第 32 卷 第 3 期 2010 年 6 月
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山
东
冶
金
Shandong Metallurgy
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Vol.32 No.3 June 2010
质量指示编制 生产指示等待 质量计划确定 人工探伤 UST 探伤 探伤
热处理指示 外观检查 出库指示 取样指示 热处理 剪切 垛位 指示 热处理 炉控制
外观判定 入库 尺寸 表面 板形
图1
中厚板生产过程中的质量过程控制
4.2 信息化的质量控制 济钢中厚板生产线建立了完整的系统化的质 量管理 PDCA （Plan Do Check Analyze） 循环体系， 生 产过程完成了逐件次的质量追溯， 实现了质量检 验、 判定、 出具的自动化， 关键工艺设备实现了自动 控制， 部分质量分析实现了智能化， 使中厚板的质 量有了持续改进， 产品合格率明显提高， 同时管理 级信息系统的实施， 对工艺流程和主体设备控制参 数进行了优化， 使产能得以最大程度的发挥。销 售、 技术研发、 生产组织人员， 结合生产设备和工艺 情况， 在 ERP 中进行订单评审后， 销售人员在 ERP 的订单管理模块， 将订单信息进行维护， 内容包括 交付标准、 钢种、 规格、 交货状态、 交货时间、 运输方 式等。订单上传后， MES 通过数据接口， 获取订单 信息并自动进行质量设计， 将需要交付的中厚板产 品匹配相应的企业生产规范、 工艺流程， 根据各生 产线产能推荐生产线。生产组织人员确认后， MES 生成具体的生产任务和各工序生产控制、 质量控制 及检验指示。 钢坯冶炼完成后， 进入中厚板热轧工序， 加热 炉控制系统接收到 MES 的加热指示后， 在人工的干 预下进行炉内控制， 达到加热温度和时间的控制目
的质量控制技术和实际效果。 关键词： 中厚钢板； 生产过程； 质量控制 中图分类号： TF777.1 文献标识码： A 文章编号： 1004-4620 （2010） 03-0070-03
1 前 言
目前， 世界经济的发展变化对钢铁制造业提出 了更为苛刻的要求。为生产高质量、 多品种、 多规 格、 低价位的产品， 同时保证准时交货， 钢铁企业逐 步向设备大型化及生产过程的连续化、 高速化和自 动化的趋势发展 。国内外许多大型钢铁企业近年
引进韩国蒲项、 德国西马克等世界领先水平的信息 管理技术， 构筑了科学、 先进的质量系统化平台， 实 现了中厚板生产的产线化、 体系化、 信息化的全过 程质量控制。 4.1 生产过程的质量控制 在生产过程中， 一方面要将影响中厚板质量的 关键工序点进行有效控制， 即根据客户对产品的交 付标准下达生产控制指令， 以便各主体设备的控制 模型进行自动控制； 另一方面， 要将控制执行和质 量检测的实际数据进行科学的采集、 分类。钢板在 生产中质量控制过程见图 1。
来均致力于生产组织自动化、 质量控制过程化的研 究和实践， 从而降低生产运营成本， 提高实物质量， 增强企业的竞争力。
2 中厚钢板质量控制技术发展趋势
中厚钢板的生产， 是一个长流程、 连续化的生 产制造过程， 其轧制工艺特殊， 产品规格繁杂， 质量 指标千差万别 。另外， 客户对钢板的性能、 规格、
同时为新产品研发提供有力的支撑， 是质量控制的 最终目的， 也是目前科技工作者研究的课题。
参考文献：
［1］ 徐然.面向 ERP/MES 的钢铁行业集成化生产管理系统的研究 和应用 ［D］ .大连： 大连理工大学， 2003． ［2］ 贾宗璞， 沈记全.中厚钢板计算机过程控制系统设计 ［J］ .计算 机工程与应用学， 2004， 40 （19） ： 206-208.
轧制指示 出炉 轧制 尺寸 性能
控制冷却 剪切指示 冷却 板形 冷却指示 剪切
性能检验 成品成分检验 质量检验 性能组批 尺寸检测 入库指示 入库 外观判定 尺寸 表面 板形 定尺剪切 冷床指示 成分 性能 外观 质量最终判定 出库等待 垛位指示 出库 质量 证明书
订单返送/取消 订单返送/取消 收集等待 尺寸 质量检查 冷床 外观检查指示 探伤指示 板形 表面
4 济钢中厚板质量过程控制实践
济钢是国内板材产品的生产基地， 拥有步进加 热炉控制系统、 西门子精轧控制系统、 控轧控冷系 统、 在线探伤系统、 表面检测系统、 自动测长宽系统 以及检化验自动检测等完备自动级控制设备， 生产 质量过程控制实施较早。在信息化实施方面， 通过
质量设计等待 用户质量接收 质量设计结束 质量设计结束 生产进程 加热入炉指示 质量指示下达 装炉 加热控制 出炉等待 入库指示
中厚板生产过程控制 剪切管理 冷床及剪切 外观及探伤
检化 实绩
厚板管理
板坯管理 外观检查实绩 控制指示 生产实绩 作业实绩 板坯 信息
板坯
步进式加热炉、 可逆式粗轧及精轧机、 AGC、 剪切机、 矫直机、 喷印机
图2
信息化的中厚板质量过程控制示意图
5 结 语
在中厚板生产和管理中， 质量控制相关信息化 基础建设完成后， 如何科学、 合理地利用生产过程 的海量质量数据， 建立数据仓库和分析模型， 进行 更深层次的质量分析、 性能预测和废次品的报警，
［1］
3 中厚钢板生产过程及质量控制技术
中厚钢板的生产主要由加热、 轧制、 冷却、 剪 切、 矫直、 热处理等工序组成。在整个生产线自动 化方面， 目前已经发展到了大型传动技术、 过程控 制技术、 工艺控制技术和计算机管理技术为一体的 综合控制技术阶段。 在中厚板生产工序中， 加热炉的炉温控制、 智 能轧制模型、 TMCP （控轧控冷） 技术、 自动喷印技 术、 热处理炉智能处理技术等已经得到广泛应用， 尺寸及钢板超声检测技术也成熟地在生产线上实 施。将各单体工艺设备的控制技术模型与信息管 理技术进行有效集成， 采集海量质量和生产过程基 础数据， 应 用 数 据 挖 掘 和 SPC（Statistical Process Control 统计过程控制） 集成技术， 建立质量智能控 制系统， 实现质量过程控制和快速诊断， 应用质量 评估、 性能预测等专家系统， 优化工艺流程， 从而实 现中厚板产品质量可控制、 可预测的更深层次管 理， 这是质量过程控制技术研究和实施的重点。 3.1 热轧过程的质量控制 板坯在热轧过程中， 首先要控制其在加热炉各 加热段的加热时间、 温度， 粗轧前后进行必要的除 鳞。运用轧机的自动控制和智能轧制模型， 对轧制 过程各参数进行控制， 并可进行自学习、 自适应， 对 不同钢种和交付规格， 结合图像处理、 TMCP 等技 术， 得到精确的尺寸、 良好板形和较高物理性能。 在冷却、 剪切、 矫直工序， 也应用先进的控制技术， 达到尺寸、 表面等外观和性能的要求， 质量管理人 员对钢板外观质量进行综合判定后， 操作标识设备 进行自动喷印。对入库后的钢板再根据其成分、 外 观、 性能、 成品成分进行产品最终判定， 钢板方能 发货。 3.2 钢板热处理过程的质量控制 对高强度高韧性和高焊接性， 以及对耐腐蚀、 抗疲劳有较高要求的中厚板， 热轧后需要经过热处
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经济与管理
中厚板生产过程的质量控制
2 孔冠宏 1， ， 张殿英 2， 罗
淼2
（1 山东大学， 山东 济南 250061； 2 济南钢铁股份有限公司 技术监督处， 山东 济南 250101） 摘 要： 简述了中厚板生产过程质量控制的发展趋势， 结合济钢中厚板生产质量控制情况， 详细阐述了热轧和热处理工序
收稿日期： 2010-03-04 作者简介： 孔冠宏， 女， 1972 年生， 1994 年毕业于东北大学金属压力 加工专业。现为济钢技术监督处高级工程师， 山东大学材料工程 专业在读工程硕士， 从事钢铁产品质量控制及信息管理工作。
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孔冠宏等
中厚钢板生产过程的质量控制
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理工艺。热处理炉通常为辊底式常化炉， 热处理工 艺有正火、 回火、 正火+回火、 淬火、 淬火+回火、 退火 等方式。应用加热控制技术， 对不同钢种、 尺寸的 钢板， 进行自动热处理控制， 结合控制冷却制度， 使 钢板达到目标性能。
［2］
品种不断提出新的需求， 追求产品的多元化、 个性 化及高质量。生产过程工艺数据反馈的及时性， 决 定着废次品能否在生产过程中得以有效遏制， 从而 降低生产成本， 减少质量损失。应用传统轧钢技 术， 难以兼顾生产过程的诸多因素， 不能实现高质 量高产量的规模化生产。因此， 必须将自动化控制 和信息技术更深入、 更全面地渗透到生产过程中， 实施质量控制， 以提高企业的柔性和快速响应市场 的能力。 国内近年来新建设的中厚板生产线， 工艺装备 先进， 单个主体设备具备了自动控制的基础条件， 利用自动控制和信息化技术， 以海量数据为统计基 础， 质量管理思想、 生产控制技术与自动控制手段 紧密结合， 实现产品质量的深层次分析， 以达到过 程控制、 质量预测、 持续改进的目的， 最终以较低成 本满足客户质量要求， 是中厚板质量管理的特点， 更成为国内外大型企业的研究热点。
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山 东 冶 金
第 32 卷
货和自动出具质量证明书。信息化生产过程质量
ERP LIMS 出库指示 成分， 性能 试验实绩 取样 异常信息 加热 轧制管理 加热炉 轧制 生产指示 各控制 指示 生产实绩 热处理等 轧机
控制如图 2 所示。
钢板生产实绩、 出入库实绩 进程管理 钢板库管理 钢板库 入库、 移动 出库 进程 订单
标后， 在 MES 内操作出炉。此时， 粗、 精轧机接收 MES 的轧制指示， 启动轧制控制模型， 对不同目标 的钢种、 规格， 自动进行轧制， 并将相关轧制参数反 馈给 MES。MES 根据轧件的实际情况， 自动进行钢 板的组批， 形成性能取样、 剪切指示， 试样委托后， 经 LIMS， 将性能和成分结果接收， 按照质量设计结 果中的标准， 结合钢板生产时的外观质量结果 （厚 度、 长度及钢板表面探伤有自动检测系统） ， 实现钢 板的自动判定。对有人工探伤要求的钢板， 进行探 伤检测后， 质检人员根据外观质量情况进行钢板的 综合判定， MES 根据判定结果， 下达标识指示， 标识 系统根据质量结果， 进行自动喷印后， 收集人员在 MES 操作收集、 入库。 对于订单要求热处理交货或者工艺要求热处 理的钢板， MES 向热处理控制系统下达热处理指 示， 控制系统根据不同钢种、 尺寸、 交货状态， 通过 炉底辊速控制、 炉温自动控制、 钢板自动跟踪、 燃气 的安全联锁 4 个功能模块， 进行全过程的自动处理， 并将热处理结果反馈给 MES， 进入下一步的淬火处 理， 或者直接进行控制冷却工序， 再进行取样、 自动 标识、 收集入库。 中厚板生产结束后， 在 MES 中按照订单进行发