CC BY
178---------------------------------------- Сортопрокатное производство
О.С. Каледина, А.С. Лимарев, С.В. Зотов, О.С. Ярыгина
ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА СОРТОВОГО ПРОКАТА ПУТЕМ РАЦИОНАЛЬНОЙ РЕЗКИ МЕТАЛЛА
Перспективным направлением развития сортопрокатного производства является внедрение технологий, направленных на снижение всех видов ресурсов. Значительная часть прокатанной сортовой продукции вынужденно отправляется в брак из-за несоответствующей длины проката, что приводит к значительным финансовым потерям. В статье проанализированы причины образования немерной продукции и факторы, оказывающие влияние на длину готового проката.
Ключевые слова: сортовой профиль, немерная продукция, рациональный раскрой, геометрические параметры.
В настоящее время в связи с усложнившейся экономической ситуацией на рынке металлопродукции, обусловленной падением спроса на готовый прокат, ужесточилась конкуренция среди производителей. В этих условиях необходимо решение задач, направленных на повышение эффективности производства. При производстве металлопродукции среди возможных путей повышения эффективности наиболее перспективными являются мероприятия, направленные на уменьшение потребляемых ресурсов. В условиях сортопрокатного производства к таким мероприятиям можно отнести [1]:
- снижение количества брака;
- снижение энергоемкости производства;
- снижение отходов на производстве;
- рациональное использование материальных ресурсов;
- оптимизация персонала.
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 5
14
----------------------------------------- Сортопрокатное производство
Для потребителей сортопрокатной продукции большое значение при выборе производителя имеют показатели качества готовой продукции. Среди большого числа параметров сортового проката особое значение предъявляется геометрическим размерам, в том числе и длине готовой продукции. В связи с особенностями сортопрокатного производства на этапе резки образуется в значительном количестве прокат меньшей длины. Практика показывает, что значительная часть раскроя в сортопрокатном цехе осуществляется на кратные мерные длины с немерными отрезками длиной не менее 1 м до 10% массы всей партии, что приводит к образованию большого количества отходов [2]. Продукция несоответствующей длины вынужденно переводится в категорию брака или сниженной стоимости. Поэтому в условиях сортопрокатного производства обеспечение раскроя готового проката без остатков несоответствующей длины. Это особенно важно при производстве крупносортного проката.
Проведенный анализ производства сортовых профилей на ОАО «ММК» показал (рис.1), что значительная часть несоответствующей продукции связана с отклонением показателей длины проката от нормируемых. Это приводит к существенным ежегодным потерям порядка 30 миллионов рублей. С целью снижения проката несоответствующей длины требуется разработка мероприятий, обеспечивающих безотходную резку металла [3].
нек^ная длина недокат несоответствие кривизна прочие
размерам
ширины
Дефекты
Рис.1. Распределение несоответствующей продукции по видам дефектов
на стане «450» ОАО «ММК»
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 5
15
------------------------------------------ Сортопрокатное производство
Среди наиболее эффективных мероприятий, позволяющих снизить количество немерной продукции, можно назвать разработку модели, обеспечивающей оптимальный раскрой, и внедрение ее в автоматическую систему управления технологическим процессом резки, что обеспечит снижение выхода несоответствующей продукции, а также количество отходов резки [4].
Для разработки моделей рационального раскроя необходимо знать причины возникновения немерных остатков, к которым можно отнести следующие:
- неправильная настройка оборудования, участвующего в резке металла;
- нарушение температурных режимов и режима прокатки;
- нарушение технологического режима резки;
- отсутствие на прокатном стане эффективных адаптивных автоматизированных систем управления процессом резки.
Неудовлетворительное настройка и состояние оборудования резки приводят к образованию трещин на поверхности металла, последствием чего является дополнительная обрезка проката, что снижает выход годного [5]. Поэтому необходим тщательный контроль всех технических параметров оборудования, задействованного в процессе холодной резки проката.
Нарушение температурных режимов, режимов прокатки, а также нарушение технологических режимов резки приводят к существенному отклонению параметров формоизменения, что сказывается на параметрах готовой продукции, в том числе и на длине [6]. Поэтому при производстве сортового проката необходим контроль соблюдения основных технологических параметров в допустимых диапазонах возможных отклонений.
Полное выполнение всех необходимых контрольных операций за состоянием оборудования, несмотря на высокий уровень автоматизации современных сортовых станов, все еще сильно зависит от квалификации рабочего персонала. Внедрение методик оценки, подбора и подготовки персонала на ответственных производственных участках позволит существенно снизить количество несоответствующей продукции и повысить эффективность производства [7].
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 5
16
------------------------------------------ Сортопрокатное производство
Существующие системы управления процессом резки на сортовых станах не позволяют осуществлять рациональный раскрой проката, исключающий немерную продукцию. Причиной этому является отсутствие в алгоритмах резки металла моделей, учитывающих изменение технологических параметров при сортопрокатном производстве, и возможность варьирования геометрических параметров заготовок в заданных пределах. Отсутствие возможности учета этих факторов на действующем производстве приводит к тому, что одни и те же технологические режимы резки используются для проката различной длины. Результатом этого является наличие непрогнозируемой немерной продукции на сортовых станах [8].
Однако задача оптимального раскроя усложняется еще и тем, что раскрой ведется в режиме реальной прокатки, т.е. на момент прибытия раската к линии резки точная его длина еще не известна, так как прокатка не завершена. Для решения этой задачи необходимо оценить методы реализации следующих этапов [9]:
- построение оптимального плана раскроя раскатов различных профилей;
- оценка длины текущего раската на каждом итерационном шаге раскроя по параметрам технологического процесса;
- корректировка плана раскроя в режиме реального времени;
- контроль состояния оборудования;
- контроль результатов раскроя.
Таким образом, в результате оптимизации технологии резки сортового проката можно достигнуть повышения эффективности производства, технологического совершенствования за счет внедрения автоматизированных и совершенных конструкций, что позволит:
- снизить количество продукции несоответствующей длины;
- увеличить выход годного мерного проката;
- увеличить производительность;
- сократить экономические потери при производстве сортового проката.
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 5
17
Сортопрокатное производство
Библиографический список
1. Современные направления исследования, развития и повышения качества процессов сортовой прокатки на кафедре ОМД МГТУ / А.Б. Моллер., О.Н. Тулупов, Н.А. Ручинская, С.А. Левандовский, Е.А.Захаров, Д.В. Назаров, А.С. Лимарев, А.А. Зайцев, С.Я. Унру // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением. 2007. С. 80-92.
2. Производство проката из рессорно-пружинной стали / В.Т. Жадан, Н.М.Воронцов, Ю.Е.Кулак и др. М.: Металлургия, 1984. 216 с.
3. Применение показателя соответствия профиля при управлении качеством продукции сортовых станов / А.Н. Луценко, В.А. Монид, О.Н. Тулупов, Н.А. Ручинская, А.С. Лимарев, К.А. Ищенко. Труды седьмого конгресса прокатчиков: Москва 15-18 октября 2007г. Т1. М.: АО «Черметинформация», 2007. С. 221-228.
4. Коростелева О.С., Лимарев А.С. Снижение объема проката немерной длины на сортовых станах // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2013. Т1. № 71. С. 308-311.
5. Лимарев А.С., Шаймарданова Ю.А. Улучшение качества реза полосового проката для автомобильных рессор // Калибровочное бюро: электрон. на-уч. журн. Выпуск 1. 2013. C. 50-55. URL:http://www.passdesign.ru/numbers/ (дата обращения: 02.05.2015).
6. Моделирование, развитие и повышение качества процессов сортовой прокатки / А.Б. Моллер., О.Н. Тулупов, Н.А. Ручинская, С.А. Левандовский, Е.А.Захаров, Д.В. Назаров, А.С. Лимарев, А.А. Зайцев, С.Я. Унру // Неделя металлов в Москве: Сб. трудов Всероссийской науч.-техн. конф. - М., 2008. С. 321-329.
7. Моллер А.Б., Лимарев А.С., Логинова И.В. Квалиметрическая оценка компетентности персонала металлургического предприятия // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2011. № 1. С. 55.
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 5
18
-------------------------------------------- Сортопрокатное производство
8. Каледина О.С., Лимарев А.С. Совершенствование технологии раскроя проката на сортовых станах // Калибровочное бюро: электрон. науч. журн. Выпуск 2. 2013. C. 41-47. URL:http://www.passdesign.ru/numbers/ (дата обращения: 02.05.2015).
9. Каледина О.С., Лимарев А.С. Управление качеством геометрии сортопрокатной продукции // Качество в обработке материалов. 2014. №1. С. 60-64.
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 5
19
