СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПРОКАТКИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ СТОЙКОСТИ ВАЛКОВ ШАРОПРОКАТНОГО СТАНА.

Одной из существенных причин простоев шаропрокатных станов является замена валков в связи с их износом. В статье исследована степень и зоны критического износа шаропрокатных валков, где наибольший износ наблюдается по ребордам в зоне захвата заготовки. Аналитически определены условия, необходимые для захвата заготовки и выполнения процесса прокатки. В качестве прогрессирующей технологии предложен способ переменной частоты вращения валков при подаче заготовки и представлены результаты испытаний при ее изменении по линейному и квадратичному закону.  Преобразованы известные формулы для определения средней скорости деформации при изменении частоты вращения валков при линейной и квадратичной зависимости. Проведены экспериментальные исследования в условиях шаропрокатного стана АО "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат", при прокатке шара Ø 60 мм из стали марки Ш3Г, на стане прокатки мелющих шаров 40-80. Опыты произведены с изменением частоты вращения валков в ручном режиме по заданным параметрам при захвате заготовки валками,  которые показали существенное влияние изменения частоты вращения на среднее удельное давление в момент захвата заготовки. Представлены моментно-временная характеристика и характеристика среднего контактного давления для расчетных и опытных данных, а также эмпирические характеристики при переменной частоте вращения валков по линейному и по квадратичному закону, а также определена допустимая сходимость результатов расчетных и эмпирических характеристик. Предложено инженерное решение, для данной задачи, в качестве установки тиристорного преобразователя, которое позволит уменьшать частоту вращения валков перед захватом, а после захвата заготовки увеличивать до номинальной, по заданному закону. Так можно получить равномерное распределение среднего контактного давления по всей длине валка, при различных режимах работы стана в автоматическом режиме. Применение данной методики позволит уменьшить степень износа прокатного инструмента, при той же производительности шаропрокатного стана, тем самым уменьшив расход валков и количество перевалок по их износу.

1. Котенок В.И. Развитие теории формообразования профилей в винтовых калибрах и создание высокоэффективных процессов и оборудования для прокатки деталей машин: Диссертация д-р техн. наук // акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им. акад. А.И. Целикова" РЖ15. Металлургия. 2006. №4. с.14.

2. Артес А.Э., Третьюхин В.В. Проблема совершенствования производства мелющих шаров. Качество и инновации // Компетентность 2014. №3(114). с. 50…53.

3. Скобло Т.С., Автухов А.К., Климанчук В.В. Причины и характеристика отказов прокатных валков станов горячей прокатки // Металлургия машиностроения. // 2014. Т.3. С.14-17

4. Тетерин П.К. Теория поперечной и винтовой прокатки. - М: Металлургия. 1983 - 270 с.

5. Быстров В.А., Дьяков П.К., Уманец А.Г. Условия эксплуатации и износ валков прокатного стана горячего металла. Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2014.№5. с.24-29

6. Синнаве М. Новые марки прокатных валков и тенденции их производства // Сталь. 2003. №7. - С.48-52.

7. Романцев Б.А., Алещенко А.С., Цюцюра В.Ю., Лубе И.И. Особенности износа рабочих валков прошивного стана ТПА 159-426 при прокатке непрерывнолитых заготовок большого диаметра // Производство проката.2016. №6. – С.20-27

8. Особенности износа рабочих валков прошивного стана ТПА 50-200 при прокатке непрерывнолитых и горячекатаных заготовок / Б.А. Романцев [и др.] // Металлург. 2016. №10. С.57-61

9. Стан ЦКБММ 44 для прокатки шаров 40-80 Технический проект. - М.: ЦНИИТМАШ, 1955

10. Перетятько В.Н., Климов А.С., Филиппова М.В. Калибровка валков шаропрокатного стана. // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2013. № 4. с.27…30

11. Филипова М.В., Сметанин С.В., Перетятько В.Н. Компьютерное моделирование прокатки шаров в интовых калибрах. // В сборнике: Моделирование и наукоемкие информационные технологии в технических и социально-экономических системах труды IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. 2016. С. 290-294.

12. Филипова М.В., Перетятько В.Н., Сметанин С.В. Усилия и напряжения при прокатке шара. // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2016. Т.59. №8. С. 587-588.

13. Целиков А.И., Барбарич М.В. Специальные прокатные станы. - М: Металлургия. 1971 - 336 с.

14. Целиков А.И. Теория расчета усилий в прокатных станах. - М: Металлургия. 1962 - 496 с.

15. Грудеев А.П. Внешнее трение при прокатке - М: Металлургия 1973 228 с.

16. Гуляев Ю.Г., Шифрин Е.И., Лубе И.И., Гармашев Д.Ю., Николаенко Ю.Н. Определение геометрических параметров очага деформации в станах поперечно винтовой прокатки // Сталь. 2013. № 11. С. 53-55.

17. Красневский С.М., Макушок Е.М., Щукин В.Я. Разрушение металлов при пластической деформации. - Минск: Наука и техника. - 1983.

18. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. - М: Машиностроение; София: Техника, 1980. - 304 с.

19. Белов В.И., Разгулин И.А. Оценка средних значений степени и скорости деформации с применением програмного комплекса Deform 3D при горячей прокатке // Моделирование и развитие процессов ОМД. 2014. №20. С. 153-157.

20. Перетятько В.Н., Климов А.С., Филиппова М.В., Федоров А.А. В кн.: Металлургия, технология, управление, инновации, качество. Сб. науч. тр. СибГИУ. – Новокузнецк: изд. СибГИУ, 2010. С. 258 – 265.

21. Pater Zbigniew. Analysis of helical rolling process of balls formed from a head of a scrapper rail. // Advances in Science and Technology Research Journal., Vol. 10 (2016), no. 30., pp 110-114.

22. Experimental and numerical analysis of helical-wedge rolling process for producing steel balls / Z. Pater [and etc.] // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2013. - T. 67. - pp.1-7.

23. Kotenok V.I. Razvitie teorii formoobrazovanija profilej v vintovyh kalibrah i sozdanie vysokojeffektivnyh processov i oborudovanija dlja prokatki detalej mashin: Dissertacija d-r tehn. nauk [Development of the theory of a shaping of profiles in screw calibers and creation of highly effective processes and the equipment for rolling of details of machines:] akcionernaja holdingovaja kompanija "Vserossijskij nauchno-issledovatel'skij i proektno-konstruktorskij institut metallurgicheskogo mashinostroenija im. akad. A.I. Celikova" RZh15. Metallurgija. 2006. no. 4. p.14.

24. Artes A.Je., Tret'juhin V.V. Problema sovershenstvovanija proizvodstva meljushhih sharov. Kachestvo i innovacii [ Problem of enhancement of production of the grinding spheres. Quality and innovations] Kompetentnost' 2014. no. 3(114). pp. 50…53.

25. Skoblo T.S., Avtuhov A.K., Klimanchuk V.V. Prichiny i harakteristika otkazov prokatnyh valkov stanov gorjachej prokatki [Causes and characteristics of bounce rolls hot rolling mills] Metallurgija mashinostroenija. // 2014. no.3. pp.14-17

26. Teterin P.K. Teorija poperechnoj i vintovoj prokatki. [Theory of cross and screw rolling.] Moscow: Metallurgija. 1983 - 270 p.

27. Bystrov V.A., D'jakov P.K., Umanec A.G. Uslovija jekspluatacii i iznos valkov prokatnogo stana gorjachego metalla [Operating conditions and the wear of the rolls of the rolling mill of hot metal] Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Chernaja metallurgija. 2014.no.5. pp.24-29

28. Sinnave M. Novye marki prokatnyh valkov i tendencii ih proizvodstva [The new brand rolls and trends of their production ] Stal'. 2003. no.7. -pp.48-52.

29. Romancev B.A., Aleshhenko A.S., Cjucjura V.Ju., Lube I.I. Osobennosti iznosa rabochih valkov proshivnogo stana TPA 159-426 pri prokatke nepreryvnolityh zagotovok bol'shogo diametra [Features of wear of working rolls of a proshivny camp of TPA 159-426 when rolling nepreryvnolity preparations of big diameter] Proizvodstvo prokata.2016. no6. – pp.20-27

30. Osobennosti iznosa rabochih valkov proshivnogo stana TPA 50-200 pri prokatke nepreryvnolityh i gorjachekatanyh zagotovok / B.A. Romancev [i dr.] [Features of work rolls wear of piercing mill TRA 50-200 at rolling of continuously cast and hot-rolled billets] Metallurg. 2016. no10. – pp.57-61

31. Stan CKBMM 44 dlja prokatki sharov 40-80 Tehnicheskij proekt. [Stan TSKBMM 44 for rolling the balls 40-80 Technical project] - M.: CNIITMASh, 1955.

32. Peretjat'ko V.N., Klimov A.S., Filippova M.V. Kalibrovka valkov sharoprokatnogo stana [ Calibration of rolls of a sharoprokatny camp.] Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Chernaja metallurgija. 2013. no. 4. pp.27…30

33. Filipova M.V., Smetanin S.V., Peretjat'ko V.N. Komp'juternoe modelirovanie prokatki sharov v intovyh kalibrah [Computer modeling of rolling balls in intovyh calibers] V sbornike: Modelirovanie i naukoemkie informacionnye tehnologii v tehnicheskih i social'no-jekonomicheskih sistemah trudy IV Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. 2016. pp. 290-294.

34. Filipova M.V., Peretjat'ko V.N., Smetanin S.V. Usilija i naprjazhenija pri prokatke shara [Effort and hard at the ball rolling] Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Chernaja metallurgija. 2016. no.8. pp. 587-588.

35. Celikov A.I., Barbarich M.V. Special'nye prokatnye stany. [Special rolling mills.] Moscow: Metallurgija. 1971 - 336 p.

36. Celikov A.I. Teorija rascheta usilij v prokatnyh stanah. [The theory of calculation of efforts in rolling mills.] Moscow: Metallurgija. 1962 - 496 p.

37. Guljaev Ju.G., Shifrin E.I., Lube I.I., Garmashev D.Ju., Nikolaenko Ju.N. Opredelenie geometricheskih parametrov ochaga deformacii v stanah poperechno vintovoj prokatki [Determination of geometric parameters of the roll gap in rolling mills transverse screw]Stal'. 2013. no. 11. pp. 53-55.

38. Guljaev Ju.G., Shifrin E.I., Lube I.I., Garmashev D.Ju., Nikolaenko Ju.N. Opredelenie geometricheskih parametrov ochaga deformacii v stanah poperechno vintovoj prokatki [Determination of geometric parameters of the roll gap in rolling mills transverse screw] Stal'. 2013. no. 11. pp. 53-55.

39. Krasnevskij S.M., Makushok E.M., Shhukin V.Ja. Razrushenie metallov pri plasticheskoj deformacii[The destruction of metal by plastic deformation] Minsk: Nauka i tehnika. - 1983.

40. Novik F.S., Arsov Ja.B. Optimizacija processov tehnologii metallov metodami planirovanija jeksperimentov[Process optimization technology of metals methods of design of experiments] Moscow: Mashinostroenie; Sofija: Tehnika, 1980. - 304 p.

41. Belov V.I., Razgulin I.A. Ocenka srednih znachenij stepeni i skorosti deformacii s primeneniem programnogo kompleksa Deform 3D pri gorjachej prokatke [Estimation of the average values of the degree and rate of deformation using the Deform 3D software complex during hot rolling] Modelirovanie i razvitie processov OMD. 2014. №20. pp. 153-157.

42. Peretjat'ko V.N., Klimov A.S., Filippova M.V., Fedorov A.A. V knige.: Metallurgija, tehnologija, upravlenie, innovacii, kachestvo [Metallurgy, technology, management, innovations, quality] SibGIU. – Novokuzneck: izd. SibGIU. 2010. pp. 258 – 265.

43. Pater Zbigniew. Analysis of helical rolling process of balls formed from a head of a scrapper rail. // Advances in Science and Technology Research Journal., Vol. 10 (2016), no. 30., pp 110-114.

44. Experimental and numerical analysis of helical-wedge rolling process for producing steel balls / Z. Pater [and etc.] // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2013. - T. 67. - pp.1-7.