Авторами проведен анализ возможности вовлечения в переработку железосодержащих отходов, образующихся при производстве глинозема из бокситов Казахстана с использованием альтернативных углероду (С и СО) восстановителей – водорода (H2) и метана (CH4). В данной статье представлены результаты первого этапа экспериментальных исследований по использованию кокса для восстановления минералов, входящих в состав железистых песков и отвальных шламов. Экспериментально установлено, что лимитирующей стадией процесса является процесс разделения образованных чугуна и шлака, который из-за высокого содержания оксидов алюминия в шлаке не протекает в полной мере при температуре 1200 – 1300 0С, что требует увеличения температуры протекания процесса до 1400 – 1500 0С и увеличения количества извести в рудоугольных брикетах. В работе запланированы дальнейшие исследования по восстановлению железа из железистых песков и отвальных шламов производства глинозема с использованием восстановителей альтернативных углероду (коксу). Исследования проводились в рамках грантового финансирования Комитета науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан по конкурсу на грантовое финансирование по научным и (или) научно-техническим проектам на 2024-2026 годы по проекту АР23487674 «Комплексная переработка бокситов Казахстана с доизвлечением железа альтернативными восстановителями при реализации стратегии низкоуглеродистого развития».

https://doi.org/10.48081/CIUD1048

2024

Выпуск 3

В данной статье представлены результаты научно-исследовательских работ, выполненных авторами в области имитационного моделирования предельных нагрузок возникающих в съемном оборудовании вагон-платформ (рельсовозов) при перевозке длинномерных рельсовых плетей (от 800 м) по круговым кривым железных дорог. Проведенный предварительный обзор и анализ существующих методов и методик расчета показал, что на данный момент нет расчетных цифровых моделей в программных средах прикладных программ, учитывающих предельные нагрузки при перевозки длинномерных рельсовых плетей (от 800 м) по круговым кривым железных дорог. В работе предложена 3D модель съемного оборудовании вагон-платформ (рельсовозов) в программной среде ANSYS для проведения имитационных испытаний. Результаты имитационного испытания элемента 3D модели съемного оборудовании вагон-платформ (рельсовозов) в программной среде ANSYS подтвердили адекватность 3D модели. Представленные результаты исследований, на наш взгляд, имеют серьезное прикладное значение, которое, несомненно, будет интересно инженерам и ученым, занимающимся исследованиями в области имитационного моделирования предельных нагрузок возникающих в съемном оборудовании вагон-платформ (рельсовозов) при перевозке длинномерных рельсовых плетей (от 800 м) по круговым кривым железных дорог Казахстана.

https://doi.org/10.48081/HBOW2195

2024

Выпуск 3

Проведенные исследования в условиях машиностроительных заводов, где широко используются шинопробивные станки, показали, что существует проблема, связанная с интенсивным износом шинопробивного инструмента. Для решения данной проблемы было предложена наплавка рабочей части шинопробивного инструмента и обеспечить повышения износостойкости. В качестве наплавочного материала выбрано проволока - ESAB OK Tubrodur 35GM, диаметром 1,6 мм, которая наплавлялся методом механизированной наплавки с применением среды защитных газов. В данной статье приводится результаты микроструктурного исследования поверхности наплавленного металла газозащитной порошковой проволокой Tubrodur 35 GM. Исследование проведено в рамках выполнения грантовой темы, финансированной Комитетом науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан AP19578884 «Повышение износостойкости и совершенствование конструкции инструмента шинопробивного станка». Результаты микроструктурного исследования показали, что твердость в зоне сплавления (от поверхности зоны сплавления внутрь) колеблется в пределах HV 380 – 342. Структура по всему сечению образца – однородная, состоящая главным образом из квазиэвтектоида перлита – сорбита и окаймляющей зерно –небольшого количества феррита (П=90%, Ф=10%), а также состоящая из сорбита закалки и феррита. Выявлено, что на границе основного металла и сварочного шва дисперсность квазиэвтектоида выше, что может говорить о высокой степени переохлаждения, и как следствие, увеличения его дисперсности. Для повышения долговечности и надежности шинопробивного инструмента рекомендуется проведение термической обработки и дальнейшего исследования его микроструктуры и свойств.

https://doi.org/10.48081/PLNE2708

2024

Выпуск 3

В данной статье приводятся результаты проведенных исследований по определению оптимальных параметров спекания прокатной окалины в смеси с железосодержащими сталеплавильными отходами. Проведенные исследования спекания прокатной окалины показали, что газопроницаемость шихты зависит от целого ряда физических свойств, величины и формы зерен, количества возврата, высоты слоя шихты, влажности шихты. Начальная газопроницаемость сильно зависит от степени увлажнения агломерационной шихты, в особенности при спекании мелких классов исследуемых материалов. Максимальная газопроницаемость шихты обеспечивается при оптимальном гранулометрическом составе шихты, которая характеризуется средним эквивалентным диаметром: чем выше этот показатель, тем выше газопроницаемость шихты. Величина поверхностного натяжения достигает своего максимума при определенной влажности шихты, что является оптимальной влагой для данной шихты. Увеличением количества возврата при агломерации возрастает вертикальная скорость спекания и улучшается качество агломерата. Эти факторы приводят к увеличению производительности агломерационных установок. По результатам исследования были отработаны оптимальные параметры агломерационного процесса спекания прокатной окалины в смеси с железосодержащими сталеплавильными отходами. Установлено, что оптимальным количеством возврата является использование 20 % от массы агломерационной шихты при оптимальной высоте спекаемого слоя 300 мм. В результате проведенных исследований достигнуты следующие оптимальные показатели: механическая прочность – 70,2 %, скорость спекания – 28,7 мм/мин, удельная производительность – 1,75 т/м2·час.

https://doi.org/10.48081/NYGP3303

2024

Выпуск 3

Во всем мире актуальны вопросы рационального использования природных ресурсов, за счет вовлечения в производственный цикл техногенных отходов. В Республике Казахстан к настоящему времени накоплено большое количество техногенных отходов (≈ 31,6 *109 т), в частности в Павлодарской области имеются существенные залежи техногенных месторождений золота – хвосты обогащения золотоизвлекательных фабрик, создающих серьезную нагрузку на экологию региона. На сегодняшний день запасы техногенного золотосодержащего сырья накопленного за годы работы концерна Казахалтын составляют порядка 25 млн. тонн, а запасы илов в хранилище Майкаинской золотоизвлекательной фабрики №1 на балансе ТОО «IBM Gold» составляют более 1 млн. тонн. Разработка таких месторождений имеет ряд преимуществ, поскольку сырье извлечено на поверхность и измельчено. Как правило, золото в хвостах содержится в виде тонких вкраплений в сульфидах, трудно поддающихся цианированию. В данной работе рассматривается кинетика процесса гидрометаллургического извлечения золота из хвостов пи-ритной руды АО «Майкаин Золото» с предварительным микроволновым обжигом. В результате проведенных лабораторных исследований в продуктивный раствор удалось перервести 94% золота. Было устанвлено что Eкаж процесса выщелачивания Au после микроволнового (СВЧ) обжига составлило 31,3 кДж/моль, что соотвествует промежуточному режиму.

https://doi.org/10.48081/UJRM9006

2024

Выпуск 3

Для объективной оценки восстановимости получаемых окускованных материалов и расшифровки физико-химических характеристик процессов их восстановления, протекающих при выплавке углеродистого феррохрома, необходимы специальные исследования. В связи с этим в данной статье была изучена кинетика процесса восстановления брикетов, что крайне важно для понимания механизма карботермического восстановления с целью совершенствования металлургических технологий при использовании окускованных материалов. В ходе изучения исследованы 6 различных вариантов брикетов с хромовой рудой и различными видами углеродистых восстановителей, такие как кокс КНР, спецкокс шубаркольский, уголь борлинский и уголь шубаркольский. Степень восстановления хрома изучали в печи Таммана термогравиметрическим методом при температурах 1200; 1300; 1400; 1500; 1600ºС в течении 1 часа. В данной статье также приведены расчеты по определению степени восстановления хрома и железа с применением уравнений Яндера и Гистлинга-Броунштейна. Из шести вариантов брикетов наиболее лучшие результаты при изучении кинетики восстановления хроморудного сырья были получены с использованием брикетов № 1, 3, 5. Исследование подчеркивает критическую важность понимания режимов редукции и разрушаемости хромовых брикетов для оптимизации процессов плавления углеродного феррохрома. Выводы из этого исследования являются ключевыми для развития как научного понимания, так и практических применений в металлургической промышленности. Эта статья кратко излагает основные результаты и значения исследования авторов, подчеркивая его вклад в повышение эффективности и качества производства углеродного феррохрома через систематическое изучение поведения при восстановлений в хромовых рудных брикетах.

https://doi.org/10.48081/OPNI1176

2024

Выпуск 3

В данной статье представлен выбор параметров оптимизации геометрии станины длинномерного металлорежущего станка (МРС), была задана задача проектирования и граничные условия. Спроектированы пять различных геометрий для дальнейшего проведения математического анализа, отвечающие требованиям поставленной задачи. Выполнен статический анализ математической модели корпусов станин методом конечных элементов (МКЭ) инструментом BETA CAE System, ABAQUS, который показал, что с применением ребер жесткости в виде двух спиралей с переменным шагом и трех полых труб, а также изменение конструкции в месте соединения опоры балки на тумбы длинномерной станины металлорежущего станка были снижены напряжения, которые возникали в этих местах при угле равном 90°. Геометрии были выбраны таким образом чтобы была возможность снизить напряжения возникающие в месте резания, уменьшить прогиб, увеличить жесткость конструкции. Проведен экономический расчет, направленный на определение себестоимости длинномерного металлорежущего станка с предлагаемой геометрией. Проведен анализ себестоимости единицы продукта (длинномерной станины металлорежущего станка из полимербетона с оптимизированной геометрией), выполнен расчет годового экономического эффекта от использования предлагаемого метода изготовления..

https://doi.org/10.48081/FHUC1221

2024

Выпуск 3

В работе проведены укрупненно-лабораторные испытания и показаны результаты по высокотемпературной восстановительной плавке металлизированных окатышей, который представляет заключительную стадию разрабатываемой новой комплексной безотходной технологии переработки мелкодисперсных марганцевых отходов, получаемых от обогащения руды на Джездинском ГОКе. В работе акцент сделан на заключительной стадии технологии – получении ферросплавов, в частности ферромарганца, путем восстановления металлизированных окатышей в электропечи, минуя традиционные процессы науглероживания металла и образования чугуна. Установлены оптимальные технологические параметры процесса: скорость нагрева печи – 40 ºС/мин.; температура плавки – 1650 ºС; продолжительность плавки – 2 ч., которые обеспечивают получение высококачественного ферромарганца с низким содержанием углерода (1,25 %). Полученные результаты химического состава ферромарганца свидетельствуют о высоком качестве и показывают его востребованность для легирования стали. Установлено, что выход ферромарганца составил ~40 % от загрузки. При этом получен сплав высокого качества, % масс.: 38,5 Fe, 54,44 Mn, 1,25 С. На основании положительных результатов исследований сформулирована общая концепция и разработана технологическая схема новой высокоэффективной энергосберегающей технологии, направленной на переработку различного по типу и составу марганец-, хромсодержащего техногенного сырья с получением ферросплавов высокого качества.

https://doi.org/10.48081/WTSS3884

2024

Выпуск 3

Цель этой статьи - повысить износостойкость концевой фрезы с помощью метода приработки. Ротатабельное планирование второго порядка используется для планирования экспериментального исследования процесса приработки концевой фрезы. Экспериментальные исследования по приработки концевых фрез проводились на вертикально-фрезерном станке ХН950А при фрезеровании заготовки из материала стали 45. Установлено, что увеличение режимов обработки до определенных их значений (s = 60 мм/мин; n = 110 об/мин; t = 6 мин) положительно влияет на период стойкости инструмента. При этом удалось увеличить период стойкости инструмента до t=155 минут. Определение периода стойкости концевой фрезы выполнялось в условиях лабораторной базы. После предварительной приработки определялся длительность работы фрезы с резанием заготовки. Установлено, что оптимальный режим приработки инструмента обеспечивает наилучшие деформационно-тепловые условия для упрочнения режущей части инструмента. В результате моделирования с помощью программы ANSYS, по сути, было обнаружено, что после обработки на режущей части концевой фрезы образуется упрочненный слой. Исследовательские работы выполнены в рамках грантового проекта АР14972884 «Повышение износостойкости металлорежущих инструментов методом приработки».

https://doi.org/10.48081/MZAU1710

2024

Выпуск 3

В данной статье представлены результаты экспериментальных исследований автоматической системы контроля аварийных ситуаций при работе токарного станка с ЧПУ на основе теоретически разработанных алгоритмов работы этой системы. Своевременное выявление и идентификация аварийной ситуации, возможность охвата наибольшего числа диагностируемых аварийных ситуаций, делает эффективной работу автоматической системы, предохраняет от поломок дорогостоящие узлы технологического оборудования. Объектом исследования являются реализованные на базе токарного станка с ЧПУ функциональные элементы системы. Диагностируемым параметром является сила резания или её составляющие. Дана характеристика основным узлам и блокам системы. Введён алгоритм идентификации аварийных ситуаций временны́х задержек при пересечении автоматически регистрируемым информативным диагностируемым параметром его предельных значений, а также дополнительно введены временны́е блокировки принятия решения при функционировании оснащённого автоматической системой токарного станка, а именно, «наезд», «поломка инструмента», «износ инструмента». Раскрыты основные режимы функционирования системы. Даны примеры визуализации на экране блока отображения символьной информации (БОСИ) каждого режима. С помощью предложенной системы достигнута мобильность выявления и надёжная идентификация каждой аварийной ситуации, что улучшает функциональные и технические характеристики автоматической системы контроля работы токарного станка.

https://doi.org/10.48081/TRKA3441

2024

Выпуск 3