автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Развитие теории и практики процессов калибровки и прокатки фланцевых профилей

На правах рукописи

Дорофеев Владимир Викторович

Развитие теории и практики процессов калибровки и прокатки фланцевых профилей

Специальность 05.16.05 - Обработка металлов давлением

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

00501^03

1 2 МД? Ш

Новокузнецк, 2012

005012269

Работа выполнена на кафедре обработки металлов давлением и металловедения в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет» и в ОАО «ЕВРАЗ Объединенный ЗападноСибирский металлургический комбинат» (ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК»).

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Перетятько Владимир Николаевич

Официальные оппоненты: Трусов Виталий Алексеевич

доктор технических наук, профессор, ФГАОУ ВПО Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Институт технологии материалов, Директор

Темлянцев Михаил Викторович доктор технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный . индустриальный университет», профессор кафедры теплофизики и промышленной экологии

Шилов Владислав Александрович доктор технических наук, профессор, ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого президента России Б.Н. Ельцина»

. Ведущая организация: ОАО «Уральский институт металлов»

Защита состоится «10» апреля 2012 г. в Ю00 часов в аудитории ЗП на заседании диссертационного совета Д212.252.01 при Сибирском государственном индустриальном университете по адресу: 654007, г. Новокузнецк, Кемеровской области, ул. Кирова 42, факс: (3843) 465792; е-таП:с!521225201@51Ь8Ш.ги

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет».

Автореферат разослан «17» февраля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д212.252.01

Нохрина О.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: Современная теория прокатки интенсивно развивается, опираясь на достижения математики, физики, механики сплошных сред, металловедения и других фундаментальных наук. Для решения численных задач и математического моделирования все более широко применяются компьютерные технологии. Выводы теории прокатки используют при разработке оптимальных режимов деформации, конструировании оборудования и проектировании калибровок прокатных валков.

Однако, несмотря на значительные достижения в развитии общей теории прокатки и технологии, процесс прокатки в калибрах и вопросы, связанные с калибровкой валков ввиду многообразия факторов, свойственных прокатке в калибрах, изучены еще недостаточно хорошо.

Среди различных фасонных профилей проката особое место занимают фланцевые профили, к которым относятся двутавровые балки, рельсы, швеллеры и т.д. Характерной особенностью фасонных фланцевых профилей является то, что они имеют форму, значительно отличающуюся от формы исходной заготовки - обычно квадратного или круглого сечения, следовательно, прокатка таких профилей идет с большой неравномерностью обжатий.

Исследование формоизменения металла при прокатке в фасонных фланцевых калибрах, рациональная конструкция калибров и выбор режимов деформации невозможны без учета четкого понимания процесса течения металла в калибре и анализа его напряженно-деформированного состояния.

Таким образом, исследование формоизменения металла при прокатке в фасонных фланцевых калибрах, разработка новых методов расчета калибровок и способов прокатки фланцевых профилей на основе современной теории прокатки с целью повышения качества проката и снижения издержек на его производство является весьма актуальной задачей, как в научном, так и в практическом плане.

Работа выполнена в соответствии с Государственной программой «Основы политики Российской Федерации в области развития наук и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу» от 30 марта 2002 г. и перечнем критических технологий Российской Федерации, разделы «Технологические совмещаемые модули для металлургических мини-производств», «Компьютерное моделирование», Федеральной целевой программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» от 6 июля 2006 г., разделы «Технологии производства программного обеспечения», «Технологии создания и обработки кристаллических материалов», а также согласно планам научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет».

Цель диссертационной работы:

Развитие научных основ новых методов калибровки и процессов прокат-

ки фланцевых профилей и получение комплекса технических и технологических решений, направленных на повышение эффективности производства за счет снижения энергетических затрат, повышения производительности, улучшения качества и расширения сортамента прокатываемой продукции.

Основные задачи:

1. Развитие научных основ определения эффективности деформации металла в калибрах методом верхней оценки, разработка эффективных с точки зрения экономии энергетических ресурсов условий деформирования металла в разрезных и рельсовых калибрах.

2. Разработка технических решений по усовершенствованию технологии прокатки железнодорожных и трамвайных рельсов на основе результатов исследований формоизменения и напряженно-деформированного состояния металла в калибрах, обеспечивающих снижение материальных и энергетических затрат.

3. Развитие технологии прокатки рельсов с использованием универсальных калибров, разработка методики расчета калибровки валков при прокатке рельсов в универсальных калибрах компактной трехклетьевой реверсивной группы клетей в условиях современных рельсопрокатных станов.

4. Совершенствование технологии прокатки швеллеров, разработка новых способов прокатки сложных фланцевых профилей с целью повышения эффективности производства.

5. Внедрение результатов теоретических и экспериментальных исследований в производство фланцевых профилей.

Методы исследований: При исследованиях использовались методы теории подобия и моделирования процессов ОМД, метод координатных сеток с элементами сбора и обработки информации на компьютере в среде Ма1Ьсас114, метод верхней оценки при решении задач по теоретической оценке мощности деформации в калибрах, методы тензометрии, статистические методы обработки данных, метод математического планирования эксперимента.

Личный вклад автора состоит в научной постановке задач исследования, анализе литературных данных, в выполнении экспериментальных и опытно-промышленных исследований формоизменения металла в калибрах, статистической обработке и анализе полученных результатов, разработке и внедрении новых технологий в производство.

Достоверность и обоснованность полученных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается большим объемом экспериментального материала, полученного в лабораторных и промышленных условиях с применением современных методик, корректным использованием математического аппарата; сравнительным анализом аналитических и экспериментальных результатов и зависимостей; применением современных методов статистической обработки результатов; сопоставлением полученных результатов с дан-

ными других исследователей; эффективностью предложенных технических решений, подтвержденных результатами промышленных испытаний и внедрением в производство.

Научная новизна работы заключается в том, что:

- впервые разработаны математические модели расчетов энергетических характеристик деформирования металла в открытых симметричных, наклонных несимметричных разрезных калибрах и в чистовом двухвалковом рельсовом калибре в зависимости от его наклона в валках, позволяющие оценить эффективность формоизменения металла в калибрах за счет уменьшения мощности деформирования;

- получены диаграммы распределения деформации металла в ящичных, трапециевидных, рельсовом разрезном калибрах при прокатке рельсов Р65. Установлены закономерности влияния величины уширения в рельсовых калибрах на изменение напряженно-деформированного состояния металла и расположение зон с различной схемой деформации по сечению раскатов из этих калибров, получены закономерности формоизменения осевой пористости в процессе прокатки рельсов из непрерывнолитой заготовки;

- получены новые результаты по исследованию напряженно-деформированного состояния трамвайных рельсов при разрезке головки профиля в зависимости от глубины внедрения и диаметра разрезного ролика; выявлены математические зависимости распределения значений деформации в поверхностных слоях по оси желоба от обжатия разрезным роликом; получена диаграмма действительных значений усилий для образования желоба головки трамвайного рельса, рассчитанная на основе экспериментальных значений усилий в зависимости от глубины разрезки и диаметра разрезного ролика;

- выполнен анализ закономерностей изменения осевых остаточных напряжений в элементах рельса после прокатки от неравномерности распределения пластических деформаций между элементами профиля в чистовом двухвалковом и чистовом универсальном калибрах при прокатке рельсов Р65; теоретически обоснована и подтверждена экспериментально закономерность влияния осевых остаточных напряжений на концевую кривизну рельсов;

- теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены зависимости формы и размеров разрезного гребня в первом трапециевидном калибре в системе черновых калибров для прокатки железнодорожных рельсов из непрерывнолитой заготовки от минимальной протяженности периферийной зоны, зоны столбчатых кристаллов в непрерывнолитой заготовке и высоты гребня со стороны подошвы в калибре для предварительной разрезки;

- разработана рациональная методика расчета калибровки валков трех-клетьевой непрерывно-реверсивной группы в составе одной двухвалковой и двух универсальных клетей для прокатки рельсов, основанная на равенстве коэффициентов вытяжки по элементам профиля в универсальных калибрах.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

- разработана новая технология прокатки балок и швеллеров средних и малых размеров с использованием наклонных разрезных калибров (патент РФ №2103078), внедрение которой позволило повысить эффективность деформации в разрезных калибрах, конструкция чистового рельсового двухвалкового калибра (A.c. СССР №1731305) для оптимизации положения его в валках;

- разработаны технические решения по усовершенствованию технологии прокатки железнодорожных рельсов в черновых калибрах (патенты РФ №№2103077, 2223156), новые способы прокатки и правки рельсов (патенты РФ №№2100107, 2299250, 2394660, 2410171) используемые в технологии производства рельсов специального назначении повышенного качества, технология прокатки рельсов из непрерывнолитой заготовки, трамвайных рельсов в чистовой универсальной клети (патенты РФ №№2254941, 2233716, 2403108), внедрение которых позволило повысить производительность и качество продукции;

- разработана технология прокатки рельсов с использованием предчисто-вого четырехвалкового универсального калибра и чистового двухвалкового калибра в двухклетьевой непрерывной группе клетей (A.c. СССР №№1445823, 1607985, 1614869) и технология прокатки рельсов с использованием универсальных калибров по схеме: предчистовой, трехвалковый -чистовой четырехвалковый калибр (патент РФ №2241556) для достижения минимального различия остаточных напряжений в процессе прокатки по элементам профиля и уменьшения концевой кривизны рельсов;

- разработаны новые технические и технологические решения для прокатки швеллеров (патенты РФ №№2132247, 2268788), монорельсов для подвесных монорельсовых дорог (патент РФ №2288045) и скобы упорной для пружинных рельсовых скреплений (патент РФ №2254178), обеспечивающие повышение эффективности производства фланцевых профилей;

- представлено техническое решение реконструкции рельсопрокатного стана ОАО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» (ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК») и предложена методика расчета калибровки валков рельсов в трехклетьевой непрерывно-реверсивной группе, разработаны калибровки железнодорожных и трамвайных рельсов для выпуска высококачественных длинномерных рельсов;

- полученныё в работе научные результаты исследований могут быть использованы для развития теории обработки металлов давлением и подготовки специалистов по направлению «Металлургия».

Реализация результатов работы. Основные разработки внедрены, в течение 2000-2010 г.г. на ОАО «НКМК» (с 01.07.2011 г. ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК»):

- внедрение новой технологии прокатки балок и швеллеров малых размеров с использованием наклонных разрезных калибров при прокатке швеллера №10 позволило снизить растягивающие напряжения на кромках фланцев, улучшить условия захвата за счет уменьшения абсолютных обжатий, увели-

чить производительность прокатного стана на 5%, улучшить качество готового проката на 1,0%;

- внедрение новых способов прокатки железнодорожных рельсов в черновых калибрах, способа прокатки рельсов из нелрерывнолитой заготовки, новых способов расточки валков, калибровки и прокатки рельсов позволило улучшить качество продукции и снизить расходны Й коэффициент металла на 5,4 кг/т. Годовой экономический эффект в 2010 г. составил 30,8 млн.руб.;

- внедрение валкового узла универсального четырехвалкового калибра для прокатки трамвайных рельсов, нового способа калибровки швеллеров стабилизировало процесс прокатки. Годовой экономический эффект от внедрения разработанных способов в 2010 г. составил 14 млн.руб.;

- разработка технологии прокатки новых фланцевых профилей: монорельса М200 и скобы упорной для пружинного рельсового скрепления обеспечило устойчивую прокатку в калибрах и минимальный расход прокатных валков. Годовой экономический эффект за счет освоения новых видов продукции в 2010 г. составил 8,6 млн.руб.

Положения, выносимые на защиту:

1) научные основы теоретического определения энергетических характеристик деформирования металла в калибрах, результаты энергетических параметров эффективности деформирования металла в открытых симметричных, наклонных несимметричных разрезных калибрах и в чистовом двухвалковом рельсовом калибре в зависимости от его наклона в валках;

2) банк экспериментальных данных по исследованию формоизменения и напряженно-деформированного состояния металла в ящичных, трапециевидных, рельсовом разрезном калибрах при прокатке железнодорожных рельсов Р65; формоизменения осевой пористости и центральной ликвации в процессе прокатки рельсов из нелрерывнолитой заготовки; напряженно-деформированного состояния металла в рельсовых калибрах г. зависимости от величины уширения;

3) зависимость влияния формы и размеров разрезного гребня первого трапециевидного калибра в системе черновых калибров для прокатки рельсов из непрерывнолитой заготовки на значения ударной вязкости в подошве рельса; результаты промышленного исследования 1грокатки рельсов с использованием универсальных калибров;

4) результаты экспериментального исследования напряженно-деформированного состояния трамвайного рельса при разрезке головки профиля в зависимости от диаметра и глубины внедрения разрезного ролика;

5) новые технические и технологические решения по усовершенствованию прокатки железнодорожных, трамвайных рельсов, швеллеров и производства новых фланцевых профилей сложной формы: монорельсов для подвесных монорельсовых дорог и скобы упорной для пружинных рельсовых скреплений;

6) методика расчета калибровки валков трехклетьевой непрерывно-реверсивной группы в составе одной двухвалковой и двух универсальных клетей для прокатки рельсов, основанная на равенстве коэффициентов вытяжек по элементам профиля в универсальных калибрах, и разработанные по этой методике калибровки железнодорожных и трамвайных рельсов.

Апробация работы. Основные результаты доложены и обсуждены на следующих конференциях: Научно-технический совет МЧМ СССР по освоению технологии прокатки железнодорожных рельсов с использованием универсальных клетей и прокати рельсов из непрерывнолитых заготовок (г. Новокузнецк, 1989 г.); Ш Международная конференция «Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий» (г. Николаев, 1993 г.); Межгосударственная конференция «Проблемы развития металлургии Урала на рубеже XXI века» (г. Магнитогорск, 1996 г.); первом -пятом (1995-2003 г.г.) Международных конгрессах прокатчиков; Международная конференция «Высокие технологии в современном материаловедении» (г. Санкт-Петербург, 1997 г.); Международная научно-техническая конференция «Современные проблемы и пути развития металлургии» (г. Новокузнецк, 1997 г.); первый Международный семинар «Актуальные проблемы прочности» (г. Новгород, 1997 г.); V Международный семинар «Современные проблемы прочности» (г. Старая Русса, 2001 г.); XXXVII семинар «Актуальные проблемы прочности» (г. Санкт-Петербург, 2001 г.); Всероссийская научно-практическая конференция «Инновации в машиностроении-2001» (г. Пенза, 2001 г.); IX Международный семинар «Актуальные проблемы материалов: наука и технология» (г. Екатеринбург, 2002 г.); Всероссийские научно-практические конференции «Металлургия: Новые технологии, управление, инновации и качество» (г. Новокузнецк, 2005-2006 г.г.).

Соответствие диссертации паспорту специальности. Диссертационная работа по своим целям, задачам, содержанию, методам исследования и научной новизне соответствует пункту 2 «Исследование процессов пластической деформации металлов, сплавов и композитов с помощью метода физического и математического моделирования» и пункту 6 «Разработка способов, процессов и технологий для производства металлопродукции, обеспечивающих экологическую безопасность, экономию материальных и энергетических ресурсов, повышающих качество и расширяющих сортамент изделий» паспорта специальности 05.16.05 - Обработка металлов давлением.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 34 статьи, в том числе 18 в рецензируемых научных журналах списка ВАК, 3 монографии, а также 6 авторских свидетельств, 19 патентов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, заключения и списка литературы из 235 наименований. Содержит 367 страниц машинописного текста, включая 160 рисунков, 84 таблицы и 11 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается важность и актуальность темы диссертации, Сформулированы основные научные положения, определен круг вопросов, обусловивших цель исследований и основные задачи диссертационной работы, отмечена ее научная новизна и практическая значимость.

1 Современное состояние научной проблемы и постановка задачи исследования

В разделе, являющимся литературным обзором, проведен анализ существующего состояния теории и технологии прокатки различных фасонных фланцевых профилей. Особое внимание уделено анализу прокатки в разрезных калибрах. Дан анализ теоретических исследований пластического деформирования на основе полей скоростей течения металла.

Проанализированы работы по исследованию деформации металла в калибрах при прокатке железнодорожных рельсов. Приведен обзор по производству проката из непрерывнолитых заготовок и обзор производства рельсовых профилей с использованием универсальных клетей. Рассмотрено современное состояние вопроса по прокатке трамвайных желобчатых рельсов, обобщен опыт и представлен анализ проектирования калибровок сложных фланцевых профилей.

Анализ опубликованных работ показал, что для теоретических исследований процессов пластической деформации на основе полей скоростей формоизменения металла, метод верхней оценки для расчетов процесса прокатки в калибрах используется довольно редко. Одним из эффективных путей улучшения качества проката является производство его из непрерывнолитых заготовок. Однако систематических исследований прокатки рельсов из не-прерывнолитой заготовки в направлении изучения влияния схем калибровок, формы калибров, режимов обжатий заготовок в черновых калибрах на трансформацию осевой пористости в процессе деформации металла в калибрах не проводилось.

Одним из перспективных путей развития технологии производства рельсов является их прокатка с использованием универсальных клетей.

На предприятиях России указанный способ прокатки рельсов до настоящего времени не используется, что является одной из причин низкого качества отечественных рельсов.

Как правило, в опубликованных статьях, касающихся производства трамвайных рельсов, приведены обобщенные данные, касающиеся геометрических параметров, его характерные особенности, а также общие принципы прокатки желобчатых рельсов без анализа формоизменения и напряженно-деформированного состояния прокатываемого металла, как в целом, так и в проблемной области образования желоба и «губы» головки рельса.

Исследованию процессов формирования остаточного напряженно-деформированного состояния посвящено большое число работ, из которых следует, что одним из основных технологических факторов, определяющих прямолинейность рельсов, является режим прокатки. Применяемая на отечественных заводах технология прокатки рельсов в двухвалковых калибрах устарела и характеризуется рядом недостатков, основным из которых является большая неравномерность деформации по элементам профиля.

Таким образом, многие вопросы теоретического и экспериментального характера, посвященные исследованию процесса калибровки и прокатки сложных фланцевых профилей, в литературе отражены недостаточно и нуждаются в дальнейшем изучении. На основании выполненного анализа литературных данных сформулированы цель и задачи исследования.

2 Развитие теории проектирования калибровок фланцевых профилей

С использованием метода верхней оценки на основе полей скоростей из жестких областей впервые проведены теоретические исследования эффективности деформации металла при его разрезке в открытых симметричных и наклонных несимметричных разрезных калибрах.

Впервые разработана методика оптимизации положения рельсовых калибров в валках и проведена оптимизация положения чистового двухвалкового калибра при прокатке рельсового профиля.

В данной работе использованы поля скоростей, состоящие из жестких областей, когда изменение скоростей внутри каждой области принимается постоянным (V = const, Se = 0), и в качестве варьируемых параметров, оптимизирующих процесс деформации, принимают значения координат расположения областей и значения разрыва скоростей.

Мощность деформации в этом случае определяется как сумма мощностей, затраченных на преодоление сдвига между отдельными областями и сил трения на поверхностях контакта заготовки с инструментом:

' (1)

i,J i,K

где Wr) - мощность деформации, Вт (Дж/с);

к - пластическая постоянная, равная условному пределу текучести материала на сдвиг, МПа;

Д j и Vltj - площадь поверхности разрыва и величина разрыва скорости

между смежными областями i и у, м2 и м/с; /¡Л и Vi.K ~ площадь контактной поверхности разрыва и величина разрыва

скорости на ней, м2 и м/с;

fi=0+0,5 - коэффициент трения, который характеризует состояние поверхности инструмента, на контакте с металлом.

В случае пластической деформации, осуществляемой инструментом (валком), со скоростью перемещения инструмента У0 имеем:

\Уд=д/иУ0, (2)

где д - удельное контактное усилие на контакте валок-полоса, МПа; /„ - площадь контакта, м2; У0 - скорость перемещения инструмента, м/с.

С некоторым упрощением положим:

чЛУ0 = дЬ1У0, (3)

где Ь - ширина проекции контактной поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению движения инструмента, м;

г-размер контактной поверхности в направлении, перпендикулярном плоскости движения, м.

Исходя из этого выражения (1) будет иметь вид:

дЫУ0 = , (4)

1. ) к

В разделе представлены сравнительные расчеты эффективности деформации в рассматриваемых калибрах. Было принято допущение, что доля энергии, затрачиваемая на удлинение заготовки, пропорциональна относительному изменению ее длины. Принимая, что достигнутые уровни деформации вытяжки, осуществляемой в двух типах рассматриваемых калибрах, одинаковы, различия в процессах деформирования определяются в сечениях, перпендикулярных направлению прокатки. В этом случае линейный размер 1-1, а площади /¡,} и к становятся длинами линий.

Значения линий разрыва скоростей определялись по физической картине поля линий разрыва скоростей в калибре, а величины разрыва скорости на них - из годографа.

На рисунке 1 показано поле линий разрыва скорости половины симметричного калибра (а) и соответствующий годограф скоростей (б). Координаты точек А, В и С приняты варьируемыми, и должны находиться из условия минимума мощности деформирования, а для сокращения параметров было принято Уа=Уь. Изменение положения границы А-В формально описывает степень заполнения калибра. Изменение положения границы С-С определяет вытеснение металла в зазор между валками.

С учетом симметрии процесса условная мощность деформирования вычисляется суммой мощностей, затрачиваемых на поверхности разрыва скорости: ^ = 4к{/пУп + /Л + /Л + /45У45 + /56У56 + /15У15), (5) где /¡¡, /24, /м, /45, /56, /¡5~ величины поверхностей разрыва, м2; Уп, ^24, У34, У45, У56, У 15 - величины разрыва скорости, м/с.

При определении мощности сил трения на поверхностях контакта заготовки с инструментом коэффициент трения - [I, который характеризует состояние поверхности инструмента, принят равным 0,5.

Рисунок 1 - Поле линий разрыва скорости для половины симметричного калибра (а) и соответствующий годограф скоростей (б)

При решении конкретных задач по расчету мощностей деформирования был осуществлен переход к безразмерным переменным: =

К} = Уи 'Уо. /,; = Л,/ь. V-, = V,., /у0.

Установлено, что условная мощность деформирования металла в симметричном разрезном калибре рассчитывается по следующей выведенной аналитической зависимости:

Wd=4kV0

к

2 + У2а){ , 4а , Хд'УьМа + Уь)

У а " Ус, УсАЧсУь + УьсЧа)

1 +

Уьс'Уь

У а (ЧсУь+УЬсЧа).

хп-Уь\4с + У1с)

Уа{хЫ:Уь+УЬсхЬа)

(6)

Подставляя в (6) значения координат, можно рассчитать условную мощность прокатки в симметричном калибре.

Для несимметричного калибра предлагается поле линий разрыва скорости, показанное на рисунке 2,а. Если считать калибр заполненным, то мощность деформации для данного процесса будет определяться на границах О-А, А-В, А-С и О-С. На рисунке 2,6 представлен соответствующий годограф скоростей. Здесь координаты точек В и С по оси абсцисс приняты варьируемыми и должны рассчитываться из условия минимума мощности деформирования, причем Хь = Хс. Изменение положения границы В-С формально определяет вытеснение металла в зазор между валками.

В окончательном виде условная мощность деформирования металла в несимметричном разрезном калибре вычисляется суммой мощностей, затрачиваемых на поверхностях разрыва скоростей, по следующей зависимости:

Wd = 2k(fl3Vl3+f23V23+ f34V34+ f14 Vu), (7)

где fu, fn, 1з4> величины поверхностей разрыва;

Vjj, V2J, V34, Vi4 - величины разрыва скорости.

Рисунок 2 - Поле линий разрыва скорости (а) и соответствующий годограф скоростей (б) для несимметричной разрезки

В процессах плоской деформации, эти величины определялись по следующим аналитическим зависимостям:

(8) (9) (10) (И) (12)

fn =V*a2 + ya2 -

Sis = ^хс+Ус ,

II Jx2 + y2 V va ~ Уса >

Su = ¡2 2 \xba + УЬа •

V»« 2V0fuxc

хсУа~хаУс

2V0x х2 +

г \2

хаУс

V2S=-

Л7 П

хсУа ~хаУс

+arceos

arceos

( \ хЬа

34 ~ ПЗ-7

sin

Sl4,

f \

X,

f¡3 Л

л-arceos

S¡3 + f¡4 ~ Лз

2f,3-f34

/

arceos

( \ xba

vSu

fx^V

+ a recosí -3-

UJJ,

(13)

(14)

Х1П

Vj4=Vl3-

arceos

Sl3 + fu ~ $23 2f,3-S34 )

51П

Л — arceos

Su + sh ~ f 23 2f,3-f34

arceos

ЛЬа \fl4 J

+ arceos

Г

x,

(15)

Un

JJ

Подставляя значения разрывов скорости и значения поверхностей (8-15) в (7), также через значения координат можно рассчитать условную мощность прокатки в несимметричном разрезном калибре.

Для сравнения эффективности формоизменения металла в разрезных калибрах определяли величину Уг'о/4кУ0. При прокатке в симметричном разрезном калибре, величина \VJ4kVo составила 334, а при прокатке в несимметричном наклоном разрезном калибре - 282. Таким образом, с энергетической точки зрения несимметричный разрезной калибр на 18% более эффективно производит формоизменение металла, чем симметричный разрезной калибр.

Для оптимизации положения чистового рельсового калибра в валках клети «дуо» методом верхней оценки проведено деление зоны деформации калибра на простые блоки для кинематически возможного поля скоростей при

для наклона калибра 8%

Существенно различные геометрические размеры по высоте очага деформации предполагают дифференцированное задание граничных скоростей для различных участков профиля в соответствии с размерами диаметра валков. Необходимо учесть, что скорость перемещения инструмента является пропорциональной радиусу валка и в значительной степени определяет неравномерность деформирования по сечению профиля.

Для принятой схемы разбиения очага деформации чистового рельсового калибра на простые блоки для кинематически возможного поля скоростей за единичную скорость перемещения инструмента была принята скорость нижнего валка в точке Р. Скорости на контактных поверхностях V), к определяются как средние между значениями скоростей в характерных точках сечения, определяющих поверхности контакта металла с инструментом к.

В качестве параметра оптимизации была введена безразмерная величина, характеризующая относительное контактное давление:

^ = (16) 2к 2кУрВКг

где Ур - скорость обжатия в точке Р, м/с;

Вк - ширина профиля калибра, м;

г-размер контактной поверхности в направлении, перпендикулярном плоскости движения, (в расчетах г=7), м.

После преобразований получим:

При принятой схеме кинематического поля скоростей очага деформации рельсового чистового калибра, когда угол врезки чистового калибра составляет 8%, в соответствии с принятыми обозначениями получим:

ц/2к — ((УА] +УАТ/АТ +УВТ/ВТ + Уду/ей' ^^ау/ся + Урм /т +

+ ^cwfow +^си/си + ^ио /ио +^ни/ни +^ми/ми +

+ ^оя /вя + Ле + ^йЕ /се + /ся + ^як /як + + /яг +

+У3'/т +у;/,а +У//ав + • (18) +^"/ео +у3"/ор+у0и/м +у;/яу +у;/и))/(УрВк)

Рассматриваемый процесс имеет неопределенную кинематику, то есть формально при воздействии инструмента в области шейки рельса перемещение металла в направлении головки и подошвы является неопределенным. Поэтому значение горизонтальной компоненты скорости области 17 принималось в качестве варьируемого параметра, оптимизирующего принятое поле скоростей и мощность деформации.

Горизонтальная скорость этой области имеет вполне определенную геометрическую интерпретацию и характеризует степень заполнения калибра и, соответственно, вероятность отклонения от требуемых размеров головки рельса. Оптимальным, с точки зрения правильного формирования профиля головки рельса, является отсутствие скорости области 17 в горизонтальном направлении в зазор между валками.

Принятая схема разбиения очага деформации отражает реальную картину течения металла. При этом изменение координат вершин отдельных областей, не нарушающих детализацию поля скоростей, будет соответствовать изменению (варьированию) мощности деформации. Таким образом, варьируемыми параметрами, кроме компоненты скорости и/7, может быть одна из координат точек Т, IV и и. Для каждой из них, если варьируется координата К, координата X будет определяться из соотношения:

х=(у- Ун)(х] - Хц)/(У] -Ун) + Хц-Обозначая (х} - хк)/(у} ~ у^^а,, и учитывая, что хн - 0, получим х -(у- у^ ав, где ав - угол наклона калибра, град.

Использование варьируемых параметров геометрического и кинематического характера позволяет решить задачу оптимизации угла врезки калибра.

Расчеты производились для значений углов наклона чистового рельсового калибра 8,16 и 19%.

На рисунке 4 графически показано изменение зависимости параметра q/2K от наклона врезки калибра.

$5 54

а 62

сг

51 бо

8 9 10 11 12 13 14 16 16 17 16 1в Наклон калибра, '/•

Рисунок 4 - Зависимость параметра д/2к от наклона калибра

Как видно из рисунка, минимальное значение энергетического параметра формоизменения металла в чистовом рельсовом калибре соответствует его наклону 16%, что обеспечивает его снижение на 4% по сравнению с энергетическим параметром формоизменения металла в калибре с существующим наклоном 8%.

По результатам теоретического определения эффективности деформации металла в симметричном и несимметричном разрезных калибрах при прокатке балок и швеллеров средних и малых размеров была разработана и запатентована новая технология прокатки фланцевых профилей в черновых калибрах (патент РФ №2103078).

Для оптимизации положения чистового двухвалкового рельсового калибра в валках была разработана новая конструкция калибра со смещением разъема со стороны головки профиля за пределы толщины шейки (А.с. СССР №1731305).

64

/

Ь2 4/ 1

)

80 и

3 Экспериментальные исследования прокатки фланцевых профилей

Целью лабораторных исследований являлось изучение условий деформирования металла в различного рода калибрах. Исследования совмещают в себе два метода: метод моделирования и метод делительных (координатных) сеток.

В качестве материала для лабораторных исследований прокатки рельсов использовали свинец с 5% сурьмы, имеющей аналогичные реологические свойства с высокоуглеродистыми марками стали при температуре 900-rl 100°С. Для анализа формоизменения металла в калибрах при прокатке железнодорожных рельсов координатную сетку получали методом слоистых моделей, для чего использовали составные образцы, которые получали путем прессования брусков квадратной формы со стороной 8 или 12 мм на гидравлическом прессе из специально спроектированной и изготовленной пресс-формы с прокладками из легкоплавкого сплава, который расплавлялся после выдержки пресс-формы в печи при температуре 200°С. Для исследования напряженно-деформированного состояния металла в процессе прокатки рельсов в зависимости от величины уширения в рельсовых калибрах использовались цельные образцы, на торцы которых наносилась делительная сетка с шагом 5=4±0,2 мм.

Для исследования напряженно-деформированного состояния металла при прокатке трамвайного рельса с разрезкой головки рельса профиль свинцового образца получали путем прямого выдавливания из специально спроектированной и изготовленной пресс-формы на гидравлическом прессе при комнатной температуре. Координатную сетку на исследуемую поверхность головки исходного профиля трамвайного рельса наносили при помощи специальной плиты с насечками, шаг насечек составил 2 мм с высотой зуба 3 мм.

Исследования деформационного и напряженно-деформированного состояния металла в калибрах при прокатке рельсов Р65 проводили на полупромышленном стане «250», в валках которого были размещены калибры, которые в масштабе 1:5 моделировали промышленную калибровку рельсов.

Исследование напряженно-деформированного состояния металла в чистовом калибре при прокатке трамвайного рельса выполнялось на лабораторном стане «175». Для стана был спроектирован и изготовлен универсальный калибр в масштабе 1:4, моделирующий промышленный чистовой универсальный калибр клети «850» рельсобалочного стана ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК». Расчет основных параметров деформации осуществляли с помощью компьютерной программы, которая была оптимизирована под конкретные условия прокатки трамвайного рельса.

Исследование формоизменения металла в черновых ящичных калибрах с предварительной разрезкой поверхностей заготовки, предназначенных для формирования головки и подошвы рельса, выпуклостями валков и последующей раскаткой врезов показал, что поверхностный слой, расположенный

посередине раската при разрезке и раскатке врезов, получает суммарную высотную деформацию примерно на 10% больше, чем боковые поверхностные слои.

Анализ полученных темплетов и результатов обработки координатной сетки при деформации раската в трапециевидных калибрах показал, что обжатия в нижнем горизонтальном слое раската в 2 раза превышают обжатия в верхнем слое, образующем рабочую поверхность головки. Это означает, что существующие трапециевидные калибры в основном улучшают качество подошвы рельсов, а головка в них обрабатывается весьма слабо.

С целью изучения изменения размеров осевой пористости и центральной ликвации в процессе прокатки рельсов из непрерывнолитой заготовки, было рассмотрено формоизменение центральной ячейки составного образца с размерами Д,хД„= 12x12 мм, что соответствовало размерам Н3хВ^=60х60 мм на непрерывнолитой заготовке 300x330 мм. Обработка результатов исследований показала, что суммарная высотная деформация ячейки в рельсовых калибрах по отношению к последнему трапециевидному калибру составляет 7,94, а суммарная деформация в направлении оси симметрии профиля за счет уширения - 2,75. В готовом рельсовом профиле центральная ячейка приняла вид узкой полоски, которая смещена в сторону подошвы, и ее габариты не выходят за пределы шейки.

При исследовании напряженно-деформированного состояния металла в процессе прокатки рельсов Р65 в зависимости от величины уширения в рельсовых калибрах, результаты лабораторных экспериментов представлены в виде распределения интенсивности, деформаций по сечению темплетов. Значения интенсивности деформации рассчитывались по значениям главных деформаций:

На полях с еи = const выделялись зоны с различной схемой деформации. Деформированное состояние определяли по параметру:

где е, - значения главной деформации в очаге деформации по высоте; е2 - значения главной деформации в очаге деформации по ширине; £3 - значения главной деформации в очаге деформации по длине. Параметр деформированного состояния /1Е изменяется от-1 до+1 в зависимости от существующих схем деформации (рисунок 5).

(19)

(20)

£„ =

При

Гз

£■> =£

1>

Рисунок 5 • Ме=~]> а

■ Схемы деформации

е„=2\£,\ = Е3. При е2=0, ft£=0, а

£i\ = 1,1 5е3 , При £2-е3~

ц£ = 1, а£„ =\е,\ = 2£3

3, т.е. чем больше значение еи, тем больше де-

Из анализа формул 19 и 20 следует:

- при 0> /1е>-1 £и"£, формация вдоль прокатки (и наоборот);

- при Не > 0 - чем больше значение еи, тем большая доля деформированного объема идет на уширение.

Было установлено, что при прокатке рельсов с уменьшенным суммарным уширением в рельсовых калибрах, равным ^ДВ = 19,5 мм, в образцах двух первых по ходу прокатки рельсовых калибрах, где осуществляется наибольшая деформация толщины шейки и основное формирование рельсового профиля, зона с параметрами деформированного состояния цЕ > 0 расположена в шейке калибра и значительно шире, а величина интенсивности деформации в ней больше, чем у образцов, прокатанных по действующей калибровке с суммарным уширением в рельсовых калибрах = 39,5 мм.

На рисунке б показано распределение интенсивности деформации по сечению профиля после прокатки во втором рельсовом калибре при суммарном уширении металла в рельсовых калибрах равном ^АВ-39£мм (а) и = 19,5 мм (б). На рисунках 6,а и 6,6 в зонах с параметром деформированного состояния fi£~0 линии еи = const проведены тонкими сплошными, а в зонах с це > 0, еи = const - основными сплошными линиями. Разделение зон с различной схемой деформации осуществлено штриховыми линиями.

Анализ распределения интенсивности деформации и расположения зон с различными параметрами деформированного состояния в первых двух рельсовых калибрах показал, что за счет большей зоны уширения и значительных величин интенсивности деформации в ней у образцов, прокатанных по калибровке с уменьшенным уширением, происходит перераспределение металла в области головки рельса, что приводит к значительному увеличению интенсивности деформации (» 2 раза) в приконтактной зоне и повышению про-

работки металла, что создает условия для выкатываемости дефектов на по-

калибровка с уменьшенным уширением (а); действующая калибровка (б)

Однако, большая зона уширения и большие значения интенсивности деформации этой зоны в первых рельсовых калибрах, где происходит более 70% вынужденного уширения центральной области шейки профиля при прокатке рельсов с уменьшенным уширением, увеличивают вероятность распространения осевой пористости и центральной ликвации в головку и подошву профиля при прокатке рельсов из непрерывнолитой заготовки, по сравнению с прокаткой по действующей калибровке.

Исследования формоизменения и напряженно-деформированного состояния металла в области образования «губы» трамвайного рельса при разрезке головки профиля осуществлялись с применением разрезных роликов разного диаметра 75 и 120 мм и с различными степенями деформации желоба, составляющими 25, 50, 75 и 100% от общей глубины желоба. В процессе исследования были построены изолинии деформации и интенсивности деформации по сечению головки рельса от обжатия разрезным роликом. На рисунке 7 представлены два сечения головки рельса с изолиниями интенсивности деформации при полной разрезке желоба роликами 075 мм (рисунок 7,а) и 0120 мм (рисунок 7,6).

Анализ распределения интенсивности деформации по оси желоба при его разрезке показал, что при использовании разрезного ролика меньшего диаметра в 1,6 раза, интенсивность деформации в поверхностных слоях увеличи-

вается на 18,8%, а интенсивность деформации во внутренних слоях, наоборот, уменьшается на 40,4%.

Рисунок 7 - Изолинии интенсивности деформации: (на линиях-выносках показаны значения деформации) а-для ролика 075 мм; б-для ролика 0120 мм

Анализ распределения величины деформации при разрезке желоба роликами различного диаметра показал аналогичную картину. Значение деформации в поверхностных слоях от разрезки разрезным роликом меньшего диаметра больше на 10,3%, чем при использовании разрезного ролика большего диаметра, в центральных слоях величина деформации при использовании разрезного ролика меньшего диаметра меньше на 11,5%.

На рисунке 8 представлены результирующие графики деформации по оси желоба на его поверхности в зависимости от глубины внедрения и диаметра разрезного ролика. В графиках по горизонтали - величина глубины желоба соответствующая 25, 50,75 и 100% его деформации разрезным роликом в мм; по вертикали - значения деформации. Видно, что значения интенсивности деформации и деформации в поверхностных слоях желоба с увеличением обжатия возрастают по прямолинейной зависимости.

25 , 50 75 100 . Глубина желоба, %

ролик 75 мм ролик 120 мм —Линейный (ролик 75 мы) — — Линейный (ропчк 120 им)

у75 =0.0364х-0.0705 R* = 0.9869

у120 = 0.0285Х * 0.0055 R2 = 0,9976

1 4

к»

I3

С2.5

а 2

1.5

3

25 50 75 100 Глубина желоба. %

ролик 75 мм ротик 120 мм —Линейный (ролик 75 мм) — —Линейный (ролик 120 мм)

у75 = 0.0318х+1.1706 В2 = 0.9497

у120 = 0.0306х + 1.0825 R2 » 0.9956

а в

Рисунок 8 - Результирующие зависимости деформации от глубины внедрения и диаметра разрезного ролика: а - интенсивность деформации; б - деформация от обжатия разрезным роликом

На рисунке также приведены математические зависимости значений деформаций в поверхностных слоях от глубины внедрения и диаметра разрезного ролика.

В работе было определено теоретическое и экспериментальное усилие для разрезки желоба головки трамвайного рельса при прокатке по существующей технологии за 2 прохода и при условии разрезки желоба за один проход. Расчет усилий разрезки желоба в горизонтальном направлении за один проход осуществляется при разрезке роликами 0650 и 0325 мм.

По полученным экспериментальным значениям усилий разрезки, переведенным через масштабные и поправочные коэффициенты, были получены действительные значения усилий, необходимых для образования желоба головки рельса для существующего разрезного ролика - 0650 мм и предлагаемого разрезного ролика 0325 мм, которые представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Значения действительных усилий разрезки головки рельса

Глубина внедрения разрезного ролика, мм Усилие раз резки,Н

Разрезной ролик-0650 мм Разрезной ролик-0325 мм

10(25%) 129600 32290

20(50%) 251640 117450

30(75%) 365040 222720

40(100%) 924480 690780

Полученные значения усилий разрезки головки рельса за один проход в зависимости от глубины внедрения и диаметра разрезного ролика из проведенных исследований показали следующие различия:

- для ролика 0650 мм усилие расчетное 0,86 МН, усилие, полученное по экспериментальным данным - 0,92 МН. Разность в значениях 6,52%;

- для ролика 0325 мм усилие расчетное 0,68 МН, усилие, полученное по экспериментальным данным - 0,69 МН. Разность в значениях 1,45%.

Экспериментальные данные по определению усилия разрезки в зависимости от глубины внедрения и диаметра разрезного ролика, представлены на рисунке 9.

1 0,9 0,8 X V

1 0,6

0,2 0,1 0

10 20 30 40

Глубина (недрсния, им

-•-Рели* 650 ми Ролик 325 мм

Рисунок 9 - Зависимость усилий при образовании желоба в головке трамвайного рельса от глубины внедрения и диаметра разрезного ролика

/

/ ' ■

Г /

_| J г

I —1

Видно, что при разрезке желоба в диапазоне величин от 10 до 30 мм усилия разрезки увеличиваются по прямолинейной зависимости, а при увеличении разрезки свыше 30 мм усилия резко возрастают. При образовании желоба головки рельса с уменьшением диаметра разрезного ролика в два раза с 650 до 325 мм усилие разрезки уменьшается:

- по расчетным данным на 20,9%;

- по экспериментальным данным на 25,3%.

4 Совершенствование существующих технологий прокатки фланцевых профилей

В разделе представлены результаты промышленных исследований, усовершенствованных технологий прокатки фланцевых профилей, улучшающих качество продукции и уменьшающих издержки производства.

Промышленные исследования при прокатке фланцевых профилей осуществляли на стане «450» цеха сортового проката и в рельсобалочном цехе ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК».

Для исключения разрушения прокатанных из непрерывнолитой заготовки рельсов при копровых испытаниях, разработан и внедрен способ прокатки рельсов из НЛЗ (патент РФ №2254941), в котором глубина разрезки раската со стороны подошвы в первом трапециевидном калибре, равная высоте гребня этого калибра, определялась в зависимости от минимальной протяженности периферийной зоны и зоны столбчатых кристаллов заготовки по выражению:

+ 1г„„.)=(0,5+0,<6)(Е, + Е2 ), (21)

где Ь-рпоораз - высота гребня со стороны подошвы рельса в калибре для

предварительной разрезки, м;

Кр.трап. ~ высота гребня в трапециевидном калибре, м;

Е, - минимальная протяженность периферийной зоны кристаллов в НЛЗ, м;

Е2 - минимальная протяженность столбчатых кристаллов в НЛЗ, м.

Данный способ позволил уменьшить разброс значений ударной вязкости по ширине подошвы рельсов и увеличить ее в средней части подошвы за счет ликвидации формирования этой части из металла зоны развитой транскристаллизации НЛЗ (таблица 2), что исключило разрушение рельсов при копровых испытаниях.

При промышленной апробации разработанной технологии прокатки рельсов в непрерывной двухклетьевой группе по схеме: предчистовая универсальная клеть - чистовая двухвалковая клеть была проведена научно-исследовательская работа по определению энергосиловых параметров, оптимальных скоростных режимов прокатки и степени проработки и качества по-

верхности металла при прокатке рельсов Р65 по существующей калибровке и с применением предчистовой универсальной клети.

Таблица 2 - Значения ударной вязкости в подошве рельсов Р65

Вариант калибровки Средний уровень KCU в подошве, Дж/см2 Отношение ISHli по краям

по всей ширине в средней части по краям

в среда. част<

Опытная 17,9 16,1 20,6 1,28

Существующая 18,6 14,6 21,7 1,49

Для этого была спроектирована и изготовлена силоизмерительная и элек-тротензометрическая аппаратура для замера силовых и скоростных параметров прокатки.

Экспериментально найденные значения усилий при прокатке рельсов Р65 в универсальном четырехвалковом калибре более сопоставимы с расчетными значениями сил, полученными при решении упрощенных дифференциальных уравнений равновесия и уравнения пластичности, предложенного Д.Л. Шварцем и В.А. Шиловым, по сравнению с расчетными значениями сил, определенными по методу соответствующей полосы B.C. Смирнова (таблица 3). Это обусловлено тем, что применение метода совместного решения дифференциальных уравнений равновесия и уравнения пластичности для определения сил при прокатке рельсов в универсальных калибрах позволяет учесть основные кинематические и силовые условия течения металла в очаге деформации и повысить точность расчета.

Таблица 3 - Экспериментальные и расчетные значения сил при прокатке

Метод получения данных Коэффициент вытяжки Значение силы, кН

на горизонтальный валок Рг на вертикальный валок со стороны подошвы Рвп на вертикальный валок со стороны головки Рв г

Эксперимент 1,085 520 (макс.) 660 (сред.) 475 (сред.)

Расчет по методу Д.Л. Шварца-В.А. Шилова 1,077 1119 726,4 438,1

Расчет по методу B.C. Смирнова 1,077 1388 1085,0 621,4

Одной из основных причин, ухудшающих качество рельсов, является повышенная концевая кривизна.

Стрела прогиба концов рельса после порезки и охлаждения в среднем составляет от 0,7 до 1,0 мм на расстоянии 370^470 мм. В качестве причины искривления раската в концевой зоне было рассмотрено влияние неравномерности пластической деформации по элементам и высоте профиля в чистовом двухвалковом калибре, которая приводит к возникновению остаточных напряжений в рельсах после прокатки.

Расчет остаточных напряжений осуществляли по уравнениям B.C. Смирнова, позволяющим оценить значение нормальных напряжений. Условием ограничения действия уравнений является параметр l/h, где I - длина дуги захвата, м; Л - средняя высота очага деформации, м. В общем виде эти уравнения имеют вид: - после прокатки низких полос (l/h> 1):

К

1-

та

с lima—

sh

та

■In

к h,

К

1 —

у

ch mall

ch

та

lnk-1 . h, .

(22)

- после прокатки высоких полос ( l/h < 1 ):

„ (

К

1-

та

shma-

ch

та

■1

А/

El к

s h та

I'-

ll

sh

та

йД-/

. h, .

(23)

В этих уравнениях ось Сориентирована вдоль направления прокатки, ось К - перпендикулярно шейке профиля, ось Z направлена вдоль оси сечения рельса. Осевая составляющая вдоль ширины профиля рельса определяется из соотношения:

cxz = fKax+cry),

где К - коэффициент текучести материала при температуре прокатки, МПа; ц - коэффициент Пуассона (при условии постоянства объема ¡1 = 0,5);

стЛ. и (Уу - нормальные компоненты тензора напряжений, МПа;

т - постоянная, зависящая от характера упрочнения материала

{т = 0,25 У, а - угол захвата, рад;

hj - высота полосы до и после прокатки, соответственно, м;

у - координаты вдоль оси У (расстояние до исследуемой оси от

нейтральной оси сечения профиля), м. Средняя высота определяется из соотношения:

hcp = 4h,hi •

В качестве исходной была принята схема обжатий элементов профиля в чистовом двухвалковом калибре при прокатке рельсов Р65, применяемая в настоящее время на рельсобалочном стане ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» (рисунок 10).

h0 и h,

При существующей схеме обжатий в чистовом двухвалковом калибре элементы профиля деформируются по-разному: головка и подошва являются высокими полосами (1/Н<1), а шейка - низкой (///»>./). В результате этого по головке и подошве наблюдается значительная неоднородность по деформации и, как следствие, высокие остаточные напряжения.

Для данной схемы характерно неравновесное напряженное состояние, которое по завершению деформирования перераспределяется так, чтобы выполнялось условие равновесия. Исходя из этого остаточные напряжения в рельсах вдоль направления прокатки (ось X) распределяются таким образом, что нормальное остаточное усилие в каждом сечение рельса равно 0. Тогда значения напряжений на единицу ширины сечения вдоль оси 1 принимают вид:

Л/2 Л/2

\ах<1уЫ2 \ахс!у = 0. (24)

сеч -А/2 0

Расчеты остаточных напряжений после прокатки рельсов в чистовом двухвалковом калибре выполнялись по методу приведенной полосы. Установлено, что в первом приближении значения остаточных напряжений

(<т,- /К )-102, наведенных по осям действия нормальных напряжений за счет неравномерности деформации по элементам профиля, изменяются от поверхности элемента до его середины в направлении действия деформации в следующих диапазонах:

• по оси X (ах/К)г-102 от-5,1 до +5,1; (ах/К)ш-102 от-0,000173 до

+0,000087; (ах /К )„ ■ 102 от -4,3 до +4,3;

• по оси У (<Уу/К )е -ю2 от 0 до -94,9; (ау /К),,,-102 от 0 до -0,00274;

(ау/К)„-102 от 0 до-95,7;

• по оси X {а¿К ■ 102 от -2,55 до -44,9; (аг/К )„, ■ 102 от -0,00009 до

-0,00133; (аг/ К )„• 102 от-2,15 до-45,7.

По окончании процесса прокатки полоса подвергается порезке пополам и удалению концов. Происходит перераспределение всего напряженного состояния в теле полосы вблизи реза. Изменение напряженного состояния влечет упругую деформацию рельса вблизи реза. Существенную роль в изгибе концов рельса может играть изгибающий момент, возникающий в результате перераспределения остаточных напряжений после прокатки.

Прокатка в универсальных калибрах дает согласованную схему деформаций по элементам профиля, при которой различия в напряженном состоянии элементов рельса минимальные.

Был разработан новый способ прокатки рельсов с использованием двух универсальных калибров: предчистового трехвалкового и чистового четырех-валкового (патент РФ №2241556), в котором при сохранении характера деформирования шейки вдоль оси У формирование головки и подошвы осуществляется по оси г вертикальными валками. Расчет значений остаточных напряжений после прокатки рельсов в чистовом универсальном калибре осуществлялся аналогично прокатке рельсов в двухвалковом калибре. Были получены следующие диапазоны значений:

• по оси л (сг, / К )е-102 от -3,9 до +3,9; (ах / К )ш ■ 102 от -0,000173 до

+0,000087; (ах / К )„ ■ 102 от -0,00017 до +0,000086;

•■ по оси У (<ту/К), ■ Ю2 от 0 до -96,1; (сгг / К )ш -102 от 0 до -0,00274;

((Ту / К )„ -Ю2 от 0 до -0,0033;

■ по оси ¿(а, /К)г -102 от-1,95 до -46,1; (<т./К)ш -102 от-0,00009 до

-0,00133; (<Уг/ К )„• 102 от-0,00008 до-0,00161.

После прокатки рельсов в чистовом универсальном четырехвалковом калибре, в котором соблюдалось условие равномерности деформации по элементам профиля, величина остаточных напряжений в подошве профиля уменьшилась на четыре порядка по осям У и 2, т.е. в направлении деформации и вдоль оси сечения профиля, и на пять порядков по оси X, т.е. вдоль направления прокатки. В головке профиля продольные остаточные напряжения по оси X уменьшились в 2 раза, при незначительном их увеличении в направлениях осей У и X.

Полагая, что продольные остаточные напряжения оказывают основное влияние на параметры изгиба концов рельса после порезки раската, их

уменьшение в элементах профиля при прокатке в чистовом универсальном калибре должно приводить к уменьшению кривизны концов рельсов. Это подтвердилось результатами замеров прямолинейности рельсов, прокатанных в универсальной и двухвалковой чистовой клетях из заготовок одной плавки и при одной настройке роликоправильных машин. Улучшение прямолинейности рельсов по длине в горизонтальной и вертикальной плоскостях составило 254-35% по сравнению с прокаткой в чистовой клети «дуо». Концевая кривизна в горизонтальной плоскости составила 0,254-0,35 мм, что в 1,5-г2,0 раза меньше допустимого по стандарту и в 2,0*3,0 раза меньше чем при прокатке рельсов в чистовой клети «дуо».

5 Разработка новых технических и технологических решений для прокатки фланцевых профилей и внедрение их в производство

В разделе представлены новые'технические решения, повышающие эффективность технологии прокатки железнодорожных рельсов, фланцевых профилей швеллерной и сложной формы. Для решения задачи по освоению прокатки нового вида профиля для монорельсовых дорог со швеллерообраз-ным утолщением по краям полосы с использованием только одной чистовой универсальной клети разработан способ прокатки симметричных профилей сложной формы для подвесных дорог (патент РФ №2288045) и алгоритм расчета калибровки валков.

На рисунке 11,а представлена схема прокатки профиля по разработанному способу. Его оригинальность заключается в последовательности формирования профиля, которое начинается в четырех калибрах из раската балочной формы за счет интенсивной деформации стенки, наращивания высоты верхних закрытых фланцев и образования нижних боковых фланцев в закрытых фасонных калибрах. В последующих по ходу прокатки трех фасонных калибрах осуществляют постепенный разворот фланцев и сворачивание образованных нижних за счет выпрямления стенки при незначительном ее обжатии 1/г] = 1,06-1,27 и свободном уширении, а верхние и нижние фланцы из предчистового калибра ориентируют соответственно в верхние и нижние фланцы швеллерообразной формы утолщений по концам чистового калибра.

В основу метода расчета калибровки профиля положен принцип различных коэффициентов вытяжек по элементам профиля в двухвалковых калибрах, где основным коэффициентом деформации принят коэффициент высотной деформации стенки 1/т}с. Закономерность изменения коэффициента высотной деформации стенки в двухвалковых калибрах представлена на рисунке 11,6. Расчет обжатий по элементам профиля в универсальном калибре основан на равенстве коэффициентов вытяжки по элементам профиля.

Разработанный новый способ прокатки симметричных профилей сложной формы для подвесных дорог типа - монорельс с использованием в схеме прокатки только одной универсальной клети, расширяет возможности про-

катного производства в деле получения новых прокатываемых профилей для подвесных дорог с соответствующими прочностными характеристиками при меньшей металлоемкости.

а б

1.9 1,8 1,7

Ч

в» 1.5 В

1,4

т-

1,3 1,2 1,1

Л1-9'

1,66 1 7

[1.36

\ 1,21 1,19

\ /

1,07 <1,06

Номер калибра

>-Ж

¿Л-

¿■иЖг

«X

Рисунок 11 - Схема прокатки профиля для монорельсовых дорог (а), коэффициент высотной деформации стенки (б), профиль монорельса М200 (б)

В разделе представлены следующие типы железнодорожных рельсов специального назначения повышенного качества: а) рельсы Р65К из заэвтек-тоидной стали Э90АФ повышенной износостойкости и контактной выносливости, увеличивающие эксплуатационную стойкость по сравнению с рельсами Р65 в кривых малого радиуса; б) рельсы Р65У усовершенствованного профиля, повышающие конструкционную прочность и эксплуатационную стойкость по сравнению с рельсами Р65 за счет перераспределения остаточных напряжений в головке и снижения их градиента; в) рельсы Р65 низкотемпературной надежности, обеспечивающие высокие и стабильные значения ударной вязкости при отрицательных температурах; г) рельсы железнодорожные для скоростного совмещенного движения с улучшенными геометрическими параметрами по сравнению с магистральными рельсами категории Р65 «Т1» по поверхности катания и боковой грани головки; д) рельсы из хро-

мистой стали Э76ХГФ для высокоскоростных магистралей с повышенными требованиями по отклонениям от прямолинейности катания головки в вертикальной плоскости, предназначенные для высокоскоростного пассажирского движения поездов со скоростью 300 км/ч.

Показаны новые технические разработки, используемые в технологии их производства для получения продукции требуемого качества: рациональная расточка четырехвалкового комплекта в клетях «трио», повышающая стойкость валков и точность выполнения геометрических размеров профиля; новый способ прокатки рельсов в чистовом калибре и новый способ калибровки дублирующих косорасположенных рельсовых калибров, увеличивающие износостойкость чистового калибра и улучшающие оформление поверхности катания рельсов; новый способ правки рельсов с использованием дополнительного холостого ролика, повышающий продольную прямолинейность и уменьшающий остаточные напряжения в рельсах.

6 Разработка методики расчета калибровки валков при прокатке

рельсов в непрерывно-реверсивной группе клетей стана-тандем

Для перехода от обычной двухвалковой калибровки рельсов к самой современной универсальной калибровке при реконструкции рельсобалочного стана ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» разработана компактная планировка расположения оборудования рельсобалочного стана с использованием на последнем этапе прокатки компактной группы клетей, называемой - стан-тандем.

Стан-тандем состоит из компактной группы клетей в составе одной горизонтальной вспомогательной и двух универсальных клетей.

Предложена методика расчета калибровки в непрерывно-реверсивной группе клетей при прокатке рельсов, основанная на равенстве коэффициентов вытяжек элементов профиля в универсальных калибрах. В предложенной методике расчет режима обжатий в универсальных калибрах производится с учетом величины уширения шейки. В калибрах без уширения шейки коэффициент вытяжки ее принимается равным коэффициенту обжатия ш, в

калибрах с предусмотренным уширением шейки коэффициент вытяжки определяется по формуле:

Пш

1 ( С

где 1'ш - длина шейки в предыдущем по ходу прокатке калибре, м; АЬ - уширение шейки в расчетном калибре, м.

Первоначальный расчет обжатий толщины фланцев универсальных калибров осуществляется без учета приращения фланцев головки и подошвы при деформации профиля (к'„=Ьп и к'г=Нг). Уклоны внутренних граней

фланцев (боковых граней горизонтальных валков) постоянны, т.е. tgf„ = const и tg<pP = const во всех калибрах универсальных клетей.

Расчет толщины фланцев в предыдущих по ходу прокатки калибрах (рисунок 13) по предложенной в работе методике осуществляется по следующим зависимостям:

Ь„.ук,. = hntg<pn,

ап ~ ап + 0,5(ЛЦ1 -i\2+—tgcpn

а'г = аг +0,5{Л1а

К =Ь„,К1+ап,

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

Рисунок 13 - Схема деформации рельсового профиля в универсальном калибре (пунктирными линиями показан контур задаваемой полосы)

В разделе представлены рекомендации по проектированию форм и выбору величин деформации элементов профиля в калибрах непрерывно-

реверсивной труппы клетей, разработанные на основе обобщения результатов исследования прокатки рельсов в универсальных калибрах. С использованием разработанной методики и рекомендаций разработана калибровка валков для прокатки железнодорожных рельсов в непрерывно-реверсивной группе клетей реконструируемого рельсобалочного стана.

Новая технология прокатки на реконструированном рельсобалочном стане позволяет при прокатке трамвайных рельсов разрезку желоба головки осуществлять за четыре прохода в универсальных клетях. В разделе представлены разработки двух вариантов калибровок для прокатки трамвайных рельсов Т62 в трехклетьевой реверсивной группе с различными схемами разрезки желоба профиля в универсальных калибрах: с дифференцированными величинами разрезки в четырех универсальных калибрах, соответственно равными 50, 25, 15 и 10% от его высоты в готовом профиле (рисунок 14,а) и с разрезкой в двух универсальных калибрах (первом и финишном) с величиной разрезки соответственно равной 90 и 10% от его высоты (рисунок 14,6).

а б

Рисунок 14 - Схема прокатки трамвайных рельсов в непрерывно-реверсивной группе клетей (стан-тандем): с дифференцированной величиной разрезки желоба в каждом универсальном калибре (а); с разрезкой желоба в первом и финишном универсальных калибрах (б)

Анализ калибровок прокатки трамвайных рельсов показал, что прокатка с максимальной разрезкой желоба головки профиля в первом проходе универсальной клети в большей степени соответствует условию достижения равенства коэффициентов вытяжек по элементам профиля в универсальных калибрах. Прокатка по данной схеме позволяет получить качественное оформление элементов головки профиля за счет одинаковой величины обжатия катающей поверхности головки и желоба в последующих двух универсальных калибрах 1-ой универсальной клети.

Весьма большие обжатия при разрезке головки рельса в 1-ом проходе в универсальной клети холостым вертикальным валком может привести к ухудшению условий захвата раската горизонтальными валками. Поэтому необходимо учитывать ограничение по условиям захвата раската в универсальных клетях.

Математическая формулировка этого ограничения при прокатке трамвайных рельсов была получена исходя из условия равновесия сил в очаге деформации. С некоторыми допущениями, принятыми для формулировки условия захвата в универсальном четырехвалковом рельсовом калибре, было определено соотношение, определяющее условие захвата при разрезке головки трамвайного рельса в этом калибре:

< /,„ -

I

2-ёЬ. К,,

2МС 1

Я. 51ПУ

11К V я»

+Л

г

"Д,

с05

2М,

51/1V

+/-

а1г,

(33)

где аш - угол захвата раската горизонтальными валками, рад;

А1гш , А1гг, №„ - абсолютные обжатия шейки, головки и подошвы, м;

Д, - коэффициент трения на контакте шейки с горизонтальными валками;

Нш и - радиус горизонтальных и вертикальных валков, м; /ч - коэффициент трения в цапфах вертикальных валков;

г -радиус цапфы.вертикальных валков, м;

V - угол пересечения нормали к касательной радиуса,

образующего вершину разрезного гребня, с горизонтальной осью, рад.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Впервые разработаны математические модели энергетического параметра формоизменения в открытых симметричных и наклонных несимметричных разрезных калибрах и рельсовых двухвалковых калибрах в зависимости от наклона в валках. На основе метода верхней оценки установлено, что с энергетической точки зрения несимметричный разрезной калибр на 18% эффективней производит формоизменение металла, чем симметричный разрезной калибр; определен оптимальный угол наклона чистового калибра для рельсов Р65 равный 16%, которому соответствует минимальный энергетический параметр деформирования. Разработана технология прокатки балок и швеллеров средних и малых размеров с использованием наклонных несим-

метричных разрезных калибров повышающих эффективность формоизменения металла в калибрах за счет снижения мощности деформирования.

2. Установлены закономерности формоизменения металла по сечению в ящичных, трапециевидных калибрах и осевой пористости до готового профиля, изучено влияние глубины разрезки заготовки в трапециевидных калибрах на ударную вязкость подошвы и влияние уширения в рельсовых калибрах на деформированное состояние металла при прокатке железнодорожных рельсов Р65 из непрерывнолитой заготовки. На базе полученных результатов исследований разработан комплекс новых технических решений для прокатки рельсов, которые повысили их качество и расширили сортамент прокатываемой рельсовой продукции.

3. Изучен процесс деформации элементов трамвайного рельса в калибрах при оформлении желоба профиля, изучено влияние глубины разрезки и диаметра разрезного ролика на напряженно-деформированное состояние головки; получены математические зависимости распределения значений деформаций на поверхностных слоях по оси желоба от обжатия разрезным роликом; теоретически и экспериментально определены усилия разрезки головки рельса в зависимости от диаметра и глубины внедрения разрезного ролика. Установлено, что использование ролика с двукратным уменьшением диаметра уменьшает усилие разрезки по расчетным данным на 21%, по экспериментальным на - 25%. Разработаны технические решения для уменьшения величины усилия при разрезке желоба в головке трамвайного рельса и улучшения точности выполнения геометрии профиля.

4. Проведена оценка остаточных напряжений а рельсах от неравномерности пластической деформации по элементам и высоте профиля. Выявлено влияние остаточных напряжений на концевую кривизну. Разработана новая технология прокатки рельсов, уменьшающая концевую кривизну за счет снижения остаточных напряжений наводимых во время прокатки.

5. Разработаны новые технические решения для прокатки профилей швеллерной формы, которые позволили улучшить качество и эффективность их производства, разработаны технологии прокатки новых фланцевых профилей сложной формы для подвесных монорельсовых дорог и верхнего строения железнодорожного пути, освоено производство этих профилей в соответствии с требованиями стандарта.

6. Разработана рациональная методика расчета калибровки валков для прокатки рельсов в трехклетьевых непрерывно-реверсивных группах в составе одной горизонтальной и двух универсальных клетей в условиях современных рельсопрокатных станов. Разработаны рекомендации для построения элементов калибров с целью создания оптимального режима формирования высококачественного профиля. На основе разработанной методики расчета калибровки валков для прокатки рельсов в трехклетьевой непрерывно-реверсивной группе клетей разработаны калибровки валков для прокатки железно-

дорожных и трамвайных рельсов при реконструкции рельсобалочного стана ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» с последовательным расположением обжимной, черновой «дуо-реверсивных» клетей и трехклетьевой непрерывно-реверсивной группы.

7. Внедрены технические и технологические решения для прокатки фланцевых профилей, позволившие обеспечить повышение эффективности производства за счет снижения энергетических и материальных затрат, улучшения качества и расширения сортамента прокатываемой продукции. Суммарный годовой экономический эффект от внедрения технических и технологических решений на ОАО «НКМК» в 2010 г. составил 53,4 млн.руб. при долевом участии автора 10,7 млн. руб.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В НАУЧНЫХ ЖУРНАЛАХ И ИЗДАНИЯХ:

1. Павлов В.В. Разработка прогрессивных калибровок и технологий прокатки на станах Новокузнецкого металлургического комбината: монография / В.В. Павлов, В.В. Дорофеев, Е.М. Пятайкин [и др.]. - Новосибирск:

Наука, 2006.-224 с.

2. Громов В.Е. Градиентные структурно-фазовые состояния в рельсовой стали: монография / В.Е. Громов, В.В. Дорофеев, В.А. Бердышев [и др.]. - Москва: «Недра коммюникейшинс ЛТД», 2000. - 176 с.

3. Громов В.Е. Актуальные проблемы производства рельсов: монография / В.Е. Громов, В.В. Дорофеев, Н.М. Кулагин [и др.]. - Новокузнецк: Сиб-ГИУ, 2001.-260 с.

4. Критинин И.А. Прокатка двутавровых балок с применением чистовой универсальной клети / И.А. Критинин, В.В. Дорофеев, А.Ф. Кузнецов [и др.] // Сталь. - 1978. -№ 8. - С. 722-726.

5. Осокин В.А. Производство профиля промежуточной клеммы на стане «450» / В.А. Осокин, В.В. Дорофеев, B.C. Марамзин [и др.] // Сталь. -

1982.- №4. -С. 49-51.

6. Кузнецов А.Ф. Производство рельсов с использованием универсальной клети в качестве предчистовой / А.Ф. Кузнецов, В.В. Дорофеев, И.А. Шарапов [и др.] // Сталь. - 1990. -№ 7. - С. 64-67.

7. Шарапов И.А. Калибровка несимметричных рельсовых профилей / И.А. Шарапов, В.В. Дорофеев, Е.Л. Кравченко // Сталь. - 1990. - № 12. - С. 47-51.

8. Марамзин B.C. Совершенствование прокатки профиля промежуточной клеммы / B.C. Марамзин, В.В. Дорофеев, И.А. Шарапов И Сталь. - 1991. -№ 2. - С. 52-53.

9. Марамзин B.C. Усовершенствование калибровки профилей П-образной формы / B.C. Марамзин, В.В. Дорофеев, И.А. Шарапов // Сталь. - 1991. №3.-С. 47-49.

10. Дорофеев B.B. Усовершенствование технологии прокатки железнодорожных рельсов / В.В. Дорофеев, В.А. Бердышев, И.А. Шарапов [и др.] // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1997. -№ 4. - С. 39-42.

П. Шарапов И.А. Рациональная система калибров для прокатки рельсов в черновых пропусках / И.А. Шарапов, В.В. Дорофеев, В.А. Бердышев [и др.] //Изв. вузов. Черная металлургия. - 1997. 6. -С. 61-62.

12. Шарапов И.А. Рациональная расточка четырехвалкового комплекта валков для прокатки рельсов / И.А. Шарапов, В.В. Дорофеев, В.А. Бердышев [и др.] // Сталь. - 1998. - № 5. - С. 45-^6.

13. Дорофеев В.В. Новый способ прокатки фланцевых профилей в черновых калибрах / В.В. Дорофеев, Е.М. Пятайкин, B.C. Марамзин // Производство проката. - 1998. - № 6.

14. Ерастов В.В. Оптимизация процесса прокатки рельсов в чистовом калибре на основе полей скоростей течения металла / В.В. Ерастов, В.В. Дорофеев, С.Г. Литвин [и др.] // Материалы юбилейной рельсовой комиссии. -Сборник докладов. Новокузнецк. - 2002. - С. 130-139.

15. Литвин С.Г. Новый способ прокатки рельсов в черновых пропусках / С.Г. Литвин, В.В. Дорофеев, В.В. Ерастов [и др.] // Материалы юбилейной рельсовой комиссии 2002. Сб. докл. Новокузнецк - март - 2002. - С 126130.

16. Ерастов В.В. Оптимизация процесса прокатки рельсов из непрерывноли-той заготовки / В.В. Ерастов, В.В. Дорофеев, С.Г. Литвин [и др.] // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2002. -№ 8. - С. 20-22.

17. Перетятько В.Н. Влияние сечения непрерывнолитой заготовки на качество железнодорожных рельсов Р65 / В.Н. Перетятько, В.В. Дорофеев, С.Г. Литвин [и др.] // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2002. - № 12. - С. 2830.

18. Ерастов В.В. Совершенствование технологии прокатки рельсов из непрерывнолитой заготовки / В.В. Ерастов, В.В. Дорофеев, С.Г. Литвин [и др.] // Сталь. - 2003. - № 1. - С. 75-76.

19. Перетятько В.Н. Предварительная разрезка раската при прокатке рельсов Р65 / В.Н. Перетятько, В.В. Дорофеев, С.Г. Литвин [и др.] // Изв. вузов. Черная Металлургия. - 2003. -№ 2. - С. 21-23.

20. Дорофеев В.В. Особенности калибровки двутавровой балки Ml55 для шахтных монорельсовых дорог на стане «500» / В.В. Дорофеев, B.C. Марамзин, А.Ю. каретников // Производство проката. - 2003. - № 11. - С 16-18.

21. Дорофеев В.В. Новая технология прокатки рельсов из непрерывнолитой заготовки в черновых калибрах / В.В. Дорофеев, В.В. Кузнецов, A.B. Дорофеев И Перспективные промышленные технологии и материалы: На-учн. труды СибГИУ. - Новосибирск. - 2004. - С. 93-110.

22. Дорофеев B.B. Новые конструкции для прокатки трамвайных желобчатых рельсов: (ОАО «НКМК») / В.В. Дорофеев, Е.Л. Кравченко, A.A. Иванов [и др.] // Труды 5 Конгресса прокатчиков, Череповец, 21-24 октября 2003 г. - М. : Черметинформация, 2004. - С. 239-243,

23. Дорофеев В.В. Производство новых прокатных профилей для ОАО «Российские железные дороги» / В.В. Дорофеев, E.JÏ. Кравченко, A.B. Дорофеев [и др.] // Производство проката. - 2004. - № 12. - С. 22-25.

24. Дорофеев C.B. Уменьшение концевой кривизны рельсов при прокатке / C.B. Дорофеев, В.В. Дорофеев, В.Н. Перетятько [и др.] // Металлургия: Новые технологии, управление, инновации и качество: тр. Всерос. науч.-практ. конф. / под ред. Е .В. Протопопова; Сиб. гос. индустр. ун-т. - Новокузнецк, 2008. - С. 174-176.

25. Перетятько В.Н. Исследование технологии прокатки трамвайных рельсов в рельсобалочном цехе ОАО «НКМК» / В.Н. Перетятько, В.В. Дорофеев, C.B. Сметанин; СибГИУ // Вестник горно-металлургической секции РАЕН. Отделение металлургии: сб. научн. тр. - Вып. 21 - М. : Новокузнецк. - 2008. - С. 78-82.

26. Дорофеев В.В. Исследования причин образования концевой кривизны при прокатке и разработка способов ее уменьшения / В.В. Дорофеев, C.B. Дорофеев, А.Б. Юрьев // Проблемы черной металлургии и материаловедения. - 2008.-№ 3. - С. 72-77.

27. Дорофеев C.B. Разработка новых способов прокатки и правки железнодорожных рельсов из непрерывнолитых заготовок на ОАО «НКМК» / C.B. Дорофеев, В.В. Дорофеев, А.Б. Юрьев [и др.] II Изв. вузов. Черная металлургия. - 2008. - № 12. - С. 32-35.

28. Дорофеев C.B. Усовершенствование прокатки железнодорожных рельсов / C.B. Дорофеев, В.В. Дорофеев, А.Б. Юрьев [и др.] // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2009. - № 6. - С. 18-20.

29. A.c. 1445823 СССР, МКИ4 В 21 В 1/08. Способ калибровки рельсов / Кузнецов А.Ф., Дорофеев В.В., Лысенко И.К. [и др.]; №4251369/28-02; заявл. 01.06.87; опубл. 23.12.88, Бюл. № 47..

30. A.c. 1607985 СССР, МКИ4 В 21 В 1/08. Валковый узел универсального калибра для прокатки рельсов / Кузнецов А.Ф., Дорофеев В.В., Осокин В.А. [и др.]; №4390005/27-02; заявл. 10.03.88; опубл. 23.11.90, Бюл. № 43.

31 A.c. 1614869 СССР, МКИ4 В 21 В 1/08. Способ прокатки рельсов / Кузнецов А.Ф., Дорофеев В.В., Шарапов И.А. [и др.]; №4404236/27-02; заявл. 06.04.88; опубл. 23.12.90, Бюл. № 47.

32. A.c. 1731305 СССР, МКИ4 В 21 В 1/08. Чистовой двухвалковый калибр для прокатки рельсов / Кузнецов А.Ф., Дорофеев В.В., Шарапов И.А. [и др.]; №4828123/27; заявл. 02.04.90; опубл. 07.05.92, Бюл. № 17.

33. Пат. 2103078 РФ, МПК6 В 21 В 1/08 Способ прокатки фланцевых профилей в черновых калибрах / Дорофеев В.В., Марамзин B.C., Шарапов И.А. [и др.]; №93001974/02; заявл. 12.01.93; опубл. 27.01.98, Бюл. № 3.

34. Пат. 2103077 РФ, МПК6 В 21 В 1/08. Система калибров для прокатки рельсов в черновых пропусках / Дорофеев В.В., Шарапов И.А., Юнин Г.Н. [и др.]; №93001973/02; заявл. 12.01.94; опубл. 27.01.98, Бюл. № 3 (II ч.).

35. Пат. 2100107 РФ, МПК6 В 21 В 1/08. Четырехвалковый комплект в прокатной клети «трио» / Дорофеев В.В., Шарапов И.А., Кравченко E.JI. [и др.]; №95111677/02; заявл. 06.07.96; опубл. 27.12.97, Бюл. № 36.

36. Пат. 2132247 РФ, МПК6 В 21 В 1/08. Способ прокатки швеллеров / Дорофеев В.В., Юнин Г.Н., Кравченко E.JI. [и др.]; №98100643/02; заявл. 06.01.98; опубл. 27.06.99, Бюл. № 18 (И ч.).

37. Пат. 2223156 РФ, МПК7 В 21 В 1/08, В 21 В 108:02. Способ прокатки рельсов / Дорофеев В.В., Литвин С.Г., Пятайкин Е.М. [и др.]; №2001131270/02; заявл. 19.11.01; опубл. 10.02.04, Бюл. № 4 (Ш ч.).

38. Пат. 2233716 РФ, МПК7 В 21 В 1/08, В 21 В 108:02. Валковый узел универсального четырехвалкового калибра / Дорофеев В.В., Кравченко E.JI., Кочетков А.Г. [и др.]; №2003100261/02; заявл. 04.01.03; опубл. 10.08.04, Бюл. №22 (П1ч.).

39. Пат. 2241556 РФ, МПК7 В 21 В 1/08, В 21 В 108:02. Способ прокатки рельсов / Дорофеев В.В., Павлов В.В., Кравченко E.JI. [и др.]; №2003124405/02; заявл. 04.08.03; опубл. 10.12.04, Бюл. № 34 (IV ч.).

40. Пат. 2254941 РФ, МПК7 В 21 В 1/08, В 21 В 108:02. Способ прокатки рельсов из непрерывнолитой заготовки / Дорофеев В.В., Пятайкин Е.М., Кравченко Е.Л. [и др.]; №2003136327/02; заявл. 15.12.03; опубл. 27.06.05, Бюл. № 18 (Ш ч.).

41. Пат. 2254178 РФ, МПК7 В 21 В 1/08, В 21 В 108:10. Способ прокатки асимметричных профилей швеллерной формы / Дорофеев В.В., Пятайкин Е.М., Марамзин B.C. [и др.]; №2004105761/02; заявл. 25.02.04; опубл. 20.06.05, Бюл. № 17 (П ч.).

42. Пат. 2268788 РФ, МПК8 В 21 В 1/08. Способ калибровки швеллеров / Дорофеев В.В., Кравченко Е.Л., Гришин С.П. [и др.]; №200412512/02; заявл. 13:07.04; опубл. 27.01.06, Бюл. №3 (IV ч.).

43. Пат. 2288045 РФ, МПК8 В 21 В 1/088. Способ прокатки симметричных профилей сложной формы / Дорофеев В.В., Пятайкин Е.М., Кравченко Е.Л. [и др.]; №2005112379; заявл. 25.04.05; опубл. 27.11.06, Бюл. № 33 (I ч.).

44. Пат. 2294246 РФ, МПК В 21 В 1/088. Способ прокатки крупных швеллеров в черновых калибрах / Дорофеев В.В., Гришин С.П., Кравченко Е.Л. [и др.]; №2005123833; заявл. 27.07.05; опубл. 27.02.07, Бюл. № 6.

45. Пат. 2293615 РФ, МПК В 21 В 1/085. Способ прокатки несимметричных рельсовых профилей в черновых калибрах / Дорофеев В.В., Кравченко Е.Л., Гришин С.П. [и др.]; №2005123884/02; заявл. 27.07.05; опубл. 20.02.07, Бюл. № 5.

46. Пат. 2299250 РФ, МПК С 21 Д 9/04, В 21 Д 3/02. Способ обработки рельсов / Дорофеев В.В., Павлов В.В., Бедарев Н.И. [и др.]; №2005135395/02; заявл. 14.11.05; опубл. 20.05.07, Бюл. № 14.

47. Пат. 2394660 РФ, МПК В 21 В 1/08. Способ прокатки рельсов / Дорофеев В.В., Юрьев А.Б., Каретников А.Ю. [и др.]; №2008135537/02; заявл. 01.09.08; опубл. 20.07.10, Бюл. № 20.

48. Пат. 2403108 РФ, МПК В 21 В 31/00. Кассета универсальной четырехвал-ковой клети для прокатки трамвайных рельсов / Дорофеев В.В., Юрьев А.Б., Степанов C.B. [и др.]; №2009101561/02; заявл. 19.01.09; опубл. 10.11.10, Бюл. №31.

49. Пат. 2410171 РФ, МПК В21В1/08 Способ калибровки дублирующих ко-сорасположенных калибров / Дорофеев В.В., Юрьев А.Б., Мухатдинов Н.Х. [и др.]; № 2009129777/02; заявл. 03.08.2009; опубл. 27.01.2011; Бюл. №3.

Подписано в печать 14.02.12 г. Формат бумаги 60x841/16 Усл. печ. л. 2.28 Уч.-изд. л. 2.52 Тираж 120 экз. Заказ №

ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42, Издательский центр СибГИУ

Введение.

Раздел 1 Современное состояние научной проблемы и постановка задачи исследования.

1.1 Разрезные калибры.

1.2 Средняя вытяжка при неравномерном обжатии.

1.3 Применение метода верхней оценки для расчета эффективности деформации металла в калибрах.

1.4 Исследование деформации металла при двусторонней разрезке.

1.5 Исследование деформации металла при односторонней разрезке.

1.6 Деформация металла в разрезном рельсовом калибре.

1.7 Особенности деформации металла в рельсовых калибрах.

1.8 Особенности прокатки из непрерывнолитой заготовки.

1.9 Прокатка рельсов в универсальных клетях.

1.10 Прокатка желобчатых рельсов.

1.11 Анализ способов прокатки фланцевых профилей.

1.12 Выводы по разделу 1 и постановка задачи исследования.

Раздел 2 Развитие теории проектирования калибровок фланцевых профилей.

2.1 Развитие теории проектирования калибровок фланцевых профилей с применением метода верхней оценки.

2.2 Определение эффективности деформации металла в симметричном разрезном калибре с помощью метода верхней оценки.

2.3 Определение эффективности деформации металла в несимметричном разрезном калибре с помощью метода верхней оценки.

2.4 Анализ эффективности деформации металла в рельсовых калибрах в зависимости от угла наклона калибра в валках с применением метода верхней оценки.

2.5 Анализ эффективности деформации металла в рельсовых калибрах в зависимости от их ширины.

2.6 Использование полученных результатов энергетических характеристик деформации металла в разрезных и рельсовых калибрах с применением метода верхней оценки.

2.7 Выводы по разделу 2.

Раздел 3 Экспериментальные исследования прокатки фланцевых профилей.

3.1 Методика лабораторных исследований.

3.2 Исследование напряженно-деформированного состояния металла при прокатке железнодорожных рельсов Р65 в ящичных, трапециевидных и разрезном рельсовом калибрах.

3.3 Анализ формоизменения осевой пористости и центральной ликвации в процессе прокатки рельсов из непрерывнолитой заготовки с разрезкой заготовки со стороны будущей подошвы.

3.4 Разработка калибровки рельсов из непрерывнолитой заготовки с уменьшенным уширением при прокатке в рельсовых калибрах.

3.5 Исследование напряженно-деформированного состояния металла при прокатке рельсов Р65 по действующей калибровке и новой калибровке с уменьшенным уширением в рельсовых калибрах.

3.6 Анализ последовательности деформации металла при прокатке трамвайных рельсов в процессе разрезки головки профиля.

3.7 Исследование напряженно-деформированного состояния металла при прокатке трамвайного рельса с разрезкой головки профиля.

3.8 Использование результатов исследования.

3.9 Выводы по разделу 3.

Раздел 4 Совершенствование существующих технологий прокатки фланцевых профилей.

4.1 Технология прокатки швеллера №10.

4.2 Исследование прокатки рельсов из непрерывнолитой заготовки с уменьшением величины разрезки в трапециевидном калибре.

4.3 Прокатка рельсов с использованием универсальных калибров.

4.4 Исследование причин образования концевой кривизны рельсов при прокатке и разработка способов ее уменьшения.

4.5 Выводы по разделу 4.

Раздел 5 Разработка новых технических и технологических решений для прокатки фланцевых профилей и внедрение их в производство.

5.1 Новые способы прокатки и конструкции калибров железнодорожных рельсов.

5.2 Усовершенствование технологии прокатки железнодорожных рельсов специального назначения повышенного качества.

5.3 Новые способы прокатки фланцевых профилей швеллерной формы.

5.4 Способ прокатки симметричных профилей сложной формы для подвесных монорельсовых дорог.

5.5 Разработка технологии прокатки нового железнодорожного профиля - скобы упорной.

5.6 Выводы по разделу 5.

Раздел 6 Разработка методики расчета калибровки валков при прокатке рельсов в непрерывно-реверсивной группе клетей стана-тандем.

6.1 Модернизация рельсобалочного стана в свете современного развития технологии производства рельсов.

6.2 Методика расчета калибровок валков для прокатки железнодорожных рельсов в универсальных калибрах в компактной чистовой группе клетей.

6.3 Разработка новой технологии прокатки трамвайных рельсов в компактной чистовой группе клетей.

6.4 Выводы по разделу 6.

Основной задачей при производстве готового проката являются получение проката заданных размеров и формы с максимально возможной производительностью и с наименьшими затратами при высоком качестве продукции.

Основным способом совершенствования существующих процессов прокатного производства в настоящее время является рационализация (улучшение) отдельных элементов технологии. Рационализация осуществляется постоянно и дает существенный технико-экономический эффект. Совершенствование прокатного передела за счет строительства крупных современных цехов требует значительных финансовых затрат, а совершенствовать производство, улучшать качество и повышать конкурентоспособность металлопроката жизненно необходимо. Поэтому основное усилие направлено на снижение затрат и издержек производства и, в первую очередь, на ресурсо- и энергосбережение за счет внедрения относительно недорогих и быст-роокупающихся мероприятий, одним из которых является усовершенствование калибровки профилей и прокатных валков, которая лежит в основе технологических процессов прокатки. От нее в значительной степени зависит производительность станов, срок службы оборудования, качество продукции и ее себестоимость. Процесс развития прокатного производства постоянно выдвигает новые требования к калибровкам профилей и прокатных валков.

Актуальность темы: Современная теория прокатки интенсивно развивается, опираясь на достижения математики, физики, механики сплошных сред, металловедения и других фундаментальных наук. Для решения численных задач и математического моделирования все более широко применяются компьютерные технологии. Выводы теории прокатки используют при разработке оптимальных режимов деформации, конструировании оборудования и проектировании калибровок прокатных валков.

Большой вклад в развитие и становление основ теории прокатки внесен трудами отечественных ученых: И.А. Тиме, P.P. Тонкова, Н.С. Верещагина, А.Ф. Род-зевича-Белевича, С.Н. Петрова, В.Е. Грум-Гржимайло, А.Ф. Головина, А.П. Виноградова, И.М. Павлова, С.И. Губкина, А.И. Целикова, А.Я. Хейна, А.П. Чекмарева,

B.C. Смирнова, И.Я. Тарновского, В.Н. Выдрина, П.И. Полухина и многих других. Получили признание исследования зарубежных ученых: С. Финка, К. Кодрона, В. Тафеля, Э. Зибеля, Т. Кармана, С. Экелунда, В. Тринкса, В. Люега, А. Помпа, А. На-даи, Э. Ороуона, Г. Форда, Р. Симса, М. Стоуна, А. Гелей, 3. Вусатовского и других.

Однако, несмотря на значительные достижения в развитии общей теории прокатки и технологии, процесс прокатки в калибрах и вопросы, связанные с калибровкой валков ввиду многообразия факторов, свойственных прокатке в калибрах, изучены еще недостаточно хорошо.

Среди различных фасонных профилей проката особое место занимают фланцевые профили, к которым относятся двутавровые балки, рельсы, швеллеры и т.д. Характерной особенностью фасонных фланцевых профилей является то, что они имеют форму, значительно отличающуюся от формы исходной заготовки - обычно квадратного или круглого сечения, следовательно, прокатка таких профилей идет с большой неравномерностью обжатий.

Исследование формоизменения металла при прокатке в фасонных фланцевых калибрах, рациональная конструкция калибров и выбор режимов деформации невозможны без учета четкого понимания процесса течения металла в калибре и анализа его напряженно-деформированного состояния.

Таким образом, исследование формоизменения металла при прокатке в фасонных фланцевых калибрах, разработка новых методов расчета калибровок и способов прокатки фланцевых профилей на основе современной теории прокатки с целью повышения качества проката и снижения издержек на его производство является весьма актуальной задачей, как в научном, так и в практическом плане.

Работа выполнена в соответствии с Государственной программой «Основы политики Российской Федерации в области развития наук и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу» от 30 марта 2002 г. и перечнем критических технологий Российской Федерации, разделы «Технологические совмещаемые модули для металлургических мини-производств», «Компьютерное моделирование», Федеральной целевой программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007

2012 годы» от 6 июля 2006 г., разделы «Технологии производства программного обеспечения», «Технологии создания и обработки кристаллических материалов», а также согласно планам научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет».

Цель диссертационной работы: Развитие научных основ новых методов калибровки и процессов прокатки фланцевых профилей и получение комплекса технических и технологических решений, направленных на повышение эффективности производства за счет снижения энергетических затрат, повышения производительности, улучшения качества и расширения сортамента прокатываемой продукции.

Основные задачи:

1. Развитие научных основ определения эффективности деформации металла в калибрах методом верхней оценки, разработка эффективных с точки зрения экономии энергетических ресурсов условий деформирования металла в разрезных и рельсовых калибрах.

2. Разработка технических решений по усовершенствованию технологии прокатки железнодорожных и трамвайных рельсов на основе результатов исследований формоизменения и напряженно-деформированного состояния металла в калибрах, обеспечивающих снижение материальных и энергетических затрат.

3. Развитие технологии прокатки рельсов с использованием универсальных калибров, разработка методики расчета калибровки валков при прокатке рельсов в универсальных калибрах компактной трехклетьевой реверсивной группы клетей в условиях современных рельсопрокатных станов.

4. Совершенствование технологии прокатки швеллеров, разработка новых способов прокатки сложных фланцевых профилей с целью повышения эффективности производства.

5. Внедрение результатов теоретических и экспериментальных исследований в производство фланцевых профилей.

Методы исследований: При исследованиях использовались методы теории подобия и моделирования процессов ОМД, метод координатных сеток с элементами сбора и обработки информации на компьютере в среде Ма1:Ьсас114, метод верхней оценки при решении задач по теоретической оценке мощности деформации в калибрах, методы тензометрии, статистические методы обработки данных, метод математического планирования эксперимента.

Личный вклад автора состоит в научной постановке задач исследования, анализе литературных данных, в выполнении экспериментальных и опытно-промышленных исследований формоизменения металла в калибрах, статистической обработке и анализе полученных результатов, разработке и внедрении новых технологий в производство.

Достоверность и обоснованность полученных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается большим объемом экспериментального материала, полученного в лабораторных и промышленных условиях с применением современных методик, корректным использованием математического аппарата; сравнительным анализом аналитических и экспериментальных результатов и зависимостей; применением современных методов статистической обработки результатов; сопоставлением полученных результатов с данными других исследователей; эффективностью предложенных технических решений, подтвержденных результатами промышленных испытаний и внедрением в производство.

Научная новизна работы заключается в том, что:

- впервые разработаны математические модели расчетов энергетических характеристик деформирования металла в открытых симметричных, наклонных несимметричных разрезных калибрах и в чистовом двухвалковом рельсовом калибре в зависимости от его наклона в валках, позволяющие оценить эффективность формоизменения металла в калибрах за счет уменьшения мощности деформирования;

- получены диаграммы распределения деформации металла в ящичных, трапециевидных, рельсовом разрезном калибрах при прокатке рельсов Р65. Установлены закономерности влияния величины уширения в рельсовых калибрах на изменение напряженно-деформированного состояния металла и расположение зон с различной схемой деформации по сечению раскатов из этих калибров, получены закономерности формоизменения осевой пористости в процессе прокатки рельсов из не-прерывнолитой заготовки;

- получены новые результаты по исследованию напряженно-деформированного состояния трамвайных рельсов при разрезке головки профиля в зависимости от глубины внедрения и диаметра разрезного ролика; выявлены математические зависимости распределения значений деформации в поверхностных слоях по оси желоба от обжатия разрезным роликом; получена диаграмма действительных значений усилий для образования желоба головки трамвайного рельса, рассчитанная на основе экспериментальных значений усилий в зависимости от глубины разрезки и диаметра разрезного ролика;

- выполнен анализ закономерностей изменения осевых остаточных напряжений в элементах рельса после прокатки от неравномерности распределения пластических деформаций между элементами профиля в чистовом двухвалковом и чистовом универсальном калибрах при прокатке рельсов Р65; теоретически обоснована и подтверждена экспериментально закономерность влияния осевых остаточных напряжений на концевую кривизну рельсов;

- теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены зависимости формы и размеров разрезного гребня в первом трапециевидном калибре в системе черновых калибров для прокатки железнодорожных рельсов из непрерывнолитой заготовки от минимальной протяженности периферийной зоны, зоны столбчатых кристаллов в непрерывнолитой заготовке и высоты гребня со стороны подошвы в калибре для предварительной разрезки;

- разработана рациональная методика расчета калибровки валков трехклетье-вой непрерывно-реверсивной группы в составе двух универсальных и одной двухвалковой клетей для прокатки рельсов, основанная на равенстве коэффициентов вытяжки по элементам профиля в универсальных калибрах.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

- разработана новая технология прокатки балок и швеллеров средних и малых размеров с использованием наклонных разрезных калибров (патент РФ №2103078), внедрение которой позволило повысить эффективность деформации в разрезных калибрах, конструкция чистового рельсового двухвалкового калибра (A.c. СССР №1731305) для оптимизации положения его в валках;

- разработаны технические решения по усовершенствованию технологии прокатки железнодорожных рельсов в черновых калибрах (патенты РФ №№2103077, 2223156), новые способы прокатки и правки рельсов (патенты РФ №№2100107, 2299250, 2394660, 2410171) используемые в технологии производства рельсов специального назначении повышенного качества, технология прокатки рельсов из не-прерывнолитой заготовки, трамвайных рельсов в чистовой универсальной клети (патенты РФ №№2254941, 2233716, 2403108), внедрение которых позволило повысить производительность и качество продукции;

- разработана технология прокатки рельсов с использованием предчистового четырехвалкового универсального калибра и чистового двухвалкового калибра в двухклетьевой непрерывной группе клетей (A.c. СССР №№1445823, 1607985, 1614869) и технология прокатки рельсов с использованием универсальных калибров по схеме: предчистовой трехвалковый - чистовой четырехвалковый калибр (патент РФ №2241556) для достижения минимального различия остаточных напряжений в процессе прокатки по элементам профиля и уменьшения концевой кривизны рельсов;

- разработаны новые технические и технологические решения для прокатки швеллеров (патенты РФ №№2132247, 2268788), монорельсов для подвесных монорельсовых дорог (патент РФ №2288045) и скобы упорной для пружинных рельсовых скреплений (патент РФ №2254178), обеспечивающие повышение эффективности производства фланцевых профилей;

- представлено техническое решение реконструкции рельсопрокатного стана ОАО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» (ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК») и предложена методика расчета калибровки валков рельсов в трехклетьевой непрерывно-реверсивной группе, разработаны калибровки железнодорожных и трамвайных рельсов для выпуска высококачественных длинномерных рельсов;

- полученные в работе научные результаты исследований могут быть использованы для развития теории обработки металлов давлением и подготовки специалистов по направлению «Металлургия».

Реализация результатов работы. Основные разработки внедрены в течение 2000-2010 г.г. на ОАО «НКМК» (с 01.07.2011 г. ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК»):

- внедрение новой технологии прокатки балок и швеллеров малых размеров с использованием наклонных разрезных калибров при прокатке швеллера №10 позволило снизить растягивающие напряжения на кромках фланцев, улучшить условия захвата за счет уменьшения абсолютных обжатий, увеличить производительность прокатного стана на 5%, улучшить качество готового проката на 1,0%;

- внедрение новых способов прокатки железнодорожных рельсов в черновых калибрах, способа прокатки рельсов из непрерывнолитой заготовки, новых способов расточки валков и калибровки рельсов позволило улучшить качество продукции и снизить расходный коэффициент металла на 5,4 кг на тонну. Годовой экономический эффект в 2010 г. составил 30,8 млн.руб.;

- внедрение валкового узла универсального четырехвалкового калибра для прокатки трамвайных рельсов, нового способа калибровки швеллеров стабилизировало процесс прокатки. Годовой экономический эффект от внедрения разработанных способов в 2010 г. составил 14 млн.руб.;

- разработка технологии прокатки новых фланцевых профилей: монорельса М200 и скобы упорной для пружинного рельсового скрепления обеспечило устойчивую прокатку в калибрах и минимальный расход прокатных валков. Годовой экономический эффект за счет освоения новых видов продукции в 2010 г. составил 8,6 млн.руб.

Положения, выносимые на защиту:

1) научные основы теоретического определения энергетических характеристик деформирования металла в калибрах, результаты энергетических параметров эффективности деформирования металла в открытых симметричных, наклонных несимметричных разрезных калибрах и в чистовом двухвалковом рельсовом калибре в зависимости от его наклона в валках;

2) банк экспериментальных данных по исследованию формоизменения и напряженно-деформированного состояния металла в ящичных, трапециевидных, рельсовом разрезном калибрах при прокатке железнодорожных рельсов Р65; формоизменения осевой пористости и центральной ликвации в процессе прокатки рельсов из непрерывнолитой заготовки; напряженно-деформированного состояния металла в рельсовых калибрах в зависимости от величины уширения;

3) зависимость влияния формы и размеров разрезного гребня первого трапециевидного калибра в системе черновых калибров для прокатки рельсов из непрерывнолитой заготовки на значения ударной вязкости в подошве рельса; результаты промышленного исследования прокатки рельсов с использованием универсальных калибров;

4) результаты экспериментального исследования напряженно-деформированного состояния трамвайного рельса при разрезке головки профиля в зависимости от диаметра и глубины внедрения разрезного ролика;

5) новые технические и технологические решения по усовершенствованию прокатки железнодорожных, трамвайных рельсов, швеллеров и производства новых фланцевых профилей сложной формы: монорельсов для подвесных монорельсовых дорог и скобы упорной для пружинных рельсовых скреплений;

6) методика расчета калибровки валков трехклетьевой непрерывно-реверсивной группы в составе одной двухвалковой и двух универсальных клетей для прокатки рельсов, основанная на равенстве коэффициентов вытяжек по элементам профиля в универсальных калибрах, и разработанные по этой методике калибровки железнодорожных и трамвайных рельсов.

Апробация работы. Основные результаты доложены и обсуждены на следующих конференциях: Научно-технический совет МЧМ СССР по освоению технологии прокатки железнодорожных рельсов с использованием универсальных клетей и прокати рельсов из непрерывнолитых заготовок (г. Новокузнецк, 1989 г.); III Международная конференция «Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий» (г. Николаев, 1993 г.); Межгосударственная конференция «Проблемы развития металлургии Урала на рубеже XXI века» (г. Магнитогорск, 1996 г.); первом - пятом (1995-2003 г.г.) Международных конгрессах прокатчиков; Международная конференция «Высокие технологии в современном материаловедении» (г. Санкт-Петербург, 1997 г.); Международная научно-техническая конференция «Современные проблемы и пути развития металлургии» (г. Новокузнецк, 1997 г.); первый Международный семинар «Актуальные проблемы прочности» (г. Новгород, 1997 г.); V Международный семинар «Современные проблемы прочности» (г. Старая Русса, 2001 г.); XXXVII семинар «Актуальные проблемы прочности» (г. Санкт-Петербург, 2001 г.); Всероссийская научно-практическая конференция «Инновации в машиностроении-2001» (г. Пенза, 2001 г.); IX Международный семинар «Актуальные проблемы материалов: наука и технология» (г. Екатеринбург, 2002 г.); Всероссийские научно-практические конференции «Металлургия: Новые технологии, управление, инновации и качество» (г. Новокузнецк, 2005-2006 г.г.).

Соответствие диссертации паспорту специальности. Диссертационная работа по своим целям, задачам, содержанию, методам исследования и научной новизне соответствует пункту 2 «Исследование процессов пластической деформации металлов, сплавов и композитов с помощью метода физического и математического моделирования» и пункту 6 «Разработка способов, процессов и технологий для производства металлопродукции, обеспечивающих экологическую безопасность, экономию материальных и энергетических ресурсов, повышающих качество и расширяющих сортамент изделий» паспорта специальности 05.16.05 - Обработка металлов давлением.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 34 статьи, в том числе 18 в рецензируемых научных журналах, 3 монографии, а также 6 авторских свидетельств, 19 патентов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, списка литературы из 235 наименований. Содержит 367 страниц машинописного текста, включая 160 рисунков, 84 таблицы и 11 приложений.

6.4 Выводы по разделу 6

1. Результаты диссертационной работы использованы при разработке технологического задания на модернизацию рельсобалочного стана ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК».

2. На базе полученных результатов экспериментальных и производственных исследований определена рациональная схема прокатки рельсов в черновых калибрах из непрерывнолитой заготовки на модернизированном рельсобалочном стане в условиях Объединенного Западно-сибирского металлургического комбината.

3. Разработана методика расчета калибровок валков в универсальных калибрах компактной трехклетьевой реверсивной группы при прокатке рельсов, основанная на равенстве коэффициентов вытяжек элементов профиля. Разработаны рекомендации для построения и деформаций элементов профиля в калибрах компактной трехклетьевой группе.

4. Разработана калибровка валков компактной группы клетей модернизированного рельсобалочного стана ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» для прокатки железнодорожных рельсов Р65.

5. Разработаны два варианта калибровок для прокатки трамвайных рельсов Т62 в трехвалковой компактной группе клетей с различными схемами разрезки желоба профиля в универсальных калибрах: с дифференцированными величинами разрезки в четырех универсальных калибрах соответственно равными 50, 25, 15 и 10% от величины желоба в готовом профиле и с разрезкой желоба только в двух универсальных калибрах - первом и финишном, с величиной разрезки соответственно равной 90 и 10% от его высоты.

Показано, что калибровка по второму варианту в большей степени обеспечивает равенство коэффициентов вытяжек по элементам профиля во всех универсальных калибрах, предусмотренных схемой прокатки, и лучшее оформление элементов головки рельса. Данная схема рекомендована к внедрению.

325

Заключение

1. Впервые разработаны математические модели энергетического параметра формоизменения в открытых симметричных и наклонных несимметричных разрезных калибрах и рельсовых двухвалковых калибрах в зависимости от наклона в валках. На основе метода верхней оценки установлено, что с энергетической точки зрения несимметричный разрезной калибр на 18% эффективней производит формоизменение металла, чем симметричный разрезной калибр; определен оптимальный угол наклона чистового калибра для рельсов Р65 равный 16%, которому соответствует минимальный энергетический параметр деформирования. Разработана технология прокатки балок и швеллеров средних и малых размеров с использованием наклонных несимметричных разрезных калибров, повышающих эффективность формоизменения металла в калибрах за счет снижения мощности деформирования.

2. Установлены закономерности формоизменения и напряженно-деформированного состояния металла в калибрах при прокатке железнодорожных рельсов Р65. Выявлено, что предварительная разрезка граней заготовки в ящичном калибре увеличивает проработку металла в средней части разрезаемых поверхностей по сравнению с крайними частями на 10%; в трапециевидных калибрах разрезка заготовки значительно увеличивает проработку поверхностных слоев подошвы и разброс значений ударной вязкости по ширине подошвы. На базе полученных результатов исследований разработан комплекс новых технических решений для прокатки железнодорожных рельсов, которые повысили их качество и расширили сортамент прокатываемой рельсовой продукции.

3. Изучен процесс деформации элементов трамвайного рельса в калибрах при оформлении желоба профиля, изучено влияние глубины разрезки и диаметра разрезного ролика на напряженно-деформированное состояние головки; получены математические зависимости распределения значений деформаций на поверхностных слоях по оси желоба от обжатия разрезным роликом; теоретически и экспериментально определены усилия разрезки головки рельса в зависимости от диаметра и глубины внедрения разрезного ролика. Установлено, что использование ролика с двукратным уменьшением диаметра уменьшает усилие разрезки по расчетным данным на 21%, по экспериментальным на - 25%. Разработаны технические решения для уменьшения величины усилия при разрезке желоба в головке трамвайного рельса и улучшения точности выполнения геометрии профиля.

4. Проведена оценка остаточных напряжений в рельсах от неравномерности пластической деформации по элементам и высоте профиля. Выявлено влияние остаточных напряжений на концевую кривизну. Разработана новая технология прокатки рельсов, уменьшающая концевую кривизну за счет снижения остаточных напряжений наводимых во время прокатки.

5. Разработаны новые технические решения для прокатки профилей швеллерной формы, которые позволили улучшить качество и эффективность их производства, разработаны технологии прокатки новых фланцевых профилей сложной формы для подвесных монорельсовых дорог и верхнего строения железнодорожного пути, освоено производство этих профилей в соответствии с требованиями стандарта.

6. Разработана рациональная методика расчета калибровки валков для прокатки рельсов в трехклетьевых непрерывно-реверсивных группах в составе одной горизонтальной и двух универсальных клетей в условиях современных рельсопрокатных станов. Разработаны рекомендации для построения элементов калибров с целью создания оптимального режима формирования высококачественного профиля. На основе разработанной методики расчета калибровки валков для прокатки рельсов в трехклетьевой непрерывно-реверсивной группе клетей разработаны калибровки валков для прокатки железнодорожных и трамвайных рельсов при реконструкции рельсобалочного стана ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» с последовательным расположением обжимной, черновой «дуо-реверсивных» клетей и трехклетьевой непрерывно-реверсивной группы.

7. Внедрены технические и технологические решения для прокатки фланцевых профилей, позволившие обеспечить повышение эффективности производства за счет снижения энергетических и материальных затрат, улучшения качества и расширения сортамента прокатываемой продукции. Суммарный годовой экономический эффект от внедрения технических и технологических решений на ОАО «НКМК» в 2010 г. составил 53,4 млн.руб. при долевом участии автора 10,7 млн. руб.

1. Мерекин Б.В. Некоторые вопросы калибровки прокатных валков / Б.В. Мере-кин. М.: Металлургия, 1965. - 283 с.

2. Илюкович Б.М. Прокатка и калибровка фасонных профилей / Б.М. Илюкович; Справочник т. 1. М.: Металлургия, 1999. - 477 с.

3. Бейнон Росс Е. Калибровка валков и расположение прокатных станов / Росс Е. Бейнон; пер. с англ. И.С. Победина; под ред. П.И. Полухина. М.: Металлург-издат, 1960.-204 с.

4. Скороходов Н.Е. Калибровка сложных профилей: справочник / Н.Е. Скороходов, Б.М. Илюкович, И.П. Шулаев и др.. М.: Металлургия, 1970. - 232 с.

5. Диомидов Б.Б. Калибровка прокатных валков / Б.Б. Диомидов, Н.В. Литовчен-ко. М.: Металлургия, 1970.-312 с.

6. Илюкович Б.М. Прокатка и калибровка фасонных профилей: справочник / Б.М. Илюкович, И.П. Шулаев, В.Д. Есипов и др.. М.: Металлургия, 1989. - 312 с.

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

8. Илюкович Б.М. Прокатка тавровых профилей в открытых калибрах / Б.М. Илюкович. М.: Металлургиздат, 1961. - 69 с.

9. Илюкович Б.М. Прокатка и калибровка экономичных тавровых профилей / Б.М. Илюкович, Н.Е. Нехаев, Л.Н. Левченко и др.. Киев: Техника, 1990. -151 с.

10. Смирнов В.К. Калибровка прокатных валков: учеб. пособие / В.К. Смирнов, В.А. Шилов, Ю.В. Игнатович. М.: Металлургия, 1987. - 368 с.

11. Мутьев М.С. Калибровка черновых валков / М.С. Мутьев. М.: Металлургия, 1964.- 190 с.

12. Жадан В.Т. Эффективный способ прокатки фасонных профилей / В.Т. Жадан, В.Е. Стефанов. М.: Металлургия, 1970. - 216 с.

13. Совершенствование сортамента и производства горячекатаных профилей: Сб. научн. тр. / УкрНИИМет; ред. совет Н.М. Воронцов (председатель). Харьков, 1981,- 112 с.

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

15. Калибровка прокатных валков: Мат. Междунар. съезда по калибр, прок, валков: Сб. докл. // перев. А.Р. Чемкарев, A.A. Нефедов. М.: Металлургия, 1965. - 283 с.

16. Илюкович Б.М. Прокатка и калибровка: справочник: в 6 т. / Б.М. Илюкович, Н.Е. Нехаев, В.П. Капелюшный; под ред. Б.М. Илюковича. Т. 4: калибровка угловых и зетовых профилей. Дншропетровськ: Днтро-вал, 2004. - 369 с.

17. Илюкович Б.М. Прокатка и калибровка: справочник в 6 т. / Б. М. Илюкович, Н.Е. Нехаев, С.Е. Меркурьев; под ред. Б.М. Илюковича. т. 5: Калибровка швел-лерообразных и корытообразных профилей. Дншропетровськ: Дншро-вал, 2004.-481 с.

18. Илюкович Б.М. Прокатка и калибровок: справочник в 6 т. / Б.М. Илюкович: т. 6: Калибровка двутавровых профилей, рельсовых профилей и профилей особо сложной формы. Дншропетровськ: Дншро-вал, 2004. - 824 с.

19. Грудев А.П. Захватывающая способность прокатных валков / А.П. Грудев. М.: «СП Интермет Инжиниринг», 1998. - 283 с.

20. Полухин П.И. Прокатка и калибровка двутавровых балок / П.И. Полухин. М.: Металлургиздат, 1956. - 176 с.

21. Бахтинов Б.П. Калибровка прокатных валков / Б.П. Бахтинов, М.М. Штернов. -М.: Металлургиздат, 1953. 783 с.

22. Клименко В.М. Захват в разрезных калибрах / Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. науч.-техн. сб. Обработка металлов давлением. В.М. Клименко Киев: Техника, - 1966.-Вып. 4. - С. 91-101.

23. Клименко В.М. Технологические и силовые резервы прокатных станов / В.М. Клименко, В.И. Погоржельский, B.C. Горелик и др.. М.: Металлургия, 1976. - 240 с.

24. Павлов И.М. Захват металла в трапециевидных разрезных калибрах / И.М. Павлов, И.Г. Астахов, М.М. Межауров // Сб. «Новые процессы прокатки металлов и сплавов»: тр. МИСиС. вып. XLIII. М.: Металлургия. - 1966. - С. 97 - 116.

25. Бахтинов Б.П. Калибровка балок и швеллеров / Б.П. Бахтинов, М.М. Штернов. -М.: Металлиздат, 1950. 179 с.

26. Тафель В. Заполнение разрезного калибра / В. Тафель, А. Вегенер; Гипромез. -1934. №4.

27. Тафель В. Прокатка и калибровка валков / В. Тафель. М.: Гостехиздат, 1931.

28. Тафель В. Исследование способа Экелунда для определения высоты слитка / В. Тафель, А. Вегенер // Гипромез. 1930. - №8 - 9.

29. Лендл. Бласт Фернес Энд Стал Плант. 1943. - № 3. - С. 325-331.

30. Лендл. Айрон Энд Стил. 1943. т. 16. - № 14. - С. 460-464.

31. Лендл. Айрон Энд Стил. 1943. т. 16. - № 14,- С. 532-536.

32. Лендл. Айрон Энд Стил. 1943. т. 17,-№4.-С. 173-179.

33. Шадрин В.А. Исследование коэффициента деформации полосы при прокатке в сложных калибрах / В.А. Шадрин // Уральская металлургия. 1935. - № 10.

34. Тарновский И.Я. О неравномерности деформации полосы при прокатке / И .Я. Тарновский // Сталь. 1941. - № 6.

35. Мутьев М.С. Расчет заполнения разрезного калибра / М.С. Мутьев // Сталь. -1947.-№4.

36. Чекмарев А.П. Калибровка прокатных валков: Учеб. пособие / А.П. Чекмарев, М.С. Мутьев, P.A. Машковцев. М.: Металлургия, 1971. - 512 с.

37. Соколов Л.Д. К вопросу о неравномерности деформации при прокатке / Л.Д. Соколов // Сталь. 1946. - № 6. - С. 375-377.

38. Соколов Л.Д. Новый метод расчета двутавровой балки / Л.Д. Соколов // Сталь. -1952.-№3.

39. Соколов Л.Д. Заполнение фланцев разрезающих калибров / Л.Д. Соколов // Сталь. 1947. - № 3. - С. 271-273.

40. Соколов Л.Д. Истечение металла в разрезных калибрах / Л.Д. Соколов // Сталь. 1948.-№ 5.-С. 441-445.

41. Есипов В.Д. Исследование средней вытяжки в сложных разрезных калибрах с использованием смещений по высоте площади / В.Д. Есипов // Изв. вузов. Черн. металллургия. 1989. -№ 9. - С. 67-71.

42. Есипов В.Д. Определение средней вытяжки в П и Ш-образных калибрах с использованием смещений по площади / В.Д. Есипов // Изв. вузов. Черн. металлургия. 1989. - № 12. - С. 46-49.

43. Есипов В.Д. Определение коэффициента вытяжки в сложных разрезных калибрах / В.Д. Есипов // 1988. № 3. - С. 45-48.

44. Есипов В.Д. Расчет заполнения фланцев в сложных разрезных калибрах / В.Д. Есипов // Сталь. 1990. - № 1. - С. 52-54.

45. Есипов В.Д. Распределение обжатия между валками ассиметричных разрезных калибрах / В.Д. Есипов // Изв. вузов. Черн. металлургии. 1987. - № 6. - С. 4750.

46. Хилл Р. Математическая теория пластичности / Р. Хилл. М.: ГНИЛ, 1956. -407 с.

47. Green А.Р. On the Use of Hodographs in Problems of Plane Plastic Strain // A.P. Green // J. Appl. Mech, Phys. Solids. 1953. - № 2. - P. 73-81.

48. Прагер В. Теория идеально пластических тел / В. Прагер, П.Г. Хедж. М.: Иностранная литература, 1956. - 398 с.

49. Hodge P.G. Approximate solutions of problems of plane plastic blow / P.G. Holqe // J. Appl. Mech. 1950. - № 17. - P. 257-267.

50. Shield R.T. The application of limit analysis to Punch indentation Problems / R.T. Shield, D.C. Drucker // J. Appl. Mech. - 1953. - № 20. - P. 453-465.

51. Томленов А.Д. Теория пластического деформирования металлов / А.Д. Томле-нов. М.: Металлургия, 1972. - 408 с.

52. Томленов А.Д. Приближенный энергетический метод определения усилий, вызывающих пластическое течение металлов / А.Д. Томленов // Кузнечно-штамповочное производство. 1962. - № 8. - С. 8-11.

53. Тарновский И.Я. Деформации и усилия при обработке металлов давлением / И .Я. Тарновский, А. А. Поздеев, О. А. Ганаго. М.: Машгиз, 1959. - 304 с.

54. Степанский Л.Г. Расчеты процессов обработки металлов давлением / Л.Г. Сте-панский. — М.: Машиностроение, 1979. 215 с.

55. Степанский Л.Г. Пластическое течение металла при двухсторонней закрытой прошивке / Л.Г. Степанский // Кузнечно-штамповочное производство. 1964. -№ 3. - С. 8-11.

56. Степанский Л.Г. Расчет «застойных» зон металла при прессовании / Л.Г. Степанский // Кузнечно-штамповочное производство. 1963. - № 10. - С.1 - 3.

57. Степанский Л.Г. О границах очага пластической деформации при выдавливании / Л.Г. Степанский // Вестник машиностроения. 1963. - № 9. - С. 59-62.

58. Томсен Э. Механика пластических деформаций при обработке металлов / Э. Томсен, Ч. Янг, Ш. Кобаяши. М.: Машиностроение, 1969. - 174 с.

59. Kudo Н. Some analytical and experimental studies of axi-symmetric cold forging and extrusion / H. Kudo //1. Int. J. Mech. Sci. - 1960. - № 2. - P. 102-127.

60. Гунн Г.Я. Некоторые вопросы теории прессования в несимметричные и многоочковые матрицы / Г.Я. Гунн, Б.А. Прудковский, П.И. Полухин // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1964. - № 10. - С. 75-81.

61. Джонсон В. Теория пластичности для инженеров / В. Джонсон, П. Меллор. -М.: Машиностроение, 1979. 568 с.

62. Алюшин Ю.А. Кинематически возможные поля скоростей из жестких блоков для процессов трехмерной деформации / Ю.А. Алюшин, Г.Я. Рудас // Изв. вузов. Чер. Металлургия. 1973. - № 10. - С. 68-73.

63. Алюшин Ю.А. Применение энергетического метода для расчета и анализа процессов пластического формоизменения металлов / Ю.А. Алюшин, С.А. Еленев // Исследование процессов пластической деформации: сб. статей. 1965. - С. 106-133.

64. Алюшин Ю.А. Определение верхней оценки удельных усилий при прессовании металлов / Ю.А. Алюшин // Кузнечно-штамповочное производство. 1965. - № 1.-С. 10-13.

65. Алюшин Ю.А. Определение оптимального угла наклона конической матрицы / Ю.А. Алюшин, И.С. Волков, С.А. Еленев // Кузнечно-штамповочное производство. 1964. - № 10. - С. 17-19.

66. Джонсон В. Механика процесса выдавливания металлов / В. Джонсон, X. Кудо. М.: Металлургия, 1965. - 174 с.

67. Johnson W. Cavity Formation and enfolding defects in plain strain extrusion using a shaped punch / W. Johnson // Appl. Sci. res., Sect. A. 1959. - № 8. - P. 228-236.

68. Johnson W. An elementary Consideration of Some extrusion defects / W. Johnson // Appl. Sci. Res. Sect. A. - 1958. - № 17. - P. 437-443.

69. Kudo H. Some analytical and experimental studies of axi- symmetric cold forging and extrusion-II / H. Kudo // Int. J. Mech. Sci. 1961. - № 3. - P. 91-117.

70. Алюшин Ю.А. Определение удельных усилий и минимальных обжатий при прессовании методом верхней оценки / Ю.А. Алюшин // Кузнечно-штамповочное производство. — 1965. — № 4. — С. 19—25.

71. Avitzur В. Strain- Rate Effects in Plastic Flow through Conical Converging Diee / B. Avitzur // Trans. ASME. 1967. Ser. B. - № 89. - P. 556-562.

72. Алюшин Ю.А. К возможности использования нелинейного математического программирования в методе верхней оценки / Ю.А. Алюшин, В.Е. Логинов,

73. B.В. Ерастов и др. // Изв. вузов. Чер. Металлургия. 1977. - № 8. - С. 84-87.

74. Koopan D.C.A. On linear programming and plastic limit analysis / D.C.A. Koopan, R.H. Lance // J. Mech. Phys. Solids. 1965. - № 13. - P. 77-78.

75. Hailing J. Use of Upper bound Solutions for Predicting the Pressure for the Plane Strain Extrusion of Materiale / J. Hailing , L.A. Mitchel // J. Mech. Eng. Sci. 1964.- № 6. P. 240-249.

76. Илясов В.В. Вариант метода верхней оценки, учитывающий упрочнение металла / В.В. Илясов // Обработка металлов давлением. Ростов-на-Дону. - 1977.1. C. 27-32.

77. Jonson W. The use of Upper-bound Solutions for the determination of temperature distributions in fast hot rolling and axi-symmetric extrusion processes / W. Jonson, H. Kudo//Int. J. Mech. Sci. 1960. - № l.-P. 175-191.

78. Бекофен В. Процессы деформации / В. Бекофен. М.: Металлургия, 1977. - 228 с.

79. Янг С.Т. Применение решения по верхнему пределу к задачам о трехмерном выдавливании и прошивке / С.Т. Янг // Труды американского общества инженеров-механиков. Конструирование и технология машиностроения. 1962. - № 4.- С. 3-4.

80. Kudo Н. Analysis and experiment in V-groove forming / H. Kudo, K. Tamuro I, II, III and IV // Ann. CIRP. - 1969. - № 917. - P. 297-328.

81. Usui E. Fundamental study on threedimensional Machining-I and II. / E. Usui, M. Masuko//Bull. ISME. 1973.-№ 16.-P. 1214-1232.

82. Haddow J. Bounds for the loads to Compress Plastically Square Discs between Rough Dies / J. Haddow, W. Johnson // Appl. Sci. Res., sect. A. 1961. - WIG. - P. 471-473.

83. Березовский Б.Н. Решение задач о вальцовке с уширением методом верхней оценки / Б.Н. Березовский, A.A. Пучков // Повышение качества и эффективности производства деталей сельскохозяйственных машин. Ростов-на-Дону. -1983.-С. 146-151.

84. Березовский Б.Н. Решение объемной задачи пластического формоизменения с использованием МКЭ / Б.Н. Березовский, Л.С. Ураждина, В.И. Ураждина // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1982. - № 8. - С. 50-54.

85. Ерастов В.В. Общий алгоритм расчета процессов трехмерной и плоской деформации /В.В. Ерастов, Е.М. Пятайкин, Н.М. Сергеев // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1997. - № 2. - С. 29-32.

86. Челышев H.A. Деформация металла в ящичных калибрах рельсобалочного стана «КМК» с применением разрезки / И.А. Челышев, В.М. Дрошинский, Р.И. Друшин и др. // Изв. вузов. Черн. металлургия. 1966. - № 4. - С. 99-104.

87. Чигиринский В.В. Исследование формоизменения в условиях неравномерного обжатия по ширине / В.В. Чигиринский, В.Н. Деревянко // Изв. вузов. Черн. Металлургия. 1983. - № 9. - С. 52-56.

88. Тимофеев B.B. Некоторые вопросы формирования качества поверхности двутавровых заготовок / В.В. Тимофеев, В.К. Смирнов, В.В. Бажутин. Сообщение 1. // Изв. вузов. Черн. Металлургия. 1977. - № 2. - С. 59-62.

89. Тимофеев В.В. Напряженно-деформированное состояние на поверхности кромок фланцев при прокатке в закрытых разрезных калибрах /В.В. Тимофеев,

90. B.К. Смирнов, Г.А. Киселев // Изв. вузов. Черн. Металлургия. 1979. - № 2.1. C. 71-74.

91. Критинин И.А. Совершенствование калибровок валков для прокатки рельсов в рельсобалочном цехе «КМК» / И.А. Критинин и др. // В сб.: Производство железнодорожных рельсов и колес. Вып. 1. Изд. УкрНИИМета. Харьков. 1973. -С. 24-27.

92. Критинин И.А. Совершенствование калибровок валков для прокатки рельсов в рельсобалочном цехе / И.А. Критинин и др. // В сб.: Кузнецкие металлурги в борьбе за технический прогресс. Кемерово. 1957. - С. 12-18.

93. Кучко И.И. О рациональной калибровке рельсов / И.И. Кучко, М.Г. Серкин, Л.И. Сороко // Сталь. 1956. - № 5. - С. 438-445.

94. Браунштейн Е.Р. Деформация металла в ящичных калибрах при прокатке рельсов Р65 / Е.Р. Браунштейн, В.Н. Перетятько // Изв. вузов. Чер. металлургия. -1997,-№4.-С. 32-34.

95. Шарапов И.А. Рациональная система калибров для прокатки рельсов в черновых пропусках / И.А. Шарапов, В.В. Дорофеев, В.А. Бердышев и др. // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1997. -№ 6. - С. 61-62.

96. Критинин И.А. Усовершенствование калибровок железнодорожных рельсов на Кузнецком металлургическом комбинате / И.А. Критинин, И.А. Шарапов, Н.П. Кудрявцев и др. // Сталь. 1973. - № 2. - С. 144-146.

97. Кравченко Е.Л. Прокатка железнодорожных рельсов Р75 / Е.Л. Кравченко, И.А. Шарапов, В.А. Скороходов и др. // Сталь. 1983. -№ 7. - С. 40-42.

98. Полухин П.И. Прокатка и термическая обработка рельсов / П.И. Полухин, Ю.В. Грдина, Е.Я. Зарвин. -М.: Металлургиздат, 1962. 510 с.

99. Александров П.А. Повышение качества рельсов путем улучшения и унификации калибровок / П.А. Александров, И.С. Тришевский // Сталь. 1954. - № 5. -С. 434-441.

100. Александров П.А. О рациональной калибровке рельсов / П.А. Александров, И.С. Тришевский // Сталь. 1955. - № 12. - С. 11-12.

101. Челышев H.A. Деформация в тавровых калибрах при прокатке рельсов типа Р50 / H.A. Челышев, В.М. Дрощинский // Сталь. 1964. - № 11. - С. 432-436.

102. Хлебников В.П. К вопросам о рациональной калибровке рельсов / В.П. Хлебников, М.Д. Фрадкин, П.А. Чеховский // Сталь. 1954. - № 5. - С. 441-478.

103. Полухин П.И. Исследование деформации металла в косорасположенных балочных калибрах / П.И. Полухин, О.С. Попов // Труды Московского института стали. М.: - 1960. - Вып. 39. - С. 34-39.

104. Перетятько В.Н. Деформация металла в разрезном рельсовом калибре при прокатке рельсов / В.Н. Перетятько, Е.М. Пятайкин, Е.Р. Браунштейн // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1998. - № 4. - С. 23-25.

105. Шарапов И.А. Рациональная расточка четырехвалкового комплекта валков для прокатки рельсов / И.А. Шарапов, В.В. Дорофеев, В.А. Бердышев и др. // Сталь. 1998. - № 5. - С. 45-46.

106. Литовченко Н.В. Калибровка валков сортовых станов / Н.В. Литовченко, Б.Б. Диомидов, В.А. Курдюмова. М.: Металлургиздат, 1963. - 638 с.

107. Диомидов Б.Б. Технология прокатного производства / Б.Б. Диомидов, Н.В. Литовченко. М.: Металлургия, 1979. - 488 с.

108. Литовченко Н.В. Калибровка профилей и прокатных валков / Н.В. Литовченко. М.: Металлургия, 1990. - 432 с.

109. Полухин П.А. Прокатное производство: учебник / П.А. Полухин, Н.М. Федосов, A.A. Королев и др.. Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1982. - 696 с.

110. Пастрняк 3. Прокатка непрерывнолитых заготовок / 3. Пастрняк // Обзор по системе Информсталь. М.: Вып. 3 (152), 1983. - 35 с.

111. Либерман A.A. Минимальное обжатие непрерывнолитых заготовок для получения качественного проката / A.A. Либерман // Металлург. 1993. - № 4. - С. 31-34.

112. Целиков А.И. Теория расчета усилий при прокатке / А.И. Целиков. М.: Ме-таллургиздат, 1962. - 96 с.

113. Горенштейн М.М. Энергосиловые параметры прокатки фасонных профилей из литых заготовок / М.М. Горенштейн, B.C. Рутес, А.И. Манохин и др. // Сталь. 1966.-№ 8.-С. 725-727.

114. Царев В.Ф. Влияние сечения непрерывиолитой заготовки на макроструктуру рельсов / В.Ф. Царев, H.A. Козырев, В.А. Трынов и др. // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1999. - № 8. - С. 25-27.

115. Царев В.Ф. Производство железнодорожных рельсов из непрерывнолитых заготовок / В.Ф. Царев, В.Н. Перетятько, H.A. Козырев и др. // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1999. - № 10.-С. 51-53.

116. Пикус Н.И. Качество железнодорожных рельсов из непрерывиолитой стали Текст. / Н.И. Пикус, В.В. Несвет, A.A. Ситало [и др.] // Сталь. 1999. - № 7. -С. 65-67.

117. A.c. СССР №1249754, МКИ4 В 21 В 1/08. Способ прокатки железнодорожных рельсов / В.Ф. Карпенко, Н.Ф. Левченко, Ю.М. Таптыгин и др.; № 3832588/2202; заявл. 30.12.84; для служебного пользования 000254.

118. A.c. СССР №1616726, МКИ5 В 21 В 1/12. Способ изготовления железнодорожных рельсов / Д.К. Нестеров, В.Ф. Карпенко, Н.Ф. Левченко и др.; № 4691020/27-02; заявл. 27.03.89; опубл. 30.12.90, Бюл. № 48. 5 е.: ил.

119. Таптыгин Ю.М. Отработка промышленной технологии производства рельсов из непрерывнолитых заготовок / Ю.М. Таптыгин, В.Ф. Карпенко, Н.Ф. Левченко //

120. Качество, надежность и эксплуатационная стойкость железнодорожных рельсов и колес: отрасл. сб. науч. трудов. Харьков. - 1986. - С. 38-42.

121. Поляков В.В. Основы технологии производства железнодорожных рельсов / В.В. Поляков, А.В. Великанов. М.: Металлургия, 1990. - 416 с.

122. Нестеров Д.К. Производство железнодорожных рельсов из непрерывнолитых заготовок / Д.К. Нестеров, А.Я. Глазков // Сталь. 1995. - № 8. - С. 36-44.

123. Mennel Y. Laminage des rails universel apzeg la modernization du train d'Hayange / Y . Mennel // Der Kalibreur. 1981. Heft 35. S. 15-64.

124. Мец H. Горячая прокатка и калибровка валков / Н. Мец // Москва Ленинград: ОНТИ НКТП СССР. - Главная редакция литературы по черной металлургии, 1937.-332 с.

125. Dehez J. Калибровка валков / Пер. с нем. Крикента Э. К. г. Каменское, Днепропетровского округа, 1928. - 48 с.

126. Тринкс В. Калибровка прокатных валков / В. Тринкс // Пер. с англ. Ч. II. Москва - Ленинград - Свердловск: ОНТИ НКТП СССР. - Главная редакция литературы по черной металлургии, 1937. - 332 с.

127. Кучко И.И. Производство трамвайных рельсов новых типов / И.И. Кучко, М.Г. Серкин, И.Б. Рапопорт // Сталь. 1956. - № 8. - С. 708-716.

128. Критинин И.А. Повышение качества трамвайных желобчатых рельсов / И.А. Критинин, В. А. Кошкин, Р.И. Дарушин // Сталь. 1969. - № 1. - С. 52-53.

129. Сапрыгин Х.М. Освоение прокатки трамвайных желобчатых рельсов с узкой подошвой / Х.М. Сапрыкин, И.А. Шарапова, Д.К. Нестеров и др. // Бюллетень НТИЧМ,- 1981.-№ 11.-С. 57-59.

130. Сапрыгин Х.М. Промышленное производство облегченных трамвайных рельсов / Х.М. Сапрыкин, И.А. Шарапов, И.И. Могилевкий // Сталь. 1982. - № 2. - С. 56-57.

131. Кучко И.И. Производство трамвайных рельсов типа «Феникс» / И.И. Кучко // Бюллетень НТИ 4M 1946. № 17(61). - С. 28-31.

132. Илюкович Б.М. Теоретические основы обработки металлов давлением: монография: в 2 т. / Б.М. Илюкович, А.П. Огурцов, Н.Е. Нехаев и др.; под ред. Б. М. Илюковича. т. 2. Дншропетровськ: Дншро-вал, 2002. - 485 с.

133. Илюкович Б.М. Прокатка фасонных профилей для машиностроения / Б.М. Илюкович, И.П. Шулаев, В.Д. Есипов и др.. М.: Металлургия, 1983. - 200 с.

134. Тринкс В. Калибровка прокатных валков / В. Тринкс; пер. с англ. М. Бояршино-ва; под ред. A.B. Истомина, ч. 2. М.: Л.: ОНТИ, 1935. - 136 с.

135. Гун Г.Я. Пластическое формоизменение металла / Г.Я. Гун, П.И. Полухин, В.П. Полухин и др.. М.: Металлургия, 1968. - 416 с.

136. Качанов Л.М. Основы теории пластичности / Л.М. Качанов. М.: Наука, 1969. -420 с.

137. Чижиков Ю.М. Теория подобия и моделирования процесса обработки металлов давлением / Ю.М. Чижиков. М.: Металлургия, 1970. - 296 с.

138. Булгаков Б.С. Ковка крупных поковок из титанового сплава / Б.С. Булгаков. -Л.: Дом научно-технической пропаганды, 1963. 320 с.

139. Алюшин Ю.А. Теория обработки металлов давлением / Ю.А. Алюшин; Учебное пособие. Ростов-на-Дону. РИСХМ, 1977. - 85 с.

140. Алюшин Ю.А. О возможности расчета осесимметричного выдавливания полых изделий с помощью полей скоростей для плоской деформации / Ю.А. Алюшин, Б.Н. Березовский, В.В. Ерастов и др.; Сб. науч. трудов. Ростов-на-Дону. -РИСХМ. 1978.

141. Павлов В.В. Разработка прогрессивных калибровок и технологий прокатки на станах «Новокузнецкого металлургического комбината» /В.В. Павлов, В.В. Дорофеев, Е.М. Пятайкин и др.. Новосибирск: Наука, 2006. - 224 с.

142. Ерастов В.В. Оптимизация процесса прокатки рельсов из непрерывнолитой заготовки / В.В. Ерастов, С.Г. Литвин, Е.М. Пятайкин и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 2002. - № 8. - С. 20-22.

143. Пат. 2103078 РФ, МПК6 В 21 В 1/08 Способ прокатки фланцевых профилей в черновых калибрах / Дорофеев В.В., Марамзин B.C., Шарапов И.А. и др.; № 93001974/02; заявл. 12.01.93; опубл. 27.01.98, Бюл. №3.

144. A.c. СССР №1731305. Чистовой двухвалковый калибр для прокатки рельсов / В.В. Дорофеев, А.Ф. Кузнецов, И.А. Шарапов и др.; Открытия. Изобретения. 1992.

145. Чижиков Ю.М. Теория подобия и моделирование процесса обработки металлов давлением / Ю.М. Чижиков. М.: Металлург, 1970. - 296 с.

146. Чекмарев В.П. Теория прокатки / В.П. Чекмарев, Г.А. Фень, Г.Г. Шаломчак и др.. М.: Металлургия, 1975. - 248 с.

147. Гун Г.Я. К методике построения координатной сетки в области течения при решении плоской задачи прессования / Г.Я. Гун, П.И. Полухин и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1972. - № 7. - С. 61-65.

148. Рене Н.П. Применение делительной координатной сетки при анализе сложной деформации / Н.П. Рене // Изв. вузов. Черная металлургия. 1971. - № 1. - С. 110-113.

149. Зибель Э. Обработка металлов в пластическом состоянии: Пер. с нем. / Э. Зи-бель. М.: Металлургиздат, 1934. - 400 с.

150. Дель Г.Д. Метод делительных сеток / Г.Д. Дель, H.A. Новиков. М.: Машиностроение, 1979. - 144 с.

151. Полухин П.И. Деформация и напряжения при обработке металлов давлением / П.И. Полухин, В.К. Воронцов, А.Б. Кудрин и др. М.: Металлургия, 1974. -336 с.

152. Смирнов B.C. Методы подобия в теории прокатки / B.C. Смирнов, А.К. Григорьев, А.Д. Карачунский Л.: Наука, 1971. - 178 с.

153. Седов Л.И. Методы подобия и размерностей в механике / Л.И. Седов; 6-е изд. -М.: Наука, 1967.-428 с.

154. Рубенкова Л.А. Анализ процесса вытяжки деталей сложной формы в условиях производства / Л.А. Рубенкова, Л.П. Казаков. М.: НТО Машпром, 1963. - 243 с.

155. Тарновский И .Я. Формоизменение при пластической обработке металла / И.Я. Тарновский. М.: Металлургиздат, 1954 - 542 с.

156. Ильюшин A.A. Пластичность / A.A. Ильюшин. М.: - Д.: Гостехиздат, 1948 -348 с.

157. Фридман Я.Б. Изучение пластической деформации и разрушения методом накатанных сеток / Я.Б. Фридман, Т.К. Зилов, Н.И. Демина. М.: Оборонгиз, 1946. -430 с.

158. У иксов Е.П. Инженерные методы расчета усилий при обработке металлов давлением / Е.П. Унксов. М.: Машгиз, 1966. - 475 с.

159. Смирнов-Аляев Г.А. Экспериментальные исследования в обработке металлов давлением / Г.А. Смирнов-Аляев, В.Н. Чикидовский. Д.: Машиностроение, 1972.-360 с.

160. Чиченев H.A. Методы исследования процессов обработки металлов давлением / H.A. Чиченев, А.Б. Кудрин, П.И. Полухин. М.: Металлургия, 1977. - 311 с.

161. Аристов Н.П. Справочник металлиста. В 5-ти томах / Н.П. Аристов, Т.И. Благо-склонский и др.; т. 3. книга первая. М.: Машгиз, 1959. - 560 с.

162. Тарновский И.Я. Формоизменение при пластической обработке металла / И.Я. Тарновский. М.: Металлургиздат, 1954. - 532 с.

163. Тарновский И.Я. Деформация металла при прокатке / И.Я. Тарновский, A.A. Поздеев, В.Б. Ляшков. Свердловск: Металлургиздат, 1956. -280 с.

164. Колмогоров B.JI. Механика обработки металлов давлением: учебник для вузов / B.JI. Колмогоров. М.: Металлургия, 1986. - 688 с.

165. Сорокин В.Г. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, A.B. Волосникова и др.. М.: Машиностроение, 1989. - 640 с.

166. Дорофеев В.В. Новый способ прокатки фланцевых профилей в черновых калибрах / В.В. Дорофеев, Е.М. Пятайкин, B.C. Марамзин // Производство проката. 1998,- №6.

167. Перетятько В.Н. Предварительная разрезка раската при прокатке рельсов Р65 / В.Н. Перетятько, С.Г. Литвин, В.В. Дорофеев и др. // Изв. вузов. Чер. металлургия. 2003. - № 2 - С. 21-23.

168. Громов Н.П. Теория обработки металлов давлением / Н.П. Громов. М.: Металлург, 1978. - 359 с.

169. Данченко В.Н. Компьютерное моделирование процесса обработки металлов давлением. Численные методы / В.Н. Данченко, A.A. Миленин, В.И. Кузьменко и др.. Днепропетровск: «Системные технологии», 2005 - 448 с.

170. Флетчер К. Численные методы на основе метода Галеркина / К. Флетчер; Пер. с англ. М.: Мир, 1988. - 352 с.

171. Шайдуров В.В. Многосеточные методы конечных элементов / В.В. Шайдуров. -М.: Наука, 1989.-288 с.

172. Биба Н.В. Математическое моделирование процесса прокатки с применением метода конечных элементов / Н.В. Биба; Дисс. канд. техн. наук: 05.16.05. М.: 1983.-207 с.

173. Миленин A.A. Разработка научных основ и развитие технологий трехмерного пластического формоизменения металлов с применением методов компьютерного моделирования / A.A. Миленин; Автор, дисс. д.т.н., Днепропетровск, 2001. -36 с.

174. Миленин A.A. Исследование численных свойств алгоритмов метода конечных элементов применительно к трехмерным задачам обработки металлов давлением / A.A. Миленин // Известия РАН. Металлы. 1998. - №5. - С. 33-37.

175. Миленин A.A. Сравнительный анализ возможностей метода граничных элементов и метода конечных элементов при математическом моделировании процесса обработки металлов давлением / A.A. Миленин // Изв. АН России. Металлы.- 1997,-№2.-С. 65-72.

176. Гун Г.Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением / Г.Я. Гун. М.: Металлургия, 1983. - 352 с.

177. Хензель А. Расчет энергосиловых параметров в процессах обработки металлов давлением / А. Хензель, Т. Шпиттель // Справ, изд.: Пер. с нем. М.: Металлургия, 1982.-360 с.

178. Шестаков H.A. Расчет параметров обработки металлов давлением в среде Mathcad / H.A. Шестаков, A.B. Власов; Учебное пособие. М.: МИСИС, 2000. -273 с.

179. Смирнов Аляев Г.А. Теория пластических деформаций металлов / Г.А. Смирнов - Аляев, В.Н. Розенберг. - М.: Машгиз, 1965. - 374 с.

180. Пат. 2103077 РФ, МПК6 В 21 В 1/08. Система калибров для прокатки рельсов в черновых пропусках / Шарапов И.А., Дорофеев В.В., Юнин Г.Н.; № 93001973/02; заявл. 12.01.94; опубл. 27.01.98, Бюл. № 3 (II ч.).

181. Шарапов И.А. Рациональная система калибров для прокатки рельсов в черновых пропусках / И.А. Шарапов, В.В. Дорофеев, В.А. Бердышев и др. // Сталь.- 1997,-№6.-С. 61-62.

182. Пат. 2223156 РФ, МПК7 В 21 В 1/08, В 21 В 108:02. Способ прокатки рельсов / Дорофеев В.В., Литвин С.Г., Пятайкин Е.М. и др.; № 2001131270/02; заявл. 19.11.01 ; опубл. 10.02.04, Бюл. № 4 (III ч.).

183. Литвин С.Г. Новый способ прокатки рельсов в черновых пропусках / Литвин С.Г., Ерастов В.В., Дорофеев В.В. и др. // Материалы юбилейной рельсовой комиссии 2002. Сб. докл. Новокузнецк март - 2002. - С. 126-130.

184. Пат. 2254941 РФ, МПК7 В 21 В 1/08, В 21 В 108:02. Способ прокатки рельсов из непрерывнолитой заготовки / Дорофеев В.В., Пятайкин Е.М., Кравченко Е.Л. и др.; № 2003136327/02: заявл. 15.12.03; опубл. 27.06.05, Бюл. № 18 (III ч.).

185. Грудев А.П. Теория прокатки / А.П. Грудев; Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Ин-термет Инжиниринг, 2001. - 280 е.: ил.

186. Пат. 2403108 РФ, МПК В 21 В 31/00 Касета универсальной четырехвалковой клети для прокатки трамвайных рельсов / Юрьев А.Б., Степанов C.B., Дорофеев В.В. и др.; № 2009101561/02; заявл. 19.01.2009; опубл. 10.11.2010, Бюл. №31.

187. Пат. 2233716 РФ, МПК7 В 21 В 1/08, В 21 В 108:02. Валковый узел универсального четырехвалкового калибра / Дорофеев В.В., Кравченко Е.Л., Кочетков А.Г. и др.; № 2003100261/02; заявл. 04.01.03; опубл. 10.08.04, Бюл. № 22 (III ч.).

188. ГОСТ Р 51685-2000. Рельсы железнодорожные. Общие технические условия. -М.: Изд-во Госстандарт России, 2000. 23 с.

189. A.c. СССР №1445823, МКИ4 В 21 В 1/08. Способ калибровки рельсов / А.Ф. Кузнецов, И.К. Лысенко и др.; № 4251369/28-02; заявл. 01.06.87; опубл. 23.12.88, Бюл. № 47. 3 е.: ил.

190. Аршавский В.З. Производство железнодорожных рельсов и колес / В.З. Аршав-ский, A.M. Мирошниченко, В.В. Пудинов и др. // Харьков: изд. УкрНИИМет. (Тематический сб. научн. трудов. Вып. II). 1974. - С. 52-55.

191. Кудрин С.Н. Об одной из причин искривления рельсов после прокатки / С.Н. Кудрин, В.В. Казаков, H.A. Челышев и др. // Изв. вузов. Черная Металлургия. 1990.-№ 8.-С. 41-42.

192. Кудрин С.Н. Формирование концевой кривизны рельсов после прокатки / С.Н. Кудрин, Г.А. Червов, В.В. Казаков // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1990. №12 -с. 3.

193. Смирнов B.C. Теория обработки металлов давлением /B.C. Смирнов. М.: Металлургия, 1973. - 496 с.

194. Казарновский Д.С. Способ термической обработки рельсов / Д.С. Казарновский, В.Н. Ермолаев, А.П. Бабич и др. // A.c. СССР № 436868, опубл. Б. И. 1974. -№26.

195. Поздеев A.A. Остаточные напряжения. Теория и приложение / A.A. Поздеев, Ю.И. Няшин, П.В. Трусов. М.: Наука. - 1982. - 112 с.

196. Няшин Ю.И. Об управлении уровнем остаточных напряжений в горячекатаных профилях / Ю.И. Няшин // Изв. вузов. Черная металлургия. 1980. - № 6. - С. 46-49.

197. Няшин Ю.И. Об исследовании остаточных напряжений в горячекатаных двутавровых балках и их влияние на устойчивость / Ю.И. Няшин // Проблемы прочности. 1982. - № 2. - С. 111-114.

198. Няшин Ю.И. К вопросу об определении остаточных напряжений / Ю.И. Няшин // Изв. АН СССР. Металлы. 1980. - № 1. - С. 174-176.

199. Артамонов Е.А. Производство рельсового проката повышенного качества за рубежом / Е.А. Артамонов // Черная металлургия: Бюл. ин-та «Черметинформа-ция». -М.: 1984,-№6.-С. 16-24.

200. Пестряк 3. Перспективы развития прокатных станов в мире / 3. Пестряк; Обзор по системе Информсталь // Ин-т «Черметинформация». М.: 1984. - вып. 5-53 с.

201. Пат. 2241556 РФ, МПК7 В 21 В 1/08, В 21 В 108:02. Способ прокатки рельсов Текст. / Павлов В.В., Дорофеев В.В., Кравченко Е.Л. [и др.]; № 2003124405/02; заявл. 04.08.03; опубл. 10.12.04, Бюл. № 34 (IV ч.).

202. Дорофеев C.B. Разработка новых способов прокатки и правки железнодорожных рельсов из непрерывнолитых заготовок на ОАО «НКМК» / C.B. Дорофеев, В.В. Дорофеев, А.Б. Юрьев и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 2008. -№ 12.-С. 32-35.

203. Чабан C.B. Опыт производства рельсов для высокоскоростных магистралей на ОАО «НКМК» /C.B. Чабан // Материалы юбилейной рельсовой комиссии 2002. Сб. докл. Новокузнецк март - 2002. - С. 174-180.

204. Дорофеев В.В. Исследования причин образования концевой кривизны при прокатке и разработка способов ее уменьшения / В.В. Дорофеев, C.B. Дорофеев, А.Б. Юрьев // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2008. - № З.-С. 72-77.

205. Пат. 2100107 РФ, МПК6 В 21 В 1/08. Четырехвалковый комплект в прокатной клети трио / Шарапов И.А., Кравченко E.JL, Дорофеев В.В.; № 95111677/02; за-явл. 06.07.96; опубл. 27.12.97, Бюл. № 36.

206. Шарапов И.А. Рациональная расточка четырехвалкового комплекта валков для прокатки рельсов / И.А. Шарапов, В.В. Дорофеев, В.А. Бердышев и др. // Сталь. 1998. - № 5. - С. 45-46.

207. Пат. 2394660 РФ, МПК В 21 В 1/08. Способ прокатки рельсов / Дорофеев В.В., Юрьев А.Б., Каретников А.Ю. и др.; № 2008135537/02; заявл. 01.09.2008; опубл. 20.07.2010, Бюл. №20.

208. Дорофеев C.B. Усовершенствование прокатки железнодорожных рельсов / C.B. Дорофеев, В.В. Дорофеев, А.Б. Юрьев и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. -2009. -№ 6. -С. 18-20.

209. Пат. 2410171 РФ, МПК В 21 В 1/08 Способ калибровки дублирующих косорас-положенных калибров / Юрьев А.Б., Мухатдинов Н.Х., Дорофеев В.В. и др.; № 2009129777/02; заявл. 03.08.2009; опубл. 27.01.2011; Бюл. №3.

210. Ворожищев В.И. Производство рельсов из дисперсно-упрочненной стали / В.И. Ворожищев, В.В. Павлов, Ю.Д. Девяткин и др. // Изв. вузов Черная Металлургия. 2004. - № 2. - С. 47-51.

211. Павлов В.В. Освоение производства рельсов Р65К из заэвтектоидной стали Э83Ф / В.В. Павлов, В.П. Дементьев, H.A. Козырев и др. // Электрометаллургия. 2005.-№ 2. - С. 2-6.

212. Пат. 2097154 РФ, МПК6 В 21 В 1/08 Способ производства железнодорожных рельсов / Галицын Г.А., Рейхарт В.А., Лебедев В.А. и др.; № 96114792/02; за-явл. 23.07.1996; опубл. 27.11.1997; Бюл. №29.

213. Козырев H.A. Железнодорожные рельсы из электростали / H.A. Козырев, В.В. Павлов, Л.А. Годик и др.. Новокузнецк, 2006. - 388 с.

214. Пат. 2120480 РФ, МПК С 21 Д 9/04, В 21 Д 3/00 Способ обработки рельсов / Бе-дарев Н.И., Галицын Г.А., Лебедев В.И. и др.; № 97119157/02; Заявл. 06.11.1997; опубл. 20.10.1998, Бюл. № 29.

215. Дерябин A.A. Качество рельсов из легированной хромом и ванадием стали /

216. A.A. Дерябин, В.Е. Семенков, В.В. Матвеев и др. // Сталь. 2004. - № 1 - С. 58-61.

217. Пат. 2299250 РФ, МПК С 21 Д 9/04, В 21 ДЗ/02. Способ обработки рельсов / Павлов В.В., Бедарев H.H., Дорофеев В.В. и др.; № 2005135395/02; заявл. 14.11.2005; опубл. 20.05.2007, Бюл. №14.

218. Пат. 2132247 РФ, МПК6 В 21 В 1/08. Способ прокатки швеллеров / Юнин Г.Н., Кравченко Е.Л., Шарапов И.А. и др.; № 98100643/02; заявл. 06.01.98; опубл. 27.06.99, Бюл. № 18(Нч.).

219. Лысенко И.К. Усовершенствование калибровки швеллера №40 / И.К. Лысенко, И.А. Шарапов, Е.Л. Кравченко и др. // Сталь. 1982. - № 4. - С. 47-49.

220. Пат. 2268788 РФ, МПК8 В 21 В 1/08. Способ калибровки швеллеров / Дорофеев

221. B.В., Кравченко Е.Л., Гришин С.П. и др.; № 200412512/02; заявл. 13.07.04; опубл. 27.01.06, Бюл. №3 (IV ч.).

222. Пат. 2288045 РФ, МПК8 В 21 В 1/088. Способ прокатки симметричных профилей сложной формы / Пятайкин Е.М., Кравченко Е.Л., Шарапов И.А. и др.; № 2005112379; заявл. 25.04.05; опубл. 27.11.06, Бюл. № 33 (I ч.).

223. Пат. 2254178 РФ, МПК7 В 21 В 1/08, В 21 В 108:10. Способ прокатки асимметричных профилей швеллерной формы / Дорофеев В.В., Пятайкин Е.М., Марам-зин B.C. и др.; № 2004105761/02; заявл. 25.02.04; опубл. 20.06.05, Бюл. № 17 (II ч.).

224. Дорофеев B.B. Производство новых прокатных профилей для ОАО «Российские железные дороги / В.В. Дорофеев, E.JI. Кравченко, A.B. Дорофеев и др. // Производство проката. 2004. - № 12. - С. 22-25.

225. Шварц Д.Л. Силовые воздействия при прокатке рельсового профиля в универсальном калибре / Д.Л. Шварц, В.А. Шилов // Изв. вузов. Черная металлургия. -2009.-№ 11.-С. 25-29.

226. Шилов В.А. Развитие методов расчета калибровок валков для прокатки рельсов / В.А. Шилов, Д.Л. Шварц, P.A. Литвинов // Производство проката. 2008. № 1. - С. 29-32.

227. Шилов В.А. Приращение и утяжка фланцев при прокатке рельсов в универсальных калибрах / В.А. Шилов, Д.Л. Шварц, P.A. Литвинов // Производство проката. 2010.-№7.-С. 27-30.