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(jìn)行進(jìn)一步軋薄直到目標(biāo)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(jī)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(jì)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(jì)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(dāng)前的運轉(zhuǎn)情況；指標(biāo)系統(tǒng)，為服務(wù)器終端的提供相關(guān)的指標(biāo)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(jī)硬件設(shè)備；調(diào)節(jié)板形的相關(guān)設(shè)備機(jī)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(jī)根據(jù)主操作臺或者其它計算機(jī)提供的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(dāng)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(jī)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(fù)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(dāng)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行計算，計算過程需要借助標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型，將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入后進(jìn)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(jìn)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(zhǔn)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(fù)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(fù)擔(dān)，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(jìn)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(jìn)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。