Проведено вивчення складу та структури твердих сплавів на умови руйнування робочої поверхні валків швидкісних дрібносортових прокатних станів і здійснено розробку альтернативних сплавів (високовуглецевих хромонікелевих сталей) для їх виготовлення з урахуванням переважаючого механізму зношування. Вперше за умов діючого виробництва досліджено особливості зношення калібрів валків з твердих сплавів передчистової та чистової групи клітей безперервних високошвидкісних дрібносортових прокатних станів. Встановлено, що використання твердих сплавів з великим розміром карбідних часток дозволяє підвищити експлуатаційні показники валків за рахунок зниження ефекту викришування поверхні калібра, більш рівномірної їх виробки. Обгрунтовано припущення, що тверді сплави вивченого складу можуть не бути найкращим матеріалом для виготовлення валків для використання за умов зношення з домінуючим механізмом термічної втоми. Запропоновано під час виготовлення таких валків використовувати теплостійкі високовуглецеві хромонікелеві сталі з більш високою, ніж у твердих сплавів теплопровідністю й стійкістю щодо утворення тріщин розпалу. Встановлено складний характер залежності структури та властивостей сталей від температури нагріву під час гартування та повторного нагрівання. Результати наукового дослідження використано для корегування технології виготовлення твердосплавних дискових прокатних валків, які серійно поставляються НВТ "ДОНІКС" на стани 150 ЗАТ "Макіївський металургійний завод" та ВАТ КГМК "Криворіжсталь". Виготовлено бандажі робочих валків з твердих сплавів та високовуглецевої хромонікелевої сталі, які пройшли успішні дослідно-промислові випробування за умов дрібносортових станів 250 ВАТ КГМК "Криворіжсталь".

  Скачати повний текст

Проведено промислове випробування ДТО прокатки за знижених температур під час кінцевих етапів процесу за умов дрібносортового стану 250-1 меткомбінату "Криворіжсталь". Встановлено підвищення характеристик міцності та пластичності термозміцненої арматури, отриманої за знижених температур, що сприяє підвищенню рівня довговічності такого прокату.

  Скачати повний текст

Розроблено та реалізовано методику використання апарату R-функцій для побудови кінематично-можливих полів швидкостей металу під час вальцювання в багатоелементних калібрах складної форми, що забезпечує виконання умов непроникності металом поверхні валків і стискування з жорсткими кінцями штаби. Шляхом розв'язання варіаційного рівняння числовими методами одержано регресійні залежності для розрахунку параметрів формозмінення прямокутної заготовки у разі вальцювання в чотириелементних витяжних калібрах з несиметричними рівчаками. На базі аналізу силової взаємодії металу з валком у зоні деформації розділяючого калібру одержано математичну модель процесу розділення контрольованим розривом, що дає змогу визначати умови розриву перемички, параметри формозмінення та розміри підкату після розділення в багаторівчакових калібрах. Розроблено методи розрахунку раціональних форм і розмірів багаторівчакових підготовчих формуючих і відокремлювальних калібрів. Розроблено комп'ютерний алгоритм оптимізації температурно-швидкісного режиму сортової прокатки, в тому числі, прокатки-розділення.

  Скачати повний текст

Визначено вплив таких факторів як початкова глибина дефекту, температура прокатки, умови тертя, коефіцієнт витяжки, форма калібра та розкату на розподіл деформації приконтактного дефектного шару у процесі прокатки заготовок з інструментальних сталей у калібрах простої форми. Визначено зв'язок між обраними системами калібрів і деформацією приконтактного шару у процесі прокатки простих профілів з інструментальних сталей. Розроблено рекомендації з удосконалення калібровки валків і технології прокатки, а також пристрої для охолодження валків за умов середньо- та дрібносортних станів, що забезпечують зменшення ресурсовитрат у процесі прокатки сортових профілів простої форми.

  Скачати повний текст

Вперше розв'язано задачу чисельного моделювання теплообміну в процесі виробництва сортового прокату за наявності енергозберігальних екранів з урахуванням формозміни розкату шляхом зміни кутових коефіцієнтів і результуючих теплових потоків. Розроблено інженерну модель на основі рівняння теплового балансу, що дозволяє оцінити потенційну ефективність керування температурним процесом охолодження розкату. Виконано експериментальні дослідження охолодження розкату різного профілю з використанням енергозберігальних екранів. Розроблено чисельну модель теплообміну між розкатом і теплоізолюючим екраном, що дозволяє визначити температури за розрізом та довжиною профілю в процесі прокатування, температурні умови роботи екранів різних конструкцій під час циклічності роботи обладнання. Виконано оптимізацію роботи системи "піч - стан", у результаті якої одержано оптимальний діапазон температури нагріву заготовок у печі, що забезпечує мінімізацію вартості готового прокату.

  Скачати повний текст

Здійснено математичне моделювання й експериментальне дослідження формозміни металу й енергосилових параметрів за умов прокатки штаб у кутових калібрах. Розроблено методику розрахунку калібровок валків для прокатки кутових профілів. Удосконалено варіаційний метод досліджень процесу їх прокатки за умов різної конфігурації. Проведено числові експерименти процесів прокатки штаб різної конфігурації у кутових калібрах. На підставі обробки експериментальних даних і результатів математичного моделювання одержано нові вирази для визначення коефіцієнтів формозміни та безрозмірної потужності прокатки. Установлено, що випрямлення полиць у чистовому кутовому калібрі за умов гарячої прокатки практично не позначається на деформованому стані металу та енергосилових параметрах процесу. Розроблено методику розрахунку калібровки кутових профілів, яка передбачає використання прикладної комп'ютерної програми, що дозволяє знизити інтенсивність зносу валків у середньому за всіма фасонними проходами на 17,6 % і зменшити кількість фасонних калібрів.

  Скачати повний текст

На підставі аналізу силової взаємодії розкату та непривідного деформаційно-ділильного пристрою розроблено теоретичні засади для розрахунку параметрів процесу прокатки-розділяння з використанням зазначених пристроїв. Розроблено методики: визначення сил, що виникають у непривідному деформаційно-ділильному пристрої під час поділу розкату; визначення стійкості розкату в проміжку привідна кліть - непривідний деформаційно-ділильний пристрій з урахуванням динаміки процесу; розрахунку резерву сил тертя в осередку деформації привідної кліті з урахуванням наступного поділу розкату в непривідному деформаційно-ділильному пристрої. Установлено межі здійснення процесу прокатки-розділяння з застосуванням даних пристроїв.

  Скачати повний текст

Удосконалено технологію прокатки швелерів шляхом використання нової схеми калібровки валків. Особливу увагу приділено проблемам формозміни металу в парі останнього криво- та прямополичного калібрів, а також можливості забезпечення необхідних розмірів профілю. Розроблено новий метод побудови та розрахунку розгорнутого калібрування валків. Теоретично проаналізовано енергосилові та кінематичні параметри прокатки в розгорнутих швелерних калібрах. Удосконалено метод розрахунку енергосилових параметрів прокатки у розгорнутих калібрах. Встановлено, що впровадження основних результатів наукового дослідження сприяє підвищенню продуктивності та розширенню сортаменту стану 550 ВАТ "ДМЗ ім. Петровського".

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вивчено закономірності формозміни металу залежно від геометричних розмірів заготовки, робочого інструменту. Розроблено нову методику розрахунку калібровки валків для прокатки великих шпунтових паль П-подібної форми нової конструкції. За результатами проведених досліджень створено нову методику для визначення розмірів початкової заготовки. Установлено, що за умов прокатки великих шпунтових паль типу "Ларсен", для забезпечення виконання форми замкових елементів на готовому профілі необхідно використовувати однаковий ухил полиць у всіх калібрах. Запропоновано новий спосіб формування замкових елементів, що дозволяє контролювати висоту замкового елемента перед деформацією його в контрольному калібрі. Це дозволяє одержати точне сполучення форми штаби з формою контрольного калібру, забезпечити виконання замкових елементів на готовому профілі потрібної форми та розмірів. На підставі результатів досліджень розроблено методику розрахунку калібровки валків для прокатки шпунтових паль типу "Ларсен" нової конструкції. Проведено дослідну прокатку профілю нової конструкції з міжзамковою базою 500 мм за умов рейкобалкового стану ВАТ "ДМКД". Розрахунки, виконані з застосуванням нової методики, можуть бути використані для розробки технології виробництва профілів з міжзамковою відстанню 600 мм і більше.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розглянуто проблему підвищення металургійної якості, надійності й довговічності залізничних рейок для існуючих і перспективних умов їх експлуатації. На основі комплексного підходу науково обгрунтовано сумісний вплив технологічних схем виплавки й розливу рейкової сталі, прокатки й термічної обробки рейок на формування структури та властивостей металу, його опірність утворенню дефектів контактно-утомного походження та спрацюванню. Освоєно ефективні технологічні процеси виплавку сталі в кисневих конвертерах, її позапічну обробку й розкиснення комплексними феросплавами, розлив безперервним і сифонним способом, прокату рейок в універсальних клітях, загартування поверхні головки рейок на всій довжині, в тому числі на особливо високу твердість. Основні результати роботи: підвищення експлуатаційної стійкості рейок за різних умов у 1,5 - 2 рази, істотна економія матеріальних ресурсів у чорній металургії, а також наукове й технологічне забезпечення запланованої реконструкції вітчизняних підприємств-виробників рейок та їх переходу на роботу за високопродуктивними сучасними технологіями.

  Скачати повний текст

Розроблено єдиний системний підхід до вирішення задач пластичного плину металу в складних фасонних калібрах, який полягає у предсталенні профілів і формувальних їх фасонних калібрів як сукупності окремих типових базових елементів. Досліджено прокатку в кутових, пластових і ребрових таврових елементах калібрів. Розроблено універсальні методи розрахунку формозміни й енергосилових параметрів прокатки у складних калібрах. Установлено основні фізичні закономірності плину металу. Розроблено нові ефективні способи прокатки та калібрування економічних фасонних профілів, що враховують особливості їх малотоннажного виробництва. Розроблено універсальний метод розрахунку температурно-швидкісних, енергосилових і інших параметрів прокатки. Вдосконалено методи автоматизованого проектування універсальних калібрувань валків у чистових і чорнових клітях станів і технології прокатки фасонних профілів.

  Скачати повний текст

Розроблено нові підходи до розробки методів розрахунку процесів прокатки у калібрах з використанням основних положень теорії пластичності та варіаційних принципів механіки суцільних середовищ. Дані методики дозволяють виконувати вірогідне прогнозування напружено-деформованого стану (НДС) металу під час прокатки за умов значної нерівномірності деформації за шириною та висотою осередків деформування. За цього є можливим моделювання плину металу з його гарантованою нестисливістю. Проведено комплекс експериментальних досліджень з метою визначення впливу умов тертя на контакті, а також температури прокату на плин металу за умов нерівномірної деформації. Визначено межі застосовності існуючих способів урахування контактних умов за сортового прокатування профілів. Проаналізовано різні підходи до введення в математичні моделі механічних властивостей матеріалу, що обробляється, та різних видів варіаційних функціоналів на точність визначення параметрів плину металу в калібрах з різним ступенем нерівномірності деформації. Визначено кращі способи розв'язання деформаційних задач, які забезпечують високу точність визначення інтегральних показників процесу прокатування профілів у калібрах. Досліджено НДС стан для широкого сортаменту великих сортових профілів за умов спільного впливу на нерівномірний плин металу форми калібру, геометрії вихідних заготовок і нерівномірності температурних полів профілю, спостережених на практиці. Встановлено закономірності формування НДС профілю в усіх ділянках складних осередків деформації, включаючи позаконтактні зони. Визначено технологічні фактори, які є причиною руйнування поверхневого шару прокату. З використанням результатів дослідження вдосконалено технології виробництва великих круглих профілів.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена вирішенню проблеми задачі, пов'язаної із розробкою та впровадженням нових конструкцій полегшених профілів з врахуванням технологічних особливостей виробництва. Показано, що за рахунок кінематики течії металу можливо змінювати напружений стан в осередку деформації, впливаючи на зусилля прокатки. Регулюючи поздовжню взаємодію різнообтиснених дільниць штаби, можна знизити зусилля прокатки, створюючи тим самим технологічний резерв виробництва профілів зниженої металомісткості. Теоретична частина роботи присвячена дослідженню впливу неоднорідної деформації на параметри формозмінення. Розв'язано плоску та просторову задачі теорії пластичності. Розроблено теорію додаткових напруг, яка дозволяє ефективно оцінити вплив нерівномірного по ширині обтисання на деякі параметри процесу прокатки складних профілів. З урахуванням вказаних особливостей розроблено серію нових конструкцій полегшених профілів ободів коліс різного призначення. Проведено експериментальні дослідження процесу прокатки. Відпрацьована методика технологічної оцінки маси профілю за струмом якоря двигуна.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено актуальним питанням розширення діючих сортаментів прокатних станів з метою збільшення габаритних розмірів вироблених швелерів без реконструкції головних ліній робочих клітей. На основі аналізу способів прокатки фланцевих профілів сформульовано принцип конструювання швелерних калібрів, що мають перемінний згин стінки, який полягає в тому, що конфігурація калібра повинна забезпечувати сполучення під час послідовного проходження процесів розтягування стінки й обтиснення її за висотою. Розроблено методику побудови швелерних калібрів зі змінним згином стінки, на базі якої отримано математичну модель технологічного процесу виробництва швелерів. З використанням нової методики розроблено спосіб виробництва швелерів, що дозволяє за умов невеликих збільшень горизонтальної проекції середньої лінії стінки одержати її значне уширення. Проведено теоретичні й експериментальні дослідження температурного режиму прокатки швелерів за звичайним і запропонованим способами. Уточнено формули визначення кутових коефіцієнтів випромінювання елементів розкату. Досліджено напружено-деформований стан профілю під час розгинання.

  Скачати повний текст

Проведено експериментальне дослідження формозміни металу під час формування просічно-витяжних елементів (ПВЕ) та вивчено розподіл деформацій, на основі чого стає можливим визначення граничної форми зазначених елементів. Вперше виконано теоретичний аналіз з метою висвітлення особливостей формування осередку деформації та силовий режим процесу. Розроблено новий алгоритм та програму розрахунків, що дало можливість визначити енергетичні та міцнісні характеристики обладнання, необхідного для виготовлення профілів із ПВЕ. На основі комплексу теоретичних та експериментальних досліджень визначено технологічні параметри валкового формування даних профілів.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена питанням моделювання, теоретичного й експериментального дослідження деформованого стану при прокатуванні профілів із ребрами жорсткості. У роботі розробляється новий метод побудови математичних моделей процесів складного деформування на основі загальних конструкційних блоків. З використанням розробленого методу побудовані нові математичні моделі деформованого стану при прокатуванні хрестоподібних профілів, таврових профілів, профілів із двома односторонніми і двома двосторонніми ребрами жорсткості, коритних профілів, профілів для віконних перепльотів, котрі відрізняються від раніше розроблених тим, що враховують реальні схеми деформації, що використовуються при виробництві цих профілів. Проведено нові розширені теоретичні дослідження деформованого стану при прокатуванні розглянутих профілів. Отримані теоретичним і експериментальним шляхом регресійні залежності для визначення формозміни розглянутої групи профілів знайшли застосування при розрахунках калібрувань валків профілів із ребрами жорсткості.

  Скачати повний текст

Розроблено новий метод прогнозування зміни глибини поверхневих дефектів під час гарячої прокатки в фасонних калібрах на основі аналізу поля швидкостей, одержаного в результаті розрахунку деформованого стану металу за допомогою методу скінченних елементів. Метод визначає зміну глибини дефекту з використанням значень поперечної та вертикальної складових швидкості течії металу в конкретній точці смуги та дозволяє визначати глибину дефектів після деформації за їх розташування в зонах з різним характером течії металу, а також виявляти зони калібру, де можливе поглиблення дефекту. Розроблений метод дозволяє досліджувати характер формозміни поверхневих дефектів (включаючи їх глибину) в калібрах різних форм і конструкцій. Одержали подальший розвиток уявлення про вплив нерівномірності деформації по ширині калібру на формозміну поздовжніх поверхневих дефектів під час гарячої прокатки профілів. Вперше одержано залежності ступеня викатування дефектів від параметрів форми гребенів розрізних калібрів для прокатки двотаврів і швелерів.

  Скачати повний текст

На основі чисельних і регресійних підходів уточнені та розширені математичні моделі з розрахунку локальних та інтегральних показників напружено-деформованого стану металу, показників точності геометричних характеристик гарячекатаних кутових профілів різного типорозміру. Достатній ступінь вірогідності одержаних теоретичних рішень підтверджений експериментально. На основі результатів аналізу впливу розв'язано задачі з автоматизованого проектування технологічних режимів і обладнання процесу гарячої прокатки рівно- та нерівнополичних кутових профілів.

  Скачати повний текст