автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Идентификация и совершенствование сквозной технологии производства автолистовой стали

ЛИПЕЦКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

КОРНЕЕВ Андрей Мастиславович

ИДЕНТИФИКАЦИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СКВОЗНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА АВТОЛИСТОВОЙ СТАЛИ

Специальности:

05. 16. 05—«Обработка металлов давлением», 05. 13. 07—«Автоматическое управление и регулирование, управление технологическими процессами (в металлургии)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Липецк — 1992

Работа выполнена в Липецком политехническом институте

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Кузнецов Л.А.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Егоров B.C. - кандидат технических наук, доцент Поляков Б.А.

Ведущее предприятие - Череповецкий неталлургичеокий

комбинат.

Защита диссертации состоится 9 апреля 1992 г. в 10 часов на заседании специализированного совета К 064.22.01 в Липецком политехническом институте ( 398662, г. Липецк, ул. Зегеля, I)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Липецкого политехнического института.

Автореферат разослан б марта 1992 года.

Учаный секретарь специализированного л^С

совета Зайцев B.C.

ОБЦАН ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Автомобильная промыоленность - один из основных потребителей тонкого холоднокатаного листа. В ряде стран она получает 25-30$ листового проката, потребляемого всей промышленностью 'и строительством. Вмсстэ с ростом потребления листового проката повышаются и требования автомобилестроителей к точности размеров, состоянию поверхности, уровню и однородности свойств. При этом размеры изделий увеличиваются, форма усложняется.

Основным требованием, наряду с геометрией и качеством поверхности полос, является способность полосы к глубокой и сложной ьи-тяжке при изготовлении деталей заданной формы и размеров, .то есть полоса долина иметь высокие пластически свойства и штампузмость. На формирование этих свойств оказывает влияние все основные поредели производства листового ьзталла, начиная от мплавки и разлив-г. ^ стми.

Для повышения качества аьтолиста необходимо осуществить идентификацию к совершенствование сквозной технологии производства автолистовои продукции, а следовательно, обсспечить широкое внедрение автоматизированных систем сбора информации, анализа технологии и управления. Оснащение заводов современной вычислительной техникой - основой- для автоматизированных систем - создаёт условия для оптимизации режимов сквозной технологии и повышения качества готовой продукции. Для этого необходимо разработать принципы автоматической коррекции технологии (технологических рекимов) о целью получения требуемых свойств с максимальной вероятностью. Реализованные на их основе системы обеспечат возможность пэ только пересмотрэть технические условия, но и в дальнейшая разработать оптимальные режимы производства проката автоматически с учётом

изменявшихся условий производства или дреЛфа характеристик сырья.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Цольг роботы является оинтез матодики анализа сквозной технологии и во оптимизации, разработка на во основе автоматизированной систэм:; оптимизации глобальном технологии, опродоляомой диапазонами изменения факторов, обе-сппчивающими получение требуемых свойств с максимально'1 вероятность».

В роботе постаплены и решены следуюлио чадами:

- Реализована систама анализа технологии.

• Выполнен анализ и вндеиены основные факторн сквозной технологии производства автолиста, оказывающие существенное рлиянио на выходные свойства.

- Установлена количественная связь миханичог-ких свойств автолиста с техиоюгичс,кими факторами.

- Разработана оригинальная мотодика выбора оптичачьных диапазонов множоства тохнологичэских факторов, разработан критерии связи множества диапазонов факторов сквозной технологии с множеством диапазонов конечных свойств.

- Разработана и роализогана систона выбора диапазонов Ьптимоль-ных значений технологических факторов.

- Разработаны техноюгичаские режимы факторов сквозной технологии, о('шсп"чииач'цио получение требуомых свойств с максимальной псронтностьг в таиисимости от назначения продукции.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые на основе представлений теории информации разработана мотодика определения оптимальных диапазонов техчологичоских факторов, пригодная /ля автоматического синтеза оптимальное технологии производства проката. Она включает применение диапазонной очонг.и влияния технологических факторов на комплекс выходных свойств, установление количественной связи механичпеких сгойстз с факторами.сквозной технологии.

Разработан новый критерия, позволяющий связать технологию и выходные свойства, данный критерий может работать при анализе технологии как с метрическими, так и неметрическими величинами одновременно; сравнивает различные технологические режимы с учётом возможного неодинакового количества их реализации; учитывает возможность получения требуемых свойств для технологий, которые не входят d исследуемый технологический режим.

Разработана и реализована на ОВМ ЕС и IBM PC AT/XT система выбора оптимальных технологичоских границ.

Разработан новый подход к выбору границ факторов сквозной технологии, реализация которого позволяет оперативно определять диапазоны оптимальных значений для~лабого вида продукции в зависимости от во назначения.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. На основании теоретических принципов и методики продломенных на кафадро "Автоматизированные системы обработки информации и управления" Липецкого политехнического института разработана система анализа технологии и выбора оптимальных границ. Система позволяет для лвбого вида продукции подобрать диапазоны значений технологических величин, об-зспачавап-циа получение требуемых еыходных характеристик с максимальной вероятностью. Оптимальные диапазоны для каждого вида продукции определяйся изменением границ факторов и сопоставленном тесноты связи выделенной области технологического пространства и выходных свойств. Процедура поиска ооудествдяетол автоматически. Система позволяет анализировать различные области технологического пространства к определять наиболее благоприятную из них.

Применение разработанной сиотемц позволит снизить уровень производства беззаказанол'продукции.

Разработанная система вомл как составная часть п систему автоматизированного проектирования сквозной технологии пpot*звод-

- б -

ства листовой продукции (САПР СТПЛП). САПР СТШП, реализованную на ПЭВМ, когут использовать в своей работе технологи цехов основных переделов, работники Ш1К, работники технического отдела, руководители прочэводства.

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТН. Разработана и внедрена в промынленное производство Система автоматизированного проектирования сквозной технологии производства листового проката (САПР СТПЛП), которая позволяет получать продукцию, максимально приближающуюся к заданному качеству.

Первые этапы реализации системы 'в виде рекомендаций по изменению технологии на НЛМК позволили увеличить выход холоднокатаного листа вы о. их групп отделки поверхности и снизить количество боз-заказаной продукции.

Фактический экономический эффект составил более 200 тыс. руб. Ожидаемый экономический эффект - около I млн. рублей.

В 1991г САП? СТПЛП участвовала в экспозиции павильона "Металлургия" ВДНХ СССР в тематической выставке "Научно - технический прогресс в чёрной и :;вотной металлургии" и была награждена соребрянной медалью ВДНХ СССР.

АПРОБАЦ'-Ш РАБОТи. Основное содержание раб.оты изложено в б-ти печатных трудах.

Материалы диссертационной работы долокены на Всесоюзном научно-техническом семинара "Улучшение качества поворхности холоднокатано:) листовой стали за счёт совершенствования процесса холодной прокатки" (г. Череповец, март 1980г), на Всесоюзной научно-технической конференции "Новые технологические процессы прокатки как сродство идентификации производства и повышения качества продукции" (г. Челябинск, май, 1989г).

ОБЬЁМ .РАБОТЫ, диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций, списка литпратуры из 1^5 наименований.

Диссертация изложена на ^83 страницах машинописного текста, 21 рисунков я 53 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРНАНИЗ РАБОТЫ.

1. Анализ существующих технологий производства листовой продукции, предназначенной для глубокой вытяжки и методик их исследования.

Анализ существующих технологий производства автолиста по литературным источникам позволил оценить влияние различных факторов на выходные свойства. Достигнутые результаты учтены при выбора иля последующего анализа тех из дою, которые оказывают суцестаен-ноз влияние на выход и при разработке оптимальных диапазонов изменения этих факторов. Однако, основной выбор диапазонов должен осуществляться автоматизирований. В с.том закли'.аотся одна из главных задач данной работы.

Рассмотрены критерии оценки качества и возможность их использования для решения поставленных задач. Представленные ::р.1тории позволяют сравнить качество различных партий металла меэду собой ил и с требованиями стандартов. В томе время они не учитывают связь выходных свойств с технологией, по которой данная продукция била произведена, '¿ти критерии не учитывают и количество единиц продукции в данной' партии металла. В данной работа предложен критерий, учитывающий все изложенные требования.

Рассмотрены методики исследования технологии и возможность их использования для осуаэствлания идентификации сквозной технологии.

2. Методика выполнения ¡экспериментальных исследований ч-ехполо-гии.

Организация процесса сбора информации являзтся о.чной из нй(-более сложных процедур при осуществлении исследования технологии

производства автолиста. Анализ сквозной технологии включает сбор экспериментальных данных непосредственно в технологическом потоке производства и обработку мзтодами математической статистики, теории случайных процессов и математического моделирования. Определяется достоверность оценки информации при пользовании действующими контрольно-измерительными приборами. Для эффективного анализа екгозной тохнологии производство аптолиста необходимо хранить и обрабатывать значительные объёмы информации. Решенио отой задачи сводится к организации базы технологичооких данных и к разработке программных средств поддержания базы и обработки данных, то есть к созданию системы анализа сквозной технологии. При реализации данной системы анализа технологии на ЬВМ ЕС организация базы данных повторяет организации технологического процесса и представляет собой совокупность информационных массивов по передолам. Такая структура позволяет использовать базу данных как в локальных системах управление технологией на отдельных агрегатах, так и в системе верхнего уровня, управлявшей всей сквозной технологией от выплавки стали до отгрузки готового проката.

Программна средства поддержания базы данных входят в блок функций системы анализа технологии "Илрвичная обработка диннчх". Блок "Статистическая обработка" вкльчает процедуры построения эмпирических законов распределения - гистограмм, проверки нормальности распределения, вычисления оценок начальных и центральных моментов распределения, доверительных интервалов для них. В блок "Построение моделей" выдолзны процедуры подбора вида моделирупщих функций из заданного множества, оценки'параметров моделей, их доверительных характеристик и прогноза •"'ыходных свойств по синтезированный моделям.

йнояее^во функций, из, которого выбираются.моделирующие пункции, вкльчаёт стзпенные,. логарифмические и показательные функции.

Вибор конкретной функции из множества возможных осуществляется

• сопоставлением коэффициентов парной корреляции. Оценки коэффициентов разложения находятся по критерии минимизации дисперсии ошибки модели по отношении к экспериментальным данным.

Модели в общем виде имеют следуюцув структуру:

SJ = £ А? а)

где Р;-( ) - базисные функции, выбираемые из множества заданных, - коэффициенты разложения Использование базисных функций позволило повысить множественный коэффициент корреляции и критерий Фишера (Г), снизить остаточт нуо дисперсию. Например, для линейной модели временного сопротивления от режима обжатий на стане холодной прокатки.множественный коэффициент корреляции /? =0,4979; Г=Ю,55; остаточное среднее ква-^.этическоэ отклонение ¿^=2,152; средняя ошибка прогноза 0ср=5,26$. Введение нелинейных функций позволило существенно улучяить модель и достичь: Я =0,6153; Я =23,3'»; $>=1,948; 0ср=4,б8#. Поэтому построенные модели имеют, как правило, нелинейный вид. •

В блок "Диапазонная оценка" введены процедуры, определения .взаимосвязи диапазонов технологических факторов и выходных свойств

• в виде вероятности получения продукции, удовлетворявшей требованиям характеристик качества для любого диапазона фактора. Представление о взаимосвязи величин могут дать зависимости типа

Р^Р$(9) _ (2)

где 9 - отрезок значений технологического фактора в-[,6,0 J Р5 - вероятность получения продукции, удовлетворявшей требованиям по характеристике 5 . Отрезок изменения входной величины разбивается на рад полуинтервалов так, что

, у.

где в1 - X; - минимальное значение фактора ¿^

9*'У{ - максимальной значение фактора I- .

Численние значения . ] "I.•••.К выбирается так, чтобы л* бону полуинтервалу принадлежало достаточно болыаоя

число значений технологического фактора

Допускаемый стандартом интервал характеристики качества обозначается: 5 (т.е. , и т.д.). Затем определяется чиико опытов, в которых -¿^ £ = • Ч1,сл0 обозначается

Н( 6] ). Из них для части будет выполняться условие 5 С 5 (их количество обозначается как 5

Оценка вероятности (2) получается в виде

рз= т{§,1)/н1&/\ О,)

Условная частота Р5 характеризует интервал значений технологического фактора в смысло большей или меньшей благоприятности отого интервала для получения качественной продукции.

Диапазон изменения каждого фактора разбивао^зя на несколько интервалов таким сбразом, чтобы численные значения попаданий в каждый из них были соизмеримы между собой.

Р итоге можно сопоставить оти интервалы между собой и выделить наиболое благоприятные для получения требуемих свойств с высокой вероятностью.

Ьтот блок системы позволяет отойти от традиционных точечных оценок и может служить частным (наиболее упроченным) блоком систему автоматизированного выбора оптимальных границ факторов технологии;

С помощь» дайной оистемы ана/иза сквозной технологии можно осуществить статистическую оценку технологических факторов и выделить наиболее важные факторы (из всего набора зафиксированных в технологических инструкциях), по которым будет осуществлена идентификация технологии и для которых будут определены оптимальные Границы,.позволявшие с максимальной вероятностьв получать тробуе-

мыэ выходные свойства.

Методика идентификации технологии и разработка систему выбора оптимальных границ технологических факторов. Для осуществления идентификации технологии необходимо разработать методику автоматического поиска оптимальных диапазонов технологических факторов, подобрать критерий связи области технологического пространства, образованного этими факторами и подпространства выходных свойств, отвечающего требованиям стандартов.

Границы фсктороп технологии образует технологическое подпрос-тр? нетво Т+, отвечающее требованиям технологии

Т+ = [г/х^г*?!/}, (5)

где Х,У - векторы нижних и верхних допустимых границ факторов технологии.

Соответственно, технологическое подпространство, но отвечающее требованиям технологии:

Т "=Г\т* <б)

Аналогично можно выделить подпространство выходных свойств отпэчая'^ее требованиям стандартов 5 ■

5+= (7)

где А - вектор наименьших допустимых стандартами или технологическими условиями значения характеристик качества готовой продукции •

В - вектот наибольших допустимых значений характеристик качества 5(.

После реализации технологии для технологического подпростран-

ства Т* возможны выходных свойств транство Б" (Т+,

два исхода: попадание в подпространство требуемых (обозначим эту ситуацию (Т*,^)) и в подпрос-Б"). Причём, вероятность

Р(т*)= Р(т',В+)+ р[т<$-) (9)

Гак как при исследовании технологии используется конечная

выборка экспериментальной информации, то при реализации методики на ЭВМ вероятности заменяется частотами и показывают число опытов из воего объёма попавшее в исследуемое подпространство (например, л I* - подпространство) или попавшее в S*- подпространство при попадании в Т+ - подпространство (Т+,5*)<

Четыре варианта связи технологии и свойств образуют полную систему возможных исходов:

P(T*,S+) + P(T+S-)+P(t:$*)+P(T; (9)

Измеряя границы X; и , изменяем подпространства Т+ и Т~, а следовательно, i меняются: P(T"\S*), P(T+,S~), PCT'.S*), P(T",S").

Задачей, которую необходимо рошить, является выбор такой технологии, для которой P(T+,S+) будет стремиться к Р(Т+), а Р(Т+,Л") будот близга к нулю. То еоть необходимо выбрать такую технологию (такие границы технологических факторов), выполнение которой позволит о максимальной вероятностью получать выходные свойства, отвечающие требовчниям стандартов.

Мотодика идентификации опирается на принципы теории информации. Критерий оценки технологии (I) определяется чергз энтропии технологии IIr, конечных свойств Hs, а также совместную энтропию тзхно-логии и конечных свойств HJr. Энтропия определяется формулой Боль-цмана.

H}---LP(l)à>P(\) do)

Критерий связи технологии и конечных свойств определяется следуючин образом: I = - РM& p(r*J - Р(т-)&P(T-)-P(S>)&P(S+) -

- р ( $-) г,, p(s-) * л р (г* s *) +р.г>(т*, s-)6lp (T<s-hai)

где Л - коэффициент характеризующий минимальную долю общего объёма выборки, приходящуюся на ситуацию (Т+,

р- итрафной коэффициент.

Коэффициент Л позволяв» установить минимально необходимый объём выборки, который должэн"попасть" А оптимальное Т* - подпространство и гарантировать достоверность факта, что выделенной подпространство является наиболее благоприятным дая получения требуемых свойств.

Коэффициент уЗ позволяет осуществлять поиок оптимальных границ факторов с учётом получения минимальной отрицательной составляющей (Т+,5~) (получение результатов неотвечаюатх стандартам при-соблюдонип технологии).

Реализация системы идентификации технологии и выбора оптимальных гранчц факторов осуществляется в два основных.этапа. Ка первом этапе определяются "исходные" границы факторов, которые формируют область технологического подпространства обоспечивасщуо высокий уровень выходных свойств. На данном этапе технолог можзт предложить свои границы факторов. На втором этапе организуется проце-'дура сдвига грани.! технологических факторов с цельп определения нового подпространства, для которого вероятность получения требуемых свойств будет Еыае, чом у исходного.

Система прекращает процедуру сдвига границ в том случае, когда очередной цикл едгига не выявил нового подпространства, для которого I больае предыдуцех'о. .В итоге, получено подпространство, для которого критерий I имеет максимальное'значение. Границы уак-Лзров технологии, сформировавзко денноо подпрострчнстьо выделяются как оптимальные, то есть обеспечивавшие получение требуемых выходных свойств с максимальной вэроятностьо.

4. Анализ сквозной технологии производства.автолистовой стали.

В работе' иллюстрируется использование разработанной системы на выборе оптимальных границ технологических факторов'выплавки и разливки стали, предложены режимы, при реализации которых будет получен химсостав стали, гарантирувций более высокий механические.

свойства готового проката.

Ниже представлено влияние основных факторов на выход.

При содержании углерода но более 0,05$ вероятность получении требуемых свойств максимальна. Дальнейшее повышение содержания углерода вызывает существенное падение уровня свойств за счёт увеличения цементита. Так как влиннио марханца на механические свойства неоднозначно, необходимо вчбрать диапазон изменения ого содержания, для которого уровень свойств по всем характеристикам ягля-ется высоким. Наиболее высокий уровопь свойств наблюдаэтея при содержании марганца 0,18-0,20?. Учитывая, что влияние на свойства алюминия менее значительно по сравнению с другими элементами, ого содержание можно снизить и оставить на уровне, достаточным для связывания азота в. сталк. Наиболоо благоприятным для получения высоких выходных свойств являотся низкое содержание серы, фосфора, кремния и цветных металлов в стали. В результато анализа построены математические модели влияния элементов химсостава на выход, определены химические элементы, оказывающие наибольшее влияние на механические характеристики готового проката, выделены диапазоны их изменения, обеспочивающие наиболеа высокий уровень свойств.

Для температуры конца прокатки (Ткп) характерно резкое улучшение свойств при переходе от температур ниже А к болео рысо-ким. При падении температуры ниже 640°С вероятность получения свойств, отвечающих требованиям категории ОСВ по ГОСТ 90^5-60 по все.ч выходным характеристикам (51) снижаотся на Наиболее высокий уровень' свойств ьаблюдавтея при Ткп'Сб^Б-ЗбО)^ и держится на достаточно большом уровне до Ткпж875°С. При более высоких температурах конца прокатки за счёт укрупнения участков перлита и . глобулей цэментнта уровень свойств резко падает на 35,1.

Анализ температуры смотки показывает, что наиболее благопри-. нткой является тзмпература нихэ А^ . Низкая температура смотки

чТсм) приводит к образовании равномерной мелкозернистой структуры с небольшим количеством партита и диспергированным цементитом. При переходе от Тсм>б5С°С к более низким вероятность получения требуемых свойств (£) повышается на 1\9,1%. Затем наблюдается плавное падение свойств от Л при Тсм"(б43-649)°С до ¿Г*

»35,7^ при Тск»(б12-631)°С. При температурах смотки нияа 6СО°С на 20,7$ снижается вероятность получении требуемых свойств.

Среди факторов холодной прокатки на свойства влияат величина суммарного обжатия ( . При до 71$ вероятность получения требуемых свойств колеблется в диапазоне 52-61;? для исследуемых выборок. При ¿^<71,1-73,9)£ 2. рулонов, при £^»(74-76.7),*

¿=23,8;?. Зто объясняется тем, что большая суммарная степень холодной деформации перед отжигом способствует чрезмерному измельчению рекристаллкэоваиных зёрен и увечичивает анизотропию механических свойств. Кроме того, установлено, что дтя одинакового суммарного обжатия различные оодатия по клетям дают ря.Ш!Чнц(1 уровень выходных свойств. Пример зависимости уровня свойств от режима обжатий по клетям стана холодной прокатки при заданной суммарном обжатии приведён в таблице I.

Таблица I.

Влияние режимов обжатиЛ по клетях стана холодной прокатки на уровень выходных свойств (суммарное обкатив 60-74/5).

Обжатие в I клети, % 21,5-24,9 25,0-27,2 27,3-30,1

ш. % 72.0 27,3 31,6

Обжатие во 2 клети 25,2-26,7 27,0-28,2 26.3-29,7 29,0-31.3

(21), % ■ 33,3 55,5 5.6 76.5

) Обжатие в 3 клети, % 22,3-23,2 23.7-25,5 25,6-26,4 26,5-27.9

(«'). % 33.5 35,7 36,4 78.6

Обяатие в 4 клэти, .1 22,1-23,7 23,6-25, 26,0-27,7

а г--- 47.4 11.2 50.С

Продолжение таблицы X.

Обжатие в 5 клети, % 0,96-1,79 1,80-2,21

(2), $ 37,5 30,9

2,22-3,47 33,3

Примечание: (2) - уровень "требуемых свойств.

На свойства влияет и реиим натяжений на стане. При выборе режима прокатки на стана кроме суммарного обжатия необходимо для

л ■

каждого типоразмера определять также режима обжатий и натяжений, которые обеопечат наиболее высокий уровень свойотв готового проката.

При отжиге в колпакрвих печах повышение времени нагрева садки до промежуточной температуры от 3-5,4 часов до 9,8-17,5 часов способствует повышении уровнл свойств на 11,'$. Наиболее благоприятным для получения требуемых свойств является время выдержки при промежуточной температуре 30,5-35 часов. Наибольшая вероятность получения свойств, удовлетворяющих категории ОСЬ наблюдается цри времени нагрева садки до максимальной температуры в преде-' лах 10-11,8 часов, и времени выдержки 20,6-23,9 часов. Наибольшее влияние на свойства проката оказывает максимальная температура отжига (Ттлх). Если при повышении Ттвж от 670°С до 700°С вероятность удовлетворения свойстз по пределу текучести снижается на 16?, то по'Эриксеиу повышается с 5% до 69%. Обдий уровень сврйста повышается на 69% при .переходе от Г*,*, «660РС до Т«,<=700°С.

5. Совершенствование сквозной технологии производства автолис-т та с помочью разработанной системы выбора оптимальных границ. '.•'..

Чтобы оценить влияние сквозной технологии иа овойства готовой продуши: построена математические модели» содержание факторы всех основных технологических переделов. -

В результате реализации разработанной системы определены технологические рыжими, обеспечивавшие получение категорий вытях-

кн: весьма особо сложной (ВОСВ), особо сложной (ОСВ) и сложной (СВ) о максимальной вероятностью. В таблице 2 приведены диапазона изменения элементов хкмсоотава, рекомендованные для получения различных категорий вытяжки. Для анализа и разработки режимов использовалась одна выборка данных, включающая информации о рулонах, отвечающих различным категориям вытяжки. Общий уровень овоИств, отвечающий различным категориям вытяжки такжо представлон в таблица.

Таблица 2.

Диапазоны изменения элементов химсостава марки 08Ю для различных

категорий вытяжки.

% Элемент п/п химсостава 2д Категория вытяжки (рекомендуемые режимы)

изм. ВОСВ ОСВ СВ

I Углерод % $0,0'» <0,05 $0.06

2 Марганш % 0,18-0,22 0,20-0,22 ' 0,15-0,25

3 Кремний % ¡5 0,015 i; 0,02 40,02

4 Фосфор J ft ¿0,01 <0,01 $0,02

5 Сера % $0,016 $0,016 $0,022

б Хром а' /» $0,02 $0,03 $0.03

7 Никель «< fi $0,03 $0.03 $0.06

8 Медь % $0,04 $0,0'»7 $0,055

9 Алюминий % 0,052-0,06'» 0,042-0,067 0,041-0,070

10 Азот л . $0,00'» ' $0,005 $0,005

Уровень свойств (2; 63,0 63,9 93,6

В таблице 3 приведены режимы горячей прокатки для различных толщин и категорий вытяжки ОСВ и ВОСВ (ОШ). В ней указан также уровень свойств,! отвечающий требуемой категории вытяжки для разработанных режимов. Для исследуемой выборки вероятность удовлат-ворения везх требований для категории ОСВ по существующей технологии составляет 50%, а для ОВШ около Wf.

Таблица 3.

Рекомендуемый температурный режим на стане 2000.

Категория витяжки

R0CR Г ОСВ

Фактор " Нг=2,8-3,9, мм Нг=4,0-5.5 мм ' ' Нг«2.5-3,4 мм Нг=3,5-6,0 мм

•Температура за 5 клетью, °С 1022-1037 1015-1037 990-1030 1002-1038

Ткп, °С 832-857 840-865 862-892 837-874

Тем, °С 624-649 633-653 597-650 577-650

Уровень свойств % 65 , 64,7 74,7 77,8

Разработаны режимы обработки металла lia стане холодной прокатки для различных суммарных обжатий. Данные режимы обжатий и натяжений лежат в допустимых пределах по всем клетям стана. Однако, .такое сочетание рекомендуемых диапазонов изменения по клетям обеспечивает значитзльное повышение уровня механических свойств готового проката. Всё ото отражено в таблице

Таблица •'(. .

Рекомендуемые режимы обжатий на стане холодной прокатки

(категория вытяжки ОСВ).

li п/г Фактор Ед-изм. Суммарное 5б-о2 обжатие, % 62,1-бУ,9 68-74

Обжатие' ■

I в I клоти а 20.20-24,40 .19,2-27,0 '21,5-24,9

2 во 2 мети i ' 13,2-19,8 • 17,4-22,2 29,8-3 ,3

3 в 3 клети i ■ ч 14,8-17,3 ' 20,9-24,5 26,5-27,9

h в. 4 клети t 15,3-18,0 . 17,5-22,6 22,7-27,7

5 в 5 клети % • 1,61-3,47 1,60-3,76 0,96-2, ¿1

Уровень свойств * 77,8 . 75,0 63,9

Режимы отжига, обеспечивавшие максимальный уровень свойств для категории ОСВ, получены для рулонов различной массы и пред-

ставлены в таблице 5.

Таблица 5.

Рекомендуемые режимы отжига з колпаковых печах (.ширина полос более 1550).

п/г

Фактор

АД. иэм.

Касса рулона, т 20-25 25,1-30,0

Время нагрева до промежуточной температуры

Время выдержки при промежуточной температуре

Температура отжига

Время нагрева при Т^^

Время нагрева до Т

Время охлаждения

Уровень свойств

чао

час

°С

час час чао

4-II

8-23

680-710 14-26 2-8 56-88 68,7

' 3-24

9-29

680-710 11-20 3-13 60-108 76.3

6. Выводы и рекомендации.

1. Разработан новый подход к гыбору оптимальных границ факторов технологии, реализация которого позволяет оперативно определять диапазоны оптимальных значений для любого вида продукции."

2. Основные принципы подхода формализованы в виде задач безусловной и условной оптимизации с применением прямых и вариационных методов поиска.•

3. Разработан новый критерий связи технологии и выходных свойств на основе использования энтропии и количества информации. Данный критерий может работать как с нетрическини, так и неметрическими величинами.

4. Разработана и реализована на ЭВМ ВО и IBM PC AT/XT система выбора оптимальных технологических границ с использованием многомерного вариационно-энтропийного поиска. Путём вар&ирования многомерной области технологического подпространства и сос-ветсву-ющего изменения разработанного критерия исходная область сдвига-

I

2

ется в направлении, обеспечивающем максимум приращения зтого критерия.

5. Методика автоматического поиска глобальной технологии д.л любого вида продукции позволяет выделить оптимальные диапазоны

(а не точечные значения) для всех основных технологических факторов о помощью прямых и вариационных методов поиска в безусловной м уоловной оптимизации,

6. В результате проведения работы осуществлён анализ сквозной технологии производства листовой продукции, выделены факторы, оказывающие наибольшее влияние на выходные свойства, вычислены их отатиотические характеристики, оценены законы распределения.

7. Построены математические модели (.линейные и нолннойныв по факторам) влияния факторов различных переделов на выход, а также оквозние модели влияния технологии на конечные свойства,

Ь. Ооуществлона диапазонная оценка влияния факторов на весь комплеко выходных характеристик, выделены диапазоны отдельных факторов, обеспечивающие наиболее высокий уровень механических свойств.

9. Разработаны оптимальные технологические режимы сквозной технологии производства автолиста, которые в зависимости от назначения продукции и типоразмера обеспечивают получение требуемых -свойств с максимальной вероятностью. .

10. Разработанная система вошла как составная часть в систему автоматизированного проектирования сквозной технологии ,,роиз-водства листовой продукции (САПР СТПЛП).

11. Первые этапы реализации системы в виде рекомендаций по изменение технологии на НЛМК позволили увеличить выход холоднокатаного листа высших групп отделки поверхности и снизить количество беззаконней продукции.

'Фактический -консмичвскяй эффокт составил 200 тыс. руб. Ожидаемый экономический эффект - около I млн. рублей.

12. В 1991г САПР СТПЛП участвовала в экспозиции павильона "Металлургия" ВДНХ СССР в тематической листавке "Научно-технический прогресс в черной и цветной металлургии" и била награждена серебрянной медалью ВЦНХ.

13. В июне 1991г состоялось техническое сомдание между представителями НЛМК и ЛипПИ по использованию САПР СТ1ИП.

Совещание констатировало, что САПР СТПЛП могут использовать в своей работе:

- технологи цехов основных переделов

- работники ЦЧК

- работники технического отдала

- руководитечи производств.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Кузнецов Л.А.. Погодаев А.К., Корнеев A.M. Статистичес- • кио модели в задачах оптимизации сквозной технологии производства автолистовой стали. - Известия Вузов. Чёрная металлургия, 1990, 3, с.34-36.

2. Кузнецов Л.А., Корнеев A.M., Останков А.И. Система анализа сквозной технологии производства автолиотц. - Известия Вузов. '(ёрная металлургия, 1990, )<• 9., с.54-56.

3. 3:i6op рациональных технологий на основе принятия статистических рзгений /Кузнецов Л.А., Бочков А.Я., Блкмлн С.А., Кор-иеев A.M. - в кн.: Теория и технология производства листового проката /Минмет СССР (ЯЧМ). К.: Металлургия, 1991, с.68-73. '

Кузнецов Л.А., Корнеав A.M., Рябов В.В. Результаты статистического исследования влияния тохнологии выплавки на свойства стали. - Известия Вузов. Чёрная металлургия, 1991, if 9, с.28-31. 1

5. Божков А.И., Блюмин С.Л., Настич В.В., Корнэев A.M. Применение метода просеивания частот для выбора зфп>?ктивноЯ технологии холодной прокатки. - В кн.: Улучшение качества поверхности холоднокатаной листовой стали за счёт совершенствования процесса холодной прокатки: Тезисы доклада Всесоюзного научно-технического семинара. Череповец, 1988, с.14-15.

6. Кузнецов Л.А., Корнеов A.M. Методика идентификации сквозной технологии производства листовой продукции. - В кн.: Лоте технологические процессы прокатки как сродство интенсификации производства и повышения качества продукции: Тезисы докладов Всесоюзной ьаучно-техничоскоЯ конференции. Челябинск, 1909, с.55.