本发明属于冶金技术领域，涉及一种棒材全倍尺处理设备及工艺。
背景技术：
棒材是钢铁规模最大一种形式，几乎占钢铁产量的半壁江山。棒材成品交货定尺状态为直条，长度一般为16m、12m、9m等几种规格。
传统棒材轧制时，坯料为定尺坯料，导致轧制出来的棒材总长度一定不会是成品定尺的整数倍。如下表所示：
从表中可看出，按照标准坯生产12m定尺时，就会出现5.38m、5.36m、6.39m、7.88m、10.34m、4.17m、1.34m的短尺。加之上游提供的坯料尺寸均有一定偏差(比如连铸工序的结晶器随着生产进行，会逐步磨损，导致坯料尺寸会不断变化)，这样出现的成品非定尺数会更多。生产带来的短尺增多不仅仅导致生产成材率的下降，而且会使的棒材精整收集复杂化，增加大量的人力进行处理，增加企业成本。
现有技术中，为消除棒材短尺，有的企业选用无头直接轧制技术，这种技术实现了单流连铸坯不进行切割，直接进棒材轧机生产，实现了全倍尺棒材生产。但这种技术重大不足在于，无头直接轧制需采用单流连铸，而单流连铸的生产规模和效率偏低，导致设备利用率不足，场地占用过大，不能较好适应中国大规模大批量钢铁市场。有的企业选用焊接无头轧制技术，这种技术实现了多流生产连铸，采用焊机对坯料进行拼接，再进棒材轧机进行生产，实现了大规模生产全倍尺棒材生产。但这种技术重大不足在于，焊接无头轧制无法进行直接轧制，且焊接时浪费巨大能源，会消耗金属降低成材率。
如何在大规模棒材生产前提下，既可以实现直接轧制，又不用浪费焊接能源和消耗金属，同时又可以消除棒材短尺是钢铁企业棒材生产不断追求的目标。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种棒材全倍尺处理设备及工艺，该工艺及设备实现了在多流连铸与一条棒材匹配下，不用浪费焊接能源和消耗金属的棒材全倍尺生产，也适合直接轧制工艺。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种棒材全倍尺处理设备，包括依次设置的上游炼钢连铸单元，坯料称重单元、控温轧制成型单元、飞剪单元、以及成品精整处理单元。
可选的，所述上游炼钢连铸单元包括连铸机及相应辅助设备。
可选的，连铸机及相应辅助设备数量为1～15。
可选的，所述坯料称重单元包括称重设备。
可选的，所述称重设备数量为1～15个，当称重设备大于1个时，称重设备串列或并列设置。
可选的，控温轧制成型单元包括依次布置的连轧机组、控温装置及剪切设备。
可选的，控温轧制成型单元数量至少为1；连轧机组数量至少为1；连轧机组内的轧机数量为2～10；控温装置数量为0～10；剪切设备数量为0～10。
可选的，飞剪单元包括飞剪设备；飞剪设备数量至少为1。
可选的，成品精整处理单元包括精整处理设备；精整处理设备为冷床及检查打捆收集设备。
一种棒材全倍尺处理工艺，应用上述的棒材全倍尺处理设备，包括以下步骤：
s1由上游炼钢连铸单元生产的坯料，在坯料称重单元进行重量测量，随后坯料在控温轧制成型单元进行轧制，成型的轧件在飞剪单元进行全倍尺剪切处理，轧件的短尺料在飞剪单元进行碎断；
s2轧件的短尺料信息，与坯料称重单元测量的重量数据进行对比，确定所需坯料重量，将调整信号反馈给上游炼钢连铸单元；
s3上游炼钢连铸单元调整切割坯料长度，将坯料重量控制在全倍尺轧件范围内；
s4上游连铸单元设备导致坯料断面尺寸发生变化，随之坯料称重单元测出实时坯料数据，与系统数据进行对比，该信号同时反馈上游炼钢连铸单元，上游炼钢连铸单元调整切割坯料长度满足重量要求。
本发明的有益效果在于：
1)提高棒材生产的成材率，增加生产企业效益；
2)简化棒材精整收集系统，降低投资和运行成本；
3)取消精整岗位，实现精整区无人化；
4)适应棒材大规模大批量要求；
5)适应直接轧制要求。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明布置示意图；
图2为本发明的实施例示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1-图2，附图中的元件标号分别表示：上游炼钢连铸单元1、坯料称重单元2、控温轧制成型单元3、飞剪单元4、成品精整处理单元5、连铸机6、称重设备7、连轧机组8、控温装置9、剪切设备10、飞剪设备11、精整处理设备12、并流辊道13、检查打捆收集设备14、冷床15。
本发明涉及一种棒材全倍尺处理设备，包括依次设置的上游炼钢连铸单元1，坯料称重单元2、控温轧制成型单元3、飞剪单元4、以及成品精整处理单元5。所述上游炼钢连铸单元1包括连铸机6及相应辅助设备；连铸机6及相应辅助设备数量为1～15。所述坯料称重单元2包括称重设备7。所述称重设备7数量为1～15个，当称重设备7大于1个时，称重设备7串列或并列设置。控温轧制成型单元3包括依次布置的连轧机组8、控温装置9及剪切设备10。控温轧制成型单元3数量至少为1；连轧机组8数量至少为1；连轧机组8内的轧机数量为2～10；控温装置9数量为0～10；剪切设备10数量为0～10。飞剪单元4包括飞剪设备11；飞剪设备11数量至少为1。成品精整处理单元5包括精整处理设备12；精整处理设备12为冷床15及检查打捆收集设备14。
本发明还涉及一种棒材全倍尺处理工艺，应用上述的棒材全倍尺处理设备，包括以下步骤：
s1由上游炼钢连铸单元1生产的坯料，在坯料称重单元2进行重量测量，随后坯料在控温轧制成型单元3进行轧制，最终成型的轧件在飞剪单元4进行全倍尺剪切处理，轧件的短尺料在飞剪单元4进行碎断。
s2轧件的短尺料信息，与坯料称重单元2测量的重量数据进行对比，确定所需坯料重量，将调整信号反馈给上游炼钢连铸单元1。
s3上游炼钢连铸单元1根据重量要求，调整切割坯料长度，将坯料重量控制在全倍尺轧件范围内。此时，调整后的坯料生产轧件都为全倍尺，无短尺产生。
s4上游连铸单元设备导致坯料断面尺寸发生变化，随之坯料称重单元2测出实时坯料数据，与系统数据进行对比，该信号同时反馈上游炼钢连铸单元1，上游炼钢连铸单元1会调整切割坯料长度满足重量要求。
本发明的一个具体实施方式如下：
设置1个上游炼钢连铸单元1，其包括1套3机3流连铸机6，每流均设置有剪切系统，剪切系统后设置有并流辊道13。
其后设置1个坯料称重单元2，其包括1套称重设备7。
其后依次设置4个控温轧制成型单元3。第1个控温轧制成型单元3.1包括依次布置的1套连轧机组8和1套剪切设备10，连轧机组8的轧机数量为6。第2个控温轧制成型单元3.2包括依次布置的1套连轧机组8和1套剪切设备10，连轧机组8的轧机数量为6。第3个控温轧制成型单元3.3包括1套连轧机组8、1套控温装置9和1套剪切设备10，连轧机组8的轧机数量为4。第4个控温轧制成型单元3.4包括1套连轧机组8和1套控温装置9，连轧机组8的轧机数量为6。
其后设置1个飞剪单元4,其包含2套飞剪设备11。
最后设置1个成品精整处理单元5，其包含1套精整处理设备12。精整处理设备12为夹尾自动上钢装置、冷床15及检查打捆收集设备14。
本实施例165mm×165mm断面坯料生产φ12mm轧件，其工艺步骤如下：
1)上游炼钢连铸单元1中3机3流连铸机6采用阶梯状生产165mm×165mm方坯，每流拉速为3.74m/min。方坯剪切长度为11600mm。
2)5流方坯通道并成1流通道后，依次进入坯料称重单元2，第一根坯料的称重数据2448kg。
3)随后方坯进入依次设置4个控温轧制成型单元3，进行控温轧制变形。最终轧制成规格为φ12mm。
4)成品规格φ12mm进入飞剪单元4，第一个飞剪设备11将成品剪切为109.4m(9m的倍尺长度)，剪切25倍尺后，最后短尺长度为0.63m。短尺0.63m用第二个飞剪设备11进行碎断。
5)短尺数据与坯料称重数据2448kg进行对比，经过系统换算得出，短尺重量为1.042kg，对应165mm×165mm坯料长度为2.7mm。
6)系统将坯料调整2.7mm信号要求反馈给上游炼钢连铸单元1。该单元中的剪切系统进行调整，将后续坯料长度控制为11597.3mm，坯料重量为2446.958kg。
7)随着连铸时间持续，连铸机6会发生磨损，坯料断面尺寸会发生变化，随之坯料称重单元2测出实时坯料数据，与系统数据进行对比，该信号同时反馈上游炼钢连铸单元1，上游炼钢连铸单元1会调整切割坯料长度满足重量要求。
该过程是周而复始，直至生产完成，实现整个全倍尺棒材生产。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
1.一种棒材全倍尺处理设备，其特征在于，包括依次设置的上游炼钢连铸单元，坯料称重单元、控温轧制成型单元、飞剪单元、以及成品精整处理单元。
2.如权利要求1中所述的棒材全倍尺处理设备，其特征在于，所述上游炼钢连铸单元包括连铸机及相应辅助设备。
3.如权利要求2中所述的棒材全倍尺处理设备，其特征在于，连铸机及相应辅助设备数量为1～15。
4.如权利要求1中所述的棒材全倍尺处理设备，其特征在于，所述坯料称重单元包括称重设备。
5.如权利要求4中所述的棒材全倍尺处理设备，其特征在于，所述称重设备数量为1～15个，当称重设备大于1个时，称重设备串列或并列设置。
6.如权利要求1中所述的棒材全倍尺处理设备，其特征在于，控温轧制成型单元包括依次布置的连轧机组、控温装置及剪切设备。
7.如权利要求6中所述的棒材全倍尺处理设备，其特征在于，控温轧制成型单元数量至少为1；连轧机组数量至少为1；连轧机组内的轧机数量为2～10；控温装置数量为0～10；剪切设备数量为0～10。
8.如权利要求1中所述的棒材全倍尺处理设备，其特征在于，飞剪单元包括飞剪设备；飞剪设备数量至少为1。
9.如权利要求1中所述的棒材全倍尺处理设备，其特征在于，成品精整处理单元包括精整处理设备；精整处理设备为冷床及检查打捆收集设备。
10.一种棒材全倍尺处理工艺，应用如权利要求1～9任一项中所述的棒材全倍尺处理设备，包括以下步骤：
s1由上游炼钢连铸单元生产的坯料，在坯料称重单元进行重量测量，随后坯料在控温轧制成型单元进行轧制，成型的轧件在飞剪单元进行全倍尺剪切处理，轧件的短尺料在飞剪单元进行碎断；
s2轧件的短尺料信息，与坯料称重单元测量的重量数据进行对比，确定所需坯料重量，将调整信号反馈给上游炼钢连铸单元；
s3上游炼钢连铸单元调整切割坯料长度，将坯料重量控制在全倍尺轧件范围内；
s4上游连铸单元设备导致坯料断面尺寸发生变化，随之坯料称重单元测出实时坯料数据，与系统数据进行对比，该信号同时反馈上游炼钢连铸单元，上游炼钢连铸单元调整切割坯料长度满足重量要求。
技术总结