Панюшкін Микола Євгенович. Розвиток методів розрахунку деформаційно-швидкісних режимів гарячого редукування з натяжінням труб підвищеної точності

brief description

Панюшкін Микола Євгенович. Розвиток методів розрахунку деформаційно-швидкісних режимів гарячого редукування з натяжінням труб підвищеної точності : Дис... канд. наук: 05.03.05 2008

Панюшкін М. Є. Розвиток методів розрахунку деформаційно-швидкісних режимів гарячого редукування з натяжінням труб підвищеної точності. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.05. Процеси та машини обробки тиском. Національна металургійна академія України, Дніпропетровськ, 2007.
Дисертація присвячена розвитку методів розрахунку деформаційно-швидкісних режимів гарячого редукування з натяжінням труб підвищеної точності. Теоретичним та експериментальним шляхом виявлені напрями розвитку технології безперервної безоправочної прокатки труб з натяжінням з підвищеною точністю та з більшими частковими обтисненнями по діаметру.
Отримало подальший розвиток теоретичне визначення катаючого радіусу валків у калібрах з різною кількістю приводних і неприводних валків. Урахування фактичної форми калібрів дозволяє підвищити точність визначення катаючого радіусу валків при прокатці з натяжінням до 4-16%. Розроблені метод і програма розрахунку деформаційно-швидкісних режимів редукування труб у станах з будь-яким типом головного приводу валків. Розроблені технології редукування труб з використанням запропонованих чотирьохвалкових клітей у редукційному стані на ТПА-140 ЗАТ НЗСТ "ЮТіСТ" зі збільшенням сумарного обтиснення труб по діаметру у 2 рази при підвищенні точності труб. Розроблена також технологія редукування з натяжінням труб у 30-ти клітьовому двосекційному стані, одна з секцій якого повернута відносно іншої на 30, що забезпечує підвищення точності готових труб.

У дисертації отримано теоретичне узагальнення і нове рішення науково-технічної задачі, що полягає у розвитку методів розрахунку деформаційно-швидкісних режимів гарячого редукування труб з натяжінням з урахуванням форми і розмірів калібрів, кількості приводних і неприводних валків, що утворюють калібр, фактичних часткових обтисків труби по діаметру, а також розробці ефективної технології гарячої безперервної безоправочної прокатки труб підвищеної точності..
1. На основі аналізу існуючого стану теорії, технології та практики процесу гарячої безперервної безоправочної прокатки труб у редукційно-розтяжних станах показано, що дослідження, які направлені на розробку ефективної технології редукування труб підвищеної точності з натяжінням, розвиток методів розрахунку деформаційно-швидкісних режимів безперервної прокатки без оправки з натяжінням, є актуальними.
2. Отримали подальший розвиток теоретичні дослідження параметрів формозміни металу, розподілу температури, деформацій і напружень в залежності від форми калібру та обтисканні труби по діаметру в клітях редукційно-розтяжного стана. Використання методу кінцевих елементів дає можливість виявити комплексний вплив факторів, та визначити поперечну різностінність труб при прокатці в калібрі.
3. Отримало подальший розвиток теоретичне визначення катаючого радіусу валків у калібрах з різною кількістю приводних і неприводних валків. Урахування фактичної форми і розмірів валків в калібрі кліті дозволяє підвищити точність визначення катаючого радіусу валків при прокатці з натяжінням в залежності від кількості валків, що утворюють калібр, та обтискання труби у ньому. Показано, що розрахунок величини катаючого діаметру без урахування фактичних геометричних розмірів калібру призводить до істотних погрішностей при розрахунку необхідної частоти обертання двигунів головного приводу стану і не забезпечує створення необхідного розрахункового натяжіння. Зміна обтиску діаметра труби в калібрі від 1% до 10% збільшує погрішність при визначенні катаючого діаметра без врахування фактичних геометричних розмірів калібру й для чотирьохвалкових клітей досягає 7,4%. При прокатці з натяжінням ця погрішність складе до 16%.
4. Отримав подальший розвиток метод розрахунку швидкісного режиму прокатки труб у редукційно-розтяжних станах. Урахування фактичної форми і розмірів калібрів, уточнення катаючого радіуса, розподілу натяжіння по клітях та часткових обтиснень труби по діаметру при гарячому редукуванні дозволяє точно визначити параметри деформаційно-швидкісного режиму прокатки і отримати задану товщину стінки труби. Розроблені універсальний метод і програма розрахунку деформаційно-швидкісного режиму редукування для будь-якого типу головного приводу валків редукційного стану з урахуванням особливостей їх конструкції, фактичних геометричних розмірів калібрів і перерозподілу натяжіння по клітях стану. Так, наприклад, розрахунок швидкісного режиму прокатки «чорнової» труби 924,0 мм із натяжінням у готову трубу 573,5 мм без ітерацій дає погрішність у визначенні необхідної величини пластичного натяжіння до 10,7%, у результаті чого кінцева розрахункова товщина стінки готової труби буде 3,7 мм, що на 5,7% більше необхідної.
5. Отримав подальший розвиток метод розрахунку деформаційного режиму при гарячому редукуванні в клітях з чотирьохвалковими калібрами. Розроблені новий метод і програма розрахунку геометричних параметрів калібру, утвореного ручаями двох приводних і двох неприводних валків, діаметр і ширина яких неоднакова, що дозволяє проводити модернізацію існуючих станів з клітями з двовалковими калібрами для розширення сортаменту та поліпшення точності готових труб.
6. Одержали подальший розвиток експериментальні дослідження формозміни при редукуванні труб з натяжінням. Результати досліджень в умовах ТПА 140 ЗАТ НЗСТ "ЮТіСТ" розширили уяву про вплив калібровки на технологічні параметри редукування і дозволили вдосконалити технологію виробництва труб. Промислові прокатки в 10-ти клітьовому стані, обладнаному клітями з чотирьохвалковими калібрами, підтвердили їх високу деформаційну здатність. Так при прокатці труб з D/S> 20 і обтисненням діаметру в кліті до 11% ужимів і складок не утворюється (акт від 05.09.2007 р.). Відносна поперечна різностінність, отриманих із застосуванням чотирьохвалкових клітей з підвищеними у 2,3 рази (до 8,5%) частковими обтисками діаметру, труб розміром 60,35,54 мм, при сумарному обтисненні діаметру 43,5% становить 14,416,6%, що не перевищує величину різностінності труб розміром 766,0 мм, які прокатують у цьому ж стані в існуючих двовалкових клітях з частковими обтисненнями діаметру до 3,7%, та сумарним 24,7%.
7. Розроблена технологія прокатки готових труб в двосекційному 30-ти клітьовому стані (деформаційно-швидкісні режими редукування), яка забезпечує стабільність підвищення точності труб, що прокатуються, за рахунок конструктивного закладеного розвороту навколо осі прокатки на 30 однієї секції стану щодо іншої. Розробка виконана в рамках програми та відповідної тематики робіт кафедри обробки металів тиском НМетАУ, ДР № 0107U002849 "Розробка режимів прокатки труб на модернізованому редукційному стані ТПА з безперервним станом ВАТ "Дніпропетровський трубний завод" (довідка від 07.09.2007 р.).
8. Результати роботи застосовуються на кафедрі обробки металів тиском Національної металургійної академії України у навчальному процесі (довідка від 07.09.2007 р.).