Дисертація присвячена удосконаленню й розвитку процесів очистки поверхні прокату від окалини. Розроблена теорія процесу, яка базується на термічному впливі води низького натиску. Крім підвищення якості поверхні обгрунтована можливість використання гідроочистки для стабілізації вихідної температури металу. Внаслідок цього знизиться різнотовщинність готової металопродукції.

  Скачати повний текст

Проведено вивчення складу та структури твердих сплавів на умови руйнування робочої поверхні валків швидкісних дрібносортових прокатних станів і здійснено розробку альтернативних сплавів (високовуглецевих хромонікелевих сталей) для їх виготовлення з урахуванням переважаючого механізму зношування. Вперше за умов діючого виробництва досліджено особливості зношення калібрів валків з твердих сплавів передчистової та чистової групи клітей безперервних високошвидкісних дрібносортових прокатних станів. Встановлено, що використання твердих сплавів з великим розміром карбідних часток дозволяє підвищити експлуатаційні показники валків за рахунок зниження ефекту викришування поверхні калібра, більш рівномірної їх виробки. Обгрунтовано припущення, що тверді сплави вивченого складу можуть не бути найкращим матеріалом для виготовлення валків для використання за умов зношення з домінуючим механізмом термічної втоми. Запропоновано під час виготовлення таких валків використовувати теплостійкі високовуглецеві хромонікелеві сталі з більш високою, ніж у твердих сплавів теплопровідністю й стійкістю щодо утворення тріщин розпалу. Встановлено складний характер залежності структури та властивостей сталей від температури нагріву під час гартування та повторного нагрівання. Результати наукового дослідження використано для корегування технології виготовлення твердосплавних дискових прокатних валків, які серійно поставляються НВТ "ДОНІКС" на стани 150 ЗАТ "Макіївський металургійний завод" та ВАТ КГМК "Криворіжсталь". Виготовлено бандажі робочих валків з твердих сплавів та високовуглецевої хромонікелевої сталі, які пройшли успішні дослідно-промислові випробування за умов дрібносортових станів 250 ВАТ КГМК "Криворіжсталь".

  Скачати повний текст

Розроблено комплексну технологію підвищення зносостійкості коліс суцільнокатаних, яка включає в себе технологію нанесення покриттів з подальшою термообробкою. Встановлено якісні та кількісні технологічні параметри формування зносостійкого покриття на базі хромофосфатів. Досліджено природу та специфіку нової комплексної обробки робочої поверхні коліс. Теоретично й експериментально доведено, що висока якість та властивості нового покриття забезпечують підвищення зносостійкості коліс з підвищенням їх експлуатаційних характеристик. Проведено дослідження та розрахунки оптимальних режимів формування нового хромофосфатного покриття t °= 50 +- 2 °С, С= 9 +- 1 %, т= 35 +- 5 хв. Досліджено залежності зносостійкості поверхневого шару від температури, часу витримки та концентрації насичувального середовища. Встановлено зв'язок між складом і структурою покриття та його зносостійкістю та довговічністю.

  Скачати повний текст

Побудовано просторову фазово-концентраційну діаграму, яка дозволяє визначити межу до- і заперитектичної фазових областей кристалізації конструкційних сталей залежно від вмісту вуглецю, кремнію й марганцю. Показано, що у сталях, які містять 0,25 - 0,33 % вуглецю, легованих кремнієм і марганцем (близько 1,0 % кожного елемента), структура аустеніту характеризується найменшими розмірами дендритних вісей (I, II, III порядків), зерен, а також рівномірним розподілом ділянок концентраційної мікронеоднорідності. Виявлено спадкоємний взаємозв'язок концентраційних і морфологічних особливостей дендритної структури з параметрами кінцевої структури прокату. Установлено, що у конструкційному прокаті з низьколегованих сталей, що містять кремній і марганець, концентраційна мікронеоднорідність утворюється переважно внаслідок розвитку лікваційних процесів кремнію. Кількість і рівномірність чергування зон, збагачених і збіднених легувальними елементами, впливає на комплекс механічних властивостей та експлуатаційних характеристик конструкційного прокату.

  Скачати повний текст

Проведено промислове випробування ДТО прокатки за знижених температур під час кінцевих етапів процесу за умов дрібносортового стану 250-1 меткомбінату "Криворіжсталь". Встановлено підвищення характеристик міцності та пластичності термозміцненої арматури, отриманої за знижених температур, що сприяє підвищенню рівня довговічності такого прокату.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблему підвищення ефективності роботи нагрівальних колодязів з верхнім опалюванням і покращання якості нагріву зливків. Встановлено, що найбільш істотне підвищення питомої продуктивності даних колодязів забезпечується організацією двостороннього симетричного нагріву металу. Наведено результати комплексного дослідження нагрівання зливків у нагрівальному колодязі з використанням додаткової зони опалення. Представлено порівняльну характеристику температурного поля робочого простору типового та реконструйованого колодязів і розподіл температур у тілі дослідного зливка. Розроблено раціональні режими нагріву зливків у нагрівальних колодязях за умов нестабільної роботи прокатного стану. Наведено розрахункову залежність теплового стану зливків наприкінці попередньої витримки їх у колодязях залежно від її тривалості.

  Скачати повний текст

Висвітлено актуальні питання стійкості процесу деформації за умов інтенсивних обтиснень, розроблено технології прокатування високих штаб із максимальними кутами захвату. На підставі аналізу контактного тиску запропоновано теоретичне пояснення стійкості процесу прокатування високих штаб із негативним випередженням. На базі аналізу внутрішнього напруженого стану металу розвинуто методику визначення довжини задньої зони позаконтактної деформації, що дозволяє встановити граничні умови деформації високих штаб та максимальні кути контакту в сталому режимі, а також визначити вплив задньої зовнішньої зони на випередження. Доведено, що у разі прокатування високих штаб із значними обтисненнями силові умови на контакті якісно не змінюють напружений стан в осередку деформації та задній зовнішній зоні.

  Скачати повний текст

На підставі системного підходу визначено три найбільш ефективні напрямки енергоощадження: зниження втрат металу з окалиною, підвищення стійкості устаткування, зниження витрат палива шляхом поліпшення утилізації тепла димових газів. Отримано наближений аналітичний розв'язок задачі нагрівання зливків з урахуванням окиснення, з використанням якого проведено дослідження впливу теплофізичних властивостей металу й окалини, швидкості окиснення, місця тепловиділення під час окиснення на формування температурного поля й окалиноутворення. За результатами дослідження визначено, що на формування температурного поля та динаміку нагрівання основний вплив мають коефіцієнти теплопровідності металу та розміри зливка. Експериментально визначено розмір константи швидкості окиснення металу для умов нагрівання зливків вуглецевистої сталі в регенеративних колодязях. Розроблено режим нагрівання, який забезпечує економію палива та зниження втрат металу з окалиною. Запропоновано та досліджено нові конструкції насадок регенераторів, що забезпечили підвищення температури нагрівання газу та повітря, економію палива, підвищення стйікості насадок, можливість відмови від використання висококалорійного газу під час опалювання колодязів. Апробовано розроблену конструкцію регенераторів, що забезпечує двостадійний режим спалювання газу.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розглянуто теорію побудови багаторівневих інтегрованих систем комплексного керування товстолистовим станом, яка охоплює рішення задач планування та організаційного керування виробництвом у прокатному цеху, оптимізації керування технологічними процесами нагріву, прокатки та обробки прокатної продукції. Реалізовано глобальну постановку задачі створення інтегрованих систем автоматизованого керування (ІАСК), за якої окремі керуючі підсистеми, що оптимізуються, об'єднуються вищим координатором в єдиний керуючий комплекс, який функціонує за обраним єдиним критерієм оптимізації роботи всього об'єкту. Установлено, що можливості технічного сполучення окремих функціональних підсистем до єдиної моделі керуючого комплексу забезпечуються наступними взаємно-інтегрованими системами: планування виробничих ресурсів підприємства або цеху, керування виробництвом, відкритою системою керування технологічними процесами та регулювання технологічними параметрами. За результатами математичного аналізу організаційно-технологічних процесів синтезовано структуру ІАСК, яка здійснює оптимальну інтеграцію процесів нагріву, прокатування та термічної обробки даної продукції. Запропоновано структуру машинної підтримки процесу прокатування ІАСК, яка включає етапи та зміст робіт всього періоду щодо створення, упровадження та експлуатації системи.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель прокатної кліті "кварто" як об'єкта сумісного регулювання товщини та поперечного профілю штаби з впливом на гідравлічний натискний пристрій (ГНП), противигин, додатковий вигин і теплове профілювання робочих валків. Апробовано адаптивну систему вимірювання й аналізу похибок нової системи. Наведено алгоритми керування та методику статистичної обробки показників двоточкового вимірювача товщини з виділення поздовжньої різнотовщинності та трьох складових поперечної різнотовщинності, що усуваються трьома різними виконавчими механізмами: ГНП, противигином і тепловим профілюванням робочих валків. На базі статичного та динамічного аналізів регулятора Сімса з противигином робочих валків одержано граничні показники точності цього методу та визначено раціональні межі його використання. Запропоновано нову адаптивну систему регулювання товщини у зоні деформації, досліджено показники точності нової системи та визначено раціональні межі її використання.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель процесу прискореного охолодження та термічного зміцнення арматурного прокату. Шляхом обробки експериментальних даних винайдено значення коефіцієнта конвективної тепловіддачі, що мають місце у процесі водяного охолодження гарячого арматурного прокату в прямоточних охолоджувальних камерах. Виконано гідродинамічний розрахунок установки прискореного охолодження арматурного прокату з метою визначення профілю швидкості потоку охолоджувальної води та величини гідравлічного опору в кільцевому каналі з рухливою внутрішньою поверхнею. На відміну від відомого аналітичного розв'язку, профіль швидкості визначений по всій довжині установки, включаючи ділянку гідродинамічної стабілізації. Уперше шляхом спільного розв'язку диференціальних рівнянь конвективного теплообміну без використання емпіричної залежності Nu = f(Re, Pr) розраховано температурні поля арматурного прокату й охолоджувальної води за умов їх спільного руху в прямоточній охолоджувальній камері.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розвинуто теорію та проблемно-орієнтований інструментарій вибору ефективних режимів роботи складних систем управління, до складу яких входить регульований електроприлад. Сформульовано вимоги до моделей систем управління, введення яких дозволяє автоматизувати процес діагностики й оптимізації параметрів таких систем за допомогою інформаційних технологій. Наведено узагальнену інфомаційну модель автоматизованого комп'ютерного процесу дослідження систем управління, яка дає змогу підвищити точність та швидкодію процесу вибору параметрів систем управління. Розроблено метод комп'ютерного дослідження складних систем управління з метою здійснення комп'ютерного дослідження таких об'єктів за межових режимів роботи. Створено інформаційну технологію, яка дозволяє проводити комп'ютерне дослідження автоматизованих систем управління з урахуванням їх особливостей.

  Скачати повний текст

Вперше досліджено можливості модифікації структури та властивості NbTi надпровідників з використанням інтенсивної пластичної деформації методом рівноканального багатокутового пресування. Показано, що включення РКБКП у традиційну схему обробки надпровідників призводить до формування високооднорідної наноструктури з розсіяною текстурою та великою густиною меж зерен. Показано, що включення РКБКП у технологічну схему обробки NbTi надпровідників не змінює температуру переходу в надпровідниковий стан, однак призводить до значного підвищення густини критичного струму у біметалічному надпровідному дроті на його основі, а також збільшує відносне видовження (до 25 %) під час збереження меж міцності. Виявлено, що використання РКБКП під час деформаційно-термічній обробці NbTi надпровідників значно збільшує силу пінінгу та зсуває її максимум у бік високих магнітних полів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розвинуто наукові засади процесу гарячого пластичного деформування сталі за умов багатопереходного об'ємного штампування. Розроблено раціональні режими деформування з урахуванням комплексного впливу параметрів деформації. Удосконалено метод розрахунку технологічних процесів пластичної деформації за багатопереходного об'ємного штампування та прокатки залізничних коліс за рахунок обліку фізичних і технологічних особливостей цього процесу, а саме: зміни температури, накопиченої деформації, міжформаційних пауз, реологічних властивостей і щільності колісної сталі, форми заготовки й інструмента, а також контактного тертя. Показано, що зростання швидкості деформації металу центральної зони ободу колеса до максимальних значень на останньому переході та монотонно затухаючий характер розподілу деформацій за переходами сприяє збільшенню в'язких і пластичних характеристик зі збереженням високого рівня міцності. За промислових умов колесопрокатного цеху одержано експериментальні дані про енергосилові параметри для об'ємного штампування залізничних коліс за різними технологічними схемами. Удосконалено метод розрахунку положення нейтральної поверхні плину металу у разі багатопереходного об'ємного штампування з урахуванням використання методу кінцевих елементів. Розроблено раціональну технологію виробництва залізничних коліс діаметром 957 мм за ГОСТ 10791-2004 та технологію виготовлення коліс підвищеної якості діаметром 1 098 мм згідно зі стандартами IRS R-19/93.

  Скачати повний текст

Розроблено комплекс залежностей для розрахунку параметрів формозміни за умов прокатки з профілюванням широких граней постійними й змінними обтисками кутових ділянок слябів, а також змінним обтиском товщини за довжиною сл ябів (розкатів), які враховують найбільш повний набір критеріїв прокатки. Створено нові металозберігальні способи прокатки. Одержано математичну модель процесу формозміни й алгоритм розрахунку параметрів форми розкатів у плані під час резерсивної прокатки з кантуванням і профілюванням широких граней розкатів змінним обтиском товщини за їх довжиною. Визначено раціональні параметри профілювання широких граней і форми розкатів в плані під час прокатки товстих листів з метою зменшення витрат металу в обрізь за рахунок зближення форми готових листових розкатів в плані до прямокутної, та створення нових металозбергігальні способів прокатки.

  Скачати повний текст

Досліджено питання удосконалення моталок гарячекатаної штаби з метою підвищення їх експлуатаційної надійності на підставі результатів теоретичних і експериментальних досліджень показників роботи. Запропоновано комплексний системний підхід до вивчення механізму утворювання рулону в роликових і ролико-барабанних моталках гарячекатаної штаби, методику визначення динамічних навантажень у гнучкій і крутильній коливальних системах барабана, а також механізми формування рулону. Досліджено основні осообливості коливань у пружній трибомеханічній системі цього механізму на підставі моделі з нестаціонарним зв'язком. Проведено заміну нелінійної несиметричної характеристики нестаціонарної жорсткості зв'язку еквівалентною лінійною характеристикою за методом прямої лінеаризації. Одержано еквівалентну лінійну модель. Запропоновано методику вибору раціонального значення крутильної жорсткості трансмісії барабана моталки з урахуванням пружності технологічного зв'язку та змінності пружно-масових параметрів коливальної системи.

  Скачати повний текст

Розроблено та реалізовано методику використання апарату R-функцій для побудови кінематично-можливих полів швидкостей металу під час вальцювання в багатоелементних калібрах складної форми, що забезпечує виконання умов непроникності металом поверхні валків і стискування з жорсткими кінцями штаби. Шляхом розв'язання варіаційного рівняння числовими методами одержано регресійні залежності для розрахунку параметрів формозмінення прямокутної заготовки у разі вальцювання в чотириелементних витяжних калібрах з несиметричними рівчаками. На базі аналізу силової взаємодії металу з валком у зоні деформації розділяючого калібру одержано математичну модель процесу розділення контрольованим розривом, що дає змогу визначати умови розриву перемички, параметри формозмінення та розміри підкату після розділення в багаторівчакових калібрах. Розроблено методи розрахунку раціональних форм і розмірів багаторівчакових підготовчих формуючих і відокремлювальних калібрів. Розроблено комп'ютерний алгоритм оптимізації температурно-швидкісного режиму сортової прокатки, в тому числі, прокатки-розділення.

  Скачати повний текст