熱軋薄板坯連鑄二級在線質量控制系統

甄景燕　尹國強（唐山鋼鐵集團有限責任公司，河北唐山　063016）

熱軋薄板坯連鑄二級在線質量控制系統

甄景燕尹國強
（唐山鋼鐵集團有限責任公司，河北唐山063016）

介紹了唐鋼薄板坯連鑄二級在線質量控制系統實現了現場實時分析鑄坯質量的功能，以及此系統的工作步驟，詳細地介紹了它的實現方法即冶金工程師先建立一些質量規則，這些規則包括變量規則和表達式規則，二級系統澆次一開始就獲取相關質量規則，從一級定時讀取實際生產數據，用這些質量規則檢測物料的質量，實際的質量結果數據顯示在人機界面上，同時也被存儲在產品報表中，用于分析。

質量控制質量規則表達式規則質量參數面對日益嚴峻的鋼鐵形勢，只有質量優良才能贏得市場。為了使在生產過程中，使質量可控，建立了質量控制系統。

1　質量控制系統模型概述

質量控制系統模型（簡稱QCS），基本的理論是先建立一些質量規則，按照這些規則檢測生產過程中存在或可能存在的瑕疵.這個系統也幫助操作工控制產品的質量，，同時也幫助質量確認部門了解產品質量的級別。

2　QCS的工作步驟如下

（1）冶金工程師決定產品質量規則的詳細條目。這些規則可以直接基于實際的過程變量，或者兩個或更多的變量建立的表達式，這些規則用進程工作站插入到二級系統中。質量規則用來識別在哪個區域違背了物料的質量。

（2）冶金工程師然后分組這些規則，把其中一組規則應用到每個生產實例中。

（3）二級系統澆次一開始就獲取相關質量規則，從一級讀取實際生產數據，用這些質量規則檢測在鑄流里面物料的質量。

（4）關于澆鑄過程中的當前質量信息是在操作工工作站界面是連續更新的，允許操作工檢查，在必要的時候采取必要的措施。

（5）當板坯被切完，報表數據就會產生：①質量級別，這是最低級別的檢測產品質量的分界線。②違背產品質量規則的條目，以及在什么位置，哪些參數違背質量規則。

3　QCS 執行下列功能

（1）獲得特定區域的過程變量。

（2）跟蹤產品，同時將過程變量的實際值和QCS設定值進行比較。

（3）返回每個產品的質量數值。

4　QCS 能定義的每個產品的信息

（1）在QCS控制下的每個變量的最小/最大/平均/標準的偏移量。

（2）在QCS控制下變量和表達式超出有效范圍的產品的物理的啟/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備的不同位置影響產品質量。例如，中包鋼水溫度和主冷水流量影響在結晶器中那部分產品的質量，而二冷水流量影響產品的其他部分。

QCS間隔一段時間，從一級獲得數據，一次采樣包含所有的進程變量.質量控制規則根據這些得到的變量值判定鑄流的每個虛擬切片的質量級別。當一塊板坯切完，所切片的質量信息聚集起來，以便來判定它的整個質量.關于質量的結果數據被存儲在產品報表中。

6　手動QCS檢測報告

除了上面描述的自動質量檢測，還可以通過一級人機界面手動向二級發布質量檢測報告，這樣這些額外的手動質量檢測報告就被添加到自動檢測報告中。

7　質量跟蹤

如果檢測到某個特定的產品有質量問題，那么在產品數據庫中，產品數據報告就附帶著質量報告。這些記錄將包含下列數據：

（1）產品號。

（2）如果違反質量規則標識符，那么就指出可能存在的質量缺陷。

（3）存在質量位置的開始和結束位置。

（4）在缺陷區域內每個違背規則的相關變量值（以最大值，最小值，平均值的形式）。

8　質量參數

這有兩個類型的質量參數：

（1）變量。連續的從一級獲得每項過程數據。

（2）表達式。一個或更多的變量用代數或邏輯運算組合成數學表達式，產生布爾值。

對于每個澆鑄實例，鑄流區域的變量和表達式也是獨立的。一個表達式可以包含兩個區域以上的變量，而且它本身可以被指定任何區域，也包含多個變量。

9　質量規則和應用

有兩個類型的質量規則：變量規則，表達式規則。

（1）變量規則。給使用的每個變量參數設置一個范圍，來創建規則，這些變量必須保證在內部范圍，來保證物料的最高質量。這些范圍可以是絕對值范圍或者給設定值一個幅度范圍。第一種范圍是用于過程中有固定設定點的那些參數。第二種范圍是用于動態地依靠當前過程值，或者依靠于一些其他參數的實際值。對于每個參數也可以定義一定的范圍。這些范圍對產品沒有直接的影響，只是提起注意的范圍。但是對操作工有用，當參數值超出這個范圍，他們可以直接采取正確的措施加以糾正。

無論什么時候給定的規則不滿足，那么就記錄了哪個規則影響哪個區域的物料，產生什么瑕疵。哪個區域的過程變量已經被配置好。

（2）表達式規則。這些規則創建使用表達式參數，他們返回布爾值。當表達式規則返回TRUE值，說明已經配置好的某個區域的某個表達式檢測出缺陷。對于這樣的規則返回布爾值既不說明瑕疵范圍，也不提起注意范圍。

表達式規則經常提供更靈活的方法來控制過程質量，當這些是冶金相關的，可以合并不同的變量參數，也可以控制一個簡單的參數，以一個長久的有經驗的方式，而不是通過一個簡單的值范圍。

10　質量慣性

還有其他的非常重要的產品質量結果標準：連續的違背規則多長時間才能認為實際的缺陷產生。這種思想就是有一個質量慣性的影響而且違背規則一段時間也是有必要，為了記錄實際的質量缺陷檢測。QCS通過定時采樣工作，這些最小的時間以許多采樣的形式被表達。冶金工程師不得不定義，對于每個質量規則，對于物料質量沒有影響的規則的連續采樣數量。

在給定鑄流區域的物料的整個部分，規則配置成采用相同的質量級別，不管是否是單獨的切片，例如，剛剛進入這個區域的那些切片沒有因為超出了次數極限，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域時，才被定義為缺陷，在次數極限超出之前，也定義為有缺陷。

11　結語

二級質量控制系統從投入使用以來，經過一段時間的使用和摸索，不斷優化影響質量的工藝參數，實時監控，使鑄坯的質量不斷提高，使企業更具有競爭力。

［1］田燕翔.《現代連鑄新工藝新技術與鑄坯質量控制》.

［2］蔡開科.《連鑄坯質量控制零缺陷戰略》.