酸洗低碳鋼帶高效生產實踐

王淑華，高小堯，劉 歡，于程福，張寶寧，李宏偉，王俊偉，王海龍

（唐山鋼鐵集團有限責任公司，河北 唐山 063016）

在鋼鐵產品中，板帶材因加工方式靈活、供貨鋼種和規格豐富備受市場青睞，目前在鋼鐵類產品中產量最大、品類最多。但板帶材產品生產流程長，尤其是冷軋板帶材產品，對連續生產和剛性排產約束要求高[1]。此外，獨立于生產主流程的物流系統往往成為生產的不可控因素，其信息滯后性顯著影響生產順行，對于產線空間布局不連續的企業影響則更甚[2]。近年來，信息化系統在鋼鐵企業中的應用顯著提升了鋼鐵產品生產過程標準化、智能化控制水平，也大幅降低了運營成本[3-5]；精益生產也開始逐步滲透進鋼鐵生產的各個大小流程之中[6-7]，甚至全流程管控也逐步成為廣泛應用的管理手段[8-11]。唐鋼酸洗產線設計產能100萬t/a，受制于原料供應距離長、原料產線多、產品流向復雜等不利因素，實際產能長期不飽和。為挖掘酸洗產線生產效率潛能，在酸洗線組織了低碳鋼SPHC高效生產實踐，借鑒5M1E過程因素方法，在不改變產線人員配置（Manpower）情況下通過有效利用信息化系統，在原料（Material）供應保障、設備（Machine）管理、工藝（Method）準備和包裝物流（Environment）方面進行改善，最終實現產量提升、質量穩定、成本降低的目標。

1 生產準備與保障措施

1.1 原料供應保障

生產計劃科根據SAP中訂單的合同錄入情況，統一協調熱軋原料產線2050線和1580線整體生產安排及產能平衡，同時明確原料鋼卷具體的交貨時間節點；酸洗產線根據庫存情況排布生產日計劃，并依托MES完成生產跟蹤和質量判定，并出具生產日報表，用于指導次日生產日計劃編制。

同時，酸洗產線各班組對生產日計劃進行隨時梳理和更新，對于甩卷、丟料等異常情況進行即時反饋和計劃調整，每日進行成品統計與待判品處理并出具生產報表，既要滿足成品發貨的需求，又便于及時組織補產，也可隨時發現工藝和質量問題。

1.2 產線設備保障

酸洗前利用月初檢修和點檢對重點設備進行故障排查與維檢，針對關鍵生產設備涂油機、漂洗段加熱器、臨時吹掃設備、漂洗段擠干輥等進行功能檢查，確保功能投入正常，參數滿足設計和控制要求。

對于消耗件加強點檢巡查和按照規程維護，作為傳送和封閉用的主要備件——輥子進行全流程管控，對各輥子上的附著物進行清理，檢查各擠干輥的輥面，尤其是11號與12號擠干輥，對破損、老化等不合格輥進行更換、清理全線輥面焊渣。此外，對于與鋼帶直接接觸的關鍵部件和介質，加強質量管控，更換漂洗水、清理漂洗段噴嘴、清理涂油機刀梁等，確保高速生產條件下產品質量符合要求。

1.3 工藝技術保障

生產前提前1 h按照規程要求調整酸液溫度并實現穩定控制；生產前實時觀察漂洗槽出口處帶水量及臨時吹掃的吹掃效果，及時對吹掃角度及11號、12號擠干輥的開度，確保酸洗表面良好，進熱風干燥前鋼帶無存水。

提速生產過程中，帶鋼表面存水時需要立刻降低11號、12號擠干輥開度，并根據情況進行10 m/min間隔的逐級降速；切邊產品與不切邊產品必須分開排產和組織生產，減少切邊剪調整和換刀操作，提升生產效率，同時改善切邊效果；不同熱軋產線原料根據厚度集中排產，減少調整切邊剪的時間，降低焊接難度、提升焊接效率。

1.4 包裝和物流保障

優選鋼卷倒庫運輸方式，確保運輸效率；優化庫區功能配置，提升包裝效率，提高出庫速度。結合環保政策要求和鋼卷倒運的實際需求，優先采用鐵路運輸方式進行原料鋼卷庫的倒庫運輸，以汽運輔助運輸，降低在途庫存，確保酸洗原料庫不斷供。

包裝庫采用打包區前移至酸洗出口步進梁附近，縮短吊卷天車運行距離至20 m以內；打包操作區域擴容，縮減包裝材料堆垛數量，確保打包區可滿足4卷鋼同時打包操作，提升打包效率；將成品庫內的待判品與甩包鋼卷移至打包區閑置庫位，擴大成品區庫容，滿足無法發貨條件下成品鋼卷庫存要求；庫存積壓時，必要條件下可穿插生產熱基鍍鋅產品，使用過跨電平車隨產隨運予以臨時解決。

2 高效生產實施效果評價

2.1 產線產量提升效果

高效生產實施過程中，月度總產量環比提高近30%，且因質量要求高而顯著影響生產效率提升的汽車產品增幅107%，而質量要求相對較低、有益于整體產量提升的熱基鍍鋅產品產量降低28%，低碳鋼產品產量提高55%。統計顯示高效生產實施前班次產量在500~600 t；高效生產實踐期間生產班次91個，均產659 t，較以往提升10%，且在整體質量控制與以往持平。由此可見，在酸洗汽車產品產量降低、低碳鋼和熱基鍍鋅產品產量提高的情況下，酸洗線仍有進一步提升月度產量的可行性。

2.2 批次生產量統計分析

為進一步分析低碳鋼高效生產的影響因素，統計全月生產的所有批次折算班產（批次產量/生產耗時×8 h）結果如圖1所示。結果表明，合計耗時61個班次（每個班8 h）的平均產量為634 t；各批次折算班次產量在380～1 340 t之間波動。

圖1 低碳鋼高效生產各批次折算班產統計

為進一步分析各批次產量的影響因素，剔除1.5 h以下的臨時批次，統計折算班產與生產耗時之間的關系如圖2所示。結果表明，不足一個班次的批次產量變化幅度較大且不穩定，由此可知倒換鋼種、變更切邊要求訂單、交接班等客觀因素會引起生產不順行，進而影響生產效率。生產耗時8～13 h的批次平均折算班產在664 t，且產量波動明顯減小，說明由單個班次完整生產后交班繼續生產時連貫性提升，減少倒換鋼種，生產條件變差小，生產效率有保障。統計20 h以上的折算班產更加穩定，期間訂單排產集中、班次交接異常狀況減少、生產工藝參數變化小，折算班產均值639 h，各批次間的折算班產幾乎無顯著波動，與整體生產的折算班產量接近。

圖2 折算班產與各批次持續生產時間的關系

3 結論

1）低碳鋼高效酸洗生產實踐結果表明，在充分保障生產計劃、生產組織、設備和工藝條件下，酸洗線班次產量也提高10%，且不會影響產品質量。

2）酸洗生產過程中影響班次產量的因素有班次交接、產品種類、鋼種切換和訂單排產集中程度，進一步優化產品結構還有進一步提升生產效率的可行性。