491

ERDEMİR'DE SÜREKLİ DÖKÜM SLABLARININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ

KALİTE KONTROLÜ

Oğuz GÜNDÜZ

Cengiz ŞAHİNTÜRK

Malik BIYIKLI

Özet: Amacı en iyi sonucu elde etmek olan kalite kontrol, sürekli döküm üretiminin vazgeçilmez bir parçasıdır. Daha

yüksek kalite talebi ve daha fazla ürün çeşitliliği karmaşık üretimi gerektirir ki bu da kalite kontrolü vazgeçilmez kılar.

Sürekli dökümde modern kalite kontrolü tanımlayan, planlanmış kalite değerleriyle gerçekleşen kalite değerlerinin

karşılaştırmasını esas alan yaklaşımın kullanılabilmesi için kusur karakteristikleriyle proses parametreleri arasındaki

metalurjik ilişkilerin çok iyi bir şekilde tespit edilmesi ve uygun tasarlanmış bilgisayar sistemlerine tanımlanması gerekir.

Slabların bilgisayar destekli kalite kontrolündeki ana amaç proses parametrelerindeki değişimleri izleyerek slab kesildiği

anda slab kalitesini değerlendirebilecek bilgilere sahip olmaktır. Böylece slabların kalite karakteristiklerini tespit etmek için

yapılacak ara kontroller ve kusur giderme (skarf) işlemleri giderilerek çok büyük oranda enerji tasarrufu sağlayan slabların

slab fırınına sıcak şarj edilmesi sağlanabilir. Ayrıca elde edilen detaylı slab kalite bilgileri slabların kalite durumlarına göre

uygulama verilmesinde, haddeleme öncesi yapılacak kusur giderme işleminin seçilmesinde ve slab kalite problemlerinin

hızlı bir şekilde analiz edilerek üretim ve kontrol verileri yardımıyla proseste sürekli iyileştirme yapılmasında kullanılır. Bilgisayar Destekli Kalite Kontrol (BDKK) sisteminin sağlamış olduğu bu avantajlarından dolayı Erdemir 3 ve 4 nolu

sürekli döküm tesislerinde 1996 yılından beri BDKK sistemini kullanmaktadır. 1 ve 2 nolu sürekli döküm tesislerinde ise

BDKK sisteminin çalışmaları başlatılmış ve halen bu çalışmalar devam etmektedir. Bu çalışmada bilgisayar destekli kalite

kontrol sisteminin ana prensipleri, sistemin ihtiyaçları ve Erdemir' in bu çalışmalar sonucunda edindiği deneyim ile gelinen

aşamanın ana hatları belirtilmiştir.

Anahtar sözcükler: Sürekli Dökümde Kalite Kontrol, Bilgisayar Destekli Kalite Kontrol.

1.GİRİŞ

1995 yılında Erdemir, 3 ve 4 Nolu sürekli döküm tesislerine

gerçek proses verilerinin toplanması, otomatik kalite

değerlendirmesi yapılabilmesi ve kalite personelinin kalite

hakkında daha kolay ve hızlı karar verebilmesi için

Bilgisayar Destekli Kalite Kontrol (BDKK) sistemi

kurmaya karar verdi. Bilgisayar destekli kalite kontrol

sisteminin ana amacı slab kesildiği anda gerçek proses

parametreleri baz alınarak sıcak şarj uygunluğunun ve potansiyel ara işlem ihtiyaçlarının belirlenmesidir. Erdemir'

de üretilen çok çeşitli çelik kaliteleri, slablar için bir kalite

değerlendirme sistemine ihtiyaç duymaktadır. 1996

yılından beri 3 ve 4 nolu sürekli döküm tesislerinde

başarıyla çalışmakta olan BDKK sistemi

modernizasyonunun tamamlanmasıyla beraber 1 ve 2 nolu

sürekli döküm tesislerinde de devreye alınacaktır. Bu

çalışmada sürekli döküm prosesinde kalite kontrol, BDKK

sisteminin çalışma prensipleri, sitemin yapısı, projenin

gerçekleştirilmesi ve ulaşılan sonuçlar gözden geçirilmiştir

2. SÜREKLİ DÖKÜMDE KALİTE KONTROL

Her demir çelik üretim tesisi ürettiği çok çeşitli çelik

kaliteleriyle müşteri taleplerini tatmin etme zorluğuyla

karşılaşır. Her durumda, kaliteyle ilgili maliyetleri mümkün

olduğunca düşük tutarak en iyi üretim rotasını bulmak

gerekir. Rekabet edebilmek için müşteri şikayetlerinden,

kalite saptırmalarından, ürünlere ilave tamir işlemleri

yapılmasından ve ürünlerin hurda edilmesinden mümkün

olduğunca kaçınılmalıdır.

Amacı en iyi sonucu elde etmek olan kalite kontrol, sürekli

döküm üretiminin vazgeçilmez bir parçasıdır. Yüksek

teknik standartlara rağmen, hatalar ve kusurlar kompleks

metalurjik işlemler, kalite kriterlerinin çeşitliliği ve değişik

parametreler nedeniyle tamamen giderilemez. Daha yüksek

kalite talebi ve daha fazla ürün çeşitliliği karmaşık üretimi

gerektirir ki bu da kalite kontrolü vazgeçilmez kılar. Temel

olarak kalite kontrol kalite yönetiminin en önemli

unsurudur. Eğer kaliteyle ilgili teknik standartlar titizlikle

takip edilirse bu durumda kalite kontrol genellikle kalite ile

492

ilgili gereklilikleri yerine getirmek için uygulanan işletme

tekniklerinde ve faaliyetlerinde oluşur. Bu nedenle kalite

ihtiyaçlarını sağlayabilmek için üretim sürecinin her

adımında ürünün ve onu üreten sürecin hassasiyetle

izlenmesi gerekir. Ancak bu şekilde süreçte kaliteye

doğrudan etki eden aksaklıklar sürekli olarak giderilebilir.

Böylece sürecin bir aşamasında üründe meydana gelen

kusurların bir sonraki aşamaya taşınması engellenerek ürün,

zaman, işgücü ve kalite kayıpları en aza indirgenebilir.

Sürekli dökümde gereksinimler sürekli döküm ürününe ve haddelenmiş ürünün karakteristiklerine göre belirlenir. Bu

kalite karakteristikleri arasında, malzemenin içyapısındaki

ve yüzeyindeki değişik karakterdeki çatlaklar, çeşitli

İnklüzyonlar, gaz boşlukları ve segregasyon gibi döküm

homojensizlikleri vardır. Eğer bu karakteristik yapılar

sadece belirli parametre değerlerini aşarsa kusur olarak

dikkate alınırlar. Pratikte bu ayrım genellikle ihmal

edilmektedir.

Evrensel teknik bir standart olmadığından dolayı kalite

karakteristiklerinin veya kusurların kabul edilebilir limitleri

müessese içinde belirlenmek zorundadır.

Gereksinimlerin belirlenmesinden başlayarak bu

gerekliliklerin karşılanıp karşılanmayacağını içeren kalite

kontrolün farklı adımları kalite döngüsünden saptanır (Şekil 1). Kalite döngüsü içindeki en önemli aşamalar: ürün

tasarımı, proses planlama, satın alma, üretim ve ürün

onaylamadır.

Şekil 1. Sürekli Döküm Ürünleri İçin Kalite Döngüsü [1].

Ürün tasarımı, yukarıda bahsi geçen kalite özellikleri için

planlanan değerlerin belirlenmesidir. Eğer döküm ürünü

değerlendirilecekse haddelenmiş ürünün gereksinimlerinin

döküm ürününe transfer edilmesi gerekir. Bir birini takip

eden bir üretim prosesi aşamalarının oluşturduğu prosesler

zincirinde bir önceki evrede elde edilen ürün bir sonraki

evrenin girdisi olarak anlam taşır. Bu zincir içinde her bir

evre bir sonraki evrede üretilecek ürün kalitesini

etkileyecek veya bir önceki evrenin kusurlarını bir sonraki evreye taşıma potansiyeline sahip olacaktır.

Sonraki aşama sürekli döküm ve ikincil metalürji için

üretim pratiklerinden oluşan proses planlamadır. Kalite

taleplerini karşılamayı amaçlayan ayarlanabilir proses

parametreleri için limitler tanımlanır. Sadece sürekli döküm

prosesi dikkate alınırsa çok sayıdaki proses parametreleri,

dökümün kimyasal analizi, durağan olmayan döküm

şartları, (döküm başı, tandiş değişimi gibi), döküm

parametreleri, (döküm hızı, kalıp seviye oynaması, döküm

sıcaklığı gibi) ve döküm kesintileri (nozul donması, kanama alarmı gibi) olarak sınıflandırılır.

ÜRÜN TASARIMI

- Sürekli döküm ürününün kalite

özellikleri için nominal değerlerin

tanımlanması

PROSES PLANLAMA

- Sürekli döküm ve ikincil

metalurji için üretim pratikleri

ÜRETİM

- İkincil metalurji ve sürekli

döküm için proses garantisi

- Veri toplama

DOĞRULAMA

- Ürünlerin testi veya kalite tahmini

- Kalite özelliklerinin nominal değerleriyle

gerçek ve tahmin edilen değerlerin

karşılaştırılması

- Ürünlerin kalitelerine göre uygulanması

SATIN ALMA

- Sürekli dökümde kullanılan

malzemelerin testi

SÜREKLİ İYİLEŞTİRME

- Bilgi ve uygulamaların

oluşturulması

493

Kalite kontrol prosesi kalite doğrulama ile noktalanır.

Kalite hakkında elde edilen gerçek ve planlanan veya

tahmin edilen değerlerin karşılaştırılması buradaki asıl

amaçtır. Buradan çıkan sonuçlarla, düşük kaliteye vermek,

kalite yükseltmek, numune kesmek, kusur gidermek gibi

ürün üzerinde son uygulamalar yapılır. Sürekli iyileştirme,

en önemli kontrol fonksiyonu olan kalite kontrol prosesinin

kilit faktörüdür.

Modern bir kalite kontrol sistemi için en önemli ihtiyaçlar:

kalite kontrol prensiplerine tamamıyla bağlı kalmak, ürün numune adetlerini olabildiğince aşağıda tutmak, doğru

verilere sahip olmak ve kısa sürede doğru kararlar almak, iş

başındaki personele doğru ve anlaşılır bilgiyi hızlı bir

şekilde ulaştırmak, gelişmeleri en hızlı biçimde işleme

almak, metalurjik veri tabanını muhafaza etmek ve

sürekliliğini sağlamaktır.

Kalite hakkındaki kararlar döküm ürünü incelenerek verilir.

Üretim esnasında elde edilecek ürünün kalitesinin

bozulmasını önlemek için sıvı çelikten nihai mamule giden

süreçte gerekli müdahaleler en erken biçimde yapılmalıdır. Sürekli döküm ürününün haddehaneye sıcak şarj yapılması

esnasında kalite denetlemesi çok zor olacağından,

denetleme yerine kusur tahmini yapmak daha doğru bir

yaklaşımdır. Prosesin garantisi sürekli iyileştirmeye

bağlıdır. Böylece proses parametrelerindeki sapmalarda

olabildiğince az olur. Bir başka önemli nokta ise döküm

ürününün doğru biçimde kalitesinden saptırılmasıdır. Bu

ancak ürünün kalitesinin mümkün olduğunca doğru tahmin

edilmesiyle gerçekleştirilebilir. Kalitenin doğru tahmini ise

doğru proses ve kalite verileriyle mümkündür [1].

Pratikte döküm ürünüyle ne yapılacağına karar vermek için farklı yaklaşımlar kullanılır. Bu yaklaşımlar üretim ve

kalite sonuçları üzerinde büyük etkiye sahiptirler. Tablo

1’de farklı yaklaşımlar karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Bu

metotların kombinasyonu ise ele alınmamış sadece

avantajları ve dezavantajları belirtilmiştir.

Tablo 1. Sürekli Döküm İçin

Kalite Kontrolde Temel Yaklaşımlar [1].

Yukarıda verilen her üç yaklaşım da slab döküm içindir. Bu durumda kaliteden saptırma döküm ürününde yapılır. Eğer

kalite döngüsü ele alınırsa, yaklaşım 1 ve 2 bütün

basamakları içermez. Örneğin, nihai mamul için

gereklilikler hiç dikkate alınmaz. Bu iki durumda koruyucu

bir önlem olarak slab en yüksek kalite taleplerine göre

üretilir ve değerlendirilir. Yaklaşımda 3'de ise nihai ürün

için gereksinimler döküm ürününe dönüştürülür.

Bu durum modern yaklaşımı oluşur ve kalite döngüsündeki

bütün basamakları kapsar.

Yaklaşım 1'de her bir ürün tek tek incelenir. Bu yaklaşım

lojistik açıdan en basit ve kolay yaklaşımdır. Kusurları

yakalamada en güvenli yöntemdir. Dezavantajı ise zaman

kaybının çok olması ve sıcak şarjın mümkün olmamasıdır.

Yaklaşım 2'de kalite uygulaması proses parametrelerinin

gerçek değerleri ve planlanmış değerleri slab bazında

karşılaştırılarak yapılır. Asıl amaç, kusursuz olduğu

düşünülen döküm ürünlerinin kontrolünden kaçınmaktır.

Proses parametreleri ile kusurlar arasında metalurjik

ilişkileri tam olarak hesaplamak mümkün olmadığı için

doğru karar vermek oldukça zordur. Çok sayıda slab

kontrol edilebilir fakat bunların çok az bir kısmı gerçek

anlamda incelenir ve ilave bir tamir işleminden geçer.

Sonuç olarak, bir miktar nihai üründe kalite kayıpları

olabilir. Nihai ürün için ihtiyaçlar göz önünde bulundurulmazsa kalite daha da olumsuz yönde etkilenir

[1].

Yaklaşım 2'den farklı olarak yaklaşım 3'de gerçek ve

planlanmış kalite parametreleri karşılaştırılır. Planlanmış

kalite parametrelerinin değerleri nihai mamulün hangi

kalitede istendiğine bağlıdır. Tahmini değerler gözlemlenen

gerçek değerlerin yerini alır. Bu yaklaşım ancak ileri düzey

kalite kontrol ile talepleri yerine getirebilir çünkü bu

taleplerle üretim amaçları çok sıkı bir biçimde çakışmaz.

Kusurlar ile proses değerleri arasındaki ilişkiyi doğru bir

biçimde ifade etmek için kapsamlı bilgiye ihtiyaç vardır. Bu nedenle yaklaşım 3'ün gerçekleştirilebilmesi için döküm

prosesini ve döküm öncesi işlemleri çok iyi bir şekilde

izleyen ve veri toplayan bilgisayar sistemleri kullanılır.

Uzman sistemler olarak adlandırılan bu sistemlere kaliteyi

etkileyebilecek proses parametreleri tek tek tanımlanır.

Sistem döküm bazında ve döküm ürününü segment olarak

adlandırılan sanal belli bir uzunluk (0.5-1.0m) için izler ve

proses parametrelerinin değerini o döküm için veya belli bir

segment için veri tabanına aktarır. Uzman sistemler

kullanıcı tarafında istatistik incelemeler sonucunda elde

edilen kusur-proses parametreleri arasındaki matematiksel ilişkileri de kullanarak kaliteyi tahmin eder.

Sonuç olarak bu yaklaşım hızlı bir biçimde gelişmelerin

takibini gerektirir. Bu üç yaklaşım içinde bu yaklaşım en

gelişmiş bilgisayar sistemlerini kullanarak veri akışını en

geniş biçimde değerlendirme imkanı sağlar. Ayrıca modern

yaklaşımın bir görevi de üretimde doğruluk payını

artırmaktır. Bu amaç için önemli bir katılım ise gerçek

dökümün üretim pratiklerinin ve en son dökülen slabın

kalite bilgilerinin kullanımı kolay görsel bir şekilde ifade

edilmesidir. Bu bilgiler yardımıyla kusur tahmininden elde

edilen kusurların nedenleri veya kaliteyi etkileyen parametrelerdeki önemli sapmalar görülür.

Yaklaşım 1 : Döküm ürününün incelenmesi

Yaklaşım 2 : Planlanmış proses değerleriyle

gerçekleşen proses değerlerin

karşılaştırılması

Yaklaşım 3 : Planlanmış kalite değerleriyle

gerçekleşen kalite değerlerinin

karşılaştırılması

(Gerçek değerler = tahmini değerler)

494

Veriler toplanırken ve seçilirken en kolay ve anlaşılır

biçimde yapılması kullanıcı açısından önemlidir.

Değerlendirme sistemi kalite tahmini için istatistik

programları ve simülasyon metotları içerir.

Kullanılabilirliklerine bağlı olarak farklı tahmin metotları

değerlendirilebilir.

3. SLABLARIN BİLGİSAYAR DESTEKLİ KALİTE

KONTROLÜ

Sürekli dökümde modern kalite kontrolü tanımlayan,

planlanmış kalite değerleriyle gerçek kalite değerlerinin

karşılaştırmasını esas alan yaklaşımın (yaklaşım 3)

kullanılabilmesi için kusur karakteristikleriyle proses

parametreleri arasındaki metalurjik ilişkilerin çok iyi bir

şekilde tespit edilmesi ve uygun tasarlanmış bilgisayar

sistemlerine tanımlanması gerekir. Bu amaçla tasarlanmış

çeşitli uzman (expert systems) sistemler günümüzde bir çok sürekli döküm tesislerinde kullanılmaktadır.

Slabların bilgisayar destekli kalite kontrolündeki ana amaç

proses parametrelerindeki değişimleri izleyerek slab

kesildiği anda kalitesini değerlendirebilecek bilgilere sahip

olmaktır. Böylece slabların kalite karakteristiklerini tespit

etmek için yapılacak ara kontroller ve kusur giderme (skarf)

işlemleri giderilerek çok büyük oranda enerji tasarrufu

sağlayan slabların slab fırınına sıcak şarj edilmesi sağlanır.

Bu yaklaşımla elde edilen slab kalite bilgileri aynı zamanda

slabların kalite durumlarına göre uygulama verilmesinde ve kalite durumuna göre haddeleme öncesi yapılacak kusur

giderme işleminin seçilmesinde de kullanılır. Ayrıca elde

edilen bilgiler ile slab kalite problemleri hızlı bir şekilde

analiz edilir ve üretim ve kontrol verileri kullanılarak

proseste iyileştirme yapılır.

3.1. Bilgisayar Destekli Kalite Kontrolün Temel Prensipleri

Sistemin temel prensipleri Şekil 2’de verilmiştir. Nihai ürün

spesifikasyonundan slab spesifikasyonunu tanımlayan

kalite ile ilgili parametreler için müsaade edilebilir limitler

türetilir. Bu işlem tüm üretim sistemi içindeki çelik kaliteleri ve ürün tipleri için maksimum müsaade edilebilir

değerlerin tanımlanmasıyla yapılır. Daha sonra istenilen

slab spesifikasyonlarına diğer bir deyişle maksimum kabul

edilebilir kalite değerlerine ulaşabilmek için gerekli proses

şartları saptanır. Çok geniş ve çeşitli bir üretim programı

olduğu düşünüldüğünde proses parametreleri ve slab

kusurları arasındaki ilişkiler için genel geçerliği olan

metalurjik kuralların tanımlanması gerekir. Bu şartlardan

proses parametrelerinin çalışma aralıkları belirlenerek bu

kurallar proses spesifikasyonunda toplanır.

Üretim prosesinin her bir adımında ayrı bir proses kontrol

sistemi tanımlanan proses şartlarının sağlanıp

sağlanmadığını kontrol eder. Bir bilgisayar ağı (network)

yardımıyla bu sistem bilgisayar destekli kalite kontrol

sistemine bağlıdır. Sistem ayrıca bütün proses verilerini

izler ve bir veri tabanına depolar.

Üretim prosesinin sürekli ve dinamik bir yapıya sahip

olmasından dolayı izlenen veya sürekli olarak ölçülen

gerçek proses verilerini slaba atayabilmek proses izleme

işleminin temelini oluşturur. Bu amaçla slab yolu segment

adı verilen belirli uzunluklara sanal olarak bölünür ve her

bir segmenti karakterize eden gerçek veriler (minimum,

maksimum, ortalama) referans proses verileri olarak

adlandırılırlar.

Şekil 2. Bilgisayar Destekli Kalite Kontrol Prosedürü [2].

Bu atanmış veya ilişkilendirilmiş verilerden slab kalite

tahmini yapılır. Prensipte bu tahmin, sadece proses

spesifikasyonunu oluşturan metalurjik ilişkiler baz alınarak

yapılmaktadır. Son adımda tahmin edilen gerçek slab

kalitesi slab spesifikasyonu ile kıyaslanır ve slabın sonraki

aşamaları tespit edilir.

Slab spesifikasyonları belirli bir nihai ürün veya çelik

kalitesi için slab yüzey ve içyapı kusurlarının müsaade edilebilir kalite değerlerini içerir. Bu değerler aynı zamanda

hangi kalite parametresinin daha önemli hangisinin daha az

önemli veya önemsiz olduğunu gösterir.

Kusurların ve kusur karakteristiklerinin çeşitliliği her hangi

bir değerlendirme sistemini son derece karmaşık bir hale

getirecektir. Bu amaçla kusurların derecesini standart bir

hale getirmek için lineer bir ölçekte kusurlar 0 dan 9’a

kadar değişen bir aralıkta sınıflandırılmıştır. Burada “0”

belli bir kusur tipi için en düşük kusur yoğunluğunu 9 ise en

yüksek kusur yoğunluğunu temsil eder.

495

Çok çeşitli üretim programına sahip bir sürekli döküm tesisi

için çelik kalitesi bazında proses spesifikasyonu belirlemek

çok karmaşık ve zordur. Bu nedenle proses

parametrelerinin kusur oluşumları üzerine olan etkileri baz

alınarak proses spesifikasyonları belirlenmelidir. Bu etkiler

metalurjik kurallar, değerlendirmeler ve pratikte elde edilen

deneyimlerden oluşur. Slabın ihtiyaçları ve işletme

şartlarına bağlı olarak 30 farklı proses parametresi

kullanılabilir.

Şekil 3 proses izlemenin prensiplerini göstermektedir. Bir bütün halindeki slab yolu belirli bir oluşum zamanı

tarafından tanımlanan segmentlere bölünür. Aynı anda

proses parametrelerinin gerçek değerleri kayıt edilir. Kayıt

edilen değerler kronolojik bir sırayla segmentlere atanır. Bir

segment için birden fazla gerçek değer ile temsil edilen

parametre durumunda kalite değişkeni için önemli olan

referans değeri kullanılır. Bu değer belli bir segment için

minimum, maksimum veya ortalama değer olabilir. 150'den

fazla proses parametresi bu şekilde değerlendirilmek

zorundadır.

Şekil 3. Proses İzlemenin Şematik Gösterimi

Parametreler çelikhane seviye 1 ve seviye 2 otomasyon

sisteminde yer alan ve ölçüm yapan herhangi bir yerden

seçilebilir. Otomatik olarak sisteme beslenemeyen

parametreler ise buton sistemleri yardımıyla sisteme anında

bildirilebilir. Bu yöntemde kaliteyle ilgili herhangi

tanımlanmış bir olay olduğunda operatör ilgili butona

basarak bilgisayara mesaj gönderir. Sürekli döküm

tesislerindeki “pota oksijenle açıldı”, “tandiş ara tüpü

değişti” ve “pota ara tüpünde argon izolasyonu yok”

butonları bu duruma örnek olarak verilebilir.

3.2. Kalite Tahmini

Kalite tahmini ürün kalitesini otomatik olarak saptamak için

kullanılan matematiksel bir yaklaşımdır. Kalite tahmini

kalite değişkenleri ve proses parametreleri arasındaki

metalurjik ilişkiler bazında yapılır. Bunlar temelde proses

spesifikasyonlarının belirlenmesinde kullanılan ilişkiler ile

aynıdır. Ancak kalite için bütün prosesle ilişkili olayların

değerlendirilmesi gerektiğinden kalite tahmininde

kullanılan proses parametrelerinin adedi daha fazladır.

Çelik üretiminin metalurjik davranışı metalurjik fonksiyonlar tarafından tanımlanır. Metalurjik fonksiyonlar

metalurjik bilginin matematiksel olarak ifadesidir. Bu

fonksiyonlar ürün kalitesiyle proses parametreleri

arasındaki ilişkiyi temsil ederler. Ürün kalitesinin farklı

özellikleri farklı kalite karakteristikleri (boyuna çatlak ve

makro inklüzyon gibi) tarafından tanımlanır. Bunlar döküm

ürünü (slab/blum,bilet) üzerinde doğrudan kusur olarak

ölçülebilirler.

Metalurjik fonksiyonun yapısının seçimindeki ana ilke

kalite karakteristikleri ile proses parametreleri arasındaki karmaşık ilişkileri mümkün olduğunca basit, açık ve

anlaşılabilir şekilde ifade edebilmektir. Bunlara ilaveten

fonksiyonun yapısı, fonksiyonun üzerinde kolaylıkla

değişiklikler veya düzenlemeler yapılabilmesine imkan

sağlaması gerekir. Bu nedenle metalurjik fonksiyonların

oluşturulmasında katkı yaklaşımı kullanılır. Katkı

yaklaşımına göre kalite tahmin fonksiyonu kaliteye etki

eden bir çok alt fonksiyonun toplamından oluşur (denklem

1). Her bir alt fonksiyon proses parametrelerinin kalite

üzerine olan etkisini tanımlar ve metalurjik fonksiyon

olarak adlandırılır. Ayrıca her bir metalurjik fonksiyon

belirli bir ağırlık katsayısına sahiptir. Genel olarak kusurların istatistiksel tanımı aşağıdaki matematiksel

yaklaşımla gösterilir:

(1)

Bu denklemde,

Fk =k kusuru için tahmin edilen kalite sonucu

fkj =k kusurunun metalurjik fonksiyonlarından biri

n = k kusurunun metalurjik fonksiyonlarının adedi lkj = k kusurunun metalurjik fonksiyonu olan fkj’nin

ağırlık katsayısı

p = proses parametresi’ dir.

Bu formül belli bir k kusurunu (boyuna çatlak ve makro

inklüzyon gibi) prosesin istatistiksel kurallarına göre kusura

etki eden her bir parametrenin etkilerinin toplamı olarak

tanımlar. Diğer bir deyişle bu formül her bir alt metalurjik

fonksiyonun değerlerinin toplamıdır.

Metalurjik fonksiyonlar analitik olarak veya polinominal

denklemler şeklinde ifade edilmezler. Genellikle adım fonksiyonu (step function) olarak çizelge şeklinde temsil

edilirler.

n

jyjxjkjkjzyxk ppflpppF

1

),.......(),..,..(

496

Diğer bir deyişle, metalurjik fonksiyonlar proses

parametrelerinin belirlenen aralıklarına kalite sınıflandırma

değerleri atanacak şekilde yapılandırılırlar. Bu yapı

metalurjik fonksiyonun yapısından beklenen "basitlik,

açıklık ve anlaşılabilirlik" şartlarını yerine getirmenin en iyi

yoludur.

Metalurjik fonksiyonlardan oluşturulan çizelgeler bir, iki

veya üç boyutlu olarak tasarlanabilir. Bunun anlamı her bir

metalurjik fonksiyon en fazla 3 proses parametresini

fonksiyon girdisi olarak kullanabilmesidir. Çizelgelere sınırsız sayıda fonksiyon adımı tanımlanabilir. Her bir

çizelgenin veya metalurjik fonksiyonun fonksiyon değeri

belli bir kalite karakteristiği için kusurun şiddetine etkisi

olarak tanımlanır. Ağırlık katsayılarını aynı bazda

hesaplayabilmek için fonksiyon değerleri normalize

edilerek çizelgelere yazılır.

Bütün metalurjik fonksiyonların değerleri her bir kalite

karakteristiği için ayrı ayrı toplanır ve sonuç olarak her bir

kalite karakteristiği için fiziksel kusur şiddeti veya kalite

parametre değeri hesaplanır. Bu değer bir sonraki aşama olan kalitenin yönlendirilmesinde kullanılır.

Bir metalurjik fonksiyon kalite tahmini ve slab kalite

yönlendirmesi için operasyonda kullanılıncaya kadar bir

çok aşamadan geçer. Metalurjik fonksiyonların geliştirme

aşamaları şunlardır:

1. aşama : 1. Yaklaşım. Deneysel ve istatistiksel metotlar.

2. aşama : 1. Yaklaşımın optimizasyonu. Tahmin

doğruluğunun belirlenmesi.

3. aşama : Üretimde 1. Kabul testi. Slab kalite

yönlendirmesi.

4. aşama : Üretimde 2. Kabul testi ve fonksiyonların bilgisayar sistemine tanımlanması.

1. aşama: İstatistiksel metotların desteğiyle ilk olarak

fonksiyonun empirik formülasyonu yapılır. Bir kalite

karakteristiği için prosesteki parametreler belirlenir ve

geliştirme çalışmasından, mevcut üretimde elde edilen

deneyimden ve literatürde elde edilen sonuçlar baz alınarak

fonksiyon değerleri tarafından etkiler tanımlanır.

İstatistikler tarafından desteklenen empirik yaklaşım en kısa

sürede operasyonel uygulamaya geçilmesini sağlar.

Metalurjik fonksiyonların geliştirilmesinde sadece istatistiki metotların kullanılması çok sayıda parametre ve çok sayıda

veri gerektirir. Bundan dolayı sadece istatistik teknikleri

kullanmak çok uzun zaman alır. Eğer istatistiki testler

mevcut üretim şartlarından etkilenecekse istatistiki test

planlama büyük zorluklar ile yapılabilir. Bir çok parametre

random değerlere sahiptir ve parametreler sistematik olarak

modifiye edilemezler.

2. aşama: Düzenlenen ilk foksiyonun optimizasyonu bu

aşamada yapılır. İlk düzenlemeden hesaplanan değerler ile

ölçülen değerler bir birleriyle kıyaslanır. Ana sapmalar

analiz edilir ve ağırlık faktörleri modifiye edilerek hesaplanan ile ölçülen değerler arasındaki mümkün olan en

iyi uyuma ulaşılmaya çalışılır.

3. aşama: Mevcut üretim için metalurjik fonksiyonun

yetenek testinin ilk kısmı yapılır. Bilgisayar tarafından slab

için verilen kalite yönlendirme kararı ve metalurjik

fonksiyonun doğruluğu kontrol edilir.

4. aşama: Yetenek testinin ikinci kısmı yapılır ve

fonksiyonun son hali üzerindeki karar verilir. Nihai ürün

değerlendirilir ve slab kalite yönlendirmesi tamamiyle

bilgisayara devredilir.

Şekil 4’den görüldüğü üzere farklı kalite özellikleri, her bir segment için geçerli olan referans proses değerlerinden

tahmin edilir. Daha sonraki adımda metalurjik

fonksiyonların sonuçları (kusur şiddetleri) “0” ile “9”

arasında bir kalite kod numarasına dönüştürülerek

standartlaştırılır. “0” kalite kodu en iyi kaliteyi (sıfır kusur),

“9” kalite kodu ise en kötü kaliteyi (en yüksek kusur oranı)

ifade eder.

Kalite parametresinden kalite kodlanmasına geçişte

kullanılan fonksiyonun matematiksel ifadesi aşağıdaki

şekilde gösterilir.

(2)

Bu denklemde,

KKk = k kusurunun kalite kodu

fk = k kusurunun kalite kodu tanımlama çizelgesi'dir.

Slab boyu genellikle çok sayıda segment uzunluklarından

oluştuğu için belirli bir slab için karakteristik bir değer seçilmesi gerekir. Prensip olarak, bu amaç için her bir kalite

değişkenin bir slabtaki segmentlerinin en kötü değeri seçilir

(Şekil 5).

)(FfKK kkk

497

.....

Proses Parametrelerinin Referans Değerleri

P zP x P y P n..... .......... .....P t

Döküm

No

Slab

No

Segment

No

912126 3

1

4

3

2

a c db ge f

3

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

-

-

-

-

1

1

1

1

0

0

0

0

Dökü

m

Slab

No

Segment

No

912126 3

1

4

3

2

35

25

25

35

0.5

1.5

1.0

1.0

1

1

1

1

1.3

1.0

1.1

1.2

n

jyjxjbjbjb ppflF

1

), . . . . . . .(.

n

jyjxjajaja ppflF

1

), . . . . . . .(.

n

jyjxjdjdjd ppflF

1

), . . . . . . .(.

n

jyjxjcjcjc ppflF

1

), . . . . . . .(.

Metalurjik

Fonksiyonlar )(FfKK aaa )( FfKK bbb

)(FfKK ddd)( FfKK ccc

h i j

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Segment KaliteTahminleri

Slab segmentleri tahmin sonuçları Slab sonuçları

0

0

1

3

2

0

1

3

3

2

6

5

0

0

1

8

0

0

1

3

0

0

1

9

0

0

1

3

0 0 8 4 5 2 3

...............

...............

...............

...............

...............

...............

...............

KK a

KK b

KK c

KK d

KK n

3

2

6

9

8

...............

KK a

KK b

KK c

KK d

KK n

Şekil 4. Kalite Tahmin Prosedürü

Şekil 5. Segment ve Slab Bazında Kalite Kodlaması

498

Bilgisayar destekli kalite kontrol sisteminin son aşaması

olan slab kalite uygulaması, kalite değişkenleri için

müsaade edilen maksimum değerlerin tahmin edilen

değerler ile karşılaştırılmasıyla yapılır. Bu değerler

arasındaki farklar karar vermek için gerekli kriterleri

oluştururlar. Kalite bazında müsaade edilebilir kusur

kodları her bir kusur için bilgisayar destekli kalite kontrol

sisteminin veri tabanına tanımlanır. Her bir kusur için hedef

ve maksimum kalite kodları belirtilir. Her kesilen ürünün

kalite tahmin sonuçları bu tanımlanan limit değerler ile

karşılaştırılır. Karşılaştırma sonucunda ürün kalite uygulama fonksiyonu her bir slab için şu muhtemel

sonuçlara varabilir: ürün normal (hiçbir hedef kalite limiti

aşılmadı), ürün yüzey kontrolü gerekli (slab yüzey kalite

limitleri aşıldı), ürün skarfı gerekli (maksimum slab yüzey

kalite limiti aşıldı), üründen numune alınması tavsiye

edilir (hedef slab içyapı kalitesi aşıldı) ve üründen

numune almak gerekli (maksimum slab içyapı kalitesi

aşıldı).

Eğer döküm yüzeyinden çıplak gözle görülebilen boyuna

çatlak ve enine köşe çatlağı gibi kusurlar limit değerleri aşarsa sistem kontrol amaçlı test skarfı uygulaması verir.

Şayet döküm halindeki slab yüzeyinden doğrudan olarak

görülemeyen; gaz boşluğu, makro inklüzyon, enine yüzey

çatlağı ve yıldız çatlağı gibi kusurlar limit değerleri aşarsa

tüm yüzeyin görünür hale getirilmesi ve kusurların

giderilmesi için sistem makine skarfı uygulaması verir. Bu

uygulama kriterleri veya yeni kalite uygulama kriterleri

bilgisayar sistemine yazılıma ilaveler yapılarak dahil

edilebilirler.

3.3. Bilgisayar Destekli Kalite Kontrol Sisteminin

Otomasyonu

Bilgisayar destekli kalite kontrol sistemi (BDKK), BDKK

çevrim içi sistemi ve BDKK bakım ve değerlendirme

sistemi olarak adlandırılan iki ana kısımdan oluşmaktadır.

Şekil 6’de bu çalışmada kullanılan BDKK sisteminin

fonksiyonel yapısı görülmektedir.

Sistem genel çelikhane üretim otomasyonuna sürekli

döküm otomasyon sistemi üzerinden bağlıdır. BDKK

çevrim içi sistemi sürekli döküm seviye 2 otomasyon

seviyesini doğrudan kullanır.

BDKK bakım ve değerlendirme sistemi ise seviye 3

otomasyon seviyesiyle aynı konumdadır ve BDKK çevrim

içi sistemiyle doğrudan haberleşir

BDKK çevrim içi sistemi de BDKK bakım sistemi ve

değerlendirme sistemi gibi bir çok alt modülden

oluşmuştur. Bu sistem sürekli olarak proses parametrelerini

izler ve kalite tahmin sonuçlarını hesaplar. Şekil 7’de bu

çalışmada kullanılan BDKK çevrim içi sistemindeki veri

akışı görülmektedir.

Şekil 6. Bilgisayar Destekli Kalite Kontrol Sisteminin Fonksiyonel Yapısı (VAX 3300, ve VAXstation 4000/96 ve PC Gösterimi

Sistemin Üzerinde Çalıştığı Bilgisayar Donanımını İfade Etmektedir) [3].

499

Şekil 7. BDKK Çevrim İçi Sistemindeki Veri Akışı [3].

BDKK proses veri izleme fonksiyonun görevi çelik üretimi

esnasında kalite ile ilgili proses parametrelerini izlemektir.

Çelik üretim (BOF) ve ikincil metalurji (SMP)

proseslerinden gelen veriler her bir döküm için, sürekli slab

döküm tesislerinden (CCM) gelen veriler ise üretilen slabın

her 1m’lik kısmı için izlenir.

BDKK sapma bulma fonksiyonu bir döküm için tanımlanan

üretim pratiklerinin hedef değerleri ile gerçekleşen değerleri karşılaştırır. Üretim pratikleri seviye 3 üretim

planlama sisteminden alınır. Karşılaştırma sonucunda

bulduğu sapmaları raporlar.

Kalite tahmini, BDKK sisteminin en önemli kısımlarından

biridir. Bu modül kayıt edilen proses parametrelerini

kullanarak üretilen sistemin kalitesini belirler. Ürünlerin

kalitesini tahmin etmek için BDKK sisteminin metalurjik

veri tabanı kullanılır. Metalurjik veri tabanı ise metalurjik

fonksiyonlar tarafından oluşturulmuştur. BDKK kalite

uygulama sistemi modülü ise BDKK kalite tahmin sisteminin sonuçlarını önceden belirlenmiş limit değerler ile

kıyaslar. Kıyaslama sonucuna göre slabların kalite

uygulamalarını (normal, kontrol et ve numune al gibi)

raporlar.

BDKK sistemi tamamen kullanıcı tarafından ayarları

yapılabilecek şekilde dizayn edilmiştir. Konfigürasyon

verileri kolaylıkla BDKK metalurjik veri tabanına girilir.

Bütün Metalurjik fonksiyonlar bu veriler kullanılarak

geliştirilirler. Dolayısıyla veri tabanının içeriği sistemin

doğru çalışmasını büyük ölçüde etkiler.

BDKK bakım sisteminin ana amacı metalurjik veri tabanını

düzenlemek ve proses verilerinin sürekli olarak

toplanmasını sağlamaktır. Ayrıca bakım sistemi izlenecek

proses parametrelerinin, tahmin edilecek kusurların, kalite

tahmin kurallarının ve her bir çelik kalitesi için istenilen

kalite kıstaslarının veri tabanına tanımlanmasını ve

bakımının yapılmasını sağlar.

Sistem ayrıca yeni geliştirilen bir metalurjik fonksiyonun

sisteme tanımlanmasından önce test edilebilmesi için kapalı

devre simülasyon modeli de içermektedir. BDKK bakım

sistemi bir çok alt modülü içerir.

BDKK çevrim içi sistemi sayesinde kaliteyle ilgili proses parametreleri hakkında çok büyük miktarda bilgi elde

edilebilir. Kalite tahmin sonuçlarıyla, BDKK slab kalite

uygulama sonuçları ve kalite testleri sonucunda elde edilen

verilerle beraber bu bilgiler veri arşiv fonksiyonu sayesinde

depolanır. Bu amaçla veriler sürekli döküm tesisleri seviye

2 kontrol sisteminden BDKK bakım ve değerlendirme

sistemine transfer edilir. BDKK değerlendirme veritabanı

olarak adlandırılan bir ilişkili veri tabanında depolanır.

BDKK veri değerlendirme sistemi, veri tabanında

depolanan çok büyük miktardaki veriye kullanıcı tarafından kolaylıkla ulaşabilmesine imkan tanır. Sistem yardımıyla

kullanıcı, değerlendirme veri tabanındaki bilgilere

sorgulama yapabilir ve sorgulama sonuçlarını PC ortamına

transfer ederek harici bir istatistik paket programlarında

inceleme yapabilir.

3.4. BDKK Sisteminin Bilgisayar Donanımı ve Yazılımı

Şekil 8, bu çalışmada kullanılan BDKK sisteminin donanım

profilini göstermektedir. Buna göre sistem sürekli döküm

makinelerinin otomasyon bilgisayarlarının yanı sıra BDKK

bakım ve veri arşiv sistemin yer aldığı bir iş istasyonu, bakım ve metalurjik değerlendirmelerin yapıldığı bir kişisel

bilgisayar ve kontrol edilen slabların gerçek kalite

bilgilerinin iş istasyonunda bulunan veri tabanına girildiği

bir terminale sahiptir.

500

Şekil 8. BDKK Sisteminin Donanım Profili [3].

Sürekli döküm makinelerinin otomasyon bilgisayarları ve iş

istasyonu OpenVMS VAX işletim sistemini

kullanmaktadır. İş istasyonunda verileri arşivlemek için

Oracle 7 RDBMS veri tabanı yazılımı, kişisel bilgisayarda

iş istasyonundaki verilere ulaşabilmek ve sorgulama

yapabilmek amacıyla Oracle SQL Net TCP/IP yazılımı

kullanılmıştır. Ayrıca sorgulama sonucunda elde edilen verilerin incelenmesi ve metalurjik fonksiyonların

oluşturulması için Statistica 5.5 istatistik paket programı

kullanılmıştır.

4. PROJENİN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ

1995 yılında Erdemir yönetiminin 3 ve 4 nolu sürekli

döküm tesislerine kurulmasına karar verdiği BDKK

sisteminden ana beklentiler gereksiz skarf işlemini

azaltarak sıcak şarj potansiyelini arttırmaktı. Diğer bir

beklenti ise sürekli iyileştirme çalışmaları için metalurjik

bir veritabanına sahip güçlü bir kalite karar destek aracına sahip olmaktı.

Bir Avusturya firması olan VAI, bilgisayar destekli kalite

kontrol sistemlerinde önemli ölçüde deneyime sahipti ve

ayrıca ticari satışı olan bir otomasyon sistemine mevcuttu.

Bu nedenle Erdemir bu sistemi almak ve mevcut

otomasyon sistemine entegre etmek üzere 1996 yılında VAI

ile anlaştı.

BDKK sisteminin başarısı proses parametrelerinin, kalite

tahmin fonksiyonlarının ve metalurjik know-how' ın doğruluğuna bağlıdır. Proses parametreleriyle kalite

karakteristikleri arasındaki ilişkilerin istatistiksel

yöntemlerle belirlenmesi ve karmaşık metalurjik

fonksiyonların oluşturulması BDKK sistemi için bir temel

oluşturmaktadır. Ayrıca proses parametreleri ve kusurlar

arasındaki ilişkilerin doğru analiz edilebilmesi için proses

parametrelerine ilaveten slab kalite bilgilerini de içeren iyi

oluşturulmuş bir veritabanına ihtiyaç vardır.

Proses verileri bilgisayar sistemi tarafından otomatik olarak

slabın her bir metrelik kısmı için izlenmekte ve

veritabanına kaydedilmektedir. Ancak slab sahası kontrol sonuçları kalite tahmin modelinin oluşturulması için uygun

değildi. Bu amaçla Erdemir Kalite Kontrol Müdürlüğü slab

sahasında skarf işleminden sonra slab yüzey kusurlarını

kontrol etmek için yeni bir gözlemci grubu oluşturdu. Bu

gözlemci grubu slab yüzeylerini BDKK sisteminin

standartlarına göre kontrol edilmesi için eğitildi.

Kusura etki eden parametrelerin ağırlık faktörlerinin

toplamı işlem sonunda 0 ile 9 arasında değişen tam sayılara

dönüştürülmesi gerektiğinden dolayı kontroller sonucunda

slab yüzeyinde gözlemlenen kusurlar indekslendi ve proses verilerinin kaydedildiği veri tabanına kullanımı kolay bir

ara yüzey vasıtasıyla düzenli olarak kaydedildi.

VAI tarafında temin edilen BDKK sistemi 10 kusur tipini

(boyuna çatlak enine yüzey çatlak, köşe çatlak, makro

inklüzyon, yıldız çatlak, gaz boşluğu, içyapı inklüzyonları,

yüzey altı inklüzyonları, dikey iç çatlak ve segregasyon)

tahmin edecek şekilde düzenlenmişti. Projenin başında

tahmin edilecek kusurların sayısı yüzey kusurlarıyla

sınırlandı.

Uzun süren istatik çalışmaları sonucunda yeterli tahmin doğruluğuna ulaşıldığında Erdemir koşulları için dispoze

kriterleri oluşturuldu. Tüm çelik kaliteleri için istenen kalite

değerleri çok titiz bir şekilde incelenerek belirlendi. Tahmin

edilen ve gerek duyulan kalite değerlerinin bir birleriyle

kıyaslanması slabın kalitesinden saptırılmasına veya skarf

işlemine gönderilmesine karar verilmesini sağlar. Kalite

uygulama kuraları sistemin bütünlüğünün test edilmesi ve

ileriki optimizasyon çalışmalarını sağlamak için aşağıdaki

şekilde düzenlenmiştir.

Eğer boyuna çatlak ve köşe çatlağı gibi döküm halindeki slab yüzeyinden görünen kusurların gerçekleşen değerleri

gerekli kalite değerlerini aşarsa kalite uygulama kararı

diyagonal test skarfıdır. Eğer makro inklüzyon, enine yüzey

çatlağı, yıldız çatlağı ve gaz boşluğu kusurları gibi ancak

skarf sonrası görülen kusurların gerçekleşen kalite kodları

gerek duyulan kalite değerlerini aşarsa kalite uygulama

kararı yüzde yüz makine skarfı olacaktır. Şayet her iki

durum da geçerliyse yüzde yüz makine skarfı dominant

kalite uygulama kararı olacaktır. Kalite uygulama kararı

slab kesildikten saniyeler sonrasında otomatik olarak

tahmin fonksiyonları tarafından hesaplanmaktadır. Bu

kalite uygulama kararları kesme operatörlerinin kullandığı seviye 2 ekranında otomatik olarak görüntülenmekte ve

kesme operatörlerinin vinç operatörlerini bilgilendirmesiyle

501

skarf için seçilen slabların ayrı vagonlarla slab sahasına

skarf edilecekleri yerlere ulaştırılması sağlanmaktadır.

Yapılan bu düzenlemelere ilaveten skarf için seçilen

slabların slab nakliyatı esnasında diğer normal slablara

karışmasının engellenmesi için slab markalarına skarf

kararını veya tipini gösteren bir harf otomatik olarak

eklenmektedir. Bu yeni yaklaşımla slab sahasında gereksiz

slab taşınması önemli ölçüde azaltılmıştır. Ayrıca BDKK

sisteminin tahmin sonuçları ve skarf kararları bir ağ

bağlantısı yardımıyla ilgili birimlere gönderilmektedir. 3 ve

4 nolu sürekli döküm tesislerinde üretilen slabların yaklaşık %92'si BDKK sistemiyle kontrol edilmektedir. Kalan kısım

Vakum işlemli çok düşük karbonlu çelikler, yüksek

karbonlu çelikler ve bazı mikro alaşımlı özel itina

gerektiren çeliklerden oluşmaktadır.

5. SONUÇLAR

Kalite tahmin fonksiyonları üretim proses bilgilerinin ve

yeni gelişmeler doğrultusunda sürekli olarak iyileştirilmeye

ihtiyaç duyarlar. Halen 6 tip kusur toplam 40 proses

parametresi ile tahmin edilmektedir. Sistem şu anda yaklaşık 150 proses parametresini istatiksel incelemeler için

izlemektedir.

Şekil 9 BDKK sistemi uygulaması öncesi ve sonrası slab

kontrol hacminin dağılımı göstermektedir. 1999 yılındaki

slab kontrol hacmi 1996 yılı ile kıyaslanmıştır. BDKK

sistemi üretilen slabların %70'inin slab kontrolüne ve skarf

işlemine gerek duymadığını göstermektedir.

Şekil 9. BDKK Sistemi Öncesi ve Sonrası Slab İşlem Durumu

BDKK sistemi öncesi bütün slablar seçmeli olarak yüzey

kusurları açısından kontrol edilmekte ve eğer gerekirse tamir skarfı yapılmaktaydı. Ancak sistemin adaptasyonuyla

beraber seçmeli olarak kontrol skarfı işlemine gerek duyan

slab miktarı yaklaşık %84 oranında azaltılmıştır. Makine

skarfı oranı, yeni sistemle beraber skarf yaklaşımının

değişmesiyle 3 kat artmıştır. Daha önceki uygulamada bazı

proses sapmalarına veya kesintilerine maruz kalan slablar

kalitesinden saptırılırken yeni uygulamayla bu slablar daha

kesin bir izlemeyle otomatik olarak makine skarfı

uygulamasına verilmekte ve skarf sonrası yüzey kalite

durumuna göre kalitesine uygulanmaktadır. Dolayısıyla

makine skarfı oranı artarken kalitesinden sapmalar çok

büyük oranda azaltılmıştır. Ayrıca vakum da işlem gören IF

çeliklerinin üretim miktarı ve müşteri talepleri de makine

skarfı oranını önemli ölçüde etkilemektedir. Şekil 10. skarf

edilen ve kontrol edilen slab oranın yıllara göre değişimini

göstermektedir. BDKK sisteminin çalışmaya başlamasıyla

beraber skarf oranı sürekli olarak azalmıştır.

45

3532 30

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1996 1997 1998 1999

Yıllar

Skarf

Ora

nı, %

Şekil 10. Skarf Oranının Yıllara Göre Değişimi

BDKK sisteminin kullanılmasından önce skarf oranı %45

seviyesindeyken şu anda %30 civarındadır. Bu değer 3 ve 4

nolu tesislerin ürün dağılımı incelendiğinde bu rakam

oldukça makul bir değerdir (Şekil 12).

Düşük

Karbonlu

%36.6

IF

%2.6

Yüksek

Karbonlu

%2.0

Mikro

Alaşımlı

Peritektik

%3.3

Alaşımsız

Peritektik

%50.3

Orta

Karbonlu

%5.2

Şekil 11. 3 ve 4 nolu Sürekli Döküm Tesislerinin Ürün Dağılımı

Kusur tahmin modeli skarf nedenleriyle ilgili detaylı bilgi

vermektedir. Şekil 12'ten görüldüğü üzere skarfa neden

olan ana etken %74 ile makro inklüzyondur. Enine yüzey

çatlağı riskinin oranı %9 ve her iki kusurunda oluşma

ihtimali nedeniyle skarfa verilen slab oranı ise %17'dir.

502

9

17

74

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Makro İnklüzyon Enine Yüzey

Çatlak

Makro İnk.+

Enine Yüz. Çat.

Skarf Kusur Nedenleri

Fre

ka

ns

, %

Şekil 12. Skarfa Neden Olan Ana Kusurlar

Kusurların nedenlerinin dağılımı ise Şekil 13'de

görülmektedir. Sürekli iyileştirmenin yapılabilmesi için bu

kusur nedenlerinin oluşum sıklığının incelenmesi

gereklidir. Dominant proses parametreleri, skarf oranını

azaltmak için incelendiğinde bu parametrelerin genel

olarak: döküm hızı, süper ısı, tandişteki çelik seviyesi, kalıp

seviye oynamaları, kalıp çelik seviyesi, potanın oksijen

kullanılarak açılması, pota ara tüpsüz döküm yapılması,

slabların döküm içindeki konumları, kanama alarmları ve

kalıptan curuf alma pratiklerinden oluştuğu görülmektedir.

34

26

40

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Slabın Döküm

İçindeki

Konumu

Kesintiler Metalurjik

Parametreler

Skarf Proses Nedenleri

Fre

kan

s, %

Şekil 13. Skarfa Neden Olan Proses Nedenleri

BDKK sisteminin tahmin doğruluğu Şekil 15'de

gösterilmiştir. Bu sistem sayesinde kabul edilemeyecek

kusurlara sahip slablar nadiren haddelenmektedir.

Haddeleme işleminden sonra çok düşük yüzdeye sahip

kalitesinden saptırma değerlerine ulaşabilmek için kaliteden

hiçbir taviz verilmeden hazırlanmış metalurjik tahmin fonksiyonlarının kullanılması gereklidir. Bu durumun

sonucu olarak skarf edilmek üzere sınıflandırılan her slab

her zaman kusurlu çıkmayabilir[4].

Şekil 14. BDKK Sisteminin Tahmin Doğruluğu

Bu çalışmada VAI firmasının sürekli döküm slablarının

bilgisayar destekli kalite kontrolü için tasarlamış olduğu

VAI-Q sistemi başarıyla Erdemir 3 ve 4 nolu sürekli döküm

tesislerine entegrasyonu gerçekleştirildi ve Erdemir üretim

şartları için optimize edildi. Metalurjik sonuçlar bu yeni

sistemle kusursuz slab oranının oldukca yüksek olduğunu

göstermektedir. Skarf oranı ise yine bu sistemle sürekli

olarak azaltılmıştır.

Bilgisayar destekli kalite kontrol sistemlerinin başarısı

metalurjik tahmin fonksiyonlarının tahmin doğruluğuna

bağlıdır. Bu nedenle kalite ve proses alanındaki yeni

gelişmelere bağlı olarak tahmin fonksiyonlarının sürekli

olarak iyileştirilmesi ve gerekli düzenlemelerin periyodik

olarak yapılması gereklidir.

6. KAYNAKLAR

[1] T. Fastner., 1998. Aspects of modern quality control for

continuous casting, 3rd European Conference on Continuous Casting, Madrid, Spain,

[2] O.M. Pühringer, ve F. Wallner, 1987. Computer aided

quality control system of Voest Alpine, VAI internal report,

Linz, Austria.

[3] Detail Technical Specification of CAQC Upgrade for

Erdemir CC 3 and CC 4, 1996. Linz, Austria, Ver. 1.2.

[4] T. Fastner, H. P. Narzt, J. Vlcek, W. Marschal, H.

Preißl, N. Hübner: Automatic Quality Control in

Continuous Casting of Slabs for Hot-Rolling Use, MPT

International, 1995.