邯鋼酸洗線工藝設備創新及生產控制軟件開發

田會哲， 馮國昌， 李 帥

（河鋼集團邯鋼公司冷扎廠， 河北 邯鄲 056015）

由于河鋼邯鋼產品結構的不斷升級，酸洗線鋼種由普通用SPHC 增加到汽車領域、家電領域，產品憑借優良的沖壓性能和表面質量得到了市場的廣泛認可[1]。其中高端用戶對產品表面、性能穩定性有更嚴格的要求，在實際生產中對生產工藝調整和產品質量控制比較困難[1]，存在的難點：吹邊機吹邊效果差出現水邊現象；漂洗段電導率偏高引起銹蝕異議；酸洗線循環管路不暢通導致酸槽內酸量偏少，側進酸流量小，紊流效果差，底注酸壓力極??；未配置二級系統，生產計劃、酸洗工藝參數等需要操作工手動錄入；軋制工藝參數頻繁改變，保持穩定的酸洗質量具有較高的難度；降級品管理不規范。

1 工藝設備的創新

1.1 吹邊裝置優化改造及控制

吹邊裝置優化改造及控制，形成發明專利“一種酸洗帶鋼自動吹邊裝置及其控制方法”改造前，酸洗線常出現水邊現象，嚴重影響了酸洗產品的質量和生產節奏。改造后，酸洗線水邊現象徹底根除。

1.2 漂洗段過濾裝置的設計制作與安裝

改造前，漂洗段回水管路常出現堵塞現象，循環管路堵塞時不僅嚴重影響噴淋效果，大幅度降低漂洗質量，導致不僅用水量極大而且電導率也偏高，此外，還大幅度降低了循環泵壽命甚至直接燒毀，漂洗段補水量多數情況下在4 m3/h 以上。

漂洗段過濾裝置設計制作安裝后效果極其顯著，漂洗水電導率得到有效控制，均在70 μs/cm 以下，用水量也得到大幅度降低至2.5~3.0 m3/h。

1.3 酸洗段介質管路改造

改造前，酸洗線常因循環管路不暢通導致酸槽內酸量偏少，側進酸流量小，紊流效果差，底注酸壓力極小。不僅容易出現欠酸洗缺陷影響質量和產量，更嚴重的是會導致下表面擦劃傷缺陷和降低酸循環泵壽命甚至直接燒毀。

改造后，保證了酸洗段循環管路的暢通，減輕了帶鋼在酸槽內的擦劃傷缺陷頻率和嚴重程度。

2 生產工藝控制軟件的開發

2.1 酸洗線工藝自動控制功能的實現

改造前，存在三個問題：

1）對于不同的鋼種，卷取溫度、軋制溫度等軋制工藝參數的不同，軋制工藝參數的改變會造成帶鋼的表面氧化鐵皮結構厚度的改變，在實際酸洗工藝生產過程中，不同鋼種要保證其始終一貫制的優質酸洗質量，需要頻繁地對酸洗工藝的參數調整，保持穩定的酸洗質量具有較高的難度。

2）切邊卷和毛邊卷對于酸洗線7 個對中的富余量要求不同：切邊卷要求對中富余量小便于切邊前糾偏而毛邊卷對于對中富余量要求較大避免折邊，但酸洗線無自動調整功能。

3）不同鋼種的強度不同，在酸槽內狀態也不同，強度越大越容易不容易彎曲，在酸槽內也更容易和槽底接觸產生擦劃傷。

程序完成后效果如下：

1）程序經授權后技術人員可以根據原料類型設定修改酸液溫度、補算系數、緩蝕劑添加量、對中富余量等參數。實際生產時程序根據原料類型自動從數據庫內查詢到對應的工藝參數傳輸至PLC，從而在最大限度保證帶鋼表面質量的前提下節省蒸汽、酸液等消耗。

2）程序會自動根據技術人員設定的每個鋼種對應的擠干輥扭矩系數在適當的實際傳輸至PLC，從而在避免擠干輥軸斷的前提下最大限度減輕擦劃傷缺陷。

2.2 酸洗線工藝管理系統化的實現

改造前，酸洗線需要操作工每5 卷在紙板記錄本上記錄一次工藝參數，包括：原料卷號、鋼種、規格、7 個酸液溫度、漂洗水電導率、廢酸中自由酸濃度和鐵離子濃度。記錄工作不僅繁瑣而且頻率過低，無法直接生成控制圖。

程序完成后，每卷自動采集工藝參數，超限時會報警，自動生成控制圖。一旦出現酸液溫度超限會立即報警提醒操作工處理。局域網內計算機均可查看參數和控制圖（見圖1）。

圖1 酸洗帶鋼工藝自動控制系統軟件界面

2.3 帶鋼生產指標管理軟件的實現

改造前，酸洗線生產品種繁多，依靠產量或著卷數評判當班生產完成情況極其不合理。不僅原料規格會產生影響，其它諸如鋼種、切邊、分卷、最終用戶等信息均會對生產節奏產生較大影響。

程序完成后，程序會自動按厚度、鋼種、切邊、分卷、最終用戶等信息分類，類型不同則機時產量不同，最終折算以工時的形式輸出，當班完成情況更符合實際生產，班組生產完成情況得以合理評判。未完成工時當班操作工還需要輸入未完成原因，技術人員經授權后在局域網計算機上均可查看班產信息（見圖2）。

圖2 帶鋼生產指標管理軟件界面

3 項目實施效果

1）新型吹邊裝置優化及應用后，杜絕了酸洗卷水邊缺陷，水邊缺陷的降級品率由原來的2.7%降低到0.1%以下，全面提升酸洗卷邊部質量（見圖3）。

圖3 水邊缺陷率對比圖

2）漂洗段過濾裝置設計制作安裝后效果極其顯著。漂洗水電導率得到有效控制，均在70 μs/cm 以下，用水量也得到大幅度降低至2.5~3.0 m3/h。

3）酸洗段介質管路改造和優化后，保證了酸洗段循環管路的暢通，減輕了帶鋼在酸槽內的擦劃傷缺陷頻率和嚴重程度，劃傷缺陷比例有原來的1.8%降低到0.1%以下。

4）實現酸洗線入口質量控制管理工作程序化和高效化。入口操作不再需要手動輸入計劃信息，程序會直接把生產計劃信息實際優化后自動傳輸至PLC，大幅度降低了勞動強度，出錯的概率降至最低。記錄的信息局域網內共享，任何局域網內計算機授權后均可查看信息。

5）實現酸洗線工藝自動控制功能。實現了生產時程序根據原料類型自動從數據庫內查詢到對應的工藝參數傳輸至PLC，節省蒸汽、酸液等消耗；同時程序自動根據技術人員設定的每個鋼種對應的擠干輥扭矩系數在適當的實際傳輸至PLC，最大限度減輕擦劃傷缺陷。

6）實現了酸洗線工藝管理系統化。程序完成后，每卷自動采集工藝參數，超限時會報警，自動生成控制圖。一旦出現酸液溫度超限會立即報警提醒操作工處理。局域網內計算機均可查看參數和控制圖，提升了酸洗線管理系統的高效性。

7）實現了酸洗帶鋼生產指標自動管理及降級品管理程序化，提高生產效率10%~15%。實現了鋼種、切邊、分卷、最終用戶等信息的自動化管理，程序自動按厚度、鋼種、切邊、分卷、最終用戶等信息分類，類型不同則機時產量不同，最終折算以工時的形式輸出，班組生產完成情況得以合理評判。實現了降級品管理程序化，統一缺陷名稱、缺陷特點、責任單位，缺陷記錄表格式規范，最終快速確定解決缺陷的措施等。自動生成報表，局域網內計算機經授權后均可查看降級品信息。

通過對酸洗工藝設備的創新及工藝控制軟件的開發，整體提高酸洗帶鋼實物質量水平，避免了水邊、銹蝕等缺陷的產生，酸槽內酸流量穩定、酸液壓力穩定，同時現場產品信息和生產關鍵參數實現自動記錄，降級品管理規范明確，提高產品質量等級的同時，實現了高效化生產。