Волчук В. М. Розробка наукових основ формування та оцінки механічних властивостей сортопрокатних чавунних валків для підвищення їх зносостійкості.

Об'єкт дослідження - процес оцінки критеріїв якості сортопрокатних чавунних валків шляхом математичного моделювання. Мета дисертаційної роботи: вирішення проблеми підвищення зносостійкості сортопрокатних чавунних валків на підставі створення математичних моделей оцінки критеріїв їх якості в залежності від хімічного складу, параметрів структури та експлуатаційних факторів. Методи дослідження: методи формування пасивного експерименту - для визначення робочої області механічних властивостей чавунних валків; планування активного експерименту, експертної оцінки і регресійного аналізу - для визначення ділянок робочої області параметрів (хімічний аналіз і структура) валків, в яких механічні властивості відповідають стабільним показникам та побудови математичних моделей прогнозу критеріїв якості валків; мультифрактального аналізу мікроструктури - для визначення спектру розмірностей Рень'ї елементів структури валкового чавуну. Теоретичні і практичні результати: проведено оцінку механічних властивостей та зносостійкості валків в залежності від хімічного складу, параметрів структури та умов експлуатації; визначено робочу область механічних властивостей прокатних валків, що описується системою рівнянь, яка дозволяє оперативно контролювати та коригувати хімічний склад чавуну відповідно до прийнятої технології виробництва; визначено область компромісу механічних властивостей валків, що дозволяє, залежно від вибору пріоритету до властивостей, визначати необхідні значення, прогнозувати зміни технологічного процесу і автоматично коригувати хімічний склад валка; розроблено методику кількісної оцінки елементів структури прокатних валків із застосуванням теорії мультифракталів. Наукова новизна: встановлені зв’язки між механічними властивостями чавунних валків виконань СПХН (41...65) і СШХН (41...50), параметрами їх структури і хімічним складом та розроблена, науково обґрунтована і апробована математична модель оцінки цих властивостей; вперше визначено зону робочої області прокатних валків із установленим вмістом легуючих елементів, співвідношенням кількісних параметрів структури, в якій їх критерії якості відповідають стабільним показникам; вперше визначено область компромісу із найбільш ефективним поєднанням властивостей робочої зони бочок валків виконання СПХН, СШХН по встановленим межам вмісту компонентів хімічного складу та параметрів структури; дістала подальший розвиток методика виявлення впливу експлуатаційних характеристик на зносостійкість робочої зони бочок валків виконання СПХН і СШХН; вперше теоретично обґрунтовано та експериментально встановлено чутливість механічних властивостей сортопрокатних чавунних валків до статистичних розмірностей елементів структури робочої зони бочок; вперше із застосуванням теорії мультифракталів визначено кореляцію між спектром статистичних розмірностей елементів структури робочої зони бочок сортопрокатних чавунних валків та їх механічними властивостями. Ступінь упровадження: впроваджена автоматизована методика оцінки механічних властивостей прокатних валків виконання СПХН і СШХН на підприємстві ПАТ "Дніпропетровський завод прокатніх валків", що підтверджено актом впровадження від 14.10.2013 р. і розрахунком очікуваного щорічного економічного ефекту у розмірі 355,2 тис. грн. та розроблена методика прогнозу зносостійкості цих валків з очікуваним щорічним економічним ефектом в розмірі 720 тис. грн; розроблені та рекомендовані у виробництво на ПАО “Дніпропетровський завод прокатних валків” склади досліджуваних валкових чавунів, що забезпечують стабільні механічні властивості робочої зони валків. Сфера використання: випуск сортопрокатних чавунних валків виконання СПХН та СШХН зі стабільними показниками якості робочої зони валків.