未来智能310S不锈钢管厂概述

通过对当今310S不锈钢管行业的分析，结合行业发展和世界技术发展趋势，本文阐述了未来310S不锈钢管厂的发展方向及面对的机遇和挑战，提出智能310S不锈钢管厂的概念，为我国的钢铁企业发展提供参考。

中国是目前全球最大的310S不锈钢管生产国和消费国，但与此同时，我国310S不锈钢管产量增速已开始放缓，表观消费量出现下滑，钢管品种质量、高技术含量、高附加值产品与发达国家仍存在较大差距，落后产能和低端产品仍然大量存在，310S不锈钢管制造企业的开工率和净利润增长与产能的增长形成极大反差，部分企业甚至亏损严重。目前国内外经济发展形势严峻，需求增速的回落将极大制约310S不锈钢管产量增长。可以预见，我国310S不锈钢管行业即将进入一个深度调整期，竞争将更加激烈，产能分布和品种结构会在不断的市场竞争中形成一个崭新的格局。如图1所示，工业发展已步入工业4．0阶段，我国的十三五规划中，国家也适时提出“中国制造2025”，突出制造业强国的地位，结合中国人工智能的快速发展，工信部出台了实质补贴支持智能制造。制造业企业开始寻找硬件或者软件集成能力强的团队来提升自己的技术实力，“智能工厂”时代应运而生，成为未来制造业发展的方向。

1智能工厂

智能工厂的建设目标就是使企业最终达到安全环保、最优生产、效益最佳、劳动生产率最高的状态。在数字化基础上，利用物联网技术实现的信息化让工厂更有可能从制造转变为“智造”，数以万计的数据处理结果可以使管理者清楚掌握生产流程，提高生产过程的可控性，减少生产线上的人工干预，及时准确地采集生产线数据，以及合理编排生产计划与生产进度。从我国发展现实看，加快发展智能制造任务非常迫切。智能制造是基于新一代信息通信技术的新型制造模式，最突出的特点就是能够有效缩短产品研制周期，提高生产效率和产品质量，降低运营成本和资源能源消耗。智能工厂系统构架如图2所示。

2310S不锈钢管工艺流程简述

310S不锈钢管因其制造工艺不同，可分为热轧(挤压)310S不锈钢管和冷拔(轧)310S不锈钢管两种。本文以热轧管线为例，其生产流程为:圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径(或减径)→冷却→坯管→矫直→水压试验(或探伤)→标记→入库.

3智能310S不锈钢管厂

未来的智能310S不锈钢管厂将会是一个实现高度自动化控制、信息化管理、智能化生产的车间，使生产资源(生产设备、设施、机器人、传送装置、仓储系统)形成一个循环网络和一套面向服务的工厂系统，如图3所示。高度的自动化控制技术可大大降低车间生产对人工的依赖，信息化管理技术可大大降低生产管理成本，智能化生产技术进一步优化生产过程、提高生产效率、降低生产成本。

3．1自动化控制技术

310S不锈钢管车间实现全流程自动化控制，即从坯料上料开始至成品收集实现全自动化控制，最大程度地降低管材车间生产对于人工干预的依赖，大幅降低车间工人的劳动强度，有效改善车间工人的工作环境。

无缝管材车间主要的自动化控制功能如下:(1)管坯上料自动化控制系统包括坯料自动上料逻辑控制、坯料自动测长、自动称重、定尺切割、废坯自动剔除等控制功能。(2)芯棒预热炉自动化控制系统包括加热炉燃烧自动控制、炉内连续或隔尺布料、加热炉自动要钢、自动出钢控制等控制功能。(3)穿孔机自动化控制系统包括自动要钢控制、主速度主令控制、速度自动调节自学习控制、堵钢自动检测、自动换辊控制、顶头在线循环控制、三辊定心控制、高精度位置闭环控制等。(4)轧机及脱管机自动化控制系统包括主传动负荷平衡控制、主速度主令控制、动态咬钢速降补偿控制、芯棒限动齿条控制等。(5)芯棒循环自动化控制系统包括芯棒循环控制、芯棒冷却和石墨润滑控制、芯棒在线离线控制等。(6)定径机自动化控制系统包括速度主令控制、自动换辊控制、换辊液压缸位置同步控制等。(7)冷床自动化控制系统包括回转臂位置同步控制，穿水冷却控制、冷床本体踏步、步进、排钢周期控制等。(8)精整线自动化控制系统包括各种工艺诸如管排定尺自动控制、矫直自动控制、修磨改尺、喷标、成品收集等自动控制等。(9)自适应与自我调整的智能单体设备控制，通过Web服务器控制的管坯锯、管排锯、矫直机等单体设备。(10)智能照明系统实现厂房内照明的集中控制。

3．2信息化管理技术

数字化是实现企业信息化、智能化的基础，生产管理系统以数据为核心，以数据录入、数据采集、数据分析、数据展示为主线，为企业打造数字化的生产管理平台。

生产管理系统的主要功能有生产订单管理、生产计划管理、作业计划管理、原料库管理、生产线管理、停机管理、质量管理、计量管理、能源管理、轧辊间管理、成品库管理、销售发货管理。

通过制定生产计划、物料排产、作业工单，进行生产组织、数据采集、过程管理，获取生产能力、产品质量、KPI指标，实现产能优化、提高质量、提高效率，通过全流程的数据贯通，为企业实现PD-CA闭环管理。

同时，信息化管理系统还可集成如下控制包:(1)预热炉燃烧控制技术，通过燃烧模型实现加热炉燃料精确控制，从而降低燃料消耗、烧损等，节约能源，降低吨钢成本。(2)穿水冷却温度闭环控制技术，通过水冷模型实现穿水冷却温度精确控制，提高产品质量，降低吨钢成本。(3)HCCS技术，液压辊缝调节控制技术。(4)物料跟踪系统，连续记录每支钢管在生产过程中的实际数据(外径、壁厚、长度和温度等)以及生产参数的设定(如穿孔机辊缝，连轧和定径机的主电机速度设定)。依靠上述记录实现生产过程的可追溯性，为生产工艺的优化和产品质量的控制提供有效的技术手段。(5)CAＲTA工艺模型技术，通过模型在线测量和计算，为生产提供工艺参数指导。(6)远程在线诊断和维护技术，通过internet网络实现远程在线事故分析诊断和维护，大大缩短事故停机时间。(7)过程数据采集分析系统(PDA)，通过过程数据采集分析系统实现生产过程数据的采集、分析、存储等功能，为用户监控生产过程信息提供了手段。(8)设备运行状态监测与故障诊断系统，设备运行状态监测与故障诊断系统从提高设备预知维修能力出发，通过振动信号为主的综合监测，运用信号分析技术手段，对机电设备常见故障进行监测诊断，利用网络技术实现远程状态监测与故障诊断，使机电设备运行处于受控状态，提高设备运行的可靠性、杜绝突发故障，实施预知维修，有效降低成本。(9)设备智能点检技术。(10)厂级信息化管理系统，引入移动互联网、手持PDA、手机、平板电脑等新技术、新方法，使操作人员可以随时随地上报生产实绩，实现生产数据的全流程贯通。利用云计算平台存储生产数据，并通过移动APP报表、短信息发送等方式进行数据发布，使相关人员及时获取生产数据、报警信息等。

3．3智能化生产技术

智能化生产技术将在高度自动化生产技术、信息化管理技术的基础上，结合公司级的需求解决公司级生产调度管理问题，根据客户订单智能决策车间生产任务的调度安排，在企业生产数字化的基础上对数据进行分类统计，满足操作人员、工艺人员、管理人员等不同人群的需要，有针对性地进行数据推送。同时通过引入机器人等高端自动化设备，进一步提高车间生产智能化，如:(1)自动换辊机器人实现自动换辊。(2)自动修磨机器人替代人工修磨环节，采用自识别技术对缺陷管进行再修磨，并将修磨结果发送至信息化系统。(3)自动检查机器人替代人工检查环节，采用自识别技术检测成型管的好坏，并将检测结果发送至信息化系统。(4)自动打标机器人自动打标。(5)无人化天车技术实现原料库、中间库、成品库无人化管理。