При использовании алюминия в качестве восстановителя при производстве низкоуглеродистого феррохрома формируется шлак системы Al2O3 – CаO. В ходе выполнения термодинамического моделирования системы Al2O3 – CаO с помощью программного комплекса TERRA были рассчитаны составы оксидного расплава в приближении модели ассоциированных растворов. Систематизированы и откор- ректированы термохимические данные для ассоциатов системы Al2O3 – CаO. Показано соответствие расчетных и экспериментальных результатов по термодинамическим активностям индивидуальных оксидов Al2O3 и CaO.

Cодержатся результаты изучения процессов намагничивания (флокуляции) и размагничивания (дефлокуляции) продуктов Абагурской обогатительно-агломерационной фабрики методом цифровой фотографии. Наблюдались как «наведенная» внешним полем флокуляция, так и «собственная» за счет остаточной намагниченности; процесс размагничивания за счет собственной флокуляции. Интервал постоянных полей намагничивания от 24 до 200 кА/м. Напряженность переменного поля в процессе дефлокуляции от 6 до 40 кА/м, пробы намагничивались при 48 кА/м. Формы флокул, образующихся в магнитном поле и за счет остаточной намагниченности, различны. Существенных отличий во флокуляции и дефлокуляции разных абагурских продуктов не обнаружено. Поля напряженностью 40 кА/м можно считать оптимальными как для намагничивания, так и для размагничивания продуктов. Такие параметры поля (постоянного и пе- ременного) технически достижимы на фабрике.

Представлено описание технологии производства вакуумированной рельсовой стали с выпуском металла из печи при содержании углерода не менее 0,10 % и присадкой на выпуске в ковш углеродсодержащего материала. Внедрение технологии обеспечило существенное снижение содержания кислорода и загрязненности стали строчками хрупкоразрушенных оксидов, что позволило освоить выпуск рельсовой продукции высшей категории качества.

В связи с использованием непрерывнолитой заготовки в линии трубопрокатного агрегата целесообразно осуществлять обжатие заготовки перед прошивкой, добиваясь повышения качества структуры и технологических свойств стали. Для этой цели на ТПА-80 ОАО «Синарский трубный завод» был установлен трехвалковый стан винтовой прокатки для обжатия заготовок. При освоении нового технологического процесса была выявлена проблема возрастания брака труб по вмятинам, причиной появления которых является образование утяжины на заднем конце заготовки при обжатии и последующем образовании полуколец при прошивке, их отрывом и попаданием в очаг деформации. Рассмотрены причины образования вмятин на трубах при прокатке. Приведены результаты математического моделирования процесса прошивки заготовок на прошивном стане винтовой прокатки, дана рекомендация по снижению образования поверхностных дефектов на трубах при прокатке на ТПА-80 с обжимным станом.

Исследованы скорость охлаждения и твердость тонких пластин при упрочнении плазменной закалкой, а также ее влияние на износостойкость конструкционной стали.

Показан характер распределения осевого, радиального напряжений и показателя напряженного состояния по В.Л. Колмогорову вдоль длины рабочего конуса и калибрующего пояска волоки при разных значениях коэффициентов внешнего трения, деформационного упрочнения металла и напряжения противонатяжения. Расчет прироста осевого напряжения в пояске выполнен по известной и предложенной формулам.

Проанализировано напряженное состояние металла в очаге деформации при горячей прокатке катанки на основе моделирования методом конечных элементов в среде программного комплекса DEFORM-3D. Представлена методика оценки напряженного состояния при горячей высокоскоростной прокатке катанки. Проведен сравнительный анализ известных двух- и многовалковых систем калибров. Выявлены факторы калибровки валков, определяющие величину и характер распределения продольных растягивающих напряжений в очаге деформации.

Проведен полнофакторный эксперимент по разрушению образцов из хрупкого материала. Показано влияние различных факторов и их взаимодействие на силу, необходимую для разрушения образцов, а также взаимосвязь этих факторов с величиной относительной деформации при разрушении. Даны рекомендации по выбору конструктивных параметров щековых дробилок.

Использование в шихте доменной печи полезным объемом 3000 м3 промывочных брикетов в количестве 30 – 60 кг/т чугуна способствовало достаточно эффективной промывке горна и сохранению ровного хода печи. Расчетная приведенная производительность до- менной печи увеличилась на 3,5 % при снижении приведенного удельного расхода кокса на 0,69 %.

Изложен способ тестирования численных моделей двухмерной задачи Стефана с использованием точного решения. Приведены математическая модель, аналитическое решение рассматриваемой задачи, используемое для тестирования. Представлены результаты ис- следования влияния настроечных параметров численного алгоритма на погрешность моделирования.

Завершен цикл исследований по разработке аналитической модели геометрии пятна орошения спрейерной жидкой струи на плоской поверхности. Показан способ приближенного учета силы тяжести и сопротивления среды при расчете размеров пятна орошения наклонных струй, натекающих как на верхнюю, так и на нижнюю поверхности горизонтального листа. Результаты работы могут быть использованы при проектировании установок и технологии охлаждения и закалки горячих металлических листов спрейерными струями жидкости.

Рассмотрено влияние совместного использования технологических добавок алюминиевого порошка АСД-4 и алюмометилсилико- ната натрия на прочность этилсиликатных форм. Произведен выбор оптимального количества добавок: 4 % АСД-4 (от массы наполнителя) и 2 – 3 % алюмометилсиликоната натрия сверх массы наполнителя.

 

Формализован процесс получения заданной ультрамелкозернистой структуры и механических свойств углеродистой стали в методах интенсивной пластической деформации. Рассмотрены особенности применения стохастических и статистических математических моделей для описания процессов интенсивной пластической деформации с различным объемом информации о взаимосвязи параметров управления процессом и механическими свойствами углеродистых сталей с ультрамелкозернистой структурой. Разработан критериаль- ный подход для оценки эффективности процессов интенсивной пластической деформации углеродистых сталей.

Методами оптической и просвечивающей электронной дифракционной микроскопии исследованы структура, фазовый состав, морфология поверхностей облучения и усталостного разрушения рельсовой стали, обработанной высокоинтенсивным электронным пучком с плотностью энергии 10 и 20 Дж/см2. Показано, что причиной увеличения (до 2,5 раз) числа циклов до разрушения рельсовой стали после облучения является формирование зубчатой границы раздела упрочненный слой – матрица.

Методами сканирующей и просвечивающей дифракционной электронной микроскопии тонких фольг и измерения микротвердости изучены особенности структурно-фазового состояния поверхностных слоев углеродистой стали 45 и технически чистого титана ВТ1-0 после комбинированной обработки, включающей электровзрывное бороалитирование и последующую электронно-пучковую обработку. Показано, что электронно-пучковая обработка приводит к выравниванию поверхности электровзрывного бороалитирования. Установлено, что комбинированная обработка приводит к формированию многофазной градиентной структуры, упрочненной нано- и микрокристаллическими частицами интерметаллидов и боридов.

Предложен механизм тепловых процессов при воздействии импульсных потоков энергии. В модели учитывается испарение и плавление материала мишени. Поставлена математическая задача со сменой типа граничных условий, разработана численная модель и программа расчетов без привлечения подгоночного параметра. Выведено уравнение для расчета времени разлета испарившегося материала. Получены численные значения для глубины проплавления в зависимости от удельной энергии. Указываются возможности модели по параметризации экспериментальных данных.

Выполнен статистический анализ работы изгибно-растяжной машины (ИРМ) при разрушении окалины с поверхности горячекатаных полос. Предложена методика построения математической модели ИРМ на основе логит-регрессии, связывающей энергетический признак натяжения полосы в нормированном диапазоне с управляемым признаком суммарного перекрытия рабочих роликов в кассетном устройстве ИРМ при естественном (текущем) изменении толщины и ширины полосы. Полученная модель может быть использована в качестве инструмента для поддержания устойчивой работы ИРМ при регулировании в заданном диапазоне нагрузки на привод, а в пер- спективе – для определения рациональных режимов перекрытий рабочих роликов ИРМ в случае изменения конструктивных особенностей изгибно-растяжного механизма или геометрических размеров сечения и свойств обрабатываемой полосы.