OBTAINING OF LOCALLY OPTIMAL SOLUTIONS BY COMBINING PROPERTIES OF MIXTURES FOR FOUNDRY MANUFACTURE

The aim of research is establishment of the relationship between the various properties of the mixture with liquid glass and hardener for the foundry industry – survivability, compressive strength and crumbling. Such an interrelation in the form of an adequate functional dependence makes it possible to assess the quality of the mixture for its compliance with the specified requirements, without resorting to additional laboratory measurements. It is very important to evaluate its suitability for the manufacture of rods, in particular, to meet the stringent requirements of production. Using the combined procedure of active and passive experiments, a regression equation was obtained describing the dependence of the mixture survivability on compressive strength and crumbling. It has been established that compressive strength is a more significant factor influencing survivability compared to crumbling, and it is almost 3 times (а1=0.36>а2=0.13). Analysis of the resulting regression equation shows that both of these factors have a positive effect on the survivability of the mixture – with an increase in compressive strength and crumbling, the survivability increases. In part, this conclusion requires confirmation in relation to crumbling, since the fact of a positive effect on survivability may be in doubt. By applying the procedure of comb analysis to the obtained regression equation, in order to describe the response surface, locally optimal solutions are established in the form of a ridge line. This line represents the optimal combination of compressive strength and shedding in the sense of ensuring the maximum survivability of the mixture. The corresponding ratios can be used as a nomogram, which allows to evaluate the ratios of the desired properties of the mixture, if it is fundamentally important to assess its quality by a set of properties

Оцінка стабільності процесу плавки сталі 30ХНМЛ в електродугових печах на основі технологічного аудиту серійних плавок

The object of research is the process of 30ХНМЛ steel melting in two electric arc furnaces with a capacity of 6 tons. Technological audit of the process is carried out on existing furnaces in the steel foundry of a machine-building enterprise specializing in the manufacture of large shaped castings for products of transport engineering. The audit is aimed at analyzing the compliance of the performed main technological melting operations with the required regulated technological instructions.On the basis of carrying out serial meltings, a sample of experimental and industrial data is obtained to determine the tensile strength of steel samples 30KhNML. It has been established that according to the actual production data of serial heats it is impossible to postulate the distribution law, in particular, to speak of a normal distribution. Therefore, the use of statistical sampling functions to assess the melting stability is not advisable. It is proposed to use the stability coefficient (η), based on the calculation of entropy (H), as a criterion for assessing the melting stability. It is proposed to use a fuzzy description of these values for practical use in assessing the melting stability. In this case, it can be assumed that the calculated values of entropy and melting stability coefficient for each sample separately and the total sample form the left (αjp) and right (βjp) fuzziness boundary. It is proposed in the fuzzy description to use the membership function of (L–R) type. In a specific case, it can be assumed that αjp=2.63, βjp=2.71 (for a fuzzy number H) and αjp=0.22, βjp=0.24 (for a fuzzy number η).Thanks to the proposed method for assessing the melting stability, it is possible to obtain objective data without relying on the assumption of a normal distribution law. The proposed method is invariant to the type of technological process in the blank production. These can be metal forming, heat treatment and other metallurgical processes. The importance of the proposed method is related to the fact that the quality of further technological operations for the production of finished parts depends on the inheritance of the quality of blank production as the previous technological stages of production.Объектом исследования является процесс плавки стали 30ХНМЛ в двух электродуговых печах ёмкостью 6 тонн. Технологический аудит процесса осуществлялся на действующих печах в сталелитейном цехе машиностроительного предприятия, специализирующего на изготовлении крупного фасонного литья для изделий транспортного машиностроения. Аудит имел целью анализ соответствия выполняемых основных технологических операций плавки требуемым регламентированным технологическим инструкциям.На основе проведения серийных плавок получена выборка экспериментально-промышленных данных по определению предела прочности образцов стали 30ХНМЛ. Установлено, что по реальным производственным данным серийных плавок невозможно постулировать закон распределения, в частности, говорить о нормальном распределении. Поэтому использование статистических выборочных функций для оценки стабильности плавки не целесообразно. В качестве критерия оценки стабильности плавки предложено использовать коэффициент стабильности (η), основанный на расчете энтропии (Н). Предложено для практического применения в оценке стабильности плавки использовать нечеткое описание этих величин. В этом случае можно принять, что рассчитанные значения энтропии и коэффициента стабильности плавки для каждой выборки в отдельности и общей выборки формируют левую (αjp) и правую (βjp) границу нечеткости. Предложено в нечетком описании использовать функции принадлежности (L–R) типа. В конкретном случае можно принять, что αjp=2,63, βjp=2,71 (для нечеткого числа Н) и αjp=0,22, βjp=0,24 (для нечеткого числа η). Благодаря предложенному способу оценки стабильности плавки обеспечивается возможность получения объективных данных, не полагаясь на допущение о нормальном законе распределения. Предложенный способ инвариантен типу технологического процесса в заготовительном производстве. Это могут быть процессы обработки металлов давлением, термической обработки и другие металлургические процессы. Важность предложенного способа связана с тем, что качество дальнейших технологических операций для получения готовых деталей зависит от наследования качества заготовительного производства как предыдущих технологических этапов производства продукции.Об'єктом дослідження є процес плавки сталі 30ХНМЛ в двох електродугових печах місткістю 6 тонн. Технологічний аудит процесу здійснювався на діючих печах в сталеливарному цеху машинобудівного підприємства, який спеціалізується на виготовленні великого фасонного лиття для виробів транспортного машинобудування. Аудит мав на меті аналіз відповідності виконуваних основних технологічних операцій плавки необхідним регламентованим технологічним інструкціям.На основі проведення серійних плавок отримана вибірка експериментально-промислових даних по визначенню межі міцності зразків сталі 30ХНМЛ. Встановлено, що за реальними виробничими даними серійних плавок неможливо постулювати закон розподілу, зокрема, говорити про нормальний розподіл. Тому використання статистичних вибіркових функцій для оцінки стабільності плавки недоцільно. В якості критерію оцінки стабільності плавки запропоновано використовувати коефіцієнт стабільності (η), заснований на розрахунку ентропії (Н). Запропоновано для практичного застосування в оцінці стабільності плавки використовувати нечіткий опис цих величин. В цьому випадку можна прийняти, що розраховані значення ентропії і коефіцієнта стабільності плавки для кожної вибірки окремо і загальної вибірки формують ліву (αjp) і праву (βjp) межу нечіткості. Запропоновано в нечіткому описі використовувати функції приналежності (L–R) типу. У конкретному випадку можна прийняти, що αjp=2,63, βjp=2,71 (для нечіткого числа Н) і αjp=0,22, βjp=0,24 (для нечіткого числа η).Завдяки запропонованому способу оцінки стабільності плавки забезпечується можливість отримання об'єктивних даних, не покладаючись на припущення про нормальний закон розподілу. Запропонований спосіб інваріантний типу технологічного процесу в заготівельному виробництві. Це можуть бути процеси обробки металів тиском, термічної обробки та інші металургійні процеси. Важливість запропонованого способу пов'язана з тим, що якість подальших технологічних операцій для отримання готових деталей залежить від успадкування якості заготівельного виробництва як попередніх технологічних етапів виробництва продукції

Оцінка стабільності процесу плавки сталі 30ХНМЛ в електродугових печах на основі технологічного аудиту серійних плавок

The object of research is the process of 30ХНМЛ steel melting in two electric arc furnaces with a capacity of 6 tons. Technological audit of the process is carried out on existing furnaces in the steel foundry of a machine-building enterprise specializing in the manufacture of large shaped castings for products of transport engineering. The audit is aimed at analyzing the compliance of the performed main technological melting operations with the required regulated technological instructions.On the basis of carrying out serial meltings, a sample of experimental and industrial data is obtained to determine the tensile strength of steel samples 30KhNML. It has been established that according to the actual production data of serial heats it is impossible to postulate the distribution law, in particular, to speak of a normal distribution. Therefore, the use of statistical sampling functions to assess the melting stability is not advisable. It is proposed to use the stability coefficient (η), based on the calculation of entropy (H), as a criterion for assessing the melting stability. It is proposed to use a fuzzy description of these values for practical use in assessing the melting stability. In this case, it can be assumed that the calculated values of entropy and melting stability coefficient for each sample separately and the total sample form the left (αjp) and right (βjp) fuzziness boundary. It is proposed in the fuzzy description to use the membership function of (L–R) type. In a specific case, it can be assumed that αjp=2.63, βjp=2.71 (for a fuzzy number H) and αjp=0.22, βjp=0.24 (for a fuzzy number η).Thanks to the proposed method for assessing the melting stability, it is possible to obtain objective data without relying on the assumption of a normal distribution law. The proposed method is invariant to the type of technological process in the blank production. These can be metal forming, heat treatment and other metallurgical processes. The importance of the proposed method is related to the fact that the quality of further technological operations for the production of finished parts depends on the inheritance of the quality of blank production as the previous technological stages of production.Объектом исследования является процесс плавки стали 30ХНМЛ в двух электродуговых печах ёмкостью 6 тонн. Технологический аудит процесса осуществлялся на действующих печах в сталелитейном цехе машиностроительного предприятия, специализирующего на изготовлении крупного фасонного литья для изделий транспортного машиностроения. Аудит имел целью анализ соответствия выполняемых основных технологических операций плавки требуемым регламентированным технологическим инструкциям.На основе проведения серийных плавок получена выборка экспериментально-промышленных данных по определению предела прочности образцов стали 30ХНМЛ. Установлено, что по реальным производственным данным серийных плавок невозможно постулировать закон распределения, в частности, говорить о нормальном распределении. Поэтому использование статистических выборочных функций для оценки стабильности плавки не целесообразно. В качестве критерия оценки стабильности плавки предложено использовать коэффициент стабильности (η), основанный на расчете энтропии (Н). Предложено для практического применения в оценке стабильности плавки использовать нечеткое описание этих величин. В этом случае можно принять, что рассчитанные значения энтропии и коэффициента стабильности плавки для каждой выборки в отдельности и общей выборки формируют левую (αjp) и правую (βjp) границу нечеткости. Предложено в нечетком описании использовать функции принадлежности (L–R) типа. В конкретном случае можно принять, что αjp=2,63, βjp=2,71 (для нечеткого числа Н) и αjp=0,22, βjp=0,24 (для нечеткого числа η). Благодаря предложенному способу оценки стабильности плавки обеспечивается возможность получения объективных данных, не полагаясь на допущение о нормальном законе распределения. Предложенный способ инвариантен типу технологического процесса в заготовительном производстве. Это могут быть процессы обработки металлов давлением, термической обработки и другие металлургические процессы. Важность предложенного способа связана с тем, что качество дальнейших технологических операций для получения готовых деталей зависит от наследования качества заготовительного производства как предыдущих технологических этапов производства продукции.Об'єктом дослідження є процес плавки сталі 30ХНМЛ в двох електродугових печах місткістю 6 тонн. Технологічний аудит процесу здійснювався на діючих печах в сталеливарному цеху машинобудівного підприємства, який спеціалізується на виготовленні великого фасонного лиття для виробів транспортного машинобудування. Аудит мав на меті аналіз відповідності виконуваних основних технологічних операцій плавки необхідним регламентованим технологічним інструкціям.На основі проведення серійних плавок отримана вибірка експериментально-промислових даних по визначенню межі міцності зразків сталі 30ХНМЛ. Встановлено, що за реальними виробничими даними серійних плавок неможливо постулювати закон розподілу, зокрема, говорити про нормальний розподіл. Тому використання статистичних вибіркових функцій для оцінки стабільності плавки недоцільно. В якості критерію оцінки стабільності плавки запропоновано використовувати коефіцієнт стабільності (η), заснований на розрахунку ентропії (Н). Запропоновано для практичного застосування в оцінці стабільності плавки використовувати нечіткий опис цих величин. В цьому випадку можна прийняти, що розраховані значення ентропії і коефіцієнта стабільності плавки для кожної вибірки окремо і загальної вибірки формують ліву (αjp) і праву (βjp) межу нечіткості. Запропоновано в нечіткому описі використовувати функції приналежності (L–R) типу. У конкретному випадку можна прийняти, що αjp=2,63, βjp=2,71 (для нечіткого числа Н) і αjp=0,22, βjp=0,24 (для нечіткого числа η).Завдяки запропонованому способу оцінки стабільності плавки забезпечується можливість отримання об'єктивних даних, не покладаючись на припущення про нормальний закон розподілу. Запропонований спосіб інваріантний типу технологічного процесу в заготівельному виробництві. Це можуть бути процеси обробки металів тиском, термічної обробки та інші металургійні процеси. Важливість запропонованого способу пов'язана з тим, що якість подальших технологічних операцій для отримання готових деталей залежить від успадкування якості заготівельного виробництва як попередніх технологічних етапів виробництва продукції