16 ноября 2009 г.
АСК, дочерняя компания LETA Group, выполнила проект оптимизации одного из ключевых технологических процессов в ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат» (НТМК), входящем в состав «Евраз Груп».В рамках проекта в цехе проката широкополочных балок (ЦПШБ) была создана и внедрена первая в мире автоматическая безупорная система остановки и распределения штанг на рольгангах холодильников. Эта разработка позволяет предприятию без коренной модернизации основного оборудования сократить энергозатраты, значительно снизить вероятность деформации изделий и повысить процент выхода продукции высших сортов. Кроме того, система ускоряет загрузку холодильников и делает эту операцию практически безошибочной, а также снижает простои оборудования и расходы на его эксплуатацию и замену. Все это дает НТМК значительный экономический эффект и повышает конкурентоспособность предприятия на российском и мировом рынках. Срок окупаемости проекта составляет от полутора до двух лет.
НТМК – одно из крупнейших в России металлургических предприятий с полным производственным циклом. Здесь сосредоточены коксохимическое и сталеплавильное производства, выплавка чугуна, непрерывная разливка стали и изготовление проката. Сегодня НТМК является крупнейшим в мире заводом по переработке обогащенных ванадием титаносодержащих руд с последующим извлечением ванадия в доменных кислородных печах и кислородных конвертерах с применением специальных технологий. Основной продукцией НТМК являются железнодорожные колеса и рельсы, изделия строительного сортамента, трубная заготовка, а также стальные полуфабрикаты.
В 2008 году НТМК и компания АСК запустили программу по выявлению возможностей получения экономического эффекта за счет модернизации систем автоматизации. Обследование производственных участков началось с цеха проката широкополочных балок, и здесь, на участке холодильников ЦПШБ, специалисты АСК обнаружили две серьезные проблемы, устранение которых позволило бы комплексно повысить целый ряд показателей эффективности производства.
Первая проблема состояла в том, что, ударяясь на высокой скорости об останавливающие упоры, раскаленные штанги, вес которых достигает нескольких тонн, деформировались. Соответственно, увеличивалось количество брака и продукции низких сортов. Этот стандартный для современной металлургии технологический процесс приводил к тому, что продукция теряла значительную часть стоимости, оборудование холодильников подвергалось ускоренному износу, а в производственный план приходилось изначально закладывать высокий процент пересортицы и брака.
Источником другой проблемы стало участие оператора в управлении остановкой и прецизионным позиционированием заготовок при их загрузке в холодильники. В полном соответствии с традиционной схемой, оператор добивался точного положения детали, вручную управляя регуляторами скорости приводов позиционирования штанги на рольганге холодильника. Естественно, это ограничивало производительность всего участка, особенно, при обработке потока небольших балок, когда темп проката возрастает.
Чтобы сразу решить обе проблемы, специалисты АСК предложили спроектировать и внедрить систему, которая обеспечивала бы полностью автоматическую безупорную остановку и позиционирование проката. Также компания АСК подготовила детальное технико-экономическое обоснование с реальными оценками объема инвестиций, расчетом точки безубыточности, срока окупаемости и последующего экономического эффекта.
При подготовке технической реализации проекта инженеры АСК проработали множество вариантов решения, проверяя методы определения позиции штанги на рольганге и просчитывая различные математические модели. В итоге, было принято инновационное решение – использовать систему технического зрения (СТЗ). Затем были решены две сложнейшие технические задачи: определено правильное размещение видеокамер СТЗ по отношению к рольгангам, позволяющее измерять местонахождение и скорость заготовки с необходимой точностью, а также разработан математический алгоритм торможения, который был бы оптимален по времени, обладал бы адаптивностью к параметрам заготовки и при этом обеспечивал бы заданную точность останова. За полгода совместными усилиями инженеров АСК и специалистов НТМК был получен эффективный алгоритм торможения, обладающий этими свойствами.
О сложности алгоритма и интеллектуальности созданной системы остановки штанг можно судить даже по крайне упрощенному описанию ее работы. Так, при поступлении штанги на рольганг система проводит тестовое воздействие по торможению и наблюдает, что происходит со штангой. Также система измеряет динамические характеристики штанги и формирует кривую торможения, по которой деталь останавливается в заданной позиции. При этом система постоянно адаптируется к особенностям конкретной заготовки, а вся работа происходит автоматически в реальном времени.
Сегодня автоматическая система остановки штанг внедрена и управляет целым рядом технологических процессов ЦПШБ: распределением штанг по секциям рольганга, остановкой штанг в заданной позиции и расчетом оптимальной загрузки холодильников. Кроме того, система автоматически запускает следующую технологическую операцию, подавая команды в систему автоматического управления шлепперами загрузки холодильника, а также визуализирует процессы перемещения, распределения и останова штанг на секциях холодильников и информационно сопровождает прохождение металла через них.
Система функционирует в круглосуточном режиме 7 дней в неделю. При этом, в связи с отсутствием механической деформации заготовок, практически исключена выбраковка и понижение сортамента проката, значительно снижен износ оборудования, исключены простои и повышена производительность технологической линии. Крайне важно, что использование системы позволило не только улучшить характеристики основного производственного процесса, но и значительно сократить простои, необходимые для обслуживания.
Источник: Пресс-служба LETA Group
