Источник://Журнал "Сталь",№6. 2005 г., с. 72-75

УДК 621.746

К. Мёрвальд, А. Флик, К. Шимани, М. Штифтингер

Инновации в технологии непрерывной разливки— больше чем просто технологические разработки

В конце 1980-х - начале 1990-х годов компания ФАИ столкнулась с необходимостью изменения ситуации в области своей деятельности по непрерывной разливки. В техническом отношении следует отметить три момента этого периода. Например, характерный для слябовых МНЛЗ ФАИ встроенный механизм изгиба заготовки, был заменен сначала на мини-механизмы, а позже на систему секционированной роликовой проводки. Проявилось настоятельное требование более скоростной разливки — традиционные слябовые японские МНЛЗ продемонстрировали способность работать на скорости до 3 м/мин. В этот период велись широко-масштабные испытания и внедрение разливки и прокатки тонких слябов.

В организационном отношении предыдущие разработки ФАИ, касающиеся механических узлов и деталей, энергоносителей, электрической части и автоматизации, выполнялись более или менее независимо при недостаточной связи и координации между соответствующими службами. Конечный инновационный продукт обычно представлял собой объединенный продукт отдельных разработок, необязательно идеально ориентированный на конкретные требования конечного пользователя. С внедрением механотронных систем, технологических пакетов и решений по программному обеспечению для усиления внутренней интеграции появились инновационные продукты с более широкой областью применения и гибкостью, чтобы можно было полнее учесть изменения в технических требованиях.

С точки зрения маркетинга было официально признано, что во многих промышленно развитых странах доля непрерывной разливки превысила 85 %. В результате этого непрерывно ужесточающаяся конкуренция в конечном счете привела к исчезновению многочисленных поставщиков оборудования МНЛЗ. Кроме того, значительно изменилась структура заказчиков ФАИ. Многие ранее бывшие государственными или контролируемые государством металлургические компании сегодня относятся к частным и/или компаниям международной ориентации. Это сопровождалось изменением сфер, направления и количества инвестиций.

С учетом глобальной ситуации инновации больше не могут быть сосредоточены только на технологических аспектах изобретений. а должны учитывать и другие аспекты, касающиеся внутренней и внешней организации компании. а также рынка.

Аспекты инноваций

Технология. Выполненный в середине 1990-х годов прогноз показал, что значительно возрастет число объектов, потребующих реконструкции оборудования для непрерывной разливки. Поэтому компания ФАИ пересмотрела стратегию развития технологии, чтобы иметь возможность поставлять оборудование как для новых традиционных и тонкослябовых МНЛЗ, так и для реконструкции существующих машин. Модульные механические компоненты, компоненты управления и программного обеспечения лучше всего соответствовали требованиям реконструкции. В конечном счете, механические элементы и элементы управления модулей оборудования были увязаны механотронными решениями, что позволило улучшить эксплуатационную гибкость и расширить диапазон применения разливки. Развитие машины непрерывной разливки привело к ее делению на несколько интегрированных и высокосложных "технологических пакетов" (рис. 1). В комплексе с интенсивной исследовательской работой это привело к получению многочисленных объектов по непрерывной разливке, в особенности. за последние несколько лет (рис. 2).

Организация. Ранее структура выполнения проекта и пуска машины непрерывной разливки включала в себя в большей или меньшей степени четыре части: механические компоненты, энергоносители, электрическую часть и автоматизацию, что было вполне приемлемо. так как МНЛЗ в общем состояла из нескольких, хотя и сложных, компонентов с низкой степенью автоматизации. Со временем такие организационные структуры перестали быть совершенными вследствие увеличивающейся интеграции технологических пакетов при поставке оборудования. В связи с механотронным характером этих компонентов возникла необходимость в одновременном исследовании и разработке, установке и пуске.

Такой новый, комплексный подход был постепенно внедрен в организационную деятельность ФАИ. С учетом того, что специалисты предпочитают изображения и визуализацию, на разных этапах разработки и внедрения проекта использовали графическое представление процесса. Этот подход оказал также положительное влияние на адаптацию элементов производственной системы Тойота к инженерным требованиям при строительстве промышленного предприятия. Для поддержки потока информации в ходе проектирования было создано и продолжает совершенствоваться специальное инструментальное средство "Механизм фрактального процесса" (РРЕ). Механизм РРЕ графически поддерживает обмен данных между приложениями программного обеспечения, запрограммированными рабочими группами, которые занимались численными расчетами или обработкой текстов.

Графический интерфейс и простая в использовании концепция РРЕ позволяют разным рабочим группам определять передачу своей информации прямым способом без использования программного обеспечения или привлечения специалистов по базам данных. Благодаря этому полный набор данных, необходимых для обмена информацией, определяется с помощью внутреннего диалога. Дальнейшее расширение или оптимизацию отдельных программ можно выполнять независимо в рамках каждой группы. Конечно, "внутренних заказчиков или поставщиков" необходимо информировать в случае требуемой адаптации соответствующих интерфейсов. Было достигнуто положительное влияние как на качество работы, так и на продолжительность процесса.

Рынок. Инновации должны постоянно определяться с точки зрения рынка. Как только идеи и изобретения привели к созданию продукта, которым можно успешно торговать, должен начинаться инновационный этап. Интересно проследить, как рынок принял три разные технологических пакета по непрерывной разливке, разработанных компанией ФАИ:

• гидравлические устройства качания;
• программы охлаждения слитка;
• регулируемые секции.

История развития установок качания началась с механических устройств, в частности рычажного типа с последующими 4-эксцентричными. Гидравлические устройства качания появились на рынке в середине 1990-х годов. В течение определенного времени наблюдалась сильная конкуренция со стороны существующих систем, однако сегодня устройство качания — преобладающая система, устанавливаемая как на новых, так и на существующих МНЛЗ. Произошло "изменение парадигмы".

Для автоматизации вторичного охлаждения непрерывнолитых слитков компания ФАИ вначале продавала модель, в которой расход воды рассчитывался исходя из локальной толщины корки слитка. Затем последовало внедрение модели охлаждения, которая может рассчитать температурный профиль слитка на основании главным образом фактического расхода воды.

Перспективы и заключение

После многих лет непрерывного развития компания ФАИ стала ведущей на рынке по поставкам машин непрерывной разливки стали. Компания постоянно занимается разработками и внедрением многочисленных технологических инноваций для улучшения работы МНЛЗ. Установки на новых и модернизируемых, традиционных и тонкослябовых машинах доказали конкурентоспособность и надежность этих решений. Широкое признание '"технологических пакетов"' является прямым следствием технического и технологического превосходства и полученных производителем выгод.

Опыт исследовательской группы ФАИ в области числового моделирования и исследований материалов — ключевой фактор, обеспечивающий эффективную и современную конструкцию компонентов, точный расчет технологических уставок, а также оценку и интерпретацию металлургических результатов. Усилия по оптимизации внутренних процессов в ФАИ для реализации растущих заказов с неизменной надежностью и качеством и по удовлетворению наших заказчиков продолжаются.