基于信息化技術(shù)的冷軋?jiān)O(shè)備優(yōu)化

孟艷娜

（河鋼集團(tuán)唐鋼公司冷軋部 河北 唐山 063000）

基于信息化技術(shù)的冷軋?jiān)O(shè)備優(yōu)化

孟艷娜

（河鋼集團(tuán)唐鋼公司冷軋部 河北 唐山 063000）

以唐鋼冷軋廠生產(chǎn)線的自動(dòng)化維護(hù)過程中，結(jié)合質(zhì)量管理要求在自動(dòng)化領(lǐng)域做到確保生產(chǎn)線連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行、提高設(shè)備控制精度、完善生產(chǎn)線質(zhì)量控制功能等措施達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

冷軋?jiān)O(shè)備；自動(dòng)化控制；質(zhì)量

1 引言

任何一個(gè)生產(chǎn)企業(yè)，設(shè)備決定了它的產(chǎn)品品種和質(zhì)量，使用什么樣的設(shè)備，就會(huì)生產(chǎn)什么樣的產(chǎn)品；使用什么技術(shù)水平的設(shè)備，就會(huì)生產(chǎn)什么質(zhì)量的產(chǎn)品。隨著冷軋產(chǎn)品品牌低位不斷提升，鍍鋅生產(chǎn)任務(wù)飽滿，首先鍍鋅生產(chǎn)線連續(xù)生產(chǎn)過程中的各種停車造成大量的廢品和協(xié)議品產(chǎn)生，嚴(yán)重影響成材率，造成效益的流失。其次鍍鋅產(chǎn)品發(fā)貨后的表面鋅渣、翹皮、鋅層脫落、各種卷形缺陷等質(zhì)量問題嚴(yán)重影響著產(chǎn)品售價(jià)和唐鋼產(chǎn)品聲譽(yù)。進(jìn)入11年五月唐鋼公司開始加大力度抓質(zhì)量，并提出“將技術(shù)質(zhì)量管理工作變成全員行動(dòng)，以壓倒一切的、空前的工作力度和過硬的措施抓技術(shù)質(zhì)量管理工作”，可見，結(jié)合現(xiàn)場情況完善設(shè)備功能、優(yōu)化質(zhì)量相關(guān)控制的工作刻不容緩，設(shè)備優(yōu)化是提高產(chǎn)品質(zhì)量的有力保障。

以冷軋廠鍍鋅生產(chǎn)線為例，為了適應(yīng)市場的需求，冷軋廠提出研發(fā)3#鍍鋅線的新產(chǎn)品、拓寬產(chǎn)品規(guī)格，由原來的0.3～1.6mm實(shí)現(xiàn)1.6～2.0mm鍍鋅板的生產(chǎn)目標(biāo)。自動(dòng)化公司冷軋維檢中心為了適應(yīng)生產(chǎn)要求，需要進(jìn)行功能優(yōu)化、完善自動(dòng)控制。涉及到的項(xiàng)目有：對(duì)焊機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，以保證超厚板帶鋼的焊縫質(zhì)量；對(duì)光整機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化，摸索出針對(duì)不同超厚基板所對(duì)應(yīng)的軋制力和延伸率，以保證平整的效果；完善所需規(guī)格鋼種的一級(jí)、二級(jí)相應(yīng)功能；在鍍鋅生產(chǎn)線鍍鋁鋅硅生產(chǎn)過程中，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)角度進(jìn)行確保穩(wěn)定的優(yōu)化，避免停車造成的鋅渣等協(xié)議品和斷帶事故發(fā)生；對(duì)電解水清洗系統(tǒng)的優(yōu)化大大提高了電解清洗的效果，確保了鍍鋅之前鋼帶表面的清潔度。

2 鍍鋅焊機(jī)完善

3#鍍鋅線采用日本三菱公司的窄搭接焊機(jī)，原理為電阻焊，使用上、下兩個(gè)焊輪用大電流將帶鋼融化，同時(shí)使用焊輪后面的碾壓輪將融化的帶鋼壓牢、平整，實(shí)現(xiàn)兩卷帶鋼的焊接。要想實(shí)現(xiàn)超厚帶鋼的焊接，必須從多個(gè)方面考慮，如焊接電流、焊接速度、焊輪壓力、搭接長度、碾壓壓力、補(bǔ)償量等，通過對(duì)正常厚度帶鋼的焊接參數(shù)的研究，逐步測量，反復(fù)試驗(yàn)，終于摸索出超厚帶鋼焊接時(shí)的主要技術(shù)參數(shù)：加大焊接電流，觀察測量帶鋼熔化量；減慢焊接速度以保證帶鋼充分融化；加大焊輪壓力，使焊輪與帶鋼接觸充分；增加搭接量，以保證前后兩卷帶鋼的接觸面積；加大碾壓壓力，以保證焊縫的質(zhì)量和焊縫的平整度；增大補(bǔ)償量，以補(bǔ)償焊接時(shí)的帶鋼消耗。

3 光整機(jī)優(yōu)化

為實(shí)現(xiàn)工藝要求，在光整機(jī)原有控制程序的基礎(chǔ)上，新增加變量近百個(gè)，新添程序段數(shù)處，程序修改多達(dá)100處，使得光整機(jī)實(shí)現(xiàn)了在HMI上添加了減壓模式控制選項(xiàng)，當(dāng)選擇此按鈕后，可以由傳輸指令發(fā)送到一級(jí)PLC控制系統(tǒng)，再由PLC控制系統(tǒng)傳遞到TDC控制系統(tǒng)，經(jīng)TDC處理后，指揮光整機(jī)按照控制程序進(jìn)行預(yù)定方案動(dòng)作；在出口主控室和現(xiàn)場控制臺(tái)上添加減壓模式控制按鈕，方便操作工操作，現(xiàn)場操作時(shí)可以根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，主要是焊縫的焊接質(zhì)量，來及時(shí)的選擇操作模式；修改現(xiàn)場人機(jī)界面中Protool的設(shè)置，現(xiàn)場操作時(shí)，可以直觀的了解目前選用的控制方式，并且在更換設(shè)置后，可以直觀的看到，避免出現(xiàn)誤操作；對(duì)原有的PLC控制程序進(jìn)行修改，并添加部分程序；現(xiàn)場添加兩套按鈕合理布線，在RIO控制柜中，添加西門子的ET200模塊且分配好地址等內(nèi)容。系統(tǒng)優(yōu)化的同時(shí)，為了生產(chǎn)出性能合格的鍍鋅卷摸索出不同規(guī)格厚度，達(dá)到性能要求所對(duì)應(yīng)的軋制力及延伸率，為更好的生產(chǎn)提供可靠數(shù)據(jù)。

4 厚規(guī)格生產(chǎn)的L1級(jí)和L2級(jí)功能完善

根據(jù) DANIELI設(shè)計(jì)，三期鍍鋅生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格來料厚度限制在0.3mm～1.6mm之間，也就是說只能生產(chǎn)來料厚度在0.3mm～1.6mm之間的產(chǎn)品，也就是說關(guān)于來料厚度大于1.6mm的產(chǎn)品工藝參數(shù)是在設(shè)計(jì)中是沒有給出的，同樣，控制系統(tǒng)也不包括和這些規(guī)格相關(guān)的控制軟件，連最基本的從一級(jí)、二級(jí)界面輸入該規(guī)格的PDI數(shù)據(jù)輸入接口都不存在，控制系統(tǒng)不能對(duì)生產(chǎn)線上超厚鋼卷進(jìn)行跟蹤，控制系統(tǒng)不能準(zhǔn)確下達(dá)各個(gè)設(shè)備的控制參數(shù)，尤其是生產(chǎn)線各個(gè)張力點(diǎn)參數(shù)的設(shè)定與優(yōu)化。

經(jīng)過對(duì)鍍鋅現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)查、實(shí)踐，并通過對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析研究，提出并實(shí)施了幾種調(diào)試方案，對(duì)控制程序進(jìn)行了根本性地改進(jìn)。經(jīng)過一步一步地修改、調(diào)試，目前，已經(jīng)可以從一級(jí)界面輸入規(guī)格，鋼卷跟蹤系統(tǒng)能夠正常跟蹤，通過對(duì)控制程序和設(shè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行根本性的改進(jìn)，達(dá)到了自動(dòng)獲得設(shè)定工藝參數(shù)（包括張力設(shè)定等）的目的，冷試參數(shù)較正常；

在以后的調(diào)試過程中，又對(duì)光整機(jī)壓下時(shí)的光整機(jī)前后張力設(shè)定值進(jìn)行了重點(diǎn)優(yōu)化。目前，鍍鋅生產(chǎn)線已經(jīng)能夠按照客戶要求，將1.6mm～2.0mm厚度的基板進(jìn)行鍍鋅。

5 熱鍍鋁鋅硅產(chǎn)品的自動(dòng)化針對(duì)性優(yōu)化

熱鍍鋁鋅硅產(chǎn)品是一種具有優(yōu)良耐大氣腐蝕的鋼材，在國內(nèi)外各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，市場需求量較大。鋁鋅硅鍍層產(chǎn)品比鍍鋅產(chǎn)品耐腐蝕性、彎曲成型性和焊接性好，比鍍鋁產(chǎn)品抗氧化性強(qiáng)。比鍍鋅和鍍鋁產(chǎn)品生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)性良好。

但是在生產(chǎn)鍍鋁鋅硅產(chǎn)品時(shí)，鋅鍋的溫度需要控制在650℃的高溫，并且鋅鍋內(nèi)的液態(tài)高溫鋁鋅硅具有強(qiáng)烈的腐蝕性，一旦由于設(shè)備事故導(dǎo)致停車超過5分鐘，鋅鍋內(nèi)的鋼帶肯定斷掉。所以，確保鍍鋁鋅硅生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定不僅僅像普通鍍鋅那樣減少了質(zhì)量協(xié)議品，還避免發(fā)生斷帶等重大生產(chǎn)事故。

并且，唐鋼冷軋的鍍鋁鋅硅產(chǎn)品合同存在基板薄、鍍層厚的特點(diǎn)，在生產(chǎn)過程中對(duì)鋅層的厚度控制提出了更高的要求。

根據(jù)以往鍍鋅生產(chǎn)線的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，清洗段的擠干輥、刷輥等由于輥面會(huì)出現(xiàn)脫膠、脫毛等狀況，清洗段的輥系過載等報(bào)警將直接導(dǎo)致工藝段停車。因此從程序控制角度進(jìn)行了優(yōu)化，每當(dāng)擠干輥或刷輥的傳動(dòng)產(chǎn)生了類似過載、過電壓、編碼器故障等報(bào)警，將觸發(fā)擠干輥或刷輥的壓輥打開，并產(chǎn)生明顯報(bào)警提示操作工，但是不會(huì)產(chǎn)生影響運(yùn)行的停車命令。生產(chǎn)線維護(hù)人員可以在線下或待更換沉沒輥的機(jī)會(huì)更換損壞的輥?zhàn)?。這一優(yōu)化實(shí)施后大量減少了工藝段因?yàn)榍逑炊屋佔(zhàn)尤毕菰斐傻耐＼嚹酥翑鄮А?/p>

自動(dòng)化還根據(jù)鍍鋁鋅硅的特點(diǎn)完善鋅鍋溫度檢測熱電偶的硬件、完善爐底輥電機(jī)電磁抱閘使用缺陷、適當(dāng)提升PLC遠(yuǎn)程IO站輸入、輸出保險(xiǎn)的額定電流容量等工作大大減少了鍍鋁鋅硅生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的自動(dòng)化設(shè)備故障，確保了生產(chǎn)的連續(xù)和穩(wěn)定運(yùn)行。

6 結(jié)語

隨著鍍鋅生產(chǎn)的進(jìn)行，自動(dòng)化發(fā)現(xiàn)、解決了一些嚴(yán)重影響生產(chǎn)的問題，并進(jìn)行了一些技術(shù)改造，使整個(gè)生產(chǎn)線在產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品數(shù)量方面得到很大提高，設(shè)備運(yùn)行比較穩(wěn)定，生產(chǎn)正常。各項(xiàng)措施都不同程度地取得了預(yù)期的效果，設(shè)備得到優(yōu)化，進(jìn)一步滿足了生產(chǎn)工藝的要求，為整條生產(chǎn)線穩(wěn)定生產(chǎn)取得了有力保障。

在自動(dòng)化的設(shè)備維護(hù)理念落實(shí)下，針對(duì)最容易產(chǎn)生質(zhì)量協(xié)議品的鍍鋅生產(chǎn)線，冷軋維檢中心二作業(yè)區(qū)首先做到了保證生產(chǎn)線的連續(xù)運(yùn)行減少停車造成的大量鋅渣協(xié)議品。其次在提高設(shè)備精度方面，完善鋅層測厚儀的標(biāo)定功能，優(yōu)化鋅層測厚儀結(jié)合生產(chǎn)規(guī)格的測厚范圍，實(shí)現(xiàn)鋅層精準(zhǔn)控制。杜絕生產(chǎn)過程出現(xiàn)的鋅層超厚缺陷、鋅錠使用量浪費(fèi)、鋅層厚度不夠造成的質(zhì)量異議等問題。然后在完善設(shè)備功能方面，實(shí)現(xiàn)了光整機(jī)和拉矯機(jī)的優(yōu)化板形功能，優(yōu)化清洗段電解水清洗控制功能，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的過電壓自動(dòng)切換極性確保電解清洗效果、保證板面的鐵成份雜質(zhì)影響產(chǎn)品表面質(zhì)量。

總之，自動(dòng)化冷軋維檢中心配合冷軋廠在質(zhì)量工作方面實(shí)現(xiàn)了每月質(zhì)量協(xié)議品減半的指標(biāo)。在提升產(chǎn)品質(zhì)量方面配合冷軋廠完成了鍍鋁鋅硅新產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)，克服了鍍鋅生產(chǎn)線經(jīng)常產(chǎn)生的各種質(zhì)量缺陷，使冷軋廠鍍鋅產(chǎn)品的質(zhì)量和聲譽(yù)都更上了一個(gè)臺(tái)階。

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TG333 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1009-5624（2018）02-0138-02

孟艷娜（1986-），女，助理工程師，本科，2011年畢業(yè)于燕山大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)在河鋼集團(tuán)唐鋼公司冷軋部工作，研究方向：機(jī)械。