Техническое перевооружение АО «ЕВРАЗ ЗСМК» силами специалистов инжинирингового центра

В 2020 и 2021 годах АО «ЕВРАЗ ЗСМК» – один из крупнейших металлургических комбинатов в России, в рамках технического перевооружения производил выбор программного обеспечения для моделирования процессов сортовой прокатки. Основными целями, которые должны были быть достигнуты после внедрения ПО являлись:

• снижение количества натурных экспериментов при освоении новых типов прокатываемых профилей;
• повышение эффективности производства существующей номенклатуры изделий.

В рамках данного мероприятия производилось сравнение различного ПО, существующего на рынке, в том числе иностранного. Основными критериями при выборе являлись точность получаемых результатов, удобство задания исходных данных и время расчета. Всем участникам конкурса были предоставлены исходные данные, которые позволяли только запустить расчет процесса сортовой прокатки, экспериментальные данные не предоставлялись.

После получения результатов от представителей различных компаний специалисты АО «ЕВРАЗ ЗСМК» оценивали совпадение моделирования и эксперимента, в первую очередь сравнивали геометрию поперечного сечения прокатываемой заготовки и энергосиловые параметры процесса. По результатам сравнения был выбран QForm – продукт отечественной компании ООО «Кванторформ», показавший наилучшую сходимость с экспериментом.

Процесс внедрения QForm был следующим шагом, который было решено проводить путем объемного промышленного тестирования, а именно: результаты моделирования проверялись сравнением с реальным производственным процессом. Это позволило отладить модели процессов и детально изучить работу в QForm специалистам предприятия. Сравнение производилось похожим образом, что и на этапе выбора ПО, но в этот раз для анализа были выбраны два профиля. Критериями для сравнения были отклонения по геометрии профиля, загрузке приводов и температуре профиля после выхода из определенных калибров.

Во время производства профилей на стане 450 было сделано:

• прокатан профиль с учетом минимальных подпоров и подтяжек полосы между клетями;
• зафиксированы диаметры рабочих валков, обороты приводов, записаны токовые загрузки приводов и температура по проходам;
• поочерёдно, после каждого прохода, от конца раската отрезаны темплеты для оценки геометрии.

После моделирования этих же процессов в QForm и сравнения с экспериментальными данными произвели итоговое сравнение, которое показало высокую сходимость результатов:

• Для профиля №1: усредненная сходимость по температуре 99,2%; загрузке приводов 91,3%; геометрии 98,7%. Итоговая сходимость 96,4%;
• Для профиля №2: усредненная сходимость по температуре 97,5%; загрузке приводов 94,4%; геометрии 97,2%. Итоговая сходимость 96,4%.

Параллельно с этапом внедрения QForm осуществлялась разработка совершенно нового ПО для автоматизированного проектирования калибровок. Запрос на данное ПО был получен от калибровщиков АО «ЕВРАЗ ЗСМК» для повышения эффективности их работы. Используя наработки и свой многолетний опыт в области сортовой прокатки специалисты ООО «Кванторформ» создали новый программный модуль, который получил название QForm Kaliber. Данный модуль позволяет пошагово задавать тип и размеры калибров, рассчитывать энергосиловые параметры процесса, распределение температуры и другие параметры. Выходные данные могут быть переданы, как на расчет в QForm, так и для разработки конструкторской документации для изготовления валков.  Процесс проектирования калибровки в QForm Kaliber можно производить как от исходной заготовки, так и от конечного профиля.

Применение QForm на АО «ЕВРАЗ ЗСМК» позволило повысить эффективность прокатного производства при изготовлении профилей за счет:

• снижения количества натурных экспериментов благодаря прогнозированию дефектов проката еще на этапе моделирования, и устранения причин их образования;
• выбора оптимальных диаметров прокатных валков и геометрии привалковой арматуры;
• снижению нагрузки на электродвигатели за счет распределения обжатий на основе расчета энергосиловых параметров процесса.