При производстве ферросплавов требуется высокое качество шихтовых материалов и тщательная их подготовка для обеспечения нормальной работы печей и соответствия продукции стандартам заказчиков. Углеродистые восстановители, используемые в этом процессе, должны обладать высокой реакционной способностью, электрическим сопротивлением, и соответствовать строгим требованиям по содержанию золы, влаги и летучих веществ. Качество восстановителей значительно влияет на технические показатели основного оборудования и процесс восстановления металла. Одним из важных показателей восстановителей является их влажность, которая влияет на режим работы печей и их транспортировку. В ферросплавной промышленности колебания влажности компонентов шихты могут привести к изменениям тепловых и электрических режимов печи. К примеру, для производства высокоуглеродистого феррохрома требуется предварительная сушка восстановителей до строго определенного показателя влажности. Влагоемкость и водонасыщение восстановителей являются важными показателями для определения температуры и режима сушки. В исследовании рассматривается использование углей марки Г месторождения Жалын для производства спецкокса и в смеси с углями марки Д месторождения Шубарколь в соотношении 1:1. Целью экспериментов было изучение влагоемкости и процесса водонасыщения полученного спецкокса в сравнении с Шубаркольским спецкоксом. Результаты исследований показывают, что влагоемкость спецкокса влияет на оптимизацию производственных процессов, улучшение эксплуатационных характеристик, хранение и транспортировку, контроль качества, энергетическую эффективность и экологическую безопасность. Таким образом, исследования влагоемкости спецкокса играют важную роль в повышении эффективности, безопасности и устойчивости промышленных процессов.

https://doi.org/10.48081/RKRP8312

2024

Выпуск 2

В данной статье представлены результаты разработки и методики подбора рациональных составов полимербетона и фибробетона, обеспечивающих физико – механические характеристики новых конструкционных материалов для машиностроительной отрасли. Новизной настоящих исследований является доказательство технической возможности и экономической целесообразности получения нового композиционного материала, который может быть использован в машиностроении при изготовлении оборудования для горно– металлургического комплекса На текущий момент композитные материалы, такие как полимербетон и фибробетон, широко используются в различных отраслях промышленности. Исследованиями выявлено, что рациональным является использование заполнителя с прерывистой гранулометрией, состоящей из трех фракций. При этом более мелкие фракции заполняют пустоты в более крупных фракциях, что повышает плотность полимербетона и его прочность. Установлено, что целесообразно иметь фракции, отличающиеся друг от друга на порядок. Это позволило для полимербетона, для изготовления корпусов редукторов рекомендовать рациональный состав смеси. Исследовано влияние основных факторов на характеристики полимербетонов: частоты вращения рабочего органа смесителя, времени перемещивания компонентов и температуры смолы ЭД. Разработана технология смешения компонентов в две стадии, что обеспечивает получение гомогенной смеси и изотропный материал после отверждения. Проведенные исследования подтвердили, что использование этих материалов для корпусных деталей в машиностроении по техническим характеристикам не уступает традиционным материалам, таким как чугун и сплавы алюминия. Это подтверждает их роль в качестве более экономичных аналогов. Оборудование, используемое на горных предприятиях и металлургических заводах, подвергается тяжелым условиям эксплуатации, таким как воздействие агрессивных сред, высокая запыленность, резкие перепады температур, транспортировка абразивных жидкостей и прочее. В связи с этим при производстве корпусов машин и механизмов приходится увеличивать их толщину, что приводит к избыточному расходу металла, сложностям в обслуживании и увеличению стоимости. Замена традиционных металлов композитными материалами с улучшенными характеристиками представляется целесообразной.

https://doi.org/10.48081/MIQJ9460

2024

Выпуск 2

Приведены результаты лабораторных опытов по исследованию влияния температуры, расхода восстановителя и продолжительности процесса на распределение цинка и свинца между продуктами высокотемпературного спекания клинкера совместно с хлоридом кальция. Установлено, что при температурах выше 700 °С содержание цинка в клинкере резко снижается. Минимальное содержание цинка в клинкере 0,85 % достигнуто при температуре 900 °С. Повышение температуры до 1000 °С лишь незначительно снижает содержание цинка в клинкере (до 0,77 %). Повышение расхода CaCl2 с 1,0 до 1,3 раза превышающего его расход от СНК, увеличивает содержание цинка в возгонах с 36,23 % до 40,85 %. Дальнейший рост расхода CaCl2 на содержание цинка в возгонах влияет незначительно. Установлены оптимальные параметры высокотемпературного спекания клинкера совместно с хлоридом кальция: Т=900 °С, t=60 минут, расход CaCl2 в 1,3 раза превышающий его расход от СНК. Получены цинковые возгоны высокого качества, % масс.: 40,87 Zn; 0,16 Pb; прочие. Извлечение цинка в возгоны – 99,3 %. Наличие минимального содержания свинца в возгонах на их качество существенного влияния не окажет. Полученные результаты составляют основу заключительной стадии хлорирующей технологии переработки свинецсодержащей цинковой пыли черной металлургии и использованы при построении общей технологии для селективного извлечения цинка и свинца в товарные продукты.

https://doi.org/10.48081/WDEH9242

2024

Выпуск 2

В статье рассматривается одна из актуальных задач в области обработки металлов давлением – изучение закономерностей изменение микроструктуры при реализации интенсивных сдвиговых деформации при прокатке в системе калибров «овал-круг». Для описания эволюции микроструктуры выбран метод численного моделирования на основе феноменологической модели Джонсона-Мейла-Аврами-Колмогорова (JMAK модель), широко используемый в исследованиях различных процессов обработки металлов давлением. В программном комплексе DEFORM 3D выполнено конечно-элементное моделирование процесса прокатки по трапдицинной и новой схеме, расчитаны параметры микроструктуры для стали AISI 316 с использованием модели динамической рекристализации. Произведен сравнительный анализ значений и характера распределения по сечению средних размеров зерна материалов, полученных при прокатке по традиционной и новой схеме. По результатам моделирования установлено, что реализация интенсивных сдвиговых деформации при прокатке в системе калибров «овал-круг» обеспечивает более интенсивные и равномерное измельчение зерна по всему сечению полосы по сравнению с традиционной схемой. Получено подтверждение неоднородности механических свойств металла по сечению при прокатке по традиционной схеме прокатки. Доказано эффективность новой схемы прокатки в проработке наиболее пораженных дефектами участков исходной заготовки.

https://doi.org/10.48081/GTRY3997

2024

Выпуск 2

Термодинамическое моделирование было проведено с использованием программного пакета HSC Chemistry для определения оптимальных параметров процесса, применяя вращающийся план второго порядка (план Бокса-Хантера). Данное моделирование способствует улучшению понимания физических и химических процессов, позволяет прогнозировать поведение системы в различных условиях, оптимизировать процессы и сокращать время и ресурсы, необходимые для экспериментов. Определены влияние температуры на равновесное распределение кремния, марганца и алюминия в системе «брикет-уголь-кварцит». Определены степень перехода кремния и марганца в комплексную лигатуру, а также содержание этих металлов в сплаве с помощью термодинамического моделирования. Повышение эффективности комплексной переработки сырья в ферросплавной отрасли также способствует использование подготовленной шихты в виде брикетов из руды и восстановителя. Мы предлагаем выплавку комплексной лигатуры из брикета, состоящего из некондиционного марганцевого сырья, отсевов кокса, а также из высокозольного угля и кварцита, с последующим моделированием процесса выплавки в лабораторной руднотермической печи. Электроплавка проводилась с использованием марганецсодержащих брикетов, высокозольного угля и кварцита (для корректировки химического состава и нейтрализации остаточного углерода) в руднотермической электропечи мощностью до 150 кВ*А. В результате опытов по руднотермической электроплавке брикета с высокозольным углем была получена комплексная лигатура со средним содержанием кремния 45,92–53,11%, марганца 27,72–34,81% и алюминия 5,60–6,91%.

https://doi.org/10.48081/YBOS2438

2024

Выпуск 2

Одной из важнейших технологических операций, определяющих качество отливок, является изготовление литейной формы. В статье приводится анализ современного состояния вопроса получения высококачественных отливок литье в песчано-смоляные формы (далее – ПСФ). Определено, что ПСФ позволяет изготавливать качественные отливки с минимальным процентом дефектов литья, но недостатком таких литейных форм является высокая стоимость связующего – термореактивной смолы пульвербакелита. Определено, что одним из основных направлений снижения стоимости формы за счет снижения содержания связующего, а, следовательно, и отливки в целом, является использование давления в процессе формообразования. Исследования направлены на отработку технологических режимов в условиях применения вариативного давления, позволяющих сократить содержания связующего в ПСФ. В связи с этим исследования, способствующие совершенствованию технологического процесса изготовления песчано-смоляных литейных форм, в частности, обеспечивающих высокую прочность и плотность при одновременном уменьшении содержания дорогостоящего связующего (пульвербакелита) в смесях, и не ухудшающих при этом других параметров, является актуальными. Важным вопросом для литейных форм является их состав. Традиционно основными компонентами форм являются наполнитель (кварцевый песок) и связующее (один из видов смолы – пульвербакелит). Помимо основных компонентов в исследовании используются добавки: керосин и технический спирт. В исследованиях строго соблюдяется санитарно-гигиенических норма на рабочем месте вследствие выделения фенола и аммиака при деструкции смолы. Всего проанализировано около 20 источников.

https://doi.org/10.48081/LYLN8169

2024

Выпуск 2

В данном проекте представлен трехступенчатый шариковый тяговый привод для электромобилей, обеспечивающий замечательное соотношение скоростей 1/27. Геометрические и кинематические аспекты были тщательно проанализированы и рассчитаны вручную, а затем проверены с помощью программного обеспечения Recurdyn при различных скоростях вращения (100, 500, 1000 об/мин). Для предотвращения смещения шариков при более высоких скоростях вращения была применена стратегия, предусматривающая небольшой зазор между промежуточными шариками. При выборе материала предпочтение было отдано стали "Gear-Steel" из-за ее высокого предела текучести, дополненного интеграцией в упорный подшипник. Анализ статического равновесия проводился вручную, чтобы получить представление о взаимосвязи между силами предварительного нагружения, которые затем были визуализированы с помощью графиков MATLAB. Эффективность качения для каждой ступени рассчитывалась отдельно. Конструкция предусматривала соединение трех круглых фланцев с помощью 18 штифтов и 18 тяжелых шестигранных болтов. Моделирование в ANSYS выявило максимальное эквивалентное напряжение в 737 МПа на третьей ступени. Наконец, Solidworks помог оптимизировать топологию, что привело к заметному уменьшению общего объема на 14,5 %.

https://doi.org/10.48081/AHMR1201

2024

Выпуск 2

В данной статье описаны существующие способы окускования рудного сырья. Рассмотрены их основные методы и механизмы. Подробно описаны технологии формирования брикетов и брэксов. В работе в качестве исследуемых материалов использованы мелкодисперсное хромовое сырьё Кемпирсайского месторождения. Материал представляет собой сыпучее вещество, получаемое после сушки хромовой руды. Приведены химический и гранулометрический состав мелкодисперсного хромого сырья. Связующим материалом выступает органическое вещество, твердый и аморфный материал полиакриламид. Который представляющий собой полимер на основе амида акриловой кислоты, без запаха, порошок крупностью менее 1 мм. Был сделан сравнительный анализ и отличия между способами окускования. Расписаны методика проведения окускования, а также получены результаты лабораторных исследований по окускованию. Брикеты и брэксы были испытаны на сброс, на установке по определению прочности на сбрасывание, на удар и истирание. Приведены результаты испытания брикетов и брэксов на прочность, которые представлены на графике. Оценены качественные показатели полученных окускованных продуктов и устойчивости к транспортировке и многочисленных пересыпок. Подобрана рецептура оптимального состава смеси для окускования. Определены факторы, влияющие на качество брикетов и брэксов.

https://doi.org/10.48081/MGFW7056

2024

Выпуск 1

В данной статье приводятся исследования ввода в состав агломерационной шихты флюсов, чем больше в составе расплава FeО, тем больше магния в решетке магнетитовой фазы. В металлургии, в частности при производстве черных металлов часто используются техногенные отходы в качестве дешевых заменителей железных, марганцевых, хромистых руд. Как правило, техногенные отходы имеют фракционный состав менее 5 мм. Агломерация отходов глиноземного производства с получением железорудного агломерата позволяет вовлечь в металлургический передел различные техногенные отходы По приведенным данным при использовании в качестве флюса доломита подтверждается присутствием в составе железорудного агломерата металлического железа. Ввод доломита в агломерационную шихту позволяет получить офлюсованный агломерат. При использовании агломерата для выплавке металлов, офлюсованный агломерат позволит вывести из печей известняк. Вывод, которого приводит к экономии значительного количества тепла, затрачиваемой на диссоциацию СаСО3 и MgСO3, соответственно экономится топливо. Магний диссоциирует с магнетитом до образования MgFe2O4 и MgO. Для подтверждения достоверности проведенных исследований были изучены образцы не офлюсованного и офлюсованного агломерата и выполнен усредненный элементный состав спёка по данным EDS-анализа, приведенные на рисунках и таблицах в данной работе.

https://doi.org/10.48081/RPJE8094

2024

Выпуск 1

Один из методов высокопроизводительной чистовой токарной обработки основан на применении безвершинных резцов, режущая кромка которых в плоскости резания наклонена к оси заготовки, а угол в плане чаще всего равный нулю. В контакте с заготовкой находится не вершина, а определенная часть режущей кромки резца, вследствие чего точение осуществляется в условиях, близких к условиям свободного резания. Конструкция ротационного безвершинного поворотного токарного резца со стружколомом лишена одного из конструктивных недостатков – наличия вершины, наиболее слабой и изнашивающейся части режущей кромки обычных резцов. А постояннообновляемая режущая кромка за счет её вращения позволяет равномерно распределить изнашивание, температурные и удельные нагрузки, что значительно увеличивает срок эксплуатации режущего инструмента. Ротационный безвершинный поворотный токарный резец со стружколомом для токарной обработки наружных поверхностей, в конструкции которой размещена чашечная режущая пластинка, установленная и вращающаяся на оси с подшипниками и за счет её вращения позволяет инструменту обеспечивать высокую производительность обработки, повышение времени эксплуатации и срока службы режущего инструмента за счет регулируемого угла наклона режущей кромки – дает возможность обработки различных материалов, а наличие в конструкции стружколома позволяет улучшить качество и снижение шероховатости обработанной поверхности, а также процесс стружкообразования.

https://doi.org/10.48081/LCIP1731

2024

Выпуск 1