Проведены исследования структуры, показателей твердости и трещиностойкости до и после плазменной обработки стали марки 65Г лемешной части плуга. В результате плазменной обработки получен модифицированный слой с повышенной в 3,6 раза твердостью в интервале 980 – 3558 HV. Металлографические исследования показали, что перлитно-ферритная структура исходного металла вследствие плазменной закалки превращается в игольчатый мартенсит с высокими твердостью и прочностью. Усталостную трещину на образцах создавали на вибраторе Дроздовского. Перед выращиванием усталостной трещины на боковую поверхность образца наносились боковые V-образные надрезы различной глубины. Относительная длина трещины λ изменялась в пределах от 0,27 до 0,65. По результатам испытаний на сжатие установлено небольшое перемещение трещин в закаленных образцах в диапазоне 1,3 – 5,6 мм. Исходные неупрочненные образцы находятся в более хрупком состоянии, чем закаленные, соответственно наблюдается значительное разрушение их в условиях нанесения искусственной трещины. Проведенная оценка образцов стали 65Г на трещиностойкость путем испытания на ударный изгиб с последующим осциллографированием показала, что плазменная закалка способствует торможению увеличения трещины за счет роста ударной вязкости. Таким образом, применение плазменной закалки эффективно при поверхностном упрочнении стали марки 65Г, в частности лемехов плуга, которые постоянно подвергаются механическим воздействиям, трению и износу.

Рассматривается вопрос увеличения усталостной прочности сталей высокопрочных марок. По результатам экспериментальных измерений предела усталостной прочности (σ_–1) стали пружинных марок проведен анализ влияния временного сопротивления, отношения предела текучести при сдвиге и предела усталостной прочности. Установлено отсутствие статистической связи предела усталостной прочности и временного сопротивления (σ_–1 ≠ f (σ_в)). Отношение τ_t / σ_–1 есть коэффициент концентрации напряжений (ККН), который находится в тесной связи с временным сопротивлением стали. Из проведенного теоретического анализа следует, что при наличии в стали неметаллических включений (НВ) одного морфологического типа и одинаковых размеров связь ККН с прочностными свойствами стали функциональна. Разброс фактических его значений связан с наличием в металле НВ различных морфологических типов и размеров. Каждый морфологический тип НВ характеризуется соответственными физико-механическими свойствами (модулем упругости, пределом прочности и различным ККН). Коэффициент концентрации напряжений возрастает как с ростом прочности стали, так и с увеличением диаметра (толщины) НВ. Установлено, что интенсивность (скорость) повышения ККН зависит от размера НВ и от модуля упругости ЕНВ (соотношение массовых долей оксидов SiO₂ и Al₂O₃ в НВ). Средняя интенсивность изменения ККН, полученная путем обработки экспериментальных данных, соответствует аналогичным показателям для НВ: 13 % SiO₂; 87 % Al₂O₃ (толщиной 4,0 мкм); 20 % SiO₂, 80 % Al₂O₃ (толщиной 5,0 мкм); 25 % SiO₂; 75 % Al₂O₃ (толщиной 7,0 мкм). По полученным связям примерно указаны размеры НВ и их морфология, позволяющие повышать усталостные свойства сталей пружинных марок в диапазоне временного сопротивления от 1200 до 2000 МПа. Для повышения ресурса усталостной прочности стали (особенно в высокопрочном состоянии) рекомендовано использовать технологию безалюминиевого раскисления металла при выплавке. При этом обеспечивается благоприятная морфология НВ с ККН не более 1,0. Формирование мелкозернистой структуры стали после термической обработки получают при отсутствии алюминия при раскислении, небольшими добавками ванадия, ниобия или титана.

Новые возможности процесса окомкования в производстве окатышей позволяют улучшить производственные показатели. Принципы принудительного зародышеобразования в технике окомкования расширяют его технологические возможности. Технические показатели новой технологии производства окатышей и физические параметры влажных окатышей позволяют повысить металлургические свойства окускованного сырья. Представленные технические схемы отражают производственные возможности принудительного зародышеобразования в процессах формирования напыленного слоя (НС) шихты и его деления различными техническими устройствами. Конструктивные особенности и технологические режимы разработанных технических схем реализованы на типичном тарельчатом окомкователе. Опытные данные, полученные при реализации разработанных технологических схем, позволяют изменять относительные величины прочности, массы и влажности окатышей в ходе окомкования железорудной шихты. Эти параметры можно регулировать в ходе загрузки шихты, ее напыления на шихтовый гарнисаж окомкователя, деления напыленного слоя шихты на зародыши и доокомкования зародышей с формированием оболочки окатышей. Оценка указанных технологических схем привела к выбору наиболее эффективных решений, основанных на теплосиловом напылении влажной шихты с учетом процесса ее налипания, материалоемкости и сложности конструктивного оформления оборудования. Для практического использования рекомендована комбинированная технологическая схема получения окатышей по технологии принудительного зародышеобразования на основе формирования НС одиночной воздушношихтовой струей, содержащей упрочняющие добавки, на предварительно профилированный гарнисаж и деления НС на зародыши коническим барабаном, снабженным металлической струной. В конце технологического цикла производства окатышей в центральной зародышевой части окатышей формируется повышенная пористость с высокой долей открытых пор. Окатыши обладают пониженной влажностью (Θ_W = 0,97) и благоприятной поровой структурой. В прогнозе они требуют меньших энергозатрат на их последующую термообработку. Технология позволяет выпускать окатыши необходимой и максимальной прочности размером 12 – 16 мм с более высокой производительностью. В ходе экспериментов установлено, что технология предварительного зародышеобразования обладает высокой надежностью и универсальностью, легко внедряется в действующее производство.

Рассмотрены вопросы, связанные с мониторингом состояния снежного и почвенного покровов в зоне влияния промышленных выбросов в атмосферный воздух на границах санитарно-защитной зоны (СЗЗ) металлургического предприятия АО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» (АО «ЕВРАЗ ЗСМК»). Санитарно-защитная зона – территория, отделяющая предприятия (их здания и сооружения) с технологическими процессами, служащими источником воздействия на среду обитания и здоровье человека, от жилой застройки. Территория СЗЗ предназначена для снижения за ее пределами уровня воздействия всех вредных факторов до требуемых гигиенических нормативов, создания санитарно-защитного барьера между промышленной и жилой застройками. Экомони­торинг дает объективный анализ депонирующих сфер (снег, почва) на территории СЗЗ. Для оценки первичного (воздушной среды) и вторичного (снежных проб, почв и вод) загрязнений применяется метод химического лабораторного анализа. Результаты химического анализа снеговой воды показали, что сухой остаток в талой воде ниже (в 7 – 8 раз) ПДК на всех площадках, содержание хлорид-ионов не превышает ПДК (350 мг/л), содержание сульфат-ионов на площадке 1 в два раза ниже ПДК, на остальных площадках ниже предела обнаружения методикой, изложенной в РД 52.04.186 – 89. Содержание в почве тяжелых металлов и мышьяка на пробных площадках СЗЗ не превышает ПДК. Почвенный анализ показал, что активная кислотность (рН водной вытяжки) находится в пределах 6,3 – 7,4 единиц, что указывает на отсутствие техногенного закисления почв. Содержание нефтепродуктов в отобранных пробах ниже порогового значения, что делает возможным отнести почвы на всех площадках СЗЗ АО «ЕВРАЗ ЗСМК» по рассматриваемому соединению к условно чистым. Содержание бенз(а)пирена в почве не превышает ПДК (0,02 мг/кг) на всех экспериментальных площадках, кроме площадки 7. Содержание серы не превышает ПДК на всех пробных площадках СЗЗ.

В статье рассматривается влияние различных термических обработок, их температуры, а также легирования серебром на механические свойства, фазовый состав и структуру проволоки из нержавеющей хромоникельмолибденовой аустенитной стали 03Х17Н10М2. Выбор величины легирования серебром основывался на ранее проведенных исследованиях антибактериального эффекта от модифицирования медицинских сталей серебром. Поскольку антибактериальное воздействие подтверждено на нескольких штаммах бактерий, для наиболее эффективной эксплуатации сплавов требуется определить наилучший температурный режим работы с ними. Сталь для исследования выплавлена и затем через операции прокатки, ковки и волочения преобразована в проволоку. На полученных образцах проволоки разного диаметра с содержанием серебра 0; 0,2 и 0,5 % (по массе) проведены механические испытания для определения относительного удлинения, предела текучести и предела прочности. На проволоке разного диаметра опробованы различные режимы и температуры термических обработок для исследования их влияния на механические свойства и структуру. Исследована микроструктура подвергнутых термической обработке и полученных после волочения образцов проволоки. Также проведен фазовый анализ с целью установления эффекта от присутствия серебра в различных количествах на аустенитную сталь. По результатам исследования фазового состава сделан вывод, что серебро уменьшает количество гамма-фазы в стали, и этот эффект растет пропорционально увеличению доли серебра. Данное изменение коррелирует с небольшим падением пластичности металла. При этом значимых изменений в прочностных характеристиках и микроструктуре от присутствия серебра не наблюдается.

Штамповые стали с регулируемым аустенитным превращением при эксплуатации (РАПЭ) – новый класс безвольфрамовых сталей для горячей обработки давлением при рабочих температурах до 750 – 800 °С. Высокая стойкость прессового инструмента и его длительный ресурс обеспечиваются за счет способности этих сталей сохранять горячее деформационное упрочнение (горячий наклеп). Это обстоятельство отличает стали с РАПЭ от традиционных легированных сталей, склонных к разупрочнению при высоких температурах. Однако температурные диапазоны проявления горячего упрочнения в сталях с РАПЭ систематически не изучены, что затрудняет более эффективное использование штампового инструмента. В данной работе изучено механическое поведение штамповой стали с РАПЭ при термомеханической обработке в широком диапазоне температур, включающей этап предварительной деформации при более низких температурах и этап основной деформации при более высоких температурах, соответствующих температурам эксплуатации прессового инструмента. Термомеханическую обработку проводили на закалочно-деформационном дилатометре DIL 805 A/D по схеме сжатия. Получены истинные диаграммы деформации, определены механические характеристики и показатель деформационного упрочнения. Измерен размер бывшего зерна аустенита в структуре стали после термомеханической обработки. Авторы установили температурно-силовые условия, в которых сталь демонстрирует усиление и стабилизацию горячего упрочнения, либо разупрочнение. Показано, что достигнутое на этапе предварительной деформации при температуре 450 °С упрочнение усиливается на этапе основной деформации при температурах в интервале от 550 до 800 °С, при этом в указанном температурном интервале склонность к усилению горячего упрочнения ослабевает.

Информация о поведении расплавов жаропрочных никелевых сплавов является основой для создания новых технологий плавки, позволяющих значительно повысить эксплуатационные свойства металлопродукции, а также решить ряд технологических задач. Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о структурных изменениях, происходящих в расплавах различных металлов под влиянием температуры и времени. На протяжении многих лет ведется научная дискуссия о природе этих явлений, по ряду вопросов сформулировано общее мнение. Структурные изменения в металлических жидкостях представляются как фазовый переход второго рода, при котором жидкость большей плотности заменяется жидкостью меньшей плотности. Эти превращения в структурах жидких металлов называют переходом жидкость – жидкость (LLT). Исследования структурно-чувствительных свойств расплавов жаропрочных никелевых сплавов также выявляют структурные изменения, необратимо переводящие расплав в микрогомогенное состояние. Результаты исследований, представленные в данной работе, подтвердили, что структурные изменения в расплавах жаропрочных никелевых сплавов также являются фазовым переходом второго рода. Об этом свидетельствуют разрывы атомных микрогруппировок, равномерное перераспределение легирующих элементов и образование новых кластеров, характеризующихся меньшими размерами и большей химической однородностью. Поэтому данные изменения можно характеризовать как LLT, что не противоречит ранее обоснованной квазикристаллической модели микронеоднородного состояния жидких жаропрочных никелевых сплавов.

Исследованы особенности влияния остаточного аустенита на механические свойства стали аустенитно-мартенситного класса с 15 % Cr после различных режимов термической обработки. По окончании нагрева под закалку и последующего отпуска или нагрева в межкритический интервал температур в микроструктуре стали сохраняется значительное количество остаточного аустенита, что затрудняет достижение высокого предела текучести. Дестабилизация остаточного аустенита с последующим превращением в «свежий» мартенсит обеспечивается за счет многоступенчатой термической обработки, включающей закалку, нагрев в межкритический интервал температур или выше точки АС3 и заключительный отпуск. Установлено, что сохранившийся в микроструктуре двухфазной стали остаточный аустенит имеет форму блоков и тонких прослоек, расположенных в межреечном пространстве. Испытание на растяжение стали с 15 % Cr показало, что многоступенчатая термообработка обеспечивает высокопрочное состояние, соответствующее группам прочности Q125 и Q135. Сравнительный анализ характера деформации аустенитно-мартенситной стали в различных состояниях свидетельствует о смещении начала мартенситного превращения при растяжении после заключительного отпуска в упругую область с образованием мартенсита напряжения. Для стали с 15 % Cr установлена ограниченная деформационная устойчивость остаточного аустенита блочной формы, преимущественно претерпевающего мартенситное превращение при испытаниях на растяжение и удар при отрицательной температуре. Предположительно, этим обусловлена заметно меньшая ударная вязкость аустенитно-мартенситной стали с 15 % Cr по сравнению со сталью мартенситного класса с 13 % Cr при равной прочности.

Работа посвящена изучению влияния отжига на механические свойства и неоднородность пластической деформации биметаллической пластины из нержавеющей / углеродистой сталей с размерами рабочей части 50×7×2 мм. Для отработки лазерной технологии получения биметаллов различных композиций наибольший интерес представляет изучение зоны контакта двух разнородных сталей. Поскольку от структуры и свойств данной зоны зависят эксплуатационные характеристики всего изделия в целом, взаимодействие составляющих биметалла в процессе его изготовления приводит к возникновению неоднородности различных видов вблизи границы раздела и в объемах, прилегающих к ней. Материал исследований получали методом лазерной наплавки проволоки нержавеющей стали AISI 304 на пластину из низкоуглеродистой стали Ст3. Биметаллические образцы с наплавкой подвергали вакуумному нагреву при температуре 700 °С в течение различного времени (от 2 до 8 ч). Использование данных о распределениях локальных деформаций методом спекл-фотографии позволило рассмотреть процесс пластического течения на начальном участке диаграммы растяжения и установить влияние температуры отжига на локализацию пластической деформации в процессе механических испытаний. Для количественной оценки неоднородности деформации в основном и плакирующем слоях использовали пространственно-временные распределения локальных удлинений и соответствующие величины коэффициента вариации. Установлено, что уровень неоднородности деформации микрообъемов на интерфейсе в процессе растяжения выше, чем основных слоев биметалла. С увеличением времени отжига отмечается повышение значений коэффициента вариации в зоне соединения, более значительное со стороны нержавеющей стали, что увеличивает вероятность зарождения микротрещин. Повышенный уровень неоднородности деформации микрообъемов науглероженной зоны плакирующего слоя обусловлен усилением локализации деформации в близлежащих микрообъемах из-за структурной неоднородности.

Теоретически рассматривается процесс затвердевания бинарной системы железо – вольфрам при содержании вольфрама 18 % (по массе). Такое содержание вольфрама характерно для теплостойкого сплава, который применяется в процессах плазменно-дуговой наплавки на поверхность валков. Решается осесимметричная тепловая задача Стефана для двух подвижных цилиндрических границ, которые разделяют три области. В области 1 расплав находится при температуре плавления, в области 2 вещество находится в двухфазном состоянии, а в области 3 ‒ твердое тело. На границе раздела областей 1 и 2 задается температура ликвидуса, а на границе раздела 2 и 3 – температура солидуса. На данных границах задается условие баланса тепловых потоков, из которого получена система кинетических уравнений. Эту систему решали численными методами, при этом не выдвигались гипотезы о том, что фронты фазовых превращений движутся по закону R ~ t^1/2. Решение системы кинетических уравнений показывает, что граница солидуса движется практически по линейному закону. Граница ликвидуса перемещается по параболическому закону. Для областей микрометрового диапазона по размерам процессы фазовых превращений протекают за время порядка 5 нс, тогда как для областей размерами порядка 10 мкм – за время около 50 мкс. Зависимости температурных полей от радиальной координаты в различные моменты времени показывают, что с увеличением времени размеры области 2 уменьшаются, и, как только значения координат границ ликвидуса и солидуса становятся близкими, процесс кристаллизации останавливается. Дальнейшее развитие модели заключается в учете вращения одной из сред. Полученные результаты послужат материалом для исследования двухфронтовой неустойчивости Маллинза-Секерки.

В настоящее время особый интерес представляют высокоэнтропийные сплавы (ВЭС) с гексагональной плотноупакованной структурой, состоящие из редкоземельных (РЗМ) элементов. В работе проведено исследование возможности Al₂O₃ и Al:Zn (1:1) играть роль защитных покрытий для ВЭС РЗМ GdTbDyHoSc и GdTbDyHoY. Образцы ВЭС РЗМ синтезированы из металлов чистотой ≥99,9 % расплавлением в электродуговой печи в атмосфере Ar (99,99 %). Покрытия на образцы наносились методом сверхзвукового плазменного напыления. Коррозионную стойкость определяли в камере соляного тумана в течение 48 ч. Установлено, что для всех исследованных образцов коррозионное воздействие в условиях соляного тумана приводит к деградации основного материала сплава. Образцы с покрытием Al:Zn (1:1) в условиях соляного тумана показывают меньшую стойкость, чем образцы с покрытием из Al₂O₃ вследствие имеющего место химического взаимодействия между алюминием и раствором хлорида натрия.

Бакальское месторождение, расположенное на Южном Урале вблизи города Бакал Челябинской области, является одним из крупнейших месторождений карбонатных железных руд (сидеритов). Общие запасы сидеритов составляют около 1 млрд т. Они не пользуются спросом у металлургов из-за низкого содержания железа и высокого содержания магния. В то же время металлургические предприятия Урала испытывают дефицит железорудного сырья, в том числе сталеплавильного. Высокая чистота сидеритов по фосфору и цветным металлам позволяет использовать для их переработки методы бескоксовой металлургии. Пирометаллургическое обогащение сидеритов, включающее их восстановительный обжиг во вращающейся печи с последующим измельчением и магнитной сепарацией, позволяет получить концентрат со степенью металлизации более 90 % и содержанием пустой породы менее 3 – 7 %, пригодный в качестве сырья для сталеплавильного производства. Расчеты показали, что затраты электроэнергии на плавку металлического лома и металлизованного сидеритового концентрата, содержащего 30 % пустой породы, и загружаемого в печь при температуре выше 1000 °С, близки. Предложен способ переработки сидеритов, включающий восстановление исходной руды во вращающейся печи и плавку получаемого металлизованного концентрата, в горячем виде (при температуре выше 1000 °С) загружаемого в сталеплавильную печь. Пустая порода металлизованного сидеритового концентрата содержит большое количество оксида магния, что делает ее тугоплавкой. Для получения жидкого шлака предложено использовать добавку борного ангидрида в виде колеманита. Для оценки влияния В₂О₃ на плавление оксидной фазы металлизованного сидерита в процессе электроплавки проведены исследования корреляции вязкости магнезиального сталеплавильного шлака, содержащего В₂О₃, с температурой и его составом. Обнаружено, что при температуре выпуска (1600 °С) образующийся магнезиальный шлак обладает низкой вязкостью (менее 3,65 Пз) при соотношении MgO/SiO₂ в исходном сидерите, равном 0,75 – 1,25.

В настоящее время растет интерес к использованию водорода в составе топливных смесей для турбореактивных двигателей и газотурбинных установок. Воздействие водорода на жаропрочные никелевые сплавы лопаток газотурбинных установок мало изучено. Данная работа посвящена исследованию влияния водорода на восстановление оксида никеля на поверхности сопловой лопатки газотурбинных установок. Рассмотрено взаимодействие водорода при различных условиях с оксидами металлов, способы восстановления оксидов металлов на поверхности лопаток газотурбинного двигателя. Термодинамика реакций взаимодействия оксидов алюминия, титана, никеля и вольфрама с фтороводородом и реакций фторидов с водородом изучена в диапазоне температур 273 – 1373 К. Установлено, что взаимодействие оксида алюминия с фтороводородом протекает в диапазоне температур от 273 до 1073 К, оксида титана с фтороводородом – от 273 до 373 К, оксида никеля с фтороводородом – от 273 до 873 К. При этом из образовавшихся фторидов с водородом реагирует только фторид никеля при температурах выше 673 К. Водород во всем интервале температур взаимодействует с оксидом никеля, а с оксидом вольфрама – при температурах выше 1173 К. Изучены особенности воздействия водорода на жаропрочные никелевые сплавы лопаток газотурбинных установок, подвергнутых предварительному фторированию и не обработанных соединениями фтора. Установлено, что восстановление оксида никеля водородом лучше протекает после процесса предварительного фторирования. При этом на поверхности образца лопатки образуются частицы размером 2 – 5 мкм, содержащие 90,16 % Ni. Без фторирования процесс восстановления оксида никеля водородом при температуре 1223 К и длительности 1 ч не происходит.

Предложена простая теория термодинамических свойств жидких растворов азота в сплавах системы Fe – Co. Эта теория полностью аналогична теории для жидких растворов азота в сплавах системы Fe –  Cr, предложенной авторами в 2019 г. Теория основана на решеточной модели растворов Fe – Co. Предполагается модельная решетка типа ГЦК. В узлах этой решетки располагаются атомы железа и кобальта. Атомы азота располагаются в октаэдрических междоузлиях. Атом азота взаимодействует с атомами металлов, находящимися в соседних с этим атомом узлах решетки. Это взаимодействие парное. Предполагается, что жидкие растворы системы Fe – Co являются совершенными. В качестве исходных для расчетов взяты значения констант закона Сивертса для растворимости азота в жидком железе и в жидком кобальте. Результатом расчета является значение вагнеровского параметра взаимодействия в жидких сплавах на основе железа при температуре 1873 К \(\varepsilon _{\rm{N}}^{{\rm{Co}}}\) = 1,8. Это хорошо согласуется с экспериментальными данными, полученными Шенк, Фроберг, Граф в 1958 г. и Маекава, Накагава в 1960 г.

Результаты данной работы позволяют упростить отработку технологии импульсного нагрева металла. Создан программный продукт для подбора оптимальных значений режимных параметров импульсного нагрева на математической модели, что существенно сокращает время наладки теплового агрегата, использующего эту технологию. Тестовые расчеты показали адекватность полученных результатов режимным параметрам функционирующих проходных нагревательных печей, оснащенных скоростными струйными горелками. Проблемы управления нагревом металла стали особенно актуальны в связи с распространением высокопроизводительных прокатных станов и все более повышающимися требованиями, предъявляемыми к качеству нагрева металла. В связи с этим, полная реализация программы исследований позволит выработать конкретные рекомендации по увеличению производительности нагревательных печей и улучшению показателей их энергоэффективности.

В работе изучены физико-химические характеристики новых комплексных сплавов, содержащих, %: 11 – 30 Nb, 23 – 28 Si, 3 – 10 Al и 3 – 4 Ti. Показано, что комплексные сплавы с пониженной концентрацией ниобия обладают наиболее благоприятными значениями плотности и температур кристаллизации по сравнению со стандартным феррониобием, содержащим 60 % (по массе) Nb. Переход от высокопроцентного феррониобия к комплексным сплавам с пониженной концентрацией ниобия позволяет перевести сплавы из группы сверхтугоплавких в тугоплавкие, обладающие оптимальными значениями плотности (5740 – 6560 кг/м³). Они полностью погружаются в жидкую сталь при выпуске в ковш, благодаря чему находятся в движении, не подвергаются окислению кислородом атмосферы и характеризуются более высокими и стабильными показателями степени усвоения ведущих компонентов. При увеличении концентрации ниобия до 30 % происходит изменение фазового состава сплава: снижение доли низкотемпературной фазы FeSi с низкими значениями плотности и увеличение доли высокоплотного тройного соединения NbFeSi₂ с температурой начала кристаллизации ~1713 °С. Увеличение концентрации ниобия с 11 до 17 % приводит к уменьшению температуры кристаллизации, а дальнейшее повышение до 30 %, наоборот, сопровождается увеличением температур ликвидуса и солидуса до 1700 и 1610 °С соответственно. Это согласуется с линией ликвидуса на диаграмме состояния двойной системы Fe – Nb с минимумом в области концентрации ниобия ~18 %. Наилучшими характеристиками, как с точки зрения получения ферросплавов, так и применения для легирования стали, обладает сплав, содержащий, % (по массе): 17,1 Nb, 24,6 Si, 7,6 Al и 3 Ti. Данный сплав характеризуется температурой начала кристаллизации 1550 °С (ниже температуры жидкой стальной ванны) и относится к разряду легкоплавких сплавов, обладает оптимальной плотностью 6390 кг/м³, что благоприятно отражается на служебных характеристиках ниобиевых ферросплавов.

В работе рассмотрен вопрос повышения производительности печей электрошлакового переплава. В качестве наиболее эффективного метода предложена технология ведения переплава на постоянном токе. Описание технологии затрагивает положительные и отрицательные эффекты, влияющие как на удельную производительность плавки, энергопотребление, так и на качество получаемых слитков в части их физико-механических свойств и химической чистоты. Способ ведения электрошлакового переплава с вращением расходуемого электрода предложен в качестве новой технологии, осуществлено краткое сравнение с используемой технологией наложения внешнего магнитного поля. Продемонстрированы схемы, которые наглядно показывают принцип управления формой фронта кристаллизации и локализацией теплового центра шлаковой ванны. Разработана стационарная численная модель для рабочей зоны действующей полупромышленной печи ЭШП А-550 на постоянном токе со сменой полярности. Создан математический аппарат, состоящий из электротермической, гидродинамической и конвективной частей. Геометрическая расчетная область спроектирована для шлаковой ванны, расположенной между расходуемым электродом и водоохлаждаемым кристаллизатором с диаметрами 60 и 90 мм соответственно. Высота подэлектродной зоны составляет 10 мм. Предельная величина тока 800 А, напряжение 46 В. Получены числовые поля распределения плотности тока и температуры в толще шлаковой ванны. Диапазон значений температуры располагается в пределах от 1400 до 2200 °С на периферийной и подэлектродной зонах шлаковой ванны соответственно. Приведена схема модернизации печи ЭШП за счет автоматизации механической части и перевода на постоянный ток.