论文部分内容阅读
摘 要：本次研究主要分析了实现轧机生产线全自动轧钢功能的过程情况。并且还对比了轧制过程的手动控制以及轧制过程的全自动控制，针对实现了全自动轧钢控制功能实现的总结分析。简要总结介绍了国内近年来轧钢技术进步的情况，本研究梳理了轧钢技术的分类，并探讨了在生产中轧钢技术的具体应用，希望能够为相关的工作提供借鉴和参考。
关键词：电动机；全自动轧钢；控制功能；
前言：近10年来，中国的轧钢领域随着经济的高速发展，无论是在生产线成套装备的技术集成与开发，还是轧制工艺控制技术及高性能高强度钢材品种的研究开发方面都有了长足的进步。本研究根据主要的钢材种类，全面分析了轧钢技术的发展现状，并进一步归纳了生产中应用轧钢技术的情况。
1.我国轧钢自动化控制技术发展现状以及未来发展研究
1.1我国轧钢自动化控制技术发展现状
上世纪70年代以前，我国热轧带钢的轧制技术十分落后，只能引进国外的先进技术，并逐渐吸收和消化，经过几十年的努力，终于形成了VCL轧辊板型控制技术，并不断创新，能够很好地控制热轧和冷却过程中钢材变形的情况。社会生产发展的速度进一步加快，人们对钢材的需求量也越来越多，传统的钢材生产技术已经无法达到钢材的需求，科学合理的使用自动化控制技术，提升轧钢的生产效率，完善自动化控制技术，也是这些年来逐步出现的，连轧机的生产效率较高，而且非常容易控制可以为钢材企业提供一定的经济效益，几十年来，中国引进了许多先进的轧钢自动化系统，特别是在热连轧、冷连轧、中厚板、宽厚板等生产线，引进了世界多家著名厂商先进的轧钢控制系统、数学模型和控制软件，这在世界上是仅有的现象。21世纪头10年，中国经济发展突飞猛进，2009年中国GDP是2000年的3.38 倍。钢铁工业同步增长，很好地支撑了中国的经济建设。2009年中国的粗钢产量增长到2000年的4.42倍。作为钢材产品主要用户的汽车、造船和铁路等行业发展，是中国钢铁工业产能和技术发展的主要驱动力。钢铁生产线上的关键性技术设备如：短应力线钢铁轧制机、高线无扭钢铁轧制机组、高速飞剪设备、冷飞剪设备、水冷系统、万能轧钢机和轧钢机自动系统已经全部完成国产化目标，初步在钢铁轧制工艺上实现了无扭、控冷等技术，极高地加快了钢铁的加工速度。
1.2我国轧钢自动化控制技术未来发展研究
我国的钢铁生产模式正在向高品质、流程短、衔接快、智能化等方向前进。通过高校与企業的合作，已经研究开发出分别用于热轧带钢、中厚板以及H型钢轧制的新一代控制冷却技术。针对常规热轧带钢轧机层流冷却及中厚板轧机 ACC 系统的配合与衔接存在的问题，开发了用于热轧带钢的超快速冷却装置和喷嘴倾斜布置的压力喷射式超快速冷却系统与传统集管层流冷却系统混合配置技术。目前，正在4300中厚板轧机、3500中厚板轧机上装设具有中国自主知识产权的 UFC +ACC 新一代控制冷却系统，为实施新一代TMCP创造了条件。通过对热轧后对大H型钢实施超快速、高效的喷水冷却方法， 使轧制后处于较高温度的奥氏体组织在极短时间内转变成细晶粒的铁素体+珠光体及贝氏体组织，H型钢的综合力学性能得到提高。在近年的“新一代钢铁材料重大基础研究”项目以细晶和超细晶钢的研究开发为目标的工作中，通过结合轧制生产线装备和工艺实际，开展了大量的理论和试验研究与探索，钢在形变、相变中的析出行为研究与控制是钢的组织性能控制的一个重要方面。通过大量的试验研究和生产实践证明，采用合理的冶金成分设计和轧制、冷却工艺控制，可以在钢中产生大量的纳米尺寸粒子析出，使钢的强韧性得到显著提高。
2.轧钢生产过程中应用的自动化控制技术
2.1冷轧钢板形自动控制技术
硅钢作为钢材轧制技术的难点，其相关的工艺十分复杂。通过添加合金元素并降低加热温度，能够提高钢材成品的磁性，而晶粒的合成和析出，需要低温抑制，这时可以应用正负电子对撞机进行带钢的轧制。冷轧板型控制系统先通过数字信号对整个板型进行测量，之后计算轧辊模型，找到倾斜的角度，实现分段冷却和控制。这项技术主要是为了让板形缺陷中的其他缺陷问题消除掉，最典型的是两肋波浪或者复合波浪，所以需要在板形的入口处进行一个喷射乳液口的设置，控制测量和控制工作辊的热度，这套控制系统会依照不同测量段的带钢应力进行三次四次分量的计算，在计算的时候，需要通过标准数学模型代入相关数据之后进行测算。
2.2轧制自动化智能控制技术
轧钢工艺需要通过压力加工的手段让轧辊间经过的钢锭和钢坯改变形状，不单单需要确保其加工成标准的形状，还需要确保其产品的质量符合要求，自动化控制系统能够在轧钢的时候发挥出重要的操作和监控作用，确保各项操作更为标准，让钢铁生产的准确性和可靠性提高，确保安全生产，电气自动化技术引入我国轧钢企业之后对轧钢工艺精度的提高以及成品质量的缩短有着很大的帮助。在发展历程当中，电气自动化技术已经逐步在钢铁生产企业的每一个角落获得广泛的使用，小到电器元件的使用，大到成套机械设备的控制，都可以看到电气自动化的身影。在我国当前自动化控制系统当中，最新的发展是人工智能，目前已经在滚轧钢自动化控制的过程中得到一定的应用，自动化控制的人工智能系统主要包含了顶级的操作技术、精准的合理的逻辑顺序、精确的控制能力、复杂而协调的控制传输网络。电气自动化系统能够让危险性降低，并且让生产效率提高的关键在于该系统具备以下几个优点：能进行集中化的监控管理；能进行远程监控管理；能够进行现场化的监控管理；还能进行智能化的监控管理。
2.3实现全自动轧钢核心控制功能
按照实际情况，可以划分全自动轧钢功能的需实现核心控制内容，按照标准划分为以下几个部分：水平方向的辊道控制功能；垂直方向的道次数设定控制功能；轧制道次的控制功能。水平方向的辊道控制功能详细指的是在实际分析的过程中如果是选择对相应的辊道控制信息进行定义，那么就需要以轧线辊道控制分组控制状态进行确定，并且确定相应的辊道的控制状态，实现全自动轧钢的过程中。对于水平方向辊道的控制功能来说，应该从根本上满足以下几个方面的条件需要：轧件运输过程条件；轧制过程的需要条件；待温过程的实际标准。运输过程指的是，辊道控制功能需要以轧件跟踪状态为基础前提，对于以下两个轧件所在辊道进行启动，第一个是辊道分区的辊道，第二个是下一个辊道分区的辊道，并且还需对经过的分区辊道进行停止处理，如果在轧件运输至目标区域的时候， 那么就需要将全部的辊道停止。另外，在实际工作中，如果待温轧件在进行待温摆动的过程中，只需要一个待温区的占用就可以完成，那么就需要对该待温区进行针对的设置，促使其处于一个恒温的状态。对于垂直方向道次数设定控制功能来说，道次数时刻重新设定也可以分为以下两个个方面：第一个方面是在坯料运输到机之前。应该完成道次数的复位，直达第1道次位置即可。第二个方面是结束轧件待温，在运输到机之前，第二阶段轧制开始，设定道次数，促使其处于再次开轧道次即可。
3.结语
钢铁企业在我国国民经济发展过程中扮演着非常重要的角色，通过生产制造应用自动化技术，能够让钢铁的生产效率大大提升，不断优化和改进轧钢技术，勇于创新，逐渐实现钢材的节约化，并且改进和优化自动化系统，符合新时期创新发展的需要，推动钢材行业的健康发展。
参考文献：
[1]杨王玥， 胡安民， 齐俊杰， 等.低碳钢形变强化相变的组织细化[J] .材料研究学报，2001，15（2）：171.
[2]杨金霞.中厚板轧机全自动轧钢控制功能的在线实现[J]. 无线互联科技，2013，（06）：127
关键词：电动机；全自动轧钢；控制功能；
前言：近10年来，中国的轧钢领域随着经济的高速发展，无论是在生产线成套装备的技术集成与开发，还是轧制工艺控制技术及高性能高强度钢材品种的研究开发方面都有了长足的进步。本研究根据主要的钢材种类，全面分析了轧钢技术的发展现状，并进一步归纳了生产中应用轧钢技术的情况。
1.我国轧钢自动化控制技术发展现状以及未来发展研究
1.1我国轧钢自动化控制技术发展现状
上世纪70年代以前，我国热轧带钢的轧制技术十分落后，只能引进国外的先进技术，并逐渐吸收和消化，经过几十年的努力，终于形成了VCL轧辊板型控制技术，并不断创新，能够很好地控制热轧和冷却过程中钢材变形的情况。社会生产发展的速度进一步加快，人们对钢材的需求量也越来越多，传统的钢材生产技术已经无法达到钢材的需求，科学合理的使用自动化控制技术，提升轧钢的生产效率，完善自动化控制技术，也是这些年来逐步出现的，连轧机的生产效率较高，而且非常容易控制可以为钢材企业提供一定的经济效益，几十年来，中国引进了许多先进的轧钢自动化系统，特别是在热连轧、冷连轧、中厚板、宽厚板等生产线，引进了世界多家著名厂商先进的轧钢控制系统、数学模型和控制软件，这在世界上是仅有的现象。21世纪头10年，中国经济发展突飞猛进，2009年中国GDP是2000年的3.38 倍。钢铁工业同步增长，很好地支撑了中国的经济建设。2009年中国的粗钢产量增长到2000年的4.42倍。作为钢材产品主要用户的汽车、造船和铁路等行业发展，是中国钢铁工业产能和技术发展的主要驱动力。钢铁生产线上的关键性技术设备如：短应力线钢铁轧制机、高线无扭钢铁轧制机组、高速飞剪设备、冷飞剪设备、水冷系统、万能轧钢机和轧钢机自动系统已经全部完成国产化目标，初步在钢铁轧制工艺上实现了无扭、控冷等技术，极高地加快了钢铁的加工速度。
1.2我国轧钢自动化控制技术未来发展研究
我国的钢铁生产模式正在向高品质、流程短、衔接快、智能化等方向前进。通过高校与企業的合作，已经研究开发出分别用于热轧带钢、中厚板以及H型钢轧制的新一代控制冷却技术。针对常规热轧带钢轧机层流冷却及中厚板轧机 ACC 系统的配合与衔接存在的问题，开发了用于热轧带钢的超快速冷却装置和喷嘴倾斜布置的压力喷射式超快速冷却系统与传统集管层流冷却系统混合配置技术。目前，正在4300中厚板轧机、3500中厚板轧机上装设具有中国自主知识产权的 UFC +ACC 新一代控制冷却系统，为实施新一代TMCP创造了条件。通过对热轧后对大H型钢实施超快速、高效的喷水冷却方法， 使轧制后处于较高温度的奥氏体组织在极短时间内转变成细晶粒的铁素体+珠光体及贝氏体组织，H型钢的综合力学性能得到提高。在近年的“新一代钢铁材料重大基础研究”项目以细晶和超细晶钢的研究开发为目标的工作中，通过结合轧制生产线装备和工艺实际，开展了大量的理论和试验研究与探索，钢在形变、相变中的析出行为研究与控制是钢的组织性能控制的一个重要方面。通过大量的试验研究和生产实践证明，采用合理的冶金成分设计和轧制、冷却工艺控制，可以在钢中产生大量的纳米尺寸粒子析出，使钢的强韧性得到显著提高。
2.轧钢生产过程中应用的自动化控制技术
2.1冷轧钢板形自动控制技术
硅钢作为钢材轧制技术的难点，其相关的工艺十分复杂。通过添加合金元素并降低加热温度，能够提高钢材成品的磁性，而晶粒的合成和析出，需要低温抑制，这时可以应用正负电子对撞机进行带钢的轧制。冷轧板型控制系统先通过数字信号对整个板型进行测量，之后计算轧辊模型，找到倾斜的角度，实现分段冷却和控制。这项技术主要是为了让板形缺陷中的其他缺陷问题消除掉，最典型的是两肋波浪或者复合波浪，所以需要在板形的入口处进行一个喷射乳液口的设置，控制测量和控制工作辊的热度，这套控制系统会依照不同测量段的带钢应力进行三次四次分量的计算，在计算的时候，需要通过标准数学模型代入相关数据之后进行测算。
2.2轧制自动化智能控制技术
轧钢工艺需要通过压力加工的手段让轧辊间经过的钢锭和钢坯改变形状，不单单需要确保其加工成标准的形状，还需要确保其产品的质量符合要求，自动化控制系统能够在轧钢的时候发挥出重要的操作和监控作用，确保各项操作更为标准，让钢铁生产的准确性和可靠性提高，确保安全生产，电气自动化技术引入我国轧钢企业之后对轧钢工艺精度的提高以及成品质量的缩短有着很大的帮助。在发展历程当中，电气自动化技术已经逐步在钢铁生产企业的每一个角落获得广泛的使用，小到电器元件的使用，大到成套机械设备的控制，都可以看到电气自动化的身影。在我国当前自动化控制系统当中，最新的发展是人工智能，目前已经在滚轧钢自动化控制的过程中得到一定的应用，自动化控制的人工智能系统主要包含了顶级的操作技术、精准的合理的逻辑顺序、精确的控制能力、复杂而协调的控制传输网络。电气自动化系统能够让危险性降低，并且让生产效率提高的关键在于该系统具备以下几个优点：能进行集中化的监控管理；能进行远程监控管理；能够进行现场化的监控管理；还能进行智能化的监控管理。
2.3实现全自动轧钢核心控制功能
按照实际情况，可以划分全自动轧钢功能的需实现核心控制内容，按照标准划分为以下几个部分：水平方向的辊道控制功能；垂直方向的道次数设定控制功能；轧制道次的控制功能。水平方向的辊道控制功能详细指的是在实际分析的过程中如果是选择对相应的辊道控制信息进行定义，那么就需要以轧线辊道控制分组控制状态进行确定，并且确定相应的辊道的控制状态，实现全自动轧钢的过程中。对于水平方向辊道的控制功能来说，应该从根本上满足以下几个方面的条件需要：轧件运输过程条件；轧制过程的需要条件；待温过程的实际标准。运输过程指的是，辊道控制功能需要以轧件跟踪状态为基础前提，对于以下两个轧件所在辊道进行启动，第一个是辊道分区的辊道，第二个是下一个辊道分区的辊道，并且还需对经过的分区辊道进行停止处理，如果在轧件运输至目标区域的时候， 那么就需要将全部的辊道停止。另外，在实际工作中，如果待温轧件在进行待温摆动的过程中，只需要一个待温区的占用就可以完成，那么就需要对该待温区进行针对的设置，促使其处于一个恒温的状态。对于垂直方向道次数设定控制功能来说，道次数时刻重新设定也可以分为以下两个个方面：第一个方面是在坯料运输到机之前。应该完成道次数的复位，直达第1道次位置即可。第二个方面是结束轧件待温，在运输到机之前，第二阶段轧制开始，设定道次数，促使其处于再次开轧道次即可。
3.结语
钢铁企业在我国国民经济发展过程中扮演着非常重要的角色，通过生产制造应用自动化技术，能够让钢铁的生产效率大大提升，不断优化和改进轧钢技术，勇于创新，逐渐实现钢材的节约化，并且改进和优化自动化系统，符合新时期创新发展的需要，推动钢材行业的健康发展。
参考文献：
[1]杨王玥， 胡安民， 齐俊杰， 等.低碳钢形变强化相变的组织细化[J] .材料研究学报，2001，15（2）：171.
[2]杨金霞.中厚板轧机全自动轧钢控制功能的在线实现[J]. 无线互联科技，2013，（06）：127