СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И РАСЧЕТ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ ПРОКАТКЕ ДВУТАВРОВЫХ ПРОФИЛЕЙ НА УНИВЕРСАЛЬНЫХ РЕЛЬСОБАЛОЧНЫХ СТАНАХ

Наиболее экономичным способом производства стальных двутавровых профилей широкого сортамента является прокатка на современных универсальных рельсобалочных станах, снабженных непрерывно-реверсивными группами рабочих клетей с четырехвалковыми универсальными балочными калибрами. Такие станы эффективно используются в зарубежной металлургии для производства рельсов, балок и других сортовых профилей. В России два первых стана такого типа построены и в настоящее время осваиваются на ПАО «ЕВРАЗ ЗСМК» и ПАО «Челябинский металлургический комбинат». В работе предложена новая методика расчета калибровок валков универсальных рельсобалочных станов, основанная на результатах статистического обобщения действующих технологических режимов прокатки двутавровых профилей на универсальных балочных, рельсобалочных и сортовых станах, снабженных универсальными клетями, а также на разработанной авторами математической модели формоизменения металла при прокатке в универсальных калибрах, основанной на применении вариационного принципа минимума полной мощности. При анализе и обобщении действующих технологических режимов прокатки двутавров сформирована статистическая выборка, включающая основные характерные параметры калибровки: номер N и тип двутавра, число проходов nпр , средние коэффициенты вытяжки в каждом проходе λi , суммарный (общий) коэффициент вытяжки λΣ за «n» проходов, характер распределения коэффициентов вытяжек по проходам. Общий объем выборки составил 472 точки, полученные по 55 калибровкам валков. Сформированную выборку исследовали с использованием аппарата корреляционно-регрессионного анализа. В ре- зультате получены регрессионные зависимости для расчета основных характерных параметров калибровки. С применением разработанной методики выполнен расчет калибровки валков чистовой группы тандем универсального рельсобалочного стана для прокатки двутавра 35Б2. Характерной особенностью полученного режима являются практически одинаковые коэффициенты вытяжки по шейке λш и фланцам λф при прокатке в каждом универсальном калибре. Разница значений λш и λф по проходам составляет 0,4 – 2,4 %, т.е. достигается равномерная деформация металла по элементам двутаврового профиля, что способствует получению высококачественного двутавра.

1. Матвеев Б.Н. Современные рельсопрокатные станы // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация». 2006. № 2. С. 40 – 43.

2. Кольбмюллер В. Непрерывно–реверсивная (тандемная) прокат- ка балок и профилей // Черные металлы. 1982. № 10. С. 23 – 29.

3. Головатенко А.В., Волков К.В., Александров И.В. и др. Ввод в эксплуатацию универсального рельсобалочного стана и освоение технологии производства рельсов на современном обору- довании в рельсобалочном цехе ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация». 2014. № 6. С. 32 – 38.

4. Огородников С.И., Попов А.Е., Загуменнов О.В. Освоение производства фасонного проката на универсальном рельсобалочном стане // Сталь. 2013. № 11. С. 46 – 47.

5. Грудев А.П., Машкин Л.Ф., Ханин М.И. Технология прокатного производства: Учебник для вузов. – М.: Арт-Бизнес-Центр; Ме- таллургия, 1994. – 650 с.

6. Полухин П.И. Прокатка и калибровка двутавровых балок. – М.: Металлургиздат, 1956. – 314 с.

7. Смирнов В.К., Шилов В.А., Инатович Ю.В. Калибровка прокатных валков. – М.: Теплотехник, 2010. – 490 с.

8. Zhang W., ZhuC., Widera G.E.O. On the use of upper-bound method for load determination in H-beam rolling // Journal of Material processing technology. 1996. No. 56. P. 820 – 833.

9. Jin X.G. etс.Athree-dimensional analysis of universal beam tandem rolling process. Part I: Deformation analysis // Journal of Material processing technology. 2000. No. 102. P. 59 – 64.

10. Jin X.G. etс. A three-dimensional analysis of universal beam tandem rolling process. Part II: Stress analysis // Journal of Material processing technology. 2000. No. 102. P. 65 – 69.

11. Непряхин С.О., Шилов В.А., Шварц Д.Л. Новый метод расчета формоизменения металла и энергосиловых параметров при прокатке в универсальном балочном калибре // Изв. вуз. Черная металлургия. 2014. № 5. С. 67 – 68.

12. Непряхин С.О., Шилов В.А., Шварц Д.Л. Исследование процесса прокатки двутавровых профилей в универсальном калибре с применением вариационного принципа минимума полной мощности // Сталь. 2014. № 6. С. 54 – 58.

13. Nepryakhin S.O., ShilovV.A., ShvartsD.L. Metal flow and forces when rolling I beams in universal grooves// Steel in Translation. 2014. Vol. 44. No. 11. P. 842–846.

14. Shvarts D.L., Nepryakhin S.O., Shilov V.A. New variational solutions for the rolling of flanged sections in universal roll passes // Metallurgist. 2017. Vol. 60. No. 3. P. 1256 – 1261.

15. Грицук Н.Ф., Антонов С.П. Производство широкополочных двутавров. – М.: Металлургия, 1973. – 304 с.

16. Митрофанов А.А., Смирнов В.К. Анализ производства двутавровых профилей на универсальном балочном стане // Металлург. 2005. № 5. С. 59 – 61.

17. Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. Для инженеров и научных работников. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. – 816 с.

18. Харченко Л.П., Ионин В.Г., Глинский В.В. и др. Статистика: Учебник. – М.: ИНФРА-М, 2008. – 445 с.

19. Шишкин А.С., Шишкин С.Ф. Решение инженерных задач в Excel: Учебное пособие. – Екатеринбург: УрФУ, 2012. – 365 с.

20. Кошелев В.Е. Excel 2007. Эффективное использование. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2008. – 544 с.