При производстве окатышей к ним предъявляются определенные требования, в том числе и по прочности. Окатыши подвергаются дополнительным ударным нагрузкам в перегрузочных узлах, в портах, в результате чего происходит не только их частичное разрушение, но и снижение прочностных свойств в целом. В работе представлены исследования по разупрочнению окатышей по классам в зависимости от ударных нагрузок. При производстве окатышей следует учитывать вероятность их разупрочнения в результате погрузо-разгрузочных операций в процессе транспортировки. При этом, чем больше число перегрузок и их высота, тем выше должен быть запас прочности. Например, при наличии от 5 до 10 перегрузок прочность производимых окатышей должна составлять не менее 285 кг/окатыш, чтобы при поступлении к потребителю их прочность была не менее 200 кг/окатыш. При воздействии ударных нагрузок прочность окатышей на сжатие снижается в результате образования внутренних трещин. Начальная прочность окатышей должна быть выше значения, гарантированного техническими или договорными условиями.

Содержатся результаты исследования удельной магнитной восприимчивости первичных концентратов сибирских железорудных месторождений, ее зависимости от магнитного поля сепаратора. Опыты (лабораторная сепарация, магнитные измерения) выполнены на концентрате класса крупности –0,07 мм. Изучались руды семи месторождений, четыре из которых магнетитовые, а три – слабоокисленные, что обусловлено содержанием в них от 3 до 6 % мартита, гематита и лимонита. Наибольшими значениями магнитной восприимчивости обладают промпродукты магнетитовых руд, меньшими – слабоокисленные, однако поля максимумов удельной магнитной восприимчивости проб у последних выше. Эксперименты показали, что значения удельной магнитной восприимчивости первичных концентратов пропорциональны содержанию в них магнетитового железа.

Показаны возможности формирования структуры железорудных окатышей с дифференцированным распределением пористости по сечению гранул, полученных с использованием теплосилового напыления влажной шихты. С помощью видеосъемки и анализа макроструктуры напыленного слоя шихты, являющегося матрицей для получения зародышевых центров, дано описание механизма формирования напыленного слоя шихты и роста его геометрических размеров. Установлено, что формирование напыленного слоя шихты начинается с образования и роста очагов напыления. Выяснено, что в основе механизма формирования пористости окатышей лежит сдвиговая деформация шихты за счет проявления сил трения между потоком воздуха и поверхностью напыленного слоя. Установлено, что теплосиловое напыление влажной шихты на шихтовый гарнисаж формирует напыленный слой с повышенной долей открытых пор по всему сечению.
Величина открытой пористости напыленного слоя зависит от расстояния до напыляемой поверхности и точки на поверхности шихтового гарнисажа окомкователя, в которой организовано напыление. Получено распределение открытых и закрытых пор в объеме окатышей в зависимости от массовой доли зародышевых центров, полученных теплосиловым напылением влажной шихты.

В сплавах системы Ni – Cu одной из ограничиваемых примесей в ряде случаев является железо, которое может попадать в металл из шихтовых материалов и футеровки. Содержание Fe2O3 в огнеупорах достигает 2,5 %, поэтому оценка прироста концентрации железа в сплавах при взаимодействии металла с футеровкой является актуальной задачей. Целью настоящей работы является оценка влияния содержания Fe2O3 в материале тигля, а также вместимости тигля на концентрацию железа в готовом металле. На основе термодинамических расчетов и данных экспериментальных плавок установлено, что никель и медь в сплавах системы Ni – Cu могут восстанавливать железо из материала футеровки. При использовании маложелезистой шихты железо из материала тигля практически полностью переходит в расплав.
Проведена оценка прироста содержания железа в никель-медном сплаве в зависимости от вместимости вакуумных индукционных печей и содержания Fe2O3 в периклазовых тиглях при условии полного перехода железа из футеровки в металл. С увеличением вместимости печи количество железа, восстановленного из материала тигля, уменьшается, и при массе металла более 200 кг прирост концентрации железа зависит, в основном, не от вместимости печи, а от содержания Fe2O3 в футеровке. Показано, что для выплавки сплавов системы Ni – Cu с содержанием железа менее 0,01 % необходимо применять огнеупоры с концентрацией Fe2O3 не более 0,5 %. При концентрации железа в сплавах менее 0,05 % рекомендуется выбирать футеровку, в составе которой содержание оксидов железа не превышает 2,5 %.

Предложен математический метод определения сил и моментов при предварительной холодной правке толстого стального листа на семироликовой листоправильной машине. Расчеты позволяют определить реакции опор рабочих роликов, остаточные напряжения в стенке стального листа, долю пластической деформации по толщине листа и относительную деформацию продольных поверхностных волокон листа при правке в зависимости от радиуса рабочих роликов, шага между роликами листоправильной машины, величины обжатия листа верхними роликами, толщины листа, а также модуля Юнга, предела текучести и модуля упрочнения металла листа. Результаты исследований могут быть использованы на металлургических и машиностроительных заводах.

Анализ работы рычажных механизмов, имеющих внутренние степени свободы, которые обусловлены наличием зазоров в шарнирах, показал, что зазоры в шарнирах являются причиной возникновения дополнительных динамических сил. С целью устранения влияния зазоров в шарнирах на возникновение дополнительных динамических сил необходимо выявить закономерности появления импульсных нагрузок. Приведен анализ работы шарнира кривошип – коренная опора с зазором кривошипно-коромыслового механизма щековой дробилки. На основании полученных результатов определено, при каких положениях звеньев механизма происходит пересопряжение контактных поверхностей шарнира кривошип – коренная опора, что позволяет рационально использовать механизмы для выборки зазоров с упругими элементами, которые в течение всего цикла работы кривошипно-коромыслового механизма выбирают зазор в сочленении кривошип – коренная опора и тем самым предотвращают появление дополнительных динамических нагрузок.

Проведен анализ использования пылеугольного топлива (ПУТ) в практике работы доменных печей РФ. Показано, что достигнутый уровень вдувания ПУТ значительно ниже, чем в лучших мировых практиках. Приведены факторы, затрудняющие развитие этого направления в России. Проанализированы мероприятия, предлагаемые для снижения выбросов углекислого газа при производстве чугуна (программа ULCOS). Предложено ввести в состав доменных цехов политопливные газогенераторы барботажного типа для производства горячих восстановительных газов (ГВГ) с целью их последующего вдувания в доменные печи. Выполнен расчет показателей работы доменной печи объемом 1033 м3 с вдуванием до 400 м3/т чугуна ГВГ. При вдувании 400 нм3/т ГВГ экономия кокса составляет 100 – 120 кг/т чугуна.
Ожидаемая экономия кокса при вдувании 700 м3/т ГВГ – до 200 кг/т чугуна. Предложено создать консорциум ведущих металлургических предприятий для отработки предлагаемой технологии в опытно-промышленном масштабе.

Выполнены исследования с совершенствованной конструкцией металлических штор в турбине дробемётной установки (ДМУ) для насечки поверхности рабочих валков дрессировочных станов 1700 и 2500 ЛПЦ-5 ОАО «ММК». Шторы помещались в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения дробемётного колеса, установленного в турбине. Определены размеры штор и места их установки, обеспечивающие повышенную плотность факела дроби при насечке прокатных валков при минимальном экранирующем действии отскакивающей от штор чугунной колотой дроби. Проведенные исследования показали, что скорость дроби после соударения со шторой меняет не только направление, но и величину. Изменение направления и уменьшение скорости дроби после соударения со шторой зависят от условий трения между дробью и поверхностью шторы, а также от угла атаки. Модернизация ДМУ позволила увеличить плотность пиков факелов дроби на поверхности рабочих валков дрессировочных станов, а соответственно плотность пиков дрессированного металла в 1,22 раза по сравнению с металлом, дрессированным до совершенствования конструкции дробемётной установки.

В работе исследованы особенности локализации пластической деформации при растяжении низкоуглеродистой стали 08пс после горячей прокатки и после процесса электролитического насыщения водородом с использованием трехэлектродной электрохимической ячейки. Установлено усиление локализации пластической деформации после легирования водородом. Анализ стадийности деформационных кривых показал наличие площадки текучести, стадии линейного деформационного упрочнения и стадии параболического деформационного (Тейлоровского) упрочнения. Для выявления и визуализации зон локализованной деформации был использован метод двухэкспозиционной спекл-фотографии, позволяющий получить количественные характеристики деформации, т.е определить поле векторов смещения в плоском образце при растяжении и далее рассчитать компоненты тензора пластической дисторсии (локальные удлинения εxx , сдвиг εxy и поворот ωz ). Определены основные типы и параметры локализации пластического течения на разных стадиях деформационного упрочнения.

В процессе внепечной обработки чугуна магнием в ковше образуется высокосернистый тугоплавкий гетерогенный шлак с высоким содержанием корольков металла. Такие шлаки, в основном, кислые с различной окислительной способностью. Высокое содержание серы в шлаке повышает «опасность» обратного перехода серы из шлака в чугун. В работе экспериментальным путем изучена кинетика перехода серы через межфазную поверхность в системе металл – шлак. В качестве экспериментальных данных использовали результаты промышленных обработок чугуна магнием на заводах Китая. Моделирование межфазного перехода серы осуществлено с использованием теории пограничного диффузионного слоя. По упрощенному выражению для второго закона Фика определены значения коэффициентов массопереноса серы в шлаке. С использованием полученных кинетических характеристик расчетным путем доказано, что в конкретных производственных условиях после рафинирования чугуна магнием идет интенсивный возврат серы из шлака в корольки металла. При этом расчетное содержание серы в чугуне в ковше остается практически неизменным, что хорошо согласуется с экспериментальными данными.

Реализованы подходы к диагностике зарождения и развития повреждаемости стали энергетического оборудования на микро- и субмикроуровне, что требует учета специальных параметров, отражающих индивидуальные свойства материала, и введения в анализ процессов, протекающих в элементах оборудования, параметров субструктуры. К таким параметрам отнесены период кристаллической решетки и внутренние структурные напряжения I и II рода. Приведены результаты оценки напряженного состояния при упруго-пластическом деформировании аустенитной хромомарганцевой стали. Показано, что процесс циклического деформирования сопровождается осцилляцией внутренних напряжений в области работоспособных состояний, лимитированной кривыми упрочнения – разупрочнения.
Результаты проанализированы с точки зрения установления характерных признаков предразрушения. Приведен комплекс отличительных признаков и параметр материала, ниже которого трещины в области деформаций между линией упрочнения и разупрочнения не активны.
Представлены результаты металлографических исследований поврежденного металла, совпадающие с выводами рентгенодиагностики.

Рассмотрена проблема предварительной обработки данных при идентификации многомерных дискретно-непрерывных процессов.
Предложена методика генерации рабочей обучающей выборки из исходной, представленной данными нормальной эксплуатации исследуемого объекта. Используемая методика в какой-то степени напоминает бутсртап-процесс, который в данном случае базируется на исходной обучающей выборке, отражающей свойства идентифицируемого объекта. Методика позволяет автоматически решить проблему восстановления неизвестной стохастической зависимости на границе области определения соответствующих входных-выходных переменных объекта. Рассмотрена проблема идентификации кислородно-конвертерной плавки в конвертерном цехе № 2 ОАО «ЕВРАЗ Западно-Сибирский металлургический комбинат» при недостатке текущей информации, наличии пропусков в выборке наблюдений. Предложена непараметрическая модель кислородно-конвертерной плавки. Модель базируется на новой рабочей выборке, которая содержит как измерения, так и сгенерированные данные по описанной методике. Использование рабочей выборки в качестве обучающей позволило повысить точность идентификации в два раза.