Аннотация: Нагрев слябов в печах с шагающими балками является неотъемлемым этапом современного производства листового проката. Совокупность подвижных и неподвижных балок в этих печах служит для размещения слябов и их транспортировки; балки обычно имеют водяное или пароводяное охлаждение. Обладая рядом существенных преимуществ перед другими нагревательными печами, печи с шагающими балками имеют ряд недостатков, к которым относятся так называемые холодные пятна на нижней поверхности слябов, возникающие из-за того, что эти участки частично экранируются балками от излучения элементов рабочего пространства печи и частично контактируют с ними через так называемые рейтеры, выполненные из жаропрочной и износостойкой стали.Поскольку изучение температурных полей слябов и балок затруднено в промышленных условиях, наиболее гибким инструментом для этого является математическое моделирование. В данной работе ранее созданная математическая модель нагрева сляба в печи с шагающими балками, учитывающая тепловое воздействие балок на нижнюю поверхность сляба, усовершенствована путем разделения эффектов экранирования нижней поверхности сляба балками (зависящего от ширины балки) и теплообмена с рейтером (зависящего от размеров и материала рейтера)...

Аннотация: В работе исследована возможность ускорения порошковой цементации и нитроцементации стали 10 с использованием материалов с модифицированной структурой. Механизм ускорения рассматривали с точки зрения влияния на первую и вторую стадии химико-термической обработки (реакции и диффузию в насыщающей среде соответственно). Целью работы являлось исследование структурно-морфологических характеристик материалов, содержащих углерод, установление их влияния на кинетику насыщения, а также оптимизация составов. Объектами исследования выступали биоуглерод (полученный пиролизом кофейного жмыха), древесный уголь, полукокс и антрацит. Методами структурно-морфологических исследований на сканирующем электронном микроскопе TESCAN MIRA3 и адсорбционном анализаторе Sync420Aустановлено, что биоуглерод обладает наиболее развитой пористой структурой и реакционной поверхностью, что обусловливает ускорение диффузионного насыщения. Применение биоуглерода в составах для цементации (920 °C, 4 ч) увеличивало толщину слоя в 1,2-1,5 раза и скорость роста слоя на 23-50 % по сравнению с другими исследуемыми материалами...

Аннотация: Актуальность этого исследования обусловлена фундаментальным противоречием между массовым характером металлургического производства и растущими требованиями тяжелого машиностроения к крупным слиткам массой 50–300 т для критически важных деталей энергетического и судостроительного оборудования. При кристаллизации массивных объемов расплава неизбежно образуются ликвационные неоднородности, усадочная рыхлость и крупнозернистая дендритная структура вследствие медленного остывания и значительного градиента температур между поверхностью и осью слитка, что снижает эксплуатационные свойства готовых изделий. Существующие методы борьбы с дефектами кристаллизации (направленная кристаллизация, электрошлаковый переплав) обладают системными недостатками: обрезь металла 15–25 %, невысокая производительность и т. д. Целью данной работы являлось исследование возможности управления процессом кристаллизации при разливке стали сверху путем заливки расплава по внутренней стенке изложницы, вращающейся вокруг вертикальной оси. В статье отражены результаты предварительного холодного физического моделирования предложенного способа с использованием глицерина в качестве модельной жидкости и математического моделирования на основе автомодельного решения задачи Стефана с подвижной границей раздела фаз. Экспериментально подтверждено увеличение интенсивности теплоотвода на 6,9 % при скорости вращения 30 мин–1 по сравнению со статичной разливкой, что свидетельствует о более равномерном распределении тепловых потоков и увеличении эффективной площади контакта расплава со стенкой изложницы. Представленное в данной работе математическое моделирование показало возможность формирования слоистой структуры с амплитудой колебаний концентрации примесей до 15 % при соблюдении условия застывания добавляемого слоя за время, не превышающее 20 % от общего периода разливки. Результаты работы подтверждают, что предложенный метод обеспечивает снижение ликвационных дефектов без существенного усложнения технологического процесса, увеличения обрези металла и снижения производительности разливки. Результаты исследования открывают перспективы повышения качества крупногабаритных слитков для ответственных применений при умеренных капитальных затратах на модернизацию оборудования.

Аннотация: Рост потребности промышленности в металлах стимулирует исследование возможностей их получения из ранее считавшегося некондиционным металлсодержащего сырья. При подземной разработке рудных месторождений увеличение объема открытого выработанного пространства без заполнения твердеющими смесями сопровождается разубоживанием руды вмещающими породами, что снижает экономические показатели технологии до неприемлемого уровня. Использование для изготовления смесей хвостов переработки руд опасно тем, что в выработанном пространстве захоранивают неизвлеченные металлы, которые активно участвуют в химизации гидросистемы добывающего региона. Известные технологии обогащения руд при попытке извлечения металлов из хвостов переработки неизменно оставляют после себя вторичные хвосты, что осложняет их безотходную утилизацию в случае необходимости. Приведены сравнительные результаты исследования вариантов выщелачивания металлов из хвостов обогащения железистых кварцитов и доказано, что механохимическая активация в дезинтеграторе увеличивает извлечение металлов по сравнению с базовым показателем агитационного выщелачивания активированных в мельнице хвостов. Определено, что механохимическая активация хвостов в дезинтеграторе при прочих равных условиях обеспечивает максимальное извлечение металлов в раствор. Извлечение металлов из хвостов обогащения открывает новые возможности вовлечения в оборот неиспользуемых в настоящее время техногенных запасов для изготовления твердеющих смесей в горном производстве и строительной индустрии за счет извлечения металлов до фонового уровня. Результаты исследования в совокупности представляют собой реальный шаг в направлении безотходного производства.

Аннотация: В статье представлены результаты, полученные при анализе влияния термомеханических параметров на пластичность металлов и сплавов при горячей деформации. Известно, что на пластичность оказывают влияние такие факторы, как температура и скорость деформации, а также показатель напряженного состояния. Однако многочисленные экспериментальные исследования показывают, что для некоторых, в основном труднодеформируемых, сталей и сплавов не менее значимо взаимное влияние вышеупомянутых параметров. Соответственно, предложена методика аппроксимации результатов исследования пластичности металлов и сплавов в горячем состоянии, учитывающая указанное совместное влияние факторов и позволяющая получать более достоверную информацию о пластических свойствах. Это подтверждено результатами исследования пластичности сложнолегированных хромсодержащих марок стали, труднодеформируемых никелевых и хромоникелевых сплавов, известных в научно-технической литературе как суперсплавы...