中国轧钢自动化现状及实现轧钢智能化的思考

刘铭心

摘 要： 現如今，随着我国经济的快速发展，而钢铁行业作为我国国民经济建设的一项支柱产业，为了提升我国的国民经济，应加强钢铁行业的建设。轧钢是钢铁的一道重要工序，对其进行自动化控制能够保障最终的生产质量。为了适应现代化、智能化的发展，还应加强轧钢智能化方面的研究。文章主要分析了轧钢自动化现状，提出了实现轧钢行业智能化生产的对策。

关键词： 轧钢自动化现状;轧钢智能化;思考

【中图分类号】TG334.9     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）01-0192-01

引言：中国引进了世界多家著名厂商的轧钢自动化系统和轧钢数学模型。在热连轧、冷轧、中厚板（宽厚板）生产线中，从国外引进的计算机系统仍然占据着主导地位。经过几十年的引进、消化、吸收，中国已有能力自主集成设计轧钢自动化系统。作者总结了中国轧钢自动化现状，得到了一些启示，并给出了关于轧钢行业实现智能制造的一些思考。

1 轧钢自动化的特点

在钢铁行业的发展中，轧钢自动化技术发挥着很大的作用，其特点主要体现在以下方面：①轧钢自动化的机理模型相对比较成熟，适用于塑性和弹性力学的轧制过程中，厚度、版型设定等机理型数学模型现已得到广泛应用;②对控制周期的要求相对较高，适用于机电、液压系统控制结构中，如普通液压下的控制周期是1～2ms;③多机架连轧机组内部需要共同控制多个目标变量，如成品的厚度、宽度、平坦度;④各个目标变量控制中涉及的变形区和机架间带钢相对较多，具有较强的相互作用;⑤通信能力比较强，减少了控制厚度对凸度和平坦度的破坏，不仅能够有效地调节辊缝，还能够控制弯辊和主速度。因此，在轧钢过程中，自动化控制系统需要协调并控制各个目标变量，实现控制的智能化。

2 轧钢自动化现状

2.1 轧钢自动化系统和数学模型的引进

为了促进钢铁工业的持续发展，我国引进了许多先进的轧钢自动化系统，尤其是在冷连轧、热连轧等生产线方面，引入了先进的轧钢控制系统、软件和数学模型。同时，为了达到生产控制的效果，我国还引进了一些著名电气公司（西门子、三菱电机、ABB等）的转动控制系统及其软件。

2.2 坯料的加热

由于普通碳素钢在导热方面性能较差，导致其加热方式和加热时间都有着严格的要求，如果其加热时断面温差过大，会导致轧机的轧制效果不佳 ;另一方面，普通碳素钢具有高反应活性，当温度差异较高时就会发生强烈的反应。因此，对于坯料的加热和加热设备具有严格要求，一般在加热的电热炉会加装感应加热，这样能够有效的控制加热速度和温度，使得普通碳素钢的断面受热更加均匀。

2.3 采用连铸坯热工艺技术代替传统工艺

在进行高速线材轧制的过程中，可以使用铸坯作为原料替代初轧坯的方式。这样可以大大减少轧制过程中的能耗损失，可以达到10%左右的。这样就可以大量的减少金属在轧制过程中的损失，有效地提高加热质量。为了生产可以具有高质量的高速线材，可以使用连铸空坯工艺技术，这种最先进的技术可以不断的提高轧制的技术水平，生产出高质量的钢铁。为了保证高速线材轧制的质量，要尽量降低开轧的温度。目前，国外的机械设备增设了水冷箱，保证轧制的精轧温度可以控制在900℃。也可在轧制机中设置冷水头导管，这样可以将终轧温度控制在800℃。超重轧制机可以满足700℃～750℃的轧制要求。

3 实现轧钢行业智能化生产的对策

3.1 认清自身的实际情况

在发达国家，钢铁行业是一项夕阳产业，该行业不是发达国家开发智能制造技术的重点。在此种情况下，我国需要加强钢铁行业的自主思考和规划，从而实现钢铁工业的智能化制造。为了实现上述目的，应从以下几个方面入手：①认识到自动化走向智能化是一条漫长的道路，无论是企业管理层还是生产控制层都应认识到这一点，并树立坚定的信念，才能实现智能化的生产和运营;②轧钢行业要重视技术的可靠性和效益性，并加强工艺设备的更新、产品的创新等，可选择钢铁试点进行智能制造，然后全面推行，最终实现全面的智能化制造;③要加强生产线的全面需求分析，整理和总结生产线方面存在的问题，并通过智能化方式进行解决，从而推动工业4.0的建设。

3.2 自主创新和研发新产品

为了实现新产品的引领性发展，钢铁企业需要引进更多先进的工艺、设备和技术，很多科技工作人员为了满足人们和社会经济发展的实际需求，开始进行自主创新，如新型高强、高韧汽车用钢生产技术、改性氧化铁皮的热轧生产技术、冷轧技术、组织性能预测和控制的集约化轧制技术、创新性涂镀产品等大型技术的研发，新型产品的开发和应用推动着国民经济的进一步发展，为钢铁行业的发展提供了技术支持。

3.3 做好智能化的基础工作

为了实现轧钢行业的智能化发展，则需要做好一系列的基础工作，主要包括以下几方面 ：① 配备稳定、可靠的检测仪表和传感器，保障检测的稳定性和可靠性，从而提高产品的质量; ② 加强数据基础建设，保障数据采集的完整性和有效性，从而为后续的生产发展奠定坚实的基础; ③ 对数据分析方法进行探究，提升数据分析方法的实用性，为轧钢行业的智能化发展提供支持 。

结语：从硬件、软件和数学模型的配置方面来说，中国轧钢自动化已经处于世界领先水平。如何利用这些高水平的设备，提高生产效率、降低成本、增加效益、生产出高质量的产品，是我们长期需要解决的现实问题，智能化或许会是一种解决方案，需要探索和实践。

参考文献

[1] 刘文仲.中国轧钢自动化现状及实现轧钢智能化的思考[J].冶金自动化，2017（6）：1-5.

[2] 王国栋.近年我国轧制技术的发展、现状和前景[J].轧钢，2017，34（1）：1-8.