Введение к работе
Актуальность
Развитие и модернизация инфраструктуры определяет растущую потребность строительной индустрии в высококачественной арматурной продукции. При этом особую актуальность приобретает задача обеспечения ожидаемых объёмов производства с учётом обязательного соответствия её качества предъявляемым требованиям.
В этих условиях в мире сформировалась тенденция строительства металлургических мини-заводов по переработке металлического лома и производству строительной арматуры. Особенностями мини-завода по производству арматурного проката (переработка лома в электросталеплавильной печи, производство непрерывнолитой заготовки, прокатка арматуры на сортовом стане) являются объем производства в пределах 150-350 тыс.тонн металлопродукции в год, применение технологии «горячего посада» заготовки в печь перед прокаткой, применение режима термоупрочнения для получения арматуры класса А500С или других классов. Указанные особенности при определенной кратности партий-плавок ведут риску нестабильности механических свойств арматуры, существенной зависимости их от технологических факторов производства. Кроме этого, объемы заказов, как правило, не соответствуют кратности плавок, что приводит к накоплению на заводе заготовок из различных плавок. Поэтому для управления качеством продукции в таких условиях требуется комплексный подход, учитывающий особенности технологического и производственного процесса и позволяющий обеспечить стабильность уровня качества арматуры.
Несмотря на опыт использования комплексных показателей качества в сортопрокатном производстве, применительно к арматуре обычно рассматривают только соответствие химического состава стали уровню механических свойств продукции. Практика показала, что для условий мини-завода это не является достаточным. Поэтому актуально развитие принципов комплексного подхода к формированию качества арматурного проката в специфических условиях металлургических мини-заводов и получение на этой основе новых эффективных инструментов управления качеством продукции.
Выбранное в качестве объекта исследования и реализации результатов работы Государственное Унитарное Предприятие «Литейно-Прокатный Завод» в г .Ярцево Смоленской области (ГУП «ЛПЗ»), спроектированное и построенное при определяющем участии ОАО «АХК «ВНИИМЕТМАШ им. А.И. Целикова», является характерным примером современного отечественного металлургического мини-завода, в том числе с точки зрения технологических и организационных резервов управления качеством продукции.
Цель и задачи исследований
Целью диссертационной работы является повышение результативности процесса производства на металлургическом мини-заводе на основе стабилизации показателей качества арматурной стали класса А500С.
Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи:
Адаптация методологии разработки комплексного показателя качества и применения вероятностно-статистических методов исследования к условиям производства на металлургическом мини-заводе.
Исследование существующего уровня качества арматуры с использованием комплексного показателя качества, выявление причин нестабильности дифференциальных показателей качества и определение требуемых корректирующих действий для технологического процесса её производства.
Разработка регрессионной модели для определения уровня качества арматурного проката и ее использование при оценке достигнутой стабилизации уровня качества арматуры.
Совершенствование методов контроля качества и нормативной документации, регламентирующей качество готовой продукции в условиях металлургического мини-завода на основе использование полученных результатов.
Научная новизна
1. Предложена структура комплексного показателя качества термо-
упрочненного арматурного проката, отличающаяся применением новых,
специфичных для арматуры А500С дифференциальных показателей.
2. Получена регрессионная модель для прогнозирования показателей
качества арматуры, отличающаяся тем, что кроме химического состава ста
ли в модели впервые для арматурного проката учтены параметры техноло
гии прокатки.
З.При оценке дифференциальных показателей качества арматуры в регрессионной модели использованы уравнения для расчета изменения дисперсии прочностных и пластических свойств готового проката.
4. Научно-обоснованы положения нормативного документа, регламентирующие формирование сборных партий арматуры из разных плавок по критерию превышения статистически установленного приемочного уровня механических свойств.
Практическая значимость
Предложено корректирующее действие по стабилизации температуры по длине раската за счет дифференцированного нагрева заготовок, обеспечивающее стабилизацию показателей качества.
Для увеличения производительности и расширения сортамента обоснована и предложена рациональная для условий стана 280 ГУП «Литейно-прокатный завод» схема применения слиттинг-процесса с наилучшими условиями обеспечения требуемого уровня показателя «коррозионная стойкость».
На основании доказанной однородности механических свойств разработан нормативный документ, позволяющий формировать специальные (сборные) партии арматуры, прокатанной из заготовок различных партий-плавок наряду и взамен арматурного проката классов А400 по ГОСТ5781иА400С,А500С по ГОСТ Р 52544 и СТОАСЧМ7.
Обоснована возможность внедрения на мини-заводе АСУ «Качество продукции» на основе разработанной математической модели контроля и прогнозирования уровня механических свойств готового проката, позволяющий проводить аттестацию проката с использованием статистических методов.
Реализация результатов работы
На стане 280 ГУЛ «ЛПЗ» введены корректирующие действия в технологию нагрева заготовки перед прокаткой, обеспечившие снижение среднеквадратического отклонения механических свойств арматуры на 28%.
На основании статистического анализа и сопоставления химического состава стали с комплексом механических свойств даны рекомендации по стабилизации шихтовки в электросталеплавильном отделении мини-завода ГУЛ «ЛПЗ».
Реализованная в условиях ГУЛ «ЛПЗ» корректировка технологии нагрева заготовки позволила уменьшить выпуск готовой продукции в плюсовом допуске по массе одного погонного метра с 30,5 до 13,9%.
На основании внедрения результатов диссертационной работы обеспечено уменьшение количества проб для аттестации готового проката с 6-8 проб до 2 проб от партии-плавки.
Разработаны, согласованы, утверждены и приняты для использования в условиях производства ГУЛ «ЛПЗ» ТУ 14- 1- 5610 -2010 «Прокат арматурный свариваемый для армирования железобетонных конструкций, поставляемый специальными партиями».
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы изложены и обсуждены на 5-й международной конференции «Рынок арматурного и других видов проката. Тенденции производства и потребления -2010» (г.Москва, 2010 г.); 8-м конгрессе прокатчиков (г. Магнитогорск, 2010 г.); 9-й научно-практической конференции «Новые перспективные материалы, оборудование и технологии для их получения» в рамках Международной Недели металлов в Москве и Международной Промышленной выставки «Металл-Экспо» (г. Москва, 2010 г.); Четвертом Международном промышленном форуме «Реконструкция промышленных предприятий - прорывные технологии в металлургии и машиностроении» (г. Челябинск, 2011 г.); технических советах ГУП «ЛПЗ» (г. Ярцево, 2009-2011 гг.).
Публикации
Результаты диссертационной работы отражены в 9 публикациях, из них 5 - в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК.
Объем работы
Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения. Она содержит 145 страниц машинописного текста, 35 рисунков, 28 таблиц, 2 приложения на 12 страницах. Библиографический список включает 104 наименования.
