CC BY
75
УДК 621.771.23
РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРОКАТНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Салганик В.М.1, Чикишев Д.Н.1, Денисов С.В.1, Полещсов П.П.1, Румянцев М.И.1, Куницын Г.А.2
1 Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Россия
2 Магнитогорский металлургический комбинат, Россия
Аннотация. Представлена характеристика совместной научной деятельности прокатчиков Магнитогорского металлургического комбината и Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова и те инновационная направленность. Выделены наиболее значимые результаты, достигнутые листопрокатчиками в теории и технологии. Рассмотрены наиболее крупные внедренные разработки. Показаны перспективы развития совместной научной деятельности МГТУ с ММК.
Ключевые слова: научная деятельность, прокатка, инновационный процесс, теория, технология производства, внедрение, перспектива развития, модель технологического процесса, трубная заготовка, высокопрочный прокат, стан 5000, стан 2000.
.................................................. От редакции ..................................................
Научная школа МПУ им Т. И. Носова «Развитие теории и технологии инновационных процессов получения и обработки изделий из перспективных, композиционных наноструктурных материалов» усилиями нескольких поколений магнитогорский ученых специальности «Обработка металлов давлением» заняла достойное место в мировой науке. Имена ученых старшего поколения -Г.Э. Аркулиса, М.И. Бояршинова, В.В. Мельцер-Шафрана, В.А. Курдюмовой, нынешних «ветеранов »-прокатчиков -Г.С.Гуна, В.Л. Стеблянко, В.Ф, Рашникова, В.М. Салганика, С.А. Тулупова, В.Г. Дорюобида, В.А. Харитонова, молодых талантливых -М.В. Чукина, И.Г.Гуна, О.Н.Тулупова, А.М.Пжина, И.Ю.Мезина, «нмоиспвченных» докторов -И.А. Михайловского, А.Б. Моллера и многих других, вмючая авторов статьи, хорошо известны в настоящее время научной общественности своими достижениями.
Две кафедры МПУ им. Г.И. Носова, выпускающие специалистов по обработке металлов давлением, неоднократно занимают первые-вторые места в российском рейтинге профессиональных специальностей вузов; широко известны практические разработки магнитогорцев, внедренные на Магнитогорском металлургическом комбинате и других предприятиях отрасли. В 2013г^у в Институте металлургии, машиностроения и материалообработки МПУ создан научно-исследовательский институт металлургических технологий и обработки материалов давлением, который возглавил профессор Салганик В.М.
Введение
Развитие науки, в том числе связанной с листовой прокаткой, идет различными путями и зависит от многих факторов и их взаимодействий. На интенсивность и плодотворность такого развития сильное влияние оказывают злободневные процессы - такие как строительство новых объектов листовой прокатки, неотвратимая разработка инновационных решений, поддержка науки финансово обеспеченными и властными структурами. Все эти факторы налицо в прогрессе листовой прокатки. Здесь играют свою значимую роль уникально большие и важные производственные объекты, современность производимого сортамента, наличие большого научного задела для прогресса научных разработок. Указанные факторы свидетельствуют о том, что научный базис того или иного технологического процесса прогрессирует не случайным путем, а опирается на чёткие критерии. Среди них важную роль играет сформировавшаяся потребность в соответствующих научных разработках, возможность их финансирования и совместный интерес к становлению такой мощной отрасли промышленности, как листовая прокатка.
В развитии научной деятельности важную роль иг-
рает необходимость соответствующего развития, которая диктуется самым веским аргументом - большими затратами на всех стадиях производственного цикла: от выдачи технического задания на создание цеха до пуска оборудования в работу. Научно-исследовательская деятельность прокатчиков МГТУ проходит в тесном взаимодействии со специалистами ОАО «^МК» и отличается инновационной целенаправленностью и ориентацией на выпуск наиболее прогрессивной и прибыльной продукции, которую зачастую можно отнести к эксклюзивной (см. рисунок) [1-2].
Движущей силой, побуждающей к интенсивной научной работе, жмется, с одной стороны, высокий внутренний научный уровень, который создавался, развивался и внес свой материальный вклад в производство за счет чисто научных наработок. Другой побудительный мотив научного развития - это внешние условия: необходимость эффективной эксплуатации на основе новейших технологий современного технологического оборудования. В этом случае наука действует как бы извне, подталкивая к инновационному решению новые цехи.
Конечно, в научных достижениях колоссальную роль играют люди - их квалификация, активность, смелость в поиске и применении новых процессов.
48
Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2014. №7
Сапганик В.М., Чикишев Д.Н., Денисов С.В., Полецков ПЛ., Румянцев М.И., Куницын Г.А.
Таким образом, комплексное взаимодействие внутренних и внешних факторов - залог движения вперед и освоения новейших технологий. Достигаемые при этом значимые результаты разнообразны и многопла-новы. В том числе и наработки магнитогорских прокатчиков имеют значимые многообразные выходы.
у__\и
и
Отдельно надо сказать о серьезной роли моделей и моделировании в научных достижениях. Традиционно уже более 60 лет кафедра ОМД и специалисты-прокатчики строили, совершенствовали, программировали модели технологических процессов и, как результат, выползши эффективное моделирование. Без моделирования в настоящее время не выполняется ни одна серьезная работа. Моделирование используется как общая методология познания. В нашем случае -познание всех нюансов и особенностей листопрокатного производства.
Если в прошлые годы моделирование, как правило, ограничивалось энергосиловыми параметрами, геометрией, то в последнее время моделированию подвергают научные и фундаментальные основы процесса деформирования. С этим связаны и изучение структуры материалов, эволюция структуры, роль фазовых превращений и термокинетических диа-
грамм. Получается так, что по мере движения науки вперед, с одной стороны, раскрываются производственные факторы, определяющие успех процесса, а с другой - приходится вникать в фундаментальные процессы и их развитие, без знания котороых невозможно построить уникально развитые агрегаты.
Достижения науки и ее развитие в Магнитогорске определяется рядом взаимодействующих факторов.
1. Кадры. Магнитогорский дивизион прокатчиков имеет сильных, грамотных сотрудников с большим опытом научных исследований. К ним относятся: во-первых, руководитель всей научно-производственной деятельности, Председатель Совета директоров ОАО «^МК», др техн. наук, профессор Виктор Филиппович Рашников. Далее нужно назвать ведущих ученых-прокатчиков - советника ректора, д-ра техн. наук, профессора Г.С. Гуна; зав. кафедрой ММТ, д-ра техн. наук, профессора М.В. Чукина; зав. кафедрой ОМД, д-ра техн. наук, профессора В.М. Салганика; работников ОАО «^ШК», д-ров техн. наук С.В. Дешгсова, начальника ЦЛК, Г.А. Куни-цына, зам. начальника ЛПЦ-3 и их коллег с кафедры ОМД МГТУ - О.Н. Тулунова, А.Б. Моллера, А.М. Лесина, П.П. Полец-кова, М.И. Румянцева, Н.Г. Шемшурову и др. Эта коллеги имеют собственные многолетние наработки, которые служат исходными данными для действующих и новых работ [3-4]. Наряду с этими маститыми учеными активно работает та молодежь, которая только начинает свой путь в науку. Это кандидаты технических наук Чикишев Д.Н., Синицкий О.В., Локотунина Н.М., Бережная Г.А., ПустовойтовД.О., Левандов-ский С.А., Кинзин Д.И. и др.
2. Технологическое развитие. Питательной средой для активной научной работы является авангардное развитие комбината с использованием таких новейших технологий, как толстолистовой стан 5000, цех высокопрочного автомобильного листа со станом 2000, агрегатов покрытий и др. Эксплуатация этого оборудования постоянно ставит сложные вопросы наиболее эффективного его использования, которые должны решать молодые научные сотрудники в содружестве со специалистами ОАО «ММК». При этом широко используется математическое моделирование процессов, а вместе с ним и модели технологических операций в широком диапазоне параметров [5-6].
3. Насущные потребности в инновационных решениях, их разработке и реализации. Исследование технологических проблем применительно к современным станам и процессам - это лучший тренинг в области технологий, поиске предпочтительных режимов работы агрегатов и, наконец, получении грантов, именных стипендий, дипломов и других форм
Формулировка цели постановка задач работы
Выбор теоретических подходов к решению поставленной задачи
Разработка методики ешения с использованием математического и физического
Компьютерные эксперименты
Проверка и обеспечение декватности результатов
Варианты решения поставленной задачи с учетом теоретических разработок
\ >
Выбор реализуемого варианта решения
Внедрение выполненных разработок
/
Заключение о прикладной значимости и использовании выполненной разработки
Структура совместной научной деятельности прокатчиков МГТУ и ММК
тт/. уеБШк. тадш. ги
49
поощрения плодотворной научной работы.
4. Результаты. Назовем некоторые наиболее эффективные результаты плодотворной научной деятельности содружества ученых и производственников.
Применительно к стану 5000 - это освоение производства трубных заготовок, мостостроительных профилей, судостали и многих других новых видов продукции. Аналогично по стану 2000 получен высококачественный прокат по механическим свойствам, свариваемости, хладостойкости, не веющий аналогов в нашей стране [7-8].
Выполнены исследования в рамках программы освоения производства в ОАО «ММК» холоднокатаного проката для автомобилестроения из высокопрочных марок стали. На основе обобщенного алгоритма автоматизированного проектирования режимов прокатки была создана комплексная математическая модель и компьютерная программа для определения энергосиловых параметров, производительности процесса и показателей качества продукции на непрерывных и реверсивных станах холодной прокатки ОАО «ММК». В дальнейшем указанные разработки использовали при освоении первой очереди комплекса холодной прокатки 2000. С применением модернизированной компьютерной программы автоматизированного проектирования были разработаны варианты режимов прокатки в НАТП полос различного размерно-марочного сортамента, а также выявлены рациональные сочетания суммарного обжатия и скорости прокатки на стане 2000 ЛПЦ-11 ОАО «^МК» полос из марок стали различных групп прочности [9-10].
Все это представляет собой широчайшее поле для разнообразных научных разработок, имеющих не только познавательное, но и многогранное практическое применение для промышленных нужд.
Заключение
Таким образом, в Магнитогорске сложился действующий высокоэффективный организм современных ученых - маститых и начинающих, молодых и пожи-
лых, преданных избранному пути и не изменяющих этому выбору. Их плодотворное сотрудничество, конечно, будет развиваться, решм теоретические и прикладные проблемы, отвечая на волосы производства, применяя новейшие методики и алгоритмы.
Работать в этом коллективе интересно. Интересно ставить и решать сложные задачи, получать уникальные результаты. Будем продолжать эту сложную, тяжёлую, но благородную работу для России и россиян.
Список литературы
1. Салганик В.М..Чукин М.В. История развития и основные направления деятельности магнитогорской школы обработки металлов давлением //Черные металлы. 2011. Спец. выпуск. С. 21-25.
2. Основные направления деятельности научных школ прокатчиков Магнитогорска / В.Ф. Рашников, В.М. Салганик, Г.С. Гун, М.В. Чукин // Труды восьмого конгресса прокатчиков (Магнитогорск, 11-15 октября 2010 г.). Москва, 2010. Т.1. С. 479-490.
3. Салганик В.М. Ка^здде обработки металлов давлением - образовательная и научная деятельность // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: междунар. сб. науч. тр. / под ред. В.М. Салганика. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И.Носова, 2012. С. 5-8.
4. Салганик В.М. История развита и основные направления деятельности кафедры обработки металлов давлением // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: межрегион. сб. науч. трудов. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. С. 5-13.
5. Полецков П.П., Салганик В.М. Улучшение профиля и плоскостности тонколистового проката. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та имТ.И. Носова, 2013. 82 с.
6. Песин А.М., Салганик В.М., Чикишев Д.Н. Развитие теории и технологии получения деталей крупногабаритных тел вращения. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2010. 102 с.
7. 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.
8. Повышение качества проката из трубных сталей путем минимизации подгибки концов толстых листов / В.М. Салганик, С.В. Денисов, Д.Н. Чикишев, ПА Стеканов, А.В. Шмаков, А.В. Фомичев // Металлы. 2013. №6. С. 46-53.
9. Румянцев М.И. Методика разработки режимов листовой прокатки и ее применение // Вестник Магнитогорского государственного технического университета имТ.И. Носова. 2003. №3. С. 16-18.
10. Сравнение методов прогнозирования деформационного упрочнения металла при автоматизированном проектировании режимов холодной прокатки / М.И. Румянцев, И.Г. Шубин, В.С. Митасов, В.В. Насонов и др. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета ииТ.И. Носова. 2012. №2. С. 55-58.
INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH
THE DEVELOPMENTOF INNOVATION ROLLING PROCESS THEORY AND TECHNOLOGY
Salganik Viktor Matveyevich - D.Sc. (Eng.), Professor, Head of Metal Forming Department, Nosov Magnitogorsk State Technical University, Russia. Phone: 8 (3519) 23-20-85. E-mail: omd@magtu.ru.
Chikishev Denis Nikolayevich - Ph.D. (Eng.), Associate Professor, Nosov Magnitogorsk State Technical University, Russia. Phone: 29-85-25. E-mail: chikishev_denis@mail.ru.
Denisov Sergey Vladimirovich - D.Sc. (Eng.), Head of the Central Control Laboratory OJSC «Magnitogorsk Iron and Steel Works», Russia. E-mail: denisovservl@yandex.ru.
Poletskov Pavel Petrovich - D.Sc. (Eng.), Professor, Nosov Magnitogorsk State Technical University, Russia. Phone: 8 (3519) 29-85-25. E-mail: pavel_poletskov@mail.ru.
Rumyantsev Mikhail Igorevich - Ph.D. (Eng.), Professor, Nosov Magnitogorsk State Technical University, Russia. Phone: 8 (3519) 29-85-70. E-mail: mihigrum@mail.ru.
Kunitsyn Gleb Aleksandrovich - D.Sc. (Eng.), Deputy Head of Rolling Shop -3 OJSC «MMK», Russia. E-mail: kunicyn_gleb@mail.ru.
50
Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2014. №1
CamaHUK B.M., HuKuiuee ffeHucoe C.B., flojiewoe H.H., Pyiuntmee MM., KymmbiH r.A.
Abstract. The characteristic of cooperative research activities of OJSC MMK-MSTU rollermen and its innovative orientation is presented. Most significant results in theory and technology achieved by sheet rolling specialists are specified. The largest developments which were introduced in the metallurgical industry have been considered. The prospects of cooperative research and development activities between MSTU and MMK are illustrated.
Keywords: scientific activity, rolling, innovation process, theory, production technology, implementation, development perspective, model of technological process, pipe billet, high strength rolled steel, mill 5000, mill 2000.
References
1. Salganik V.M., Chukin M.V. Istoriya razvitiya i osnovnyye napravleniya deyatel'nosti magnitogorskoy shkoly obrabotki metallov davleniyem [History of development and main activities of Magnitogorsk Metal Forming School].Chernyye metally [Ferrous metals], 2011, Special Issue, pp. 21-25.
2. Rashnikov V.F., Salganik V.M., Gun G.S., Chukin M.V. Osnovnyye napravleniya deyatel'nosti nauchnykh shkol prokatchikov Magnitogorska [The main activities of Magnitogorsk scientific schools of rolling specialist]. Trudy vos'mogo kongressa prokatchikov [Proceedings of the eighth Congress of rolling specialist]. Moscow, 2010, vol. 1, pp. 479-490.
3. Salganik V.M. Kafedra obrabotki metallov davleniyem - obrazovatel'naya i nauchnaya deyatel'nost' [Department of metal forming - educational and scientific activities] Modelirovaniye i razvitiye protsessov obrabotki metallov davleniyem [Modeling and development of metal forming processes]: Intern. collection of scientific papers. Ed. V.M. Salganik. Magnitogorsk: Publ. Nosov Magnitogorsk State Technical University, 2012, pp. 5-8.
4. Salganik V.M. Istoriya razvitiya i osnovnyye napravleniya deyatel'nosti kafedry obrabotki metallov davleniyem [History and main activities of the Department of Metal Forming]. Modelirovaniye i razvitiye protsessov
obrabotki metallov davleniyem [Modeling and development of metal forming processes]: Interregional collection of scientific papers. Magnitogorsk: Nosov Magnitogorsk State Technical University, 2009, pp. 5-13.
5. Poletskov P.P, Salganik V.M. Uluchsheniye profilya i ploskostnosti tonkolistovogo prokata [Improving the profile and flatness of rolled products]. Magnitogorsk: Publ. Nosov Magnitogorsk State Technical University, 2013, 82 p.
6. Pesin A.M., Salganik V.M., Chikishev D.N. Razvitiye teorii i tekhnologii polucheniya detaley krupnogabaritnykh tel vrashcheniya [Development of theory and technology of large parts rotational bodies]. Magnitogorsk: Publ. Nosov Magnitogorsk State Technical University, 2010, 102 p.
7. Salganik V.M., Denisov S.V. Tekhnologiya shirokopolosnoy goryachey prokatki polos s povyshennymi ekspluatatsionnymi svoystvami dlya metal-licheskikh konstruktsiy [Technology of hot strip rolling with improved performance properties for metal construction]. Magnitogorsk: Nosov Magnitogorsk State Technical University, 2008, 81 p.
8. Salganik V.M., Denisov S.V., Chikishev D.N., Stekanov P.A., Shma-kov A.V., Fomichev A.V. Povysheniye kachestva prokata iz trubnykh staley putem minimizatsii podgibki kontsov tolstykh listov [Improving the quality of pipe rolled steel by minimizing the ends hem of plates]. Metally [Metals]. 2013, no. 6, pp. 46-53.
9. Rumyantsev M.I. Metodika razrabotki rezhimov listovoy prokatki i yeye primeneniye [Methods of development sheet rolling modes and its application]. Vestnik Magnitogorskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo univer-siteta im. G.I. Nosova [Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University], 2003, no. 3, pp. 16-18.
10. Rumyantsev M.I., Shubin I.G., Mitasov V.S., Nasonov V.V. Sravneniye metodov prognozirovaniya deformatsionnogo uprochneniya metalla pri avtomatizirovannom proyektirovanii rezhimov kholodnoy prokatki [Comparison of methods for predicting the strain hardening of the metal at the automated designing modes of cold rolling]. Vestnik Magnitogorskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. G.I. Nosova [Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University], 2012, no. 2, pp. 55-58.
www. vestnik. magtu. ru
51
