軋制生產自動化

軋制生產自動化

軋制生產自動化(包括操作、控制管理)是鋼鐵及有色金屬工業中自動化程度最高、計算機套用最多的部門。60年代以來對軋製成品的尺寸精度要求和對軋制速度的要求越來越高,人工操作已難達到,必須採取自動控制系統來滿足工藝要求,以取得高經濟效益。軋制過程自動化已成為軋機現代化的標誌和發展方向。

基本介紹

  • 中文名:軋制生產自動化
  • 外文名:軋制生產自動化
  • 包括:操作、控制管理
  • 採用:卡片程式控制
軋制生產自動化,自動設定功能,自動連續控制功能,厚度自動控制系統的方式有,軋制自動化的現狀和發展,

軋制生產自動化

50年代開始在軋制生產中採用卡片程式控制、厚度自動控制和電晶體邏輯控制等,主要是以單機為對象的單台設備自動化。60年代開始採用控制計算機,美國首先在帶鋼熱連軋機上配備厚度自動控制(AGC)系統,用計算機設定精軋機輥縫和速度,得到良好效果。此後,即開始研究以軋機生產線為對象的自動化,並發展出軋機的最優控制和自適應控制。70年代發展出軋制生產線和工廠管理相聯結的計算機集成控制系統
在軋制生產中,帶鋼熱連軋機的機械化自動化程度最高,套用計算機最早,也最有效。計算機自動控制。中國武漢鋼鐵公司1978年投產的 1700mm帶鋼熱連軋機在500米長的軋制線上實現了全面自動化。目前用 AGC系統生產的鋁、銅及其合金冷軋帶材最小偏差已降到±0.005mm以下,板形平整。
軋機計算機控制主要包括三項功能:①軋機和生產線各參數的自動設定功能;②各參數的連續自動控制功能;③生產管理功能(圖1 帶鋼熱連軋機計算機自動控制系統示意)。
圖1 帶鋼熱連軋機計算機自動控制系統示意圖1 帶鋼熱連軋機計算機自動控制系統示意

自動設定功能

所謂設定,一般是在軋制坯料進入相應的機組前,由計算機根據計畫產品要求、原料狀況和實測參數,按數學模型計算出該機組應有的參數,然後輸出所需的參數設定值。由自動預整控制系統來保證完成。例如當軋制規格、鋼種等確定後,需要設定各軋機的輥縫和速度等,計算機根據數學模型計算制定軋機合理壓下規程,即制定出最最佳化的設定值。在一定的工藝和設備限制條件下,達到軋機產量高、功率分配和壓力分配合理、板形良好等目標。主要設定包括加熱爐的推鋼機、出鋼機和粗軋機的輥縫、轉速、導板位置,精軋機的輥縫、轉速、張力,卷取機的相應參數等。
輸出設定值確定後,由於預設定的模型精度不夠,檢測信息存在誤差,以及系統狀態變化等,需要不斷利用及時檢測的信息修正模型參數,這種功能稱為自適應校正功能。軋機由於實現了計算機自動設定,具有比熟練操作工人更快的判斷和修正能力,可提高生產率和產品質量,並節約人力。

自動連續控制功能

這種功能包括加熱、終軋、卷取的溫度控制(包括輸出輥道冷卻水控制),厚度自動控制(AGC)以及位置和速度預整定自動控制(APC)。在給定目標值後(通常指設定值),計算機根據檢測儀表實測值與目標值比較所產生的偏差,連續地(實際上有一定的間隔時間)、不斷地輸出控制信號來控制有關設備,使該參數達到目標值,這屬於反饋控制系統(圖2 反饋控制示意)
圖2 反饋控制示意圖2 反饋控制示意

厚度自動控制系統的方式有

①反饋控制。根據直接或間接測厚裝置,檢測軋件厚度與設定目標厚度的偏差信號,經計算後,發出調整輥縫的指令,使軋件厚度符合目標厚度(見軋機彈性變形)。②前饋預控。根據進入軋機前的測厚信號(或前一機架的軋制厚度信號)預設定軋機輥縫,達到自動控制。以反饋控制為主,結合前饋預控。
生產管理功能 包括帶卷跟蹤、軋制節奏控制、生產數據記錄和列印各種報表等。此外還與廠級管理計算機相聯,根據訂貨卡制定作業計畫,下達生產任務等。
帶卷跟蹤的主要任務是及時掌握生產線上每一塊軋件到達的位置,使計算機內貯存的該軋件的基本數據(如鋼種、尺寸等)與“線上”檢測的數據相對應,保證不出錯誤。還可顯示跟蹤結果,供操作人員驗證。
軋件節奏控制是合理控制加熱爐出鋼節奏,根據所軋制的規格、各工序機組所需時間及其跟蹤功能等進行計算和控制。在保證前後兩塊軋件不相撞的條件下儘量縮短間隙時間,以提高生產率。輔助生產線如剪下線、平整線等也有相應的自動化功能。輔助操作如軋機換輥和換輥後軋制線的調整等也都實現了自動化。

軋制自動化的現狀和發展

軋機自動化水平較高的還有帶鋼冷連軋機(見帶鋼冷軋),從上卷、穿帶、軋制參數的設定,軋機厚度控制和數據記錄列印等都實現了自動化。如中國武漢鋼鐵公司帶鋼冷連軋機計算機控制的軋機,它的計算機室見圖3[ 武鋼帶鋼冷連軋機計算機室]。
60年代以來,在初軋機、中厚板軋機、型材軋機、線材軋機、軋管機和焊管機組上都不同程度地實現了自動化,如H型鋼連軋機採用計算機控制後,穩定了軋制過程,提高了產品尺寸精度和作業率,取得較好的技術經濟效果。但一般型材、棒材軋機的自動化程度較差。在各類軋機中,連續式軋機自動化程度較高,非連續式軋機自動化程度較低。在軋制工序中,軋制線自動化程度較高,精整線自動化程度較低。隨著軋機和各工序連續化的進展,自動化也不斷發展,特別是計算機控制的自動化從70年代以來發展更快。
現代軋機計算機自動控制系統一般採用多級計算機方式,軋鋼自動控制系統與整個冶金工廠或公司自動控制系統相聯,成為一個大的控制系統。這是進一步發展的方向。

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