軋鋼工藝計算機仿真技術探究

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摘要：首先介紹了軋鋼工藝、計算機仿真技術近年來的快速發展，其次分析了計算機仿真技術在軋鋼工藝優化中的應用，最后進一步說明計算機仿真技術在軋鋼生產節能中的融合運用，推動軋鋼工藝、設備的優化發展。

關鍵詞：軋鋼工藝；計算機仿真；設備優化

隨著近年來我國鋼鐵產能的不斷擴大，鋼鐵企業生產競爭日益激烈，軋鋼作為鋼鐵生產的重要環節，對于鋼材制品的品類、質量起到了舉足輕重的作用。在現有產能基礎的情況下，有效提升生產效率以及產品多樣性關乎企業的競爭力。在不增加設備投資的情況下，采用計算機仿真技術，在現有機組敏捷生產出更多不同鋼種、規格的產品符合符合鋼鐵企業的發展需求。

1軋鋼工藝及設備的發展

軋鋼是通過改變鋼坯形狀的壓力加工過程，一方面為了得到所需的鋼制品形狀，另一方面為了改善鋼制品內部特性。冷軋和熱軋是根據軋制溫度不同而劃分的，縱軋，橫軋和斜軋是根據不同的軋制時軋件與軋輥的相對運動而劃分的。一般軋制和特殊軋制是根據軋制的成型特點劃分的。近些年，軋鋼工藝也在不斷改進和升級，主要是受軋鋼工藝發展的影響。我國在軋鋼工藝方面的重大進展包括：1）鑄軋一體化，由于連續、高效、可控的軋制工藝，以及計算機等高新技術的容易應用，以軋制為特征的連續軋制技術在相當長的一段時間內仍將是鋼鐵行業鋼材成形的主流技術，但軋制工藝前后的連接技術將取得巨大進步。由于連鑄的發展，初軋工序已經被逐步淘汰了。生產的薄帶連鑄技術是直接冷軋，使連鑄和熱軋過程集成。鑄軋一體化將優化了整個軋制過程。2）靈活的軋制過程，應用程序的壓力寬度調整技術和形狀控制技術在熱帶鋼軋制，實現自由安排軋制板的寬度。粗糙和介質軋制技術的應用在桿和線生產實現了自由軋制。冷彎焊管機器也可以實現自由規范生產。這些新技術使軋制過程靈活。3）軋鋼技術進步的主得益于信息技術的應用。高新技術包括形狀自動控制，自由安排，精度高、多參數在線綜合測試在內，這些高新技術的應用可以優化軋鋼生產。軋機最早由計算機模型控制，后來轉變成人工智能控制。這些改變也是因為信息技術的發展，信息技術的發展具有優化生產周期，減少庫存和降低成本的優點。

2計算機仿真技術的發展狀況分析

計算機模擬技術主要是一個全面的技術，利用計算機科學和技術的成就建立模擬系統模型，并對模型進行動態實驗在特定的實驗條件。被廣泛應用在分析、設計、運行、評價已經培訓系統中，因其具有運行高效安全，且不受環境條件影響，可以改變時間比例尺的特點。自1980年代以來，隨著計算機技術的發展，仿真技術已經進入了一個新時代的計算機模擬和仿真應用軟件。計算機仿真技術的實用價值是增加，它已廣泛應用于人們的生產和生活的各個方面，如儀器、虛擬制造、電子產品設計、模擬訓練等。從90年代以來，基于計算機仿真技術，建立了一批高水平、大規模的環內硬件仿真系統，如射頻制導導彈環內硬件仿真系統、紅外制導導彈環內硬件仿真系統、戰斗機工程飛行模擬器、戰斗機環內硬件仿真系統、驅逐艦環內硬件仿真系統等，發揮了重要作用。綜上所述，隨著科學技術的迅速發展，計算機仿真已經成為一種不可或缺的手段，控制系統的分析、研究和設計。計算機模擬的意義在于它的應用。仿真技術的應用可以降低控制系統的開發成本，提高安全實驗的過程中，調試和培訓，帶來巨大的社會效益和經濟效益，應用于工程和非工程。目前，計算機仿真技術已廣泛應用于機械制造、航空航天、交通運輸、船舶工程、經濟管理、工程建設、軍事仿真、醫療衛生等領域。

3計算機仿真技術在軋鋼工藝的實際應用探究

3.1計算機仿真軟件

計算機仿真軟件主要為了提高兩方面能力，一是解決問題的能力，二是面向用于模塊，添加功能描述和模式實驗。通過仿真軟件，用戶使用不同的技術水平可以用他們的語言來表達不同程度的問題，與計算機方便地交流，并完成建模和仿真實驗。仿真軟件分為模擬語言，模擬方案和仿真軟件系統。仿真語言是最廣泛使用的仿真軟件。仿真軟件包是一種用于仿真特殊應用領域的程序系統。軟件設計師設計通用程序段劃分為通用子程序模塊，并設計一個主程序模塊調用子程序模塊。仿真研究人員可以使用這個程序包，而無需繁重的編程工作。這些計算機仿真軟件重要環節是仿真建模，仿真建模是建立被仿真對象的相似物或其結構形式。它可以是物理模型或數學模型，好的模型為后續仿真提供了良好的基礎。

3.2計算機仿真在軋鋼工藝中的實際應用

軋鋼工業的不斷發展，大量的系統和項目涉及有一定的復雜性和特殊性。為提高生產的安全性和經濟，計算機仿真技術可以快速發現生產過程中的規則和機制，并提供有效的理論和實驗依據改善產品的性能指標。小圓鋼冷卻床的運動是非常不同于普通圓鋼軋制領域。因此，有必要研究冷卻床的基本結構和工作原理。根據建立的運動模型結構，在計算機上進行仿真驗證測試，使用理想的冷卻床可以生產出目前最小尺寸的圓鋼。本研究涉及的冷床是一種逐步旋轉式冷卻床。它具有兩種齒板，即V形齒板和U形齒基。彼此移動，原理是以一種方式移動并同時繞另一根軸旋轉。鑒于存在問題的基本結構，模擬器還必須能夠從科學理論的另一個角度進行深入分析，如果是直徑較小的扁鋼，則很可能與模擬器不兼容。V形齒的第二個尖端，第二個V形齒的西壁相互接觸，這是拼圖的組成部分，它們都屬于冷卻床旋轉的突破極限，原因之一是旋轉過程中會出現不穩定，從而導致快速冷卻失敗。在碰撞過程中第二的v型齒小圓鋼或軸，u型牙齒會向下移動，繼續前進，而v型牙將新聞向下和向后移動。這實際上是必要的條件。首先，根據針對嚴重磨損和詳細規格的模型實驗的結果，對相同類型的工字鋼進行建模和仿真，并在正常條件下對其進行分析。從實際情況出發，從仿真模擬數據的計算和性能可以看出，在冷卻床下小圓鋼運動相對不穩定的快速冷卻效果非常好，并進行了數字仿真，冷卻床和機芯可以被穩定地冷卻，產生了良好的效果，但可控性相對較差。

3.3計算機仿真技術在軋鋼生產節能的應用

加熱爐屬于熱軋生產重要能耗設施，其功能是加熱軋件到規程軋制溫度，采用計算機仿真技術，對加熱爐、軋件進行建模，在計算機仿真系統中對加熱爐各類參數進行調整，針對不同的軋制產品，生產節奏，來料狀態優化加熱爐工藝參數，大幅優化加熱爐空耗與軋制節奏關系，可較大幅度降低加熱爐煤氣消耗，通過仿真結果分析，采用計算機仿真技術，動態優化加熱爐各類燃燒參數，在定制化生產過程中，產生了明顯的效果，通?？山档?0%左右的能耗，同時增加了余熱回收。同時，通過計算機仿真技術輔助人工進行現場生產培訓，利用軟件進行加熱爐各類工況運行狀態調整，在操作的過程中，控制方式和顯示變量可以任意選擇，連續和不連續的干擾因素可以設置，可以進行自動或手動操作調整顯示各種參數的靜態和動態變化特征在操作的過程中調整。尤其是針對一些小概率且容易產生較大事故的狀況，極少在實際生產中出現，采用計算機仿真技術模擬此類異常，評測操作人員技能掌握且不會發生問題，起到了較好的作用，是從事加熱爐操作人員較好的輔助培訓工具。

4結語

綜上所述，隨著計算機仿真技術快速發展，已影響到鋼鐵行業的方方面面，從工藝優化、節能降耗、人員培訓、生產管理等。是提升鋼鐵生產企業競爭力的必由之路。

作者:李邈 單位:中冶賽迪重慶信息技術有限公司