目前，我(wo)國已(yi)建和在建的(de)(de)寬(kuan)帶(dai)(dai)鋼(gang)熱連(lian)軋生(sheng)產線總數(shu)達到80條，設計產能超過(guo)2.5億噸(dun)。由(you)于生(sheng)產條件復(fu)雜，變化(hua)及(ji)耦合因素多(duo)，寬(kuan)帶(dai)(dai)鋼(gang)熱連(lian)軋是技術(shu)密集(ji)度很高的(de)(de)生(sheng)產工(gong)序。其(qi)中(zhong)，“煉鑄(zhu)軋一體化(hua)”計劃集(ji)成與調(diao)度技術(shu)，自動控(kong)制(zhi)(zhi)技術(shu)和板形綜合控(kong)制(zhi)(zhi)技術(shu)已(yi)發展為熱軋寬(kuan)帶(dai)(dai)鋼(gang)生(sheng)產過(guo)程中(zhong)的(de)(de)關(guan)(guan)鍵共性技術(shu)，對于節能降(jiang)耗(hao)、產品質量控(kong)制(zhi)(zhi)、企業(ye)經濟效(xiao)益(yi)提高等具有決定作用，應(ying)當給予更多(duo)的(de)(de)關(guan)(guan)注。
一體化新工藝優勢凸顯
在(zai)整個帶(dai)鋼(gang)生(sheng)(sheng)(sheng)產流(liu)(liu)(liu)(liu)程(cheng)中，煉(lian)鋼(gang)、連鑄、熱軋工序銜接(jie)尤其緊密，三者之間的(de)(de)物流(liu)(liu)(liu)(liu)、信息流(liu)(liu)(liu)(liu)匹配(pei)不僅是正常(chang)生(sheng)(sheng)(sheng)產的(de)(de)保(bao)證，對降低能耗和(he)生(sheng)(sheng)(sheng)產成本、提高產品(pin)質(zhi)量(liang)也(ye)至(zhi)關重(zhong)要。針對寬帶(dai)鋼(gang)生(sheng)(sheng)(sheng)產過程(cheng)中，煉(lian)鋼(gang)、連鑄、熱軋三大工序的(de)(de)一體化(hua)生(sheng)(sheng)(sheng)產新工藝和(he)節能減排(pai)的(de)(de)實(shi)際需求，從生(sheng)(sheng)(sheng)產管理(li)機構重(zhong)組(zu)、業務流(liu)(liu)(liu)(liu)程(cheng)再(zai)造、工藝集(ji)成方案優(you)化(hua)和(he)集(ji)成計(ji)劃與調(diao)度系統(tong)研發等方面進行系統(tong)研究，顯得尤為重(zhong)要。
在(zai)多年(nian)的理論(lun)研究和工(gong)業實踐中，業內(nei)提出(chu)了寬(kuan)帶鋼生產“煉鑄軋一(yi)體化”新工(gong)藝整(zheng)體解決方案，并且研制了生產計劃集成與動(dong)態調度系統完(wan)整(zheng)的運行平(ping)臺和系列技術，主(zhu)要包括以下(xia)幾個方面：
生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)計劃集(ji)成(cheng)與(yu)調度系(xi)(xi)統(tong)整體(ti)框架(jia)和解決方案。框架(jia)以訂單追(zhui)蹤(zong)為(wei)核心(xin)理念(nian)，采用分層式結(jie)構設(she)計，既(ji)適(shi)用于現(xian)有生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線(xian)的(de)(de)(de)工藝流程重(zhong)組，又適(shi)用于新建(jian)(jian)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線(xian)的(de)(de)(de)系(xi)(xi)統(tong)建(jian)(jian)設(she)。整體(ti)解決方案包括了煉、鑄、軋三大工序(xu)的(de)(de)(de)抽象建(jian)(jian)模(mo)、數學描述、功能模(mo)塊的(de)(de)(de)定義(yi)以及(ji)模(mo)塊間(jian)的(de)(de)(de)業務流程等。各(ge)功能模(mo)塊可以根據不(bu)同企(qi)業的(de)(de)(de)具體(ti)要(yao)求進行適(shi)當的(de)(de)(de)裁剪、適(shi)配(pei)、重(zhong)組，以滿足企(qi)業個(ge)性化設(she)計的(de)(de)(de)要(yao)求。通(tong)過消息(xi)集(ji)成(cheng)中心(xin)和其他通(tong)信接口，可實現(xian)與(yu)企(qi)業ERP系(xi)(xi)統(tong)以及(ji)煉、鑄、軋生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)控(kong)制系(xi)(xi)統(tong)間(jian)無縫對接，既(ji)保持了系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)獨立性，又使整個(ge)企(qi)業信息(xi)化系(xi)(xi)統(tong)融為(wei)一體(ti)。
適合不同生產工(gong)(gong)藝的(de)(de)煉、鑄、軋集成計(ji)劃(hua)(hua)(hua)(hua)與(yu)調(diao)度(du)模(mo)型以及(ji)相(xiang)應的(de)(de)優化(hua)(hua)(hua)算(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。這些算(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)主要包括基于(yu)(yu)約(yue)束規劃(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)熱軋CCR批量計(ji)劃(hua)(hua)(hua)(hua)算(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，基于(yu)(yu)遺(yi)傳算(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)HCR批量計(ji)劃(hua)(hua)(hua)(hua)優化(hua)(hua)(hua)算(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，基于(yu)(yu)改(gai)進(jin)遺(yi)傳算(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)HCR板坯入庫決策優化(hua)(hua)(hua)算(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，基于(yu)(yu)改(gai)進(jin)蟻群(qun)算(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)DHCR批量計(ji)劃(hua)(hua)(hua)(hua)優化(hua)(hua)(hua)算(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、混裝計(ji)劃(hua)(hua)(hua)(hua)優化(hua)(hua)(hua)算(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，基于(yu)(yu)約(yue)束規劃(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)煉鋼-連鑄調(diao)度(du)算(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)以及(ji)一體化(hua)(hua)(hua)作業調(diao)度(du)仿真算(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)等，解決了(le)(le)三大工(gong)(gong)序(xu)物(wu)流匹配、銜接問題，為一體化(hua)(hua)(hua)計(ji)劃(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)實施提供依據，大大簡化(hua)(hua)(hua)了(le)(le)決策的(de)(de)過程(cheng)，日(ri)計(ji)劃(hua)(hua)(hua)(hua)編排時(shi)(shi)間可(ke)由人工(gong)(gong)編制(zhi)時(shi)(shi)的(de)(de)幾個小時(shi)(shi)縮短為30分鐘。
基(ji)于規則推理的(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)態(tai)調(diao)(diao)度與(yu)(yu)策略化動(dong)(dong)態(tai)調(diao)(diao)整(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)三大(da)工序調(diao)(diao)控(kong)方案和實施(shi)技術(shu)(shu)。基(ji)于規則推理的(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)態(tai)調(diao)(diao)度技術(shu)(shu)主(zhu)要是通過銜接區物流管制與(yu)(yu)動(dong)(dong)態(tai)調(diao)(diao)控(kong)，實現鑄軋間(jian)物流的(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)態(tai)銜接與(yu)(yu)匹配，自動(dong)(dong)消(xiao)除多(duo)鑄機、多(duo)流供料時生產(chan)節奏上的(de)(de)(de)(de)(de)差異，保證了DHCR生產(chan)工藝的(de)(de)(de)(de)(de)實施(shi)。策略化動(dong)(dong)態(tai)調(diao)(diao)整(zheng)技術(shu)(shu)解(jie)決了因設備故(gu)障和工藝異常所造成的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)計(ji)劃(hua)中斷，須動(dong)(dong)態(tai)調(diao)(diao)整(zheng)作業計(ji)劃(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題。該技術(shu)(shu)通過決策支(zhi)持系統與(yu)(yu)仿真系統較好地解(jie)決了生產(chan)實踐中的(de)(de)(de)(de)(de)難題。
一體化計劃集成與調度技術用于武鋼二熱軋生產線，實現平均熱裝率大于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℃。
板形控制技術提質降耗
板(ban)(ban)形(xing)是(shi)寬帶(dai)鋼一項非常重要的(de)質量指標。若板(ban)(ban)形(xing)控制(zhi)技術配置完備、先進(jin)，則可以增加生產線主(zhu)動控制(zhi)帶(dai)鋼板(ban)(ban)形(xing)的(de)能(neng)力，以適(shi)應(ying)各種軋制(zhi)條件下的(de)板(ban)(ban)形(xing)控制(zhi)要求。寬帶(dai)鋼熱軋機的(de)板(ban)(ban)形(xing)綜合(he)控制(zhi)技術的(de)配置主(zhu)要包(bao)括以下內容：
粗軋(ya)(ya)機和精(jing)軋(ya)(ya)機的(de)全(quan)部機架采用(yong)變(bian)接觸支持輥技(ji)術(shu)，自動消除輥間“有害(hai)接觸區”，將低(di)橫向剛(gang)度(du)輥縫轉化為高橫向剛(gang)度(du)輥縫，增加軋(ya)(ya)機對板形(xing)干擾(rao)因素的(de)抵抗能力，改善(shan)軋(ya)(ya)機的(de)板形(xing)調控性能，降低(di)軋(ya)(ya)輥消耗(hao)。
在(zai)精(jing)軋(ya)機組的上游機架（如(ru)F1～F4）采用高效(xiao)變凸度(du)工作(zuo)輥(gun)技術(shu)，通過竄輥(gun)使(shi)其板形(xing)調(diao)節(jie)能力與帶(dai)鋼寬(kuan)度(du)成(cheng)線性(xing)關系(xi)，在(zai)大(da)幅度(du)增加軋(ya)機整體板形(xing)控(kong)制能力的同時，增強對窄規格的板形(xing)調(diao)控(kong)能力。
在下游機(ji)架采用(yong)常規工(gong)作(zuo)輥(gun)，通過(guo)軋輥(gun)往復(fu)周期的(de)竄(cuan)動，均勻(yun)化軋輥(gun)的(de)磨損(sun)，以適應自由規程軋制(zhi)(zhi)的(de)要求(qiu)。為(wei)兼顧整(zheng)個(ge)軋制(zhi)(zhi)單(dan)位(wei)內(nei)的(de)板(ban)形控(kong)制(zhi)(zhi)，設計了特殊的(de)變行程的(de)常規工(gong)作(zuo)輥(gun)竄(cuan)輥(gun)策略(lve)。針對特殊的(de)品種，如硅鋼，也可(ke)在末機(ji)架或末兩個(ge)機(ji)架采用(yong)非對稱工(gong)作(zuo)輥(gun)技術，實現板(ban)形控(kong)制(zhi)(zhi)和磨損(sun)控(kong)制(zhi)(zhi)的(de)雙重功(gong)能，對帶鋼邊(bian)部板(ban)形進行有效控(kong)制(zhi)(zhi)。
考慮熱帶鋼軋機板形控制特性的上下游輥形配置策略，采用能適應靈活輥形配置的、功能齊全的板形控制模型，包括過程控制級的板形設定模型、板形自學習模型和基礎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償策略，實現高精度的板形自動控制。
先進的板形控制功能有力地保障了產品的板形質量，使得帶鋼的板形控制精度達到很高的水平，并且生產線對自由規程軋制的適應能力很強，同寬軋制量可達70千米，逆寬跳躍可達300毫米。自由規程軋制的實現，不僅可降低軋輥消耗，減少輔助生產時間，對于提高熱裝率并由此降低能耗也有好處。
自動控制技術提升產品精度
自(zi)動控制技術(shu)對熱(re)軋(ya)(ya)寬帶鋼的(de)(de)(de)(de)產(chan)品性能、生(sheng)(sheng)產(chan)效率、成(cheng)材(cai)率等有重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)，決定著(zhu)熱(re)連(lian)軋(ya)(ya)生(sheng)(sheng)產(chan)線(xian)的(de)(de)(de)(de)先進程度。國內經過多年(nian)的(de)(de)(de)(de)消化、吸(xi)收(shou)和創(chuang)新(xin)，開發(fa)成(cheng)功全(quan)套熱(re)連(lian)軋(ya)(ya)工(gong)藝模(mo)型(xing)和控制模(mo)塊，并成(cheng)功應(ying)用(yong)于武鋼1700mm、重(zhong)鋼1780mm等多條(tiao)熱(re)連(lian)軋(ya)(ya)生(sheng)(sheng)產(chan)線(xian)，取得(de)了好(hao)的(de)(de)(de)(de)控制效果(guo)。自(zi)動控制系統的(de)(de)(de)(de)開發(fa)和應(ying)用(yong)也為今后(hou)的(de)(de)(de)(de)技術(shu)升(sheng)級和進步(bu)奠定了扎實的(de)(de)(de)(de)基礎。
自動控制系(xi)統硬(ying)件配置。為(wei)了滿足(zu)熱連軋(ya)快(kuai)速、精(jing)確控制的要(yao)求，控制系(xi)統的配置須充分考慮熱連軋(ya)生產工藝(yi)特點以及自動控制系(xi)統硬(ying)件、軟件的發展趨勢，以保證整個系(xi)統的先進性(xing)、可靠性(xing)、開放性(xing)和便于維護(hu)。
先進控制功能。這主要包括規程計算(suan)、AGC子系統(tong)、精(jing)軋溫(wen)(wen)度(du)控制、卷取溫(wen)(wen)度(du)控制等(deng)功能。
規程計算。規程計算對(dui)帶鋼頭部(bu)的(de)厚度控制精度有(you)決定性的(de)影響(xiang)。根據生(sheng)產工藝(yi)特點，軋(ya)件從出爐到卷取完(wan)成這段(duan)時間內要進行多次規程設定計算，包括預(yu)計算、再計算、后計算、模型自(zi)適應。
AGC子系統。該系統開發了各種(zhong)(zhong)AGC控(kong)(kong)制算(suan)法及組(zu)合使用策略(lve)，包(bao)括厚度計AGC、監控(kong)(kong)AGC、前饋AGC等(deng)。另外為了提高厚度控(kong)(kong)制精(jing)度，使穿(chuan)帶、拋(pao)鋼(gang)過程穩(wen)定，采(cai)用多種(zhong)(zhong)補償方案，如兩側(ce)油缸的同步控(kong)(kong)制、伺服閥流量補償、咬鋼(gang)沖擊補償、軋(ya)輥(gun)偏心補償等(deng)。AGC的關鍵參數采(cai)用專家系統、神經網絡(luo)等(deng)先進算(suan)法進行整定和優(you)化(hua)。
精(jing)軋溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)控(kong)(kong)制。終軋溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)控(kong)(kong)制包括頭部(bu)終軋溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)控(kong)(kong)制和全長(chang)(chang)(chang)終軋溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)控(kong)(kong)制兩部(bu)分(fen)。軋件(jian)(jian)頭部(bu)終軋溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)控(kong)(kong)制的目的是將軋件(jian)(jian)頭部(bu)離開精(jing)軋機組時的溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)控(kong)(kong)制在(zai)所(suo)要求的范圍內，并為全長(chang)(chang)(chang)終軋溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)控(kong)(kong)制提供(gong)良好(hao)的初始條件(jian)(jian)。在(zai)精(jing)軋預設定計算時，該(gai)系統根(gen)據預測的精(jing)軋入口處帶鋼全長(chang)(chang)(chang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)變化，計算出(chu)合適(shi)的溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)加(jia)速(su)度(du)(du)(du)，通過加(jia)速(su)度(du)(du)(du)控(kong)(kong)制帶材全長(chang)(chang)(chang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)的波(bo)動趨勢。
卷取溫度控制。相對于(yu)傳統(tong)的(de)(de)統(tong)計回歸模(mo)型，該系統(tong)采用基于(yu)有限(xian)差分(fen)算法的(de)(de)溫度預報模(mo)型，可以比較細致地考慮換(huan)熱(re)邊界條件(jian)、厚度方(fang)向(xiang)熱(re)傳導、帶鋼熱(re)物性參數與帶鋼的(de)(de)溫降之(zhi)間相互(hu)影響的(de)(de)關系。
自動控制技術可助力縮短熱試的時間、盡早達產、提高產品精度，而且齊全的控制功能、高精度的質量控制模型及預置的模型工藝參數，也有利于生產線品種規格的自動擴展，包括高牌號的無取向硅鋼、高級別的管線鋼、先進高強度鋼板等品種均能實現(xian)穩(wen)定(ding)生產(chan)，在薄規格不銹(xiu)鋼生產(chan)方面也實現(xian)了重大突破。