Кафедра инжиниринга технологического оборудования (ИТО)

КАФЕДРА ИНЖИНИРИНГА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ (ИТО)

Заведующий кафедрой: профессор, д. т.н.

Основные направления работы подразделения

Основным направлением научной деятельности кафедры является инжиниринг технологического оборудования и производственных технологий металлургии и машиностроения. В рамках данного направления выполняются разработки и исследование инновационного оборудования и прогрессивных технологий обработки материалов, обеспечивающие повышение качества продукции и надежность машин и оборудования металлургического производства.

Основные результаты работы

1) Проведен анализ особенностей процесса пластического формоизменения труднодеформируемых (тугоплавких) металлов в частности вольфрама и молибдена. Изучены способы обработки тугоплавких металлов давлением, методы защиты их от окисления. Рассмотрены варианты компоновки станов радиально-сдвиговой прокатки, способы вакуумирования зон нагрева, деформации и охлаждения, их достоинства и недостатки, предложены оригинальные конструкции форвакуумных камер загрузки и выгрузки, разработан нагревательное оборудование.

2) В процессе выполнения работы были составлены различные варианты расчетных схем проверки валкового узла стана МАМП-10. Предложенные варианты позволяют анализировать прочностные характеристики валковых узлов станов винтовой прокатки в широком диапазоне изменения параметров a, и ρ, характеризующих взаимное положение осей прокатки и валка, а так же оценивать жесткость валов и ресурс подшипников. Выбраны параметры прокатки: угол наклона валков к оси прокатки – 60 градусов и тангенциальное смещение валков относительно оси прокатки – 10 мм. Установлены критические размеры получаемой продукции: минимальный диаметр 7мм, максимальная длина 4000мм. Выполнены проектный и проверочный расчеты элементов клети стана. Подобраны подшипники валковых узлов прокатной клети и произведен их прочностной расчет. Выбраны электродвигатели и решена проблема их синхронизации.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

3) Усовершенствована методика расчета напряженно-деформированного состояния вещества в процессе его кристаллизации и дальнейшего охлаждения при различных условиях охлаждения. На основе метода конечных построена математическая модель и проведен расчет с учетом различных факторов процесса производства металлической дроби. Проведена адаптация результатов к условиям производства и выработаны рекомендации по оптимизации производственных режимов с целью повышению качества продукции в заданных диапазонах размеров литой стальной дроби в условиях производства электрометаллургический завод».

4) Разработаны рациональные технологические режимы лазерной резки листовой высоколегированной стали Х18Н10Т, обеспечивающие минимальные размеры зоны термического воздействия и ширины лазерного реза.

5) Предложена технология прецизионной лазерной пайки электронных компонентов. Проанализированы требования к лазерному источнику для решения поставленной задачи. Разработаны основы математической модели для расчета числа импульсов в пакете необходимых для достижения температуры пайки. Определен круг материала для изготовления выводов.

6) Исследован процесс продольной прокатки путем анализа силового и кинематического взаимодействия прокатываемой полосы и валков с перекошенными осями. При анализе осевых сил и скоростей, возникающих в паре качения рабочий – опорный валки, пользовались основными положениями теории предварительного смещения. Анализ выполнялся при постоянном угле скрещивания опорных валков и варьировании угла скрещивания рабочих валков. В результате работы были получены диаграммы, отображающие изменение осевых нагрузок, возникающих в валковом узле, и изменение скоростей осевого перемещения рабочего валка в зависимости от угла скрещивания рабочих валков.

7) Разработана новая конструкция горизонтальной установки непрерывного литья заготовок из цветных и драгоценных металлов. Внедрение указанной установки позволит производить изделия большой длины за счет горизонтального выхода непрерывной заготовки; исключить обрывы, образование усадочных раковин в заготовке, «прилипание» металла на стенках кристаллизатора за счет оптимизации управления технологическим процессом, выбора геометрии и материала кристаллизатора.

8) Для производства горячее калиброванного круглого проката по ГОСТ 7417-75 предложена конструкция и калибровка валков калибровочного трехвалкового блока. Установка блока предусматривается в линии действующего мелкосортного, мелкосортного проволочного или проволочного стана. Использование трехвалковый системы калибров позволяет создать условия близкие к объемному напряженно – деформированному состоянию, что сводит к минимуму влияние отклонений технологических параметров (температуры металла, скорости деформации, колебания размеров геометрии поперечного сечения по длине раската и т. д.) на размеры готового проката, тем самым обеспечивается их отклонения в установленных ГОСТ 7417-78 пределах. Конструкция и компоновка блоков предусматривается в двух вариантах., что обеспечивает возможность их применения на скоростях прокатки 100м/с и более с установкой непосредственно за чистовой клетью или на некотором расстоянии от нее (например, за летучими ножницами, или непосредственно перед виткообразователем).

9) Предложена методика исследования и проведены эксперименты по изучению разнотолщинности, физико-механических и эксплуатационных свойств покрытий, нанесенных методом электродуговой металлизации, применяемых для устранения зазора между стенками и износа рабочей поверхности узких стенок толстостенных кристаллизаторов МНЛЗ. Установлено, что применение подслоя из никеля НП-2 позволило получить срок службы покрытия из МНЖКТ на рабочей поверхности узких стенок кристаллизаторов не менее 35-40 плавок.

10) Для повышения эффективности защиты фурм исследованы различные варианты: нанесение жаростойкой обмазки на алюминиевое ГТП до и после его термообработки и создание теплоизоляции со стороны дутьевого канала путём установки в него цилиндрической вставки из углеродной ткани со шликерным покрытием из карбида кремния. предложенные защитные покрытия удовлетворяют следующим требованиям: покрытие должно сохранять высокую механическую прочность при температурах, близких к температуре металла в печи; материал покрытия не должен реагировать с компонентами доменного дутья и атмосферы в печи, а также с продуктами плавки; покрытие не должно отслаиваться и трескаться при резких колебаниях температуры. Расчёты, проведённые по математической модели подтвердили эффективность выбранного направления по повышению защитных покрытий на фурме: теплопотери снижаются не менее, чем на 2%, и повышается стойкость дутьевого канала фурмы при вдувании через неё угольной смолы и пыли.

Госбюджетные работы.

1) ЕЗН, тема № 000 «Исследование закономерностей формирования структуры и регламентированных физико-механических свойств перспективных конструкционных и функциональных металлических материалов методами литья, пластической деформации, термообработки и нанесения покрытий». Комплексная работа, выполняемая совместно с другими подразделениями ИТМ. Исполнитель от каф. ИТО – инж.

2) Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере: проект № 000 «Разработка программного модуля для автоматизированного проектирования приводов машин». Финансируется Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Исполнители – инж. и проф.

3) Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере: проект № 000 «Разработка оригинальной математической модели температурного состояния многослойной воздушной фурмы доменной печи ». Финансируется Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Исполнители – аспирант и проф.

4) Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере: проект № 000 «Разработка принципиально новой технологии нагрева тугоплавких металлов и сплавов и конструкции вакуумной индукционной печи для мини-производства». Финансируется Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Исполнители – аспирант и проф.

Хоздоговорные работы

ООО "Уральский электрометаллургический завод": «Анализ качественных характеристик литой дроби» (руководитель – с. н.с. ). Общий объем финансирования - 380 тыс. руб., в том числе 250 тыс. руб. в 2010 г.

Основные публикации

1) Протасов Н. В., Сивак для внепечной обработки стали. М., Интермет Инжиниринг, 2010, 416 с.

2) Технологическое вакуумное оборудование. Часть 1. Вакуумные системы технологического оборудования: Учебник для вузов / , , и др.– М.: МГИУ, 20с.

3) Технологическое вакуумное оборудование. Часть 2. Расчет и проектирование вакуумного оборудования для обработки металлов давлением: вузов / , , и др.– М.: МГИУ, 20с.

4) Металлургические машины и оборудование. Сборник науч. трудов студентов и аспирантов МИСиС под редакцией проф. д. т.н. М.: Изд. дом МИСиС, 67 с.

5) , , Жариков машин: Машиностроительные материалы: Учеб. Пособие. М.: Изд. дом МИСиС, 20с.

6) , , Горбатюк указания по выполнению выпускной квалификационной работы бакалавра по направлению «Металлургия», профиль «Трубное производство». Учеб. пособие. М.: Изд. дом МИСиС, 20с.

7) , , Горбатюк указания по выполнению курсовой научно-исследовательской работы бакалавра по направлению «Металлургия», профиль «Трубное производство». Учеб. пособие. М.: Изд. дом МИСиС, 20с.

8) , , Глухов машин и оборудования металлургических производств. Основы трехмерного автоматизированного конструирования деталей и узлов машин с помощью программы Autodesk Inventor. Ч.2. Проектирование сборочных единиц и анимация деталей и сборок. Учеб. пособие. 2010. М.: Изд. дом МИСиС, 40 с.

9) , , Жариков безопасности при работе с лазерным излучением. Учеб. Пособие. 2010. М.: Изд. дом МИСиС, 55 с.

10) , Протасов основы проектирования прокатных комплексов: Сортовые и полосовые литейно-прокатные агрегаты для металлургических мини-заводов. Учеб. Пособие. 2010.М.: Изд. дом МИСиС, 77 с.

11) , , Лунев соединения. Учеб. Пособие. 2010. Выкса: Выксунский филиал ФГОУ ВПО НИТУ "МИСиС", 92 с.

12) Глухов и применение лазерных технологий для обработки материалов и производства изделий. Черные металлы, 2010. ноябрь, С. 17 – 23.

13) , , Шур непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов. Производство проката, №5, С. 36 – 43.

14) , Седых стойкости прокатных валков. Металлург, 2010. №5, С. 54 – 56.

15) , , Иванов рольганг повышенной ремонтопригодности. Производство проката, 2010. №7, С. 42 – 47.

16) , , Ефимов рольганг повышенной ремонтопригодности. Тяжелое машиностроение, 2010. № 5, С. 25 – 28.

17) От технологии через конструкцию машины к внедрению. Тяжелое машиностроение, 2010. № 5, С. 5 – 8.

18) , Бердников тепловых потерь в воздушной фурме доменной печи. Известия ВУЗов. Черная металлургия, 2010. № 9, С.61 – 62.

, Албул оценки знаний учащихся путем перехода на 10-балльную систему. Вестник высшей школы, 2010. № 4, С. 58 – 60.

В сборнике 65-е дни науки студентов МИСиС. Тезисы докладов института технологи материалов – М.: МИСиС, 20109. – 631 с.

19) Албул модуль для автоматизированного проектирования привода машин С.50–51.

20) Алексеев узлов трения механизма подъема крышки пакетировочного пресса. С.51.

20) Антонов участка измельчения топлива агломерационного цеха. С.52.

21) Безрукавов конструкции силового полупроводникового диода. С.52–53.

22) Дорожкин напряженно-деформированного состояния рабочего инструмента многодисковых ножниц агрегата продольной резки. С. 54.

23) Кобец технологического процесса и оборудования для производства углеродного волокна из ПАН волокна. С. 54-55.

24) Кочанов прокатных валков методом обкатки их твердосплавными роликами. С. 55-56.

25) Лёвин эффективных технологических режимов лазерной резки высоколегированной стали Х18Н10Т. С. 56-57.

26) Манаков ремонтно-диагностической платформы для функционального мониторинга металлических поверхностей труб большого диаметра. С. 57.

27) Рассказчиков работы четырехвалковой дробилки Д4Г 900х700. С. 58.

28) Филатов механизма центрирования листа на участке резки в ЛПЦ-1 ОАО "Уральская сталь" С. 58-59.

29) Шиманов волочильного стана для осуществления электропластической деформации. С. 59-60.

Участие в научных конференциях и семинарах

1) 65-е дни науки студентов МИСиС: международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции, Москва, МИСиС, 2010 г. – 12 докладов.

2) Одиннадцатая межвузовская международная объединенная студенческая крнференция «Теория, технология и оборудование обработки металлов давлением», посвященная 90-летию научной школы МИСиС по ОМД, Москва, МИСиС, 2010 г. – 1 доклад.

3) Международная научно-практическая конференция «Международные стандарты, аккредитация и сертификация технического образования и инженерной профессии». Москва, МИСиС, 19-21 октября 2010 г. – 2 доклада.

4) Межрегиональная научная конференция молодых ученых, аспирантов и студентов. Н-Троицк НФ МИСиС, 2010 г. – 1 доклад.

5) Всероссийской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии" НМТ-2010. - М: МАТИ, 2010 г.. – 1 доклад.

Ключевые специалисты подразделения

На кафедре работают 18 преподавателей (включая совместителей) и 3 научных сотрудника, в том числе 4 доктора и 11 кандидатов технических наук.

Участие сотрудников подразделения в работе диссертационных советах: проф. - член советов в МИСиС и ВНИИМЕТМАШ; проф. – председатель совета во ВНИИМЕТМАШ.

Участие сотрудников подразделения в работе редакционных коллегий журналов: зав. каф. – журнал «Металлург», проф. – журналы «Сталь» и «Черные металлы»; проф. - журналы «Тяжелое машиностроение», «Сталь» и «Заготовительные производства в машиностроении»; проф. - журналы «Тяжелое машиностроение», «Металлург» и бюллетень «Черная металлургия».

Участие сотрудников подразделения в работе Международного союза производителей металлургического оборудования «Металлургмаш»: проф. – президент, проф. – вице президент, проф. – член союза.

№ п/п	Фамилия, имя, отчество, ученая степень, звание	Направление работы
1.	, д. т.н., проф.	Инжиниринг технологий, оборудования и инструмента для производства изделий из тугоплавких металлов. Компьютерное моделирование и 3D прототипирование элементов технологического оборудования и продукции металлургического производства.
2.	, д. т.н., проф.	Разработка и исследование новых видов технологического оборудования с целью повышения его надежности и улучшения качества продукции
3.	, к. т.н., проф.	Разработка перспективных конструкций прокатного инструмента повышенной надежности и долговечности.
4.	, к. т.н.	Разработка инновационных технологий обработки материалов с использованием концентрированных источников энергии (лазер, плазма). Разработка и применение экспериментальных методов механики для оптимизации технологических процессов, оборудования и инструмента.
5.	, к. т.н., проф.	Технологии и оборудование мини-заводов
6.	, д. т.н., проф.	Прокатные станы электропластической деформации
7.	, д. т.н., проф.	Эффективные технологии и оборудование для производства обработкой давлением прецизионных композиционных материалов
8.	, к. т.н., доц.	Проектирование формоизменения металла при прокатке в калибрах
9.	, к. т.н., доц.	Проектирование конструкций оборудования для производства металлопродукции из легких сплавов
10.	, с. н.с.	Компьютерное моделирование, 3D прототипирование и расчет напряженно-деформированного состояния конструкционных элементов, деталей машин и продукции металлургического производства. Разработка корпоративных информационных систем управления производством. Анализ эффективности систем управления базами данных.