冶金工业轧制工艺的自动化技术发展研究

发表时间:2020/7/22   来源:《科学与技术》2020年2月第6期   作者:宋军飞
[导读] 随着时代的发展,再加上冶金行业本身所具有的特点,

         摘  要:随着时代的发展,再加上冶金行业本身所具有的特点,现如今自动化技术的应用已经成为该行业的必然发展趋势。冶金工业轧制工艺的自动化技术具有越来越重要的作用,自动化控制网络的应用在我国仍处在初级阶段,若要加快自动化冶金技术的发展,必然需要对此技术进行分析与展望。我国自动化技术在冶金存在着一定的问题,而且我国的冶金工业经过多年的迅猛发展正在处于艰难的转型期,企业面临着多重压力。冶金工业轧制生产过程作为成品材加工的主要工序,在一定程度上起着决定性作用。
         关键词:冶金工业;轧制工艺;自动化技术;发展
         1 系统简介
         1.1 设备执行系统
         各类电动机、电磁铁、液压缸以及阀门和开光等装置组成了轧制工艺的设备执行系统。其中轧机的主传动电动机控制及液压伺服控制是与轧制工艺的自动化水平密切相关的主要设备。轧制主传动系统对工作具有一定的要求,比如速度响应快以及转矩脉动低等。直流传动是过程去很长一段时间的主要传动方法,但直流电动机有一个缺点,只能在有直流电源的情况下才可以使用,这个固有缺陷限制了制约了轧机主传动箱的方向发展。
         1.2 过程自动化系统
         过程自动化系统是保证产品生产过程的主要系统,是保障产品质量的主要环节。其过程控制主要由计算机系统的软硬件实现,控制平台主要包括工艺控制数学模型、数据库、PDI等部分。轧制规程设定与模型计算是过程自动化系统的核心功能,其他功能还包括模型计算、数据分析、质量控制、报表生成等。这些自动控制功能直接决定了材料轧制工艺的好坏与产品的质量,产品的形状尺寸都依托这些自动控制功能来实现。初始情况下除了对压制过程进行设定之外,还需要设定一系列的高度、厚度、直径的等尺寸,还能对结果进行修正,从而实现自动化系统控制的最优化。
         1.3 综合分析检测系统
         综合分析系统主要功能是对产品的质量进行监控检测与分析。轧制工艺是产品生产的最后一道工序,因此轧制程中的综合分析检测系统主要实现生产设备状态的故障监测和诊断以及对产品质量信息的检测和分析。轧制工艺的稳定性与精准性具有很高的要求,这是由于轧制工艺本身的重要性来决定的,它不仅仅是最重要的一道工艺,还决定着成品和半成品的输出。因此,综合分析检测系统对于产品的残次率以及成本的节约具有着非常关键的决定作用[1]。目前随着智能化的检测仪器的研发和生产,以及计算机软硬件的高速发展,现代综合分析检测技术越来越先进化和智能化,能够为轧制生产质量管理、在线监控提供更多的有效信息。
         2 我国冶金工业发展现状
         2.1 冶金的技术水平不断提升,产量增加
         随着钢铁体量需求的不断增加,我国冶金工业的产量一直稳居世界前列,技术水平也在不断的提升中,为冶金工业的发展带来了充足动力。航空航天工程逐步推进大环境下,基础设施建设的不断完善,我国的冶金工业正在从高产量走向高质量的转型升级,在进行高铁建造时需要冶金工艺能够达到一定的水平,而近年来不断发展的高铁运输网络正说明了我国冶金工业技术已经取得了一定的发展[2]。而随着航天航空工程的不断推进,从空间站到墨子号,无一不标志着在高精尖领域我国的冶金工业也有一席之地。我国冶金工业取得的成就为世界所瞩目。
         2.2 冶金企业的管理模式调整,市场化运作
         冶金企业逐步进行转型升级,通过调整管理模式的方式实现市场化的运作,为冶金工业的发展注入了新鲜活力。众所周知市场竞争的法则即是优胜劣汰,这就使得冶金工业在市场竞争的倒逼下不得不进行及时的技术或管理模式调整,这种方式有效的促进了冶金行业的自我发展和良性竞争,从而为冶金工业取得瞩目的成就奠定了制度上的基础。冶金工业的市场化运作还使其生产能够更加贴合发展的需要,避免盲目生产造成的资源浪费[3]。

而企业化的管理模式能够摆脱传统计划经济下一成不变的冶金生产方案,企业为了盈利不得不进行技术的创新和发展,从而实现冶金工业技术水平的不断提升。市场化的管理使得整个企业的运转更加高效,帮助冶金工业的生产效率得到提升。
         2.3 冶金工业对于生态保护带来的一定挑战
         新世纪以来对于生态环境的保护越来越受到重视,可持续发展的理念逐渐深入人心,而传统的冶金工业具有高污染、高消耗的特点,这使得冶金工业的发展面临新的挑战。冶金工业的原料开采不可避免的会对原料开采地造成一定的破坏,破坏性的发掘更是屡见不鲜,给当地居民带来了严重的困扰。而冶金同样还会造成土壤污染、水污染等问题,对人们的生命健康安全造成一定的威胁。冶金工业会造成大量的工业废水,这些工业废水中不仅包含着工业污染物,其中还有一定的重金属元素,这些工业废水一旦没有进行有效的处理,会造成水污染和土壤污染,摄入人体以后会对人体的机能造成不可逆转的破坏,从而产生安全威胁。冶金工业排放的废气对于加剧温室效应,带来雾霾威胁也造成了重要的影响,使得空气质量下降,不利于生产生活质量的提升,并且带来安全隐患。
         3 轧制工艺自动化技术发展趋势
         3.1 基于物联网的冶金信息化平台建设
         物联网是我国各行各业发展的大趋势。同时冶金工业轧制工艺的自动化技术也在向着智能化、信息化的方向不断发展,其控制过程更是强调便捷智能化。因此,无论是产品研发还是生产制造,智能化与自动化无疑是必然的发展趋势。这就需要依托物联网技术以及信息化网络的搭建,从而实现产品设计、生产、管理、检测等各个工艺环节精准的无缝衔接,在一定程度上改进并提升企业的生产和业务流程。
         3.2 高端装备技术的研发
         中国近些年来已经研发制造出许多以前不能国产的大型设备,比如大型冷热连轧机,这是一个非常明显的进步态势。若要继续实现高端技术的研发与设备的创新,就要依托互联网大数据分析模型,将工业化与信息化概念相互结合,制定相关技术的研发方向。尤其是我国目前没有专利使用权的昂贵的进口技术,需要投入大量科研经费与人才进行相关研究。具有高精度轧制能力的成套装备技术是研发的重要方向[4]。中国已具备交流变频主传动能力,但核心控制器软硬件依赖进口,高端智能化装备是主要发展与研究方向。
         3.3 企业信息化系统方面
         在互联网技术发展的基础与前提之上,企业信息化刻不容缓,利用企业信息化可以加强冶金工业的动态管理过程。实现这一目标需要对生产的实时数据进行采集和管理,同时对冶金轧制工艺中的生产和控制进行集成,提升冶金工业轧制工艺自动化技术的智能化水平。这能够有效降低冶金工业生产的成本,从而扩大市场,不断促进冶金工业轧制工艺的信息化与自动化,实现能源的实时动态监测,促进现代化企业与工业的进步,这无疑是一个大的发展趋势。
         结束语
         总而言之,随着网络信息技术的不断进步,互联网和物联网的广泛应用,冶金工业轧制工艺自动化也一定会得到不断的优化。另外,随着冶金方面国家重点学科和重点实验室的建设,使得相关轧制生产环节的设备与工艺都在不断改良和优化。
         参考文献
         [1]王燕伟.虚拟化技术在冶金轧制生产线的应用和优化[J].中国金属通报,2018(10):1-2.
         [2]田亚强,张宏军,宋进英,魏英立,陈连生.冶金锯片用65Mn钢轧制工艺参数的热模拟优化[J].机械工程材料,2016,40(07):91-96.
         [3]李坤.中国现阶段冶金企业轧制技术现状与展望[J].世界有色金属,2016(11):97+99.
         [4]杏玮.轧制对碳钢不锈钢冶金结合的影响[J].科技传播,2014,6(21):145-146.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: