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自動(dòng)化與信息化技術(shù)產(chǎn)品質(zhì)量管控分析論文
摘要：通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)與信息化技術(shù)的有效結合，對工藝生產(chǎn)的全過(guò)程進(jìn)行管控，分析其影響因素，找到弱點(diǎn)并且加以改進(jìn)，從而全面提高產(chǎn)品質(zhì)量，使產(chǎn)品更具競爭性，真正提高鋼鐵的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；信息化技術(shù)；質(zhì)量管理
1、應用背景
江蘇蘇鋼集團有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“蘇鋼”）是一個(gè)典型的特鋼生產(chǎn)型企業(yè)，擁有德國德馬克的100t直流電弧爐、LF精煉爐、VD爐、意大利達涅利的5機5流和4機4流合金鋼大方坯連鑄機、810大棒材軋機、挪威原裝進(jìn)口紅外、超聲探傷等設備，裝備精良，工藝先進(jìn)，從而為后期質(zhì)量控制提供了良好的裝備保證。蘇鋼管理層充分認識到產(chǎn)品質(zhì)量對于企業(yè)的重要性，勇于投入，大膽嘗試。無(wú)論是制造裝備，還是管理方式，都為這一系列項目的實(shí)施奠定了堅實(shí)的基礎，創(chuàng )造了良好的開(kāi)發(fā)環(huán)境[1]。
2、應用的內容及重點(diǎn)解決的問(wèn)題
提高產(chǎn)品質(zhì)量的途徑和方法有很多，自動(dòng)化、信息化技術(shù)則是確保產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的重要手段。當前企業(yè)卻大多停留于自動(dòng)化的層面，尤其是傳統的冶金制造企業(yè)。怎樣利用信息化的技術(shù)，將自動(dòng)化層面所不能呈現的東西更好地展現于企業(yè)管理中，尤其是質(zhì)量管控體系中，這是目前兩化融合的一個(gè)熱門(mén)課題。蘇鋼針對這一難題逐步開(kāi)展了一系列的工作，如利用自動(dòng)化、信息化技術(shù)在生產(chǎn)的直接現場(chǎng)引入了覆蓋全流程的質(zhì)量控制項目。圖1為蘇鋼的生產(chǎn)工藝流程圖。其中已實(shí)施部分質(zhì)量改進(jìn)項目包括以下幾點(diǎn)。
1）電爐、LF爐自動(dòng)上料及合金成份分析與自動(dòng)計算控制系統。在煉鋼環(huán)節中，合金消耗占整個(gè)產(chǎn)品制造成本的比重很大，因此準確反映合金消耗數據對于測算生產(chǎn)成本顯得極為重要。不僅能準確反映煉鋼車(chē)間的合金消耗情況，而且能按爐進(jìn)行數據的自動(dòng)采集，自動(dòng)記錄下?tīng)t批號、料倉號、合金名稱(chēng)、加料時(shí)間、加料重量等信息，從而保證此環(huán)節的生產(chǎn)成本與質(zhì)量控制[2]。
2）快速分析室鋼水元素數據采集與傳輸系統。本系統主要是為電爐、LF精煉爐、VD爐、連鑄生產(chǎn)系統提供有力的實(shí)時(shí)數據支撐。當前冶煉的鋼水及鋼坯內所含相關(guān)元素的含量，均通過(guò)該系統進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與傳輸,實(shí)時(shí)呈現于爐前及各相關(guān)部門(mén)，為各爐前冶煉技術(shù)人員提供最有力的加料和調節依據，大大提高了生產(chǎn)效率，為電爐LF精煉爐、VD爐、連鑄階段的生產(chǎn)提供了良好的質(zhì)量控制數據依據[3]。
3）連鑄液位自動(dòng)控制系統（連鑄坯質(zhì)量控制）。采用PLC自動(dòng)控制，結合PID調節技術(shù)，精準控制連鑄液位，防止鑄坯粘結發(fā)生拉裂或漏鋼，同時(shí)穩態(tài)控制結晶器振動(dòng)，周期性改變鋼液面和結晶器壁的相對位置，有利于改善結晶器內壁表面的潤滑狀況，減少粘結阻力和摩擦阻力，從而有效改善連鑄坯的表面質(zhì)量。
4）連鑄自動(dòng)打號機控制系統。目前多數鋼坯生產(chǎn)企業(yè)在連鑄生產(chǎn)線(xiàn)上采用人工標號，該方法存在工作效率低、工人勞動(dòng)強度大等缺陷，因此越來(lái)越多的鋼企引入了鋼坯打號系統，同時(shí)也是鋼企為保證鋼材質(zhì)量所采取的手段之一。國外鋼鐵業(yè)已普遍采用自動(dòng)打號的方法，在鋼坯上打上鋼號、生產(chǎn)日期等標記，以便發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題時(shí)查找原因，以免發(fā)生混鋼故障等。
5）紅外+超聲的雙探傷系統。紅外探傷是利用棒材通過(guò)高頻感應線(xiàn)圈時(shí)，棒材表面產(chǎn)生感應電流，利用高頻感應的趨膚效應，在有缺陷的區域感應電流受到缺陷阻礙，因而只能從缺陷周?chē)拖路搅鬟^(guò)，從而阻礙了電流的通路，導致在單位長(cháng)度的表面上產(chǎn)生更多的電能，這將引起棒材局部表面溫度發(fā)生變化，該套裝備原裝挪威進(jìn)口[4]。超聲探傷是利用超聲波束自探頭發(fā)射穿透至棒材內部，遇到缺陷與棒材表面時(shí)分別發(fā)出的不同反射波形來(lái)判斷缺陷位置與大小，該套裝備選自德國GE公司進(jìn)口。通過(guò)內外結合的雙重探傷技術(shù)，進(jìn)一步提升了精整探傷能力和檢測水平，有力增強了產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力，同時(shí)更大大提高了經(jīng)濟效益和產(chǎn)品附加值。
6）蘇鋼信息平臺側質(zhì)量管理系統。從管理的角度出發(fā)，在蘇鋼全面推進(jìn)質(zhì)量管控體系平臺建設，即通過(guò)利用第三方成熟的信息化技術(shù)，使得現有的質(zhì)量管理體系再作提升，從信息流的角度使得每一包鋼水、每一根鋼坯以及到最后的每一根棒材都將擁有他們在全流程各個(gè)工序中的專(zhuān)屬身份信息，做到了蘇鋼銷(xiāo)出去的每根鋼坯或每根棒材等產(chǎn)品都是可追溯的。
3、應用優(yōu)勢及效果
以上自動(dòng)化、信息化技術(shù)項目的實(shí)施在產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險管控中的優(yōu)勢主要體現在：一是能實(shí)時(shí)采集產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中有關(guān)質(zhì)量的關(guān)鍵數據，實(shí)現產(chǎn)品生產(chǎn)管理的數字化、透明化，提高產(chǎn)品質(zhì)量監管的時(shí)效性、準確性和監管效率；二是能實(shí)現產(chǎn)品生產(chǎn)的遠程監管，尤其是隨著(zhù)我國鋼鐵行業(yè)的集中度逐步提升，鋼企的跨區域生產(chǎn)和管理將成為考驗鋼企生產(chǎn)質(zhì)量的一道坎，而信息化手段不受時(shí)空限制的特性，便于鋼企管理者隨時(shí)隨地監控產(chǎn)品的生產(chǎn)[5]。通過(guò)以上系統項目的引入，對生產(chǎn)所涉及的關(guān)鍵參數自動(dòng)采集、存儲和處理，實(shí)現對生產(chǎn)全過(guò)程的實(shí)時(shí)監控、事前風(fēng)險預警和事后事件追溯，有效保障企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量風(fēng)險的全程受控。以上系統的應用可極大地提升本企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的監管水平和效率，實(shí)現本企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的遠程監管，同時(shí)也為其他管理模塊單元在信息技術(shù)應用的角度提供了寶貴經(jīng)驗。也為同行業(yè)其他鋼鐵企業(yè)提供了很好的實(shí)踐經(jīng)驗。
4、應用前景
根據鋼鐵行業(yè)發(fā)展的趁勢，普鋼的生產(chǎn)必將越來(lái)越艱難，越來(lái)越多的鋼企都將轉入附加值和利潤更高的特鋼生產(chǎn)，而以上這些與特鋼產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)的自動(dòng)化、信息化技術(shù)，則是分布于每個(gè)特鋼生產(chǎn)型企業(yè)中，如果將以上這些項目在全行業(yè)全面推廣，勢必會(huì )帶來(lái)很好的行業(yè)應用效果。中國目前大多還是普鋼型的鋼企,以上這些自動(dòng)化信息化技術(shù)在國內鋼企的應用還不算廣泛，專(zhuān)業(yè)從事此類(lèi)項目研究的單位也并不多，如果能找到合適的投資商，將這一系列的項目打包研究實(shí)施，那樣隨著(zhù)國家產(chǎn)業(yè)政策、市場(chǎng)形勢等多種因素的共同作用，會(huì )有越來(lái)越多的鋼企向特鋼轉型，那樣這些項目將會(huì )處于供不應求的良好狀態(tài)[6]。
5、結語(yǔ)
目前，以上這一系列項目已經(jīng)全流程覆蓋于蘇鋼的整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)，為每道工序產(chǎn)品質(zhì)量密切把關(guān)，運用效果良好，為蘇鋼產(chǎn)品質(zhì)量的提升與穩定起到了相當大的促進(jìn)作用，由以往的人為可控度差，提高為機器自動(dòng)可控的水平，更加科學(xué)合理，既省時(shí)省力，又能更好地提高產(chǎn)品質(zhì)量，起到了事半功倍的效果。目前蘇鋼產(chǎn)品已順利進(jìn)入國際市場(chǎng)，更是成功進(jìn)入一線(xiàn)車(chē)企供應商隊伍，如：寶馬汽車(chē)量產(chǎn)曲軸；捷豹、路虎國內首批認證供應商；通用、奔馳認證工作進(jìn)行中；連續6年獲卡特彼勒優(yōu)秀供應商稱(chēng)號；齒輪鋼后橋齒占領(lǐng)國內市場(chǎng)40%以上；切削用非調質(zhì)鋼全國排名前列，所有以上信息均說(shuō)明，多年來(lái)蘇鋼在質(zhì)量提升方面的相關(guān)裝備投入和技術(shù)提升且成效顯著(zhù)。
參考文獻
[1]沈開(kāi)萍，李大勇.紅外熱像探測方法在鋼坯表面缺陷自動(dòng)識別中的應用[J].中國鑄造裝備與技術(shù)，2008（2）：41-43.
[2]羅賢英.冶金規范在產(chǎn)品質(zhì)量管理方面的應用[J].冶金叢刊，2016（7）：147.
[3]霍愛(ài)國.鋼鐵企業(yè)質(zhì)量管理的幾點(diǎn)思考[J].冶金標準化與質(zhì)量,1998（9）：43-6.
[4]顧小軍，李志清，孟秀梅，等.淺談鋼鐵企業(yè)質(zhì)量管理創(chuàng )新[J].標準科學(xué)，2007，18（11）：432-434.
[5]張建輝.淺談鋼鐵企業(yè)基于信息化平臺提升質(zhì)量管理水平[J].中國科技縱橫，2017（9）：17.
[6]郭戈，喬俊飛.連鑄過(guò)程控制理論與技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003.
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