Моделирование температурных полей и напряженного состояния металла при прокатке длинномерных рельсов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.05, кандидат технических наук Скосарь, Екатерина Олеговна

• Скосарь, Екатерина Олеговна
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Скосарь, Екатерина Олеговна

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Современные способы и технологии производства 9 рельсов

1.2. Требования к качеству рельсов

1.3. Анализ температурных условий прокатки

1.4. Развитие технологии термической обработки рельсов

1.5. Программные средства для моделирования процессов 32 деформации

1.6. Исследования технологических процессов производства 37 рельсов

1.7. Выводы. Определение цели и задач диссертационной 38 работы

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ В СИСТЕМЕ «DEFORM-3D» 41 ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ ПРОКАТКИ РЕЛЬСОВ

2.1. Выбор стана и условий для проведения моделирования

2.2. Методика конечно-элементного моделирования 44 температурных полей

2.2.1 Создание геометрической модели калибров и 44 валков

2.2.2 Создание библиотеки материалов

2.2.3 Задание исходных данных и граничных условий

2.2.4 Численное моделирование процесса прокатки 52 рельсов

2.2.5 Отображение и обработка расчетных данных

2.3. Определение закономерностей изменения температуры 54 по длине раската

2.4. Анализ температурных полей в поперечных сечениях 57 раската

2.5. Напряженное состояние металла

2.6. Температурное и напряженное состояние чистового 63 раската

2.7. Выводы

3. РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ АНАЛИТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

3.1. Методика расчетов

3.1.1Алгоритм расчета изменения температуры по длине раската

3.1.2Алгоритм расчета изменения температурного поля в поперечных сечениях раската

3.2. Анализ температурных режимов прокатки рельсов на действующем рельсобалочном стане. Экспериментальная проверка

3.3. Расчет температурных полей длинномерных рельсов на универсальном рельсобалочном стане

3.4. Выводы

4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Выбор способа и устройства для термообработки рельсов

4.2. Совершенствование способов охлаждения рельсов при термообработке

4.3. Рационализация использования методов расчетов

4.4. Выводы ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Результаты моделирования температурных полей и напряженного состояния металла при прокатке длинномерного рельса Р65 на универсальном рельсобалочном стане 1(

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справка об применении результатов исследования при разработке проекта реконструкции прокатного цеха №3 с установкой универсального рельсобалочного стана на ОАО «ЧМК»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование температурных полей и напряженного состояния металла при прокатке длинномерных рельсов»

ВВЕДЕНИЕ

Одной из важных государственных задач в настоящее время является повышение эксплуатационного ресурса и качества железнодорожных рельсов. Отечественные рельсы, выпускаемые Нижнетагильским и Новокузнецким металлургическими комбинатами по своим эксплуатационным свойствам значительно уступают лучшим зарубежным аналогам (рельсам Японии, Франции, США, Австрии и др. производителей) и не удовлетворяют постоянно возрастающим современным требованиям грузовых и пассажирских перевозок [1-4]. ОАО «Российские железные дороги» поставлена задача к 2030г увеличить объем грузовых перевозок в 1,7 раза (до уровня 2,4 млрд.т в год), повысить ресурс рельсов на прямых участках путей до 1500-2500 млн.т груза брутто (вместо 600-800 млн.т брутто в настоящее время), увеличить маршрутные скорости движения пассажирских поездов на высокоскоростных магистралях до 250-350 км/ч, перейти на использование рельсов длиной до 100м (вместо 25м в настоящее время) с целью уменьшения количества сварных швов на железнодорожном полотне [5, 6].

Получить рельсы, удовлетворяющие указанным требованиям, на действующих линейных рельсобалочных станах ОАО «НТМК» и ОАО «НКМК» практически невозможно. В передовых зарубежных странах (Япония, США, Австрия, Китай и др.) для производства высококачественных длинномерных рельсов применяют современные рельсобалочные станы, снабженные непрерывно-реверсивными группами универсальных четырехвалковых и вспомогательных двухвалковых клетей, а также устройствами для термоупрочнения рельсового раската [7, 8 и др.]. С учетом этих тенденций первый в России такой стан сооружается в настоящее время на Челябинском металлургическом комбинате. В предпусковом периоде этого стана целесообразно провести научный анализ и обоснование рациональной технологии производства длинномерных рельсов.

Согласно техническим требованиям (ГОСТ Р51685-2000, Евронормы ЕК 13674-1:2003, стандарты США АЯЕМА-2003, Канады СШ2-16С, Индии Т12-96, КНР ТВ/Т 2344-2003 и др. стандарты) длинномерные рельсы должны иметь высокую прямолинейность, высокую и стабильную по длине точность размеров профиля и равномерные механические свойства по длине рельса. Указанные качества существенно зависят от распределения температуры в поперечных сечениях и по длине раската в чистовом проходе, а также от режима охлаждения раската при термообработке. Неравномерность распределения температуры по элементам рельсового профиля (головке, шейке, подошве) и по длине полосы вызывает соответствующую неравномерность напряжений в названных участках раската, и при охлаждении его происходит искривление и коробление (отклонение от прямолинейности) закаленного рельса. В то же время в литературе практически отсутствуют достоверные сведения о распределении температуры по элементам рельсового раската: практически все известные исследования процессов прокатки в универсальных калибрах выполнены в изотермических условиях. В связи с этим в диссертационной работе поставлена цель: определить закономерности изменения температурных полей и напряженного состояния металла при прокатке длинномерных рельсов на современном рельсобалочном стане и разработать научно обоснованные технические решения по повышению прямолинейности закаленных рельсов.

Работа проводилась в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» по государственному контракту № 02.740.11.0152 «Разработка комплексной металлургической технологии производства высококачественных стальных изделий массового назначения» (шифр 2009-1.1233-032-00 7).

Материал выполненной работы изложен в 4-х главах.

В первой главе представлен аналитический обзор по теме

исследования. Рассмотрен состав и схема расположения оборудования

современного типового универсального рельсобалочного стана, проведен

5

анализ основных технологических переделов производства длинномерных рельсов, показана зависимость качественных показателей таких рельсов от температурного состояния прокатываемых полос. Установлено, что наиболее целесообразным методом исследования этой зависимости является компьютерное моделирование с использованием современных программных средств, например программного комплекса «ОЕРОЯМ-ЗИ».

На основе приведенного аналитического обзора сформулирована цель и определены задачи диссертационной работы.

Во второй главе разработана методика моделирования температурных полей и напряженного состояния металла при прокатке длинномерных рельсов в программном комплексе «ОЕРОЯМ-ЗО». По разработанной методике проведено исследование температурных режимов и интенсивности напряжений при прокатке рельса Р65 на типовом универсальном рельсобалочном стане. Приведены эпюры распределения температуры и интенсивности напряжений в поперечных сечениях рельсового раската в каждом проходе. Установлено, что при реверсивной прокатке в черновых клетях температура по длине раската изменяется незначительно, а при непрерывной прокатке в группе тандем получается значительный температурный перепад по длине раската (до 64°С в чистовом проходе). Распределение температуры в поперечных сечениях раската характеризуется весьма существенной неравномерностью (в отдельных точках от 20°С до 158°С), причем наиболее «холодным» элементом является шейка, а наиболее «горячим» - головка.

Неоднородность температурных полей вызывает соответствующую значительную неравномерность распределения интенсивности напряжений по элементам раската, что создает возможность продольного изгиба и скручивания раската вокруг его продольной оси, т.е. нарушение прямолинейности.

По результатам исследования во второй главе разработана математическая модель температурного состояния чистового раската, позволяющая рассчитывать температуру любого элемента профиля рельса по

длине раската с целью управления режимами термообработки длинномерного рельса.

В третьей главе разработан аналитический (инженерный) метод расчета температурных полей при прокатке рельсов, позволяющий приближенно решать температурные задачи при значительно меньших затратах времени по сравнению с моделированием в системе «БЕРСЖМ-ЗО». Показано, что этот метод позволяет определять основные закономерности распределения температуры по длине и поперечным сечениям раската, которые качественно совпадают с результатами моделирования в программном комплексе «ЛЕЕОЯМ-ЗИ». Показано, что этот метод позволяет определять основные закономерности распределения температуры по длине и поперечным сечениям раската, которые качественно совпадают с результатами моделирования в программном комплексе «ВЕЕОКМ-ЗП».

Проведена экспериментальная проверка предложенного метода в условиях действующего рельсобалочного стана. Установлено, что он обладает достаточной для прокатки точностью.

В четвертой главе изложены рекомендации по использованию результатов исследований. На основе анализа закономерностей изменения температурных полей в чистовом раскате выбран способ и устройство для дифференцированной термообработки длинномерных рельсов с прокатного нагрева. Разработано техническое решение по совершенствованию способов охлаждения чистового рельсового раската при термообработке с целью повышения прямолинейности рельсов. Высказаны рекомендации по рациональному использованию разработанных методов расчетов в инженерной практике и учебном процессе студентов.

Научную ценность представляют следующие разработки: — методика моделирования методом конечных элементов в программном комплексе «ОЕЕОКМ-ЗП» температурных полей и напряженного состояния металла при прокатке длинномерных рельсов;

— закономерности изменения температуры и интенсивности напряжений по длине и в поперечных сечениях раската при прокатке рельсов на универсальном рельсобалочном стане;

— математическая модель температурного состояния чистового рельсового раската перед термообработкой, позволяющая определять режимы охлаждения рельса при термоупрочнении;

— упрощенный аналитический метод расчета температурных полей при прокатке рельсов, позволяющий с минимальными затратами времени достоверно определять распределение температуры по элементам раската;

— научные объяснения причин нарушения прямолинейности рельсов при прокатке и термообработке.

Практическую значимость имеют следующие положения диссертации:

— алгоритмы" расчета инженерным методом распределения температуры по длине и поперечным сечениям раската;

— соображения о целесообразности применения на универсальном рельсобалочном стане отдельно стоящей калибрующей клети, удаленной от непрерывно-реверсивной группы тандем на расстоянии более длины предчистового раската;

— научно обоснованные рекомендации по выбору способа и устройства для термообработки длинномерных рельсов в условиях современного универсального рельсобалочного стана;

— техническое решение по совершенствованию способов охлаждения чистового рельсового раската при термообработке с целью повышения прямолинейности длинномерных рельсов.

Материалы диссертации использованы в ОАО институт «УралНИИАС» при разработке проекта реконструкции прокатного цеха №3 Челябинского металлургического комбината с установкой универсального рельсобалочного стана.

Достоверность полученных выводов и положений диссертации основывается на применении фундаментальных положений теории сортовой прокатки, опыте развития рельсопрокатного производства, использовании классического метода конечных элементов и современных программных средств (ОЕРОЯМ-ЗИ, БоИсШ^огкя, МаЛСАИ) и подтверждается проверкой в условиях действующего рельсобалочного стана.

В целом результаты диссертации направлены на совершенствование рельсопрокатного производства с целью повышения качества и прямолинейности длинномерных рельсов.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1.Современные способы и технологии производства рельсов

Современное состояние рельсопрокатного производства в мировой металлургии характеризуется переходом от традиционного способа прокатки рельсов в двухвалковых закрытых калибрах на линейных рельсобалочных станах [9-11] к новому способу прокатки с применением универсальных четырех-валковых калибров на рельсопрокатных станах с непрерывно-реверсивными группами клетей [7, 8, 12-17 и др.]. Достаточно глубокий анализ указанных способов прокатки рельсов приведен P.A. Литвиновым в работе [18].

Новый способ производства рельсов позволяет за счет применения универсальных калибров получить равномерную деформацию всех элементов рельсового профиля, уменьшить количество дефектов проката, увеличить прямолинейность раската и выпускать рельсы длиной до 100-150м, а за счет применения специальной технологии регулируемого охлаждения после прокатки добиваться высоких механических свойств рельсов. Указанные преимущества способствовали быстрому распространению нового способа производства рельсов на зарубежных предприятиях (табл. 1.1). К настоящему времени абсолютное большинство стран, производящих рельсы, перешло на новую технологию прокатки.

Таблица 1.1

Предприятия, перешедшие на современную технологию прокатки рельсов

Год j Предприятие,страна Прочий сортамент Постав- Производство / в

Заказа Ввода щик оборудования стана том числе рельсов, тыс.т/год

2010 2012 "Hayange ", г.Лоррейн Великобритания He производят Tata Steel -/ 300-400

2012 "Tosiali Holding", г. Османие, Турция Не производят - -/ 2 000

_ 2010 2011 "Acheng Iron and SteeF, КНР - SMS 2 000 / 1 000

2010 2011 "Handan Iron and Steel', КНР Балки с №10-100 SMS -/ 1 380

2007 2009 "Al Tuwairqi Group", Саудовская Аравия Тяжелые профили и балки SMS -/ -

2006 2008 ' Wuhan Iron and SteeF, КНР Балки до №60 SMS 1050/ 550

2005 - "Kardemir Iron & SteeF, Турция Профили шириной до 500 мм SMS 450/ -

2005 2006 "Jindal Steel and Power", Индия Балки с №10-100 SMS 1 000/ -

2003 2005 "Baotou Iron and SteeF, КНР Балки до №45 SMS 900/ -

2002 2004 "SAIL Bhilai Steel Plant" (BSP), Индия Профили Г7 400

_ 2002 "Panzhihua Iron and Steel", КНР Профили шириной до 400 мм M 1 100/ -

2001 2003 "Anshan Iron and Steel", КНР Балки до№40, швеллера 250-400, уголки, полосо-бульба _ SMS _ 850/

1998 2002 "Steel Dynamics ", США Профили SMS 900/ -

1997 "Lucchini Piombino ", Италия SMS 350/ 350

1991 * "Kangwon Pohand", Южная Корея Профили SMS 1 200/

2003 2006 "VAI Schienen", Австрия Не производят Danieli 400/ 400

В результате освоения новой технологии в зарубежной практике сформировалась достаточно типовая схема расположения оборудования современного универсального рельсобалочного стана (рис. 1.1).

ВО Обжимная клеть Непрерывная

группа клетей

-Линия охлаждения - - Холодильник

Рис. 1.1. Схема расположения оборудования рельсобалочного стана на заводе "ДОГ (США)

Такие станы обычно включают нагревательную методическую печь, обжимную реверсивную клеть, непрерывно-реверсивную группу клетей в составе двух универсальных четырехвалковых клетей и расположенной между ними вспомогательной сдвигаемой двухвалковой клети, устройство для термообработки (охлаждения) рельса, роликоправильные машины, правильные прессы, сверлильно-обрезные станки, участок контроля качества готовых рельсов и оборудование для отгрузки длинномерных рельсов [9-17]. При большом объеме производства рельсов иногда кроме обжимной реверсивной клети устанавливают дополнительно промежуточную черновую клеть дуо [15], а для повышения точности готового профиля - отдельно стоящую калибрующую клеть [14].

Нагретую непрерывнолитую заготовку прокатывают в обжимной клети вначале в ящичных, а затем в тавровых и закрытых рельсовых калибрах с выдачей разрезного рельсового профиля из открытого калибра (рис. 1.2, а). Полученный черновой профиль прокатывают в непрерывно-реверсивной группе клетей за три прохода (рис. 1.2, б): в первом проходе используют первую универсальную клеть УК1 и вспомогательную клеть ВК (валки второй универсальной клети разведены), во втором проходе после реверса полосу снова прокатывают в клети УК1 (вспомогательная клеть сдвигается с линии прокатки), в третьем проходе используют все 3 клети (УК1-ВК-УК2). Полученный раскат направляют в устройство термообработки (закалки) и далее транспортируют на холодильник и на участок отделки, где правят вначале в горизонтальных и вертикальных роликоправильных машинах, затем на прессе, контролируют

качество рельса с помощью ультразвуковой и вихревой дефектоскопии и отгружают на склад или на специальные железнодорожные платформы.

8

'Г'Н

4 3

Заключение диссертации по теме «Обработка металлов давлением», Скосарь, Екатерина Олеговна

4.4.Выводы

1. Анализ результатов исследования температурных полей, предложенных в главах 2 и 3, позволил разработать научно обоснованные рекомендации по выбору способа и устройства для термообработки длинномерных рельсов (см. п. 4.1).

2. На уровне изобретений предложено техническое решение по совершенствованию способов охлаждения чистового рельсового раската при термообработке с целью повышения прямолинейности длинномерных рельсов (см. п. 4.2).

3. Определена область применения разработанных методов расчета температурных полей в инженерной практике и при обучении студентов по направлению «Металлургия».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненной диссертационной работы достигнута поставленная цель и получены следующие результаты:

1. Разработана методика численного моделирования температурных полей и напряженного состояния металла при прокатке длинномерных рельсов в программном комплексе «Z)£,FOi?M-ЗZ)». По разработанной методике получены эпюры распределения температуры и интенсивности напряжений в поперечных сечениях по длине раската в каждом проходе при прокатке рельса Р65 на современном рельсобалочном стане, включающем непрерывно-реверсивную группу тандем универсальных клетей и отдельно стоящую чистовую калибрующую универсальную клеть.

2. Определены закономерности изменения температуры металла по длине раската: реверсивная прокатка в черновых клетях способствует относительному выравниванию температуры по длине за счет чередования концов полосы по задаче в валки; при непрерывной прокатке в группе тандем происходит увеличение температурного перепада между передним и задним концом раската до 40°С, а на чистовом раскате (за калибрующей клетью) наблюдается интенсивный рост неравномерности температуры по длине до 69°С, что способствует ухудшению прямолинейности рельса и снижению равномерности механических свойств.

3. Установлено, что температурные поля в поперечных сечениях раската характеризуются весьма существенной неравномерностью, которая зависит от формы калибра. В среднем по сечению наиболее низкую температуру имеет шейка рельсового профиля, а наиболее высокую температуру - головка. Разница температур головки и шейки в поперечных сечениях передней, средней и задней частях раската увеличивается по ходу прокатки от 5-7°С в черновой клети дуо до максимальной 45-60°С в калибрующей клети. Это приводит к искривлению рельса относительно его продольной оси.

4. Показано, что применение на рельсобалочном стане отдельно стоящей калибрующей клети, удаленной от группы тандем на расстоянии более длины предчистового раската, является нецелесообразным, так как приводит к увеличению неравномерности температуры по длине и поперечному сечению раската и способствует снижению прямолинейности рельса.

5. Установлено, что напряженное состояние металла в процессе прокатки характеризуется значительной неравномерностью как по длине, так и по поперечным сечениям рельсового раската. Под действием указанной неравномерности напряжений создается возможность продольного изгиба и скручивания раската вокруг его продольной оси, что приводит к отклонению рельса от прямолинейности при термообработке.

6. Разработана математическая модель температурного состояния чистового рельсового раската перед термообработкой, позволяющая оперативно рассчитывать температуру любого элемента рельса по длине раската с целью управления режимом термообработки длинномерного рельса.

7. Разработан упрощенный аналитический метод расчета температурных полей при прокатке рельсов, позволяющий оперативно (в масштабе реального времени) достоверно определить основные закономерности распределения температуры по длине и поперечным сечениям рельсового раската на линейных и универсальных рельсобалочных станах.

8. Приведена экспериментальная проверка результатов расчета по разработанным методам в условиях действующего рельсобалочного стана. Показано, что моделирование в программном комплексе «ЛЕЕОЯМ-ЗО» и аналитический метод позволяют рассчитывать температурные поля с достаточной для практики точностью.

9. Разработаны научно обоснованные рекомендации по выбору способа и устройства для термообработки длинномерных рельсов в условиях современного универсального рельсобалочного стана.

10. Предложено на уровне изобретения техническое решение по совершенствованию способов охлаждения чистового рельсового раската при

90 термообработке с целью повышения прямолинейности закаленных длинномерных рельсов.

11. Материалы диссертационной работы были использованы при разработке проекта реконструкции прокатного цеха №3 ОАО «ЧМК» с установкой универсального рельсобалочного стана (см. приложение 2).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Скосарь, Екатерина Олеговна, 2013 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Гапонович В.А. Качество металлургической продукции транспортного назначения. // Современные технологии производства транспортного металла (Материалы 3-й международной конференции «ТРАНСМЕТ -2007»), Екатеринбург : ОАО «НТМК», УГТУ-УПИ, 2008. С. 3-9.

2. Объединенный ученый совет ОАО «Российские железные дороги». Бюллетень №6. - М. : 2010. - 76 с.

3. Гогричиани Г.В. Проблемы железнодорожного транспорта М. : Интекст, 2011. - 224 с. Сайт ОАО «ВНИИЖТ» http://www.vniizht.ru.

4. Абдурашитов А.Ю. Повышение эффективности и надежности работы рельсов.М.:Интекст,2011.-128с. Сайт ОАО «ВНИИЖТ» http://www.vniizht.ru

5. Шур Е.А. Перспективные требования Российских железных дорог к рельсам. // Современные технологии производства транспортного металла (Материалы 3-й международной конференции «ТРАНСМЕТ-2007»). Екатеринбург: ОАО «НТМК», УГТУ-УПИ, 2008. С. 33-37.

6. Шур Е.А., Федин В.М., Борц А.И. Обоснование необходимости оптимизации профиля рельса для сети железных дорог ОАО «РЖД». // Объединенный ученый совет ОАО «Российские железные дороги». Бюллетень №6. - М. : 2010. С. 51-69.

7. Матвеев Б.Н. Современные рельсопрокатные станы. Бюлл. «Черная металлургия» М. : ОАО «Черметинформация». 2006, № 2. С. 40-43.

8. Свейковски У., Нерзак Т. Производство рельсов высокого качества с использованием компактных универсальных клетей и технологий Rail Cool. Металлургическое производство и технология (МРТ). Русское издание. 2006. № 2. С. 50-56.

9. Полухин П.И., Грдина Ю.В., Зарвин Е.Я. Прокатка и термообработка рельсов. М. : Металлургиздат, 1962. - 510 с.

10. Полухин П.И., Федосов Н.М., Королев A.A., Матвеев Ю.М.. Прокатное производство. М. : Металлургия, 1958. - 676с.

П.Поляков В.В., Бухвостов И.Г., Артамонова Е.А. Состояние рельсопрокатного производства в СССР и за рубежом. Обзор, информ. - М. : Ин-т «Черметинформация», 1990. - 73 с.

12. Svejkovsky U. Newest technologies for economical sections production / AISE Steel Technology. 2002. № 2 P. 33-39.

13. Зиновьев A.B. Ввод в эксплуатацию нового рельсобалочного стана фирмы «STEEL DYNAMICS» // Новости черной металлургии за рубежом. 2003. № 2. С. 73-74.

14. Матвеев Б.Н. Стан с калибрующей клетью для прокатки высококачественных средне- и крупносортных профилей и рельсов // Производство проката. 2003. № 10. С. 47^48.

15. Свейковски У., Нерзак Т. Производство рельсов с использованием кассетных клетей и современных технологий охлаждения // Черные металлы. 2008, № 1. С. 32-36.

16. Universal rail and section rolling mill for Wisco // NEWSletter SMS metallurgy. September. 2006, № 2. P. 78.

17. Производство рельсов с применением универсальных клетей за рубежом. /

B.К. Смирнов., В.А. Паршин, М.В. Смирнов и др. // Черная металлургия: Бюлл. ин-та «Черметинформация», 1983, №20. С. 28-39.

18. Литвинов P.A. Разработка и моделирование технологических режимов прокатки рельсов с применением универсальных клетей. Дисс. ... канд. техн. наук. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009. - 172 с.

19. ОАО институт «УралНИИАС». Реконструкция прокатного цеха №3 с установкой универсального стана. Второй этап строительства ОАО «ЧМК». ПЗ № 10-3102- ИОС 7.1.1. 2011. - 154с.

20. Радюкевич JI.B. Состояние и основные направления развития прокатного производства черной металлургии России в 2007-2010 гг. // Сталь. 2011, №1.

C. 42^7.

21. Стрижов Ю.А., Липунов Ю.И. Современный рельсопрокатный комплекс в

условиях ОАО «НТМК». // Современные технологии производства

93

транспортного металла (материалы 3-й международной конференции «ТРАНСМЕТ - 2007»). Екатеринбург: ОАО «НТМК», УГТУ-УПИ, 2008. С. 282-286.

22. Комплексное технологическое задание на реконструкцию рельсового производства ОАО «НТМК». КТЛЗ-14-2Р-002-2008. Екатеринбург: ОАО «Уральский институт металлов», 2008. - 205 с.

23. Реконструкция рельсобалочного стана Кузнецкого металлургического комбината им. В.И. Ленина с установкой непрерывной группы в составе двух универсальных клетей в технологическом потоке для прокатке железнодорожных рельсов. Технологическое задание ТЛЗ - 5.18. УралНИИИМ, УПИ. Рук. Паршин В.А., Смирнов В.К.. Свердловск: 1984.-22с.

24. Лапидус Б.М., Гогричиани Г.В.. Проблемы железнодорожного транспорта1 Задачи и пути их решения. - М. : Интекст, 2012. - 260 с.

25. Васенев В.М., Стрижов Ю.А., Коновалов A.B. Развитие в России производства железнодорожных рельсов. // Новые проекты и технологии в металлургии: Сб. научных трудов к 85-летию Уралгипромеза -Екатеринбург: УЦАО, 2010. С. 40^45.

26. Тылкин М.А., Яловой Н.И., Полухин П.И. Температуры и напряжения в деталях металлургического оборудования. - М.: Высшая школа, 1970. - 352с.

27. Иванцов Г.П. Нагрев металла. Теория и методы расчета. - М.: Металлургиздат, 1962. - 192 с.

28. Тайц Н.Ю. и др. Температурный режим прокатки металла на непрерывных мелкосортных и проволочных станах // Изв. вузов. Черная металлургия, 1964. №7. С. 147-152.

29. Тайц Н.Ю. и др. Определение температуры металла в процессе деформации // Изв. вузов. Черная металлургия, 1965. №2. С. 156-160.

30. Целиков А.И., Гришков А.Н. Теория прокатки: Учебник для вузов. - М. : Металлургия, 1970. - 320 с.

31. Целиков А.И., Томленов А.Д., В.И. Зюзин и др. Теория прокатки: Справочник. - М. : Металлургия, 1982. - 335 с.

32. Жучков С.М., Кулаков JI.B., Лохматов А.П. Управление температурными режимами непрерывной сортовой прокатки (теоретические и технологические основы). - М. : Теплотехник, 2008 - 144с.

33. Зайков М.А. Режимы деформации и усилия при горячей прокатке. - М. : Металлургиздат, 1960. - 302 с.

34. Смирнов В.К., Шилов В.А., Инатович Ю.В. Калибровка прокатных валков. - М. : Теплотехник, 2010. - 490 с.

35. Коновалов Ю.В., Остапенко АЛ. и др. Расчет параметров листового проката. Справочник. - М. : Металлургия, 1986 - 460 с.

36. Иванцов Г.П. К теории теплообмена прокатных валков и раскаленного металла. - Ж. техн. физ., т.7, вып. 10, 1937. С. 1114-1125.

37. Каракина A.A., Тарновский В.И. и др. Температурное поле при горячей деформации неограниченной пластины. - Сб. «Новые решения в теории ОМД» - М.: Металлургия, 1965. С. 48-57.

38. Каракина A.A., Тарновский В. И. и др. Определение температурного поля при деформации. // Изв.вузов. Черная металлургия, 1965, №7. С. 75-77.

39. Яловой Н.И., Полухин П.И., Рыжов А.Ф. Температура металла при деформации. Сб. «Пластическая деформация металлов и сплавов», вып. 66. 1972. С. 66-75.

40. Лыков A.B. Теория теплопроводности - М. : Высшая школа, 1967. - 599 с.

41. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. - М. : Энергия, 1977. -344 с.

42. Няшин Ю.И., Скороходов А.Н. и др. Система основных уравнений неизотермической прокатки. - Сб. «Производство проката» УПИ, Свердловск, 1968. С. 141-143.

43. Няшин Ю.И., Ананьев И.Н. Вариационный метод расчета температурных полей в процессах ОМД. // Изв. вузов. Черн. металлургия, 1973. №9.С.91-94.

44. Ананьев И.Н. Методика расчета температурных полей и напряженно-деформированного состояния в задачах ОМД. Дисс. ... канд. техн. наук. Пермь: УПИ, 1974. - 100 с.

45. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация. М. : Мир, 1986.-318 с.

46. Сахаров A.C., Кислоокий В.Н., Киричевский В.В. Метод конечных элементов в механике твердых тел. - Киев : Вища школа, 1982. - 479 с.

47. Вальтер А.И., Дорохин Н.Б. Метод конечных элементов в технологических задачах пластичности : Учеб. пособие для вузов / Тул. гос. ун-т. - Тула: 1999.- 133 с.

48. Розин JI.A. Метод конечных элементов. С-П.: Математика, 2000. С. 120-127.

49. Галлагер Р. Метод конечных элементов - М. : Мир, 1984. - 428 с.

50. Стренг Г., Фикс Д. Теория метода конечных элементов.-М.Мир, 1977.-349с.

51. Shiro Kobayashi, Metal forging and finite element method. - New York.: Oxford series on advanced manufacturing, 1989. - 380 p.

52. Бурман З.И., Артюхин Г.А., Зархин Б.Я.. Программное обеспечение матричных алгоритмов и метода конечных элементов в инженерных расчетах. - М. : Машиностроение, 1988. - 253 с.

53. Колмогоров B.J1. Механика обработки металлов давлением. - Екатеринбург :УПИ, 2001.-836 с.

54. Романко В.К. Курс дифференциальных уравнений и вариационного исчисления: - 2-е изд. - М.; СПб. : Наука. Физматлит, 2001. - 344 с.

55. Пантелеев А. В. Вариационное исчисление в примерах и задачах : учеб. пособие для студентов техн. вузов. - М. : Высшая школа, 2006. - 272 с.

56. Ванько В.И., Ермошина О.В., Кувыркин Г.Н.; Под ред. Зарубина B.C., Крищенко Ä.n. Вариационное исчисление и оптимальное управление : Учебник для втузов / - М. : МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. - 488 с.

57. Зегжда С.А., Солтаханов Ш.Х., Юшков М.П. Уравнения движения неголономных систем и вариационные принципы механики. Новый класс задач управления - М. : ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 272 с.

58. Gurtin М.Е. Variation principles for linear initial-value problems. Quaterly of applied Mathematics, 1964, v.22, №3. P. 252-256.

59. Автоматизированная подготовка кузнечно-штамповочного производства на ОАО Корпорация «ВСМПО-Ависма». Технология производства и контроль штамповочной оснастки / A.C. Шибанов, В.Б. Тимохов, А.Н. Литвинов и др. // Современные технологии производства транспортного металла (материалы 3-й международной конференции «ТРАНСМЕТ - 2007»), Екатеринбург : ОАО «НТМК», УГТУ-УПИ, 2008. С. 182-189.

60. Оценка неоднородности деформации и температурного поля в зависимости от схемы протяжки и осадки для полуфабрикатов из титановых сплавов / A.C. Шибанов, A.A. Богатов, В.А. Кропотов, А.Н. Трошин // Сб. научн. трудов научно-технической конференции «Ti-2006». Суздаль. 2006.

61. Влияние схемы и режимов прессовой протяжки слитков на неравномерность распределения температуры и накопленной деформации в поковке / A.C. Шибанов, A.A. Богатов, В.А. Кропотов, В.Б. Тимохов // Сб. трудов научно-технической конференции «Кузнецы Урала 2005». В. Салда : 2005. С. 126-131.

62. Шибанов A.C. Разработка, исследование и внедрение прогрессивных процессов ковки слитков из жаропрочных титановых сплавов с целью повышения качества штампованных поковок дисков авиационного назначения. Дисс....канд. техн. наук. Екатеринбург:УГТУ-УПИ, 2007.-186 с.

63. Усовершенствование способов изготовления рельсов и рельсы, полученные посредством этих способов. Европейский патент № 0049004.А1, МКИЗ.

64. Катаока Ю., Мориока С., Фукуда К. и др. Термообработка рельсов струями перегретой воды / Тэцу-то хаганэ, 1987. Т. 73. №13. С. 155.

65. Термическое упрочнение железнодорожных рельсов. Обз. инф. М. : Ин-т «Чермет-информация», 1990.

66. Свейковски У., Нерзак Т. Производство рельсов с использованием кассетных клетей и современных технологий охлаждения // Черные металлы. 2008, №1. С. 32 - 36.

67. Induction Heating Keeps BSC // The Engineer, 1988. № 18/25, August. P. 22.

68. Binseisler H., Schmedders H., Wick К. Modern Schienener Zeugungbeider // Thyssen Technische berichte. 1988. № 1. P. 147 - 159.

69. Burke Т.Е., George B. An off-line induction heat treatment system produces quality DHH rail road rails // Industrial heating, 1992. №10. P. 21 - 23.

70. Optimization of residual stress in high strength rails at Sogerail, Ha-yang / J.L. Perrin, J.L. Treil, 39th MSWP Conf. Proc, JSS, vol. XXXV, 1998. P.1061-1070.

71. Дегтярев С.И., Нестеров Д.К. и др. Усовершенствование технологии термической обработки железнодорожных рельсов с нагрева ТВЧ // Сталь, 1998. №2, С. 54-56.

72. Сталинский Д.В., Рудюк Ф.С., Сапожков В.Е. и др. Технологические и физические особенности высокочастотной закалки рельсов // Металлургическая и горнорудная промышленность, 2008. №1. с. 92 - 98.

73. Устройство для охлаждения рельсов. Патент N 2109121 (Франция) от 14.10.2009г.

74. Способ термической обработки рельсов. Патент DE-C-2272080 (Германия) от 20.03.2006г.

75. Способ термической обработки стального рельса. Патент RU-2162486 С2 (Россия) от 27.01.2001г.

76. Способ термической обработки изделий. Патент RU-2081191 С1 (Россия) от 10.06.1997г.

77. Способ термической обработки стального рельса. Патент N- 2162486 С2 (Франция) от 27.01.2001г.

78. Способ термической обработки рельсов. Патент UA-2023026 С1 (Украина) от 15.11.1994г.

79. Способ дифференцированной термообработки профилированного проката, в частности рельса, и устройство для его осуществления. Патент RU-2369646 С1 (Россия) от 21.07.2008г.

80. Способ термической обработки рельсов. Патент RU-2280700 С1 (Россия) от 27.07.2006г.

81. Способ термической обработки рельсов. Патент RU-2254382 С1 (Россия) от 20.06.2005г.

82. Метод и устройство для термической обработки стальных рельсов. Европейский патент ЕР-1900830 А1 от 19.03.2008г.

83. Способ управляемого охлаждения при термообработке изделий из различных материалов, металлов и их сплавов водовоздушной смесью и устройство для его осуществления. Патент ЕР-006413 В1 от 29.12.2005г.

84. Метод термической обработки стальных рельсов. Европейский патент ЕР-0187904 В1 от 23.07.1986г.

85. Способ и устройство термической обработки рельсов. Патент RU-2010145748 (Россия) от 18.05.2012г.

86. Бондин А.Р. Исследование закономерностей прокатки рельсов в четырехвалковых калибрах с целью определения основных параметров для проектирования универсальных клетей. Дисс. ... канд. техн. наук. Уральский политехи, ин-т. Свердловск: 1985. - 194 с.

87. Разработка методики расчета рациональных калибровок валков и технологических режимов прокатки рельсов с применением универсальных клетей. Отчет о НИР по договору Д 1443/08/0415. ОАО «НТМК», ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ». Рук. Шилов В.А. Исп. Литвинов Р.А. Екатеринбург, 2008.

88. Совершенствование промышленной технологии прокатки железнодорожных рельсов типа Р65 с применением чистовой универсальной клети. Отчет о НИР. СМИ. Рук. В.К. Кобызев. № Г.Р. 73068492. Новокузнецк: 1975. - 95 с.

89. Смирнов В.К., Бондин А.Р., Михайленко A.M. Исследование прокатки рельсов в универсальных клетях // Производство проката.2003.№12.С.24-30.

90. Исследование и разработка технологии прокатки рельсов с использованием универсальных клетей. Отчет о НИР. УПИ, Урал НИИЧМ. Рук. В.К. Смирнов. № Г.Р. 81067219. Свердловск: 1982. 103 с.

91. Шилов В.А., Шварц Д.Л., Литвинов P.A. Расчет формоизменения металла при прокатке рельсов в универсальных калибрах // Известия вузов. Черная металлургия. 2008. №3. С. 51-54.

92. Шилов В.А., Шварц Д.Л., Литвинов P.A. Теоретические основы расчета рациональных режимов прокатки рельсов в универсальных калибрах // Современные технологии производства транспортного металла (Материалы 3-й международной конференции «ТРАНСМЕТ - 2007»). Екатеринбург: ОАО «НТМК», УГТУ-УПИ, 2008. С. 178-184.

93. Шварц ДЛ., Усталов С.А., Шилов В.А. Статический анализ формоизменения метала при прокатке рельсов в двухвалковых калибрах // Известия вузов. Черная металлургия. 2008. №5. С. 65-66.

94. Шилов В.А., Шварц Д.Л., Литвинов P.A. Метод расчета режимов деформации металла при прокатке рельсов в универсальных калибрах // Труды седьмого конгресса прокатчиков. М: МОО «Объединение прокатчиков». Корпорация производителей черных металлов, 2007. С. 519524.

95. Шилов В.А., Литвинов P.A., Шварц Д.Л. Моделирование процесса прокатки рельсов в универсальных калибрах // Производство проката. 2009. №8. С. 20-25.

96. Борц А.И., Шур Е.А., Федин В.М. и др. Исследование свойств рельсов, подвергнутых дифференцированной закалке с прокатного нагрева. // Сб. научных докладов «Рельсовая комиссия». - Екатеринбург: ОАО «УИМ». 2010. С. 149-156.

97. Басов К.A. ANSYS. Справочник пользователя — М. : ДМК Пресс, 2005. — 640 с.

98. Шимкович Д.Г. Расчет конструкций в MSC/NASTRAN for Windows. — М. : ДМК Пресс, 2001. — 448 с.

99. Муйземнек А.Ю., Богач A.A. Математическое моделирование процессов удара и взрыва в программе LS-DYNA // Учеб.пособие - Пенза: Информационно-издательский центр ПТУ — 2005. — 106 с.

100. QForm3D. Сайт компании QUANTOR FORM, www.qform3d.ru.

101. Биба H.B. Разработка и применение программ моделирования трехмерной объемной штамповки QForm2D/3D. САПР и графика. 2001. №9. С. 18-19.

102. Гун Г.Я., Биба Н.В., Садыков О.Б. и др. Автоматизированная система OOPM-2D для расчета формоизменения в процессе штамповки на основе метода конечных элементов // КШП, 1992. №9. С. 15-18.

103. Каплунов Б.Г., Полищук Е.Г., Жиров Д.С. и др. Компьютерные системы моделирования пластических деформаций: Учебное пособие. — Челябинск: ЮУрГИ, 2000. — 67 с.

104. Паршин B.C., Карамышев А.П. и др. Практическое руководство к программному комплексу DEFORM-3D. Екатеринбург: УрФУ. 2010. -266с.

105. Харламов A.A., Латаев А.П и др. Моделирование обработки металлов давлением с помощью комплекса «DEFORM» // САПР и графика, 2005, №5. С. 2-4.

106. Котов В.В. Влияние схемы деформированного состояния титанового сплава Grade 9 на формирование текстуры. Дисс. ... канд. техн. наук. УГТУ-УПИ. Екатеринбург: 2008. — 150 с.

107. Семин П.В. Разработка и исследование технологического процесса изотермической раскатки дисков. Автореферат дисс. ... канд. техн. наук. НИИ технологии материалов ГТУ «МИСиС». М. : 2007. — 22 с.

108. DEFORM™. Сайт компании ООО «Инжиниринговая компания АРТЕХ». http://www.artech-eng.ru.

109. Integrated DEFORM™ 2D-3D. Лабораторные работы : Учебное пособие / SFTS / Перевод ООО «АРТЕХ», 2012. — 30 с.

110. Алямовский A.A. Solid Works/COSMOS Works. Инженерный анализ методом конечных элементов. М. : ДМК Пресс, 2004. — 432 с.

111. Тепловое и термонапряженное состояние водоохлаждаемых оправок / Н.М. Вавилкин, Д.Б. Бодров // Сб. трудов научно-технической конференции «Павловские чтения». «МИСиС». 2010.

112. Шилов В.А., Шварц Д.Л., Литвинов P.A. Скоростные режимы прокатки рельсов в непрерывных реверсивных группах клетей современного рельсобалочного стана // Производство проката. 2008. № 7. С. 30-33.

113. Зяблицева (Скосарь) Е.О., Литвинов P.A., Шилов В.А. Моделирование температурных полей при прокатке рельсов // Современные металлические материалы и технологии (СММТ'11). Труды международной научно-технической конференции. СПБ: Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, 2011. С 30-32.

114. Скосарь Е.О., Шилов В.А., Шварц Д.Л. Исследование температурных условий прокатки длинномерных рельсов на универсальном рельсобалочном стане // Производство проката. 2012. №11. С. 7-11.

115. Скосарь Е.О., Шилов В.А. Температурное и напряженно-деформированное состояние металла при прокатке длинномерных рельсов // Изв. вузов. Черная металлургия. 2012. №11. С. 63-64.

116. Зяблицева (Скосарь) Е.О., Литвинов P.A., Шилов В.А. Моделирование температурных полей при прокатке рельсов // Известия вузов. Черная металлургия. 2011. № 5. С. 51-53.

117. Шилов В.А., Скосарь Е.О., Шварц Д.Л. Способ термической обработки рельсов. Заявка на изобретение № 2012150234 от 23.11.2012г.