浅析智能控制技术在轧钢企业中的应用

摘要:随着现代钢铁工业的飞速发展，轧机的轧制速度不断提高，本文介绍了智能控制技术在轧制过程中的应用状况，并从冷轧与热轧两个方面介绍了我国智能控制技术的发展与可行性方案。

关键词:轧制;智能控制

中图分类号：TH-39 文献标识码：A

一、轧制工艺原理

从炼钢厂出来的钢坯还仅仅是半成品， 必须到轧钢厂去进行轧制以后，才能成为合格的产品。从炼钢厂送过来的连铸坯，首先是进入加热炉，然后经过初 轧机反复轧制之后，进入精轧机。在热轧生产线上，轧坯加热变软，被辊 道送入轧机，最后轧成用户要求的尺寸。轧钢是连续的不间 断的作业，钢带在辊道上运行速度快，设备自动化程度高， 效率也高。从平炉出来的钢锭也可以成为钢板，但首先要经 过加热和初轧开坯才能送到热轧线上进行轧制，工序改用连 铸坯就简单多了，一般连铸坯的厚度为１５０～２５０ｍｍ， 先经过除磷到初轧，经辊道进入精轧轧机，精轧机由７架４ 辊式轧机组成，机前装有测速辊和飞剪，切除板面头部。精 轧机的速度可以达到２３ｍ／ｓ。热轧成品分为钢卷和锭式 板两种，经过热轧后的钢轨厚度一般在几个毫米,如果用户 要求钢板更薄的话，还要经过冷轧。

二、智能控制技术在轧钢过程中的应用

在钢铁生产流程中，无论是以铁矿石为原料，还是以废钢为原料，炼钢、连铸、热轧都是不可缺少的三大关键工序。这就要求将这三道工序视为一个整体，实现一体化管理。一体化管理是指炼钢－连铸－热轧生产的一体化管理，统一计划，统一调度，以此指导炼钢－连铸－热轧的生产，使物流连续高效运作，也是钢铁企业近期生产组织追求的目标， 其核心就是计算机生产过程的管理与调度系统。

炼钢、连铸、热轧一体化管理系统，以L4 系统为核心，在与整体产销作业一致的整合化原则下建立热轧D H CR 作业与管理的相关系统。热轧D H CR 系统主要开发内容包含生产计划编制系统、生产跟踪、合同跟踪及动态调度系统、热轧D H CR 生产组织支持系统及三炼钢L3 系统升级改造。同时就热轧D H CR 系统对于炼钢L3、热轧L3 系统所应具备的功能提出需求，以完成整个系统的整合。系统上线后达到热轧连铸坯热装温度650℃、热送钢种D H CR率75％的目标。

三、热轧工艺智能技术应用

板坯由炼钢连铸车间的连铸机出坯辊道直接送到 热轧车间板坯库，直接热装的钢坯送至加热炉的装炉辊道装炉加热，不能直接热装的钢坯由吊车吊入保温坑，保温后由吊车吊运至上料台架， 然后经加热炉装炉辊道装炉加热，并留有直接轧制的可能。 连铸板坯由连铸车间通过板坯上料辊道或板坯卸料辊道运入板坯库，当 板坯到达入口点前，有关该板坯的技术数据已由连铸车间的计算机系统 送到了热轧厂的计算机系统，并在监视器上显示板坯有关数据，以便工 作人员进行无缺陷合格板坯的核对和接收。另外，通过过跨台车运来的 人工检查清理后的板坯也需核对和验收，并输入计算机。进入板坯库的 板坯，由板坯库计算机管理系统根据轧制计划确定其流向。

在热连轧线上采用超快冷技术，在包钢CSP线的层冷线上设置后置式超快冷段，在攀钢1450热轧线的层冷线上设置前置式超快冷段，在涟钢2250热轧线的层冷线上设置前置式超快冷段，开发生产了双相钢、高强韧钢等新品种，实现了不用或少用Nb、V、Mo、Ni等贵合金，降低了生产成本，以及利用超快冷手段进行材料组织性能调控和优化，解决大规模生产和用户个性化需求间的矛盾，实现集约化钢材生产。

四、冷轧工艺智能技术应用

冷轧的工艺简单地说就是将热轧来的原料板轧制成 用户所要求的尺寸（板凸度）与形状（板形），同时满足性能（热处理） 与表面质量（涂镀、精整）要求，是冶金行业的深加工工序，要求很高。 冷轧工艺包括几部分：一般讲，主要分为酸洗、多机架连轧机、热 处理线（包括罩式炉和连退），单机架和双机架平整线，表面防腐处理 的镀锌线、彩涂线，及精整线等，此外依据生产的产品不同还会有：镀 锌线、冷轧硅钢和彩涂线，冷轧是把热轧的板卷再次加工成具有高附加值的产品。

DSR动态板形辊高精度板形控制(即轧制力分布控制) 技术 ，是由法国VAI Clecim公司于20世纪90年代推出的，主要由静止辊芯、旋转辊套、7个柱塞式液压缸、推力垫及电液伺服阀等部分组成。

DSR动态板形辊多用于四辊轧机的支撑辊，可成对使用，也可单独使用。其工作原理∶根据板形仪测量计算出的实际曲线与目标板形曲线比较，得到一组偏差，通过7个单独调控的液压压下缸，沿整个带宽经旋转辊套给板带分布相应的轧制力，来进行高精度的板形(平直度) 控制。

DSR动态板形辊高精度板形控制具有突出的优点，是高精度板形控制执行器的一次历史性飞跃。主要表现在∶

*能消除对称性和非对称性的板形缺陷；

*板形控制不影响厚度控制；

*能动态高精度控制板形。 

充分发挥DSR方式高精度板形控制能力的关键，在于板形仪系统的测量精度、计算精度以及偏差转换为伺服阀调控信号的精度。一般板形仪应达到1I单位的测量精度。

DSR虽有突出的优点，但其结构相对复杂，检修和维护难度大，且价格昂贵，因此目前尚未大范围普及

在中国，DSR技术率先在上海宝钢2030冷轧机上得到应用，中国铝业河南分公司郑州冷轧厂正在建设的四辊2300冷轧机也引进了该技术，该项目预计2008年年底正式投产。

五、中国热轧、冷轧板带生产发展迅速，自改革开放以来在数量和质量上均有较大增长。中国采用薄板坯连铸连轧线实现了大批量生产薄和超薄规格板带，并实现半无头轧制技术集成与创新。中国通过引进、消化吸收、自主集成和开发，极大地提高了连轧生产效率，大幅度提高了产品质量；运用自动化、智能化控制技术及高精度检测技术，显著提高了产品的尺寸精度和板形质量。

参考文献：

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[3] 薛明. 冷轧板带板形控制先进技术的进展. [J].中国科技博览2012(10) :18-19