熱軋薄板坯連鑄二級在線質(zhì)量控制系統(tǒng)

甄景燕　尹國強(qiáng)（唐山鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，河北唐山　063016）

熱軋薄板坯連鑄二級在線質(zhì)量控制系統(tǒng)

甄景燕尹國強(qiáng)
（唐山鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，河北唐山063016）

介紹了唐鋼薄板坯連鑄二級在線質(zhì)量控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場實(shí)時(shí)分析鑄坯質(zhì)量的功能，以及此系統(tǒng)的工作步驟，詳細(xì)地介紹了它的實(shí)現(xiàn)方法即冶金工程師先建立一些質(zhì)量規(guī)則，這些規(guī)則包括變量規(guī)則和表達(dá)式規(guī)則，二級系統(tǒng)澆次一開始就獲取相關(guān)質(zhì)量規(guī)則，從一級定時(shí)讀取實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，用這些質(zhì)量規(guī)則檢測物料的質(zhì)量，實(shí)際的質(zhì)量結(jié)果數(shù)據(jù)顯示在人機(jī)界面上，同時(shí)也被存儲在產(chǎn)品報(bào)表中，用于分析。

質(zhì)量控制質(zhì)量規(guī)則表達(dá)式規(guī)則質(zhì)量參數(shù)面對日益嚴(yán)峻的鋼鐵形勢，只有質(zhì)量優(yōu)良才能贏得市場。為了使在生產(chǎn)過程中，使質(zhì)量可控，建立了質(zhì)量控制系統(tǒng)。

1　質(zhì)量控制系統(tǒng)模型概述

質(zhì)量控制系統(tǒng)模型（簡稱QCS），基本的理論是先建立一些質(zhì)量規(guī)則，按照這些規(guī)則檢測生產(chǎn)過程中存在或可能存在的瑕疵.這個(gè)系統(tǒng)也幫助操作工控制產(chǎn)品的質(zhì)量，，同時(shí)也幫助質(zhì)量確認(rèn)部門了解產(chǎn)品質(zhì)量的級別。

2　QCS的工作步驟如下

（1）冶金工程師決定產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)則的詳細(xì)條目。這些規(guī)則可以直接基于實(shí)際的過程變量，或者兩個(gè)或更多的變量建立的表達(dá)式，這些規(guī)則用進(jìn)程工作站插入到二級系統(tǒng)中。質(zhì)量規(guī)則用來識別在哪個(gè)區(qū)域違背了物料的質(zhì)量。

（2）冶金工程師然后分組這些規(guī)則，把其中一組規(guī)則應(yīng)用到每個(gè)生產(chǎn)實(shí)例中。

（3）二級系統(tǒng)澆次一開始就獲取相關(guān)質(zhì)量規(guī)則，從一級讀取實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，用這些質(zhì)量規(guī)則檢測在鑄流里面物料的質(zhì)量。

（4）關(guān)于澆鑄過程中的當(dāng)前質(zhì)量信息是在操作工工作站界面是連續(xù)更新的，允許操作工檢查，在必要的時(shí)候采取必要的措施。

（5）當(dāng)板坯被切完，報(bào)表數(shù)據(jù)就會(huì)產(chǎn)生：①質(zhì)量級別，這是最低級別的檢測產(chǎn)品質(zhì)量的分界線。②違背產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)則的條目，以及在什么位置，哪些參數(shù)違背質(zhì)量規(guī)則。

3　QCS 執(zhí)行下列功能

（1）獲得特定區(qū)域的過程變量。

（2）跟蹤產(chǎn)品，同時(shí)將過程變量的實(shí)際值和QCS設(shè)定值進(jìn)行比較。

（3）返回每個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量數(shù)值。

4　QCS 能定義的每個(gè)產(chǎn)品的信息

（1）在QCS控制下的每個(gè)變量的最小/最大/平均/標(biāo)準(zhǔn)的偏移量。

（2）在QCS控制下變量和表達(dá)式超出有效范圍的產(chǎn)品的物理的啟/停位置。

5　控制方法

在連鑄，許多過程變量以不同的方式和在設(shè)備的不同位置影響產(chǎn)品質(zhì)量。例如，中包鋼水溫度和主冷水流量影響在結(jié)晶器中那部分產(chǎn)品的質(zhì)量，而二冷水流量影響產(chǎn)品的其他部分。

QCS間隔一段時(shí)間，從一級獲得數(shù)據(jù)，一次采樣包含所有的進(jìn)程變量.質(zhì)量控制規(guī)則根據(jù)這些得到的變量值判定鑄流的每個(gè)虛擬切片的質(zhì)量級別。當(dāng)一塊板坯切完，所切片的質(zhì)量信息聚集起來，以便來判定它的整個(gè)質(zhì)量.關(guān)于質(zhì)量的結(jié)果數(shù)據(jù)被存儲在產(chǎn)品報(bào)表中。

6　手動(dòng)QCS檢測報(bào)告

除了上面描述的自動(dòng)質(zhì)量檢測，還可以通過一級人機(jī)界面手動(dòng)向二級發(fā)布質(zhì)量檢測報(bào)告，這樣這些額外的手動(dòng)質(zhì)量檢測報(bào)告就被添加到自動(dòng)檢測報(bào)告中。

7　質(zhì)量跟蹤

如果檢測到某個(gè)特定的產(chǎn)品有質(zhì)量問題，那么在產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中，產(chǎn)品數(shù)據(jù)報(bào)告就附帶著質(zhì)量報(bào)告。這些記錄將包含下列數(shù)據(jù)：

（1）產(chǎn)品號。

（2）如果違反質(zhì)量規(guī)則標(biāo)識符，那么就指出可能存在的質(zhì)量缺陷。

（3）存在質(zhì)量位置的開始和結(jié)束位置。

（4）在缺陷區(qū)域內(nèi)每個(gè)違背規(guī)則的相關(guān)變量值（以最大值，最小值，平均值的形式）。

8　質(zhì)量參數(shù)

這有兩個(gè)類型的質(zhì)量參數(shù)：

（1）變量。連續(xù)的從一級獲得每項(xiàng)過程數(shù)據(jù)。

（2）表達(dá)式。一個(gè)或更多的變量用代數(shù)或邏輯運(yùn)算組合成數(shù)學(xué)表達(dá)式，產(chǎn)生布爾值。

對于每個(gè)澆鑄實(shí)例，鑄流區(qū)域的變量和表達(dá)式也是獨(dú)立的。一個(gè)表達(dá)式可以包含兩個(gè)區(qū)域以上的變量，而且它本身可以被指定任何區(qū)域，也包含多個(gè)變量。

9　質(zhì)量規(guī)則和應(yīng)用

有兩個(gè)類型的質(zhì)量規(guī)則：變量規(guī)則，表達(dá)式規(guī)則。

（1）變量規(guī)則。給使用的每個(gè)變量參數(shù)設(shè)置一個(gè)范圍，來創(chuàng)建規(guī)則，這些變量必須保證在內(nèi)部范圍，來保證物料的最高質(zhì)量。這些范圍可以是絕對值范圍或者給設(shè)定值一個(gè)幅度范圍。第一種范圍是用于過程中有固定設(shè)定點(diǎn)的那些參數(shù)。第二種范圍是用于動(dòng)態(tài)地依靠當(dāng)前過程值，或者依靠于一些其他參數(shù)的實(shí)際值。對于每個(gè)參數(shù)也可以定義一定的范圍。這些范圍對產(chǎn)品沒有直接的影響，只是提起注意的范圍。但是對操作工有用，當(dāng)參數(shù)值超出這個(gè)范圍，他們可以直接采取正確的措施加以糾正。

無論什么時(shí)候給定的規(guī)則不滿足，那么就記錄了哪個(gè)規(guī)則影響哪個(gè)區(qū)域的物料，產(chǎn)生什么瑕疵。哪個(gè)區(qū)域的過程變量已經(jīng)被配置好。

（2）表達(dá)式規(guī)則。這些規(guī)則創(chuàng)建使用表達(dá)式參數(shù)，他們返回布爾值。當(dāng)表達(dá)式規(guī)則返回TRUE值，說明已經(jīng)配置好的某個(gè)區(qū)域的某個(gè)表達(dá)式檢測出缺陷。對于這樣的規(guī)則返回布爾值既不說明瑕疵范圍，也不提起注意范圍。

表達(dá)式規(guī)則經(jīng)常提供更靈活的方法來控制過程質(zhì)量，當(dāng)這些是冶金相關(guān)的，可以合并不同的變量參數(shù)，也可以控制一個(gè)簡單的參數(shù)，以一個(gè)長久的有經(jīng)驗(yàn)的方式，而不是通過一個(gè)簡單的值范圍。

10　質(zhì)量慣性

還有其他的非常重要的產(chǎn)品質(zhì)量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)：連續(xù)的違背規(guī)則多長時(shí)間才能認(rèn)為實(shí)際的缺陷產(chǎn)生。這種思想就是有一個(gè)質(zhì)量慣性的影響而且違背規(guī)則一段時(shí)間也是有必要，為了記錄實(shí)際的質(zhì)量缺陷檢測。QCS通過定時(shí)采樣工作，這些最小的時(shí)間以許多采樣的形式被表達(dá)。冶金工程師不得不定義，對于每個(gè)質(zhì)量規(guī)則，對于物料質(zhì)量沒有影響的規(guī)則的連續(xù)采樣數(shù)量。

在給定鑄流區(qū)域的物料的整個(gè)部分，規(guī)則配置成采用相同的質(zhì)量級別，不管是否是單獨(dú)的切片，例如，剛剛進(jìn)入這個(gè)區(qū)域的那些切片沒有因?yàn)槌隽舜螖?shù)極限，就定義為有缺陷，為了保持連貫性，這些切片只是在離開此區(qū)域時(shí)，才被定義為缺陷，在次數(shù)極限超出之前，也定義為有缺陷。

11　結(jié)語

二級質(zhì)量控制系統(tǒng)從投入使用以來，經(jīng)過一段時(shí)間的使用和摸索，不斷優(yōu)化影響質(zhì)量的工藝參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控，使鑄坯的質(zhì)量不斷提高，使企業(yè)更具有競爭力。

［1］田燕翔.《現(xiàn)代連鑄新工藝新技術(shù)與鑄坯質(zhì)量控制》.

［2］蔡開科.《連鑄坯質(zhì)量控制零缺陷戰(zhàn)略》.