基于信息化技术的冷轧设备优化

孟艳娜

（河钢集团唐钢公司冷轧部 河北 唐山 063000）

基于信息化技术的冷轧设备优化

孟艳娜

（河钢集团唐钢公司冷轧部 河北 唐山 063000）

以唐钢冷轧厂生产线的自动化维护过程中，结合质量管理要求在自动化领域做到确保生产线连续稳定运行、提高设备控制精度、完善生产线质量控制功能等措施达到提高产品质量的目的。

冷轧设备；自动化控制；质量

1 引言

任何一个生产企业，设备决定了它的产品品种和质量，使用什么样的设备，就会生产什么样的产品；使用什么技术水平的设备，就会生产什么质量的产品。随着冷轧产品品牌低位不断提升，镀锌生产任务饱满，首先镀锌生产线连续生产过程中的各种停车造成大量的废品和协议品产生，严重影响成材率，造成效益的流失。其次镀锌产品发货后的表面锌渣、翘皮、锌层脱落、各种卷形缺陷等质量问题严重影响着产品售价和唐钢产品声誉。进入11年五月唐钢公司开始加大力度抓质量，并提出“将技术质量管理工作变成全员行动，以压倒一切的、空前的工作力度和过硬的措施抓技术质量管理工作”，可见，结合现场情况完善设备功能、优化质量相关控制的工作刻不容缓，设备优化是提高产品质量的有力保障。

以冷轧厂镀锌生产线为例，为了适应市场的需求，冷轧厂提出研发3#镀锌线的新产品、拓宽产品规格，由原来的0.3～1.6mm实现1.6～2.0mm镀锌板的生产目标。自动化公司冷轧维检中心为了适应生产要求，需要进行功能优化、完善自动控制。涉及到的项目有：对焊机进行系统优化，以保证超厚板带钢的焊缝质量；对光整机系统的优化，摸索出针对不同超厚基板所对应的轧制力和延伸率，以保证平整的效果；完善所需规格钢种的一级、二级相应功能；在镀锌生产线镀铝锌硅生产过程中，在自动化控制系统角度进行确保稳定的优化，避免停车造成的锌渣等协议品和断带事故发生；对电解水清洗系统的优化大大提高了电解清洗的效果，确保了镀锌之前钢带表面的清洁度。

2 镀锌焊机完善

3#镀锌线采用日本三菱公司的窄搭接焊机，原理为电阻焊，使用上、下两个焊轮用大电流将带钢融化，同时使用焊轮后面的碾压轮将融化的带钢压牢、平整，实现两卷带钢的焊接。要想实现超厚带钢的焊接，必须从多个方面考虑，如焊接电流、焊接速度、焊轮压力、搭接长度、碾压压力、补偿量等，通过对正常厚度带钢的焊接参数的研究，逐步测量，反复试验，终于摸索出超厚带钢焊接时的主要技术参数：加大焊接电流，观察测量带钢熔化量；减慢焊接速度以保证带钢充分融化；加大焊轮压力，使焊轮与带钢接触充分；增加搭接量，以保证前后两卷带钢的接触面积；加大碾压压力，以保证焊缝的质量和焊缝的平整度；增大补偿量，以补偿焊接时的带钢消耗。

3 光整机优化

为实现工艺要求，在光整机原有控制程序的基础上，新增加变量近百个，新添程序段数处，程序修改多达100处，使得光整机实现了在HMI上添加了减压模式控制选项，当选择此按钮后，可以由传输指令发送到一级PLC控制系统，再由PLC控制系统传递到TDC控制系统，经TDC处理后，指挥光整机按照控制程序进行预定方案动作；在出口主控室和现场控制台上添加减压模式控制按钮，方便操作工操作，现场操作时可以根据现场的实际情况，主要是焊缝的焊接质量，来及时的选择操作模式；修改现场人机界面中Protool的设置，现场操作时，可以直观的了解目前选用的控制方式，并且在更换设置后，可以直观的看到，避免出现误操作；对原有的PLC控制程序进行修改，并添加部分程序；现场添加两套按钮合理布线，在RIO控制柜中，添加西门子的ET200模块且分配好地址等内容。系统优化的同时，为了生产出性能合格的镀锌卷摸索出不同规格厚度，达到性能要求所对应的轧制力及延伸率，为更好的生产提供可靠数据。

4 厚规格生产的L1级和L2级功能完善

根据 DANIELI设计，三期镀锌生产的产品规格来料厚度限制在0.3mm～1.6mm之间，也就是说只能生产来料厚度在0.3mm～1.6mm之间的产品，也就是说关于来料厚度大于1.6mm的产品工艺参数是在设计中是没有给出的，同样，控制系统也不包括和这些规格相关的控制软件，连最基本的从一级、二级界面输入该规格的PDI数据输入接口都不存在，控制系统不能对生产线上超厚钢卷进行跟踪，控制系统不能准确下达各个设备的控制参数，尤其是生产线各个张力点参数的设定与优化。

经过对镀锌现场情况进行调查、实践，并通过对控制系统进行分析研究，提出并实施了几种调试方案，对控制程序进行了根本性地改进。经过一步一步地修改、调试，目前，已经可以从一级界面输入规格，钢卷跟踪系统能够正常跟踪，通过对控制程序和设定数据进行根本性的改进，达到了自动获得设定工艺参数（包括张力设定等）的目的，冷试参数较正常；

在以后的调试过程中，又对光整机压下时的光整机前后张力设定值进行了重点优化。目前，镀锌生产线已经能够按照客户要求，将1.6mm～2.0mm厚度的基板进行镀锌。

5 热镀铝锌硅产品的自动化针对性优化

热镀铝锌硅产品是一种具有优良耐大气腐蚀的钢材，在国内外各个领域得到了广泛的应用，市场需求量较大。铝锌硅镀层产品比镀锌产品耐腐蚀性、弯曲成型性和焊接性好，比镀铝产品抗氧化性强。比镀锌和镀铝产品生产成本低，经济性良好。

但是在生产镀铝锌硅产品时，锌锅的温度需要控制在650℃的高温，并且锌锅内的液态高温铝锌硅具有强烈的腐蚀性，一旦由于设备事故导致停车超过5分钟，锌锅内的钢带肯定断掉。所以，确保镀铝锌硅生产的连续稳定不仅仅像普通镀锌那样减少了质量协议品，还避免发生断带等重大生产事故。

并且，唐钢冷轧的镀铝锌硅产品合同存在基板薄、镀层厚的特点，在生产过程中对锌层的厚度控制提出了更高的要求。

根据以往镀锌生产线的维护经验，清洗段的挤干辊、刷辊等由于辊面会出现脱胶、脱毛等状况，清洗段的辊系过载等报警将直接导致工艺段停车。因此从程序控制角度进行了优化，每当挤干辊或刷辊的传动产生了类似过载、过电压、编码器故障等报警，将触发挤干辊或刷辊的压辊打开，并产生明显报警提示操作工，但是不会产生影响运行的停车命令。生产线维护人员可以在线下或待更换沉没辊的机会更换损坏的辊子。这一优化实施后大量减少了工艺段因为清洗段辊子缺陷造成的停车乃至断带。

自动化还根据镀铝锌硅的特点完善锌锅温度检测热电偶的硬件、完善炉底辊电机电磁抱闸使用缺陷、适当提升PLC远程IO站输入、输出保险的额定电流容量等工作大大减少了镀铝锌硅生产过程中出现的自动化设备故障，确保了生产的连续和稳定运行。

6 结语

随着镀锌生产的进行，自动化发现、解决了一些严重影响生产的问题，并进行了一些技术改造，使整个生产线在产品质量、产品数量方面得到很大提高，设备运行比较稳定，生产正常。各项措施都不同程度地取得了预期的效果，设备得到优化，进一步满足了生产工艺的要求，为整条生产线稳定生产取得了有力保障。

在自动化的设备维护理念落实下，针对最容易产生质量协议品的镀锌生产线，冷轧维检中心二作业区首先做到了保证生产线的连续运行减少停车造成的大量锌渣协议品。其次在提高设备精度方面，完善锌层测厚仪的标定功能，优化锌层测厚仪结合生产规格的测厚范围，实现锌层精准控制。杜绝生产过程出现的锌层超厚缺陷、锌锭使用量浪费、锌层厚度不够造成的质量异议等问题。然后在完善设备功能方面，实现了光整机和拉矫机的优化板形功能，优化清洗段电解水清洗控制功能，实现生产过程中的过电压自动切换极性确保电解清洗效果、保证板面的铁成份杂质影响产品表面质量。

总之，自动化冷轧维检中心配合冷轧厂在质量工作方面实现了每月质量协议品减半的指标。在提升产品质量方面配合冷轧厂完成了镀铝锌硅新产品的开发生产，克服了镀锌生产线经常产生的各种质量缺陷，使冷轧厂镀锌产品的质量和声誉都更上了一个台阶。

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TG333 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2018）02-0138-02

孟艳娜（1986-），女，助理工程师，本科，2011年毕业于燕山大学机械设计制造及自动化专业，现在河钢集团唐钢公司冷轧部工作，研究方向：机械。