Введение к работе
Актуальность работы. Экономические и политические изменения в жизни Российской Федерации на рубеже XX века оказали влияние на состояние металлургической отрасли и промышленности в целом. Серьезные проблемы возникли в России при производстве жести всего необходимого сортамента в связи с отделением Казахстана и сокращением поставок с Карагандинского металлургического комбината (ОАО «Испат-Кармет»). Магнитогорский металлургический комбинат (ОАО «ММК») остался единственным производителем жести в России, однако комплекс технических и технологических проблем существенно ограничивает возможность производства жести с требуемыми на современном этапе качественными показателями готовой продукции. Следует отметить, что в настоящее время в России не производятся более экономичные виды жести, потребность в них удовлетворяется за счет импорта.
В тоже время темпы производства и потребления жести всех видов за рубежом опережают темпы производства и потребления листовой стали и проката. Ежегодный прирост производства жести в последние годы составляет 6...8 %, несмотря на то, что наметились тенденции замены стальной тары, особенно в пищевой промышленности, на тару, изготав-* ливаемую из полимеров.
При постоянно возрастающей интенсивности производства у потребителей жести к данному виду продукции предъявляются все более жесткие и постоянно возрастающие требования к таким показателям качества, как деформируемость, шероховатость, чистота поверхности, допуски по толщине и равномерность свойств. Достижение данных требований невозможно без разработки эффективно работающего механизма управления качеством готовой продукции, без совершенствования технологии производства и строгой регламентации показателей качества подката. В связи с этим важной и безусловно актуальной задачей является разработка эффективного подхода к управлению качеством жести, а также обоснование критерия, с помощью которого можно судить об эффективности такого управления.
Данная задача осложняется тем, что устаревшее оборудование ОАО «ММК» не обеспечивает выпуска сортамента жести, требуемого современными потребителями. Кроме того, в реальных условиях производства как сами показатели качества, так и технологические факторы, определяющие качество готовой продукции, носят случайно-вероятностный характер.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является повышение качества жести за счет регламентации свойств подката и совершенствования технологии ее производства на основе разра-
*
ботки эффективного алгоритма управления качеством по критерию соот-v ветствия норм годности при стохастических значениях показателей каче-1ства.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
исследование соответствия показателей качества черной жести нормам, установленным в нормативных документах, и разработка критерия эффективности управления качеством черной жести;
регламентация состояния подката для жести по механическим свойствам готовой продукции с помощью поиска наилучших решений в условиях математической неопределенности;
регламентация состояния подката для жести по геометрическим параметрам готовой продукции, разработка структуры управления качеством геометрических показателей черной жести;
разработка технических и технологических решений совершенствования технологии производства жести с регламентированными показателями качества;
Научная новизна заключается в следующем:
-
Разработан обобщенный алгоритм повышения уровня качества жести, основанный на оценке эффективности технологического управления по критерию соответствия норм годности в стохастическом пространстве значений показателей качества готовой продукции.
-
Предложен и формализован критерий соответствия норм годности как отношение вероятностей соответствия нормам годности текущего и желательного значений для каждого из показателей качества чертой жести.
-
Разработана процедура поиска наилучших параметров управления в технологии производства жести, а также регламентации свойств подката, обеспечивающих достижение максимума критерия соответствия норм годности.
Практическая ценность работы;
1. Разработаны и согласованы новые технические требования на
горячекатаный подкат для производства качественной черной жести, рег
ламентирующие:
химический состав (содержание в стали углерода не боле 0,03 %, азота не более 0,005 %);
значения механических свойств (предел текучести 280...320 Н/мм2; временное сопротивление 360...400 Н/мм2; относительное удлинение 30...34 %);
микроструктуру (балл зерна феррита 9,10).
2. Повышен уровень качества черной жести за счет внедрения
следующих технологических и технических мероприятий:
рациональных режимов прокатки жести на пятиклетевом стане, полученных на основе совершенствования реологической модели для стали 08пс конвертерной выплавки ОАО «ММК»;
рекомендаций по установке камеры перестаривания в линии агрегата непрерывного отжига за зоной ускоренного охлаждения для снижения роли старения в повышении твердости жести;
новых режимов дрессировки жести для металла после различных видов отжига: для жести после отжига в колпаковых печах величина обжатий должна составлять 1,0...1,2 %, для жести после отжига в агрегате непрерывного отжига 1,4...1,8 %.
Реализация работы. По результатам проведенных исследований разработаны и внесены изменения в действующие технологические инструкции «Холодная прокатка на пятиклетевом стане» ТИ-101-П-ХЛЗ-45 и «Дрессировка полос на двухклетевых станах ЛПЦ-3» ТИ-101-П-ХЛЗ-46.
В результате промышленной реализации разработанных мероприятий по улучшению плоскостности жести отсортировка по дефекту неплоскостность жести консервной в жесть общего назначения уменьшилась с 0,24 % до 0,13 % в год, т. е. отсортировка уменьшилась в 1,8 раза. Экономический эффект составил 147 тыс. руб. в год.
Результаты, полученные в ходе теоретических исследований по вопросам влияния основных технологических параметров на показатели качества черной жести, используются в учебном процессе ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» при подготовке инженеров специальности 150106 «Обработка металлов давлением» и 150108 «Композиционные и порошковые материалы, покрытия».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены и обсуждены на Международных и Российских научно-технических конференциях: "Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства", Иркутск, 1996 г.; "Теория и технология процессов пластической деформации", Москва, 1997 г.; "Актуальные проблемы материаловедения металлургии", Новокузнецк, 1997 г.; "Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением", Магнитогорск, 2000 г.; IV конгресс прокатчиков, Магнитогорск, 2001 г.; "Наука. Техника. Инновации", Новосибирск, 2001 г.; на ежегодных научно-технических конференциях ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» с 2001 по 2005 гг.; на III и IV международных научно-технических конференциях молодых специалистов, Магнитогорск, 2003 г, 2004 гг.; На XXXVI Уральском семинаре по механике и процессам управления, Миасс, 2006 г.
Публикации. Результаты работы отражены в 19 публикациях, в т. ч. две в рецензируемых изданиях и две — без соавторов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения. Она содержит 125 страниц машинописного текста, 42 рисунка, 16 таблиц, список литературы из 104 наименований, приложений.
