宽带钢热连轧生产关键技术

目前,中国在建和在建的宽带钢热轧生产线总数已达到80条,设计生产能力已超过2.5亿吨。由于复杂的生产条件,多种变化和耦合因素,宽带钢的热轧是一项技术密集的生产过程。其中,“连铸连轧”的集成调度技术,自动控制技术和板形综合控制技术已发展成为热轧宽带钢生产过程中的关键通用技术,以节约能源,产品质量控制和企业经济。效率提高和其他因素起着决定性作用,应给予更多关注。

整合新工艺优势亮点

在整个带钢生产过程中,炼钢,连铸和热轧过程特别接近。三者之间的物流和信息流匹配不仅是正常生产的保证,而且还降低了能耗和生产成本。产品质量也至关重要。对于宽带钢生产过程中的炼钢,连铸和热轧的集成生产过程,从生产管理重组,业务流程再造,过程集成优化和集成计划以及对调度系统的开发进行系统的研究尤为重要。

在多年的理论研究和工业实践中,该行业为宽带钢生产的“制造,铸造和轧制集成”新过程提出了新的解决方案,并开发了完整的操作平台和一系列技术用于生产计划集成和动态计划系统。主要包括以下几个方面:

生产计划集成和计划系统的总体框架和解决方案。该框架以订单跟踪为核心概念,采用分层结构设计,适合现有生产线的流程重组和新生产线的系统建设。整体解决方案包括精炼,铸造和轧制三个主要过程的抽象建模,数学描述,功能模块的定义以及模块之间的业务流程。每个功能模块可以根据不同企业的具体要求进行定制,调整和重组,以满足企业个性化设计的要求。通过消息集成中心和其他通信接口,可以实现与企业ERP系统和炼厂,铸轧生产控制系统的无缝连接,不仅保持了系统的独立性,而且集成了整个企业信息系统。

用于不同生产过程的精炼,铸造和轧制的集成计划和调度模型以及相应的优化算法。这些算法主要包括基于约束规划的热轧CCR批量计划算法,基于遗传算法的HCR批量计划优化算法,基于改进遗传算法的HCR板坯存储决策优化算法,基于改进蚁群算法的DHCR批量计划优化算法。混合计划优化算法,基于约束规划的炼钢连铸调度算法和集成作业调度仿真算法解决了三过程物流匹配与收敛问题,为集成方案的实施提供了依据,大大简化了方案。在决策过程中,每日计划时间可以从30小时缩短到30分钟。

基于规则的动态调度和战略动态调整的三种过程控制方案和实现技术。基于规则推理的动态调度技术主要通过物流控制和交界区域的动态调节,实现铸轧之间物流的动态连接和匹配,自动消除多播机和多播机生产节奏的差异。流式进料,确保生产DHCR。执行过程。战略动态调整技术解决了设备故障和工艺异常导致生产计划中断的问题,需要动态调整运行计划。该技术通过决策支持系统和模拟系统解决了生产实践中的问题。

武钢第二条热轧生产线采用了综合计划集成和调度技术,平均热装率超过75%,板坯进炉平均温度超过650°C,每日热装量最大率85.23%; 1580热连轧,热装率大于90%,板坯进炉平均温度大于750°C。

形状控制技术提高了质量并减少了消耗

平板形状是宽带钢非常重要的质量指标。如果形状控制技术是完整和先进的,则可以提高生产线主动控制带钢形状的能力,以满足各种轧制条件下的形状控制要求。热轧机板状综合控制技术的配置主要包括以下内容:

所有粗轧和精轧机架均采用可变接触支撑辊技术,以自动消除轧辊之间的“有害接触区”,将较低的横向刚度辊隙转换为较高的横向刚度辊隙,并增加轧辊的影响力。轧机上板的形状。该电阻改善了轧机的形状控制性能并减少了轧辊消耗。

在精轧机的上游机架(如F1F4),采用了高效变冠工作轧辊技术,轧机的形状调节能力与带钢宽度成线性关系,这在很大程度上增加了轧机的整体板。同时,形状控制能力增强了调整窄轨距形状的能力。

常规的工作辊用于下游机架,以通过辊的往复循环来均衡辊的磨损,从而满足自由型轧制的要求。为了平衡整个轧制单元的形状控制,设计了一种特殊的可变行程常规工作轧辊轧制策略。对于特殊品种,例如硅钢,也可以在最后一帧或最后两帧使用非对称工作辊技术,以实现形状控制和磨损控制的双重功能,并有效地控制带钢的带钢形状。

考虑到热轧机形状控制特性的上游和下游轧辊配置策略,使用可以适应灵活轧辊配置的全功能形状控制模型,包括过程控制级别,形状的形状控制模型板学习模型和基本自动化水平平整度反馈控制模型,凸度反馈控制模型,弯曲力前馈控制模型,板厚解耦模型和轧后冷却平整度补偿策略的实现,以实现高精度的板形自动控制。

先进的形状控制功能有效地保证了产品的形状质量,使带材的带材形状控制精度达到较高水平,生产线对自由型轧制和等宽轧制具有很强的适应性可以达到70公里,反向宽度跳跃可以达到300毫米。自由轧制的实现不仅减少了轧辊消耗,而且减少了辅助生产时间,这也有利于提高热装率,从而降低能耗。

自动控制技术提高了产品精度

自动控制技术对热轧宽带钢的产品性能,生产效率和成品率有重要影响,决定了热轧生产线的先进水平。经过多年的消化,吸收和创新,公司成功开发了一套完整的热轧工艺模型和控制模块,并成功应用于武钢1700mm,重钢1780mm等多条热轧生产线,取得了良好的控制效果。自动控制系统的开发和应用也为将来的技术升级和进步奠定了坚实的基础。

自动控制系统的硬件配置。为了满足热轧带钢快速,精确控制的要求,控制系统的配置必须充分考虑热轧生产过程的特点以及自动控制系统软硬件的发展趋势,以确保先进性,可靠性,开放性和易于维护。

高级控制功能。这主要包括程序计算,AGC子系统,精轧温度控制,卷取温度控制等功能。

程序计算。程序的计算对带钢头的厚度控制精度具有决定性的影响。根据生产过程的特点,从轧制退出到卷取完成期间进行程序设置计算,包括预计算,重新计算,后计算和模型调整。

AGC子系统。该系统开发了各种AGC控制算法和组合使用策略,包括厚度计AGC,监控AGC,前馈AGC等。另外,为了提高厚度控制精度并稳定磨损和抛掷过程,采用了各种补偿方案,例如两侧油缸的同步控制,伺服阀流量补偿,咬钢冲击补偿和辊偏心率。赔偿。 AGC的关键参数通过专家系统和神经网络等先进算法进行调整和优化。

完成温度控制。最终轧制温度控制包括两部分:头部精轧温度控制和全长精轧温度控制。轧头最终轧制温度控制的目的是将精轧机列的轧头温度控制在所需范围内,并为全长精轧温度控制提供良好的初始条件。在精轧的预设计算中,系统会根据精轧入口处带钢的预计全长温度变化来计算适当的温度加速度,并控制轧机全长温度的波动趋势。剥离加速。

绕组温度控制。与传统的统计回归模型相比,该系统使用基于有限差分算法的温度预测模型,该模型可以考虑传热边界条件,厚度方向的热传导,带材的热特性和钢带的温度下降。跳闸。关系。

自动控制技术可以帮助缩短热测试时间,尽快到达生产,提高产品精度以及完整的控制功能,高精度的质量控制模型和预设的模型过程参数,并且还有助于实现自动生产线规格。扩产包括高档无方向性硅钢,高档管线钢,先进高强度钢等品种,可以实现稳定生产,也实现了薄规格不锈钢生产的重大突破。