predlog prenove proizvodnega procesa za jeklo pt

UNIVERZA V MARIBORUFAKULTETA ZA ORGANIZACIJSKE VEDE

Diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijaSmer: Organizacija in management delovnih procesov

PREDLOG PRENOVE PROIZVODNEGAPROCESA za JEKLO PT 929 V METAL

RAVNE d.o.o

Mentor: izr. prof. dr. Miroslav Jeraj Kandidat: Igor Makič

Kranj, oktober 2008

IZJAVA ZA VAROVANJE POSLOVNE SKRIVNOSTI

Vsi podatki v diplomski nalogi, ki prikazujejo numerične vrednosti, so spremenjenizaradi varovanja podatkov.

ZAHVALA

Zahvaljujem se izr. prof. dr. Miroslavu Jeraju za mentorstvo, pomoč in nasvete priizdelavi diplomske naloge.

Zahvala gre tudi podjetju Metal Ravne, d.o.o., ki je finančno podprlo mojeizobraževanje in mi omogočilo ostale ugodnosti v okviru šolanja.

Zahvaljujem se tudi lektorici gospe Petri Beondić, ki je lektorirala mojo diplomskonalogo.

Posebna zahvala pa je namenjena mojim sodelavcem Branetu, Juretu in Bernardiza pomoč pri izdelavi diplomskega dela.

POVZETEK

Blagovna znamka visoko kakovostnih ravenskih jekel, tehnično znanje zaposlenih,naslon na lastne moči in že kar pregovorna koroška trma so zasluge, ki so že odnekdaj znane in poznane po svetu. To so tudi temelji, na katerih je zasnovanmarsikateri projekt našega podjetja. Eden izmed teh je tudi razvoj novih jekel inizdelkov, katerega želim predstaviti v diplomskem delu.

V našem podjetju dajemo večji poudarek kakovosti pred količino. Notranjaučinkovitost izhaja iz stroškovne naravnanosti in potrebe po fleksibilnosti. Jamstvoza dolgoročen uspeh sloni na celoviti sanaciji, ki zajema vse poslovne funkcije in naprojektnem pristopu, ki omogoča sistematično postavljanje ciljev in stalen nadzorvmesnih ciljev ter pravočasne korekcije za doseganje končnih ciljev.

V letih iskanj in načrtovanj prihodnosti podjetja, se je rodila vizija podjetja, doumelismo svoje poslanstvo in postavili smo si osnovne cilje. SIJ Metal Ravne, d.o.o. jeuspešno in stabilno jeklarsko podjetje, ki bo delovalo učinkovito, kakovostno in s temomogočalo ustvarjalno zadovoljstvo posamezniku, zadovoljilo potrebe kupca terzagotavljalo dobiček lastniku.

Z diplomskim delom bom raziskoval področje izdelave jekel, ki se uporabljajo zaizdelavo lopatic za turbine pri pridobivanju električne energije. Največ izdelujemojeklo z interno oznako PT929 (X22CRMOV12, W.NR. 1.4923). To je visoko legiranonerjavno jeklo za uporabo pri povišanih temperaturah. Zaradi posebnih zahtev pomehanskih lastnostih želim točno definirati probleme, ki nastajajo zaradi posebnihzahtev kupcev po mehanskih lastnostih jekla. V proizvodnji prihaja do izmeta,ponavljanja posameznih faz dela in do ozkih grl, ki jih na osnovi teoretičnih znanjželimo zmanjšati oziroma odpraviti.

Diplomsko delo prikazuje sedanji tehnološki postopek izdelave jekla za turbinskelopatice, probleme oz. težave, ki se pri proizvodnji pojavljajo in predviden novitehnološki postopek.

KLJUČNE BESEDE

- proces- proizvodni proces- prenova proizvodnega procesa- razvoj novega izdelka- organizacija procesa- tehnologija- lopatice za turbine- Metal Ravne

ABSTRACT

Trade name of high-grade Ravne steel grades, rich technical knowledge and skillsof employees, vast experience and Carinthian stubborness are the merits wellknown all over the world for a very long time. This is also the basis for many projectsrun in our company. One among them is also development of new steel grades andproducts which is the focus of my diploma paper here.

We give the quality priority over quantity. Inner efficiency originates from our cost-minimising orientation and a demand for flexibility. Our long-term success dependson the overall restructuring which includes all business functions and on the projectapproach which allows a systematic identification of goals and a permanent controlof intermediate goals with due corrections to reach the end goals.

In the years of searching and planning of company's future, the vision of thecompany was generated. We concentrated on our mission, setting ourselves thebasic goals. SIJ Metal Ravne d.o.o. is a successful and stable steelmaking companywith efficient performance, herewith producing creative individual satisfaction,satisfying customers' demands and guaranteeing profits for our owner.

With my diploma paper, I will analyse the field of production of those steels whichare used for turbine blades meant for electric power generation. We mostly producesteel with the internal designation PT9292 ( X22CRMOV12, W.NR. 1.4923 ). This ishigh-alloyed stainless steel for application at elevated temperatures. Due to specificrequirements in regard to mechanical properties, I wish to define problems whicharise in connection with specific demands of customers for mechanical properties ofsteel. In our production, we have to deal with repeating of individual work phasesand face bottlenecks which we wish to diminish and/or eliminate on the basis of ourtheoretic knowledge.

Diploma paper shows the current technological process and production of steel forturbine blades and/or issues appearing in the production, with the foreseen newtechnological process.

KEY WORDS

- Process- Production process- Revamping of production process- Development of a new product- Process organisation- Technology- Turbine blades- Metal Ravne

KAZALO

1 UVOD.................................................................................................................. 11.1 PREDSTAVITEV PROBLEMA ................................................................... 11.2 PREDSTAVITEV OKOLJA ......................................................................... 21.3 PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE .............................................................. 71.4 METODE DELA.......................................................................................... 7

2 TEORETIČNE OSNOVE PROCESA OSVAJANJA IN RAZVOJA NOVEGAIZDELKA.................................................................................................................... 8

2.1. DEFINICIJE PLASTIČNEGA PREOBLIKOVANJA JEKEL IN TOPLOTNEOBDELAVE ............................................................................................................ 82.1 VSEBINA INTERNEGA PREDPISA........................................................... 92.2 POTEK OSVAJANJA IN PRISTOJNOSTI ZA RAZISKOVALNORAZVOJNO DELO ............................................................................................... 102.3 OPIS POSTOPKA OSVAJANJA OZ. RAZVOJA...................................... 14

POBUDE IN PREDLOGI................................................................................... 14ANALIZA POBUDE, OCENA STROŠKOV IN IZDELAVA PREDLOGA ZAOSVAJANJE ..................................................................................................... 15KRATKA ANALIZA TRGA................................................................................. 15ODOBRITEV OSVAJANJA IN RAZVOJA......................................................... 15FORMIRANJE DELOVNEGA TIMA OSVAJANJA IN RAZVOJA ..................... 15IZDELAVA PLANA DELA IN OCENA STROŠKOV OSVAJANJA IN RAZVOJA.......................................................................................................................... 15OBRAVNAVA IN ODOBRITEV PLANA IN STROŠKOV OSVAJANJA INRAZVOJA ......................................................................................................... 16IZVEDBA NALOGE OSVAJANJA IN RAZVOJA .............................................. 16IZDELAVA PREDLOGA KAKOVOSTNEGA PREDPISA IN PLANA KONTROLEKAKOVOSTI ..................................................................................................... 16IZDELAVA TEHNOLOGIJE IN PREDKALKULACIJE....................................... 16IZDELAVA IN PREDAJA KONČNEGA POROČILA OSVAJANJA IN RAZVOJA.......................................................................................................................... 16OVERJANJE POROČILA TER INTERNA IN/ALI EKSTERNA VALIDACIJA ... 17

3 OBSTOJEČE STANJE PROCESA RAZVOJA NOVEGA IZDELKA .............. 183.1 TEHNOLOŠKA POT IZDELAVE JEKLA PT929 ZA TURBINSKELOPATICE............................................................................................................ 21

IZDELAVA JEKLA V ELEKTRO OBLOČNI PEČI............................................. 21OBDELAVA JEKLA NA VAKUMSKI NAPRAVI ................................................ 22LITJE JEKLA V INGOTE .................................................................................. 22

3.2 PREDELAVA JEKLA V TEŽKI VALJARNI ........................................... 23OGREVANJE IN VALJANJE INGOTOV........................................................... 23RAZREZ IN OHLAJANJE GREDIC .................................................................. 23KONTROLA IN OZNAČEVANJE ZVALJANIH GREDIC................................... 24ADJUSTIRANJE IN ODPREMA ....................................................................... 24

3.3 PREDELAVA JEKLA V VALJARNI PROFILOV ................................... 25VALJANJE PROFILOV ..................................................................................... 25TOPLOTNA OBDELAVA PROFILOV ............................................................... 26

3.4 KRITIČNA ANALIZA................................................................................. 27

4 PRENOVA PROIZVODNEGA PROCESA ........................................................ 284.1 POIZKUSNO VALJANJE JEKLA PT929 Z VMESNIM OHLAJANJEM –TERMO MEHANSKA IZDELAVA (TMO).............................................................. 284.2 TEHNOLOGIJA POIZKUSNE IZDELAVE ................................................ 29

VHODNI PODATKI: .......................................................................................... 29VALJANJE: ....................................................................................................... 29TERMOMEHANSKA OBDELAVA .................................................................... 30TOPLOTNA IN KONČNA OBDELAVA ............................................................ 31KONTROLA PROFILOV ................................................................................... 32LABORATORIJSKE PREISKAVE .................................................................... 38OZNAČEVANJE PROFILOV ............................................................................ 43

4.3 OPIS NOVEGA PROIZVODNEGA PROCESA ........................................ 44IZDELAVA JEKLA V ELEKTRO OBLOČNI PEČI............................................. 44OBDELAVA JEKLA NA VAKUMSKI NAPRAVI ................................................ 45LITJE JEKLA V INGOTE .................................................................................. 45PREDELAVA JEKLA V TEŽKI VALJARNI.................................................... 46PRENOVA TEHNOLOŠKEGA PROCESA V VALJARSKEMU PROGRAMU .. 46KONTROLA PROFILOV ................................................................................... 47

5 ZAKLJUČKI...................................................................................................... 505.1 OCENA UČINKOV ................................................................................... 505.2 POGOJI ZA UVEDBO .............................................................................. 515.3 MOŽNOSTI NADALJNEGA RAZVOJA .................................................... 51

LITERATURA IN VIRI .......................................................................................... 52

KAZALO TABEL.................................................................................................. 53

KAZALO SLIK ..................................................................................................... 53

KAZALO DIAGRAMOV ....................................................................................... 53

PRILOGA ............................................................................................................. 54

Univerza v Mariboru - Fakulteta za organizacijske vede Diplomsko delo visokošolskega strokovnega študija

Igor Makič: Predlog prenove proizvodnega procesa za jeklo PT929 v METAL RAVNE d.o.o stran 1 od 54

1 UVOD

1.1 PREDSTAVITEV PROBLEMA

Zahtevane mehanske lastnosti jekla v poboljšanem stanju (natezna trdnost 900–1050 N/mm², žilavost minimalno 20 J, prehodna temperatura žilavosti pod 30 ºC) soizjemno težko dosegljive. Problem je v medsebojni povezanosti natezne trdnosti inžilavosti, ki sta obratno sorazmerni. Dosedanji rezultati so pokazali, da dosegamopri sedanji tehnologiji pri natezni trdnosti 950 N/mm² žilavost 21 – 22 J, pri višjihvrednostih natezne trdnosti pa je žilavost prenizka. To pomeni, da imamo izjemnoozek interval ustrezne natezne trdnosti, ki je v praksi težko dosegljiv.

Drug problem predstavlja prehodna temperatura žilavosti, ki je posledicaenakomernosti in homogenosti jekla. Ker prihaja v proizvodnji do različnih odstopanjv posamezni tehnološki fazi, ima to za posledico raztros končnih vrednosti prehodnetemperature žilavosti.

Zadnji problem je v obstoječi tehnološki poti – trikratna toplotna obdelava namzaseda kapacitete in povzroča ozko grlo v proizvodnji.

Cilj naloge je določitev in raziskava ustreznosti spremenjene tehnološke poti,določitev posameznih tehnoloških parametrov, analiziranje njihovega vpliva namehanske lastnosti in odprava ozkega grla v proizvodnji.

Pri izdelavi jekla za turbinske lopatice je osnovni pogoj obvladovanje celotnegaprocesa izdelave, plastične predelave (valjanje), toplotne obdelave in kontrole.

Namen vsakega poslovnega sistema je zagotavljanje njegove dolgoročneuspešnosti in konkurenčne prednosti na trgu. Da dosežemo tako stanje, moramovoditi proizvodnjo tako, da v proizvodnji v sodelovanju s Službo za raziskave inrazvoj razvijamo, osvajamo, optimiziramo ter uvajamo nove tehnologije.

Rezultat naloge bo nova tehnološka pot, ki bo zagotavljala boljše lastnosti izdelka,določena pa bo na osnovi teoretičnega znanja in poizkusnega dela.



1.2 PREDSTAVITEV OKOLJA

Metal Ravne d.o.o. je jeklarsko podjetje v skupini SIJ - Slovenska industrija jekla, kije članica IMH – Industrial Metallurgical Holding. IMH je upravljalsko podjetje večmetalurških, premogovniških družb in družb za pridobivanje koksa, ustanovljeno leta2002. Glavni podjetji v skupini sta Tulachermet (eno izmed vodilnih ruskihmetalurških podjetij) in Koks (eden izmed glavnih proizvajalcev koksa).

V koncernu SIJ-a se Metal Ravne ponaša z najdaljšo tradicijo proizvodnje jekla, sajzapiski prvič omenjajo proizvodnjo železa v naši mežiški dolini v letu 1620. Našrazvoj pridobiva znanje in izkušnje na osnovi dolgoletne tradicije.

Naziv podjetja: METAL RAVNE, d.o.o.Naslov: Koroška cesta 14, 2390 Ravne na KoroškemTelefon, telefax: +386 (0) 2 870 7005, +386 (0) 2 870 7006Internet: [email protected], www.metalravne.com

Leto ustanovitve: 1992Št. zaposlenih (31.12. 2007):1024

Slika 1: Situacija Metal Ravne d.o.o.

http://intranet/

http://www.sij.si/

http://www.metholding.ru/en/

mailto:[email protected]

http://www.metalravne.com/



Naše podjetje se ponaša s 388 letno tradicijo, ki sega v leto 1620. Nosilni programijekel iz našega proizvodnega programa so predvsem orodna in hitrorezna jekla ternekatera konstrukcijska in specialna jekla. Izdelki iz teh jekel so vstopni material zaizdelavo delov za avtomobilsko, elektro, strojno, kemijsko, živilsko industrijo,gradbeništvo, rudarstvo, petrokemijo, vojno industrijo in za specialne namene.

Ključnega pomena poslovanja podjetja ni samo kvaliteta proizvodov, ampakkakovost v širšem pomenu besede. Tudi na tem področju je Metal Ravne črpal izbogate tradicije metalurgije na Ravnah. Ta je ves čas posvečala veliko pozornostikakovosti svojih izdelkov in storitev. Še pred desetletji je veljala Železarna Ravne prinajpomembnejših svetovnih akreditacijskih organih kot potrjen dobavitelj zanajzahtevnejše izdelke v ladjedelništvu, strojegradnji, letalski, avtomobilski in ostalihvrstah industrije. Dokaz kvalitetnega poslovanja je v letu 1992 pridobljen certifikatISO 9001 in ponovno verificiran leta 2008 za obdobje treh let.

Cilj prodaje je povečevati prodajo visokokvalitetnih orodnih jekel, ki predstavljajotretjino skupne vrednosti prodaje. Potrošniki orodnih jekel so izdelovalci različnihorodij za delo v hladnem in delo v vročem. Značilnost porabe tovrstnih jekel je velikoštevilo relativno majhnih potrošnikov, značilnost prodaje pa je veliko številokoličinsko majhnih naročil s kratkimi dobavnimi roki. Prav zato potrošniki pogostokupujejo v tako imenovanih steel centrih.

V zadnjih šestih letih smo se preusmerili v izvoz, katerega delež v realizaciji se je iz20% v letu 1991 povečal na 90 % v letu 2007. Naši največji izvozni trgi so Nemčija,Avstrija, Italija, Madžarska, ZDA. Z intenzivno vključitvijo lastne zunanjetrgovinskemreže v okviru skupine Slovenska industrija jekla želimo naš trg razširiti tudi navzhod.

Celotna strategija razvoja temelji na proizvodnji izdelkov višjega cenovnega razreda,na dvigu produktivnosti, v prodaji pa bomo ohranili širok spekter izdelkov, ki jihbomo izdelovali tudi iz polizdelkov drugih proizvajalcev.

Proizvodni program podjetja Metal Ravne zajema več kot 280 vrst jekel; od ogljičnihin legiranih konstrukcijskih, orodnih ter specialnih jekel v obliki valjanih in kovanihproizvodov.

Naša osnovna usmeritev je področje orodnih jekel, ki so podprti z ustrezno procesnotehnologijo. Ta tehnologija zajema izdelavo jekel v elektroobločnih pečeh,vakuumsko metalurgijo, elektropretaljevanje pod žlindro, kovanje, valjanje terustrezno toplotno obdelavo z možnostjo mehanske obdelave - svetli profili.Proizvodi so proizvedeni v skladu s svetovnimi standardi in temu primernoopremljeni z ustreznimi atesti, saj razpolagamo z atestirano kontrolno opremo vkemijskem, mehanskem laboratoriju in metalografskem laboratoriju v sklopu katerihso tudi specialni instrumenti (emisijski kvantometer, vrstični elektronski mikroskop,rentgenski difraktomter).



Izdelki Metala so tako na trgih celotne Evrope, ZDA in bližnjega ter daljnega vzhoda.Glavni kupci, po direktnih in indirektnih poteh prodaje, so v Nemčiji, ZDA, Italiji,Avstriji in doma. Prodajo podpiramo tudi s koriščenjem prodajne mreže SlovenskihŽelezarn, ki razpolaga z agencijami, zastopstvi in podjetji v Nemčiji, Avstriji, Amerikiter na Poljskem.

Skratka Metal Ravne je podjetje, ki je podvrženo globalizaciji konkurence v našimetalurški panogi in s tem smo prisiljeni, da iščemo konkurenčne prednosti spovezovanjem aktivnosti na globalni ravni.

Slika 2: Logo Metal Ravne d.o.o



Organizacijska struktura podjetja

V organizacijsko celoto povezujemo naslednje proizvodne enote:

- Jeklarski program,- Kovaški program,- Valjarski program.

Jeklarski program:

- združuje dve proizvodni enoti in sicer Jeklarno in Valjarno gredic. Standardniproizvodno prodajni program obsega proizvodnjo kvadratnih, ploščatih profilov terproizvodnjo plošč.

Kovaški program:

- združuje proizvodne enote: Avtomatska kovačnica, Težka kovačnica, Toplotnaobdelava in Mehanska obdelava,- izdelujemo kovane proizvode, kot so kovane gredice, palice in odkovki različnihizvedb površine.

Valjarski program:

- združuje dve proizvodni enoti in sicer Valjarno profilov in Proizvodnjo svetlihprofilov. V Valjarni profilov proizvajamo valjane profile, kot so gredice, okrogli,ploščati in kvadratni profili različnih izvedb površine.

Kontrola in metalurški razvoj:

- razvoj novih materialov in tehnologij sta osnovni nalogi razvoja in raziskav, kjerzdružujemo ideje, izkušnje in znanja,- obseg razvojnih dosežkov je širok, saj gre za nova jekla, nove izdelke, nove aliizboljšane tehnologije in hitrejše postopke izdelave.

V našem razvojnem oddelku dela skupina visoko kompetentnih strokovnjakov, ki jonenehno nadgrajujemo, saj razvojne cilje postavljamo dolgoročno.



Slika 3: Organizacijska shema Metal Ravne d.o.o.



1.3 PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE

Cilj naloge je določitev in raziskava ustreznosti spremenjene tehnološke poti,določitev posameznih tehnoloških parametrov, analiziranje nijhovega vpliva nakončne mehanske lastnosti in odprava ozkega grla v proizvodnji.

Rezultat diplomskega dela bo nova tehnološka pot, ki bo določena na osnoviteoretičnega znanja in poizkusnega dela.

Omejitve

Zahtevane mehanske lastnosti jekla v poboljšanem stanju (natezna trdnost 900 –1050 N/mm², žilavost minimalno 20 J, prehodna temperatura žilavosti pod 30º C) soizjemno težko dosegljive. Problem je v medsebojni povezanosti natezne trdnosti inžilavosti, ki sta obratno sorazmerni. Dosedanji rezultati so pokazali, da dosegamopri sedanji tehnologiji pri natezni trdnosti 950 N/mm² žilavost 21 – 22 J, pri višjihvrednosti natezne trdnosti pa je žilavost prenizka. To pomeni, da imamo izjemnoozek interval ustrezne natezne trdnosti, ki je v praksi težko dosegljiv.

Drug problem predstavlja prehodna temperatura žilavosti, ki je posledicaenakomernosti in homogenosti jekla. Ker prihaja v proizvodnji do različnih odstopanjv posamezni tehnološki fazi, ima to za posledico raztros končnih vrednosti prehodnetemperature žilavosti.

Zadnji problem je v obstoječi tehnološki poti – trikratna toplotna obdelava namzaseda kapacitete in povzroča ozko grlo v proizvodnji.

1.4 METODE DELA

Na osnovi teoretičnega znanja in praktičnih izkušenj želimo izdelati povsem novotehnološko pot pri izdelavi jekla PT929 za turbinske lopatice. S poskusnim delomželimo potrditi teorijo in odpraviti ozko grlo v proizvodnji. Pri diplomskem delu nisemuporabil nobenih statističnih metod. Projekt temelji zgolj na lastnih opazovanjih inizkušnjah ter na opažanjih drugih zaposlenih v podjetju.



2 TEORETIČNE OSNOVE PROCESA OSVAJANJA INRAZVOJA NOVEGA IZDELKA

2.1. DEFINICIJE PLASTIČNEGA PREOBLIKOVANJA JEKEL INTOPLOTNE OBDELAVE

PREOBLIKOVANJE V TOPLEM

Surovce segrejemo na ustrezno temperaturo, kristalna struktura se zrahlja, povečase deformabilnost materiala. Po toplem preoblikovanju ni utrditve. Medpreoblikovanjem v toplem se prepletata dva pojava UTRDITEV inREKRISTALIZACIJA. Če je preoblikovanje počasno je hitrost rekristalizacije večjaod hitrosti utrditve, odpor proti preoblikovanju pa je manjši. Pri hitrejšempreoblikovanju pa se material najprej nekoliko utrdi in šele potem rekristalizira. Silapreoblikovanja je manjša.

TLAČNO PREOBLIKOVANJE (VALJANJE)

Valjanje je neprestano stiskanje materiala med vrtečimi se valjastimi orodji.

Namen valjanja je: predelava gradiv v polizdelke, predelava gradiv v izdelke(navoji), izboljšanje merske natančnosti, hrapavosti in mehanskih lastnosti.

Slika: 4 Valjanje



TOPLOTNA OBDELAVAToplotna obdelava imenujemo postopke, pri katerih material segrejemo na določenotemperaturo ter ga nato (po določenem času) ponovno ohladimo. Faza segrevanjase imenuje avstenitizacija, faza ohlajanja pa transformacija avstenita. Strukture, kinastanejo z različnimi hitrostmi ohlajanja, pa nam podajajo TTT diagrami. Namenobdelave je pridobiti lastnosti jekel, ki so za določeno področje uporabe najboljše. Vnekaterih primerih segrevanje poteka v posebnem kemično aktivnem okolju, tako dagovorimo o toplotno kemično obdelavi.

POBOLJŠANJE JEKELV večini primerov po kaljenju izdelke ponovno segrevamo, ter jih nato ohlajamopočasi do sobne temperature. To je nujno potrebno pri kaljenju legiranih jekel vmartenzitni stopnji. Namen takega segrevanja je zmanjšati nastale termičnenapetosti. Pri teh jeklih so te napetosti tako velike, da je lahko veliko izdelkov (zaradinastalih razpok, deformacij in porušitev) neuporabnih. S takojšnjim popuščanjem seučinek notranjih napetosti bistveno zmanjša. Ta toplotna obdelava se imenujepopuščanje jekel.Toplotna obdelava, pri kateri izdelke po kaljenju popuščajo pri temperaturah nad100 °C, imenujemo poboljšanje. Namen poboljšanja je dobiti dobro trdnost inistočasno dobro žilavost izdelkov. Poboljšanje je torej toplotna obdelava, ki jesestavljena iz kaljenja in popuščanja. Izvaja se pri jeklih, ki imajo 0,3 do 0,6 %C (aliveč). V večini preimerov so ta jekla legirana z Cr, Mo, Co, V, W, Ti in ostalimi. Pritem imajo legirni elementi različno vlogo. Povečajo trdoto tako, da tvorijo trde instabilne karbide, vplivajo na velikost kristalnih zrn in izboljšujejo žilavost.

Slika 5: Osnovni kalilno - popuščni diagram2.1 VSEBINA INTERNEGA PREDPISA



Postopek predpisuje osvajanje novega metalurškega izdelka, večje spremembetehnologije v metalurških obratih in reševanje problemov kakovosti.

Novi izdelki so nova jekla in novi izdelki iz že osvojenega jekla ali pa tudi zapisi olastnostih izdelkov in merilnih metodah.

Med večje spremembe tehnologije štejemo vse spremembe tehnologij, v katereje po tehnološki verigi vključeno več obratov in tiste tehnologije, kjer pride dobistvenih sprememb kakovosti izdelkov ali stroškov proizvodnje za več kot 10 %.

Po tem predpisu se izvajajo tudi vse naloge, ki so odobrene v letnem predlogurazvojno - raziskovalnih nalog, čeprav njihov rezultat ni izključno razvoj novegaizdelka.

Ta predpis določa naloge in dolžnosti posameznih služb, oddelkov in razvojnih delovnih timov pri osvajanju novega izdelka ali tehnologije

2.2 POTEK OSVAJANJA IN PRISTOJNOSTI ZA RAZISKOVALNORAZVOJNO DELO

Osnovni princip organizacije je prikazan na sliki 6. Pri tem ločimo daljši (tabeli 1in 2) in krajši (tabela 3) postopek osvajanja oziroma razvoja. Krajši postopek jehitrejši, fleksibilnejši in namenjen hitrim spremembam, krajšim raziskavam brezvključevanja analize tržišča, ker je kupec znan.

Slika 6: Osnovni princip organizacije

V zvezi z osvajanjem novih jekel ali drugih zlitin se uporabljata dva izraza:



- osvajanje,- delno osvajanje.

O osvajanju govorimo, če se nov material močno razlikuje od obstoječih. Vproizvodnem programu je pred odločitvijo za izdelavo industrijske šarže potrebnoizdelati laboratorijsko, 30-kilogramsko šaržo, jo plastično predelati in ugotovitiosnovne lastnosti po morebitni toplotni obdelavi. Pred odločitvijo je v tem primerupotrebno vsaj 20 koledarskih dni, v povprečju pa 30 dni.

Če se novi material le malo razlikuje od obstoječih, tako da so osnovni tehnološkiparametri znani, se lahko takoj odločimo za industrijsko šaržo, od katerevzamemo material za raziskavo zahtevanih lastnosti. V tem primeru govorimo odelnem osvajanju. Pogosto ga lahko izvedemo v času, ko material čaka vmedfazi.

Tako v primeru osvajanja kot delnega osvajanja je potrebna pri izdelavi inpredelavi prve industrijske šarže asistenca raziskovalcev v obratih, v posebnokritičnih primerih pa je potrebna tudi prisotnost odgovornega sodelavca iz MRR.

Direktor ali vodjaPoslo-vodstvo

SlužbaKMR

Komer-ciala

Proiz-vodnja

MRR Sistemkakovosti

Vodjeprojektov

Planiranjekakovosti

Osvajanjetrga

S S O S

Odobritevosvaj.

S O S S

Metal.razisk.

S S S S O

Osv. met.izdelkov

S S S O

Invest. razvoj O S S S S OSistemkakovosti

S S S S S O S

Razvojtehnologije

O S

Stroški RR S O S S SRazvoj proiz.inf. sistema

S S O

Izdaja KP S S S S O

Tabela 1: Matrika odgovornosti pri osvajanju oz. razvoju

Komercialain drugi

pobudniki

Nosilecnaloge

VodjaMRR

DirektorslužbeKMR

Delovnitimi

Poslovod-stvo

Pripravaproizvodnje

in razvoj

Planiranjekakovosti



tehnologije

1. Pobude inpredlogi

X

2. Analizapobude,ocena

stroškov inizdelavapredlogaosvajanja

X

3. Kratkaanaliza trgaoz. dogovors kupcem

X

4. Obravnavapredloga inodobritevosvajanja

X X

5. Formiranjedelovnega

tima vsoglasju z

nadrejenimi

X

6. Izdelavaplana dela in

stroškov X

7. Obravnavain odobritevvsebinskega

infinančnega

plana naloge

X

8. Izvedbanaloge

X X X

9. Izdelavapredloga KPin plana KK X X X

10 Izdelavatehnologije

inpredkalkula-

cijeX X

11 Izdelava inpredaja

končnegaporočila

X X

12 Overjanje terinterna in/ali

eksternavalidacija X X

13 Pisnaodobritev

redneproizvodnje

X X

14 KP in katal. X

Tabela 2: Hodogram poteka procesa osvajanja oz. razvoja-daljšiKomerciala Vodja Nosilec Direktor Poslo- Odgovorni Planiranje



in drugipobudniki

MRR naloge zdelovnimtimom

službeKMR

vodstvo zaproizvodnjo

kakovosti

1. Pobude inpredlogi naosnoviznanegakupca

X

2. Analizapobude,ocenastroškov inizdelavapredlogaosvaj.

X

3. Odobritevosvajanja

X

4. Formiranjedelovnegatima inizdelavaplanaosvajanja

X

5. Izvedbanaloge

X

6. Izdelavaporočila znavodili zaKP intehnologijo

XX

7. Overjanjeter internain/alieksternavalidacija

X X

8. Pisnaodobritevredne aliposkusneproizvodnje

X X X

9. Izdaja KPX

Tabela 3: Hodogram poteka procesa osvajanja oz. razvoja-krajši



2.3 OPIS POSTOPKA OSVAJANJA oz. RAZVOJA

Pobude in predlogi

Pobude za osvajanje novih izdelkov prihajajo s tržišča preko prodajnih in drugihslužb, ki so v kontaktu s tržiščem. Pobudniki za večje spremembe tehnologijeprihajajo iz obratov in strokovnih služb. Pobudniki predlagajo tudi nosilcaosvajanja.

Predlagatelj osvajanja pripravi čimveč podatkov za osvajanje. Za nove izdelke soto predvsem naslednji podatki:

- naročnik,- namen uporabe in kakšna naročila lahko pričakujemo,- standardi izdelave in kontrole,- stanje materiala ob dobavi,- podatki za kakovostni predpis,- tehnični prevzemni pogoji,- vpliv proizvodnje novega izdelka na okolje,- velikost naročila in ocena tržišča,- vse posebnosti izdelka.

Pri zbiranju podatkov lahko sodelujeta ponudbeni oddelek in oddelek zaplaniranje kakovosti.

Za večje spremembe tehnologije so za izhodišče potrebni naslednji podatki:

- ime izdelka z identifikacijsko šifro,- vrsta jekla,- grupna tehnologija,- dokumentacija obstoječe tehnologije,- vpliv obstoječe tehnologije na okolje,- kompletna kalkulacija izdelka.

Predlagatelj posreduje zbrane podatke vodji oddelka Metalurške raziskave inrazvoj (MRR) v pisni obliki.

V primeru, ko je kupec znan, je potrebno od njega pri postopku naročanja izdelka(jekla) v osvajanju pridobiti soglasje, da v primeru neuspeha pri osvajanju jekla aliizdelka ne bo uveljavljal nikakršnih sankcij (kritni nakup in podobno). Dobavni roktakega izdelka mora biti ustrezno daljši.



Analiza pobude, ocena stroškov in izdelava predloga za osvajanje

Na osnovi posredovanih in dodatnih podatkov ter informacij vodja MRR analizirapobude, oceni stroške ter pripravi pisni predlog letnega plana razvojno-raziskovalnih nalog. Pri predlogih za osvajanje novih jekel se pripravi predlog zaosvajanje. Obrazec se posreduje v prodajo, kjer vodja prodajnega področja podamnenje o možnosti prodaje tega proizvoda, po potrebi se organizira kratkaanaliza trga ter mnenje posreduje poslovodstvu podjetja.

Če je cilj osvajanja samo jeklo, po katerem sprašuje znan kupec, ali lespremenjena izvedba obstoječega materiala ali tehnologije, lahko osvajanje vokviru letnega plana nalog odobri tudi direktor službe KMR.

Kratka analiza trga

Komerciala s kratko analizo trga opredeli obseg trga, pri spremembi tehnologijepa pomembnost spremembe tehnologije za kupce.

Podatki se v pisni obliki posredujejo direktorju službe KMR.

Odobritev osvajanja in razvoja

Poslovodstvo pregleda in oceni posamezne naloge iz letnega plana ter na osnovitrenutnega stanja in dolgoročne strategije odobri ali zavrne izvedbo nalog. Pripredlogih za osvajanje posameznega jekla lahko zahteva tudi dopolnitevpredloga osvajanja ali temeljitejšo tržno analizo.

Formiranje delovnega tima osvajanja in razvoja

Nosilec naloge osvajanja analizira podrobnosti predloga in formira strokovnidelovni tim, sestavljen iz raziskovalcev, tehnologov in drugih sodelavcev, odvisnood vrste in vsebine osvajanja. Za sodelovanje posameznega sodelavca v timumora nosilec naloge dobiti soglasje od linijsko nadrejenega vodje ali direktorja.

Pri osvajanju novih jekel in drugih zlitin mora biti v tim vključen tudi strokovnidelavec iz oddelka Kemija.

Izdelava plana dela in ocena stroškov osvajanja in razvoja

Strokovni tim osvajanja izdela plan dela po aktivnostih na določenem obrazcu terpo terminih in stroških na določenem obrazcu. Pri tem je treba predvideti tudifazo overjanja in validacije. Pri planiranju osvajanja se upoštevajo standardikupca.



V primeru, ko se izdelek v osvajanju izdela v okviru rednega naročila, mora biti vobratnem nalogu določilo, da se stroški morebitne neuspele proizvodnje lahkopokrijejo iz konta osvajanja. Pokritje odobri direktor službe KMR, pogojeno pa je spisnim dokumentom o tehnologiji pri izdelavi, predelavi oziroma obdelavi.

Za zahtevnejše naloge (po obsegu dela in stroških osvajanja) se uporabijonavodila in postopki projektne organizacije.

Obravnava in odobritev plana in stroškov osvajanja in razvoja

Direktor službe KMR na osnovi predloženega plana, aktualnosti in razpoložljivihsredstev odobri ali zavrne plan in stroške osvajanja. Lahko pa zahteva tudidopolnitev plana osvajanja ali temeljitejšo tržno analizo.

Izvedba naloge osvajanja in razvoja

Strokovni tim pod vodstvom nosilca osvajanja realizira nalogo osvajanja. Delatimora v skladu s standardi, v mejah odobrenih stroškov in terminov.

Sestavni del izvedbe naloge osvajanja so tudi v nadaljevanju opisane aktivnosti.

Izdelava predloga kakovostnega predpisa in plana kontrole kakovosti

Pri osvajanju novega izdelka se določi ali izdela predlog novega kakovostnegapredpisa (KP). Izdela ali določi se tudi plan kontrole kakovosti. Pri spremembitehnologije se lahko spremeni tudi plan kontrole kakovosti (KK). KP in KK moratabiti dokumentirana.

Izdelava tehnologije in predkalkulacije

V dokumentirani obliki se izdela tehnološki postopek z vložkom in tehnološkimidetajli. Na standarden način se na osnovi tehnologije na poslovnem računalnikuizračuna predkalkulacija.

Izdelava in predaja končnega poročila osvajanja in razvoja

Celotno osvajanje mora biti dokumentirano. Sestavljeno mora biti iz poročila olaboratorijskem osvajanju in poročila o prvi poskusni izdelavi v obratu, kateromora zajemati osnovno tehnološko pot, izplene, neuspelo proizvodnjo,posebnosti pri izdelavi in pokalkulacijo izdelka. Opisani morajo biti tudi vplivitehnologije na okolje.



Zaključi se s končnim poročilom, ki mora na naslovni strani vsebovati:

- polni naslov izvajalca oziroma nosilca naloge (obrat, služba, oddelek),- oznako naloge,- ključne besede za klasifikacijo in računalniško obdelavo,- ime in priimek ter akademski naslov nosilca naloge,- seznam sodelavcev,- naslov naročnika (obrat, podjetje in kontaktna oseba),- razdelilnik,- podpis nosilca naloge in tistega, ki je poročilo pregledal (praviloma je to

nosilcu nadrejeni),- kraj in datum dokončanja poročila.

Pri osvajanju novega izdelka se o rezultatih osvajanja obvesti:

- prodajo,- oddelek za planiranje kakovosti,- vodjo MRR,- direktorja službe KMR,- odgovornega za proizvodnjo,- poslovodstvo.

Pri osvajanju večje spremembe tehnologije se lahko pri obveščanju izpustitaprodaja in oddelek za planiranje kakovosti.

Rezultati osvajanja se lahko tudi posredujejo na informativnem sestanku.

Overjanje poročila ter interna in/ali eksterna validacija

Na osnovi pisnega poročila o laboratorijskem osvajanju in povzetka doseženihrezultatov na določenem formularju (in/ali pisnega poročila o industrijskemosvajanju in povzetka doseženih rezultatov na določenem formularju) direktorslužbe KMR napiše overitev uspešnosti osvajanja oziroma o doseženih pozitivnihrezultatih. Če je laboratorijsko osvajanje izvršeno na osnovi (mednarodnih)standardov, je to osnova za odločitev za prvo industrijsko šaržo.

Če pa je osvajanje izvršeno po posebnih zahtevah kupca, ki še niso preverjene indokončne, je potrebno rezultate osvajanja poslati tudi kupcu, da izdela eksternooveritev.

Glede na dosežene rezultate direktor službe KMR ali kupec poda tudi validacijo,to je mnenje o uporabnosti izdelka za specifične namene.



3 OBSTOJEČE STANJE PROCESA RAZVOJANOVEGA IZDELKA

Za proizvodnjo jekel za turbinske lopatice je potrebna dobra organizacija dela inobvladovanje tehnološkega procesa:

- kvalitetni vložek,- tehnologija izdelave,- tehnologije predelave,- tehnologije toplotne obdelave,- zmogljivost in zasedenost proizvodnih agregatov,- terminiranje,- planiranje.

Z vsem tem lahko dosegamo kupčeve zahteve po lastnostih kot so:

- makro in mikrohomogenost jekla,- čist vložek,- tehnologija za zagotavljanje minimalne vsebnosti nekovinskih vključkov,- visokotemperaturno žarjenje ingotov,- korozijska odpornost,- odpornost proti lezenju,- majhne dimenzijske spremembe,- enakomerna žilavost ter mehanske lastnosti po preseku,- enakomerna trdota,- enakomerna mikrostruktura z enakomernim zrnom, brez izločenih Cr-

karbidov po mejah zrn, brez drugih škodljivih faz (delta ferit),- površina brez napak,- kompaktnost materiala – zadostna minimalna stopnja predelave.

Poleg vsega tega moramo material preiskusiti z vmesno in končno kontrolo.

Pri vseh teh zahtevah pa je smiselno razmišljati o prenovi tehnologije, ki bi namprinesla izboljšanje vrste oziroma kvalitete jekla, sprostitev proizvodnih zmogljivostiin s tem tudi skrajšanje dobavnih terminov in lastne cene izdelka.



Slika 7: Sinoptik obstoječega stanja



Diagram 1: TTT (time-temperature-transformation)



3.1 TEHNOLOŠKA POT IZDELAVE JEKLA PT929 ZATURBINSKE LOPATICE

Izdelava jekla v elektro obločni peči

Proces izdelave jekla v elektro obločni peči je sestavljen iz naslednjih operacij:

- Kvalitetni pregled starega železa.- Tehtanje in zalaganje starega železa v elektro obločno peč.- Taljenje starega železa (V založeno peč se vstavijo 3 grafitne elektrode

premera 500 mm. Ob vklopu električne energije se med elektrodami invložkom ustvari oblok – s temperaturo cca 2000 ºC. V tridesetih minutah sestaro železo stali in segreje na 1700 ºC.).

- Odvzem prve probe (s posebno pripravo se iz tekočega jekla odvzame prvaproba za kontrolo kemične sestave raztaljenega jekla).

- Po zračni pošti se pošlje proba v kemijski laboratorij, kjer se opravi analizakemične sestave raztaljenega starega železa.

- Meritev temperature raztaljenega jekla (pravilna temperatura tekočega jeklaje bistvena za optimalno obdelavo jekla v peči).

- Oksidacija in razfosforjenje tekočega jekla (s posebno pripravo se v jeklovpiha kisik, ki nase veže elemente v tekočem jeklu).

- Dodajanje kroma v obliki FeCr – afine (na osnovi želene končne vsebnostikroma v jeklu, se jeklu doda krom).

- Odstranjevanje žlindre (zaradi vpihanega kisika in dodanega FeCr, se napovršini jekla ustvari žlindra – le ta je sestavljena iz oksidov različnihelementov, ki so bili prisotni v starem železu).

- Jemanje druge probe, merjenje temperature tekočega jekla.- Ogrevanje jekla na optimalno temperaturo za obdelavo na vakumski napravi.- Litje jekla v “ponovco” (ponovca je jeklena posoda, obzidana z ognje

odpornim materialom).

Slika 8: Jeklarna



Obdelava jekla na vakumski napravi

Proces obdelave jekla na vakumski napravi je sestavljen iz naslednjih operacij:

- tekoče jeklo se od elektro obločne peči v ponovci transportira do vakumskenaprave;

- zapiranje ponovce z vakumskim pokrovom, ustvarjanje vakuma nad tekočimjeklom;

- legiranje jekla (na osnovi kemične analize, ki je bila opravljena v kemičnemlaboratoriju in teže tekočega jekla, se s posebnim programom preračunapotreben dodatek posameznih legirnih dodatkov, da dobimo želeno kemičnosestavo jekla);

- mešanje tekočega jekla s pomočjo vpihovanja argona;- jemanje tretje probe, po potrebi ogrevanje jekla (z dodajanjem čistega

aluminija v tekoče jeklo);- končno legiranje jekla;- degazacija tekočega jekla (premešavanje jekla z argonom, ko je jeklo pod

vakumom);- ogrevanje jekla na optimalno temperaturo za litje (jeklo se ogreje tako, da se

v talino dodaja čisti aluminij – ob zgorevanju le tega nastaja visokatemperatura);

- jeklu se določi identiteta – šaržna številka.

Litje jekla v ingote

Litje jekla poteka v naslednjih korakih :

- tekoče jeklo, ogreto na optimalno temperaturo litja se od vakumske napravetransportira do livnega mesta;

- na livnem mestu so pripravljene livne plošče (na livni plošči se nahaja osemjeklenih kokil, ki so med seboj povezane s centralnim livnim sistemom – le taje za vsako litje posebej zgrajen iz ognjevzdržnega materiala);

- litje jekla poteka tako, da skozi dno ponovce jeklo odlijemo v sredino livneplošče, po livnem sistemu jeklo priteče do vsake jeklene kokile enakomernos spodnje strani in zapolni celo kokilo);

- na vrh vsake odlite kokile se doda eksotermni prašek, ki povzroči, da se jeklona tem mestu strdi najkasneje;

- jemanje zadnje probe (med litjem se iz curka tekočega jekla odvzame zadnjaproba za določitev kemične sestave jekla);

- ohlajanje jekla (jeklo je potrebno ohladiti pod temperaturo strjevanja);- izvlečenje strjenega jekla iz kokile (s posebno pripravo izvlečemo strjeno

jeklo – ingot);- ingoti se naložijo v izolirano paleto;- transport izoliranih palet z ingoti v težko valjarno.



3.2 PREDELAVA JEKLA V TEŽKI VALJARNI

Ogrevanje in valjanje ingotov

Proces je sestavljen iz naslednjih faz:

- iz izoliranih palet se ingoti založijo v globinske peči,- ogrevanje ingotov do temperature 1180 ºC,- homogenizacija ingotov (ogrevanje ingotov na temperaturo 1180 ºC, držanje

na temperaturi 24 ur – dosežemo izenačitev kemične sestave inmikrostrukture ingota po celotnem preseku),

- valjanje ingotov na težki valjarski progi v gredice – profile kvadratnegapreseka dimenzij 80 – 150 mm (velikost gredice je pogojena z naročenokončno dimenzijo profila).

Slika 9: Težka proga BLOOMING

Razrez in ohlajanje gredic

- zvaljana gredica se po valjčnicah transportira do žage za vroč razrez gredic;- valjancu se odreže »noga« ingota (»noga« ingota je del ingota, kjer je

ostanek livnega sistema);- na žagi se zvaljana gredica razreže na določene dolžine, ki so pogojene z

dolžino končnega profila;- valjancu se odreže »glava« ingota (»glava« ingota je del kjer je ostanek

žlindre, eksotermnega praška in nekovinskih vključkov);- na žagi se prav tako odreže proba za kontrolo mikro in makro strukture;- vsaka od razrezanih gredic se žigosa s čelne strani s šaržno številko;- gredice se zložijo v pakete – veze;- vezi se zložijo v posebno izolirano komoro;- ohlajanje vezov se vrši 48 ur v izolirani komori;- transport vezov v naslednjo fazo – kontrolo gredic.



Kontrola in označevanje zvaljanih gredic

Kontrola zvaljanih gredic se sestoji iz treh delov:

- kontrola površine gredic,- kontrola notranjosti gredic,- laboratorijska kontrola.

Kontrola površine gredic se izvaja na kontrolni liniji. Postopek je takšen, daposamezno gredico namagnetimo, potopimo v posebno emulzijo in jo pod ultravijolično svetlobo vizualno pregledamo. Vse morebitne površinske napake so zelodobro vidne, zato se označijo, nakar jih odstranimo z brusilnimi stroji. Zaradizagotavljanja ustrezne kvalitete, se brušena gredica vrne na ponovno kontrolo nalinji – ta postopek se ponavlja toliko časa, da je gredica brez površinskih napak.

Kontrola notranjosti gredic se izvaja ročno s posebnimi ultrazvočnimi aparati, kipokažejo dejansko kompaktnost pregledanih gredic. Morebitne napake se odstranijoz odrezom gredice.

Iz odvzete probe – po valjanju na težki progi - v mehanskem laboratoriju izdelamodva vzorca. Na prvem vzorcu z optičnim mikroskopom prekontroliramo ustreznostmikrostrukture jekla (velikost zrna, struktura jekla, mikro vključki), na drugem paustreznost makrostrukture (izceje, makro vključki).

Po izvedeni kontroli se gredice ustrezno označijo – na vsako gredico se z belo barvožigosa šaržna številka, kvaliteta jekla in dimenzija (širina, debelina in dolžina)gredice. Gredice se predajo v naslednjo fazo tehnološkega procesa.

Adjustiranje in odprema

Pri adjustiranju se izvrši še končna kontrola dimenzije, oblike in površine. Zdodatnim odrezom, odsekavanjem in brušenjem se odpravijo manjše deformacije naizdelku. Naredijo se vezi, ki lahko tehtajo največ 2000 kg, vsak vez se poveže naštirih mestih z jeklenim trakom in opremi z etiketo, ki vsebuje podatke o materialu. Vvezu morajo biti palice enakih dolžin.

Pri odpremi iz obrata se vsak vez iskri za preverbo kvalitete.



3.3 PREDELAVA JEKLA V VALJARNI PROFILOV

Valjanje profilov

Proces valjanja profilov se sestoji iz naslednji faz :

- ogrevanje gredic v koračni peči na temperaturo 1170ºC (čas ogrevanja jeodvisen od velikosti gredice),

- valjanje profilov na srednji valjarski progi,- ohlajanje profilov na hladilni mizi,- razrez profilov na naročeno dolžino,- pakiranje profilov v veze,- označevanje vezov,- odprema vezov v naslednjo fazo.

Slika 10: Srednja in lahka proga



Toplotna obdelava profilov

Toplotna obdelava valjanih profilov se izvaja na kontinuirnih, kalilno - popuščnihpečeh. Sestoji se iz naslednji faz dela :

- Kaljenje (ogrevanje profilov s hitrostjo 300 ºC/h do 1030 ºC, držanje na tejtemperaturi 2 h, ohlajanje profilov z ventilatorji pod 150 ºC).

- Popuščanje (ogrevanje profilov s hitrostjo 200 ºC/h do 660 ºC, držanje na tejtemperaturi 3 h, ohlajanje profilov na zraku).

- Merjenje trdote profilov (izvaja se merjenje trdote po Brinellu. V primeru, daso trdote profilov v zahtevanih mejah, gre material v naslednjo fazo. Četrdote odstopajo, se material vrne v predhodno fazo).

- Ravnanje profilov (na ravnalnih strojih profile poravnamo do ustrezneravnosti).

- Napetostno žarjenje (v material so bile z ravnanjem vnešene napetosti, ki jihodstranimo z ustreznim napetostnim žarjenjem – ogrevanje s hitrostjo 200ºC/h do 630 ºC, držanje na tej temperaturi 2 uri, ohlajanje profilov na zraku).

- Peskanje profilov (s peskanjem odstranimo tanko površinsko plast profilov inškajo).

Slika 11: Kontinuirna kalilno-popuščna peč



3.4 KRITIČNA ANALIZA

Pri vsaki proizvodnji moramo računati z nepredvidenimi dogodki. Zaradi njih jeskoraj neverjetno, da bi vsak izdelek ali proizvod izdelali popolno in brez vsehnapak. Vendar pa nas taki nepredvideni dogodki ne bi smeli presenetiti, zatomoramo biti nanje pripravljeni. Vedeti moramo, kako bomo reagirali ob določenisituaciji, če se bodo nepredvideni dogodki v proizvodnji res zgodili.

Zaradi takšnih nepredvidenih dogodkov se pri realizaciji odpreme h kupcu pojavljajonaslednji problemi:

- izpad proizvodnje na posameznih agregatih,- zamujanje dobavnega termina,- neustrezna kakovost oziroma nedoseganje kupčevih zahtev,- neuspešno certificiranje,- pojav ozkih grl (trikratna toplotna obdelava),- sledljivost stroškov izdelave,- visoki dodatni stroški zaradi plačevanja nadur, dodatnih izmen kontrole,

logistike,- prepozno reagiranje oziroma zakasnitev posameznih ponavljanj plastične

predelave, toplotne obdelave ter s tem vzpostavljanje prioritetnega stanja, kipovzroča zakasnitev izdelave ostalih naročil,

- povečanje števila napak ter s tem povečanje izmeta,- zaradi nepravočasnih povratnih informacij nimamo potrebnega nadzora nad

proizvodnjo, kar se odraža v neralnem stanju o zasedenosti kapacitet.



4 PRENOVA PROIZVODNEGA PROCESA

4.1 POIZKUSNO VALJANJE JEKLA PT929 Z VMESNIMOHLAJANJEM – TERMO MEHANSKA IZDELAVA (TMO)

Pri jeklu PT929 smo morali optimirati tehnologijo, da smo dosegli zahteve kupcev.Jeklo je bilo izdelano v 45 tonski UHP peči po postopku EOP LF+VD, s poudarkomna tehnologiji za zagotavljanje minimalne vsebnosti nečistoč ter višji čistoči vložka(minimalna vsebnost oligo elementov).

Klasično odliti ingoti so bili visokotemperaturno žarjeni in izvaljani v gredice. Izgredic so bili v valjarni profilov izdelani ploščati profili z debelino maks. 65 mm. Priizdelavi smo optimirali končno temperaturo valjanja. Sledilo je kontrolirano ohlajanjeprofilov po plastični predelavi ter optimiranje parametrov toplotne obdelave. Popopuščanju je bil material ravnan ter napetostno žarjen. Po peskanju smo po 100 %kontroli profilov odvzeli vzorce za laboratorijske preiskave.

Pri delu smo uporabili naslednje raziskovalne metode:

- natezni preizkus pri sobni temperaturi,- preizkušanje udarne žilavosti KV,- merjenje trdote,- optično mikroskopijo,- preiskavo prelomnih površin z vrstično elektronsko mikroskopijo – SEM,- vizualno oceno deleža strižnega preloma na zlomljenih žilavostnih

preizkušancih po ASTM A370-07b,- ultrazvočna kontrola.



4.2 TEHNOLOGIJA POIZKUSNE IZDELAVE

Vhodni podatki:

- številka šarže: 40696- vložni profil: 10 kvadratnih profilov 90x90x3,100 mm- vložna teža: 1.970 kg- kvaliteta jekla: PT929- kemična sestava (v utežnih %) :

- C Si Mn P S Cr Ni Mo VŠarža40696

0,xx 0,xx 0,xx 0,0xx 0,xxx Xx,xx X,xx X,xx X,xx

Valjanje:

- Vložni material – kvadratne gredice (dimenzije 90 mm, dolžine 3100 mm) smoogrevali v koračni peči ALLINO na temperaturi 1170 OC, ogrevanje v koračniogrevni peči traja 2 uri in 30 minut na temperaturi valjanja (za različne dimenzijevložka se lahko temperature in čas ogrevanja spreminjajo).

- Valjali smo po predpisanem planu vtikov, ki je predpisan v tehnologiji.

Slika 12: Merjenje temperature pred 4. ogrodjem



Termomehanska obdelava

To je stopnja obdelave, v kateri avstenit plastično predelamo ali toplotno obdelamo,pred pretvorbo ali po njej, zato da bi dobili njegovi pretvorbeni produkti posebnelastnosti.

Potek termomehanske obdelave:

- štiri vtike pred koncem valjanja smo ustavili progo,- valjanci so se ohladili na četrtem ogrodju na temperaturo 920 ºC,- ko je temperatura valjanca bila po celotnem preseku izenačena (merjenje z

ročnim pirometrom) smo lahko valjanje nadaljevali do končnega profila,- valjanci so se po valjčnicah prenesli do hladilne mize,- sledilo je ohlajanje profilov na hladilni mizi z ventilatorji do temperature 300 ºC,- razrez profilov se je izvršil na rezalnem stroju IBS na željeno dolžino,- profili so se do sobne temperature ohlajali na zraku.

Slika 13: Termomehanska obdelava



Toplotna in končna obdelava

Popuščanje

To je ogrevanje kaljenega izdelka na temperaturo med navadno in Ac1. Izdelekdržimo določen čas na tej temperaturi, nato sledi ustrezno ohlajanje. Namenpopuščanja je pretvorba nestabilne strukture, ki je nastala s termomehanskoobdelavo. S tem se izboljšajo mehanske lastnosti kaljenega jekla ter zmanjšajokalilne napetosti.

Popuščanje profilov smo izvršili na kalilno - popuščni peči številka štiri terelektrokontinuirni peči na temperaturi 695 ºC.

Tehnologija popuščanja je sledeča:

- ogrevanje na temperaturo 695 ºC,- držanje na tej temperaturi tri ure in pol,- ohlajanje na zraku .

Po ohlajanju na sobno temperaturo smo material – valjance poravnali na sedem -valjčnem ravnalnem stroju Danielli 1.

Slika 14: Ravnanje profilov



Naslednji tehnološki postopek je:

Kontrola profilov

Označevanje kontroliranih profilov

Vsak kontroliran profil se je označil z zaporedno številko. Za vsak profil se je izdelaloporočilo o zmerjenih vrednostih za vsako posamezno meritev.

Slika 15: Označevanje kontroliranih profilov

Vizuelna kontrola

Profili so se vizuelno pregledali. Poudarek je na kvaliteti površine, obliki in izgleduprofila.

Dimenzijska kontrola

Profilom so se izmerile:

- širina,- debelina,- dolžina

in na osnovi naročenih dimenzij smo se odločili o njihovi ustreznosti.



Ultrazvočna kontrola

Izvedla se je 100 % ultrazvočna kontrola izdelanih profilov s točno določenimiparametri:

- velikost ultrazvočne glave,- hitrost pregleda,- prekrivanje signalov,- dovoljena velikost,- pogostost napak.

V primeru odstopanja, se je neustrezen del odrezal in dal v izmeček.

Merjenje trdot

Vsakemu profilu 100 mm smo od konca valjanca z brušenjem odstranili 1 – 2 mmpovršinske plasti. Na tem mestu se je izvedlo merjenje trdote po Brinellu. Zmerjenavrednost se je primerjala z zahtevano vrednostjo.

Brinellov preizkus (EN ISO 6506:2006)

Uporablja se za kovinske materiale do trdote 550 HB. Določena obremenitev F seprenese na ravno brušeno površino preizkušanca, ki ga moramo preizkusiti spomočjo trde kroglice (kroglica iz trde kovine HBW) z določenim premerom D.

Povprečen premer odtisa vzamemo za osnovo izračuna Brinellovega trdotnegaštevila:

d1

d 2

t

odtis

F

D

1 2

2d dd +

=

Slika 16: Brinellov preizkus



Količnik med uporabljeno obremenitvijo in površino odtisa, ki jo upoštevamo kotkroglasto, imenujemo Brinellovo trdotno število in je v skladu z enačbo:

HBW = 0,102)(

222 dDDD

F−−

⋅π

Pri standardnem Brinellovem preizkusu uporabljamo pri 10-milimetrski krogliciobremenitev 29,42 kN. Obremenitve so določene s »stopnjo obremenitve«:

0,102 F/ D2 = 30, 15, 10, 5, 2,5, 1,25 in 1

Pomembno je, da obremenitve izbiramo tako, da je zadovoljeno zahtevi:

0,24 D < d < 0,6 D

V primeru, ko se uporabljata standardna kroglica premera 10 mm in obremenitevF = 29,42 kN, je »stopnja obremenitve« = 30, vrednost trdote po Brinellu pa seoznačuje kot HB. Za vsa ostala odstopanja od teh vrednosti je treba obveznonapisati, pod kakšnimi pogoji je bila določena trdota.

Primer označevanja:

300 HB – vrednost trdote po Brinellu

300 HBW 5/ 250/ 30 čas delovanja sile v s označba za silo (2452 N) premer kroglice trda kovina

Od vseh merjenih profilov ene pozicije naročila je potrebno posebej označiti najtršiin najmehkejši profil. Od teh dveh profilov odrežemo probe, ki gredo v laboratorijskokontrolo.



Laboratorijska kontrola izdelanih profilov

Odvzeta sta bila vzorca od najtršega in najmehkejšega profila. V mehanskemlaboratoriju sta se pripravila za kontrolo lastnosti izdelanega jekla.

Mikroskopske preiskave

Iz obeh vzorcev smo izdelali preizkušance za metalografsko kontrolo izdelanegajekla:

- določitev mikrostrukture (kaj je v mikrostrukturi končnega profila),- določitev velikosti zrn,- določitev nekovinskih ključkov,- določitev vsebnosti delta – ferita v jeklu (delta – ferit je visoko temperaturna,

neobstojna faza v jeklu, ki lahko bistveno poslabša mehanske lastnostijekla).

Slika 17: Kontrola kakovosti



Mehanske preiskave

Iz obeh vzorcev so se izdelali preizkušanci za kontrolo mehanskih lastnostiizdelanega jekla.

TRDOTA

Preizkus trdote je način določitve odpornosti materiala proti vdiranju tujih trših telesin se priložnostno uporablja za hitro določitev približne natezne trdnosti.Groba porazdelitev posameznih postopkov je prikazana spodaj:

Postopki preizkušanja trdote Dinamični – Poldi, EQUOTIP, Shore

Postopki z merjenjem Postopki z merjenjempo razbremenitvi; pod obremenitvijo;

- postopki z merjenjem trdote kot - postopki z definicijo trdote kotkoličnik med silo in vtisnjeno razliko globine vtiskovanjapovršino (postopki z optičnim (postopki z merjenjem globinemerjenjem odtiskov), vtisov),

- postopek po Brinellu, - postopek po Rockwellu- postopek po Vickersu, (A, B, C, F, D, E, G, H, K, (makro Vickers 15N, 30N , 45N semi mikro Vickers 15T, 30T, 45T), mikro Vickers), - modificiran postopek po Brinellu.- postopek po Knoopu.

Najbolj razširjeni postopki so: Brinell, Vickers in Rockwell.

Natezni preizkus

Pri nateznem preizkusu smo preizkušanec obremenjevali natezno v njegovivzdolžni smeri. Tako obremenjevanje spremlja deformacija, ki jo imenujemoraztezanje.

Preizkušanec lahko natezno obremenjujemo do nekaterih karakterističnih napetostioziroma raztezkov ali do pretrga. Standard, ki obravnava natezni preizkus oz. naosnovi katerega je izdelan ta pregled, je EU 10 002-1:2002.1.



Potek merjenja:

- merjenje žilavosti,- merjenje žilavosti pri različnih temperaturah (določitev prehodne temperature

žilavosti).

Na osnovi izmerjenih vrednosti trdot posameznega profila je mogoče sklepati omehanskih lastnostih materiala. Vseh 40 profilov je bilo oštevilčenih, na obehstraneh (100 mm od konca profila) površinsko zbrušenih v globino 1 mm. Nato smona teh obeh delih zmerili trdoto materiala.

Izmerjene vrednosti (v HB) so zbrane v tabeli:

ŠT. PROFILA HB ŠT.PR. HB ŠT.PR. HB ŠT.PR. HB ŠT.PR. HB1 300 10 289 19 283 28 280 37 3012 298 11 297 20 287 29 283 38 3073 286 12 296 21 279 30 295 39 2864 279 13 286 22 290 31 294 40 2965 285 14 279 23 286 32 2816 294 15 289 24 285 33 2977 301 16 286 25 277 34 2938 279 17 289 26 286 35 2849 287 18 295 27 297 36 287

Tabela 4: Izmerjene vrednosti v HB

Od najtršega profila št. 38 (trdota 307 HB) - TMO Trda in najmehkejšega št. 25(trdota 277 HB) – TMO Mehka so bili izrezani dodatni vzorci za laboratorijskopreizkušanje.



Laboratorijske preiskave

Mikroskopske preiskave

Iz izrezanih vzorcev so bili izdelani etaloni za mikroskopske preiskave izdelanegajekla. Rezultati za posamezne vrednosti so podani v tabelah.

Oblika mikrostrukture

Zahteva Vzorec TMO T Vzorec TMO MHomogena, do 2% nehomogenosti Homogena Homogena

Tabela 5: Oblika mikrostrukture

Velikost zrn (po metodi ASTM E112)

Zahteva Vzorec TMO T Vzorec TMO MVečje ali enako 4 6 - 7 6

Tabela 6: Velikost zrn (ASTM E112)

Vsebnost delta ferita

Zahteva Vzorec TMO T Vzorec TMO MMaksimalno 5 % 0 0

Tabela 7: Vsebnost delta ferita

Vsebnost nekovinskih vključkov (po metodi ASTM E45/ metoda A)

Vzorec At Bt Ct Dt Ad Bd Cd DdZahteva Pod 2 Pod2 Pod 2 Pod 2 Pod 3 Pod 3 Pod 3 Pod 3TMO T 0 0 0 1 0 0 0 0,5TMO M 0 0 0 0,5 0 0 0 0,5

Tabela 8: Vsebnost nekovinskih vključkov



Mehanske preiskave

Iz izrezanih vzorcev so bili izdelani etaloni za mehanske preiskave izdelanega jekla.Rezultati za posamezne vrednosti so podani v tabelah.

Meja elastičnosti (Rp0,2)

Zahteva Vzorec TMO T Vzorec TMO MMinimalno 750 N/mm² 842 N/mm² 799 N/mm²

Tabela 9: Meja elastičnosti

Natezna trdnost

Zahteva Vzorec TMO T Vzorec TMO M900 - 1050 N/mm² 988 N/mm² 941 N/mm²

Tabela 10: Natezna trdnost

Rastezek

Zahteva Vzorec TMO T Vzorec TMO MMinimalno 10 % 14 % 14,5 %

Tabela 11: Rastezek

Kontrakcija

Zahteva Vzorec TMO T Vzorec TMO MMinimalno 20 % 51 % 55 %

Tabela 12: Kontrakcija

Žilavost pri sobni temperaturi (20º C)

Zahteva Vzorec TMO T Vzorec TMO MMinimalno 20 J 80 J 88 J

Tabela 13: Žilavost pri sobni temperaturi



Prehodna temperatura žilavosti

Zahteva Vzorec TMO T Vzorec TMO MPod 20 ºC Pod -20 ºC Pod -20 ºC

Tabela 14: Prehodna temperatura žilavosti

Za boljše razumevanje rezultatov smo izrisali diagrame.

200,0205,0210,0215,0220,0225,0230,0235,0240,0245,0250,0255,0260,0265,0270,0275,0280,0285,0290,0295,0300,0305,0310,0315,0

1.1.

2007

1.2.

2007

1.3.

2007

1.4.

2007

1.5.

2007

1.6.

2007

1.7.

2007

1.8.

2007

1.9.

2007

1.10

.200

7

1.11

.200

7

1.12

.200

7

1.1.

2008

1.2.

2008

1.3.

2008

1.4.

2008

1.5.

2008

1.6.

2008

1.7.

2008

1.8.

2008

Trdo

ta (H

B)

TRD_MINTRD_MAX

Diagram 2: Raztros trdot



RM

700

750

800

850

900

950

1000

1050

230 235 240 245 250 255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320

min. HB naključne probe

Rm

(N/m

m2)

RM

Diagram 3: Naključne probe I (Rm (N/mm2))

RM

700

750

800

850

900

950

1000

1050

230 235 240 245 250 255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320

Maks. trdota naključne probe v valjarni (HB maks.)

Rm(N

/mm

2)

RM

Diagram 4: Naključne probe II (Rm (N/mm2))



0

10

20

30

40

50

60

70

80

1.1.

2007

1.2.

2007

1.3.

2007

1.4.

2007

1.5.

2007

1.6.

2007

1.7.

2007

1.8.

2007

1.9.

2007

1.10

.200

7

1.11

.200

7

1.12

.200

7

1.1.

2008

1.2.

2008

1.3.

2008

1.4.

2008

1.5.

2008

1.6.

2008

1.7.

2008

1.8.

2008

Žila

vost

ISO

-V J

)

J1J2J3

Diagram 5: Žilavost

PRIMERJAVA PREHODNE TEMPERATURE ŽILAVOSTI

0102030405060708090

100

-20 0 20 40

TEMPERATURA V ST.C

ŽILA

VOS

T J

TMO Mehka TMO Trda Klasična Zahteva

Diagram 6: Primerjava prehodne temperature žilavosti



Vsi ustrezni izdelki so se vrnili v oddelek toplotne obdelave na žarjenje za odpravonapetosti po ravnanju (ogrevanje na temperaturo 650 ºC, držanje na tej temperaturidve uri, ohlajanje na zraku). Po končani toplotni obdelavi so se profili speskali.

Označevanje profilov

Vsak profil se čelno označi z naslednjimi podatki:

- zaporedna številka profila,- šaržna številka,- znak proizvajalca,- kvaliteta jekla,- dimenzija izdelka,- “leitzahl”(kupčeva oznaka proizvoda).

Posebej sta označeni še palici z najvišjo in najnižjo trdoto.



4.3 OPIS NOVEGA PROIZVODNEGA PROCESA

Proces v fazah izdelave jekla v jeklarskemu programu, ki je sestavljen iz:

- izdelave jekla v elektro obločni peči,- obdelava jekla na vakumski napravi,- litje jekla v ingote,- predelave jekla v težki valjarni ostaja nespremenjen.

Izdelava jekla v elektro obločni peči

Proces izdelave jekla v elektro obločni peči je sestavljen iz naslednjih operacij:

- Kvalitetni pregled starega železa.- Tehtanje in zalaganje starega železa v elektro obločno peč.- Taljenje starega železa (V založeno peč se vstavijo 3 grafitne elektrode

premera 500 mm. Ob vklopu električne energije se med elektrodami invložkom ustvari oblok – s temperaturo cca 2000 ºC. V tridesetih minutah sestaro železo stali in segreje na 1700 ºC.).

- Odvzem prve probe (s posebno pripravo se iz tekočega jekla odvzame prvaproba za kontrolo kemične sestave raztaljenega jekla).

- Po zračni pošti se pošlje proba v kemijski laboratorij, kjer se opravi analizakemične sestave raztaljenega starega železa.

- Meritev temperature raztaljenega jekla (pravilna temperatura tekočega jeklaje bistvena za optimalno obdelavo jekla v peči).

- Oksidacija in razfosforjenje tekočega jekla (s posebno pripravo se v jeklovpiha kisik, ki nase veže elemente v tekočem jeklu).

- Dodajanje kroma v obliki FeCr – afine (na osnovi želene končne vsebnostikroma v jeklu, se jeklu doda krom).

- Odstranjevanje žlindre (zaradi vpihanega kisika in dodanega FeCr, se napovršini jekla ustvari žlindra – le ta je sestavljena iz oksidov različnihelementov, ki so bili prisotni v starem železu).

- Jemanje druge probe, merjenje temperature tekočega jekla.- Ogrevanje jekla na optimalno temperaturo za obdelavo na vakumski napravi.- Litje jekla v “ponovco” (ponovca je jeklena posoda, obzidana z ognje

odpornim materialom).



Obdelava jekla na vakumski napravi

Proces obdelave jekla na vakumski napravi je sestavljen iz naslednjih operacij:

- tekoče jeklo se od elektro obločne peči v ponovci transportira do vakumskenaprave;

- zapiranje ponovce z vakumskim pokrovom, ustvarjanje vakuma nad tekočimjeklom;

- legiranje jekla (na osnovi kemične analize, ki je bila opravljena v kemičnemlaboratoriju in teže tekočega jekla, se s posebnim programom preračunapotreben dodatek posameznih legirnih dodatkov, da dobimo želeno kemičnosestavo jekla);

- mešanje tekočega jekla s pomočjo vpihovanja argona;- jemanje tretje probe, po potrebi ogrevanje jekla (z dodajanjem čistega

aluminija v tekoče jeklo);- končno legiranje jekla;- degazacija tekočega jekla (premešavanje jekla z argonom, ko je jeklo pod

vakumom);- ogrevanje jekla na optimalno temperaturo za litje (jeklo se ogreje tako, da se

v talino dodaja čisti aluminij – ob zgorevanju le tega nastaja visokatemperatura);

- jeklu se določi identiteta – šaržna številka.

Litje jekla v ingote

Litje jekla poteka v naslednjih korakih :

- tekoče jeklo, ogreto na optimalno temperaturo litja se od vakumske napravetransportira do livnega mesta;

- na livnem mestu so pripravljene livne plošče (na livni plošči se nahaja osemjeklenih kokil, ki so med seboj povezane s centralnim livnim sistemom – le taje za vsako litje posebej zgrajen iz ognjevzdržnega materiala);

- litje jekla poteka tako, da skozi dno ponovce jeklo odlijemo v sredino livneplošče, po livnem sistemu jeklo priteče do vsake jeklene kokile enakomernos spodnje strani in zapolni celo kokilo);

- na vrh vsake odlite kokile se doda eksotermni prašek, ki povzroči, da se jeklona tem mestu strdi najkasneje;

- jemanje zadnje probe (med litjem se iz curka tekočega jekla odvzame zadnjaproba za določitev kemične sestave jekla);

- ohlajanje jekla (jeklo je potrebno ohladiti pod temperaturo strjevanja);- izvlečenje strjenega jekla iz kokile (s posebno pripravo izvlečemo strjeno

jeklo – ingot);- ingoti se naložijo v izolirano paleto;- transport izoliranih palet z ingoti v težko valjarno.



Predelava jekla v težki valjarni

Ogrevanje in valjanje ingotov

Proces je sestavljen iz naslednjih faz:

- iz izoliranih palet se ingoti založijo v globinske peči,- ogrevanje ingotov do temperature 1180 ºC,- homogenizacija ingotov (ogrevanje ingotov na temperaturo 1180 ºC, držanje

na temperaturi 24 ur – dosežemo izenačitev kemične sestave inmikrostrukture ingota po celotnem preseku),

- valjanje ingotov na težki valjarski progi v gredice – profile kvadratnegapreseka dimenzij 80 – 150 mm (velikost gredice je pogojena z naročenokončno dimenzijo profila).

Prenova tehnološkega procesa v Valjarskemu programu

Proizvodni proces pa smo skoraj v celoti sprememili v Valjarskem programu.

Ogrevanje

Prenova tehnološkega procesa se začne že pri ogrevanju materiala. Ker mora bitijekleni vložek pravilno in enakomerno ogret na temperaturo deformacije, smo uvedlipredogrevanje, ki nam skrajša čas ogrevanja na temperaturo valjanja.

Valjanje:

- Na prvih treh valjarskih ogrodjih teče valjanje po predvidenem planu vtikov;- Po drugem vtiku na 4. valjarskem ogrodju valjčnice na progi ustavimo,

valjanec se mora enakomerno ohladiti na temperaturo 930 OC;- Temperatura se meri z ročnim pirometrom;- Po izenačenju temperature valjanca po celotnem preseku, nadaljujemo z

valjanjem na 4. in 5. valjarskem ogrodju, po predpisanem planu vtikov, dokončne mere.

Termomehanska obdelava:

- Po valjčnicah se valjanec prenese do hladilne mize;- Hladilna miza meri 40 m v dolžino in 15 metrov v širino;- Na hladilni mizi se valjanci s pomočjo ventilatorjev prisilno ohladijo na

temperaturo, ki mora biti pod 350 OC.



Razrez in odprema valjancev:

- Valjanci so po razrezu ohlajeni na temperaturo pod 350 OC, zato jih nipotrebno kontrolirano ohlajati na komornih žarilnih pečeh in jih lahko dosobne temperature ohladimo v odlagalnih paletah.

- Zaradi ustrezne termomehanske obdelave izpustimo celoten postopekkaljenja na kontinuirni kalilno - popuščni peči, kar nam odpravi ozko grlo prikaljenju.

Popuščanje:

- Popuščanje materiala se vrši na kontinurni žarilni peči na temperaturi, ki namzagotavlja doseganje kupčevih zahtev o ustreznosti materiala.

Ravnanje:

- Valjanci se ravnajo na sedem - valjčnih ravnalnih strojih;- Na vhodne pozicije ravnalnih strojev se vezi prenesejo z žerjavom;- Valjance ni več potrebno predravnati, ker so zaradi termomehanske

obdelave bolj ravni in imajo enakomernejšo strukturo.

Napetostno žarjenje:

- Napetostno žarjenje ali žarjenje za odpravo napetosti po ravnanju se izvršina elektrokontinuirni peči, zaradi manjše nevarnosti razogličenja.

Kontrola profilov

Označevanje kontroliranih profilov

Vsak kontroliran profil se označi z zaporedno številko. Za vsak profil se izdelaporočilo o zmerjenih vrednostih za vsako posamezno meritev.

Vizuelna kontrola

Profili se vizuelno pregledajo. Poudarek je na kvaliteti površine, obliki in izgleduprofilov.

Dimenzijska kontrola

Profilom se izmerijo:

- širina,- debelina- dolžina.

Na osnovi naročenih dimenzij smo se odločili o njegovi ustreznosti.



Ultrazvočna kontrola

Izvedla se je 100 % ultrazvočna kontrola izdelanih profilov s točno določenimiparametri:

- velikost ultrazvočne glave,- hitrost pregleda,- prekrivanje signalov,- dovoljena velikost,- pogostost napak.

V primeru odstopanja, se je neustrezen del odrezal in dal v izmeček.

Adjustiranje in odprema

Pri adjustiranju se izvrši še končna kontrola dimenzije, oblike in površine. Zdodatnim odrezom, odsekavanjem in brušenjem se odpravijo manjše deformacije naizdelku. Naredijo se vezi, ki lahko tehtajo največ 2000 kg, vsak vez se poveže naštirih mestih z jeklenim trakom in opremi z etiketo, ki vsebuje podatke o materialu. Vvezu morajo biti palice enakih dolžin.

Pri odpremi iz obrata se vsak vez iskri za preverbo kvalitete.

Zaključek

Jekla za turbinske lopatice v METAL-u RAVNE predstavljajo strateško usmeritev napodročju valjarskih izdelkov. Izdelek je tehnološko in kakovostno zelo zahteven terpredstavlja dvig nivoja zagotavljanja obvladovanja proizvodnega procesa.

Značilno za te izdelke je omejeno število uporabnikov teh jekel, ki obvladujejoproizvodnjo turbinskih lopatic in velik potencial rasti potreb po teh izdelkih, saj jevedno več potreb po novih energetskih projektih ter posodabljanju obstoječih.

Z uspešnim razvojem in optimiranjem tehnološkega procesa za jeklo PT929 smozagotovili boljše lastnosti izdelka. Med drugim smo izboljšali udarno žilavost, znižaliprehodno temperaturo žilavosti ter zmanjšali delež interkristalnega preloma pri sobnitemperaturi. Z izboljšano tehnologijo smo si zagotovili tudi večji delež na zahtevnemtrgu potrjenih dobaviteljev jekel za turbinske lopatice.

Na podlagi vseh dobljenih rezultatov bomo v Valjarskemu programu predlagali novotehnološko pot, ki bo zapisana v internem pravilniku QM.



Slika 18: Sinoptik novega stanja



5 ZAKLJUČKI

5.1 OCENA UČINKOV

Ekonomski učinek projekta se bo izkazal pri:

- povečanju prodaje jekel za turbinske lopatice

(približna ocena učinka je bila narejena na osnovi razlike med prodajno in lastnoceno za PT929 za kupca ALSTOM; dobiček smo zmanjšali za strošek kontrole, ki niavtomatsko upoštevan v kalkulaciji t.j. 62,5 €/t),

- zmanjšanju izmečka na proizvodu - maks. 2 % vrednostno

(V letu 2007 je bila vrednost izmeta pri jeklih za turbinske lopatice cca 134750 €,t.j.7,7 % na prodajno vrednost cca 1,75 MiO € (700 ton po ceni 1200 €/t). V letu 2008je predvidena prodaja cca 1800 ton (cca 4,3 MiO €).),

- znižanju stroška proizvodnje za 60 €/t glede na leto 2007,

- znižanju stroška reklamacij za 50 % glede na leto 2007.

Stroški reklamacij v letu 2007 so pri jeklih za turbinske lopatice znašali cca 12500 €.

Opis učinka Starostanje

Novo stanje €/leto

Povečanje prodaje jekel za turbinske lopatice- v valjarni profilov (dobiček 200 €/t)

Povpreč.32,5t/mesec

V 2007 povp.100 t/mesec 162000

Povečanje prodaje gredic (dobiček 100 €/t) 9 t/mesec 25 t/mesec 19200

Zmanjšanje neuspele proizvodnje (maks. 2 % -vrednostno)

27500€/mesec

7150€/mesec

244200

Zmanjšanje reklamacij za 50 % glede na leto 2007 1040€/mesec

520€/mesec

6250

Znižanje stroška proizvodnje 60 €/t 12000 €/mesec 14400

Σ 575650

Tabela 15: Tabela učinkov



5.2 POGOJI ZA UVEDBO

Pogoji za uvedbo so:

- konstantna mesečna naročila (najmanj 400 ton),- z ukrepom nadzorovano ohlajanje pri valjanju na četrtem ogrodju,- z ukrepom nadzorovano ohlajanje po valjanju na hladilni mizi,- nova kalilno - popuščna peč.

5.3 MOŽNOSTI NADALJNEGA RAZVOJA

V podjetju Metal Ravne na leto razvijemo dve do štiri vrste novih jekel z vrhunskimilastnostmi, trenutno pa razvijamo štiri, od katerih smo nekatere že uvedli na trg.Intenzivno pa razvijamo tudi posebno skupino jekel za izdelavo turbinskih lopatic. Toso specialna in kemično obstojna jekla ter jekla, obstojna pri zvišanih temperaturah.Naši kupci so svetovno priznani proizvajalci za energetiko. To so Siemens, Alstom,Škoda in drugi. Zahteve za te izdelke so izjemno visoke, saj so izpostavljenidolgotrajnim konstantnim obremenitvam pri visokih temperaturah. Razvoj vrhunskihjekel načrtujemo na podlagi potreb trga, razvijamo pa jih skupaj s kupci in jihpreizkušamo v realnih pogojih obratovanja. Ker je v svetu trend raziskovanja novih,čistejših virov energije, pa je možnost nadaljnega razvoja jekel skoraj neomejena.



LITERATURA IN VIRI

Knjige:1. Puhar, J., Stropnik, J.: Krautov strojniški priročnik, Littera picta, Ljubljana,

2002.2. Več avtorjev: Metalurški priročnik, Tehniška založba Slovenije, Ljubljana,

1972.3. Inštitut za kovinske materiale in tehnologije: Austempering heat treatment on

mechanical properties of aisi O1 steel, 2008.

4. Poročila, interni dokumenti:

- Metal Ravne: Interni dokument QM 05.02- Metal Ravne: Interni dokument QM G6- Metal Ravne: Interni dokument QM 09.03- Metal Ravne: Interni dokument QM 09.04- Metal Ravne: Interni dokument QM 10.09- Metal Ravne: Tehnološki analizni predpisi- Seminarska predstavitev Portorož: Janet B., Jamer J., Kaker H.,

Perovnik V., 2008

5. Spletne strani:

Spletna stran podjetja Metal Ravne d.o.o., http://www.metalravne.com

http://www.metalravne.com/



KAZALO TABEL

Tabela 1: Matrika odgovornosti pri osvajanju oz. razvoju ........................................ 11Tabela 2: Hodogram poteka procesa osvajanja oz. razvoja-daljši........................... 12Tabela 3: Hodogram poteka procesa osvajanja oz. razvoja-krajši........................... 13Tabela 4: Izmerjene vrednosti v HB ......................................................................... 37Tabela 5: Oblika mikrostrukture ............................................................................... 38Tabela 6: Velikost zrn (ASTM E112)........................................................................ 38Tabela 7: Vsebnost delta ferita ................................................................................ 38Tabela 8: Vsebnost nekovinskih vključkov............................................................... 38Tabela 9: Meja elastičnosti....................................................................................... 39Tabela 10: Natezna trdnost...................................................................................... 39Tabela 11: Rastezek ................................................................................................ 39Tabela 12: Kontrakcija ............................................................................................. 39Tabela 13: Žilavost pri sobni temperaturi ................................................................. 39Tabela 14: Prehodna temperatura žilavosti ............................................................. 40Tabela 15: Tabela učinkov ....................................................................................... 50

KAZALO SLIK

Slika 1: Situacija Metal Ravne d.o.o........................................................................... 2Slika 2: Logo Metal Ravne d.o.o ................................................................................ 4Slika 3: Organizacijska shema Metal Ravne d.o.o..................................................... 6Slika 4: Valjanje ......................................................................................................... 8Slika 5: Osnovni kalilno - popuščni diagram .............................................................. 9Slika 6: Osnovni princip organizacije ....................................................................... 10Slika 7: Sinoptik obstoječega stanja......................................................................... 19Slika 8: Jeklarna....................................................................................................... 21Slika 9: Težka proga BLOOMING ............................................................................ 23Slika 10: Srednja in lahka proga .............................................................................. 25Slika 11: Kontinuirna kalilno-popuščna peč ............................................................. 26Slika 12: Merjenje temperature pred 4. ogrodjem .................................................... 29Slika 13: Termomehanska obdelava........................................................................ 30Slika 14: Ravnanje profilov ...................................................................................... 31Slika 15: Označevanje kontroliranih profilov ............................................................ 32Slika 16: Brinellov preizkus ...................................................................................... 33Slika 17: Kontrola kakovosti ..................................................................................... 35Slika 18: Sinoptik novega stanja .............................................................................. 49

KAZALO DIAGRAMOV

Diagram 1: TTT (time-temperature-transformation) ................................................. 20Diagram 2: Raztros trdot .......................................................................................... 40Diagram 3: Naključne probe I (Rm (N/mm2))........................................................... 41Diagram 4: Naključne probe II (Rm (N/mm2)).......................................................... 41Diagram 5: Žilavost .................................................................................................. 42Diagram 6: Primerjava prehodne temperature žilavosti ........................................... 42



PRILOGA

Obrazec: Temperaturni list valjanja

TEMPERATURNI LIST VALJANJA

Končna temperatura valjanca se meri pri izhodu valjanca iz 5. ogrodja. Priposamezni poziciji se izmeri najmanj 7 kosov oz. cela pozicija. V primeru zastojevse le to vpiše pod opombo.

• Delovni nalog :• Kvaliteta :• Šarža :• Vložek :• Dimenzija valjanja :

Peč: ALLINO OFAG (podčrtaj)

Temperatura peči: _______________________________

Končna temperatura valjanja (temperatura se meri pred razrezom na IBS-u):

T v Co T v Co

1 82 93 104 115 126 137 14

Datum valjanja: ______________________

Tehnologija:

1. Po drugem vtiku na 4. ogrodju ohladiti na 930 oC;2. Zvaljati do končne mere – normalen tempo;3. Meriti končno temperaturo na 5. ogrodju;4. Z ventilatorji ohladiti na hladilni mizi pod 350oC;5. Meriti temperaturo pri razrezu in vpisati na spremnico.

Podpis: DELOVODJA

predlog prenove proizvodnega procesa za jeklo pt

Documents