軋鋼生產(chǎn)過程中自動化控制技術(shù)的應(yīng)用研究

李強孟曉東

(邯鋼邯寶冷軋廠  河北  邯鄲  056000)

摘要：冷軋鋼是在常溫下對鋼板進行進一步軋薄直到目標厚度的鋼材加工工藝,它具有比熱軋鋼更高的精度,并且能使鋼材具有更高的美觀度,在機械加工的性能方面也高于熱軋鋼技術(shù)。軋鋼的目的和其它的壓力加工相同，都是為了將材料加工成需要的形狀，同時也能有效改善鋼材的內(nèi)部質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：軋鋼生產(chǎn)；自動化控制技術(shù)；應(yīng)用

自上世紀末開始，自動化就成為很多工業(yè)項目發(fā)展的潮流，對于軋鋼行業(yè)來說也是如此。隨著科技的進步，自動控制技術(shù)也在不斷提升，人們的關(guān)注點已經(jīng)從對自動控制技術(shù)本身轉(zhuǎn)到自動控制的成果上來。此外，科技的不斷進步也給自動控制技術(shù)提出了更高的要求。下面就以冷軋廠為例，分析軋鋼生產(chǎn)自動化控制技術(shù)的應(yīng)用。

1  自動化控制技術(shù)的概念

1.1 概述

隨著時代的發(fā)展，人們對鋼材的生產(chǎn)量需求也在不斷增加，按照傳統(tǒng)的鋼材生產(chǎn)技術(shù)無法滿足現(xiàn)代社會的鋼材需求。引入自動化控制技術(shù)后，對軋鋼的生產(chǎn)效率能夠起到很大提升，而自動化控制技術(shù)的完善也是近年來逐漸形成的_{[1 ]}。連軋機擁有很高的生產(chǎn)效率，并且容易控制，因此能夠為鋼鐵企業(yè)帶來明顯的經(jīng)濟效益。

1.2 設(shè)計系統(tǒng)

總共包括六個方面：

基本數(shù)據(jù)庫，主要功能為數(shù)據(jù)收集、儲存和運算；報告系統(tǒng)，向相關(guān)部門報告設(shè)備當前的運轉(zhuǎn)情況；指標系統(tǒng)，為服務(wù)器終端的提供相關(guān)的指標和計算結(jié)果；信息查詢；分析，提供模型庫建立和修正的相關(guān)信息；預(yù)算，將數(shù)據(jù)限制在警戒值之內(nèi)，數(shù)據(jù)一旦超限就立即發(fā)出警報。

2  冷軋鋼板形自動控制技術(shù)

2.1 組成

板形測量輥以及信號處理設(shè)備；板形控制的計算機硬件設(shè)備；調(diào)節(jié)板形的相關(guān)設(shè)備機構(gòu)，主要有CVC 板型控制、工作輥中間輥彎輥以及出口多區(qū)冷卻控制；顯示器，顯示鋼應(yīng)力的分布以及板形的曲線。

2.2  工作原理

板形測量輥通常有30 多個寬度在50 多毫米左右的圓環(huán)組成，每個圓環(huán)內(nèi)安裝了數(shù)個互為90°的磁彈力傳感器。在軋制的過程中，測量輥和帶鋼一起運行，而測量輥會將帶鋼在運行各段因帶鋼運行作用而發(fā)出的電磁信號測量出來，收集到的電磁信號經(jīng)過測算之后能夠得到各段鋼材所受到的應(yīng)力以及相應(yīng)的偏差值，所有測得的數(shù)值全部都會通過顯示器顯示出來，供技術(shù)人員實時查看并計算。主計算機根據(jù)主操作臺或者其它計算機提供的技術(shù)標準計算出板形設(shè)定值，然后對比板形設(shè)定值和帶鋼的實際值進行比較，最終得到偏差值。

2.3  調(diào)節(jié)手段

1.CVC 輥板型控制

將上、下軋輥輥身磨削成相同的S 形CVC 曲線，上、下輥的位置倒置180 度，當曲線的初始相位為零時，形成等距的S 形平行輥縫，通過中間輥竄動機構(gòu)，使上、下CVC 軋輥相對同步竄動，就可在輥縫處產(chǎn)生連續(xù)變化的正、負凸度輪廓，從而適應(yīng)工藝對軋輥在不同條件下，能迅速、連續(xù)、任意改變輥縫凸度的要求。

2.彎輥調(diào)節(jié)

彎輥在調(diào)節(jié)鋼板時效率很高、速度很快，并且動作簡單干脆，不會出現(xiàn)滯后的情況，因此彎輥調(diào)節(jié)鋼板是首要步驟，當二次板形的缺陷分量經(jīng)過彎輥調(diào)節(jié)之后被控制在了最低40%、最高80%的范圍之內(nèi)時，就可以對鋼板進行單獨的彎曲調(diào)節(jié)，如果低于40%或高于80%，則需要運用CVC 系統(tǒng)和彎輥一同對二次板形的相關(guān)缺陷進行調(diào)整。

3.出口多區(qū)冷卻控制

此技術(shù)主要是為了將板形缺陷中存在的其它斷面問題完全消除，最典型的如復(fù)合波浪或兩肋波浪，因此應(yīng)在板形軋制的入口處放置一個被分成9 段的噴射乳液，對工作輥的熱度進行分段測量和控制。此控制系統(tǒng)會根據(jù)不同測量段的帶鋼應(yīng)力的三次、四次分量進行計算，計算過程需要借助標準的數(shù)學(xué)模型，將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入后進行測算，最終算出所有段的乳液設(shè)定值，然后和軋制所必需的基本流量進行疊加，將其作為輸出量，從而有效控制此段的工作輥熱凸度。

3  軋制自動化智能控制技術(shù)

目前對自動化控制的最新發(fā)展是AI（人工智能）在軋鋼過程中的自動化控制應(yīng)用，軋鋼自動化控制的AI 系統(tǒng)包括精準合理的邏輯順序、頂級的操作技術(shù)、復(fù)雜而協(xié)調(diào)的控制傳輸網(wǎng)絡(luò)以及精確的控制能力等多方面的優(yōu)點，并且AI 自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用到了分析正負差、操作圓形產(chǎn)品的制作以及預(yù)測性能等方面，從生產(chǎn)制作到打包裝箱，整個過程都可以實現(xiàn)AI 的全自動控制，操作人員不需要具體執(zhí)行操作命令，而只需要提前輸入相關(guān)指令，并在生產(chǎn)過程中實時監(jiān)督系統(tǒng)的工作情況即可_{[ 3 ]}，極大地減輕了操作人員的負擔，使得自動化控制程序變得更加科學(xué)。

4  結(jié)語

大量的生產(chǎn)實踐已經(jīng)證明，軋鋼生產(chǎn)中CVC 的軋輥凸度連續(xù)控制以及板形自動控制系統(tǒng)的引入使用，能進一步提高軋鋼平直度，提高軋鋼的精度?？萍嫉陌l(fā)展推動著軋鋼自動化技術(shù)的快速進步，而軋鋼生產(chǎn)自動化控制技術(shù)的實施對于提高鋼材成品的質(zhì)量以及提高鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)量方面都具有重要的積極作用。