在线SPC控制图在热连轧生产中应用研究3.docVIP

作者简介：刘强，1972，男，满，河北安次县人，工程师，马钢第四钢轧总厂生产安环部副部长，工程硕士，主要工作：生产计划与信息化 在线SPC控制图在热连轧生产中的应用研究 刘 强 （安徽马鞍山钢铁股份有限公司第四钢轧总厂 243000） 摘 要：针对热连轧过程品种规格连续变化的情况，运用SPC控制图基本原理，探讨了数据的处理方法，并据此在热轧MES系统中开发了在线SPC控制图用于监控热轧机组的受控状态，在实际生产中取得了较好的效果。 关键词：在线控制图 热连轧 统计过程控制 Development of online control chart on hot strip line Liuqiang (No.4 steel and rolling plant,Masteel,Maanshan,Anhui,China，243000) Abstract: To develp online SPC chart for hot strip mill ,based on SPC principle,the data normalizing method was discused,and online SPC function was develped in MES system which achieved satisified results. Key words: online control chart; hot strip mill;statistical process control 0.引言 热轧产品市场竞争的日益激烈，对质量管理提出了更高的要求，在线工艺质量控制越来越成为质量控制的必要手段，这就需要用行之有效的先进质量管理技术来进行质量控制。实践证明，SPC控制图作为一种利用统计过程控制理论，通过掌握过程变差来帮助过程达到统计受控状态的有效工具，发现异常，及时改进，减少波动，实现对工艺过程稳定性的实时监控和预测，使过程在处于统计控制的状态下进行生产，保证工艺过程稳定和产品总体质量稳定可靠，减少损失之目的。 SPC控制图通常的做法是采集过程数据后，应用统计工具对数据离线进行处理，再根据结果对当时的过程状态进行判断，这种做法实时性差，不能对过程状态进行实时判断和反应。随着信息化技术在热轧生产中的深入应用，实时采集生产过程数据，并在MES系统中对数据进行处理，生成SPC控制图用于热轧在线过程质量控制已经成为可能[1]. 热轧过程特点及过程参数选择 对不同的生产过程来说，在建立SPC控制图时，必须结合过程的具体特点选择适当的控制图类型和控制参数，使所选择的控制图和过程参数能够表征该过程的控制状态，同时这些参数应易于实时采集和处理，以实现生产过程控制状态的实时监察，以减少和预防不合格品的产生。 对于热连轧生产来说，一方面轧机的产量很高，品种规格也较为复杂；另一方面轧制过程的控制参数也很多，这些参数不仅影响产品质量，同时也对轧制稳定性有较大的影响，这两个方面的特点，在实现在线SPC控制图时，必须予以考虑和解决[2]。 热连轧机组的生产组织： 马钢四钢轧总厂2250热连轧机组根据订单情况月产量约40万吨，主要包括约15万吨的供连退、镀锌线的冷轧基料和25万吨热轧商品材，冷轧基料品种主要包括低碳软钢、IF钢和冷轧高强钢等，热轧商品材主要包括普碳钢、低合金钢、耐候钢以及X70、X80管线钢等，这些产品规格多、力学性能差异大，下图1为某月的生产实绩，横轴为产品厚度，纵轴为产品宽度，不同数据标识代表不同钢种，可见热轧产品厚度从2.0mm至25mm，宽度从1000mm至2055mm，钢种也有31个，产量总计39万吨。这些产品根据生产计划和资源情况，热轧交替组合生产，因此生产过程中，轧制的规格、品种变化很大，生成控制图时这是必须考虑的一个因素[3]。 图1.热轧生产实绩 热连轧机组的排程 热连轧机组的生产是在一个换辊周期内，以轧制计划为单位逐卷进行轧制的，典型的轧制计划为棺材板形状，由烫辊材、渐宽材、主轧材等几个部份组成，各部分按照工艺要求，对宽度、厚度、钢种有不同的要求，因此在一个计划中顺序轧制的热轧卷的钢种、宽度、厚度变化很大，如下图2所示的一个热轧计划，图中横轴为轧制总长度，纵轴为宽度及厚度（乘100）。因此顺序轧制的批次的控制参数中心线和上下限也是变化的，但在同一张SPC控制图上，每个测量结果的控制中心线和上下限必须相同，这是生成控制图时必须予以解决的问题。 图2.热轧轧制计划 热轧产品的过程控制参数分析 热轧产品主要的控制参数主要包括宽度、厚度、凸度、楔度等几何尺寸以及影响产品力学性能的终轧温度、卷取温度等。不同钢种、规格的产品，其控制目标值根据工艺要求，可能各不相同，即使在钢种相同的情况下