CC BY
116
ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
1186.7 С 1173.3
1160.0
1146.7
1133.3
1120.0
1106.7
1093.3
1080.0
1066.7
1053.3
1040.0
1026.7
1013.3
1000.0
Рис. 5. Распределение температур по сечению рабочего слоя валка 450х 900х 230
с применением внутренних холодильников: а - через 5 мин; б - через 20 мин; в - через 40 мин; г - через 42 мин после окончания заливки
из стержней сечением 15 мм. Изготовленные кольца показаны на рис. 4, а. Расчетным путем установили, что для лучшего отвода тепла желательно, чтобы расстояние от кольца до отливки было минимальным (10-15 мм). Однако на практике, при установке кольца ближе, чем на 20 мм от отливки, при вращении формы формовочный состав в районе колец раскрошивался, осыпался, что вело к повреждению формы. Расстояние от кольца до отливки пришлось увеличить до 25-30 мм, что привело к прекращению осыпания состава.
Формы набивали при помощи пневмоотрамбовки. Разработанная схема установки колец при формовке шеек валка 450х900х230 показана на рис. 4, б. Первое кольцо устанавливали на расстоянии 40-50 мм от
нижнего края формы. Второе - на расстоянии 50 мм от первого, третье - на расстоянии 50 мм от второго. Расстояние от каждого кольца до модели - 25-30 мм.
Тепловой расчет отливки рабочего слоя валка 450x900x230 с применением наружных холодильни-ков показан на рис. 5. Видно, что холодильники понижают температуру металла в тепловых узлах кри-сталлизации. Затвердевание расплава в районе галте-лей оканчивается примерно в одно и то же время, что и металла, формирующего бочку валка. Разница между температурой металла на внутренней поверхности рабочего слоя в районе галтелей и на бочке минимальна и составляет 5-15°С.
В результате внедрения новой технологии время полного затвердевания рабочего слоя уменьшилось на 2-3 мин по сравнению с исходной технологией литья. Это позволило останавливать вращение формы раньше и, таким образом, получать более высокую температуру контактной поверхности отливки. При литье валков по предложенной нами технологии получали значения этой температуры, лежащие в пределах Гс-40.. .Гс-60°С (после остановки изложницы) и Гс-80...Гс-100°С (перед заливкой металла сердцевины). Внутренняя поверхность рабочего слоя валков, отлитых по новой технологии, монохромна; ярко выраженных светлых колец (характерных для старой технологии) в районе галтелей нет.
Использование технологии литья валков с приме -нением наружных холодильников в ЗАО «МРК» по -зволило на треть снизить брак по некачественному свариванию слоев при производстве сортовых валков с глубиной рабочего слоя 120-140 мм.
Список литературы
1. Центробежное литье прокатных валков. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 11814 / И.М. Ячи-ков, К.Н. Вдовин, М.В. Антонов. М.: ФГНУ «Государственный координационный центр информационных технологий», 2008. № 50200802315.
2. Система компьютерного моделирования литейных процессов «МКМ LVMFlow» // www.lvm.mkmsoft.ru.
3. Будагъянц Н. А., Каррский В. Е. Литые прокатные валки. М.: Металлургия, 1983. 175 с.
List of literature
1. Spun casting of the forming rolls. Certificate of the branch registration № 11814 / I.M.Yachikov, K.N. Vdovin, M.V. Antonov. M.: FSSU “State coordination centre of information technologies”, 2008. № 50200802315.
2. Computer modeling system of foundry processes “MKM LVMFlow” // www.lvm.mkmsoft.ru.
3. Budagyants N.A., Karrsky V.E. Cast forming rolls. M.: Metallurgy, 1983. 175 p.
УДК 658.56
Вдовин K.H., Давыдов A.B.
КАЧЕСТВО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ПРИНЦИПОВ СТАНДАРТОВ СЕРИИ ISO 9000
Основными деталями любого стана холодной прокатки являются рабочие валки. Эффективность их работы во многом определяется не только качеством их изготовления, но и качеством эксплуатации. В ремонтно-механическом цехе (РМЦ) Магнитогорского метизно-калибровочного завода «ММК-МЕТИЗ»,
производятся валки ддя стана 400 цеха ленты холодного проката (ЦЛХП).
Наиболее характерным для зарубежных систем менеджмента качества является смещение контроля качества продукции с конечного этапа жизненного цикла. Основная цель - не фиксация дефектов и брака
32
Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2009. № 1.
Качество изготовления и эксплуатации прокатных валков с точки зрения принципов...
Вдовин К.Н., Давыдов А.В.
путем контроля, а именно их предупреждение с помощью различных мероприятий.
В основу стандартов ISO 9000:2000 легла концепция Всеобщего Менеджмента Качества (14 принципов Э. Деминга), основная суть которых - это управление организацией на основе качества для повышения удовлетворенности потребителей и других заинтере-сованныхсторон.
В основу модели Системы Менеджмента Качества (СМК), предложенной в ISO 9000, легли 8 принципов:
• Ориентация на потребителя.
• Лидерство руководства.
• Вовлечение персонала.
• Процессный подход к деятельности.
• Системный подход к менеджменту.
• Постоянное улучшение деятельности.
• Принятие решений, основанных на фактах.
• Взаимовыгодные отношения с поставщиками.
Таким образом, одним из важных элементов системы менеджмента качества является оценка ее результативности с целью принятия адекватных управленческих решений, направленных на обеспечение и повышение качества продукции, удовлетворенность потребителей, постоянное улучшение деятельности организации и СМК в частности [2].
С августа 2007 года совместными усилиями МГТУ (каф. ЭМ и ЛП) и ОАО «ММК-МЕТИЗ» была проведена работа по совершенствованию технологии производства рабочих валков для стана 400 ЦЛХП. В результате совершенствования технологии производства валков удалось увеличить твердость поверхностного слоя валков в среднем c 85 до 92 HSD. Комплекс проведенных мероприятий позволил увеличить среднюю стойкость рабочих валков на стане 400 ЦЛХП с 620 т в сентябре 2007 г. до 852 т в июле 2008.
Была проведена оценка качества рабочих валков по производительности прокатного стана и эффективности эксплуатации валков.
Исследование показало, что такие причины выхода валков в брак, как трещина, выкрошка, карбидная сетка, брак или облом шейки были минимизированы или полностью исключены (их суммарная доля составила 4%). В данный момент основной причиной выхода валков из строя является отслоение закаленного поверхностного слоя (96%).
При жшодной прокатке под воздействием переменных контактных нагрузок в поверхностных слоях рабочих валков накапливаются усталостные напряжения, которые концентрируются внутри закаленного слоя. Дальнейшее воздействие внешнихнагрузок способствует усталостному разрушению бочки в виде отслоений [3].
Однако если проанализировать эту проблему с точки зрения приведенных выше принципов систем менеджмента качества, можно сделать вывод, что решение данного вопроса заключено не столько в повышении качества изготовления прокатных валков, сколько в повышении качества их эксплуатации.
Средний съем закаленного слоя у отработавших валков составляет 1-2 мм при возможном использовании 10 мм и даже более. Значительное недоисполь-
зование закаленного слоя ведет к снижению количества установок валков в стан.
В связи с этим имеется большой резерв повышения стойкости и уменьшение фактического расхэда валков при установлении устойчивой безаварийной работы и соблюдения технологии.
Помимо этого, стойкость валков зависит от правильной организации валкового хозяйства: режима и норм перевалок, перешлифовок и «отдыха», маршрута передвижения валков по клетям стана, условий хранения. Опыт и мастерство обслуживающего стан персонала, а также культура производства также влияют на стойкость валков.
Создание оптимальных условий эксплуатации, выбор технологических режимов, обеспечивающих наилучшие условия службы валков, является важнейшим резервом повышения долговечности и сокращения их расхода [4].
Анализ плановых перевалок показал: валки во всех клетях стана работают в неравных условиях При прокатке одной тонны металла с 2,0 до 0,5 мм по схеме обжатий валки делают в первой клети 382 оборота, а в четвертой - 1528 оборотов, т.е. валок в первой клети испытывает в 4 раза меньшее число циклов нагружений, чем в четвертой. Поэтому рационально устанавливать в четвертую клеть валки с повышенной твердостью.
Анализ причин расхода валков установил зависимость от величины оборотного парка рабочих валков на каждом стане, т.е. от количества отшлифованных валков перед станом, из которых в отделении подготовки валков комплектуют парные валки, готовые для установки в необхэдимую клеть.
Критерием комплектации валков является допустимая разность диаметров их бочек, регламентируемая в ТИ 176-МТ. ЛТ-107-01. При разности более 0,2 мм возникает режим ассиметричной прокатки, пробуксовка валка меньшего диаметра относительно полосы и опорного валка, что ведет к износу опорного и навару или отслоению рабочего из-за резкого возрастания сил трения скольжения.
Непарная вывалка из клетей стана рабочих валков и разукомплекгация пары в дальнейшей эксплуатации приводит к минимальной единичной стойкости (20-40 т), способствует образованию повреждений (слом трефа, отслоения), приводящих к полной непригодности обоих в паре валков.
Расход валков существенно отличается по клетям стана и находится в зависимости от сортамента проката. При определении фактического расхода рабочих валков необхэдимо учитывать коэффициент трудности сорта для рациональной эксплуатации.
Из-за малого парка валков операция принудительного межперевалочного отпуска валков в масле не проводится. Применение одного дополнительного отпуска валков за всю компанию валка повышает суммарную стойкость в 3 раза. В результате исследований установлено, что отпуск валков через каждые 3-5 перешлифовок позволит стабильно работать даже на эмульсии с пониженной жирностью [4].
До выхода из строя валок прокатывает листовой
Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2009. № 1.
33
ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
металл разнообразного сортамента. Ежесменное изменение сортамента составляет 4-5 раз, следовательно, изменение силовых параметров прокатки (многопеременный характер нагружений валка) происходил порядка 60-100 раз за весь срок службы каждого валка.
При часто меняющемся сортаменте прокатываемого листа требуется оперативная грамотная настройка технологического режима и подбор технологической оснастки (валков) в соответствии с требуемыми параметрами под каждый тип проката. Эти показатели в ЦЛХП зависят от мастерства вальцовщиков [4].
В результате исследований выявлена стабильная зависимость интенсивности прокатки по бригадам и стабильное количество внеплановых перевалок по бригадам, не зависящих от качества валков.
Существуют трудности в организации учета работы валков, сбора информации, ее обработки и особенно в вопросах оперативного принятия решения для рациональной эксплуатации валков. Показатели карточки учета работы валков формируются на основании сменных рапортов по производству жлодноката-ного листа, книг перевалок валков на прокатном стане и карточек перешлифовок валков. При этом образует-
Список литературы
1. Прокатные валки: Монография / Вдовин К.Н., Гималет-динов Р.Х., Колокольцев В.М., Цыбров С.В. Магнитогорск: МГТУ, 2005. 543 с.
2. Всеобщее управление качеством: Учебник для вузов / Глудкин О.Г., Горбунов И.М., Гуров А.И., Зорин Ю.В.; Под ред. Глудкина О.Г. М.: Радио и связь, 1999. 600 с.
3. Третьяков А.В. Теория, расчет и исследование станов холодной прокатки. М.: Металлургия, 1966. 255 с.
4. Егорова Л.Г. Совершенствование технологии изготовления валков холодной прокатки ленты методом электрошлакового литья: Дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 2007. 154 с.
ся большой объем данных - 2600 карточек и паспортов, фиксирующих до 20000 перевалок рабочих валков за год, сбор и обработка которых вручную существенно ограничивает получение необхэдимой информации. Большой интервал времени (3-6 мес) со дня изготовления до конца его эксплуатации не позволяет эффективно использовать эту информацию для оперативного управления рациональной эксплуатацией валков. Применение вычислительной техники при анализе работы валков позволит определить стойкость валков дифференцированно по клетям.
Применение комплексной оценки качества валков в процессе их эксплуатации повышает эффективность исследования связей между параметрами технологии изготовления и эксплуатации, а также показателями работы в процессе прокатки.
По результатам проведенных исследований эксплуатации рабочих валков непрерывных станов "400" ЦЛХП с точки зрения принципов СМК ISO 9000 был выявлен ряд нарушений технического и социальноэкономического характера, а также сформулированы рекомендации для обеспечения высокого качества продукции и стойкости валков.
List of literature
1. Forming rolls: Monograph / Vdovin K.N., Gimaletdinov R.K., Kolokoltsev V.M., Tsybrov S.V., Magnitogorsk: MSTU, 2005. 543 p.
2. Universal quality management: course-book for higher education institutes / Gludkin O.G., Gorbunov I.M., Gurov A.I., Zorin Y.V.; Published by Gludkin O.G. M.: Radio and communication, 1999. 600 p.
3. Tretyakov A.V. Theory, calculation and research of the cold rolling mills. M.: Metallurgy, 1966. 255 p.
4. Yegorova L.G. Enhancement of the production technology of the cold rolls through the electroslag casting: Dissertation of the candidate of technical science. Magnitogorsk, 2007. 154 p.
УДК 621.746.628
Масальский A.C., Ушаков C.H., Мельничук Е.А., Селиванов В.Н., БояринцевД.А., Понамарёва Т.Б.
ОСОБЕННОСТИ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ МЕТАЛЛА
РАЗНОГО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВАВ КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ
СЛЯБОВОЙ МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК
В кислородно-конвертерном цехе ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат" выплавляется и разливается на слябовых машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) сталь довольно широкого марочного сортамента: низко- и среднеуглеродистая конструкционная, низколегированная конструкционная, трансформаторная и др. Разливка стали осуществляется на машинах с криволинейной технологической осью, имеющих сдвоенные кристаллизаторы двух типов: кристаллизатор традиционной длины 1200 мм и укороченный кристаллизатор (длина мед-
ныхплит 950 мм) с подвесными роликами.
Параметры технологии разливки стали разных марок (температура металла в промежуточном ковше, скорость вытягивания слитка из кристаллизатора, режим вторичного охлаждения, состав шлакообразующих смесей) существенно различаются. Причины этих различий, несомненно, состоят в том, что и химический состав металла, и конструкция кристаллизатора оказывают существенное влияние на затвердевание металла. Задачей данного исследования было изучение особенностей затвердевания стали разного
34
Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2009. № 1.
