Аннотация: В работе рассматривается инновационная технология обработки проволоки из нержавеющей стали - криогенное волочение. Она заключается в применении криогенного охлаждения проволоки сразу после ее выхода из волоки. Результаты лабораторных экспериментов наглядно демонстрируют, что подобная обработка значительно повышает механические характеристики проволоки по сравнению с традиционным волочением, не подвергающим материал криогенному воздействию. Криогенная обработка делает материал более твердым, что позволяет использовать проволоку в более жестких условиях, а также влияет на микроструктуру металла, создавая более мелкие и равномерно распределенные зерна. Поэтому криогенное волочение является перспективной технологией обработки проволоки из нержавеющей стали, позволяющей получить материал с превосходными механическими свойствами. Применение этой технологии открывает новые возможности для повышения качества и долговечности продукции, используемой в различных отраслях промышленности.

Аннотация: С помощью метода дискретных элементов разработана и численно реализована модель движения мелющих тел в планетарной мельнице. Проведены серии численных экспериментов с варьированием коэффициента статического трения в диапазоне 0-1 и коэффициента трения качения в диапазоне 0-0,5. Показано, что условия трения оказывают существенное влияние на характер движения мелющих тел. Рост трения снижает долю «малоподвижных» мелющих тел, что ведет к изменению типа их движения от скольжения до свободного «полета», увеличивая интенсивность столкновений. Проведен анализ силовых характеристик столкновения мелющих тел при различных условиях трения. Установлено, что изменение коэффициентов трения от нижнего до верхнего предела варьирования ведет к росту максимальной нормальной силы столкновений более чем в 5 раз. При этом доля высокоинтенсивных столкновений увеличивается от 1,4 до 46,8%. При отсутствии трения столкновения «частица-частица» имеют среднюю нормальную силу в ≈1,5 раза больше, чем столкновения «частица-камера». С ростом трения значимость средней нормальной силы столкновений между мелющими телами и между стенкой рабочей камеры и мелющими телами выравнивается. В то же время средние тангенциальные силы для контактных пар «частица-частица» на ≈15-30% выше, чем для пары «частица-камера». Модель может найти применение для оценки силовых характеристик процесса обработки в планетарных мельницах на этапе разработки технологии.

Аннотация: Изложены результаты анализа источников тепла, поступающего в высокомощную дуговую сталеплавильную печь. Электрические дуги являются основными источниками тепла в таких печах. Теплообмен ионизированных газовых объемов дуг и неионизированных газовых объемов факелов газокислородных горелок с поверхностями нагрева в ДСП осуществляется тепловым излучением. Доказана значительная погрешность при расчете теплообмена газовых объемов дуг, факелов с поверхностями нагрева по закону теплового излучения твердых тел, то есть по закону Стефана-Больцмана. Изложены открытые в России в 1996-2001 годах законы теплового излучения газовых объемов электрических дуг и факелов ДСП, согласно которым в газовые объемы дуг, факелов вписываются цилиндрические газовые объемы, и в расчетах их тепловое излучение с высокой точностью моделируется тепловым излучением цилиндрических осей симметрии. На основе открытых законов разработана методика расчета теплообмена в ДСП. Изложены результаты расчета параметров дуги и принцип преобразования теплового потока излучения дуги в мощные потоки конвективные и теплопроводности при турбулентном движении шлака и металла в ванне.

Аннотация: В работе методом электродуговой наплавки был сформирован наплавочный слой на подложке из стали марки Ст3. Показана возможность использования измельченного пресс-остатка состава TiC-NiCr после СВС-экструзии дисперсностью до 500 мкм в качестве материала для изготовления наплавочного СВС-электрода. Установлено, что наплавочный слой состоит из упрочняющихфаз TiC-TiWC2 размерами 0,5-5 мкм, которые расположены в матрице твердого раствора Cr-Ni-Fe-C. Твердость поверхности напла-вочного слоя составила 68±1,5 HRC с плавным снижением по мере углубления к металлической подложке. Проведен сравнительный анализ значений твердости наплавочных слоев, полученных разработанным порошковым электродом и промышленными аналогами.

Аннотация: От способа подачи природного газа в дутьевой канал воздушной фурмы с теплоизолирующей вставкой зависит характер распределения и величина температурных напряжений во вставке.Моделирование теплового и напряженного состояния элементов фурмы с подачей природного газа в дутьевой канал через полость и отверстия во фланце показало, что максимальные тепловые показатели наблюдаются в случае защиты торца вставки фланцем путем уменьшения его внутреннего диаметра со стороны вставки, а минимальные температурные напряжения во вставке достигаются в случае защиты ее торца кольцом.

Аннотация: На основе статистической обработки экспериментальных данных и термодинамических расчетов предложены составы высокопрочных сталей, обладающих повышенной ударной вязкостью бейнитной структуры. В качестве критериев для разработки состава сталей были использованы устойчивость переохлажденного аустенита, отношение ударной вязкости нижнего бейнита к ударной вязкости мартенсита. Показано, что относительная ударная вязкость нижнего бейнита коррелирует с величиной Δ Т 0, характеризующей положение зависимости T’ 0 = f (%C) на диаграмме равновесия для конкретного состава стали относительно теоретической зависимости для системы Fe-C. Построены экспериментальные термокинетические диаграммы превращения переохлажденного аустенита в разработанных сталях. Анализ дилатограмм и микроструктуры сталей после непрерывного охлаждения со скоростями 0,1-30 °С/с позволил установить количественное соотношение структурных составляющих. Определены механические свойства мартенситной и бейнитной микроструктур исследованных сталей. Предложен комплексный критерий механических свойств машиностроительных сталей, включающий не только показатели прочности и пластичности, но также ударной вязкости.

Аннотация: Статья посвящена проектной реализации системы автоматизации для литейной отрасли. Подробно описаны этапы технологического процесса, выполнен анализ и сравнение используемого мониторингового и контролирующего оборудования. Представлены особенности оптимизированного технологического процесса, который заключается во внедрении автоматизированной системы для повышения эффективности производства. Разработана иерархия системы автоматизации технологического процесса. Реализован подбор оборудования, в котором акцент делается на импортозамещение. Отмечена экономическая целесообразность применения данной системы в промышленности, а также проанализирован вариант применения данной АСУ ТП в реальном производстве.

Аннотация: В процессе изготовления бесшовных труб и сплошного проката круглой формы широко применяется поперечно-винтовая прокатка, в которой процесс деформации осуществляется под воздействием внутриочагового осевого сжатия. Этот процесс оказывает значительное влияние на формоизменение заготовки из-за существенной поперечной деформации. Предложен новый способ поперечно-винтовой прокатки с внутриочаговым осевым растяжением. Этот метод основан на создании условий, при которых заготовка деформируется с осевым натяжением. Для этого предлагается применять калибровку рабочих валков с гребнем перед захватным участком. Оценка напряженно-деформированного состояния процесса винтовой прокатки под воздействием внутреочагового осевого сжатия и растяжения выполнена с использованием компьютерного моделирования в программе QForm 3D. Оценку адекватности компьютерной модели проводили путем сравнения деформационных и энергетических параметрах экспериментальной прокатки на мини-стане 14-40 и ее компьютерной модели...

Аннотация: Внепечная обработка стали является ключевым звеном современного сталеплавильного производства и позволят одновременно решать проблемы повышения качества стали и эффективности производства. Однако все существующие варианты внепечной обработки характеризуются различными недостатками и нуждаются в усовершенствовании. Вместе с тем, известен вариант внепечного вакуумирования стали с упрощенной бездонной вакуумной камерой, обладающий рядом технологических и конструктивных достоинств. В статье рассмотрены основные параметры данного процесса и предложения по его промышленному применению.

Аннотация: В настоящей работе на основании результатов проведённых исследований разработаны количественные математические модели, прогнозирующие извлечение золота в раствор из флотоконцентрата с содержанием золота 17,9% в зависимости от крупности материала, концентрации цианида и продолжительности процесса. Установлено, что при оптимальных параметрах крупности - класса 80 мм (Р80) 10 мкм, концентрация цианида - 0,1%, время процесса - 20 ч, обеспечивается достижение высокой степени извлечения золота в раствор 86,7%.Построена прогностическая математическая модель цианирования флотоконцентрата, учитывающая взаимное влияние крупности материала и концентрации цианида натрия на извлечение золота в раствор. Установлено, что основным фактором, влияющим на извлечение золота, является крупность материала. Влияние концентрации NaCN и продолжительности процесса в интервале их изменения от 0,1% до 0,2% и с 20 ч и выше лишь незначительно (на 0,3% абс.) повышает извлечение золота.Полученные в работе математические модели, адекватно прогнозирующие извлечение золота при цианировании флотоконцентрата в зависимости от различных технологических параметров: крупности флотоконцентрата, расхода цианида натрия и продолжительности процесса.

Аннотация: Традиционной проблемой прокатки труб в трубопрокатных агрегатах, имеющих в составе автоматический стан или стантандем, является возникновение дефектов на внутренней поверхности труб вида риска и, в частности, прикатанная риска. Наличие данных дефектов препятствует качественному нанесению внутреннего изоляционного покрытия труб.Решению проблемы возникновения рисок посвящено значительное количество работ, вместе с тем, представленные решения не в полной мере учитывают специфику производства труб на отдельных агрегатах. Поэтому решение проблемы требует адаптации известных способов к конкретному агрегату или поиска новых, более универсальных способов.В статье приведено обобщение имеющейся информации по проблеме возникновения рисок на внутренней поверхности труб, проведены собственные исследования, и при компьютерном моделировании уточнены механизмы возникновения дефектов. На основании компьютерного моделирования и совместного статистического анализа качества труб выявлены факторы, способствующие возникновению дефектов.

Аннотация: Проведено экспериментальное и теоретическое исследование закономерностей влияния межслойной проковки в процессе гибридного аддитивного производства на развитие разрушения при динамическом и многоцикловом нагружении, что является актуальной задачей для обоснования моделей оценки ресурса изделий из аустенитных сталей. Установлен значительный эффект влияния проковки на прочность как при квазистатических, так и при динамических испытаниях синтезированной стали, а также на сопротивление усталости при классическом многоцикловом усталостном разрушении. Установлено, что межслойная проковка приводит к снижению признаков транскристаллизации наплавленного металла, повышению доли равноосных дендритов в структуре AISI 308LSi, что способствует повышению указанных характеристик при динамическом и многоцикловом нагружении стали, полученной методом гибридной аддитивной наплавки. В квазистатическом диапазоне скоростей деформации предел прочности наплавленной с проковкой стали достигает 810-820 МПа, что на 10% выше, чем для аналога, полученного наплавкой без проковки...

Аннотация: При производстве особо низкоуглеродистой электротехнической стали наблюдается существенный прирост содержания углерода после введения легирующих компонентов. Одним из источников углерода является ковшовый шлак. В работе описан механизм перехода углерода из окислительного шлака в металл в процессе раскисления стали. Предложена термодинамическая модель растворимости углерода в основных окислительных и восстановительных шлаках применительно к условиям выплавки стали в конвертере и последующей внепечной обработки. Проведен анализ влияния композиции ковшового шлака на растворимость углерода в нем. Разработаны рекомендации по минимизации науглероживания особо низкоуглеродистого металла углеродом шлака.

Аннотация: Технология заключается в повышении равномерности и плотности распределения отходов металлургических предприятий фракции 0-5 мм и твердых бытовых отходов фракций массой до 0,1 кг при перемещении и загрузке на участках сортировочных комплексов, входящих в состав промышленных предприятий. Конструкция динамического распределителя позволит равномерно распределять фракции указанных размеров по ширине конвейерной ленты. Обоснован выбор стали для изготовления рабочего органа динамического распределителя. В программе Universal Mechanism смоделирован рабочий процесс распределения фракций, показывающий заполнение полезной площади конвейера.

Аннотация: Методом вневакуумной электронно-лучевой наплавки на подложках из углеродистой стали получено покрытие на основе высокоэнтропийного сплава CoCrFeMnNi, упрочненного частицами NbC. Изучено влияние отжига, а также закалки с последующим искусственным старением на микроструктуру наплавленных слоев, их элементный и фазовый состав, а также на механические свойства. После наплавки структура образцов представлена ГЦК-фазой, соответствующей сплаву CoCrFeMnNi, и частицами карбидов NbC. Термическая обработка привела к снижению текстурированности сьруктуры и выделению карбидов типа Me23C6. Максимальная микротвердость (313±10 HV 0,1) достигнута после закалки образцов в воду от 1100 °С и последующего старения. Износостойкость наплавленных слоев после различных видов термической обработки возросла в 2-4 раза относительно материала без термической обработки.

Аннотация: Высокопрочные микролегированные низкоуглеродистые стали привлекают внимание благодаря превосходному сочетанию их служебных и технологических свойств и широкому применению в различных отраслях промышленности. В настоящее время одно из направлений разработок - использование микролегирования титаном и поиск соответствующих оптимальных параметров термодеформационной обработки с целью достижения требуемого уровня механических свойств путем управления формированием фазовых выделений. В работе проведено исследование промышленного горячекатаного проката классов прочности 355 и 420 МПа методами термодинамического анализа, оптической и просвечивающей электронной микроскопии. Установлено, что формированию наноразмерных межфазных выделений, оказывающих наибольший упрочняющий эффект, способствуют повышенные температуры конца прокатки и смотки. Однако при использовании температур смотки выше 600 °C прочность стали снижается в результате увеличения как размера зерна, так и самих выделений.

Аннотация: На основе метода Рэлея получено выражение для напряжения в корочке цилиндрической заготовки в верхней части кристаллизатора, учитывающее основные параметры (перепад температур в корочке и ее толщину, перегрев расплава, диаметр заготовки и другие). С учетом рассчитанных в Ansys значений напряжений и перепада температур в корочке определено значение показателя степени для числа Коссовича. Показано, что возникающие в корочке слитка напряжения зависят от конструкции кристаллизатора и системы его охлаждения.