Силовые условия прокатки в универсальных калибрах современных рельсобалочных станов

Развитие подвижного железнодорожного состава, увеличение скорости перевозки, грузонапряженности магистралей и их протяженности требует постоянного совершенствования технологии производства железнодорожных рельсов. Современные рельсобалочные станы имеют в своем составе непрерывно-реверсивную группу клетей, в которую входят универсальные клети. Прокатка рельсовых профилей в универсальных калибрах кардинально отличается от прокатки в двухвалковых калибрах. В настоящее время она недостаточно хорошо изучена как в теоретическом, так и практическом плане. Определены условия осуществления процесса прокатки в универсальных калибрах с парой неприводных валков, учитывающие величины активных (резервных) сил трения, действующих со стороны приводных валков, и реактивных сил со стороны неприводных валков и валковой арматуры. Методом энергетического баланса решена задача по определению усилия подпора, необходимого для деформирования в неприводных валках. При решении уравнения равновесия сил в очаге деформации, образованном приводными валками, определен резерв сил трения, который во многом определяет возможность процесса прокатки. Получены теоретические зависимости для оценки силового баланса при прокатке в универсальных калибрах современных рельсобалочных станов с учетом резерва сил трения, обеспеченного приводными валками, и подпора, необходимого для деформирования в неприводных валках. Информация о силовых условиях в универсальном калибре необходима для анализа процесса прокатки в универсальном калибре при различных режимах деформирования и уточнения коэффициентов вытяжки по элементам получаемого профиля. Предложены зависимости позволяющие оценить расход резерва сил трения на работу валковой арматуры, которая обслуживает универсальный калибр. Уточнена известная формула А.И. Целикова, А.И. Гришкова по определению уширения применительно к прокатке в универсальных калибрах с двумя неприводными валками. Отмечено влияние подпора со стороны неприводных валков на изменение размеров подошвы и головки рельсовых профилей.

1. Fastikovskiy A.R., Dorofeev V.V., Efimov O.Yu. Evaluation of technological risks in the work of rolling equipment // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 411. Article 012080. http://doi.org/10.1088/1757-899X/411/1/012080

2. Fastykovskiy A.R., Peretyatko V.N., Evstifeev V.V., Efimov O.Yu. Performance analysis of the rolling equipment using computer mode­ling // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 411. Article 012081. http://doi.org/10.1088/1757-899X/411/1/012081

3. Lassent A. Le train a’poutrelles et a’rails de l’usine d’hagauge (SASILOR) // Revue de Metallurge. 1974. Vol. 11. No. 10. P. 733–748. (In Fr.).

4. Mennel G. Schienenwalzung in Universal Gerust der Modernisie­nung der Strass Hagange // Der Kalibreur. 1981. No. 35. P. 15, 16. (In Germ.).

5. Svejkovsky U. Newest technologies for economical sections production // AISE Steel Technology. 2002. Vol. 79. No. 2. P. 33–39.

6. Frank E. Fonner. Steel dynamics commissions its new structural and rail division // AISE Steel Technology. 2002. Vol. 79. No. 11-12. P. 27–35.

7. Nigris G., Schroder J. Profile sizing process for high-quality medium / heavy sections and rails // MPT International. 2002. Vol. 25. No. 3. Р. 48–54.

8. Шилов В.А., Шварц Д.Л., Скосарь Е.О. Особенности прокатки длинномерных рельсов на универсальном рельсобалочном стане // Металлург. 2016. № 3. С. 44-48.

9. Svejkovsky U., Perala R.E. State of the art of rail rolling // Iron and Steel Technology. 2005. Vol. 2. No. 10. P. 19–24.

10. Universal rail and section rolling mill for Wisco // NEWSletter SMS Metallurgy. 2006. No. 2. Р. 78.

11. Головатенко А.В., Волков К.В., Дорофеев В.В., Степанов С.В., Добрянский А.В. Развитие технологии прокатки и процессов калибровки железнодорожных рельсов // Производство проката. 2014. № 2. С. 25–39.

12. Смирнов В.К., Бондин А.Р., Михайленко А.М. Исследование прокатки рельсов в универсальных клетях // Производство проката. 2003. № 12. С. 24–30.

13. Фастыковский А.Р., Перетятько В.Н. Неприводные универсальные калибры – новое направление в производстве рельсов // Металлург. 2002. № 5. С. 48–50.

14. Фастыковский А.Р., Перетятько В.Н. Изучение резервных сил трения при прокатке в вытяжных калибрах // Известия вузов. Черная металлургия. 2002. Т. 45. № 4. С. 22–24.

15. Выдрин В.Н., Федосиенко А.С., Крайнов В.И. Процесс непрерывной прокатки. М.: Металлургия, 1970. 456 с.

16. Федин В.П., Грицук Н.Ф. Валковая арматура сортовых станов. М.: Металлургия, 1975. 216 с.

17. Работнов Ю.М. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1988. 742 с.

18. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. М.: Высш. шк., 2003. 560 с.

19. Суворов И.К. Уширение при прокатке в неприводных валках // Известия вузов. Черная металлургия. 1961. Т. 4. № 1. С. 118–120.

20. Никитин Г.С. Теория непрерывной продольной прокатки. М.: изд. МГТУ им. Баумана, 2009. 399 с.