自動軋鋼技術在軋鋼生產中的開發與應用

周威

摘要：隨著時代的進步，現代化建設的開展，使得人們對資源的需求日漸增加，在一定程度上促進了各個行業的發展和進步。而科學技術水平的不斷提升，進一步促進了各個領域的發展。軋鋼生產的方式逐漸實現了自動化，并得到了較為廣泛的應用。自動軋鋼技術具有較高的智能性，有利于提高軋鋼的質量和效率，促進生產流程更具規范性，進而促進我國軋鋼行業的發展。筆者根據多年的工作經驗，主要針對自動軋鋼技術在軋鋼生產中的開發與應用問題進行分析和討論，望與同行之間交流探討。

關鍵詞：自動軋鋼技術;軋鋼生產;開發;應用

一、軋鋼生產工藝概述

我國軋鋼生產產業在自動化、高精度化、連續化方面取得了較大進步。在旋轉的軋輥間改變鋼錠，鋼坯形狀的壓力加工過程叫軋鋼。軋鋼生產的目的與其他壓力加工一樣，一方面是為了得到需要的形狀，例如：鋼板，帶鋼，線材以及各種型鋼等;另一方面是為了改善鋼的內部質量，我們常見的汽車板、橋梁鋼、鍋爐鋼、管線鋼、螺紋鋼、鋼筋、電工硅鋼、鍍鋅板、鍍錫板，包括火車輪都是通過軋鋼工藝加工出來的。用軋制方法生產出的鋼材，具有生產率高、生產過程連續性強、品種多、易于實現機械化、自動化等優點，而且比鍛造、擠壓、拉拔等生產產品，性能更高，成本更低，有色金屬生產也大量應用軋制方法。軋鋼生產的工序十分復雜，盡管隨著軋制質量要求的提高、品種范圍的擴大以及新技術、新設備的應用，組成工藝過程的各個工序都會有相應的變化，但整個軋鋼生產過程是由以下幾個基本工序組成的：①坯料準備：坯料準備包括表面缺陷的清理、表面氧化鐵皮的去除和坯料的預先熱處理等;②坯料加熱：坯料加熱是熱軋生產工藝過程的重要工序;③鋼的軋制：鋼的軋制是整個軋鋼生產過程的核心。坯料通過軋制完成變形過程。軋制工序對產品質量起著決定性作用。軋制產品的質量要求，包括產品的幾何形狀和尺寸精確度、內部組織和性能以及產品光潔度三個方面;④精整：精整是軋鋼生產過程中最后一個工序，也是較為復雜的一個工序。對產品的質量起著最終的保證作用。產品的技術要求不同，精整工序的內容也不大相同。精整的工序通常又包括鋼材的卷取，軋后冷卻，矯直，成品熱處理，成品表面清理以及各種涂色等許多具體工序。

二、自動軋鋼技術開發意義

1、規范生產，提升質量

對于棒材或線材生產來說，引入自動化的軋鋼技術明顯可以規范整個生產流程和生產質量。通過自動化的措施，可以避免一些人為因素的干擾，使得生產嚴格化;同時，由于自動軋鋼技術是自動化的流程，可以提前設置好具體的工藝參數，如此一來所有的生產和軋鋼都必須按照參數來進行，這樣就可以嚴格控制住產品的規格和尺寸。這種優勢尤其在厚板生產當中得到了最大程度上的體現，因為厚板生產通常采用控扎控冷的方式，在生產過程中也需要對參數進行嚴格的控制，但是這樣高強度和高精度的工藝確實完全依靠手動來控制操作，這樣不僅增加了工作難度，且難以保證施工合格。而通過棒材或線材自動軋鋼技術則可以完美地解決這個問題，它可以使得一些機械的繁瑣的控制統統由計算機控制完成，而且嚴格遵照既定的生產流程進行生產，這樣可以大幅提升生產精度，降低生產能耗。

2、控制軋制節奏，提升產量和效率

在利用軋制生產工藝進行板材生產時，通常都會分為兩個階段進行，在第一階段采取空冷待溫措施來保證第二個階段的開扎溫度。這種生產工藝極大程度上提升了產品的綜合性能，但同時也一定程度上給軋機生產質量帶來了影響。通過自動軋鋼功能的軋制節奏控制，可以在時間和空間上對交叉軋制扎件進行匹配，這樣就可以合理地分配調度，能夠提升軋機的使用效率，減少待機時間，最終提升生產的產量和效率。

三、自動軋鋼技術在軋鋼生產中的開發與應用

1、自動控制與手動操作的過程比較

所謂自動軋鋼技術，顧名思義就是指改變固有的手動操控模式，將原本由操作工所負責的流程交付自動化的計算機來判斷執行。

（1）手工操作形式

操作員根據實際情況操作手柄和按鈕，同時發射出相應的控制訊號。當配料在機器前停止過程中，操作員再操作推床執行轉鋼和對中操作，并且按照次復位按鈕設置第一道次;等到ACG系統達到首道之后，操作員再踩下腳踏開關，并且控制傳動速度，為咬鋼工序的順利進行提供保障。與此同時，操作人員應觀察軋鋼的過程，等到軋鋼的速度達到最大值時再降低拋鋼速度，然后根據軋制力的實際變化情況調整道次，設置到下一個位置，在送入主傳動來進行咬鋼制作以及軋制，從而繼續進行操作完成后續道次的軋制，等待完成以后再操作各段的道次，將扎件運輸至空冷區，然后進行下一道工藝的操作過程?？傊?，操作的過程較為繁瑣，人工操作量比較大。

（2）自動控制

自動控制主要是將棒材或線材自動軋鋼技術應用后將由計算機承擔大部分工作。計算機會根據實際的檢測儀表信號以及控制信號，檢測和判斷當前實際的軋鋼運行狀況，然后依照實際的鋼坯位置來進行邏輯上的梳理和總結，這樣能夠得到與操作工手動才能獲取的信息，并且直接交付現場的PLC等執行元件，由其進行操作，這種操作在很大程度上簡化了現場的人工操作量，提升了工作效率。

2、過程控制系統以及基礎自動化功能分配

（1）過程控制系統是核心

鋼鐵企業要想保證自動軋鋼的實現，就必須準確地進行扎件跟蹤，可以通過邏輯判斷得到相應的控制信息。控制信息發送至基礎自動化系統，實現對其的有效控制。過程控制系統和基礎自動化之間的有效銜接，離不開高速的數據通訊，同時也需要高效運轉的CPU處理速度。

（2）基礎自動化功能

基礎自動化負責自動軋鋼的具體執行過程，根據過程控制系統產生的控制信號，執行相應的功能操作，實現自動控制和手動控制的統一。通過合理地選擇控制模式，實現上級控制信息的自動轉換，具體控制執行機構的功能實現過程是統一的，比如，輥道控制，道次設定控制，主傳動、壓下控制等都實現統一化控制。

3、自動軋鋼技術應用

在實際的軋鋼生產過程中，采用高速自動化的設備，將固有的三輥粗軋以及四輥精軋生產線轉換升級為單四輥生產線，實現了四輥軋機的自動軋鋼，其產品規格依然維持在原有的厚度水平上。除此之外，在實現自動化軋鋼模式的過程中，通過安裝兩套熱檢測設備于四輥軋機前后，有效地實現對扎件的實時跟蹤。操作人員只需在線計算機監控，在有異常情況下進行干預。在經過一個月的施工及調試后，實現了自動軋鋼的功能，并在同一崗位上減少操作人員，這在很大程度上減輕了操作工的勞動強度，避免操作人員的隨意性。

結束語

在新的經濟形勢下，我國第二產業得到良好的發展，對鋼材的需求量和質量不斷提升，必須對軋鋼生產制作具有創新的認識。隨著科學技術的快速發展，自動軋鋼技術在軋鋼生產中的作用日趨凸顯，對設備精度要求較高，能夠保證生產工藝制度的規范性，提高鋼鐵企業的自動化和智能化水平，具有良好的應用效果。

參考文獻

[1]李德松.棒材或線材自動軋鋼技術在軋鋼生產中的開發與應用[J].冶金動力，2015（3）：61-63.

[2]趙安明;徐細華;陳小波;肖鵬;馬兵兵;;自動軋鋼技術在軋鋼生產中的開發與應用分析[J];中國金屬通報;2016年08期

[3]呂耀強;;自動軋鋼技術在軋鋼生產中的實際應用分析[J];科學技術創新;2018年27期

[4]楊燕杰.棒材或線材自動軋鋼技術在軋鋼生產中的開發與應用[J].城市建設理論研究：電子版，2015，5（34）：106.

（作者單位：承德建龍特殊鋼有限公司）