blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2019-12-918-924blackmet-1774Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESИнновационная технология получения прокаткой профилей простой формыInnovative technology for production of rolled profiles with simple formФастыковскийА. Р.FastykovskiiA. R.

д.т.н., доцент, заведующий кафедрой «Обработка металлов давлением и металловедение. ЕВРАЗ ЗСМК»

654007, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42

Dr. Sci. (Eng.), Assist. Professor, Head of the Chair “Metal Forming and Metal Science. JSC “EVRAZ ZSMK”

Novokuznetsk, Kemerovo Region

omd@sibsiu.ruБазайкинВ. И.BazaikinV. I.

д.т.н., профессор кафедры «Прикладная математика и информатика»

654007, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair of Applied M matics and Informatics

Novokuznetsk, Kemerovo Region

bazaykin@ayndex.ruБеляевС. В.BelyaevS. V.

д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Литейное производство»

660025, Красноярск, пр. Свободный, 79

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Chair “Foundry”

Krasnoyarsk

 

sbeliaev@sfu-kras.ruЖивагоЭ. Я.ZhivagoE. Ya.

д.т.н., профессор кафедры «Механика и машиностроение»

654007, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair of Mechanics and Machine Engineering

Novokuznetsk, Kemerovo Region

zhivago-ed@yandex.ruСибирский государственный индустриальный университетРоссияSiberian State Industrial UniversityRussian FederationСибирский федеральный университетРоссияSiberian Federal UniversityRussian Federation2019140120206212918924Copyright © Фастыковский А.Р., Базайкин В.И., Беляев С.В., Живаго Э.Я., 20202020Фастыковский А.Р., Базайкин В.И., Беляев С.В., Живаго Э.Я.Fastykovskii A.R., Bazaikin V.I., Belyaev S.V., Zhivago E.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/1774

К перспективному направлению получения простых профилей можно отнести бескалибровую прокатку. Благодаря ипользованию формоизменения в гладких валках, это направление существенно снижает расходы на производство готовой продукции и упрощает процесс прокатки. Однако, несмотря на все очевидные плюсы деформирования в гладких валках, имеются и недостатки, затрудняющие промышленную реализацию. К ним относятся необходимость кантовки после каждого пропуска и небольшой коэффициент вытяжки в гладких валках, вызывающий увеличение количества пропусков. Для решения проблем при промышленном внедрении бескалибровой прокатки на действующем производстве предлагается использовать неприводные вертикальные клети в непрерывных группах. Деформирование в неприводных вертикальных клетях обеспечивается более полным использованием резерва контактных сил трения приводных клетей, установленных перед ними. Определены условия, при которых возможно использование неприводных вертикальных клетей. После решения уравнения равновесия сил на контактной поверхности в очаге деформации приводной клети получена зависимость, по которой можно найти продольную силу. Решив уравнение баланса мощностей при формоизменении в неприводных валках, получена зависимость для определения продольной силы. Предложена зависимость, по которой можно определить максимально допустимое расстояние между приводной и неприводной клетями, обеспечивающее продольную устойчивость полосы. Применив зависимости для определения условий деформирования в приводных горизонтальных и неприводных вертикальных клетях с гладкими валками, были рассчитаны режимы обжатий при прокатке арматуры № 12 в условиях непрерывного мелкосортного стана 250 АО «ЕВРАЗ ЗСМК» с использованием в черновых клетях бескалибровой прокатки. Использование неприводных вертикальных клетей позволит освоить прокатку более крупной литой заготовки квадрат 125×125 мм. Оценена экономическая составляющая перехода на более крупную литую заготовку с освоением бескалибровой прокатки. Показаны преимущества предлагаемых решений в сравнении с классическим способом прокатки арматуры № 12.

A promising direction for production of simple profiles by rolling includes grooveless rolling. Due to the use of forming in smooth rolls, this direction significantly reduces the production cost of finished products and simplifies the rolling process. However, despite all the obvious advantages of deformation in smooth rolls, there are disadvantages that complicate industrial implementation including the need for edging after each pass and a small coefficient of extraction in smooth rolls. It causes an increase in the number of passes. For the solution of problems encountered in current industrial implementation of grooveless rolling, it is proposed to use deprived-wide vertical stands in continuous groups. Deformation in non-water vertical stands is provided by more complete use of the reserve of contact friction forces of the drive stands installed in front of them. The conditions under which the use of non-water vertical stands is possible are determined. After solving the equation of forces equilibrium on the contact surface in the deformation center of the drive stand, dependence is obtained by which it is possible to find the value of longitudinal force provided by reserve of friction forces. By solving the equation of power balance in form of non-drive rolls, the dependence is obtained determining the longitudinal force required for deformation. The authors offer the dependence by which it is possible to determine the maximum allowed distance between the drive and non-drive stands, providing longitudinal stability of the strip. Using dependencies to determine conditions of deformation in horizontal drive and non-driven vertical mills with smooth rolls, reduction modes during rolling of rebar No. 12 in conditions of JSC “EVRAZ ZSMK” 250 continuous light section mill using roughing stands for grooveless rolling were calculated. As a result it was found that the use of non-water vertical stands allows rolling of larger cast billet of 125x125 mm square on the mill. Economic component of transition to the larger cast billet with development of grooveless rolling was estimated. Advantages of the proposed solutions are shown in comparison with classical method of rebar No. 12 rolling on 250 continuous small-grade mill of JSC “EVRAZ ZSMK”.

профили простой формыбескалибровая прокаткаэкономические показателиsimple form profilesgrooveless rollingeconomic parametersReferencesJanazawa T., Tanaka T., Noda A. Development of grovelless rol // Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan. 1983. Vol. 23. No. 8. P. 710 – 715.Janazawa T., Tanaka T., Noda A. Development of grovelless rolling. Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan. 1983, vol. 23, no. 8, pp. 710–715.Janazawa T., Tanaka T., Hirai N., Aoyama K. Development of grovelless rolling // Iron and Steel Engineer. 1984. Vol. 61. No. 8. P. 25 – 30.Janazawa T., Tanaka T., Hirai N., Aoyama K. Development of grovelless rolling. Iron and Steel Engineer. 1984, vol. 61, no. 8, pp. 25–30.Colin R., Leger Alfred R., Parisean David L., Simons Keith. M gan’s compact mill design parameters, applications and operational benefits // Iron and Steel Engineering. 1982. Vol. 59. No. 11. P. 25 – 30.Colin R., Leger Alfred R., Parisean David L., Simons Keith. M gan’s compact mill design parameters, applications and operational benefits. Iron and Steel Engineering. 1982, vol. 59, no. 11, pp. 25–30.Бескалибровая прокатка сортовых профилей / Л.Е. Кандауров, Б.А. Никифоров, А.А. Морозов и др. – Магнитогорск: Магнитогорский дом печати, 1998. – 128 с.Kandaurov L.E., Nikiforov B.A., Morozov A.A. etc. Beskalibrovaya prokatka sortovykh profilei [Grooveless rolling of section profiles]. Magnitogorsk: Magnitogorskii dom pechati, 1998, 128 p. (In Russ.).Платов С.И., Макарчук А.А., Анцупов В.П. Бескалибровая прокатка: технология и оборудование. – Магнитогорск: изд. Магнитогорского гос. техн. ун-та, 2005. – 115 с.Platov S.I., Makarchuk A.A., Antsupov V.P. Beskalibrovaya prokatka: tekhnologiya i oborudovanie [Grooveless rolling: technology and equipment]. Magnitogorsk: MGTU, 2005, 115 p. (In Russ.).Кандауров Л.Е., Никифоров Б.А., Белан А.К. Рациональные режимы бескалибровой прокатки // Изв. вуз. Черная металлургия. 1996. № 11. С. 35 – 37.Kandaurov L.E., Nikiforov B.A., Belan A.K. Rational modes of grooveless rolling. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 1996, no. 11, pp. 35–37. (In Russ.).Кандауров Л.Е., Никифоров Б.А., Белан А.К. и др. Технические и экономические аспекты применения бескалибровой прокатки на стане 150 БМК // Производство проката. 1998. № 8. С. 43 – 45.Kandaurov L.E., Nikiforov B.A., Belan A.K. etc. Technical and economic aspects of the use of grooveless rolling at 150 BMK mill. Proizvodstvo prokata. 1998, no. 8, pp. 43–45. (In Russ.).Фастыковский А.Р., Фастыковский Д.А. Оценка возможностей контактных сил трения с целью интенсификации процесса прокатки на установившейся стадии // Производство проката. 2013. № 7. С. 9 – 12.Fastykovskii A.R., Fastykovskii D.A. Assessment of possibilities of contact friction forces in order to intensify rolling process at a steady stage. Proizvodstvo prokata. 2013, no. 7, pp. 9–12. (In Russ.).Фастыковский А.Р., Уманский А.А. Теория и практика ресурсосберегающих технологий производства сортового проката на действующих непрерывных станах // Изв. вуз. Черная металлургия. 2015. Т. 58. № 5. С. 322 – 327.Fastykovskii A.R., Umanskii A.A. Theory and practice of resourcesaving technologies of mill bar production at the operating continuous rolling mills. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2015, vol. 58, no. 5, pp. 322–327. (In Russ.).Matsuo G., Suzuki M. The latest technology of multi – slit rolling // SEA. ISI Quaterly. 1995. No. 3. P. 49 – 58.Matsuo G., Suzuki M. The latest technology of multi – slit rolling. SEA. ISI Quaterly. 1995, no. 3, pp. 49–58.Sidelnikov S.B., Galiev R.I., Bespalov V.M., Samchuk A.P. Determining power-energy parameters of combined rollingextrusion process for low-plastic aluminium alloys // Non-ferrous Metals. 2018. No. 1. P. 30 – 36.Sidelnikov S.B., Galiev R.I., Bespalov V.M., Samchuk A.P. Determining power-energy parameters of combined rolling-extrusion process for low-plastic aluminium alloys. Non-Ferrous Metals. 2018, no. 1, pp. 30–36.Sidelnikov S., Galiev R., Lopatina E., Samchuk A. Analysis of energy-force parameters of combined processing receiving modifying bars from Al-5Ti-1B alloy // Non-Ferrous Metals. 2017. Vol. 42. No. 1. P. 30 – 35.Sidelnikov S., Galiev R., Lopatina E., Samchuk A. Analysis of energy-force parameters of combined processing for receiving modifying bars from Al-5Ti-1B alloy. Non-Ferrous Metals. 2017, vol. 42, no. 1, pp. 30–35.Fastykovskii A.R. Region for extrolling and effective deformation modes // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2011. Vol. 52. No. 3. P. 230 – 233.Fastykovskii A.R. Region for extrolling and effective deformation modes. Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2011, vol. 52, no. 3, pp. 230–233.Grzyb R., Misiolek Z. The concept and the theoretical fundaments of a new combined process of rolling and extrusion // Archiwum Hutnitwa. 1983. Vol. 28. No. 3. P. 305 – 319.Grzyb R., Misiolek Z. The concept and the theoretical fundaments of a new combined process of rolling and extrusion. Archiwum Hutnitwa. 1983, vol. 28, no. 3, pp. 305–319.Grzyb R., Misiolek Z. The experimental investigations on the force parameters and metal flow in the combined process of rolling and extrusion // Archiwum Hutnitwa. 1983. Vol. 28. No. 3. P. 321 – 340.Grzyb R., Misiolek Z. The experimental investigations on the force parameters and metal flow in the combined process of rolling and extrusion. Archiwum Hutnitwa. 1983, vol. 28, no. 3, pp. 321–340.Целиков А.И., Гришков А.И. Теория прокатки. – М.: Металлургия, 1970. – 358 с.Tselikov A.I., Grishkov A.I. Teoriya prokatki [Theory of rolling]. Мoscow: Metallurgiya, 1970, 358 p. (In Russ.).Выдрин В.Н., Федосиенко А.С., Крайнов В.И. Процесс непрерывной прокатки. – М.: Металлургия, 1970. – 456 с.Vydrin V.N., Fedosienko A.S., Krainov V.I. Protsess nepreryvnoi prokatki [Continuous rolling process]. Мoscow: Metallurgiya, 1970, 456 p. (In Russ.).Выдрин В.Н. Динамика прокатных станов. – Свердловск: Металлургиздат, 1960. – 255 с.Vydrin V.N. Dinamika prokatnykh stanov [Dynamics of rolling mills]. Sverdlovsk: Metallurgizdat, 1960, 255 p. (In Russ.).Ицкович Г.М. Сопротивление материалов. – М.: Высшая школа, 1986. – 352 с.Itskоvich G.M. Soprotivlenie materialov [Strength of materials]. Мoscow: Vysshaya shkola, 1986, 352 p. (In Russ.).Фастыковский А.Р. Продольная устойчивость полосы при работе системы прокатная клеть – неприводной инструмент // Изв. вуз. Черная металлургия. 2013. № 4. С. 21 – 24.Fastykovskii A.R. Longitudinal stability of the band at the system of rolling stand – non-drive tool. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2013, no. 4, pp. 21–24. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.