Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2017. Том 60. № 7 УДК 621.771 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОКАТКИ ШАРОВ Филиппова М.В., к.т.н., доцент кафедры «Обработка металлов давлением и металловедение». ЕВРАЗ ЗСМК ( fllippova_mv@mail.ru ) Темлянцев М.В., д.т.н., профессор, профессор кафедры теплоэнергетики и экологии, проректор по научной работе и инновациям ( uchebn_otdel@sibsiu.ru ) Перетятько В.Н., д.т.н., профессор кафедры «Обработка металлов давлением и металловедение». ЕВРАЗ

more »

... ЗСМК ( kafkshp@sibsiu.ru ) Прудкий Е.Е., аспирант кафедры «Обработка металлов давлением и металловедение». ЕВРАЗ ЗСМК ( kafkshp@sibsiu.ru ) Сибирский государственный индустриальный университет (654007, Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42) Аннотация. Изложены результаты моделирования прокатки точных по массе шаров диаметром 93 и 125 мм в винтовых калибрах в программах компьютерного моделирования QForm-3D и DEFORM-3D, описаны этапы и исходные данные создания модели виртуального шаропрокатного стана. Проведен анализ напряженного состояния металла в характерных точках вдоль оси прокатки: интенсивность напряжений, компоненты тензора напряжений, среднее нормальное напряжение. Представлены результаты замеров массы шаров, прокатанных на новых и изношенных валках. Проведены проверка качества внутренних слоев металла и замеры твердости прокатанных шаров по вертикальной и горизонтальной осям симметрии шара. Исследование формоизменения металла при моделировании прокатки шаров показало, что нагретая заготовка в виде прутка горячекатаной стали хорошо захватывается валками, процесс прокатки происходит стабильно без пробуксовок. Металл заготовки полностью заполняет калибры. Зазора между металлом и стенками калибра не наблюдается. Перемычки, соединяющие отформованные шары, полностью отделяются непосредственно в валках стана. При этом перемычка срезается ребордой валков и вдавливается в тело шара. Отделенный шар продолжает обкатываться на отделочном участке калибра, остатки перемычки заглаживаются, и из валков выходит полностью оформленный шар, имеющий гладкую поверхность. Установлено, что при моделировании напряженно-деформированного состояния все компоненты тензора напряжений имеют отрицательное значение, то есть все компоненты тензора напряжений при прокатке шаров сжимающие. Статистическая обработка данных по взвешиванию прокатанных шаров диаметром 93 и 125 мм показала, что отклонение массы от номинальной не превышает 1 %. Замеры твердости по диаметральному сечению шаров показали отсутствие провалов твердости во внутренних слоях прокатанного металла, что говорит о хорошем качестве сердцевинной зоны. Ключевые слова: математическое моделирование, компьютерное моделирование, шар, шаропрокатный стан, поперечно-винтовая прокатка качество шара, напряженно-деформированное состояние, статистическая обработка, твердость шара, среднее нормальное напряжение.