一种自动选辊模型在宝钢热轧的设计和使用

何杰　朱逸惊　汪长安　江金仙

摘 要：由于具备自动选辊功能的轧辊管理计算机系统国内外目前尚无可借鉴的成熟产品，故本文研究内容具有一定的创新型和独创性。本模型是在宝钢股份公司现有的轧辊系统框架的基础上设计新增的系统。所以本文首先主要描述了宝钢股份热轧厂原来选辊管理模式以及提出了手动选辊存在的问题，通过分析轧辊选辊的关键影响因素，再结合产线的轧制品种和计划编排特点，抽象原有的手动选辊模式，通过计算机系统模型辅助对不同轧制品种和计划特点的需求或按轧辊表面等級或按轧辊辊形选适合的备辊资源，从而完成轧制品种或计划的初步选辊，然后通过比较分析选取最佳备辊，最后将选辊方案标准化，形成一套具有产线特点的独立运行的自动选辊管理模式。自动选辊管理模式的设计实现和上线投用对提高轧辊使用效率、改善热轧带钢产品表面质量提供了帮助。伴随着轧辊计算机管理信息系统的不断改进和优化，轧辊管理水平的不断提升，此模式将成为以后热轧轧辊使用实现自动化、智能化发展的主要方向。

关键词：轧辊;自动选辊;表面等级;辊形

近年来，随着市场竞争的加剧，国内钢铁市场的剧烈波动，宝钢股份热轧产品品种结构较原设计发生较大变化，新增了高等级酸洗板系列产品和高强度工程用钢;另外，硅钢和汽车板产品用户的个性化要求也越来越多，生产品种趋向多样化，机组生产难度加大，对直接关系带钢质量和精度的轧辊要求越来越高，且生产过程中为保证带钢表面或者精度频繁换辊。为保证机组正常生产，轧辊必须适应轧线生产多样化的要求。本文就是简述了一种新的轧辊自动选辊管理模式，通过对不同轧制品种和计划特点的需求或按轧辊表面等级或按轧辊辊形选适合的备辊资源，从而完成轧制品种或计划的选辊，然后通过比较分析选取最佳备辊，最后方案标准化，形成一套具有产线特点的独立运行的自动选辊模型。确保轧辊的高效周转运行，保障轧线的高品种生产。

1 原选辊模型及存在问题

热轧轧制品种多样，轧制计划复杂，现场对于轧制计划的轧辊配辊请求采用的是手工选择配辊，配辊人员根据自已的观点和标准进行手工选择配对，形成备辊单后发送到轧线，获得数据后组织生产。在轧辊选辊中需要进行大量的人工手工，操作既繁琐又费时费力，且不能平等的涵盖所有轧辊现有和历史信息，给需要快速、准确备辊的轧制计划和品种等带来了极大的不便。如在现场生产过程中，当轧线生产高精度要求或高表面要求带钢时，工艺要求必须更换相应规格的轧辊。在原有的换辊管理模式下，配辊必须由当班负责人员对现场现有的轧辊库的中进行人工反复查找、筛选，最终选择个人认为良好的轧辊。而且选择配辊过程中，可能出现当班会抢先选择高于带钢要求轧辊，从而导致下一高表面或高等级轧制计划无符合标准轧辊可用，从而退而求其次，导致带钢轧制表面质量问题或精度问题的封锁，降低产品合格率。

2 自动选辊模型的设计

总结轧钢生产和轧辊配辊中的经验，将生产过程中的个人经验和一些标准的配辊组合，使用限制等标准化梳理，形成了一套较完整的、参数可配置的轧辊自动配辊模型参数。然后将其设定到数学模型中，由计算机自动完成配辊工作。除特殊情况下的人工强制干预外，整个配辊过程由计算机根据设定的数学模型自动完成，形成配辊方案。提高了效率，减少了人工工作量。流程图见图1。具体工作主要从两个方面进行：

2.1 根据轧辊表面等级以及轧制品种的各项量化技术参数进行配辊（见图1）

结合轧辊的实际情况，针对其表面等级等技术指标，建立有效的分层级量化指标。针对轧制品种种也要建立出完善的量化指标，要结合轧制品种种的表面等级以及强度等指标。对于自动配辊模型而言，要结合记录中的指标，同时要有效考虑到各个指标之间的约束关系，以此来对配辊方案进行全面的计算。从而来合理的运用轧辊，降低生产的成本，提升生产效率以及经济效益。

2.2 根据轧辊轧制历史和当前辊形选取最合适备辊（见图2）

针对自动配辊模型而言，主要是结合轧辊的相关信息来进行有效的判断。要结合轧制计划、轧辊前次轧制对轧辊再次上机轧制质量影响的约束条件（如高速钢辊多次上机情况），自动排除对轧制质量有影响的轧辊上机。

3 自动选辊管理模型的实现和应用

自动配辊模型主要是优化使用轧辊，合理分配轧辊资源，在优化使用轧辊合理配置轧辊上机组合的过程中，减少轧辊的事故发生量，改善轧辊下机后表面情况，减少磨削量。随着模型的不断优化和提升，伴随着使用者和管理者对自动配辊模型的理解逐渐提升，系统模型随之不断优化，优势会逐渐显现。该模型增加了（1）自动配辊画面功能;（2）自动配辊模型参数优化画面。

配辊方案主要是由相关的工作人员结合轧制的生产计划，利用系统自动配辊模型进行配辊方案，在这个过程中可以进行人工干预，并且在确定方案之后，系统会自行进行相关参数的传递，之后轧钢人员确认上机。另外，针对一些重大轧钢事故，系统将会自行设定参数进行约束，以此来降低事故发生的几率，保证操作数据的准确以及有效。

自动进行轧钢下机信息的收集，能够充分形成有效的记录，并且会充分完善轧辊下机三方确认机制，记录轧辊确认信息，供下次配辊模型自动计算使用。

对于工作人员而言，可以针对不同的轧制要求，并且结合实际的轧制效果，若是出现了偏差，那么可以结合实际情况对相关参数进行有效的调整，以此来不断完善，保证自动配辊模型不断适应变化，最终达到使用者的预期效果。

4 结语

数据显示，自动选辊模型在满足了宝钢股份热轧某产线的高品质、小批量、多种类生产的需求的基础上，较好地提高了轧辊的使用效率。为进一步提高产线高品质生产能力和效率、降低生产成本、改进热轧产品质量提供了支持。操作人员经过系统培训和系统操作熟悉后，逐渐适应了功能的调整，使操作流程更合理。

可以预见，伴随着轧辊计算机管理信息系统的不断改进和优化，轧辊管理水平的不断提升，此模型将成为以后热轧轧辊使用实现自动化、智能化发展的主要方向。

参考文献：

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[2]廖云辉，曾祥宁.热轧磨辊间的计算机管理.冶金自动化，2007，增刊S1：152-155.

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