轧钢工艺计算机仿真技术探究

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摘要：首先介绍了轧钢工艺、计算机仿真技术近年来的快速发展，其次分析了计算机仿真技术在轧钢工艺优化中的应用，最后进一步说明计算机仿真技术在轧钢生产节能中的融合运用，推动轧钢工艺、设备的优化发展。

关键词：轧钢工艺；计算机仿真；设备优化

随着近年来我国钢铁产能的不断扩大，钢铁企业生产竞争日益激烈，轧钢作为钢铁生产的重要环节，对于钢材制品的品类、质量起到了举足轻重的作用。在现有产能基础的情况下，有效提升生产效率以及产品多样性关乎企业的竞争力。在不增加设备投资的情况下，采用计算机仿真技术，在现有机组敏捷生产出更多不同钢种、规格的产品符合符合钢铁企业的发展需求。

1轧钢工艺及设备的发展

轧钢是通过改变钢坯形状的压力加工过程，一方面为了得到所需的钢制品形状，另一方面为了改善钢制品内部特性。冷轧和热轧是根据轧制温度不同而划分的，纵轧，横轧和斜轧是根据不同的轧制时轧件与轧辊的相对运动而划分的。一般轧制和特殊轧制是根据轧制的成型特点划分的。近些年，轧钢工艺也在不断改进和升级，主要是受轧钢工艺发展的影响。我国在轧钢工艺方面的重大进展包括：1）铸轧一体化，由于连续、高效、可控的轧制工艺，以及计算机等高新技术的容易应用，以轧制为特征的连续轧制技术在相当长的一段时间内仍将是钢铁行业钢材成形的主流技术，但轧制工艺前后的连接技术将取得巨大进步。由于连铸的发展，初轧工序已经被逐步淘汰了。生产的薄带连铸技术是直接冷轧，使连铸和热轧过程集成。铸轧一体化将优化了整个轧制过程。2）灵活的轧制过程，应用程序的压力宽度调整技术和形状控制技术在热带钢轧制，实现自由安排轧制板的宽度。粗糙和介质轧制技术的应用在杆和线生产实现了自由轧制。冷弯焊管机器也可以实现自由规范生产。这些新技术使轧制过程灵活。3）轧钢技术进步的主得益于信息技术的应用。高新技术包括形状自动控制，自由安排，精度高、多参数在线综合测试在内，这些高新技术的应用可以优化轧钢生产。轧机最早由计算机模型控制，后来转变成人工智能控制。这些改变也是因为信息技术的发展，信息技术的发展具有优化生产周期，减少库存和降低成本的优点。

2计算机仿真技术的发展状况分析

计算机模拟技术主要是一个全面的技术，利用计算机科学和技术的成就建立模拟系统模型，并对模型进行动态实验在特定的实验条件。被广泛应用在分析、设计、运行、评价已经培训系统中，因其具有运行高效安全，且不受环境条件影响，可以改变时间比例尺的特点。自1980年代以来，随着计算机技术的发展，仿真技术已经进入了一个新时代的计算机模拟和仿真应用软件。计算机仿真技术的实用价值是增加，它已广泛应用于人们的生产和生活的各个方面，如仪器、虚拟制造、电子产品设计、模拟训练等。从90年代以来，基于计算机仿真技术，建立了一批高水平、大规模的环内硬件仿真系统，如射频制导导弹环内硬件仿真系统、红外制导导弹环内硬件仿真系统、战斗机工程飞行模拟器、战斗机环内硬件仿真系统、驱逐舰环内硬件仿真系统等，发挥了重要作用。综上所述，随着科学技术的迅速发展，计算机仿真已经成为一种不可或缺的手段，控制系统的分析、研究和设计。计算机模拟的意义在于它的应用。仿真技术的应用可以降低控制系统的开发成本，提高安全实验的过程中，调试和培训，带来巨大的社会效益和经济效益，应用于工程和非工程。目前，计算机仿真技术已广泛应用于机械制造、航空航天、交通运输、船舶工程、经济管理、工程建设、军事仿真、医疗卫生等领域。

3计算机仿真技术在轧钢工艺的实际应用探究

3.1计算机仿真软件

计算机仿真软件主要为了提高两方面能力，一是解决问题的能力，二是面向用于模块，添加功能描述和模式实验。通过仿真软件，用户使用不同的技术水平可以用他们的语言来表达不同程度的问题，与计算机方便地交流，并完成建模和仿真实验。仿真软件分为模拟语言，模拟方案和仿真软件系统。仿真语言是最广泛使用的仿真软件。仿真软件包是一种用于仿真特殊应用领域的程序系统。软件设计师设计通用程序段划分为通用子程序模块，并设计一个主程序模块调用子程序模块。仿真研究人员可以使用这个程序包，而无需繁重的编程工作。这些计算机仿真软件重要环节是仿真建模，仿真建模是建立被仿真对象的相似物或其结构形式。它可以是物理模型或数学模型，好的模型为后续仿真提供了良好的基础。

3.2计算机仿真在轧钢工艺中的实际应用

轧钢工业的不断发展，大量的系统和项目涉及有一定的复杂性和特殊性。为提高生产的安全性和经济，计算机仿真技术可以快速发现生产过程中的规则和机制，并提供有效的理论和实验依据改善产品的性能指标。小圆钢冷却床的运动是非常不同于普通圆钢轧制领域。因此，有必要研究冷却床的基本结构和工作原理。根据建立的运动模型结构，在计算机上进行仿真验证测试，使用理想的冷却床可以生产出目前最小尺寸的圆钢。本研究涉及的冷床是一种逐步旋转式冷却床。它具有两种齿板，即V形齿板和U形齿基。彼此移动，原理是以一种方式移动并同时绕另一根轴旋转。鉴于存在问题的基本结构，模拟器还必须能够从科学理论的另一个角度进行深入分析，如果是直径较小的扁钢，则很可能与模拟器不兼容。V形齿的第二个尖端，第二个V形齿的西壁相互接触，这是拼图的组成部分，它们都属于冷却床旋转的突破极限，原因之一是旋转过程中会出现不稳定，从而导致快速冷却失败。在碰撞过程中第二的v型齿小圆钢或轴，u型牙齿会向下移动，继续前进，而v型牙将新闻向下和向后移动。这实际上是必要的条件。首先，根据针对严重磨损和详细规格的模型实验的结果，对相同类型的工字钢进行建模和仿真，并在正常条件下对其进行分析。从实际情况出发，从仿真模拟数据的计算和性能可以看出，在冷却床下小圆钢运动相对不稳定的快速冷却效果非常好，并进行了数字仿真，冷却床和机芯可以被稳定地冷却，产生了良好的效果，但可控性相对较差。

3.3计算机仿真技术在轧钢生产节能的应用

加热炉属于热轧生产重要能耗设施，其功能是加热轧件到规程轧制温度，采用计算机仿真技术，对加热炉、轧件进行建模，在计算机仿真系统中对加热炉各类参数进行调整，针对不同的轧制产品，生产节奏，来料状态优化加热炉工艺参数，大幅优化加热炉空耗与轧制节奏关系，可较大幅度降低加热炉煤气消耗，通过仿真结果分析，采用计算机仿真技术，动态优化加热炉各类燃烧参数，在定制化生产过程中，产生了明显的效果，通常可降低20%左右的能耗，同时增加了余热回收。同时，通过计算机仿真技术辅助人工进行现场生产培训，利用软件进行加热炉各类工况运行状态调整，在操作的过程中，控制方式和显示变量可以任意选择，连续和不连续的干扰因素可以设置，可以进行自动或手动操作调整显示各种参数的静态和动态变化特征在操作的过程中调整。尤其是针对一些小概率且容易产生较大事故的状况，极少在实际生产中出现，采用计算机仿真技术模拟此类异常，评测操作人员技能掌握且不会发生问题，起到了较好的作用，是从事加热炉操作人员较好的辅助培训工具。

4结语

综上所述，随着计算机仿真技术快速发展，已影响到钢铁行业的方方面面，从工艺优化、节能降耗、人员培训、生产管理等。是提升钢铁生产企业竞争力的必由之路。

作者:李邈 单位:中冶赛迪重庆信息技术有限公司