Аннотация: В работе рассматривается способ обогащения кислородом воздушного потока, предназначенного для подачи в фурмы доменной печи, при помощи дополнительного ввода кислорода через специальное распылительное устройство в основной трубопровод подачи воздуха. Представлена схема кислородного распределительного пункта, оснащённого оборудованием для регулирования параметров подачи кислорода в узел подмеса. Разработаны физическая модель и математическое описание для расчёта распределений скоростей газового потока и концентрации кислорода в основном трубопроводе после смешения потоков. Результаты численного моделирования анализируются при изменении входных параметров дополнительного подмеса с целью достижения требуемых скоростей и равномерного распределения концентрации кислорода в воздухе после его обогащения по сечению.

Аннотация: Современное развитие промышленности опирается на новые и совершенствуемые ресурсосберегающие и энергоэкономные технологические процессы, позволяющие получать продукцию с требуемым уровнем характеристик при существенном снижении затрат на ее производство. В частности, разработка и внедрение технологий, позволяющих снизить материалоемкость изготовления изделий, а также использовать в качестве исходных доступные недорогие вторичные материалы, позволяют принести существенный экономический эффект товаропроизводителям. В металлургической отрасли, являющейся одним из лидеров по потреблению материальных и энергетических ресурсов, вопрос их экономии стоит наиболее остро. Одним из способов решить часть существующих проблем металлургии является алюмотермия. Технологии, основанные на данном методе, позволяют использовать металлоотходы металлургических и машиностроительных предприятий в виде окалины и стружки алюминиевых сплавов, а также иных металлических материалов, что приводит к удешевлению конечной продукции...

Аннотация: В статье представлены результаты систематизации и анализа литературных данных, касающихся структуры и состава жаростойких покрытий на основе алюминидов никеля и железа. Приведено описание наиболее известных на сегодняшний день технологических подходов по получению таких покрытий (СВС, механосинтез, напыление, наплавка, различные варианты осаждения).

Аннотация: Проведены эксперименты на лабораторном стане и промышленные эксперименты на стане 5000 ПАО «Северсталь» по формированию различных типов микроструктуры стали класса прочности К65 (Х80) при использовании усовершенствованных режимов ускоренного охлаждения. Исследовали полученные микроструктуры, определили температурные интервалы формирования различных фаз и структурных составляющих (феррит, бейнит, мартенсит, М/А-составляющая) в составе стали. Определили, что формирование вторичных структур, содержащих М/А-составляющую, вместо структур, содержащих цементит, способствует повышению прочности стали, изменению формы кривой напряжение-деформация и снижению отношения YS/TS без снижения пластичности и хладостойкости. Была разработана новая технология низкотемпературного охлаждения листов, обеспечивающая получение микроструктуры, состоящей из ферритной матрицы и бескарбидного бейнита с М/А-составляющей. Изготовление труб диаметром 1420 мм продемонстрировало благоприятное влияние типа микроструктуры стали на механические свойства металла труб после формовки и экспандирования. Проведенные исследования позволили разработать эффективную промышленную технологию производства листов и труб из стали К65 для труб диаметром 1420 мм с толщинами стенки 27,7-33,4 мм с высоким равномерным удлинением, сглаженной кривой напряжение-деформация и повышенной деформационной способностью.

Аннотация: В настоящей работе разработали технологические решения по производству прямошовных электросварных труб без объемной термической обработки для выполнения требований по ударной вязкости сварного соединения согласно СП 16.13330.2017. Установлено, что локальная термическая обработка незначительно повышает ударную вязкость сварного соединения из стали 09Г2С вследствие определенного выравнивания микроструктуры. При этом загрязненность НВ листовой заготовки является одним из важнейших параметров. Определено, что оптимизация режимов сварки на трубоэлектросварочном агрегате также может привести к повышению качества и работоспособности сварного соединения, полученного методом сварки токами высокой частоты.

Аннотация: В настоящей статье приведены результаты исследований химического состава, структуры и свойств материала коронок рыхлителя бульдозера производства фирм Komatsu (Япония), Caterpillar (США), фирмы NBLF (КНР) и сплава, полученного переплавкой изношенных коронок производства фирмы NBLF. Установлена возможность применения индукционной плавильной печи для переплавки скрапа качественных сталей вблизи мест добычи полезных ископаемых с целью получения деталей. Выявлено изменение химического состава материала скрапа в процессе плавки и разливки сплава. Обосновано введение в расплав компенсирующего количества легирующих элементов. Проведено исследование микроструктуры и свойств полученного сплава. Структура состоит из крупных иглообразных пластинок феррита, ограниченных скоплениями зернистого перлита. Сплав в состоянии после литья (без термообработки) характеризуется пониженной твердостью и низкими прочностными свойствами при удовлетворительном уровне пластичности и вязкости. Созданы предпосылки для дальнейших работ по усовершенствованию технологии плавки, литья и последующей термомеханической обработки отливок с целью получения материалов с заданным комплексом свойств.

Аннотация: В условиях цифровизации трубопрокатного производства и активного внедрения технологий цифровых двойников возрастает потребность в математических моделях, обеспечивающих высокую точность расчtта настроечных параметров основных агрегатов. Особую сложность представляет описание геометрии очага деформации на прошивных станах винтовой прокатки, где профиль валков искажается при повороте на углы подачи и раскатки. В работе предложена гибридная модель, объединяющая аналитическое описание профиля валков с системой автоматизированного контроля геометрических параметров гильзы на основе машинного зрения. Реализация модели в составе программного комплекса обеспечивает автоматизированное определение длины и диаметра гильз в реальном времени, а также формирование рекомендаций по корректировке настроечных параметров. Предложенный подход позволяет повысить точность и устойчивость процесса прошивки, минимизировать технологические ошибки и создать основу для интеграции адаптивных систем управления в линии непрерывной прокатки.

Аннотация: Исследовано изменение фазово-структурного состояния и химического состава фрагментов опытной крупногабаритной литой заготовки из чугуна марки ВЧ50 толщиной от 18 до 54 мм производства ООО «ЛЗ «ПЗМ». Установлено отличие свойств от требований ГОСТ 7293-85, зависящее от толщины литых фрагментов. Полагаем, что эти несоответствия являются особенностью крупногабаритных изделий со значительным отличием в толщине стенок. Регрессионный анализ позволил количественно определить степень влияния различных факторов на механические свойства изделия и величину их отклонений от требований стандарта. Компьютерное моделирование установило влияние толщины стенок на скорость охлаждения, переохлаждение и длительность зарождения и роста графита в аустените, а также на процессы деградации графита в процессе вторичной графитизации. Полученные регрессионные уравнения выявили основную роль перлита и глобулярности графита в уровне достижимых показателей механических свойств доэвтектоидного высокопрочного чугуна в литых заготовках. Полученные уравнения в совокупности с литературными данными являются основой оптимизации подбираемых модификаторов для ковшового и внутриформенного введения.

Аннотация: Основным недостатком технологии биовыщелачивания является медленная кинетика процесса по сравнению с другими высокоинтенсивными гидрометаллургическими процессами. В настоящее время ведутся исследования, направленные на ускорение электрохимического растворения минералов. Выявлен ряд факторов, влияющих на этот процесс: наличие примесей в кристаллической структуре твердого вещества, образование гальванических пар на основе различных минералов в руде и присутствие в растворе определенных ионов, которые, вступая в контакт с поверхностью твердого вещества, изменяют его электрохимические свойства. Исходя из этого, скорость реакции и выход металлов в раствор могут быть значительно улучшены путем применения подходящих катализирующих компонентов. Собрав и обобщив существующие исследования по данной теме, можно получить целостное представление о текущем состоянии науки в данной области, и получить основу для будущих исследований. В статье приведены ионы металлов, обладающие потенциалом катализировать процесс биовыщелачивания различных типов руд и минералов (халькопирит, арсенопирит, сложные сульфиды и др.), описаны роль и механизмы действия разных ионов металлов (Ag+, Hg2+, Bi3+, Cu2+, Co2+ и т. д.) в процессе биовыщелачивания минералов. Рассмотрено влияние различных ионов металлов на биовыщелачивание низкосортных руд и выявлены их наиболее эффективные концентрации.

Аннотация: Распространение практики использования титан- и алюминийсодержащих руд при выплавке чугуна в доменных печах усложняет ход плавки главным образом из-за изменения физических свойств шлаковой системы. С целью обеспечения возможности предсказания особенностей поведения шлаков изучаемой оксидной системы в доменной печи, используя метод симплексных решеток планирования эксперимента и вибрационной вискозиметрии, исследованы вязкость и температура начала кристаллизации шлаков системы CaO-SiO2-Al2O3, содержащих 10%MgO, 2%TiO2 и 0,5%MnO, в диапазоне основности (СаО)/(SiO2) = 0,6-1,5 и 4-16% Al2O3. Получены новые данные о влиянии основности и оксида алюминия на физические свойства шлаков изучаемой оксидной системы. Показано, что в зависимости от основности и содержания оксида алюминия формируемые шлаки могут находиться как в гомогенной, так и в гетерогенной областях. Например, шлаки основностью 0,9-1,2, содержащие 7-11% Al2O3, при температуре 1450 °С и выше находятся в гомогенной области, обладают вязкостью 0,6 Па·с и смещаются при основности 1,2-1,5 и содержании 4-6% Al2O3 в гетерогенную область с повышением вязкости шлаков до 6,0 Па·с.

Аннотация: Российская Федерация обладает самым крупным в мире континентальным шельфом, в том числе в Арктической зоне. Развитие месторождений в данном регионе является стратегически и экономически обоснованным. На данный момент уже открыто более 20 нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. Однако преимущественно к разработке рассматриваются только высокомаржинальные неосложненные фонды. Для месторождений, где помимо требований к механическим свойствам и хладостойкости возникает необходимость обеспечить повышенную коррозионную стойкость, биметаллическое исполнение является одним из наиболее эффективных решений для транспортировки добываемых углеводородов. Из-за наличия в нефти, газе или газоконденсате попутной воды, а также растворенных СО2 и H2S к материалам, применяемым при эксплуатации, предъявляются высокие требования. В работе представлены результаты лабораторных исследований отечественных биметаллических листов, полученных методом горячей прокатки, применяемых для производства промысловых трубопроводов...

Аннотация: В работе изучена структура и физико-химические свойства многокомпонентных металлических сплавов системы Cr-Ni- Si-Fe, представляющих научный и практический интерес для современной металлургической промышленности. Основной задачей исследования являлось изучение влияния химического состава на ключевые характеристики сплавов, такие как температура плавления и плотность, которые определяют их технологическую пригодность для обработки стали. Установлена зависимость значений температурных интервалов кристаллизации и плотности сплавов от содержания никеля, хрома и кремния. Особое внимание уделено роли кремния, который при повышенных концентрациях способствует образованию интерметаллидных фаз. Результаты микроструктурного анализа демонстрируют сложный фазовый состав исследуемых сплавов, включающий металлические твердые растворы на основе железа, а также интерметаллические соединения. Полученные результаты имеют важное практическое значение для разработки новых составов ферросплавов с заданными свойствами, что открывает возможности для их эффективного применения в металлургических процессах.

Аннотация: Сталь Гадфильда, относящаяся к высокоуглеродистым высокомарганцевым сталям, является одним из широко используемым материалам в тех случаях, когда главными требованиями к материалу являются высокая способность к упрочнению в процессе эксплуатации, устойчивость к ударно-абразивному износу, в том числе в условиях интенсивной пластической деформации, высокая пластичность и прочность. Детали из стали Гадфильда обычно изготавливаются методом литья, а окончательные свойства формируются в результате термической обработки. Выбор режима термической обработки - один из наиболее перспективных способов формирования требуемых свойств и обеспечения высокого ресурса работы. В данной работе приведен обзор и сравнение наиболее значимых исследований влияния режимов термической обработки стали Гадфильда на ее структуру и свойства, проведенных за последние два десятилетия.

Аннотация: Металл, образующийся в результате одностадийного алюмотермитного процесса получения железосодержащих расплавов, может быть использован в литейном производстве (в качестве прибыли отливок) при получении неразъемных соединений (в сварке рельсов без стыков). Углеродные материалы, обеспечивающие требуемую огнеупорность литейным формам, применяемым для таких процессов, характеризуются относительно высокой стоимостью, что обусловливает целесообразность поиска альтернативы. Решением обозначенной проблемы может стать применение шлака, получаемого в результате алюмотермического процесса. В настоящей работе представлены результаты экспериментов по определению влияния литейных форм, выполненных из углеродных и шлаковых материалов, на ряд свойств (химического состава, микротвердости, структуры) слитков из железосодержащих сплавов, получаемых алюмотермическим переплавом термитных шихт. Сравнительный анализ представленных результатов позволяет оценить целесообразность применения шлака алюмотермических процессов для получения железосодержащих слитков.

Аннотация: В статье исследовано влияние асимметричной прокатки (АП) на эволюцию микроструктуры и механические свойства пятислойного композиционного металла (КМ), состоящего из слоев стали 09Г2С и аустенитной стали 10Х18Н10. Проведено сравнение АП со симметричной прокаткой (СП) при степени асимметрии цикла 1,16. Установлено, что АП способствует более равномерному распределению деформации по слоям и повышению механических характеристик всего пакета.

Аннотация: Предложена высокотемпературная термическая обработка легированной конструкционной стали 38ХС, совмещающая процесс штамповки и закалки от температур 910-1000 °С с охлаждением в двух средах вода-воздух и последующим отпуском в воде при температуре 550-650 °С, что не изменяет уровень значений механических свойств. Внедрение предлагаемой технологии позволяет устранить из производственного процесса операцию закалки в закалочной печи и заменить охлаждающую среду: масло на вода-воздух.