Главная страница
Все о нас Пресс центр Наши возможности Информация для заказчиков Система качества Вниманию поставщиков Раскрытие информации для акционеров и инвесторов Контакты

География поставок

География поставок

Календарь новостей

2017 Декабрь ′2017  Январь 2018  Февраль ′2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
       
На главную Пресс-центр Новости КУМЗ

Новости КУМЗ

Современный алюминиевый прокат – авиации   24 Января 2018

Председатель Совета директоров ОАО «КУМЗ» Владимир Скорняков, главный специалист по печам и термической обработке алюминиевых сплавов управляющей компании «Алюминиевые продукты» Семен Цукров и управляющий директор проекта «Прокатный комплекс» ОАО «КУМЗ» Алексей Филиппов выступили авторами статьи «Современный алюминиевый прокат – авиации», опубликованной в декабре’2017 в национальном авиационном журнале «Крылья Родины». Статья посвящена техническому и производственно-технологическому потенциалу, преимуществам проекта «Прокатный комплекс», реализация которого на промплощадке нашего предприятия вошла в завершающую стадию.

Алюминиевый прокат составляет до 70 % веса планера самолета. Повышение спроса на высококачественный алюминиевый прокат привело к созданию в ОАО «Каменск-Уральский металлургический завод» современного прокатного комплекса. Дается описание основного оборудования комплекса, включающее современные станы горячей и холодной прокатки, указано на повышенные возможности производства плит шириной до 4,2 и и листов шириной до 3,2 м. Комплекс имеет уникальный набор термического оборудования, в т.ч. 2 агрегата горизонтальной закалки плит, линию непрерывной закалки и отжига лент с бездефектной транспортировкой ленты на воздушной подушке, печи отжига и старения. Высокий уровень автоматизации оборудования сводит к минимуму негативное влияние человеческого фактора на качество продукции. Приведены основные особенности закалки плит и лент. Новый прокатный комплекс предоставляет широкие возможности внедрения новых полуфабрикатов и алюминиевых сплавов и улучшения за счет этого весовых характеристик самолетов.

 Алюминиевый прокат является наиболее востребованным материалом из алюминиевых сплавов, применяемых в авиационной технике. Объем его применения в настоящее время составляет около 70% от веса планера. Для крыльев самолета в основном используются плиты и листы, обшивка фюзеляжа изготавливается из листов. Применяются высокопрочные алюминиевые сплавы систем Al-Zn-Mg-Cu и Al-Cu-Mg-Mn, в термически обработанном состоянии.

 Каменск-Уральский металлургический завод (КУМЗ) со времени своего основания в 1944 году надежно поставляет полуфабрикаты для авиационной промышленности. Прессованные профили и панели, кольца, поковки и штамповки, листы и плиты поставляются для нужд авиакосмической техники и в настоящее время. В 60-е годы ВИАМ на КУМЗе освоил для авиации серию высокопрочных сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu и ряд полуфабрикатов из этих сплавов производится только на этом заводе. Завод является единственным в России производителем полуфабрикатов из разработанных ВИАМом алюминий-литиевых сплавов, дающих до 20% экономию веса деталей. В начале 2000 гг. здесь была разработана и внедрена технология литья крупных слитков из высокопрочных сплавов, которая позволила производить длинномерные плиты для широкофюзеляжных самолетов.

 Значительный рост мировой потребности в высококачественном алюминиевом прокате для нужд авиа- судо -автомобилестроения, привел к пересмотру технической политики Каменск-Уральского металлургического завода. На оборудовании, построенном в 30-50-е годы прошлого столетия невозможно получить современные изделия, невозможно придать им технические характеристики, которые требует современная промышленность. Установки, созданные в 60-70-е годы совместно с институтами ГИПРОАВИАПРОМ и ВИЛС не позволяют получать полуфабрикаты из современных сплавов. Необходима была коренная реконструкция завода. Специалисты завода разработали Программу технического развития завода на 2005-2015 гг. Она включала в себя создание современного производства по термообработке изделий и полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, строительство нового правильно-литейного агрегата большой мощности, создание нового современного прокатного производства с увеличением геометрических размеров алюминиевого проката в 2 раза, который совместно с новым производством по термообработке вывел бы КУМЗ на новый мировой уровень.

Уникальное металлургическое оборудование для нового прокатного комплекса, в соответствии с техническими заданиями, которые были разработаны специалистами завода, проектировали и создавали инженеры всемирно известных компаний «Даниели» и «Tenova» (Италия), «Даниели Фрёлинг» (Германия), «Эбнер» (Австрия), «Георг», СМС и BWG (Германия), MFL и HPI (Австрия). Потребителями продукции КУМЗа являются не только российские предприятия, но и ведущие авиастроительные компании мира (БОИНГ, ЭЙРБАС, БОМБАРДЬЕ). Это накладывает свой отпечаток на производство, заставляет работать над качеством поставляемой продукции, совершенствовать технологию производства в тесном сотрудничестве с ведущими российскими институтами, такими как ФГУП «Всероссийский институт авиационных материалов».

 Комплекс включает в себя 2-х клетьевой стан горячей прокатки, позволяющий производить плиты шириной до 4,2 м и листы шириной до 3,2 м, а также шестивалковый стан холодной прокатки полосы шириной 2800 мм. Комплекс содержит полный набор современного термического оборудования и позволяет проводить любую термическую обработку алюминиевых сплавов. Это 2 горизонтальных закалочных агрегата для листов и плит, 4 камерные печи отжига и старения, позволяющие обрабатывать листы и плиты длиной до 34 м, 18 камерных печей отжига рулонов. Закалка лент толщиной от 0,2 до 5 мм и шириной 2800 мм осуществляется в линии непрерывной термообработки. Комплекс имеет также машины правки и резки, а также линии ультразвукового контроля и проверки электропроводимости плит. В 2016 году была пущена в эксплуатацию I очередь, а в I полугодии 2018 года заработает весь комплекс.

 Для получения характеристик весовой эффективности в сочетании с длительным ресурсом работы и надежностью в эксплуатации алюминиевый прокат должен обладать комплексом необходимых характеристик: высокой прочностью, хорошей коррозионной стойкостью, высоким сопротивлением повторным нагрузкам и малой скоростью распространения трещин усталости. Эти характеристики достигаются за счет отработанной цепи технологических операций, включающей литье слитков – заготовок, их гомогенизацию, горячую и холодную прокатку, термическую обработку и отделку продукции. Отличительной особенностью производства проката в новом комплексе является высокая точность соблюдения технологических параметров, автоматизация всех операций производства, исключающая влияние человеческого фактора.

 Термическая обработка является конечной операцией основного технологического процесса и от нее во многом зависят свойства полуфабрикатов. Плиты проходят закалку в 2-х горизонтальных агрегатах. Один рассчитан для плит шириной 4,2 м, толщиной до 210 мм и максимальной длиной до 34 м. Другой для листов и плит толщиной до 10,5 мм, шириной до 3,2 м и длиной до 13 м. Оба агрегата имеют систему двухстороннего струйного нагрева плит, которая при нагреве до максимальной температуры 540οС обеспечивает самую высокую равномерность нагрева с отклонением не более +/- 1,5 οС. Введенная в систему автоматического управления математическая модель процесса нагрева рассчитывает продолжительность нагрева, и необходимая выдержка соблюдается с высокой точностью. Закалочное охлаждение плит осуществляется водяными струями с возможностью раздельной регулировки расхода воды, подаваемой сверху и снизу плиты, что необходимо для их минимального коробления. Расход воды, создаваемый 2-мя мощными насосами, обеспечивает близкую к максимальной прокаливаемость. Возможность регулирования расхода воды и скорости движения плит в закалочном устройстве позволяют подобрать режимы закалки, обеспечивающие минимальные остаточные напряжения в плитах.

 После закалки плиты проходят правку растяжением и затем поступают на загрузку в печь для искусственного старения, которая позволяет провести различные ступени нагрева, выдержки и охлаждения плит, при этом равномерность их нагрева не хуже +/- 1,5 οС. Полученные свойства плит приведены в таблице 1.

Таблица №1

Свойства плит, производимых на КУМЗе.

Сплав

состояние

толщина

прочность

текучесть

удлинение

К1с

мм

МПА

МПА

%

Мпа.м1/2

Д16

Т

11-25

450

287

15

25-40

443

287

15

40-70

439

290

14

70-80

432

291

12

40-80 ST

371

6

В95ОЧ

В95ПЧ

Т2

11-50

523

456

12

50-60

508

437

11

60-85

507

437

11

1163

Т

11-25

459

325

20

25-40

451

316

18

40-50

448

313

18

50-80

448

312

17

АК4-1Ч

Т, Т1

11-65 L

432

412

9

11-65 LT

434

402

8

11-65 ST

416

376

6

65-80 L

432

407

9

65-80 LT

435

397

8

65-80 ST

420

382

5

7050

T7451

50-75 L

525

465

13

38

50-75 LT

511

435

6

30

50-75 SL

28

75-100 L

520

465

13

34

75-100 LT

530

465

11

28

75-100 ST

505

434

6

28

100-125 L

521

472

13

35

100-125 LT

533

471

9

27

100-125 ST

502

435

5

27

 Закалка листовой продукции осуществляется на линии непрерывной термической обработки. Общая длина линии превышает 200 м, при этом оборудование линии располагается на 4-х уровнях по высоте. Исходная горяче- или холоднокатаная лента , пройдя ряд вспомогательных механизмов и устройство очистки , попадает в 7-зонную нагревательную печь и движется через нее во взвешенном состоянии на воздушной подушке, создаваемой с помощью воздушных струй. Струи воздуха не только обеспечивают сохранность поверхности ленты от повреждений, но и обеспечивают интенсивный и равномерный по ширине нагрев ленты. После выдержки движущейся ленты в состоянии твердого раствора она поступает в охлаждающее устройство, разделенное на 2 части: часть интенсивного закалочного охлаждения посредством водяных струй и часть осушки и воздушного охлаждения. Закаленная лента подвергается затем непрерывной правке растяжением и изгибом в специальной машине, обеспечивающей необходимую плоскостность ленты. Готовая лента поступает в моталку и сматывается в рулон или передается на линию резки укладки листов. Непрерывность движения ленты во время термообработки обеспечивается с помощью механизма сшивки концов и аккумуляторов полосы, расположенных во входной и выходной частях линии. Кроме закалки на линии можно проводить непрерывный скоростной отжиг лент, которые отличаются минимальным размером зерна, повышенной пластичностью и пониженной анизотропией свойств. Высокая точность и равномерность нагрева позволяют производить ленту в различных дробных состояниях нагартовки. Закаленные листы в виде стопы проходят искусственное старение в близлежащих камерных печах старения, закаленные рулоны проходят старение в камерных однорулонных печах.

Новый прокатный комплекс открывает широкие перспективы освоения производства новых продуктов алюминиевого проката, в том числе из алюминий –литиевых сплавов. Возможность производства плит шириной 4,2 м и листов шириной 3,2 м дает возможность улучшить весовые характеристики самолетов. Освоение производства новых полуфабрикатов для авиации следует проводить совместными усилиями КУМЗа, ВИАМа и самолетостроителей.