基于信息化技術的冷軋設備優化

孟艷娜

（河鋼集團唐鋼公司冷軋部 河北 唐山 063000）

基于信息化技術的冷軋設備優化

孟艷娜

（河鋼集團唐鋼公司冷軋部 河北 唐山 063000）

以唐鋼冷軋廠生產線的自動化維護過程中，結合質量管理要求在自動化領域做到確保生產線連續穩定運行、提高設備控制精度、完善生產線質量控制功能等措施達到提高產品質量的目的。

冷軋設備；自動化控制；質量

1 引言

任何一個生產企業，設備決定了它的產品品種和質量，使用什么樣的設備，就會生產什么樣的產品；使用什么技術水平的設備，就會生產什么質量的產品。隨著冷軋產品品牌低位不斷提升，鍍鋅生產任務飽滿，首先鍍鋅生產線連續生產過程中的各種停車造成大量的廢品和協議品產生，嚴重影響成材率，造成效益的流失。其次鍍鋅產品發貨后的表面鋅渣、翹皮、鋅層脫落、各種卷形缺陷等質量問題嚴重影響著產品售價和唐鋼產品聲譽。進入11年五月唐鋼公司開始加大力度抓質量，并提出“將技術質量管理工作變成全員行動，以壓倒一切的、空前的工作力度和過硬的措施抓技術質量管理工作”，可見，結合現場情況完善設備功能、優化質量相關控制的工作刻不容緩，設備優化是提高產品質量的有力保障。

以冷軋廠鍍鋅生產線為例，為了適應市場的需求，冷軋廠提出研發3#鍍鋅線的新產品、拓寬產品規格，由原來的0.3～1.6mm實現1.6～2.0mm鍍鋅板的生產目標。自動化公司冷軋維檢中心為了適應生產要求，需要進行功能優化、完善自動控制。涉及到的項目有：對焊機進行系統優化，以保證超厚板帶鋼的焊縫質量；對光整機系統的優化，摸索出針對不同超厚基板所對應的軋制力和延伸率，以保證平整的效果；完善所需規格鋼種的一級、二級相應功能；在鍍鋅生產線鍍鋁鋅硅生產過程中，在自動化控制系統角度進行確保穩定的優化，避免停車造成的鋅渣等協議品和斷帶事故發生；對電解水清洗系統的優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 鍍鋅焊機完善

3#鍍鋅線采用日本三菱公司的窄搭接焊機，原理為電阻焊，使用上、下兩個焊輪用大電流將帶鋼融化，同時使用焊輪后面的碾壓輪將融化的帶鋼壓牢、平整，實現兩卷帶鋼的焊接。要想實現超厚帶鋼的焊接，必須從多個方面考慮，如焊接電流、焊接速度、焊輪壓力、搭接長度、碾壓壓力、補償量等，通過對正常厚度帶鋼的焊接參數的研究，逐步測量，反復試驗，終于摸索出超厚帶鋼焊接時的主要技術參數：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，以保證焊縫的質量和焊縫的平整度；增大補償量，以補償焊接時的帶鋼消耗。

3 光整機優化

為實現工藝要求，在光整機原有控制程序的基礎上，新增加變量近百個，新添程序段數處，程序修改多達100處，使得光整機實現了在HMI上添加了減壓模式控制選項，當選擇此按鈕后，可以由傳輸指令發送到一級PLC控制系統，再由PLC控制系統傳遞到TDC控制系統，經TDC處理后，指揮光整機按照控制程序進行預定方案動作；在出口主控室和現場控制臺上添加減壓模式控制按鈕，方便操作工操作，現場操作時可以根據現場的實際情況，主要是焊縫的焊接質量，來及時的選擇操作模式；修改現場人機界面中Protool的設置，現場操作時，可以直觀的了解目前選用的控制方式，并且在更換設置后，可以直觀的看到，避免出現誤操作；對原有的PLC控制程序進行修改，并添加部分程序；現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容。系統優化的同時，為了生產出性能合格的鍍鋅卷摸索出不同規格厚度，達到性能要求所對應的軋制力及延伸率，為更好的生產提供可靠數據。

4 厚規格生產的L1級和L2級功能完善

根據 DANIELI設計，三期鍍鋅生產的產品規格來料厚度限制在0.3mm～1.6mm之間，也就是說只能生產來料厚度在0.3mm～1.6mm之間的產品，也就是說關于來料厚度大于1.6mm的產品工藝參數是在設計中是沒有給出的，同樣，控制系統也不包括和這些規格相關的控制軟件，連最基本的從一級、二級界面輸入該規格的PDI數據輸入接口都不存在，控制系統不能對生產線上超厚鋼卷進行跟蹤，控制系統不能準確下達各個設備的控制參數，尤其是生產線各個張力點參數的設定與優化。

經過對鍍鋅現場情況進行調查、實踐，并通過對控制系統進行分析研究，提出并實施了幾種調試方案，對控制程序進行了根本性地改進。經過一步一步地修改、調試，目前，已經可以從一級界面輸入規格，鋼卷跟蹤系統能夠正常跟蹤，通過對控制程序和設定數據進行根本性的改進，達到了自動獲得設定工藝參數（包括張力設定等）的目的，冷試參數較正常；

在以后的調試過程中，又對光整機壓下時的光整機前后張力設定值進行了重點優化。目前，鍍鋅生產線已經能夠按照客戶要求，將1.6mm～2.0mm厚度的基板進行鍍鋅。

5 熱鍍鋁鋅硅產品的自動化針對性優化

熱鍍鋁鋅硅產品是一種具有優良耐大氣腐蝕的鋼材，在國內外各個領域得到了廣泛的應用，市場需求量較大。鋁鋅硅鍍層產品比鍍鋅產品耐腐蝕性、彎曲成型性和焊接性好，比鍍鋁產品抗氧化性強。比鍍鋅和鍍鋁產品生產成本低，經濟性良好。

但是在生產鍍鋁鋅硅產品時，鋅鍋的溫度需要控制在650℃的高溫，并且鋅鍋內的液態高溫鋁鋅硅具有強烈的腐蝕性，一旦由于設備事故導致停車超過5分鐘，鋅鍋內的鋼帶肯定斷掉。所以，確保鍍鋁鋅硅生產的連續穩定不僅僅像普通鍍鋅那樣減少了質量協議品，還避免發生斷帶等重大生產事故。

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

根據以往鍍鋅生產線的維護經驗，清洗段的擠干輥、刷輥等由于輥面會出現脫膠、脫毛等狀況，清洗段的輥系過載等報警將直接導致工藝段停車。因此從程序控制角度進行了優化，每當擠干輥或刷輥的傳動產生了類似過載、過電壓、編碼器故障等報警，將觸發擠干輥或刷輥的壓輥打開，并產生明顯報警提示操作工，但是不會產生影響運行的停車命令。生產線維護人員可以在線下或待更換沉沒輥的機會更換損壞的輥子。這一優化實施后大量減少了工藝段因為清洗段輥子缺陷造成的停車乃至斷帶。

自動化還根據鍍鋁鋅硅的特點完善鋅鍋溫度檢測熱電偶的硬件、完善爐底輥電機電磁抱閘使用缺陷、適當提升PLC遠程IO站輸入、輸出保險的額定電流容量等工作大大減少了鍍鋁鋅硅生產過程中出現的自動化設備故障，確保了生產的連續和穩定運行。

6 結語

隨著鍍鋅生產的進行，自動化發現、解決了一些嚴重影響生產的問題，并進行了一些技術改造，使整個生產線在產品質量、產品數量方面得到很大提高，設備運行比較穩定，生產正常。各項措施都不同程度地取得了預期的效果，設備得到優化，進一步滿足了生產工藝的要求，為整條生產線穩定生產取得了有力保障。

在自動化的設備維護理念落實下，針對最容易產生質量協議品的鍍鋅生產線，冷軋維檢中心二作業區首先做到了保證生產線的連續運行減少停車造成的大量鋅渣協議品。其次在提高設備精度方面，完善鋅層測厚儀的標定功能，優化鋅層測厚儀結合生產規格的測厚范圍，實現鋅層精準控制。杜絕生產過程出現的鋅層超厚缺陷、鋅錠使用量浪費、鋅層厚度不夠造成的質量異議等問題。然后在完善設備功能方面，實現了光整機和拉矯機的優化板形功能，優化清洗段電解水清洗控制功能，實現生產過程中的過電壓自動切換極性確保電解清洗效果、保證板面的鐵成份雜質影響產品表面質量。

總之，自動化冷軋維檢中心配合冷軋廠在質量工作方面實現了每月質量協議品減半的指標。在提升產品質量方面配合冷軋廠完成了鍍鋁鋅硅新產品的開發生產，克服了鍍鋅生產線經常產生的各種質量缺陷，使冷軋廠鍍鋅產品的質量和聲譽都更上了一個臺階。

[1]郭巨，張曉偉.冷軋薄板連續退火技術簡介[J].一重技術，2007(06).

[2]洪強，沈月嶺.冷軋薄板工程酸軋聯合機組設備特點[J].冶金設備，2006(04).

[3]宋加.縱談我國冷軋板生產[J].軋鋼，2001(04).

[4]劉軍.現代冷軋帶鋼生產技術進展概述[J].鞍鋼技術，2000(05).

TG333 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-5624（2018）02-0138-02

孟艷娜（1986-），女，助理工程師，本科，2011年畢業于燕山大學機械設計制造及自動化專業，現在河鋼集團唐鋼公司冷軋部工作，研究方向：機械。