冶金工業(yè)軋制工藝的自動化技術發(fā)展

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了冶金工業(yè)軋制工藝的自動化技術發(fā)展范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：闡述冶金工業(yè)軋制自動化技術的特點，總結軋制自動化關鍵技術發(fā)展現狀，指出軋制自動化技術未來發(fā)展將以大數據，云計算等為基礎，向更有效服務制造裝備業(yè)的智能化。綠色化方向發(fā)展，除階級傳統(tǒng)的精度與效率問題外，軋制自動化技術發(fā)展中應注意相關技術與流程信息化的融合。重點關注依賴進口關鍵設備技術的消化吸收。

關鍵詞：冶金工業(yè)；軋制自動化；技術發(fā)展

1冶金工業(yè)軋制工藝自動化技術發(fā)展現狀

傳統(tǒng)意義的軋制自動化系統(tǒng)為典型由基礎自動化系統(tǒng)，過程自動化與生產自動化系統(tǒng)組成的三級結構。隨著軋制工藝進步，軋制自動化技術內容有了擴展，向后可以外延到以生產管控為核心的制造執(zhí)行系統(tǒng)，向前包含以電氣與液壓傳動為代表的設備執(zhí)行系統(tǒng)。

1.1設備執(zhí)行系統(tǒng)

軋制中的設備執(zhí)行系統(tǒng)主要包括各類電動機與開關等，自動化控制關鍵設備主要為軋制機的主傳動電動機控制。軋制主傳動系統(tǒng)要求電流和速度響應快，轉矩脈動低。過去很長一段時間內以直流傳動為主，直流電動機固有缺陷制約了軋機主傳動箱高速化方向發(fā)展。隨著矢量控制等先進控制算法出現，交流變頻調速系統(tǒng)取代直流調速系統(tǒng)［1］。交交變頻容易實現電動運行，正反轉，具有轉換效率高等優(yōu)點，目前國內已在低速的大功率軋制傳動中得到成熟應用。交交變頻系統(tǒng)具有調速范圍窄等缺點。交直交交變頻調速能克服以上缺點，但交直交型軋機主傳動技術目前基本被國外幾家公司壟斷。2013年，國內首次將交直交變頻技術應用于超寬幅鋁合金板帶熱連軋生產線，對促進技術進步產生重要影響。

1.2基礎自動化系統(tǒng)

軋制中的基礎自動化系統(tǒng)采用高性能控制器等對軋機進行直接控制，承擔各種生產工藝參數的計量檢測任務，控制主要依據金屬檢測器，測力儀，測厚儀等檢測儀表，通常配置人機接口系統(tǒng)。L1級通關現場總線等多種通信與L0設備執(zhí)行級進行數據交換?；A自動化是設備與工藝直接銜接的重要部分，生產工藝控制復雜，基礎自動化復雜程度越高，如熱軋帶鋼生產中，速度級聯控制等在L1級中實現。中冶金企業(yè)中的控制系統(tǒng)基本得到普及，由于L1級控制直接關系到設備執(zhí)行情況，針對技術升級改造是近年最為頻繁的。中國在系統(tǒng)集成控制上已具備與國外先進技術抗衡的能力，成套技術已應用于武漢鋼鐵公司1700等熱軋生產線。目前L1級使用的高性能控制器等核心硬件依賴進口。

2冶金工業(yè)軋制工藝自動化關鍵技術

軋制中涉及到的自動化設備系統(tǒng)較多，軋制自動化技術實施目的是提高生產效率，降低生產成本等，包括對自動化系統(tǒng)一次性投資等進行控制，產品質量包括表面狀況等方面。軋制產品外形尺寸控制技術主要指按產品尺寸設定值要求進行的動態(tài)調整技術，相對成熟的AGC技術包括根據軋機出口測厚儀測出厚度偏差調節(jié)輥縫，根據入口測厚儀測得厚度偏差調節(jié)輥縫，根據各機架入出口金屬秒流量恒定原理調節(jié)輥縫等，各種AGC控制實施效果與模型計算精度，檢測儀表響應速度等有密切關系。冷軋中速度快，產品精度要求高，不同機架需采用不同的AGC，通常需要加入加減速中慣性補償等功能，以得到理想的控制效果。目前現代冷連軋機組厚度偏差精度可以控制在厚度尺寸的±1%內。

3軋制工藝自動化技術發(fā)展趨勢

3.1高端裝備技術的研發(fā)

中國大型冷熱連軋機，大批先進設備制造已基本實現國產化。軋制自動化技術發(fā)展，相關技術與大數據等信息化概念的融合是重要方向。需重點關注進口的關鍵技術的自主研發(fā)［2］。冶金軋制領域基本普及了多級自動化功能的檢測系統(tǒng)，但中壓交直角軋機主傳動，或軋制線高端檢測分析儀表，都依賴國外進口，這些設備的研發(fā)有大量工作需完成。具有高精度軋制能力的成套裝備技術成為重要的發(fā)展方向。中國已具備交交變頻主傳動能力，但核心控制器軟硬件依賴進口。整體先進的大功率交直交中壓變頻軋機主傳動系統(tǒng)，國內沒有具有市場競爭力的成熟設備，導致冶金企業(yè)投資成本處于被動狀態(tài)。中國掌握熱連軋全線計算機控制系統(tǒng)技術后，企業(yè)建設同等水平生產線投資成本將縮減原有1/4.高端技術不僅會降低使用成本，也是提高中國冶金行業(yè)產業(yè)競爭力的必由之路。

3.2精準快速化檢測技術研究

發(fā)展高精度快速化的檢測技術能降低企業(yè)設備維修成本，增加產品質量穩(wěn)定性。主要包括產品質量綜合監(jiān)控，多功能質量缺陷檢測技術等，非線性信號處理方法有望提高設備故障診斷準確性。隨著計算機技術，信號處理技術的不斷完善，基于Internet的遠程監(jiān)控技術，微型智能傳感器，激光與遠紅外測量技術等新技術應用于設備狀態(tài)監(jiān)測。很多國外冶金企業(yè)搭建了融合核心業(yè)務的信息網，為生產線的高度信息化管理奠定了堅實的基礎，利用先進的檢測技術可以實現快速化監(jiān)測控制。有利于整合生產線裝備信息。

結語

中國冶金裝備與自動化技術研發(fā)起步較晚，缺少核心自主知識產權，對能耗等統(tǒng)籌優(yōu)化不完善，但目前中國冶金工業(yè)各方面具有雄厚的基礎，得益于國家企業(yè)投入，材料加工國家重點學科，大型企業(yè)研發(fā)中心等建設，使相關軋制生產核心裝備得以快速發(fā)展。目前受到產能過剩等影響，多數企業(yè)意識到技術升級的必要性，面對第四次工業(yè)革命浪潮的契機，實施工業(yè)轉型升級專項行動等舉措。為軋制技術相關領域技術發(fā)展帶來新的機遇。以大數據，云計算等為及時的，以模型控制等為主要內容的軋制自動化技術將向信息化方向快速發(fā)展。

參考文獻

［1］張勇軍，何安瑞，郭強.冶金工業(yè)軋制自動化主要技術現狀與發(fā)展方向［J］.冶金自動化，2015，39（3）：1-9.

［2］彭天乾.國外板帶軋制自動化技術現狀與發(fā)展趨勢［J］.冶金自動化，1992，（6）：11-15+57.

作者：李小明 單位：南京鋼鐵股份有限公司特鋼事業(yè)部