一種自動選輥模型在寶鋼熱軋的設(shè)計和使用

何杰　朱逸驚　汪長安　江金仙

摘 要：由于具備自動選輥功能的軋輥管理計算機系統(tǒng)國內(nèi)外目前尚無可借鑒的成熟產(chǎn)品，故本文研究內(nèi)容具有一定的創(chuàng)新型和獨創(chuàng)性。本模型是在寶鋼股份公司現(xiàn)有的軋輥系統(tǒng)框架的基礎(chǔ)上設(shè)計新增的系統(tǒng)。所以本文首先主要描述了寶鋼股份熱軋廠原來選輥管理模式以及提出了手動選輥存在的問題，通過分析軋輥選輥的關(guān)鍵影響因素，再結(jié)合產(chǎn)線的軋制品種和計劃編排特點，抽象原有的手動選輥模式，通過計算機系統(tǒng)模型輔助對不同軋制品種和計劃特點的需求或按軋輥表面等級或按軋輥輥形選適合的備輥資源，從而完成軋制品種或計劃的初步選輥，然后通過比較分析選取最佳備輥，最后將選輥方案標(biāo)準(zhǔn)化，形成一套具有產(chǎn)線特點的獨立運行的自動選輥管理模式。自動選輥管理模式的設(shè)計實現(xiàn)和上線投用對提高軋輥使用效率、改善熱軋帶鋼產(chǎn)品表面質(zhì)量提供了幫助。伴隨著軋輥計算機管理信息系統(tǒng)的不斷改進和優(yōu)化，軋輥管理水平的不斷提升，此模式將成為以后熱軋軋輥使用實現(xiàn)自動化、智能化發(fā)展的主要方向。

關(guān)鍵詞：軋輥;自動選輥;表面等級;輥形

近年來，隨著市場競爭的加劇，國內(nèi)鋼鐵市場的劇烈波動，寶鋼股份熱軋產(chǎn)品品種結(jié)構(gòu)較原設(shè)計發(fā)生較大變化，新增了高等級酸洗板系列產(chǎn)品和高強度工程用鋼;另外，硅鋼和汽車板產(chǎn)品用戶的個性化要求也越來越多，生產(chǎn)品種趨向多樣化，機組生產(chǎn)難度加大，對直接關(guān)系帶鋼質(zhì)量和精度的軋輥要求越來越高，且生產(chǎn)過程中為保證帶鋼表面或者精度頻繁換輥。為保證機組正常生產(chǎn)，軋輥必須適應(yīng)軋線生產(chǎn)多樣化的要求。本文就是簡述了一種新的軋輥自動選輥管理模式，通過對不同軋制品種和計劃特點的需求或按軋輥表面等級或按軋輥輥形選適合的備輥資源，從而完成軋制品種或計劃的選輥，然后通過比較分析選取最佳備輥，最后方案標(biāo)準(zhǔn)化，形成一套具有產(chǎn)線特點的獨立運行的自動選輥模型。確保軋輥的高效周轉(zhuǎn)運行，保障軋線的高品種生產(chǎn)。

1 原選輥模型及存在問題

熱軋軋制品種多樣，軋制計劃復(fù)雜，現(xiàn)場對于軋制計劃的軋輥配輥請求采用的是手工選擇配輥，配輥人員根據(jù)自已的觀點和標(biāo)準(zhǔn)進行手工選擇配對，形成備輥單后發(fā)送到軋線，獲得數(shù)據(jù)后組織生產(chǎn)。在軋輥選輥中需要進行大量的人工手工，操作既繁瑣又費時費力，且不能平等的涵蓋所有軋輥現(xiàn)有和歷史信息，給需要快速、準(zhǔn)確備輥的軋制計劃和品種等帶來了極大的不便。如在現(xiàn)場生產(chǎn)過程中，當(dāng)軋線生產(chǎn)高精度要求或高表面要求帶鋼時，工藝要求必須更換相應(yīng)規(guī)格的軋輥。在原有的換輥管理模式下，配輥必須由當(dāng)班負(fù)責(zé)人員對現(xiàn)場現(xiàn)有的軋輥庫的中進行人工反復(fù)查找、篩選，最終選擇個人認(rèn)為良好的軋輥。而且選擇配輥過程中，可能出現(xiàn)當(dāng)班會搶先選擇高于帶鋼要求軋輥，從而導(dǎo)致下一高表面或高等級軋制計劃無符合標(biāo)準(zhǔn)軋輥可用，從而退而求其次，導(dǎo)致帶鋼軋制表面質(zhì)量問題或精度問題的封鎖，降低產(chǎn)品合格率。

2 自動選輥模型的設(shè)計

總結(jié)軋鋼生產(chǎn)和軋輥配輥中的經(jīng)驗，將生產(chǎn)過程中的個人經(jīng)驗和一些標(biāo)準(zhǔn)的配輥組合，使用限制等標(biāo)準(zhǔn)化梳理，形成了一套較完整的、參數(shù)可配置的軋輥自動配輥模型參數(shù)。然后將其設(shè)定到數(shù)學(xué)模型中，由計算機自動完成配輥工作。除特殊情況下的人工強制干預(yù)外，整個配輥過程由計算機根據(jù)設(shè)定的數(shù)學(xué)模型自動完成，形成配輥方案。提高了效率，減少了人工工作量。流程圖見圖1。具體工作主要從兩個方面進行：

2.1 根據(jù)軋輥表面等級以及軋制品種的各項量化技術(shù)參數(shù)進行配輥（見圖1）

結(jié)合軋輥的實際情況，針對其表面等級等技術(shù)指標(biāo)，建立有效的分層級量化指標(biāo)。針對軋制品種種也要建立出完善的量化指標(biāo)，要結(jié)合軋制品種種的表面等級以及強度等指標(biāo)。對于自動配輥模型而言，要結(jié)合記錄中的指標(biāo)，同時要有效考慮到各個指標(biāo)之間的約束關(guān)系，以此來對配輥方案進行全面的計算。從而來合理的運用軋輥，降低生產(chǎn)的成本，提升生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟效益。

2.2 根據(jù)軋輥軋制歷史和當(dāng)前輥形選取最合適備輥（見圖2）

針對自動配輥模型而言，主要是結(jié)合軋輥的相關(guān)信息來進行有效的判斷。要結(jié)合軋制計劃、軋輥前次軋制對軋輥再次上機軋制質(zhì)量影響的約束條件（如高速鋼輥多次上機情況），自動排除對軋制質(zhì)量有影響的軋輥上機。

3 自動選輥管理模型的實現(xiàn)和應(yīng)用

自動配輥模型主要是優(yōu)化使用軋輥，合理分配軋輥資源，在優(yōu)化使用軋輥合理配置軋輥上機組合的過程中，減少軋輥的事故發(fā)生量，改善軋輥下機后表面情況，減少磨削量。隨著模型的不斷優(yōu)化和提升，伴隨著使用者和管理者對自動配輥模型的理解逐漸提升，系統(tǒng)模型隨之不斷優(yōu)化，優(yōu)勢會逐漸顯現(xiàn)。該模型增加了（1）自動配輥畫面功能;（2）自動配輥模型參數(shù)優(yōu)化畫面。

配輥方案主要是由相關(guān)的工作人員結(jié)合軋制的生產(chǎn)計劃，利用系統(tǒng)自動配輥模型進行配輥方案，在這個過程中可以進行人工干預(yù)，并且在確定方案之后，系統(tǒng)會自行進行相關(guān)參數(shù)的傳遞，之后軋鋼人員確認(rèn)上機。另外，針對一些重大軋鋼事故，系統(tǒng)將會自行設(shè)定參數(shù)進行約束，以此來降低事故發(fā)生的幾率，保證操作數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確以及有效。

自動進行軋鋼下機信息的收集，能夠充分形成有效的記錄，并且會充分完善軋輥下機三方確認(rèn)機制，記錄軋輥確認(rèn)信息，供下次配輥模型自動計算使用。

對于工作人員而言，可以針對不同的軋制要求，并且結(jié)合實際的軋制效果，若是出現(xiàn)了偏差，那么可以結(jié)合實際情況對相關(guān)參數(shù)進行有效的調(diào)整，以此來不斷完善，保證自動配輥模型不斷適應(yīng)變化，最終達到使用者的預(yù)期效果。

4 結(jié)語

數(shù)據(jù)顯示，自動選輥模型在滿足了寶鋼股份熱軋某產(chǎn)線的高品質(zhì)、小批量、多種類生產(chǎn)的需求的基礎(chǔ)上，較好地提高了軋輥的使用效率。為進一步提高產(chǎn)線高品質(zhì)生產(chǎn)能力和效率、降低生產(chǎn)成本、改進熱軋產(chǎn)品質(zhì)量提供了支持。操作人員經(jīng)過系統(tǒng)培訓(xùn)和系統(tǒng)操作熟悉后，逐漸適應(yīng)了功能的調(diào)整，使操作流程更合理。

可以預(yù)見，伴隨著軋輥計算機管理信息系統(tǒng)的不斷改進和優(yōu)化，軋輥管理水平的不斷提升，此模型將成為以后熱軋軋輥使用實現(xiàn)自動化、智能化發(fā)展的主要方向。

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