軋制生產自動化

軋制生產自動化，軋制生產（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。

軋制生產自動化

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。
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（見帶鋼熱軋）。目前採用自動厚度控制系統所生產的熱軋帶鋼厚度公差已降低到±0.05mm。60年代後期以來建設的帶鋼熱連軋機多採用計算機自動控制。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（見彩圖）。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。

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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）。

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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）。

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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。目前以反饋控制為主,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。

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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。
參考書目
　G.F.Bryant,Automation of Tandem Mills,The Iron & Steel Institute, London, 1973.
　孫一康：《熱軋帶鋼計算機控制數學模型》，冶金工業出版社，北京，1980。

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