автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Разработка и исследование процесса абразивно-порошковой очистки от окалины катанки из легированной стали для последующей калибровки

На правах рукописи

Земсков Александр Владимирович

Разработка и исследование процесса абразивно-порошковой очистки от окалины катанки из легированной стали для последующей калибровки

Специальность 05 02 13 - Машины, агрегаты и процессы

металлургического производства

Зелл* —

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Череповец - 2007

003066270

Работа выполнена в Череповецком государственном университете

Научный руководитель

кандидат технических наук,

доцент Сергей Александрович Кузнецов

Официальные оппоненты

доктор физико-математических наук, профессор Владимир Васильевич Мухин

кандидат технических наук, доцент Владимир Анатольевич Монцд

Ведущая организация

Институт металлургии и материаловедения РАН

,25, мал

¿Г

Защита диссертации состоится «, на заседании диссертационного совета Д 212 297 01 государственном университете по адресу 162 600, г Череповец Вологодской обл пр Луначарского, 5

_ 2007 г в '—час в Череповецком

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Череповецкого государственного университета

25 сь,

Автореферат разослан 2007 г

Ученый секретарь

диссертационного совета ? Никонова Е Л

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Совмещение дискретных производственных процессов в непрерывные технологические потоки и повышение экологической безопасности промышленного производства являются фундаментальными проблемами современной металлургии, они актуальны и для волочильно-калибровочного производства Здесь многие операции получения проволоки и калиброванного проката носят дискретный характер, опасны для окружающей среды и здоровья обслуживающего персонала

На металлургических предприятиях России и за рубежом основным методом удаления окалины с поверхности катанки является способ химического травления окалины в растворах серной и соляной кислот Использование химических веществ, особенно кислоты, при травлении катанки не отвечает современным требованиям промышленной экологии, а также не позволяет совместить эти операции с процессом волочения в едином технологическом потоке

Большое разнообразие способов и конструкций для механического удаления окалины говорит о том, что в мире не существует достаточно отработанной, надежной и широко применяемой технологии механической очистки катанки от окалины

Учитывая это, в 1992-1999 годах в Череповце была разработана и испытана в промышленных условиях экологически чистая поточная линия, в которой катанка подвергалась непрерывному удалению окалины механическим способом - путем пропуска ее через роликовый окалиноломатель и установку абразивно-порошковой очистки (АПО), а затем поступала в волочильный стан

В значительной мере возможность механического или химического удаления окалины зависит от ее количества, состава и структуры В окалине легированной стали присутствуют сложные соединения других элементов, которые попадают в сталь при легировании (например, хрома, марганца, вольфрама, никеля и др) Эти соединения образуют промежуточный слой, располагающийся между основным металлом и вюститом В этом случае соединения хрома, кремния, алюминия и других элементов придают стали особенно высокую окалиностойкость

Особую актуальность представляет подшипниковая сталь марки ШХ15, так как ее окалина, состоящая на 90 % из Сг203, пластична, хорошо сцепляется с металлом и трудно удаляется механическими способами Время травления такой окалины в растворах серной и соляной кислот достигает 1,5 ч, что в свою очередь приводит к большим потерям металла от перетрава, а также - к снижению качества продукции В связи с этим разработка нового оборудования для АПО-процесса, пригодного для зачистки катанки из легированной стали, является актуальной задачей

Использование установок АПО в составе поточных технологических линий сдерживалось, т к многие научно-технические и конструкторско-технологические вопросы не были до конца проработаны В частности, в последние годы была разработана и испытана новая бесшнековая конструкция рабочей камеры АПО

Однако известная математическая модель АПО-процесса описывала напряженное состояние абразивного порошка в рабочей камере, в которой внешнее давление на

порошок создается шнековым механизмом Математическая модель для определения энергосиловых параметров процесса очистки проката от окалины для бесшнекового модуля АПО отсутствовала

Кроме того, известный метод расчета энергосиловых параметров очистки с помощью созданной ранее плоской математической модели не в полной мере соответствовал поведению абразивного порошка в камере АПО в трехмерном пространстве

Установка АПО цилиндрического проката от окалины первого поколения также имела ряд недостатков

• Сложность конструкции привода модуля АПО, состоящего из электродвигателя, 2-х-ступенчатого редуктора и цепной передачи, препятствующая проведению профилактических осмотров и замене неисправных подшипников, шнека и других деталей

• Повышенный износ шнека, особенно его последнего, рабочего витка, на который действует высокое давление

• Повышенный износ волочильного инструмента, вызванный наличием на поверхности катанки пылевидной окалины, остающейся на ней после модуля АПО

В связи с этим, решение объемной осесимметричной задачи напряженного состояния сыпучей среды, пригодной для расчета энергосиловых параметров процесса очистки сортового проката от окалины, оптимизация конструкции бесшнековой установки АПО для очистки катанки из легированной стали, являются актуальными задачами

Цель и задачи исследования

1 Разработать и реализовать новую математическую модель, пригодную для описания поведения сыпучей среды в рабочей камере АПО при отсутствии непрерывного уплотнения в ней абразивного порошка шнековым механизмом

2 Разработать уточненную математическую модель АПО-процесса с учетом объемного осесимметричного движения сыпучей среды, уточнить граничные условия и получить новые выражения для определения энергосиловых параметров процесса очистки от окалины катанки из легированных сталей

3 Рассчитать оптимальные геометрические параметры устройства для удаления пылевидной окалины с поверхности катанки, а также испытать его в составе поточной линии

Методы исследования

В работе использованы методы математического моделирования состояния сыпучей среды с использованием компьютерных технологий

Адекватность математической модели реальному АПО-процессу оценивалась путем сравнения экспериментальных данных с данными, рассчитанными по модели

При обработке данных измерений использовались методы математической статистики

Научная новизна

Научная новизна заключается в следующем

1 Разработана математическая модель напряженного состояния абразивного порошка в рабочей камере АПО при отсутствии шнекового механизма для его нагнетания и уплотнения Получены выражения для определения компонентов тензора напряжений

2 Разработана математическая модель энергосиловых параметров АПО-процесса для случая трехмерного осесимметричного движения сыпучей среды, на основе которой рассчитано усилие протягивания катанки через рабочую камеру

Практическая ценность данной работы заключается в следующем

1 На основе новой математической модели разработана конструкция бесшнековой установки АПО для очистки катанки из легированной стали, позволяющая снизить материальные затраты на эксплуатационные расходы, электроэнергию, а также уменьшить металлоемкость конструкции в целом

2 По результатам выполненных исследований успешно испытано новое оборудование АПО-процесса, включая устройство удаления пылевидной окалины, существенно повышающее качество очистки катанки от окалины

3 Вышеуказанные технические решения защищены двумя патентами Российской Федерации

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на пятой Международной научно-технической конференции «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства», г Череповец, октябрь 2005 г, были представлены на «Региональной выставке-презентации научных инновационных проектов», Череповец, ЧТУ, 2006 г

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 4 статьи в ведущих рецензируемых научных изданиях, получено 2 патента Российской Федерации

Реализация работы

В результате выполненной работы изготовлено и введено в эксплуатацию новое оборудование для АПО-процесса, входящее в состав промышленной поточной линии очистки и волочения катанки, находящейся в лаборатории новых процессов производства проката Череповецкого государственного университета

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения Она содержит 95 с машинописного текста, 21 рис, 11 табл, список литературы из 56 наименований и приложения

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность и формулируются цели исследований разработка новой математической модели, пригодной для описания поведения сыпучей среды в рабочей камере АПО при отсутствии непрерывного уплотнения в ней абразивного порошка шнековым механизмом, разработка уточненной математической модели АПО-процесса с учетом объемного осесимметричного движения сыпучей среды и получение новых выражений для определения энергосиловых параметров процесса очистки от окалины катанки из легированных сталей, совершенствование экологически чистой технологии, совмещающей в едином потоке эффективную бескислотную очистку катанки из легированных сталей от окалины и ее волочение

В 1-й главе описаны существующие способы подготовки металла к волочению Приведены преимущества и недостатки альтернативных способов подготовки металла к волочению Приведены преимущества абразивно-порошковой очистки, заключающиеся в относительной простоте способа и позволяющие создать совмещенную линию по подготовке металла к волочению Проведен выбор сыпучего материала для абразивно-порошковой очистки

Конструкция первой установки АПО предполагала в качестве уплотняющего механизма использование шнека, способного осуществлять непрерывную подачу порошка в рабочую камеру

Крутящий момент шнека при его наружном диаметре 0,09 м мог достигать 670 Нм Это приводило к увеличению абразивного износа рабочих органов чистящего узла (т е модуля АПО, особенно его последнего витка, который являлся уплотняющим, т е «рабочим»), а также к чрезмерным затратам на его замену при износе Шнек, к тому же, являлся сложной и трудоемкой в изготовлении деталью -на нем необходимо было выполнить винтовую нарезку нестандартного профиля с довольно большим шагом, провести термообработку, подвергнуть газопламенной наплавке особым трудно изнашиваемым материалом «сормайт»

Кроме того, сам процесс очистки был практически неуправляем, так как конструкция электропривода не позволяла изменять частоту вращения вала электродвигателя постоянного тока, а значит изменять крутящий момент шнека в зависимости от диаметра обрабатываемой катанки

Сложность конструкции модуля АПО препятствовала проведению профилактических осмотров и замене неисправных подшипников, шнека и других вышедших из строя деталей

Абразивный порошок, находящийся внутри рабочей камеры, использовался крайне неэффективно лишь небольшая его масса участвовала в процессе очистки, другая часть сыпучей среды, находящаяся вблизи внутренней конической

поверхности рабочей камеры, или изнашивала сама себя и стенки камеры из-за огромного давления нагнетания, создаваемого вращающимся шнеком, или просто вываливалась из камеры Качество очистки поверхности катанки при этом оставалось очень низким

Статическое давление сыпучего материала, находящегося внутри загрузочного бункера установки АЛО вообще никак не использовалось

Проведен обзор методов математического моделирования процесса абразивно-порошковой очистки Проведенный анализ показал, что старые методы моделирования, пригодные для шнековой конструкции установки АПО, не давали возможности адекватно и точно описывать поведение абразивного порошка в рабочей камере при отсутствии шнекового механизма

Кроме того, проведенный анализ вьивил отсутствие математической модели для расчета энергосиловых параметров АПО-процесса в случае пространственной осесимметричной задачи Исходя из этого, поставлены три основные задачи по совершенствованию теории и технологии АПО-процесса

1 Создание новой математической модели для расчета энергосиловых параметров АПО-процесса в случае трехмерного осесимметричного движения сыпучей среды

2 Разработка принципиально новой конструкции бесшнековой установки АПО для очистки катанки из легированной стали и расчета напряженного состояния абразивного порошка в такой установке

3 Расчет геометрических параметров устройства для удаления пылевидных остатков счищенной окалины в едином технологическом потоке абразивно-порошковой очистки и волочения проволоки

Во 2-й главе представлена новая методика расчета напряженного состояния абразивного порошка в этой установке и описана разработанная новая конструкция бесшнекового варианта установки АПО (рис 1)

Принцип действия новой бесшнековой установки АПО заключается в следующем сыпучий материал из загрузочного бункера под действием собственного веса напрямую попадает в рабочую камеру, где дополнительно уплотняется движущейся катанкой Необходимое рабочее давление абразивного порошка на входе в рабочую камеру создается статическим давлением столба сыпучей среды, находящейся внутри загрузочного бункера установки АПО Необходимая высота столба порошка поддерживается с помощью дозирующего устройства Для эффективного использования этого давления рабочая камера соединена непосредственно с шейкой загрузочного бункера Рост давления среды в камере от рабочего до очистного должен происходить за доли секунды, поэтому сама камера должна иметь оптимальные размеры, позволяющие создавать эффект клинового зажима Повышение давления будет происходить не только из-за давящих друг на друга слоев порошка, но, и в большей степени, из-за того, что трение со стороны протягиваемого прутка будет создавать силу сдавливания порошка, увеличивающуюся в направлении сужения рабочей камеры

1 - сепарационная колонка, 2 - дозатор свежего абразивного порошка, 5 - загрузочный бункер, 4 - модуль АПО, 5 - рабочая камера, 6 - бункер для сыпучего материала, 7 - устройство для удаления остатков пылевидной окалины с поверхности изделия

Таким образом, абразивный порошок, находящийся внутри рабочей камеры, в процессе очистки используется более интенсивно снижаются энергозатраты на внутреннее трение и на его износ

Бесшнековая установка АПО для очистки катанки из легированной стали имеет простую и надежную конструкцию, что дает возможность экономить производственные площади, является компактной, позволяет облегчить условия эксплуатации как самого модуля, так и всей поточной линии

Для удаления остатков пылевидной окалины в состав поточной линии включено специальное устройство Его применение позволило почти полностью удалить пылевидную окалину с поверхности катанки, снизить расход материала для нанесения подсмазочного покрытия, повысить стойкость волочильного инструмента и, как следствие, улучшить товарный вид готовой продукции

Так как в большинстве фундаментальных трудов по механике грунтов нет разделения среды (грунта) на сплошную и сыпучую, то механика грунтов и теория

пластичности имеют ряд аналогичных положений Чтобы применить аппарат теории пластичности для решения задач о состоянии сыпучей среды, абразивный порошок следует рассматривать как сплошную, неразрывную, несжимаемую среду, частицы которой предварительно уплотнены, а поры между ними уменьшены

Новая методика расчета напряженного состояния порошка основана на модели трехмерного движения порошка в рабочей камере В осесимметричной задаче имеется четыре (три нормальных <тг, <76> и один касательный гга) неизвестных компонента тензора напряжений, используемых для моделирования состояния как сплошной, так и сыпучей среды Уравнения равновесия для элементарного объема пластически деформируемой и сыпучей среды в цилиндрической системе координат (т., г, в) имеют следующий вид (рис 2)

Рис. 2. Схема действующих напряжений на площадках элементарного объема среды с размерами йг, (1г н (10ъ конической камере

г

(1)

дг дг г дг дг г

г

где аг - радиальное напряжение,

вв - тангенциальное напряжение,

аг — нормальное напряжение, тге- касательное напряжение

Схема течения сыпучего материала в конической камере для объемной осесимметричной задачи показана на рис 3

г

Ь

Рис. 3. Схема движения сыпучего материала в конической камере

Рпрот~ усилие протягивания катанки, Епр - сила трения абразивного порошка о заготовку, Ртрк - сила трения порошка о поверхность камеры, т — касательное напряжение, вызванное трением порошка о поверхность заготовки, тга - касательное напряжение, вызванное трением порошка о поверхность камеры, йк - диаметр катанки, Ь - длина рабочей камеры, а - угол наклона стенки камеры (а = 0 10°), а - радиус выходного отверстия камеры, Я — радиус входного отверстия камеры, р - внешнее давление предварительно уплотненного собственным весом в загрузочном бункере абразивного порошка

Касательные напряжения в среде, вызванные силами трения сыпучего материала (колотой чугунной дроби) о поверхности очищаемого проката (т„) и камеры (г) имеют противоположные направления и разные значения (рис 3) со стороны поверхности заготовки действует «активное трение», способствующее течению порошка вдоль оси г, а со стороны внутренней поверхности камеры трение препятствует движению среды

Таким образом, касательное напряжение по сечению камеры убывает до нуля (в центе слоя переменной толщины), а затем изменяет свой знак Для упрощения считаем, что тгг зависит от г линейно

Ввиду того, что в процессе абразивно-порошковой очистки сыпучая среда уплотняется, а ее давление в сужающейся конической полости возрастает, будем считать, что и трение в направлении сужения камеры будет увеличиваться

Подходящая формула, определяющая касательное напряжение, имеет структуру

(2)

где f¡ (г) - произвольная функция

Приближенные условия пластичности для сплошной среды при объемном осесимметричном напряженном состоянии имеют вид

сгг-<Уг = кл/з , (3)

ад -аг =к4ъ, (4)

где к - величина сопротивления сдвигу

Аналогичные уравнения для сыпучей среды, характеризующее начало движения сыпучего материала (условие подвижности) можно представить в виде

<ТГ-О2=к0л1з, (5)

г — "-0

ств-аг=к^3, (6)

где к(, — приведенное сопротивление сдвигу сыпучей среды (сцепление) Подставив выражение (2) во второе уравнение системы (1), получим

ог ог г ог Уравнение (7) - линейное дифференциальное уравнение первого порядка

Поскольку напряжение вг является функцией координат г и г, то решением этого уравнения является функция

<7, =-2 + /,(/•)+<;!, (8)

где /¡{г) - произвольная функция, С1 - произвольная постоянная

Подставив выражение (8) в условие предельного равновесия для абразивного порошка (5), получим

<тг = £0л/3 -

2 /у, + /(/•) +С (9)

Подставляя выражения (2), (6) и (9) в первое уравнение системы (1), получим уравнение

8г дг г

откуда

дЛ(г) Г) д/Хг) (10)

дг г дг

ч /

Левая часть этого уравнения зависит только от г, а правая - только от г, следовательно, обе эти части равны постоянной величине С2 Тогда

/, II

-^ = С2, (П)

oz

откуда в результате интегрирования найдем, что

/l(z) - ~C2Z + C3, (12)

где С3 - произвольная постоянная

Из левой части уравнения (10) имеем

дг г

откуда после интегрирования получим

/,(г) = ^- + *0л/31пг (13)

Подставив выражение (12) в формулу (2), найдем касательное напряжение

Tri=(C3-C2z)T (14)

Известное выражение для определения касательного напряжения на внутренней конической поверхности рабочей камеры (г) имеет вид

т = 0,5(crz - ar)sin2а + Trz cos2or (15)

С учетом условия предельного равновесия сыпучей среды (5)

г 4- 0,5kñ V3sm 2а

Trz =----(16)

eos 2а

Произвольные постоянные С2 и C¡ находим из граничных условий х = - цк0 при г = R, z = L и = *¥к0 при г, равном радиусу катанки {г = rK,z = 0), откуда с помощь выражения (14) и соотношения (16) находим

i¿á0Rcos2a + /jk0rK -0,5 У3г„ sin2a

С

r -!Éo.

1-3 -

г

rrLR eos 2a

(17)

где ¥— коэффициент трения сыпучего материала о поверхность заготовки,

¡л — коэффициент трения абразивного порошка о внутреннюю поверхность рабочей камеры

Принимая во внимание разное качество обработки металлических поверхностей очищаемого проката и камеры, можно считать, что коэффициенты трения ¥ ш /и имеют разные значения

Подставив выражения (12) и (13) в соотношения (8) и (9), получим

<тг =(С2г-2С3)г + 0,5С2г2 +/с0л/31пг + С„ аг = (С2~ - 2С3)г + 0,5С2г2 + А0 1пг + С, + к0т/3, ав = (С2г - 2С3)г + 0,5 С2гг + к0л/31пг + С, + 2к0

Произвольную постоянную С] находим из граничного условия oz равно известному напряжению очистки аоч, зависящему от марки стали очищаемого проката, действующему на катанку при z = 0 и г = гк, отсюда

С, = <7оч -*ол/31пгк -0,5СЛ2, (19)

где — значение произвольной постоянной, определяемое из первого

уравнения системы (17)

Таким образом, имеем следующую систему для определения компонентов тензора напряжений

i/AgR cos 2a(L - г) - juk0rKz + 0,5л/>к£о sin 2az rrLR cos 2a

_ I <fdc0Rcos2a + /Ж0гк -0, sin 2a

r LRcos2a

r r

к к

J^costo + zV.-0,5л/З.Лзш2аУ , 2_ л +.

„ Г Orncln, \ ' ' * ' " -

rKLRcos2a

+ - 0,5л_

r^LR cos 2a J rK ^ r.

; = tocos2a + -(Ы>А sin2aV г + Q>2 _^in-Ü^W

Процесс очистки цилиндрического проката в камере АПО происходит лишь из-за действия силы трения дополнительно уплотненного абразивного порошка о поверхность заготовки, подача и уплотнение которого осуществляются поверхностью движущейся катанки

Тогда усилие протягивания катанки через рабочую камеру (рис 3), с учетом уравнений системы (17), выражения (19) и второго уравнения системы (18), можно рассчитать по формуле

sia2a

rjtco&a

ijkfi

-ЦД+Ьт»

(20)

где 8К - площадь боковой поверхности заготовки, находящейся в конической камере,

агср - среднее значение напряжения аг Для проверки адекватности модели и правомочности принятых допущений было проведено сопоставление расчетных данных, полученных по формуле (20), с экспериментальными данными

С использованием разработанной модели построены поля напряжений в рабочей камере АПО-процесса (рис 4)

Усилие протягивания катанки через камеру было экспериментально определено на действующем оборудовании для абразивно-порошковой очистки катанки в лаборатории новых процессов в производстве проката ЧГУ с помощью динамометра, погрешность измерения которого составляет 0,1 Н Результаты вычислений и экспериментальные данные имеются в табл 1 и 2

Рис. 4. Распределение камере АПО

напряжений,

действующих на порошок в рабочей

Таблица

Расчетные данные (согласно разработанной математической модели) по

Исходные данные Результаты вычислений

Диаметр катанки, мм Приведенное сопротивление сдвигу сыпучей среды, Па Длина камеры, м Радиус входного отверстия, м Угол наклона боковой стенки рабочей камеры, гпал Коэффициент трения чугунного порошка о поверхность заготовки Площадь боковой поверхности катанки, находящейся в камере, | м2 | Среднее значение напряжения о> кПа Усилие протягивания катанки через камеру АПО, Н

йк ко 1 Я а Г & &ГСр р 1 прот

6,5 5690 0,036 0,011 5 0,52 0,00073 448,2 170,1

7,1 0,0008 448,3 186,5

Таблица 2 Сравнение расчетных и экспериментальных энергосиловых

параметров АПО-процесса

Диаметр катанки, мм Расчетное усилие протяжки катанки через камеру АПО, Н Экспериментальное усилие протяжки катанки через камеру АПО, Н Погрешность, %

1 6,5 170,1 181,2 -6,1

2 165,3 +2,9

3 157,5 +8,0

1 7,1 186,5 197,6 -5,6

2 185,3 +0,7

3 175,4 +6,3

Из табл 2 видна хорошая сходимость экспериментальных и расчетных результатов величина расхождения составляет 0,7 - 8 %

В 3-й главе приведены результаты экспериментальных исследований параметров совмещенной технологии очистки и волочения катанки Определены коэффициенты внешнего и внутреннего трения, особая роль которых вытекает из новой математической модели состояния абразивного порошка в рабочей камере процесса АЛО

Для подтверждения воздействия новых устройств на качественные параметры совмещенного процесса очистки и волочения проката были проведены комплексные исследования по определению параметров шероховатости поверхности заготовки, а также - по определению количества окалины на готовом изделии

Параметры шероховатости обрабатываемой поверхности должны иметь минимальные значения для увеличения срока службы волок

ГОСТ 2789-73 определяет следующие основные параметры шероховатости Ыа - среднее арифметическое отклонение профиля, - отклонение профиля измеренное по 10-ти точкам, Кшах - наибольшая величина неровностей, Рс - число пиков на один сантиметр поверхности

Именно эти параметры проката и катанки исследовались с помощью профилографа фирмы «МЦиШуо» для количественной оценки поверхности

Таблица 3

Параметры шероховатости поверхности катанки из стали ШХ15 после удаления окалины различными способами

Параметры поверхности катанки

Значения параметров Яа Рс

Поверхность после травления

значение 2,72 7,7 | 16,49 40

Поверхность после очистки в камере АПО с переменной конусностью

значение 1,55 4,39 | 11,24 12

Поверхность после очистки в установке АПО нового поколения

значение 1,13 3,19 | 7,82 4

Из-за технологических особенностей процесса АПО рельеф микронеровностей имеет преимущественно продольный характер, те основное направление рисок -вдоль оси изделия

Измерение профилографом шероховатости поверхности образцов проката возможно только вдоль оси изделия Цель таких исследований - сравнение показателей шероховатостей, получаемых с применением различных технологических процессов очистки

Исследованию подвергались образцы проката после травления (основной технологический процесс, применяемый на большинстве метизных предприятий), а также образцы катанки, очищенной с помощью различных вариантов совмещенного процесса АПО-волочение

Контролировались при этом четыре параметра шероховатости - Яа, Ятах, Рс

Обработанные результаты измерений параметров шероховатости поверхности катанки, очищенной от окалины травлением, по базовой совмещенной технологии и по усовершенствованной совмещенной технологии приведены в табл 3

Сравнивая результаты измерений шероховатости катанки, можно отметить, что наибольшие значения параметров шероховатости поверхности заготовки получаются при применении травления для очистки катанки от окалины, а наименьшие — при применении бесшнековой установки АЛО нового поколения

Это говорит об уменьшении вероятности соприкосновения пиков микронеровностей заготовки с материалом инструмента при применении бесшнековых установок АПО нового поколения, что, в свою очередь, позволяет увеличить ресурс волок, сделать процесс волочения более стабильным и управляемым

При этом особый интерес вызывает измерение шероховатости готового изделия - калиброванного проката круглого профиля из стали ШХ15 Результаты влияния различных технологических процессов на показатели шероховатости после волочения приведены в табл 4

Таблица 4

Параметры шероховатости поверхности калиброванного проката круглого профиля из стали ШХ15 после удаления окалины различными способами и волочения

Параметры поверхности калиброванного проката

Значения параметров К-тах Рс

Поверхность после травления и волочения

среднее значение 0,68 5,7 11,4 48

Поверхность после очистки на установке АПО с камерой, имеющей переменную конусность и волочения

среднее значение 0,62 5,2 6,2 44

После очистки в камере АПО нового поколения и волочения

среднее значение 0,56 4,7 5,6 40

Параметры шероховатости поверхности готового изделия также зависят от способа удаления окалины с поверхности заготовки

Катанка после травления и волочения имеет более высокие пики микронеровностей, а после абразивно-порошковой очистки и волочения - меньшее значение всех параметров шероховатости, что говорит о более качественной поверхности такого изделия, обеспечивающей лучшие технологические свойства и потребительские качества

Другим параметром, характеризующим качество очистки цилиндрического проката от окалины, является количество окалины, остающейся на катанке после АПО — процесса, при использовании бесшнековой установки (табл 5)

Таблица 5 Количество окалины на поверхности проката из стали ШХ15

№ п/п Состояние образцов катанки Среднее содержание окалины, кг/т

1 Исходный подкат 5,77

2 После окалиноломателя 1,55

3 После АПО 0,52

4 После устройства для удаления пылевидных остатков окалины 0,31

5 После волочения 0,17

Анализируя результаты измерений количества окалины на поверхности заготовки после АПО - процесса, можно отметить, что качество очистки катанки с помощью данного способа сопоставимо с качеством поверхности проката, очищенного от окалины с помощью травления окалины в растворах серной и соляной кислот

Требования по остаточной окалине на поверхности заготовки и готового изделия не регламентируются стандартами, но от ее количества зависят показатели стойкости волочильного инструмента

При полном отсутствии окалины на металле после механической очистки нормальное волочение с любой, даже с очень хорошей технологической смазкой практически невозможно Во многих случаях способность остатков вюстита служить своего рода подсмазочным покрытием, частично вступающим со смазкой (мылом) в химическую реакцию, облегчает процесс волочения

ГОСТ 1051-73 определяет следующие основные требования к качеству поверхности калиброванного проката поверхность изделия должна быть чистой, гладкой, светлой или матовой, без трещин, плен, закатов и окалины Шероховатость поверхности по И^не должна превышать 20 мкм

Т к на поверхности круглого калиброванного проката присутствуют лишь отдельные мелкие риски механического происхождения, то качество его поверхности соответствует группе А требований ГОСТ 1051-73

В 4-й главе предложено усовершенствование конструкции установки АПО и определены основные геометрические параметры рабочей камеры, а также описаны перспективы развития технологических линий действующих волочильных станов при переходе сталепроволочного производства на механическое удаление окалины

При удалении окалины с поверхности цилиндрического проката в существующем модуле установки абразивно-порошковой очистки катанка двигалась через коническую камеру, заполненную абразивным порошком, на который

действует внешнее давление, создаваемое вращающимся шнеком Высокое значение давления нагнетания приводило к вдавливанию порошка в поверхность катанки

Опыты показали, что при применении существующей установки АЛО, усилие протягивания катанки диаметром 6,5 мм через рабочую камеру составляло 945 Н

Это свидетельствовало о наличии чрезмерного противонатяжения, приводящего к высоким потерям металла от брака, а также - к образованию рисок, задиров и других грубых дефектов

Усилие протягивания заготовки через рабочую камеру косвенно характеризует качество очистки поверхности проката При малых его значениях качество очистки проката от окалины может быть недостаточным, а при больших значениях соответственно возрастает противонатяжение, и волочение начинает сопровождаться утяжкой, которая увеличивает вероятность обрыва катанки С помощью разработанной методики расчета энергосиловых параметров АПО-процесса в случае трехмерного осесимметричного движения сыпучей среды было определено рациональное значение усилия протягивания заготовки через камеру бесшнековой установки, обеспечивающее существенное повышение качества очистки и снижение затрат энергии на протягивание заготовки

Таким образом, важно поддерживать величину усилия протягивания проката через камеру АПО в оптимальных границах, при этом сама камера АПО должна быть спроектирована так, чтобы величина усилия протягивания изделия не вызывала чрезмерного противонатяжения катанки

Профиль новой рабочей камеры бесшнековой установки АПО должен обеспечивать подачу абразивного порошка в зону, близкую к движущейся катанке, в которой он активно взаимодействуя с поверхностью катанки, реализуя режим «самонагнетания», должен создавать рабочее давление, необходимое для очистки проката

При выборе рациональных геометрических параметров такой камеры необходимо учесть, что ее длина должна быть по возможности минимальной, но достаточной для полного удаления окалины На основании расчетов по новым теоретическим положениям и экспериментальным исследованиям было установлено, что ее активная длина не должна превышать 36 мм (рис 5) Уменьшение геометрических параметров рабочей камеры бесшнековой установки АПО привело к увеличению эффективности использования абразивного порошка, увлекаемого движущейся катанкой и участвующего в процессе очистки

Скорости протягивания катанки через бесшнековый модуль АПО при качественной очистке также соответствуют скоростям волочения на первых блоках волочильных станов Кроме того, величина абразивного износа рабочих органов очистного узла АПО не приводила к чрезмерным затратам времени на их замену, а износ волочильного инструмента при этом не увеличивался из-за наличия остатков пылевидной окалины на поверхности катанки

Реализация результатов работы производилась в лабораторных условиях на действующем оборудовании для абразивно-порошковой очистки проката от окалины Образцы катанки, полученные во время испытаний, показаны на фотографиях (рис 6)

1

2

3

Рис. 5. Рабочая камера бесшнековой установки нового профиля:

! — конический корпус рабочей камеры; 2 — выходная ограничительная волока; 3 — хвостовик, фиксирующий ограничительную волоку

Рис. 6. Фотография образцов механически очищенной новым способом заготовки из шарикоподшипниковой стали ШХ15 диаметром 6,0 мм

Таким образом, совокупность новых технических решений, защищенных

патентами РФ, позволяет сделать вывод о создании качественно новой технологии

очистки катанки перед волочением

Заключение

1 Созданная и реализованная на основе аналогии между сыпучей и сплошной средами математическая модель АПО-процесса дала возможность, в отличие от ранее опубликованных моделей, рассчитывать поля напряжений абразивного порошка при трехмерном осесимметричном движении сыпучей среды в бесшнековой рабочей камере В результате создан усовершенствованный математический аппарат для расчета энергосиловых параметров процесса очистки от окалины катанки из легированных сталей

2 Достоверность математической модели обоснована сравнением расчетных данных и данных, полученных при экспериментальных исследованиях на промышленном оборудовании, а также подтверждена результативностью технических и конструкторских решений, разработанных на основе научных положений

3 Сопоставление результатов измерения усилия протягивания катанки через камеру АПО с результатами расчета по новой модели, показало, что погрешность не превышает 8 %

4 Разработан и проверен экспериментально ряд новых патентоспособных технических решений по бесшнековой конструкции установки АПО для очистки катанки из легированной стали и устройства дЛя удаления остатков пылевидной окалины, позволивших существенно улучшить качество поверхности катанки, а также создать условия для эффективного ее волочения в поточной линии

5 Совокупность представленных в диссертации технических решений достаточно полно охватывает предмет разработки и защищена патентами Российской Федерации Результаты работы реализованы в линии абразивно-порошковой очистки катанки и волочения проволоки на базе волочильного стана ВСМ -1/650 АЗТМ, действующего в лаборатории Череповецкого государственного университета

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Кузнецов С А, Земсков А В , Климушкина Л А, Сафронов А В Моделирование поведения сыпучей среды в установке абразивно-порошковой очистки катанки от окалины // Сталь 2005 № 9, с 56 - 58

2. Кузнецов С.А., Земсков А В , Климушкина Л А., Сафронов А.В Новая конструкция установки абразивно-порошковой очистки // Сталь, 2006, № 2, с 52-53

3. Кузнецов С А, Земсков А В, Климушкина Л А, Сафронов А В Математическое моделирование процесса АПО и конструирование бесшнековой установки // Сталь, 2006, № 4, с 58 - 60

4. Кузнецов С А, Виноградов А И, Земсков А В Напряженное состояние абразивного порошка и силовые параметры процесса очистки сортового проката от окалины // Производство проката, 2007, № 5, с 58-69

5. Виноградов А И , Кузнецов С А, Земсков А В Анализ состояния сыпучей среды при абразивно-порошковой очистке цилиндрического проката во вращающейся рабочей камере // Сборник трудов молодых ученых ЧТУ 2005, №2, с 110-113

6. Виноградов А И, Земсков А В Методика решения задач о состоянии сыпучей среды на основе теории пластичности// Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства материалы 5-й Международной научно-технической конференции Череповец ГОУ ВПО ЧТУ, 2006, с 167-170

7. Кузнецов С А , Земсков А В Новый подход к разработке конструкции рабочей камеры для абразивно-порошковой очистки цилиндрического проката от окалины// Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства материалы 5-й Международной научно-технической конференции Череповец ГОУ ВПО ЧТУ, 2006, с 163-166

8. Патент РФ №2268802 от 27.1.2006 «Устройство для очистки длинномерных цилиндрических изделий от окалины» / Кузнецов С А, Земсков А В , Сафронов А В

9. Патент РФ №2273538 от 104 2006 «Устройство для удаления пылевидных остатков окалины с поверхности металлического изделия» / Кузнецов С А , Земсков А В , Сафронов А.В

Для заметок:

Введение.

Глава 1. Состояние технологии подготовки катанки к волочению.

1.1. Анализ существующих методов очистки катанки от окалины.

1.2. Анализ существующих математических моделей процесса абразивно-порошковой очистки проката от окалины.

1.3. Выбор материала порошка для абразивно-порошковой очистки проката от окалины.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Теоретический анализ процесса АПО цилиндрического проката от окалины.

2.1. Разработка новой конструкции бесшнекового варианта установки АПО.

2.2. Решение задачи о состоянии сыпучего материала в сужающейся конической полости.

2.3. Решение задачи объемного течения сыпучей среды в конической камере АПО.

2.4. Граничные условия объемной задачи течения сыпучей среды в условиях АПО-процесса.

2.5. Экспериментальная проверка достоверности математической модели процесса абразивно-порошковой очистки цилиндрического проката от окалины.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Исследование параметров совмещенной технологии очистки и волочения катанки.

3.1. Исследование коэффициентов внешнего и внутреннего трения абразивного порошка.

3.2. Исследование влияния конструкции установки АЛО на показатели шероховатости катанки и проката.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Разработка, практическое использование и исследование эффективности новых технических решений.

4.1. Определение основных геометрических параметров новой рабочей камеры для бесшнековой установки АЛО.

4.2. Исследование и испытание устройства для удаления пылевидных остатков окалины с поверхности изделия в едином технологическом потоке с механической очисткой и волочением катанки.

4.3. Промышленная эксплуатация совмещенной линии.

4.4. Реализация новых технических решений и перспективы дальнейшего развития конструкций установок АЛО.

Выводы по главе 4.

Совмещение дискретных производственных процессов в непрерывные технологические потоки и повышение экологической безопасности промышленного производства являются фундаментальными проблемами современной металлургии, они актуальны и для волочильно-калибровочного производства. Здесь многие операции получения проволоки и калиброванного проката носят дискретный характер, опасны для окружающей среды и здоровья обслуживающего персонала.

На металлургических предприятиях России и за рубежом основным методом удаления окалины с поверхности катанки является способ химического травления окалины в растворах серной и соляной кислот. Использование химических веществ, особенно кислоты, при травлении катанки не отвечает современным требованиям промышленной экологии, а также не позволяет совместить эти операции с процессом волочения в едином технологическом потоке.

Высокие удельные затраты и значительная экологическая опасность применения химической технологии травления окалины заставляют предприятия и лаборатории во всем мире искать альтернативные методы удаления окалины. Новые методы преимущественно представляют различные способы механической очистки от окалины. Это, например, иглофрезерный, дробеметный, дробеструйный, обточка резцами, шлифовка различными абразивными материалами (эластичными кругами, абразивными ремнями и др.), в т.ч. и их различными комбинациями. Большое разнообразие способов и конструкций для механического удаления окалины говорит о том, что в мире не существует достаточно отработанной, надежной и широко применяемой технологии механической очистки катанки от окалины.

Учитывая это, в 1992-1999 годах в Череповце была разработана и испытана в промышленных условиях экологически чистая поточная линия, в которой катанка подвергалась непрерывному удалению окалины механическим способом - путем пропуска ее через роликовый окалиноломатель и установку абразивно-порошковой очистки (АПО), а затем поступала в волочильный стан [1,2].

В значительной мере возможность механического или химического удаления окалины зависит от ее количества, состава и структуры. Окалина представляет собой комплекс многих химических соединений железа и других элементов в стали (окислов, гидратов, силикатов, сульфитов и др.). Основными составляющими частями окалины углеродистой стали являются окислы железа: гематит (РегОз), магнетит (РегО,») и вюстит (РеО). В окалине легированной стали присутствуют также сложные соединения других элементов, которые попадают в сталь при легировании (например, хрома, марганца, вольфрама, никеля и др.). Эти соединения образуют промежуточный слой, располагающийся между основным металлом и вюститом. В этом случае соединения хрома, кремния, алюминия и других элементов придают стали особенно высокую окалиностойкость.

Особую актуальность представляет подшипниковая сталь марки ШХ15, так как ее окалина, состоящая на 90 % из Сг20з, пластична, хорошо сцепляется с металлом и трудно удаляется механическими способами. Время травления такой окалины в растворах серной и соляной кислот достигает 1,5 ч, что в свою очередь приводит к большим потерям металла от перетрава, а также - к снижению качества продукции. В связи с этим разработка нового оборудования для АПО-процесса, пригодного для зачистки катанки из легированной стали, является актуальной задачей.

Использование установок АПО в составе поточных технологических линий сдерживалось, т.к. многие научно-технические и конструкторско-технологические вопросы не были до конца проработаны. В частности, в последние годы была разработана и испытана новая бесшнековая конструкция рабочей камеры АПО.

Однако известная математическая модель АПО-процесса описывала напряженное состояние абразивного порошка в рабочей камере, в которой внешнее давление на порошок создается шнековым механизмом. Математическая модель для определения энергосиловых параметров процесса очистки проката от окалины для бесшнекового модуля АЛО отсутствовала.

Кроме того, известный метод расчета энергосиловых параметров очистки с помощью созданной ранее плоской математической модели не в полной мере соответствовал поведению абразивного порошка в камере АЛО в трехмерном пространстве.

Установка АПО цилиндрического проката от окалины первого поколения также имела ряд недостатков:

• Сложность конструкции привода модуля АПО, состоящего из электродвигателя, 2-х-ступенчагого редуктора и цепной передачи, препятствующая проведению профилактических осмотров и замене неисправных подшипников, шнека и других деталей.

• Повышенный износ шнека, особенно его последнего, рабочего витка, на который действует высокое давление.

• Повышенный износ волочильного инструмента, вызванный наличием на поверхности катанки пылевидной окалины, остающейся на ней после модуля АПО.

В связи с этим, решение объемной осесимметричной задачи напряженного состояния сыпучей среды, пригодной для расчета энергосиловых параметров процесса очистки сортового проката от окалины, оптимизация конструкции бесшнековой установки АПО для очистки катанки из легированной стали, являются актуальными задачами.

Для дальнейшего совершенствования технологии и оборудования АПО-процесса в работе были поставлены следующие задачи: 1. Разработать и реализовать новую математическую модель, пригодную для описания поведения сыпучей среды в рабочей камере АПО при отсутствии непрерывного уплотнения в ней абразивного порошка шнековым механизмом.

2. Разработать уточненную математическую модель АПО-процесса с учетом объемного осесимметричного движения сыпучей среды, уточнить граничные условия и получить новые выражения для определения энергосиловых параметров процесса очистки от окалины катанки из легированных сталей.

3. Рассчитать оптимальные геометрические параметры устройства для удаления пылевидной окалины с поверхности катанки, а также испытать его в составе поточной линии.

В работе использованы методы математического моделирования состояния сыпучей среды с использованием компьютерных технологий.

Адекватность математической модели реальному АПО-процессу оценивалась путем сравнения экспериментальных данных с данными, рассчитанными по модели.

При обработке данных измерений использовались методы математической статистики.

Научная новизна данной работы заключается в следующем:

1. Разработана математическая модель напряженного состояния абразивного порошка в рабочей камере АПО при отсутствии шнекового механизма для его нагнетания и уплотнения. Получены выражения для определения компонентов тензора напряжений.

2. Разработана математическая модель энергосиловых параметров АПО-процесса для случая трехмерного осесимметричного движения сыпучей среды, на основе которой рассчитано усилие протягивания катанки через рабочую камеру.

Практическая ценность данной работы заключается в следующем: 1. На основе новой математической модели разработана конструкция бесшнековой установки АПО для очистки катанки из легированной стали, позволяющая снизить материальные затраты на эксплуатационные расходы, электроэнергию, а также уменьшить металлоемкость конструкции в целом.

2. По результатам выполненных исследований успешно испытано новое оборудование АПО-процесса, включая устройство удаления пылевидной окалины, существенно повышающее качество очистки катанки от окалины.

3. Вышеуказанные технические решения защищены двумя патентами Российской Федерации.

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на пятой Международной научно-технической конференции «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства», г. Череповец, октябрь 2005 г.; были представлены на «Региональной выставке-презентации научных инновационных проектов», Череповец, ЧТУ, 2006 г.

По материалам диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 4 статьи в ведущих рецензируемых научных изданиях, получено 2 патента Российской Федерации.

В результате выполненной работы изготовлено и введено в эксплуатацию новое оборудование для АПО-процесса, входящее в состав промышленной поточной линии очистки и волочения катанки, находящейся в лаборатории новых процессов производства проката Череповецкого государственного университета.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Она содержит 95 с. машинописного текста, 21 рис., 12 табл., список литературы из 56 наименований и приложения.

Выводы по главе 4

Разработана новая конструкция камеры АПО, активная длина которой в 2,4 раза меньше, чем длина рабочей камеры базового варианта установки АПО. Такая конструкция облегчает заправку очистного узла перед последующей очисткой катанки от окалины и позволяет сократить длину всей поточной технологической линии, а также повысить качество очистки поверхности проката.

Проведено исследование новой камеры АПО, показавшее, что ее применение позволяет снизить усилие протягивания катанки через рабочую камеру и уменьшить расход абразивного порошка на АПО-процесс.

Испытана новая конструкция устройства для удаления пылевидных остатков окалины, которая позволяет значительно уменьшить их содержание на поверхности очищенной катанки.

Предложены перспективы развития конструкций установок АПО нового поколения.

Заключение

1. Созданная и реализованная на основе аналогии между сыпучей и сплошной средами математическая модель АПО-процесса дала возможность, в отличие от ранее опубликованных моделей, рассчитывать поля напряжений абразивного порошка при трехмерном осесимметричном движении сыпучей среды в бесшнековой рабочей камере. В результате создан усовершенствованный математический аппарат для расчета энергосиловых параметров процесса очистки от окалины катанки из легированных сталей.

2. Достоверность математический модели обоснована сравнением расчетных данных и данных, полученных при экспериментальных исследованиях на промышленном оборудовании, а также подтверждена результативностью технических и конструкторских решений, разработанных на основе научных положений.

3. Сопоставление результатов измерения усилия протягивания катанки через камеру АПО с результатами расчета по новой модели, показало, что погрешность не превышает 8 %.

4. Разработан и проверен экспериментально ряд новых патентоспособных технических решений по бесшнековой конструкции установки АПО для очистки катанки из легированной стали и устройства для удаления остатков пылевидной окалины, позволивших существенно улучшить качество поверхности катанки, а также создать условия для эффективного ее волочения в поточной линии.

5. Совокупность представленных в диссертации технических решений достаточно полно охватывает предмет разработки и защищена патентами Российской Федерации. Результаты работы реализованы в линии абразивно-порошковой очистки катанки и волочения проволоки на базе волочильного стана ВСМ - 1/650 АЗТМ, действующего в лаборатории Череповецкого государственного университета.

6. Материалы диссертации представлены и обсуждены:

• на заседании секции прокатного производства 5-й Международной научно-технической конференции «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства» в октябре 2005 г

• на «Региональной выставке-презентации научных инновационных проектов» в 2006 г.

• на расширенном заседании кафедры «Машины и агрегаты металлургических заводов» Института металлургии и химии ЧТУ в апреле 2007 г.

1. Гарбер Э. А., Кузнецов С. А. Совмещение процессов очистки от окалины катанки и волочения проволоки в единой технической линии. Череповец, 1996.-96 с.

2. ШахпазовХ. С. и др. Производство метизов М.: Металлургия, 1977.-390 с.

3. ГарберЭ. А. Кузнецове. А. Поточная линия бескислотной очистки стальной катанки от окалины и волочения проволоки// Технология-96: сборник трудов Международной конференции Новгород, 1996. С. 33-36.

4. Владимиров Ю. В. Механическое удаление окалины с поверхности мелкосортной стали, катанки и проволоки за рубежом М.: Центральный научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований черной металлургии, 1970. - 98 с.

5. A.c. СССР № 485800, МКИВ21С 43/04, опубл. 01.03.75.

6. A.c. СССР № 492329, МКИ В21С 43/04, В21В 45/04, опубл. 25.11.1975.

7. A.c. СССР № 564028, МКИ В21В 45/04, опубл. 05.07.1977.

8. A.c. СССР № 608576, МКИ В21С 43/04, опубл. 1977.

9. A.c. СССР № 638393, МКИ В21В 45/04, опубл. 09.03.1977.

10. A.c. СССР № 787131, МКИ В21С 43/04, В21В 45/04, опубл. 15.12.1980.

11. A.c. СССР № 869898, МКИ В21В 45/04, В21С 43/04, опубл. 07.10.1981.

12. A.c. СССР № 1 . 13196, МКИ В32С 43/04, опубл. 1984.

13. A.c. СССР№ 1191136, МКИ В21С 43/04, опубл. 15.11.1985.

14. Заявка США № 4399677, МКИ В21С 43/04, опубл. 1983.16.3аявка Великобритании № 15599221, МКИ В21С 43/04, опубл. 1980.

15. Заявка ФРГ № 2810319, МКИ В21С 43/04, опубл. 1980.18.3аявка Франции № 2429051, МКИ В21С 43/04, опубл. 1980.19.3аявка Японии № 53- 4806, МКИ В21С 43/04, опубл. 21.02.1978.20.3аявка Японии № 53-13171, МКИ В21С 43/04, опубл. 08.05.1978.

16. Заявка Японии № 54.21304, МКИ В21С 43/04,3/14, опубл. 30.07.1979.22.3аявка Японии № 55- 3050, МКИ В21С 43/04, опубл. 1980.23.3аявка Японии № 56- 7442, МКИ В21С 43/04, опубл. 1981.

17. Барон Ю. М Магнито-абразивная и магнитная обработка изделий и режущих инструментов JL: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1986.-125 с.

18. ЖетвинН. П., РоховскаяФ. С., Ушаков В. И. Удаление окалины с поверхности металла-М.: Металлургия, 1964. -195 с.26.3аявка Японии № 59-18133, МКИ В21С 43/04, опубл. 25.04.1984.

19. M. JlaMap Луз. Использование нетканых абразивных кругов один из способов удаления окалины и окончательной отделки поверхности проволоки и прутков. - ЗМ Ко., США - Проспект.

20. Ильюшин А. А. Механика сплошной среды. М.: Изд-во Московского университета, 1971.-247 с.

21. Гарбер Э. А., Летавин М.И., Касаткин В. А. и др. Теория энергосилового расчета процесса абразивно-порошковой очистки проката от окалины // Сталь. 1990. №10. С. 56-60.

22. Гарбер Э. А., Касаткин В. А., Кузнецов С. А., Пименов А. Ф. Энергосиловые параметры осесимметричного процесса абразивно-порошковой очистки от окалины цилиндрического проката //Известия АН СССР. Металлы. 1991. № 6. С. 67 71.

23. Виноградов А. И., Бровман М. Я., Кузнецов С. А. Моделирование закономерностей поведения сыпучей среды с использованием положений теории пластичности, деп. №3775-В98 от 18.12.98.

24. Соколовский В. В. Статика сыпучей среды. М.: Госфизмаггиз, 1960. -243 с.

25. Прандтль Л. О твердости пластических материалов и сопротивлении резанию: Сб. статей «Теория пластичности». М.: Изд-во иностранной литературы, 1948. С. 70-79.

26. Бровман М. Я. О линиях тока при плоской пластической деформации // Изв. АН СССР. Маханика твердого тела. 1989. № 2. С. 185 - 187.

27. Чугун, ферросплавы, лигатуры, порошки, порошковые материалы. -М.: Черметинформация, 1975.

28. Березанцев В. Г. Осесимметричная задача теории предельного равновесия сыпучей среды. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1952. -120 с.41 .Цытович Н. А. Механика грунтов. М.: высшая школа, 1979. - 272 с.

29. Сторожев М. В., Попов Е. А. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1971.-424 с.

30. Громов Н. П Теория обработки металлов давлением. М: Металлургия, 1978.-360 с.

31. Воронцов А. Л. Теория малоотходной штамповки. М.: Машиностроение, 2005.-859 с.

32. Смирнов В. С. Теория обработки металлов давлением. М: Металлургия, 1973.- 496 с.

33. Соболевский Ю. А. Механика грунтов. Минск: Вышейшая школа, 1986.- 176 с.

34. Кузнецов С. А., Земсков А. В., Климушкина Л. А., Сафронов А. В. Математическое моделирование процесса АПО и конструирование бесшнековой установки // Сталь. 2006. № 4. С. 58 60.

35. Виноградов А. И., Кузнецов С. А., Земсков А. В. Анализ состояния сыпучей среды при абразивно-порошковой очистке цилиндрического проката во вращающейся рабочей камере // Сборник трудов молодых ученых ЧТУ: 2005. №2. С. 110-113.

36. Кузнецов С. А., Земсков А. В., Климушкина Л. А., Сафронов А. В. Моделирование поведения сыпучей среды в установке абразивно-порошковой очистки катанки от окалины // Сталь. 2005. № 9. С. 56 58.

37. Кузнецов С. А., Земсков А. В., Сафронов А. В., Климушкина Л. А. Новая конструкция установки абразивно-порошковой очистки // Сталь. 2006. №2. С. 52-53.

38. Патент № 2268802 от 27.1.2006 Устройство для очистки длинномерных цилиндрических изделий от окалины / Кузнецов С. А., Земсков А. В., Сафронов А. В.

39. Кузнецов С. А., Виноградов А. И., Земсков А. В. Напряженное состояние абразивного порошка и силовые параметры процесса очистки сортового проката от окалины // Производство проката 2007. № 5. С. 58 69.

40. Патент № 2273538 от 10.4.2006 Устройство для удаления пылевидных остатков окалины с поверхности металлического изделия / Кузнецов С. А., Земсков А. В., Сафронов А. В.

41. ГОСТ 1051-73. Сталь калиброванная. -М.: Изд-во стандартов, 1988.

42. ГОСТ 7417-75. Сталь калиброванная. -М.: Изд-во стандартов, 1976.

43. Северсталь-метиз Приложение 1

44. ОАО «Череповецкий сталепрокатный завод» Лаборатория экспресс-анализа калибровочного производства1. Протокол № 1химического анализа Определение массы остаточной окалины на катанке и термообработанной проволоке25» ноября 2004 г.1. Среднее

45. Марка стали 0 Состояние продукции К-во содержание окалины, кг/т

46. ШХ 15 6,5 Исходная катанка 1 5,75

47. ШХ 15 6,5 После окалиноломателя 1 1,54

48. ШХ 15 6,5 После АПО 1 1,35

49. ШХ 15 6,5 После волочения 1 0,48

50. Начальник лаборатории / ./т^.( ¿/ ЪА и- МЦ ^1. Лаборант (инженер ТО КП)

51. Протокол касается только образцов, подвергнутых испытанию. Частичной перепечатке без согласования с лабораторией не подлежит.

52. УТВЕРЖДАЮ»: начальник технологического отдела калибровочнокрепёжного производства (Климушкина Л.А.)

53. России, 162600, Воююдаая область, г Череломц, уя 50-пет» Октября, 1Ш тел *7 (8202) 539 191/фаис «7 (8202) 538 520 ечм4 гбоОьечечМт&ихт

54. Северсталь-метиз Приложение 2

55. ОАО «Череповецкий сталепрокатный завод» Лаборатория экспресс-анализа калибровочного производства1. Протокол № 2химического анализа Определение массы остаточной окалины на катанке и термообработанной проволоке26» июня 2006 г.1. Среднее

56. Марка стали 0 Состояние продукции К-во содержание окалины, кг/т

57. ШХ 15 6,5 Исходная катанка 1 5,77

58. ШХ 15 6,5 После окалиноломателя 1 1,551. ШХ15 6,5 После АПО 1 0,521ИХ15 6,5 После устройства для удаления пылевидных остатков окалины 1 0,311X1X15 6,5 После волочения 1 0,17

59. Начальник лаборатории ( ^ )

60. Лаборант (инженер ТО КП) ( Ж^СЯМоЗа )

61. Протокол касается только образцов, подвергнутых испытанию. Частичной перепечатке без согласования с лабораторией не подлежит.

62. УТВЕРЖДАЮ»: начальник технологического отдела калибровочно-крепёжного производства /уу(Климуижина Л.А.)

63. России, 162600, Вопогодсная область, г Череповец, уш 50-вети« Опабра. 1Ш тек *7 (3302) 5Э9151/фале »7 (8202)533 520 e-mai r1fo@seve3MmAz.com