/ 69 1 (54), 2 (55), 2010 Analysis of interconnection between characteristics of rolled wire and deformational characteristics of produced of it wire in conditions of RUP «BMZ» is investigated. It is shown that the higher degree of wire delamination the lower characteristics of curling. А. Н. чичко, БНТу, А. в. вЕдЕНЕЕв, руП «БМЗ», о. А. сАчЕк, БНТу, л. А. фЕклисТовА, руП «БМЗ» УДК 629.113 статИстИческИй аналИз взаИмосвязей между характерИстИкамИ катанкИ И деформаЦИоннымИ свойствамИ ИзготавлИваемой Из нее проволокИ Известно, что исходным материалом для изго- товления проволоки в метизном производстве яв- ляется катанка металлургического производства. Именно при формировании свойств катанки закла- дываются многие свойства проволоки, которая по- лучается путем волочения. Поэтому исследования взаимосвязей между свойствами катанки и прово- локи являются одной из важнейших задач метал- лургического производства. Цель работы – исследование взаимосвязей между свойствами бортовой бронзированной про- волоки и катанки. На рис. 1 показана структурная схема форми- рования свойств стальной бронзированной прово- локи. Из рисунка видно, что свойства проволоки развиваются в катанке, что позволяет сформули- ровать гипотезу о взаимосвязи свойств катанки и проволоки, получаемой из нее. Исследования взаимосвязей проводили по данным РУП «БМЗ». Одна из важнейших эксплуатационных харак- теристик проволоки – степень ее скручивания. В то же время основным дефектом, снижающим механические свойства проволоки, является рас- слой. Представляет интерес исследовать взаимо- связи между расслоем в проволоке и степенью ее скручивания. В производстве РУП «БМЗ» степень расслоя в проволоке определяют по формуле 100%r N r N = ⋅ , где Nr – число испытаний образцов проволоки, для которых наблюдается дефект «расслой»; N – число всех испытаний образцов. Известно, что дефект «расслой» для бортовой проволоки имеет место для диаметров 1,55 и 1,6 мм. В результате статистической обработки данных РУП «БМЗ» была установлена взаимосвязь между числом скручиваний и величиной расслоя для про- Рис. 1. Схема формирования свойств стальной бронзированной проволоки 70 / 1 (54), 2 (55), 2010 волоки диаметром 1,6 мм (рис. 2, а) и 1,55 мм (рис. 2, б). Как видно из рисунка, существует ярко выраженная тенденция к увеличению степе- ни расслоя при снижении числа скручиваний про- волоки. Коэффициенты корреляции составляют –0,77 для диаметра проволоки 1,6 мм и –0,89 для диаметра 1,55 мм. Зависимость носит обратный характер. В результате статистической обработки дан- ных были установлены взаимосвязи между числом скручиваний и свойствами проволоки, а именно величиной разрывного усилия и относительного удлинения. На рис. 3 приведены взаимосвязи чис- ла скручиваний от величины разрывного усилия проволоки для диаметров 1,6 и 1,55 мм. Как видно из рис. 3, а, для проволоки диаметром 1,6 мм рас- пределение точек разделено на две области: первая область соответствует высоким значениям разрыв- ного усилия (4240–4476) и низким значениям числа скручиваний (40 и ниже), вторая область характе- ризуется меньшими значениями содержания угле- рода (4000–4152) и большими значениями числа скручиваний проволоки (40 и выше). Как следует из рис. 3, б, для проволоки диаметром 1,55 мм вза- имосвязь менее ярко выражена, но тенденцию к снижению числа скручиваний при увеличении разрывного усилия можно проследить. Коэффици- енты корреляции числа скручиваний и величины разрывного усилия составляют –0,83 и –0,65 для диаметров 1,6 и 1,55 мм соответственно. На рис. 4 показана взаимосвязь числа скручи- ваний от величины относительного удлинения проволоки для диаметра 1,6 мм. Как видно из ри- сунка, распределение точек более размыто по срав- нению с аналогичной взаимосвязью для разрывно- го усилия. Коэффициент корреляции числа скру- чиваний и относительного удлинения составляет –0,59. На рис. 5, 6 показана взаимосвязь числа скру- чиваний проволоки и содержания углерода в ка- танке. Как видно из рисунков, для диаметров 1,6 и 1,55 мм имеет место четко выраженная тенден- ция к снижению числа скручиваний проволоки в зависимости от содержания углерода в катанке. Рис. 2. Корреляционное поле числа скручиваний и величины расслоя для различных диаметров проволоки: а – диаметр 1,6 мм; б – диаметр 1,55 мм Рис. 3. Корреляционное поле числа скручиваний и разрывного усилия для различных диаметров проволоки: а – диаметр 1,6 мм; б – диаметр 1,55 мм Рис. 4. Корреляционное поле числа скручиваний и величины относительного удлинения в проволоке диаметром 1,6 мм / 71 1 (54), 2 (55), 2010 Распределение точек разделено на две области: первая область соответствует высоким значениям содержания углерода (0,78–0,84) и низким значе- ниям числа скручиваний проволоки (40 и ниже), вторая область характеризуется меньшими значе- ниями содержания углерода (0,72–0,75) и больши- ми значениями числа скручиваний проволоки (40 и выше). Коэффициенты парной корреляции для диаметра 1,6 мм составляют –0,84 и –0,85, для ди- аметра 1,55 мм для минимального и максимально- го содержания углерода – соответственно –0,61 и –0,62. Рис. 5. Корреляционное поле числа скручиваний и минимального содержания углерода катанки для различных диаметров проволоки: а – диаметр 1,6 мм; б – диаметр 1,55 мм Рис. 6. Корреляционное поле числа скручиваний и максимального содержания углерода катанки для различных диаметров проволоки: а – диаметр 1,6 мм; б – диаметр 1,55 мм Рис. 7. Корреляционное поле числа скручиваний проволоки и содержания углерода катанки для различных диаметров про- волоки: а – диаметр 0,89 мм; б – 0,965; в – 1,3; г – 1,5 мм; 1 – минимальное содержание углерода; 2 – максимальное содержа- ние углерода 72 / 1 (54), 2 (55), 2010 Для диаметров 0,89, 0,965, 1,3 и 1,5 мм зависи- мости числа скручиваний проволоки от содержа- ния углерода не выявлено. На рис. 7 показаны вза- имосвязи между числом скручиваний проволоки и содержанием углерода в катанке для различных диаметров проволоки. Как видно из рисунка, взаи- мосвязи носят хаотический характер. В результате статистической обработки данных были установлены взаимосвязи между числом скру- чиваний проволоки и свойствами катанки, а именно пределом прочности, относительным удлинением и относительным сужением. На рис. 8 приведены взаимосвязи числа скручиваний проволоки для диа- метра 1,6 мм и величины предела прочности для ка- танки. Из рис. 8, а, б видно, что распределение точек разделено на две области: первая область соответ- ствует высоким значениям предела прочности (1080– 1190) и низким значениям числа скручиваний (40 и ниже), вторая область характеризуется меньшими значениями предела прочности (1000–1060) и боль- шими значениями числа скручиваний проволоки (40 и выше). Распределение точек для взаимосвязи чис- ла скручиваний со средним значением предела проч- ности более размыто (рис. 8, в). Коэффициенты кор- реляции составляют соответственно –0,77, –0,79 и –0,72 для минимального, максимального и средне- го значений предела прочности. На рис. 9 показаны взаимосвязи числа скручи- ваний проволоки для диаметра 1,6 мм и величины относительного сужения для катанки. Как видно из рисунка, с увеличением относительного суже- ния имеется тенденция к увеличению числа скру- чиваний. Нечеткость корреляционной связи может быть обусловлена влиянием других факторов на число скручиваний проволоки. Коэффициенты кор- реляции составляют соответственно 0,57 и 0,56 для минимального и максимального значений от- носительного сужения. Рис. 8. Корреляционное поле числа скручиваний проволоки диаметром 1,6 мм и предела прочности катанки: а – минимальное значение предела проч- ности катанки; б – максимальное значение предела прочности катанки; в – среднее значение предела прочности катанки Рис. 9. Корреляционное поле числа скручиваний проволоки и относительного сужения катанки для проволоки диаметром 1,6 мм: а – минимальное значение относительного сужение; б – максимальное значение относительного сужения / 73 1 (54), 2 (55), 2010 О взаимосвязи между содержанием углерода в катанке и свойствами изготавливаемой из нее проволоки. В результате статистической обработ- ки данных была найдена взаимосвязь между со- держанием углерода в катанке и свойствами про- волоки. На рис. 10 приведены взаимосвязи вели- чины разрывного усилия проволоки для диаметра 1,6 мм и содержания углерода в катанке. Как вид- но из рисунка, имеется ярко выраженная тенден- ция к увеличению разрывного усилия проволоки при увеличении значений концентраций углерода в катанке в виде полосы линейного типа. Коэффи- циент корреляции равен 0,97 для минимального и максимального содержания углерода. На рис. 11 приведены взаимосвязи значений относительного удлинения проволоки для прово- локи диаметра 1,6 мм и содержания углерода в ка- танке. Как видно из рисунка, взаимосвязи носят нечетко выраженный линейный характер. Коэффи- циенты корреляции составляют соответственно 0,69 и 0,68 для минимального и максимального значений содержания углерода. О взаимосвязи между содержанием углерода в катанке и ее свойствами. В результате стати- стической обработки данных были найдены взаимо- связи между содержанием углерода и механически- ми свойствами катанки. Коэффициенты корреля- ции приведены в таблице. На рис. 12–14 показаны Рис. 10. Корреляционное поле разрывного усилия проволоки и содержания углерода катанки для проволоки диаметром 1,6 мм: а – минимальное значение содержания углерода; б – максимальное значение содержания углерода Рис. 11. Корреляционное поле относительного удлинения проволоки и содержания углерода в катанке для проволоки диаме- тром 1,6 мм: а – минимальное значение содержания углерода; б – максимальное значение содержания углерода Коэффициенты корреляции между содержанием углерода и механическими свойствами катанки Первый параметр Второй параметр Коэффициент корреляции Минимальное значение предела прочности Минимальное содержание углерода в катанке 0,90 Минимальное значение предела прочности Максимальное содержание углерода в катанке 0,89 Максимальное значение предела прочности Минимальное содержание углерода в катанке 0,92 Максимальное значение предела прочности Максимальное содержание углерода в катанке 0,92 Среднее значение предела прочности Минимальное содержание углерода в катанке 0,84 Среднее значение предела прочности Максимальное содержание углерода в катанке 0,82 Минимальное значение относительного сужения Минимальное содержание углерода в катанке –0,68 Минимальное значение относительного сужения Максимальное содержание углерода в катанке –0,67 Максимальное значение относительного сужения Минимальное содержание углерода в катанке –0,58 Максимальное значение относительного сужения Максимальное содержание углерода в катанке –0,59 74 / 1 (54), 2 (55), 2010 взаимосвязи предела прочности и содержания углерода в катанке. Для параметра предела прочности катанки анализируются минимальное, максимальное и сред- нее значения, для параметра содержания углеро- да – минимальное и максимальное значения. Как видно из рисунков, взаимосвязь носит ярко вы- раженный линейный характер. С увеличением значений концентрации углерода в катанке уве- личиваются значения предела прочности катан- ки (см. таблицу). Как видно из таблицы, наибольшие коэффици- енты корреляции наблюдаются для предела проч- ности катанки. На рис. 13, 14 приведены взаимосвязи мини- мального и максимального значений относитель- ного сужения катанки от минимального и макси- мального содержания углерода в катанке. Таким образом, в результате исследования кор- реляционных взаимосвязей между числом скручи- ваний проволоки и величиной расслоя было уста- новлено, что чем выше число скручиваний в бор- товой бронзированной проволоке, тем ниже вероятность обнаружить расслой в проволоке. По- казано, что чем больше содержание углерода в ка- танке, тем ниже число скручиваний в бортовой бронзированной проволоке. Показано, что чем вы- ше число скручиваний в бортовой бронзирован- Рис. 12. Корреляционное поле минимального предела прочности катанки и содержания углерода в катанке для проволоки диаметром 1,6 мм: а – минимальное значение содержания углерода; б – максимальное значение содержания углерода Рис. 13. Корреляционное поле максимального предела прочности катанки и содержания углерода в катанке для проволоки диаметром 1,6 мм: а – минимальное значение содержания углерода; б – максимальное значение содержания углерода Рис. 14. Корреляционное поле среднего предела прочности катанки и содержания углерода в катанке для проволоки диаме- тром 1,6 мм: а – минимальное значение содержания углерода; б – максимальное значение содержания углерода / 75 1 (54), 2 (55), 2010 ной проволоке, тем ниже величина разрывного усилия и относительного удлинения проволо- ки и чем выше число скручиваний в бортовой бронзированной проволоке, тем ниже величи- на предела прочности и выше значение отно- сительного сужения катанки. С увеличением значений концентрации углерода в катанке по- вышаются значения предела прочности катан- ки и уменьшаются значения относительного сужения катанки. Таким образом, полученные взаимосвязи меж- ду характеристиками катанки металлургического производства и свойствами изготавливаемой из нее проволоки позволяют сделать вывод о суще- ствовании наследственности между свойствами стальной проволоки и микроструктуры катанки. Рис. 13. Корреляционное поле минимального относительного сужения катанки и содержания углерода в катанке для прово- локи диаметром 1,6 мм: а – минимальное значение содержания углерода; б – максимальное значение содержания углерода Рис. 14. Корреляционное поле максимального относительного сужения катанки и содержания углерода в катанке для прово- локи диаметром 1,6 мм: а – минимальное значение содержания углерода; б – максимальное значение содержания углерода