Sıcak haddeleme prosesinin deneysel modellenmesi

Benzer belgeler
ÇOKLU REGRESYON MODELİ, ANOVA TABLOSU, MATRİSLERLE REGRESYON ÇÖZÜMLEMESİ,REGRES-YON KATSAYILARININ YORUMU

Deney No: 2. Sıvı Seviye Kontrol Deneyi. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ Dijital Kontrol Laboratuvar Deney Föyü Deneyin Amacı

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

YAYILI YÜK İLE YÜKLENMİŞ YAPI KİRİŞLERİNDE GÖÇME YÜKÜ HESABI. Perihan (Karakulak) EFE

ENDÜSTRİNİN DEĞİŞİK İŞ KOLLARINDA İHTİYAÇ DUYULAN ELEMANLARIN YÜKSEK TEKNİK EĞİTİM MEZUNLARINDAN SAĞLANMASINDAKİ BEKLENTİLERİN SINANMASI

Korelasyon ve Regresyon

( ) 3.1 Özet ve Motivasyon. v = G v v Operasyonel Amplifikatör (Op-Amp) Deneyin Amacı. deney 3

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü Mukavemet I Vize Sınavı (2A)

Doğrusal Korelasyon ve Regresyon

PÜRÜZLÜ AÇIK KANAL AKIMLARINDA DEBİ HESABI İÇİN ENTROPY YÖNTEMİNİN KULLANILMASI

Şiddet-Süre-Frekans Bağıntısının Genetik Algoritma ile Belirlenmesi: GAP Örneği *

X, R, p, np, c, u ve diğer kontrol diyagramları istatistiksel kalite kontrol diyagramlarının

UYUM ĐYĐLĐĞĐ TESTĐ. 2 -n olup. nin dağılımı χ dir ve sd = (k-1-p) dir. Burada k = sınıf sayısı, p = tahmin edilen parametre sayısıdır.

4.5. SOĞUTMA KULELERİNİN BOYUTLANDIRILMASI İÇİN BİR ANALIZ

a IIR süzgeç katsayıları ve N ( M) de = s 1 (3) 3. GÜRÜLTÜ GİDERİMİ UYGULAMASI

MALZEMELERİN MEKANİK DAVRANIŞLARI. Turgut GÜLMEZ

ORTOTROPİK ZİNCİR YAN PLAKALARINDA GERİLME YIĞILMASI KATSAYILARININ HESAPLANMASI

TÜRKİYE DEKİ 380 kv LUK 14 BARALI GÜÇ SİSTEMİNDE EKONOMİK YÜKLENME ANALİZİ

YÖNETİM VE EKONOMİ Yıl:2006 Cilt:13 Sayı:1 Celal Bayar Üniversitesi İ.İ.B.F. MANİSA

T.C. ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KONUŞMACI TANIMA YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI ANALİZİ. Cemal HANİLÇİ

FLYBACK DÖNÜŞTÜRÜCÜ TASARIMI VE ANALİZİ

PARÇALI DOĞRUSAL REGRESYON

PROJE SEÇİMİ VE KAYNAK PLANLAMASI İÇİN BİR ALGORİTMA AN ALGORITHM FOR PROJECT SELECTION AND RESOURCE PLANNING

kadar ( i. kaynağın gölge fiyatı kadar) olmalıdır.

Soğutucu Akışkan Karışımlarının Kullanıldığı Soğutma Sistemlerinin Termoekonomik Optimizasyonu

MAK 744 KÜTLE TRANSFERİ

ENDÜSTRİYEL BİR ATIK SUYUN BİYOLOJİK ARITIMI VE ARITIM KİNETİĞİNİN İNCELENMESİ

HAFTA 13. kadın profesörlerin ortalama maaşı E( Y D 1) erkek profesörlerin ortalama maaşı. Kestirim denklemi D : t :

Sistemde kullanılan baralar, klasik anlamda üç ana grupta toplanabilir :

MATLAB GUI İLE DA MOTOR İÇİN PID DENETLEYİCİLİ ARAYÜZ TASARIMI INTERFACE DESING WITH PID CONTROLLER FOR DC MOTOR BY MATLAB GUI

TRİSTÖR VE TRİYAK HARMONİKLERİNİN 3 BOYUTLU GÖSTERİMİ VE TOPLAM HARMONİK BOZUNUMA EĞRİ UYDURMA

5.3. Tekne Yüzeylerinin Matematiksel Temsili

Bulanık Mantık ile Hesaplanan Geoid Yüksekliğine Nokta Yüksekliklerinin Etkisi

İntegratörlü sistemler için Katsayı Diyagram Metodu ile kontrolör tasarımı

NİTEL TERCİH MODELLERİ

ZKÜ Mühendislik Fakültesi - Makine Mühendisliği Bölümü ISI VE TERMODİNAMİK LABORATUVARI Sudan Suya Türbülanslı Akış Isı Değiştirgeci Deney Föyü

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 8

ARAŞTIRMA MAKALESİ/RESEARCH ARTICLE TEK ÇARPIMSAL SİNİR HÜCRELİ YAPAY SİNİR AĞI MODELİNİN EĞİTİMİ İÇİN ABC VE BP YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI ÖZ

bir yol oluşturmaktadır. Yine i 2 , de bir yol oluşturmaktadır. Şekil.DT.1. Temel terimlerin incelenmesi için örnek devre

Toplam Eşdeğer Deprem Yükünün Hesabı Bakımından 1975 Deprem Yönetmeliği İle 2006 Deprem Yönetmeliğinin Karşılaştırılması

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 1 ÇOKLU ISI DEĞİŞTİRİCİSİ DENEYİ

MECHANICS OF MATERIALS

İÇME SUYU ŞEBEKELERİNİN GÜVENİLİRLİĞİ

GRİ İLİŞKİSEL ANALİZ YÖNTEMİNE GÖRE FARKLI SERTLİKLERDE OPTİMUM TAKIM TUTUCUSUNUN BELİRLENMESİ

KAFES SİSTEMLERİN UYGULAMAYA YÖNELİK OPTİMUM TASARIMI

ENERJİ. Isı Enerjisi. Genel Enerji Denklemi. Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi 2007

BÖLÜM 5 İKİ VEYA DAHA YÜKSEK BOYUTLU RASGELE DEĞİŞKENLER İki Boyutlu Rasgele Değişkenler

YAPILARIN ENERJİ ESASLI TASARIMI İÇİN BİR HESAP YÖNTEMİ

Metin Madenciliği ile Soru Cevaplama Sistemi

BETONARME YAPI TASARIMI

DEĞİŞKEN DÖVİZ KURLARI ORTAMINDA GLOBAL BİR ŞİRKETTEKİ ESNEKLİĞİN DEĞERİ VE OPTİMUM KULLANIMI

Asimetri ve Basıklık Ölçüleri Ortalamalara dayanan (Pearson) Kartillere dayanan (Bowley) Momentlere dayanan asimetri ve basıklık ölçüleri

SU İHTİYAÇLARININ BELİRLENMESİ. Suİhtiyacı. Proje Süresi. Birim Su Sarfiyatı. Proje Süresi Sonundaki Nüfus

Deprem Tepkisinin Sayısal Metotlar ile Değerlendirilmesi (Newmark-Beta Metodu) Deprem Mühendisliğine Giriş Dersi Doç. Dr.

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR


KIRMIZI, TAVUK VE BEYAZ ET TALEBİNİN TAM TALEP SİSTEMİ YAKLAŞIMIYLA ANALİZİ

GÜNEŞ ENERJİLİ BİR SULAMA SİSTEMİNDE BOOST KONVERTERDEN BESLENEN ARM SÜRÜCÜ SİSTEMİNİN ANALİZİ

ÇOK BĐLEŞENLĐ DAMITMA KOLONU TASARIMI PROF. DR. SÜLEYMAN KARACAN

16. Dörtgen plak eleman

ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ

DETERMINATION OF THE ECONOMIC DISPATCH IN ELECTRIC POWER SYSTEMS USING SIMULATED ANNEALING(SA) ALGORITHM

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt:13 Sayı:2 sh Mayıs 2012

Çok Katlı Kompozit Çelik Çerçevelerin Genetik Algoritma ile Dinamik Sınırlayıcılı Optimizasyonu *

İnce duvarlı yapılar, yüksek enerji sönümleme kabiliyetleri,

Calculating the Index of Refraction of Air

ROBİNSON PROJEKSİYONU

Meteorolojik Verilerin Yapay Sinir Ağları Đle Modellenmesi

T.C. KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

JFM316 Elektrik Yöntemler ( Doğru Akım Özdirenç Yöntemi)

A İSTATİSTİK. 4. X kesikli rasgele (random) değişkenin moment çıkaran. C) 4 9 Buna göre, X in beklenen değeri kaçtır?

Türk Dilinin Biçimbilim Yapısından Yararlanarak Türkçe Metinlerin Farklı İmgelere Ayrılarak Kodlanması ve Sıkıştırılması

Şehiriçi Karayolu Ağlarının Sezgisel Harmoni Araştırması Optimizasyon Yöntemi ile Ayrık Tasarımı *

Tuğla Duvardaki ve Tesisattaki Isı Kaybının Yapay Sinir Ağları İle Belirlenmesi

Fizik 101: Ders 15 Ajanda

TÜRKİYE DEKİ 22 BARALI 380 kv LUK GÜÇ SİSTEMİ İÇİN EKONOMİK DAĞITIM VE OPTİMAL GÜÇ AKIŞI YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI ANALİZİ

TEKNOLOJİ, PİYASA REKABETİ VE REFAH

Tarımsal Alanlarda Sulamanın Enerji Üretimi Üzerine Etkisi

ERGONOMİK KOŞULLAR ALTINDA MONTAJ HATTI DENGELEME

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

PARMAKİZİ RESİMLERİNİN YAPAY SİNİR AĞLARI İLE TEMİZLENMESİ VE İYİLEŞTİRİLMESİ

ANADOLU ÜNivERSiTESi BiliM VE TEKNOLOJi DERGiSi ANADOLU UNIVERSITY JOURNAL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY CiltNol.:2 - Sayı/No: 2 : (2001)

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KAFES SİSTEMLERİN OPTİMUM TASARIMI. YÜKSEK LİSANS TEZİ Mak. Müh.

Üç Boyutlu Yapı-Zemin Etkileşimi Problemlerinin Kuadratik Sonlu Elemanlar ve Sonsuz Elemanlar Kullanılarak Çözümü

ÇELİK UZAYSAL ÇERÇEVE YAPILARIN OPTİMUM TASARIMI

ATM şebekelerde bandgenişliğinin ve CLR üst sınırının tahmini için bulanık çıkarım yaklaşımı

UZAY ÇERÇEVE SİSTEMLERİN ELASTİK-PLASTİK ANALİZİ İÇİN BİR YÖNTEM

Filled fonksiyon kullanarak vana etkili ekonomik yük dağıtımı probleminin çözülmesi

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

Betül BektaĢ Ekici Accepted: October ISSN : bbektas@firat.edu.tr Elazig-Turkey

İki Serbestlik Dereceli KardanUygulamasının Kararlılaştırılması

BORULARDA, BORU BAĞLANTI ELEMANLARINDA VE GEÇİŞ BORULARINDA ENERJİ KAYIPLARI

KAFES SİSTEMLERİN GERİLME, YER DEĞİŞTİRME, BURKULMA VE DOĞAL FREKANS KISITLARI ALTINDA OPTİMUM TASARIMI

ÇOK DURUMLU AĞIRLIKLANDIRILMIŞ BİLEŞENLİ SİSTEMLERİN DİNAMİK GÜVENİLİRLİK ANALİZİ

Sera İklimlendirme Kontrolü İçin Etkin Bir Gömülü Sistem Tasarımı

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi DÜZ DİŞLİ ÇARKLARIN SONLU ELEMANLAR METODU İLE MODELLENMESİ

PARABOLİK YOĞUNLUK FONKSİYONUNU KULLANARAK SEDİMANTER TEMEL DERİNLİKLERİNİN KESTİRİMİ

Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK2013, Eylül 2013, Malatya DOĞRUSAL KONTROL SİSTEMLERİ

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

FAKTÖRİYEL TASARIMA ADAPTİF AĞ TABANLI BULANIK MANTIK ÇIKARIM SİSTEMİ İLE FARKLI BİR YAKLAŞIM. Sevil ŞENTÜRK

Transkript:

tüdergs/d mühendslk Clt:3, Sayı:6, 99-7 Aralık 24 Sıcak haddeleme prosesnn deneysel modellenmes Ertan ÖZNERGİZ *, Can ÖZSOY İTÜ Makna Fakültes, Makna Mühendslğ Bölümü, Otomatk Kontrol Brm, 34437, Gümüşsuyu, İstanbul Özet Bu çalışma k kısımdan oluşmaktadır. İlk olarak, sıcak haddeleme prosesnde haddeleme kuvvet, moment, kütük sıcaklığı ve hadde sıçraması çn deneysel modelleme yapıldı. Basamak cevabı formunda olan bu modelde haddeleme kuvvet ve moment çn paso, grş sıcaklığı, kütük genşlğ, hadde çapı ve karbon eşdeğer; kütük sıcaklığı çn grş sıcaklığı ve enerj; hadde sıçraması çn de paso, kuvvet ve kütük genşlğn kullanarak dam rejm değerlern hesaplamaktadır. İknc olarak, dnamk model le sıcak haddeleme proseslernde yaygın olarak kullanılan ve katlı lneer regresyon yöntemn kullanan klask amprk modeller karşılaştırıldı. Modeller gelştrmek çn kullanılan verler, Ereğl Demr Çelk Fabrkaları 2. sıcak haddehanes tersnr kaba haddeleme tezgahından sağlanmıştır. Anahtar Kelmeler: Deneysel modelleme, tanılama, sıcak haddeleme. Expermental modelng for hot rollng system Abstract Ths study conssts of two parts: In the frst part, expermental roll force, torque, slab temperature and roll deflecton modelng of a plate hot-rollng s represented. The structures of these models are the stepresponse forms and predct the steady-state values of roll force, torque, temperature and deflecton. In ths study; for roll force and roll torque models; draft, temperature, slab wdth, roll dameter, carbon equvalent, for temperature model; temperature and energy, for deflecton model; draft, roll force and slab wdth are used as nput. The step response model parameters are estmated va recursve least square (RLS) estmaton algorthm by usng nput nformaton related to the past. In the second part, the proposed dynamcal models are compared wth the classcal emprc models commonly used by several author n the rollng practce. It has ncluded mathematcal models relatng rollng force and torque to the deformaton resstance of the work pece n the roll gap; models of heat transfer va radaton, convecton and conducton processes and for the deflecton model rollng mll force and slab wdth are used. For emprc model, Sms formulae, n dscrete-tme form wth multple lnear regressons method s used. The expermental data obtaned from Ereğl Iron and Steel Factory was used for developng both of the models. Keywords: Expermental modelng, dentfcaton, hot rollng process. * Yazışmaların yapılacağı yazar: Ertan ÖZNERGİZ. oznergz@tu.edu.tr; Tel: (22) 292 68 22. Bu makale, brnc yazar tarafından İTÜ Makna Fakültes'nde tamamlanmış olan "Kalınlık kontrolü çn sıcak haddeleme prosesnn modellenmes" adlı doktora teznden hazırlanmıştır. Makale metn 5.5.23 tarhnde dergye ulaşmış, 8.8.23 tarhnde basım kararı alınmıştır. Makale le lgl tartışmalar 3.5.25 tarhne kadar dergye gönderlmeldr.

E. Öznergz, C. Özsoy Grş Br prosesn matematksel model, sonuçların önceden tahmn çn gerekl br araçtır. Matematksel haddeleme modeller haddeleme kuvvet, moment, kütük sıcaklığı ve hadde sıçramasının önceden tahmn le lgldr. Haddeleme proses matematksel modellernn deneysel doğrulanması çn çeştl araştırmacılar tarafından oldukça fazla sayıda çalışma yapılmıştır (Sms, 954; Orowan, 943; Htchoek, 935; Schultz ve Smth, 965; Ford ve Alexander, 964). Bu araştırmalar sonucunda güvenl ve kesn br matematksel model elde edlememştr ve bunların çoğu amprk yapıdadır. Üstelk bu modellern katsayıları belrl br malzeme, hadde tezgahı ve deneyn yapıldığı zaman çn belrlenmştr. Bu modellerdek katsayılar haddeleme proses çn adaptf kontrollern kullanılmasıyla geçerlleştrleblr (Ruddle vd., 983; Ozsoy vd., 992; Özsoy, 993). Erdemr 2. Sıcak haddehanes otomasyon sstemnde, sstem parametrelern adaptf olarak güncelleştrmek çn, Sms n ve Alexander-Ford un matematksel kuvvet modeller ya doğrudan veya değştrlmş haller le kullanılmaktadır. Oluşturulmuş olan bu adaptf modeller oldukça karmaşıktır ve yüklü br malyet berabernde getrmektedr (Sezer, 999; İnceyan, 989; Melnk, 999). Sıcak haddeleme modelnn oluşturulmasında dğer br araç da deneysel modellemedr. Deneysel modellemede amaç kullanılan haddeleme prosesnn tanılanmasını sağlamaktır. Sstem tanılama proses modellemeye deneysel br yaklaşımdır. Bunu yaparken modele etk eden ana parametrelern ssteme grş ve çıkış verlernn kaydedlmes, düzenlenmes gerekmektedr. Bu durumda ölçümlerden alınan verlerden, sstemn blnmeyen parametrelernn belrleneblmes çn br metoda htyacımız vardır. Genel olarak problem, br optmzasyon problem olduğundan temel en küçük kareler yöntem genel br yaklaşım olacaktır. Sstemn blnmeyen parametrelern belrleyeblmek çn çok terml en küçük kareler regresyonu metodu seçlmştr. Deneysel modellemenn ana prensb sstemn geçmş verlern kullanarak br sonrak adımda sstemn çıkış değernn ne olacağını tahmn etmektr. Model parametrelern belrleneblmes çn kullanılacak verlern sstemle alakalı tüm özellkler serglemes gerekmektedr (Ljung, 995). Bu çalışmada off-lne olarak deneysel model oluşturulmuştur. Bu yüzden model parametreler güncelleştrlememektedr. Modeln on-lne çalışması durumunda model parametrelernn güncelleştrlmes çn ardışık en küçük kareler yöntem algortması (Recursve least squares estmaton algorthm (RLS)) kullanılmalıdır. Bu durumda zaman çnde grş ve çıkış değerler değştkçe model de değşecek ve sürekl olarak kendn yenleyecektr (Özsoy, 993). Sıcak haddelemenn amprk model Bu kısımda çalışmalarımızda kullandığımız amprk ve teork fadeler açıklanacaktır Sıcak haddeleme de kuvvet ve momentn amprk model Bu bölümde, lteratürde bahsedlen amprk modellerden derlenen ve çeştl araştırmacılar tarafından daha y sonuçlar verdğ saptanan amprk modeller verlecektr. Haddeleme prosesn tanımlayan, hadde yükü ve moment çn, sstem denklemler ayrık zamanlı olarak aşağıdak gb verleblr. Bu hesaplama da Sms formüller kullnılmaktadır.. geçş çn hadde kuvvet (ton) fades: R P = k (Rδ )Q,r, () p p h +. geçş çn hadde moment (kkgm) fades: R G = 2R Rk Q, r, (2) g g h + burada R hadde yarı çapı (mm), R yassılaşmış hadde yarı çapı (mm), h ve h + haddelenmş kütüğün grş ve çıkış kalınlıkları (mm), δ =h h + ezme mktarı (paso) (mm), k p ve k g sırasıyla kuvvet ve moment çn uzama akma

Sıcak haddeleme proses gerlmesnn ortalama değerler (kg/mm 2 ), ve, Q p ve Q g geometrk fonksyonlardır (R ve h. değerlerne bağlı). Kuvvet ve moment fadelerndek geometrk olmayan.değşkenler sadece malzemenn deformasyon drenc ve dolayısıyla ortalama akma gerlmelerdr ( k p ve k g ). Ortalama akma gerlmeler, kütüğün haddeye grş ve haddeden çıkış kalınlıkları, sıcaklığı ve ortalama deformasyon hızının fonksyonu olarak (Tarokh ve Seredynsk, 97) verlmektedr. Ortalama akma gerlmes katsayıları, yukarıdak denklemlerden ( ve 2) hadde yükü ve momentn hesaplayablmek amacıyla haddeleme sstemnden elde edlen deneysel verler kullanarak ortalama akma gerlmelernn katlı lneer regresyonu le elde edlmektedr. Bu durumda Tarokh ve Seredynsk tarafından verlen kuvvet ve moment çn ortalama akma gerlmeler fadeler aşağıda verlmektedr. k = b + b + b r + b p 2 2 3 4 T ( ) 5 e r T + b r log λ k = b + b + b r + b g 6 7 2 8 9 T ( ) e r T + b r log λ (3) (4) burada. geçş çn, grş sıcaklığı T ( C/), ezme oranı r ve ortalama deformasyon hızı λ dr. b, b 2,b 3,b 4, b 5, b 6, b 7, b 8,b 9,b katsayıları, deneysel verler kullanılarak, Sms tarafından kuvvet ve moment çn verlen fadelerden (denklem ve 2) elde edlen k p ve k g sayısal değerlernn katlı lneer regresyonu le elde edlmektedr. Ortalama şekl değştrme hızı çn Sms tarafından önerlen fadeler, n m haddenn devr sayısı (rpm) ve r ezme oranı olmak üzere aşağıdak gb verlmektedr. λ 2πn = 6 m + r h R h r log r e +, (5) r h h = (6) Sms formüllernde kullanılan bastleştrmş geometrk fonksyon fadeler aşağıdadır (Ozsoy vd., 994): Q Q p ( h h+ ) ( h + h ) π R = +, (7) 4 2 α 2 + g = θ, (8) burada, sırasıyla grş, nötr ve çıkış açılarının (α, θ, ) fadeler; h h = arccos, (9) 2R α + 2 h tan θ = π + log ( r ) 8 R e /2 r h arctan + + 2 r R 2 () şeklnde verlmektedr. Sıcak haddeleme prosesnde yaklaşık olarak R = R şeklnde kabul etmek, sonuçları fazla etklememektedr. Sıcaklık değşmn veren amprk model İk geçş arasında kütüğün sıcaklığındak değşm bulmak çn Schultz ve Smth tarafından verlen, ışıma le ısı geçş prensbn esas alan ve deneysel sonuçlara dayanan ısı letm ve taşınımı yoluyla olan ısı geçşn de çeren efektf br yayınım katsayısı kullanılarak bulunan yarı amprk fadeler kullanılmıştır (Schultz ve Smth, 965). Haddeleme sırasında malzemey ezmek çn harcanan enerjden dolayı oluşan sıcaklık artışını da çeren br term de lave edlmştr: T T = T V b + b h + s 2 + 4 T t * + b3e h+ () Burada T kütüğün haddeye grş sıcaklığı ( C), t haddelemenn br geçş çn gerekl süre (s),

E. Öznergz, C. Özsoy E her br geçş çn harcanan enerj ve b, b 2, b 3 deney verlernden katlı lneer regresyon le hesaplanan katsayılardır. Her br geçş çn geçen süre, tersnr haddenn strok ayarı vs sebeblerden gereken zaman geckmes, merdanenn açısal hızı ve kütüğün boyutlarına bağlı olarak aşağıdak gb hesaplanmıştır (Loprest ve Patton, 967): Vs t = t d + R mw, (2) ϖ h + burada açısal hız: 2πn m ϖ m = (3) 6 ve t d k geçş arasında hadde stroku ayarı ve ger besleme çn geçen süre (s), V s kütük hacm (mm 3 ), R hadde yarı çapı (mm), ω m merdenenn açısal hızı (rad s - ), w kütüğün genşlğ (mm), ve n m hadde devr sayısı (rpm) şeklndedr. Her br geçş çn gerekl enerj mktarı bast olarak aşağıda verlmştr: E m ( t t ) = 2aϖ G (4) d Bu fadedek a sabt br faktör olup hadde tezgahının elektrk sstemnn verm le brm dönüşümünden dolayı meydana gelen etky çermektedr. Buradak katsayı a=.529* -5 (kwcm h - W - cm s - ) olarak alınmıştır. Hadde sıçramasının amprk model Hadde sıçraması (d ), kütüğün haddeden çıkış kalınlığı (h + ) le hadde slndrlernn aralığının ayar değer strok (s ) arasındak fark olarak verlr. d = h + s (5) Haddeleme de kalınlık değernn doğru tespt edleblmes çn bu sapmanın blnmes gerekmektedr. Lteratürde bu fade, b 4, b 5, b 6 regresyon sabtler olmak üzere, Ruddle tarafından aşağıdak şeklde verlmektr (Özsoy vd., 992). d = b 4 + b 5 (P /w ) + b 6 P (6) burada w, kütüğün haddeye grştek genşlğn vermektedr. Bu fadede son term küçük değerler verdğ çn genellkle hmal edleblr. Sıcak haddelemenn dnamk model Sıcak haddeleme prosesnn dnamk modeln bulmak çn Basamak Cevabı Model kullanıldı. MISO (çok grşl tek çıkışlı) basamak cevabı model aşağıdak gb tanımlanablr n () t = g u( t j) y, (7) j= j Bu fadede kullanılan büyüklükler aşağıdak gb zah edleblr: n, model dereces (smülasyon çalışmalarında 6 olarak saptandı); u(t), grş vektörü; g j, hesaplanan model sabtler ve u(t) = u(t) - u(t-) (8) şeklnde verlmektedr. Grş vektörü, kuvvet ve moment model çn paso, sıcaklık, genşlk, hadde çapı, karbon eşdeğer bleşenlern çeren 5x lk br vektör, sıcaklık model çn grş sıcaklığı ve enerj bleşenlern çeren 2x lk br vektör, hadde sıçraması çn, ezme mktarı, kuvvet, malzeme genşlğ bleşenlern çeren 3x lk vektördür. y(t + k/t), hesaplanan şlem çıktısı olmak üzere: n ( t + k t) = g u( t + k j t) y, (9) j= j y= Θ X (2) Θ, ardışık en küçük kareler yöntem (RLS) le hesaplanan bütün parametreler çeren parametre vektörü; X, geçmş le lgl bütün grş blglern çeren gözlem vektörüdür. Model geçerllğnn araştırılması Modeln geçerllğn araştırmak br modeln oluşturulmasında öneml br süreçtr. Çalışmamızda model geçerllğ, daha önce kullanılmayan

Sıcak haddeleme proses verlern, modelleme aşamasında bulunan parametrelerden oluşturulan modelde test edlmesyle hesaplanan değerler le sstemden ölçülen değerler karşılaştırmak yoluyla test edlmştr. Tanılama sonuçları Haddeleme kuvvet, moment, hadde sıçraması ve kütük sıcaklığına at önerdğmz modeller gerçekleştrmek çn yapılan programlar sonucunda elde ettğmz tanılama sonuçları bu kısımda verlmştr. Tanılama çalışmalarında programlama dl olarak MATLAB (Matrx Laboratory) paket programı kullanılmıştır. Matlab yüksek performanslı sayısal hesaplama ve grafk oluşturma ve görüntüleme şlemler çn teknk hesaplama ortamları sunmaktadır. Deneysel modelleme çn gerekl olan verler Erdemr 2. Sıcak haddehanedek tersnr kaba hadde tezgahından alınmıştır. Eldek toplam 46 kütüğe at 23 adet verden 8 tanes gerek amprk model gerekse dnamk model tarafından model oluşturmak amacıyla kullanılmış, kalan kütüğe at 5 ver se model geçerllğnn test edlmes amacıyla kullanılmıştır. Tanılama sonuçlarını veren dyagramlarda üst kısımda model sonuçları, alt kısımda se model hataları verlmektedr. Model sonuçlarından hesaplanan değerler (+ le) ölçülen değerler (o le) ve bu k değer arasındak farklar se alt kısımdak dyagramda gösterlmektedr. Şekl de hadde kuvvet çn amprk model (a) le geçerllk (c) sonuçları, ve dnamk model (b) le geçerllk (d) sonuçları verlmektedr. Moment, kütük sıcaklığı ve hadde sıçramasına at amprk model le geçerllk sonuçları Şekl 2 de, dnamk model le geçerllk sonuçları da Şekl 3 de verlmektedr. Bu şekllerde a ve b haddeleme momentlern, c ve d kütük sıcaklıklarını, e ve f de hadde sıçramasını göstermektedr. Amprk modelle yapılan çalışmada hadde kuvvet ve moment çn 5 er tane, kütük sıcaklığı çn 4 tane ve hadde sıçraması çn de 3 tane olmak üzere toplam 7 adet regresyon sabt hesaplanmıştır. Bu katsayılar Tablo de verlmektedr. Dnamk modelleme çn yapılan çalışmada brm basamak çn sstem mertebes n=5 olarak alındığından her br büyüklük çn grş sayısı le mertebenn çarpımı kadar sayıda parametre hesaplanmaktadır. Buradan bulunan Θ parametreler aşağıda matrs formunda verlmektedr: -.56.22.2 -.8 -.3755 -.3.2. -.7 2.44 Θ kuvvet = -.88.4 -.2.3-8.238 -.4 -.3.3 -. 8.38 -.5 -.9.3.2 6.554 (2) -.23.4. -. -.725 -.2-.. -..2637 Θ moment = -.27. -.. -.669 -.3 -....943.4 -.. -..397 (22).4249.82.275 -.55 Θ sıcak =.54 -.3 (23) -.94.22.3495 -.32.5.8.5.72 -.3. Θ sıçrama = -.52. -.26 (24).222 -.8.4.24.29 -.5 Sonuçlar ve tartışmalar Bu çalışmanın lk kısmında, amprk ve basamak cevabı model sıcak haddeleme prosesnn özellklern belrlemede kullanılmakta ve brbryle kıyaslanmaktadır. Basamak cevabı model dnamk yapısından dolayı prosesn sürekl rejm değerlern daha y kestreblmektedr. Amprk modeller, eğr uydurma ve regresyon teknklern kullanırken, dnamk modeller tanılama teknklern kullanmaktadır. Kestrm yeteneğ ve dnamk yapı, basamak cevabı

E. Öznergz, C. Özsoy Hata Kuvvet (ton) Kuvvet (ton) Hata 8 6 4 2 3 6 9 2 5 8 2 - -2-3 3 6 9 2 5 8 (a) Kuvvet (ton) Hata 4 4 3 3 2 2 2 3 4 5 2 3 4 5 2 8 5 4-4 -5-8 - 2 3 4 5 2 3 4 5 (c) GEÇERLİLİK SONUÇLARI (d) Hata Kuvvet (ton) 8 6 4 2 3 6 9 2 5 8 2 - -2-3 3 6 9 2 5 8 (b) MODELLEME SONUÇLARI Şekl. Hadde kuvvet çn amprk model (a), geçerllk test (c) sonuçları le dnamk model (b) ve geçerllk (d) sonuçları model ve benzer tanılama yapan modellere, dğer eğr uydurma ve regresyon özellğne sahp modellere nazaran öneml avantajlar sağlar. Bu avantajları şöyle sıralayablrz; - Basamak cevabı modeller, bast yapılarından dolayı hesaplama süresn öneml oranda kısaltırlar ve parametreler hızlı br şeklde güncelleştrrler; - Model parametrelern dnamk olarak güncelleneblmes dolayısıyla, model esaslı akıllı regülatörlern dzaynını mümkün kılarlar; Tablo. Amprk modelde hesaplanan regresyon sabtler BÜYÜKLÜK PARAMETRELER Kuvvet b =.326 b 2 =.224 b 3 =.2678 b 4 =-.439 b 5 =.9376 Moment b 6 =-.253 b 7 =.333 b 8 =.475 b 9 =-.4469 b =2.893e-6 Sıcaklık b = b 2 =5.655e-8 b 3 =4.28e-9 b 4 =-.364 Sıçrama b 5 =.992 b 6 =-.997 b 7 =.2583

Sıcak haddeleme proses Hata Moment (kkgm) Hata Sıcaklık ( C) Hata Sıçrama (mm) 25 2 5 3 6 9 2 5 8 4 2-2 -4 3 6 9 2 5 8 (a) 6 4 2 8 3 6 9 2 5 8 4 2-2 -4 3 6 9 2 5 8 (c) 4.5 4. 3.5 3. 2.5.5. -.5-3 6 9 2 5 8 3 6 9 2 5 8 (e) Hata Moment (kkgm) Hata Sıçrama (mm) 6 4 2 8 2 - -2 4 2 8 6 - -2-3 -4 Hata Sıcaklık ( C) 6.5.4.3.2. 2 3 4 5 2 3 4 5 (b) 2 3 4 5 2 3 4 5 (d) 3 2.8 2.6 2.4 2.2 2 3 4 5 2 3 4 5 (f) Şekl 2. Amprk model sonuçları (a), (c) ve (e) le geçerllk test sonuçları (b), (d) ve (f)

E. Öznergz, C. Özsoy Hata Moment (kkgm) Sıcaklık ( C) 25 2 5 5 Hata 4 2-2 -4 3 6 9 2 5 8 3 6 9 2 5 8 (a) 6 4 2 8 3 6 9 2 5 8 4 2-2 -4 3 6 9 2 5 8 (c) 4.5 4. 3.5 3. 2.5 2. 3 6 9 2 5 8.5 Hata Sıçrama (mm). -.5 -. 3 6 9 2 5 8 (e) Hata Moment (kkgm) Sıcaklık ( C) Hata 6 4 2 8 Hata Sıçrama (mm) 2 - -2 4 2 8 2 - -2-3 2 3 4 5 2 3 4 5 (b) 2 3 4 5 2 3 4 5 (d) 3. 2.8 2.6 2.4 2.2 2 3 4 5.2.. -. -.2 2 3 4 5 (f) Şekl 3. Dnamk model sonucları (a), (c) ve (e) le geçerllk test sonuçları (b), (d) ve (f)

Sıcak haddeleme proses - Dnamk yapıları gelşmş kontrol uygulamalarını da mümkün kılmaktadır; - Sstem ve malzeme değşklkler gb proses de meydana geleblecek planlama değşklklerne uyum sağlayıp dam rejm değerlerne yakınsarlar ve parametrelern güncelleştreblrler. İlerk çalışmalarda, daha zengn, farklı üretm şartlarında ve tplerde, değşk malzemelern üretm verlernn kullanımı le elde edlen modeln performansı gelştrleblr. Teşekkür Bu çalışma çn gerekl deneysel very sağlayan Ereğl Demr Çelk Fabrkaları bünyesndek 2. Sıcak haddehanes yönetclerne teşekkür ederz. Kaynaklar Ford, H. ve Alexander, J. M., (964). Smplfed Hot Rollng Calculatons, Journal of the Insttute of Metals, 92, 397-44. Htchock, J. H., (935). Roll Neck Bearngs, ASME Research Publcaton. İnceyan, T., (989). Haddeleme Teknğnn Esasları,, T.D.Ç.İ. Eğtm yayınları, Ankara. Ljung, L., (995). System Identfcaton, Department of Electrcal Engneerng, Lnköpng Unversty, Sweden. Loprest, P. V. ve Patton, T. N., (967). An Optmal Closed Loop Control of a Rollng Mll, Jont Automatc Control Conference. New York, 767-777. Melnk, E. M., (999). Metal Workng Scence And Engneerng, McGraw Hll, Newyork. Orowan, E., (943). The Calculaton of Roll Pressure n Hot and Cold Flat Rollng, Proceedngs of the Insttuton of Mechancal Engneers, 5, 52. Özsoy, C., Ruddle, G. E., Crawley, A. F., (992). Optmum Schedulng of A Hot Rollng Process By Nonlnear Programmng, Canadan Metallugcal Quarterly, 3, 3, 27-224. Özsoy, C., (993). A Self Tunng Thckness Control In Plate Hot Rollng, Canadan Metallugcal Quarterly, 32, 2, 77-83. Özsoy, C., Ruddle, G. E., Crawley, A. F., (994). Optmzaton Model of Recrystallzaton Hot Rollng of T-Va Steels, Journal of Optmzaton Theory And Applcatons, 82,, 77-92. Ruddle, G. E., Mllken, K. S., Smelsky, G., Crawley, A. F., (983). A Plot Scale Rollng Mll for Process And Materal Development, Canadan Metallugcal Quarterly, 22, 27. Schultz, R. G. ve Smth, A. W., (965). Determnaton of a Mathematcal Model For Rollng Mll Control, Iron Steel Engneerng, 27. Sezer, A., (999). Çelk Sacların Sıcak Haddelenmesnde Haddeleme Kuvvetnn Deneysel Modellenmes, Yüksek Lsans Tez, YTÜ Fen Blmler Ensttüsü, İsatanbul. Sms, R. B., (954). The Calculaton of Roll Force and Torque n Hot Rollng Mlls, Proceedngs of the Insttuton of Mechancal Engneers, 68, 9-29. Tarokh, M. ve Seredynsk, F., (97). Roll Force Estmaton In Plate Rollng, Journal of the Iron and Steel Insttute, 28, 694.