Применение адаптационной модели производства гнутых профилей для повышения их качества в условиях ОАО «ММК»

круг, гладкая бочка-круг, либо использовании многовалковых систем, которые имеют определенные преимущества по сравнению с прокаткой в двухвалковых калибрах.

Библиографический список

1. Аркулис Г.Э., Дорогобид В.Г. Теория пластичности: учеб. пособие для вузов. М.: Металлургия, 1987. 352 с.

2. Чумаченко Е.Н., Логашина И.В., Тулупов С.А., Аксенов С.А. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния полосы при прокатке в калибрах // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им Г.И. Носова. 2004. № 4 (8). С. 43 - 52.

3. Морозов С.А. Математическое моделирование трехмерного напряженно-деформированного состояния металла в очагах деформации при сортовой прокатке // Известия вузов. Черная металлургия. 2003. № 3. С. 29 - 32.

4. Мейерс М.А., Мурр Л.Е. Ударные волны и явления высокоскоростной деформации. М.: Металлургия, 1984. 512 с.

5. Жучков С.М., Горбанев А.А. Современные проволочные станы. Тенденции развития технологии и оборудования. Улучшение структуры и свойств катанки, повышение точности размеров // Черная металлургия. 2006. № 9. С. 46 - 53.

6. Смирнов В.К., Шилов В.А., Инатович Ю.В. Калибровка прокатных валков: учеб. пособие для вузов. М.: Теплотехник, 2008. 490 с.

7. Колмогоров В.Л. Механика ОМД. М.: Металлургия, 1986. 687 с.

УДК 621.771

Г.В. Щуров, Э.М. Голубчик, А.В. Хохлов

ФГБОУВПО «МГТУ», г. Магнитогорск

ПРИМЕНЕНИЕ АДАПТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ПРОИЗВОДСТВА ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ИХ КАЧЕСТВА В УСЛОВИЯХ ОАО «ММК»

Для производителей металлопродукции, обладающей глубокой степенью переработки в настоящих экономических условиях достаточно актуальной остается проблема обеспечения высокой конкурентоспособности за счет повышения качественных показателей, причем, гарантируемых во всем объеме поставки. Одним из видов такой продукции, широко востребованной на рынке, является холодногнутый профиль [1].

В ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ММК) производство гнутых профилей сосредоточено в ЛПЦ-8. С момента пуска цеха к настоящему времени освоен выпуск более 750 видов гнутых профилей из различных марок стали - от низкоуглеродистых, до легированных и микролегированных, а также - повышенной и высокой прочности.

Весь процесс изготовления профилей валковой формовкой организован по четырем технологическим потокам: производство фасонных гнутых профилей методом полунепрерывного и поштучного профилирования, производство профилей высокой жесткости (ПВЖ) и изготовление листовых гофрированных профилей. Столь значительный размерно-марочный сортамент производимой ОАО «ММК» эксклюзивной металлопродукции для широкого круга потребителей вызывает необходимость, с одной стороны, оперативного реагирования на возможные изменения требований заказчиков. С другой стороны, ужесточение требований современного рынка к показателям качества (ПК) продукции диктует направления поиска новых технических и технологических решений.

Достаточно часто возникает ситуация, когда однотипный вид гнутого профиля заказывается различными потребителями из марок стали с разным химическим составом. В условиях промышленного производства с большим объемом размерно-марочного сортамента продукции, единым, как правило, непрерывным технологическим циклом и постоянной загрузкой основного технологического оборудования возникает необходимость проведения технологической адаптации. Технологическую адаптацию в широком смысле можно определить, как процесс целенаправленного изменения структуры и параметров технологической системы для повышения эффективности ее функционирования [2].

Следовательно, технологическая адаптация предусматривает корректировку как непосредственно технологической системы производства, так и отдельных ее элементов, включая и элементы оборудования. Для случая изготовления гнутого профиля достаточно значимым элементом такой системы будет являться валковая оснастка, которая непосредственным образом связана с системой калибровки, разрабатываемой применительно к условиям данного конкретного производства выбранного вида профиля.

В настоящее время выбор технологической схемы производства гнутого профиля и соответствующий расчет калибровки для его изготовления зачастую не связаны с прогнозом возможности обеспечения соответствующих нормируемых ПК при изменении марочного сортамента изготовления гнутого профиля. Калибровка рассчитывается для возможности обеспечения заданных геометрических размеров и формы гнутого профиля в рамках группы марок стали (например, низколегированные, конструкционные и т.д.) без учета особенностей технологической схемы изготовления горячекатаного подката, а также возможных вариаций химического состава. При этом применяется однотипная схема калибровки

валков профилегибочного стана (ПГС). Это приводит к тому, что при изготовлении одного и того же гнутого профиля для разных потребителей из разных марок стали, причем, с существенной вариацией механических свойств горячекатаной заготовки не удается обеспечить гарантируемые качественные показатели профиля.

Учеными кафедры машиностроительных и металлургических технологий ФГБОУ ВПО «МГТУ» совместно со специалистами ОАО «ММК» была разработана модель технологической адаптации, применение которой позволяет минимизировать производственные потери и повысить эффективность технологии изготовления гнутых профилей. Разработка модели осуществлялась на примере изготовления новой для ОАО «ММК» группы специальных гнутых профилей из марок стали повышенной прочности для мостостроения.

Сущность модели заключается в учете, наряду с традиционными показателями, интегрального ПК, отражающего совокупность возможных направлений деятельности по преобразованию технологической системы в случае необходимости применения определенной технологической адаптации (например, изменение марочного состава и соответствующее изменение схемы калибровки стана).

При производстве специальных гнутых профилей 150x173x316x6 мм и 150x180x300x8 мм (см. рисунок) для ЗАО «Кур-ганСтальМост» (г. Курган), ЗАО «ВоронежСтальМост» (г. Воронеж), ООО «Ленмонтаж» (г. С.-Петербург) из стали марок 10ХСНД, 09Г2С, а также стали повышенной прочности марки S420MC в соответствии с требованиями DIN EN 10149-2:1995 возникла ситуация, когда разработанная система калибровок для условий поштучной формовки не позволяла обеспечить требуемый уровень геометрических ПК профилей на всем марочном сортаменте.

Внешний вид ГП 150х180х300х8

Следует отметить, что данный вид металлопродукции для ОАО «ММК» является новым, подобная продукция ранее на комбинате и в России не производилась. Применение марок стали повышенной прочности связано с тенденциями в развитии современных строительных технологий, активно применяющих высокоэффективные гнутые стальные профили, обладающие при повышенных характеристиках прочности, жесткости и ресурса пластичности, отличным качеством и невысокой ценой [3].

Первоначально была предложена следующая технологическая схема изготовления указанного профиля. Каждый горячекатаный рулонный подкат из стали марки S420MC предварительно распускался в линии агрегата продольной резки на полосы требуемой ширины. После этого в условиях профилегибочного стана (ПГС) «2-8х100-600» ОАО «ММК» производилась поштучная формовка в 7 клетях профиля конечных размеров с предварительной резкой полосовой укрупненной заготовки на мерные длины. В связи с рядом технологических сложностей переработки указанной марки стали, потребитель высказал пожелание перехода на «традиционную» для металлоконструкций низколегированную сталь марки 09Г2С. Такой переход потребовал проведение адаптационных мероприятий как в части технологической схемы, так и калибровки валков. Для этого был проведен анализ фактических механических свойств горячекатаной заготовки из применяемых марок стали (табл. 1), который выявил необходимость разработки адаптационной модели управления качеством гнутого профиля, учитывающей, как особенности химического состава стали, так и технологию формовки (в частности, углы подгибки), для выполнения требований потребителей к геометрическим параметрам изделия.

Таблица 1

Сравнительный анализ механических свойств при освоении гнутых профилей для мостостроения из различных марок стали

Марка стали стт, Н/мм2 ств, Н/мм2 ат/ств 85, %

8420МС 475... 510 550.590 0,86 27.32

09Г2С 400... 430 500.530 0,79 28.30

В процессе освоения технологии формовки нового вида продукции для минимизации фактических затрат на изготовление вариантов калибров, гарантирующих обеспечение стабильных геометрических размеров по всему сечению готового профиля, было проведено моделирование процесса валковой формовки заданного профиля с помощью программного модуля DeformTM-3D. Моделирование позволило произвести оценку формоизменения металла в местах изгиба для построения соответствующих эффективных калибровок для условий поштучного профилирования на ПГС «2-8» из разных марок стали, не прибегая к применению метода «проб и ошибок», ранее имевшему место при освоении новой продукции. В рамках решения задачи разработки модели калибровки применялся программный пакет T-Flex CAD 11. Для упрощения расчета были созданы модели цельноточенных профилегибочных валков в соответствии с чертежами профилировок, использующихся на ПГС «2-8» ОАО «ММК». Примеры данных валков приведены в табл. 2.

Таблица 2

Объемные 3D модели профилегибочных валков ПГС «2-8» для изготовления профиля 150*180*300x8 мм из стали марки S420MC

Номер клети

Верхний валок

Нижний валок

tr:

Э 3

Су и

2

3

4

Продолжение таблицы

И

ц

ф )

5

6

7

8

9

Далее задавалась модель обрабатываемого материала. Для этого была использована диаграмма растяжения моделируемой марки стали S420MC. Значения были перенесены в программу DeformTM-3D.

Предложенный подход позволил рассчитать наиболее эффективную схему калибровки с уменьшенным числом переходов, обеспечивающую гарантированные геометрические ПК гнутых профилей из различных марок стали, включая стали повышенной прочности.

Библиографический список

1. Голубчик Э.М., Щуров Г.В., Архандеев А.В. Управление качеством при изготовлении гнутых профилей для мостостроения в ОАО «ММК» // Сталь. 2009. № 10. С. 46.

2. Голубчик Э.М., Яковлева Е.Б., Телегин В.Е. [и др.]. Повышение результативности производства холоднокатаной упаковочной ленты из стали марки 30Г2 путем применения адаптационных механизмов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2010. № 1. С. 62-66.

3. Носов А.Д., Горбунов А.В., Ветренко А.Г. [и др.]. Производство листового металлопроката из микролегированных высокопрочных сталей классов прочности 355, 420 и 500 для автомобильной и строительной отраслей // Современная металлургия начала нового тысячелетия: Сб. науч. тр. VI междунар. науч.-техн. конф. 16-19 ноября 2009. Часть 2. Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2009. С. 159 - 163.

УДК 621.771

А.С. Елисеев, М.Б. Гитман

ФГБОУВПО «Пермский национальный исследовательский технический университет»

АНАЛИЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Производительность программного обеспечения (ПО) является важным аспектом в разработке любого программного продукта. Актуальность вопроса объясняется постоянно возрастающей сложностью и значимостью программных средств. Особое внимание производительности уделяется: в инженерных и научных разработках, где часто производятся сложные длительные вычисления, а процессорное время на кластерных системах ограничено и дорогостояще; в web-приложениях, в которых время генерации страницы критично для пользователя и напрямую зависит от объемов серверных мощностей; в встраиваемых программных продуктах и т.д.

Тщательный анализ производительности программного продукта может существенно сократить стоимость самого оборудования и затраты на поддержание работоспособности, увеличить лояльность пользователей ПО.

Понятие производительности, с точки зрения ПО, означает либо продуктивность, либо реактивность: продуктивность - объем информации, обрабатываемой системой в единицу времени; реактивность - время между предъявлением системе входных данных и появлением соответствующей выходной информации.

В данной работе в качестве меры производительности ПО будет рассматриваться именно реактивность. Такой выбор не является принципиальным и единственно возможным, а сделан лишь для упрощения измерений в экспериментах. Рассмотрение продуктивности требует усложнения процедуры проведения тестов, так как замеры объемов обрабатываемой информации возможны не всегда. Оценка времени обработки