一种红送钢坯的调度方法

技术领域

本申请涉及车间输送领域，具体涉及炼钢生产车间至轧制生产车间红送钢坯调度方法。

背景技术

在钢铁生产厂，炼钢生产车间完成红坯浇铸后，钢坯需从炼钢生产车间输送至轧钢生产车间进行轧制，在这个过程中，必须尽可能地保证红送钢坯的温度，提高红送钢坯轧制温度，有利于节省轧制过程中的煤气消耗。

目前，通过直送辊道将钢坯从炼钢生产车间直送至轧钢生产车间是应用最多也是最为普遍的一种输送方式，但如果直送辊道出现故障，将严重影响生产进度，且高温钢坯长时间不进行轧制工序，材料会出现弯曲等缺陷，需要重新回炉，造成资源的极大浪费。因此，钢厂一般会采用以下方式进行钢坯的备用运输。

通过平板小车近距离运输，但钢坯温度较高，普通的吊装工具如常用的电磁铁吊装工具无法进行吊装，且高温钢坯还会对平板小车的运转带来较大的技术挑战，因此需将高温钢坯在炼钢冷床设备上冷却至500度以下才可进行吊装、装车，严重损失了钢坯的热量。且平板车上没有保温罩，在运输过程中，也会存在热量浪费的情况。

通过保温车进行远程运输，虽然能够有效的保持钢坯的热量，但保温车无论是运输成本还是采购成本都对企业带来了资金的压力，而且一般在钢铁厂，保温车的使用台数也是极为有限的，所以很多钢坯都是由汽车平板车，也就是没有设有保温罩的汽车进行拉运，在这个过程中，钢坯的温度也会出现大量的损失。

以上方式虽然均能将钢坯输送至轧钢生产车间，但存在钢坯运输温度过低、热量浪费、资金压力等不足，且不能保证钢坯红送进度，会出现一组红钢一组低温钢的情况，导致炼钢浇注的红送速度不能与轧钢速度匹配；且还会对轧钢车间加热炉加热的煤气消耗带来的极大的困难，要么钢坯在加热炉内待温，要么强行轧制，待温严重影响生产节奏，强行轧制对生产线上的设备带来超负荷运转，对设备的使用寿命带来了巨大的影响。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本申请目的在于提供一种红送钢坯的调度方法，以直送辊道、平板小车和保温坑三者相互配合的方式，通过控制直送辊道、平板小车的运输节奏以及优化平板小车的保温效果，结合保温坑的保温作用，以应对在各种突发情况下，最大程度地满足红送钢坯的目的。

本申请为实现以上目的，提供了一种红送钢坯的调度方法，具体包括：

(1)炼钢生产车间与轧钢生产车间正常生产钢坯，炼钢直送设备红送速度达到设置阈值，炼钢速度与轧钢速度匹配，采取炼钢直送辊道将钢坯红送至所述轧钢生产车间；

(2)当炼钢直送辊道存在间接性故障，红送速度小于设置阈值时，获取预计处理间接性故障的时间，由处理间接性故障的时间和钢坯进给速度计算出积压的红送钢坯量；评估平板小车在处理间接性故障时间段内的运输能力和保温坑的储存能力；

若积压的红送钢坯量小于平板小车的运输能力，由平板小车红送钢坯；

若积压的红送钢坯量大于平板小车的运输能力，但小于平板小车的运输能力和所述保温坑的储存能力，由平板小车红送，结合所述保温坑进行钢坯中转；

若积压的红送钢坯量大于平板小车的运输能力和保温坑的储存能力，可将多出的钢坯送至其他轧钢生产车间；

(3)当炼钢生产车间正常生产钢坯，轧钢生产车间存在局部故障或未生产，通过所述保温坑进行中转，多出的钢坯送至其他轧钢生产车间。

进一步地，所述阈值为在保证轧钢生产车间正常出钢条件下，所述炼钢直送设备红送钢坯的最低速度值。

进一步地，所述平板小车的运输能力由所述平板小车满载的钢坯量和吊装时间以及由所述炼钢生产车间至所述轧钢生产车间折返时间确定。

进一步地，若所述平板小车满载的钢坯量不足以支撑所述平板小车折返后红送下一批次钢坯到达轧钢生产车间这一时间段内轧钢生产所需的钢坯数量，可增加第二组平板小车。

进一步地，所述第二组平板小车与第一组平板小车的间隔时间为第一组平板小车红送钢坯量轧制时间。

进一步地，所述平板小车设有第一隔热层、第二隔热层、保温罩、横移齿条导轨、通风通道、轴流风扇和温度检测器，所述保温罩可在所述横移齿条导轨上移动；当所述温度检测器检测温度超过100℃后，由PLC控制所述轴流风扇开启；所述平板小车上还设有固定支架，可固定钢坯，便于吊装。

进一步地，所述保温罩为分体式，分体式保温罩两端为封闭式、对应另一端为非封闭式；所述保温罩罩体内部设有防高温变形结构

进一步地，所述第一隔热层为在所述平板小车承重面上涂覆有耐高温隔热材料，并设有两个以上的受力柱，以使钢坯坐落在受力柱上，保证平板小车寿命；所述第二隔热层为设于所述保温罩内侧，与所述保温罩间隔3mm以上。

进一步地，所述平板小车在路轨上移动，所述路轨由所述炼钢生产车间向所述轧钢生产车间铺设；炼钢生产车间路轨最末端和轧钢生产车间所述路轨最末端均安装有金属检测器，所述炼钢生产车间的金属检测器1检测到平板小车后，反馈至PLC系统，所述保温罩自动打开，当平板小车远离，所述金属检测器1未检测到平板小车，所述保温罩闭合；所述轧钢生产车间的金属检测器2检测到平板小车后，所述保温罩自动打开，当平板小车返回，所述金属检测器2未检测到平板小车，所述保温罩闭合。

进一步地，所述保温坑由三面结构构成，两侧墙壁材质为钢筋混凝土-保温层-钢筋混凝土结构，底面为钢筋混凝土-保温层-钢筋混凝土-保温块。

进一步地，所述炼钢生产车间和所述轧钢生产车间均采用夹钳式吊装工具进行吊装。

本申请有益效果包括：

本申请首先通过炼钢直送辊道、平板小车和保温坑三者的配合使用，对高温钢坯的红送调度进行了优化，保证了高温钢坯的轧制温度，降低了热量损失，最大限度地满足红送钢坯的目的。

进一步地，通过对平板小车的结构进行优化，一方面提高了平板小车输送钢坯的温度，另一方面减缓了高温钢坯在运输过程中或等待过程中的温降速度，减少红送钢坯的冷热值差距，可减少钢坯在加热炉内的烧损，使轧钢生产车间加热炉加热煤气消耗及温度更加均匀，减少因钢温不稳定导致设备超负荷使用；另外，还提高了平板小车的使用寿命，为红送钢坯增加了稳定性。

进一步地，通过智能化控制平板小车的保温罩开启、以及控制平板小车的运输节奏，降低了工作人员的劳动强度，且保证了工作人员的安全，控制性能得到提高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为装载有高温钢坯的平板小车主视图；

图2为装载有高温钢坯的平板小车俯视图；

图3为装载有高温钢坯的平板小车侧视图；

图4为保温坑结构图；

图5为保温罩内部结构图。

附图标记：1-钢坯；2-保温罩；3-导轮；4-滑轨；5-隔热材料；6-承重面；7-温度检测器；8-通风通道；9-固定支架；10-横移齿条导轨；11-传动齿轮；12-传动电机；13-机座；14-受力柱；15-车轮；16-路轨；17-鹅卵石；18-墙体；19-防变形结构；20-耐火材料。

具体实施方式

下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。所用检测方法未特别说明者，按照国标或者常规检测方法进行。

本申请示例性地提出了一种红送钢坯的调度方法，包括：

(1)炼钢生产车间与轧钢生产车间正常生产钢坯，炼钢直送设备红送速度达到设置阈值，炼钢速度与轧钢速度匹配，采取炼钢直送辊道将钢坯红送至所述轧钢生产车间；

红送钢坯是指600～950℃以上的钢坯，炼钢直送辊道是将高温钢坯由炼钢生产车间直接红送至轧钢生产车间，阈值是在保证轧钢生产车间正常出钢条件下，所述炼钢直送辊道红送钢坯的最低速度值。如棒材出钢速度平均为每45s/只，意味着红送速度也要保持大于45s/只的速度输入钢坯进入加热炉，才能形成平稳的出钢节奏，此时的阈值为45s/只钢坯。因此，炼钢直送设备达到设置阈值时，仅采用炼钢直送辊道将钢坯红送至所述轧钢生产车间，就可形成平稳的出钢节奏。

而如果炼钢直送辊道出现间接性故障，间接故障最大特点是可间断性地输送红坯，但又无法满足轧钢生产需求，导致红送速度小于设置阈值，会严重影响生产效率。出现间接性故障一是会导致的炼钢生产车间红坯运送不及时，导致大量高温红坯在炼钢生产车间滞留，热量损失严重，后续再进行轧制工作，对煤气消耗量要求更高；且高温钢坯如果较长时间不输送至轧钢生产车间进行轧制，高温钢坯由于自然冷却，红坯表面和内部冷却速度不一，造成弯曲等缺陷，可能还需回炉重新进行炼钢，极大地浪费资源；二是可能还会导致轧钢生产车间的红送钢坯数量不足，轧制机存在空转的可能，而如果停机，则会影响生产进度。因此，出现间接性故障后，及时保证红送钢坯数量尤为重要。

(2)当炼钢直送辊道存在间接性故障，红送速度小于设置阈值时，获取预计处理间接性故障的时间，由处理间接性故障的时间和钢坯进给速度计算出积压的红送钢坯量；通过评估平板小车在处理间接性故障时间段内的运输能力和保温坑的储存能力，选择是通过平板小车或平板小车与保温坑协作进行输送或中转；

本申请在炼钢生产车间和轧钢生产车间之间设置了平板小车，如图1～图3所示，用于在炼钢直送辊道出现间接性故障时，进行红送钢坯，弥补红送钢坯量的不足。而在间接性故障处理时间段内，平板小车的运输能力存在一定限度。可通过预估处理间接性故障的时间内积压的红送钢坯量来评估是否仅采用平板小车进行输送，还是需要使用保温坑进行中转。如预估处理间接性故障的时间20min，以上述达到最低阈值45s/只的进给速度计算，积压了27只高温钢坯，平板小车一次最多装载28只钢坯；而平板小车的运输能力由平板小车满载的钢坯量和吊装时间以及由所述炼钢生产车间至所述轧钢生产车间折返时间确定。若平板小车在20min内(以一组钢坯7只为一次吊装量，需1.5min，吊装27只钢坯需6min，输送需8min计)可将27只的高温钢坯吊装并仅可一次输送至轧钢生产车间，则可由平板小车红送钢坯；对于短时间可解决的故障，炼钢生产车间积压的红送钢坯数量少，仅通过平板小车即可将积压的钢坯输送至轧钢生产车间，且在短时间内高温钢坯热量损失较少，可保证后续的轧钢生产作业。

但如果预估处理间接性故障的时间为60min，此时积压了80只高温钢坯，以平板小车一次最多装载28只计，需要输送三趟钢坯，而平板小车在60min内不能折返3趟(输送一趟需两次吊装共12min，输送和折返时间共16min，平板小车折返一趟需28min)，将80只的高温钢坯输送至轧钢生产车间，此时，积压的红送钢坯量大于平板小车的运输能力，但小于平板小车的运输能力和所述保温坑的储存能力，此时可采用保温坑进行中转，将剩余的钢坯放置于保温坑中，由平板小车红送，结合所述保温坑进行钢坯中转。

保温坑是为了实现高温钢坯的中转，保温坑的保温效果与管理红坯的温度有着重要的关系，通过设置保温坑周转，使得高温钢坯首先聚集在保温坑中，通过热量聚集以及保温坑的保温性能减缓钢坯的热量流失。最后，可在炼钢直送设备输送钢坯至轧钢生产车间的间隙时间内吊装保温坑内的钢坯进入轧钢的上料台，从而消化掉保温坑内的钢坯。保温坑的存储能力由保温坑长度、高度等尺寸决定，可依据实际生产所需进行保温坑大小的设计，以控制中转保温坑的储存能力。本申请中保温坑由三面结构构成，主要材质为钢筋混凝土，两侧墙体18材质为钢筋混凝土-保温层-钢筋混凝土结构，底面为钢筋混凝土-保温层-钢筋混凝土-保温块，在保温坑底部还铺设有一层保温块，可为鹅卵石17，保温坑结构图如图4所示；所述鹅卵石17层厚度优选30mm以上，不仅能够较好的隔热，还能够根据鹅卵石17上部钢坯的重量自适应调整，实现钢坯堆放的水平度。保温坑可设置在炼钢生产车间。

保温坑的高度优选可堆放10组及以上的钢坯高度，长度优选可放置2组及以上的钢坯，宽度为钢坯1组及以上钢坯，例如为可堆放10组的钢坯高度、2组的钢坯长度；在炼钢生产车间和所述轧钢生产车间均采用夹钳式吊装工具进行吊装，一组钢坯为夹钳式吊装工具一次吊装钢坯的只数总和，如夹钳式吊装工具可一次吊装7只钢坯，这7只钢坯为一组。因此，保温坑的储存量最大可达到140只钢坯。另外，通过调整保温坑的大小采用统一的夹钳式吊装工具，便于两个生产车间可以统一吊装调度，吊具可以快速的进行吊装至上料台；另外，夹钳式吊装工具可以夹起炼钢浇铸完毕后最高温度的钢坯，不受高温的影响。

对于完全故障或者不可预估的故障，处理时间可能较长，如需要8h以上，这个时间段会积压了640只高温钢坯，(以平板小车一次最多装载28只，折返一趟28min计，8h内平板小车不间断，可折返最多17次，共输送钢坯476只，剩余164只，而保温坑中最多仅能储存140只钢坯)此时，积压的红送钢坯量大于平板小车的运输能力和所述保温坑的储存能力。在长时间段内，由于积压的红送钢坯数量较多，如果不及时输送至轧钢生产车间进行轧制，大量的高温钢坯长时间地暴露在空气中，会自然冷却，且在冷却的过程中，不仅钢坯1的热量会流失，还会出现缺陷等，因此，可将多出的钢坯1采用保温车等方式送至其他轧钢生产车间。

需要说明的是，如果平板小车一次输送满载的钢坯量不足以支撑平板小车折返后红送下一批次钢坯到达轧钢生产车间这一时间段内轧钢生产所需的钢坯数量，还可通过增加第二组平板小车，以提高平板小车的运输能力，且能保证高温钢坯的持续红送，无中断现象。如平板小车满载的钢坯数量为28只，45秒需要消耗一只钢坯计，最多仅能支撑21min，而如果由于炼钢生产车间与轧钢生产车间距离过远，或平板小车速度、吊装速度等过慢原因，导致21min内并不能及时输送下一批次的高温钢坯到达，轧制机存在中断轧制等现象，不能连续出钢，此时，可相应地增加第二组平板小车；且可通过控制第二组平板小车与第一组平板小车的间隔时间为第一组平板小车红送钢坯量的轧制时间，可在第一组平板小车最后一只红送钢坯刚好进入轧制机时，第二组平板小车输送的高温钢坯到达，避免高温钢坯在轧制机上料台处等待时间过程，造成热量损失。

更进一步，由于钢坯温度较高，对于平板小车的耐热性以及使用寿命等提出了要求。

为了提高平板小车的使用寿命，保证红送钢坯的温度，对平板小车的结构进行优化，以下将结合平板小车的具体结构进行说明。

在平板小车的承重面6上涂覆有耐高温隔热材料5，作为第一隔热层，有效隔离高温钢坯1，并在承重面上设有两个以上的受力柱，以使钢坯坐落在受力柱14上，可防止在吊装过程中，因吊装操作失误等原因导致钢坯与耐高温隔热材料5接触，由受力柱14承担吊装过程中的冲击和碰撞，进一步提高平板小车表层承重面6的使用寿命，同时也有效地保证了平板小车底部传动设备的使用寿命。为了进一步控制红坯的热辐射传导至平板小车底部传动设备上，在平板小车的车轮15的两侧设有通风通道8，通风通道8一侧设有轴流风扇(图中未示出)，通风通道8底部设有温度检测器7，当通风通道8的温度通过温度检测器7检测超过100°后，通过PLC自动开启轴流风扇，完成平板小车底部的温度控制，有效地降低了热辐射对底部传动设备带来的伤害，且通过第一隔热层和底部温度控制等措施，可实时输送刚炼钢浇铸完毕后最高温度的钢坯，不需因高温钢坯1造成平板小车损坏等而需待高温钢坯温度降低至一定程度之后才可实现输送，避免了热量的无故损耗。

为了减缓平板小车在运输过程中或者等待过程中减缓红坯的温降速度，平板小车上设有分体式保温罩2，分体式保温罩2两端为封闭式，对应另一端为非封闭式，或分体式保温罩2两端的封闭板可直接固定在平板小车上；同时在所述保温罩底部设有导轮3、传动齿轮11、传动电机12、机座13，所述平板小车上设有滑轨4、横移齿条导轨10等；所述导轮3通过传动电机12提供动力，可在所述滑轨4上移动；传动电机12安装在机座13上，连接传动齿轮11，所述传动齿轮11与横移齿条导轨10配合，不承受保温罩整理重量接触；所述传动齿轮11对应分体式保温罩2设置，分体式保温罩2对应横移齿条导轨10对角各设有一组由传动电机12驱动的传动齿轮11，主要目的是传动齿轮11在传动过程中以及停止时，较为稳定，且惯性较小，仅通过传输速度或者通过单辊电机的输出速比就可以实现保温罩在开合过程中实现精准的停止位置，同时同步性高，不会在执行保温罩开合移动过程中出现偏位；在保温罩移动时候，传动电机12与保温罩2同步移动，实现保温罩2的开合。同时在保温罩2罩体内部设置有多组高温防变形结构19，中间填充有耐火材料20，如图5所示；保温罩2与高温钢坯之间设置有第二隔热层，与所述保温罩间隔3mm以上，可更有效地防止高温钢坯的热量外泄，第二隔热层对应保温罩内侧设置，不与保温罩接触，防止保温罩与第二隔热层在热涨后接触干涉。

考虑到平板小车吊装的作业效率，为了降低吊装作业过程中的难度，在所述平板小车上设有一组固定支架9，固定支架9安装在所述平板小车上，所述固定支架9对应钢坯长度设置，在钢坯自然冷却的过程中，由固定支架9进行固定，便于吊装。

进一步的，固定支架9顶部内侧设有倒角，其目的便于吊装钢坯时，倒角对钢坯进行导向，便于快速吊装钢坯；固定支架9中间为空心，便于散热，所有连接部位满焊，为了防止固定支架9因高温烘烤变形，提高固定支架9的使用寿命；另外，在固定支架9中间加焊筋板，提高固定支架9的整体强度；固定支架9的材料可选用20mm以上的钢板或工字钢、槽钢等材料进行制作，也可以选用废弃的钢坯直接制作。

为了降低操作人员的劳动强度和提高控制性能，更快速地响应保温罩开合操作，用于导向平板小车的路轨16两端的末端设有金属检测器，具体来说就是在炼钢车间路轨16最末端安装一个金属检测器1，在轧钢车间路轨16的最末端安装一个金属检测器2；平板小车空车驶入炼钢生产车间，金属检测器1检测到小车，信号通过检测器反馈至PLC系统，自动控制保温罩2上的驱动装置运转，实现保温罩2自动打开，在平板小车装好高温钢坯后，平板小车驶向轧钢生产车间，在金属检测器1未检测到平板小车，保温罩2的驱动装置运转，实现保温罩2闭合；平板小车驶入轧钢生产车间路轨16末端后，金属检测器2检测到小车，信号通过检测器反馈至PLC系统，自动控制保温罩2上的驱动装置运转，实现保温罩2自动打开，行车可对平板小车上的钢坯进行吊装作业，当平板小车返回，所述金属检测器2未检测到平板小车，所述保温罩2闭合。

通过以上对平板小车结构进行改进，极大的降低了钢坯的温降速度。通过保温罩的设计，钢坯温度在700～800°区间温度时，钢坯在吊装过程中及运输过程中平均每一分钟损失5°；而在保温坑后，平均每10分钟损失温度5°，最大程度保证了红送钢坯的技术目的。

(3)当炼钢生产车间正常生产钢坯，轧钢生产车间存在局部故障或未生产，通过所述保温坑进行中转，多出的钢坯送至其他轧钢生产车间。

在炼钢车间正常生产时，轧钢车间如果因为其他原因停产，无法消化钢坯，可通过平板小车把高温钢坯运输至保温坑中，待保温坑装满后，炼钢生产的其余钢坯送至其他轧钢车间，待轧钢车间复产后，在进行消化保温坑内的钢坯；如果轧钢车间存在局部故障问题，与炼钢产出的红坯不匹配，也可通过保温坑中转；通过现场管理人员在可判断轧钢车间处理问题时间的信息后，根据处理时间长短及保温坑内的钢坯数量，把其他多余的高温钢坯送至其他轧钢车间。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以上内容结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以上对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，在不矛盾或冲突的情况下，本申请的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本申请中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本申请公开的内容自制。在本申请中，为了突出本申请的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

以上仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。