Сергей Михайлович Головизнин, к.т.н., доцент кафедры металлургии и стандартизации
Россия, 455000, Челябинская обл., Магнитогорск, пр. Ленина, 38
Sergei M. Goloviznin, Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of the Chair “Metallurgy and Standardization”
38 Lenina Ave., Magnitogorsk, Chelyabinsk Region 455000, Russian Federation
Илья Юрьевич Брюханов, лаборант кафедры металлургии и стандартизации
Россия, 455000, Челябинская обл., Магнитогорск, пр. Ленина, 38
Il’ya Yu. Bryukhanov, Laboratory Assistant of the Chair “Metallurgy and Standardization”
38 Lenina Ave., Magnitogorsk, Chelyabinsk Region 455000, Russian Federation
В статье анализируется потребление энергии при волочении стальной проволоки для маршрутов с различной кратностью. Авторы сравнивают маршруты волочения проволоки различной кратности с одинаковым суммарным обжатием. В работе рассчитаны зависимости параметров процесса волочения от кратности маршрута и представлены методики расчета работы однородной и неоднородной деформации, работы сил трения при волочении проволоки в монолитных волоках. Получены зависимости однородной, неоднородной работы деформации, а также работы сил трения и полной работы от кратности маршрута волочения. Значительная доля затрат энергии при волочении проволоки приходится на совершение неоднородной деформации. Работа неоднородной деформации – это часть работы деформации, которая вызвана изменением направления течения металла на входе и выходе из волоки. Такие показатели деформации при волочении проволоки, как обжатие и вытяжка, неоднородную деформацию не учитывают. Работа неоднородной деформации зависит от формы очага деформации. Форма очага деформации характеризуется ∆-фактором, который равен отношению средней высоты к средней длине очага деформации. В работе установлено, что расчеты без учета неоднородной деформации приводят к заниженной оценке энергозатрат на волочение проволоки. В статье приведены критерии выбора кратности маршрута волочения с учетом затрат энергии на процесс деформации проволоки при волочении. Было определено, что увеличение числа проходов многократного волочения при неизменных начальном и конечном диаметрах проволоки приводит к росту затрат энергии на деформацию проволоки и трение на контактной поверхности проволока – волока. Доля неоднородной деформации в увеличении энергозатрат на волочение проволоки составила 68 %, доля сил трения – 32 %. На основе полученных результатов авторы дают рекомендации по выбору оптимального маршрута волочения.
The paper analyzes energy consumption during steel wire drawing for pass schedules with different number of passes. The authors compare wire drawing pass schedules that have different number of passes and the same total reduction. Dependences of the wire drawing process parameters on the number of passes were calculated. The methods for calculating the uniform and redundant deformation work, the friction forces work during wire drawing in monolithic dies are presented. The authors obtained the dependences of uniform and redundant deformation work, as well as the friction forces work and total work on the passes number of the pass schedule. A significant proportion of energy consumption is due to redundant work. Such wire drawing deformation measures as reduction and elongation do not consider redundant deformation. The redundant deformation work depends on the shape of the deformation zone characterized by the ∆-factor, which is equal to the ratio of the average height to the average length of the deformation zone. It was established that energy consumption calculations for wire drawing without taking into account redundant deformation lead to energy consumption underestimation. The paper provides criteria for selecting the number of passes, taking into account the energy consumption for wire deformation during wire drawing. It was determined that an increase in multistage wire drawing number of passes with the initial and final wire diameters equal leads to an increase in energy consumption for wire deformation and friction on the wire-die contact surface. The redundant deformation share in the increase in energy consumption for wire drawing was 68 %, the friction forces share was 32 %. The authors provide recommendations for choosing the optimal pass schedule based on the results obtained.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.