计算机仿真在轧钢工艺中的应用分析

陈亚倩,董有宝（山东石横特钢集团有限公司小型车间,山东　肥城　271612）

计算机仿真在轧钢工艺中的应用分析

陈亚倩,董有宝
（山东石横特钢集团有限公司小型车间,山东肥城271612）

摘要：市场经济的发展背景下，使得轧钢产业的竞争力也在进一步加大，怎样在原有机组的基础上生产更多规格的钢种就显得比较重要，计算机仿真技术的应用有效的解决了这一难题。基于此本文则主要就轧钢工艺中计算机仿真技术的实际应用进行详细分析，希望能够通过此次理论研究对实际操作起到一定指导作用。

关键词：计算机仿真；轧钢工艺；应用

0　引言

轧钢工艺当中的产品设计及制造，都离不开计算机仿真技术的应用，对其进行实际的应用能够减少损失及经费的节约，并对产品开发的周期也会减少，对产品的质量提升也能够起到促进作用。从实际的发展历程来看，计算机仿真技术的应用领域得到了空前扩大，从传统制造领域扩展到产品设计开发，而轧钢工艺中的计算机仿真更是有着其必要性。

1　计算机仿真技术的发展状况分析

计算机仿真技术在轧钢工艺当中起到了重要作用，从计算机仿真技术的发展情况来看，主要经历了几个重要的转变历程。从上世纪八十年代后期开始，计算机仿真就在应用领域及仿真框架和仿真软件方面有了很大程度的转变。这些变化首先说明了计算机仿真技术的价值随着社会的发展也是愈来愈重要，再者就是说明了计算机仿真技术在不断的优化更新，其已经进入到了崭新的发展阶段[1]。

从计算机仿真技术的应用领域来看开始从航天及航空的领域向着制造业进行转变，仿真的应用领域排在首要位置的就是制造业。另外在和计算机技术得到结合的过程中，开始由强调并重视和人工智能结合转向了对图形技术和面向对象技术结合的重视。从仿真的环境层面来看，已经从集中式的仿真向着分布式的仿真进行了转变，被仿真的系统方面，已经从终点对连续系统仿真向着对离散事件系统仿真发生了转变。还有就是在仿真对象以及目的上，已经从研究系统动力学特性向研究系统的各种特征进行了扩展，这其中就涵盖着运动学特征和动力学特征。

2　计算机仿真技术在轧钢工艺当中的实际应用探究

2.1计算机仿真软件

制造业是我国当前的主力发展领域，是我国经济的支柱产业，这其中就涵盖着机械制造以及各种型材的制造等。制造业在当前所面临的是产品的竞争，所以要在具体的指标上要能够得到满足，要求产品的价格是最低的，以及以短时间完成从概念设计到产品上市这一过程，要能够对客户的需求的到满足，对产品所提供的服务要是最好的。为此我国在计算机仿真软件的使用上就显得非常必要，这几个软件主要是一体化制造系统仿真软件，这一软件主要是在车间设计和分析的建模以及仿真软件，在具体的功能上主要有自动生成离散事件仿真模型，并能够对这一模型进行仿真[2]。另外就是在制造车间的生产计划和工艺路径可以通过表格的形式进行输入，既能够通过手工进行输入同时也能够通过工艺规划的模块进行读入。

再者就是加工过程仿真器，为能够有效的价格产品设计和开发周期得到有效缩短，在CIMS当中尤其是强调计算机辅助设计和计算机辅助制造的集成，也就是要求从CAD输出产品设计信息可以直接通过网络传送到计算机辅助加工工艺规划系统，并使其产生刀位轨迹文件。为能够有效确保加工工艺的合理性及NC代码正确，要对真实零件切削加工前进行一次试切削。在这一过程中主要就是通过木模进行替代真实的零件，这显然会对开发的周期有着延长，并在成本上也会比较高。针对加工过程仿真器可以为CAM/CAD集成，尤其是检验NC代码正确性和减少加工过程的碰撞干涉提供支持，所以在这一软件的应用下能够起到部分的代替试切的作用。

2.2计算机仿真在轧钢工艺中的实际应用

现场生产中，小规格的圆钢在冷床上的运动方式和一般圆钢有着很大区别，故此要对冷床的基本结构及原理等进行研究，在计算机上根据建立运动模型进行仿真试验后，结果表明当前生产的最小规格圆钢能够利用现有冷床进行生产。研究当中涉及到的冷床是步进回转式冷床，具有两种齿板，分别是V型齿板及U型齿板，借助它们相互错动使得圆钢一方面做步进运动，而另一方面绕其自身轴进行旋转。针对这一结构可能出现的问题进行仿真机现场实验，要能够从理论的角度进行分析，在半径小的圆钢方面可能在翻过V形的齿轮的第二个齿峰的过程中，不能和第二个V形齿的左壁相接触，这也是其中的一个重要问题，属于冷床翻钢的极限。主要就是造成翻钢的过程中会有不稳定的情况发生，这样就造成了冷却不均（如下图所示）。

根据这一图示就能看出，在V形齿的第二齿峰和小圆钢那样相交或是相切的过程中，U形齿会向下向前，而V形齿则是向上向后，这样就会出现翻钢的情况，这只是必要的条件。然后根据磨损的情况和具体的规格进行仿真实验，针对不同型号的圆钢进行建模和仿真，正常情况下对90号钢进行分析，从实际的仿真计算以及表现情况能够看出小圆钢在冷床上运动的比较稳定冷却效果较好。而75号钢的仿真系统当中的数字模拟仿真，冷床上运动稳定冷却效果佳，但在稳定性方面相对较差。

3　结语

总而言之，当前我国的计算机技术有了很大程度的发展，相关的技术已经在诸多领域得到了广泛应用，其中在轧钢工艺当中的应用就发挥了很大作用，促进其工艺质量的提升。通过对计算机仿真技术在轧钢工艺当中的应用分析，能够在一定程度上加强理论的科学性，由于篇幅限制不能进一步深化研究，希望能够起到抛砖引玉的作用以待佳作。

参考文献：

[1]贾燕.应用计算机仿真技术对印刷设备进行研发的可行性研究[J].今日印刷,2013(08).

[2]官小云.计算机仿真技术在矿区建设规划中的应用[J].煤炭技术,2013(09).

作者简介：陈亚倩（1983—），男，山东肥城人，助理工程师。