Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск
Том 59, № 4 (2016)
https://doi.org/10.17073/0368-0797-2016-4

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

221-225 235
Аннотация

Рассмотрены особенности условий захвата двутавровой заготовки калиброванными валками обжимной клети 1300 универсально-балочного стана Нижнетагильского металлургического комбината. Проведено исследование напряженно-деформированного состояния металла , возникающего в очагах деформации при прокатке балки в калибрах валков обжимной клети. Результаты расчета процесса прокатки представлены в виде эпюр распределения контактных нормальных и касательных напряжений в очагах деформации по мере захвата валками двутавровой заготовки. Установлено, что величина растягивающих нормальных напряжений, возникающих в стенке двутавровой заготовки, не превышает 52 МПа. В очагах деформации полки и зоне сопряжения полки со стенкой нормальные контактные напряжения сжимающие, что свидетельствует о благоприятной с позиции качества балки схемы напряженного состояния с преобладанием высоких сжимающих напряжений. Разработана методика расчета динамических нагрузок в линии привода обжимной клети 1300 с учетом зазоров в шпиндельных соединениях.

226-231 175
Аннотация

Выполнено моделирование процесса формирования следов качания на поверхности непрерывнолитых заготовок на холодной модели при переливе жидкой фазы через твердую корочку. Показано, что формирующаяся вблизи стенки кристаллизатора твердая корочка состоит преимущественно из мелких равноосных кристаллов, что объясняется повышенной интенсивностью отвода тепла в этой зоне. Проанализированы процессы роста твердой корочки в районе мениска в период первичной кристаллизации заготовки. Показано, что среди процессов, сопряженных с формированием следов качания на поверхности непрерывнолитой заготовки, особого внимания заслуживают явления, происходящие в области мениска. Частичное затвердевание мениска, имеющего выпуклую поверхность, обеспечивает формирование твердой корочки в виде гребенка, который внедряется в жидкую ванну при переливе, обусловленном повышением уровня в кристаллизаторе в результате его движения вверх.

232-236 183
Аннотация

Снижение выбросов оксидов NOx при агломерации железных руд способно уменьшить негативное техногенное воздействие на окружающую природную среду и здоровье населения. В статье на основе экспериментальных данных представлен механизм формирования оксидов NOx при агломерации железных руд. По результатам экспериментальных исследований на реальной агломашине установлено, что в форму оксидов NOx переходит не более половины азота, содержащегося в твердом топливе. Содержание NOx в технологических газах агломашин прямо пропорционально содержанию монооксида углерода. Эта зависимость может быть использована при прогнозировании эмиссии оксидов NOx агломашинами при математическом моделировании и технологических расчетах.

РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

237-244 170
Аннотация

Приведены результаты исследования твердофазного восстановления железа с использованием программного комплекса «Терра». Исследования проводили в два этапа: на модельной элементарной системе; восстановление железа из руды углями различных марок. В результате термодинамического моделирования на первом этапе исследования окислтельно-восстановительных условий в системе Fe – C – O выявлены границы восстановительной, переходной и окислительных областей и соответствующие им значения отношения количества кислорода к количеству углерода в системе. Исследования восстановительных свойств углей путем расчетов равновесных составов в диапазоне температур 373 – 1873 К с использованием программного комплекса «Терра» показали, что состав газовой фазы в заданном диапазоне температур практически одинаков для всех типов углей и отличается по количеству выделившихся летучих. Резкое увеличение объема газа начинается при 673 К и заканчивается при 1073 К. Результаты термодинамического моделирования на втором этапе исследований позволили определить оптимальные расходы углей марок СС (слабоспекающийся), Д (длиннопламенный), 2Б (бурый), необходимые для полного восстановления железа из руды заданного состава.

СТАЛИ ОСОБОГО НАЗНАЧЕНИЯ

245-250 206
Аннотация

Представлены результаты сравнительных исследований структурно-фазового состояния и внутренних полей напряжений плазменно-порошковых покрытий системы Ni – Cr – B – Si – Fe/WC с использованием модификатора в виде нанодисперсных частиц Al2O3 и без модификатора. Методами просвечивающей дифракционной электронной микроскопии на тонких фольгах, растровой электронной микроскопии, рентгеноструктурного и локального рентгеноспектрального анализа проведены исследования порошкового сплава ПС-12НВК-01, наплавленного на подложку из стали 20. Определен фазовый состав, изучены дефектная структура и внутренние напряжения. Структура материала изучена до и после введения в расплав нанопорошка Al2O3 . Установлено, что введение модификатора привело к уменьшению величины зерна материала, к образованию в карбидной подсистеме карбида вольфрама W2C и борида Fe3Ni3B, к снижению величины внутренних напряжений и скалярной плотности дислокаций.

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

251-255 174
Аннотация

Проведен анализ остаточных напряжений, вызываемых процессами технологического цикла сварки конструкций из сталей и сплавов. Установлено, что максимальные остаточные напряжения возникают в процессе охлаждения сварной конструкции. Исследованиями установлена удовлетворительная сходимость результатов математического расчета и экспериментальных значений деформации конструкции в процессе сварки на специальном стенде, что позволяет выявлять направление действия внутренних напряжений и оценить геометрию деталей по расчетной модели температурных полей при стыковой сварке стальных и титановых заготовок. Показаны возможность использования коэрцитиметра для оценки напряженного состояния материала, его дефектность, возможность прогнозирования структурного состояния и свойств сварных соединений. Проведенные исследования позволяют дать заключение о моменте возникновения и динамике протекания сварочных деформаций как о результате действия внутренних остаточных напряжений и структурных преобразований, вызванных процессом сварки.

256-260 160
Аннотация

Методами просвечивающей электронной дифракционной микроскопии установлены количественные параметры структурно-фазовых состояний и дислокационной субструктуры в объемно-закаленных рельсах высшей категории качества. По морфологическому признаку были выделены следующие структурные составляющие рельсовой стали: перлит пластинчатый, зерна феррито-карбидной смеси и зерна структурно свободного феррита. Основным типом структуры исследуемой стали являются зерна перлита, относительное содержание которых в материале 0,68; относительное содержание зерен феррито-карбидной смеси – 0,28, остальное – зерна структурно свободного феррита. Выполнен анализ изгибных контуров экстинкции и показано, что концентраторами напряжений в исследуемой стали являются границы раздела пластин цементита зерен перлита, границы раздела зерен перлита и зерен феррита и границы раздела глобулярные частицы второй фазы – ферритная матрица. Установлено, что границы раздела частица – матрица являются наиболее значимыми концентраторами напряжений и могут быть отнесены к предпочтительным местам формирования трещин.

261-263 165
Аннотация

Методами современного физического материаловедения установлены количественные изменения структурно-фазовых состояний и дислокационной субструктуры сталей различных структурных классов (08Х18Н10Т, 20Х13, 20Х23Н18, Э76Ф), подвергнутых электронно-пучковой обработке с плотностью энергии 10 – 40 Дж/см2. Выявлен градиентный характер изменения структурно-фазовых состояний сталей после электронно-пучковой обработки, разрушенных при многоцикловой усталости. Выявлены и проанализированы основные факторы и механизмы, определяющие повышение до 3,5 раз усталостной долговечности сталей после электронно-пучковой обработки. Показано, что изменение структурно-фазовых состояний и дефектной субструктуры сталей обусловлено измельчением зеренной и субзеренной структуры (стали 20Х13 и 20Х23Н18), подавлением процессов, приводящих к формированию областей, являющихся потенциальным местом формирования микротрещин (сталь 20Х13), формированием игольчатого профиля границы раздела, приводящего к более однородному пластическому течению в подложке (сталь Э76Ф).

264-270 206
Аннотация

Для получения нанокристаллического структурного состояния материалов на основе алюминия и титана применены высокие степени деформации (прокатка на большую степень деформации и сдвиг под высоким (5 ГПа) давлением). Полученные материалы в нанокристаллическом состоянии использованы для создания тонкослойных композитов с введением между однородными слоями нанокристаллического кремния. Измерение микротвердости показало, что микротвердость композитов после прессования под высоким давлением в 2,5 раза (для Al – Si) и в шесть раз (для Ti – Si) больше, чем микротвердость материала в исходном состоянии. Повышенная микротвердость композитов наблюдается при сохранении оптимального уровня практических свойств. Полученные нанокристаллические композиты могут быть рекомендованы как тонкослойные высокотвердые покрытия на узкие или напряженные участки изделий, а также для защиты от коррозии локальных мест изделий.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И АВТОМАТИЗАЦИЯ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

271-277 198
Аннотация

Приведены сведения об использовании современных информационных систем в управлении технологическими процессами. Рассмотрены проблемы информационного, алгоритмического, технического, программного и математического обеспечения при создании подобных систем. Проанализированы вопросы повышения надежности информационных систем управления, используемых в качестве экспертных систем при работе в режиме прогноза. Обсуждается экспертная система (тренажер) для технологического процесса в металлургии, научно-методическое и программно-алгоритмическое обеспечение рассматриваемой системы, базирующейся на технологии имитационного моделировании. Система предназначена для тренинга персонала потенциально опасного технологического объекта, а также для обучения студентов старших курсов технических специальностей металлургического профиля. Эта система позволяет исследовать объект изучения в различных режимах функционирования и отработать навыки по оптимальному и безаварийному управлению.

278-283 207
Аннотация

Рассматривается задача создания имитационной модели гравитационного сепаратора в колонном струйно-эмульсионном реакторе (СЭР). Основное внимание уделено рассмотрению сил, действующих на частицу. Показан алгоритм генерации крупности частиц по нормальному закону распределения в заданном диапазоне. Учтено влияние скорости потока газа по высоте реактора при турбулентном движении и случайные скорости, действующие на частицу по высоте реактора. Рассмотрены упругие и неупругие соударения, при которых учитывается изменение скоростей и масс двух частиц, а также схемы взаимодействия частиц железной руды, шлака, металла, углерода, газов CO и CO2 . Приведен расчет плотностей газа и смеси по высоте реактора; определены массовые приходы и расходы частиц железной руды, шлака и металла.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

284-286 226
Аннотация

Исследовано влияние формы конечных элементов, на которые разбивается образец при моделировании процесса прокатки прямоугольной полосы на гладкой бочке, на точность определения скоростей продольного течения в каждой точке очага деформации. Моделирование процесса прокатки проводили с использованием метода штрафных функций при помощи программного пакета ESVDeform, разработанного на кафедре ОМД ДГТУ. Анализ результатов расчетов позволил рекомендовать для решения задач с равномерной деформацией использовать конечные элементы в виде прямоугольных призм, которые обеспечивают высокую точность прогнозирования величин скоростей и их эпюр. Применение тетраэдальных элементов рекомендуется ограничить случаями с большой неравномерностью деформации по очагу.



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


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