Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск
Том 58, № 12 (2015)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.17073/0368-0797-2015-12

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

865-870 149
Аннотация
Предложена методика расчета напряжений в обожженных зональных офлюсованных окатышах на основе возникновения при их охлаждении напряженного состояния на границе зон с разной температурой кристаллизации шлаковых включений. Проведены расчеты напряженного состояния для качканарских окатышей с разным расположением гематитовых и магнетитовых зон. Показано, что при охлаж дении обожженных зональных окатышей на воздухе на границе магнетитового ядра и гематитовой оболочки возникают растягивающие нормальные напряжения в радиальном направлении, способствующие отрыву ядра от оболочки. Установлено, что наличие трехзонной структуры окатышей (магнетитовое ядро – гематитовая оболочка – поверхностная магнетитовая пленка) способствует перераспределению нормальных напряжений по их сечению. Увеличение толщины поверхностной магнетитовой пленки уменьшает растягивающие напряжения в радиальном направлении на границе ядра и оболочки, в результате чего прочность окатышей повышается. При охлаждении обожженных окатышей с гематитовым ядром и магнетитовой оболочкой в нейтральной атмосфере на границе зон возникают растягивающие нормальные напряжения в тангенциальном направлении, способствующие снижению прочности окатышей.
871-876 305
Аннотация
Рассмотрен процесс модифицирования стали природными материалами, содержащими барий и стронций. С применением методов термодинамического моделирования рассмотрен процесс восстановления бария и стронция кремнием и алюминием. Изучено влияние процесса обработки стали барийстронциевым модификатором на формирование структуры и механические свойства стали. Результаты исследований реализованы при выплавке стали марок 25Г2С и Г13 в дуговой электропечи литейного цеха ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК», а также ОАО «Юргинский машиностроительный завод» при выплавке сталей марок 35ХГСЛ, 30ХГСЛФЛ, 12НД2ФХ с применением двушлаковой технологии. Анализ результатов промышленных испытаний показал, что барийстронциевый модификатор воздействует на микроструктуру и неметаллические включения, обеспечивает повышение запаса конструктивной прочности сталей, оцениваемой значениями пределов текучести, прочности и ударной вязкости при положительных и отрицательных температурах. Для выявления присутствия в стали бария и стронция был выполнен анализ структуры стали методом экстрактных реплик с использованием просвечивающей электронной дифракционной микроскопии. Наличие бария и стронция в объеме зерна свидетельствует о взаимодействии этих элементов с металлическим расплавом с определенным влиянием на структурообразование металлической матрицы.
877-883 212
Аннотация
На основании выполненного термодинамического анализа оксидных двойных и тройных систем, имеющих в качестве компонента оксид La2 O3 , сформирована база энергетических параметров теории субрегулярных растворов оксидных расплавов, сопряженных с областью существования металлических расплавов. Установлены температурные зависимости констант равновесия для гетерогенных реакций раскисления стали. Построены поверхности растворимости компонентов в кислородсодержащей стали (ПРКМ) для систем Fe – Al – La – O – С, Fe – Ca – La – O – С, Fe – Mg – La – O – С, Fe – Si – La – O – С, Fe – Cr – La – O – С. Построены диаграммы комплексного раскисления стали сплавами и смесевыми модификаторами, содержащими активные и легирующие элементы: Ca, Mg, Si, Al, Cr, La. Анализ выполнен для хорошо раскисленного и обессеренного металла. При обычной схеме раскисления, в результате которой РЗМ вводятся после введения в металл кальция, кремния и алюминия, образовавшиеся включения, представляющие собой конгломерат алюминатов кальция и магния, служат подложкой для выделения мелких фракций, активно взаимодействуют с жидкой составляющей включений, растворяются в ней и поэтому оксид La2 O3 в виде самостоятельной фазы в металлических включениях отсутствует.
884-890 303
Аннотация
Проанализировано состояние исходных термодинамических данных базовых химических реакций взаимодействия кремния с кислородом, протекающих с образованием монооксида и диоксида кремния. В качестве базового параметра для оценки фазово-химических равновесий в системах, содержащих кислород, принимается парциальное давление кислорода в газовой фазе. Для кремнистых сплавов со значениями X|Si| = 0,1 – 1,0 в диапазоне температур 1700 – 2300 К рассчитаны равновесные значения PSiO и PO2 в газовой фазе, состоящей из кислорода и монооксида кремния. Для систем сплав – шлак – углерод – газ определено влияние активности оксида кремния в шлаковом расплаве на равновесный состав газовой фазы. Показано, что в высококремнистых сплавах (aSi > 0,2) наибольшее влияние на состав газовой фазы оказывает температура. На диаграмме фазово-химических равновесий системы Si – O – C показано, что границы моновариантных равновесий SiO2 – C – газ, SiO2 – SiC – газ и SiO2 – Si – газ при уменьшении активности SiO2 в шлаковом расплаве смещаются в сторону высоких температур и при заданной температуре концентрации монооксида кремния и кислорода понижаются.
891-895 186
Аннотация
Методом растровой электронной микроскопии исследована неметаллическая фаза в вакуумированной аустенитной нержавеющей стали 08Х18Н10Т и 03Х18Н10. Приведены данные о составе неметаллических включений в литых пробах металла из сталеразливочного ковша, вакуумирования и разливки на МНЛЗ, а также в пробах холоднокатаного листа толщиной 1,2 мм. Показано, что в пробах стали 08Х18Н10Т из промежуточного ковша МНЛЗ неметаллическая фаза представлена в основном скоплениями нитридов титана, внутри кристаллов которых содержатся оксиды алюминия и титана, а также редкими глобулями небольшого размера в оболочке из оксидов титана. В холоднокатаном листе включения располагаются в основном по всему сечению шлифа и состоят из мелких (5 – 6 мкм) кристаллов нитридов титана. Литые пробы металла аустенитной безтитанистой стали 03Х18Н10 достаточно чистые по содержанию неметаллических включений. Неметаллическая фаза представлена в основном мелкими включениями алюмокальциевого силиката. В холоднокатаном листе толщиной 1,2 мм неметаллическая фаза представлена крайне редко встречающимися очень мелкими глобулями размером 2 – 3.мкм. Результаты исследования сопоставлены с составом неметаллической фазы невакуумированной стали аналогичных марок на тех же стадиях передела.
896-900 163
Аннотация
Выполнено исследование особенностей применения вихревых газовых струй для повышения эффективности нанесения огнеупорных покрытий на футеровку конвертеров. С использованием численного моделирования рассмотрена аэродинамическая картина в рабочем пространстве агрегата и особенности движения капель конвертерного шлака при подаче нейтрального газа через специальную фурму с элементами вихревого аппарата. Уточнены закономерности движения капель шлака различного размера к футеровке конвертера, определена зависимость между параметрами движения капель шлака и характеристиками вихревой струи. Установлено, что траектория движения капель шлака независимо от их размера определяется в основном степенью закрутки вихревой струи. Показана принципиальная возможность повышения технологической гибкости процесса нанесения шлакового гарнисажа на футеровку конвертеров при использовании вихревых газовых струй.

ЭКОЛОГИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ

901-905 221
Аннотация
Проведена оценка экологического риска от загрязнения атмосферного воздуха производственной деятельностью металлургического предприятия ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» от всех организованных и неорганизованных источников выбросов цехов: рудоподготовки, агломерации, доменного, сталеплавильного, прокатного, литейного. Неканцерогенный экологический риск хронической интоксикации, не превышающий приемлемый уровень, составлял 75 % от всех организованных источников выбросов (208 шт.), высокий риск – 22,1 %, очень высокий – 2,9 %. Неканцерогенный риск от всех неорганизованных источников выбросов (39 шт.) имел превышение предельно допустимого уровня в 40 раз. Для снижения организованных выбросов предлагается в цехах рудоподготовки, агломерации и доменном увеличение высоты дымовых труб, в сталеплавильном, прокатном и литейном – регулирование геометрических параметров горловины трубы Вентури и СИОТа. Предложенные рекомендации по технологическим приемам малозатратны и позволят снизить содержание в воздухе рабочей зоны вредных веществ и приблизиться к достижению оптимальных условий труда (первый класс).

ИНЖИНИРИНГ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

906-911 166
Аннотация
В работе выявляется характер динамического взаимодействия между механическими и электрическими параметрами привода при возникновении в механической части конвейера внезапных повреждений. Дана оценка возможности использования характера изменения системы электрических параметров электродвигателя в качестве диагностирующего сигнала. Составлена совместная модель для исследования динамических процессов в системе питающая сеть – асинхронный двигатель – ленточный конвейер. Питающая сеть и асинхронный двигатель описаны моделью пространства состояний четвертого порядка с получением на выходе значения момента на валу электродвигателя. Для механической части ленточного конвейера были определены моменты инерции и податливости связей между зве- ньями. Путем постепенного выделения элементов с минимальным моментом инерции и распределения момента инерции этих элементов и податливостей между соседними элементами была получена 3-х массовая система, моделирующая механическую часть исследуемого агрегата. Составленная динамическая модель решена в среде Matlab Simulinc. Получены данные об энергетических показателях привода в динамических процессах, следующих за возникновением аварийных ситуаций в механизме.

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И НАНОТЕХНОЛОГИИ

912-918 306
Аннотация
Предложены результаты теоретического и экспериментального исследования влияния концентрации напряжений на повреждаемость титановых сплавов. Исследовали образцы титановых сплавов ОТ4 (α-класс) и ВТ3-1 (α + β-класс) с различными радиусами концентраторов напряжений. Оценено влияние концентрации напряжений на параметры акустической эмиссии при использовании образцов различных радиусов. Показаны графическая зависимость объема материала, вовлекаемого в деформацию, от распределения максимальных местных напряжений и диаграмма распределения основных параметров АЭ для образцов с различными радиусами концентраторов напряжений из сплавов ОТ4 и ВТЗ-1 в зависимости от номинального разрушающего напряжения. Приведены результаты теоретического и экспериментального исследований влияния концентрации напряжений α на повреждаемость титановых сплавов ОТ4 и ВТ3-1. Результаты исследований могут быть использованы для разработки методик диагностирования конструкций с точки зрения определения наименее опасной формы концентратора напряжений.
919-924 142
Аннотация
С помощью метода молекулярной динамики получены значения энергии миграции вакансии и межузельного атома в упорядоченном сплаве CuPt. При миграции вакансии и межузельного атома в сплаве CuPt преимущественно мигрируют атомы меди. Межузельный атом формирует в упорядоченном сплаве CuPt конфигурации, нехарактерные для чистых металлов: избыточный атом меди стремится сформировать краудион вдоль направления <110> в плоскости (111), содержащей атомы меди; при введении атома платины формируется гантельная конфигурация из двух атомов платины в направлении <111>, перпендикулярном плоскости (111), содержащей атомы платины. Обнаружена высокая анизотропия миграции межузельного атома: межузельный атом в упорядоченном сплаве CuPt мигрирует, как правило, вдоль плоскостей (111), содержащих атомы меди. При упругом растяжении вдоль этой плоскости отчасти подобная анизотропия появляется при миграции вакансии, а межузельный атом в этом случае мигрирует преимущественно вдоль оси растяжения.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И АВТОМАТИЗАЦИЯ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

925-931 167
Аннотация
Работа посвящена управлению объектами с рециклом. Приведена классификация объектов с рециклом с выделением четырех типов: рецикл «по концентрации», «по массе», «по параметрам», «комбинированный». Для первых трех классов объектов представлены структуры систем автоматического регулирования, проведен анализ влияния неопределенности моделей на эффективность работы этих систем. Для объектов с рециклом «по концентрации» проведен анализ системы автоматического регулирования для объекта без самовыравнивания в прямой цепи и с самовыравниванием; для объектов с рециклом «по массе» и «по параметрам» проведен анализ системы автоматического регулирования для объекта без самовыравнивания в прямой цепи. Получены численные оценки зависимостей критерия эффективности от величины соотношения параметров (коэффициент передачи и постоянная времени) модели объекта и объекта управления для всех случаев.

ЮБИЛЕИ

932 56
Аннотация
26 января 2016 г. исполняется 70 лет Александру Марковичу Глезеру, доктору физико-математических наук, профессору – крупному ученому и лидеру научной школы в области изучения и разработки многофункциональных материалов нового поколения.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)