В. В. Бринза, независимый исследователь, докт. техн. наук, эл. почта: viachbrinza@mail.ru

Рассмотрен процесс прокатки высоких полос из специальных сталей, склонных к внутреннему дефектообразованию. В развитие известных исследований, направленных на улучшение качества прокатываемых слитков и непрерывнолитых заготовок, выявлена необходимость получения дополнительных обобщенных результатов, которые могли бы расширить единую методическую базу для дальнейшего совершенствования их получения. Целью данной работы является развитие междисциплинарного подхода, направленного на определение дополнительных резервов улучшения качества прокатываемых высоких полос из специальных сталей, склонных к внутреннему дефектообразованию, и повышение на этой основе эффективности данного процесса. Для воспроизведения мировых потоков знаний о формировании качества прокатываемых слитков и НЛЗ использован наукометрический подход. Предложена соответствующая информационная модель. Результаты моделирования показали, что в отличие от предыдущего десятилетия, в период с 2010 г. и по настоящее время несколько тематических направлений не в полной мере соответствуют темпам роста числа публикаций по теме о специальных сталях. Среди этих направлений отмечены разработки эффективных режимов обжатий и калибровок валков, методов исследования процесса прокатки, а также получение информации о напряженно-деформированном состоянии металла. Детальный обзор литературы, посвященной перечисленным тематическим направлениям, определил необходимость системных исследований влияния геометрических факторов очага деформации прокатываемых высоких полос на показатели качества металла. Наряду с методом конечных элементов целесообразно расширение применения экспериментально-теоретического метода изучения напряжений и деформаций в объеме прокатываемых слитков и непрерывнолитых заготовок. Перечисленные результаты наиболее востребованы в решении задач улучшения качества заготовок и сортового проката, получаемых с минимальными суммарными вытяжками.

1. Balachandran G. Challenges in special steel making // International Conference on Advances in Metallurgy, Materials and Manufacturing IOP Publishing. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 314. P. 1–15. DOI: 10.1088/1757- 899X/314/1/012016.
2. Гольдштейн М. И., Грачев С. В., Векслер Ю. Г. Специальные стали. 2-е изд. — М. : МИСиС, 1999. — 408 с.
3. Saurabh Dixit, Yerukola Eswara Prasad. Special steel market by type, by application: global opportunity analysis and industry forecast, 2021–2031 // Allied Market Research. Portland, US, 2022. — 240 p.
4. Дзугутов М. Я. Напряжения и разрывы при обработке металлов давлением. 3-е изд. — М. : Металлургия, 1994. — 288 с.
5. Brinza V. V., Ilyichev I. P., Ugarova O. A., Loginova V. V. Prognostic simulation of exterrnal economic activity for an industrial company // CIS Iron and Steel Review. 2015. Vol. 10. С. 27–39. DOI: 10.17580/cisisr.2015.01.06.
6. Бринза В. В., Ильичев И. П., Перк О. Н. Внешнеэкономический комплекс предпрятия: прогнозирование резервов повышения эффективности // Металлург. 2017. № 5. С. 9–16.
7. Прохоров А. М. Большая советская энциклопедия. Т. 23. 3-е изд. — М. : Сов. энциклопедия, 1976. С. 463, 464.
8. Волкова В. Н., Емельянов А. А. Теория систем и системный анализ в управлении организациями : справочник. — М. : Финансы и статистика, 2006. — 848 с.
9. Налимов В. В., Мульченко З. М. Наукометрия. Изучение развития науки как информационного процесса. — М. : Наука, 1969. — 192 с.
10. Van Slooten K. Optimal information modeling Techniques. — Hershey : IRM Press, 2002. — 297 p.
11. Бринза В. В. Фабрика инноваций для металлургии: проект длиной в полвека // Сталь. 2014. № 9. С. 37–45. DOI: 10.3103/S0967091214090046.
12. Бринза В. В., Шляхов М. Ю., Логинова В. В. Наукометрическая оценка трендов исследований и разработок в области сверхпроводниковых материалов // Экономика промышленности. 2012. № 4. С. 87–92.
13. Бринза В. В., Филонов М. Р., Логинова В. В., Аникин Ю. А. Анализ и наукометрическое прогнозирование исследований и разработок термоэлектрических материалов // Цветные металлы. 2016. № 5. С. 85–92. DOI: 10.17580/tsm.2016.05.14.
14. Alvarez-Ramirez J., Rodriguez E., Ibarra-Valdez C. Medium-term cycles in the dynamics of the Dow Jones index for the period 1985–2019 // Physica A : Statistical Mechanics and its Applications. 2020. Vol. 546. 124017. DOI: 10.1016/j.physa.2019.124017.
15. Флейс Дж. Статистические методы для изучения таблиц долей и пропорций. — М. : Финансы и статистика, 1989. — 319 с.
16. Полухин П. И., Федосов Н. М., Королев А. А., Матвеев, Ю. М. Прокатное производство : учебник для вузов. Изд. 3-е. — М. : Металлургия, 1982. — 696 с.
17. Правосудович В. В., Сокуренко В. П., Данченко В. Н. и др. Дефекты стальных слитков и проката : справочное издание. — М. : Интермет Инжиниринг, 2006. — 384 с.
18. Дьяченко Ю. А., Тимофеев В. С., Кушнарева В. Ф. и др. Альбом дефектов литой заготовки, сортового проката и метизной продукции Белорусского металлургического завода: в 3-х томах. Т. 2. Изд. 2-е. — Жлобин : БМЗ, 1998. — 74 с.
19. Терехов С. А. Нейросетевые информационные модели сложных инженерных систем // В кн. А. Н. Горбань, В. Л. Дунин-Барковский, А. Н. Кирдин и др. Нейроинформатика, 1998. С. 101–136.
20. Иванов А. В., Чигиринский В. В., Логозинский И. Н., Козлов О. Е. Прокатка кругов большого диаметра с неоднородным температурным полем // Hові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. 2010. № 2. С. 212–215.
21. Zhen Ning, Wei Yu, Hong-qiang Liu, Qing-wu Ca. Effect of reduction pretreatment process on evolution of microporosity in 42CrMo billet // Journal of Iron and Steel Research International. 2021. Vol. 28. P. 413–423. DOI: 10.1007/s42243-020-00434-9.
22. Kuc D., Bednarczyk I., Crawczyk A. et al. Structure and mechanical properties of rolled bars from steel 42CrMo4 // 28^th International Conference on Metallurgy and Materials "Metal 2019". Brno Czech Republic, 2019. P. 391–396.
23. Huiping Hong. Roll pass design and simulation on continuous rolling of alloy steel round bar // 9th International Conference on Physical and Numerical Simulation of Materials Processing (ICPNS’2019). Procedia Manufacturing. 2019. Vol. 37. P. 127–131. DOI: 10.1016/j. promfg.2019.12.024.
24. Tumko A. N., Yaroshenko O. A., Golubitskiy F. A., Danchenko V. N. Investigation of rolling rounds in the blooming mill // Metallurgical and Mining Industry. 2012. Vol. 4. No. 2. Р. 75–81.
25. Persson P. Finite element analysis f hot rolling in the bloming mill // Thesis Master’s degree in material engineering. Dalarna University, Sweden. 2016. — 36 p.
26. Wang W. Hot working of ingots by increasing the roll diameter during bar rolling // Kungliga Tekniska högskolan Stockholm. 2015. — 57 p.
27. Li Cr., Ji Ch., Zhu M. Prediction of internal crack initiation in continuously cast blooms // Metallurgical and Materials Transactions B. 2021. Vol. 52. No. 2. P. 1164–1178. DOI: 10.1007/s11663-021-02101-0.
28. Zhen Ning, Wei Yu, Hong-qiang Liu, Qing-wu Ca. Effect of reduction pretreatment process on evolution of microporosity in 42CrMo billet // Journal of Iron and Steel Research International. 2021. Vol. 28. No. 4. P. 413–423. DOI: 10.1007/s42243-020-00434-9.
29. Руцкий Д. В., Зюбан Н. А., Гаманюк С. Б. и др. Определение геометрии слитков с минимальным развитием дефектов осевой зоны и их применение для получения сортового проката диаметром более 300 мм // Металлург. 2018. № 11. С. 33–39. DOI: 10.1007/s11015-019-00764-4.
30. Nalawade R. S., Marje V., Balachandran G., Balasubramanian V. Effect of pass schedule and groove design on the metal deformation of 38MnVS6 in the initial passes of hot rolling // Sadhana. 2016. Vol. 41. No. 1. P. 111–124.
31. Sobczak K., Dyja H., Kawalek A. The Influence of the shape of grooves on the intensity of closing axial material discontinuities during rolling // Archives of Metallurgy and Materials. 2015. Vol. 60, Iss. 1. Р. 461–468. DOI: 10.1515/amm-2015-0075. 

32. Yershov S., Levchenko G., Wu K., Zhou W., Rui K. The development of a new deformation regime for microstructure refinement in solid railway axles by hot deformation optimization // Theory and practice of metallurgy. 2020. № 1 (124). P. 5–17. DOI: 10.34185/tpm.1.2020.01.
33. Liu S., Wang F. M., Li C. R. Finite element analysis on shape deformation of the macro-structure region during hot-rolling process for gear steel FAS3420H and its modification // Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. 2021. Vol. 52. No. 7. P. 792–804. DOI: 10.1002/mawe.202000295.
34. Li L., Zhang Zh., Luo M. et al. Control of shrinkage porosity and spot segregation in Ø195 mm continuously cast round bloom of oil pipe steel by soft reduction // Metals. 2021. Vol. 11. No. 9. P. 1–17. DOI: 10.3390/met11010009.
35. Воронцов В. К., Полухин П. И., Бринза В. В., Бойко В. Ф. Оптимизация режимов обжатий при прокатке на блюминге. Определение факторов оптимизации // Известия вузов. Черная металлургия. 1984. № 11. С. 66–70.
36. Воронцов В. К., Полухин П. И., Бринза В. В., Бойко В. Ф. Оптимизация режимов обжатий при прокатке на блюминге // Известия вузов. Черная металлургия. 1985. № 5. С. 85–89.