自動(dòng)軋鋼技術(shù)在軋鋼生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用分析

陳光

[摘? ? 要]近年來隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，工業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)化水平也在不斷提升。鋼鐵是我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)開展過程中的主要材料之一。伴隨著社會(huì)對(duì)鋼鐵資源需求量的日益增加，自動(dòng)化軋鋼技術(shù)在鋼鐵生產(chǎn)中變得越來越重要。在過去進(jìn)行軋鋼生產(chǎn)時(shí)，多數(shù)采用四輥軋鋼技術(shù)，但這一技術(shù)的弊端在于操作起來較為復(fù)雜，且易導(dǎo)致一些風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生。而自動(dòng)軋鋼技術(shù)的出現(xiàn)就在很大程度上解決了此類問題，并極大地提升了軋鋼的生產(chǎn)效率以及軋鋼質(zhì)量。文章就是對(duì)自動(dòng)軋鋼技術(shù)在軋鋼生產(chǎn)過程中的應(yīng)用展開簡(jiǎn)要分析。

[關(guān)鍵詞]自動(dòng)軋鋼技術(shù);軋鋼生產(chǎn);開發(fā);應(yīng)用

[中圖分類號(hào)]TG334.9 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）05–000–02

Practical Application Analysis of Automatic Rolling Technology

in Steel Rolling Production

Chen Guang

[Abstract]In recent years， with the continuous acceleration of China's industrialization process， the level of automation in industrial production is also rising. Steel is one of the main materials in the process of social production activities in China. With the increasing demand for steel resources， automatic rolling technology is becoming more and more important in steel production. In the past， four roll rolling technology was mostly used in steel rolling production， but the disadvantage of this technology is that the operation is more complex， and it can easily lead to some risk accidents. The emergence of automatic rolling technology solves this kind of problem to a great extent， and greatly improves the production efficiency and quality of steel rolling. This research is based on the analysis of the application of automatic rolling technology in steel rolling process.

[Keywords]automatic rolling technology; Steel rolling production; development; application

1 自動(dòng)軋鋼技術(shù)

1.1 技術(shù)要求

自動(dòng)軋鋼技術(shù)主要就是實(shí)現(xiàn)鋼材的成型，是在鋼材生產(chǎn)過程中使鋼材成為成品的一種基礎(chǔ)技術(shù)。所以對(duì)自動(dòng)軋鋼技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新就是簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，可以在一定程度上提升軋鋼的生產(chǎn)效率。其重點(diǎn)在于通過實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的連續(xù)化以及緊湊化來縮短生產(chǎn)時(shí)間。而在這其中需要對(duì)鋼材的性能進(jìn)行深入挖掘，并將鋼材的潛在性能進(jìn)行最大化發(fā)揮，并結(jié)合先進(jìn)技術(shù)使鋼材成品在品質(zhì)及規(guī)格上都能更加滿足市場(chǎng)需求。自動(dòng)軋鋼技術(shù)充分運(yùn)用了計(jì)算機(jī)以及信息化技術(shù)，切實(shí)實(shí)現(xiàn)了軋鋼的一體化生產(chǎn)。圖1為軋鋼生產(chǎn)線實(shí)景圖。

1.2 技術(shù)內(nèi)容

以長(zhǎng)材為例，其工藝流程主要為：原材料→加熱→軋機(jī)開坯→切頭→立平交替連軋→橫移→鋸切→冷卻→精整。在進(jìn)行自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)需要對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行控制，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)信號(hào)的獲取來對(duì)軋件的位置進(jìn)行判斷，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。在對(duì)軋件進(jìn)行控制過程中，可以在系統(tǒng)中進(jìn)行邏輯判斷，并獲取相應(yīng)的信息，進(jìn)而將此邏輯判斷結(jié)果輸入至控制系統(tǒng)，即可對(duì)軋件進(jìn)行自動(dòng)控制。在控制時(shí)，若需要相應(yīng)的控制信息，則將所需控制的部分進(jìn)行賦值，結(jié)合通信功能將相關(guān)數(shù)據(jù)信息發(fā)送至系統(tǒng)的基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)過程控制。

1.3 自動(dòng)軋鋼技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)

近年來隨著社會(huì)對(duì)軋鋼生產(chǎn)要求的不斷提升，對(duì)軋鋼生產(chǎn)控制系統(tǒng)的要求也在不斷提高，而這就需要對(duì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行完善，并提升相關(guān)檢測(cè)儀表的性能。如果生產(chǎn)過程中對(duì)生產(chǎn)效率及生產(chǎn)速度都有更高要求的，還需要充分調(diào)動(dòng)軋機(jī)的相關(guān)能力。此時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就成為了自動(dòng)軋鋼技術(shù)的關(guān)鍵核心，通過對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)配，可以有效保障整個(gè)生產(chǎn)流程的合理性及可行性，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)過程的最優(yōu)化控制，提升軋機(jī)的安全性與穩(wěn)定性，進(jìn)而提升生產(chǎn)效率。

1.4 自動(dòng)軋鋼技術(shù)的應(yīng)用意義

1.4.1 規(guī)范生產(chǎn)工藝，提升產(chǎn)品質(zhì)量

自動(dòng)軋鋼技術(shù)的應(yīng)用，可以在一定程度上使軋鋼生產(chǎn)更加規(guī)劃范。在自動(dòng)軋鋼技術(shù)中，工藝流程可以得到更加嚴(yán)格的執(zhí)行，從而可以極大地減少生產(chǎn)過程中工作人員的隨意操作;另外，自動(dòng)軋鋼技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)參數(shù)的嚴(yán)格控制，使鋼材成品的尺寸精度及構(gòu)造都能更加符合產(chǎn)品的功能要求。尤其是對(duì)厚板進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，由于需要采用控軋控冷工藝，其生產(chǎn)流程往往較為復(fù)雜，對(duì)工藝參數(shù)的控制要求較高，若全部依靠人工控制不僅會(huì)極大地增加人員的工作強(qiáng)度，且其工藝的執(zhí)行也不能得到保證，實(shí)踐起來極為困難。但是自動(dòng)軋鋼技術(shù)的應(yīng)用就可以通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，將較為復(fù)雜的參數(shù)環(huán)節(jié)都預(yù)先在電腦中進(jìn)行設(shè)置，操作人員只需注重對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控，及對(duì)一些突發(fā)狀況進(jìn)行處理即可。

1.4.2 控制生產(chǎn)節(jié)奏，提升設(shè)備利用率

在進(jìn)行鋼材生產(chǎn)時(shí)，單機(jī)架軋機(jī)的生產(chǎn)過程主要分為兩個(gè)階段，在這兩個(gè)階段之間需要進(jìn)行空冷待溫以確保第二階段開始時(shí)的開軋溫度。該項(xiàng)工藝的運(yùn)用可以提升產(chǎn)品的性能，但卻會(huì)對(duì)軋機(jī)本身產(chǎn)生影響。而自動(dòng)軋鋼技術(shù)則可以對(duì)生產(chǎn)節(jié)奏有效控制，將各種軋件的生產(chǎn)過程進(jìn)行合理調(diào)配，以實(shí)現(xiàn)對(duì)軋機(jī)的最大化利用，提升產(chǎn)能。

2 自動(dòng)軋鋼技術(shù)在生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 應(yīng)用前后比較

傳統(tǒng)的鋼材生產(chǎn)主要采用人工操作的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)機(jī)械設(shè)備的操控，如經(jīng)常使用到設(shè)備操控按鈕等。經(jīng)執(zhí)行相應(yīng)操作指令后，控制信號(hào)即可控制相關(guān)設(shè)備，并輸入軋鋼的生產(chǎn)流程中。在生產(chǎn)時(shí)，配料機(jī)傳輸配料，當(dāng)將相關(guān)原材料推送至生產(chǎn)設(shè)備上后，推床就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)鋼材，此時(shí)操作人員需要對(duì)推床進(jìn)行復(fù)位操作。此外，相關(guān)生產(chǎn)人員還需要對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行過程進(jìn)行觀察，當(dāng)發(fā)現(xiàn)推床已經(jīng)運(yùn)行到首道位置時(shí)，就需要控制其傳動(dòng)過程，確保推床的傳動(dòng)速度不會(huì)對(duì)咬鋼工序產(chǎn)生影響。當(dāng)軋鋼速度達(dá)到最大時(shí)，還需要對(duì)其速度進(jìn)行控制，而此時(shí)軋制力也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，軋鋼道次隨之也會(huì)發(fā)生變化。在確定了最終的推動(dòng)位置后，即可進(jìn)入咬鋼加工，并且隨之開展后續(xù)工序。而當(dāng)所有操作工序都結(jié)束

后，軋件的位置也會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)工作人員則需要手工來對(duì)其位置進(jìn)行調(diào)控，確保軋件位于空冷區(qū)，之后再完成其余操作?？傮w來看，這一生產(chǎn)流程極為復(fù)雜，尤其是對(duì)操作人員而言，其對(duì)過程的控制極大地影響到軋鋼的生產(chǎn)質(zhì)量，不可有一絲一毫的差錯(cuò)。然而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于相關(guān)操作人員在專業(yè)素質(zhì)及技能水平上的不足，不可避免地就會(huì)使得軋鋼生產(chǎn)的質(zhì)量參差不齊，因此使得成品質(zhì)量難以得到保證。

在將自動(dòng)軋鋼技術(shù)運(yùn)用到軋鋼生產(chǎn)之中后，計(jì)算機(jī)操控實(shí)現(xiàn)了對(duì)人工的全方位替代。通過計(jì)算機(jī)對(duì)相關(guān)生產(chǎn)工序中信息的收集及分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的全面把控，而操作人員也可以根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)獲取到的信息來對(duì)下一步工序進(jìn)行控制。

2.2 過程控制系統(tǒng)及基礎(chǔ)自動(dòng)化功能分配

在自動(dòng)軋鋼技術(shù)中，最為重要的就是對(duì)過程控制系統(tǒng)的運(yùn)用。該系統(tǒng)主要用于對(duì)生產(chǎn)工藝流程的全程追蹤及控制，確保生產(chǎn)工藝流程的自動(dòng)化。通過獲取現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)信號(hào)，計(jì)算機(jī)可以準(zhǔn)確判斷出軋件的位置情況，并實(shí)現(xiàn)對(duì)軋件的精準(zhǔn)追蹤，而基于此基礎(chǔ)，就能對(duì)自動(dòng)軋鋼進(jìn)行邏輯判斷，并獲取到控制信息。而將這一邏輯判斷在電腦上進(jìn)行輸入后，在進(jìn)行根東的過程中，若需要對(duì)當(dāng)前軋件進(jìn)行自動(dòng)控制，則可以在系統(tǒng)中進(jìn)行賦值，并調(diào)用相關(guān)的通信功能，將控制信息發(fā)送至基礎(chǔ)自動(dòng)化，來實(shí)現(xiàn)對(duì)過程的控制。也即將過程控制及軋件控制相結(jié)合來進(jìn)行邏輯判斷，并最終得出自動(dòng)控制信息。

而在進(jìn)行過程控制及基礎(chǔ)自動(dòng)化的連接時(shí)，主要依賴于快速通信以及高效的CPU處理。在系統(tǒng)的控制過程中，相關(guān)自動(dòng)化設(shè)備之間進(jìn)行通信時(shí)都通過以太網(wǎng)進(jìn)行連接?；A(chǔ)自動(dòng)化在自動(dòng)軋鋼生產(chǎn)過程中主要負(fù)責(zé)相關(guān)的執(zhí)行工作，依據(jù)控制系統(tǒng)所發(fā)出的控制信號(hào)通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)與手動(dòng)操作之間的和諧統(tǒng)一。即在手動(dòng)控制模式時(shí)，控制信號(hào)多數(shù)源于操作臺(tái)，而在自動(dòng)控制模式中，控制信號(hào)均由過程控制系統(tǒng)發(fā)出。在不同的控制模式下可以自動(dòng)進(jìn)行上下級(jí)控制。此外，在實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)自動(dòng)化時(shí)，還應(yīng)當(dāng)注意一些輔助控制功能的實(shí)現(xiàn)，如對(duì)道次拋鋼信號(hào)的判斷、道次變化等。

3 實(shí)際應(yīng)用及效果

某公司為我國(guó)一大型鋼板生產(chǎn)制造廠家，其產(chǎn)品主要為6～32mm厚板，產(chǎn)品主要銷往東南亞及其他海外國(guó)家。由于近年來人工成本的提升以及企業(yè)降本增效經(jīng)營(yíng)理念的不斷深入，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鋼材生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，廠部決定將原有三輥粗軋結(jié)合四輥精軋的傳統(tǒng)生產(chǎn)線進(jìn)行升級(jí)改造，并最終全部改造為單四輥生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了四輥軋機(jī)的全流程自動(dòng)化生產(chǎn)。產(chǎn)品規(guī)格仍未6～32mm。在進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，在四輥軋機(jī)的前后各安裝兩套檢測(cè)裝置（圖2），主要通過熱檢測(cè)信號(hào)的獲取來實(shí)現(xiàn)對(duì)軋件的跟蹤。同時(shí)對(duì)操作臺(tái)進(jìn)行了改裝，加設(shè)一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與手動(dòng)模式進(jìn)行切換的按鈕。在生產(chǎn)時(shí)，相關(guān)信號(hào)首先會(huì)傳送至PLC以及AGC系統(tǒng)之中，并實(shí)現(xiàn)對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，幫助AGC系統(tǒng)對(duì)輥縫進(jìn)行調(diào)整。在該廠的生產(chǎn)線中，主傳動(dòng)系統(tǒng)與AGC之間的協(xié)調(diào)主要通過控制系統(tǒng)來完成，也即在控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化。對(duì)于操作人員而言，在生產(chǎn)時(shí)，只需要對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，并主要干預(yù)可能出現(xiàn)的異常情況。經(jīng)一段時(shí)間的改進(jìn)施工及運(yùn)營(yíng)調(diào)試后，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)軋鋼的自動(dòng)軋制，并減少了相應(yīng)崗位操作人員的設(shè)置。自動(dòng)化生產(chǎn)的落實(shí)，原有操作人員的工作強(qiáng)度也得到了極大的降低，并在一定程度上減少了操作人員人工操作的隨意性及失誤率，不僅提升了軋鋼生產(chǎn)的精度，還改善了傳統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。經(jīng)過相關(guān)生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，由于鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)多數(shù)生產(chǎn)環(huán)境都較為惡劣，因此在日常生產(chǎn)過程中需要重視對(duì)相關(guān)檢測(cè)信號(hào)的維護(hù)。

4 結(jié)語

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步為自動(dòng)軋鋼技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展都提供了堅(jiān)實(shí)的支撐。通過自動(dòng)軋鋼技術(shù)在日常鋼材工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，不僅可以簡(jiǎn)化操作流程，減少生產(chǎn)事故，還能提升生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量。且在此自動(dòng)化流程之下，生產(chǎn)工藝也變得更加規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，確保企業(yè)的生產(chǎn)可以有序穩(wěn)步開展。而鑒于鋼材生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的特殊性，在生產(chǎn)過程中生產(chǎn)環(huán)境會(huì)在一定程度上影響到設(shè)備的性能，因此在自動(dòng)化軋鋼過程中仍需要輔助采用相應(yīng)的保障措施，操作人員需要對(duì)檢測(cè)工作進(jìn)行及時(shí)落實(shí)，確保其處于正常工作狀態(tài)，以保障每一步工序的順利開展。相信伴隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，軋鋼生產(chǎn)也必將迎來更多的技術(shù)創(chuàng)新，并能將自動(dòng)軋鋼技術(shù)的功能進(jìn)行最大化發(fā)揮，充分挖掘出鋼材的更多潛能，并最終推動(dòng)我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展以及鋼鐵工業(yè)的進(jìn)步。

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