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钢铁业智能制造技术开发及咨询


一、基于已有项目案例的咨询与开发

钢铁业智能系统,二级系统,在钢板等生产领域的应用很全面:在很多钢板轧制产线,如果二级系统停止了,则整个生产运行停止。二级系统在线棒材和型钢生产的应用相对滞后,可能是因为生产过程过于复杂,比如在线孔型设计很难进行;在这些领域的技术很多不是在线变化的,比如孔型设计是事先完成的,在线的辊缝调整幅度也不大。温度在线计算技术倒是开发 得较完整,但是在线调控幅度不大。二级系统在钢铁冶炼方面方面的应用目前在逐渐增加,还有二级系统在新兴行业比如各类形状复合材料包括板材的生产,也在逐渐增加。本团队拥有多年的二级系统应用开发经验,兼有钢铁业工程优势和软件开发优势,而且拥有五套钢铁业二级系统,可以将可能的技术应用于实际生产。

1、在主要领域的应用水平

(1)板材生产

在此方面我们现有传统行业多套二级系统,以及符合现实情况的二级系统升级和新一代二级系统开发。我们有指导下的双变量自学,以极其简单易用的方式将金相学微观组织模型加入到现有的二级系统并进行相应的自学。我们有钢铁行业微观组织模型成果,用于预报轧制过程中 一系列微观变化以及相关的力学性能等预报。同时我们的优势在于缺陷预警,对于常见缺陷比如镰刀弯 、中浪和边浪等以及其它缺陷,都有实现预报和解决的能力。。

(2)线棒材生产

作为世界线棒材 技术最领先公司的高级工程师,在这一领域的技术领先性很明显。近年在模型和软件技术也有所突破。开发过一百多套相关模型,并完成了八年30门计算机课程的在职培训,在相关领域中模型和软件开发中领先成都很高。还可将早先世界领先的技术,比如处理高速线材轧机振动,以及生产过程温度预报和优化等技术应用于客户项目。

(3)钢铁冶炼

二级系统在这些领域的应用在近年发展很快。我们现有成果包括电炉(EAF,150吨)、精炼炉(LMF)和连铸(CC)三套二级系统,包括一套设计完好的用VB基于类的技术开发(包括数据库数据更新功能)的界面,用C++开发的功能逻辑(包括模型),以及基于Oracle确保数据不丢失的数据库系统。
 
2、在主要领域的实际应用

基于已有项目案例及现有软件的技术咨询与开发,在下述的文件中详细阐述:金通基于已有软件在钢板、线棒和冶炼等领域的 咨询
 

二、在各技术领域中已完成的咨询及已有优势

 金通技术咨询致力于增加产品成材率和降低成本(如板坯成本)。我们的在线系统可以提供很多历来需要人所能提供的服务。通过提高或稳定轧后产品性能,您或许能够安排低成本板坯料来完成某个订单 - 其节省可能是巨大的。

金通咨询涵盖钢铁厂模型改进和软件开发的各种领域,如二级模型轧钢厂软件自动化系统轧钢厂改进轧辊孔型设计有限元/有限差分法分析。对于平板轧制,我们通过 提高二级模型的预报精度(轧制力,温度和轧辊变形等)以及改善道次规程逻辑,从而改进产品成材率和产品质量(形状/性能)。对于线棒材,小型材和型材轧制,我们有准确的宽展,前滑和机架间张力的影响 等等的模型,以实现高质量的孔型设计及生产优化。在这两种情况下,我们改善现有轧钢厂的软件或开发新的软件系统。 

二级模型优化

钢厂二级系统 普遍被认为是钢厂的神经系统,通常称为生产执行系统,其中的二级模型是轧钢厂大多数系统智能所在。

大部分产品的缺陷,如较差的几何形状及低性能,都直接或间接地与低质量的二级模型相关联。 比如中心扣和边波,即源于与棍形不协调的压下规程而造成的在板中间和板边缘不均衡的压下量。低力学性能的问题往往是由不准确的二级模型所造成,由于模型不准确而使得实际使用的温度等参数错过金属学目标值。 见二级模型性能问题,如产品缺陷和二级模型误差

即使是 对二级模型很微小的改善,也可以大大改进轧钢厂的经济效益。 见二级模型改进的意义。例如,二级系统轧制力误差减少1%或许便有每年百万美元的价值! (见二级系统精确轧制力 预报的意义)。

金通二级模型改进可以大大提高您的系统精度,通过极少量的源代码修改,或只通过改变其输入数据而无需任何源代码修改。二级模型改进可以经由如下的模块进 行

如需更显着的改善,通常是通过更多地修改现有的系统,金通可以为您进行系统的进一步改进。 金属学模型和其他热学模型及力学模型可整合到您的系统之中, 比如:

如需细节的讨论,请参阅金通咨询部分二级模型优化

    轧钢厂软件开发和改进

    金通的专长在于基于模型 的钢厂软件开发,特别是那些用于轧钢厂的软件开发。我们(如李炳集博士)既是钢厂模型专家又是富有经验的软件工程师。

    金通的软件咨询和改进主要在以下几个方面:

    详见金通基 于模型的工厂软件开发和改进

    工厂自动化系统的开发和改进

    我们开发新的和改进现有的二级系统。 我们应用准确的轧制过程模型和金属学模型来开发新的生产调度系统或改善现有的。此外,我们开发各种应用软件, 如下面清单所列,以满足钢厂的需要。

    详情请阅金通咨询轧钢厂自动化系统的 开发和改进

    轧辊孔型设计

    金通提供咨询服务,以改善您的轧制规程和孔型设计软件。 有几十个因素影响轧制规程和孔型设计,加上模型的普适性和准确性问题。 金通的强项在于理论(精确的过程模型)和现场实际的独特组合。 除了孔型设计的相关讨论,我们的咨询领域也如下述例子所示。

    • 线材轧制:一系列孔型设计程序,准确的过程模型。

    • 小型材轧制 :模型,先进的分析工具和对现有道次规程很好的收集整理。

    • 型材轧制:很好对金属变形的理解,博士研究的主攻方向,且有一本在该领域的书出版。

    • 管/管轧制:对张力减径机孔型的研究,对有关的金属变形的很好了解; 本专业的课程及轧钢厂实习,等

    • 平板轧制:既有在线模型又有离线模型,开发了先进的二级模型。

    请查看金通咨询孔型设计的详细说明。

    轧钢厂业绩提高

    在轧钢厂日常运作中 ,通过应用我们的轧钢厂模型和轧钢厂操作经验,可以大大提高生产率,成材率和产品质量等。我们可以实现轧钢理论和轧钢厂实际的独特组合。 我们咨询领域及实例如下所述。

    • 力学性能改进:如在某些温度范围增加压下量,和应用弯辊规程。

    • 形状和成材率改进:改变轧钢厂作业,以减少各种缺陷,如镰刀弯,连接,边波,中心扣,错过插槽,蛇头湾,关节等。

    • 生产力的提高:改进轧钢厂作业,如减少道次,板坯排列及供火,流量分析等,以提高生产力。

    • 节约能源和降低成本:如改进加热过程,优化的坯料尺寸和坯料钢种。

    详见轧钢厂运行改进,有关一系列的工作领域和解决方案 。

    有限元 / 有限差分法分

    在有限元法在轧钢领域的企业化应用方面,我们是最早的成功者之一。我们工作的重点在于应用有限元分析解决企业现场的实际问题。 我们可以利用我们在这方面的专长为您提供 服务。 除有限元外,我们还开发了有限差分法软件用于轧制过程中温度预报。

    有限元法是一种普适的工具,可用以 预报局部变形,如轧辊挠度和辊压扁,并可用做产品缺陷的分析。 这在优化变形过程和减少缺陷方面是非常有用的。有限差分法是确定温度分布的一种有效的工具。见有限元 / 有限差分法的应用领域

    金通咨询利用有限元法和有限差分法,改善轧钢厂运行和金属成型过程,以实现优化的道次规程,改善的二级模型,减少缺陷等。金通可以指导您广泛应用有限元法和有限差分法以改进生产过程。 请查看在这方面详细的金通的工作领域

    请参阅金通咨询中的有限元 / 有限差分法分析的详细资料。

    轧钢厂设备优化

    本团队提供线棒材特别是高速线材轧机设备的设计优化。作为世界范围内在高速线材轧制方面最强公司的高级工程师,可提供线材轧机的机械、自动化及智能优化相关设备,轧机的价格极具竞争力,而且在智能方面拥有世界最前沿技术。随着轧机技术参数、工艺模型和自动化系统的最新发展,有关线材轧钢厂的详细信息可请参阅轧钢厂一文(目前主要是英文资料)

    金通咨询资源

    作为一个工业专家,金通在轧钢厂咨询特别是在钢铁厂过程模拟及计算机应用方面有丰富的资源。详细的资源清单可参阅一个单独的文件,其中包括 如下主题:

    金通有几十个研究报告,以及一些应用软件可免费提供于金通咨询的客户。
     
     

    工业4.0元宇宙网 (Meta4-0.com) 智能制造规划与咨询

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