Введение к работе
Актуальность работы. Среди различных фасонных профилей проката особое место занимают фланцевые профили, к которым относятся двутавровые балки, рельсы и швеллеры. Характерной особенностью фасонных 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, которая особенно наглядно проявляется в разрезных калибрах.
Разрезной калибр характеризуется наличием одного или двух гребней, при помощи которых заготовка прорезается на определенную глубину, при этом вытяжка отдельных частей разрезаемого металла различна. Имеется большое количество работ, которые позволяют определить коэффициент средней вытяжки при неравномерном обжатии.
Анализ калибровок прокатных валков показал, что разрезные калибры в основном определяют форму и качество готового фасонного профиля.
Исследование формоизменения металла при прокатке в разрезных калибрах, а также рациональная конструкция калибра и выбор режимов деформации позволяют значительно улучшить качество выпускаемой продукции.
Таким образом, исследование формоизменения металла при прокатке в разрезных калибрах, анализ калибровок, разработка новых методов разрезки металла с целью повышения качества проката является весьма актуальной задачей, как в научном, так и практическом плане.
Цель работы. Основной целью работы является совершенствование существующих технологий прокатки металла в разрезных калибрах и разработка новых технологий разрезки металла с целью повышения качества готовой продукции.
Научная новизна состоит в разработке научных основ совершенствования технологий прокатки фасонных профилей в разрезных калибрах и разработке новых технологий разрезки и содержит новые положения и данные:
1. Анализ эффективности деформации металла при прокатке в разрезных калибрах, на основе метода верхней оценки.
-
Разработка новой технологии разрезки заготовки в прокатных разрезных калибрах на основе исследования деформационного состояния металла.
-
Исследование пластичности стали СтЗ и научное обоснование возможности прокатки ее с применением новой технологии разрезки в наклонных разрезных калибрах.
Достоверность результатов и выводов подтверждается использованием достоверных методик, которые подтверждаются теоретическими исследованиями. Анализ деформации металла при прокатке базируется на фундаментальных положениях теории пластичности и результаты анализа подтверждены данными других исследователей. Результаты теоретических исследований достоверны и подтверждаются данными опытной прокатки и практическим внедрением в производство.
Практическая ценность. Результаты исследований использованы для разработки и внедрения в производство улучшенных технологий прокатки железнодорожных рельсов. Улучшение технологии позволило увеличить выход 1 сорта для рельсов Р65 на 1,31%.
Разработана и внедрена прокатка швеллера № 10 с использованием новой технологии разрезки, что позволило улучшить качество швеллера.
Разработана и внедрена комплексная механизация стана 450, оснащенного клетями трио при прокатке фланцевых профилей.
Реализация результатов работы в промышленности. Улучшенная технология прокатки железнодорожных рельсов Р65 внедрена на ОАО «Кузнецкий металлургический комбинат» с годовым экономическим эффектом 2700 тыс. рублей (в ценах 1998г)
Экономический эффект от внедрения прокатки швеллера № 10 с использованием новой технологии разрезки составляет 210 тыс. рублей в ценах 1998 года.
Экономический эффект от внедрения комплексной механизации стана 450 при прокатке фланцевых профилей составляет 190 тыс. рублей в ценах 1998 года.
Апробации работы. Основные положения диссертационной работы доложены на двух Международных конференциях по прочности и пластичности металлов и сплавов в условиях внешних энергетических воздействиях (Новокузнецк, 1993 и 1995гг.), на ежегодных заседаниях государственной рельсовой комиссии (1993-1998гг.), на Международной конференции «Актуальные проблемы материаловедения в металлургии» ( Новокузнецк, 1997г.), на Межгосударственной конференции «Проблемы развития металлургии Урала на рубеже XXI века» (Магнитогорск, 1996), первом и втором Международном конгрессе Союза прокатчиков (Магнитогорск, 1995, Череповец 1997).
Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 10 научных статьях и 5 патентах на изобретения.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пята глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 168 страницах машинописного текста, содержит 50 рисунков, 9 таблиц и библиографию из 140 наименований.