童安革

摘 要：本次研究主要分析了實(shí)現(xiàn)軋機(jī)生產(chǎn)線全自動(dòng)軋鋼功能的過程情況。并且還對(duì)比了軋制過程的手動(dòng)控制以及軋制過程的全自動(dòng)控制，針對(duì)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)軋鋼控制功能實(shí)現(xiàn)的總結(jié)分析。簡(jiǎn)要總結(jié)介紹了國(guó)內(nèi)近年來(lái)軋鋼技術(shù)進(jìn)步的情況，本研究梳理了軋鋼技術(shù)的分類，并探討了在生產(chǎn)中軋鋼技術(shù)的具體應(yīng)用，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)的工作提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；全自動(dòng)軋鋼；控制功能；

前言：近10年來(lái)，中國(guó)的軋鋼領(lǐng)域隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，無(wú)論是在生產(chǎn)線成套裝備的技術(shù)集成與開發(fā)，還是軋制工藝控制技術(shù)及高性能高強(qiáng)度鋼材品種的研究開發(fā)方面都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。本研究根據(jù)主要的鋼材種類，全面分析了軋鋼技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并進(jìn)一步歸納了生產(chǎn)中應(yīng)用軋鋼技術(shù)的情況。

1.我國(guó)軋鋼自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀以及未來(lái)發(fā)展研究

1.1我國(guó)軋鋼自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

上世紀(jì)70年代以前，我國(guó)熱軋帶鋼的軋制技術(shù)十分落后，只能引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，并逐漸吸收和消化，經(jīng)過幾十年的努力，終于形成了VCL軋輥板型控制技術(shù)，并不斷創(chuàng)新，能夠很好地控制熱軋和冷卻過程中鋼材變形的情況。社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的速度進(jìn)一步加快，人們對(duì)鋼材的需求量也越來(lái)越多，傳統(tǒng)的鋼材生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)無(wú)法達(dá)到鋼材的需求，科學(xué)合理的使用自動(dòng)化控制技術(shù)，提升軋鋼的生產(chǎn)效率，完善自動(dòng)化控制技術(shù)，也是這些年來(lái)逐步出現(xiàn)的，連軋機(jī)的生產(chǎn)效率較高，而且非常容易控制可以為鋼材企業(yè)提供一定的經(jīng)濟(jì)效益，幾十年來(lái)，中國(guó)引進(jìn)了許多先進(jìn)的軋鋼自動(dòng)化系統(tǒng)，特別是在熱連軋、冷連軋、中厚板、寬厚板等生產(chǎn)線，引進(jìn)了世界多家著名廠商先進(jìn)的軋鋼控制系統(tǒng)、數(shù)學(xué)模型和控制軟件，這在世界上是僅有的現(xiàn)象。21世紀(jì)頭10年，中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展突飛猛進(jìn)，2009年中國(guó)GDP是2000年的3.38 倍。鋼鐵工業(yè)同步增長(zhǎng)，很好地支撐了中國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)。2009年中國(guó)的粗鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)到2000年的4.42倍。作為鋼材產(chǎn)品主要用戶的汽車、造船和鐵路等行業(yè)發(fā)展，是中國(guó)鋼鐵工業(yè)產(chǎn)能和技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。鋼鐵生產(chǎn)線上的關(guān)鍵性技術(shù)設(shè)備如：短應(yīng)力線鋼鐵軋制機(jī)、高線無(wú)扭鋼鐵軋制機(jī)組、高速飛剪設(shè)備、冷飛剪設(shè)備、水冷系統(tǒng)、萬(wàn)能軋鋼機(jī)和軋鋼機(jī)自動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)全部完成國(guó)產(chǎn)化目標(biāo)，初步在鋼鐵軋制工藝上實(shí)現(xiàn)了無(wú)扭、控冷等技術(shù)，極高地加快了鋼鐵的加工速度。

1.2我國(guó)軋鋼自動(dòng)化控制技術(shù)未來(lái)發(fā)展研究

我國(guó)的鋼鐵生產(chǎn)模式正在向高品質(zhì)、流程短、銜接快、智能化等方向前進(jìn)。通過高校與企業(yè)的合作，已經(jīng)研究開發(fā)出分別用于熱軋帶鋼、中厚板以及H型鋼軋制的新一代控制冷卻技術(shù)。針對(duì)常規(guī)熱軋帶鋼軋機(jī)層流冷卻及中厚板軋機(jī) ACC 系統(tǒng)的配合與銜接存在的問題，開發(fā)了用于熱軋帶鋼的超快速冷卻裝置和噴嘴傾斜布置的壓力噴射式超快速冷卻系統(tǒng)與傳統(tǒng)集管層流冷卻系統(tǒng)混合配置技術(shù)。目前，正在4300中厚板軋機(jī)、3500中厚板軋機(jī)上裝設(shè)具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 UFC +ACC 新一代控制冷卻系統(tǒng)，為實(shí)施新一代TMCP創(chuàng)造了條件。通過對(duì)熱軋后對(duì)大H型鋼實(shí)施超快速、高效的噴水冷卻方法， 使軋制后處于較高溫度的奧氏體組織在極短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)變成細(xì)晶粒的鐵素體+珠光體及貝氏體組織，H型鋼的綜合力學(xué)性能得到提高。在近年的“新一代鋼鐵材料重大基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目以細(xì)晶和超細(xì)晶鋼的研究開發(fā)為目標(biāo)的工作中，通過結(jié)合軋制生產(chǎn)線裝備和工藝實(shí)際，開展了大量的理論和試驗(yàn)研究與探索，鋼在形變、相變中的析出行為研究與控制是鋼的組織性能控制的一個(gè)重要方面。通過大量的試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，采用合理的冶金成分設(shè)計(jì)和軋制、冷卻工藝控制，可以在鋼中產(chǎn)生大量的納米尺寸粒子析出，使鋼的強(qiáng)韌性得到顯著提高。

2.軋鋼生產(chǎn)過程中應(yīng)用的自動(dòng)化控制技術(shù)

2.1冷軋鋼板形自動(dòng)控制技術(shù)

硅鋼作為鋼材軋制技術(shù)的難點(diǎn)，其相關(guān)的工藝十分復(fù)雜。通過添加合金元素并降低加熱溫度，能夠提高鋼材成品的磁性，而晶粒的合成和析出，需要低溫抑制，這時(shí)可以應(yīng)用正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)進(jìn)行帶鋼的軋制。冷軋板型控制系統(tǒng)先通過數(shù)字信號(hào)對(duì)整個(gè)板型進(jìn)行測(cè)量，之后計(jì)算軋輥模型，找到傾斜的角度，實(shí)現(xiàn)分段冷卻和控制。這項(xiàng)技術(shù)主要是為了讓板形缺陷中的其他缺陷問題消除掉，最典型的是兩肋波浪或者復(fù)合波浪，所以需要在板形的入口處進(jìn)行一個(gè)噴射乳液口的設(shè)置，控制測(cè)量和控制工作輥的熱度，這套控制系統(tǒng)會(huì)依照不同測(cè)量段的帶鋼應(yīng)力進(jìn)行三次四次分量的計(jì)算，在計(jì)算的時(shí)候，需要通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型代入相關(guān)數(shù)據(jù)之后進(jìn)行測(cè)算。

2.2軋制自動(dòng)化智能控制技術(shù)

軋鋼工藝需要通過壓力加工的手段讓軋輥間經(jīng)過的鋼錠和鋼坯改變形狀，不單單需要確保其加工成標(biāo)準(zhǔn)的形狀，還需要確保其產(chǎn)品的質(zhì)量符合要求，自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠在軋鋼的時(shí)候發(fā)揮出重要的操作和監(jiān)控作用，確保各項(xiàng)操作更為標(biāo)準(zhǔn)，讓鋼鐵生產(chǎn)的準(zhǔn)確性和可靠性提高，確保安全生產(chǎn)，電氣自動(dòng)化技術(shù)引入我國(guó)軋鋼企業(yè)之后對(duì)軋鋼工藝精度的提高以及成品質(zhì)量的縮短有著很大的幫助。在發(fā)展歷程當(dāng)中，電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)逐步在鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的每一個(gè)角落獲得廣泛的使用，小到電器元件的使用，大到成套機(jī)械設(shè)備的控制，都可以看到電氣自動(dòng)化的身影。在我國(guó)當(dāng)前自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，最新的發(fā)展是人工智能，目前已經(jīng)在滾軋鋼自動(dòng)化控制的過程中得到一定的應(yīng)用，自動(dòng)化控制的人工智能系統(tǒng)主要包含了頂級(jí)的操作技術(shù)、精準(zhǔn)的合理的邏輯順序、精確的控制能力、復(fù)雜而協(xié)調(diào)的控制傳輸網(wǎng)絡(luò)。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能夠讓危險(xiǎn)性降低，并且讓生產(chǎn)效率提高的關(guān)鍵在于該系統(tǒng)具備以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：能進(jìn)行集中化的監(jiān)控管理；能進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控管理；能夠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)化的監(jiān)控管理；還能進(jìn)行智能化的監(jiān)控管理。

2.3實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)軋鋼核心控制功能

按照實(shí)際情況，可以劃分全自動(dòng)軋鋼功能的需實(shí)現(xiàn)核心控制內(nèi)容，按照標(biāo)準(zhǔn)劃分為以下幾個(gè)部分：水平方向的輥道控制功能；垂直方向的道次數(shù)設(shè)定控制功能；軋制道次的控制功能。水平方向的輥道控制功能詳細(xì)指的是在實(shí)際分析的過程中如果是選擇對(duì)相應(yīng)的輥道控制信息進(jìn)行定義，那么就需要以軋線輥道控制分組控制狀態(tài)進(jìn)行確定，并且確定相應(yīng)的輥道的控制狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)軋鋼的過程中。對(duì)于水平方向輥道的控制功能來(lái)說，應(yīng)該從根本上滿足以下幾個(gè)方面的條件需要：軋件運(yùn)輸過程條件；軋制過程的需要條件；待溫過程的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)輸過程指的是，輥道控制功能需要以軋件跟蹤狀態(tài)為基礎(chǔ)前提，對(duì)于以下兩個(gè)軋件所在輥道進(jìn)行啟動(dòng)，第一個(gè)是輥道分區(qū)的輥道，第二個(gè)是下一個(gè)輥道分區(qū)的輥道，并且還需對(duì)經(jīng)過的分區(qū)輥道進(jìn)行停止處理，如果在軋件運(yùn)輸至目標(biāo)區(qū)域的時(shí)候， 那么就需要將全部的輥道停止。另外，在實(shí)際工作中，如果待溫軋件在進(jìn)行待溫?cái)[動(dòng)的過程中，只需要一個(gè)待溫區(qū)的占用就可以完成，那么就需要對(duì)該待溫區(qū)進(jìn)行針對(duì)的設(shè)置，促使其處于一個(gè)恒溫的狀態(tài)。對(duì)于垂直方向道次數(shù)設(shè)定控制功能來(lái)說，道次數(shù)時(shí)刻重新設(shè)定也可以分為以下兩個(gè)個(gè)方面：第一個(gè)方面是在坯料運(yùn)輸?shù)綑C(jī)之前。應(yīng)該完成道次數(shù)的復(fù)位，直達(dá)第1道次位置即可。第二個(gè)方面是結(jié)束軋件待溫，在運(yùn)輸?shù)綑C(jī)之前，第二階段軋制開始，設(shè)定道次數(shù)，促使其處于再次開軋道次即可。

3.結(jié)語(yǔ)

鋼鐵企業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中扮演著非常重要的角色，通過生產(chǎn)制造應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，能夠讓鋼鐵的生產(chǎn)效率大大提升，不斷優(yōu)化和改進(jìn)軋鋼技術(shù)，勇于創(chuàng)新，逐漸實(shí)現(xiàn)鋼材的節(jié)約化，并且改進(jìn)和優(yōu)化自動(dòng)化系統(tǒng)，符合新時(shí)期創(chuàng)新發(fā)展的需要，推動(dòng)鋼材行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊王玥， 胡安民， 齊俊杰， 等.低碳鋼形變強(qiáng)化相變的組織細(xì)化[J] .材料研究學(xué)報(bào)，2001，15（2）：171.

[2]楊金霞.中厚板軋機(jī)全自動(dòng)軋鋼控制功能的在線實(shí)現(xiàn)[J]. 無(wú)線互聯(lián)科技，2013，（06）：127