Исследование процесса уширения при прокатке ромбической полосы в квадратном калибре с помощью пластилина

Содержание

Введение

Глава 1. Научно-технологические основы калибровки простых сортовых профилей

1.1. Развитие отечественных школ обработки металлов давлением и вклад НИТУ МИСиС в теорию прокатки

1.2. Стандартизация параметров сортового проката согласно техническим регламентам и ГОСТ Р ИСО 9001-2015

1.3. Характеристика системы калибров «ромб-квадрат» как базового элемента сортовой прокатки

Глава 2. Экспериментальное исследование процесса уширения методом моделирования

2.1. Техническая спецификация оборудования и подготовка имитационных моделей из пластических масс

2.2. Изучение влияния неравномерности деформации на приращение ширины ромбического профиля

2.3. Сравнительный анализ экспериментальных данных с расчетными формулами А.И. Целикова и Б.П. Бахтинова

Глава 3. Проектирование оптимальных режимов деформации в сортовых цехах

3.1. Построение графических моделей зависимости уширения от коэффициента вытяжки и угла калибра

3.2. Обоснование технологической схемы прокатки с минимизацией рисков образования дефектов поверхности

3.3. Рекомендации по внедрению результатов исследования в практику работы проектно-конструкторских бюро металлургических заводов России

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: Исследование процесса уширения при прокатке ромбической полосы в квадратном калибре с помощью пластилина

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования определяется стратегической важностью сортопрокатного производства для металлургической отрасли Российской Федерации и необходимостью совершенствования технологических процессов калибровки в условиях реализации программы импортозамещения и технологического суверенитета. Производство сортового проката составляет значительную долю в общем объеме металлопродукции отечественных предприятий, таких как ПАО «НЛМК», ПАО «ММК», ПАО «Северсталь», обеспечивая потребности строительной, машиностроительной и металлообрабатывающей промышленности. Процесс уширения металла при прокатке в системе калибров «ромб-квадрат» представляет собой ключевой параметр формоизменения, непосредственно влияющий на точность геометрических размеров готовой продукции, производительность прокатных станов и расходные коэффициенты металла.

Степень разработанности проблемы в отечественной науке характеризуется наличием фундаментальных трудов А.И. Целикова, Б.П. Бахтинова, А.П. Чекмарева, В.К. Смирнова, заложивших основы теории продольной прокатки и методологии расчета параметров уширения в различных калибровочных системах. Научные школы НИТУ МИСиС, УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова продолжают развитие теоретических и экспериментальных исследований процессов обработки металлов давлением. Однако современные условия требуют дополнительного изучения закономерностей неравномерной деформации с применением методов физического моделирования для оптимизации калибровочных схем и минимизации технологических дефектов.

Цель курсовой работы — исследование закономерностей процесса уширения при прокатке ромбической полосы в квадратном калибре методом физического моделирования с использованием пластичных материалов.

Задачи исследования:

• изучить теоретические основы калибровки сортовых профилей и развитие отечественных научных школ обработки металлов давлением;
• проанализировать нормативно-техническую базу производства сортового проката и характеристики системы калибров «ромб-квадрат»;
• провести экспериментальное моделирование процесса прокатки с использованием пластилина и специализированного оборудования;
• выполнить сравнительный анализ экспериментальных данных уширения с расчетными значениями по формулам отечественных исследователей;
• разработать рекомендации по оптимизации режимов деформации для практического применения в сортопрокатных цехах российских металлургических предприятий.

Объект исследования — технологический процесс прокатки сортовых профилей в системе калибров «ромб-квадрат» на примере сортопрокатного цеха ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

Предмет исследования — параметры уширения металла при продольной прокатке ромбической заготовки в квадратном калибре.

Методологическая база включает теоретические положения обработки металлов давлением, методы физического моделирования технологических процессов на пластичных материалах, экспериментальные методики измерения геометрических параметров деформированных образцов, расчетно-аналитические методы оценки уширения по формулам А.И. Целикова и Б.П. Бахтинова, нормативную базу ГОСТ 7505-89, ГОСТ Р 55914-2013, требования ГОСТ Р ИСО 9001-2015.

Научная новизна работы заключается в получении экспериментальных данных о характере распределения уширения по длине очага деформации в системе калибров «ромб-квадрат» с применением современных методов физического моделирования.

Теоретическая значимость состоит в углублении понимания закономерностей неравномерной деформации при калибровке сортовых профилей. Практическая значимость определяется возможностью применения результатов исследования для совершенствования калибровочных схем и технологических режимов прокатки на предприятиях сортопрокатного производства России.

Структура работы включает введение, три главы основной части, заключение и список использованной литературы, соответствующие утвержденному плану исследования.

ГЛАВА 1. НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КАЛИБРОВКИ ПРОСТЫХ СОРТОВЫХ ПРОФИЛЕЙ

1.1. Развитие отечественных школ обработки металлов давлением и вклад НИТУ МИСиС в теорию прокатки

Обработка металлов давлением как отрасль металлургической науки и производства имеет богатую историю развития в России, начиная с первых металлургических заводов Урала XVIII века и формирования промышленного потенциала Российской империи. Теоретические основы процессов деформации металлов закладывались трудами выдающихся отечественных ученых и инженеров, создавших фундаментальную базу для современного прокатного производства. Особую роль в становлении научной школы обработки металлов давлением сыграл Московский институт стали и сплавов (ныне НИТУ МИСиС), где в 1930-1950-е годы под руководством академика А.И. Целикова была разработана комплексная теория продольной прокатки, включающая математическое описание процессов формоизменения, энергосиловых параметров и контактного взаимодействия металла с инструментом [1, c. 45].

Развитие отечественной теории прокатки неразрывно связано с именами крупнейших ученых — А.Ф. Головина, С.И. Губкина, А.И. Целикова, Е.П. Унксова, А.П. Чекмарева, которые заложили основы механики пластической деформации и создали методологию расчета технологических параметров прокатных процессов. Научная школа НИТУ МИСиС внесла решающий вклад в разработку теории калибровки прокатных валков, методов определения уширения металла, расчета обжатий и вытяжек при прокатке в простых и сложных калибрах [2, c. 78]. Параллельно формировались региональные научные центры обработки металлов давлением на базе Уральского политехнического института (ныне УрФУ), Магнитогорского горно-металлургического института, Сибирского металлurgического института, где исследовались специфические вопросы производства сортового

…