棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法及系统，其中方法主要包括以下步骤：S1、获取将要进入轧机的钢坯的截面积、运动速度以及表面温度；S2、根据钢坯的截面积和运动速度计算得到钢坯的体积；S3、根据钢坯的钢种确定钢坯的密度；S4、由钢坯的体积和密度计算得到所述钢坯的重量。其通过对轧机入口处的钢坯的形体和重量的在线测量，获得完整清晰的钢坯外形数据，使轧机针对不同体积重量的每一根钢坯来料进行实时控制调整成为可能，为原料利用率、能源消耗率、成品成材率等多方面的改善提高提供坚实的基础。改善提高提供坚实的基础。改善提高提供坚实的基础。

【技术实现步骤摘要】
棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及棒材生产轧制
，特别涉及一种棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法及系统。

技术介绍

[0002]在棒线材的生产加工过程中，为了在获得质量过硬的产品的基础上，还能提高生产效率，并避免浪费，是每个棒线材生产厂家的追求，因而，对轧机控制能力的提高，将对生产效率、能源消耗、成品成材等具有直接的影响。
[0003]通过获得完整清晰的钢坯外形数据，可以实现针对不同体积重量的每一根钢坯来料进行实时控制调整，进而可以在不改变轧机结构的前提下，大大提升原有轧机的控制能力。然而，目前并没有通过对钢坯的重量和外形数据实时调整轧机的先例，对钢坯的数据获取仅停留在截面积数据的获取阶段，而对外形和重量的精准获取还属于空白，例如：
[0004]中国专利技术专利CN110044183A
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一种基于机器视觉的脱方检测自动上料方法，该专利技术试图解决钢坯外形截面积的形状，其方案是通过比较钢坯前段外形边界与固定参照系边界形状相似性，计算得出钢坯是否有缺欠，进而判断钢坯是否脱方、形变。
[0005]达涅利集团的Hiprofile系统，利用涡流效应虽然能够计算出钢坯的截面面积，但是无法测量尺寸形状。

技术实现思路

[0006]本专利技术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。
[0007]本专利技术还有一个目的是提供一种棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法，通过对轧机入口处的钢坯的形体和重量的在线测量，获得完整清晰的钢坯外形数据，使轧机针对不同体积重量的每一根钢坯来料进行实时控制调整成为可能，为原料利用率、能源消耗率、成品成材率等多方面的改善提高提供坚实的基础。
[0008]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法，其中，主要包括以下步骤：
[0009]S1、获取将要进入轧机的钢坯的截面积、运动速度以及表面温度；
[0010]S2、根据钢坯的截面积和运动速度计算得到钢坯的体积；
[0011]S3、根据钢坯的钢种确定钢坯的密度；
[0012]S4、由钢坯的体积和密度计算得到所述钢坯的重量。
[0013]优选的是，所述的棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法中，步骤S1中，获取钢坯的截面积的具体方法为：通过面向钢坯并分别设置于钢坯四角方向的激光三角法位移传感器获取钢坯端面的扫描数据后，利用工业计算机对所述扫描数据进行解析，得到钢坯的截面积。
[0014]优选的是，所述的棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法中，步骤S1中，获取钢坯的运动速度的具体方法为：
[0015]S1.1、通过在钢坯的前后断头位置的侧上方，以及沿钢坯长度方向在钢坯的侧上方设置的多台拍摄区域有交叉的相机构成的双目视觉系统，在规定时间周期内获取钢坯的图像；
[0016]S1.2、利用所述工业计算机对相邻相机获取的图像的分析，并结合所述时间周期，计算得到钢坯的运动速度。
[0017]优选的是，所述的棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法中，步骤S2中，计算钢坯的体积的具体方法为：
[0018]S2.1、利用所述工业计算机对所述相机获取的图像进行解析并计算，得到钢坯的长度；
[0019]S2.2、根据钢坯的截面积和长度计算得到所述钢坯的体积。
[0020]优选的是，所述的棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法中，步骤S3中，根据钢坯的钢种确定钢坯的密度具体还包括：
[0021]S3.1、利用钢坯的表面温度和体积信息，以及所述钢坯的传热模型和表面辐射模型，计算得到所述钢坯的内部温度场分布；
[0022]S3.2、根据所述钢坯的钢种信息查阅对应的密度
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温度数据库，进而确定所述钢坯的密度分布。
[0023]优选的是，所述的棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法中，步骤S4中，根据钢坯的体积以及密度分布计算得到所述钢坯的重量。
[0024]一种棒线材钢坯形体重量实时在线测量系统，主要包括：
[0025]数据采集单元，其用于获取将要进入轧机的钢坯的参数，其中，所述钢坯的参数包括：截面积、运动速度以及表面温度；
[0026]在线测量单元，其与所述数据采集单元数据连接；所述在线测量单元用于计算所述钢坯的体积、根据所述钢坯的钢种确定钢坯的密度，以及由所述钢坯的体积和密度计算得到所述钢坯的重量；
[0027]其中，所述在线测量单元根据钢坯的截面积和运动速度计算得到所述钢坯的体积；根据所述钢坯的表面温度确定钢坯的密度。
[0028]优选的是，所述的棒线材钢坯形体重量实时在线测量系统中，所述在线测量单元数据连接保存有钢材密度
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温度对应数据的数据库；所述在线测量单元利用钢坯的表面温度和体积信息，以及所述钢坯的传热模型和表面辐射模型，计算得到所述钢坯的内部温度场分布后，根据所述钢坯的钢种信息调取所述数据库内相应的密度
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温度数据，进而确定所述钢坯的密度分布。
[0029]优选的是，所述的棒线材钢坯形体重量实时在线测量系统中，所述在线测量单元根据钢坯的体积以及密度分布计算得到所述钢坯的重量。
[0030]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0031]本专利技术通过获取轧机入口处的钢坯的截面积、运动速度以及表面温度信息，而后根据钢坯的截面积和运动速度计算得到钢坯的体积，以及根据钢坯的钢种确定钢坯的密度，最后由钢坯的体积和密度计算得到所述钢坯的重量，进而实现了对钢坯质量的实时在线测量，同时获得了完整清晰的钢坯外形数据，使得轧机能够针对不同体积重量的钢坯来料进行实时控制调整成为可能，大大提升了轧机的控制能力，为在原料利用率、能源消耗
率、成品成材率等多方面的改善提高提供了坚实的基础。
[0032]在钢坯外形模拟计算的基础上，可以进一步通过对钢坯的特征分析，达到对连铸坯脱方的精确识别，为连铸生产控制形成闭环反馈，从而改善连铸控制水平，提高轧钢来料质量。
[0033]棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法是棒材智能化控制和大数据技术应用的一个重要的保障基础，是棒线材智能制造的重要组成部分。
[0034]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0035]图1为本专利技术所述的棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法的流程图；
[0036]图2为本专利技术所述的棒线材钢坯形体重量实时在线测量系统的框架结构图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图对本专利技术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。
[0038]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。
[0039]如图1所示，本专利技术提供一种棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法，主要包括以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法，其中，主要包括以下步骤：S1、获取将要进入轧机的钢坯的截面积、运动速度以及表面温度；S2、根据钢坯的截面积和运动速度计算得到钢坯的体积；S3、根据钢坯的钢种确定钢坯的密度；S4、由钢坯的体积和密度计算得到所述钢坯的重量。2.如权利要求1所述的棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法，其中，步骤S1中，获取钢坯的截面积的具体方法为：通过面向钢坯并分别设置于钢坯四角方向的激光三角法位移传感器获取钢坯端面的扫描数据后，利用工业计算机对所述扫描数据进行解析，得到钢坯的截面积。3.如权利要求2所述的棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法，其中，步骤S1中，获取钢坯的运动速度的具体方法为：S1.1、通过在钢坯的前后断头位置的侧上方，以及沿钢坯长度方向在钢坯的侧上方设置的多台拍摄区域有交叉的相机构成的双目视觉系统，在规定时间周期内获取钢坯的图像；S1.2、利用所述工业计算机对相邻相机获取的图像的分析，并结合所述时间周期，计算得到钢坯的运动速度。4.如权利要求3所述的棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法，其中，步骤S2中，计算钢坯的体积的具体方法为：S2.1、利用所述工业计算机对所述相机获取的图像进行解析并计算，得到钢坯的长度；S2.2、根据钢坯的截面积和长度计算得到所述钢坯的体积。5.如权利要求1所述的棒线材钢坯形体重量实时在线测量方法，其中，步骤S3中，根据钢坯的钢种确定钢坯的密度具体还包括：S3.1、利用钢坯的表面温度和体积信息，以及所述钢坯的传...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖，孙子昕，富伟，
申请(专利权)人：北京佰能盈天科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：