Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия

Д. Н. Чикишев, профессор кафедры технологий обработки материалов (ТОМ), доцент, докт. техн. наук, эл. почта: d.chikishev@magtu.ru
Э. М. Голубчик, профессор кафедры ТОМ, доцент, докт. техн. наук, эл. почта: e.golubchik@magtu.ru

Для проектирования технологий производства проката из трубных сталей в условиях толстолистовых станов разработан и реализован новый методологический подход, позволяющий учитывать большое разнообразие и сочетание потребительских свойств продукции. Данный системный подход основан на понятии технологической компенсации и позволяет унифицировать процедуры расчета и построения основных технологических операций с учетом различных аспектов, характерных для каждой марки стали. Он заключается в поиске наиболее эффективных компенсационных воздействий на систему через комплекс технологических параметров температурно-деформационной обработки металлического листа с целью обеспечения требуемых механических свойств продукции. Рассмотрено применение предложенной методологии на примере производства толстолистового проката из микролегированных трубных сталей классов прочности К56–К65. Для определения необходимого уровня компенсационных технологических воздействий сформирован комплекс математических и физических моделей. Определены рациональные технологические параметры толстолистовой контролируемой прокатки, компенсирующие целенаправленное снижение содержания дорогостоящих легирующих элементов в трубных сталях в 2–4 раза. При толстолистовой прокатке непрерывнолитых слябов с поверхностными дефектами — трещинами разработаны компенсирующие технологические режимы для сокращения величины обрези боковых кромок листа. Эффект достигается за счет уменьшения коэффициента вытяжки при разбивке ширины, снижения параметра формы очага деформации, а также применения компенсирующей схемы поперечной прокатки. При толстолистовой прокатке непрерывнолитых слябов с температурным градиентом по толщине определены компенсирующие режимы асимметричного рассогласования скоростей валков до 15 %, позволяющие минимизировать эффект лыжеобразования (ski-эффект) на переднем участке раската.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-79-30015, https://rscf.ru/project/23-79-30015/.

1. Шабалов И. П., Филиппов В. Г., Чевская О. Н., Баева Л. А. Направления совершенствования конструкционных материалов для газо- и нефтепроводов // Металлург. 2017. № 6. С. 48–55.
2. Ушаков А. С., Кондратов Л. А. О производстве стальных труб // Сталь. 2018. № 7. С. 33–43.
3. Лифанов В. Я. Трубная промышленность сегодня и завтра // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2018. № 11 (1427). С. 5–13.
4. Эфрон Л. И. Металловедение в большой металлургии. Трубные стали. — М. : Металлургиздат, 2012. — 696 с.
5. Смирнов М. А., Пышминцев И. Ю., Борякова А. Н., Дементьева Н. В. и др. Влияние горячей пластической деформации на свойства низкоуглеродистой стали с феррито-бейнитной структурой // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. 2009. № 36 (169). С. 41–45.
6. Смирнов М. А., Пышминцев И. Ю., Борякова А. Н. Влияние скорости охлаждения на свойства низкоуглеродистой трубной стали // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. 2007. № 21 (93). С. 15–18.
7. Ильинский В. И., Головин С. В., Степанов П. П., Рингинен Д. А. и др. Разработка технологий производства на стане 5000 проката для проектов трубопроводов с экстремальными параметрами // Металлург. 2017. № 8. С. 57–68.

8. Степанов П. П., Ганошенко И. В., Ильинский В. И., Головин С. В. Освоение на толстолистовом стане 5000 Выксунского металлургического завода производства высококачественного проката для труб большого диаметра // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2013. № 4 (1360). С. 57–65.
9. Морозов Ю. Д., Настич С. Ю., Матросов М. Ю., Чевская О. Н. Применение термомеханической обработки для повышения прочности и хладостойкости высокопрочных трубных сталей // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2013. № 4 (1360). С. 65–76.
10. Полецков П. П., Алексеев Д. Ю., Гулин А. Е., Емалеева Д. Г. Моделирование процесса охлаждения при закалке листовой стали в условиях толстолистового стана 5000 // Черные металлы. 2023. № 2. С. 33–37.
11. Полецков П. П., Гущина М. С., Алексеев Д. Ю., Емалеева Д. Г. и др. Исследование влияния режимов контролируемой прокатки трубной стали на структурное состояние горячедеформированного аустенита // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2018. Т. 16. № 3. С. 67–77.
12. Полецков П. П., Алексеев Д. Ю., Кузнецова А. С., Гулин А. Е. и др. Анализ схем охлаждения листового проката на основе компьютерного моделирования // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2022. Т. 20. № 4. С. 102–109.
13. Даниленко А. В., Мунтин А. В., Хлыбов А. А. Методика оценки склонности металла к трещинообразованию при различных режимах прокатки // Черные металлы. 2023. № 10. С. 85–92.
14. Салганик В. М., Чикишев Д. Н. Развитие листопрокатных технологических систем — от интенсификации к инновациям // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 3. С. 293–301.
15. Голубчик Э. М., Полякова М. А., Гун Г. С., Рубин Г. Ш. Современные подходы к адаптивному управлению качеством металлопродукции // Производство проката. 2019. № 5. С. 23–29.
16. Чикишев Д. Н. Совершенствование технологии производства высококачественного толстолистового проката из микролегированных трубных сталей на основе применения методологии эффективной технологической компенсации // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. 2021. Т. 21. № 1. С. 42–53.
17. Чикишев Д. Н., Пожидаева Е. Б. Анализ причин вертикального изгиба переднего конца полосы при горячей прокатке на основе математического моделирования // Известия вузов. Черная металлургия. 2016. Т. 59. № 3. С. 204–208.