李強(qiáng)　孟曉東

摘 要：冷軋鋼是在常溫下對(duì)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(shí)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(dòng)化控制技術(shù)；應(yīng)用

自上世紀(jì)末開(kāi)始，自動(dòng)化就成為很多工業(yè)項(xiàng)目發(fā)展的潮流，對(duì)于軋鋼行業(yè)來(lái)說(shuō)也是如此。隨著科技的進(jìn)步，自動(dòng)控制技術(shù)也在不斷提升，人們的關(guān)注點(diǎn)已經(jīng)從對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)本身轉(zhuǎn)到自動(dòng)控制的成果上來(lái)。此外，科技的不斷進(jìn)步也給自動(dòng)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(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用。

一、自動(dòng)化控制技術(shù)的概念

（一）概述

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)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(wú)法滿足現(xiàn)代社會(huì)的鋼材需求。引入自動(dòng)化控制技術(shù)后，對(duì)軋鋼的生產(chǎn)效率能夠起到很大提升，而自動(dòng)化控制技術(shù)的完善也是近年來(lái)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?yàn)殇撹F企業(yè)帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）設(shè)計(jì)系統(tǒng)

總共包括六個(gè)方面：

基本數(shù)據(jù)庫(kù)，主要功能為數(shù)據(jù)收集、儲(chǔ)存和運(yùn)算；

報(bào)告系統(tǒng)，向相關(guān)部門(mén)報(bào)告設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)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(jì)算結(jié)果；

信息查詢；

分析，提供模型庫(kù)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(bào)。

二、冷軋鋼板形自動(dòng)控制技術(shù)

（一）組成

板形測(cè)量輥以及信號(hào)處理設(shè)備；板形控制的計(jì)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。

（二）工作原理

板形測(cè)量輥通常有30多個(gè)寬度在50多毫米左右的圓環(huán)組成，每個(gè)圓環(huán)內(nèi)安裝了數(shù)個(gè)互為90°的磁彈力傳感器。在軋制的過(guò)程中，測(cè)量輥和帶鋼一起運(yùn)行，而測(cè)量輥會(huì)將帶鋼在運(yùn)行各段因帶鋼運(yùn)行作用而發(fā)出的電磁信號(hào)測(cè)量出來(lái)，收集到的電磁信號(hào)經(jīng)過(guò)測(cè)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(cè)得的數(shù)值全部都會(huì)通過(guò)顯示器顯示出來(lái)，供技術(shù)人員實(shí)時(shí)查看并計(jì)算。主計(jì)算機(jī)根據(jù)主操作臺(tái)或者其它計(jì)算機(jī)提供的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出板形設(shè)定值，然后對(duì)比板形設(shè)定值和帶鋼的實(shí)際值進(jìn)行比較，最終得到偏差值。

（三）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(shí)，形成等距的S形平行輥縫，通過(guò)中間輥竄動(dòng)機(jī)構(gòu)，使上、下CVC軋輥相對(duì)同步竄動(dòng)，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(duì)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(shí)效率很高、速度很快，并且動(dòng)作簡(jiǎn)單干脆，不會(huì)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(guò)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(shí)，就可以對(duì)鋼板進(jìn)行單獨(dú)的彎曲調(diào)節(jié)，如果低于40%或高于80%，則需要運(yùn)用CVC系統(tǒng)和彎輥一同對(duì)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(wèn)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(gè)被分成9段的噴射乳液，對(duì)工作輥的熱度進(jìn)行分段測(cè)量和控制。此控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同測(cè)量段的帶鋼應(yīng)力的三次、四次分量進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過(guò)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(cè)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。

三、軋制自動(dòng)化智能控制技術(shù)

目前對(duì)自動(dòng)化控制的最新發(fā)展是AI（人工智能）在軋鋼過(guò)程中的自動(dòng)化控制應(yīng)用，軋鋼自動(dòng)化控制的AI系統(tǒng)包括精準(zhǔn)合理的邏輯順序、頂級(jí)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(diǎn)，并且AI自動(dòng)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(cè)性能等方面，從生產(chǎn)制作到打包裝箱，整個(gè)過(guò)程都可以實(shí)現(xiàn)AI的全自動(dòng)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(guò)程中實(shí)時(shí)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(dòng)化控制程序變得更加科學(xué)。

四、結(jié)語(yǔ)

大量的生產(chǎn)實(shí)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(dòng)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(dòng)著軋鋼自動(dòng)化技術(shù)的快速進(jìn)步，而軋鋼生產(chǎn)自動(dòng)化控制技術(shù)的實(shí)施對(duì)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。

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