棒材軋線粗機控制系統的優化和應用

任靜

摘 要：本文主要對萊鋼特新區100噸電爐軋鋼生產線粗軋機區域的實際情況進行了介紹，按照其在實際生產期間存在的控制不足，還有不穩定的原因，開始優化控制，基于軋制的實際質量，還有對系統穩定性控制的層面出發，對設備虛擬技術應用等功能先后進行了開發，讓軋機控制系統的穩定性提高的同時，也讓產品質量得到顯著的提高。

關鍵詞：虛擬技術；自動對中；模型

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.034

0 概況

由意大利涅利公司對萊鋼特新區軋鋼進行了設計，投產的時間是在2013年10月開始，而全部的生產線在軋制的過程中都是自動實施的。粗軋及控制系統粗軋采用的可逆轉機，主要是1臺2輥，借助翻鋼移孔，對圓坯實施推床對中等功能，通過多道次，從而讓中間方坯得以軋成。按照規格的不同，對粗軋的工藝參數也進行了不同的設定，同時按照孔型的設計的不同，可以實施數據為孔型軋制數據。按照OWS設定的數據，讓軋機可以進行孔型自動控制，在連軋軋制中，可以讓已經出口的方坯進入到其中，從而繼續進行軋制。在實際進行生產期間，因為操作的方法是倒班形式，基于此在選擇軋制上也存在一定的不同，這個時候的孔型控制的精度也會有一定的區別，出現諸如彎頭等情況，從而導致無法進入到連軋機軋制機中，出現過程廢品的情況。基于此，本項目主要解決此類情況的出現，優化粗軋機尾部功能，讓彎頭情況得到有效的解決。

1 設備模擬技術的應用

在粗軋機翻鋼機設備當中，最多的就是檢測元件，每一個翻鋼機上面的檢修元件就有五個，而對傳感器當中對平移以及升降等的維護并不容易，主要是沒有較大的設備空間，而且處于的環境還是在高溫的情況，同時還存在諸多過大的振動等情況，因此我們對設備模擬控制技術進了開發。主要是按照設備動作正常時候的曲線，還有檢測元件的數值等進行設備模擬控制技術，當得出檢測設備有異常情況存在的時候，需要對曲線還有控制曲線進行檢測，借助這些曲線，就可以讓設備的穩定動作得到更好的實現。比如在控制翻鋼機的夾緊缸的時候，我們進行設備模擬控制技術的增加。

2 開發和應用粗軋機尾部優化控制

對于開發粗軋機尾部優化控制，主要是根據粗軋機有彎頭的情況存在。當第三個軋槽中，有軋機出口的半成品從中出去時，這個時候連軋機的時候，就會因頭部和尾部彎曲過大，從而造成其不好咬入的情況發生，與此同時，還會撞壞輥道的蓋板。對于此種情況的發生，我們對尾部進行了優化功能的開發。將頭部和尾部的跟蹤增加在程序當中，如果頭部有軋機的情況出現的時候，這個時候的尾部就會從軋機處離開，并且坯料在最后一個道次的時候，坯料離開軋機就會從第二個光檢開始，同時在粗軋出口的第十步，然后進行尾部控制功能的增加。在第三槽時，如果有坯料從中出去的時候，并且過了第二個光檢，也就是出口的時候，推床按照對坯料跟蹤的位置，進而讓甩尾的功能得到更好的實現，確保坯料在出口的時候，能夠保證頭尾是不彎曲的，這樣對連軋機頭部的咬入而言就會非常方便。

在粗軋的操作臺上，甩尾的控制就會有控制按鈕，按下這個控制按鈕之后，就能夠方便投入粗軋機甩尾功能。

3 研究粗軋機孔型優化優化計算機的應用

可以通過可逆式軋機，對此次項目中的特鋼新區軋鋼生產線粗軋實施研究，在研究上可以將變形均勻，還有讓能耗降低到最小作為研究的目標，對其粗軋工藝，可以采取差分進化算法實施優化措施，并對相對應的粗軋孔型系統進行設計。為了能夠更為深入的研究，此次的研究建立了粗軋工藝的三維彈塑性熱力耦合有限模型，此模型的建立主要是通過對MSC.Marc有限元軟件進行利用的，而對于模型是否是正確的，則借助現場的試驗數據進行推理，與此勇士計算了新工藝進行有限元模擬，并和當前已經有的工藝進行比較和分析。比較和分析的結果顯示：在道次變形上，新工藝還有孔型系統比較均勻，而且有著較為精確的中間坯尺，降低了粗軋軋制總能耗。

根據MSC.Marc軟件平臺，仿真優化前和優化之后的工藝，從而得出來了軋件的能耗還有變形分配均勻，并分析這些結果。

第一，對有限元差分模型進行建立，同時通過對其的研究，建立三維彈塑性熱力耦合有限模型在粗軋生產線上。因為2輥可逆軋制中包括粗軋，因此可以采取分段建模在已經建立的模型當中，也就是依次在每道次進行建模，計算的過程中，在后一道次中將前一道次的計算結果導入在其中，同時按照對稱性原則，在建模的過程中選擇1/2軋輥等。八節點六面體是其的網絡種類，按照現場的工藝參數，對初始的速度和溫度進行確定，而在選擇摩擦因數的過程中，則需要按照經常采用的熱軋摩擦公式：

F=a（1，05-0，0005t）式子中：a的系數和軋輥材質相連，在此次的研究中，軋輥是鋼軋輥，選擇1：t是a的軋制溫度。

粗軋在結束之后，這個時候切頭的過程就會出現一次，通過尺寸測量所切頭部，然后進行接下來的試驗步驟。在進行現場試驗的過程中，將方坯出口是250*250mm的作為例子，尤其需要加長切頭的部分，以此來對尺寸測量的準確性來進行保障。最后經過所有的試驗之后，測得結果如表1所示：

經過試驗的結果得出和要求相符合，因此現場實際測量的結果對比，有限元模擬后的粗軋前后的中間方坯尺尺寸和其是相符合的。

參考文獻：

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