軋鋼設備及自動控制目錄

第1章 軋鋼生產概述

1.1 鋼材種類及生產方式1

1.1.1 鋼材種類1

1.1.2 軋鋼生產方式2

1.2 軋鋼生產工藝流程2

1.2.1 中厚板軋制2

1.2.2 熱連軋板帶軋制3

1.2.3 冷軋和冷連軋板帶軋制4

1.2.4 鋼管軋制8

1.2.5 型鋼軋制9

1.3 軋鋼機械設備9

1.3.1 軋鋼機械設備的分類9

1.3.2 軋鋼機械設備的發(fā)展趨勢19

1.4 軋鋼設備及生產技術發(fā)展概況21

1.4.1 寬帶鋼熱連軋機及生產技術21

1.4.2 寬帶鋼冷連軋機及生產技術24

1.4.3 中厚板軋機及生產技術29

1.4.4 鋼管軋機及生產技術31

1.4.5 線材軋機及生產技術32

1.5 軋鋼生產過程自動化控制系統33

1.5.1 主要功能模塊及系統軟件結構33

1.5.2 計算機控制系統網絡結構36

第2章 軋鋼基本理論及數學模型37

2.1 軋鋼基本概念37

2.1.1 彈性變形與塑性變形37

2.1.2 點的主應力狀態(tài)圖37

2.1.3 體積不變條件與最小阻力定律38

2.2 軋制原理基本知識39

2.2.1 簡單軋制過程與非簡單軋制過程39

2.2.2 軋制過程的變形區(qū)及參數40

2.2.3 金屬塑性變形條件——塑性方程式44

2.3 秒流量連續(xù)方程45

2.4 軋機剛度模型46

2.4.1 彈跳方程與廣義彈跳方程46

2.4.2 軋制力和彎輥力的縱向剛度48

2.4.3 軋制力和彎輥力的橫向剛度49

2.5 帶鋼軋制過程中的溫度模型50

2.5.1 帶鋼軋制過程中的溫度研究簡介50

2.5.2 軋制過程中帶鋼和軋輥溫度測量51

2.5.3 軋制過程中帶鋼溫度仿真模型52

2.5.4 軋制過程中軋輥溫度仿真模型54

2.6 軋制力數學模型與在線計算模型64

2.6.1 基于塑性理論的軋制力計算模型65

2.6.2 基于有限元分析的軋制力計算模型66

2.6.3 基于人工智能的軋制力計算模型67

2.6.4 軋制力在線計算模型69

第3章 軋鋼機及板形板厚控制75

3.1 軋鋼機的組成及調整機構75

3.1.1 軋鋼機的組成75

3.1.2 軋輥的調整機構和平衡裝置77

3.1.3 軋鋼機主傳動裝置82

3.2 軋輥與軋輥軸承84

3.2.1 軋輥輥系設計84

3.2.2 軋輥磨損與輥形評價98

3.2.3 軋輥制造技術105

3.2.4 軋輥剝落的控制與效果108

3.2.5 軋輥軸承120

3.3 帶鋼軋制厚度控制121

3.3.1 帶鋼厚度差產生原因分析121

3.3.2 軋件厚度的影響因素和厚度控制方案分析124

3.3.3 軋機液壓AGC系統動態(tài)特性126

3.3.4 監(jiān)控AGC和快速監(jiān)控AGC129

3.3.5 Smith"para" label-module="para">

3.3.6 常規(guī)秒流量AGC和擴展秒流量AGC136

3.3.7 熱連軋機AGC厚度自動控制系統138

3.3.8 冷連軋機AGC厚度自動控制系統140

3.3.9 森吉米爾二十輥冷軋機AGC厚度自動控制系統143

3.4 帶鋼軋制板形控制與軋機機型144

3.4.1 板形及板形控制性能指標145

3.4.2 板形控制基本理論156

3.4.3 熱連軋機機型設計163

3.4.4 冷連軋機機型設計173

3.4.5 熱連軋機板形控制181

3.4.6 冷連軋機板形控制189

3.4.7 森吉米爾二十輥冷軋機板形控制202

3.5 板形板厚綜合控制206

3.5.1 板形板厚綜合控制系統的耦合關系206

3.5.2 板形板厚設定控制的解耦與應用210

3.5.3 板形板厚動態(tài)解耦控制215

第4章 高位出鋼機及自動化218

4.1 概述218

4.2 高位出鋼機的組成與性能219

4.3 電氣控制系統的功能220

4.3.1 控制系統的功能221

4.3.2 PLC系統的構成223

4.4 電氣控制系統工作原理224

4.4.1 電氣控制系統構成224

4.4.2 電氣控制系統工作原理224

4.4.3 出鋼機的操作過程226

第5章 SP定寬壓力機228

5.1 帶鋼寬度控制簡介228

5.1.1 立輥調寬法229

5.1.2 SP定寬壓力機調寬法230

5.2 定寬壓力機工作原理與結構231

5.2.1 定寬壓力機的作用及工作原理231

5.2.2 定寬壓力機的結構232

5.2.3 定寬壓力機的運動學分析233

5.3 定寬壓力機的控制236

5.3.1 定寬壓力機的同步控制236

5.3.2 定寬壓力機的調寬軋制237

第6章 飛剪機239

6.1 概述239

6.1.1 飛剪機的基本要求239

6.1.2 飛剪機的類型及設備配置239

6.2 飛剪機調長方式244

6.2.1 啟動工作制飛剪機的調長方式244

6.2.2 連續(xù)工作制飛剪機的調長方式245

6.2.3 飛剪機的同步機構246

6.3 飛剪的力能參數計算248

6.3.1 飛剪的剪切拉應力計算248

6.3.2 飛剪的電動機功率249

6.4 飛剪機的結構250

第7章 控冷設備及自動化255

7.1 控冷的目的和作用255

7.2 控冷過程的換熱特性256

7.2.1 射流沖擊的換熱特性256

7.2.2 沸騰換熱258

7.3 淬火與控冷過耦合場260

7.3.1 溫度場的求解260

7.3.2 鋼板冷卻與變形262

7.4 控冷模型262

7.5 控冷的一般方式263

7.6 熱軋板帶材的控冷264

7.6.1 熱軋中厚板的控冷264

7.6.2 熱軋帶材的控冷270

7.7 熱軋型鋼的控冷272

7.7.1 熱軋H型鋼的控冷272

7.7.2 熱軋角鋼的控冷274

7.8 熱軋線、棒材的控冷275

7.8.1 控制冷卻技術在線、棒材生產中的應用275

7.8.2 棒材穿水冷卻276

7.8.3 線材控制冷卻278

7.9 鋼管的控冷280

7.9.1 國外鋼管控冷發(fā)展280

7.9.2 國內鋼管控冷發(fā)展280

7.9.3 鋼管淬火控冷裝置281

第8章 矯直機284

8.1 概述284

8.1.1 矯直機的作用與類型284

8.1.2 彈塑性彎曲的基本概念285

8.2 輥式矯直機287

8.2.1 軋件矯直過程與矯直工藝287

8.2.2 輥式矯直機力能參數計算290

8.2.3 輥式矯直機基本參數及結構292

8.3 拉伸彎曲矯直機組295

8.3.1 拉伸彎曲矯直機組的特點與結構295

8.3.2 拉伸彎曲矯直機組的矯直原理298

8.3.3 拉伸彎曲矯直機組的驅動形式300

第9章 卷取機303

9.1 熱帶鋼卷取機303

9.1.1 熱帶鋼卷取機的工藝要求303

9.1.2 熱帶鋼卷取機的設備組成306

9.2 冷帶鋼卷取機311

9.2.1 冷帶鋼卷取機的工藝要求311

9.2.2 冷帶鋼卷取機的結構312

9.2.3 冷帶鋼卷取機的設計計算316

參考文獻322 2100433B

本書融入了作者近十五年來完成的國家科技攻關、國家自然科學基金和我國重要板帶生產基地軋鋼方面的科研合作項目成果，并盡可自皈映了軋鋼設備及自動化方面的發(fā)展趨勢。

本書適合軋鋼工程技術人員、研發(fā)人員閱讀，也可作為高等工科院校冶金機械及自動化相關專業(yè)韻本科生、研究生教材。

高爐生產應用電子計算機始于20世紀50年代末期，開始僅作為過程解析之用。1962～1964年用計算機對高爐進行局部控制，擴大了應用范圍。

在此期間，高爐由程序控制（上料系統）、儀表控制（熱風系統），逐步向計算機控制過渡。1975年世界上已有40%左右的高爐采用計算機控制。

高爐監(jiān)測實現高爐自動控制要有先進的監(jiān)測技術和設備。

監(jiān)測內容有下列7個方面：

料線與料面的測量 采用由微波發(fā)信器、收信器和兩個天線組成的微波高度計，60Co放射性同位素檢測儀以及爐頂工業(yè)電視。

爐頂煤氣分析 一般用紅外分析儀連續(xù)分析CO、CO2；用熱導式分析儀連續(xù)分析H2，或用色譜儀分析高爐煤氣（非連續(xù)式）。

爐體計測 爐襯內埋入60Co等同位素，用以測定侵蝕程度?；蛞约t外線電視法測定爐底表面的溫度，從溫度曲線的變化，推測耐火磚的侵蝕情況。

風口和冷卻器的監(jiān)測 可用風口測溫辦法來測量爐缸溫度，也可用帶濾光片的光電比色高溫計，從風口窺視孔測視風口燃燒區(qū)的溫度。風口和冷卻器的破損探測，是根據排出的冷卻水的溫度、流量，并根據音響的檢查和爐頂煤氣H2含量的分析進行的。

保證爐頂壓力恒定的調節(jié)閥自動控制系統 天然氣或重油等燃料噴吹量自動檢測與調節(jié)裝置，渣鐵溫度的計測等。

熱風爐測溫裝置 熱風爐燃燒和溫度自動調節(jié)裝置，熱風爐換爐程序控制裝置等。

裝料系統 原料的自動稱量裝置，半導體邏輯元件構成的自動裝料程序控制裝置，測量焦炭含水量的中子測水計。有的在礦槽上還設置了數字顯示裝置。

高爐的計算機控制在鋼鐵生產中高爐煉鐵較其他部門需要更復雜的數學模型，目前計算機控制主要用于各種數據的收集、分析、記錄，爐料的稱量、校正、裝卸、運輸，控制熱平衡，穩(wěn)定爐況等。比較成熟的是用于熱風爐系統和裝料系統的自動控制。

目前電子計算機應用于高爐生產的職能與任務可以概括為：　高爐計算機控制,現在傾向于采用以下兩種形式:

①分支控制，即上料系統和熱風爐各用一臺小型計算機控制，高爐本體另用一臺主計算機控制。也有數座高爐共用一臺主機集中控制,而每座高爐的熱風及上料系統,各由一臺小型計算機控制。

②將高爐分成若干區(qū)域，進行局部控制。計算機接受高爐各部分發(fā)來的信號，然后發(fā)出指令，直接傳送給調節(jié)器或提供給操作人員。

臧焜巖編的《軋鋼設備點檢技術應用(高職高專十三五規(guī)劃教材)》共4個情境，主要內容包括操作人員的軋鋼設備預防維修、班組級軋機維修及設備預防維修、車間級的設備管理知識、企業(yè)級軋鋼設備點檢管理等內容。

本書可作為高職高專院校冶金類專業(yè)教材(配有教學課件)，也可供冶金企業(yè)軋鋼等相關崗位職工培訓或相關工程技術人員參考。

1 軋鋼設備基礎知識

1.1 軋鋼生產概述

1.2 軋鋼設備的組成

1.2.1 軋鋼機械的概念

1.2.2 軋鋼機的標稱

1.3 軋鋼機的分類

1.3.1 按用途分類

1.3.2 按構造分類

1.3.3 按工作機座布置分類

1.4 軋鋼設備維護概述

1.4.1 故障的類型

1.4.2 故障產生的原因

1.4.3 設備的故障規(guī)律

1.4.4 故障分析方法

1.4.5 設備的保養(yǎng)、維護制度2100433B