(наукові керівники - Бурлака В.В., к.т.н., Гулаков С. В., д.т.н., проф.)

Метою роботи є розробка нових джерел живлення з безпосереднім перетворенням електричної енергії на підвищеній частоті без проміжного перетворення трифазної системи напруг в постійну. Цей принцип забезпечує підвищення ККД на 2-3 % за рахунок двократного зниження втрат електроенергії в силових напівпровідникових компонентах.

Використання джерел живлення з функціями активної фільтрації вищих гармонік дозволяє зменшити втрати електроенергії в розподільчій мережі за рахунок зниження потужності спотворень та часткової компенсації вищих гармонік струму інших нелінійних навантажень цієї ж мережі. Нові джерела живлення характеризуються можливістю автоматичного та ручного регулювання якості напруги живлячої мережі, якості електроенергії та навантаження.

За рахунок використання перетворення енергії на високій частоті забезпечується оптимізація масогабаритних параметрів джерел живлення та досягається економія електротехнічних матеріалів. При зварюванні запропоновані джерела живлення дозволяють застосовувати технології контрольованого переносу електродного металу, що дозволить підвищити якість MIG/MAG зварних з’єднань; використання спеціальної форми вихідного (зварювального) струму дозволить підвищити стійкість електроду та дасть можливість керування параметрами зварного шва під час TIG зварювання.

Економічний ефект від впровадження розробки зумовлюється зниженням втрат електродного металу при MIG/MAG зварюванні і зменшенням обсягу механічної обробки шва після зварювання за рахунок застосування технології контрольованого переносу електродного металу. Нормалізація показників якості електроенергії відповідно до міжнародних стандартів виключає можливість штрафних санкцій за зниження якості електроенергії.

Результати роботи мають практичну цінність для металургійної, машинобудівної, суднобудівної галузей промисловості.

(науковий керівник – Сущенко А.В., к.т.н., доцент)

Метою роботи є розробка нових методів опалювання мартенівських печей, у т.ч. конструкції опалювальних пристроїв і режимів подачі енергоносіїв до робочого простору агрегату.

Розроблено нову конструкцію пальника з двоступінчатим розпилюванням мазуту природним газом, систему подачі і регулювання витрат природного газу і кисню та способи опалення мартенівської печі, чим забезпечуються мінімальні втрати тиску енергоносіїв, оптимальна організація газо-мазутного факела та надзвукових струменів кисню в робочому просторі печей. Розробка дозволяє покращити теплову роботу агрегату, регулювати параметри факелу та більш повно використовувати потенційну енергію тиску природного газу в умовах постійної зміни його витрати відповідно до технологічних завдань.

За сучасних умов повна заміна мартенівського виробництва конверторним або електросталеплавильним в Україні не можлива, тому використання запропонованої системи опалювання мартенівських печей дозволить збільшити окислювальний потенціал факелу, забезпечити більш повне спалювання мазуту та інтенсифікувати тепло-масообмін між факелом і ванною, що у свою чергу дозволить істотно поліпшити цілий ряд техніко-економічних показників роботи печей, таких як ККД, КІТ, питомі витрати палива і інших енергоносіїв на виплавку сталі, продуктивність агрегатів, шкідливі викиди до навколишнього середовища.

Розробка може бути використана на металургійних підприємствах України. Річний економічний ефект від її впровадження на одному з металургійних комбінатів Донеччини склав ~ 2 млн. доларів США за рахунок економії дефіцитного палива (мазуту та газу) у розмірі до 7 кг умовного палива на тонну сталі.

(науковий керівник – Чейлях  О.П., д.т.н., проф.)

Розроблено нові наукоємні способи та технології поверхневого зміцнення металевих виробів зі сталей та чавунів, які дозволяють отримувати поверхневі метастабільні фазово-структурні модифікації. Реалізовано ефект самоорганізації структури та самозміцнення поверхневого шару безпосередньо у процесі випробувань та експлуатації металовиробів за рахунок введення в дію прихованих внутрішніх ресурсів самого матеріалу, чим забезпечено ресурсозбереження та підвищення продуктивності обладнання.  Відмінними рисами та перевагами розроблених фазово-структурних поверхневих модифікацій є їхня метастабільність, ступінь якої регулюється за допомогою легування, а також способів та режимів різноманітних обробок. Це дозволяє керувати кінетикою деформаційних структурно-фазових перетворень у процесі випробувань та під час експлуатації металовиробів, а при оптимальних структурі та об’ємі зазначених перетворень досягати суттєво більш високих показників властивостей, у тому числі зносостійкості, у порівнянні з традиційними матеріалами. Розроблено новий склад економнолегованого зносостійкого чавуну і запропоновано технологію його термічної обробки, що дозволило регулювати ступінь метастабільності аустеніту, підвищити зносостійкість і довговічність металовиробів в умовах інтенсивного ударно-абразивного зношування у поєднанні з розігрівом.
Розробка охороняється патентами України № 93842,  № 95559.

Уперше створено фізико-математичну модель розподілу легуючих елементів між шарами наплавленого економнолегованого Fe-Cr-Mn металу, яка дозволяє за допомогою наплавлювально-технологічних параметрів формувати метастабільні фазово-структурні модифікації і композиції, управляти хімічним і фазовим складом, структуроутворенням і властивостями металовиробів.  У порівнянні з чавунами на Fe-V-Cr-С та Fe-Cr-Ni-С основах (які містять до 10 % V і 9…10 % Ni) виробництва Японії, розроблений у ДВНЗ «ПДТУ» чавун ЧХ14Г6Т після оптимальних режимів термообробки відрізняється підвищеною в 1,5…2 рази абразивною зносостійкістю. Вартість розробленого наплавлювального порошкового матеріалу значно менш (на 1700-1800 дол. США на 1 т) у порівнянні з відомим матеріалом, який виробляється у Німеччини та Росії.

Реалізація розробки забезпечує  ресурсозбереження  за рахунок  економії гостро-дефіцитних в Україні легованих сталей та наплавлювальних матеріалів, коштовних легуючих компонентів (нікелю, молібдену, ванадію, ніобію, вольфраму тощо), дозволяє підвищити комплекс фізико-механічних та експлуатаційних властивостей металевих виробів, їх надійність та довговічність. Використання у виробництві розроблених технологій термообробки дає можливість суттєво зменшити екологічне навантаження на навколишнє середовище, яке пов’язане з усуненням екологічно небезпечного впливу металевого нікелю, що міститься у дорогих складнолегованих сплавах та наплавлювальних матеріалах.
Стан готовності розробки:проведено виробничі випробування дослідно-промислових партій змінних швидкозношуваних деталей металургійного та сільськогосподарського устаткування. Випробування партії лопаток дробометів зі сталі 20ГЛ, а також молотків зернодробарок зі сталі 25 показало їх підвищену в 1,5…2 рази зносостійкість і  в 1,7…3 рази  більш високу довговічність (у порівнянні з серійними).  Нові технології поверхневого зміцнення металовиробів рекомендовано до впровадження на металургійних комбінатах України. Очікуваний економічний ефект від використання  тільки на одному з металургійних підприємств нового складу порошкового дроту для електродугового наплавлення деталей   перевищує 900 тис. грн.

Результати розробки можуть широко використовуватись в металургійній галузі, машинобудуванні, сільгоспмашинобудуванні, а також на підприємствах ремонтно-реноваційного профілю.

(наукові керівники – Дяченко  М.Д., к. т. н., доц., Бурлака В.В. – к.т.н., доц.)

Автоматизована система управління зовнішнім освітленням S81 «Циклон» (АСУЗО «Циклон») – це програмно-апаратний комплекс, призначений  для  централізованого  цілодобового управління апаратурою зовнішнього освітлення міста або крупного підприємства, збору діагностичної інформації про поточний режим роботи і стан апаратури, контролю енергоспоживання, запобігання аварійним ситуаціям. АСУЗО «Циклон» належить до інтелектуальних пристроїв шостого технологічного укладу. Конструкція всього комплексу автоматизованої системи є набором автономних блоків, здатних працювати у складі єдиної системи з можливістю вибору необхідного виду підключення.
АСУЗО «Циклон» забезпечує: 1) увімкнення та вимкнення світильників зовнішнього освітлення  в автоматичному режимі відповідно до графіка освітлення індивідуально для кожної освітлювальної групи або по командах диспетчера; 2) збір  і відображення  інформації; 3) збір і передачу інформації з  приладів обліку електричної енергії (електролічильників); 4) автоматичну діагностику стану підстанції зовнішнього освітлення і сигналізацію в центральний диспетчерський пункт  при виявленні аварії; 5) зберігання протоколів роботи системи і дій операторів. Програмне   забезпечення АСУЗО «Циклон»  є  спеціалізованою системою SCADA, що працює  в  безперервному цілодобовому  режимі  під  керуванням операційних систем Windows ХР, Linux.

На елементи системи оформлено заявки на винаходи і корисні моделі.

АСУЗО «Циклон» задовольняє всім сучасним вимогам в області електробезпеки і енергоефективності, відповідає ДСТУ IEC 60870-2-2:2005 і ДСТУ IEC 60870-4:2005, сертифікована УкрСЕПРО. Надійність системи, яка досягнута багатократними стрес-тестами всіх вузлів схем, відповідає європейським стандартам за рівнем електромагнітного випромінювання і вимогам споживаної енергії. У порівнянні зі світовими аналогами система здатна працювати в екстремальних умовах від -35 0С до +70 °С із перепадами напруги живлення від 90 до 400 В, а також і при неповнофазному режимі мережі.

Ефективність впровадження АСУЗО «Циклон» забезпечується за рахунок зниження обсягу споживання електроенергії, зменшення часу роботи джерел освітлення, плавного управління потужністю, зниження питомої вартості електроенергії,  використання зонних тарифів, зниження експлуатаційних витрат, збільшення терміну експлуатації джерел світла і скорочення частоти їх заміни. Різні варіанти комплектації системи легко вбудовуються  в інфраструктуру підприємств і організацій житлово-комунального господарства (ЖКГ). У систему можуть бути інтегровані як індивідуальні електронні баласти, так і пристрої групового димирування (керованого зниження рівня освітлення), що дозволяє понизити споживання електроенергії на 40-60%. Окупність автоматизованої системи забезпечується з третього року її експлуатації.
Блоки і елементи АСУЗО «Циклон» розроблені і виготовляються сумісно ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет» та МПП БФ «Євразія», м. Маріуполь.

Енергозберігаюча АСУЗО «Циклон» впроваджена в окремих районах м. Маріуполя і рекомендована до широкого застосування у ЖКГ і на багатопрофільних промислових підприємствах.