Search

Показано что, ключевым фактором для практической реализации идеи совмещенного процесса «поперечно-винтовая прокатка-прессование» является осевое усилие при поперечно-винтовой прокатке, которое должно обеспечивать непрерывное прессование в матрице за валками. Для измерения максимального осевого усилия, которое, по сути, является резервом сил трения, был изготовлен специальный тензометрический датчик. Работа была выполнена на трёхвалковом стане поперечно-винтовой прокатки «10–30» для случая горячей прокатки стальных прутков с диаметрами 16–25 мм при обжатии 6 % по диаметру и температуре 1000 °C. Результаты представлены по 24 опытам. По данным исследования показано, что, главную опасность при поперечно-винтовой прокатке и прессовании представляет не недостаток усилия, а возможность изгиба заготовки между валками и матрицей. Обоснована возможность повышения усилия за счет использования валков с насечкой при мак- симальном обжатии. Проведено сравнение полученных результатов с исследованиями усилия прошивки похожих профилей на трёхвалковых станах. Обоснованы перспективы оптимизации процесса прошивки сплошных заготовок в гильзу за счет использования результатов исследования, особенно в части сведений о резерве усилия (сил трения) поперечно-винтовой прокатки. The article shows that a key factor for the practical realization of the idea of the combined process “helical rolling-pressing” is the axial force during the helical rolling, which should provide continuous compression in the matrix behind the rolls. To measure the maximum axial force, which is in fact a reserve of friction forces, a special strain gauge was designed. The work was carried out at a three rolls mill with helical rolling “10–30” for hot rolling of steel bars with a diameter of 16–25 mm at reduction of 6 % in diameter and the temperature of 1000 °C. Results are presented based on 24 experiments. The research shows that the main danger in helical rolling and extrusion is not an effort lack, but rather the possibility of bending the work piece between rollers and the matrix. The possibility of raising efforts by means of using rolls with a notch at maximum compression is substantiated. The results are compared with the research of the firmware of similar profiles at three rolls mills. The article shows the prospects of optimizing the process of continuous firmware blanks into the sleeve by the use of research results, especially when the information about reserve forces (friction forces) of the helical rolling is concerned. Найзабеков Абдрахман Батырбекович, д-р техн. наук, профессор, ректор, Рудненский индустриальный институт, г. Рудный, Казахстан; info@rii.kz. Арбуз Александр Сергеевич, докторант кафедры нелинейной физики и физики твердого тела, Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан; zubra_kz@mail.ru. Талмазан Виталий Антонович, канд. техн. наук, доцент кафедры обработки металлов давлением, Карагандинский государственный индустриальный университет, г. Темиртау, Казахстан; kaf-omd@mail.ru. A.B. Naizabekov, Rudny Industrial Institute, Rudny, Kazakhstan, info@rii.kz, A.S. Arbuz, Al-Farabi Kazakh National University, Almaty, Kazakhstan, zubra_kz@mail.ru, V.A. Talmazan, Karaganda State Industrial University, Temirtau, Kazakhstan, kaf-omd@mail.ru

Экспериментально исследована технология производства фасонных профилей высокой точности посредством продольной низкотемпературной прокатки (Тдеф ≤ 0,1Тплав) разных материалов, таких как сталь, титан, латунь и нейзильбер из исходной круглой заготовки. Прокатка осуществлена за один или несколько проходов без промежуточных термообработок на гладкой бочке и в калибрах, образованных двумя, тремя и четырьмя валками, оси которых расположены в одной плоскости. Изучалось пластическое течение по всему контуру поперечного сечения профиля, включая поверхность контактную с деформирующем инструментом – прокатными валками, и по всей длине очага деформации. Измерения геометрических размеров выполнены на инструментальном микроскопе, оптическом проекторе и контрольно-измерительной машине. При продольной низкотемпературной прокатке круглой заготовки за один или несколько проходов без промежуточных термообработок независимо от вида материала и типа очага деформации экспериментально установлена нестабильность и неоднородность пластического течения металла в очаге де- формации по контуру поперечного сечения деформируемого профиля. Обнаружена волновая природа пластической деформации в сочетании с локализованным скачкообразным изменением, в том числе на поверхности контактной с деформирующим инструментом. Закономерности взаимодействия металлов с деформирующим инструментом неоднозначно связаны с такими показателями как условия прокатки, обжатие, площадь контакта металла с деформирующим инструментом, число прокатных валков, образующих калибр. При многопроходной деформации все показатели пластического течения разрывные, где точка разрыва совпадает с началом деформации в последующем проходе. Результаты исследования использованы при разработке технологии и производстве опытно-промышленных партий фасонных профилей высокой точности прямоугольного, сегментного, треугольного и квадратного поперечных сечений. The technology of production of pro-shaped profiles of high precision by means of longitudinal lowtemperature pro-rollers (Тdef ≤ 0.1Тmelt) of different materials such as steel, titanium, brass and nickel silver from the initial round billet. was experimentally studied. Rolling was carried out in one or more passes without intermediate heat treatments on a smooth barrel and in gauges formed by two, three and four rolls, the axes of which are located in the same plane. The plastic flow was studied along the circuit cross-sectional profile, including the contact surface with deforming tools - rolling rolls, as well as along the entire length of the deformation zone. Measurements of geometric dimensions were made with the tool microscope, the optical projector and the test machine. Instability and heterogeneity of the plastic flow of metal in the deformation zone of the deformable crosssectional profile was experimentally established at longitudinal low temperature rolling of the round billet in one or several passes without intermediate heat treatments, regardless of the type of the material and the type of the deformation zone. The wave nature of plastic deformation in combination with localized hopping was discovered including surface contact with the deforming tool. Patterns of metal interaction with the deforming tool are uniquely associated with such indicators as rolling conditions, compression, the contact area with the metal deforming tool, the number of rolls forming a gauge. At multipass deformation all indicators of the plastic flow are discontinuous, and the discontinuity point coincides with the beginning of deformation in a subsequent pass. Results of the study are used in the development of technology and production of pilot batches of high precision shapes of rectangular, segmental, triangular and square cross-sections. Нагорнов Валерий Сергеевич, канд. техн. наук, доцент кафедры машин и технологий обработки материалов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; nagornovvs@ susu.ac.ru. V.S. Nagornov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, nagornovvs@susu.ac.ru

Работа посвящена исследованию качества обрезки кромки плакирующих лент при плакировании лент, полученных методом холодной прокатки. При получении слоистых металлических композиций по схеме «твердый – мягкий – твердый», когда ширина плакирующей ленты больше ширины ленты основы, зачастую наблюдается плохая обрезка кромок плакирующей ленты. Качество обрезки напрямую зависит от отношения толщин слоев биметалла, а также от их механических свойств. В работе исследовались композиции, полученные из отожжённых лент алюминиевых сплавов А5 и АМг2 толщиной 1,0 мм и шириной 25 мм (основа) и латуни Л90, нейзильбера МНЦ 15-20, стали 08кп толщиной 7–35 % от толщины алюминиевых лент и шириной 50 мм (плакирующий слой). Отношение пределов прочности плакирующей ленты и основы изменялось в широких пределах от 0,98 до 6,85. Эксперименты показали, что с ростом этого отношения обрезка кромок ухудшается. На основе экспериментальных данных получена математическая зависимость предельного соотношения толщин компонентов от соотношения пределов прочности плакирующих материалов и основы, при которых обеспечивается качественная обрезка кромок. This paper examines the quality of trimming the edges of bimetal strips got by cold rolling. By producing the hard–soft–hard layered metal compositions, a low quality of cutting-up of clad strip edges is often observed. The trimming quality depends on the ratio of thickness of bimetal layers and their mechanical properties. The bimetals studied were composed of annealed strips of aluminium alloys A5 and AMg2 (thickness 1.0 mm, width 25 mm) as a base and brass L90, nickel silver MNTs 15-20 and steel 08kp as a cladding layer. The thickness of the cladding layer was from 7 to 35 % of the thickness of aluminium strip, with the width being equal to 50 mm. The ratio of tensile strength of the plating and the base varied in a wide range from 0.98 to 6.85. The experiments showed that trimming worsens as the ratio increases. The mathematical relation was obtained that gives the limit ratio of component thickness depending on the ratio of tensile strengths of the cladding material and the base providing high quality of edge cutting. Пелленен Анатолий Петрович, канд. техн. наук, доцент кафедры машин и технологий обработки материалов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; APPellenen@list.ru. Xабибуллин Артур Амурович, аспирант кафедры машин и технологий обработки материалов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; ch.a.am@mail.ru. A.P. Pellenen, APPellenen@list.ru, A.A. Khabibullin, ch.a.am@mail.ru South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation

Отмечена роль ученых металлургов г. Челябинска и г. Магнитогорска в развитии теории и практики процессов обработки металлов давлением. Значительный вклад в создание новых процессов ОМД внес организатор кафедры прокатки Челябинского политехнического института В.Н. Выдрин. Им была создана одна из немногих проблемных лабораторий в высших учебных заведениях страны. В проблемной лаборатории «Новые технологии процессы прокатки» при участии сотрудников кафедры прокатки под руководством профессора В.Н. Выдрина решались не только вопросы теории, но и разрабатывались новые технологические процессы прокатки и оборудование для их осуществления на базе энергетической теории. Примером этого является создание процессов прокатка-волочение, прокатка-ковка, прокатка в многовалковых калибрах, прокатка периодических профилей, прокатка фасонных профилей высокой производственной готовности, волочение в роликовых волоках. Необходимо отметить работы кафедры в области непрерывной прокатки. Следует отметить плодотворное сотрудничество научных школ В.Н. Выдрина и М.И. Бояршинова по развитию теории прокатки в многовалковых калибрах. Коллектив кафедры машиностроительных и металлургических технологий МГТУ им. Г.И. Носова эффективно работает в области производства биметаллической проволоки, порошковой металлургии, слоистых композиционных материалов. Значительны работы в области метизного производства, конструирования и формирования покрытий в процессах ОМД, квалиметрии промышленной продукции и производственных процессов в металлургии; формирования структуры и свойств ультрамелкозернистых углеродистых сталей методами деформационного измельчения. На кафедре предложена методика прогнозирования механических свойств и напряженно-деформированного состояния в процессах обработки давлением стальных заготовок с различными структурными неоднородностями. The paper describes the role of metallurgists-researchers from Chelyabinsk and Magnitogorsk in the development of the theory and practice of metal forming processes. Significant contribution to the creation of new forming processes was made by V.N. Vydrin, the organizer of the Rolling Department of the Chelyabinsk Polytechnical Institute (now South Ural State University). He founded a problem laboratory “New Technologies and Processes of Rolling”, one of a few laboratories in higher educational institutions of the country. In this laboratory the staff of the Rolling Department under the guidance of Prof. V.N. Vydrin solved theoretical issues on the basis of the energy theory and developed new technological processes of rolling and equipment for the implementation of these processes. Examples of such developments are creation of rolling-drawing and rollingforging processes, rolling in multiroll openings, rolling of periodic profiles, rolling of high-preparedness shape profiles and roll-die drawing. The work done by the department in the field of continuous rolling and scientific schools of V.N. Vydrin and M.I. Boyarshinov who worked in effective cooperation on the development of the rolling theory in multuroll openings should also be mentioned. The staff of the department “Machine-Building and Metallurgical Technologies” of the G.I. Nosov Magnitogorsk State Technical University is working effectively in the field of bimetal wire production, powder metallurgy, production of layered composites. Much work is also done in the field of hardware production, designing and formation of coatings in metal forming processes, qualimetry of metallurgical products and processes, formation of the structure and properties of ultra-fine grained carbon steels by strain-induced structure refinement. A new technique for prognosticating mechanical properties and the stress-strain state in the processes of forming steel billets with a variety of structural heterogeneity is proposed. Гун Геннадий Семенович, д-р техн. наук, профессор, советник ректора, профессор кафедры машино-строительных и металлургических технологий Института металлургии, машиностроения и материалообработки, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск; mgtu@magtu.ru. G.S. Gun, Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation, mgtu@magtu.ru

На базе комплексной многоуровневой математической модели процессов сортовой прокатки и системы автоматизированного проектирования технологий сортовой прокатки создан учебно-исследовательский тренажер-имитатор «Сортовая прокатка», включающий в себя тренажер технолога, тренажер оператора, тренажер вальцовщика, а также теоретические и технологические модули и сервис. Тренажер предназначен для изучения основ технологии производства сортового проката; ознакомления с конструкциями и характеристиками основного технологического оборудования прокатных станов; приобретения навыков проектирования технологии прокатки сортовых профилей; ознакомления с процессом управления прокатным станом и непосредственного управления моделью стана; моделирования и отработки нештатных ситуаций; контроля знаний в области технологии и оборудования прокатного производства. Тренажер может быть использован для обучения основам прокатного производства, методам и приемам подготовки, контроля и управления технологическими процессами прокатки на промышленных предприятиях, а также в учебных заведениях высшего и специального образования. Using a comprehensive multi-level mathematical model of shape rolling and computer-aided design technology a research and training simulator “Shape rolling” was created. The simulator consists of a module for a technology engineer, a module for operator training, a module for on-mill staff, theoretical and technological modules and a service module. The simulator is designed to learn the basics of production technology of hot rolled products; to familiarize with the design and characteristics of the main technological equipment of rolling mills; to acquire the design skills in rolling technology; to learn how to manage the rolling mill; to simulate and test the emergency situations; to control the knowledge in the field of technology and equipment of rolling production. The simulator can be used for teaching the basics of rolling production; for monitoring and controlling rolling industrial enterprises. It can also be used in the institutions of higher and professional education. Дубинский Феликс Семенович, канд. техн. наук, профессор кафедры машин и технологий обработки материалов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; dfs38@list.ru. Соседкова Марина Алексеевна, старший преподаватель кафедры машин и технологий обработки материалов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; mmak@mail.ru. Мальцев Павел Анатольевич, ведущий инженер, ОАО «Челябинский металлургический комбинат», г. Челябинск; maltsevpa@gmail.com. F.S. Dubinskiy, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, dfs38@list.ru, M.A. Sosedkova, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, mmak@mail.ru, P.A. Mal'tsev, JSC “Chelyabinsk Metallurgical Plant”, Chelyabinsk, Russian Federation, maltsevpa@gmail.com

Рассматриваются вопросы разработки математической модели взаимосвязанных клетей непрерывной подгруппы черновой группы широкополосного стана горячей прокатки. Обоснована задача исследования повторных динамических процессов, возникающих в электромеханических системах вертикальных валков универсальной клети при захвате полосы валками последовательно расположенной горизонтальной клети. Отмечено, что динамический момент в данном режиме может превышать устано вившийся момент прокатки в 2–2,5 раза. Основной причиной возникновения повторных ударных нагрузок является несогласованность скорости выхода полосы из валков вертикальной клети и линейной скорости валков горизонтальной клети. С целью исследования передачи кинетической энергии на вал двигателя предыдущей клети обоснована целесообразность разработки уточненной математической модели очага деформации. Предложено разработать данную модель на основе уравнения закона сохранения энергии при прокатке. Представлена структурная схема математической модели взаимосвязанных электроприводов вертикальных и горизонтальных валков трехклетевой прокатной группы стана 2000 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Представлены аналитические выражения для расчета мощности, подводимой к очагу деформации со стороны приводного двигателя валков, мощности, подводимой за счет переднего натяжения (подпора) и заднего подпора (натяжения), мощности, затрачиваемой на формоизменение проката и мощности трения скольжения. Для этого исследовано поведение металла в очаге деформации, представлены математические выражения изменения элементарных скоростей точек на поверхностях входного и выходного сечений. Приведены зависимости скольжения металла относительно валков и мощностей трения скольжения для зон опережения и отставания, полученные с учетом изменения сечения обрабатываемого металла и его сопротивления деформации. На основе полученных выражений построена структурная схема модели очага деформации. Представлены аналитические и операторные выражения для моделирования сил натяжения и подпора и структура модели, описывающей упругие свойства полосы в межклетевом промежутке. Приведена структура математической модели системы регулирования скорости электропривода, основанная на известных уравнениях якорной цепи двигателя постоянного тока. В результате сравнения переходных процессов координат электроприводов и параметров прокатки, полученных при моделировании и путем осциллографирования на стане, подтверждена адекватность разработанной модели исследуемому объекту. Представленная математическая модель рекомендуется для исследования силового взаимодействия электромеханических систем прокатного стана, а также исследования динамических режимов, возникающих при захвате полосы валками горизонтальных и вертикальных клетей. The paper considers development of the mathematical model of the interrelated stands of the continuous sub-group belonging to the roughing train of the wide-strip hot-rolling mill. The paper substantiates the task of studies on repeated dynamic processes occurring in the electromechanical systems of the universal mill stand edging rolls at the strip gripping by rolls of the tandem horizontal roll stand. The dynamic torque is registered to be 2 to 2.5 times greater than the steady mill torque in this mode. The main reason for occurring repeated shock loads is incoordination of the speed of the strip leaving the edging stand rolls and linear speed of the horizontal stand rolls. To study the transfer of the kinetic energy to the motor shaft of the previous stand it is proved that developing the improved mathematical model of the deformation zone is reasonable. We propose to develop this model in reliance on the equation of the energy conservation at rolling. In the paper there is the structural diagram of the mathematical model of the interrelated electric drives of the edging and horizontal rolls of the three-stand 2,000 mm mill trains of OJSC Magnitogorsk Iron and Steel Works. The paper offers analytic expressions for calculation of the power supplied to the deformation zone from the roll drive motor side, the power supplied due to the metal front tension (looping) and rear looping (tension), the power consumed at gauge forming and power of the slipping friction power. In connection with it, the metal behavior in the deformation zone has been studied; mathematical expressions of the changing elementary velocities of points on the surfaces of the entrance and exit sections are provided. The paper gives dependencies of the metal sliding related to the rolls and slipping friction powers for lead and lag areas obtained with regard to the changing area of the proceeded metal and its resistance to deformation. Based on the obtained expressions, the structural diagram of the deformation zone model has been developed. Analytical and operator expressions for modeling tension and looping forces, as well as structure of the model describing elastic properties of the strip in the inter-stand space are presented. The paper delivers the structure of the mathematical model for electric drive speed control system based on the known equations of the anchor chain of the DC motor. After the comparison of the transient processes of the electric drive coordinates and rolling settings obtained at the modeling and oscillography at the mill the conformity of the developed model to the studied object has been proved. The provided mathematical model is recommended to be applied for examination of the power interaction of the electromechanical rolling mill systems, as well as for the analysis of the dynamical modes at the strip gripping by the edging and horizontal stand rolls. Радионов Андрей Александрович, д-р техн. наук, профессор, проректор по учебной работе, профессор кафедры «Мехатроника», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; radionovaa@susu.ac.ru. Карандаев Александр Сергеевич, д-р техн. наук, профессор, главный научный сотрудник кафедры «Электротехника и электротехнические системы», Магнитогорский государственный технический универ- ситет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск; askaran@mail.ru. Евдокимов Алексей Сергеевич, научный сотрудник, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск; evdmgtu84@mail.ru. Андрюшин Игорь Юрьевич, канд. техн. наук, главный инженер Управления главного энергетика ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», г. Магнитогорск; andryushin.iy@mmk.ru. Гостев Анатолий Николаевич, электрик цеха ЛПЦ-10 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», г. Магнитогорск; gostev_an@mmk.ru. Шубин Андрей Григорьевич, начальник Центральной электротехнической лаборатории ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», г. Магнитогорск; shubin_ag@mmk.ru. А.А. Radionov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, radionovaa@susu.ac.ru, A.S. Karandaev, Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation, askaran@mail.ru, A.S. Evdokimov, Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation, evdmgtu84@mail.ru, I.Yu. Andryushin, Magnitogorsk Iron and Steel Works, Magnitogorsk, Russian Federation, andryushin.iy@mmk.ru, A.N. Gostev, Magnitogorsk Iron and Steel Works, Magnitogorsk, Russian Federation, gostev_an@mmk.ru, A.G. Shubin, Magnitogorsk Iron and Steel Works, Magnitogorsk, Russian Federation, shubin_ag@mmk.ru

Представлены результаты компьютерного моделирования процесса винтовой прошивки заготовки на стане с бочковидными валками и неподвижными направляющими линейками. Компьютерное моделирование производилось в программе QForm 3D, основанной на методе конечных элементов. Моделирование процесса винтовой прокатки позволило объяснить характер изменения напряженно-деформированного состояния центральной зоны металла при прокатке на двухвалковом прошивном стане за один полный оборот заготовки и объяснить разрушения в центральной зоне заготовки, являющейся основной причиной появления внутренних плен на гильзах и трубах. Разрушение центральной зоны заготовки происходит из-за действия осевых растягивающих напряжений. В результате компьютерного моделирования определено влияние оправки на характер напряженно-деформированного состояния центральной зоны заготовки. Наличие оправки резко снижает уровень растягивающих напряжений в центральной зоне заготовки по причине подпирающих сил, что в практике трубного производства приводит к увеличению прошиваемости заготовки и уменьшает или «заваривает» вскрытие осевой зоны металла. В данной работе также определено влияние коэффициента овализации и угла подачи на уровень осевых растягивающих напряжений в центральной зоне заготовки. Увеличение угла подачи увеличивает как растягивающие напряжения в заготовке, так и сжимающие перед торцем оправки. Поэтому необходимо процесс прошивки вести при условии, чтобы заготовка делала меньше одного оборота до встречи с торцом оправки, но не меньше 3/4 оборота, иначе возникнут проблемы с вторичным захватом. С увеличением коэффициента овализации увеличиваются растягивающие напряжения в центральной зоне заготовки. Полученные результаты моделирования соответствуют основным положениям теории обработки металлов давлением. Высокая достоверность результатов компьютерного моделирования позволяет осуществлять проверку разработанных калибровок прокатного инструмента и скоростных режимов без проведения дорогостоящих опытных прокаток. The article presents results of computer modeling of the process of screw piercing of the workpiece in the mill with barrel-shaped rollers and fixed guide bars. Modeling was carried out by the use of the software QForm 3D based on the finite element method. Modeling of the screw rolling process enabled to explain the nature of changes in the deflected mode of the metal central zone during rolling in a two-roll piercing mill in one complete revolution of the workpiece. It can explain destructions in the central zone of the workpiece which cause inner scabs on shells and pipes. Destruction of the central zone of the workpiece is due to axial tensile stresses. As a result of computer modeling, the effect of a mandrel on the nature of the deflected mode of the central zone of the workpiece was determined. The presence of the mandrel greatly reduces the grade of tensile stresses in the central zone of the workpiece due to buttress forces. In the process of pipe production it leads to the increase of the workpiece piercibility and decreases or “welds up” the metal axial opening. In this work the effect of the ovalization ratio and the feed angle on the grade of tensile stresses in the central zone of the workpiece was also determined. The increase of the feed angle increases both tensile stresses in the workpiece and compressive stresses in the butt end of the mandrel. Therefore, it is necessary to perform the process of piercing providing the workpiece makes fewer than one revolution before its meeting with the butt end of the mandrel, but not less than 3/4 of the turn, otherwise problems with the secondary grip could occur. The increase of the ovalization ratio results in the increase of tensile stresses in the central zone of the workpiece. The obtained results of computer modeling correspond to basic assumptions of the theory of plastic metal working. Король Алексей Валентинович, научный сотрудник лаборатории винтовой прокатки, Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности (РосНИТИ), г. Челябинск; korol@rosniti.ru. Выдрин Александр Владимирович, д-р техн. наук, заместитель генерального директора по научной работе, Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности (РосНИТИ), г. Челябинск; vydrinav@rosniti.ru. Широков Вячеслав Вячеславович, и.о. заведующего лабораторией моделирования технологических процессов, Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности (РосНИТИ), г. Челябинск; shirokov@rosniti.ru. A.V. Korol', Russian Research Institute of the Tube and Pipe Industries (RosNITI), Chelyabinsk, Russian Federation, korol@rosniti.ru, A.V. Vydrin, Russian Research Institute of the Tube and Pipe Industries (RosNITI), Chelyabinsk, Russian Federation, vydrinav@rosniti.ru, V.V. Shirokov, Russian Research Institute of the Tube and Pipe Industries (RosNITI), Chelyabinsk, Russian Federation, shirokov@rosniti.ru

Представлен анализ технологии производства бесшовных труб на трубопрокатных агрегатах с непрерывными пятиклетевыми трёхвалковыми оправочными станами типа PQF, FQM. Проведено исследование влияния величины овальности калибров чистовых клетей непрерывного стана FQM на формоизменение раската при прокатке. На основании результатов моделирования технологии прокатки в программном продукте Deform-3D получен характер распределения толщины стенки раската по периметру поперечного сечения очага деформации на выходе из пятой клети стана FQM в зависимости от величины овальности чистовых калибров. Получен характер изменения толщины стенки раската в выпуске калибра (на линии разъёма валков) и в зоне выпусков. Определено влияние овальности чистовых калибров на показатель уширения раската, окова оправки металлом, абсолютную разнотолщинность стенки по периметру очага деформации. Наименьшая величина абсолютной разнотолщинности, утолщения по выпуску калибра, поля допуска по толщине стенки получена при использовании калибра с овальностью 1,03. Показатель уширения раската, площадь раската в обжимной зоне калибра, величина угла окова оправки металлом принимают максимальные значения при использовании калибра с овальностью 1,03. Переполнение калибров отсутствовало на всех этапах моделирования. Analysis of the production technology of seamless pipes for pipe-rolling units with continuous type PQF, FQM mills was carried out. Investigation of the influence of ovality value of finishing caliber of three-roll continuous mandrel FQM mill on rolled product forming was performed. Based on the results of simulation of rolling technology in “Deform-3D” software the distribution of the wall thickness of the rolled product along the perimeter of the cross-section of the deformation zone at the outlet of the fifth stand of FQM mill was obtained as a function of the value of caliber ovality. The changing of the wall thickness of the rolled product in the taper of groove (on the parting line of the rolls) and in the outlet zone was obtained. Influence of the ovality of finishing caliber on the value of broadening of the rolled product, the contact zone between mandrel and rolled product, and the absolute non-uniformity of the wall thickness along the perimeter of the deformation zone was determined. The lowest absolute non-uniformity of the wall thickness, thickening at the taper of the groove, and tolerance zone of the wall thickness was obtained when the caliber with the ovality of 1.03 was used. The rolled product broadening coefficient, the area of the product in the deformation zone, the angle of contact between mandrel and rolled product also have maximum values for the caliber with ovality of 1.03. No overfill of the caliber was observed at all stages of simulation. Шкуратов Евгений Александрович, аспирант кафедры машин и технологий обработки материалов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; инженер лаборатории продольной прокатки, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности», г. Челябинск; Shkuratov@rtural.ru. Струин Дмитрий Олегович, заведующий лабораторией продольной прокатки, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности», г. Челябинск; StruinDO@rosniti.ru. Черных Иван Николаевич, аспирант кафедры машин и технологий обработки материалов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; младший научный сотрудник лаборатории продольной прокатки, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности», г. Челябинск; Chernyh@rosniti.ru. Сарафанова Ольга Евгеньевна, инженер лаборатории продольной прокатки, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности», г. Челябинск; Sarafanova@rosniti.ru. Бушин Роман Олегович, заместитель начальника технического отдела, ОАО «Северский трубный завод», г. Полевской; stw@stw.ru. Носков Константин Александрович, помощник начальника технического отдела, ОАО «Северский трубный завод», г. Полевской; stw@stw.ru. Панасенко Олег Александрович, начальник трубопрокатной лаборатории НИЦ, ОАО «Северский трубный завод», г. Полевской; stw@stw.ru. E.A. Shkuratov, South Ural State University; JSC “Russian Research Institute of the Tube and Pipe Industries” (RosNITI), Chelyabinsk, Russian Federation, Shkuratov@rtural.ru, D.O. Struin, JSC “Russian Research Institute of the Tube and Pipe Industries” (RosNITI), Chelyabinsk, Russian Federation, StruinDO@rosniti.ru, I.N. Chernykh, South Ural State University; JSC “Russian Research Institute of the Tube and Pipe Industries” (RosNITI), Chelyabinsk, Russian Federation, Chernyh@rosniti.ru, O.E. Sarafanova, JSC “Russian Research Institute of the Tube and Pipe Industries” (RosNITI), Chelyabinsk, Russian Federation, Sarafanova@rosniti.ru, R.O. Bushin, JSC “Seversky Tube Works”, Polevskoy, Russian Federation, stw@stw.ru, K.A. Noskov, JSC “Seversky Tube Works”, Polevskoy, Russian Federation, stw@stw.ru, O.A. Panasenko, JSC “Seversky Tube Works”, Polevskoy, Russian Federation, stw@stw.ru

Целью работы явилось исследование влияния отжига на строение и свойства тонкой биметаллической ленты латунь Л90 – алюминий АМг2 – латунь Л90 после плакирования (сварки) холодной прокаткой. При отжиге исследуемой композиции на границе контактирующих слоев алюминий – латунь возникают интерметаллиды, величина, строение и химический состав которых зависит от длительности отжига. Появление интерметаллидов в переходной зоне приводит к снижению прочности сцепления слоев. Выбор оптимальной длительности отжига позволяет снизить отрицательное влияние интерметаллидов и обеспечить возможность получения тончайшей биметаллической ленты. The aim of the research was to explore the effect of annealing on the structure and properties of thin bimetallic strip (10 % Zn brass – 2 % Mg aluminium – 10 % Zn brass) after plating (welding) by cold rolling. In the process of the strip annealing the intermetallics appeared on the border of the contact layers. The intermetallics quantity, structure and chemical composition depend on the annealing time. The appearance of intermetallics in the transition area leads to the decrease in the adhesive strength of layers. The optimal annealing period reduces the negative effect of intermetallic compounds and enables to obtain the finest bimetallic strip. Карева Надежда Титовна, канд. техн. наук, доцент кафедры физического металловедения и физики твердого тела, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск); main@physmet.susu.ac.ru. Пелленен Анатолий Петрович, канд. техн. наук, доцент кафедры машин и технологий обработки материалов давлением, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск); APPellenen@list.ru. Xабибуллин Артур Амурович, аспирант кафедры машин и технологий обработки материалов давлением, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск); ch.a.am@mail.ru. Галимов Дамир Муратович, заместитель директора научно-образовательного центра «Нанотехнологии», Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск); galimovdm@ya.ru. N.T. Kareva, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, main@physmet.susu.ac.ru, A.P. Pellenen, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, APPellenen@list.ru, A.A. Khabibullin, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, ch.a.am@mail.ru, D.M. Galimov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, galimovdm@ya.ru

Проведено теоретическое исследование формирования концевой обрези раската на трубопрокатных агрегатах с непрерывными станами. Выявлено, что большинство из имеющихся формул адаптированы для расчета концевой обрези при раскатке черновой трубы в линии ТПА с использованием непрерывных станов двухвалкового типа с удерживаемой либо плавающей оправкой. Определено, что основными технологическими факторами, влияющими на формирование концевой обрези на участке горячего передела, являются наличие системы гидроутонения непрерывного стана, коэффициент вытяжки по горячему переделу, отношение наружного диаметра к толщине стенки раската (D/S), тоннаж (прокатная компания), использование различных систем калибров стана PQF. Из анализа замеров толщины стенки за извлекательно-калибровочным станом видно, что система гидроутонения труб выравнивает толщину стенки по телу раската, но при этом величина абсолютной разнотолщинности стенки на заднем конце значительно превосходит разнотолщинность стенки на переднем. На основании анализа промышленных данных получена степенная зависимость величины концевой обрези от безразмерного коэффициента, который включает в себя такие параметры как: коэффициенты вытяжки и наружные диаметры труб после непрерывного оправочного, извлекательно-калибровочного и редукционно-растяжного станов. С использованием данной зависимости, можно регламентировать величину концевой обрези труб с использованием калибра стана PQF 190 мм и 290 мм. Полученная формула имеет высокую сходимость результатов с практическими данными, а также не противоречит рекомендациям, приводимых в литературных источниках. The theoretical study of the formation of the end crops during rolling at a tube rolling plant with continuous mills was made. It is found that the majority of available formulas are adapted to calculate the end crops for rough pipe rolling at a tube rolling plant with two roll continuous mills having a retained or floating mandrel. It is determined that the main technological factors affecting the formation of end crops during the hot process stage are the hydrothinning system of continuous mill, the coefficient of elongation of the hot process stage, the ratio of the outside diameter to the wall thickness of the rolling product (D / S), tonnage, the usage of different caliber systems of the PQF mill. The analysis of the wall thickness measurements at the extractor mill showed that the pipe hydrothinning system adjusts the wall thickness across the body of the rolling product, but the absolute value of the wall thickness variation on the rear end is considerably higher than the wall thickness variation on the front one. Based on the data analysis the power dependence of the end crops on the dimensionless coefficient including the coefficient of drawing, the outer diameters of the pipes after continuous, calibrating and reductionrecliner mills were obtained. With this dependence it is possible to regulate the amount of the end crops by using 190 mm and 290 mm caliber of the PQF mill. The formula obtained has a good agreement with practice and follows recommendations given in literature. Черных Иван Николаевич, аспирант кафедры машин и технологий обработки материалов давлением, Южно-Уральский государственный университет; младший научный сотрудник лаборатории продольной прокатки труб, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности» (г. Челябинск); Chernyh@rosniti.ru. Струин Дмитрий Олегович, заведующий лабораторией продольной прокатки труб, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности» (г. Челябинск); StruinDO@rosniti.ru. Шкуратов Евгений Александрович, аспирант кафедры машин и технологий обработки материалов давлением, Южно-Уральский государственный университет; инженер лаборатории продольной прокатки труб, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности» (г. Челябинск); Shkuratov@rtural.ru. I.N. Chernykh, South Ural State University; The Russian Research Institute of the Tube and Pipe Industries, Chelyabinsk, Russian Federation, Chernyh@rosniti.ru, D.O. Struin, The Russian Research Institute of the Tube and Pipe Industries, Chelyabinsk, Russian Federation, StruinDO@rosniti.ru, E.A. Shkuratov, South Ural State University; The Russian Research Institute of the Tube and Pipe Industries, Chelyabinsk, Russian Federation, Shkuratov@rtural.ru

Выполнен структурный анализ механизма привода валков станов шаговой прокатки с качающимися валками. С использованием аналитических методов получены зависимости, связывающие угловые положения, скорости валков и приводных кривошипов. Разработаны рекомендации для проектирования станов шаговой прокатки, использование которых позволяет увеличить длину обжимного участка валков, повысить производительность и качество получаемого проката. The structural analysis of the mechanism of roll drive of step-by-step rolling mills with swinging rolls is made. Using analytical methods the dependences connecting angular positions, speeds of rolls and driving cranks are received. Recommendations are developed for design of the step-bystep rolling mills allowing to increase the length of a blooming site of rolls, to raise productivity and quality of received proskating rinks. Коваль Григорий Иванович, доктор технических наук, профессор кафедры машин и технологий обработки материалов давлением, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76. Тел.: (351)2679178. Каримова Татьяна Григорьевна, кандидат экономических наук, доцент кафедры экономики и финансов, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76. Тел.: (351)2679281. Koval' Grigoriy Ivanovich, doctor of engineering science, professor of the Machines and Technologies of Material Deformation Processes Department, South Ural State University. 76 Lenin avenue, Chelyabinsk, Russia 454080. Tel.: 7(351)2679178. Karimova Tat'yana Grigor'evna, candidate of economic science, associate professor of the Economics and Finances Department, South Ural State University. 76 Lenin avenue, Chelyabinsk, Russia 454080. Tel.: (351)2679281.

Разработана и опробована новая технология обкатки (риллингования) на трехвалковом обкатном стане винтовой прокатки ТПА «140» по схеме «размер в размер». A new technology of “size to size” pipe sizing by reeling using three-roll screw rolling at TPA “140” has been developed and tested. Курятников Андрей Васильевич, кандидат технических наук., заведующий лабораторией винтовой прокатки, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности». 454139, г. Челябинск, ул. Новороссийская, 30. Тел.: (351)7347067. Король Алексей Валентинович, аспирант кафедры машин и технологий обработки материалов давлением, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76. E-mail: korol@rosniti.ru. Корсаков Андрей Александрович, аспирант кафедры машин и технологий обработки материалов давлением, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76. Тел.: (351)7347067. E-mail: korsakov@rosniti.ru. Kuryatnikov Andrey Vasil'evich, candidate of engineering science, head of Screw Rolling Laboratory, JSC “The Russian Research Institute of the Tube and Pipe Industries”. 30 Novorossiyskaya street, Chelyabinsk, Russia 454139. Tel.: 7(351)7347067. Korol' Aleksey Valentinovich, post-graduate student of the Machines and Technologies of Material Deformation Processes Department, South Ural State University. 76 Lenin avenue, Chelyabinsk, Russia 454080. Tel.: (351)7347067. E-mail: korol@rosniti.ru. Korsakov Andrey Aleksandrovich, post-graduate student of the Machines and Technologies of Material Deformation Processes Department, South Ural State University. 76 Lenin avenue, Chelyabinsk, Russia 454080. E-mail: korsakov@rosniti.ru.