数值参与至整倍尺的调整分析中，进而能够在满足国标要求的前提下，使得负公差数值更加利于生产成本的降低，提高了棒材生产的经济效益。
一个优选方案中，所述计算模块在由坯料的实际重量，结合预轧制的棒材产品直径及预达到的负公差数值分析得到该坯料轧制成棒材产品的预计总长度前，先用坯料的实际重量减去轧制过程中的损耗量，得到该坯料的成品重量，然后利用所述成品重量结合预轧制的棒材产品直径及预达到的负公差数值分析得到该坯料轧制成棒材产品的预计总长度。
以上方案中，通过获取将要进入轧机的坯料的实际重量，然后利用坯料的实际重量减去轧制过程中的产生的剪切损耗等固定损耗量，然后再与预轧制的棒材产品直径等参数预估坯料轧制成棒材产品的预计总长度，使得得到的预计总长度更加准确，便于后续对整倍尺长度和直径的计算的精确度。
一个优选方案中，所述调整参数包括：定尺长度和棒材产品直径的调整中的至少一项。
以上方案中，通过定尺长度的微调能够使得已知的棒材产品的总长度为定尺长度的整数倍，而通过棒材产品直径的调整，能够使得棒材产品的总长度为已知的定尺长度的整数倍。
一个优选方案中，所述调整模块依据所述调整参数对轧机和剪切机构的工作频率进行调整，具体包括：
预设一个长度值作为短尺阈值，当预计短尺长度小于短尺阈值时，保持棒材产品直径不变，微调定尺长度，使预计短尺长度为零；
当预计短尺长度大于短尺阈值时，在负公差允许范围内微调棒材产品直径，或微调棒材产品直径和定尺长度，使预计短尺长度为零；
其中，所述预计短尺长度指根据所述预计总长度及定尺长度计算出的长度值。
以上方案中，通过设定短尺阈值，然后通过短尺阈值与预计短尺长度进行比较，在预计短尺长度小于短尺阈值时，则表示预计总长度与多倍成品长度间的差距较小，进而可以仅通过微调定尺长度，即可在满足国标公差要求的基础上，实现整倍尺；而在预计短尺长度大于短尺阈值时，则表示预计总长度与多倍成品长度间的差距较大，此时，仅通过微调定尺长度，将不能满足整倍尺的要求，因而可以在负公差允许范围内微调棒材产品直径，和/或定尺长度，使得总长度变化后，再进行轧制，以消除短尺。可见，短尺阈值的设置，能够使得对于倍尺的调整更加有针对性，提高了调整效率和准确度。。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。