邯鋼酸洗線工藝設(shè)備創(chuàng)新及生產(chǎn)控制軟件開(kāi)發(fā)

田會(huì)哲， 馮國(guó)昌， 李 帥

（河鋼集團(tuán)邯鋼公司冷扎廠， 河北 邯鄲 056015）

由于河鋼邯鋼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不斷升級(jí)，酸洗線鋼種由普通用SPHC 增加到汽車領(lǐng)域、家電領(lǐng)域，產(chǎn)品憑借優(yōu)良的沖壓性能和表面質(zhì)量得到了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可[1]。其中高端用戶對(duì)產(chǎn)品表面、性能穩(wěn)定性有更嚴(yán)格的要求，在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)生產(chǎn)工藝調(diào)整和產(chǎn)品質(zhì)量控制比較困難[1]，存在的難點(diǎn)：吹邊機(jī)吹邊效果差出現(xiàn)水邊現(xiàn)象；漂洗段電導(dǎo)率偏高引起銹蝕異議；酸洗線循環(huán)管路不暢通導(dǎo)致酸槽內(nèi)酸量偏少，側(cè)進(jìn)酸流量小，紊流效果差，底注酸壓力極小；未配置二級(jí)系統(tǒng)，生產(chǎn)計(jì)劃、酸洗工藝參數(shù)等需要操作工手動(dòng)錄入；軋制工藝參數(shù)頻繁改變，保持穩(wěn)定的酸洗質(zhì)量具有較高的難度；降級(jí)品管理不規(guī)范。

1 工藝設(shè)備的創(chuàng)新

1.1 吹邊裝置優(yōu)化改造及控制

吹邊裝置優(yōu)化改造及控制，形成發(fā)明專利“一種酸洗帶鋼自動(dòng)吹邊裝置及其控制方法”改造前，酸洗線常出現(xiàn)水邊現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了酸洗產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)節(jié)奏。改造后，酸洗線水邊現(xiàn)象徹底根除。

1.2 漂洗段過(guò)濾裝置的設(shè)計(jì)制作與安裝

改造前，漂洗段回水管路常出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，循環(huán)管路堵塞時(shí)不僅嚴(yán)重影響噴淋效果，大幅度降低漂洗質(zhì)量，導(dǎo)致不僅用水量極大而且電導(dǎo)率也偏高，此外，還大幅度降低了循環(huán)泵壽命甚至直接燒毀，漂洗段補(bǔ)水量多數(shù)情況下在4 m3/h 以上。

漂洗段過(guò)濾裝置設(shè)計(jì)制作安裝后效果極其顯著，漂洗水電導(dǎo)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(zhì)管路改造

改造前，酸洗線常因循環(huán)管路不暢通導(dǎo)致酸槽內(nèi)酸量偏少，側(cè)進(jìn)酸流量小，紊流效果差，底注酸壓力極小。不僅容易出現(xiàn)欠酸洗缺陷影響質(zhì)量和產(chǎn)量，更嚴(yán)重的是會(huì)導(dǎo)致下表面擦劃傷缺陷和降低酸循環(huán)泵壽命甚至直接燒毀。

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

2 生產(chǎn)工藝控制軟件的開(kāi)發(fā)

2.1 酸洗線工藝自動(dòng)控制功能的實(shí)現(xiàn)

改造前，存在三個(gè)問(wèn)題：

1）對(duì)于不同的鋼種，卷取溫度、軋制溫度等軋制工藝參數(shù)的不同，軋制工藝參數(shù)的改變會(huì)造成帶鋼的表面氧化鐵皮結(jié)構(gòu)厚度的改變，在實(shí)際酸洗工藝生產(chǎn)過(guò)程中，不同鋼種要保證其始終一貫制的優(yōu)質(zhì)酸洗質(zhì)量，需要頻繁地對(duì)酸洗工藝的參數(shù)調(diào)整，保持穩(wěn)定的酸洗質(zhì)量具有較高的難度。

2）切邊卷和毛邊卷對(duì)于酸洗線7 個(gè)對(duì)中的富余量要求不同：切邊卷要求對(duì)中富余量小便于切邊前糾偏而毛邊卷對(duì)于對(duì)中富余量要求較大避免折邊，但酸洗線無(wú)自動(dòng)調(diào)整功能。

3）不同鋼種的強(qiáng)度不同，在酸槽內(nèi)狀態(tài)也不同，強(qiáng)度越大越容易不容易彎曲，在酸槽內(nèi)也更容易和槽底接觸產(chǎn)生擦劃傷。

程序完成后效果如下：

1）程序經(jīng)授權(quán)后技術(shù)人員可以根據(jù)原料類型設(shè)定修改酸液溫度、補(bǔ)算系數(shù)、緩蝕劑添加量、對(duì)中富余量等參數(shù)。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)程序根據(jù)原料類型自動(dòng)從數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)查詢到對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)傳輸至PLC，從而在最大限度保證帶鋼表面質(zhì)量的前提下節(jié)省蒸汽、酸液等消耗。

2）程序會(huì)自動(dòng)根據(jù)技術(shù)人員設(shè)定的每個(gè)鋼種對(duì)應(yīng)的擠干輥扭矩系數(shù)在適當(dāng)?shù)膶?shí)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(tǒng)化的實(shí)現(xiàn)

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(shù)，包括：原料卷號(hào)、鋼種、規(guī)格、7 個(gè)酸液溫度、漂洗水電導(dǎo)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(guò)低，無(wú)法直接生成控制圖。

程序完成后，每卷自動(dòng)采集工藝參數(shù)，超限時(shí)會(huì)報(bào)警，自動(dòng)生成控制圖。一旦出現(xiàn)酸液溫度超限會(huì)立即報(bào)警提醒操作工處理。局域網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)均可查看參數(shù)和控制圖（見(jiàn)圖1）。

圖1 酸洗帶鋼工藝自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件界面

2.3 帶鋼生產(chǎn)指標(biāo)管理軟件的實(shí)現(xiàn)

改造前，酸洗線生產(chǎn)品種繁多，依靠產(chǎn)量或著卷數(shù)評(píng)判當(dāng)班生產(chǎn)完成情況極其不合理。不僅原料規(guī)格會(huì)產(chǎn)生影響，其它諸如鋼種、切邊、分卷、最終用戶等信息均會(huì)對(duì)生產(chǎn)節(jié)奏產(chǎn)生較大影響。

程序完成后，程序會(huì)自動(dòng)按厚度、鋼種、切邊、分卷、最終用戶等信息分類，類型不同則機(jī)時(shí)產(chǎn)量不同，最終折算以工時(shí)的形式輸出，當(dāng)班完成情況更符合實(shí)際生產(chǎn)，班組生產(chǎn)完成情況得以合理評(píng)判。未完成工時(shí)當(dāng)班操作工還需要輸入未完成原因，技術(shù)人員經(jīng)授權(quán)后在局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)上均可查看班產(chǎn)信息（見(jiàn)圖2）。

圖2 帶鋼生產(chǎn)指標(biāo)管理軟件界面

3 項(xiàng)目實(shí)施效果

1）新型吹邊裝置優(yōu)化及應(yīng)用后，杜絕了酸洗卷水邊缺陷，水邊缺陷的降級(jí)品率由原來(lái)的2.7%降低到0.1%以下，全面提升酸洗卷邊部質(zhì)量（見(jiàn)圖3）。

圖3 水邊缺陷率對(duì)比圖

2）漂洗段過(guò)濾裝置設(shè)計(jì)制作安裝后效果極其顯著。漂洗水電導(dǎo)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(zhì)管路改造和優(yōu)化后，保證了酸洗段循環(huán)管路的暢通，減輕了帶鋼在酸槽內(nèi)的擦劃傷缺陷頻率和嚴(yán)重程度，劃傷缺陷比例有原來(lái)的1.8%降低到0.1%以下。

4）實(shí)現(xiàn)酸洗線入口質(zhì)量控制管理工作程序化和高效化。入口操作不再需要手動(dòng)輸入計(jì)劃信息，程序會(huì)直接把生產(chǎn)計(jì)劃信息實(shí)際優(yōu)化后自動(dòng)傳輸至PLC，大幅度降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，出錯(cuò)的概率降至最低。記錄的信息局域網(wǎng)內(nèi)共享，任何局域網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)授權(quán)后均可查看信息。

5）實(shí)現(xiàn)酸洗線工藝自動(dòng)控制功能。實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)時(shí)程序根據(jù)原料類型自動(dòng)從數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)查詢到對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)傳輸至PLC，節(jié)省蒸汽、酸液等消耗；同時(shí)程序自動(dòng)根據(jù)技術(shù)人員設(shè)定的每個(gè)鋼種對(duì)應(yīng)的擠干輥扭矩系數(shù)在適當(dāng)?shù)膶?shí)際傳輸至PLC，最大限度減輕擦劃傷缺陷。

6）實(shí)現(xiàn)了酸洗線工藝管理系統(tǒng)化。程序完成后，每卷自動(dòng)采集工藝參數(shù)，超限時(shí)會(huì)報(bào)警，自動(dòng)生成控制圖。一旦出現(xiàn)酸液溫度超限會(huì)立即報(bào)警提醒操作工處理。局域網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)均可查看參數(shù)和控制圖，提升了酸洗線管理系統(tǒng)的高效性。

7）實(shí)現(xiàn)了酸洗帶鋼生產(chǎn)指標(biāo)自動(dòng)管理及降級(jí)品管理程序化，提高生產(chǎn)效率10%~15%。實(shí)現(xiàn)了鋼種、切邊、分卷、最終用戶等信息的自動(dòng)化管理，程序自動(dòng)按厚度、鋼種、切邊、分卷、最終用戶等信息分類，類型不同則機(jī)時(shí)產(chǎn)量不同，最終折算以工時(shí)的形式輸出，班組生產(chǎn)完成情況得以合理評(píng)判。實(shí)現(xiàn)了降級(jí)品管理程序化，統(tǒng)一缺陷名稱、缺陷特點(diǎn)、責(zé)任單位，缺陷記錄表格式規(guī)范，最終快速確定解決缺陷的措施等。自動(dòng)生成報(bào)表，局域網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)經(jīng)授權(quán)后均可查看降級(jí)品信息。

通過(guò)對(duì)酸洗工藝設(shè)備的創(chuàng)新及工藝控制軟件的開(kāi)發(fā)，整體提高酸洗帶鋼實(shí)物質(zhì)量水平，避免了水邊、銹蝕等缺陷的產(chǎn)生，酸槽內(nèi)酸流量穩(wěn)定、酸液壓力穩(wěn)定，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品信息和生產(chǎn)關(guān)鍵參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄，降級(jí)品管理規(guī)范明確，提高產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了高效化生產(chǎn)。