Удосконалення калібровок валків для виробництва фланцевих профілів, які забезпечують підвищення якості поверхні прокату

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ ЧОРНОЇ МЕТАЛУРГІЇ ІМ. З. І. НЕКРАСОВА

НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ

Мостіпан Євген Євгенович

УДК 620.191: 621.771.26

УДОСКОНАЛЕННЯ КАЛІБРОВОК ВАЛКІВ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА ФЛАНЦЕВИХ ПРОФІЛІВ, ЯКІ ЗАБЕЗПЕЧУЮТЬ ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ ПОВЕРХНІ ПРОКАТУ

Спеціальність 05.03.05 - «Процеси та машини обробки тиском»

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Дніпропетровськ - 2011



Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Дніпродзержинському державному технічному університеті

Науковий керівник:	доктор технічних наук, доцент Єршов Сергій Володимирович, завідуючий кафедрою «Обробки металів тиском» Дніпродзержинського державного технічного університету
Офіційні опоненти:	доктор технічних наук, професор НІКОЛАЄВ Віктор Олександрович, Запорізький національний технічний університет (м. Запоріжжя), професор кафедри «Обробки металів тиском»; кандидат технічних наук, с.н.с. ОГІНСЬКИЙ Йосип Кузьмич, Національна металургійна академія України (м. Дніпропетровськ), старший науковий співробітник кафедри «Обробки металів тиском»

Захист відбудеться «17» червня 2011 р. у 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 08.231.01 Інституту чорної металургії ім. З. І. Некрасова Національної академії наук України за адресою: 49050, м. Дніпропетровськ, пл. Академіка Стародубова, 1.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України за адресою: 49050, м. Дніпропетровськ, пл. Академіка Стародубова, 1.

Автореферат розісланий «04» травня 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради І. Ю. Приходько



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Якість готового прокату визначається точністю геометричних розмірів і станом поверхні. Поверхневі дефекти мають різне походження. Деякі з них є наслідком дефектів вихідного металу. Причиною утворення інших є: умови нагріву, настройка валків, стан прокатної арматури і течія металу в калібрі. Значну частину в загальній масі поверхневих дефектів, які спостерігаються на практиці, складають поздовжні порожнини: «тріщини напруги», «складки», «заходи», «волосовини». Залишаючись на поверхні готового профілю, такі дефекти підлягають зачистці на ділянках відділки або навіть призводять до відбраковування прокату. У деяких випадках зачистку зазнають до 60% заготовок. Абразивна або вогнева зачистка заготовок і профілів на ад'юстажах призводить до підвищених витрат металу і додаткових трудозатрат.

Існує ряд робіт, які підтверджують, що в процесі прокатки можливе змен-шення глибини поверхневих дефектів. Однак ці дослідження пов'язують параметри формозміни дефектів, в більшості випадків тільки із загальним ступенем деформації металу без урахування особливостей течії металу для різних схем деформації в калібрах, що не дає можливості застосовувати результати цих робіт при проектуванні фасонних калібрів, в яких має місце складний характер течії металу при прокатці.

Вирішення цього завдання можливе шляхом проведення теоретичних досліджень з використанням сучасних чисельних методів на основі варіаційних принципів механіки суцільних середовищ і експериментальних досліджень. Аналіз поля швидкостей в поверхневих шарах металу може дати можливість створення методик конструювання калібрів, що сприяють найбільш інтенсивному викатуванню поверхневих дефектів.

Найбільший інтерес у цьому аспекті викликають розрізні калібри, що застосовуються при прокатці двотаврів, рейок, швелерів і шпунтів, оскільки саме в чорнових калібрах виконується найбільш інтенсивне обтиснення. При цьому розглянуті фланцеві профілі використовуються в будівництві і до них пред'являються високі вимоги по надійності.

Таким чином, робота, спрямована на вдосконалення калібровок валків при прокатці фланцевих профілів з метою поліпшення їхньої здатності до викатування поверхневих дефектів, є актуальною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Виконання дисертаційної роботи пов'язано з планами науково-дослідних робіт Дніпродзержинського державного технічного університету. Дослідження виконувалися в рамках наступних науково-дослідних робіт: «Розробка раціональних деформаційно-термічних параметрів виробництва залізничних осей» (договір № 265/07/27-1449-02); «Розробка теорії проектування калібровок валків для прокатки великих профілів з гарантованим рівнем якості поверхні» (номер державної реєстрації 0110U002299); «Розвиток теорії розрахунку напружено-деформованого стану при прокатці профілів з високою динамічністю зміни технологічних параметрів» (№ 0108U001175); «Розробка технології деформування замкового з'єднання при прокатці шпунтових профілів» (договір № 265/09/10 -0081-02).

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є розвиток методів прогнозування зміни глибини поверхневих дефектів при прокатці сортових профілів у фасонних калібрах і вдосконалення на цій основі калібровок для виробництва фланцевих профілів.

Для досягнення цієї мети сформульовано такі завдання:

- уточнити і розширити існуючі уявлення про механізм формозміни поверхневих дефектів при прокатці профілів у калібрах з нерівномірною деформацією по ширині;

- виконати експериментальні дослідження формозміни штучних поверхневих дефектів при прокатці в розгінних калібрах;

- виявити вплив характеру течії металу в поверхневих шарах металу на формозміну поздовжніх поверхневих дефектів;

- розробити метод прогнозування зміни глибини поверхневих дефектів при прокатці в калібрах, заснований на аналізі розподілу швидкості течії металу в поверхневих шарах;

- розробити і впровадити рекомендації по вдосконаленню конструкцій розрізних калібрів, які сприяють підвищенню якості поверхні прокату.

Об'єкт дослідження. Процеси гарячої прокатки профілів у чорнових формуючих калібрах.

Предмет дослідження. Закономірності формозміни поверхневих дефектів при прокатці в калібрах і методи прогнозування їх глибини після деформування.

Методи дослідження. Теоретичні дослідження базуються на фундаментальних положеннях теорії пластичності і варіаційного числення. Розрахунок деформованого стану металу методом скінчених елементів за допомогою програмного пакету ESV Deform (автор С. В. Єршов). Експериментальні дослідження на основі теорії планування експериментів. Аналіз результатів за допомогою статистичних методів обробки інформації.

Наукова новизна отриманих результатів. Наукову новизну дисертації складають наступні її положення:

1. Розроблено новий метод прогнозування зміни глибини поверхневих дефектів при гарячій прокатці в фасонних калібрах на основі аналізу поля швидкостей, отриманого в результаті розрахунку деформованого стану металу за допомогою методу скінчених елементів.

Метод визначає зміну глибини дефекту з використанням значень поперечної та вертикальної складових швидкості течії металу в конкретній точці штаби. Значення величини ДVz/Vв визначає зміну глибини дефекту за рахунок руху його дна щодо поверхні штаби, а значення ДVy/Vв визначає зміну глибини дефекту за рахунок нахилу його бокових стінок. На відміну від існуючих методів, розроблений метод дозволяє визначати глибину дефектів після деформації при їх розташуванні в зонах з різним характером течії металу і виявляти зони калібру, де можливе поглиблення дефекту. Доведено працездатність розробленого методу для випадків прокатки в калібрах складної форми з похибкою прогнозу глибини дефекту не більше 20%. Метод дозволяє досліджувати характер формозміни поверхневих дефектів (включаючи їх глибину) в калібрах різних форм і конструкцій.

2. Отримали розвиток уявлення про вплив нерівномірності деформації по ширині калібру на формозміну поздовжніх поверхневих дефектів при гарячій прокатці профілів.

При прокатці в розгінних калібрах виявлені зони розкату, при розташуванні дефекту в яких, обтиснення не робить помітного впливу на його формозміну (коефіцієнт кореляції r менше 0,28), а значний вплив мають початкова глибина і розташування дефекту щодо краю штаби (r більше 0,8). Це області розкату, які відповідають основі гребеня і ділянкам поверхні що необтиснуються і в яких відбувається утяжка штаби. Початкова глибина впливає тільки на зміну ширини дефекту, а його розташування в різних зонах калібру повністю визначає характер його формозміни. Це дозволяє стверджувати, що вплив нерівномірності деформації по ширині калібрів, обумовленої їх конструкцією, на викатування дефектів при прокатці профілів з нерівномірною деформацією може бути вагомішою, ніж вплив обтиснення.

3. Вперше отримані залежності ступеня викатування дефектів від параметрів форми гребенів розрізних калібрів для прокатки двотаврів і швелерів.

Отримані регресійні залежності зміни глибини дефектів при прокатці двотаврів і швелерів в розрізних калібрах, які враховують вплив нерівномірності деформації в діапазоні відносин ступенів деформації по стінці і фланцям 1,6-3,8. Коефіцієнти множинної кореляції залежностей 0,66-0,73. Від існуючих залежностей запропоновані відрізняються тим, що вони враховують не тільки обтиснення, а й вплив кута нахилу стінок і ширини розрізного гребеня. Їх використання дозволяє оптимізувати параметри розрізних калібрів і забезпечувати найвищий ступінь викатування дефектів.

Практичне значення отриманих результатів. Результати виконаних теоретичних і експериментальних досліджень дозволили:

- прогнозувати зміну глибини поздовжніх поверхневих дефектів при прокатці в розрізних і фасонних калібрах, що застосовуються для виробництва фланцевих профілів;

- аналізувати конструкції розрізних і фасонних калібрів з метою оцінки їх здатності до викатування дефектів;

- удосконалювати конструкції розрізних калібрів, які застосовуються при прокатці фланцевих профілів.

На основі розробленого методу й отриманих у роботі залежностей були запропоновані рекомендації по удосконаленню конструкцій розрізних калібрів для прокатки швелера прийняті до використання на Дніпровському металургійному комбінаті ім. Ф.Е. Дзержинського (акт від 12.09.2010 р.). Це дозволило зменшити обсяг зачистки заготовок на 15%.

Розроблений метод прийнятий до використання при вдосконаленні існуючого процесу виробництва шпунтових паль типу Ларсен на рейкобалковому стані ДМКД (акт від 28.08.2010 р.).

Особистий внесок здобувача. Всі теоретичні та експериментальні дослідження та їх результати, включені в дисертацію, отримані та узагальнені автором самостійно. Основні ідеї роботи та методологія досліджень належать автору. Автором виконана постановка лабораторних експериментів. Автор брав безпосередню участь у впровадженні результатів роботи у виробництво. У проведенні лабораторних і промислових експериментів надавали допомогу співробітники Дніпродзержинського державного технічного університету, Науково-дослідного інституту "Профіль", Дніпровського металургійного комбінату.

Особистий внесок здобувача в публікаціях: підбір та аналіз публікацій [1]; виконання лабораторних досліджень та аналіз їх результатів [2-4]; виконання теоретичних досліджень та аналіз їх результатів [5-7]; постановка і виконання теоретичних досліджень, отримання на їх основі залежностей і рекомендацій для виробництва [8].

Апробація результатів роботи. Основні результати роботи доповідалися на наукових конференціях: Міжнародна науково-технічна конференція "Інформаційні технології в обробці тиском (дослідження, проектування та освоєння процесів і машин)" (ДДМА, м. Краматорськ, 2008); міжнародна науково-технічна конференція "Прогресивні технології пластичної деформації металів" (ДНТУ, м. Донецьк, 2008 р.); засідання об'єднаного наукового семінару кафедри ОМТ НМетАУ і ІЧМ ім. Некрасова НАН України (м. Дніпропетровськ, 2010 р.); засідання наукового семінару кафедри ОМТ ДонНТУ (м. Донецьк, 2011 р.); засідання наукового семінару кафедри МПМРП НТУУ «КПІ» (м. Київ, 2011 р.); засідання наукових семінарів кафедри ОМТ Дніпродзержинського державного технічного університету.

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи викладені в 8 публікаціях, у тому числі в 3-х статтях наукових журналів, 5-ти статтях збірників наукових праць. Без співавторів опублікована одна стаття. У спеціальних наукових виданнях, включених до переліку ВАК України, опубліковано 8 статей.

Структура дисертації. Дисертація складається з вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел з 104 найменувань та 4 додатків. Повний обсяг роботи становить 192 сторінки, загальний обсяг - 141 сторінка. У розділах дисертації присутні 76 рисунків і 38 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі наведена загальна характеристика роботи, обґрунтована актуальність її теми, визначені мета, завдання, об'єкт, предмет і методи дослідження, представлені наукова новизна і практична цінність отриманих результатів, особистий внесок здобувача та апробація результатів дисертації.

У першому розділі «Аналіз стану питання про викатування поверхневих дефектів при прокатці профілів» виконано огляд і аналіз існуючих робіт в області викатування поверхневих дефектів.

Відповідно до ГОСТ 21014-88 види поверхневих дефектів поділяються на групи з урахуванням джерела їх утворення: зумовлені якістю злитка і литої заготовки; пов'язані з нагріванням металу; утворені в процесі деформації; утворені при обробочних операціях. Значну частину в загальній масі поверхневих дефектів, які спостерігаються на практиці, складають поздовжні порожнини: «тріщини напруги», «складки», «заходи», «волосовини».

Існує ряд робіт, які підтверджують, що в процесі прокатки можливо зменшити глибину поверхневих дефектів. Прикладами досліджень формозміни вже наявних дефектів є роботи Ю.М. Чижикова, Ю.В. Зільберга, А.А. Міленіна, В.М. Єршова, А.А. Кугушіна, А.А. Самсоненка для випадків прокатки залізничних рейок, сортових заготовок і профілів простого перерізу.

У роботах Ю.М. Чижикова і Ю.В. Зільберга отримано залежності, що дозволяють визначити зміну глибини поверхневих дефектів у залежності від ступеня деформації і форми дефекту. Але дані залежності можуть буди застосовані тільки для випадків прокатки в розглянутих калібрах, для яких вони були отримані, а саме: гладка бочка, ящиковий та рейковий калібри.

У роботах А.А. Самсоненка, В.М. Данченка, Й.К. Огінського на основі експериментальних даних була підтверджена аналогія між деформацією приконтактного шару металу і вузького полого поверхневого дефекту для умов прокатки у витяжних калібрах простої форми. Це дозволило прогнозувати величину глибини поверхневих дефектів і встановити відповідні параметри технології. Але застосування такого методу прогнозу зміни глибини дефекту при прокатці в фасонних калібрах має деякі технічні обмеження, пов'язані особливостями розрахунку деформованого стану металу методом скінчених елементів.

При виробництві фланцевих профілів, таких як: двотаври, швелери, рейки, таври, колонні балки, шпунтові палі типу Ларсена - в якості чорнових формуючих калібрів застосовуються розрізні калібри. Ці калібри відрізняються нерівномірним обтисненням по ширині штаби, оскільки в цих калібрах з прямокутної заготовки отримують чорновий фланцевий профіль. З точки зору викатування дефектів ці калібри становлять великий інтерес, оскільки в них призначаються максимальні обтиснення з умови захоплення штаби валками. При цьому застосування раніше отриманих залежностей та методик у цих калібрах неможливо через складний характер течії металу.

Необхідно розробити новий метод прогнозування викатування поверхневих дефектів, який буде ефективним при розгляді калібрів з нерівномірним обтисненням по ширині.

У другому розділі «Розробка теоретичного методу аналізу течії металу для прогнозування викатування поверхневих дефектів» розроблена методика прогнозування формозміни поверхневих дефектів за допомогою аналізу поля швидкостей.

Рис. 1 - Вузлові точки дефекту

При прокатці в різних калібрах формуються різні поля швидкостей течії металу, які визначають як формозміну елементів профілю, так і трансформацію дефектів.

Різні значення вертикальної складової швидкості течії металу Vz у вузлових точках дефекту 1 і 3 (рис 1) будуть визначати переміщення дна дефекту щодо поверхні штаби і відповідно вказувати на поглиблення або навпаки викатування дефекту. Так у випадку, коли вектори Vz в точках 1 і 3 спрямовані вглиб штаби, і при цьому Vz1> Vz3 глибина дефекту буде зменшуватися, оскільки при переміщенні приповерхневих шарів металу дно дефекту буде в своєму русі відставати від поверхні. Якщо ж Vz1 <Vz3, картина буде протилежною, і дефект буде поглиблюватися. Різні значення поперечної складової швидкості течії металу Vy у вузлових точках дефекту 1 і 2 будуть визначати зміну ширини дефекту по верху і вказувати на процес розкриття або звуження дефекту. Різні значення Vy в точках 3 і 4 будуть визначати зміну ширини дефекту по дну.

Рис. 2 - Зміна глибини дефекту за рахунок нахилу стінок

Різні значення Vy в точках 1 і 3 будуть визначати нахил стінки дефекту і будуть так само вказувати на зміну значення глибини дефекту. Так на рис. 2 показано розкриття дефекту, при цьому навіть у разі відсутності впливу на зміну глибини дефекту вертикальної складової Vz, за рахунок нахилу стінок дефекту під дією поперечної складової Vy, кінцева глибина все одно зменшиться. Тому при аналізі формозміни поверхневих дефектів необхідно враховувати вплив як вертикальної Vz так і поперечної Vy складових швидкості течії металу.

Виходячи з вищевикладених принципів, в подальшому для аналізу зміни глибини дефекту після деформації будемо застосовувати безрозмірні величини ДVy/Vв і ДVz/Vв, які визначають різницю між значеннями поперечної та вертикальної складових швидкості течії металу на поверхні штаби та на глибині відповідній дну дефекту. Величини, що характеризують зміну глибини лівої стінки дефекту, можна визначити так:



,	(1)

де Vв - лінійна швидкість обертання валків;

В якості інструмента для одержання значень безрозмірних величин ДVy/Vв і ДVz/Vв було обране рішення деформаційної задачі методом скінчених елементів. Для рішення використовується нелінійно-в'язке середовище, умови тертя задаються законом Зібеля, умови нестисливості деформованого тіла та непроникності інструменту виконуються методом штрафних функцій.

Рішення деформаційної задачі зводиться до вирішення варіаційного рівняння:

,	(2)

де - умовна в'язкість металу ();

H - інтенсивність швидкостей деформації зсуву;

и - повна напруга тертя та швидкість ковзання металу по поверхні інструменту S;

- штрафна константа на невиконання умови нестисливості;

- швидкість відносної зміни обсягу;

- штрафна константа на невиконання умови непроникності;

- проекція швидкості течії металу в даній точці контактної поверхні на нормаль до поверхні в цій точці;

Рис. 3 - Перерізи профілю, отримані в результаті розрахунків і експериментальних прокаток

- проекція швидкості руху інструменту на нормаль до поверхні контакту в даній точці.

Результати виконаних розрахунків були порівняні з результатами лабораторних прокаток. В умовах лабораторії кафедри ОМТ ДДТУ на стані 300 були прокатані свинцеві зразки перетином 20х40 мм. На рис. 3 представлені перерізи профілів після прокатки в розгінному калібрі і отримані в результаті розрахунку. За результатами порівнянь можна зробити висновок про те, що похибка розрахунку розмірів профілю не перевищує 10%.

У третьому розділі «Експериментальні дослідження формозміни штучних поверхневих дефектів при прокатці прямокутної штаби в розгінному калібрі» виконані лабораторні дослідження для отримання числових значень глибини і ширини дефекту, що відповідають певним значенням величин ДVy/Vв і ДVz/Vв.

Експерименти проводилися за методикою, наведеною в роботах Ю.М. Чижикова. На поверхню свинцевих зразків наносилися штучні поверхневі дефекти у вигляді поздовжніх порожнин (канавок) прямокутного поперечного перерізу.

Місце розташування дефекту щодо краю штаби визначалося параметром, який представляє собою відстань від правого краю штаби до правої стінки дефекту (рис. 4).

Рис. 4 - Схема деформації в розгінному калібрі

а) розташування дефектів при значенні фактора , б) , в)

Було проведено три серії експериментів, в ході яких дефекти розташовувалися в зонах з різним характером перебігу металу (рис. 4): зона, що безпосередньо обтискується гребенем (а), зона, що не обтискується гребенем, де відбувається утяжка висоти профілю (б) і зона, де спостерігається наплив (в).

Як фактори планованого експерименту були обрані безрозмірні величини:

- коефіцієнт обтиснення (см. рис. 4);

- коефіцієнт форми дефекту ;

- коефіцієнт положення дефекту .



Рис. 5 - Геометричні параметри дефекту

До і після прокатки за допомогою інструментального мікроскопа вимірювали два параметри, що характеризують глибину дефекту - висоту його правої і лівої стінок, і два параметри, що характеризують ширину по дну і по верху дефекту (рис. 5).

З аналізу результатів експерименту випливає, що величина обтиснення і розташування дефекту роблять визначальний спільний вплив на глибину і ширину дефекту при трансформації. Фактор m2 можна визнати статистично незначущим.

Рівняння регресії для параметра h1л.д/h0д має вигляд . Коефіцієнт множинної кореляції для цього рівняння R=0,95, що говорить про високий ступінь взаємозв'язку параметрів дефекту і факторів експерименту.

Рівняння регресії для параметра h1пр.д/h0д має вигляд ; R=0,92.

Для коефіцієнта розширення по дну b1дн/b0д рівняння регресії має вигляд ; R=0,95.

Рівняння регресії для параметра bв/b0д визначено як ; R=0,89.

У четвертому розділі «Розробка методу прогнозування ступеня викатування дефекту за допомогою аналізу поля швидкостей» розроблений і перевірений на працездатність новий метод прогнозування ступеня викатування дефекту.

Рис. 6 - Поєднання зображень поперечного перерізу експериментального зразка з поверхневим дефектом і сітки скінчених елементів

Теоретичні розрахунки та лабораторні дослідження виконувалися таким чином, щоб умови розрахунку за допомогою програмного пакету ESV Deform повністю відповідали умовам прокатки свинцевих зразків. Сітка скінчених елементів будувалася таким чином, щоб вузлові точки елементів поверхневого шару відповідали вузловим точкам штучно нанесених на зразок дефектів (рис. 6).

Значення глибини лівої і правої стінок дефекту після деформації зіставлялися з безрозмірними величинами ДVy/Vв і ДVz/Vв. Таким чином, кожне значення коефіцієнта зміни глибини лівої h1лд/h0лд і правої стінок h1прд/h0прд штучного дефекту відповідало певним значенням величин ДVy/Vв і ДVz/Vв в місці його розташування.

Далі величини ДVy/Vв і ДVz/Vв співставлялися зі значеннями коефіцієнтів глибини лівої і правої стінок дефекту в поперечних перерізах профіля, розташованих на протязі всього осередку деформації. Положення поперечного перерізу, де виконувалися співставлення, визначалися коефіцієнтом: , де х - відстань від перерізу входу у осередок деформації, до досліджуваного перерізу, ld - довжина осередку деформації.

Статистичний аналіз дозволив визначити зв'язок між безрозмірними величинами ДVy/Vв и ДVz/Vв і коефіцієнтом зміни глибини лівої (h1лд/h0лд) стінки дефектів у різних перетинах по всій довжині осередку деформації (таблиця 1).

Таблиця 1 - Розподіл по перетинах вздовж довжини осередку деформації коефіцієнтів кореляції між параметрами h1лд/h0лд та ДVy/Vв, ДVz/Vв

Коефіцієнт положення перетину	Коефіцієнти кореляції між h1лд/h0лд та ДVy/Vв, ДVz/Vв	Нср, 1/с
kп	ДVy/Vв	ДVz/Vв	Нср
0,00	-0,15	-0,05	5,00
0,11	-0,31	0,64	12,97
0,22	-0,42	0,73	23,61
0,33	-0,64	0,79	31,15
0,44	-0,63	0,77	34,47
0,55	-0,24	0,71	30,73
0,66	-0,31	0,51	30,84
0,77	-0,12	0,49	27,57
0,88	-0,30	-0,01	24,01

Як параметр, який характеризує перетин осередку деформації, що визначає формозмінення дефекту, було проаналізовано середнє значення інтенсивності швидкості деформації (Н) у поверхневому шарі кожного розглянутого перетину. З таблиці 1 видно, що найбільші значення коефіцієнтів кореляції між параметрами дефекту і швидкістю течії металу спостерігаються на ділянці довжини осередку деформації kп=0,330,44, і ці ж перетини відповідають найбільшим значенням Нср.

Можна зробити висновок, що найбільш адекватно зміну глибини поверхневих дефектів будуть відображати параметри ДVy/Vв та ДVz/Vв, які спостерігаються в перерізі осередку деформації з найбільшим середнім значенням Н в поверхневому шарі.

Далі для перерізу kп=0,44 отримали набір значень ДVy/Vв и ДVz/Vв що відповідають зміні глибини і ширини дефекту, які спостерігається в лабораторних умовах. Для представленого набору даних були отримані регресійні залежності, що зв'язують параметри поверхневого дефекту після прокатки зі значеннями безрозмірних величин ДVy/Vв и ДVz/Vв.

Рівняння регресії для параметра h1лд/h0лд має вигляд:

.	(3)

Коефіцієнт множинної кореляції для цього рівняння R=0,82.

Рівняння регресії для параметра h1прд/h0прд має вигляд:

, R=0,78.	(4)

Для параметра b1дн/b0дн рівняння регресії має вигляд:

, R=0,95.	(5)

Для параметра b1в/b0в рівняння регресії має вигляд:

, R=0,80.	(6)



Таким чином, розроблений метод прогнозування викатування поздовжніх поверхневих дефектів представляє собою наступну послідовність дій:

1. Розраховується деформований стан металу в калібрі. Розміри скінчених елементів вибираються з урахуванням глибини досліджуваних дефектів.

2. Знаходиться поперечний переріз на довжині осередку деформації, що має найбільше значення параметра Нср у вузлових точках на поверхні даного перерізу.

3. У обраному перерізі визначаються значення безрозмірних величин ДVy/Vв і ДVz/Vв в досліджуваних зонах профілю.

Рис. 7 - Значення параметру h1лд/h0лд отримані експериментально і розраховані за рівнянням регресії при прокатці в розгінному калібрі

4. За допомогою залежностей (3-6) визначаються прогнозовані значення зміни розмірів поверхневого дефекту в процесі прокатки.

З метою визначення можливості застосування розробленого методу для прогнозування викатування поверхневих дефектів у калібрах зі схемою деформації, схожою з розглянутим розгінним калібром, були проведені експериментальні дослідження по прокатці зразків, виготовлених зі ст.3 в розгінному калібрі з іншою формою гребеня. Прокатка велася на лабораторному стані 300 при температурі 11000С.

Потім за наведеним вище методом був виконаний прогноз викатування поверхневих дефектів для умов експерименту, на рис.7 представлені значення коефіцієнта зміни глибини дефекту отримані експериментально і спрогнозовані теоретично. За наведеними на рис. 7 даними видно, що застосування отриманих залежностей для визначення зміни глибини поверхневих дефектів можливо не тільки в розгінному калібрі, що застосовувався при їх отриманні, але і для прогнозування викатування дефектів у розгінних калібрах іншої конструкції.

У рамках роботи «Розробка технології деформування замкового з'єднання при прокатці шпунтових паль» проводились експериментальні дослідження в лабораторії кафедри ОМТ ДДТУ. Прокатка сталевих фасонних зразків велася в масштабованих для умов стану 300 чорнових формуючих калібрах. На бічній поверхні замкових елементів були нанесені поверхневі дефекти.

За допомогою розробленого методу був виконаний прогноз формозміни поверхневих дефектів. Похибка прогнозу склала 10-15%, що дозволяє зробити висновок про те, що розроблений метод прогнозування зміни глибини поверхневих дефектів може бути застосований не лише в розрізних, а й у фасонних фланцевих калібрах, де заготовка має форму відмінну від прямокутної.

У п'ятому розділі «Аналіз впливу конструкцій гребенів чорнових формуючих калібрів на їх здатність до викатування поверхневих дефектів» виконаний аналіз впливу конструкцій гребенів розрізних калібрів для прокатки двотаврів і швелерів на їх здатність до викатування поверхневих дефектів.

Розрізні калібри з гребенями трапецеїдальної форми широко застосовуються при прокатці двотаврів. Аналізувалася прокатка в розрізних калібрах, що застосовуються при прокатці двотавра № 5. Було проведено дві серії теоретичних експериментів, в ході яких змінювалися основні характеристики гребенів розрізних калібрів, що впливають на течію металу в приповерхневому шарі.

Рис. 8 - Схема деформації в розрізному калібрі для виробництва двотаврів

Як фактори планованого експерименту були обрані безрозмірні величини:

- коефіцієнт обтиснення , (рис. 8);

- коефіцієнт форми гребеня калібру

дефект переріз формозміна кореляція

;

- коефіцієнт нахилу стінок гребеня

.

Викатування дефектів аналізувався в трьох зонах калібру, наведених на рис. 9.



Рис. 9 - Поділ контактної поверхні штаби на зони

У зоні (а) відбувається безпосереднє обтиснення гребенем, ступінь деформації в цій зоні досягає 50%, що сприяє інтенсивній виробці дефектів (зменшення глибини на 60-70% за один прохід). У зоні (в), де ступінь деформації помітно менша, ніж у зоні (а), і складає близько 5-10%, так само відбувається зменшення глибини, але менш інтенсивне і складає 15-25%.

Найбільш складний характер течії металу в зоні (б) відповідної області контакту поверхні металу з бічними гранями гребеня. У цій зоні відбувається інтенсивне вимушене уширення. Це сприяє розкриттю дефектів, що веде до зменшення глибини дефекту за рахунок нахилу його стінок. Але при цьому, частки металу в зоні (а) рухаються з помітно більшою швидкістю Vz і тягнуть за собою частки металу із зони (б). Це призводить до виникнення такої течії металу, при якій частки металу, що знаходяться на рівні дна дефекту, рухаються у вертикальному напрямку швидше частинок на поверхні. Така течія металу призводить до збільшення глибини дефекту за рахунок руху дна дефекту вглиб штаби.

Це призводить до того, що в зоні (б) спостерігається як зменшення глибини дефекту на 2-20%, так і збільшення його глибини на 3-5%. У який бік відбудеться зміна глибини дефекту безпосередньо залежить від величини нахилу граней гребеня, оскільки саме цей параметр визначає співвідношення поперечних і вертикальних складових швидкості течії металу в цій зоні. Як показують результати експерименту, чим більше нахил граней гребеня, тим краще викатуння дефекту, що потрапляє в зону (б).

Після статистичного аналізу даних теоретичного експерименту була отримана залежність для визначення ступеня викатування поверхневого дефекту через параметри розрізного калібру:

, R=0,66.	(7)

Так само було визначено, що при значенні кута нахилу стінки гребеня більше ніж ц=520, виникає несприятлива течія металу та існує ймовірність поглиблення дефекту.

Можна зробити висновок, що з точки зору викатування дефектів, бажано застосовувати розрізні калібри з великою шириною контактної поверхні і великим нахилом бічних граней.

На підставі отриманих даних було удосконалено методику розрахунку розрізного калібру для прокатки двотаврів.

Згідно з цією методикою більша основа фланців розрізного калібру прий-мається як частина ширини калібру:

b1=(0,35ч0,45)B1.	(8)

Мала основа фланця розрізного калібру залежить від розмірів великої основи і розмірів фланців чистового профілю:

,	(9)

Розміри фланців чистового профілю визначаються за формулами:

	(10)

Розміри чистового профілю жорстко регламентуються стандартом, тому можна зробити висновок, що єдиний параметр, зміною якого ми можемо регулювати здатність калібру до викатування дефектів, це більша основа фланців. І після вибору його значень з представленого в залежності (8) діапазону необхідно зробити перевірку значення кута нахилу граней розрізного гребеня:

	(11)

При цьому значення ц не повинно бути більшим за 520.

Був виконаний аналіз калібровок швелерів з розгорнутими полками. Аналізувалися розрізні калібри, які використовуються при виробництві швелерів № 8 і № 16. Швелер № 8 за такою калібровкою прокатується на стані 350 Дніпровського меткомбінату (рис. 10). Швелер №16 на стані 650 заводу «Азовсталь» (рис. 11).

Рис. 10 - Поділ контактної поверхні штаби на зони



Для аналізу поперечний переріз поверхні штаби було розділено на три зони, де характер течії металу мав вагомі відмінності. Розташування цих зон наведено на рис. 10. Як видно з рис. 10, в зонах а) і в) характер перебігу металу дуже схожий. Вектори швидкості течії металу на поверхні спрямовані вглиб штаби та числові значення вертикальної складової швидкості течії металу значно більші її значень у приповерхневому шарі. Завдяки такому характеру течії металу в цих зонах відбувається інтенсивне зменшення глибини дефектів. У зоні б) контакт штаби з валками відбувається практично на виході з осередку деформації. Тому в перетинах осередку деформації, де відбувається найбільш інтенсивна течія металу, що визначає формозміну дефекту, метал у цій зоні рухається до поверхні валків (рис. 10). Відповідно на кордоні зон а) і в) метал змінює напрям своєї течії, що могло б призвести до поглиблення дефектів. Але прогноз зміни глибини дефектів показав, що завдяки великим радіусам закруглення, які забезпечують плавний перехід між зонами, в зоні б) відбувається викатування дефекту, хоча й помітно менш інтенсивне, ніж у зонах а) і в). У числовому вигляді результати прогнозу представлені в таблиці 2, де - ступінь викатування дефекту.

Таблиця 2 - Результати прогнозу вироблення дефектів у розрізному калібрі при прокатці швелера № 8 на стані 350

	h1д/h0д	Д, %
0,08	0,01	99,0
0,12	0,17	83,3
0,16	0,38	62,5
0,21	0,32	68,2
0,24	0,99	0,70
0,28	0,89	10,9
0,33	0,32	68,1
0,36	0,61	39,4
0,40	0,60	39,7
0,44	0,66	33,7



Але збільшення обтиснення у даному калібрі призводить до сильного поглиблення дефектів, що потрапляють в зону б). Була отримана регресійна залежність зміни глибини дефектів від обтиску по стінці та розташування дефекту:

, R=0,73.	(12)

Дана залежність отримана для умов формозміни дефектів у зоні б) і зберігає працездатність тільки при значенні коефіцієнта розташування дефекту в діапазоні 0,12 ч 0,33. Аналіз залежності дозволив зробити висновок, що при проектуванні розрізних калібрів за методикою, застосованою на стані 350 ДМКД необхідно враховувати, що збільшення відносного обтиснення понад 42% у розрізному калібрі призводить до поглиблення дефектів на 50 ч 80%.

Рис. 11 - Поділ поверхні на зони при прокатці швелера № 16 на стані 650

Далі виконувався аналіз вироблення дефектів у першому формуючому калібрі при прокатці швелера № 16 на стані 650 заводу «Азовсталь».

З рис. 11 видно, що в приконтактной зоні біля верхнього валка течія металу аналогічна випадку прокатки швелера № 8 на стані 350. У різних зонах перетину метал змінює напрям своєї течії на протилежне. У зоні б), яка відповідає найбільшій глибині врізу у валок, швидкість течії металу на поверхні менша, ніж у шарі, який відповідає дну дефекту, що може призвести і призводить до його поглиблення. У числовому вигляді результати прогнозу викатування дефектів наведено в таблиці 3.

Отримані результати дозволяють зробити висновок, що розрізний калібр для прокатки швелера № 16 має форму сприятливу для інтенсивного викатування поверхневих дефектів. Але є ділянка верхнього валка, на контакті з яким можливе збільшення глибини поверхневих дефектів.

Таблиця 3 - Результати прогнозу викатування дефектів у першому формуючому калібрі при прокатці швелера № 16

	h1д/h0д	Д, %
0,05	0,41	58,8
0,12	1,12	-11,6
0,21	0,99	0,8
0,27	0,08	91,9
0,36	0,17	82,7
0,42	0,34	65,5
0,50	0,44	55,7

Зміну глибини дефекту, яка відбувається під впливом течії металу в зоні б) можна змінити варіюванням значень радіусів закруглення R і r (див рис. 12).

В якості факторів планованого експерименту були обрані безрозмірні величини:

- відношення меншого радіуса закруглення до ширини гребеня ;

Рис. 12 - Розглянуті елементи калібру



- відношення більшого радіуса закруглення до ширини гребеня ;

Зміна цих параметрів призведе до зміни обсягу металу, що витісняється із зони а) до зони б), це має дозволити сформувати більш сприятливий характер течії металу.

Була отримана залежність для умов формозміни дефектів у зоні б). Ця залежність зберігає працездатність тільки при значенні коефіцієнта місця розташування дефекту в діапазоні 0,1ч0,3:

, R=0,69.	(13)

На підставі результатів вищевикладених досліджень розроблені рекомендації щодо створення в розрізних калібрах умов прокатки, що сприяють викатуванню поверхневих дефектів.

При удосконаленні існуючих і розробці нових розрізних калібрів для виробництва двотаврів рекомендується:

- виконувати кут нахилу бічних граней гребеня ц?520. Більші значення кута нахилу призводять до поглиблення дефектів на деяких ділянках поверхні на 5 ч 10%;

- більшу основу фланців виконувати рівним 0,35 ч 0,4 ширини калібру.

При удосконаленні існуючих і розробці нових розрізних калібрів для виробництва швелерів за методом, що застосовується на стані 350 ДМКД, рекомендується:

- призначати величини відносних обтиснень по стінці в діапазоні 35ч42%, призначення більших обтиснень призведе до появи ділянок поверхні профілю з несприятливим плином металу, де можливе поглиблення дефектів на 50 ч 80%;

- виконувати відношення величини радіуса закруглення на гребені до ширини гребеня рівним 0,83;

- дотримувати кут нахилу бічних граней гребеня ц = 450.

При удосконаленні існуючих і розробці нових розрізних калібрів для виробництва швелерів за методом, що застосовується на стані 650 заводу «Азовсталь», рекомендується:

- Використовувати радіуси закруглення гребеня R = 58 ч 64 мм і фланця r = 18 ч 22 мм, при дотриманні яких не спостерігається поглиблення дефектів і ступінь викатування дефекту в несприятливій зоні поверхні профілю досягає 15%.



ВИСНОВКИ

У дисертації отримано теоретичне узагальнення і нове рішення науково-технічної задачі, що полягає у визначенні закономірностей зміни глибини поздовжніх поверхневих дефектів шляхом експериментальних досліджень формозміни штучних поверхневих дефектів і комп'ютерного моделювання деформованого стану металу методом скінченних елементів, і розробці покращених калібровок валків для гарячої прокатки фланцевих сортових профілів.

1. Аналіз науково-технічної літератури показав, що в процесі прокатки можливе зменшення глибини поверхневих дефектів. Однак запропоновані раніше залежності пов'язують зміну глибини дефектів із загальним ступенем деформації металу, та отримані для окремих випадків прокатки в конкретних калібрах. Відсутність врахування особливостей течії металу в калібрах різних конструкцій не дає можливості застосовувати ці залежності в фасонних калібрах, де при прокатці спостерігається нерівномірність деформації по ширині штаби і є складний характер течії металу в поверхневих шарах.

2. Розроблено методику розрахунку зміни глибини і ширини поздовжніх поверхневих дефектів в залежності від безрозмірних величин ДVy/Vв і ДVz/Vв.

Показано, що значення ДVz/Vв визначає рух дна дефекту щодо поверхні штаби, а значення ДVy/Vв визначає нахил бокових стінок дефекту, і для отримання цих значень може бути використаний метод скінченних елементів. Порівняння експериментальних і розрахункових даних показало, що похибка розрахунку формозміни для випадків прокатки в розрізних і розгінних калібрах не перевищує 10%.

3. Експериментально встановлено, що при прокатці в розгінному калібрі обтиснення і місце розташування дефекту надають спільний і визначальний вплив на його трансформацію (коефіцієнт множинної кореляції 0,8). Виявлено зони розкату, при розташуванні дефекту в яких, обтиснення не робить помітного впливу (коефіцієнт кореляції r = 0,28) на його формозміну, а значний вплив (r = 0,86) справляє місце розташування дефекту щодо краю штаби. Це області розкату, відповідні основі гребеня і ділянкам поверхні, в яких відбувається утяжка штаби.

Отримано залежності, що дозволяють прогнозувати зміну глибини і ширини дефекту при прокатці в розгінному калібрі.

4. Розроблено метод прогнозування викатування поздовжніх поверхневих дефектів, заснований на аналізі розподілу швидкості течії металу в поверхневих шарах.

Доведено працездатність запропонованого методу для випадків прокатки: в розрізних і розгінних калібрах (похибка прогнозу ? 20%), ящикових калібрах ( ? 15%), фасонних фланцевих калібрах ( ? 18%).

5. На підставі аналізу викатування поверхневих дефектів в розрізних калібрах для прокатки двотаврів отримана залежність глибини дефекту від параметрів розрізного калібру (R = 0,66).

Визначено, що для найбільш інтенсивного викатування дефектів кут біля основи гребеня повинен становити ц ? 520. Удосконалено методику конструювання балкових розрізних калібрів з перевіркою значення кута нахилу гребеня, що гарантує відсутність поглиблення поверхневих дефектів.

6. У результаті аналізу викатування дефектів в розрізних калібрах при прокатці швелерів виявлені зони з несприятливим плином металу, в яких можливе поглиблення дефектів на 5-10%.

Розроблено рекомендації, що дозволяють змінити характер течії металу у цих зонах і досягти ступеню викатування дефектів 10-15%. Отримано залежності зміни глибини дефекту від параметрів калібру (R = 0,66-0,73)

7. Розроблені та впроваджені рекомендації щодо вдосконалення існуючих і проектування нових розрізних калібрів для виробництва швелерів на стані 350 ДМКД (акт від 12.09.2010 р.).

При аналізі результатів дослідно-промислового випробування було встановлено, що дані рекомендації дозволили зменшити обсяг зачистки заготовок на 15%.

Очікуваний економічний ефект від зменшення витрат природного газу та кисню складе 0,312 грн. на тонну продукції.



ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНО В РОБОТАХ

1. Ершов С. В. Современное состояние вопроса в области дефектообразования при сортовой прокатке. / С. В. Ершов, Г. В. Левченко, Е. Е. Мостипан // Збірник наукових праць Дніпродзержинського державного технічного університету (технічні науки). - 2007. - Випуск 8. - С. 55-61

2. Ершов С. В. Экспериментальное исследование трансформации поверхностных дефектов при прокатке в разрезном калибре. /С. В. Ершов, Е. Е. Мостипан // Теория и практика металлургии. - 2008. - №1 - С. 35-39.

3. Ершов С. В. Экспериментальное исследование влияния технологических факторов на трансформацию поверхностных дефектов при прокатке в условиях неравномерной деформации. / С. В. Ершов, Е. Е. Мостипан, Н. А. Демина // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні. Тематичний збірник наукових праць. Краматорськ: ДДМА - 2008. - С. 201-205.

4. Ершов С. В. Влияние неравномерности деформации по ширине на трансформацию поверхностных дефектов при прокатке в калибрах. / С. В. Ершов, Е. Е. Мостипан // Державний вищий навчальний заклад «Донецький національний технічний університет». Наукові праці. «Металургія». - 2008. - №10. - С. 158-162.

5. Ершов С. В. Теоретическое исследование трансформации поверхностных дефектов при прокатке в условиях неравномерной деформации. / С. В. Ершов, Г. В. Левченко, Е. Е. Мостипан // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. - 2008. - №17, С. 161-166.

6. Ершов С. В. Исследование интенсивности формоизменения поверхностных дефектов по длине очага деформации при прокатке в разрезном калибре / С. В. Ершов, Е. Е. Мостипан, В. С. Шкура // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні. Тематичний збірник наукових праць. Краматорськ: ДДМА. - 2010. - С. 194-200.

7. Ершов С. В. Влияние скоростей течения металла в очаге деформации на формоизменение поверхностных дефектов при прокатке в условиях неравномерной деформации / С. В. Ершов, Г. В. Левченко, Е. Е. Мостипан // Теория и практика металлургии - 2010. - №5-6. - С. 109-112.

8. Мостипан Е. Е. Анализ влияния конструкции разрезного калибра для прокатки швеллера на выкатывание поверхностных дефектов / Е. Е. Мостипан // Збірник наукових праць Дніпродзержинського державного технічного університету (технічні науки). - 2010. - Випуск 2 (15). - С. 37-41.



АНОТАЦІЯ

Мостіпан Є. Є. Удосконалення калібровок валків для виробництва фланцевих профілів, що забезпечують підвищення якості поверхні прокату. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.05 - Процеси і машини обробки тиском. - Дніпродзержинський державний технічний університет, Дніпродзержинськ, 2010.

Дисертація присвячена визначенню закономірностей зміни глибини поверхневих дефектів і вдосконалення калібрувань для гарячої прокатки фланцевих профілів.

У роботі запропоновано для прогнозування викатування повздовжніх поверхневих дефектів пов'язувати зміну їх глибини і ширини з безрозмірними величинами ДVy/Vв і ДVz/Vв. Ці величини можуть бути отримані за допомогою розрахунку деформованого стану металу методом скінчених елементів.

Розроблено метод прогнозування викатування повздовжніх поверхневих дефектів, заснований на аналізі розподілу швидкості течії металу в поверхневих шарах.

Доведено працездатність запропонованого методу для випадків прокатки у фасонних калібрах.

Виконано аналіз впливу конструкцій гребенів розрізних калібрів для виробництва двотаврів та швелерів на формозміну поверхневих дефектів. Отримано залежності величин зміни глибини дефекту від параметрів розрізних калібрів.

Удосконалено методику конструювання розрізних калібрів з метою поліпшити умови викочування поверхневих дефектів.

Розроблені та впроваджені рекомендації щодо вдосконалення існуючих і проектуванні нових розрізних калібрів для виробництва швелерів на стані 350 ДМКД.

Ключові слова: сортова прокатка, фасонні профілі, глибина поверхневих дефектів, поверхневий шар, розрізні і розгонні калібри.



АННОТАЦИЯ

Мостипан Е. Е. Совершенствование калибровок валков для производства фланцевых профилей, обеспечивающих повышение качества поверхности проката. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.05 - Процессы и машины обработки давлением. - Днепродзержинский государственный технический университет, Днепродзержинск, 2010.

Диссертация посвящена определению закономерностей изменения глубины поверхностных дефектов и совершенствованию калибровок для горячей прокатки фланцевых профилей.

В работе предложено для прогнозирования выкатывания продольных поверхностных дефектов в случае прокатки в фасонных калибрах связывать изменение их глубины и ширины с безразмерными величинами ДVy/Vв и ДVz/Vв. Показано, что значение ДVz/Vв определяет движение дна дефекта относительно поверхности полосы, а значение ДVy/Vв определяет наклон боковых стенок дефекта, и для получения этих значений может быть использован расчет деформированного состояния металла методом конечных элементов.

Экспериментальные исследования показали, что при прокатке в разгонном калибре обжатие и месторасположение дефекта оказывают совместное и определяющее влияние на его формоизменение. Обнаружены зоны раската, при расположении дефекта в которых, обжатие не оказывает заметного влияния (коэффициент корреляции r=0,28) на его формоизменение, а значительное влияние (r=0,86) оказывает месторасположение дефекта относительно края полосы. Это области раската, соответствующие основанию гребня и необжимаемым участкам поверхности, в которых происходит утяжка полосы.

Разработан метод прогнозирования выкатывания продольных поверхностных дефектов, основанный на анализе распределения скорости течения металла в поверхностных слоях. Доказана работоспособность предложенного метода для случаев прокатки в фасонных калибрах.

Выполнен анализ влияния конструкций гребней разрезных калибров для производства двутавра на выкатывание поверхностных дефектов. Получены зависимости изменения глубины дефекта от параметров разрезного калибра. Усовершенствована методика конструирования разрезных калибров с целью улучшения условий выкатывания поверхностных дефектов.

Выполнен анализ выкатывания дефектов в разрезных калибрах при прокатке швеллеров по калибровкам с развернутыми полками. Выявлены зоны с неблагоприятным течением металла, в которых вероятно углубление дефектов. Разработаны рекомендации, позволяющие изменить характер течения металла и достичь выкатывания дефектов в этих зонах на 10-15%. Получены зависимости изменения глубины дефекта от параметров калибра.

Разработаны и внедрены рекомендации по совершенствованию существующих и проектированию новых разрезных калибров для производства швеллеров на стане 350 ДМКД. При анализе результатов опытно-промышленного внедрения было установлено, что данные рекомендации позволили уменьшить объем зачистки заготовок на 15%.

Ключевые слова: сортовая прокатка, фасонные профили, глубина поверхностных дефектов, поверхностный слой, разрезные и разгонные калибры.



ABSTRACT

Mostipan E. Improvement of calibration rolls for flanged profiles, providing high quality surface products. - Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of candidate of technical sciences on a specialty 05.03.05 - Processes and machines of processing by pressure. - Dneprodzerzhinsk State Technical University, Dneprodzerzhinsk, 2010.

Dissertation is devoted to the regularities of changes of depth of surface defects and improve the calibration of hot-rolled flanged profiles.

Proposed in this work to predict the rolling out of the surface defects in the case of rolling shaped calibers associate changes in their depth and width with the dimensionless ДVy/Vв and ДVz/Vв. These values characterize the material flow in the surface layer of the band and can be obtained by calculating the strain state of metal finite element method.

Proposed the method for prediction of rolling out the surface defects based on an analysis of the velocity distribution of metal flow in the surface layers. Proved efficiency of the proposed method for the cases of rolling shaped calibers.

The analysis of the influence of constructions of cutting calibers for I-beams and channels on the transformation of surface defects. The dependences of the change in depth of the defect on the parameters of split calibers. Refinement of the technique of split-caliber design to improve the conditions of rolling out the defects.

Developed and implemented recommendations to improve existing and develop new cutting caibers for channels in mill 350 of Dnieper Iron and Steel Works.

Key words: bar rolling, profile shapes, the depth of surface defects, surface layer, cutting and acceleration calibers.

Размещено на Allbest.ru

...