Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации - файл


скачать (82.1 kb.)


Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(национальный исследовательский университет)»

Политехнический институт
Факультет материаловедения и металлургических технологий

Кафедра процессов и машин обработки металлов давлением




«РАЗРАБОТКА ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ КВАРТО»
Проверил работу
___________________

Профессор

Чаплыгин Борис Александрович

____________ 2021г.
Оценка
___________________
Выполнил работу

студент группы П-245


___________________

Рубанов Станислав Константинович
______________ 2021 г.

Челябинск

2021

ВВЕДЕНИЕ
Развитие современного прокатного производства направленно в основном на улучшение технологических процессов, а, следовательно, и на повышение качества производимого изделия. Сокращения времени изготовления деталей и полуфабрикатов и объема ручного труда позволит увеличить объем выпускаемой продукции. Целью выпускной квалификационной работы является разработка конструкции четырехвалкового стана горячей прокатки для получения медных листов. Листы из меди и ее сплавов используются во многих сферах, таких как:



1. для выпуска трансформаторов, кулеров, устанавливаемых в персональные компьютеры, элементов заземления, силовых конденсаторов, обмоток электрических двигателей, проводниковых материалов и других изделий для электросетей, радиотехнических устройств и электронных приборов;

2. в машино- и автомобилестроении;

3. в качестве эффективного теплоотвода от разнообразных греющих конструкций;

4. в металлообрабатывающей промышленности и на металлургических предприятиях;

5. при обустройстве современных климатических систем;

6. для изготовления декоративных элементов, фурнитуры для мебели, отделки фасадов домов и зданий, а также кровли.

РАЗРАБОТКА ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ КАЧЕСТВА ГОТОВОГО ПРОКАТА

Рассмотрим контроль качества поверхности листового проката на примере непрерывного стана горячей прокатки 2000 ОАО «НЛМК», на котором впервые в отечественной практике была смонтирована система, которая обеспечивает 100% контроль поверхности проката (верхней и нижней стороны), автоматически обнаруживает и классифицирует дефекты полосы в режиме реального времени.

Система контроля качества поверхности (СККП) включает в себя две цифровые строчные видеокамеры для съемки верхней и нижней поверхности полосы, блок освещения верхней и нижней поверхностей полосы, компьютерное оборудование (рисунок 5.1). Разрешающая способность цифровых видеокамер составляет 0,5…1,0 мм по ширине и длине полосы соответственно, что и определяет минимальный размер фиксируемого поверхностного дефекта. Графическое изображение верхней и нижней поверхностей полосы принимается видеокамерами и передается в компьютерную часть системы. Обработка изображения дефектов поверхности происходит в четыре основных этапа – предварительная корректировка изображения, определение, сегментация и классификация.

Рисунок 5.1. Размещение оборудования СККП

Получив от видеокамер первичное изображение поверхности, система корректирует общий фон, который должен быть всегда постоянным по времени для правильной классификации дефектов. К полученному изображению применяются параллельно несколько алгоритмов определения дефектов (для вертикального, горизонтального и диагонального контраста,

тонких и протяженных, темных или светлых дефектов). Затем, происходит морфологическое группирование полученных признаков для получения информации, требуемой на этапе классификации.

Для классификации дефектов в данной системе контроля качества поверхности реализован метод, основанный на методе классификационных

сфер. В основе метода сравнение найденных недостатков поверхности с образцами дефектов из существующей базы данных, на которой основана

классификация. Для автоматической классификации дефекта требуется иметь в базе данных не менее 20…40 образцов аналогических дефектов.

После классификации изображения и результаты обработки передаются на пост управления, информируя оператора стана о состоянии поверхности проката, а также записываются в базу данных для последующего анализа качества проката.

Мероприятия по настройке системы контроля качества поверхности для получения максимума определения поверхностных дефектов состояли из

четырех этапов:

– разбиение сортамента сталей, прокатываемых на стане, на группы по

внешнему виду поверхности проката;

– снижение количества воды на верхней поверхности проката;

– определение в системе пороговых значений контрастности определения дефектов для групп, выделенных в сортаменте сталей;

– создание классификационных файлов.

Так как поверхности стальных полос отличны по внешнему виду (например, марки трансформаторной стали имеют, в основном, однородную серую поверхность, а динамной и углеродистой более темную и неоднородную), то после непродолжительной эксплуатации системы весь сортамент стана 2000 был разделен на 5 групп по внешнему виду поверхности.

Для каждой группы были определены пороговые значения контрастности и построены классификационные сферы.

Еще одной проблемой для определения поверхностных дефектов на верхней стороне проката явилось наличие на ней капель воды, а также присутствие водяных брызг и пара между полосой и верхней видеокамерой.

Для удаления воды была изменена конструкция водяного охлаждения роликов рольганга, смонтированных в зоне измерительных домиков, и дополнительно к штатному гидросдуву установлены еще два. Один гидросдув предназначенный для удаления водяных капель с поверхности широких полос, другой для проката менее 1200 мм.

Следующий этап – обучение системы для автоматической классификации дефектов. И хотя для этого возможно было использование базы знаний стандартных изображений дефектов, полученных на разных металлургических предприятиях, этап настройки СККП на автоматическую классификацию осуществлялся в ручном режиме.

Осмотр рулонов, содержащих дефекты неизвестного типа, осуществлялся на агрегатах резки и линиях подготовки горячекатаных рулонов. Здесь проводилась идентификация дефектов экспертами УТК, их документирование и цифровое фотографирование. При необходимости проводился комплекс металлографических исследований.

После накопления определенного опыта работы с изображениями дефектов, получаемых из системы, стало возможным производить обучение системы без проведения трудоемкого визуально осмотра рулонов или прибегать к нему в исключительных случаях. Этому способствовал разработанный Липецким государственным техническим университетом каталог цифровых изображений дефектов. Основой этого каталога стала накапливаемая база знаний СККП и цифровые изображения дефектов, обнаруженных в результате визуального осмотра и идентификации поверхностных дефектов горячего проката.

Анализ полученных результатов показал, что основными дефектами поверхности горячекатаных полос являются плены (слиточные и строчечные), а также раковины и вкат.

После проведения гарантийных испытаний работы по идентификации дефектов горячекатаного проката и расширению базы знаний СККП были продолжены. В течение года в базу знаний было добавлено свыше 10 тысяч изображений дефектов. Среди них изображения плен (слиточных и строчечных), окалины, вкатов, трещин (продольных и поперечных), рисок, отпечатков, складок, рванин кромочных, воды и других дефектов, выявленных на поверхности горячего проката.

Высокий процент обнаружения и классификации поверхностных дефектов на горячем прокате, сформированный объем базы знаний и каталога цифровых изображений дефектов создали объективную основу для реализации задач, связанных с использованием результатов, полученных от СККП. В ЛГТУ было разработано программное обеспечение, выполненное в виде отдельных приложений.

Функционирование приложений основано на понятии «критичность» дефекта.

Для стана горячей прокатки критичными являются периодические дефекты – отпечатки. Алгоритм для анализа отпечатков основан на сравнении координат по длине полосы (с учетом вытяжки металла) повторяющихся дефектов одного класса с одинаковыми координатами по ширине. При их совпадении выдается периодическая последовательность из дефектов с конкретным значением периода и возможная причина их формирования. Приложение внедрено на посту управления чистовой группой стана 2000 (рисунок 5.2) и информирует оператора об обнаружении критических дефектов для принятия решения о целесообразности остановки стана и устранения причины их образования. Эта информация также используется при аттестации горячекатаного проката.

Рисунок 5.2. Визуализация приложения обработки периодических дефектов

Приложения визуализации дефектов поверхности горячекатаных полос с привязкой к идентификатору рулона предназначены для сертификации горячекатаных рулонов (рисунок 5.3) анализа возникновения дефектов в зависимости от плавки, партии, марки металла, режимов его прокатки и т.д. (рисунок 5.4).

Рисунок 5.3. Визуализация приложения для сертификации горячекатаных рулонов


Алгоритмы, реализованные в приложениях, позволяет осуществлять анализ формирования поверхностных дефектов в режиме on-line для полос, прокатываемых на стане 2000, и в режиме off-line по архивным данным прокатанных полос. Это позволяет своевременно выявлять закономерности распределения дефектов, находить причины возникновения, предлагать меры по их устранению, тем самым уменьшить потери от брака и несоответствующей продукции.

Рисунок 5.4. Приложение визуализации и анализа возникновения дефектов поверхности. Примеры: а) формирование запроса; б), в) результаты обработки запросов

Рассмотренные пользовательские приложения инсталлированы на рабочие станции технологов различных служб, включенных в информационную сеть комбината. В их числе инженерный центр, кислородно-конверторные цеха, листопрокатные производства, структуры сбыта и другие подразделения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Диагностирование дефектов поверхности в прокатном производстве является сложным и многофакторным процессом. Опыт внедрения системы контроля качества поверхности на непрерывном широкополосном стане горячей прокатки, а также её последующее использование показали, что автоматическое обнаружение и классификация поверхностных дефектов в сквозной технологии производства листового проката позволяет:

– гарантировать обеспечение требований потребителей по качеству поверхности проката с предоставлением электронного паспорта;

– обеспечить 100 % контроль поверхности всех полос, прокатываемых на стане, для выявления дефектов разливки и горячей прокатки;

– обеспечить автоматизированные системы последующих переделов информацией о дефектах поверхности горячего проката;

– осуществлять слежение за качеством поверхности в смежных переделах;

– проводить аудит существующих технологий производства проката и разрабатывать мероприятия по их совершенствованию.



Управление технологией смежных с горячей прокаткой переделов с использованием результатов, полученных системой контроля качества поверхности, открывает хорошие перспективы по сокращению несоответствующей продукции и повышению эффективности производства.


Скачать файл (82.1 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации