目前,，我國已建和在建的寬帶鋼熱連軋生產(chǎn)線總數(shù)達(dá)到80條，設(shè)計(jì)產(chǎn)能超過2.5億噸,。由于生產(chǎn)條件復(fù)雜，變化及耦合因素多,，寬帶鋼熱連軋是技術(shù)密集度很高的生產(chǎn)工序,。其中,，“煉鑄軋一體化”計(jì)劃集成與調(diào)度技術(shù)，自動控制技術(shù)和板形綜合控制技術(shù)已發(fā)展為熱軋寬帶鋼生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵共性技術(shù),，對于節(jié)能降耗、產(chǎn)品質(zhì)量控制,、企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提高等具有決定作用,，應(yīng)當(dāng)給予更多的關(guān)注。
一體化新工藝優(yōu)勢凸顯
在整個帶鋼生產(chǎn)流程中,，煉鋼、連鑄,、熱軋工序銜接尤其緊密,，三者之間的物流,、信息流匹配不僅是正常生產(chǎn)的保證，對降低能耗和生產(chǎn)成本,、提高產(chǎn)品質(zhì)量也至關(guān)重要,。針對寬帶鋼生產(chǎn)過程中,，煉鋼、連鑄,、熱軋三大工序的一體化生產(chǎn)新工藝和節(jié)能減排的實(shí)際需求,，從生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)重組,、業(yè)務(wù)流程再造,、工藝集成方案優(yōu)化和集成計(jì)劃與調(diào)度系統(tǒng)研發(fā)等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究,，顯得尤為重要,。
在多年的理論研究和工業(yè)實(shí)踐中,，業(yè)內(nèi)提出了寬帶鋼生產(chǎn)“煉鑄軋一體化”新工藝整體解決方案,，并且研制了生產(chǎn)計(jì)劃集成與動態(tài)調(diào)度系統(tǒng)完整的運(yùn)行平臺和系列技術(shù)，主要包括以下幾個方面：
生產(chǎn)計(jì)劃集成與調(diào)度系統(tǒng)整體框架和解決方案,。框架以訂單追蹤為核心理念,，采用分層式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，既適用于現(xiàn)有生產(chǎn)線的工藝流程重組,，又適用于新建生產(chǎn)線的系統(tǒng)建設(shè),。整體解決方案包括了煉、鑄,、軋三大工序的抽象建模、數(shù)學(xué)描述,、功能模塊的定義以及模塊間的業(yè)務(wù)流程等,。各功能模塊可以根據(jù)不同企業(yè)的具體要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟眉?、適配、重組,，以滿足企業(yè)個性化設(shè)計(jì)的要求,。通過消息集成中心和其他通信接口,，可實(shí)現(xiàn)與企業(yè)ERP系統(tǒng)以及煉、鑄,、軋生產(chǎn)控制系統(tǒng)間無縫對接，既保持了系統(tǒng)的獨(dú)立性,，又使整個企業(yè)信息化系統(tǒng)融為一體。
適合不同生產(chǎn)工藝的煉,、鑄、軋集成計(jì)劃與調(diào)度模型以及相應(yīng)的優(yōu)化算法,。這些算法主要包括基于約束規(guī)劃的熱軋CCR批量計(jì)劃算法，基于遺傳算法的HCR批量計(jì)劃優(yōu)化算法,，基于改進(jìn)遺傳算法的HCR板坯入庫決策優(yōu)化算法，基于改進(jìn)蟻群算法的DHCR批量計(jì)劃優(yōu)化算法,、混裝計(jì)劃優(yōu)化算法,，基于約束規(guī)劃的煉鋼-連鑄調(diào)度算法以及一體化作業(yè)調(diào)度仿真算法等,，解決了三大工序物流匹配、銜接問題,，為一體化計(jì)劃的實(shí)施提供依據(jù),，大大簡化了決策的過程，日計(jì)劃編排時間可由人工編制時的幾個小時縮短為30分鐘,。
基于規(guī)則推理的動態(tài)調(diào)度與策略化動態(tài)調(diào)整的三大工序調(diào)控方案和實(shí)施技術(shù),。基于規(guī)則推理的動態(tài)調(diào)度技術(shù)主要是通過銜接區(qū)物流管制與動態(tài)調(diào)控,，實(shí)現(xiàn)鑄軋間物流的動態(tài)銜接與匹配，自動消除多鑄機(jī)、多流供料時生產(chǎn)節(jié)奏上的差異,，保證了DHCR生產(chǎn)工藝的實(shí)施,。策略化動態(tài)調(diào)整技術(shù)解決了因設(shè)備故障和工藝異常所造成的生產(chǎn)計(jì)劃中斷,，須動態(tài)調(diào)整作業(yè)計(jì)劃的問題,。該技術(shù)通過決策支持系統(tǒng)與仿真系統(tǒng)較好地解決了生產(chǎn)實(shí)踐中的難題。
一體化計(jì)劃集成與調(diào)度技術(shù)用于武鋼二熱軋生產(chǎn)線,，實(shí)現(xiàn)平均熱裝率大于75%，平均板坯入爐溫度大于650℃,，最高日熱裝率為85.23%,；用于日鋼1580熱連軋,，熱裝率大于90%,，平均板坯入爐溫度大于750℃,。
板形控制技術(shù)提質(zhì)降耗
板形是寬帶鋼一項(xiàng)非常重要的質(zhì)量指標(biāo),。若板形控制技術(shù)配置完備、先進(jìn),，則可以增加生產(chǎn)線主動控制帶鋼板形的能力,，以適應(yīng)各種軋制條件下的板形控制要求。寬帶鋼熱軋機(jī)的板形綜合控制技術(shù)的配置主要包括以下內(nèi)容：
粗軋機(jī)和精軋機(jī)的全部機(jī)架采用變接觸支持輥技術(shù),，自動消除輥間“有害接觸區(qū)”,，將低橫向剛度輥縫轉(zhuǎn)化為高橫向剛度輥縫,，增加軋機(jī)對板形干擾因素的抵抗能力，改善軋機(jī)的板形調(diào)控性能,，降低軋輥消耗,。
在精軋機(jī)組的上游機(jī)架（如F1～F4）采用高效變凸度工作輥技術(shù),，通過竄輥使其板形調(diào)節(jié)能力與帶鋼寬度成線性關(guān)系，在大幅度增加軋機(jī)整體板形控制能力的同時,，增強(qiáng)對窄規(guī)格的板形調(diào)控能力,。
在下游機(jī)架采用常規(guī)工作輥，通過軋輥往復(fù)周期的竄動,，均勻化軋輥的磨損,，以適應(yīng)自由規(guī)程軋制的要求。為兼顧整個軋制單位內(nèi)的板形控制,，設(shè)計(jì)了特殊的變行程的常規(guī)工作輥竄輥策略,。針對特殊的品種，如硅鋼,，也可在末機(jī)架或末兩個機(jī)架采用非對稱工作輥技術(shù)，實(shí)現(xiàn)板形控制和磨損控制的雙重功能,，對帶鋼邊部板形進(jìn)行有效控制,。
考慮熱帶鋼軋機(jī)板形控制特性的上下游輥形配置策略,，采用能適應(yīng)靈活輥形配置的、功能齊全的板形控制模型,，包括過程控制級的板形設(shè)定模型,、板形自學(xué)習(xí)模型和基礎(chǔ)自動化級的平坦度反饋控制模型,、凸度反饋控制模型、彎輥力前饋控制模型、板形板厚解耦模型及軋后冷卻平坦度補(bǔ)償策略,，實(shí)現(xiàn)高精度的板形自動控制,。
先進(jìn)的板形控制功能有力地保障了產(chǎn)品的板形質(zhì)量,，使得帶鋼的板形控制精度達(dá)到很高的水平，并且生產(chǎn)線對自由規(guī)程軋制的適應(yīng)能力很強(qiáng),，同寬軋制量可達(dá)70千米,，逆寬跳躍可達(dá)300毫米,。自由規(guī)程軋制的實(shí)現(xiàn)，不僅可降低軋輥消耗,，減少輔助生產(chǎn)時間,，對于提高熱裝率并由此降低能耗也有好處,。
自動控制技術(shù)提升產(chǎn)品精度
自動控制技術(shù)對熱軋寬帶鋼的產(chǎn)品性能、生產(chǎn)效率,、成材率等有重要的影響,，決定著熱連軋生產(chǎn)線的先進(jìn)程度,。國內(nèi)經(jīng)過多年的消化、吸收和創(chuàng)新,，開發(fā)成功全套熱連軋工藝模型和控制模塊,，并成功應(yīng)用于武鋼1700mm,、重鋼1780mm等多條熱連軋生產(chǎn)線，取得了好的控制效果,。自動控制系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用也為今后的技術(shù)升級和進(jìn)步奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ),。
自動控制系統(tǒng)硬件配置,。為了滿足熱連軋快速、精確控制的要求,，控制系統(tǒng)的配置須充分考慮熱連軋生產(chǎn)工藝特點(diǎn)以及自動控制系統(tǒng)硬件,、軟件的發(fā)展趨勢,，以保證整個系統(tǒng)的先進(jìn)性、可靠性,、開放性和便于維護(hù),。
先進(jìn)控制功能。這主要包括規(guī)程計(jì)算,、AGC子系統(tǒng)、精軋溫度控制,、卷取溫度控制等功能,。
規(guī)程計(jì)算,。規(guī)程計(jì)算對帶鋼頭部的厚度控制精度有決定性的影響。根據(jù)生產(chǎn)工藝特點(diǎn),，軋件從出爐到卷取完成這段時間內(nèi)要進(jìn)行多次規(guī)程設(shè)定計(jì)算,，包括預(yù)計(jì)算,、再計(jì)算、后計(jì)算,、模型自適應(yīng),。
AGC子系統(tǒng)。該系統(tǒng)開發(fā)了各種AGC控制算法及組合使用策略,，包括厚度計(jì)AGC、監(jiān)控AGC,、前饋AGC等,。另外為了提高厚度控制精度，使穿帶,、拋鋼過程穩(wěn)定，采用多種補(bǔ)償方案,，如兩側(cè)油缸的同步控制,、伺服閥流量補(bǔ)償、咬鋼沖擊補(bǔ)償,、軋輥偏心補(bǔ)償?shù)取GC的關(guān)鍵參數(shù)采用專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)算法進(jìn)行整定和優(yōu)化,。
精軋溫度控制。終軋溫度控制包括頭部終軋溫度控制和全長終軋溫度控制兩部分,。軋件頭部終軋溫度控制的目的是將軋件頭部離開精軋機(jī)組時的溫度控制在所要求的范圍內(nèi),，并為全長終軋溫度控制提供良好的初始條件。在精軋預(yù)設(shè)定計(jì)算時,，該系統(tǒng)根據(jù)預(yù)測的精軋入口處帶鋼全長溫度變化，計(jì)算出合適的溫度加速度,，通過加速度控制帶材全長溫度的波動趨勢,。
卷取溫度控制,。相對于傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)回歸模型，該系統(tǒng)采用基于有限差分算法的溫度預(yù)報模型,，可以比較細(xì)致地考慮換熱邊界條件,、厚度方向熱傳導(dǎo)、帶鋼熱物性參數(shù)與帶鋼的溫降之間相互影響的關(guān)系,。
自動控制技術(shù)可助力縮短熱試的時間、盡早達(dá)產(chǎn),、提高產(chǎn)品精度，而且齊全的控制功能,、高精度的質(zhì)量控制模型及預(yù)置的模型工藝參數(shù),，也有利于生產(chǎn)線品種規(guī)格的自動擴(kuò)展，包括高牌號的無取向硅鋼,、高級別的管線鋼、先進(jìn)高強(qiáng)鋼等品種均能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn),，在薄規(guī)格耐磨板生產(chǎn)方面也實(shí)現(xiàn)了重大突破,。