Анотація до роботи:

Юр’єв Олег Михайлович. Обґрунтування параметрів профілювання широких граней та форми розкатів при прокатці товстих листів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.05- Процеси та машини обробки тиском. - Державний вищий навчальний заклад «Донецький національний технічний університет», Донецьк, 2008.

Розроблено комплекс залежностей для розрахунку параметрів формозміни в умовах прокатки з профілюванням широких граней постійними й змінними обтисками кутових ділянок слябів, а також змінним обтиском товщини за довжиною слябів (розкатів), які враховують найбільш повний набір критеріїв прокатки. Створено нові металозберігаючі способи прокатки. Отримані математична модель процесу формозміни та алгоритм розрахунку параметрів форми розкатів у плані при реверсивній прокатці з кантуванням і профілюванням широких граней розкатів змінним обтиском товщини за їх довжиною.

Вирішено актуальну науково-технічну задачу по обґрунтуванню раціональних параметрів профілювання широких граней і форми розкатів в плані при прокатці товстих листів з метою зменшення витрат металу в обрізь за рахунок наближення форми готових листових розкатів в плані до прямокутної, і створення нових металозберігаючих способів прокатки.

У роботі вирішена важлива науково-технічна задача по обґрунтуванню раціональних параметрів профілювання широких граней і форми розкатів в плані при прокатці товстих листів з метою зменшення витрати металу в обрізь за рахунок наближення форми готових листових розкатів в плані до прямокутної, і створення нових металозберігаючих способів прокатки.

Основні наукові положення і практичні результати полягають в наступному.

1. З аналізу науково-технічної літератури випливає, що теоретичні і експериментальні дослідження параметрів формозмінення виконані або після одноразового обтиску прямокутної в плані заготівки, або після останнього проходу на окремих етапах чорнової прокатки. Вони не враховують умови прокатки з профілюванням широких граней. Це визначає необхідність проведення подальших теоретичних і експериментальних досліджень в даній області в частині обґрунтування параметрів профілювання широких граней і форми розкатів в плані при прокатці товстих листів за новими металозберігаючими способами.

2. Виконане вперше дослідження динаміки процесу формозмінення переднього увігнутого та утягнутого за шириною кінця розкату в процесі заповнення металом осередку деформації дозволило виявити чотири характерні етапи. Встановлено, що перший етап відповідає локальній деформації кутових ділянок торця розкату і характеризується їх розширенням переважно у напрямку центра розкату за шириною. Другий етап характеризується незначним зменшенням стріли угнутості торця і утяжки за шириною приблизно з однаковою швидкістю, що пояснюється збільшенням розширення у напрямку до кромок розкату. На третьому етапі від 0,3-0,35 до 0,7-0,75 довжини осередку деформації значення стріли угнутості різко зменшується, що обумовлене найбільш інтенсивним розширенням металу у напрямку до кромок розкату. Цей інтервал відповідає відомому в технічній літературі розташуванню «зони прилипання». На останньому четвертому етапі спостерігається зниження інтенсивності як подовжньої, так і поперечної течії металу у зв'язку із закінченням процесу зміни розширення і вирівнювання подовжніх витяжок за шириною розкату.

3. Вперше виконаний комплекс досліджень параметрів формозмінення в умовах прокатки з профілюванням широких граней постійними і змінними обтисками кутових ділянок слябів, а також змінним обтиском товщини за довжиною слябів (розкатів), дозволив отримати залежності для розрахунку параметрів формозмінення, що враховують якнайповніший набір критеріїв прокатки і на їх основі розробити нові металозберігаючі способи прокатки.

4. Встановлено, що профілюючі обтиски на проміжних стадіях чорнової прокатки мають більшу ефективність, ніж на перших стадіях, коли товщина і коефіцієнт витяжки розкату на етапі, наступному після профілювання товщини розкату за його довжиною більше, а відношення довжини розкату до товщини перед профілюючим проходом менше. При цьому ефект від профілювання за відомим і новим способах прокатки приблизно однаковий, проте значення профілюючих обтисків за новим способом менше в 2-10 разів.

5. Для реалізації нових способів прокатки з профілюванням широких граней (без зниження їх ефективності по відношенню до відомих способів прокатки) можуть бути використані ГНП з нижчими вимогами до їх характеристик: максимальний хід плунжера гідроциліндра 50-60 мм, швидкість обтиску 40-60 мм/с і прискорення не нижче 400-600 мм/с². На розроблені способи прокатки отриманий патент України і подана заявка на новий спосіб прокатки товстих листів № а 2007 06740 від 15.06.2007.

6. Отримав подальший розвиток метод розрахунку параметрів формозмінення кінців розкатів в плані по проходах за рахунок обліку в рекурентному виразі складових параметрів формозмінення з нерівномірним обтиском за шириною. Вираз дозволяє розраховувати параметри форми кінців розкатів в умовах профільованої прокатки по проходах з урахуванням кантувань і реверсів.

7. Розроблений спосіб прокатки з профілюванням широких граней змінним обтиском товщини за довжиною розкату дозволить отримати економію металу для листів завтовшки 22 мм і шириною 1000 мм за подовжньою схемою, а також шириною 2000 мм за поперечною схемою, прокатаних із слябів розмірами HxBxL = 300x1100x2100 мм в умовах стана 3600 «Азовсталь», яка складе 15,1 і 26,7 кг/т відповідно. Очікуваний річний економічний ефект від впровадження даного способу прокатки на ТЛС 3600 «Азовсталь» при прокатці широких штрипсів склав 2625000 грн. Частка претендента 10% (262500 грн.). При цьому можуть бути істотно понижені навантаження на ГНП. Результати роботи у вигляді розроблених залежностей, базової математичної моделі процесу формозмінення розкатів в плані і технологічних рекомендацій використані при розробці алгоритму і комп'ютерної програми в НВТ «Донікс» і передані у вигляді технічних пропозицій ЗАТ «НКМЗ», що підтверджується відповідними документами.

Публікації автора:

1. Юрьев О.М. Исследование нового металлосберегающего способа прокатки толстых листов / Е.А. Руденко, П.В. Бурханов, О.М. Юрьев // Металл и литье Украины. – 2004. - №3-4. – С.54-56.

2. Юрьев О.М. Исследование нового металлосберегающего способа прокатки толстых листов с профилированием угловых участков сляба / Е.А. Руденко, О.М. Юрьев, Л.А. Забира // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні: Темат. зб. наук. пр. ДДМА. - Краматорськ. – 2006. – С.167-169.

3. Юрьев О.М. Исследование течения металла по длине и ширине очага деформации в процессе его заполнения после захвата неровных концов раската / Ю.В. Коновалов, Е.А. Руденко, О.М. Юрьев // Металл и литье Украины. – 2007. - №11-12. – С.33-35.

4. Юрьев О.М. Определение параметра управления при прокатке листов с профилированием широких граней раската при реверсивной прокатке / Е.А. Руденко, О.М. Юрьев, Л.А. Забира // Металл и литье Украины. – 2006. -№11-12.–С.26-28.

5. Юрьев О.М. Влияние перекрещивания рабочих валков клети кварто на поперечный профиль полосы / Е.А. Руденко, С.А. Будаква, О.М. Юрьев // Обработка сплошных и слоистых материалов. – Магнитогорск: МГТУ. - 2004. - С.103-108.

6. Пат. 79692 Україна, МПК В21В 1/38. Спосіб прокатки товстих листів / О.М. Юр’єв, Є.О. Руденко, Ю.В. Коновалов (Україна); Донецький національний технічний університет. - №а2005 09792; Заявл. 18.10.2005; опубл. 10.07.2007. - Бюл. №10. - 8с.

Особистий внесок претендента в опублікованих роботах:

[1] – пропрацьовано план проведення експерименту, розроблена математична модель процесу прокатки товстих листів з профілюванням широких граней слябів постійним обтиском їх кутових ділянок;

[2, 6] - розроблена математична модель параметра форми торців розкату після «розбивки ширини», отримана залежність для визначення кута задачі сляба, виконана оцінка ефективності нового способу прокатки з профілюванням кутових ділянок сляба змінним обтиском;

[3] - встановлено чотири етапи в динаміці течії металу за довжиною і шириною осередку деформації кінців розкату що мають угнутість й утяжку переднього кінця за шириною, які обумовлені його профілюванням змінним обтиском товщини за довжиною, кантуванням і подальшим прогладжуванням. Відмічено, що найбільше зменшення початкової угнутості торця розкату має місце на третьому етапі від 0,3-0,35 до 0,7-0,75 довжини осередку деформації, яке обумовлене найбільш інтенсивним розширенням у напрямку до кромок розкату;

[4] - визначені основні параметри прокатки, пропрацьовано план проведення експерименту, запропоновано закон профілюючого обтиску і вид залежності для визначення значень обтиску при профілюванні широких граней за довжиною розкату;

[5] - розроблена математична модель зміни поперечної різнотовщинності розкату при перехрещенні осей робочих валків кліті кварто, експериментально перевірені теоретичні формули.