|
DOI: 10.14489/td.2025.03.pp.032-043
Рябчиков М. Ю., Рябчикова Е. С., Новак В. С., Чута А. С.
РАЗРАБОТКА МЕТОДА ВЫЯВЛЕНИЯ ПРИЧИН ПОЯВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ОЦИНКОВАННОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА, ПРОИЗВОДИМОГО НА АГРЕГАТАХ НЕПРЕРЫВНОГО ГОРЯЧЕГО ОЦИНКОВАНИЯ
(с. 32-43)
Аннотация. Технология производства оцинкованного листового проката разного назначения развита еще недостаточно. Варьирование скорости линии и режимов термической обработки полосы может приводить к дефектам продукции. Влияние на качество могут оказывать особенности управления технологическим процессом на разных его стадиях. При этом в настоящее время отсутствуют высокоэффективные инструменты анализа ретроспективных данных для выявления влияния особенностей управления на качество продукции. Поэтому необходима разработка метода для выявления сопутствующих обстоятельств появления дефектов продукции, обусловленных особенностями динамики изменения сигналов технологического процесса во времени. Предложенный метод основан на применении набора шаблонов и событий для классификации динамики изменения сигналов во времени, позволяющих оценить влияние управления на возникновение дефектов продукции без существенных вычислительных затрат. Разработан метод оценки влияния качества регулирования на возникновение дефектов продукции, основанный на выявлении для каждого рулона наиболее проблемных с позиции качества регулирования событий, а также на применении шаблонов и событий, имеющих аналоговый классификатор для оценки степени влияния события на качество управления и возникновение дефектов. Это позволило применить типовой подход к исключению мешающих факторов, основанный на стратификации ретроспективных данных, и применить ранее предложенные схемы последовательного расслоения данных для определения сопутствующих обстоятельств возникновения дефектов продукции с учетом динамики изменения сигналов технологического процесса во времени.
Ключевые слова: дефекты, динамика, шаблоны, события, листовой прокат, непрерывное горячее оцинкование, скорость линии, производительность.
Ryabchikov M. Yu., Ryabchikova E. S., Novak V. S., Chuta A. S.
DEVELOPMENT OF A METHOD FOR IDENTIFYING THE CAUSES OF DEFECTS IN GALVANIZED SHEET METAL PRODUCED ON CONTINUOUS
(pp. 32-43)
Abstract. In recent years, the range of products manufactured on continuous hot-dip galvanizing units has expanded significantly, including the development of several dozen new automotive steels. At the same time, the technology for the production of galvanized sheet metal for various purposes is insufficiently developed. Varying the line speed and strip heat treatment modes can lead to product defects. Quality can be affected by process control features at different stages. However, there are currently no highly effective tools for analyzing retrospective data to identify the impact of control features on product quality. The work is devoted to the development of a method for identifying concomitant circumstances of product defects caused by features of the process signals dynamics over time. The method proposed in this paper is based on the use of a set of templates and events to classify the signal dynamics over time, allowing one to assess the impact of control on the occurrence of product defects without significant computational costs. We developed method for assessing the influence of control quality on the occurrence of product defects, based on identifying the most problematic events from the standpoint of control quality for each roll, as well as using templates and events that have an analog classifier to assess the degree of influence of an event on the quality of control and the occurrence of defects. This made it possible to apply a standard approach to eliminating interfering factors based on the stratification of retrospective data, and to apply the previously proposed methods of sequential data stratification to determine the accompanying circumstances of the occurrence of product defects, taking into account the process signals dynamics over time. The proposed method allows us not only to identify the accompanying circumstances of product defects, but also to offer recommendations for improving management to prevent them. Using the example of applying the method to a number of unacceptable coating defects at the MMK Metallurgy plant in Turkey, a number of management problems were identified and restrictions were proposed, the consideration of which should reduce the share of defective products.
Keywords: defects; dynamics; templates; events; sheet metal; continuous hot-dip galvanizing; line speed; productivity.
М. Ю. Рябчиков, Е. С. Рябчикова, В. С. Новак, А. С. Чута (Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
M. Yu. Ryabchikov, E. S. Ryabchikova, V. S. Novak, A. S. Chuta (Magnitogorsk State Technical University named after G. I. Nosov, Magnitogorsk, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Родионова И. Г., Углов В. А., Зайцев А. И. и др. Разработка и освоение высококачественных экономичных автолистовых сталей нового поколения // Сталь. 2016. № 1. С. 46 ‒ 54.
2. Мишнев П. А., Кройтор Е. Н., Нищик А. В., Родионова И. Г. Влияние параметров термообработки и натяжения полосы на механические свойства холоднокатаных двухфазных феррито-мартенситных сталей // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2017. № 3. С. 71 ‒ 75.
3. Тихонов А. К., Родионова И. Г. Влияние режимов термомеханического воздействия при рекристаллизационном отжиге холоднокатаных автомобильных сталей // Сталь. 2022. № 4. С. 27 ‒ 35.
4. Рябчиков М. Ю., Рябчикова Е. С., Новак В. С., Клименко А. Е. Изучение ограничений производительности агрегатов непрерывного горячего оцинкования, связанных с дефектами продукции // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2024. Т. 67, № 1. С. 89 ‒ 105.
5. Рябчиков М. Ю., Рябчикова Е. С., Чута А. С. и др. Влияние скорости движения и натяжения стальной полосы на дефекты продукции агрегатов непрерывного горячего оцинкования // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2023. Т. 21, № 4. С. 93 ‒ 104.
6. Рябчиков М. Ю., Рябчикова Е. С., Чута А. С. Управление гибким производством оцинкованного листового проката с учетом качества продукции и человеческого фактора // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2023. № 4. С. 122 ‒ 135.
7. Sawaitul Pranay, Chowriwar S. A., Lade I. P. Minimization of Dross Formation During the Continuous Galvanizing Process in the Steel Industry // International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering. 2012. V. 2, No. 1. P. 45 ‒ 51.
8. Honglin Yang, Shengen Zhang, Jun Li, Xin Liu, HuaWang. Effect of Strip Entry Temperature on the Formation of Interfacial Layer During Hot-Dip Galvanizing of Press-Hardened Steel. Surface & Coatings Technology. 2014; V. 240. P. 269 – 274.
9. Martínez-de-Pisón F. J., Sanz A., Martínez-de-Pisón E., et al. Mining Association Rules from Time Series to Explain Failures in a Hot-dip Galvanizing Steel Line // Computers & Industrial Engineering. 2012. V. 63. P. 22 ‒ 36. URL: https://doi.org/10.1016/j.cie.2012.01.013
10. Корнилов Г. П., Абдулвелеев И. Р., Шохин В. В. и др. Повышение качества регулирования натяжения полосы агрегата непрерывного горячего цинкования // Вестник ЮУрГУ. Сер. Энергетика. 2020. Т. 20, № 2. С. 120 – 126. DOI: 10.14529/power200211
11. Saravanan P., Srikanth S. Surface Defects and their Control in Hot Dip Galvanized and Galvannealed Sheets // International Journal of Advanced Research in Chemical Science (IJARCS). 2018. V. 5, No. 11. P. 11 ‒ 23.
12. Srikanth S., Sharma C. B., Bhattacharyya A., Amitava Ray. Metallurgical Investigations into Genesis of Bare Spots, Exfoliation, and Matte Coating Appearance in Hot Dip Galvanized Steel Sheets // Journal of Failure Analysis and Preventio (JFAPBC). 2005. V. 5, No. 3. P. 73 ‒ 81. DOI: 10.1361/15477020523509
13. Moon-Hi Hong, Hiroyasu Saka. FIB and TEM Observations of Defects in Hot-Dip Zinc Coatings // Journal of Electron Microscopy. 2004. V. 53, No. 5. P. 545 – 552. DOI:10.1093/jmicro/dfh053
14. Фатхуллин Д. А., Николаев А. А., Камаев А. П. и др. Исследование режимов работы взаимосвязанных электроприводов агрегата непрерывного горячего цинкования // Известия вузов. Электромеханика. 2009. № 1. С. 81 ‒ 83.
15. Клещева С. Е., Касаткина Е. Г. Анализ уровня качества оцинкованного металлопроката в ЛПЦ-11 ПАО «ММК» // Качество в обработке материалов. 2019. № 1(11). С. 18 ‒ 23.
16. Рябчиков М. Ю., Рябчикова Е. С., Шманев Д. Е., Кокорин И. Д. Управление охлаждением стальной полосы при гибком производстве оцинкованного листового проката // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2021. Т. 64, № 7. С. 519 ‒ 529.
17. Рябчиков М. Ю., Рябчикова Е. С. Модели для упреждающего управления тепловыми процессами термической обработки стали на агрегатах непрерывного горячего оцинкования // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2023. № 12(765). С. 80 ‒ 96.
18. Рябчиков М. Ю., Рябчикова Е. С., Новак В. С. Гибридная модель для упреждающего управления температурой металла при горячем оцинковании стальной полосы // Мехатроника, автоматизация, управление. 2023. Т. 24, № 8. С. 421 ‒ 432.
1. Rodionova I. G., Uglov V. A., Zaytsev A. I. et al. (2016). Development and production of high-quality, economical new-generation automotive sheet steels. Stal', (1), 46 ‒ 54. [in Russian language]
2. Mishnev P. A., Kroytor E. N., Niscik A. V., Rodionova I. G. (2017). Influence of heat treatment parameters and strip tension on the mechanical properties of cold-rolled two-phase ferritic-martensitic steels. Problemy chernoy metallurgii i materialovedeniya, (3), 71 ‒ 75. [in Russian language]
3. Tihonov A. K., Rodionova I. G. (2022). Influence of thermomechanical action modes during recrystallization annealing of cold-rolled automotive steels. Stal', (4), 27 ‒ 35. [in Russian language]
4. Ryabchikov M. Yг., Ryabchikova E. S., Novak V. S., Klimenko A. E. (2024). Study of performance limitations of continuous hot-dip galvanizing units due to product defects. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Chernaya metallurgiya, 67(1), 89 ‒ 105. [in Russian language]
5. Ryabchikov M. Yu., Ryabchikova E. S., Chuta A. S. et al. (2023). Influence of speed and tension of steel strip on product defects of continuous hot-dip galvanizing units. Vestnik Magnitogorskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. G. I. Nosova, 21(4), 93 ‒ 104. [in Russian language]
6. Ryabchikov M. Yu., Ryabchikova E. S., Chuta A. S. (2023). Managing flexible production of galvanized sheet metal taking into account product quality and human factors. Problemy mashinostroeniya i avtomatizatsii, (4), 122 ‒ 135. [in Russian language]
7. Sawaitul Pranay, Chowriwar S. A., Lade I. P. (2012). Minimization of Dross Formation During the Continuous Galvanizing Process in the Steel Industry. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, 2(1), 45 ‒ 51.
8. Honglin Yang, Shengen Zhang, Jun Li, Xin Liu, HuaWang (2014). Effect of Strip Entry Temperature on the Formation of Interfacial Layer During Hot-Dip Galvanizing of Press-Hardened Steel. Surface & Coatings Technology, 240, 269 – 274.
9. Martínez-de-Pisón F. J., Sanz A., Martínez-de-Pisón E. et al. (2012). Mining Association Rules from Time Series to Explain Failures in a Hot-dip Galvanizing Steel Line. Computers & Industrial Engineering, 63, 22 ‒ 36. Retrieved from https://doi.org/10.1016/j.cie.2012.01.013
10. Kornilov G. P., Abdulveleev I. R., Shohin V. V. et al. (2020). Improving the quality of strip tension control of a continuous hot-dip galvanizing unit. Vestnik YuUrGU. Seriya Energetika, 20(2), 120 – 126. [in Russian language] DOI: 10.14529/power200211
11. Saravanan P., Srikanth S. (2018). Surface Defects and their Control in Hot Dip Galvanized and Galvannealed Sheets. International Journal of Advanced Research in Chemical Science (IJARCS), 5(11), 11 ‒ 23.
12. Srikanth S., Sharma C. B., Bhattacharyya A., Amitava Ray (2005). Metallurgical Investigations into Genesis of Bare Spots, Exfoliation, and Matte Coating Appearance in Hot Dip Galvanized Steel Sheets. Journal of Failure Analysis and Preventio (JFAPBC), 5(3), 73 ‒ 81. DOI: 10.1361/15477020523509
13. Moon-Hi Hong, Hiroyasu Saka (2004). FIB and TEM Observations of Defects in Hot-Dip Zinc Coatings. Journal of Electron Microscopy, 53(5), 545 – 552. DOI: 10.1093/jmicro/dfh053
14. Fathullin D. A., Nikolaev A. A., Kamaev A. P. et al. (2009). Study of operating modes of interconnected electric drives of a continuous hot-dip galvanizing unit. Izvestiya vuzov. Elektromekhanika, (1), 81 ‒ 83. [in Russian language]
15. Klesceva S. E., Kasatkina E. G. Kleshcheva S. E., Kasatkina E. G. (2019). Analysis of the quality level of galvanized metal products in LPC-11 of PJSC MMK. Kachestvo v obrabotke materialov, 11(1), 18 ‒ 23. [in Russian language]
16. Ryabchikov M. Yu., Ryabchikova E. S., Shmanev D. E., Kokorin I. D. (2021). Cooling control of steel strip in flexible production of galvanized sheet metal. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Chernaya metallurgiya, 64(7), 519 ‒ 529. [in Russian language]
17. Ryabchikov M. Yu., Ryabchikova E. S. (2023). Models for proactive control of thermal processes of heat treatment of steel on continuous hot-dip galvanizing units. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Mashinostroenie, 765(12), 80 ‒ 96. [in Russian language]
18. Ryabchikov M. Yu., Ryabchikova E. S., Novak V. S. (2023). Hybrid model for proactive metal temperature control during hot-dip galvanizing of steel strip. Mekhatronika, avtomatizatsiya, upravlenie, 24(8), 421 ‒ 432. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2025.03.pp.032-043
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2025.03.pp.032-043
and fill out the form
.
|
Текущий номер
">
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»