TPQC系統在冷軋產品質量管理中的應用

張 帥，白玉朋，金 鵬

（河鋼集團唐鋼公司生產制造部，河北 唐山 063000）

21世紀是鋼鐵行業迅速發展的時代，隨著鋼鐵行業市場競爭形勢日益加劇，國內各大鋼鐵企業希望通過優化產品結構，提高影響力，搶占市場先機。增強品牌效應是鋼鐵企業在激烈競爭中占領市場的關鍵。產品質量無疑是決定品牌效應的第一要素。因此，唐鋼高強汽車板有限公司為提高產品質量、加強質量管控，引進普瑞特公司研發的TQPC質量管理體系[1]。本文從冷軋產品質量檢驗角度，結合唐鋼高強汽車板公司產品，提出TPQC系統在冷軋產品質量檢驗判定中的應用介紹[2]，以實現鋼鐵企業冷軋產品質量穩定控制和提升工作。

1 冷軋產品質量檢驗及判定

1.1 冷軋產品質量檢驗

河鋼集團唐鋼公司（全文簡稱唐鋼）高強汽車板有限公司共有6條產線，1條酸軋產線、1條連退產線、3條鍍鋅產線（4號鍍鋅、5號鍍鋅、6號鍍鋅）和1條重卷產線。各產線出口配備專用檢查臺用于產品質量檢驗。酸軋產線配備1個水平檢查臺，用于冷硬鋼帶開卷檢查。其他產線各配備1個水平檢查臺和1個立式檢查臺，水平檢查臺位于立式檢查臺后15 m位置，檢查臺配備頻閃燈，便于質檢員觀察高速運行的鋼帶。其中連退、鍍鋅產線在立式檢驗臺前150 m位置設有表檢監測系統。當發現待確認缺陷時，質檢人員在缺陷距離立式檢查臺30 m位置時，提示出口減速爬行，并提前站在立式檢查臺確認，必要時將缺陷停在水平檢查臺，質檢員打磨該缺陷。當生產某些家電面板和汽車面板時，質檢員會在水平檢查臺對帶鋼進行打磨，確保無周期亮點缺陷。下卷后，質檢員對鋼卷寬度、厚度進行測量，對卷形、外觀進行確認。帶鋼生產完畢后，系統顯示鋼卷過程參數和其他檢驗項目，由于判定系統存在曲線丟失現象，且數據存在誤差，質檢人員通過TPQC系統對異常曲線進行核實并做出決策。重卷產線帶鋼不需經過加熱爐，無速度限制，允許帶鋼超低速爬行，質檢人員根據原產線歷史表檢和判定備注，對重卷修補后鋼卷進行重檢，確保產品質量滿足執行標準。

1.2 冷軋產品質量判定

唐鋼高強區域產品質量表面等級主要包括FD（S6）、FC（S5）、FB（S4/S3），一檢判定結果包括：合格品（H08）、三級品（B01）、改掛品（Q06）、修補品（Q02）、待判品（Q01）、復驗品（Q04）和廢品（F01）[3]。當確定所有檢驗項目滿足判定標準，一檢判定H08；當產品表面質量等級低于S3、卷重低于3.5 t或帶鋼中間位置最低工藝速度不符，一檢判定B01；當帶鋼尺寸不合、表面質量等級低于原訂單要求等級、后處理方式（鈍化、涂油）不符或品種鋼性能復驗不合，一檢判定Q06；當帶鋼發生質量問題，能通過重卷處理后產出合格品，一檢判定Q02；當帶鋼卷重、過程參數、鋅層、鈍化溫度超出控制范圍較少或一些有特殊要求的試驗鋼種，一檢判定Q01，并提交相關科室進行質量最終評判；當物理性能不合時，一檢判定Q04，并提交質量標準科處理；當帶鋼卷重低于1.5 t、帶鋼過燒或鋅鍋內的搭接的不銹鋼，一檢判定F01。

2 TPQC系統基本流程

TPQC采集生產過程中的基礎參數數據，對工廠數據庫系統采集的基礎數據進行跟蹤匹配，以產品卷號為索引，呈現出其對應的過程參數曲線，完整體現鋼卷生產時的工藝情況。從客戶訂單管理系統接收客戶訂單特性要求，主要包括鋼種、規格、成分、鋅層厚度，表面質量級別等，并提供客戶關注的部分訂單特性所對應的關鍵過程參數要求；然后對現場實際生產數據進行收集，將數據與訂單特性要求的范圍進行對比，檢查現場生產參數是否滿足訂單特性要求，輸入檢查結果，對不滿足訂單特性要求的，輸出報警信息，提醒現場操作工糾正控制參數；最后應用SPC工具統計分析過程參數，區分出生產過程中質量的隨機波動和異常波動情況，提出預警，方便產線管理人員控制消除異常情況，達到提高和控制質量的目標。TPQC系統基本流程框架如圖1所示[4]。

圖1 TPQC系統整體框架

3 TPQC系統在冷軋產品質量檢驗判定中的應用

3.1 TPQC對應冷軋質檢項目

通過TPQC系統對現場采集數據的跟蹤匹配，以工序產品為索引，將其冷軋產品檢驗主要由打磨檢驗、爐區速度檢驗、涂油檢驗、鈍化檢驗、鋅層檢驗、卷取方式檢驗和頭尾剪切長度檢驗7個部分構成，如圖2所示[5]。

圖2 TPQC冷軋產品檢驗框架

3.2 打磨檢驗部分

生產鍍鋅家電、汽車板等高表面產品時，為了防止周期性亮點缺陷出現，質檢人員按要求在水平檢驗臺處對帶鋼表面進行打磨。如圖3所示，檢驗人員打磨結束后通過TPQC系統對帶鋼出口速度曲線進行查詢，確定打磨米數，將打磨米數錄入判定系統，如圖4所示。確保產品連續穩定生產和后續質量問題追溯。

3.3 最低工藝速度檢驗部分

最低工藝速度指鋼帶在爐區的最低速度，爐區速度低于下限，帶鋼性能會受到影響，進而影響客戶后續使用。在檢驗過程中質檢人員通過使用TPQC查詢最低工藝速度在帶鋼的具體位置，進而決定降判三級品還是切除不合部分后合格。如圖5所示，要求最低工藝速度55，查曲線速度不符部分在帶頭240~370 m之間，帶鋼400 m長，切除帶尾160 m后剩余部分可判合格。既滿足質量要求，也減少了了非次降。

圖3 帶鋼出口速度

圖4 QMS判定系統

圖5 爐區速度

3.4 涂油檢驗部分

涂油主要是防止帶鋼銹蝕，不同用戶對涂油量要求也不同，質檢人員需對帶鋼涂油情況進行檢查，如下頁圖6所示，質檢人員通過TPQC查詢帶鋼涂油曲線，確定是否涂油以及涂油量的多少。當涂油量低于訂單要求時，重卷補涂油，當涂油量超量時，按照要求改掛其他涂油產品。保證產品防腐效果，滿足用戶需求。

3.5 鈍化檢驗部分

針對非涂油鍍鋅產品，帶鋼表面鈍化處理是防止帶鋼銹蝕的主要方式。質檢人員在觀察表面是否鈍化均勻的同時，需在TPQC上查詢整卷帶鋼鈍化溫度曲線，確保帶鋼鈍化整體情況是否正常，如下頁圖7所示，當頭尾鈍化溫度不符時，重卷進行切除，當中間部分異常時，提交技術中心進行待判評審。

圖6 上、下表面涂油量

圖7 鈍化出口帶鋼溫度

3.6 鋅層質量檢驗部分

鋅層質量是衡量鍍鋅產品特性極其重要的指標，為滿足客戶要求，質檢人員需通過TPQC對鋅層質量曲線進行查詢，確認帶鋼整體鋅層質量是否合乎標準，如圖8所示，帶鋼鋅層訂單要求120 g/m，上下表面均≥60 g/m，當鋅層曲線異常時，切除頭尾不合部分或待判評審。

圖8 上、下表面鋅層質量

3.7 帶鋼卷曲方式檢驗部分

帶鋼使用面和非使用面表面情況不同，需要將表面質量較好的一面放到使用面，這就需要出口卷取機正卷取或是反卷取。確定卷曲方式甚為重要，其直接關系到產品是否合格。質檢人員有時來不及現場確認卷取方式，可通過TPQC查詢出口卷曲機速度曲線，如圖9所示，曲線在0以上為正卷，0以下為反卷，此時為1號卷取機反卷。

3.8 帶鋼頭尾剪切長度確認部分

頭尾關鍵缺陷的切除尤為重要，諸如孔洞，褶皺，嚴重翹皮等缺陷按照標準必須切除后才能放行，否則會造成質量異議，影響公司形象。質檢人員在現場監督切除缺陷后，需查詢TPQC出口剪切長度曲線，再次確認缺陷是否切除，如圖10所示，此時帶頭切除長度為1.1 m，當要切除缺陷在帶頭1.1 m以外時，需去重卷修補，切除帶頭缺陷部分，保證產品表面質量。

圖9 出口卷取機速度

圖10 帶鋼出口剪切長度

4 優化改進

4.1 存在問題

1）目前TPQC系統基本為全英文顯示，還未實現漢化，操作人員和質檢人員對大多數關鍵控制參數專業名詞比較陌生。

2）使用TPQC索引鋼卷時，輸入卷號前有空格則無法搜索出相應結果，需要人為確定卷號前無空格才能搜索。

3）根據生產管理需求，系統需要不斷維護、更新，加入新檢查項目，質管人員和產線操作人員無法對新增項目進行熟練掌握，不能充分利用其功能特性。

4.2 改進方向

需要信息化和TPQC研發維護人員共同努力，實現TPQC關鍵參數版本漢化和細節技術攻關，并及時對相關人員進行培訓，以便實現TPQC系統功能效益最大化。

5 結語

產品質量是企業品牌形象的標志。通過TPQC系統在冷軋產品質量管控的應用，大幅度提高了冷軋廠產品合格率，顯著降低了質量異議頻次。鍍鋅家電、汽車外板等高表面產品實現穩定批量生產及供貨，產品質量在市場得到一致認可。利用信息化實現產品質量穩定控制是當下鋼鐵企業最有利的方式。唐鋼高強汽車板公司通過TPQC質量管理系統的應用，基本實現產品質量全方位管理，達成質量檢驗無死角、品牌效益最大化的目標。