№ 1 (142) (ТПМ ІПБТ)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Випуск 1 (142). Теорія і практика металургії(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024)UKR: Журнал розрахований на широке коло читачів (науковців, фахівців) в галузі металургійного виробництва чавуну, сталі, феросплавів та кольорових металів, теоретичних основ одержання металів та сплавів та розробки механізмів процесів, залучення у виробництво матеріалів техногенного походження, прокатного виробництва, удосконалення відомих матеріалів та створення якісно нових, дослідження в області розширення вугільної сировинної бази коксування, математичного моделювання технологічних процесів, удосконалення машин для металургійного виробництва та підвищення надійності металургійного обладнання.Item Визначення якісних параметрів отримання коксу з заданими властивостями(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024) Каширная, Н. О.; Коренєв, О. В.; Сорокін, Євгеній Леонідович; Старовойт Анатолій Григорович; Малий, Євген Іванович; Старовойт, Марія АнатоліївнаUKR: Мета. Провести дослідження з оптимізації складу вугільних шихт, що містять густинну фракцію слабкоспікливого вугілля для отримання необхідних властивостей металургійного коксу. Методика. Дослідження проведені з використанням центрального композиційного ортогональному плану. Дослідження властивостей здійснювалось за допомогою визначення структурної міцності, абразивної твердості та горючесті отриманого коксу з додаванням концентрату слабкоспікливого вугілля Результати. З допомогою центрального композиційного ортогональному плану отримані статистичні моделі. Практично всі вільні члени рівнянь виявилися значущими, оскільки розрахункове значення t-критерію Стьюдента показали значення вище табличного. Таким чином, отримані рівняння регресії є адекватними, оскільки розрахункові значення критерію Фішера мають значення більше табличного значення критерію Фішера. Наукова новизна. Проведене дослідження дозволило встановити закономірності впливу вмісту домішки концентрату слабкоспікливого вугілля на якісні показники отриманого з цієї суміші коксового залишку. Практична значимість. Отримані результати дослідження впливу концентрату слабкоспікливого вугілля, за допомогою центрального композиційного ортогональному плану дозволять розширити сировинну базу коксування та знизити собівартість отримуваного коксу.Item Дослідження властивостей спеченої хром-нікель-ніобієвої сталі(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024) Голуб, Ірина Валеріївна; Носко, Ольга Анатоліївна; Коваль, Д. О.; Ковзік, Анатолій Миколайович; Кушнір, Юлія ОлександрівнаUKR: Мета. Проведення аналізу сучасних технологій виготовлення порошкових матеріалів для адитивних технологій виробництва, визначення їх ключових характеристик та з’ясування впливу виробництва на кінцеву якість виробів при заданих умовах експлуатації. Дослідження механічних властивостей та корозійної стійкості виробу з спеченої хром-нікель-ніобієвої сталі виготовленого адитивною технологією. Методика. Теоретичні та експериментальні дослідження зразків спечених порошкових сталей за ISO 2738, ISO 4003 для порошків, а також для механічних властивостей зразків за ISO 3325:2017; ISO 3928:2014; ISO 6892:2019; ISO 6506-1:2019. Результати. Досліджено механічні властивості та корозійну стійкість спеченої хром-нікель-ніобієвої сталі при заданих умовах експлуатації виробів. Встановлено вплив пористості на жаростійкість та механічні властивості спечених матеріалів при виробництва виробів методом Selective laser melting. Наукова новизна. Отримання нової інформації, що до механічних та жаростійких характеристик для сталей які запропоновані для адитивної технології при підвищених температурних умовах експлуатації виробів. З’ясування впливу контактів спечених частинок порошку на механічні властивості порошкового виробу. Практична значущість. Встановлено, що спечені матеріали, що містять більшу кількість термостійких компонентів, мають нижню відкриту пористість та більш корозійностійкі при підвищених температурах. Запропоновані технологічні методи підвищення корозійної стійкості спечених хром-нікель-ніобієвої сталей. Розширення сортаменту порошкових матеріалів для адитивних технологій.Item Визначення часу транспортного запізнення шихти при виплавці марганцевих сплавів у надпотужних феросплавних електропечах(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024) Гладких, Володимир Андрійович; Рубан, Артем Володимирович; Кузьменко, С. М.; Рябцев, О. О.; Аносов, О. В.; Кравченко, В. П.UKR: Покращення техніко-економічних показників процесу виплавки феросплавів відбувається за рахунок вирішення питань оперативного керування технологічними процесами, а їх оптимізація пов’язана з використанням надійних практичних вихідних даних. Тому в роботі з метою встановлення кореляційних взаємозв'язків між вихідними параметрами i кінцевими показниками з урахуванням технологічної інерційності процесу запропоновано скореговану методику «транспортного запізнення». Експериментально встановлено час «транспортного запізнення» електропечі РПЗ-63. Практична значущість результатів полягає в отриманні більш достовірних промислових даних залежності впливу опору електрода (RЭ) на продуктивність печі (Пп), питомі витрати електричної енергії (Qп) та коефіцієнт вилучення марганцю у сплав (ηMn).Item Порівняльний аналіз продуктивності та потужності процесу дроблення стисканням та зсувним навантаженням у щокових дробарках з простим та з паралельно-коловим рухом щоки(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024) Маліч, Микола Григорович; Катан, В. О.; Лайков, Д. В.; Авраменко, С. О.UKR: Мета. Провести порівняльний аналіз продуктивності та потужності процесу дроблення стисканням та зсувним навантаженням у щокових дробарках з простим та паралельно-коловим рухом. Методика. Для аналізу продуктивності та потужності процесу було використано порівняльний аналіз кінематичних особливостей механізмів приводу рухомої щоки для дробарок з простим рухом траєкторії точок робочої поверхні, зі складним рухом традиційної конструкції та з паралельно-коловим рухом щоки по всій її довжині. Результати. Наведено аналіз роботи найбільш поширених традиційних кінематичних схем щокових дробарок з простим рухом та складним рухом щоки. Детально розглянута щокова дробарка з коловим рухом рухомої щоки по всій її довжині, яка забезпечує підвищення її продуктивності за рахунок збільшення практично на чверть циклового часу розвантаження роздробленого матеріалу. Розрахована потужність на подолання сил тертя при руйнуванні шматків гірської породи. Розрахунками для різних гірських порід доведено, що щокова дробарка з коловим рухом рухомої щоки по всій її довжині, за рахунок зсувного навантаження теоретично потребує значно меншої (в середньому у 1,76 раз) потужності для дроблення гірської породи при всіх однакових показниках розмірів камери та умов дроблення ніж традиційна щокова дробарка з простим рухом щоки. Наукова новизна. Щокова дробарка з коловим рухом рухомої щоки по всій її довжині при раціональній продуктивності теоретично потребує значно меншої (в середньому у 1,76 раз) потужності для дроблення гірської породи з врахуванням витрат на тертя при всіх однакових показниках розмірів камери та умов дроблення ніж традиційна щокова дробарка з простим рухом щоки. Практична значущість. Наведена кінематична схема дробарки з паралельно-колових рухом щоки по всій її довжині теоретично потребує значно меншої потужності, отже матиме більш високий рівень енергоефективності, що безпосередньо впливає на економічні показники процесу дроблення. Енергоефективність та підвищення продуктивності можуть стати ключовими критеріями в конкурентоспроможності на ринку.Item Аналіз ефективності заміщення природного газу біомасою в процесі обпалу залізорудних окатишів(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024) Бойко, Максим Миколайович; Єфіменко, В. В.; Махоркіна, Т. А.; Полякова, Наталія Володимирівна; Журавльова, Світлана Валеріївна; Колеснікова, Т. М.UKR: Мета: Однією з найважливіших задач у металургійній галузі є зниження залежності від природного газу, який використовується в процесах випалювання залізорудних окатишів. Висока вартість і нестабільність поставок природного газу мають значний вплив на економіку та екологію, особливо в умовах прагнення до зменшення викидів CO2 та інших шкідливих речовин. Заміщення природного газу біопаливом, таким як лігноцелюлозна біомаса, може стати ефективним рішенням, що дозволить знизити споживання викопного палива та поліпшити екологічні показники виробництва. Основною метою даного дослідження є розробка та оптимізація методу використання біопалива в процесі випалювання залізорудних окатишів, що дозволить досягти необхідного рівня температурного режиму, зберігаючи при цьому високу якість продукції та мінімізуючи негативний вплив на навколишнє середовище. Методика: Теоретичне та експериментальне обґрунтування можливості заміщення природного газу біопаливом в процесі обпалу залізорудних окатишів проведено за допомогою розрахункових формул, взятих з відповідної літератури, а також з використанням веб-додатку для моделювання та аналізу результатів. Результати: Застосування біопалива для заміщення природного газу в процесі обпалювання залізорудних окатишів виявило кілька важливих аспектів. Введення частинок біомаси в потік газу дозволило частково замінити природний газ без суттєвого впливу на тепловий режим обпалювальної машини через те, що продукти згоряння біомаси, а також стехіометричний об'єм повітря, необхідного для повного згоряння біомаси мають менший об'єм порівняно з продуктами згоряння та стехіометричним об'ємом повітря для спалювання газу. Це дозволяє нівелювати низьку теплоту згорання біомаси. За результатами розрахунків і враховуючи реальний досвід заміни природного газу лушпинням соняшника пропонується на кожні 10% об. заміщенного природного газу спалювати 0,2 кг лушпиння соняшника, 0,125 кг деревного вугілля, 0,22 кг тирси і 0,25 кг соломи. Також було розраховано час згорання частинки палива рослинного походження залежно від її початкового діаметру. Вирішальний фактор що визначає час згоряння частинки є вміст летючих речовин, що в свою чергу визначає кількість коксового залишку частинки. Горіння коксового залишку частинки є найдовшою стадією у загальному часі згоряння частинки. Отримані результати швидкості згоряння, від найвищої: солома, лушпиння соняшнику, дерево, деревне вугілля. Це означає, що солома, як паливо що має найвищу швидкість згоряння, може мати найбільший розмір частинок, що будуть задовільняти технологічним вимогам використання такого виду палива у пальнику обпалювальної машини. Наукова новизна. Встановлено, що продукти згоряння біомаси мають менший об’єм, що дозволяє компенсувати її нижчу теплотворну здатність і мінімізувати вплив на тепловий режим обпалювальної машини. Запропоновано оптимальні співвідношення біомаси для заміщення кожних 10% об’єму природного газу, що включає лушпиння соняшника, деревне вугілля, тирсу і солому. Також, на основі розрахунків часу згоряння частинок біопалива, було встановлено, що солома має найвищу швидкість згоряння, що дозволяє використовувати її з більшим розміром частинок у пальнику обпалювальної машини, задовольняючи технологічні вимоги. Практична значущість. Проведені в роботі розрахунки дозволяють замістити від 40 до 60 об.% природного газу різними типами палива рослинного походження, а також дозволяють оцінити необхідний гранулометричний склад палива для використання в процесі обпалу окатишів.Item Конструкції та аналіз роботи обладнання для подачі сталі у проміжний ківш 6-ти струмкового МБЛЗ(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024) Терехов, Д. А.; Стоянов, Олександр Миколайович; Галушкін, М. В.; Сусло, Н. В.; Гук, Є. С.UKR: Враховуючи постійно зростаючі вимоги до експлуатаційних характеристик прокату, набуває актуальності проблема підвищення якості заготовки, яка виготовлена за технологією безперервного розливання. Розглянута технологія подачі металу системи сталерозливний ківш (СРК) - відкритий струмінь – проміжний ківш (ПК) сортової машини безперервного лиття заготовок (МБЛЗ). Показано процеси руху потоків металу в представленій системі. Зазначено особливості конструкції елементів сортової МБЛЗ, які забезпечують раціональне проходження металу, що розливається, в системі СРК - відкритий струмінь - ПК. Це забезпечує ефективне формування потоків сталі в приймальній камері ПК і створює умови для підвищення якості металу.Item Дослідження гідродинамічних процесів ковшової ванни при продувці через донні дуттьові пристрої(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024) Рубан, Володимир Олександрович; Стоянов, Олександр Миколайович; Мусійко, В. І.; Шашкин, Т. А.; Марко, А. Ф.UKR: Об’єкт дослідження – гідродинамічні процеси ковшової ванни при продувці через донні дуттьові пристрої. Мета дослідження – встановлення основних принципів формування барботажної зони і її впливу на шар шлаку, а також оцінка ефективності видалення неметалевих включень при позапічній оброці сталі на установці «ківш-піч». Досліджено стан питання позапічної обробки сталі на установці «ківш-піч», який показав, що на ефективність роботи даного агрегата має значний вплив продувка включаючи розташування донних продувних блоків та інтенсивність масоперенесення. Спираючись на проведений аналіз літературних джерел, розроблено методику експерименту та створено лабораторну установку для проведення фізичного моделювання на холодній моделі. Створено математичні моделі на основі яких може бути описано вплив технологічних факторів таких як: режими продувки, розташування дуттьових пристроїв, висота шлаку, на витрати нейтрального газу і в свою чергу на зміну матеріало- та енергоємність сталі при позапічній обробці. Визначено, що збільшення інтенсивності продувки призводить до зростання ефективності видалення неметалевих включень за рахунок більшої барботажної зони, зокрема, відсоток видалених включень зростає від 8 % при 100 л/хв до 22% при 800 л/хв витрат газу. Окрім того, описано вплив різних параметрів, таких як розташування продувних блоків, на взаємодію газового потоку з металом і шлаком, а також їх вплив на утворення продувної плями і температуру металевої ванни. Результати фізичного моделювання і математичні моделі дозволяють оптимізувати процеси позапічної обробки сталі, що сприяє покращенню якості готової продукції.Item Physico-Chemical Justification and Experimental Verification of a Waste-Free Method of Oxidative Dephosphorization of a High-Phosphorus Manganese Alloy(National Metallurgical Academy of Ukraine, Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2024) Kamkina, Liudmyla V.; Velychko, K. A.; Velychko, A. G.; Jiang, ZhouhuaENG: The purpose of the study: physicochemical justification of the process conditions and development of a rational algorithm for a single-stage waste-free method of oxidative dephosphorization of a high-phosphorus manganese alloy. Methods: thermodynamic analysis of the main reactions during oxidative refining of manganese alloys with a high phosphorus content. Experimental verification of the main stages of refining. Results: The physicochemical essence of the refining process of a high-phosphorus manganese alloy, which consists in creating conditions for oxidation in the alloy of manganese, carbon and silicon, is considered. The thermodynamic forecast of the course of reactions under the given conditions of oxidative refining of the associated metal confirms the possibility of obtaining three products: low-phosphorus manganese slag, ferric melt and phosphorus-containing slag with a phosphorus oxide content of 18-20% (phosphorus fertilizer). Scientific novelty: Based on the results of high-temperature mathematical modeling, it was established that the most rational oxygen consumption, which ensures the achievement of the tasks, is ~ 13 m3. As an oxidant, it is advisable to use oxygen blown by air, which is introduced into the converter bath using an inflatable nozzle from above. In this case, the total air consumption per 100 kg of alloy should be about 50 m3. Practical value: In the work, based on the thermodynamic forecast of the behavior of the elements of the accompanying alloy in oxidizing conditions, assessment of the thermal side of the process and further experimental verification, results were obtained that confirm the possibility of creating a waste-free technological scheme for refining a high-phosphorus alloy. In this case, it is advisable to carry out the refining of the alloy in conditions close to the conditions of modern production of low-phosphorus manganese slag, in which the temperature of the accompanying alloy is 1320...1350°C.