軋鋼生產過程中自動化控制技術的應用研究

李強　孟曉東

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。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部質量。

關鍵詞：軋鋼生產；自動化控制技術；應用

自上世紀末開始，自動化就成為很多工業項目發展的潮流，對于軋鋼行業來說也是如此。隨著科技的進步，自動控制技術也在不斷提升，人們的關注點已經從對自動控制技術本身轉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提出了更高的要求。下面就以冷軋廠為例，分析軋鋼生產自動化控制技術的應用。

一、自動化控制技術的概念

（一）概述

隨著時代的發展，人們對鋼材的生產量需求也在不斷增加，按照傳統的鋼材生產技術無法滿足現代社會的鋼材需求。引入自動化控制技術后，對軋鋼的生產效率能夠起到很大提升，而自動化控制技術的完善也是近年來逐漸形成的[ 1 ]。連軋機擁有很高的生產效率，并且容易控制，因此能夠為鋼鐵企業帶來明顯的經濟效益。

（二）設計系統

總共包括六個方面：

基本數據庫，主要功能為數據收集、儲存和運算；

報告系統，向相關部門報告設備當前的運轉情況；

指標系統，為服務器終端的提供相關的指標和計算結果；

信息查詢；

分析，提供模型庫建立和修正的相關信息；

預算，將數據限制在警戒值之內，數據一旦超限就立即發出警報。

二、冷軋鋼板形自動控制技術

（一）組成

板形測量輥以及信號處理設備；板形控制的計算機硬件設備；調節板形的相關設備機構，主要有CVC板型控制、工作輥中間輥彎輥以及出口多區冷卻控制；顯示器，顯示鋼應力的分布以及板形的曲線。

（二）工作原理

板形測量輥通常有30多個寬度在50多毫米左右的圓環組成，每個圓環內安裝了數個互為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出的電磁信號測量出來，收集到的電磁信號經過測算之后能夠得到各段鋼材所受到的應力以及相應的偏差值，所有測得的數值全部都會通過顯示器顯示出來，供技術人員實時查看并計算。主計算機根據主操作臺或者其它計算機提供的技術標準計算出板形設定值，然后對比板形設定值和帶鋼的實際值進行比較，最終得到偏差值。

（三）調節手段

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，使上、下CVC軋輥相對同步竄動，就可在輥縫處產生連續變化的正、負凸度輪廓，從而適應工藝對軋輥在不同條件下，能迅速、連續、任意改變輥縫凸度的要求。

2.彎輥調節

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

3.出口多區冷卻控制

此技術主要是為了將板形缺陷中存在的其它斷面問題完全消除，最典型的如復合波浪或兩肋波浪，因此應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。此控制系統會根據不同測量段的帶鋼應力的三次、四次分量進行計算，計算過程需要借助標準的數學模型，將相關數據帶入后進行測算，最終算出所有段的乳液設定值，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。

三、軋制自動化智能控制技術

目前對自動化控制的最新發展是AI（人工智能）在軋鋼過程中的自動化控制應用，軋鋼自動化控制的AI系統包括精準合理的邏輯順序、頂級的操作技術、復雜而協調的控制傳輸網絡以及精確的控制能力等多方面的優點，并且AI自動化控制系統已經被應用到了分析正負差、操作圓形產品的制作以及預測性能等方面，從生產制作到打包裝箱，整個過程都可以實現AI的全自動控制，操作人員不需要具體執行操作命令，而只需要提前輸入相關指令，并在生產過程中實時監督系統的工作情況即可[ 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。

四、結語

大量的生產實踐已經證明，軋鋼生產中CVC的軋輥凸度連續控制以及板形自動控制系統的引入使用，能進一步提高軋鋼平直度，提高軋鋼的精度。科技的發展推動著軋鋼自動化技術的快速進步，而軋鋼生產自動化控制技術的實施對于提高鋼材成品的質量以及提高鋼鐵企業的產量方面都具有重要的積極作用。

參考文獻：

[1] 胡振文.自動化控制技術在軋鋼生產中的應用[J].科技風，2013，（17）：114.

[2] 龍志剛.軋鋼電氣自動化控制系統改造技術探討[J].科技創新與應用，2014（12）：82.

[3] 林泓健.軋鋼廠電氣自動化控制系統應用優化分析[J].科技展望，2016（19）：110.

[4] 徐翀.自動化儀表在鋼鐵工業中的應用與發展[J].價值工程，2014（21）.

[5] 牛翠英，席忠.電氣自動化技術在鋼鐵企業中的重要意義分析[J].科技創新與應用，2014（21）.