Nowy proces walcowania skośnego prętów o przekroju kołowym z główek złomowanych szyn kolejowych

• Autorzy: Tomczak Janusz , Bulzak Tomasz , Pater Zbigniew

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2019.3.1

Warianty tytułu

EN

The new skew rolling process of bars with circular section from scrapped rails heads

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wybrane wyniki modelowania numerycznego procesu kształtowania prętów o przekroju kołowym z główek złomowanych szyn kolejowych. Do realizacji technologii zaproponowano dwuetapowy proces walcowania. W pierwszym etapie główki szyn zgniatane są w walcarce wzdłużnej w wykroju sześciokątnym, co pozwala na uzyskanie w miarę regularnego kształtu przekroju poprzecznego wstępniaka. W drugim etapie wstępniak zostaje poddany procesowi walcowania skośnego w trójwalcowej walcarce skośnej. Obliczenia procesu walcowania przeprowadzono metodą elementów skończonych w programie FORGE NxT. W trakcie symulacji określono kinematykę płynięcia materiału, wyznaczono rozkłady temperatury, intensywności odkształceń, kryterium zniszczenia wg Cockrofta-Lathama, a także przebieg parametrów siłowych podczas walcowania. Uzyskane wyniki obliczeń wskazują na możliwość wytwarzania zaproponowaną technologią prętów o wysokiej jakości z główek odciętych od wyeksploatowanych szyn kolejowych. Zaletą proponowanej technologii jest możliwość walcowania prętów o przekroju kołowym w szerokim zakresie średnic jedynie w dwóch przepustach.

EN

The paper presents selected results of the numerical modelling of a new rolling process for producing circular-section rods from heads of scrap railway rails. The proposed technique involves two-stage rolling. In the first stage, the rail heads are roll formed in a longitudinal rolling mill with a hexagonal impression, which ensures obtaining a relatively regular shape of the cross section of the billet. In the second stage, the billet is subjected to skew rolling in a three-roll skew rolling mill. The numerical modelling of the rolling process was performed by the finite element method using FORGE NxT. The following were determined in the simulation: the kinematics of metal flow, the distributions of temperatures and effective strains, the Cockcroft-Latham ductile damage criterion, as well as variations in the force parameters during rolling. Obtained results demonstrate that the proposed technique can be used to form high-quality rods from heads of scrap railway rails. An advantage of the proposed rolling method is that it enables the production of circular-section rods with a wide range of diameters by means of only two roll passes.

Słowa kluczowe

PL

walcowanie wzdłużne; walcowanie skośne; szyny kolejowe; walcowanie prętów

EN

longitudinal rolling; skew rolling; railway rails; rod rolling

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 86, nr 3
• Strony: 67--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Tomczak Janusz

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej, ul. Nadbystrzycka 36, 20–618 Lublin

autor

Bulzak Tomasz

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej, ul. Nadbystrzycka 36, 20–618 Lublin

autor

Pater Zbigniew

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej, ul. Nadbystrzycka 36, 20–618 Lublin

Bibliografia

• [1] Pietrasik Marcin. 2016. „Przerób i recykling złomu na potrze¬by hutnictwa stali”. Piece przemysłowe &kotły, (2) : 16-33.
• [2] Pater Zbigniew, Janusz Tomczak, Tomasz Bulzak. 2016. „Analiza procesu kształtowania pręta okrągłego z główki szyny kolejowej”. Hutnik – Wiadomości Hutnicze, 83 (3) : 91-95.
• [3] Pater Zbigniew, Janusz Tomczak, Tomasz Bulzak. 2016 „An innovative method for forming balls from scraprail heads”. Advances in Science and Technology Research Journal, 10 (31) : 151-157.
• [4] Pater Zbigniew, Janusz Tomczak. 2012. „Walcowanie poprzeczno-klinowe kul”. Lublin, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej : 1-168.
• [5] Kim S. Y., Y. T. Im. 2002. “Three dimensional finite element analysis of nonisothermal shape rolling”. Journal of Material Processing Technology, 127 : 57-63.
• [6] Бадюк С. И., А. И. Лещенко. 2010. “Получение сортовых профилей проката из изношенных железнодорожных рельсов”. Обработка материалов давлением, 4 (25 : 162-167.
• [7] Pater Zbigniew, Janusz Tomczak, Tomasz Bulzak. 2017. „Sposób walcowania prętów z główek złomowanych szyn kolejowych”. Polskie zgłoszenie patentowe nr P.423661.
• [8] Samołyk Grzegorz, Zbigniew Pater. 2010. „Spęczanie głowy szyny S60 z fragmentem środnika”. Rudy i Metale Nieżelazne, 55 (6) : 389-392.
• [9] Pater Zbigniew. 2010. „Wartość graniczna całki Cockrofta-Lathama dla stali kolejowej gatunku R200”. Hutnik, Wiadomości Hutnicze, 77 (12) : 702-705.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).