Розробка та удосконалення технологій лиття валків для універсальних балкових станів

Анотація

Об'єктом дослідження є технології лиття двошарових валків для універсальних балкових станів (УБС). Вони є критично важливими компонентами металургійної промисловості, що забезпечують виробництво балок, профілів та інших конструктивних елементів, які широко застосовуються у будівництві, машинобудуванні, транспорті, енергетиці та інших галузях. Розробка інноваційних підходів до виготовлення валків є стратегічно важливою для зміцнення виробничого потенціалу України. Оскільки одним з найбільш проблемних місць є залежність від імпортних валків, яка призводить до значних економічних втрат, логістичних ризиків та обмеження технологічної незалежності країни. Існуючі вітчизняні технології не завжди дозволяють досягти необхідних експлуатаційних характеристик, таких як зносостійкість, термостійкість та довговічність, що ускладнює конкурентоспроможність продукції на міжнародному ринку.

Отримано інноваційну технологію виготовлення двошарових валків, яка включає застосування стаціонарних форм для лиття, використання бейнітно-мартенситної структури зовнішнього шару та оптимізацію температурних режимів. Це забезпечує високу твердість, термостійкість і зносостійкість зовнішнього шару. Внутрішній шар, виготовлений із матеріалів з високою пластичністю, компенсує залишкові напруження та покращує структурну стабільність. Застосування легуючих елементів (нікель, молібден, мідь) у поєднанні з математичним моделюванням температурних полів дозволило знизити кількість дефектів структури, таких як пористість і відшарування, а також забезпечити рівномірне з'єднання шарів. Це пов'язано з тим, що запропонована технологія поєднує сучасні підходи до легування, оптимізації термічної обробки та використання високотехнологічного моделювання температурних режимів під час лиття. Особливістю є адаптація матеріалів до умов високих механічних і термічних навантажень, а також інноваційний дизайн форми лиття, що забезпечує високий рівень адгезії між шарами та знижує ризик утворення дефектів. Завдяки цьому забезпечується можливість ефективної експлуатації валків у важких умовах роботи, включаючи високі механічні та термічні навантаження. У порівнянні з аналогічними відомими рішеннями, запропонована технологія дозволяє збільшити термін служби валків на 20–25 %, знизити витрати на ремонт та обслуговування на 15–20 %, а також підвищити ефективність виробничих процесів завдяки зменшенню кількості зупинок обладнання.