自动轧钢技术在轧钢生产中的开发与应用
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摘要：随着时代的进步，现代化建设的开展，使得人们对资源的需求日渐增加，在一定程度上促进了各个行业的发展和进步。而科学技术水平的不断提升，进一步促进了各个领域的发展。轧钢生产的方式逐渐实现了自动化，并得到了较为广泛的应用。自动轧钢技术具有较高的智能性，有利于提高轧钢的质量和效率，促进生产流程更具规范性，进而促进我国轧钢行业的发展。笔者根据多年的工作经验，主要针对自动轧钢技术在轧钢生产中的开发与应用问题进行分析和讨论，望与同行之间交流探讨。
关键词：自动轧钢技术;轧钢生产;开发;应用
一、轧钢生产工艺概述
我国轧钢生产产业在自动化、高精度化、连续化方面取得了较大进步。在旋转的轧辊间改变钢锭，钢坯形状的压力加工过程叫轧钢。轧钢生产的目的与其他压力加工一样，一方面是为了得到需要的形状，例如：钢板，带钢，线材以及各种型钢等;另一方面是为了改善钢的内部质量，我们常见的汽车板、桥梁钢、锅炉钢、管线钢、螺纹钢、钢筋、电工硅钢、镀锌板、镀锡板，包括火车轮都是通过轧钢工艺加工出来的。用轧制方法生产出的钢材，具有生产率高、生产过程连续性强、品种多、易于实现机械化、自动化等优点，而且比锻造、挤压、拉拔等生产产品，性能更高，成本更低，有色金属生产也大量应用轧制方法。轧钢生产的工序十分复杂，尽管随着轧制质量要求的提高、品种范围的扩大以及新技术、新设备的应用，组成工艺过程的各个工序都会有相应的变化，但整个轧钢生产过程是由以下几个基本工序组成的：①坯料准备：坯料准备包括表面缺陷的清理、表面氧化铁皮的去除和坯料的预先热处理等;②坯料加热：坯料加热是热轧生产工艺过程的重要工序;③钢的轧制：钢的轧制是整个轧钢生产过程的核心。坯料通过轧制完成变形过程。轧制工序对产品质量起着决定性作用。轧制产品的质量要求，包括产品的几何形状和尺寸精确度、内部组织和性能以及产品光洁度三个方面;④精整：精整是轧钢生产过程中最后一个工序，也是较为复杂的一个工序。对产品的质量起着最终的保证作用。产品的技术要求不同，精整工序的内容也不大相同。精整的工序通常又包括钢材的卷取，轧后冷却，矫直，成品热处理，成品表面清理以及各种涂色等许多具体工序。
二、自动轧钢技术开发意义
1、规范生产，提升质量
对于棒材或线材生产来说，引入自动化的轧钢技术明显可以规范整个生产流程和生产质量。通过自动化的措施，可以避免一些人为因素的干扰，使得生产严格化;同时，由于自动轧钢技术是自动化的流程，可以提前设置好具体的工艺参数，如此一来所有的生产和轧钢都必须按照参数来进行，这样就可以严格控制住产品的规格和尺寸。这种优势尤其在厚板生产当中得到了最大程度上的体现，因为厚板生产通常采用控扎控冷的方式，在生产过程中也需要对参数进行严格的控制，但是这样高强度和高精度的工艺确实完全依靠手动来控制操作，这样不仅增加了工作难度，且难以保证施工合格。而通过棒材或线材自动轧钢技术则可以完美地解决这个问题，它可以使得一些机械的繁琐的控制统统由计算机控制完成，而且严格遵照既定的生产流程进行生产，这样可以大幅提升生产精度，降低生产能耗。
2、控制轧制节奏，提升产量和效率
在利用轧制生产工艺进行板材生产时，通常都会分为两个阶段进行，在第一阶段采取空冷待温措施来保证第二个阶段的开扎温度。这种生产工艺极大程度上提升了产品的综合性能，但同时也一定程度上给轧机生产质量带来了影响。通过自动轧钢功能的轧制节奏控制，可以在时间和空间上对交叉轧制扎件进行匹配，这样就可以合理地分配调度，能够提升轧机的使用效率，减少待机时间，最终提升生产的产量和效率。
三、自动轧钢技术在轧钢生产中的开发与应用
1、自动控制与手动操作的过程比较
所谓自动轧钢技术，顾名思义就是指改变固有的手动操控模式，将原本由操作工所负责的流程交付自动化的计算机来判断执行。
（1）手工操作形式
操作员根据实际情况操作手柄和按钮，同时发射出相应的控制讯号。当配料在机器前停止过程中，操作员再操作推床执行转钢和对中操作，并且按照次复位按钮设置第一道次;等到ACG系统达到首道之后，操作员再踩下脚踏开关，并且控制传动速度，为咬钢工序的顺利进行提供保障。与此同时，操作人员应观察轧钢的过程，等到轧钢的速度达到最大值时再降低抛钢速度，然后根据轧制力的实际变化情况调整道次，设置到下一个位置，在送入主传动来进行咬钢制作以及轧制，从而继续进行操作完成后续道次的轧制，等待完成以后再操作各段的道次，将扎件运输至空冷区，然后进行下一道工艺的操作过程。总之，操作的过程较为繁琐，人工操作量比较大。
（2）自动控制
自动控制主要是将棒材或线材自动轧钢技术应用后将由计算机承担大部分工作。计算机会根据实际的检测仪表信号以及控制信号，检测和判断当前实际的轧钢运行状况，然后依照实际的钢坯位置来进行逻辑上的梳理和总结，这样能够得到与操作工手动才能获取的信息，并且直接交付现场的PLC等执行元件，由其进行操作，这种操作在很大程度上简化了现场的人工操作量，提升了工作效率。
2、过程控制系统以及基础自动化功能分配
（1）过程控制系统是核心
钢鐵企业要想保证自动轧钢的实现，就必须准确地进行扎件跟踪，可以通过逻辑判断得到相应的控制信息。控制信息发送至基础自动化系统，实现对其的有效控制。过程控制系统和基础自动化之间的有效衔接，离不开高速的数据通讯，同时也需要高效运转的CPU处理速度。
（2）基础自动化功能
基础自动化负责自动轧钢的具体执行过程，根据过程控制系统产生的控制信号，执行相应的功能操作，实现自动控制和手动控制的统一。通过合理地选择控制模式，实现上级控制信息的自动转换，具体控制执行机构的功能实现过程是统一的，比如，辊道控制，道次设定控制，主传动、压下控制等都实现统一化控制。
3、自动轧钢技术应用
在实际的轧钢生产过程中，采用高速自动化的设备，将固有的三辊粗轧以及四辊精轧生产线转换升级为单四辊生产线，实现了四辊轧机的自动轧钢，其产品规格依然维持在原有的厚度水平上。除此之外，在实现自动化轧钢模式的过程中，通过安装两套热检测设备于四辊轧机前后，有效地实现对扎件的实时跟踪。操作人员只需在线计算机监控，在有异常情况下进行干预。在经过一个月的施工及调试后，实现了自动轧钢的功能，并在同一岗位上减少操作人员，这在很大程度上减轻了操作工的劳动强度，避免操作人员的随意性。
结束语
在新的经济形势下，我国第二产业得到良好的发展，对钢材的需求量和质量不断提升，必须对轧钢生产制作具有创新的认识。随着科学技术的快速发展，自动轧钢技术在轧钢生产中的作用日趋凸显，对设备精度要求较高，能够保证生产工艺制度的规范性，提高钢铁企业的自动化和智能化水平，具有良好的应用效果。
参考文献
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（作者单位：承德建龙特殊钢有限公司）
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