【正文】 長每2mm最大到15mm； ~ 帶長每2mm最大到10mm。原料由熱軋廠供應，設計確定冷軋廠所需的熱軋原料的種類、斷面形狀、單重及規(guī)格尺寸。 坯料的確定 坯料的選擇 根據(jù)金屬平衡表，年產(chǎn)量155萬噸的冷軋產(chǎn)品?，F(xiàn)根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展對產(chǎn)品的要求；產(chǎn)品在全國的平衡；建廠地區(qū)的資源條件、自然條件、投資等確定了冷軋帶鋼及鋼板的規(guī)格（） 產(chǎn)品方案產(chǎn)品名稱產(chǎn)品規(guī)格產(chǎn)量所占比例厚（mm）寬（mm）長（mm）萬噸%冷軋帶鋼卷~700~1600冷軋板~700~16001000~6000熱鍍鋅板~700~16001000~6000電工硅鋼板~700~16001000~6000總計155100 生產(chǎn)方案 生產(chǎn)方案是指為完成規(guī)定的產(chǎn)品的生產(chǎn)任務而采取的生產(chǎn)方法。一套檢測設備能否成功應用于生產(chǎn)線不僅取決于設備本身，而且有賴于設計、開發(fā)人員對生產(chǎn)線的熟悉程度和使用人員對設備的熟悉程度，因此，我們希望與國內(nèi)的鋼鐵企業(yè)合作，為提高國產(chǎn)板帶產(chǎn)品的表面質(zhì)量及在國際國內(nèi)市場的競爭力而努力。雖然系統(tǒng)已經(jīng)在生產(chǎn)線上得到了成功的應用，但是作為國內(nèi)開發(fā)的第1臺在生產(chǎn)線上使用的冷軋帶鋼表面質(zhì)量自動檢測系統(tǒng)，存在的問題還有不少。（3） 系統(tǒng)的所有算法都由軟件實現(xiàn)，方便了系統(tǒng)的更新。 3 結(jié)論本系統(tǒng)特點為：（1） 在硬件和軟件上進行了獨特的設計，可用于在線檢測冷軋帶鋼的表面缺陷。因此在生產(chǎn)線上安裝這套系統(tǒng)具有非常重要的意義，能夠?qū)①|(zhì)檢人員從繁重的工作中解脫出來，并保證對帶卷表面質(zhì)量有一個準確、完整的評估。在沒有檢測設備情況下，質(zhì)檢人員只能將帶卷停下來，用肉眼來檢查帶卷表面，這樣不僅影響了生產(chǎn)效率，而且不能對整個帶卷表面進行檢測，同時，質(zhì)檢人員的工作強度非常大。需要注意的是下表面的攝像頭上會有雜物落在鏡頭上，如果雜物數(shù)量不多，則不影響使用；如數(shù)量多就需要用壓縮空氣吹掃一下，可以在每次生產(chǎn)線檢修的時候進行清掃。由于精整線的環(huán)境比較好，因此并未考慮太多的防護問題。是否可以通過這種方法獲取鋼板表面粗糙度和形貌方面的信息是一個值得研究的課題。 （2）圖像背景不僅與帶卷表面的宏觀狀態(tài)（如板形、帶卷的上下跳動）有關(guān)，而且與表面的微觀狀態(tài)（如表面的粗糙度和形貌）有關(guān)。 2 使用情況：系統(tǒng)于2002年7月已經(jīng)完成了安裝和調(diào)試任務，可以穩(wěn)定地檢測到缺陷，在系統(tǒng)的使用過程中，下面幾點值得我們關(guān)注： （1）可檢測的缺陷類型。在線檢測模塊中還設有報警機制，如果出現(xiàn)一些周期性缺陷或嚴重缺陷，系統(tǒng)就會報警，工作人員可以把生產(chǎn)線停下來，了解缺陷產(chǎn)生的原因，避免缺陷的繼續(xù)產(chǎn)生。在檢測狀態(tài)下，為了保證系統(tǒng)把資源完全用于缺陷的在線檢測，不允許切換到其它模塊，也不允許進行其它的操作。當一個帶卷生產(chǎn)完成后，系統(tǒng)自動停止當前帶卷的檢測，并根據(jù)缺陷的檢測結(jié)果評估帶卷的表面質(zhì)量，將評估結(jié)果寫入數(shù)據(jù)庫，然后等待下一帶卷的進入。如果新來了一個帶卷，那么系統(tǒng)從帶卷列表中獲取當前帶卷的信息，并開始對當前帶卷進行檢測。在線檢測模塊中有一個帶卷列表，用于添加當天（或某一工作時段）將要生產(chǎn)的帶卷信息（包括帶卷號、帶卷規(guī)格、鋼種、軋制時間等）。此外，還可瀏覽帶卷上每一缺陷的所有信息，包括缺陷圖像，從而能檢驗結(jié)果是否正確。 （2）離線分析模塊用于從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出缺陷檢測的歷史數(shù)據(jù)，并對歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。 （1）在線觀測模塊用于瀏覽每個攝像頭采集到的圖像，以便根據(jù)圖像質(zhì)量對攝像頭和光源進行調(diào)整。服務器和控制臺放置在現(xiàn)場附近的質(zhì)檢室內(nèi)，質(zhì)檢員在質(zhì)檢室內(nèi)就可以實時了解當前帶卷的表面質(zhì)量情況[9]。通過控制臺可以觀察到缺陷的在線檢測結(jié)果，并且也可以調(diào)出缺陷的歷史數(shù)據(jù)進行分析。服務器中不僅保存缺陷的信息，而且保存缺陷的圖像，需要保存的數(shù)據(jù)量非常大。服務器發(fā)出控制指令，如檢測的開始、停止、暫停，以及帶卷的加入和結(jié)束，以便控制整個檢測過程的實施。經(jīng)過處理后就可以得到缺陷的信息，包括缺陷的尺寸、部位、類型、等級等。并行計算系統(tǒng)安裝在一個標準的19in(1in=)控制機柜中，由于將圖像從攝像頭傳送給并行計算系統(tǒng)的線纜不能過長，因此并行計算系統(tǒng)放置在生產(chǎn)線附近。檢測橋用蓋板封裝起來，避免外界光線的進入。檢測橋用于固定光源和攝像頭，底部裝有輪子，并在地基上安裝導軌，以便在系統(tǒng)維護時把它從生產(chǎn)線上抽走，不對生產(chǎn)線造成影響。如果鋼板表面有三維缺陷（凹凸性的缺陷，如劃痕、折印、輥印等），那么入射光在鋼板表面產(chǎn)生漫反射，攝像頭就可采集到光線，因此在圖像中，缺陷區(qū)域是亮的。系統(tǒng)選用LED面光源，發(fā)射的光是平行光，攝像頭放置的位置不是在入射光的反射光路上。由于生產(chǎn)線的最高運行速度為90m/min，遠小于系統(tǒng)所能達到的最高檢測速度，所以造成了在帶鋼縱向上采集的圖像將會有很大的重疊，為了減少圖像之間的重疊程度，對每場圖像只取120行用于后面的處理。攝像頭實際的采集速率為25場/s，每一場圖像的行數(shù)為288行。攝像頭采集的速率為25幀/s，由于采集到的每一幀圖像由奇數(shù)場和偶數(shù)場拼接而成，因此在采集運動圖像時，奇數(shù)場與偶數(shù)場之間有錯位，造成了運動圖像的模糊。由于生產(chǎn)線生產(chǎn)的帶鋼寬度范圍為1000～1250mm，因此設定每個攝像頭最大的采集寬度為220mm。系統(tǒng)中采用相鄰攝像頭采集到的圖像之間有重疊的方式，相鄰攝像頭之間產(chǎn)生的重疊圖像可在后續(xù)的圖像處理中通過軟件方式消除。攝像頭放置在帶鋼的寬度方向上，理想情況是相鄰攝像頭采集到的圖像之間既無重疊，也無間隙，從而保證對物體表面無重復、無遺漏的檢測。為了能夠同時檢測上、下表面，在上、下表面各放置一套檢測裝置。由檢測裝置、并行計算系統(tǒng)、服務器和控制臺組成。目前，國外先進鋼鐵公司已經(jīng)開始了這方面的研究和應用。為此，將智能技術(shù)引入到了AGC控制系統(tǒng)中。 (5)結(jié)論 為有效解決帶鋼厚度不均問題，引進了AGC控制系統(tǒng)。 5)混合系統(tǒng) 混合智能技術(shù)常用于各種智能技術(shù)之間或模型技術(shù)與智能技術(shù)的混合使用，達到優(yōu)化生產(chǎn)過程的目的。GE建立在自然進化法則的基礎之上，算法原理與人進行最優(yōu)決策思路相像，具有廣闊的應用前景。目前，ANN技術(shù)已成功應用于軋制力預報、精軋軋件的自然寬展和軋件變形抗力預報等。ANN運作分為兩個階段——學習和推廣，前者對實際過程進行學習，后者將網(wǎng)絡應用于實際。 3)神經(jīng)元網(wǎng)絡(ANN) ANN以其大規(guī)模并行算法及網(wǎng)絡信息的分布存貯而著名。 2)模糊系統(tǒng)(FS) FS能夠充分利用實際操作者經(jīng)驗或?qū)＜抑R，對無法或難以建立數(shù)學模型的實際系統(tǒng)進行無模型控制或預測。Es在鋼鐵工業(yè)中已成功應用于故障診斷、生產(chǎn)調(diào)度、計劃制定、優(yōu)化問題和生產(chǎn)過程自適應控制等。 (4)智能系統(tǒng)的構(gòu)成及應用前景 目前，已應用于鋼鐵工業(yè)的智能技術(shù)主要有：專家系統(tǒng)(ES)、模糊系統(tǒng)(FS)、神經(jīng)元網(wǎng)絡(ANN)、遺傳算法(GE)、混合系統(tǒng)等。模糊系統(tǒng)可以提取現(xiàn)場專家的操作經(jīng)驗由此確定AGC系統(tǒng)調(diào)節(jié)輥縫的準則，達到現(xiàn)場專家級的調(diào)節(jié)精度。智能技術(shù)的應用是解決這個問題最成功的方法。 (3)智能技術(shù)與AGC控制系統(tǒng)融合的必要性智能技術(shù)正在加速發(fā)展，而采用傳統(tǒng)工藝和自動化技術(shù)的鋼鐵工業(yè)正在經(jīng)受考驗。所謂系統(tǒng)控制參數(shù)的不確定是指對于同樣的軋制設備、工藝條件和控制系統(tǒng)，AGC控制參數(shù)的整定是不同的，而且沒有規(guī)律可循，這是因為帶鋼厚度受到液壓伺服系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、工藝的瞬時條件和原料的隨機變化等幾方面的共同影響。粗略給定控制參數(shù)顯然影響系統(tǒng)的控制精度，而作為綜合系數(shù)的自適應算法不易真正建立（模型參數(shù)之間不是線性關(guān)系），綜合系數(shù)自適應效果不明顯，有時還會起反作用。AGC控制模型中，有幾個重要參數(shù)需要確定，即：軋輥偏心度、油膜厚度、軋機彈性系數(shù)、帶鋼塑性系數(shù)、摩擦系數(shù)、軋輥磨損、軋輥壓扁以及軋輥熱膨脹系數(shù)等。 目前，AGC控制模型主要有：變剛度控制模型（只對液壓AGC系統(tǒng)）、張力控制模型、監(jiān)控控制模型和質(zhì)量流量控制模型等。測量軋制前帶鋼厚度偏差δh，調(diào)節(jié)軋輥輥縫。利用測厚儀直接測量厚度偏差民，調(diào)節(jié)軋輥速度，以改變張力設定值。通過張力，間接測量帶鋼厚度偏差，調(diào)節(jié)軋輥輥縫。利用壓力，間接測量帶鋼厚度偏差，調(diào)節(jié)軋輥輥縫。利用測厚儀直接測量軋制后帶鋼厚度偏差氏，調(diào)節(jié)軋輥輥縫。c）可實現(xiàn)軋機剛度系數(shù)調(diào)節(jié)，可依據(jù)不同的軋制條件選擇不同的剛度系數(shù)，獲得更高的成品質(zhì)量。其主要優(yōu)點：a）慣性小、反應快、截止頻率高，系統(tǒng)對外來干擾跟隨性好，調(diào)節(jié)精度高。AGC系統(tǒng)主要有電動壓下和液壓壓下兩種壓下形式。上述三方面因素反映到軋機上，使軋制過程中輥縫不斷發(fā)生變化，帶鋼厚度也隨之產(chǎn)生波動。軋制設備因素軋輥偏心和加減過程中動態(tài)張力發(fā)生變化均可導致帶鋼厚度不均。 ④輥縫變化的影響。 ③速度變化的影響。 ②張力變化的影響。 (2)生產(chǎn)工藝因素 ①溫度變化的影響。 帶鋼產(chǎn)生厚度不均的原因和解決方法 帶鋼軋制過程中，產(chǎn)生厚度不均的原因比較復雜。例如，當出現(xiàn)中間波浪時，加大中間段（或減小兩側(cè)）冷卻液的流量，以減小軋輥的熱凸度；當帶鋼兩邊出現(xiàn)波浪時，減小中間段（或加大兩側(cè)）冷卻液的流量，以加大冷去輥的熱凸度，使板形得到改善。將冷卻系統(tǒng)沿工作輥軸向分成若干區(qū)段，每個區(qū)段安裝有若干冷卻液噴嘴。輥身中部和邊部熱膨脹之差稱為熱凸度。(6)軋輥分段冷卻 軋輥分段冷卻是通過對軋輥熱凸度的控制來改善板形的一種傳統(tǒng)的控制方法。輥縫設定后，凸度不能改變。另外，還有階梯形支持輥。在有彎輥裝置的冷軋機上，除合理選擇工作輥凸度外，還應選擇合理的支持輥輥形。工作輥輥形的選定并不完全依靠計算，而主要是依靠經(jīng)驗估算和對比。軋輥原始凸度選的太大，不僅會造成中浪，而且還會引起軋件的橫竄以及極易發(fā)生斷帶事故；反之，如果軋輥原始凸度選的太小，不但造成邊浪，還有可能限軋機能力的充分發(fā)揮。為了獲得良的板形，一般四輥式帶鋼軋機多采用正的輥形凸度即應使軋輥具有一定凸度的原始輥形，以補償各種因素平均影響的作用。(5)原始輥形凸度法 原始輥形是指軋輥通過車削或磨削加工使輥身所具有的外形，通常用輥身的凸度C來表示。HC軋機通過中間輥的橫移消除了四輥軋機中工作輥和支撐輥在板寬之外的有彎矩，改變了輥間接觸力的分布，使得液壓彎輥的板形控制能力明顯增強，板形得到了改善。(4)軋輥橫移 橫移是另一項重要的板形控制技術(shù)。其原理是對軋機兩側(cè)的壓下裝置進行同步控制，通過增大或減小一側(cè)的壓下量，使得軋輥傾斜，輥縫呈現(xiàn)楔形狀。然而，單純依靠彎輥力來控制板形，有以下兩個方面的不足：第一，彎輥力不能太大，否則軸承難以承受；第二，彎輥力對輥縫的影響主要在邊部，對軋輥中部輥縫影響較小，當輥頸比較小時這點表現(xiàn)的更為明顯[6]。軋輥的彎曲分為正彎和負糾，正彎指的是向增大軋輥凸度的方向彎曲；負彎指的是向減小軋輥的凸度方向彎曲。液壓彎輥控制技術(shù)的產(chǎn)生標志著帶鋼平直度控制進入了新的時期。(2)液壓彎輥 液壓彎輥主要特點是使用靈活，響應速度快，適用于在線調(diào)整，是板帶軋機調(diào)整板形的最基本的手段。因此合理的壓下制度、張力制度、速度制度對于板形控制而言，都是重要的手段。 板型控制的方法(1)優(yōu)化軋制規(guī)程 軋制力的大小、各道次的壓下量以及張應力的大小和分布直接影響到軋輥的磨損和軋輥的熱凸度。 (3)由于冷軋技術(shù)含量高，是軋鋼技術(shù)的集中體現(xiàn)。 結(jié)論 (1)和發(fā)達國家相比，我國的冷軋板帶比例明顯偏低，說明冷軋板帶材需求與發(fā)展的前景是非常廣闊的，空間是非常巨大的。在生產(chǎn)成本上由于無需增添設備，并可省去軋制液循環(huán)設備及軋制液購置等費用，降低了成本和電耗，并減少了軋輥更換次數(shù)和研磨次數(shù)等，生產(chǎn)成本明顯得到降低。產(chǎn)品質(zhì)量良好，表面質(zhì)量更加均勻一致，不會產(chǎn)生由于殘余乳液造成表面銹蝕，也徹底解決了帶材軋制時表面殘油處理的世界性難題。液氮的快速散熱功能允許提高軋制速度，提高壓下量，在該廠單機架軋機上生產(chǎn)某些鋼種時，速度可達600 mm/min。據(jù)介紹近年來德國開發(fā)出了一種新型的冷卻技術(shù)，即應用液氮作為冷軋冷卻劑替代水/油乳化液，該冷卻技術(shù)是使用噴嘴將液氮（溫度196～170176。一方面污染車間生產(chǎn)環(huán)節(jié)，另一辦面污染帶材表面，尤其是大量的工藝潤滑的乳液經(jīng)使用后氧化變質(zhì)，成為廢乳液后的回收處理及防火等安全問題。但工業(yè)應用還有很長的路要走。此工序在H2和N2氣氛中進行，以防止帶鋼冷卻到室溫前再次被氧化。在該工序中，帶鋼表面的氧化皮將與氣體中的氫（H2）反應而被還原成金屬鐵。第二步是化學反應工序，該工序在富氫（25%～95%H2）的混合氣體中進行，混合氣體反應時室內(nèi)仍有理想的混合氣體組成。最近有報道世界上第一套采用無酸除鱗技術(shù)的工業(yè)化年產(chǎn)10萬噸的機組已在意大利的一家?guī)т搹S投入運行，有望成為工業(yè)化的無酸除鱗工藝。 (1) 冷軋帶坯原料的無酸洗除鱗工藝 在冷軋帶的生產(chǎn)中，熱軋坯原料的酸洗除鱗一直是冷軋生產(chǎn)流程中最大的污染環(huán)節(jié)。但到目前為止，國內(nèi)水平較好的這一類機型全部采用了進口設備，顯然，這也是我國近期軋制技術(shù)發(fā)展的重點領(lǐng)域之一[4]。截止到目前公認軋制薄帶鋼，特別是硅鋼和不銹鋼等高強度、難變形的帶材，最佳的軋機仍是傳統(tǒng)的二十輥軋機，當然在結(jié)構(gòu)上已有很大的突破，不再局限于過去的整體機架，發(fā)展了雙牌坊式的二十輥軋機及無鞍座整體輥箱式的二十輥軋機等，目的均為了簡化制造精度和結(jié)構(gòu)，便于操作與維護，降低使用成本，同時保留二十輥最大的優(yōu)點——小工作輥徑和良好的厚控精度和板形，可實現(xiàn)大變形軋制極薄帶和高精度的產(chǎn)品。 2)板型控制，如HC，UC，UPC，CVC，VC，PC等板型調(diào)整、板型自動檢測和閉環(huán)控制等。二級過程控制計算機，包括工藝參數(shù)設定計算、自適應學習、帶鋼跟蹤、數(shù)據(jù)采集與交換、生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集與分析等。 多組自動控制（AGC）系統(tǒng)，包括預控/監(jiān)控ACC、秒流量AGC、張力預控AGC/監(jiān)控AGC等，以適應高速化，連續(xù)化，自動化的發(fā)展趨勢。到目前為止，國內(nèi)的