Аннотация: Представлены результаты экспериментальных исследований селективного восстановления железа в высокофосфористой оолитовой руде водородом. Показано, что водород как альтернатива монооксиду углерода в качестве восстановителя позволяет получать при относительно низкой температуре металлическое железо с низким содержанием фосфора. С использованием рентгенофазового анализа определен фазовый состав образцов после восстановительного обжига. При восстановлении водородом в образцах появляется α-железо, в то время как фосфор остается в составе фосфатов железа, кальция и алюминия. С помощью микрорентгеноспектрального анализа было установлено, что при восстановлении водородом при температуре 900 ℃ фосфор в металлической фазе практически не обнаруживается. В результате расплавления металлизованных образцов водородом при температуре 1600 ℃ фосфор переходит в металл за счет перераспределения фосфора между шлаком и металлическим железом под влиянием более высокой температуры. Для исключения перехода фосфора в металл при разделительной плавке в измельченную исходную руду добавлена известь. Полученная смесь обожжена в муфельной печи Nabertherm в атмосфере воздуха при температуре 1200 ℃ и продолжительности выдержки 1 ч. При обжиге происходит разрушение фосфата железа с образованием более прочных фосфатов кальция. В результате восстановления офлюсованных образцов водородом с последующим плавлением удается получить малофосфористое железо и шлак с содержанием фосфора. На основе анализа полученных данных предложена технологическая схема и набор технологического оборудования для переработки высокофосфористой железной руды с целью получения мягкого железа и фосфористого шлака.

Аннотация: В статье представлены результаты практической реализации инжиниринга ответственных литых деталей из высокопрочного чугуна, работающих в условиях гидравлических нагрузок при высоком давлении. Освещены особенности выплавки высокопрочного чугуна, представлены результаты заливки песчано-смоляных литейных форм, изготовленных методом 3D-прототипирования. Рассмотрены свойства литейных форм, такие как прочность, газопроницаемость и газотворность, которые оказывают значительное влияние на качество конечного продукта. На основании изучения рынка производителей 3D-прототипированных форм и результатов исследования предложен поставщик литейных форм, обладающих лучшим сочетанием вышеупомянутых свойств, фирма 3D-Fab Sandforms — подразделение группы компаний ООО НПО «3D-Интеграция» (г. Москва). Авторами проведен анализ возможности снижения шероховатости поверхности внутренних необрабатываемых каналов отливки. В качестве материала покрытия частей литейной формы, выполняющих функцию стержней и формирующих внутренние развитые необрабатываемые каналы в отливке, выбран дисперсный графит. Определен способ нанесения покрытия на данные части формы — напыление с помощью кисти или надув на рабочие поверхности формы. Изложены особенности выплавки высокопрочного чугуна в индукционной тигельной печи с тиристорными преобразователями ППИ-0,02 малой емкости, подобраны марки шихтовых материалов и условия ввода модификаторов Сферомаг 611 и SIBAR 4. Данная работа демонстрирует успешный опыт инжиниринга литых деталей. В статье описан практический опыт запуска технологии изготовления уникального изделия в серию.

Аннотация: Статья посвящена решению актуальной задачи импортозамещения в литейном производстве путем разработки инновационной технологии изготовления сложных деталей из высокопрочного чугуна. На примере детали «Корпус» представлено комплексное решение для производства отливок со сложной внутренней геометрией в условиях отсутствия полной технической документации. В работе предложена методика, сочетающая современные технологии 3D-печати песчаных форм с компьютерным моделированием литейных процессов в системе LVMFlow. Ключевые технологические решения включают: разработку и оптимизацию конструкции литниковой системы с достижением оптимального соотношения сечений; разработку конфигурации и размеров прибыли, эффективно компенсирующей значительную усадку при кристаллизации высокопрочного чугуна; корректировку температурного режима заливки с 1260 до 1420 °C для сохранения модифицирующего эффекта в расплаве. Экспериментальная апробация подтвердила эффективность предложенных решений: полученные отливки показывают качественное оформление сложных внутренних каналов, отсутствие усадочных дефектов в рабочих сечениях и соответствие механических свойств требованиям к марке высокопрочного чугуна. Формовочные смеси компании 3D-Fab Sandforms показали достаточную прочность, низкую газотворность и необходимую газопроницаемость. Разработанный подход представляет практическую ценность для предприятий машиностроения, сталкивающихся с необходимостью замены импортных компонентов. Методика позволяет воспроизводить сложные детали гидравлического оборудования при отсутствии исходных данных, используя цифровые технологии производства. Результаты исследования особенно актуальны в текущих условиях ограничения поставок импортной продукции, предлагая реальный путь импортозамещения критически важных компонентов.

Аннотация: В работе проведено сравнительное исследование структуры и свойств термодиффузионных хромистых покрытий на сталях с различным содержанием углерода, полученных при насыщении в технологической смеси, содержащей в качестве активирующей добавки порошок шеелита (CaWO4), являющегося эмиттером анионов кислорода и электронов при нагреве. Цель работы заключалась в установлении влияния предложенного автором метода термодиффузионного хромирования на процесс формирования хромистого покрытия на сталях с различным содержанием углерода. Исследование состава полученных диффузионных слоев выполняли на электронном микроскопе JEOL JSM-6460 LV, оснащенном приставкой Oxford Instruments для проведения качественного и количественного микроанализа. Микроструктуру исследовали на оптическом металлографическом микроскопе Axio Observer D1.m. Рентгенофазовый анализ выполняли на дифрактометре Rigaku Ultima IV в α-излучении железного анода. Измерение микротвердости осуществляли на микротвердомере FM-800. В результате проведенного исследования установлено, что состав стали, а именно содержание в ней углерода, как и при стандартной технологии термодиффузионного хромирования, оказывает существенное влияние на размер и состав формирующегося термодиффузионного слоя. При увеличении содержания углерода с 0,12 до 0,75 % (мас.) глубина общей диффузии хрома в металл уменьшается более чем в 2 раза. При этом в составе диффузионного слоя отмечается резкое повышение содержания карбидной и нитридной фаз и соответствующий рост твердости с 950 HV0,05 до 2100 HV0,05. Фазовый анализ покрытий, полученных термодиффузионным хромированием с термоэмиссионным током, показал преобладание нитридов хрома взамен карбидов хрома при стандартной технологии хромирования. Такое изменение может быть связано с усилением направленного диффузионного потока к насыщаемой детали и ослаблением встречной диффузии углерода из основного металла.

Аннотация: В статье рассмотрена методика оценки износа дробящих плит щековой дробилки при переработке ферросиликомарганца на основе анализа виброспектров. Актуальность исследования обусловлена необходимостью непрерывного мониторинга технического состояния оборудования без остановки производства. Существующие методы (визуальный осмотр, замер геометрических параметров) не обеспечивают предиктивную диагностику, что приводит к повышенным эксплуатационным затратам. Предложен новый подход, сочетающий: потоковый анализ вибрационных сигналов с частотой дискретизации 2,5 мс; классификацию спектров с использованием RBF-нейронных сетей; корреляцию вибропараметров с фактическим износом плит (погрешность ≤15 %). Разработаны алгоритмы для: определения уровня износа (5 градаций: 0–25 %, 26–35 %, 36–45 %, 46–50 %, >50 %); расчета времени перехода между уровнями; прогнозирования остаточного ресурса. Методика апробирована на лабораторной установке (дробилка ДЩ 120×200, материал — дунит) и в промышленных условиях (Челябинский электрометаллургический комбинат, дробилка ДЩ-1, ферросиликомарганец). Результаты показали высокую точность (R2 ≥ 0,85) при сопоставлении с прямыми замерами толщины плит. Практическая значимость — сокращение простоев оборудования, оптимизация графиков замены плит и повышение качества дробления. Исследование открывает перспективы для внедрения автоматизированных систем мониторинга на предприятиях горно-металлургического комплекса.