Александр Александрович Уманский, к.т.н., доцент, доцент кафедры металлургии черных металлов
654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Aleksandr A. Umanskii, Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of the Chair ofFerrous Metallurgy
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007
Алексей Борисович Юрьев, д.т.н., ректор
654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Aleksei B. Yur'ev, Dr. Sci. (Eng.), Rector
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007
Владимир Викторович Дорофеев, д.т.н., главный калибровщик
654043, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ш. Космическое, 16
Vladimir V. Dorofeev, Dr. Sci. (Eng.), Chief Calibrator of Rail and Beam Shop
16 Kosmicheskoe Route, Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654043
Любовь Валерьевна Думова, старший преподаватель кафедрыменеджмента и отраслевой экономики
654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Lyubov’ V. Dumova, Senior Lecturer of the Chair “Management and Branch Economy”
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007
На основании исследований процессов формирования напряженнодеформированного металла при прокатке железнодорожных рельсов в черновых клетях универсального рельсобалочного стана, проведенных с использованием программного комплекса DEFORM3D, определены особенности распределения критерия КокрофтаЛэтэма по сечению раската для калибров различной формы. Установлен крайне неравномерный характер распределения критерия КокрофтаЛэтэма по сечению раската. По полученным данным в осевой зоне значения указанного критерия минимальны, а в приповерхностных слоях наибольшее значение критерия КокрофтаЛэтэма и, соответственно, наибольшая вероятность образования дефектов имеют место вблизи вертикальной оси калибров. В калибрах сложной формы («трапеция», «лежачая трапеция», рельсовые калибры) выявлено наличие локальных зон с максимальным значением критерия КокрофтаЛэтэма, расположенных в местах формирования подошвы рельсового профиля, а для прокатки в калибре типа «трапеция» характерно наличие такой области также в приповерхностной зоне вблизи вертикальной оси калибра. В рамках определения закономерностей формирования схемы напряженнодеформированного состояния металла на начальной стадии прокатки рельсов установлена прямая взаимосвязь между неравномерностью распределения температуры по сечению раската и значениями (максимальными и средними по сечению) критерия КокрофтаЛэтэма. При этом показано, что неравномерность распределения температуры по сечению раската имеет тенденцию к снижению при увеличении коэффициентов вытяжек по проходам и повышении частоты кантовок независимо от формы используемых калибров. Для калибров сложной формы установлено, что в дополнение к перечисленным параметрам значимое влияние на снижение температурной неоднородности также оказывает повышение подобия формы подката и используемого калибра. На основании результатов проведенных теоретических исследований разработан новый режим прокатки железнодорожных рельсов, опытнопромышленное опробование которого в условиях универсального рельсобалочного стана АО «ЕВРАЗ ЗСМК» показало снижение отбраковки рельсов на 0,78 % по сравнению с ранее использовавшимся режимом прокатки.
Based on the studies of stressstrain metal formation during railway rails rolling in roughing stands of a universal railandbeam mill, carried out using the DEFORM3D software package, the authors have determined the features of distribution of the CockcroftLatham criterion over the crosssection of the rolled stock of various shapes. An extremely uneven distribution of the CockcroftLatham criterion over the roll section has been established. According to the data obtained, values of the specifed criterion are minimal in the axial zone, and in the nearsurface layers the greatest value of the CockcroftLatham criterion and, accordingly, the highest probability of defects formation occur near the gauge vertical axis. In gauges of complex shape (“trapezium”, “recumbent trapezium”, rail gauges), the authors have revealed the presence of local zones with maximum CockcroftLatham criterion, located in the places where the foot of the rail profle is formed. And rolling in gauge of the “trapezium” type is marked by the presence of such a zone in the nearsurface area near the gauge vertical axis. Within the framework of determining formation regularities of the diagram of metal stressstrain state at the initial stage of rail rolling, direct relationship was established between the uneven temperature distribution over the section of rolling and the values (maximum and average over the section) of the CockcroftLatham criterion. At the same time, it was shown that uneven temperature distribution over the crosssection of the roll tends to decrease with an increase in the coefcients of extracts along the passes and increase in tilting frequency, regardless of the shape of the used gauges. For gauges of complex shape, in addition to the listed parameters, an increase in similarity of shape of the roll and gauge used also has a signifcant effect on reducing temperature inhomogeneity. Based on the results of theoretical studies, a new mode of railway rails rolling has been developed. Its pilot testing in the conditions of a universal railandbeam mill of JSC “EVRAZ ZSMK” has shown a decrease in rail rejection by 0.78 % compared to the previously used rolling mode.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.