[发明专利]使长金属制品的总制造成本最小化的方法以及根据该方法操作的制造设备

说明书

本发明涉及用于制造长金属制品（诸如，杆、棒、丝等）的方法，包括下述步骤：从连续铸造机接收在相应的连续铸造制造线（cl1、cl2、…、cln）上行进的多个长中间制品，其中，该长中间制品已经被载送至连续铸造机的出口区域（100）；随后，将长中间制品从连续铸造机的出口区域（100）引入至具有已知布局参数的制造设备中，其中，该制造设备至少包括：用于轧制长中间制品的轧制机（200）；包括在连续铸造机的出口区域（100）和轧制机（200）之间的多个互连的制造线（p1、p2），该制造线（p1、p2）限定多个制造路径或路线（路线1、路线2、路线3）；具有已知性能的至少第一和第二加热装置（30、40）。该方法还包括下述步骤：使数学模型与给定的制造设备相关联以用于动态计算与多个加热装置（30、40）相关的参考值（GHCI、GHCI1、GHCI2）或总加热成本指数；为每一个长中间制品自动确定使参考值（GHCI、GHCI1、GHCI2）或总加热成本指数最小化的制造路径或路线（路线1、路线2、路线3）；以及，最后沿着使参考值（GHCI、GHCI1、GHCI2）或总加热成本指数最小化的确定的制造路径自动导向每一个长中间制品。

技术领域

本发明涉及用于使长金属制品（诸如，杆、棒、丝等）的制造合理化的方法和系统，并且具体涉及用于使所述制造更具能效的方法和系统。

背景技术

长金属制品的制造通常在设备中通过一系列步骤来实现。通常在第一步骤中，金属碎片作为进料被提供至熔炉，该熔炉将碎片加热以便达到液体状态。其后，使用连续铸造设备对液体金属进行冷却和固化并且形成大小适当的线料（strand）。随后将该线料切割以便制造大小适当的中间长制品，通常为坯段或大方坯，以便形成用于轧制机的进料。通常随后在冷却床上冷却该进料。其后使用轧制机将该进料（或取决于尺寸称为坯段或大方坯）转变成最终的长制品，例如，钢筋、杆或线材卷，这些制品具有不同的尺寸以便能够用在机械或建筑工业中。为了得到该结果，进料被预加热至适合进入轧制机的温度以便通过由多个机架组成的轧钢设备轧制。通过轧制经过该多个机架，进料被减小至期望的横截面和形状。通过前述轧制工艺得到的长制品通常在仍处于热状态时被切割；在冷却床上被冷却；并且最终被切割成商售长度并且被打包以便准备好递送给消费者。

理想地，可以按照下述方式设置制造设备：使得在铸造工位与轧制机之间建立直接的、持续的联系，用铸造过程的产物给轧制机进料。换言之，离开铸造工位的中间制品的线料将沿着一条铸造线继续由轧制机轧制。在根据这样的模式（又称为无尽模式）操作的设备中，从铸造工位铸造的连续线料将沿着对应的铸造线被进料至轧制机。然而，仅根据这样的直接填装模式制造无法提供对制造中断进行管理的可能性。此外，由于连续铸造设备和轧制机设备的制造率通常不同，所以实际上仅根据无尽模式的制造不是优选的甚至是不可能的，因为仅熔炼车间制造的一部分直接转化为成品。

实际上，由于上面提到的连续铸造设备与轧制机设备的不同制造率，用于制造长金属制品的设备通常仍然被设置成使得用预先切割的中间品对轧制机进行送料。此外，期望允许对补充的长中间制品进行轧制，该补充的长中间制品可以侧向地插入至直接连接至轧制机的制造线中，例如，通过使这些补充的长中间制品源于不必与轧制机对齐的缓冲工位。因此，仍需要将这样的进料预先加热至适合于进入轧制机并且适合于被适当地轧制通过该轧制机的温度。

到目前为止，不论最后采用哪种制造模式通常都一般地在热变形工艺中并且特别是在通过轧制机轧制中损失大量能量。这主要是由于在从碎片到成品（杆、线材卷、棒）的整个制造路线期间在操作上仍需要中间步骤的事实，其中，根据给定的总体制造规划，在对长中间制品实际执行轧制之前，无论时间长短，都必须将这些长中间制品（诸如，坯段或大方坯）冷却至室温并储存以生成这些长中间制品。

从室温再加热至适合的热变形工艺温度的消耗在250 kWt/t到370 kWt/t之间，取决于具体的工艺路线和钢的等级。

取决于实际的加热需求，当前的再加热熔炉技术不允许在燃气炉的打开和关闭状态之间进行切换的事实是个问题；通常，只给出了降低功率的选项。