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新型铸坯定重切割技术及其应用常金宝，张朝发，郝华强，韩志杰，李波，李双武，轩宗宇，孙玉霞(河北钢铁集团唐钢公司第二钢轧厂，河北唐山，063016)摘 要：在连铸-棒材生产流程中，开发了新型铸坯定重切割技术，满足高效率、低成本连铸连轧的生产需要。采用静态辊道秤采集铸坯重量信息，高精度红外摄像系统控制铸坯切割长度，利用PLC、WinCC等软件处理铸坯重量、长度信息与生产工艺参数间的逻辑、数学关系，实现了铸坯定重切割的自动运行。技术实施后，铸坯单重合格率稳定在70%左右，棒材工序成材率提高0.15%，取得了巨大的经济效益和良好的社会效益。关键词：连铸；称重系统；定重切割；棒材成材率；1 前言唐钢第二钢轧厂5、6号连铸机设计曲率半径6m，6机6流，浇注165×165断面连铸坯，供给两条棒材生产线，生产钢种主要为普碳钢、低合金钢，每台铸机年产量为120万吨左右。长期以来，连铸坯以定尺方式供给棒材轧机，在生产过程中由于受工艺参数变化、设备精度等因素影响，定尺相同的铸坯，其重量存在较大差异。由于铸坯重量的不同，在棒材生产控制稳定的情况下，会造成大量的非定尺材。因此，为减少棒材非定尺材数量，提高棒材轧制成材率，降低钢铁成本，目前国内钢铁企业开始推广应用定重供坯技术。结合二钢轧厂实际，借鉴国内钢铁企业的定重供坯技术的经验，结合二钢轧厂实际情况，开发出一套高效、精确、智能的连铸坯定重切割技术。2 主要技术内容2.1 系统组成铸坯定重切割技术由硬件和软件两部分组成。硬件系统主要包括高精度红外摄像切割系统、铸坯跟踪控制系统、高精度铸坯秤及辊道升降系统组成。软件系统主要包括铸坯跟踪定位模块，称重辊道模块，铸坯定重、定尺模块以及在三大模块基础上建立的铸坯切割自动控制系统。2.2 各部分功能高精度红外摄像切割系统的主要功能是实现对铸坯的精确切割，采用内置激光测距系统的高像素摄像系统，单流跟踪单流切割，切割信号指令数字化模块实现，铸坯定尺长度误差可控制在10mm。铸坯跟踪控制系统主要功能：(1)对各流铸坯出坯状态、头坯状态进行分析检测；(2)切割完成后，铸坯位置检测，是否到达指定捞坯位；(3)捞钢车定位，主要对捞钢车捞坯位置、时间以及放坯位置、时间，进行定位控制，各流要单独控制，以确定捞坯的流序。(4)切割小车定位跟踪，实现对切割枪的行进、回位、位置的精确控制，准确执行切割指令。高精度铸坯秤采用静态秤的方式，布置在铸坯直供辊道的下方，主要功能是对铸坯重量的称量，单只铸坯称重精度达到3kg以上(铸坯单重为2440-2450kg)，可以实现对铸坯切割长度的精确控制。铸坯重量采集、远程控制等均与铸坯跟踪系统配套。辊道升降系统可以实现铸坯输送和铸坯称重两个功能。铸坯称重时，辊道下降使铸坯落在铸坯秤上，进行铸坯称重过程，称重结束后，辊道升起，进行输送铸坯过程。主要辊道梁、基础框架、传动设备、升降机构和电气设备组成，辊道升降由安装在辊道梁下面的两组液压缸完成。铸坯跟踪定位模块功能是准确完成对各流铸坯信号到位检测，准确判断出是哪流铸坯到达出坯位置，再通过捞钢车定位系统准确判断出是哪流第几根铸坯送入称量辊道或送入冷床，实时跟踪。称重辊道模块功能是准确称量送入升降辊道铸坯的重量，通过RS-232模式将重量信号送入铸坯定重、定尺模块。铸坯定重、定尺模块功能主要通过火切机小车的控制，实现各流铸坯定重、定长的控制。此模块可以采用定重和定尺两种方式来控制铸坯切割。定重方式指根据铸坯的重量控制铸坯的切割长度；定尺方式是以设定的铸坯长度对铸坯进行切割。2.3 控制思路根据连铸及棒材轧机对铸坯重量的要求，计算机控制系统按理论重量计算出第一根铸坯的定尺长度，并把第一根铸坯的定尺信号传递给高精度红外摄像切割系统，高精度红外摄像切割系统根据定尺长度完成对第一根铸坯的切割，铸坯跟踪系统对第一根铸坯进行定位，获得铸坯的流号，使用捞钢机把铸坯放到可升降铸坯辊道上，辊道下降后铸坯被放到高精度铸坯秤上完成对铸坯的称重过程，称重完成后辊道升起，把铸坯输送到轧钢工序。铸坯跟踪系统把铸坯流号、高精度钢坯秤把铸坯的实际重量反馈给计算机控制系统，计算机控制系统根据前一根铸坯的重量及定尺，结合连铸机的拉速、中包温度等浇注情况，通过数学计算得出下一根铸坯的定尺长度，并把定尺信号传递给高精度红外摄像切割系统，按铸坯跟踪、铸坯称重完成下一个循环。控制流程见图1所示。前馈拉速、中包温度(过热度)、结晶器寿命、比水量计算机控制高精度红外摄像切割系统长度反馈可升降铸坯辊道高精度钢坯秤流号铸坯跟踪系统坯重图1 控制流程示意图3 系统设计3.1 秤体设计目前，部分钢铁企业采用托辊升降式称重法。连铸坯称重时，在传送辊道间采用液压升降执行机构将连铸坯和秤架共同托起，让传送辊道与连铸坯分离，此称重法称架属于“动态称重”，其设备简单、投资少