Развитие научных основ, создание и реализация эффективных технологий прокатки низколегированных стальных полос и листов с повышенными потребительскими свойствами

2) рулонного проката из стали класса прочности HSLA 460 - 500;

3) рулонного проката из стали класса прочности HSLA 550 - 600;

4) рулонного проката из стали класса прочности DP 600.

Для каждой выше представленной технологии были разработаны принятые в ОАО «ММК» согласно СТП документы: технологические письма, изменения к технологической инструкции или технологическая инструкция.

Опробование режимов прокатки, разработанных с помощью СИС, для штрипса и автомобильной промышленности (по имеющимся заказам) из стали марок 13ХФА, 09ГСФ, Х80, S420MC и др., не потребовало дальнейшей корректировки, и они были внедрены в производство. По разработанным технологиям было произведено более 200 тысяч тонн проката.

Разработанные технологии были представлены на различных международных салонах, выставках, где были удостоены наградами, такими как золотые медали 7 Московского международного салона инноваций и инвестиций, серебряная медаль 12 международной выставки-конференции «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции» и другими.

При применении рекомендованных композиций химического состава и режимов прокатки по всем маркам стали выход годного составлял 95…100 %.

Сравнивая расчетные и фактические значения параметров прокатки необходимо отметить, что расхождение не превышает 10-15 %.

Суммарный годовой экономический эффект составил более 160 млн. рублей.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана специализированная исследовательская система (СИС), объединяющая комплекс формализованных и неформализованных моделей, которая позволяет быстро и эффективно совершенствовать действующие и создавать новые технологии получение проката с высокими потребительскими свойствами.

2. Разработана вязко-пластическая конечно-элементная математическая модель напряженно-деформированного состояния слабосжимаемой среды, отличающаяся возможностью определения вероятности образования и развития трещин с использованием критерия разрушения В.Л. Колмогорова.

3. Выполнено лабораторное исследование формоизменения свинцовых образцов, моделирующее прокатку слябов в черновой группе ШСГП, которое позволило качественно и количественно уточнить основные закономерности такого формоизменения.

4. Используя данные лабораторного исследования, проверили адекватность разработанной математической модели. В итоге модель показала высокую сходимость результатов по протяженности приконтактных наплывов, максимальной величине утолщения и расположении их от края образцов. Абсолютное отклонение расчетного утолщения на контакте с валками от опытного составляет 0,25 мм, относительное - около 10%. Относительная погрешность при определении дополнительного уширения не превышает 9%, при определении естественного уширения - 11%.

5. Выполнили моделирование поведения поверхностных трещин при формоизменении сляба в черновой группе ШСГП 2000. В результате установили, что в вертикальном проходе следует применять калиброванные валки с выпуклым дном. Это уменьшает высоту наплыва на 15 - 20 % и не приводит к перетеканию металла с боковых граней на контактную поверхность с горизонтальными валками, что способствует удержанию дефектов сляба в прикромочной зоне.

6. На основе пластометрических исследований сталей новых марок получены регрессионные уравнения для определения сопротивления деформации, характеризующиеся высокой достоверностью, позволяющие вести расчёт энергосиловых параметров прокатки с высокой точностью. Найденные зависимости позволяют вести расчёт энергосиловых параметров прокатки сталей с высокой точностью и выполняют важную роль в алгоритме разработки новых, эффективных технологических режимов контролируемой прокатки полос из исследованных сталей.

7. Проведена серия испытаний на сжатие цилиндрических образцов из сталей 05Г1Б и X70 на многокулачковом пластометре с целью получения зависимостей, отображающих реологические свойства с учетом междеформационной паузы (процесса разупрочнения). При этом диапазоны варьирования были следующими: скорость деформации u = 1,0 - 55,0 с^-1; степень деформации ? = 0,05 - 1,0; температура t = 850, 1100°C; время междеформационной паузы t_п = 1, 5, 10 с. В результате промышленных испытаний были получены данные, подтверждающие результаты исследований на пластометре, при температурах 950 - 1100 ⁰С обжатия рационально выдерживать в диапазоне от 15 до 25 %.

8. Разработаны нейросетевые модели прогнозирования механических свойств проката из низколегированных марок стали. Результаты тестирования работы нейросетевой модели показали на всем множестве значений высокую адекватность как для случая прямой, так и для случая обратной задачи.

9. Представлен вариант использования разработанной СИС для создания технологии производства проката для трубной промышленности из стали класса прочности Х70 с размерами полос (14 - 16)х(1000 - 1830) мм. В результате выбрана эффективная композиция химического состава стали, построен обобщенный температурно-деформационный режим прокатки, гарантирующий получение проката класса прочности Х70. Кроме того, найден режим обжатий по трем клетям черновой группы стана, минимизирующий распространение дефектов от кромки полосы. Разработанная технология производства проката класса прочности Х70 принята к использованию на ШСГП 2000. По этой технологии произведено около 1000 т продукции, которая полностью удовлетворяет требованиям НД.

10. С помощью СИС разработаны композиции химического состава и технологии прокатки и охлаждения для проката из следующих групп марок стали: коррозионностойкий рулонный прокат (марки стали 13ХФА, 09ГСФ и 20Ф), рулонный прокат для изготовления магистральных нефтепроводных труб (категории прочности К52, К56, К60), рулонный прокат для изготовления магистральных газопроводных труб (категория прочности Х80), рулонный низколегированный прокат толщиной 16,1-20,0 мм (категория прочности S355, St 52-3 и др.), листовой прокат (со стана 5000) для изготовления труб большого диаметра (категории прочности К52, К56, К60, К65).

11. Представлен вариант использования разработанной СИС для создания технологии производства проката для автомобильной промышленности из стали класса прочности HSLA 420 с размерами полос (6 - 8)х(1000 - 1600) мм. В результате выбрана эффективная композиция химического состава стали, построен обобщенный температурно-деформационный режим прокатки, гарантирующий получение проката класса прочности HSLA 420. Разработанная технология производства проката класса прочности HSLA 420 принята к использованию на ШСГП 2000. По этой технологии произведено около 10000 т продукции, которая полностью удовлетворяет требованиям НД.

12. С помощью СИС разработаны композиции химического состава и технологии прокатки и охлаждения для проката из следующих групп марок стали: рулонного проката из стали класса прочности HSLA 315 - 400, рулонного проката из стали класса прочности HSLA 460 - 500, рулонного проката из стали класса прочности HSLA 550 - 600, рулонного проката из стали класса прочности DP 600.

13. Опробование режимов прокатки для штрипса и автомобильной промышленности (по имеющимся заказам) из стали марок 13ХФА, 09ГСФ, Х80, S420MC и др., не потребовало дальнейшей корректировки, и они были внедрены в производство. При применении рекомендованных композиций химического состава и режимов прокатки по всем маркам стали выход годного составлял 95…100 %.

14. Теоретические и экспериментальные результаты работы, положенные в основу внедренных разработок и рекомендаций, направлены на повышение эффективности производства и улучшения качества проката для труб большого диаметра и автомобилестроения. Экономический эффект от внедрения результатов работы в промышленности составил более 160 млн. рублей.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Рашников В.Ф., Сеничев Г.С., Денисов С.В. и др. Прокатному производству Магнитки - 75 лет// Сталь. 2008. №7.- С. 9-12 (рецензируемое издание из перечня ВАК).

2. Б.А. Никифоров, Н.Н. Карагодин, С.В. Денисов, В.П. Манин, Е.В. Тюрин. Исследование энергосиловых параметров при горячей прокатке стали 10ГФБЮ в чистовой группе клетей стана 2000 ОАО «ММК»// Труды третьего конгресса прокатчиков. М.: Черметинформация, 2000. С. 111-114.

3. В.М. Салганик, Ю.А. Тверской, А.Г. Соловьев, А.А. Радионов, С.В. Денисов, А.А. Маструев. Варианты модернизации оборудования стана 2500 г.п.// Труды четвертого конгресса прокатчиков. М.: Черметинформация, 2002. С. 74-76.

4. Денисов С.В., Молостов М.А., Стеканов П.А. и др. Разработка технологии производства рулонного проката из низколегированных сталей для электросварных труб // Сталь. 2008. №7. С. 65-68 (рецензируемое издание из перечня ВАК).

5. Салганик В.М., Денисов С.В., Скрылев А.А. и др. Особенности формоизменения слябов при черновой прокатке // Металлург. 2008. №12. С. 47-49 (рецензируемое издание из перечня ВАК).

6. Денисов С.В., Скрылев А.А., Салганик В.М. и др. Особенности деформирования и совершенствования режимов прокатки непрерывнолитых слябов, имеющих дефекты // Труды Седьмого конгресса прокатчиков (г. Москва, 15-18 октября 2007 г.).-Т.1.-М., 2007.-С.5-9.

7. Салганик В.М., Денисов С.В., Крайнов В.И., Сычев О.Н. Исследование сопротивления деформации современных ниобийсодержащих сталей для построения эффективных процессов контролируемой прокатки (ОАО "ММК") // Труды Седьмого конгресса прокатчиков (г. Москва, 15-18 октября 2007 г.). Т.2. М., 2007. С.599-604.

8. Салганик В.М., Денисов С.В., Крайнов В.И., Сычев О.Н. Сопротивление деформации ниобийсодержащих сталей новых марок (Сталь 05Г1Б, 10Г2ФБ, Х65 и Х70) (ОАО "ММК") // Производство проката. 2007. №6. С.15-18. (рецензируемое издание из перечня ВАК).

9. Салганик В.М., Денисов С.В. Технология широкополосной горячей прокатки полос с повышенными эксплуатационными свойствами для металлических конструкций. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. 81 с.

10. Денисов С.В. Развитие технологии широкополосной горячей прокатки для производства разнообразной продукции со специальным комплексом свойств // Труды Седьмого конгресса прокатчиков (г. Москва, 15-18 октября 2007 г.). Т.1. М., 2007. С.10-16.

11. Горшков С.Н., Шаргунов А.В., Денисов С.В., Кузьмин А.А., Казаков О.В., Галкин В.В. Освоение технологии производства листового холодностойкого проката класса прочности К52 при ограниченных возможностях прокатного оборудования // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: Межвузовский сб. науч. тр. Под ред. Никифорова Б.А.-Магнитогорск: МГТУ, 2007. С.155-161.

12. Денисов С.В., Кудряков Е.А., Титов А.В., Казаков И.В., Посаженников Г.Н. Освоение технологии производства листов толщиной до 13 мм классов прочности К55 и К56 (ОАО "ММК") // Сталь. 2007. №2. С.106-108 (рецензируемое издание из перечня ВАК).

13. Никифоров Б.А., Салганик В.М., Денисов С.В., Стеканов П.А. Освоение производства высокопрочного проката для автомобилестроения в ОАО "ММК" // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2006. №4. С.41-45.

14. Денисов С.В., Горшков С.Н., Шаргунов А.В., Посаженников Г.Н., Галкин В.В. Технология горячей прокатки полос после модернизации установки ламинарного охлаждения на отводящем рольганге стана 2500 горячей прокатки (ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат") // Металлург. 2007. №1. С.53-55 (рецензируемое издание из перечня ВАК).

15. Корнилов В.Л., Денисов С.В., Кудряков Е.А. и др. Производство рулонной стали с улучшенной свариваемостью для труб большого диаметра // Металлург. 2006. №2. С.36-40 (рецензируемое издание из перечня ВАК).

16. Морозов Ю.Д., Корнилов В.Л., Денисов С.В. и др. Разработка и промышленное опробование производства рулонных сталей с улучшенной свариваемостью для труб класса прочности К52-К60 // Труды Шестого конгресса прокатчиков (г. Липецк, 18-21 октября 2005 г.).Т.1. М., 2005. С.49-53.

17. Корнилов В.Л., Николаев О.А., Денисов С.В., Кудряков Е.А. Разработка и промышленное опробование производства рулонных сталей с улучшенной свариваемостью для труб класса прочности К52-К60 / / Труды Шестого конгресса прокатчиков (г. Липецк, 18-21 октября 2005 г.).Т.2.-М., 2005.-С.71-75.

18. Денисов С.В., Смирнов П.Н., Карагодин Н.Н., Молостов М.А., Коломиец В.В. Разработка и освоение технологии производства горячекатаной травленой ленты из низколегированной марки стали 07ГБЮ // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. науч. тр. Центральной лаборатории ОАО "ММК".Вып. 7. Магнитогорск, 2003. С.199-201.

19. Бодяев Ю.А., Сарычев А.Ф., Корнилов В.Л., Денисов С.В., Кудряков Е.А. и др. Промышленное опробование новой низкоуглеродистой трубной стали категории К54-К56 с улучшенной свариваемостью // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. науч. тр. Центральной лаборатории ОАО "ММК". Вып. 8. Магнитогорск, 2004. С.126-134.

20. Денисов С.В. Разработка и освоение технологии производства рулонного проката повышенной прочности для изготовления труб (Прокат класса прочности Х60, Х65, Х70) // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2007. 1. С.70-73 (рецензируемое издание из перечня ВАК).

21. Денисов С.В. Разработка и освоение технологии производства проката класса прочности 540-620 для рам грузовых автомобилей в ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат" // Производство проката. 2007. 3. С.5-7 (рецензируемое издание из перечня ВАК).

22. Денисов С.В. Технологические возможности горячей прокатки широких полос из стали типа 05Г1Б на стане 2000 ОАО ММК // Производство проката. 2006. 11. С.11-14 (рецензируемое издание из перечня ВАК).

23. Денисов С.В. Разработка и освоение технологии производства коррозионностойкого рулонного проката повышенной хладостойкости для изготовления труб // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: Межвузовский сб. науч. тр. Под ред. Никифорова Б.А. Магнитогорск: МГТУ, 2007. С.141-148.

24. Сеничев Г.С., Медведев Г.А., Денисов С.В., Медведев А.Г. Метод расчета охлаждения стальных полос на отводящем рольганге // Сталь. 2007. 2. С.77-78 (рецензируемое издание из перечня ВАК).

25. Денисов С.В., Салганик В.М. Разработка и освоение технологии производства рулонного проката классов прочности Х60-Х70 толщиной более 12 мм для изготовления труб // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2008. 1. С.81-84 (рецензируемое издание из перечня ВАК).

26. Денисов С.В. Развитие технологии производства рулонного и листового проката для трубной промышленности// Труды международной научно-технической конференции «Трубы - 2007». Челябинск. 2007. С. 19-21.

27. Пат. 2255987 Российская Федерация, МПК C 21 D 8/02, 1/02. Способ производства проката/ Рашников В.Ф., Тахаутдинов Р.С., Денисов С.В. и др. (РФ). № 2004122267/02; Заявл. 19.07.2004; Опубл. 10.07.2005. Бюл. № 19.

28. Пат. 2268793 Российская Федерация, МПК B21B 1/26. Способ производства горячекатаной трубной стали/ Денисов С.В., Кузнецов В.Г., Голубчик Э.М. и др. (РФ). № 2004122329/02; Заявл. 20.07.2004; Опубл. 27.01.2006. Бюл. № 03.

29. Пат. 2270064 Российская Федерация, МПК B21B 1/26. Способ производства рулонов горячекатаной трубной стали/ Денисов С.В., Смирнов П.Н., Голубчик Э.М. и др. (РФ). № 2004125256/02; Заявл. 17.08.2004; Опубл. 20.02.2006. Бюл. № 5.

30. Пат. 2270065 Российская Федерация, МПК B21B 1/26. Способ производства горячекатаной полосовой стали/ Денисов С.В., Сарычев А.Ф., Кудряков Е.А. и др. (РФ). № 2004127603/02; Заявл. 14.09.2004; Опубл. 20.02.2006. Бюл. № 5.

31. Пат. 2277445 Российская Федерация, МПК B21B 1/26. Способ производства рулонов горячекатаной трубной стали/ Денисов С.В., Казаков О.В., Кузнецов В.Г. и др. (РФ). № 2004134849/02; Заявл. 29.11.2004; Опубл. 10.06.2006. Бюл. № 16.

32. Пат. 2279935 Российская Федерация, МПК B21B 1/26. Способ производства горячекатаных полос из микролегированной стали/ Денисов С.В., Злов В.Е., Казаков О.В. и др. (РФ). № 2004135615/02; Заявл. 06.12.2004; Опубл. 20.07.2006. Бюл. № 20.

33. Пат. 2279937 Российская Федерация, МПК B21B 1/26. Способ горячей прокатки полос/ Денисов С.В., Посаженников Г.Н., Смирнов П.Н. и др. (РФ). № 2004138231/02; Заявл. 27.12.2004; Опубл. 20.07.2006. Бюл. № 20.

34. Пат. 2312720 Российская Федерация, МПК B21B 1/26. Способ горячей прокатки низколегированной стали на непрерывном широкополосном стане с двумя группами моталок/ Денисов С.В., Казаков И.В., Голубчик Э.М. и др. (РФ). № 2005133006/02; Заявл. 26.10.2005; Опубл. 20.12.2007. Бюл. № 35.

Размещено на Allbest.ru