АО «ЕВРАЗ НТМК», Нижний Тагил, Россия:
В. Ю. Рубцов, калибровщик рельсобалочного цеха, аспирант УрФУ, эл. почта: Uriylot@mail.ru
В. В. Курочкин, калибровщик крупносортного цеха

Нижнетагильский технологический институт (филиал) Уральского федерального университета им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, Нижний Тагил, Россия:
О. И. Шевченко, докт. техн. наук, зав. кафедрой металлургических технологий, эл. почта: Shevchenko-OI@ntiustu.ru

Представлены результаты моделирования процесса поперечно-винтовой прокатки при производстве мелющих шаров в программном комплексе Deform Integrated 2-D, 3-DV2019 с использованием 3-D моделей валков с непрерывно изменяющимся шагом и постоянной шириной реборды по выведенной функции изменения шага с условием сохранения постоянства объема. Целью исследования является получение модели, максимально соответствующей реальным условиям, для дальнейшего изучения процессов прокатки шаров на валках с непрерывно изменяющимися параметрами. Результаты моделирования показали детализацию процесса прокатки с определением параметров, включая напряжения и деформации. Смоделированный процесс сравнивали с результатами опытной прокатки, проведенной с использованием валков, изготовленных по тем же 3-D моделям на обрабатывающем центре. Выявлены зоны интенсивных напряжений, детально рассмотрены процессы захвата заготовки и отделения концевой обрези. Достоверность моделирования подтверждают не только физические значения параметров, а также высокая степень соответствия геометрии полученного шара и «половинки», что доказывает возможность использования программ моделирования для процессов прокатки шаров при использовании валков с непрерывно изменяющимися параметрами. Качество геометрии получаемого шара как в опытной прокатке, так и в процессе моделирования значительно превышает требования ГОСТ, что доказывает перспективность использования валков с непрерывно изменяющимися параметрами.

1. Hatzfeld «Mannesmann, Reinhard» in: Neue Deutsche Biographie 16 / Hatzfeld, Lutz; 1990. — 62 p.
2. Грановский С. П., Мехов Н. В., Майзелис Г. С. Прокатка шаров // Сталь. 1965. № 1. С. 53–54.
3. Шор Э. Р. Новые процессы прокатки. — М. : Металлургиздат, 1960. — 385 с.
4. Грановский С. П. Создание, исследование и внедрение в промышленность новых станов и технологических процессов прокатки в винтовых калибрах деталей машиностроения : дис. … докт. тех. наук. — М. : ВНИИметмаш, 1975. — 381 с.
5. Галимьянов И. К. Влияние температуры и структуры круглой заготовки на раскол мелющих шаров // Черные металлы. 2019. № 10. С. 63–66.
6. Мещеряков В. Н., Федоров О. В., Титов С. С., Безденежных Д. В. Расчет и разработка экспериментальной индукционной установки для симметричной закалки мелющих металлических шаров // Черные металлы. 2019. № 4. С. 51–57.
7. Целиков А. И., Барбарич М. В., Васильчиков М. В. Специальные прокатные станы. — М. : Металлургия, 1971. — 336 с.
8. Грановский С. П. Новые процессы и станы для прокатки изделий в винтовых калибрах. — М. : Металлургия. 1980. — 116 с.
9. Котенок В. И., Подобедов С. И. Создание эффективных калибровок шаропрокатных валков и расширение сортамента шаров на действующих и новых станах // Тр. III Конгресса прокатчиков (19–22 октября 1999 г., Липецк). — М. : ОАО «Черметинформация». 2000. С. 438–441.
10. АС СССР 837643. Устройство к токарно-винторезному станку для нарезания винтовых поверхностей с переменным шагом / Н. А. Целиков, Б. Ф. Выгоднер, В. И. Котенок и др. ; заявл. 03.09.1979; опубл. 15.06.1981, Бюл. № 22.
11. Рубцов В. Ю., Шевченко О. И. Изготовление шаропрокатных валков с переменной глубиной впадины // Калибровочное бюро. 2019. № 14. С. 16–24.
12. Рубцов В. Ю., Шевченко О. И. Калибровка шаропрокатных валков с непрерывно меняющимся шагом // Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия». 2018. № 8. С. 58–64.
13. Рубцов В. Ю., Шевченко О. И. Калибровка шаропрокатных валков с диференцированно-изменяющейся глубиной впадины // Молодежь и наука : мат-лы междунар. науч.-практ. конф. (24 мая 2019 г., Нижний Тагил): в 2 т. Т. 1. — Нижний Тагил : НТИ (филиал) УрФУ, 2019. — С. 21–24.
14. Рубцов В. Ю., Шевченко О. И., Загребайлов Н. М. Рабочий диапазон параметров шаропрокатного стана // Молодежь и наука: мат-лы междунар. науч.-практ. конф. (25 мая 2019 г., Нижний Тагил): в 2 т. Т. 1. — Нижний Тагил : НТИ (филиал) УрФУ, 2018. — С. 18–23.
15. ГОСТ 7524–2015. Шары мелющие стальные для шаровых мельниц. — Введ. 01.11.2016.
16. Chyla P., Pater Z., Tomczak J., Chyla P. Numerical analysis of a rolling process for producing steel balls using helical rolls // Arch. Metall. Mater. 2016. Vol. 61. No 2. P. 485–492.
17. Кожевникова Г. В. Условия устойчивого протекания поперечной и поперечно-клиновой прокаток // Вестник Белорусско-Российского университета. 2009. № 1. С. 44–53.
18. Chang Shu, Jitai Wang, Xuedao Shu, Duanyang Tian, Shu Chang. Influencing Factors of Void closure in Skew-Rolled Steel Balls Based on the Floating-Pressure Method // Materials. 2019. No 12. Р. 1–15.
19. Pater Z., Tomczak J., Bartnicki J., Tomasz B. Thermomechanical Analysis of a Helical-Wedge Rolling Process for Producing Balls // Metals. 2018. Vol. 8, Iss. 11. Р. 1–14.