棒材轧线粗机控制系统的优化和应用

任静

摘 要：本文主要对莱钢特新区100吨电炉轧钢生产线粗轧机区域的实际情况进行了介绍，按照其在实际生产期间存在的控制不足，还有不稳定的原因，开始优化控制，基于轧制的实际质量，还有对系统稳定性控制的层面出发，对设备虚拟技术应用等功能先后进行了开发，让轧机控制系统的稳定性提高的同时，也让产品质量得到显著的提高。

关键词：虚拟技术；自动对中；模型

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

0 概況

由意大利涅利公司对莱钢特新区轧钢进行了设计，投产的时间是在2013年10月开始，而全部的生产线在轧制的过程中都是自动实施的。粗轧及控制系统粗轧采用的可逆转机，主要是1台2辊，借助翻钢移孔，对圆坯实施推床对中等功能，通过多道次，从而让中间方坯得以轧成。按照规格的不同，对粗轧的工艺参数也进行了不同的设定，同时按照孔型的设计的不同，可以实施数据为孔型轧制数据。按照OWS设定的数据，让轧机可以进行孔型自动控制，在连轧轧制中，可以让已经出口的方坯进入到其中，从而继续进行轧制。在实际进行生产期间，因为操作的方法是倒班形式，基于此在选择轧制上也存在一定的不同，这个时候的孔型控制的精度也会有一定的区别，出现诸如弯头等情况，从而导致无法进入到连轧机轧制机中，出现过程废品的情况。基于此，本项目主要解决此类情况的出现，优化粗轧机尾部功能，让弯头情况得到有效的解决。

1 设备模拟技术的应用

在粗轧机翻钢机设备当中，最多的就是检测元件，每一个翻钢机上面的检修元件就有五个，而对传感器当中对平移以及升降等的维护并不容易，主要是没有较大的设备空间，而且处于的环境还是在高温的情况，同时还存在诸多过大的振动等情况，因此我们对设备模拟控制技术进了开发。主要是按照设备动作正常时候的曲线，还有检测元件的数值等进行设备模拟控制技术，当得出检测设备有异常情况存在的时候，需要对曲线还有控制曲线进行检测，借助这些曲线，就可以让设备的稳定动作得到更好的实现。比如在控制翻钢机的夹紧缸的时候，我们进行设备模拟控制技术的增加。

2 开发和应用粗轧机尾部优化控制

对于开发粗轧机尾部优化控制，主要是根据粗轧机有弯头的情况存在。当第三个轧槽中，有轧机出口的半成品从中出去时，这个时候连轧机的时候，就会因头部和尾部弯曲过大，从而造成其不好咬入的情况发生，与此同时，还会撞坏辊道的盖板。对于此种情况的发生，我们对尾部进行了优化功能的开发。将头部和尾部的跟踪增加在程序当中，如果头部有轧机的情况出现的时候，这个时候的尾部就会从轧机处离开，并且坯料在最后一个道次的时候，坯料离开轧机就会从第二个光检开始，同时在粗轧出口的第十步，然后进行尾部控制功能的增加。在第三槽时，如果有坯料从中出去的时候，并且过了第二个光检，也就是出口的时候，推床按照对坯料跟踪的位置，进而让甩尾的功能得到更好的实现，确保坯料在出口的时候，能够保证头尾是不弯曲的，这样对连轧机头部的咬入而言就会非常方便。

在粗轧的操作台上，甩尾的控制就会有控制按钮，按下这个控制按钮之后，就能够方便投入粗轧机甩尾功能。

3 研究粗轧机孔型优化优化计算机的应用

可以通过可逆式轧机，对此次项目中的特钢新区轧钢生产线粗轧实施研究，在研究上可以将变形均匀，还有让能耗降低到最小作为研究的目标，对其粗轧工艺，可以采取差分进化算法实施优化措施，并对相对应的粗轧孔型系统进行设计。为了能够更为深入的研究，此次的研究建立了粗轧工艺的三维弹塑性热力耦合有限模型，此模型的建立主要是通过对MSC.Marc有限元软件进行利用的，而对于模型是否是正确的，则借助现场的试验数据进行推理，与此勇士计算了新工艺进行有限元模拟，并和当前已经有的工艺进行比较和分析。比较和分析的结果显示：在道次变形上，新工艺还有孔型系统比较均匀，而且有着较为精确的中间坯尺，降低了粗轧轧制总能耗。

根据MSC.Marc软件平台，仿真优化前和优化之后的工艺，从而得出来了轧件的能耗还有变形分配均匀，并分析这些结果。

第一，对有限元差分模型进行建立，同时通过对其的研究，建立三维弹塑性热力耦合有限模型在粗轧生产线上。因为2辊可逆轧制中包括粗轧，因此可以采取分段建模在已经建立的模型当中，也就是依次在每道次进行建模，计算的过程中，在后一道次中将前一道次的计算结果导入在其中，同时按照对称性原则，在建模的过程中选择1/2轧辊等。八节点六面体是其的网络种类，按照现场的工艺参数，对初始的速度和温度进行确定，而在选择摩擦因数的过程中，则需要按照经常采用的热轧摩擦公式：

F=a（1，05-0，0005t）式子中：a的系数和轧辊材质相连，在此次的研究中，轧辊是钢轧辊，选择1：t是a的轧制温度。

粗轧在结束之后，这个时候切头的过程就会出现一次，通过尺寸测量所切头部，然后进行接下来的试验步骤。在进行现场试验的过程中，将方坯出口是250*250mm的作为例子，尤其需要加长切头的部分，以此来对尺寸测量的准确性来进行保障。最后经过所有的试验之后，测得结果如表1所示：

经过试验的结果得出和要求相符合，因此现场实际测量的结果对比，有限元模拟后的粗轧前后的中间方坯尺尺寸和其是相符合的。

参考文献：

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