·1796 工程科学学报，第38卷，第12期 表2异常样本的工艺参数和质量指标 Table 2 Process parameters and quality indexes of abnormal samples 异常样本 终轧温 卷取温 C质量 Si质量 Mn质量 P质量 S质量 屈服 点的序号 度℃ 度/℃ 分数/% 分数/% 分数/% 分数/% 分数/% 强度/MPa No.16,No.17 890 684 0.033 0.008 0.220 0.011 0.005 295 No.18 897 656 0.044 0.025 0.162 0.008 0.006 295 No.34,Na.35 890 669 0.038 0.030 0.140 0.011 0.003 300 25@ 2.5 (b) 2.0 2.0 1.0 05 05 终轧 卷取 终轧卷取 温度 温度 温度 温度 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 ☑ 终轧卷取 Si Mn 温度温度 图7异常样本点的贡献图.(a)No.16,No.17:(b)No.18:(c)No.34,No.35 Fig.7 Contribution plot of the abnormal samples:(a)No.16,17:(b)No.18;(c)No.34,35 样本点No.16和No.17的屈服强度为295MPa,超 现该样本点的Si含量比18号样本点的Si含量更高，P 出130~280MPa的设定范围.由图7(a)可以发现，P 元素也达到正常样本的最大值，而Si元素和P元素均 含量的贡献值最大，说明造成屈服强度过大的主要原 能提高材料的屈服强度.此外，卷取温度低于训练样 因与P含量有关.进一步分析发现，这两个样本点的P 本的最小值.上述三个因素的综合作用，最终导致这 含量达到正常样本的最大值.根据生产工艺可知，P 两个样本点的屈服强度不满足设定要求 元素具有冷作硬化作用，可以能提高材料的屈服强度， 对上述5个异常点都依次进行优化后，得到如 由此可知P含量过高导致屈服强度过高 图8所示的监控图.对比图6(a)和图8可以发现，优 对于No.18样本，其屈服强度为295MPa,超出设 化后的所有样本点均位在控制限以下，说明生产过程 定的范围.在图7(b)中可以发现，卷取温度和Si含量 已恢复到受控状态.以No.34样本点为例，给出其参 的贡献值较大，这两个因素是造成18号样本点屈服强 数优化前后的结果对比，如表3所示 度过高的主要原因.由表2可知，该样本点的卷取温 表3N。.34样本优化前后的参数值 度仅为656℃，低于表1中正常样本的最小值.由生产 Table 3 Values of the 34th sample before and after optimization 工艺可知，卷取温度低，会增加材料的屈服强度.此 参数 优化前 优化后 外，该样本点的Si质量分数为0.025%，超出表1中正 终轧温度/℃ 890 917 常样本的Si含量最大值，而Si元素含量的增高，也会 卷取温度/℃ 669 695 使材料的屈服强度增加.综上所述，卷取温度和Sⅰ含 C质量分数/% 0.038 0.025 量的不合理性导致No.18样本点屈服强度过高. Si质量分数/% 0.030 0.013 对于No.34和No.35样本点，屈服强度均为 Mn质量分数/% 0.140 0.190 300MPa,超出设定范围.由图7(c)可以发现，卷取温 P质量分数/% 0.010 0.008 度、S含量和P含量的贡献值都比较大，由表2可以发 C质量分数/% 0.003 0.005工程科学学报，第 38 卷，第 12 期 表 2 异常样本的工艺参数和质量指标 Table 2 Process parameters and quality indexes of abnormal samples 异常样本 点的序号 终轧温 度/℃ 卷取温 度/℃ C 质量 分数/% Si 质量 分数/% Mn 质量 分数/% P 质量 分数/% S 质量 分数/% 屈服 强度/MPa No． 16，No． 17 890 684 0. 033 0. 008 0. 220 0. 011 0. 005 295 No． 18 897 656 0. 044 0. 025 0. 162 0. 008 0. 006 295 No． 34，No． 35 890 669 0. 038 0. 030 0. 140 0. 011 0. 003 300 图 7 异常样本点的贡献图． ( a) No． 16，No． 17; ( b) No． 18; ( c) No． 34，No． 35 Fig． 7 Contribution plot of the abnormal samples: ( a) No． 16，17; ( b) No． 18; ( c) No． 34，35 样本点 No． 16 和 No． 17 的屈服强度为295 MPa，超 出 130 ～ 280 MPa 的设定范围． 由图 7( a) 可以发现，P 含量的贡献值最大，说明造成屈服强度过大的主要原 因与 P 含量有关． 进一步分析发现，这两个样本点的 P 含量达到正常样本的最大值． 根据生产工艺可知，P 元素具有冷作硬化作用，可以能提高材料的屈服强度， 由此可知 P 含量过高导致屈服强度过高． 对于 No． 18 样本，其屈服强度为 295 MPa，超出设 定的范围． 在图 7( b) 中可以发现，卷取温度和 Si 含量 的贡献值较大，这两个因素是造成 18 号样本点屈服强 度过高的主要原因． 由表 2 可知，该样本点的卷取温 度仅为 656 ℃，低于表 1 中正常样本的最小值． 由生产 工艺可知，卷取温度低，会增加材料的屈服强度． 此 外，该样本点的 Si 质量分数为 0. 025% ，超出表 1 中正 常样本的 Si 含量最大值，而 Si 元素含量的增高，也会 使材料的屈服强度增加． 综上所述，卷取温度和 Si 含 量的不合理性导致 No． 18 样本点屈服强度过高． 对于 No． 34 和 No． 35 样 本 点，屈 服 强 度 均 为 300 MPa，超出设定范围． 由图 7( c) 可以发现，卷取温 度、Si 含量和 P 含量的贡献值都比较大，由表 2 可以发 现该样本点的 Si 含量比 18 号样本点的 Si 含量更高，P 元素也达到正常样本的最大值，而 Si 元素和 P 元素均 能提高材料的屈服强度． 此外，卷取温度低于训练样 本的最小值． 上述三个因素的综合作用，最终导致这 两个样本点的屈服强度不满足设定要求． 对上述 5 个异常点都依次进行优化后，得 到 如 图 8 所示的监控图． 对比图 6( a) 和图 8 可以发现，优 化后的所有样本点均位在控制限以下，说明生产过程 已恢复到受控状态． 以 No． 34 样本点为例，给出其参 数优化前后的结果对比，如表 3 所示． 表 3 No． 34 样本优化前后的参数值 Table 3 Values of the 34th sample before and after optimization 参数 优化前 优化后 终轧温度/℃ 890 917 卷取温度/℃ 669 695 C 质量分数/% 0. 038 0. 025 Si 质量分数/% 0. 030 0. 013 Mn 质量分数/% 0. 140 0. 190 P 质量分数/% 0. 010 0. 008 C 质量分数/% 0. 003 0. 005 ·1796·