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“小系統,大作用”,攀鋼西昌熱軋過程質量管控系統助力企業提質增效

單位(作者):工程技術研究院 | 來源:本站原創 | 更新時間:2020-12-07 | 點擊數:

基于在鋼鐵、有色全流程質量管控系統方面的深刻認知及豐富的實施經驗,北科工研針對單條產線定制化開發的單工序質量管控系統同樣也給多個煉鋼、連鑄、熱軋、冷軋工廠帶來了“小系統,大作用”的切身體會。

近期,由攀鋼集團科技管理部、攀鋼研究院、攀鋼西昌鋼釩科技質量部、攀鋼西昌鋼釩板材廠組成的專家組對北京科技大學工程技術研究院(北科工研)承擔的《自由軋制中板帶質量改進技術》項目進行評審驗收。北科工研項目組對項目實施內容、成果進行了系統匯報,專家組經過詢問、討論后,一致同意該項目通過考核驗收,并對北科工研取得的成果給予了肯定。在此項目中,北科工研搭建的熱軋過程質量管控系統發揮了顯著作用。

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自由軋制是各熱軋企業不斷追求的目標,也是眾多單項技術的集成,如輥形技術、模型技術、裝備技術、工藝技術等,可有效打破熱軋計劃編排約束,這對于增加鑄軋之間的柔性、提高熱裝熱送比例、降低非計劃材、及時響應市場需求等均具有積極的意義。但事實上,對于產線單一而品種規格眾多的企業,由于無足量、合適的燙輥材、過渡材,面對自由軋制,不是“能不能”的問題,而是必須適應。由于自由軋制放寬了計劃排列對鋼種、寬度、厚度變化的約束,容易導致模型、設備、工藝條件的適應能力下降,不可避免會造成軋制過程的不穩定性及質量偏差。本項目聚焦如何基于現有的設備能力及模型魯棒性對軋制有效自由度進行評估、優化,并發現短板,最大限度保證生產、質量穩定前提下逐步提升軋制自由度。熱軋過程質量管控系統的搭建則給本項目的實施提供了完整的數據、算法支撐,并形成了一批定制化解決方案。本項目的研究思路是構建在線精準的質量過程判定系統,并將質量判定結果與計劃、模型、工藝等進行關聯,通過數據挖掘的方法找出自由度提升的短板,并進行改進、優化,不斷提升頻繁換規格過程中的產品質量。

項目通過封裝智能工藝網關,形成具有行業特色的邊緣側數據處理技術,突破工藝對象過程原理不明確的瓶頸,實現了工藝數據的時空變換、匹配、判異等功能。以此為基礎,構建了面向熱軋多區域、多系統的數據平臺,完成了以物料為中心的高通量、多源異構、多維度數據采集,得到熱軋數字鋼卷。平臺構建完成后數據可靠性達到100%,多區域、多主題、多粒度質量數據追溯時間小于1s,為自由度與生產、計劃、質量的關聯分析提供了基礎條件。

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以熱軋數據平臺為基礎,形成具有熱軋特色的多類模型庫和算法庫,開發了涵蓋過程判定、過程監控、數據追溯、質量分析、質量預測、質量協同的多模塊工藝質量管控智能應用,形成了熱軋工藝質量管控的新模式,實現了產品質量的事后判定與評價、事中監控與預警、事前預測與管控、質量缺陷分析與追溯、多要素質量協同控制等功能,為熱軋頻繁換規格軋制時的產品質量保駕護航。

項目開發的過程判鋼融合了表達式引擎、規則模糊化、缺陷識別等多種技術,尺寸、溫度、板形類判定準確率接近100%,這一結果同時也解決了人工水平差異造成的誤判、漏判,精準的過程質量判定結果不但是軋制計劃評價、優化的輸入條件,也在質檢減員、完善現有MES系統判鋼方面起到了積極的作用;實時監控診斷預警功能將“事后監控”轉化為“事中控制”,避免了提升軋制自由度造成的軋制過程不穩定和批量質量偏差,如通過操作臺實時監控預警功能,及時發現了不同品種、不同規格側導板壓力與帶鋼邊部刮傷的關系,使得邊部刮傷缺陷下降72%;多維數據追溯技術實現了各個業務系統數據貫通與共享,自由軋制換規格缺陷原因查找效率提升30%以上;通過質量缺陷分析,實現了換規格質量問題的精準定位和輔助決策,如明確了層冷換熱系數在不同的厚度規格切換時的合理區間,寬度補償系數對換規格寬展量的影響等。

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攀鋼西昌熱軋過程質量管控系統成功實施以來,自由軋制換規格綜合質量封閉率下降22.29%,在提升自由度軋制的同時保障了其產品質量的穩定性,進而為企業帶來經濟效益,實現提效創效, 

攀鋼2050mm熱連軋工藝質量管控系統的成功實施與應用,驗證單工序質量平臺在解決工廠級問題的優勢和定制化能力,其相關技術目前也正在寶武梅鋼熱軋、梅鋼冷軋、吉林建龍熱軋、日照鋼鐵公司冷軋等多個工廠得到應用, 促進了鋼鐵工業的工廠級智能化進程和技術革新。

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(圖片:工研院)

(責編:付云笛)

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