Browse
Recent Submissions
Item Удосконалення металозберігаючої технології прокатки труб на пілігримовому стані(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2025) Добряк, Володимир Дмитрович; Угрюмов, Юрій Дмитрович; Стасевський, Станіслав Леонідович; Мазур, Ігор Анатолійович; Угрюмов, Дмитро ЮрійовичUKR: Розглянуті особливості і перспективи розвитку процесу розкатки пілігримової головки на вільній ділянці дорна. Основною проблемою цього процесу є зміщення ділянки по дорну в напрямку обертання валків пілігримового стана. На основі теорії пружно-пластичного удару пілігримової головки і валків стана розраховані після ударні швидкості і переміщення труб для реальних умов пілігримової прокатки. Розглянуті два способи зменшення переміщення пілігримової головки при її взаємодії з валками: зниження кутової швидкості валків при розкатки пілігримової головки та застосування гальмівних колодок, які створюють задній натяг труби.Item Системний аналіз інваріантності сепаратних контурів керування швидкісним режимом прокатки з петлею на неперервних дрібносортних станах(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2025) Єгоров, Олександр Петрович; Михайловський, Микола Володимирович; Рибальченко, Марія ОлександрівнаUKR: Стан прокату в міжклітинних проміжках неперервних дрібносортних станів визначається різницею швидкостей прокату на виході з попередньої та на вході в наступну кліть. Зміна швидкості прокатки в будь-якій кліті проміжку, що виникає під дією технологічних збурень, призводить до відхилення від початкового режиму прокатки в цьому проміжку. Усунення такого відхилення досягається цілеспрямованою корекцією частоти обертання валків однієї з клітей. Однак, при цьому порушується швидкісний режим у сусідньому по ходу прокатки міжклітинному проміжку, що приводить в дію контур регулювання натягу або петлі, а потім і наступних проміжках, що може дестабілізувати роботу всього стану. Для вирішення цієї проблеми необхідно при зміні частоти обертання валків однієї з клітей неперервної групи, одночасно узгоджено змінювати частоту обертання валків всіх наступних (по ходу прокатки) або всіх попередніх (проти ходу прокатки) клітей. Комп'ютерне моделювання функціонування системи керування швидкісним режимом прокатки у групі клітей підтвердило ефективність запропонованого методу, заснованого на системному аналізі інваріантності роботи сепаратних контурів стабілізації положення петлі прокату.Item Синергетичний та селективний вплив легуючих елементів на механічні властивості бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2025) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Узлов, Костянтин ІвановичUKR: Представлено результати досліджень синергетичного та селективного впливу легуючих елементів на механічні властивості ливарної бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn, розплав якої був залитий та охолоджений в піщану та сталеву ливарні форми. Мета роботи -встановити закономірності синергетичного та селективного впливу легуючих компонентів та умов формування литої термічно не обробленої бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn при масовому вмісті алюмінію –6,0...7,5%, кремнію –1,0...2,5%, марганцю –0,21...0,45%, олова –1,0...2,2% на її механічні властивості при нормальній температурі, розплав якої був залитий в піщану та сталеву ливарну форму. Для визначення комплексного впливу хімічного складу досліджуваної бронзи на її механічні властивості використали критерій, KR, який є певним співвідношенням легуючих елементів бронзи та її домішок. Хімічний склад виплавлених бронз визначали на прецизійному аналізаторі EXPERT 4L. Інтервал температур за яким розраховували середньозважену швидкість охолодження бронзових зразків визначали за результатами диференційного термогравіметричного аналізу, який проводили на синхронному термічному аналізаторі STA 449 C «Jupiter» фірми NETZSCH (Німеччина). Механічні властивості бронз визначали за результатами руйнування зразків на машині FP-100/1 та маятниковому копрі PSW-30. Твердість за Брінелем визначали на приладі ТШ-2. Встановлено, що синергетичний та селективний вплив легуючих елементів на границі міцності та плинності бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn визначається більшою мірою швидкістю охолодження бронзи в ливарній формі, підвищення якої призводить до інверсії характеру селективного впливу легуючих компонентів на міцність. Характер селективного впливу хімічних елементів на границю плинності та твердість лише частково змінюється по відношенню до олова і зовсім не впливає на характер змін показників пластичності бронзи. При цьому, з підвищенням швидкості охолодження бронзи в ливарній формі ступінь синергетичного та селективного впливу легуючих елементів на механічні властивості бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn зменшується. З числа легуючих елементів в бронзах системи Cu-Al-Si-Sn-Mn, за характером впливу на рівень механічних властивостей, твердості та долі хімічної сполуки в структурі досліджуваної бронзи, алюміній є антиподом до олова, кремнію та марганцю.Item Комп’ютерне моделювання і експериментальна прокатка-з’єднання кірігамі-композитів(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2025) Фролов, Ярослав Вікторович; Бобух, Олександр Сергійович; Бояркін, Вячеслав Володимирович; Коноводов, Дмитро Володимирович; Кузьміна, Ольга МихайлівнаUKR: В роботі досліджено застосування техніки кірігамі в інженерії для створення багатошарових композиційних матеріалів з програмованими механічними властивостями. Основною метою є розробка та перевірка адекватності математичної моделі процесу прокатки-з’єднання алюмінієвої матриці, армованої сталевою просічно-витяжною сіткою. Модель побудована в середовищі QFormUK з використанням методу скінчених елементів та врахуванням відповідних реологічних характеристик матеріалів і граничних умов. Експериментальні дослідження прокатки-з’єднання проводились на лабораторних станах типу дуо та кварто при температурах до 500°C та різних ступенях деформації (20–50%). Результати чисельного моделювання узгоджуються з експериментальними даними щодо зміни геометрії сітки та розподілу деформацій. Встановлено, що навіть при незначному ступені деформації (20%) можливе формування ефективного з’єднання з проявом “zip-bonding” ефекту, однак таке з’єднання є нестабільним. Тому в процесі прокатки-з’єднання доцільно застосовувати величину ступеня деформації, що перевищує 30%.Результати дослідження можуть бути використані для подальшої розробки технологій виготовлення функціональних кірігамі-структур на основі металевих композицій.Item Питання зниження витрати метала при виробництві гарячекатаних труб(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2025) Губинський, Михайло Володимирович; Угрюмов, Юрій Дмитрович; Губінський, Олексій Володимирович; Мазур, Ігор Анатолійович; Угрюмов, Дмитро ЮрійовичUKR: Розглянуті основні історичні напрямки економії метала при виробництві гарячекатаних безшовних труб на різних трубопрокатних агрегатах, що досягли практичного використання. Зниження витрати металу є одним з основних напрямків зниження витрат при виробництві труб, так як доля вартості заданого металу за вирахуванням відходів складає від 50 до 85%. Виконаний аналіз металовикористання при виробництві гарячекатаних безшовних труб на різних трубопрокатних агрегатах показав, що найбільші технологічні втрати металу мають місце на пілігримових агрегатах за рахунок обрізі металу на пілігримовому стані в затравку та пілігримову головку. Розглянуті основні напрямки зниження цих втрат, при цьому відмічається що найбільш ефективними є прокатка гільзи в стик та розкатка пілігримової головки на вільній ділянці дорна. Також розглянуті питання зменшення окалиноутворення при гарячій прокатці труб шляхом прискореного охолодження виробу водою на виході з чистого калібру та збільшенням швидкості охолодження на повітрі.Item Modeling of Electromagnetic Processes in a Nonlinear Circuit of an Electrolyzer for Pulse Deposition of Metal Coatings(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2025) Bondar, Oleh I.; Siversky, Serhii; Gurin, Yevgen; Koliadenko, Oleksandr; Bashko, Volodymyr; Kopysov, Vladyslav; Pilipenko, VyacheslavENG: The primary objective of this study is to construct a comprehensive analytical model describing the electromagnetic processes in a nonlinear electrical circuit of an electrolyzer operating under pulsed electrodeposition conditions. Special attention is given to the influence of reversed rectangular voltage pulse parameters on the near-cathode voltage drop, deposition current, and the general electrochemical behavior of the system. The goal is to identify optimal operation modes of the pulse power supply that ensure high-quality metal coatings while minimizing energy consumption and structural defects. Methodology. The research employs the method of variable transformation to develop a set of differential equations describing the dynamic behavior of voltage and current in a nonlinear electrolyzer circuit during pulsed operation. The model accounts for critical circuit components: resistive, capacitive, and inductive elements of the electrolyte, as well as nonlinear conductances reflecting electrochemical properties. Analytical expressions for voltage drop and deposition current are derived for both the forward and reverse pulse intervals. The model includes the influence of electrolyte inductance–an often-neglected factor–which significantly alters the current front shape and ultimately affects deposition kinetics and coating characteristics. Numerical simulations are performed to validate the analytical solutions. Results. Closed-form analytical expressions were obtained for the time-dependent near-cathode voltage drop and deposition current under pulsed conditions. It was shown that the electrolyte inductance leads to a rounding of the current front, influencing both the amplitude and stability of the electrochemical reactions. A parametric analysis identified that the optimal pulse duty cycle lies in the range of τ/T ≈ 0.73 to 0.78. Within this interval, the maximum near-cathode voltage drop does not exceed 0.6 V, while the peak voltage and total current remain within safe technological limits (up to 13 V and 150 A, respectively). The average partial discharge current at the cathode remains stable at approximately 70 A, ensuring consistent deposition rates. Scientific novelty. This work introduces a novel analytical approach to modeling pulsed electrodeposition that, for the first time, includes the effect of electrolyte inductance. Unlike existing models relying heavily on numerical simulations, the proposed model allows for direct computation of key process parameters. It enables the derivation of precise criteria for determining the optimal ranges of input pulse parameters–both in amplitude and duration–necessary to avoid the formation of crystalline defects and to achieve uniform, high-quality coatings. These innovations significantly advance the theoretical understanding of pulsed electrochemical processes. Practical significance. The developed model provides a valuable tool for industries that utilize electrochemical metal deposition, including microelectronics, galvanics, mechanical engineering, and power systems. It offers a foundation for designing advanced pulse power supplies with optimized operation modes and supports the development of automated control systems for deposition processes. Furthermore, the model can aid in adapting laboratory results for industrial implementation, improving coating quality, process efficiency, and operational reliability.Item Енергозберігаючі технології при виробництві труб(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2025) Губинський, Михайло Володимирович; Угрюмов, Юрій Дмитрович; Губінський, Олексій Володимирович; Мазур, Ігор Анатолійович; Угрюмов, Дмитро ЮрійовичUKR: Однією з актуальних проблем України в даний час є нестача первинних енергоносіїв, зокрема природного газу, що обмежує енергоспоживання підприємств. Проблема посилюється поетапним підвищенням вартості енергоносіїв (природного газу, електроенергії), а також іншими причинами, що знижує конкурентоспроможність металургійних підприємств України. Метою даної роботи є аналіз відомих технічних рішень по енергозбереженню в прокатному виробництві, переважно при виробництві гарячекатаних безшовних труб, для подальшого удосконалення виробництва труб. На основі аналізу шляхів енергозбереження при виробництві гарячекатаних труб відзначається головний напрямок енергозбереження в прокатному виробництві – це будівництво прокатних станів поблизу машини безперервного лиття заготовки. В даній роботі розглянуті такі напрямки зниження енерговитрат, як: гарячий посад заготовок в нагрівальні печі трубопрокатних агрегатів; економія природного газу при нагріві термічній обробці; пряме прошивання безперервно литої заготовки на косовалковому стані пілігримового агрегата; термомеханічна обробка труб з прокатного нагріву.