Аннотация: Показано, что существующие способы гидро- и пирометаллургической переработки ильменитовых концентратов не отвечают требованиям рационального природопользования. Пирометаллургические способы переработки ильменитовых концентратов предполагают использование углерода в качестве восстановителя, что усложняет процесс их переработки ввиду возможности образования карбидов титана. Как альтернатива углероду в качестве восстановителя металлов в работе предложено использовать газообразный водород. Представлены результаты термодинамического расчета и экспериментального исследования и их сравнение при восстановлении металлов водородом из ильменитового концентрата. Полученные результаты имеют расхождения, связанные с кинетикой протекания процессов, которые не учитываются при термодинамическом расчете. По результатам термодинамического расчета часть железа связывается в комплексные оксиды CaFeSiO4 и FeAl2O4, образование которых препятствует полному восстановлению железа, однако в эксперименте удалось получить более высокую степень металлизации железа по сравнению с расчетной...

Аннотация: Высокие темпы роста производства металлургической продукции обусловливают увеличение использования минерального сырья, необходимого для ведения металлургических процессов. Практически во всех металлургических переделах в качестве исходного сырья требуется измельченный хрупкий материал, получаемый с использованием дробильных машин, которые также применяют с целью переработки продуктов металлургических переделов: шлаков, ферросплавов и др. Рассмотрена конструкция энергоэффективной одновалковой дробилки с упором на валке, в которой разрушение исходного куска происходит за счет создания в материале сложного напряженного состояния. Создание такого напряженного состояния в разрушаемом материале способствует уменьшению расхода энергии на дробление на 60-70 % по сравнению с дробилками, работающим на сжатие. Отличительной особенностью такой дробилки является принудительная подача разрушаемого материала в зону дробления. При принудительной подаче загружаемого материала производительность определяется объемом загружаемого материала за единицу времени...

Аннотация: В статье рассмотрен пример аналитического подхода к прогнозированию одного из важных показателей качества труб - точности толщины стенки. Моделирование изменения эксцентричной разностенности в процессе радиального обжатия трубы в круглом калибре на круглой оправке выполнено вариационным методом путем минимизации функционала принципа виртуальных скоростей. Процедура решения задачи на ЭВМ включала формирование геометрической модели исходной разностенности, конструирование поля виртуальных скоростей течения с точностью до двух варьируемых параметров, минимизацию функционала численными методами. В качестве модели исходной разностенности выбрана эксцентричная разностенность, доля которой составляет 60-80 % и возникает на стадии прошивки. Поле виртуальных скоростей в сферической системе координат выбрано в виде координатных функций, удовлетворяющих граничным условиям и условию несжимаемости. Одним из найденных варьируемых параметров являлась скорость изменения исходного эксцентриситета в процессе обжатия, что определяет конечную точность толщины стенки...

Аннотация: Применение сжиженных газов в современном мире достаточно перспективно в тепловой энергетике, химическом производстве, в качестве газомоторного топлива. Отдельные расчеты показывают, что транспортировка сжиженного природного газа (СПГ) на большие расстояния менее затратна, чем поставки газа по магистральным трубопроводам. Еще одним аргументом в пользу СПГ является география месторождений природного газа - районы Крайнего Севера, которые примыкают к Северному морскому пути. Оборудование заводов по производству сжиженных газов достаточно металлоемко. При этом подавляющая часть металлопродукции, применяемой для соответствующего оборудования, эксплуатируется при температуре кипения СПГ -167 °С. Наряду с природным газом, промышленность потребляет и другие газы в сжиженном состоянии (этилен, кислород, азот). При производстве жидкого кислорода путем разделения сжиженного воздуха одновременно получают жидкий азот, который, в свою очередь, применяют в качестве хладагента...

Аннотация: Показан процесс построения моделей машинного обучения для предсказания микроструктур трубных сталей после непрерывного охлаждения, включая сборку и подготовку данных, в качестве источника которых служат термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита. Приведены статистики промежуточных и конечных данных, а также алгоритмы их преобразования. Рассмотрены оценки моделей машинного обучения для выбранных микроструктур. Предложены способ генерации данных в условиях малой выборки и введение оценочного признака величины зерна. Проведена валидация моделей и интерпретация значимости признаков. Показано практическое использование моделей для построения термокинетических диаграмм распада аустенита и анализа результатов моделирования.

Аннотация: Современное машиностроение заинтересовано в создании деталей с низкой стоимостью ремонта и обслуживания из материалов с хорошей микроструктурной стабильностью, улучшенными механическими свойствами, высокой коррозионной стойкостью. Это обусловливает необходимость широкого использования современных высокоэффективных материалов, включая высокоэнтропийные сплавы (ВЭСы). Эти сплавы создаются путем сплавления пяти и более элементов в равных или почти равных количествах. В них содержится от 5 до 35 % (ат.) каждого элемента, образующего их основу. Для таких материалов характерны высокое значение конфигурационной энтропии смешения, медленная диффузия, сильная деформация решетки и «коктейль-эффект». Благодаря повышенной стабильности микроструктуры в широком температурном интервале и в течение длительного времени они демонстрируют улучшенные механические характеристики при температуре окружающей среды, криогенной и экстремально высокой температурах. Разнообразие элементного состава и высокая энтропия смешения ВЭСов позволяют управлять их механическими свойствами в более широких диапазонах, чем это допустимо для классических металлов и сплавов...

Аннотация: Широко используемый за рубежом способ обработки низкоуглеродистой горячекатаной арматуры Cold Stretching (SBR - stretching, bending with rebending) позволяет значительно повысить ее механические свойства до уровня класса А500. Процесс заключается в сочетании растяжения арматуры при контролируемой степени холодной пластической деформации с добавлением элементов знакопеременного изгиба в специальных роликовых системах. В работе представлены результаты компьютерного конечно-элементного моделирования в комплексе SIMULIA Abaqus напряженно-деформированного состояния арматуры периодического профиля в процессе SBR. Результаты моделирования показали, что в ходе процесса SBRарматура имеет равнозначную степень деформации сжатия и растяжения при прохождении через каждый последующий ролик, т. е. при переходе между группами роликов и отдельными роликами в паре каждый участок профиля получает нагрузку растяжением, соизмеримую по модулю с последующей нагрузкой сжатия. Для верификации данного наблюдения в промышленных условиях ОАО «ММК-Метиз» были отобраны образцы исследуемой арматуры А400 в горячекатаном состоянии и после процесса SBR. Исследование показало, что геометрические параметры профиля остались в нормируемых пределах, а нарушение целостности выступов не наблюдалось, что подтверждает результаты моделирования.