Аннотация: Изложены результаты расчета теплового потока излучения, падающего от дуги на поверхность эллипсоидного сегмента в ванне под дугой, а также тепловых потоков от дуги на поверхность шлака и металла. Приведены результаты расчета энергии дуг, израсходованной в окислительный период на нагрев металла и шлака от температур, соответственно 1610, 1670 °С до температур 1660, 1750 °С соответственно. Определили количество нерасплавившегося в период расплавления лома и количество энергии, расходуемой на плавление лома на откосах в окислительный период. По результатам расчетов и экспериментальных исследований построены изотермы по поверхности шлака и металла к окончанию окислительного периода в дуговой сталеплавильной печи (ДСП). Температура шлака изменяется от 2500 °С в горячих зонах под дугами до 1650 °С в периферийных зонах на откосах, где под слоем шлака находятся куски нерасплавившегося лома. Температура металла изменяется от 2735 °С в горячих зонах под дугами до 1560 °С в периферийных зонах на откосах, где находится нерасплавившаяся шихта.

Аннотация: Поступательное развитие экономики требует увеличения прокатной продукции, используемой в различных сферах деятельности. Одним из путей решения этой актуальной задачи является поиск скрытых резервов повышения производительности, сокращения логистических операций, увеличение загрузки основного прокатного оборудования. В статье на примере действующего металлургического предприятия показана методика ситуационного моделирования тактов работы прокатного комплекса. Проведен анализ тактов работы прокатного комплекса и выявлены перспективные пути совершенствования работы передельных станов. Рассмотрены производственные ситуации по различным технологическим маршрутам. Приведенные методики могут быть использованы и на других металлургических предприятиях для совершенствования работы прокатного комплекса.

Аннотация: В статье представлен подход к сквозному проектированию энергоэффективных режимов деформации широких стальных полос по маршруту «чистовая группа клетей стана горячей прокатки 2000 - стан холодной прокатки 1700» ПАО «Северсталь». Показана необходимость дополнительной настройки деформационного и скоростного режимов при холодной прокатке, заключающейся в целенаправленном выведении всех клетей стана в режим работы с натяжением для исключения вероятности возникновения негативного вибрационного эффекта «chatter».

Аннотация: Главными причинами необходимости введения в эксплуатацию систем накопления энергии (СНЭ) являются избыточные траты ископаемого топлива на нужды газопоршневых или дизель генераторных установок и низкое качество электрической сети на объекте или даже аварийные отключения в связи с низкой динамикой отработки резкопеременной нагрузки генераторными установками.В таких системах СНЭ позволит вывести из работы резервную единицу генераторной установки, снизить затраты топлива и механические нагрузки на генераторное оборудование и повышение отказоустойчивости генераторных установок с последующим снижением затрат на ремонт и обслуживание.Выполнена разработка модели системы накопления энергии на базе литий-ионного аккумулятора для замкнутых электрических сетей типа буровых объектов.В работе представлен пример моделирования реального технологического объекта буровой установки длительностью в 5 дней беспрерывного снятия данных. Разработанная модель построена по принципу инкапсуляции (модульности), что позволяет адаптировать её под нужды различных металлургических объектов в области добычи и переработки сырья или иных операций металлургического производства. Разработанная модель позволят проводить предварительный расчёт обеспечения электроэнергией металлургического объекта, что повышает его эффективность работы и позволяет проводить выбор необходимого оборудования.

Аннотация: Статья посвящена вопросам разработки функциональной модели межконтурных взаимодействий внутри печи нагрева металла перед прокаткой. В рамках работы описано применение различных методов идентификации модели межзонных взаимодействий: начиная от регрессионного анализа, заканчивая нейронной сетью. Результатом работы является получение нейросетевой модели состояния печных зон, учитывающей связь состояний между зонами. Общий коэффициент регрессии (для всех зон) составил порядка 0,82, а позонно лежит в диапазоне [0,65: 0.85]. Проведено моделирование по учету межзонных взаимодействий, результаты которого подтверждаются экспертным опытом.

Аннотация: Приведены результаты исследования влияния термического воздействия на структурообразование при многослойной наплавке низколегированного металла бейнитного класса. Структура такого металла, формируемая под влиянием частичной перекристаллизации и отпускных явлений, отличается изменением морфологии бейнитного феррита с преобладанием в наплавленном металле зерен с высокими углами разориентировки (θ > 15°). Выявлено, что для формирования плавного градиента твердости при переходе от наплавленного к основному металлу из углеродистой стали необходимо выполнять наплавку на режиме, обеспечивающем погонную энергию не менее 18 кДж/см. Проведенное термическое циклирование композиции «основной металл - подслой - износостойкий слой» показало перспективность применения разработанного низкоуглеродистого низколегированного металла в качестве подслоя при износостойкой наплавке технологического инструмента металлургического производства.

Аннотация: Расчет и корректное измерение параметров неплоскостности прокатанных стальных полос и листов является довольно сложной задачей, которую ежедневно решают работники прокатных производств. Потребители стального листа предъявляют к его плоскостности требования в соответствии с ГОСТ 19903-2015 (горячекатаный) и ГОСТ 19904-90 (холоднокатаный), в которых оговариваются отклонения от плоскостности - наибольшее расстояние между поверхностью готового стального листа, уложенного на поверочную плиту, и приложенной к нему линейки длиной 1 м. В процессе прокатки неплоскостность стальной полосы автоматически вычисляется по разнице вытяжек краевой и средней части полосы и измеряется в единицах, которые называются I-Unit. В представленной работе приведены результаты теоретического анализа величины меры неплоскостности стальных полос/листов при различных способах аппроксимации их формы. Показано, что разработанная формула уточняет приведенную в фундаментальной работе Ю.Д. Железнова «Прокатка ровных листов и полос» почти в три раза.

Аннотация: Показано, что для роликов машин непрерывного литья заготовок и рабочих валков горячей прокатки, подверженных поверхностному растрескиванию под действием динамической нагрузки, сопротивление разрушению однородного состава металла для их изготовления и наплавки, оцениваемое путем разделения работы зарождения и распространения трещины, определяется работой зарождения трещины. Подтверждено результатами исследований процесса динамического разрушения разнородных по составу многослойных композиций, наплавленных на рабочие валки горячей прокатки, что торможение трещины на границе прочного и вязкого слоев происходит по механизму образования расслоений, обеспечивая высокое значение ударной вязкости. Установлено, что однородные составы сталей с литой и пластически деформированной структурой, применяемые для изготовления и наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок и рабочих валков, характеризуются линейной зависимостью скорости роста усталостной трещины от размаха коэффициента интенсивности напряжений...

Аннотация: Микродуговое поверхностное легирование стали является одним из наиболее эффективных методов поверхностного упрочнения стальных изделий. Источником легирующих элементов является обмазка, которая предварительно наносится на упрочняемую поверхность. В составе обмазки обычно используют химические соединения легирующих элементов. Для создания покрытий на основе карбида молибдена целесообразно оценить возможность использования в качестве источника диффузанта недорогого и распространенного вещества - молибдата аммония. Наиболее достоверным методом такой оценки является применение термодинамического анализа возможных химических реакций. Целью работы являлось определение с помощью термодинамического анализа возможности и условий применения молибдата аммония в качестве источника диффузанта в процессе микродугового поверхностного молибденирования стальных изделий.Рассчитывали изменение свободной энергии Гиббса и далее определяли температурный диапазон протекания возможных химических реакций...

Аннотация: Известно, что отработавшие свой ресурс электрические кабели с полихлорвиниловой изоляцией большей частью так и остаются в земле, либо направляются на свалку, где их накопительные объемы составляют порядка 70 000 т в год. В этой связи возникает интерес вторичного использования алюминия и меди, для чего разрабатываются различные технологические схемы разделки кабеля. Как правило, это либо механическая разделка, либо технологии высокотемпературного обжига и химической обработки в органических растворителях (дихлорэтан, ацетон, диэтиловый эфир и др.), способных растворять содержащиеся в изоляции пластификаторы, что приводит к неоправданной растрате алюминия и меди. Кроме того, в сочетании с вновь формируемыми механическими и дымовыми отходами, возникает дополнительная серьезная экологическая нагрузка на окружающую среду.Представляет интерес разработка альтернативного и экологически чистого процесса обработки кабеля в растворах слабых карбоновых кислот (уксусной и лимонной), горячей и холодной воде, а также изучение закономерности процесса эффективной обработки защитной полихлорвиниловой изоляции кабельного лома в слабых карбоновых кислотах, горячей и холодной воде.Проведены исследования:по обработке образцов кабеля в слабых карбоновых кислотах; в горячей и холодной воде;кинетики изменения массы образца;механических характеристик ПВХ изоляции.В результате экспериментально установлена зависимость повышения прочности полихлорвиниловой изоляции от степени ее набухания...

Аннотация: Проведены комплексные исследования двух персидских булатных клинков XVIII в. Изучены особенности морфологии карбидной полосчатости в зависимости от формы торцевых профилей, в частности, кинжальный клинок ханджар имеет в сечении крестовидный профиль, а сабельный клинок шамшир - линзовидный торцевой профиль. На основе проведенных теоретических и практических исследований показано, что морфология карбидной полосчатости при пространственном рассмотрении может существенно отличаться друг от друга в зависимости от химического и фазового составов. Показано, что качество старинных булатных клинков зависит от распределения в карбидных слоях неметаллических включений типа оксидов и сульфидов. Определены механизмы разрушения булатных клинков в зоне долома. По фрактограммам изломов и растровых микроструктур сделан сравнительный анализ изменения рельефа долома в зависимости от наличия либо отсутствия неметаллических включений в карбидных слоях.

Аннотация: Металлизованные окатыши представляют собой пористые тела, и их деформация не подчиняется закономерностям пластической деформации металла. В статье представлены эксперименты, направленные на изучение изменений пористости металлизованных окатышей в процессе их деформации в горячем состоянии, в зависимости от температуры нагрева и сил давления. В процессе исследований установлено, что горячие металлизованные окатыши при брикетировании снижают пористость в 2-2,5 раза, причем снижение происходит вследствие уменьшения объема открытых пор.

Аннотация: С целью определения направлений совершенствования комбинированной преграды реализовано имитационное моделирование процесса взаимодействия жесткого ударника с комбинированной металлополимерной преградой, для чего с использованием нейросетевого прогнозирования выполнена оптимизация ее конструкции. При этом в качестве параметров выбраны: энергия удара, предел прочности материала пористого слоя, его толщина и относительная плотность до деформации, а в роли критериев - плотность пористого слоя после деформации, перемещение ударника и запреградное усилие.

Аннотация: Выбор рациональных режимов обработки в технологическом процессе позволяет получить требуемые свойства продукции из титановых сплавов. Их структурно-фазовое состояние существенным образом определяет механические и эксплуатационные свойства продукции. В статье проведен анализ влияния температурно-деформационных режимов радиально-сдвиговой прокатки прутков из титанового сплава ВТ3-1. Заготовки диам. 95 мм прокатывали за 1, 3 и 5 проходов при температуре 1060, 980 и 900 °С, соответственно. Для полученных прутков проводили анализ температуры в процессе радиально-сдвиговой прокатки, макро- и микроструктуры. Показаны различия в формировании макро- и микроструктуры по поперечному сечению, на переднем и заднем концах прутка. Анализ изменения температуры показал, что только для нагрева в β-области температура поверхности прутков достигает температуры полиморфного превращения, а для прокатки в три и пять проходов она ниже. Осевая зона имеет максимальную температуру, которая увеличивается в процессе деформации и приводит к формированию макроструктуры с баллом от 4 до 6. Полученные результаты демонстрируют возможность варьирования структурообразования в прутках изменением технологических параметров, а также перспективу их использования для создания цифровых моделей при дальнейшем накоплении данных прямых экспериментов.

Аннотация: Представлены результаты количественной оценки сопротивляемости водородной деградации низколегированной трубной стали К52 с дисперсной ферритно-бейнитной структурой отечественного производства. В результате испытаний на растяжение с малой скоростью деформации в водородсодержащей среде с использованием гладких цилиндрических образцов (в камере высокого давления) получены коэффициенты водородного охрупчивания для относительных удлинения и сужения (δ и ψ). Показатели пластичности имеют тенденцию к снижению с повышением концентрации водорода в газовой смеси (с 15 до 100%) при общем давлении смеси 10 МПа, но величина снижения свойств не превышает 6%. Изменение пластичности стали по показателю относительного сужения ψ, отличное от уровня статистической погрешности, выявлено в среде чистого газообразного водорода при повышении давления до 14 МПа и находится на уровне 10%. Коэффициент водородного охрупчивания исследованной стали соответствует закономерности, полученной при анализе литературных данных для трубных сталей (класса прочности К52). Результаты исследований позволяют заключить, что сталь К52 с дисперсной ферритно-бейнитной структурой имеет высокую сопротивляемость водородной деградации в чистом водороде при давлении до 14 МПа.

Аннотация: На основании вербальной постановки задачи проведено математическое описание гидравлической модели аппарата сухой утилизации жидкого доменного шлака в вертикальных коаксиальных каналах, продуваемых воздухом. Модель предполагается использовать для компьютерной оптимизации параметров охладителя горячих гранул шлака разного гранулометрического состава при подготовке исходных данных на проектирование аппарата. Предполагается, что на практике в аппарате сухой утилизации доменного шлака возможно возникновение кольцевых вертикальных зон, отличающихся диаметром падающих твердеющих гранул. Для создания в зонах необходимого аэродинамического режима торможения гранул разного диаметра при их падении конструктивно аппарат сухой грануляции доменного шлака представляется соосно расположенными вертикальными кольцевыми каналами (коаксиальными каналами) разного сечения. Математическое описание гидравлики в аппарате базируется на известной экспериментальной модели Дарси-Вейсбаха...