轧制科学

在20世纪形成的国内轧制科学学院使用两种综合的方法 - 力的平衡方法和能量方法 - 它们的结构有所改变。

车里雅宾斯克轧制科学学院的创始人是弗拉基米尔·尼古拉耶维奇·维德林(1920-1988) - 乌拉尔科学冶金学院的创始人之一,乌拉尔国立技术大学阿基姆·菲利普波维奇·戈洛文教授的博士研究生。1955年,当弗拉基米尔·尼古拉耶维奇还未获得技术科学的副博士学位时,就已经开始领导车里雅宾斯克工业大学金属压力加工教研室,并且一直领导至1988年。

1961年V.N.维德林通过了题为“关于特殊情况的轧制过程研究”的博士论文答辩,标志着一个新的科学方向的开始。科学家从能量守恒定律的角度研究了任务,并根据这一原理,建立了统一的轧辊与带材相互作用的理论,展示了运动学现象与轧制动力学之间不可分割的定性和定量联系,以及临界角在变形区中的作用,作为轧制过程能量平衡的一种调节器。

能量方法使得第一次能够正确地和在理论上严格地描述从工件的前端与轧辊接触的时刻用金属填充变形区的非静止过程,直到过程转变为稳定(静止)状态。这是唯一能够全面表征轧制过程的方法,同时考虑了金属的运动学、力能参数、物理和机械特性。

学院的代表创造了新的流程:“轧制-拉伸”(V.N. 维德林,L.M.阿格耶夫)和“轧制-锻造”( V.N.维德林,G.I.科瓦利)。其中第一项在美国、日本、德国、英国、法国、意大利、瑞典获得专利,并在国内外行业内得到广泛认可和应用。

科学学院的形成和发展离不开创始人的学生和追随者,或者换句话说,通过联合劳动创造其总产品的员工。在第一个十年,这些人是教研室第一批研究生和工作人员,包括那些不在编的人员。其中主要包括L.M.阿格耶夫、U.T.巴京、V.G.杜科马索夫、V.I.克莱诺夫、V.P.波利斯基。

车里雅宾斯克学院对国内和世界轧制生产科学的贡献如下:根据能量守恒定律,创建和研究了轧制过程中轧辊与带钢相互作用的能量理论,并且得到了广泛认可; 在能源方法的基础上,创建了连续轧制过程的现代理论;

开发了一种在卷带采集期间填充变形区的理论; 通过联合使用节能和最小能量定律,确定了轧制过程的运动(前进)和变形(加宽)特性之间的关系; 从确保带材平整度的角度出发,提出了板材轧制的变化理论; “非对称轧制工艺”方向得到了广泛的发展; 创建了一种新的“轧制锻造”工艺,这是“步进轧制工艺”的基础; 在“多辊轧制过程”方向上进行了大量的科学工作; 在循环变截面型材轧制的理论和实践领域进行了大规模的研究; 为热机械参数的各种变化进行金属和合金力学性能的塑性研究,创造了方法和设备; 研究出精确轧制简单和成形型材的理论基础。

车里雅宾斯克轧制学院的科学研究材料在外国期刊上广泛发表。车里雅宾斯克的科学家们参加了许多国际会议、大型学术会议、研讨会和展览。国内数十家企业引进了学院开发的技术和设备,主要有:新西伯利亚和日丹诺夫斯克冶金厂、卡拉干达、切列波韦茨和车里雅宾斯克冶金厂、巴尔哈什有色金属加工厂和乌兹别克斯坦难熔金属厂。

在1997年至2002年期间,为俄罗斯企业开展了一些研究和设计工作。其中较大的项目有Mechel公司钢轧生产改造项目和半连续轧机ShP 280 / MK-330项目,用于生产乌拉尔精密合金工厂的特种钢和合金棒材和线材。

目前,车里雅宾斯克分轧制学院由南乌拉尔国立大学理工学院压力金属加工过程与机械系教授,技术科学博士,亚力山大·弗拉基米罗维奇·维德林教授领导。

«科学方向“无缝管生产的能源理论与实践”诞生于1955年,在金属压力加工教研室成立之际。以前,轧制能量理论主要应用于带材、板材、蜂窝型材的轧制,未在管材上得到广泛应用。但管材生产是一个独立的,在许多方面是原始的轧制生产领域,我对这个领域产生了兴趣», -  亚力山大·弗拉基米罗维奇说。

- 无缝管的生产过程包括三个主要的变形操作:坯料穿孔 - 在实心坯料上穿孔,滚压 - 减小壁厚,轧细 - 管道直径减小。在所有这三个方面都进行了研究工作。

正如维德林教授指出的那样,无论是从技术角度还是在工艺理论描述方面,穿孔轧机是所有轧制设备中最复杂的。

- 开展了设置计算、优化工艺流程和改进工艺工具校准的研究工作。在这个课题方面有三篇副博士论文通过了答辩。至于轧制过程,基本上,基于轧制能量理论,开发了一种确定连续轧机速度范围的开创性方法,并且计算轧辊校准的工作使管道几何尺寸的精度提高一倍以上,科学家说。  - 在这个课题方面有两篇副博士论文通过了答辩。一篇博士论文以“轧细”为研究方向。这项工作大大减少了管道制造过程中金属的损耗。

在制造钻杆时,一个必要的操作是端部加厚,这也与金属压力加工有关:有螺纹的端部必须更厚,直径大于管的主体。基于轧制能量理论,首先获得了公式,以正确确定加厚所需的力。此外,在管道的“厚”和“薄”部分之间存在过渡区,并且越长越好。以前,这个过渡区的大小是根据实际经验确定的。南乌拉尔国立大学和RosNITI公司的科学家成功地通过模拟过渡区的长度来确定并找到了改善这种管道制造过程的方法。

科学学院与锡纳腊钢管厂、伏尔加钢管厂、谢维尔斯基钢管厂、塔甘罗格冶金厂、以及美国和罗马尼亚的许多工厂合作。

现在,A.V.维德林培养的博士与他一起在发展“无缝管生产的能源理论与实践”研究方向。A.V.维德林培养的博士阿列克谢·科罗利、叶甫盖尼·什库拉托夫、维亚切斯拉夫·希罗科夫已经成为了大学教师。

学院的科学家们目前正在实施的大型项目是为锡纳腊钢管厂设计新的管材轧制设备的技术任务。

- 我们取得了良好的成果。为了完成这项任务,我们进行了大量的实验和理论研究,因为我们需要满足很多要求:为了达到生产管道几何形状的准确度,设备的高性能,研究使新的难以变形的钢种变形的可能性方案 – 维德林教授解释说。

此外,科学家们开始研究生产过程的数字化 - 在这个方向上,通过与谢维尔斯基钢管厂和塔甘罗格冶金厂的互动开辟了最广阔的前景。

娜杰日达·尤希娜
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