ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» (Новокузнецк, Россия):
В. Н. Перетятько, докт. техн. наук, проф. кафедры «Обработка металлов давлением и металловедение», e-mail: kafkshp@sibsiu.ru

АО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» (Новокузнецк, Россия):
С. В. Сметанин, канд. техн. наук, начальник Центральной лаборатории автоматизации и механизации, e-mail: Sergey.Smetanin@evraz.com

А. Б. Юрьев, докт. техн. наук, управляющий директор, e-mail: Aleksey.Yuriev@evraz.com

В статье приведены результаты научно-практической работы по исследованию закономерностей приращения и утяжки фланцев трамвайного рельса при прокатке в четырехвалковых калибрах. В настоящее время имеется значительное количество работ, посвященных исследованию формоизменения металла при прокатке в четырехвалковых калибрах. Преимущественно такие работы посвящены профилям, которые имеют одну ось симметрии. Данная статьи посвящена исследованию приращения-утяжки фланцев одного из самых сложных с точки зрения горячей прокатки профилей, который асимметричен не только в вертикальной, но и в горизонтальной плоскости — это трамвайный желобчатый рельс. На этапе исследования различных схем прокатки в четырехвалковых калибрах были определены факторы и уровни их варьирования с целью определения их влияния на получение требуемого профиля, применяя метод планирования многофакторного эксперимента. Выполнение исследования на этапе планирования эксперимента проводили с помощью компьютерного математического моделирования в соответствии с основами механики сплошных сред. По разработанным схемам деформации были получены математические зависимости, которые позволяют определить приращение-утяжку фланцев профиля в зависимости от геометрических параметров калибра и величин деформации элементов профиля. По итогам компьютерного моделирования по режимам деформации, в которых были получены оптимальные результаты, были проведены промышленные опытные прокатки, в результате которых были получены действительные размеры фланцев профиля. Установлена хорошая сходимость результатов компьютерного моделирования и промышленных экспериментов. По полученным данным была разработана математическая модель, которая позволяет обеспечить оптимальную технологию прокатки трамвайного рельса.

1. Перетятько В. Н., Сметанин С. В., Волков К. В. Исследование напряженно-деформированного состояния металла при прокатке трамвайных рельсов в универсальном четырехвалковом калибре // Сталь. — 2014. — № 7. — С. 36–39.
2. Павлов В. В., Дорофеев В. В., Пятайкин Е. М., Ерастов В. В. Разработка прогрессивных калибровок и технологий прокатки на станах Новокузнецкого металлургического комбината. — Новосибирск. : Наука, 2006. — 224 с.
3. Сапрыгин Х. М., Шарапов И. А., Нестеров Д. К. Освоение прокатки трамвайных желобчатых рельсов с узкой подошвой // Бюлл. НТИ ЧМ. — 1981. — № 11. — С. 57–59.
4. Xu D., Zhu M. Y, Tang Z. Y. Determination of the dynamic recrystallization kinetics model for SCM435 steel // J. of Wuhan University of Technology-Materials Science Edition. — 2013. — Vol. 28. (4). — P. 819–824.
5. Guerrero M. A., Belzunce J., Betegón M. C., Jorge J., Vigil F. J. Hot rolling process simulation. Application to UIC-60 rail rolling // Proceedings of the 4^th IASME/WSEAS International Conference on Continuum Mechanics. — 2015. — 2014. — С. 213–218.
6. Ueda М., Yamamoto T., Sato T. Development of long life rail support freight railways in the world // Ferrum Bulletin of the Iron and Steel Institute of Japan. — 2012. — № 6. — C. 380–385.
7. Wilson J., Tian G., Mukriz I., Almond D. PEC thermography for imaging multiple cracks from rolling contact fatigue // NDT & E International. — 2011. – V. 44 — Р. 505–512.
8. Перетятько В. Н., Сметанин С. В. Исследование закономерностей прокатки трамвайных рельсов в четырехвалковых калибрах // Черные металлы. — 2016. — № 3. — С. 49–57.
9. Новик Ф. С., Арсов Я. Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. — М. : Машиностроение, 1980. — 303 с.
10. Бродский В. З. Введение в факторное планирование эксперимента. — М. : Наука, 1976. — 223 с.
11. ГОСТ Р 55941-2014. Рельсы трамвайные желобчатые
12. Юнин Г. Н. Новый подход к построению рельсовых профилей и приемочных шаблонов // Путь и путевое хозяйство. — 2016. — № 5. — С. 26–31.