Инновационные разработки - ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Подробности: Опубликовано: 16 июня 2014; Обновлено: 31 октября 2023

инновационные разработки

Технологии производства машиностроительной продукции (крупногабаритные корпуса и днища) в линии толстолистового прокатного стана.

Технология производства крупногабаритных деталей заданной кривизны основана на совмещении двух процессов: вертикально асимметричной прокатки и пластической гибки. Толщина готовой продукции до 120 мм. Радиус кривизны: 2-8 м. Ширина листа до 4 м. Вертикальная асимметрия создается разницей диаметров рабочих валков прокатной клети толстолистового стана, а пластическая гибка – за счет отгибающего ролика, который выполняется подвижным с возможностью перемещения в разных плоскостях. Экономический эффект от внедрения технологии для одного конвертора составляет около 1 млн. долларов США.

Технология производства крупногабаритных днищ основана на совмещении двух процессов: толстолистовой прокатки и штамповки. Толщина готовой продукции до 50мм. Радиус изделия до 4м. Ожидаемый экономический эффект от внедрения составляет более 35 млн. руб.

Руководители разработки: проф., д.т.н. А.М. Песин, доцент, к.т.н. Д.О. Пустовойтов, проф., д.т.н. Д.Н. Чикишев, к.т.н. И.А. Песин.

Технология производства листов и лент из алюминия и его сплавов на основе холодной асимметричной прокатки, позволяющая существенно сократить число технологических циклов (прокатка-отжиг).

Технология позволяет за один проход деформировать металл на 70-90%. При этом, например, для стали Д16 относительное удлинение в момент разрыва увеличивается в два раза по сравнению с отожженным состоянием.

Технология позволяет обеспечить завершение в 99% зерен прерывистой динамической рекристаллизации. Размер зерна уменьшается до 1- 2 мк.

Руководители разработки: проф., д.т.н. А.М. Песин, доцент, к.т.н., Д.О. Пустовойтов, к.т.н. А.Е. Кожемякина.

Технология производства алюминиевой фольги, основанная на совмещении процессов асимметричной и симметричной прокатки алюминиевых листов и лент.

Технология позволяет, например, для сплава Д16 осуществлять обжатие с 6 мм. до 0,1 мм. (98 %) без термообработки.

Руководители разработки: проф., д.т.н. А.М. Песин, доцент, к.т.н., Д.О. Пустовойтов.

Технология производства слоистых композитов из алюминия и его сплавов.

Технология позволяет получать листы и ленты из алюминия и его сплавов с использованием асимметричной прокатки в валках с разными скоростями.

Технология позволяет получать слоистый композит 1ххх/5ххх для космических баков с водородным топливом.

Руководители разработки: проф., д.т.н. А.М. Песин, доцент, к.т.н., Д.О. Пустовойтов, к.т.н. О.Д. Бирюкова.

Технология производства листов из конструкционных сталей, основанная на асимметричной прокатке в последних чистовых проходах толстолистового прокатного стана.

Технология позволяет получать 12-14 балл зерна по ГОСТ 5639 при нормализации. Обеспечивается одновременное повышение прочности, пластичности и ударной вязкости.

Руководители разработки: проф., д.т.н. А.М. Песин, доцент, к.т.н., Д.О. Пустовойтов.

Технология изготовления проволоки различного назначения из высоколегированных и углеродистых сталей, сплавов титана и алюминия холодной (теплой) прокаткой на непрерывных многоклетьевых станах с двух- и многовалковыми калибрами и совмещенным процессом «холодная прокатка – волочение». Разработки прошли широкую промышленную апробацию и его применение позволяет повысить эффективность процессов изготовления проволоки холодной (теплой) прокаткой как на этапе проектирования и создания нового оборудования для прокатки проволоки, так и совершенствования существующего оборудования.

Руководитель разработки: проф., канд. техн. наук В.А. Харитонов.

Радально-сдвиговая протяжка круглой проволоки.

Разработан способ изготовления круглой проволоки, обеспечивающий одновременное деформирование и наноструктурирование проволоки. Способ обеспечивает повышение физико-механических свойств проволоки. Разработана конструкция роликовой волоки, а также модуля, совмещающего протяжку проволоки в роликовых волоках радиально-сдвиговой деформации и монолитных волоках.

Руководитель разработки: проф., канд. техн. наук В.А. Харитонов.

Эффективные технологии получения проволоки различного назначения волочением в монолитных волоках.

Разработаны режимы волочения проволоки в монолитных волоках, обеспечивающие равномерную деформацию по сечению проволоки и снижение энергозатрат.

Руководитель разработки: проф., канд. техн. наук В.А. Харитонов.

Повышение конкурентоспособности канатов одинарной и двойной свивки гладких и периодического профиля на основе калибрующего обжатия в роликовых волоках.

Применение калибрующего обжатия повышает геометрическую точность, обеспечивает полосовой межпроволочный контакт, улучшает напряженное состояние, повышает конструктивную плотность. При этом сохраняется высокая изгибная жесткость каната, а пластическое обжатие производится с меньшими энергозатратами. Нанесенный периодический профиль повышает сцепление каната с бетоном и исключает вывинчивание каната.

Руководитель разработки: проф., канд. техн. наук В.А. Харитонов.

Технология получения углеродистой проволоки с повышенным запасом пластичности.

Разработана технология получения углеродистой проволоки с повышенным запасом пластичности за счет использованиякомбинированной деформационной обработки растяжением, кручением и изгибом. Широкий диапазон механических свойств проволоки обеспечивается за счет формирования в ней равномерной по сечению ультрамелкозернистой структуры при комбинированной деформационной обработке. После комбинированного деформационного воздействия проволока имеет повышенный запас пластичности по сравнению с традиционным процессом волочения, что позволяет проводить ее дальнейшую переработку с большими степенями деформации без проведения промежуточных отжигов. Преимуществами данного метода является использование имеющегося в метизном производстве инструмента, совместимость со скоростями грубого и среднего волочения проволоки, простота установки. Данный метод имеет широкие технологические возможности по получению необходимого комплекса механических свойств в проволоке из одной марки стали.

Руководитель разработки: доц., канд. техн. наук М.А. Полякова.

Разработка технологии производства высококачественного металлопроката различного назначения с расширенным комплексом эксплуатационных характеристик

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук Д.Н. Чикишев; проф., д-р техн. наук Э.М. Голубчик.

Технология наведения шлака для десульфурации, предусматривающая замену плавикового шпата в шлакообразующей смеси глиноземным флюсом.

При использовании этой технологии устойчиво обеспечивается содержание серы в стали не более 0,005-0,006%, причем время обработки по сравнению с традиционной технологией не увеличивается. Апробировано в кислородно-конвертерном цехе ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

Руководитель разработки: проф., д-р техн. наук В.А. Бигеев.

Технология производства трубных марок стали с пониженным содержанием серы (до 0,005%) и водорода (до 2 p.p.m.).

Апробирована в кислородно-конвертерном цехе ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

Руководитель разработки: проф., д-р техн. наук В.А. Бигеев.

Режим использования коксового орешка, обеспечивающий эффективное его потребление в составе железорудной части шихты доменных печей, оснащенных компактным БЗУ лоткового типа.

Выявлено, что использование коксового орешка в количестве до 12 кг/т чугуна на доменных печах, работающих с верхней определяющей по газодинамике зоной, не требует компенсации негативного его действия на дренаж горна, при дальнейшем увеличении расхода орешка определяющей становится нижняя зона, вследствие чего необходимо использовать компенсирующие мероприятия. В качестве таковых целесообразно использовать промывочные материалы (марганцевая или михайловская железная руды в количестве 1,7 и 2,9 кг на 1 кг орешка соответственно), кокс повышенного качества. Применение кокса с более высокой на 0,14 % абс. горячей прочностью либо пониженной на 0,05 % абс. истираемостью устранит отрицательное действие расхода орешка в количестве 4 кг/т чугуна.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук С.К. Сибагатуллин; доц., канд. техн. наук А.С. Харченко.

Технология энергосберегающего использования природного газа для снижения удельного расхода кокса на доменных печах.

Установлены рациональные изменения режимов дутья и загрузки для энергосберегающего использования природного газа и снижения удельного расхода кокса. В частности выявлены два независимых направления достижения этого: путём управляемой стабилизации соотношения расходов природного газа и дутья по фурмам; путём повышения равномерности окружного распределения загружаемых материалов по видам и крупности, обеспечиваемая разработанными программами для ЭВМ и математическими моделями.

На доменной печи Е комбината проведены исследования и реализовано увеличение расхода природного газа на основе стабилизации соотношения его с расходом дутья по фурмам. Соотношение стабилизировали путем регулирования расхода газа по фактическому количеству дутья, поступающему через соответствующую фурму.

Математические модели и программы для ЭВМ разработаны на основе экспериментов на уникальной физической модели БЗУ и на доменных печах №№2,4,9,10 комбината. Диалоговые окна обеспечивают управление режимом загрузки.

На доменной печи Е внедрена технология доменной плавки, обеспечившая увеличение расхода природного газа с эквивалентом замены им кокса 0,7 кг/м³. Экономический эффект равен 1,87 млн. руб. в год.

Разработаны компьютерные программы повышения равномерности распределения сырьевых материалов по окружности печей.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук В.М. Колокольцев, проф., д-р техн. наук С.К. Сибагатуллин; доц., канд. техн. наук А.С. Харченко.

Технология производства и использования в доменной плавке гарнисажеобразующего агломерата, которая обеспечивает повышение производительности доменной печи на 0,5% и увеличение срока службы доменной печи между ремонтами I-го разряда на 1 год. Внедрено на доменной печи № 10 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Экономический эффект составляет 800 тыс. руб.

Руководитель разработки: проф., д-р техн. наук С.К. Cибагатуллин.

Конструкция устройства для непрерывного регулируемого выпуска чугуна из доменных печей объемом 3000 куб. м и более.

Устройство устраняет недостатки хода доменной печи, вызванные периодичностью процесса накопления и выпуска продуктов плавки, а также решает некоторые проблемы экологии. Работа находится в стадии рабочего проектирования.

Руководитель разработки: доц., канд. техн. наук В.Г. Дружков.

Технология ведения доменной плавки на основе оценки дренажной способности горна, позволяющая управлять доменной плавкой за счет оперативной оценки текущей дренажной способности горна на основе применения расчетных методов оценки проницаемости коксовой насадки горна и вязкости конечного шлака. Способ позволяет оперативно определить причину изменения дренажной способности горна и выбрать соответствующее регулирующее воздействие, что сокращает время реагирования и, соответственно, потери производства. Часть работы использована в ходе НИР на ОАО «ЧМК», расчетный экономический эффект около 10,5 млн. рублей.

Руководитель разработки: доц., канд. техн. наук И.Е. Прохоров.

Технология получения гранулированного металла за 9-12 минут, минуя аглококсодоменный процесс, с контролируемым содержанием углерода из комплексного железосодержащего сырья. Технология успешно прошла испытания в промышленных условиях, дружелюбна к окружающей среде, отличается низкими удельными капитальными и эксплуатационными затратами.

Руководитель разработки: доц., канд. техн. наук Н.В. Панишев.

Технология производства толстолистовой горячекатаной стали, используемой в ТЭК, со сниженным содержанием легирующих элементов.

Разработаны математические модели (нейросетевые и регрессионные) расчета механических свойств трубного проката. Выполнен количественный анализ влияния химических элементов (ниобия, ванадия, титана, хрома, никеля, меди, молибдена, бора) на механические свойства трубной стали. Разработаны новые химические композиции низколегированных сталей. Исследовано влияние технологических воздействий – температуры нагрева сляба, конца прокатки и конца ускоренного охлаждения, толщины заготовки, скорости охлаждения. Предложен комплекс замещающих технологических воздействий. Составлено семь технологических писем на выплавку и прокатку экономнолегированных сталей класса прочности К60 – со сниженным содержанием ванадия, никеля, меди в 2-4 раза. Результаты работы внедрены в условиях стана 5000 ОАО «ММК». Подана заявка на получение патента РФ на изобретение. Экономический эффект от внедрения составляет 4,6 млн. рублей.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук В.М. Салганик; доц., канд. техн. наук Д.Н. Чикишев.

Технология асимметричной прокатки толстых листов из легированных трубных сталей типов АБ2-1, 10ХСНД, 10Г2ФБЮ, К52-К65 с учетом подгибки концов раската.

Разработана конечно-элементная математическая модель описания напряженно-деформированного состояния металла в асимметричном очаге деформации с учетом решения температурной задачи. Выполнена адаптация модели к условиям стана 5000 ОАО «ММК». Проведено исследование температурной асимметрии по высоте очага деформации с учетом влияния несоответствия уровня рольганга и линии прокатки. Разработаны новые асимметричные режимы деформирования сталей типов АБ2-1, 10ХСНД, 10Г2ФБЮ, К52-К65 с учетом влияния фактора формы очага деформации при прокатке с рассогласованием скоростей рабочих валков. Разработанные технологические режимы асимметричной прокатки позволяют сократить простои стана из-за подгибки концов раската и снизить объем металла, переводимого в брак и несоответствующую продукцию по причине нарушения температурных режимов деформационно-термической обработки толстых листов. Подана заявка на получение патента РФ «Способ асимметричной прокатки передних концов толстых листов на реверсивных станах». Экономический эффект от внедрения составляет 1,8 млн. рублей.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук В.М. Салганик; доц., канд. техн. наук Д.Н. Чикишев.

Технология производства толстых листов из низколегированных сталей типа 09Г2С и 10ХСНД с минимизацией движения трещин от кромок проката

Разработана конечно-элементная математическая модель описания напряженно-деформированного состояния металла с учетом наличия поверхностных трещин, адаптированная к условиям ТЛС 5000 ОАО «ММК». Выполнено моделирование трансформации поверхностных трещин сляба, смещения трещины от кромки в результате перехода металла с торцевой грани на широкие поверхности раската. Проанализировано влияние 11 технологических факторов на возможность блокирования движения трещин от кромок полос (параметр формы очага деформации, коэффициент вытяжки при первой протяжке, коэффициент вытяжки при разбивке ширины, рассогласование скоростей рабочих валков и др.). Предложены технологические приемы для блокирования движения трещин. Реализация разработанных практических решений позволяет снизить норму обрези боковых кромок на 20 мм. Подана заявка на получение патента РФ «Способ прокатки толстых листов на реверсивном стане». Экономический эффект от внедрения составляет 1,5 млн. рублей.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук В.М. Салганик; доц., канд. техн. наук Д.Н. Чикишев.

Технология контролируемой прокатки трубной заготовки повышенных классов прочности с пластометрическими исследованиями реологии материала.

Разработана конечно-элементная математическая модель описания напряженно-деформированного и теплового состояния толстых листов в процессе прокатки. Модель позволяет учитывать все факторы температурной задачи: деформационный разогрев, теплопередачу валкам в очаге деформации, теплоотдачу конвекцией и излучением на недеформируемых участках. Выполнены пластометрические и дилатометрические исследования микролегированных сталей, установлены действительные значения температур фазового перехода сталей классов прочности К56 и К60. Определены композиции химического состава сталей. Разработаны деформационные и температурные режимы для получения зерна аустенита размером 20-30 мкм на поверхности раската. Освоено производство толстолистового проката повышенных классов прочности К56-К60 толщиной 11-17 мм. Экономический эффект от внедрения составляет 30 млн. рублей.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук В.М. Салганик; доц., канд. техн. наук Д.Н. Чикишев.

Технологии и система автоматизированного проектирования производства тонких горячекатаных полос для замещения холоднокатаного проката различного назначения.

Разработаны и защищены патентами РФ технологии производства горячекатаных полос для замещения холоднокатаного проката общего назначения категорий вытяжки Н и Г по ГОСТ 16523, СВ по ГОСТ 9045, а также горячеоцинкованной холоднокатаной стали назначений ХП, ПК и ХШ нормальной вытяжки по ГОСТ 14918. Создана и защищена свидетельством о государственной регистрации компьютерная программа для автоматизированного проектирования технологий прокатки горячекатаных полос со свойствами холоднокатаных, обеспечивающая как привязку разработанных решений к условиям различных металлургических предприятий, так и синтез новых технологических решений. Экономический эффект от внедрения разработок получается в результате снижения затрат на производство продукции и составляет от 20 до 23 дол. США на тонну готовой продукции.

Руководитель разработки: проф., к.т.н. М.И. Румянцев.

Методология разработки и совершенствования технологий производства листового проката различного назначения на станах различных типов.

Методология предусматривает использование, а при необходимости – разработку компьютерных программ автоматизированного проектирования режимов прокатки в сочетании принципами и методами статистического управления процессами на основе показателя соответствия результатов заданным требованиям. Опыт применения методологии к совершенствованию технологий производства холоднокатаного и горячекатаного проката для автомобилестроения, а также крупногабаритных листов для сварных труб показал, что экономический эффект составляет не менее 3 млн. рублей и формируется за счет сокращения продолжительности синтеза технологических решений, повышения достоверности оценок результатов как проектных решений, так и технологических процессов, а также повышения оперативности выработки и принятия корректирующих действий. Созданы и защищены свидетельствами о государственной регистрации компьютерные программы для автоматизированного проектирования горячекатаной и холоднокатаной листовой стали.

Руководитель разработки: проф., к.т.н. М.И. Румянцев.

Математическое моделирование и разработка самоустанавливающихся валковых систем КВАРТО.

Данный подход позволяет на основе расчета погонных нагрузок и деформаций валковых систем оптимизировать вид образующих бочек рабочих и опорных валков с целью снижения градиента межвалковых давлений и неравномерности износа поверхности бочек валков, снижения чувствительности валковых систем к колебаниям технологических параметров процесса прокатки, а также повышения эффективности систем гидромеханического регулирования профиля полосы. Экономический эффект достигается за счет стабилизации поперечной разнотолщинности листового проката и уменьшения отсортировки листов по дефектам плоскостности.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук В.М. Салганик; доц., канд. техн. наук О.В. Синицкий.

Адаптивная математическая модель непрерывных групп клетей сортовых и проволочных станов.

Модель позволяет на этапе проектирования эффективно выявлять удачные и неудачные технологические решения для конкретных сортовых и проволочных станов на основе многовариантного моделирования условий работы калибровок валков в различных ситуациях. При этом оцениваются точность профилей и их элементов, технологичность и стабильность формоизменения. В режиме советчика на прокатном стане возможно определение правильных зазоров между валками при изменении основных технологических факторов прокатки (температуры прокатки, марки стали, изменения диаметров валков после переточек, износа калибров, колебания размеров заготовки и т.д.). Разработаны способы связи данной модели с системами минимальных натяжений, применяемыми на современных станах. Экономический эффект использования модели в условиях ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» составляет около 5,0 млн. руб.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук О.Н. Тулупов; проф., д-р техн. наук А.Б. Моллер.

Уникальная компьютерная система повышения квалификации и активизации кадрового ресурса сортопрокатного производства, обеспечивающая эффективную специализированную подготовку персонала с использованием современных информационных технологий и применением систем многовариантного моделирования режимов прокатки и настройки клетей при различных технологических параметрах. Использование данной системы способствует повышению эффективности освоения оборудования и технологии производства и систематизации технической и технологической информации. Кроме того, возможно проведение типовых и эвристических научно-технических исследований для решения задач вальцовщиков, операторов, калибровщиков и инженерно-технологического персонала производства. Срок окупаемости зависит от коммерциализации образования и может составить от 2 до 3 лет.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук О.Н. Тулупов; проф., д-р техн. наук А.Б. Моллер; доц., канд. техн. наукС.А. Левандовский.

Инновационная разработка по раскрою прутковой продукции сортопрокатных станов, предназначенная для определения оптимальной площади поперечного сечения с целью увеличения выхода годного готовой продукции, увеличения кратности раскроя, а также снижения «незаказной длины» в сортовом производстве. Областью применения данной программы являются сортопрокатные станы.

Программа обеспечивает выполнение следующих функций: нахождение оптимальной площади поперечного сечения готовой продукции; нахождение оптимальной кратности раскроя; нахождение оптимальной длины на холодильник; расчет массы годной продукции; расчет коэффициента выхода годного; расчет кратностей раскроя при минимальных, максимальных допусках, а также кратность при прокатке по умолчанию; расчет межвалкового зазора в последней клети.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук А.Б. Моллер; доц., канд. техн. наук С.А. Левандовский; аспирант С.Ю. Саранча.

Программа повышения квалификации инженерных кадров «Инжиниринг, энергоэффективная эксплуатация и ресурсосбережение для металлургических комплексов, в том числе современных мини-заводов» с целью повышение кадрового потенциала в области инжиниринга технологического оборудования и производства металлопродукции на основании обобщения, анализа, критического осмысления и систематизации последних достижений науки и техники машиностроительного производства в Российской Федерации и за рубежом. В соответствии с задачами инжиниринговой деятельности образовательная программа представлена 5 модулями, в каждом из которых отражены вопросы современного состояния и перспектив развития технологического оборудования, его энергоэффективности и ресурсосберегающего производства металлургической продукции. Программа включает стажировку во Всероссийском научно-исследовательском институте ОАО АХК ВНИИМЕТМАШ (Москва) и в Транснациональной корпорации металлургического машиностроения DANIELI&C. OfficineMeccanicheS.p.A. (Buttrio, Италия). Программа реализована в рамках Президентской программы повышения квалификации инженерных кадров на 2012-2014г.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук О.Н. Тулупов; проф., д-р техн. наук А.Б. Моллер.

Технологии модификации поверхностей деталей машин для повышения эксплуатационных характеристик за счет наноструктурирования материалов поверхностных слоев.

Разрабатываемые технологии базируются на способе обработки поверхностей деталей машин многофункциональным инструментом с гибкими элементами не только для удаления припуска или упрочнения поверхностного слоя, но и плакирования поверхностей различными антифрикционными материалами. Способ позволяет формировать наноструктурированные поверхностные слои и наноструктурные покрытия, обладающие уникальными функциональными характеристиками с повышение различных эксплуатационных свойств деталей.

Руководитель разработки: проф., д.т.н. В.П. Анцупов.

Технология и оснастка для изготовления спиральных резьбовых вставок и уплотнительных колец различного назначения с высокими механическими и антифрикционными свойствами.

Вставки могут быть применимы при ремонте резьбовых отверстий, а также для повышения несущей способности резьбовых соединений, а кольца – для уплотнения различных подвижных соединений, работающих в экстремальных условиях.

Руководитель разработки: доц., канд. техн. наук С.А. Кургузов.

Технология и оснастка длястрочного обкатывания и выглаживания длинномерных цилиндрических, плоских и фасонных изделий, предназначенных для формирования требуемых показателей качества поверхности: шероховатости, наклёпа и остаточных напряжений. Позволяет повысить усталостную прочность в 1,5-2 раза, износостойкость, коррозионную стойкость и другие показатели для соответствующих изделий.

Руководитель разработки: доц., канд. техн. наук С.А. Кургузов.

Технология и оснастка для повышения работоспособности деталей машин и технологического инструмента для ОМД и резания путем совершенствования финишной обработки рабочей поверхности. Позволяет повысить в 1,3-2 раза износостойкость изделий.

Руководитель разработки: доц., канд. техн. наук С.А. Кургузов.

Технология и оснастка для поверхностного пластического деформирования нецилиндрических деталей, обеспечивающая заданный закон изменения усилия (давления) на контакте индентора с обрабатываемой поверхностью по всей площади обработки.Разработка позволяет обеспечить заданные шероховатость и закон упрочнения поверхностного слоя металла изделий.

Руководитель разработки: доц., канд. техн. наук С.А. Кургузов.

Ультразвуковая установка для интенсификации процессов формирования внутренних резьб.

Установка адаптирована к гайконарезным станкам серии MН и позволяет интенсифицировать процесс резьбоформирования с использованием режущих и бесстружечных метчиков. Использование установки позволяет повысить стойкость метчиков в 2-3 раза и производительность процессов резьбоформирования на 20-30%

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук О.С. Железков; инж. Ю.А. Ященко (ООО «Центрум» г. Череповец).

Методика расчета технологических параметров процесса сушки, основанная на теории продвижении зоны двухфазного перехода.

Целью работы является математическое прогнозирование температурно-временных параметров процесса сушки бетонов различной конфигурации, а также любых сред при наличии фазового перехода. Позволяет на стадии инженерного проектирования определять технологические параметры сушки материала.

Руководитель разработки: доц., канд. техн. наук Ф.Г. Ибрагимов.

Технология получения форм для литья по выплавляемым моделям. Совершенствование процессов нагрева и прокаливания форм, изготовленных из традиционных материалов. Разработка новых недефицитных материалов для изготовления форм по выплавляемым моделям на основе существующих технологических отходов металлургического производства: позволит существенно сократить энергетические расходы на прокаливание форм из традиционных материалов; увеличит КПД прокалочных печей; сократит стоимость оборотных средств участков литья по выплавляемым моделям.

Руководитель разработки: доц., канд. техн. наук А.С. Савинов.

Ультразвуковая установка для шлифования и полирования рабочих каналов твердосплавных и алмазных волок путём воздействия инструмента, колеблющегося в продольном направлении с ультразвуковой частотой в среде водной суспензии алмазной пудры или карбида бора. Вибрирующий с высокой частотой инструмент заставляет проникать в обрабатываемый материал абразивные зёрна, производя его разрушение. Установки внедрены на экспериментальном заводе НИИМетиза и в ЗАО «Профит». Эффект достигается за счет повышения производительности и качества обработки волочильного инструмента.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук О.С. Железков; инж. Ю.А. Ященко (ООО «Центрум» г. Череповец).

Технология нанесения наноалмазных электрохимических покрытий. Композиционное покрытие, состоящее из хрома и ультрадисперсных частиц алмаза, получаемых детонационным синтезом, наносится электролитическим способом на поверхность технологического инструмента, работающего в условиях больших контактных нагрузок, интенсивного износа в широком диапазоне температур. Применение технологии позволяет повысить стойкость инструмента с хромоалмазным покрытием в 2¸3 раза и выше.

Руководитель разработки: проф., д-р техн. наук О.С. Железков.

Теоретическое и экспериментальное исследование законов передачи усилий при взаимодействии тягового и несущего органа - стальной ленты в грузоподъемных установках, приводах машин и устройствах экстренного спуска при взаимодействии его с фрикционными рабочими поверхностями и особенности применения воздушной подушки для демпфирования колебаний, что позволит выявить рациональные параметры грузонесущих устройств и расширить область применения ленты, которая в настоящее время внедрена на глубинных динноходовых насосных установках в ОАО «Оренбургнефть», НГДУ «Бузулукнефть», ОАО»Татнефть».

Руководитель разработки: доц., канд. техн. наук Б.А. Борохович.

Технология поверхностного упрочнения и нанесения микрорельефа на поверхность деталей машин.

Поверхность подвергается выглаживанию индентером, которому сообщают ультразвуковые колебания и колебания низкой частоты. Повышается твердости поверхностных слоев, на поверхности возникают благоприятные остаточные сжимающих напряжений, а наличие регулируемого микрорельефа обеспечивает удержание смазочного материала. Применение технологии обеспечивает повышение износостойкости и долговечности деталей пар трения 1,5¸2 раза.

Руководитель разработки: проф., д-р техн. наук О.С. Железков.

Технология электрошлакового переплава конструкционных сталей с использованием бесфторидного малоосновного флюса на основе доменного шлака.

Может быть использована на предприятиях, имеющих установки ЭШП. Использование данной технологии позволяет: исключить во время плавки выбросы соединений фтора в атмосферу; снизить себестоимость флюсов (в 6 раз); снизить расход электроэнергии на 10-15%; повысить производительность ЭШП до 20%, улучшить качество поверхности заготовки. Технология внедрена в цехе ремонтно-механического оборудования № 3 ЗАО «Механо-ремонтный комплекс» ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук В.М. Колокольцев; проф., д-р техн. наук В.П. Чернов; проф., д-р техн. наук К.Н. Вдовин.

Новые составы оксидных сплавов, полученные на основе отходов промышленного производства с заданными служебными свойствами (износостойкостью, коррозионной стойкостью, термостойкостью).

Данные сплавы предназначены для получения литых деталей агрегатов, работающих в условиях абразивного износа, агрессивных сред и резкого изменения температур. Использование новых оксидных сплавов позволяет увеличить в 4-5 раз (по сравнению с аналогичными деталями из металла) срок службы деталей и оборудования, работающих в условиях абразивного износа и агрессивных сред, и снизить в 2-3 раза стоимость отливок по сравнению с имеющимися камнелитыми изделиями. Сплавы будут использованы для получения шлаколитых изделий в проектируемом цехе шлакокаменного литья.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук В.М. Колокольцев; проф., д-р техн. наук В.П. Чернов.

Новые специальные чугуны и стали, обладающие высокими специальными свойствами (износостойкостью, коррозионной стойкостью, термостойкостью и теплостойкостью), получают с использованием недорогих и недефицитных легирующих материалов.

Стали и чугуны предназначены для изготовления литых деталей, работающих в условиях абразивного и гидроабразивного износов, агрессивных сред, высоких температур. Использование новых сплавов позволяет увеличить срок службы деталей в 1,5-4 раза по сравнению с известными износостойкими чугунами (ИЧХ28Н2, ИЧХ16М2 и др.) и сталями (110Г13Л, 25Х1М1ФЛ, 25Х1МФЛ, 75Х24ТЛ и др.). Сплавы внедрены на ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», ОАО «Баймакский машиностроительный завод», ОАО «Челябинский тракторный завод», ОАО «Качканарский завод по ремонту горного оборудования».

Руководитель разработки: проф., д-р техн. наук В.М. Колокольцев.

Установка для струйной регенерации доменного шлака предназначена для утилизации доменного шлака и получения гранулированного шлака с минимальным содержанием серы и со свойствами цемента при добавлении в шлак СаО (или других компонентов); жидкого шлака для внепечной обработки стали. Преимущества в использовании непосредственно под доменной печью, конкурентноспособна по сравнению с переработкой доменного шлака на граншлак с вывозом из под доменной печи. Способ регенерации был осуществлен на Белорецком металлургическом комбинате и показал хорошие результаты как по удалению серы из шлака, так и из стали в мартеновском цехе.

Руководитель разработки: проф., д-р техн. наук К.Н. Вдовин.

Технология вакуумно-пленочной формовки для получения тонкостенного литья.

Технология вакуумно-пленочной формовки применима для изготовления тюбингов метрополитена, ванн купальных и другого машиностроительного литья в условиях литейного цеха с разнообразной номенклатурой. Данная технология является альтернативой литью в песчано-глинистые формы.

Применение данной технологии позволяет снизить массу отливок при сохранении их прочности, повысить геометрическую точность, снизить припуски на механическую обработку.

Руководитель разработки: проф., канд. техн. наук А.Ф. Миляев.

Технология и оборудование для получения биметаллической проволоки.

Разработано устройство для подготовки поверхности стального сердечника, основанное на совмещении процессов очистки поверхности и нанесения тонких защитных пленок из металла и позволяющее наносить покрытие на весь периметр сердечника при использовании одной металлической щетки (патент на полезную модель). Разработана линия производства биметаллической проволоки, позволяющая производить продукцию с параметрами, близкими к потребительским (два свидетельства на полезную модель).

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук К.Н. Вдовин; ст. преп., канд. техн. наук Е.В. Куликова.

Экзотермический брикет из отходов металлургического производства.

Модифицирование литейных чугунов низких марок при пониженной температуре (1300-13500С) с выделением тепла. При модифицировании полностью устраняется отбел отливок и повышается предел прочности на разрыв. Графит существенным образом измельчается, а матрица преимущественно перлитная. Состав брикетов: 60% алюминиевой стружки и 40% окалины.

Расход модификатора в пределах 0,9-1,1% от массы жидкого металла. Эффект модифицирования не менее 20 минут. Имеются патенты РФ.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук К.Н. Вдовин; доц., канд. техн. наук И.В. Понурко.

Технология суспензионной заливки крупных чугунных отливок, улучшающая качество отливок за счет измельчения зерна графита, увеличения содержания перлита и равномерного распределения структурных зон отливок.

Обработка металла перед заливкой ведется в два этапа: в процессе подготовки чугуна путем ввода в расплав металлических присадок с последующей продувкой металла инертными газами для лучшего и ускоренного растворения добавки; подача измельченной добавки непосредственно в струю, или литниковую воронку во время заливки крупной отливки.

Отливки, полученные с применением метода суспензирования, отличаются повышенной твердостью и увеличенной стойкостью. Стойкость отливок повысилась на 25-30%, что определяет высокую эффективность применяемой технологии.

Руководитель разработки: проф., канд. техн. наук А.Ф.Миляев.

Разработка гидродинамических устройств промежуточных ковшей МНЛЗ с целью снижения количества неметаллических включений в заготовке.

Устройство внедрено в ЭСПЦ ОАО «ММК» на МНЛЗ-1; МНЛЗ-2. Ожидаемый экономический эффект – 10 млн. руб.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук К.Н. Вдовин; доц., канд. техн. наук В.В. Точилкин.

Составы дешевых износостойких чугунов, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания (быстро изнашивающиеся детали пескометов, щековых дробилок, смесителей, шаровых мельниц, пресс-форм для изготовления кирпича, зубьев ковшей экскаваторов и пр.).

Применение предлагаемых износостойких сплавов позволяет увеличить срок службы деталей по сравнению с известными в 1,5-5 раз. Разработаны составы и технология изготовления инструмента из легированного белого чугуна, предназначенного для изготовления инструмента для обработки неметаллических материалов (пластмассы, дерево и др.). Экономический эффект составляет 3,1 млн руб. Разработка апробирована в условиях горно-обогатительного производства ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

Руководитель разработки: проф., д-р техн. наук А.Н. Емелюшин.

Повышение эксплуатационной стойкости деталей деталей и инструмента, работающих в условиях абразивного изнашивания, изготовленных из белых чугунов и сталей. Результаты научных исследований, примененнные в производстве, привели к повышению стойкости осностки прессформ для прессования огнеупорного кирпича и изнашивающихся броней для горно-обогатительного производства и получили широкое применение на металлообрабатывающих предприятиях России и Казахстана. Исследования защищены 6-ю патентами.

Руководитель разработки: проф., д-р техн. наук А.Н. Емелюшин.

Развитие теории и технологии модифицирования поверхности металлоизделий. Исследование, разработка и внедрение эффективных режимов термической и термомеханической обработки листовой стали (низкоуглеродистой, трубной). Исследования защищены 8-ю патентами.

Руководитель разработки: проф., д-р техн. наук А.Н. Завалищин.

Установление закономерностей формирование структуры и свойств ультрамелкозернистых сталей методами деформационного измельчения.

Внедрение результатов исследований позволяет значительно расширить класс конструкционных материалов для изготовления металлических изделий, обладающих повышенными прочностными свойствами, что имеет большое значение для металлургии и машиностроения и приносит существенный экономический эффект.

Руководитель разработки: проф., д-р техн. наук Н.В. Копцева.

Научная концепция, состоящая в установлении закономерностей формирования структуры, оксидных слоев, механических и специальных свойств комплексно-легированных белых чугунов в зависимости от химического состава, условий охлаждения при затвердевании и термической обработке, реализация которой обеспечивает улучшение их механических и специальных свойств. Предложены решения научной научной проблемы, заключающейся в получении и применении недорогих жароизностойких комплексно-легированных белых чугунов, что позволяет значительно расширить класс литейных материалов благодаря созданию повышенных эксплуатационных свойств, а также классификация чушунов по по строению металлической основы, по типу и качеству эвтектик, по морфологии эвтектик. Разработаны и внедрены химические составы износо- жароизносостойких легированных чугунов для изготовления деталей и инструмента, работающих в условиях интенсивного изнашивания, а также эксплуатируемых при одновременном воздействии высоких температур и абразивной среды в условиях ОАО «ММК», ОАО «Баймакский машиностроительный институт», ОАО «Учалинский горно-обогати-тельный комбинат», на Южно-Уральской железной дороге, получены патенты на разработанные чугуны.

Руководитель разработки: д-р техн. наук Е.В. Петроченко.

Новые стали, модифицированные кальцием, микролегированные бором и ванадием, а также легированные хромом, никелем, молибденом, для производства высокоэффективных видов металлопроката с уникальным уровнем механических и эксплуатационных свойств (высокая деформируемость катанки при волочении без применения термических обработок после механического удаления окалины, например, сварочного назначения; высокопрочная арматурная сталь из низколегированных и высокоуглеродистых марок стали; катанка под высокопрочный, сверхвысокопрочный и ультра-сверхвысокопрочный металлокорд, высокопрочные проволока, канаты, пружины, арматурные канаты из микролегированной высокоуглеродистой катанки для прямого волочения, стабилизированную проволоку для изготовления шпал нового поколения для тяжелонагруженных и скорос-тных железнодорожных путей); научное обоснование новых технологий производст-ва стали и проката, нестандартного применения бора в металлургии, как пластифи-катора; а также разработка основ реконструкции действующего оборудования и создание агрегатов пионерского назначения, например, для изотермической термической обработки: поточное воздушное патентирование высокоуглеродистой катанки, изотермический отжиг низкоуглеродистой легированной катанки сварочного назначения на современных линиях Stelmor и т. п. Металловедение сварных соединений. Термоправка и термомеханическое упрочнение фасонных профилей.

Получено по результатам исследований 18 патентов.

Руководитель разработки: д-р техн. наук А.Б. Сычков.

Способ гидроудаления окалины с поверхности горячекатаного листа в чистовых клетях прокатного стана позволяет значительно снизить или полностью устранить дефект «вкатанная окалина», а также повысит эксплуатационные характеристики (ресурс) формоизменяющего инструмента (прокатные валки).

Преимущество данного способа – снижение общего уровня запыленности и удаление окалины из межвалкового пространства, что позволяет повысить срок службы основного и вспомогательного оборудования прокатных цехов (прокатных валков, подшипниковых опор и др.). Способ позволяет более эффективно и равномерно охлаждать поверхность горячекатаной полосы. Кроме того, способ можно использовать при охлаждении заготовок, получаемых на машинах непрерывного литья, с целью снижения количества и размеров горячих трещин. Результаты работы прошли широкую апробацию ,внедрены в условиях действующего произволства

Руководители разработки: проф. д-р. техн. наук С.И. Платов; доц. канд. техн. наук. Р.Р. Дема; доц. канд. техн. наук. Р.Н. Амиров.

Устройство для эффективного распыления охладителя, например над поверхностью горячекатаного проката. Преимуществом данного устройства является его запатентованное конструктивное исполнение, которое исключает гидравлические потери. Помимо этого, разработана соответствующая методика проектирования, учитывающая влияние основных технологических факторов (марка прокатываемого материала, температура прокатки, скорость прокатки, величина обжатия, скорость охлаждения) и позволяющая определить необходимые геометрические размеры устройства в зависимости от технологии прокатки. Результаты исследования защищены патентом на полезную модель (Пат. № 110663 РФ. Устройство для распыления жидкости/Платов С.И., Дёма Р.Р., Кувшинов Д.А.//14.06.2011 )

Руководители разработки: проф. д-р. техн. наук С.И. Платов; доц. канд. техн. наук. Р.Р. Дема; инженер Д.А. Кувшинов; доц. канд. техн. наук. М.В. Харченко.

Методика расчета технологических параметров процесса ламинарного охлаждения полосы на участке отводящего рольганга широкополосных станов горячей прокатки.

Тепловое состояние полосы при охлаждении ее на участке ламинарного охлаждения – сложный теплофизический процесс, определяющий тепловое состояние полосы на входе на участок смотки.

Результаты исследования тепловых процессов на участке ламинарного охлаждения полосы с использованием методов математического моделирования: построена линейная стационарной модели из заданных условий охлаждения, теплофизических параметров и технологических параметров прокатки, и произведена адаптация разработанной модели; произведена визуализация результатов расчета в привязке к технологической схеме участка ламинарного охлаждения стана производится отображение распределения температуры в ключевых точках поверхности в виде набора графиков с возможностью сохранения распределения температуры по сечению полосы в указанных точках.

В зависимости от поставленных задач для каждого конкретного производства производится рекомендаций связанной с технологической особенностью проектируемой системы охлаждения полосы для ее настройки в условиях реального производства.

Авторами разработано программное обеспечение, на которое получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Разработанный программный продукт позволяюет производить расчеты в режимах реального времени.

Руководители разработки: доц. канд. техн. наук. Р.Р. Дема; доц. канд. техн. наук Колдин А.В., инженер Д.А. Кувшинов; инженер Д.Н. Мазнин.

Методика расчета теплового состояния чистовой линии прокатки широкополосных станов горячей прокатки.

Разработана комплексная методика расчета теплового состояния чистовой линии прокатки широкополосных станов горячей прокатки включая инструмент (прокатные валки) и прокатываемую полосу.

Методика позволяет контролировать температуру полосы, температуру валков, а выдавать рекомендации дня настройки оборудования стана с целью повышения стойкости оборудования и повышения качества готовой продукции. Особенность методики заключается в возможности ее адаптации к любым технологических условиям.

доц. канд. техн. наук. Р.Р. Дема; доц. канд. техн. наук Колдин А.В., инженер Д.А. Кувшинов; инженер Д.Н. Мазнин.

Технология плакирования гибким инструментом.

Покрытия, нанесённые на изделия, имеют широкий спектр свойств, таких как антифрикционные, износостойкие, восстанавливающие, антикоррозионные, приработочные, антисхватывающие, схватывающие, декоративные и др. В качестве материала покрытия применяются алюминий, медь, кадмий, цинк, олово, свинец, латунь, бронза, баббит, фторопласт и другие материалы. Технология позволяет наносить однослойные, многослойные и смешанные покрытия на наружные поверхности изделия плоской и круглой формы, на технологический инструмент, а также на длинномерные изделия. Ожидаемый экономический эффект от внедрения технологии на стане 2500 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» – 115 млн руб.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук С.И. Платов; д-р техн. наук В.П. Анцупов; проф., д-р техн. наук, Л.С. Белевский.

Технология и оборудование для изготовления металлических цилиндрических щёток позволяет производить инструмент, который может быть использован для очистки изделий от окалины, смазки, окисных плёнок, а также от других видов загрязнений. Кроме того, щётки могут быть использованы для нанесения покрытий на изделия с целью придания им антифрикционных, износостойких, восстанавливающих, антикоррозионных, приработочных, антисхватывающих, схватывающих, декоративных и других свойств. Оборудование включает в себя: устройство для намотки ворса щётки на оправку; устройство для обвязки ворса; устройство для обрезки ворса; устройство для сборки щётки. Участок для реализации данной технологии занимает площадь 30 м². Количество рабочих – 3 человека. Производительность 2 щётки/ч (при диаметре щётки Ǿ 350 мм).

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук С.И. Платов; проф., д-р техн. наук В.П. Анцупов; проф., д-р техн. наук, Л.С. Белевский.

Установка для нанесения покрытий на наружные поверхности изделия плоской формы.

Установка базируется на плоскошлифовальном станке, на выходном валу которого вместо шлифовального круга устанавливается металлическая щётка, а на защитном кожухе монтируется устройство для подачи материала покрытия. Установка применяется для придания антифрикционных, износостойких, восстанавливающих, антикоррозионных, приработочных, антисхватывающих, декоративных и других свойств изделиям плоской формы. При этом работоспособность обработанных изделий увеличивается от 1,5 до 20 раз.

Установка для нанесения покрытий на наружные поверхности изделия круглой формы.

Установка базируется на круглошлифовальном станке, на выходном валу которого вместо шлифовального круга устанавливается металлическая щётка, а на защитном кожухе монтируется устройство для подачи материала покрытия. Установка применяется для придания антифрикционных, износостойких, восстанавливающих, антикоррозионных, приработочных, антисхватывающих, схватывающих, декоративных и других свойств изделиям круглой формы. При этом работоспособность обработанных изделий увеличивается от 1,5 до 20 раз.

Технология и оборудование для обработки поверхностей дробью, позволяющая: очищать поверхности деталей от окалины и окисной плёнки перед нанесением покрытий; устранять на поверхности изделий микродефекты, полученные на предыдущих переделах или операциях; формировать квазирегулярный микрорельеф на обработанной поверхности шероховатостью 0,6-10 мкм; получать упрочнённый слой на поверхности металлических изделий глубиной до 0,8 мм с остаточными напряжениями сжатия до 400 МПа. Ожидаемый экономический эффект от внедрения технологии в листопрокатном цехе № 4 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» составляет 10,55 млн руб. (при обработке 10 тыс. т листа).

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук С.И. Платов; проф., д-р техн. наук Н.Н. Огарков.

Наплавочный порошок для износостойкой наплавки и напыления, содержит нанодисперсные модифицирующие добавки, позволяющие при наплавке формировать направленно-ориентированную структуру, обладающую повышенной твердостью и износостойкостью и вместе с тем обеспечивающей высокий уровень ударной вязкости. Оптимально подобранный химический состав с одной стороны и влияние нанодисперсных модификаторов с другой, позволяют гарантированно обеспечить высокие эксплуатационные свойства покрытий, а так же отсутствия технологических проблем при наплавке. Материал позволяет наносить на детали оборудования высоко износостойкие покрытия, успешно конкурирующие с западными аналогами, отличаясь от них в лучшую сторону качеством, меньшей ценой, и более высокими эксплуатационными характеристиками покрытий.

Руководитель разработки: доц., канд. техн. наук Н.Ш. Тютеряков.

Технология получения проката из современных хладостойких и коррозионностойких сталей с уникальным комплексом механических и специальных эксплуатационных свойств

На основе изучения основных закономерностей влияния химической композиции и режимов деформационно-термической обработки металла на комплекс механических и специальных эксплуатационных свойств определены ключевые параметры технологии производства листового проката, предназначенного для изготовления металлоконструкций, работающих в суровых климатических и природных условиях. Сформированы обобщённые принципы построения технологической системы с обоснованным определением параметров температурно-деформационной обработки непрерывнолитой стальной заготовки, позволяющих учитывать особенности формирования микроструктурного состояния материала, определяющего температуру перехода в хрупкое состояние. Оценены возможности снижения содержания легирующих элементов с внедрением компенсационных технологических воздействий при производстве хладостойкого и коррозионностойкого листового проката. Разработана и запатентована новая экономнолегированная композиция химического состава трубной стали и технология производства листового проката с повышенным комплексом прочностных, вязкопластических и специальных эксплуатационных свойств для изготовления ответственных конструкций в хладостойком и коррозионностойком исполнении.

Руководитель разработки: доц., канд. техн. наук Д.Н. Чикишев.

Руководитель разработки: доц., канд. техн. наук А.С. Савинов.

ТЕХНОЛОГИИ производства термоупрочненного проката на стане 450 сортового цеха с ускоренным охлаждением.

Руководитель разработки: заведующий кафедрой, д-р техн. наук, профессор, А.Б. Моллер

ТЕХНОЛОГИИ производства сорбитизированной катанки на стане 170 в условиях реконструированных линий ускоренного охлаждения с использованием принципов цифровых двойников.

Руководитель разработки: заведующий кафедрой, д-р техн. наук, профессор, А.Б. Моллер

ТЕХНОЛОГИЯ производства рулонного проката из специальных сталей коррозионностойкого исполнения, предназначенного для повышения срока безаварийной эксплуатации газо- нефтепромысловых трубопроводов и экологической безопасности нефтегазового комплекса РФ.

Руководитель разработки: профессор, д-р техн. наук, доцент П.П. Полецков

МЕТОДОЛОГИЯ оценки степени согласованности требований на металлопродукцию, основанная на комплексной оценке технических показателей, структурированных по функциональному признаку, впервые позволившая формализовать отношения потребителя и изготовителя при разработке нормативной и технической документации.