Problematyka niniejszej rozprawy obejmuje zagadnienia doboru sposobu wytwarzania oraz na podstawie określonej technologii, szacowania kosztów wytworzenia wyrobu gotowego, jakim jest taśma stalowa. Przeprowadzone w ramach pracy studia literaturowe, jak i badania własne dostarczyły szeregu informacji dających odpowiedzi, co do słuszności postawionych tez i realizacji celów pracy. Z uwagi na to, Ŝe trwałość walców jest jednym z podstawowych czynników narzucających wielkość serii, wiele miejsca w pracy poświęcono zagadnieniu zuŜycia walców i czynnikom wpływającym na ich trwałość eksploatacyjną. NaleŜy podkreślić, Ŝe informacja o tym jak w rzeczywistości kształtuje się trwałość walców ma istotne znaczenie dla ustalenia prawidłowego cyklu przebudów walów. Cykl ten ma wpływ na kolejność realizacji serii w kampanii walcowniczej i obniŜa liczbę dokonanych ich przebudów. Przy ustaleniu wielkości serii waŜnym problemem jest określenie trwałości poszczególnych walców w ciągu walcowniczym. Znajomość tych wielkości pozwala w sposób precyzyjny opracować plan pracy w walcowni. Zaproponowana metoda statystyczna oceny trwałości walców pozwala z duŜą dokładnością ocenić, czy przyjęta w walcowni trwałość walców zgadza się z rzeczywistością. Do rozwiązania problemu badawczego celowe było równieŜ opracowanie zagadnienia prognozowania zuŜycia walców w oparciu o fizykalny model ich zuŜycia, uwzględniający parametry procesu walcowania. Wykorzystanie wyników tych badań przy budowie modelu symulacyjnego, pozwoliło na uzyskanie zmniejszenia kosztów produkcji wyrobu gotowego, lepszego wykorzystania narzędzi produkcyjnych, głównie walców hutniczych oraz znacznie zredukowało czas trwania całego cyklu walcowania w rozpatrywanej w pracy walcowni taśm stalowych na gorąco. Zbudowany model moŜe być źródłem informacji dla dalszych analiz i procesów decyzyjnych wspomagających zarządzanie przedsiębiorstwem hutniczym.
Na podstawie analizy literatury, rozwaŜań teoretycznych oraz przeprowadzonych badań moŜna sformułować następujące wnioski końcowe dotyczące usprawnienia procesu walcowania z wykorzystaniem modelowania zuŜycia walców na przykładzie walcowni gorącej taśm:
1. W czasach dominującej na rynku konkurencji oraz ciągłego dąŜenia przedsiębiorstw do obniŜenia kosztów produkcji, stosowanie komputerowych technik modelowania i symulacji jest jedną z metod przyczyniających się do znacznie szybszego projektowania i usprawniania istniejących systemów wytwórczych.
2. Kluczowe znaczenie dla budowy kampanii walcowniczych oraz programów produkcji ma poziom wielkości zuŜycia walców wyznaczony przy pomocy wskaźnika wykorzystania walca: decydująco wpływając na zmniejszenie zuŜycia powierzchni roboczej beczek walców oraz kosztów i czasów ich przebudów.
3. Statystyczna metoda określania trwałości walców roboczych wskazała, Ŝe
o ich przebudowie decydują zarówno naturalne zjawiska fizyczne, jak i w ok. 30% niewłaściwe ich wykorzystanie, głównie w klatkach F5 i F6 zespołu wykańczającego. 4. Przeprowadzona symulacja wskazała na moŜliwość zastąpienia w klatkach F5 i F6
walców roboczych z Ŝeliwa wysokochromowego Hi-Cr walcami ze stali szybkotnącej HSS, co przyczyni się do zwiększenia trwałości walców, redukcji kosztów produkcji oraz zmniejszenia ilości ich przebudów. Trwałość eksploatacyjna walców ze stali szybkotnącej HSS wynosi od 14000-20000 Mg przewalcowanego materiału na 1 milimetr zuŜycia jego powierzchni w kierunku promieniowym, w porównaniu do 2000 Mg dla walców wykonanych z Ŝeliwa wysokochromowego Hi-Cr.
5. Wyniki uzyskane dzięki zastosowaniu metod sztucznej inteligencji dowodzą ich skuteczności, a dokładność rozwiązania dotycząca najkorzystniejszej prognozy czasów przebudów walców jest satysfakcjonująca zarówno z punktu widzenia potrzeb planowania produkcji w ramach działań planistycznych, jak i długookresowych.
6. Metody badań z zastosowaniem pakietu Dosimis-3 wykazują skuteczną symulację procesu technologicznego w danej walcowni, prowadzącą m.in. do:
a) skrócenia czasu trwania całościowego procesu technologicznego,
b) pełnego w sposób technologiczny wykorzystania agregatów produkcyjnych, c) zwiększenia wydajności walcowni,
LITERATURA
[1] Kubiński W., Określenie odkształceń oraz nacisku metalu na narzędzia podczas
dziurkowania w prasowalcarce. Monografie, Wydawnictwa AGH, Kraków 1998.
[2] Borkowski S., Ulewicz R., Instrumenty doskonalenia procesów produkcyjnych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009.
[3] Malinowski Z., Numeryczne modele w przeróbce plastycznej i wymianie ciepła, AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo - Dydaktyczne, Kraków 2005.
[4] Rudnicki Z., Gruszka P., Uproszczony model matematyczny nagrzewania wsadu w piecu
pokrocznym. Archiwum Hutnictwa nr 4, 1976, s.123-135.
[5] Szargut J: Metody numeryczne w obliczeniach cieplnych pieców przemysłowych, Śląsk, Katowice 1977.
[6] Telejko T., Malinowski Z., Buczek A., Wyznaczanie krzywych nagrzewania w piecach
przepychowych, Hutnik – Wiadomości Hutnicze, 64,1997, s. 61-64.
[7] Wiebelt J.A, Engineering Radiation Heat Transfer. Holt, Reinehart and Winston, Inc. New York 1966.
[8] Wiśniewski S., Wymiana ciepła, PWN, Warszawa 1979.
[9] Zastosowanie pasmowych modeli promieniowania gazów technicznych w cieplnych
obliczeniach pieców. Praca Instytutu Techniki Cieplnej Politechniki Śląskiej
w Gliwicach NB-338/RME-3/81, część I, Gliwice 1981.
[10] Cosset D., Werquin J.C., Use of high speed steel rolls on the finishing stands of Sollac’s
hot strip mills, Metec Congress 94, 6th Int. Rolling Conf., 20-22.06.94, Dusseldorf, 1994,
t.2, s. 52-58.
[11] Dyja H., Stradomski Z., Badania nad zwiększeniem Ŝywotności narzędzi do pracy na
gorąco i na zimno, Hutnik – Wiadomości hutnicze 1992, vol. 59, nr 1, s. 8-11.
[12] Głownia J., Nowe tendencje w produkcji odlewanych walców hutniczych, Hutnik – Wiadomości hutnicze, 1998, nr 1, s. 24-29.
[13] Hattori T., Noda A ., New high speed steel rolls for hot strip mills, Proceedings of the 7th International Conference on Steel Rolling (Steel rolling’98), 1998, Chiba, Japan, The Iron and Steel Institute of Japan, s. 411-416.
[14] Harper P., Manufacture of cast iron rolls, Rolls for the Metalworking Industries, s. 87-93.
[15] Inwegen D.E., The Installation and Start-up of Centrifugal Caster for Rolling Mill
Rolls, Mechanical Working a. Steel Proc. XX, Proc. 24th Mech. Working a Steel Proc.
Conf.” 27-29.10.82, Houston, Texas, 1983, s. 488-497.
[16] Kubota 3-layers High-Cr Rolls, Fachber, Huttenpraxis, t.21, 1983, nr 10, s. 842-850. [17] Mees J.B. Ramsden C.J., 25th anniversary of the high chrome roll, Iron a. Steelmaker
1999, t.26, nr 3, s. 53-57.
[18] Pachoł D., Broniszewska K., Berkowska T., Walce hutnicze odlewane, Huta Buczek S.A. Sosnowiec 1996.
[19] Pacyna J., Krawczyk J., Wpływ obróbki cieplnej na strukturę i własności staliw
stosowanych na walce hutnicze, Hutnik- Wiadomości hutnicze, 7-8 (2004) 370.
[20] Pacyna J., Kokoszka A., Krawczyk J.: Mat. Konferencji Naukowo-Technicznej „Kierunki rozwoju produkcji walców”, Huta Buczek S.A., Wisła-Malinka 21-23.02.2001, s. 157-168.
[21] Pacyna J., Kokoszka A., Krawczyk J. i in., Dobór optymalnych tworzyw walców
odpornych na ścieranie i posiadających duŜą wytrzymałość mechaniczną dla
poszczególnych asortymentów wyrobów Walcowni DuŜej, Mat. Konf. „Kierunki rozwoju
produkcji walców”. Wisła-Malinka 21-23.02.2001, s. 148-156. Wyd. Huta Buczek S.A., Akademia Górniczo-Hutnicza, Instytut Metalurgii śelaza.
[22] Pacyna J., Kokoszka A., Krawczyk J., Struktura i własności walców staliwnych –
kierunki rozwoju, Mat. Konf. „Kierunki rozwoju produkcji walców”. Wisła-Malinka
21-23.02.2001, s. 169-177. Wyd. Huta Buczek S.A., Akademia Górniczo-Hutnicza, Instytut Metalurgii śelaza.
[23] Pacyna J., Krawczyk J., Kokoszka A. i in., Mechanizmy zuŜywania się staliwnych
walców, X Konferencja Naukowo Techniczna „Kierunki rozwoju produkcji walców”,
Wisła 2005.
[24] Raczyński B., Wachelko T., Walce Ŝeliwne, Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1976. [25] Tanaka T., Takigawa H., The application and performance of high-speed-steel (HSS)
rolls at hot rolling, 39th MWSP Conf. Proc., ISS, t. XXXV, 1998, s. 435-444.
[26] Niekurzak M., Gospodarka narzędziami w procesach tłoczenia elementów karoserii
nadwozi samochodowych na wydziale tłoczni Delfo Polska S.A. w Tychach, Praca
[27] Okoniewski S., Technologia maszyn, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1995.
[28] Kubiński W., Pacyna J., Podstawowe wiadomości z walcownictwa i obróbki cieplnej
prętów stalowych, Wydawnictwo Techniczne Progres, Kraków 1998.
[29] Turczyn S., InŜynieria wytwarzania płaskich wyrobów walcowanych na gorąco, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo – Dydaktyczne AGH, Kraków 2008.
[30] Turczyn S., Nowakowski A., Zintegrowane procesy odlewania i walcowania wyrobów
płaskich, Hutnik - Wiadomości Hutnicze, 66 (1999), nr 5, s. 239-245.
[31] Jaglarz Z., Leskiewicz W., Morawiecki M., Technologia i urządzenia walcowni
wyrobów płaskich, Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1979.
[32] Grabarz B., Zintegrowane procesy wytwarzania wyrobów hutniczych. Hutnik – Wiadomości hutnicze, 64 (1997), nr 8, s. 337-352.
[33] Walcownia Taśm na Gorąco - materiały Huty ArcelorMittal Poland
w Krakowie (materiały nie publikowane).
[34] Yangi K. i in., Development of Twin – Drum Strip Caster for Stainless Steel. Proc. 6th Int. Rolling Conf. on Metec 94, Dusseldorf 1994.
[35] Wusatowski Z., Spyra K., Rytel K., Próby analizy zuŜycia walców, Prace Instytutów Hutniczych, Kraków 1999.
[36] Łukowska M.: Metoda ustalania kolejności walcowania w walcowniach bruzdowych, Praca doktorska, Instytut Metalurgii śelaza, Gliwice 1983.
[37] Avitzur B., Metal Forming: Processes and Analysis. Robert E. Krieger Publishing Co., Huntingtyon, New York 1979.
[38] Zasadzie M., Mazurkiewicz J., Szala J., Eksploatacja a zuŜycie walców, Hutnik – Wiadomości hutnicze, nr 12, 2004, s. 608-609.
[39] Dyja H., Wilk K., Asymetryczne walcowanie blach i taśm. Wyd. Wydziału Metalurgii i InŜynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1998.
[40] Mączyński J., Tokarz A., Zdonek B., Charakterystyka walców ze stali szybkotnącej
(typu HSS), Hutnik – Wiadomości hutnicze, nr 2, 2002, s. 44-51.
[41] Fleming i in: The Advanced Technology for Mini-Mills. MPT Int., 20 (1997), nr 3, s. 64. [42] Hendricks C., Strip casting technology – a revoluction in the steel industry. MPT Int.,
[43] Herian J., Rafalski Z., Halaczek D., Hadasik E., Wybrane techniki wytwarzania
wyrobów metalowych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004.
[44] Staub E., Metaloznawstwo, ŚWT, Katowice 1994.
[45] Stachura S., Borek T., Jańczyk J., Badanie staliwa wysokowęglowego stopowego na
walce hutnicze. Produkcja walców odlewanych i kutych oraz ich eksploatacja
w walcowniach, Zeszyty Naukowe AGH Metalurgia i Odlewnictwo, z.111, s. 203.
[46] Neuschutz E., Pomiary i regulacja płaskości podczas walcowania taśm na gorąco i na
zimno – podstawy, ed.: Galla H., Jung H., DGM Informationsgesellschaft Verlag 1998.
[47] Tokarz A., śeliwo wysokochromowe na walce hutnicze, Hutnik – Wiadomości hutnicze, nr 1, 1999, s. 15-21.
[48] Niklewicz J., Planowanie i organizacja technicznego przygotowania produkcji, Wyd. Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1999.
[49] Szatkowski K., Przygotowanie produkcji, Wydawnictwo PWN, Warszawa 2008.
[50] Brzeziński M., Organizacja i sterowanie produkcją. Projektowanie systemów
produkcyjnych i procesów sterowania produkcją, Placet, Warszawa 2002.
[51] Witkowski T., Decyzje w zarządzaniu przedsiębiorstwem, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2000.
[52] Meroni L., Borsi R., A new challenge to improve production mix and quality. Danieli News 112, Metec Book 94, Dusseldorf 1994, s. 48-55.
[53] Mierzowski W., Remiasz B., Planowanie i kontrola produkcji hutniczej, Hutnik – Wiadomości hutnicze, 1994, 6, s. 192-197.
[54] Rataj S., Elementy budowy systemu kierowania przebiegiem produkcji w walcowniach, Zeszyty Naukowe AGH, 24, Kraków 1976.
[55] Radosiński E., Systemy informatyczne w dynamicznej analizie decyzyjnej, PWN, Warszawa-Wrocław 2001.
[56] Talar J., Kusiak J., An expert system for selection of material and production technology
in cold-rolling mill, Proc. of Conf. Methods of Artificial Intelligence in Mechanics and
Mechanical Engineering, AI-MECH’2001, Gliwice 2001, s. 275-278.
[57] Świątoniowski A., Bar A., Współczesne problemy wytwarzania blach i taśm. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo – Dydaktyczne AGH, Kraków 2005.
[58] Duda J., Macioł P., Talar J., Sterowanie produkcją przedsiębiorstw hutniczych
w warunkach stosowania Zintegrowanych Systemów Informatycznych ERP, Mat. Konf.
Komputerowo Zintegrowane Zarządzanie, Zakopane 2000, 1, s. 136-145.
[59] Bleck W., Kawalla R., Pleschiutschnigg F., Technical and Economical Evalution of the
Arvedi and AST Technologies for Steel Strip Production, Mat. Seminarium dla Mittal
Steel, AGH, Kraków 2007.
[60] Crude steel statistic: www.worldsteel.org., World crude steel production, Nicholas Walters, 2010.
[61] Kubiński W., Kubińska-Kaleta E., Niekurzak M., Nowoczesna walcownia taśm
stalowych walcowanych na gorąco oraz współczesne kierunki rozwoju procesów ich
wytwarzania, Hutnik – Wiadomości hutnicze 2010, nr 7, s. 333-338.
[62] Karbowniczek M., Kubiński W., Walcowanie z wykorzystaniem wlewków ciągłych
w stanie ciepłym i gorącym, Hutnik – Wiadomości hutnicze, 1995, nr 7, s. 250-256.
[63] Kubiński W., Dziarmagowski M., Zintegrowany proces produkcji blach taśmowych, Hutnik – Wiadomości hutnicze, t. 62, 1992, nr 11, s. 357-362.
[64] Szczerba M., New Hot Strip Mill in Kraków. Materiały XXV Konferencji Naukowo – Technicznej Investments in Mittal Steel Poland S.A. Kraków 2007.
[65] Korzyński M., Metodyka eksperymentu, planowanie, realizacja i statystyczne
opracowanie wyników eksperymentów technologicznych, Wydawnictwo
Naukowo-Techniczne, Warszawa 2006.
[66] Lewińska-Romicka A., Badania nieniszczące rur metalowych metodą prądów
wirowych, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1991.
[67] Bolc L., Zaremba J., Wprowadzenie do uczenia się maszyn, Akademicka Oficyna Wydawnicza RM, Warszawa 1992.
[68] Chen C.C., The integrated simulation system for bi-weekly production scheduling at
CSC, Proc. of the International Conference on Computerized Production Control in Steel Plant, Seoul, Korea, 1993, s. 112-121.
[69] Cichosz P., Systemy uczące się, WNT, Warszawa 2000.
[70] Korbicz J., Obuchowicz A., Uciński D., Sztuczne sieci neuronowe, podstawy
[71] Kusiak J., Talar J.: Prognozowanie czasów chłodzenia kręgów taśmy
w piecach kołpakowych dla potrzeb planowania produkcji, Hutnik – Wiadomości
hutnicze, nr 3, 2004, s. 129-134.
[72] Talar J., Komputerowy model wspomagania operacyjnych decyzji technologicznych
w walcowni zimnej, Praca doktorska AGH, Kraków 2003.
[73] Murski C., Podstawy planowania produkcji w walcowniach, Śląsk, Katowice 1970. [74] Grzech A., i in., InŜynieria wiedzy i systemy ekspertowe, Akademicka Oficyna
Wydawnicza Exit, Warszawa 2009.
[75] Neural Network Enables More Precies Preseting of Hot Wide-strip Mill. Materiały firmy Simens. Erlangen 1999.
[76] Draper N.R., Smith H., Analiza regresji stosowana, PWN, Warszawa 1973. [77] Sobczyk M., Statystyka, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002.
[78] Michlowicz E., Modelowanie zintegrowanych systemów transportowo-produkcyjnych
w walcowni zimnej blach, Wydawnictwa AGH, Kraków 1998.
[79] Rode W., Wladika H., Development of plant for hot strip production in the future. Stahl und Eisen, 111 (1991) nr 1, s. 47-61.
[80] Muhlemann A.P., Oakland J.S., Lockyer K.G., Zarządzanie, produkcja i usługi, PWN, Warszawa 1995.
[81] Kisiel P., Michnowicz E., Wolczko P., Symulator Dosimis-3 jako narzędzie
modelowania przepływów w walcowni blach, Problemy maszyn roboczych, Z.21/2003,
Warszawa 2003.
[82] Praca zbiorowa, Dosimis-3 dla Windowsa – Samouczek, Simulations Dienstleistungs Zetrum GmgH, Dortmund 2002.
[83] Michlowicz E., Modelowanie przepływu materiałów w walcowni blach w ujęciu
logistycznym. Mechanika, Kwartalnik AGH, T.13, z.4, Kraków 1994.
[84] Michlowicz E., Modelowanie logistycznego systemu transportowego w walcowni
zimnej blach, Zeszyty Naukowe AGH, Elektrotechnika, T.14, z.4, Kraków 1995.
[85] Michlowicz E., Modelowanie zintegrowanych systemów transportowo-produkcyjnych
w walcowni zimnej blach, Rozprawy Monografie, AGH, Kraków 1998.
[86] Diszak O., Komputerowo wspomagane modelowanie i symulacja procesów