卷取溫度是熱軋生產的一項關鍵模型指標,作為熱軋軋制流程中最后一次噴淋溫降,卷取溫度如鑄劍最后淬火一樣至關重要,很大程度決定熱軋板卷的物理性能。卷取溫度波動越小、穩定性越高,鋼卷的韌性和強度等物理性能均勻性越好,不僅可提升熱軋產品質量,還有助于減少冷軋等下道工序出現斷帶等異常的頻率,提高生產效率,降低生產成本,提升用戶的使用感受。目前,國內外各大鋼鐵企業均致力于提升熱軋卷取溫度控制水平,寶鋼股份對標鋼企最近三年卷取溫度波動(以標準差衡量,值越小越好)控制在6.55℃,歷史最好水平為6.23℃,為國際最好水平。
2017年,寶鋼股份針對熱軋精軋厚度、終軋溫度、卷取溫度三項模型指標開展與國際一流鋼企的對標并啟動專項推進。其中,“卷取溫度控制水平提升”由金蘋果團隊核心成員、設備部首席工程師張智勇負責,在金蘋果團隊的共同努力和熱軋工藝人員的緊密配合下,在1580產線展開試驗性攻關。
技術攻關歷經艱難與反復,突破在于引入智慧制造創新手段。初期,為縮小與對標企業差距,項目團隊采取常規手段,抓住主要矛盾,形成問題清單滾動改進,累計完成控制功能、模型算法優化23項。模型控制精度從最初的8.1℃一步步改善到7.0℃。但此后指標徘徊不前,甚至一度出現劣化。為實現超越對標企業的挑戰性目標,2017年底,張智勇帶領團隊嘗試借鑒智能算法的決策模式建立數學模型,通過模擬人的思維方式實現不同規格、不同批次產品的在線數模智能決策。2018年4月初,擁有“智能決策能力”的卷取溫度控制模型順利上線,當月即超越對標企業近三年最佳水平,5月超越對標企業歷史最佳水平,6月實現破6進5。目前,指標仍在不斷優化中。這也是寶鋼股份首個超越對標企業的數模類指標。
據了解,“1580熱軋卷取溫度控制技術”已形成“工況識別及冷卻策略智能修正方法”“適應精軋動態調速模式的卷取溫度控制技術”“局部自擴散型模型自學習算法”“反饋控制自優化”“冷卻集管的智能化沖洗技術”等多項創新點,可滿足熱軋產線在小批量、多品種、新品軋制頻繁情況下,自動采集關鍵要素值,對工況進行自動識別、智能評估、自動修正等,進而完成卷取溫度冷卻的“智能決策”。在保證命中精度一流的前提下,整個產線卷取溫度自動化控制水平最近半年已達到99.96%,有效避免了人工介入,還可減少因新品試軋等造成的成本損失,提高對工況等變化的適應能力。目前,該技術已申報兩項專利并已獲批。
“取得突破的關鍵在于,我們嘗試將智能算法思想與傳統模型算法相結合,這為解決鋼鐵冶煉、軋制控制精度等問題提供了一種新的、有效的思路和方法。”從事熱軋數模工作十多年的張智勇認為,這一方法可以廣泛應用在其它相關工序的數模領域,具有較強的通用性和經濟性。目前,他帶領團隊采用該方法正向提升熱軋終軋溫度控制水平發起挑戰。張智勇和他的團隊成員相信,在大數據、智能化的時代,智能模型一定會成為產線“智”高一籌的關鍵因素,廣大一線技術人員一定大有可為。