(науковий керівник – д-р техн. наук, проф. Кухар В.В.)
Мета НДР – розвиток науково-методологічних основ управління процесами обробки тиском, а також виготовлення та супутньої обробки композитів і листових матеріалів з вуглецевих, низьколегованих сталей та кольорових металів і сплавів для визначення оптимальних параметрів технологічних процесів, що забезпечують економію матеріальних і енергетичних ресурсів та дозволяють отримати металопродукцію з необхідними показниками якості, фізико-механічними та експлуатаційними властивостями.
За результатами виконання роботи створено загальну науково-методологічну базу для зворотного проєктування процесів ОМТ (обробка металів тиском) від завданого комплексу показників якості кінцевої металопродукції з листа та композитів до визначення термомеханічних і технологічних режимів обробки таких матеріалів, розрахунку конструктивних параметрів і настройки виробничого устаткування.
Цінність результатів роботи для світової та вітчизняної науки полягає в розвитку методів розрахунку напружено-деформованого стану матеріалу в осередку деформації, елементах устаткування та деформуючого інструменту при виробництві листової продукції на прокатних станах, профілезгинальному та штампувальному устаткуванні; в розширені уявлень про закономірності формозміни матеріалу при виробництві металопродукції з листу та композитів у загальній системі «устаткування -– інструмент – заготовка» з врахуванням впливу технологічних чинників і термомеханічних умов деформування на мікроструктуру, фізико-механічні та експлуатаційні властивості виробів.
Практичне значення даної роботи – з використанням принципів контрольованої прокатки, математичного моделювання, розрахункових методів проектування технологій вирішено комплекс задач, актуальних для сьогодення, при цьому вперше розроблено і апробовано в умовах дослідно-промислового виробництва:
- технологію контрольованої прокатки гарячекатаних рулонів зі сталі марок Х52М та S460MC для умов стану 1700 ПрАТ «ММК ІМЕНІ ІЛЛІЧА», що дозволяє без перевищення існуючих технічних обмежень при експлуатації зазначеного стану забезпечити виробництво рулонів, які відповідають сучасним світовим вимогам та задовольняють потреби вітчизняних та закордонних виробників електрозварних труб;
- технологію синхронізації клітей чорнової групи стану 1700 ПрАТ «ММК ІМЕНІ ІЛЛІЧА», яка за рахунок розподілу режимів обтиску дає змогу збільшити вагу рулонів на проміжному етапі реконструкції зазначеного стану з 9 т до 15,83 т;
- технологію виробництва надтонких рулонів розмірами 1,2 х 1000 мм з низьковуглецевих марок сталі в умовах існуючого обладнання стану 1700, яка відповідає вимогам стандартів EN 10111 до сталі марки DD11 та EN 10051;
- технологію виготовлення способом термомеханічної контрольованої прокатки товстолистового прокату розмірами 25 х 2150 х 8000 мм із судосталі марки ЕН36 в умовах стану 3600 ПрАТ «МК «АЗОВСТАЛЬ», що дає можливість знизити собівартість прокату за рахунок виключення витрат природного газу на термообробку (нормалізацію);
- технологію прокатки листів розмірами 4 х 3125 х 16000 мм для умов стану 3200 заводу Metinvest Trametal SpA, яка забезпечує отримання кінцевої температури прокату 826 ºС. Це дозволяє використовувати її для виробництва прокату згідно зі способом гарячої, нормалізуючої, контрольованої або термомеханічної контрольованої технології та не обмежує існуючий марковий сортамент;
- новий спосіб виготовлення штамповкою біметалів «магній–мідь», який забезпечує істотне зниження витрати металу.
Запропоновано схему реконструкції і перелік основного устаткування стану 1700, яке треба модернізувати, щоб отримати можливість виробляти гарячекатані рулони товщиною до 1,2 мм, марки сталі до Х70 та вагою до 32 т, згідно цільових вимог. Розраховані з використанням математичної моделі мінімально необхідні характеристики основного реконструйованого устаткування стану 1700, а також його розташування забезпечить гнучкість технології чорнової прокатки та отримання рулонів, які відповідають цільовим вимогам. Перевагою запропонованого варіанту модернізації є можливість: 1) керування товщиною заготовки для чистової групи, 2) використання слябів товщиною до 250 мм та довжиною до 10500 мм, що забезпечить виробництво рулонів вагою до 32 т, 3) впровадження технології термомеханічної прокатки, що забезпечить виробництво цільового сортаменту.