对我国热连轧装备和技术发展情况的几点看法.docx
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对我国热连轧装备和技术发展情况的几点看法
对我国热连轧装备和技术发展情况的几点看法
1+热连轧装备与技术的引进情况
50年代鞍钢从苏联引进的1700热连轧机
属第一代,装备水平低无厚度自动控制系统
（无AGC）等技术;70年代武钢从日本引进的
1700热连轧机属第二代,装备水平较高,喃
AGC,但无板形控制系统;80年代宝钢从德国
引进的2050热连轧机,装备水平高,有厚度,板
形,微张力等控制系统;9O年代宝钢从日本引
进的1580热连轧机,装备技术水平与2050相
同,区别在板形控制装置上,2050是CVC（可
变轧辊凸度）,1580是PC（改变轧辊交叉角）
上装备与技术属全套引进80年代鞍钢
1700热连轧机改造,从德国西门子公司引进过
程控制,AGC和卷取技术;80年代本钢国产
1700热连轧机,从德国AEG公司引进过程控
制,AGC技术,从日本三菱引进卷取技术与装
备;90年代攀钢国产的1450热连轧机,从意大
利引进全套控制技术与装备,技术是美国GE
的,通过冶金部自动化院合作实现;太钢1549
热连轧机是国外二手设备,控制系统是国内完
成的,完成单位有武钢,冶金部自动化院,北京
科技大学等{梅山]450热连轧机也是国外二手
设备,控制系统由美国GE公司承包.
2.热连轧机引进技术消化,吸收情况
机械方面的消化吸收在60年代基本上已
解决了,体现在本钢1700;攀钢1450;上钢一厂
1200的全部主体机电装备都是国内制造;本
钢,攀钢从国外引进控制系统后,生产技术达到
国际水平.我国热连轧装备与技术长期不能成
套国产化,其关键是在控制技术方面,下面主要
谈控制方面的消化,吸收情况.
（1）武钢1700热连轧计算机控制,在过程机
数学模型的消化,吸收方面作了大量工作,武钢
1700过程机换代就是国内实现的,而且在太钢
1549热连轧机上推广应用,已取得成功.基础
自动化AGC还是国外技术,未能把我国的先
进技术用上,所以还停留在武钢引进时的水平.
90年代武钢1700引进了法国的板形控制装备
砧堑乏{i
与技术,参与工作的单位主要有武钢,冶金部自
动化院,北京科技大学等.
（2）本钢1700热连轧AEG技术的消化,吸
收工作较深刻,有创新,如AGC可变刚度和厚
度景优前馈但消化改进工作是1990～1992年
进行的,当时热轧卷行情很好,造成生产厂家对
能提高产品质量的技术不够重视,再加上设备
维护差,三台非常好的干油液压压下装置不能
投运.编程坏了多年不能修复,最优前馈和
AGC变刚度程序不能加入在线控制系统,所以
未能实现工业化应用参加工作的有本钢,冶金
部钢铁研究总院,东北大学等.
（3）宝钢2050热连轧技术消化,改进的情况
2050及1580机械设备是合作制造的,大
大提高了我国轧机制造水平;在控制系统方面
的消化,主要是分析,认识方面钢研总院由于
有武钢,本钢,鞍钢,攀钢四套热连轧机数学模
型方面的深度分析,消化,独创的轧钢动态数学
模型理论和技术,1993年起全力消化宝钢2050
数学模型,特别是AGC控制模型.在深入分
析,消化基础上,提出了动态设定AGC代替西
门子厚控模型的具体实施方案,于1996年6月
4日一次实验成功,7月份七个机架全部投运动
态设定AGC,使厚控精度比原西门子模型提高
一
倍以上,取得了很好的效果目前正在对恒张
力,过程机数学模型,轧机弹跳方程以及微张
力,板形等全面开展改进工作,目标是在宝钢实
现我国创立的轧钢动态数学模型全面应用,技
术上超过德国,日本水平,在宝钢实现热连轧装
备与技术的国产化.
3."九五"实现大型热连轧国产是完全可能的
目前我国是世界热连轧技术的博物馆,外
国主要几个大公司的技术与装备都引进了,而
且还在成批引进,如三套连铸连轧机和三套普
通的热连轧机（首钢的216O,武钢的2250,鞍钢
的1780）,还有本钢已引进德国AEG技术还未
全部应用上,又要重新引进.
武钢1700热连轧投产已快2o年了,国家
一
3一一
一:
一
几
一
.
.,
撇
对
曾花大量人力,物力消化其控制技术,但未取得
突破性进步,从而有宝钢2050引进,1580引
进.为什么控制技术消化不了呢?
其关键问题
是沿国外热连轧进步的技术路线——设备中心
去消化,这条路线越搞越复杂,越复杂越多卖
钱,越感到神密,国外就不断更新技术成分.
要实现热连轧国产化,必须改变目前的技
术发展路线,从以设备为中心转到"工艺中心
论上来.现代热连轧搞的如此复杂,主要原因
是连轧工艺理论落后,仍停留在秒流量相等条
件的水平上.秒流量相等条件只是宏观,静态连
轧理论,只能用于设定或第一代连轧机控制上.
现代连轧机（第二代）的发展是依靠连轧分析理
论,用计算机仿真技术来设计和实现连轧控制
系统的.而能直接用于连轧过程控制的解析动
态数学模型为我国首创,用上它将使连轧控制
系统大大简化,完全可以国产化了.,
连轧张力理论是1967年提出的,1975年
公开发表.二十多年来,配套的AGC动态模
型,板形向量差分方程,综合等储备负荷分配方
法都已建立,并全面应用在中厚板轧机上,实现
了中厚板分层递阶智能控制.动态设定AGC
已在宝钢2050七个机架上全面应用.总之,全
面应用我国首创的轧钢动态数学模型就可以建
立起第三代热连轧机,即基于协调推理网络的
热连轧智能控制系统.
4.热连轧国产化问题的分析讨论
前面论证机械设备国产化的可行性,下面
就二十多年来热连轧机控制系统未能国产化的
技术原因作进一步分析讨论.
（1）对设备精度的要求问题
就负荷分配和厚控问题而言,中厚板轧机
比热连轧机难度大.难度大主要体现在轧件变
化大上,而轧机设备是相同的.连轧机每个机架
只轧一道,品种,规格少,以反映轧件特性的塑
性系数Q而言,热连轧每个机架的Q只变化2
倍左右,而中厚板轧制时的Q要变化1O多倍.
上钢三厂2350四辊轧机是60年代制造
的,经改造增加了模拟电路控制的液压压下和
过程计算机.优化规程轧翩及动态设定AGC,
使产品精度大幅度提高,异板差精度达到了国
际先进水平,如表1所示.
新余2500中板轧机是第一重型机器厂
1992年制造的,应用了宝钢2050轧机制造技
术,机械装备比上钢三厂2350轧机先进的多.
该轧机液压压下和计算机控翩系统是冶金部钢
表1异板差技术指标对比
捡测日期钢种规格生产条件均方差（m）块数国际先进水平（m）
1994年5月14日16Mn107.318
14×1800^工轧制
1994年5月14日16Mn12027上铜三厂3500厚板
14×1800轧机（西门子系统）
l6Mnh:
8ramd=89
1994年5月14日33.71714×1800
l6Mn
h<15ramd=1O4
1994年5月14日31.023日本新日铁1989年14×1800投
运计算机资料70~80
Q235控制系统世界金属导报19941994年5月16日31.
227l2×1800年报导:
45
19g4年5月1川lo27733
研总院承担,过程计算机和AGC等与上钢三
厂的完全相同,表2为该轧机的实际技术水平.
表1,表2对比明显看出,新余轧机机械精
度高,异板差达到70左右,与世界先进水平相
4一
同,而上钢三厂l10左右,低于国际先进水平.
而用AGC轧制,新余的水平也是世界一流的.
但绝对值低于上钢三厂的精度水平.其原因是
新余液压APC的动态特性比上钢三厂的差上
衰2新余2500中厚扳轧机厚控精度
检测日期钢种规格生产条件
1996年4月3O日q235
8×200
1996年6月12日
1995年8月26日
APC
（相当于人工轧制）
均方差『块数
0.072316
0-06912
0.08320
1996年4月30日
塑!
王!
旦RI5.6X2000年月H1.7×.199********0
AGC
（相当于投运计算
机控制系统）
0.04213
o.04512
钢三厂是1986年搞的模拟电路,而新余则用了
高档计算机,所以说计算机硬件档次提高,并不
就一定有好效果造成这种情况的根本原因是.
由于动态设定AGC已将基础自动化级的AGC
实体去掉了.基础级只有APC.动态设定法,由
APC实现AGC功能基础级只有简单的APC
功能,它与轧件无关,无复杂的计算,所以采用
计算机没有优越性,只能增加"模一数","数一
模"转换,增大控制周期,动态特性低于模拟电
路.以上分析,为达到高质量的扳厚精度,对机
械,电气硬装备要求并不高,过高的精度是无用
的.下面分析宝钢2050控制方面问题,以进一
步说明对设备精度的实际要求水平.
（2）计算机控制系统水平与数学模型的关系
宝钢2050热连轧计算机控制系统属世界
一
流,但产品的质量主要依靠数学模型,机械设
备的精度和工况条件等因素.同一计算机系统,
几年生产后设备精度降低了,从而厚控精度也
随之降低,当改变AGC数学模型后,厚控精度
提高了一倍.由此说明计算机系统,机械设备,
工艺数学模型三者之间关系,工艺数学模型起
重要作用.
表3是动态设定AGC与西门子厚控模型
精度对比,表4是两种模型月统计表.
统计表是板卷全长数据,包括卷头部,所以
提高的程度不如表3的厚控精度提高的大.单
纯MS表两种数学模型厚度精度比较,改用动
态设定AGC后,厚度精度提高十分明显.
2050热连轧机设备精度降低最明显的是
轧辊偏心增大,开工时压靠压力l0O【H,压力波
衰3动态设定AGC与西门子厚控模型精度对比
检测日期厚度规格rm-nAGC模型l同卷极差mm卷数
1996年6月4～8西门子模型【O.1283
1995年4～8月3～6西门子模型0.14015
1996年6月4～8动态设定AGC0.0518
衰4厚控精度在±O.05mm内的百分统计衰
,月份厚'94,95年平均96年4月96年5月96年7月96年8月96年9月
1.O～2.50862287.3685.4593.8392.66946
2.9～4.0091.4290.3488.4490.8693.0891.1
4.0～8.00I85.1R76.3879.6685.26866289.4
8.0～25.460.6053.3259.4175.7880.9180.4
模型类别西门子厚拉模型动态设定AGC
动小于lot,而目前规定为50t,个别机架（FI,
F2）压力波动超过100t.目前的这种精度国内
制造的轧机是完全可以达到的,所以只要用上
动态设定AGC在现有国内设备制造水平内,
产品厚控精度完全可达到世界一流水平.
（3）热连轧机对计算机水平的要求
前面讨论已说明了对计算机的要求平,
关键是工艺控制模型.天津,E海中厚板轧矶的
过程计算机只用了PC286和386.对于七矶架
热连轧机,如果按我们的工艺控制模型（张）]差
分方程,动态设定AGC,板形向量差分方程,综
合等储备负荷分配方法等）和基于协调推理网
络的智能控制系统,采用VAX3100或a000
就可姒了.而国际上所采用的计算机系统{次
越来越高,而且连轧机控制水平是以计算机档
次的提高而平定水平的.这对于国外也可L』|兑
是对的.由于没有找到连轧的动态规律,所要处
理的信息太多,而且认为利用的信息量越大控
制精度会提高.而我国已找到了连轧过程骞观
规律,所要采集和处理的数据大大减少了,坡不
需要很先进的计算机系统.
（4）第二代热连轧机发展特点
秒流量相等条件作为第一代连轧指导理论
是够用的,因为第一代连轧机主要发展是在机
械化方面,轧制速度低,人控.第二代连轧机从
60年代至今,轧制速度很高而且是自动化发展
阶段,仍然是以秒流量相等条件为基础理论.如
何能在动态过程不成立的理论指导下使热连轧
技术发展至如此之高的水平呢?
主要是把电子
计算机科学的成果应用于控制和仿真方面
计算机的发展应用,使控制技术大发展反
馈原理的广泛应用,对于一个力学系统,采媚大
量高精度测量仪表条件下,连轧工艺理论rxi{
确与否作用不明显.在连轧机控制系统分j,
计方面,充分利用了仿真技术,国外虽然没完
整的和系统的连轧动态数学模型,但有两机架
连轧张力微分方程和引入了厚度延时方程,所
以在电子计算机上是能完整的描述和反映连轧
动态过程的,用于分析和设计系统也是完全可
行的.这也是国外十分重视和发展连轧过程电
子计算机仿真技术的原因和意义.
在计算机发展到今日之水平,连轧动态理
论的应用意义在于,它的应用将使连轧的控制
装备大大简化,而且连轧过程的分析和控制系
一
6一
统设已不依赖电子计算机仿真技术支持丁
连轧动态解析理论是可以用于分析和控制的理
晓,我国首先建立了这种理论,当然在它指导下
的新…代连轧机应该在中国实现第三代连轧
机是第二代连轧机发展方向的否定,将由复杂
走向简化,而第二代连轧机则为不断地复杂化
的过程
0垒I业邓钢铁研究总院
张进z扬新法吴增强
钢锭冷却过程计算机仿真
研究课题通过鉴定
由包头钢铁学院张胤完成的"钢锭冷却过
程计算机仿真研究"课题近日通过内蒙古科委
组织的鉴定,并认为这一成果已达到国内领先
水平.
目前包钢初轧能力小于炼钢能力,每年帽
当一批钢锭变不成钢坯.为了解决这一难题包
钢院青年教师张胤在三维流场软件基础上,结
合自己对凝固潜热的处理新方法直接处理
法.开发出三维直角坐标系下非稳定志传热计
算软件.应用该软件准确地提出了钢锭模在镇
静,开脱两个工艺上可节约的时间,并对三个
主要锭型都提出了相应的缩径时间,这种新的
"传搁时间"操作规程试行后.一年可减少能耗
125万元.多轧钢坯l5万吨,年创效益3000多
万元.
动态大流量液体液位自动
控制装置应用成功
一
种最新的安全,防火新技术——动态赶
流量液体液位自动控制装置在邯钢总厂焦化分
厂现场应用获得成功.
该技术运用流体动力学原理.由液位传感
器和自动机构组成,能在动态大流量的工况下.
安全地自动控制罐储液体.具有不用电,不耗
能,不影响在线技术功能,无静电,无火花,无需
专人值守.能动,主动,自动,储液,用液两l力便
等特点.广泛适用于冶金焦化,石油,化工,轻
升级会员 