Исследование качественных характеристик арматурного проката класса прочности А500С ГУП "ЛПЗ Г. Ярцево"

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АРМАТУРНОГО ПРОКАТА КЛАССА ПРОЧНОСТИ А500С ГУП "ЛПЗ Г. ЯРЦЕВО"

И.В. Логинова, А.В. Наливайко, А.Б. Стеблов,

С.А. Левандовский, О.Н. Тулупов

ГОУ ВПО «МГТУ», Магнитогорск, Россия, eegere@mail.ru

После затишья мирового финансового кризиса рынок металлопродукции позволяет вернуться многим промышленным предприятиям на свои номинальные производственные мощности благодаря коррекции спроса на металлопрокат.

Восстановление объемов строительства предполагает повышение спроса на арматурную сталь.

Для удовлетворения потребности в строительной арматуре Москвы и Центрального Федерального Округа был построен ГУП «ЛПЗ» в г. Ярцево (Смоленская обл.), ориентированный на производство термически упрочнённой арматурной стали класса прочности А500С номинальным диаметром 12ч32мм.

ГУП «ЛПЗ» является характерным примером современного отечественного металлургического мини-завода с точки зрения технологических и организационных резервов управления качеством продукции. Завод построен АКХ ВНИИМЕТМАШ, как Генеральным подрядчиком в консорциуме с членами Международного Союза «Металлургмаш». В 2007 году последовательно состоялся пуск электросталеплавильного цеха и прокатного стана 280. В 2008 году завод вышел на проектную мощность - 200 тыс. тонн проката в год. Перспективность завода и в том, что он ориентирован на переработку лома черных металлов, который заготавливается в Смоленской и прилегающей к ней областях.

Для целенаправленного поиска технологических и производственных резервов, обеспечивающих стабильные качественные показатели арматуры был исследован уровень механических свойств готового проката и выполнен статистический анализ данных сдаточных испытаний механических свойств и плавочного химического состава арматурной стали класса прочности А500С за 2009 год и первую половину 2010 года.

Одним из основных требований ОСТ 14-1-34-90 «Отраслевая система управления качеством в чёрной металлургии. Статистический контроль качества металлопродукции по корреляционной связи между параметрами» является соответствие анализируемой базы данных нормальному закону распределения. Для всех столбцов генеральной совокупности данных (а именно - т , в , 5, n, в/т, C, Mn, P, S, Cr, Ni, Cu, Mo, V, Cэкв ) была выполнена проверка на нормальный закон распределения по критерию Xи2 - Пирсона, и Колмогорова-Смирнова. Все исследуемые показатели качества имеют нормальный закон распределения.

Химический состав стали для производства строительной арматуры класса А500С по основным, определяющим механические свойства, химическим элементам соответствует стали Ст3сп по ГОСТ 380 и требованиям ГОСТ Р 52544. Средние значения в генеральной выборке не выходят за установленные границы, тогда как по отдельным элементам (С, Мn, P, Cr, Ni, Cu ) наблюдаются превышения по верхней границе требований ГОСТ 380, хотя требований ГОСТ Р 52544 они не превышают.

В процессе эксплуатации стана было установлено, что при прохождении заготовки возникает разница температур в начале и конце заготовки. Это объясняется разницей во времени нахождения переднего и заднего концов заготовки на подводящем рольганге. Прокатка на непрерывном стане раската с температурным клином при пониженной температуре задней его части увеличивает зазор между валками при прохождении металла с более низкой температурой, вызывает изменение продольных межклетьевых усилий в раскате, что приводит к снижению точности геометрических параметров готового проката по длине. Также изменение температуры конца прокатки приводит к появлению неоднородности механических свойств по длине раската.

Арматурный прокат класса прочности А500С поставляется по СТО АСЧМ 7-93, которому он полностью удовлетворяет по механическим свойствам и другим качественным характеристикам. Однако согласно статистическому анализу в выборке 2009 года присутствует большой разброс значений по механическим свойствам.

По результатам проведенного статистического анализа произвели корректировку технологии производства арматурного проката класса А500С. Была скорректирована технология нагрева металла перед прокаткой в нагревательной печи с целью стабилизации свойств стали по длине, уточнены параметры температурно-скоростного режима прокатки и режима термоупрочнения.

Оценка однородности по F- и t-критериям механических свойств и химического состава по отдельным выборкам для профилей (№ 12-20) не выявила статистически значимой разницы показателей качества в зависимости от диаметра арматуры. Выборки также однородны в различных периодах времени (сравнение производилось по кварталам 2009 года).

В 2010 году в ЛПЗ был освоен профиль № 25.

В процессе работы стана в январе 2010 года также были проведены исследования по изучению внутриплавочной неоднородности свойств проката. Для этой цели на арматуре №25, кроме проб от середины заготовки, отбиралась проба на последнем раскате той же заготовки. Данные показали, что статистически значимой разницы между механическими свойствами от проб в середине и в конце заготовки не наблюдается. Проверка дисперсий по F критерию это подтверждает.

Не зависимо от диаметра и номера плавки арматурный прокат выдерживает испытания на изгиб с разгибом вокруг оправки 3d, 5d и 6d. Полностью выполняются требования испытаний по свариваемости шестью видами сварки для арматуры всех диаметров и плавок (исследования проводились на профилях №№ 16, 20 и 25).

Таким образом, определена возможность формирования сборной партии, состоящей из проката нескольких плавок, но одного диаметра, одной марки стали, одного класса прочности, и оформленной одним документом о качестве. Такая партия называется специальной.

Методом регрессионного анализа получены статистически значимые регрессионные уравнения для расчета механических свойств в зависимости от химического состава.

прокат арматурный сталь

(1)

R = 0,37; уош = 20.

(2)

R = 0,46; уош = 18,08.

(3)

R = 0,51; уош = 1,33.

(4)

R = 0,49; уош = 1,32.

Уравнения линейного вида (1) - (4) имеют относительно невысокие коэффициенты множественной корреляции с точки зрения их статистической оценки. Однако они удовлетворяют требованиям ОСТ 14-1-34-90 «Отраслевая система управления качеством в чёрной металлургии. Статистический контроль качества металлопродукции по корреляционной связи между параметрами». Проверка уравнений на статистическую значимость по F и t критериям также подтверждает достоверность статистической связи между механическими свойствами и химическим составом стали.

Для более точного прогноза механических свойств следует продолжить статистические исследования на более значительном объёме информации и добиться значений R ? 0,85 по каждому показателю качества. В частности, расчётные коэффициенты эластичности, оценивающие степень влияния факторов уравнения регрессии на расчётный показатель качества показывают, что в данных уравнениях регрессии суммарное влияние выбранных факторов составляет не более 42-47%.

Для повышения значимости уравнений регрессии необходимо рассмотреть возможность введения новых статистически значимых параметров технологии. Формирование механических свойств проката осуществляется посредством выбора марки стали (содержание химических элементов), деформационно-скоростных режимов прокатки и режимов термоупрочнения. В связи с этим планируется рассмотреть возможность получения регрессионных уравнений предела текучести и временного сопротивления в зависимости от содержания химических элементов, скорости и температур прокатки.

В настоящее время исследуется выборка значений показателей качества за вторую половину 2010 года и ожидается информация для анализа по первому кварталу 2011 года.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 А.Б. Стеблов, О.Н. Тулупов, А.В. Наливайко. Анализ уровня технологии производства арматуры класса А500С на ГУП ЛПЗ г. Ярцево // Металлург, № 8, 2010. - С.68-73.

2 А.Б. Стеблов, О.Н. Тулупов, А.В. Наливайко. Исследование уровня механических свойств арматуры класса А500С с целью оценки влияния особенностей технологии на показатели качества // Вестник МГТУ, № 2, 2010. - С. 69-73.

Размещено на Allbest.ru