Разработка и исследование процесса прокатки в калибрах конических валков прутков и труб из горячепрессованных заготовок

Исхаков, Руслан Фанисович

Обработка металлов давлением

автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Разработка и исследование процесса прокатки в калибрах конических валков прутков и труб из горячепрессованных заготовок

кандидата технических наук: Исхаков, Руслан Фанисович
город: Екатеринбург
год: 2009
специальность ВАК РФ: 05.16.05
цена: 450 рублей

Диссертация по металлургии на тему «Разработка и исследование процесса прокатки в калибрах конических валков прутков и труб из горячепрессованных заготовок»

Автореферат диссертации по теме "Разработка и исследование процесса прокатки в калибрах конических валков прутков и труб из горячепрессованных заготовок"

На правах рукописи

ИСХАКОВ РУСЛАН ФАНИСОВИЧ

Разработка и исследование процесса прокатки в калибрах конических валков прутков и труб из горячепрессованных

заготовок

Специальность 05.16.05 - Обработка металлов давлением

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2009

003467167

Работа выполнена на кафедре «Обработка металлов давлением» в ГОУ ВП «Уральский государственный технический университет - УПИ» имени первог Президента России Б.Н.Елыдана.

Научный руководитель -

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Буркин Сергей Павлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шеркунов Виктор Георгиевич заведующий кафедрой ЮУрГУ

кандидат технических наук Криницин Владимир Александрович заместитель начальника экспериментального цеха ЦНИИМ

Ведущая организация - ОАО "Российский научно-исследовательский

институт трубной промышленности" (г.Челябинск

Защита состоится 22 мая в 15.00 на заседании диссертационного совета Д212.285.04 при ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ» имени первого Президента России Б.Н.Ельцина по адресу: 620002, г. Екатеринбург, К-2, ул. Мира 19, аудитория Мт-329.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ» имени первого Президента России Б.Н.Ельцина.

Автореферат разослан 20 апреля 2009 года.

Ученый секретарь диссертационного совета /) [¿¿с^алУ Шилов В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современная металлургия достигла больших успехов в повышении производительности и качества металлопродукции благодаря широкому применению бездоменного производства железа, внепечной обработки стали, непрерывной разливки металла, уменьшению доли холодной деформации в цикле пластической обработки.

В тоже время бурное развитие машиностроения, усложнение и расширение технологических возможностей оборудования, быстрое моральное устаревание диктуют требования расширения номенклатуры и существенного повышения качества, обеспечения специальных физико-механических свойств. Проблемы расширения сортамента в крупнотоннажном производстве решаются трудно, поскольку высокопроизводительное оборудование, как правило, не пригодно к быстрым и дешевым переналадкам. На крупных заводах рентабельность достигается в основном за счет высокой производительности и больших объёмов однотипной металлопродукции.

Выпуск продукции широкой номенклатуры в сравнительно малых объемах и обеспечение высокого ее качества экономически эффективен только на мини-металлургических предприятиях, структура, техника и технология которых интенсивно развиваются в последние годы. Малотоннажное производство требует иных технологических приемов и иной конфигурации комплексов оборудования, а также конструкций этого оборудования. Рентабельность этих производств обеспечивается за счет энерго- и ресурсосбережения, малой металлоемкости оборудования, пригодности к быстрой переналадке, дешевых и надежных средств автоматического контроля и управления.

В настоящей работе решаются проблемы энергосбережения, снижения металлоемкости оборудования, уменьшения производственных площадей, переналаживаемости и управляемости мини-металлургического комплекса, за счет совершенствования техники и технологии прокатки простого сорта и труб, впрямую совмещенной с прессованием и термической обработкой.

Исследования направлены на создание научных предпосылок для разработки новых типов металлургических агрегатов с малой металлоемкостью и пригодных к достаточно простому и эффективному автоматическому управлению. Изучаемые новые технологические приемы, в частности, прокатка в калибрах конических валков прутков и труб, позволяет освоить рентабельный выпуск многосортаментной продукции, уменьшить или полностью исключить промежуточный нагрев и термическую и химическую обработки. Применение исследуемой технологии, например, для производства проволоки и труб из коррозионностойкой стали для атомной энергетики дает возможность повышения качества металлопродукции за счет снижения склонности к межкристаллитной коррозии и повышения тангенциальной прочности теплообменных труб. В этом плане диссертационная работа является актуальной.

Настоящая работа выполнена в соответствии с календарным планом госбюджетной НИР №2144 и частично решает актуальные проблемы малотоннажного металлургического производства.

Цель работы. Целью данной работы является совершенствование технологий сортовой и редукционно-растяжной прокатки труб и разработка на основе теоретических и экспериментальных исследований новых компактных клетей, а также создание научных предпосылок для эффективного использования непрерывных групп и блоков таких клетей в составе агрегатов, совмещающих прессование, прокатку и контролируемую термическую обработку.

Методы исследования. При выполнении работы использовались методы математического моделирования, статистической обработки результатов планированных экспериментов физического моделирование процесса прокатки в многовалковых калибрах.

Научная новизна. Впервые экспериментально и теоретически проанализирован процесс прокатки в калибрах конических валков и предложены методики расчета основных технологических параметров.

Предложен новый способ прокатки профилей и труб автоматически устраняющий изгиб полосы и разнотолщинность стенок труб.

Математическая модель прокатки по системе круг-квадрат-круг в калибрах четырех конических валков.

Математическая модель редукционно-растяжной прокатки труб в круглых калибрах четырех конических валков.

Математическая модель температурного режима совмещенного процесса прессования-прокатки-регламентируемого охлаждения труб и профилей.

Конечно-элементная модель редукционно-растяжной прокатки и методика вычислительного планированного эксперимента на базе этой модели.

Экспериментальное и теоретическое описание процесса скручивания профилей при прокатке в калибрах конических валков.

Новый способ и требования к аппаратному обеспечению реализации дифференциального метода определения сопротивления горячей деформации в диапазоне применяемых при прессовании и сортовой прокатке степеней и скоростей деформации.

Принцип, алгоритм и новая структура системы управления совмещенным процессом прессования-прокатки-контролируемого охлаждения.

Достоверность работы обусловлена наличием хорошей сходимости между результатами математического моделирования кинематических характеристик, параметров формоизменения при прокатке сортовых профилей и труб с результатами лабораторных экспериментов. Для решения вариационных задач применяли современный пакет ЬБ-Оупа, работающий на многочисленных предприятиях и институтах в России и мире. При анализе результатов вычислительных и лабораторных экспериментов использовались методы статистической обработки.

Практическая значимость. Показана эффективность применения гидропривода валков сортовых и редукционных клетей и предложено

принципиально новое конструктивное исполнение клетей, привода и непрерывного стана.

Технология и структура комплекса оборудования для производства труб из коррозионностойких сталей для теплообменных систем и тепловыделяющих сборок ядерных реакторов.

Структура системы автоматического скоростного согласования прессования и редукционно-растяжной прокатки, а также температурным режимом совмещенного процесса прессования-прокатки-регламентированного охлаждения проката.

Методики расчета основных кинематических и силовых параметров прокатки сортовых профилей и труб в калибрах четырех конических валков.

Принципиально новая конструкция гидромотора для индивидуального привода валков сортопрокатных и редукционных клетей. Оптимизация конструктивных параметров мотора на основе конечно-элементных моделей деформации основных деталей.

Оригинальное программное обеспечение систем сбора, обработки и хранения опытных данных экспериментального исследования прокатки в калибрах четырех конических валков и пластометрических испытаний на торсионном пластометре нового типа.

Реализация результатов работы. Разработано и утверждено техническое предложение К91.214405.03 по постановке на производство на ООО "Компания ИнМехМаш" новой продукции общемашиностроительного и металлургического назначения. Внедрены два методических указания в лабораторный практикум по курсу "Основы технологических процессов обработки металлов давлением".

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы и отдельные результаты доложены на следующих конференциях: всероссийская научно-техническая конференция «Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий» (Екатеринбург, 2006г.); два доклада на международной научно-практической конференции «Особенности обработки и применения изделий из тяжелых цветных металлов» (Ревда, 2006г.); два доклада на IV и VI международной научно-технической конференции: Материалы и технологии XXI века, (Пенза, 2008г.); международная конференция "Materials Science and Engineering", (Nürnberg, 2008г.); международная научно-техническая конференция " Теория и практика производства листового проката", (Липецк, 2008); доклады на четырех конференциях молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ (Екатеринбург, 20042007гг.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе патент РФ, 14 статей и тезисов докладов, опубликованных в Российских изданиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 154 наименований, 6 приложений, содержит 217 страниц машинописного текста, 101 рисунок и 7 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении описаны актуальные проблемы современного развития технологии и техники малотоннажного металлургического производства, сформулированы основная цель, научная новизна и практическая ценность настоящей диссертационной работы.

Первая глава посвящена литературному и патентному обзору по вопросам современного состояния техники и технологии прокатки прутков и труб в клетях с многовалковыми калибрами. В разделе 1.1 довольно полно описаны перспективы создания совмещенных агрегатов для производства прутков, профилей и труб опираясь на концепцию мини-металлургических заводов, так же выделены особенности технологического проектирования совмещенных процессов и агрегатов металлургического производства. Обзор промышленно используемых технологий производства прутков и профилей прокаткой в многовалковых калибрах представлен в разделе 1.2. В данном разделе рассматриваются варианты сборок многовалковых калибров и конструктивные особенности многовалковых клетей и их приводов. Раздел 1.3 посвящен описанию современного состояния технологии редукционной и редукционно-растяжной прокатки труб, в котором рассмотрены схемы редукционной прокатки, влияние технологических параметров на изменение толщины стенки труб, конструктивные особенности редукционных клетей и станов. Описаны интересные методики расчета основных технологических параметров редукционной и редукционно-растяжной прокатки труб и указаны области их рационального использования при технологическом проектировании.

Во второй главе

Во второй главе проанализированы результаты литературно-патентного обзора, показана техническая и экономическая целесообразность разработки для мини-металлургических производств совмещенных прессово-проктаных агрегатов и технологии изготовления на них широкосортаментной продукции. Обоснована перспективность применения многовалковых калибров конических валков (рис.1) при прокатке профилей и труб. Прокатка в калибрах конических валков рассматривается как новый способ прокатки с кручением, позволяющий изменить схему напряженно- деформированного состояния в зоне обжатий, уменьшить давление металла на валки, формировать спиральную текстуру, благоприятно сказывающуюся на прочности в тангенциальном направлении профилей и труб. На основе выполненного анализа сформулированы задачи исследования нового процессе прокатки прутков и труб в калибрах конических валков и определения параметров температурно-скоростных условий согласования непрерывной прокатки с горячим прессованием и регламентируемых охлаждением проката в линии прокатного стана. В разделе 2.2 представлена характеристика технического объекта, а именно комплекса оборудования для прессования, прокатки и термической обработки, для которого создается изучаемая в работе технология. Показано конструктивное исполнение компактных сортопрокатных и редукционных клетей повышенной жесткости, снабженных индивидуальным гидравлическим приводом валков.

Рис.1. Схемы формирования калибров коническими валками

Рассмотрен вариант автоматического скоростного согласования прокатки с прессованием и термической обработкой проката с целью обеспечения заданного переднего натяжения профиля или трубной заготовки на выходе из матрицы и межклетевых натяжений, в частности при редукционно-растяжной прокатке труб.

Принципиально новым элементом алгоритма управления является формирование уставки не по абсолютным значениям скоростей прокатки, а по величинам отношений частных расходов к общему по стану расходу рабочей жидкости.

Третья глава посвящена

экспериментальному анализу процессов прокатки прутков и труб в калибрах конических валков. С целью сбора и анализа априорной информации о кинематике течения металла, а также об энергосиловых параметрах процесса многовалковой прокатки на конических валках спроектирована и изготовлена экспериментальная четырехвалковая прокатная установка, монтируемая и приводимая в действие на универсальной

испытательной машине УИМ-30 (рис.2). Конструктивные особенности

экспериментальной установки описаны в разделе 3.1. В разделе 3.2 приведено описание и принцип действия созданной автоматизированной системы сбора и обработки опытных данных с оригинальным программным обеспечением. Система позволяет производить сбор следующих данных: давление металла на валки, момент прокатки, скорость перемещения клети, скорость полосы на входе и выходе из калибра. В разделе 3.3 описаны методики проведения экспериментов по прокатке профилей по схемам круг-квадраг и квадрат-круг профилей и труб в круглом калибре. Получены эмпирические зависимости для вытяжек, катающих диаметров, степени заполнения калибров, удельных углов скручивания и силовых параметров прокатки прутков по схемам круг-квадрат и квадрат-круг. Для случая прокатки труб в круглом калибре без натяжений установлены закономерности и даны количественные оценки изменения относительного утолщения стенки; определены катающие диаметры и удельные углы скручивания труб при прокатке в калибрах конических валков.

Четвертая глава посвящена теоретическому анализу напряженно-деформированного состояния и силовых параметров прокатки в калибрах конических валков. В разделе 4.1 выполнен аналитический анализ кинематических и силовых параметров прокатки прутков по схеме круг-

Рис.2. Конструктивная схема экспериментальной прокатной установки: 1,2-плиты корпуса установки; 3 - стойка; 4 — подушка

валка; 5 - валок; 6 - шестерня привода валка; 7 - зубчатая рейка; 8 - поперечина; 9 - мессдоза;

10 - толкатель

квадрат-круг в калибрах конических валков (рис.1). Расчетная схема зоны обжатия круглой полосы в квадратном многовалковом калибре приведена на рис.3.

Для теоретического анализа процесса четырехвалковой прокатки по схеме круг-квадрат приняты следующие допущения и гипотезы: сопротивление деформации а, принимается постоянным в очаге деформации и равным среднему значению; контактное трение постоянно на всех контактных поверхностях и определено законом Зибеля т = где у - коэффициент

трения; т, - среднее значение сопротивления деформации сдвига; зоны прилипания на контакте отсутствуют; внеконтактная деформация на входе и выходе очага деформации не учитывается; условие захвата полосы валками не анализируется; на контактных поверхностях выделяются зоны опережения и отставания, разделенные нейтральной (критической) линией, под катающим диаметром валка Д, = 2ЯХ понимается диаметр, окружная скорость точек на котором совпадает со скоростью выхода полосы из валков; угол скручивания полосы в зоне обжатия определен условным поворотом критической линии, при котором достигается равенство моментов кручения от напряжений трения в зонах опережения и отставания; скручивание полосы локализуется лишь в зоне обжатия и не распространяется в выходящую из валков часть полосы; к выходящему концу полосы не прикладывается внешний крутящий момент, препятствующий или способствующий скручиванию полосы; прокатка осуществляется без напряжений и осевых подпоров.

Заготовка диаметром сечения й0 прокатывается в замкнутом квадратном калибре со стороной а. Поскольку в общем случае калибр оказывается незаполненным, ширина контакта на выходе задана величиной Ь. Граница проекции контактной поверхности на координатную плоскость (х-у) задана функцией у„(х), а критическая линия - функцией у{{х).

Функция у^х) может быть представлена параболой х = ^гу-, где I - длина

очага деформации, представляемая выражением 0-а)-И, где Л -

средний радиус валка в калибре.

Отсюда следует = и 6,= " текущая ширина контакта. Форма свободной поверхности считается цилиндрической и определяется радиусом ¿,¡2 . Площадь поперечного сечения прокатанной полосы + где

деформации при прокатке по схеме круг-квадрат

Р=—-2а ; а = агс^~ , рад - центральные углы сечения, опирающиеся 2 а

соответственно на свободную и половину контактной поверхностей.

71 3

Вытяжка при прокатке по схеме круг-квадрат Х = —+ (1)

а степень деформации в логарифмическом представлении е = 1пХ.

Диаметр описанной окружности с1\ при заданных исходных размерах полосы и калибра находится из уравнения равенства вытяжек, определяемых из геометрических соотношений в соответствии с рис.3 и из опытных данных по

величине степени заполнения калибра 5 = , представленной в зависимости

ал! 2

от X линейной функцией 8=0,435+0,335 X при квадрате смешанной корреляции Л2 =0,976.

Из аппроксимирующей функции можно записать выражение для приблизительного расчета вытяжки X = 2,1 • / а -1,3. (2)

Диаметр с1\ определяется численно из выражений (1) и (2). Изменение диаметра описанной окружности вокруг текущего сечения полосы в зоне обжатия представлено в виде = с!0-х/1-(с10-с11).

В этом случае площадь текущего поперечного сечения: =аЬ^ + , где

Р, =— -2ar; a, =arctg— = arctg 2 а

Ъ_ х ail

■ Здесь р , „( = р и а , , <

Величина катающего диаметра DK определяется положением точки к (рис.3), заданным координатой ск = (R - RK)J2 •

Из анализа опытных данных по положению критической линии на контактной поверхности установлена возможность ее аппроксимации уравнением г = 4/(у + ск)2/62. (3)

Катающий диаметр может быть представлен безразмерным параметром

D-D. , D-D, _ _ 2 а „ й

л4 = ——L = 1--где D,=D—т= - минимальныи диаметр валка в калибре.

D — D, ал/2 V 2

В этом случае ск При Д = £> л k =0,5.

Проверка справедливости описания формы критической линии, разделяющей зоны опережения и отставания, уравнением параболы (3), смещенной на величину ск, осуществляется численным методом по условию совпадения продольных составляющих скоростей полосы и валков. В точках критической линии скорости в направлении прокатки полосы и валков совпадают. При численном анализе катающий диаметр принимался равным среднему Д = D и ск = 6/2.

Если задана частота вращения валков п, об/мин, то окружная скорость валка на катающем диаметре равна V^nDn/60 . Продольная составляющая

окружной скорости валка и скорость полосы на выходе из очага деформации У1 =л/2лйи/60.

Условие постоянства секундных объемов У^, = позволяет определить продольную (вдоль направления прокатки) скорость сечения полосы, заданного координатой х УХ = У, -5,.

Окружная скорость валков в зоне обжатия зависит от координаты у и

,,,7iп „ а а пп

определяется выражением V, = — U?--¡=+—-¡= у = —

30 ^ 2V2 Ь42 J 30

R—?=(0,5- — V2 Ь_

■Jlrni

продольная составляющая этой скорости V =

Касательная к рабочей поверхности валка составляющая скорости

У 1-х

движения точек поверхности полосы У„ -—1— , где a, = arcsin- ;

cosa, Ry

R=R+~1L = R— V2 2V2

Координаты точек нейтральной линии на контактной поверхности находятся численно из уравнения У = У„.

Критическая линия yf(x) , в дальнейшем представляемая смещенной

параболой у, ^^^--(R-R^y/2 , разделяет контактную поверхность

заготовки с каждым из валков на зону отставания В (рис.3) и зону опережения L.

Из уравнения У = Уи невозможно определить катающий диаметр валков, то есть положение точки к на рис.3. Поэтому использована процедура определения энергосиловых параметров прокатки. Полная мощность прокатки N¡ может быть найдена как произведение момента продольной составляющей сил трения на угловую скорость валков. С другой стороны, полная мощность прокатки определяется суммированием мощностей внутренних сил N^ и сил трения в зоне обжатия Nw, то есть N2 = Nxi + N^. Из условия равенства N,=N, численным методом определяется катающий диаметр в рамках допущения, что критическая линия при любом смещении £>к от D остается параболической. Область интегрирования зоны отставания разделена сечением, заданным точкой пересечения (д:,,^) кривых и уг{х) х,=41-уг{1Ьг , где

у,=(а-Ь)/4- 2(й-Лк)/2.

Момент прокатки, создаваемый силами трения, представлен выражением:

I Л I Л

| ^ Ry cosy%dydx + j j-Rvcosyrdydx~ j J/Í,, cosyxdydx

где у, =агсзт((/-х)/Л}1); R), = R+y/^l2; у} = Ь-л[х/1/а-а(\-г\к)+(а-Ь)/2.

Мощность прокатки Л', = Л/пр • ю, где со = 71«/30 - угловая скорость валков. Мощность прокатки Л^ , представляемая как сумма Л^ и , в случае

усреднения параметров по очагу деформации записывается следующим образом:

/ \ ■'I Л I У. I >1

= Л'леф + Л,Т„ = V + 4утл \ \Vjiydx + | + { \v.dydx

1,0 -У. -ЧУ/

где Уе = V- абсолютная величина скорости контактного скольжения.

Интенсивность скоростей деформаций сдвига Н оценивается величиной л/3 • £. а интенсивность касательных напряжений по условию текучести Мизеса Г = т, =ст,/л/з . Объемный интеграл в этом случае заменяется объемом, определяемым численно из выражения

Таким образом, //лсф = V • £, -а,.

Из уравнения = N. установлены значения относительного катающего диаметра т}4 в зависимости от вытяжки X, коэффициента трения \р (по Зибелю) и относительного диаметра валков А.

Определение положения и формы критической линии на контактной поверхности позволяет найти суммарный крутящий момент, создаваемый поперечной составляющей сил трения в зоне обжатия

1У, I У,

<Ь, где = dt¡

м, = гЛу т,

11 \dydx + | \\dydx - [ [И^усЬс

где Иг = а + 2И (1 - сое а); а = атсвт

1-х I

Возникающий крутящий момент либо уравновешен защемлением предыдущей прокатной клетью входящей части полосы, либо скручивает заготовку в зоне обжатия.

Упрощенная описанная аналитическая модель очага деформации при прокатке на конических валках по схеме круг-квадрат не позволяет определить реальные углы скручивания полосы в зоне обжатия. Экспериментально же эти углы определяются просто и достаточно точно методом торцевых рисок, нанесенных на образцы заданной длины. Вытяжка варьируется изменением исходного диаметра полос. Методом рисок замерялся удельный угол скручивания полосы в зоне обжатия <р, а по развороту граней прокатанной полосы замерялся остаточный угол скручивания у , также приводимый к единице длины зоны обжатия. Остаточное скручивание появляется всегда при-отсутствии заневоливания выходящего конца полосы. Момент заневоливания переднего конца полосы определяется выражением: Л/ = 0,2т„а3 , где т„ -сопротивление сдвиговой деформации металла на выходе из валков.

В случае заневоливания переднего конца полосы угол скручивания в зоне обжатия представляет сумму ф = <р+у . Рост у при уменьшении обжатия

объясняется смятием контактной зоны при ее малой ширине Ь = под

действием возникающего в очаге деформации крутящего момента Мк. Хотя угол остаточного скручивания сравнительно мал, особенно в диапазоне практически приемлемых вытяжек, его следует учитывать при установке проводковых устройств последующих клетей непрерывной группы. В случае применения квадратного калибра в качестве чистового выводные проводки должны быть рассчитаны на возможность раскручивания профиля с учетом упругого последействия, величина которого зависит от расстояния между плоскостями осей валков клети и роликов раскручивающей проводки.

Аналитически удалось удовлетворительно описать функцию ф полного угла скручивания полосы в зоне обжатия и добиться приемлемого для практики совпадения с опытными данными с помощью искусственного приема условного разворота и смещения критической линии контактной поверхности до обнуления крутящего момента, то есть до удовлетворения равенству

V, I V, I У{

I j hxdydx + | jhxdydx = J jhxdydx.

0 -r, у , л, -y.

Располагая данными по величине удельного угла скручивания, легко определить угол скручивания профиля длиной L после прокатного прохода с вытяжкой X

фп = ф ■ i. ■ Я., град; L - мм.

При этом случае деформация сдвига составит величину у„ = • , где dm -

180 L

диаметр окружности, вписанной в контур поперечного сечения профиля.

В итоге, предложенная упрощенная математическая модель процесса прокатки по схеме круг-квадрат в четырехвалковом калибре конических валков пригодна для практического использования в технологическом проектировании.

Полученные опытные и расчетные зависимости выявили основные закономерности прокатки в многовалковых калибрах конических валков и позволили построить конечно-элементные модели процессов прокатки не только по схеме круг-квадрат, но и квадрат-круг, квадрат- квадрат, круг-круг. Эти модели успешно эксплуатируются при разработке новых технологий сортовой прокатки простых сплошных профилей и редукционной прокатки труб в горячем состоянии с регламентированными межклетевыми натяжениями.

Для исследования формоизменения и напряженно-деформированного состояния была поставлена задача прокатки профилей по схеме круг-квадрат-круг и труб в круглых калибрах с помощью метода конечных элементов (постановка задачи описана в разделе 4.2). Были приняты следующие допущения и ограничения: материал упругопластический со степенным и скоростным упрочнением (свойства были приняты на основании литературных данных для свинца марки С00 и аустенитной коррозионностойкой стали 12Х18Н9); комбинированный закон трения (т = ц-р для 0<т<ут,, и т = ут, для т > цпг); изотермическая деформация металла.

В разделе 4.3 проанализированы случаи прокатки по схемам круг-квадрат, квадрат-круг и круг-круг (при прокатке сплошных профилей) и представлены в

конкретном расчете распределениями по объему очага деформации показателя напряженного состояния и степени деформации сдвига, удельными углами скручивания профилей, как в зоне обжатия, гак и на выходе из валков.

В разделе 4.4 описана постановка вычислительного эксперимента редукционно-растяжной прокатки труб. При постановке эксперимента при помощи МКЭ для исследования процесса прокатки труб в круглом калибре был выбран ряд исследуемых параметров: относительное изменение толщины

стенки трубы

величина относительного катающего диаметра

Основными факторами, определяющими исследуемые величины, являются

обжатие трубы по диаметру в калибре е0 = ——— I, относительный диаметр

V 4-1 )

валка ^А , окружная скорость вращения валков на среднем диаметре (и|<(,5), геометрический параметр исходной трубы — , переднее натяжение

с,

и заднее натяжение трубы

(7,

а.

в клети. В принятых

обозначениях индекс / относится к параметру прокатанной трубы, соответственно (¡-1) относится к параметру исходной трубы. Заглавные обозначения относятся к калибру, прописные относятся к заготовке. Постановка задачи представлена в табл.1, (три уровня варьирования шести факторов).

Таблица 1

Условия проведения экспериментов по исследованию зависимостей

Уровни параметров Варьируемые параметры

Обжатие по диаметру Относительный диаметр валка Скорость вращении валков, м/с Геометрический параметр исходной трубы Заднее натяжение Переднее натяжение

л, 1-4 4-1 и % 2,-1

Код X] Х-, хз X, х< Хб

Верхний 0,25 + 1 18,0 +1 10,0 +1 0,15 +1 0,8 + 1 0,8 + 1

Основной 0,15 0 12,0 0 6,0 0 0,10 0 0,6 0 0,6 0

Нижний 0,05 -1 6,0 -1 2,0 -1 0,05 -1 0,4 -1 0,4 -1

Интервал варьирования 0,10 6,0 4,0 0,05 0,2 0,2

Методика построения регрессионной зависимости и проверка ее статистической значимости довольно подробно описаны в раздел 4.5. В результате исследования получены следующие регрессионные зависимости (обозначения членов регрессии представлено в табл.1): - относительное изменение толщины стенки трубы:

— = -0,041203 + 0,183877 ■ е0 + 0,321691 • + 0,082085 -гп- 0,176 • £02 -

4-1 4-1

-0,629556

-0,042972-г,2, +О,ОО1244-е0 -о-0,776889-е0

4-1

Дм

4-,

14-,;

- 0,205875-в0тм-0,2797

коэффициент при члене уравнения е0 - и имеет размерность [с/ж]. - относительный катающий диаметр:

^ = 0,981381 + 0,26 •■+ 0,172085 • Е2 - 0,4 •

О 4-1 14-

- 0,112874 ■ Е0 • А + 0,060241 • ё0 ■ г, Вышеприведенные зависимости в диссертационной работе представлены графически.

Раздел 4.6 посвящен сопоставлению опытных и расчетных данных математических моделей прокатки в калибрах конических валков. Выполнена частичная проверка адекватности предложенной в разделе 4.1 модели процесса прокатки в четырехвалковом калибре, осуществлена на опытной установке при прокатке полос круглого и квадратного сечения. Сопоставление данных показало, что созданная с использованием полученных на опытной прокатной установке априорных данных упрощенная математическая модель процесса прокатки круглой в сечении заготовки в квадратном калибре конических валков пригодна для расчета энергосиловых параметров, катающих диаметров и полных углов скручивания полосы в зоне обжатия.

С целью создания научно-методических предпосылок к технологическому проектированию совмещенного процесса прессования-непрерывной сортовой или редукционной прокатки в рамках проблематики настоящей работы спроектирован и изготовлен торсионный пластометр, реализующий известный дифференциальный метод Мура. Пластометр снабжен автоматизированной системой сбора, обработки и хранения информации с оригинальным программным обеспечением, описание которого приведено в приложении П6 диссертационной работы. Так же выполнена конечно-элементная постановка задачи расчета напряженно-деформированного состояния образцов при горячем упруго-пластическом кручении, с помощью которой удается определить в каждом конкретном случае испытания базовую длину /0, на которой распределение напряжений и деформаций сохраняется постоянным, то есть не оказывается влияние жестких холодных головок образцов.

В пятой главе приведена разработка комплексной математической модели совмещенного процесса прессования-прокатки-регламентированного охлаждения.

АСУ ТП совмещенного агрегата состоит из двух взаимосвязанных уровней. Задачи уровень 1 (или базового уровня) состоят в исполнении уставок, которые рассчитываются на втором уровне (уровне математических моделей).

Уровень 2 функционально состоит из следующих математических моделей: температурная модель процесса передачи горячепрессованного профиля от пресса к прокатному стану; температурная модель непрерывного прокатного стана; температурная модель линии охлаждения катаных профилей; деформационно-скоростная модель непрерывного стана.

Основные характеристики тепловых моделей, реализующих алгоритм расчета температуры: одномерная, конечно-разностная схема постановки задачи; выполняется решение уравнения теплопроводности (метод Кранка-Николсона); граничные условия (излучение, конвективный теплообмен, работа коллекторов охлаждения и тепловых экранов, работа системы воздушной очистки профиля, работа систем охлаждения валков, работа систем межклетевого охлаждения, работа бочек охлаждения); свойства материала являются функцией температуры (плотность, удельная теплоемкость, теплопроводность). Деформационно-скоростная модель функционально разбита на модели: сопротивления деформации; модель распределения обжатий профиля по клетям стана; модель расчета уставок для первоначальной настройки стана; модель расчета чувствительностей для обновления настройки.

Модель расчета чувствительностей для обновления настройки обеспечивает динамическую перенастройку стана на основании обратной связи по контролируемым параметрам технологического процесса: толщина стенки трубы на выходе из стана; температура конца прокатки.

В разделе 5.5 описана общая структура системы управления совмещенным процессом прессования-прокатки-регламентированного охлаждения профилей и труб и алгоритм ее работы. В приложении П.7. приведены результаты расчетов (в качестве примера) для технологии производства труб из аустенитной коррозионностойкой стали 12X18Н9.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. На основании анализа современного состояния техники и технологии прямого совмещения прессования с непрерывной прокаткой заготовок, предложен новый вариант композиционной структуры совмещенного прессово-прокатного агрегата, позволяющего реализовать технологию получения простых профилей и труб.

2. Установлена эффективность применения при сортовой и редукционной прокатки в многовалковых калибрах конических валков:

- уменьшение поперечной составляющей контактного давления и повышение жесткости клети; более эффективное применение грибовидных (консольных) валков, упрощающее конструкцию прокатной клети;

обеспечение упруго-пластического кручения полос и труб, прокатываемых по схемам круг-квадрат и круг-круг, дающего возможность при больших суммарных обжатиях и определенных температурно-скоростных условиях прокатки формировать спиральную текстуру металла, благоприятного сказывающуюся на тангенциальной прочности профилей и труб;

- крутящий момент, прикладываемый к полосе при непрерывной прокатке в калибрах конических валков за счет действия поперечной составляющей сил трения в зонах обжатия, позволяет снизить на 10... 15% контактные давления и, следовательно, усилие прокатки;

- устранение присущего традиционной редукционной прокатке труб дефекта «граненость» благодаря малому уширению и отсутствию тангенциальной осадки стенки трубы в выпусках калибров.

3. Разработан алгоритм управления скоростным режимом совмещенного процесса прессования-прокатки.

4. Выполнен анализ кинематических и силовых параметров прокатки прутков по схеме круг-квадрат-круг в калибрах конических валков. Теоретические зависимости подтверждены экспериментально. На основании анализа разработана математическая модель прокатки, позволяющая производить расчет основных технологических и энергосиловых параметров прокатки сплошных простых профилей в калибрах четырех конических валков.

5. Созданная численная модель редукционно-растяжной прокатки труб в круглых калибрах четырех конических валков на базе метода конечных элементов позволила определить поля напряжений и деформации в объеме деформируемого профиля. На базе МКЭ модели выполнен планированный эксперимент и регрессионный анализ результатов эксперимента. В результате чего идентифицированы регрессионные модели поведения толщины стенки трубы и модель определения катающего диаметра при прокатке в калибрах конических валков.

6. Выполнено экспериментальное и теоретическое описание процесса скручивания профилей при прокатке в калибрах конических валков.

7. Разработана методика и математические модели расчета и управления редукционно-растяжной прокаткой труб и сплошных профилей. В состав математических моделей входят модели расчета деформационно-скоростного режима прокатки, модели расчета температуры профиля на всех стадиях производства.

8. Создана установка и программное обеспечение "Plast" для прокатки сплошных профилей и труб в четырех-валковых калибрах на конических валках. Установка позволила выполнить опытную прокатку и подтвердить адекватность созданных математических моделей.

9. Описан принцип, алгоритм и новая структура системы управления совмещенным процессом прессования-прокатки-контролируемого охлаждения.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Исхаков Р.Ф. Разработка программного обеспечения системы сбора и обработки информации /Р.Ф. Исхаков, С.П. Буркин, A.B. Разинкин //Сборник "Студенты и научно-технический прогресс". - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. - 2004. - с 16.

2. Буркин С.П. Установка для пластометрических испытаний. /С.П. Буркин, Р.Ф. Исхаков, A.B. Разинкин, Е.А. Андрюкова: Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - №11, т.71, 2005. - с.45-50. {рецензируемое издание, рекомендованное ВАК)

3. Исхаков Р.Ф. К выбору гидромотора для привода прокатной клети /Р.Ф. Исхаков, Д.Ю. Шадрин, С.П. Буркин, H.A. Бабайлов //Научные труды VII отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. -Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. 4.1. - с.306-307.

4. Буркин С.П. Автоматизация экспериментального определения сопротивления металла горячей деформации /С.П. Буркин, Р.Ф. Исхаков, A.B. Разинкин, С.И. Паршаков: Изв. вузов. Черная металлургия. - №1, 2006. - с.35-39. (рецензируемое издание, рекомендованное ВАК)

5. Буркин С.П. Энергосберегающий комплекс оборудования и технология производства труб при прямом совмещении прессования и прокатки /С.П. Буркин, Р.Ф. Исхаков, Е.А. Коршунов, H.A. Бабайлов //Труды Всероссийской НТК «Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий». Екатеринбург, 19-21 апр. 2006. с.310-314.

6. Буркин С.П. Редукционно-растяжной стан горячей прокатки труб в линии горизонтального гидравлического пресса /С.П. Буркин, Р.Ф. Исхаков //Программа Международной научно-практической конференции «Особенности обработки и применения изделий из тяжелых цветных металлов», посвященной 65-летию ОАО «РЗ ОЦМ», г- Ревда, 6-8 декабря 2006.

7. Буркин С.П. Согласование работы приводов прессово-прокатного агрегата /С.П. Буркин, Р.Ф. Исхаков, С.И. Паршаков, Д.Ю. Шадрин //Программа Международной научно-практической конференции «Особенности обработки и применения изделий из тяжелых цветных металлов», посвященной 65-летию ОАО «РЗ ОЦМ», г. Ревда, 6-8 декабря 2006.

8. Исхаков Р.Ф. Согласование работы приводов прессово-прокатного агрегата. /Р.Ф. Исхаков, С.П. Буркин //Научные труды XI отчетной конференции молодых ученых УГТУ-УПИ: сборник статей в Зч. -Екатеринбург: УГТУ-УПИ. - 4.2, 2006. - с. 186-187.

9. Исхаков Р.Ф. Установка и программное обеспечение для исследования процесса редукционной прокатки труб /Р.Ф. Исхаков, С.П. Буркин //Научные труды X отчетной конференции молодых ученых УГТУ-УПИ: сборник статей в 4ч. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ. - Ч.1., 2006. - с.345-349.

10. Исхаков Р.Ф. Вариант реализации дифференциального метода пластометрических испытаний на кручение /Р.Ф. Исхаков, Г.А. Бамбуркина, С.П. Буркин //Научные труды XIII отчетной конференции молодых ученых УГТУ-УПИ: сборник статей в Зч. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ. - 4.1, 2007. -с.181-186.

11. Валковый пресс для брикетирования сыпучих материалов: пат. №2306226 РФ. //Заяв №2006112384 от 13.04.2006 /С.П. Буркин, Ю.Н. Логинов, Л.И. Полянский, H.A. Бабайлов, Р.Ф. Исхаков /Патентообладатель УГТУ-УПИ / Опубл. 20.09.07, БИ №26.

12. Буркин С.П. Кинематические и силовые параметры прокатки в четырех валковых калибрах /С.П. Буркин, Р.Ф. Исхаков, Е.А. Андрюкова: Изв. вузов. Черная металлургия. - №10, 2008, - с.34-40. {рецензируемое издание, рекомендованное ВАК)

13. Буркин С.П. Кручение полосы при прокатке в калибрах /С.П. Буркин, Р.Ф. Исхаков, Е.А. Андрюкова //VI Международная научно-техническая конференция: Материалы и технологии XXI века. - г.Пенза , 27-28 марта 2008 г. - с.67-71.

14. Буркин С.П. Прокатка в калибрах конических валков /С.П. Буркин, Р.Ф. Исхаков, Е.А. Андрюкова //Теория и практика производства листового проката: Сб. науч. тр. Часть 1. - Липецк: ЛГТУ, 2008. - с.22-28.

15. Коршунов Е.А. Технологический вариант изготовления труб из коррозионностойких сталей с переработкой металлургической окалины /Е.А. Коршунов, С.П. Буркин, Р.Ф. Исхаков, A.B. Серебряков //Прогрессивные технологии в современном машиностроении: сборник статей IV Международной научно-технической конференции. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2008. - с.37-41.

16. Буркин С.П. Особенности прокатки с кручением в многовалковых калибрах /С.П. Буркин, Р.Ф. Исхаков, Е.А. Андрюкова: Производство проката. -№9,2008. - с. 34 - 36. {рецензируемое издание, рекомендованное ВАК)

Подписано в печать Формат 60x84 1/16 Бумага типографская Плоская печать Усл.печ.л. Уч.-изд. л._Тираж 120_Заказ 171_Цена «С»

Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Ризография НИЧ УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Исхаков, Руслан Фанисович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОКАТКИ ПРУТКОВ И ТРУБ В КЛЕТЯХ С МНОГОВАЛКОВЫМИ КАЛИБРАМИ.

1.1. Перспективы создания совмещенных агрегатов для производства прутков, профилей и труб.

1.2. Обзор промышленио используемых технологий производства прутков и профилей прокаткой в многовалковых калибрах.

1.3. Современные технологии редукционной и редукционно-растяжной прокатки труб.

1.3.1. Схемы редукционной прокатки.

1.3.2. Влияние технологических параметров на изменение толщины стенки трубы.

2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ РАЗРАБОТКИ И ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРОСТЫХ СОРТОВЫХ ПРОФИЛЕЙ

И ТРУБ.'. 4\

2.1. Задачи исследования.

2.2. Технический объект исследования.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ПРОКАТКИ ПРУТКОВ И ТРУБ В КАЛИБРАХ КОНИЧЕСКИХ ВАЛКОВ.

3.1. Описание конструкции экспериментальной установки и методика замера параметров прокатки.

3.2. Автоматизированная система сбора, обработки и хранения опытных данных.

3.3. Результаты экспериментального определения параметров, как априорная информация о процессе прокатки в калибрах конических валков.

3.4. Выводы.

4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОКАТКИ В КАЛИБРАХ КОНИЧЕСКИХ ВАЛКОВ.

4.1. Анализ кинематических и силовых параметров прокатки прутков по схеме круг-квадрат-круг в калибрах конических валков.

4.2. Разработка конечно-элементных моделей процессов прокатки в калибрах конических валков.

4.3. Конечноэлементный анализ напряженно-деформированного состояния при прокатке по схеме круг-квадрат-круг.107(

4.4. Вычислительный эксперимент па базе конечно-элементной модели редукционно-растяжной прокатки труб.

4.5. Статистический анализ результатов вычислительного эксперимента н построение зависимостей катающего диаметра и изменения толщины стенки.

4.6. Сопоставление опытных и расчетных данных математических моделей прокатки в калибрах конических валков.

4.7. Выводы.

5. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СОВМЕЩЕННОГО ПРОЦЕССА ПРЕССОВАНИЯ-Г1РОКАТКИ-РЕГЛАМЕНТИРОВАННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ.

5.1. Температурная модель процесса передачи горячепрессованного профиля от пресса к прокатному стану.

5.2. Температурная модель непрерывного прокатного стана.

5.3. Температурная модель линии охлаждения катаных профилей.

5.4. Деформационно-скоростная модель непрерывного стана.

5.5. Структура системы управления совмещенным процессом прессования-прокатки-регламентированного охлаждения профилей и труб.

5.6. Выводы.

Введение 2009 год, диссертация по металлургии, Исхаков, Руслан Фанисович

Современная металлургия достигла больших успехов в повышении производительности и качества металлопродукции благодаря широкому применению бездоменного производства железа, внепечной обработки стали, непрерывной разливки металла, уменьшению доли холодной деформации в цикле пластической обработки.

В настоящей работе решаются проблемы разработки техники и технологии мини-металлургических предприятий и участков для экономичного выпуска малотоннажной металлопродукции. Впервые представленный технологический вариант прямого совмещения горячего прессования, непрерывной сортовой п редукционной прокатки и регламентированного охлаждения проката характеризуется энергосбережением, снижением металлоемкости и габаритов оборудования и хорошей управляемостью. Исследования направлены на создание научных предпосылок для разработки новых типов металлургических агрегатов с малой металлоемкостью и пригодных к достаточно простому и эффективному автоматическому управлению. Изучаемые новые технологические приемы, в частности, прокатка в калибрах конических валков прутков и труб, позволяет освоить рентабельный выпуск многосортаментной продукции, уменьшить или полностью исключить промежуточный нагрев и 1ермическую и химическую обработки. Применение исследуемой технологии, например, для производства проволоки и труб из коррозионностойкон стали для атомной энергетики дает возможность повышения качества ме!аллопродукции за счет снижения склонности к межкрисгаллитной коррозии и повышения тангенциальной прочности теплообменных труб. Целью данной работы является совершенствование технологий сортовой и редукциопно-растяжной прокатки труб и разработка на основе теоретических и экспериментальных исследований новых компактных клетей, а также создание научных предпосылок для эффективного использования непрерывных групп и блоков таких клетей в составе агрегатов, совмещающих прессование, прокатку и контролируемую термическую обработку.

Научная новизна:

- впервые экспериментально и теоретически проанализирован процесс прокатки в калибрах конических валков и предложены методики расчета основных технологических параметров;

- предложен новый способ прокатки профилей и труб автоматически устраняющий изгиб полосы и разнотолщинность стенок труб;

- математическая модель прокатки по системе круг-квадрат-круг в калибрах четырех конических валков;

- математическая модель редукционно-растяжной прокатки труб в круглых калибрах четырех конических валков;

- математическая модель температурного режима совмещенного процесса прессования-прокатки-регламентируемого охлаждения труб и профилей;

- конечно-элементная модель редукционно-растяжной прокатки и методика вычислительного планированного эксперимента на базе этой модели;

- экспериментальное и теоретическое описание процесса скручивания профилей при прокатке в калибрах конических валков;

- принцип, алгоритм и новая структура системы управления совмещенным процессом прессования-прокатки-контролируемого охлаждения.

Практическая значимость:

- показана эффективность применения гидропривода валков сортовых и редукционных клетей и предложено принципиально новое конструктивное исполнение клетей, привода и непрерывного стана;

- технология и структура комплекса оборудования для производства труб из коррозионностойких сталей для теплообменных систем и тепловыделяющих сборок ядерных реакторов;

- структура системы автоматического скоростного согласования прессования и редукционно-растяжной прокатки, а также температурным режимом совмещенного процесса прессования-прокатки-регламентированного охлаждения

- выявлены основные достоинства конструкций клетей и способа прокатки профилей и труб в многовалковых калибрах конических валков;

- методики расчета основных кинематических и силовых параметров прокатки сортовых профилей и труб в калибрах четырех конических валков;

- принципиально новая конструкция гидромотора для индивидуального привода валков сортопрокатных и редукционных клетей. Оптимизация конструктивных параметров мотора на основе конечно-элементных моделей деформации основных деталей;

- оригинальное программное обеспечение систем сбора, обработки и хранения опытных данных экспериментального исследования прокатки в калибрах четырех конических валков.

Разработано и утверждено техническое предложение К91.214405.03 по постановке на производство на ООО "Компания ИнМехМаш" новой продукции общемашиностроительного и металлургического назначения. Внедрены два методических указания в лабораторный практикум по курсу "Основы технологических процессов обработки металлов давлением"

Заключение диссертация на тему "Разработка и исследование процесса прокатки в калибрах конических валков прутков и труб из горячепрессованных заготовок"

5.6. Выводы

1. Созданные математическая модель температурного режима совмещенного процесса прессование - прокатки — термической обработки труб, структура системы и алгоритм управления формоизменением сечения трубы и температурой трубы на входе в закалочное устройство, а также программное обеспечение этого алгоритма, проверенное на конкретном числовом примере, показывают принципиальную и техническую возможность прямого совмещения данных технологических операций, с целью получения труб, в частности из коррозионностойких сталей, предготовых размеров без нагревов (кроме прессового) и промежуточных термических и химических обработок.

2. Предложенная двухуровневая система автоматического управления температурно-скоростным режимом и натяжениями как на выходе из пресса, так и межклетевыми гарантирует обеспечение на выходе из прокатного стана требуемой толщины стенки трубы.

3. На конкретном примере прокатки трубы и коррознонностойкой стали аустенитного класса показана возможность существенного увеличения скорости редукционно-растяжной прокатки. Установка управляемых экранов и системы водяного охлаждения труб по ходу ее передачи от пресса к стану и при движении вдоль линии прокатки устраняет опасность перегрева.

4. Структура системы и алгоритм управления, быстро реализуемый традиционными программными средствами, позволяет до минимума сократить количество датчиков оперативной информации, что повышает быстродействие и надежность управления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

2. Установлена эффективность применения- при сортовой и редукционной прокатки в многовалковых калибрах конических валков:

- возможность регулирования размеров калибра в широких пределах без параллельного смещения осей валков лишь осевым перемещением подушек по направляющим замкнутого цельнокованого корпуса клети. Большие коэффициенты перешлифовки круглых калибров без изменения начальных диаметров валков;

- возможность прокатки круглых профилей и труб по системе круг-круг в калибрах четырех конических валков, ручьи на которых выполнены без эксцентриситета и без развала, лишь с незначительным скруглением-реборд; обеспечение упруго-пластического кручения полос и труб, прокатываемых по схемам круг-квадрат и круг-круг, дающего возможность при больших суммарных обжатиях и определенных температурно-скоростных условиях прокатки формировать спиральную текстуру металла, благоприятного сказывающуюся на тангенциальной прочности профилей и труб;

- крутящий момент, прикладываемый к полосе при непрерывной прокатке в калибрах конических валков за счет действия поперечной составляющей сил трения в зонах обжатия, позволяет снизить на 10. 15% контактные давления и, следовательно, усилие прокатки;

3. Разработан алгоритм базового уровня системы управления скоростным режимом совмещенного процесса прессовапия-прокатки. Принципиально новым элементом алгоритма управления скоростным режимом работы непрерывного стана при случайно изменяющейся скорости входа полосы является формирование уставки не по абсолютным значениям скоростей прокатки в каждой клети, а по величинам отношений частных расходов к общему по стану расходу рабочей жидкости.

5. Создана численная модель редукционно-растяжной прокатки труб в круглых калибрах четырех конических валков на базе метода конечных элементов. Модель позволила определить поля напряжений и деформации в объеме деформируемого профиля. На базе МКЭ модели выполнен планированный эксперимент и регрессионный анализ результатов эксперимента. В результате чего идентифицированы регрессионные модели поведения толщины стенки трубы и модель определения катающего диаметра при прокатке в калибрах конических валков.

7. Разработана методика и математические модели расчета и управления редукционно-растяжной прокаткой труб и сплошных профилей. В состав математических моделей входят модели расчета деформационноскоростного режима прокатки, модели расчета температуры профиля на всех стадиях производства.

Крупнот онпажпое металлургическое производство без сомнения является основой индустрии и определяет уровень промышленного потенциала страны. Но как бы пи было совершенно, оно не в состоянии решать актуальные проблемы быстрого расширения сортаментных рядов металлопродукции, рентабельного выпуска малотоннажных партий профилей и труб специального назначения, организации малоотходного производства, максимального энергосбережения, эффективной переработки отходов и, в частности, техногенных образований самой металлургии. Экономическая эффективность этого производства определяется объемом выпуска металлоизделий и повышается с ростом этих объемов и производительности. Чем выше последний, тем ниже маневренность и уже сортамент как профильный, так и марочный. Строительство новых и реконструкция существующих крупных предприятий с учетом мировых достижений в области металлургических машин и технологий затратно, характеризуется длительными сроками окупаемости капитальных вложений и уже никак не развивает инициативу руководства в расширении сортамента и в обеспечении условий переналаживаемости агрегатов и систем автоматического управления.

Условиями выживания миниметаллургических предприятий являются высокая стоимость и востребованность продукции, возможность за счет быстрой переналадки расширять сортамент, предельное энерго- и ресурсосбережение, малые капитальные затраты на строительство и производственные площади, применение простейших систем автоматического управления, контроля и поддержки баз производственных данных.

В разработке общего для всего комплекса технологического задания выполненные исследования и конструктивные решения является даже не самым значительным, но принципиальным разделом, без которого вся разработка металлургического производс1ва теряет смысл. Включение в технологию прессового передела удачно связывает общеметаллургические переделы с финишными операциями изготовления проволочной и трубной заготовок. Если наиболее дешевыми способами удается получить либо сплошную (на горизонтальной MHJI3 с большим шагом вытягивания) легко разделяемую на мерные длины по спаям шагов заготовку, либо полую, намороженную на трубчатый кристаллизатор, заготовку, то применять в качестве первого горячего передела что-либо, кроме прессования, нецелесообразно. Прессование снимает все ограничения по пластичности металла заготовки и дает возможность без переналадок переходить от одного типоразмера профиля к другому. Только прессованием можно изготовить заготовку под последующую редукционную прокатку с концевыми пробками и, следовательно, с вакуумированием полости, предотвращающим окисление до конца горячей обработки. Легко управлять температурой профиля скоростью прессования.

Тепло прессового передела в полной мере используется при совмещенной прокатке. Однако известные конструкции редукционных станов мало пригодны для прямого совмещения с прокаткой из-за низкой скорости прокатки мягкой механической характеристики приводов, несовершенства системы управления, отсутствие систем управления тепловым режимом прокатки.

В современной конфигурации прокатных сортовых и редукционных клетей с точки зрения снижения металлоемкости почти бесполезно уменьшать массу самих клетей, сохраняя громоздкий электромеханический привод, не позволяющий применять произвольный режим чередования клетей. Предложенный здесь гидропривод кардинально решает все проблемы компактирования прокатного оборудования. Стоимость стана резко снижается за счет устранения тиристорных и частотных преобразователей. Если на участке установлен гидравлический пресс с НАС, то гидроприводной прокатный стан уже оказывается обеспечен рабочей жидкостью.

Новые исследованные системы калибров так же способствуют повышению переналаживаемости прокатного оборудования. При прокатке проволочной заготовки из прессованного профиля может в основном использоваться система квадрат-квадрат, в калибрах которой размер меняется в широких пределах смещением подушек без параллельного смещения осей валков. При трубной прокатке круглый калибр конических валков оказывается универсальным, то есть пригодным как для прокатки трубы, так и концевых пробок.

Исследованный тепловой режим совмещенной с прессованием редукционной прокатки и предложенная система управления показывают реальную возможность закалки труб в линии стана. Общая же идеология малотоннажного производства заготовок проволоки и труб из безуглеродистых аустенитных сталей, получаемых восстановлением из рудных материалов металлическими восстановителями, позволяет закалку рассматривать как конечный предел в получении проката предчистовых размеров. Используемый зачастую отжиг для выделения специальных карбидов [155] может быть вообще отменен благодаря практически полному отсутствию углерода в стали. Катаные заготовки остаются светлыми, не требуют не дополнительной термической, ни химической обработки, и могут сразу передаваться на финишную холодную обработку.

Представленная работа является законченной, а разработанные методики - достаточными для технологического проектирования совмещенных комплексов прессования-прокатки-термической обработки в составе миниметаллургических предприятий для рентабельного производства широкосортаментной и высокотехнологичной продукции.

Библиография Исхаков, Руслан Фанисович, диссертация по теме Обработка металлов давлением

1. Мини заводы (адаит-заводы) "Даниэли" // Материалы симпозиума фирмы Даниэли в СССР. М.: ГКНТ СССР, Danieli. - т.1, 1983. - 182с.

2. Смирнов А.Ы. Металлургические мини-заводы / А.Н. Смирнов, В.М. Сифолов, JI.B. Дорохова, А.Ю. Цупрун. Донецк: Норд-пресс, 2005. — 449с.

3. Целиков А.И. Машины и агрегаты металлургических заводов / А.И. Целиков, П.Н. Полухин, В.М. Гребенник. М.: Металлургия, т.З, 1981. — 576с.

4. Королев А.А. Механическое оборудование заводов цветной металлургии / А.А. Королев, А.Г. Навроцкий, В.А. Вердеревский. М.: Металлургия, ч.З, 1989.-624с.

5. Бахтинов В.Б. Производство экономичных профилей проката / В.Б. Бахтинов, Ю.Б. Бахтинов. М.: Металлургия, 1984. - 328с.

6. Буркин С.П. Минимизация потребляемой мощности при производстве стального проката на литейно-деформационных модулях / С.П. Буркин, Е.А. Коршунов, Е.Х. Шахнацов: Сталь. №6, 1996. - с.29-33.

7. Коротков Б.А. Модули на основе совмещения MHJI3 и прокатных средств для производства металлопродукции: Сталь. №1, 1997. - с.22-24.

8. Буркин С.П. Литейно-деформационные модули для металлургических и машиностроительных производств / С.П. Буркин , А.Ф. Шаров, Е.А. Коршунов, Т.Я. Менаджиев: Сталь. №11, 1990. — с.50-53.

9. Буркин С.П. Перспективные установки непрерывной разливки стали. Дискуссия в НТС Минчермета СССР / С.П. Буркин, В.К. Смирнов: Сталь. -№1,1989. с.20-28.

10. Кацнельсон М.П. Машины для высоких обжатий сортовых заготовок в СССР и за рубежом. Обзор / М.П. Кацнельсон, А.А. Вайсфельд. М.: ЦНИИТЭНтяжмаш, 1985. - 48с.

11. Никитин Г.С. Технология производства катанки на планетарных станах. Качество продукции / Г.С. Никитин, О.В. Соколова, В.А. Вердеревский // Труды Третьего конгресса прокатчиков. Липецк, 19-22 октября 1999. -М.: Черметинформация, 2000. с.309-3 12.

12. Храпченко O.K. Основные направления создания литейно-прокатных агрегатов небольшой производительности // Труды третьего конгресса сталеплавильщиков. Москва, 10-15 апреля 1995. М.: Черметинформация, 1996. — с.314-316.

13. Тетерин П.К. Прогрессивные процессы деформации с высокими обжатиями / П.К. Тетерин // Труды Третьего конгресса прокатчиков. Липецк, 19-22 октября 1999. М.: Черметинформация, 2000. - с.313-314.

14. Храпченко O.K. Литейно-прокатный комплекс с винтовой и продольной прокаткой для производства сорта / O.K. Храпченко // Труды третьего конгресса сталеплавильщиков. Москва, 10-15 апреля 1995. М.: Черметинформация, 1996. - с.320-322.

15. Поварпицын А.А. Непрерывное прессование алюминия способом "Conform" / А.А. Поварницын, J1.H. Тетиор, А.И. Конухин. -Екатеринбург: Уралчерметавтоматика, 1997. — 68с.

16. Сидельников С.Б. Комбинированные и совмещенные методы обработки цветных металлов / С.Б. Сидельников, Н.И. Довженко, Н.Н. Загиров. — М.: МАКС Пресс, 2005. 344с.

17. Буркин С.П. Горизонтальная MHJI3 в составе литейно-деформационного комплекса / С.П. Буркин, Е.А. Коршунов, Т.В. Мещаникова: Литейщик России. №1, 2005. - с.24-31.

18. Волков С.М. Технология полунепрерывного прессования длинномерных полых профилей / С.М. Волков, С.П. Буркин: Цветные металлы. №12, 2006. - с.88-90.

19. Буркин С.П. Непрерывное прессование заготовок через разъемный контейнер / С.П. Буркин, Ю.Н. Логинов: Изв. вузов. Черная металлургия. №1, 1998. - с.31-36.

20. Буркин С.П. Непрерывные прокатные блоки в составе литейно-деформационных комплексов / С.П. Буркин, В.К. Смирнов // Труды первого конгресса прокатчиков. Магнитогорск, 23-27 октября 1995. М.: Черметинформация, 1995г. - с. 171 -179.

21. Пацехин П.П. Станы и рабочие клети для прокатки мелкосортной стали и катанки / П.П. Пацехин. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова, 1999. -57с.

22. Дукмасов В.Г. Состояние и развитие технологий и оборудования в мировой черной металлургии / В.Г. Дукмасов, Л.М. Агеев. Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2002. - 187с.

23. Кандауров Л.Е. Бескалибровая прокатка сортовых профилей / Л.Е. Кандауров, Б.А. Никифоров, А.А. Морозов. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова, 1998,- 128с.

24. Целиков Н.А. Новые работы ВНИИметмаша для трубного производства // Труды Третьего конгресса прокатчиков. Липецк, 19-22 октября 1999. -М.: Черметинформация, 2000. с.423-428.

25. Блинов Ю.И. Проблемы развития технологий производства стальных труб на рубеже XXI века // Труды Третьего конгресса прокатчиков. Липецк, 19-22 октября 1999. М.: Черметинформация, 2000. — с. 18-20.

26. Буркин С.П. Литье и деформация алюминиево-железиой лигатуры. / С.П. Буркин, Е.А. Коршунов, Ю.Н. Логинов, А.Г. Титова, М.И. Волков, С.М. Волков: Литейщик России. №1, 2005. - с. 12-17.

27. Коршунов Е.А. Электроплавильный агрегат для реализации новых технологий на металлургических мини-заводах / Е.А. Коршунов, Д.Н. Гайнанов, В.Л. Бастриков, В.В. Фадеев, С.П. Буркин, Ф.Н. Сарапулов,

28. B.Г. Лисиенко, B.C. Третьяков: Стль. №8, 2007. с.59-60.

29. Буркин С.П. Как изготовить полую заготовку для ковки вагонной оси /

30. C.П. Буркин, Е.А: Коршунов, Н.А. Бабайлов, Р.Ф. Исхаков // Материалы 3-й международной конф. «Трансмет-2007». Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008.-с.206-214.

31. Барков. Л.А. Прокатка малопластичных металлов с многосторонним обжатием / Барков Л.А., Выдрин В.Н., Пастухов В.В., Чернышев В.Н. -Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1988. 304 с.

32. Софийский П.И. Современные агрегаты непрерывной разливки цветных металлов в СССР и за рубежом / П.И. Софийский, И.М. Ершов // Металлургическое машиностроение. М.: НИИформтяжмаш, 1965. - 156 с.

33. Целиков А. И. Современное развитие прокатных станов. / А.И. Целиков, В.И.Зюзин. М.: Металлургия, 1972. - 398 с.

34. Bungeroth R. K-Update on Kocks 3-roll rod and bar mills / R. Bungeroth: Iron and Steel Engineer. № 10, 1972. - p. 81—89.

35. Rolling unit for a bar or the like rolling mill: pat. 4537054 USA. CI.2 B21B 13/00 / Properzi; Giulio (Milano, IT); deck 26.05.1983; publ. 27.08.1985. -16 p.

36. Rolling mill stand: pat. 5144827 USA. CI.2 B21B 35/00 / Iio; Ttsushi (Niihama, JP), Assignee: Sumitomo Heavy Industries, Ltd (Tokyo, JP); deck 11.07.1991; publ. 08.09.1992. 16 p.

37. Rolling unit for a rolling mill lor rolling or sizing metal pipes, bars or wires: pat. 6490901 USA. CI.2 B21B 17/00 / Potthoff; Heinrich (Hilden, DE), Assignee: Kocks Technik GmH & Co. (Hilden, DE); deck 28.03.2001; publ. 10.12.2002. -22 p.

38. Прокатная клеть с четырехвалковым калибром: а.с. 532405 СССР. МКИ В21В 17/00 /Р.Я. Яхнпн, О.В. Сиверин, A.M. Шкейров и др. // Открытия. Изобретения. № 39, 1976. - с. 17.

39. Прокатная клеть: а.с. 194037 СССР. МКИ В21В 17/00 / В.Н. Выдрнн, В.Г. Дукмасов, О.И. Тищенко // Открытия. Изобретения. №8, 1967. -с.9.

40. Прокатная клеть: а.с. 288915 СССР. / В.Н. Выдрин, О.И. Тищенко, Е.Н. Березин // Открытия. Изобретения. №1, 1971. - с.ЗО.

41. Прокатная клеть: а.с. 804018 СССР. / В .Я. Выдрин, В.Г. Дукмасов, А.А. Маркое // Открытия. Изобретения. №6, 1981. - с.24.

42. Ковтушенко А.А., Редукторы трубопрокатного оборудования / А.А. Ковтушенко, А.Ф. Копылов, С.А. Лагутин: Вестник машиностроения. -№10, 1985. -с.43-47.

43. Ковтушенко А.А. Опыт оптимизации нормализованных редукторов металлургического оборудования / А.А. Ковтушенко, С.А. Лагутин: Тяжелое машиностроение. №5, 1990. - с.5-7.

44. Ковтушенко А.А., Шестеренные клети прокатных станов / А.А. Ковтушенко, С.А. Лагутин: Тяжелое машиностроение. №4, 1998. -с. 19-22.

45. Айрапетов Э.Л. Совершенствование зубчатых муфт и шпинделей конструкции ЭЗТМ / Э. Л. Айрапетов: Тяжелое машиностроение. №12, 2000. -с.13-15.

46. Ковтушенко А.А. Совершенствование привода прокатных станов. / А.А. Ковтушенко, А.Ф. Копылов, С.А. Лагутин: Черметинформация. Бюллетень «Черная ме1аллургия» №3, 2007. - с.52-53.

47. Гладков Г.А. Прокатка особоточных профилей / Г.А. Гладков, Ф.Е. Долженков, Л .Я. Прищенко. М.: Металлургия, 1979. - 216с.

48. Трехвалковый замковый калибр: а.с. 882671 СССР / Л.А. Барков, С.В. Заборских, В.В. Пастухов // Открытия. Изобретения. №43, 1981. - с.42.

49. Многовалковый калибр: а.с. 959855 СССР / Л.А. Барков, В.В. Пастухов // Открытия. Изобретения. №35, 1982. - с.37-38.

50. Многовалковый калибр: а.с. 725727 СССР / Л.А. Барков, В.В. Пастухов, С.А. Мымрин // Открытия. Изобретения. №13, 1980. - с.41.

51. Многовалковый замковый калибр: а.с. 980878 СССР / С.В. Заборских, Л.А. Барков, В.В. Пас1ухов // Открытия. Изобретения. №46, 1982. -с.43.

52. Многовалковый калибр: а.с. 806175 СССР / Л.А. Барков, В.В. Пастухов, С.Л. Барков // Открытия. Изобретения. №7, 1981. - с.35.

53. Прокатная клеть с четырехвалковым калибром: а.с. 753503 СССР / В.Я. Выдрин, Л.А. Барков, В.В. Пастухов и др. // Открытия. Изобретения. № 29, 1980. - с.ЗЗ.

54. Узел валков прокатного стана: а.с. 1202645 СССР / Ю.В. Полторапавло, В.А. Феник, В .Г. Гром / Заявит. ДонНИИЧермет. Заявл.02.07.84. Опубл. в Б.И., №1, 1986. с.12.

55. Многовалковая клеть (ее варианты): а.с. 1251987 СССР / П.М. Финагин, И.Л. Гольдштейн, Г.Б. Фокин / Заявл. 15.04.85. Опубл. в Б.И., №31, 1986.

56. Жучков С.М. Современные проволочные станы. Тенденции развития технологии и оборудования (часть 1) / С.М. Жучков, А.А. Горбанев: Черметинформация. Бюллетень «Черная металлургия». №6, 2006. с.54-59.

57. Жучков С.М. Современные проволочные станы. Тенденции развития технологии и оборудования (часть 2) / С.М. Жучков, А.А. Горбанев: Черметинформация. Бюллетень «Черная металлургия». №7, 2006.с.30-42.

58. Жучков С.М. Современные проволочные станы. Тенденции развития технологии и оборудования (часть 3) / С.М. Жучков, А.А. Горбанев: Черметинформация. Бюллетень «Черная металлургия». №8, 2006.с.40-48.

59. Жучков С.М. Современные проволочные станы. Тенденции развития технологии и оборудования (часть 4) / С.М. Жучков, А.А. Горбанев: Черметинформация. Бюллетень «Черная металлургия». №9, 2006.с.46-54.

60. Горбасев Н.И. Достижения в области производства катанки и мелкого сорта за рубежом / Н.И. Горбасев, Е.Л. Оратовский, М.К. Сафонова // Черная металлургия. Прокатное производство. М.: Черметинформация, 1974. -35с.

61. Wilson N.A. High speed rod finishing mill / Wilson N.A: Kalibreur. № 11, 1969. - p.75-78.

62. Kobe's 4-standard rod mill: Iron and Steel Engineering. №7, 1974. - p.34-44.

63. Spanish rod developments: Metall Bulletin. № 6052, 1975. - p. 42.

64. Kolbmuller W. Entwiklungen auf dem Gebiet der Herstellung von Mittelstahl, Stabstahl und Draft / Kolbmuller W., Spiecker K.H., Willman A: Fachberichte Huttenprazis Metallweiterwerarbeitung. № 10, 1981. - s.878-889.

65. Owen J.H. Atlantic steel Co's new roll mill / J.H. Owen, G.T Hightower: Iron and Steel Engineering. № 8, 1970. - p.63-69.

66. Wirion R. Le train a fill machine de Burbash / R. Wirion: Circulaire d'informations techniques. Centre documentation sidergique. № 1, 1976. -p.43-54.

67. Кугушии А.А. Высокоскоростная прокатка катанки / А.А. Кугушип, Ю.А. Попов. М.: Металлургия, 1982. - 144с.

68. Иводитов А.Н. Разработка и освоение технологии производства высококачественной катанки / А.Н. Иводитов, А.А. Горбанев. М.: Металлургия, 1989. - 256с.

69. Жучков С.М. Исследование энергосиловых и температурно-скоростных параметров прокатки на стане 320/150 / С.М. Жучков, В.А. Токмаков, А.Б. Сычков: Сталь. №6, 1999. с.35-39.

70. Жучков С.М. Теоретические и технологические основы управления температурным режимом непрерывной сортовой прокатки / С.М. Жучков, А.П. Лохматов, Л.В. Кулаков: Черметинформация. Бюллетень «Черная металлургия». № 10, 2006. - с.45-53.

71. Грудев А.П. Теория прокатки / А.П. Грудев // Учеб. для вузов. М.: Металлургия, 1988. - 240 с.

72. Коновалов Ю.В. Температурный режим широкополосных станов горячей прокатки / Коновалов Ю.В., Остапенко А.Л. М.: Металлургия, 1974. - 175с.

73. Целиков А.И. Теория прокатки / А.И. Целиков, А.Д. Томленов, В.И. Зюзин // Справочник. М.: Металлургия, 1982. - 335 с.

74. Шевченко А.А. Непрерывная прокатка труб / А.А. Шевченко. Харьков.: Металлургиздат, 1954. - 268с.

75. Потапов И.Н. Теория трубного производства '/ И.Н'. Потапов, А.П. Коликов, В.М. Друян. М.: Металлургия, 1991. - 424с.

76. ГуляевТ.И. Калибровка инструмента для производства бесшовных труб / Г.И. Гуляев. М.: Металлургиздат, 1962. - 324с.

77. Гуляев Г.И. Определение некоторых основных параметров редуцирования труб с натяжением / Г.И. Гуляев, В.А. Юргеленас // Труды УкрНТО. T.XIII, 1957: - с. 134 - 137.

78. Данилов Ф.А. Горячая прокатка и прессование стальных труб / Ф.А. Данилов, А.З. Глейберг, В.Г. Балакин. М: Металлургия, 1970. - 656с.

79. Матвеев Б.Н. Горячая прокатка" труб / Б.И. Матвеев. М.: ННТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ, 2000. - 144с.

80. Швейкин В.В. Технология холодной прокатки и редуцирования труб / В.В. Швейкин. Свердловск: УПИ, 1983. - 100с.

81. Столетний Д.М. Пробуксовка, проволакивание, и разрыв в редукционных станах / Д.М. Столетний: Черметинформация. Бюллетень «Черная металлургия». №9, 2005. с.41-44.

82. Столетний Д.М. Скоростные режимы редукционного стана / Д.М. Столетний: Черметинформация. Бюллетень «Черная металлургия». -№10, 2005.-с. 58-62.

83. Потапов И.Н. Технология производства труб / И.Н. Потапов, А.П. Коликов, В.Н. Данченко. М.: Металлургия, 1994. - 528с.

84. Данченко В.Н. Технология трубного производства / В.Н. Данченко, А.П. Коликов, Б.А. Романцев. М.: Интермет Инжиниринг, 2002. - 640с.

85. Швейкин В.В. Технологические параметры при редуцировании труб / В.В. Швейкин, П.Н. Ившин // Материалы конференции по теории и практике редуцирования труб. ЦБТИ. Свердловск, 1965. - с.238 -241.

86. Чекмарев А.П. Калибровка редукционных и калибровочных станов / А.П. Чекмарев, Г.И. Гуляев: Прокатное и трубное производство. Приложение к журналу "Сталь". 1958. - с.26-31.

87. Ериклинцев В.В. Теория редуцирования труб /В.В. Ериклинцев, Ю.И. Блинов, Д.С. Фридман. Свердловск: Средне-Уральское книжное издательство, 1970. - 232с.

88. Звягинцев A.M. Калибровка редукционного стана без натяжения / A.M. Звягинцев: Сталь. №4, 1947. с.46 -49.

89. Грюнер П. Калибровка инструмента для производства бесшовных труб / П. Грюнер. -М.: Металлургиздат, 1962. — 186с.

90. Stretch reducing mills: pat. 3952570 USA: CI.2 B21B 19/02 / Werner Demny (Dusseldorf, Germany), Hermann Moeltner (Dusseldorf, Germany), Assignee: Firma Friedrich Kocks, Dusseldorf; publ. 27.04.1976 — 5 p.

91. Гуляев Г.И. Выбор величины уширения при редуцировании труб / Г.И. Гуляев, А.И. Довгаль: Сталь. №6, 1965. - с.62-64.

92. Гуляев Г.И. Технология непрерывной безоправочной прокатки труб / Г.И. Гуляев, П.Н. Ившин, И.Н. Ерохин. -М: Металлургия, 1975. 264с.

93. Лохмачен ко А.Н. Поперечная разностенность труб при редуцировании в двух и четырехвалковых клетях / А.Н. Лохмаченко, Ю.И. Блинов, В.К. Риспель: Сталь. №10, 1973. с.927-928.

94. Stretch reducing of hollow stock: pat. 4099402 USA. CI.2 B21B 17/14 / Horst Biller (Kettwig. Fed. Rep. of Germany) Assignee: Mannesmannrihren-Werke AG, Dusseldorf, Fed. Rep. of Germany: deck 21.06.1976; publ. 11.07.1978 ' 6p.

95. Миленип А.А. Математическое моделирование влияние натяжения на разностенность труб при редуцировании / А.А. Миленин, В.Н. Датченко, Н.Е. Панюшкин: Металлургическая и горнорудная промышленность. -№2, 2007. с.38-40.

96. Multi-stand mandrel-free stretch reducing mill: pat.6047578 USA. / Ch2 B21B 37/68 / Peter Thieven (Aachen, Germany). Assignee: Mannesmann AG, Dusseldorf, Germany / deck 16.12.1998; publ. 11.04.2000 5p.

97. Шевченко А.А. Определение утолщения стенки труб при редуцировании / А.А. Шевченко: Сталь. №8, 1947. с.236-238.

98. Гуляев Г.И. Частное изменение толщины стенки в двухвалковом овальном калибре при редуцировании и калибровании труб / Г.И. Гуляев, В. А. Юргеленас // Труды УкрНИТИ, вып.2. М.: Металлургиздат, 1950. - 126с.

99. Краев С.И. Изменение стенки трубы при редуцировании. / С.И. Краев // Сб. Обработка металлов давлением, вып. III. Металлургиздат, 1954.

100. Глейберг А.З. Определение изменения толщины стенки труб при редуцировании // А.З. Глейберг. М.: Металлургиздат. ЦИИММП, №5, 1950.

101. Hallquist J.O. LS-DYNA theoretical manual / J.O. Hallquist. Livermore Software Technology Corporation, 1998. - 1598p.

102. Швейкин В.В. Об изменении толщины стенки труб при редуцировании / В.В. Швейкин, Г .Я. Гунн // Научные доклады высшей школы. М.: Металлургия, №4-5, 1958.

103. Колмогоров B.J1. Деформация стенки трубы при редуцировании / B.JI. Колмогоров, А.З. Глейберг: Прокатное и трубное производство. Приложение к журналу "Сталь", 1959. с. 68-73.

104. Ш.Выдрин В.Н. Деформация полых цилиндрических тел / В.Н. Выдрин: Научные доклады высшей школы. Металлургия. М.: Металлургиздат. -№1, 1959. — с.107-110

105. Blair D. Tube reducing mills / D. Blair: Iron and Coal Trades Review, №4270, 1950. p.876-882.

106. Neuman T.W. Verformungstheoretishe Betrachtungen zum Rohrreduzieverfahzen / T.W. Neuman, D. Hancke: Stahl und Eisen. №22, 1955. -p.456-461.

107. Bradley N.M. Input Parameters for Metal Forming Simulation Using LSDYNA / N.M. Bradley, Z. Xinhai // 6th International LS-DYNA Users Conference. 2000. p. 1276-1282

108. Анисифоров В.П. Определение толщины стенки и коэффициента вытяжки при'редуцировании труб с натяжением / В.П. Анисифоров // Труды ВНИИМЕТМАШ. ОНТИ. №8, 1963. - с. 486-490.

109. Bala. S. Modeling Rigid Bodies in LS-DYNA / S. Bala. FEA Information Newsletters. - vol.1. 2002.

110. Тарновский И.Я. Теория обработки металлов давлением / И.Я. Тарновский, А.А. Поздеев, О.А. Ганаго. М.: Металлургиздат, 1963. -432с.

111. LS-DYNA Keyword User's. Manual Version-Beta 971 // Livermore software. Volume 1. 2005. 1964p.

112. Гун; Г.Я. Пластическое формоизменение металлов / Г.Я. Гун, П.И. Полухии, В.П. Полу хин. М.; Металлургия. 1958. — 346с.

113. Bala S. Contact Modeling in LS-DYNA / S. Bala: FEA Information Newsletters. vol. 8-11, 2001. p.541 -552.

114. Данилов. Ф:А. Горячая прокатка и прессование труб / Ф.А. Данилов, А.З. Глейберг, В-Г. Балакин.-Ш:: Металлургия; 1972. 576с.

115. Колмогоров*, В;Л. Пластичность и разрушение: / В.Л. Колмогоров; А.А. Богатов, Б.А. Мигачев. М.: Металлургия, 1977. - 336с.123; Данилов Ф.А^ Горячая? прокатка труб / Ф^А. Данилову A.3i Глейберг, В.Г. Балакин. М: Металлургиздат. 1962. - 502с.

116. Гуляев Г.И. Улучшение качества труб и экономия металла при редуцировании / Г.И. Гуляев; А.Г. Ратнер, А.С. Журба. Киев: Тэхиика, 1989;-144с. . : ' '

117. Редукционный стан: пат. 2215 600j РФ; МК№ С2 7В21В17/14 / И;К.; Тартаковский. Н.Г1. Рябихип. А.В. Есаков.

118. Логинов Ю.Ы. Влияние: натяжения на параметры прессования / Ю.Н. Логинов; С.П: Буркин: Цветные*металлы. №1Т, 1996;,-с.55-58/. ■'.

119. Устройство для« создания натяжения* при прессовании металлов: пат. 2278758 РФ / С.П. Буркин, Ю.Н. Логинов. // МП К В21С 35/02 /

120. Патентообладатель: УГТУ-УПИ- Опубл. 27.06.2006. Бюлю №18.

121. Готлиб Б.М. Основьг статистической/ теории*- обработки металлов давлением; / Б.М: Готлиб, И.Я. Добычин, В.М. Баранчиков. М.: Металлургия;.1980.' - 168с:

122. Буркин С.П; Технологические особенности применения гидропривода рабочих валков; чистовых и калибровочных прокатных блоков / С.П. Буркин,. Ю.Н: Логинов, В.В. Шимов // Труды второго Конгресса прокатчиков. Mi: Черметинформация, 1998. - с.321-331.

123. Буркин С.П. Перспективы применения гидропривода валков непрерывных прокатных станов / С.П. Буркин, В.В. Шимов, С.М. Волков // Труды четвертого конгресса прокатчиков. Магнитогорск, 16-19 октября 2001. М.: Черметинформация, 2002. - с. 288-294.

124. Сахно Ю.А. Гидравлические делители и сумматоры потоков / Ю.А. Сахно, М.Б. Траугер. М.: Машиностроение, 1972. - 105 с.133: Сахно Ю.А. Многониточные гидравлические делители / Ю:А. Сахно. -М.: Машиностроение, 1988. 160 с.

125. Праздников А.В. Гидропривод в металлургии / А.В. Праздников. М.: Металлургия, 1973. - 336.с:

126. Пучкин А.Е. Эксплуатация, ' техническое обслуживание и ремонт гидроприводов металлургического оборудования / А.Е. Пучкин. М.: Металлургия, 1991. - 240 с.

127. Никитин О.Ф. Объемные гидравлические и пневматические приводы / О.Ф. Никитин, К.М. Холин. М.: Машиностроение, 1981. - 269 с.

128. Свешников В.К. Станочные гидроприводы / В.К. Свешников. М.: Машиностроение, 1995. - 448 с.

129. Исхаков Р.Ф. К выбору гидромотора для привода прокатной клети / Р.Ф. Исхаков, Д.Ю. Шадрин, С.П. Буркин, Н.А. Бабайлов // Научные труды VII отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. — Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. 4.1. с.306-307.

130. Смирнов В.К. Калибровка прокатных валков / В.К. Смирнов, В.А. Шилов, Ю.В. Инатович. — М.: Металлургия, 1987. — 368с.

131. Хензель А. Расчет энергосиловых параметров в процессах обработки металлов давлением / А. Хензель, Т. Шпиттель // Справочник. М.: Металлургия, 1982. - 360 с.

132. Колмогоров B.JI. Механика обработки металлов давлением / B.JI. Колмогоров. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. - 836с.

133. Box G.E. Some new three level designs for the study of quantitative variables / G.E. Box, D. W. Behnken: Technometrics. 1960. - p.455-475.

134. Спирин H.A. Оптимизация и идентификация технологических процессов-в металлургии / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, С.И. Паршаков, С.Г. Денисенко. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. - 307с.

135. Нб.Бнргер И.А. Расчет на прочность деталей машин / И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, P.M. Шнейдерович. М.: Машиностроение, 1966. - 616 с

136. Мочалов Н.А. Расчет на прочность деталей машин / Н.А. Мочалов, A.M. Галкин, С.Н. Мочалов. М.: ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ, 2003. - 318с.

137. Буркин С.П. Установка для пластометрических испытаний. / С.П. Буркин, Р.Ф. Исхаков, А.В. Разинкин, Е.А. Андрюкова: Заводская лаборатория. Диагностика материалов. №11, т.71, 2005. - с.45-50.

138. Буркин С.П. Автоматизация экспериментального определениясопротивления металла^ горячей деформации / С.П. Буркин, Р.Ф.к

139. Исхаков, А.В. Разинкин, С.И*. Паршаков: Изв. вузов: Черная металлургия. №1, 2006. - с.35-39.

140. Лыков А.В. Тепло- и массообмен с окружающей газовой, средой / А.В. Лыков, Т.Л. Перельман. Минск: Наука и техника, 1965. - 238с.

141. Brennecke N. Neue Hutte / N. Br.ennecke, К. Zurdel. №7, 1975. - p.410 -413

142. Гольдштейн М.И. Специальные стали / М.И. Гольдштейн, Грачев С.В., Векслер Ю.Г. М.: МИСИС, 1999. - 408с.

143. Аммерлинг В.Ю. Редуцирование с натяжением и точная калибровка при производстве труб / В.Ю. Аммерлинг, Й. Сурмунд // Труды шестого конгресса прокатчиков. Том 2. М.: Объединение прокатчиков, 2005. — с.239-243.

Похожие работы

Металлургия
05.16.00