скачать (82.1 kb.)
- Смотрите также:
- Министерство образования Российской Федерации [ документ ]
- Методические рекомендации по изучению дисциплины 1 «правовые основы деятельности в сфере физической культуры и спорта» [ документ ]
- Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Министерство высшего и среднего специального образования Республики Узбекистан [ документ ]
- Министерство науки и высшего образования Российской Федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский эконо [ документ ]
- по дисциплине: Конституционное (уставное) право на тему: Понятие, виды и особенности субъектов Российской Федерации [ документ ]
- Министерство образования российской федерации [ документ ]
- Министерство науки и высшего образования Российской Федерации [ документ ]
- Министерство науки и высшего образования российской федерации [ документ ]
- Министерство науки и высшего образования российской федерации [ документ ]
- Министерство науки и высшего образования российской федерации [ документ ]
- Министерство науки и высшего образования российской федерации [ документ ]
- Министерство науки и высшего образования российской федерации [ документ ]
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.)