Проведено дослідження поля швидкостей та структури потоків у промковшах (ПК) з використанням водяної моделі. Встановлено кратність циркуляції та числа Пекле для ПК різних конструкцій. Розроблено математичну модель коагуляції та видалення неметалічних включень у промковші, результати моделювання підтверджено промисловими експериментами. На основі дослідження вторинного окислення в ПК встановлено залежність зниження концентрації алюмінію в сталі під час розливки методом "плавка на плавку" від її номера в серії. Запропоновано та випробувано методику розрахунку коректуючої домішки алюмінію, введеної до промковша на початку розливки плавки.

  Скачати повний текст

Одержано та узагальнено результати теоретичних та експериментальних досліджень, які забезпечили наукове обгрунтування та практичне рішення важливої прикладної науково-технічної проблеми - створення принципів конструювання та економічної високопродуктивної технології металургійного одержання та переробки сталевих композитних зливків для виробництва ефективних зварювальних дротів. На основі дослідження фізико-хімічних властивостей мікролегуючих елементів, фізичного та математичного моделювання кристалізації сталевих композитних зливків із порошковими вставками, заповнених металевими та неметалевими матеріалами, лабораторного та промислового експерименту, визначено широкі технологічні можливості композитного способу введення різноманітних домішок (мікролегуючих, розкислюючих, флюсуючих) у зливки сталі для створення ефективних композитних зварювальних дротів різного складу та призначення з використанням металу зливка як уніфікованої матриці.

  Скачати повний текст

Встановлено термочасові режими реалізації процесу, що враховують різноманітні розміри сифонної ливниково-живлючої системи (ЛЖС), теплофізичні властивості матеріалу форми та сплаву, а також тривалість заливання. Відмінною рисою запропонованих устроїв є герметизація ливникової системи від наколишнього середовища за рахунок залитого сплаву, що примусово твердіє до утворення прошарку металу заданої товщини. Розроблено фізичну та математичну моделі процесу затвердіння металу у системі стояк - устрій для введення газу. Розглянуто термочасові режими затвердіння металу у зазорі між центровою вогнетривкою трубкою та трубкою-холодильником. Розроблено різноманітні варіанти конструкцій устроїв, що забезпечують герметизацію ЛЖС від навколишнього середовища, введення газу та наступне витиснення розплаву. Визначено склад речовин, під час нагрівання яких виділяється достатній обсяг газу для ефективного впливу на розплав, а також розроблено відповідні розрахункові формули.

  Скачати повний текст

Розроблено конструкцію проміжного ковша МБЛЗ з газліфтними камерами та триплитовим шиберним затвором. Газліфтна камера праціює в безперервному режимі, що забезпечує циркуляцію розплаву сталі між приймальною зоною ковша та газліфтною камерою, здійснення обробки розплаву сталі аргоном та можливість інжектуванню в нього твердих модифікаторів та лігатури з відсіканням шлаку. На підставі відомих закономірностей гідродинаміки створено математичну модель гідродинамічних процесів газліфтної камери. Вперше отримано аналітичні залежності масової витрати розплаву сталі, який транспортується, та об'ємної витрати транспортувального газу (аргону) від геометричних параметрів газліфтної камери для її оптимального режиму. Проаналізовано та розв'язано задачі проектування газліфтних камер з оптимальними параметрами, що відповідають технологічним вимогам. За результатами експериментів, проведених на лабораторному стенді, підтверджено адекватність розробленої математичної моделі гідродинамічних процесів газліфтної камери. Розроблено, спроектовано та виготовлено триплитовий шиберний затвор з пружно-балансирною системою притискання вогнетривких плит та електромеханічним приводом на основі кіл Кардана. Проведено лабораторні дослідження роботи триплитового шиберного затвора, що підтвердили його працездатність. На підставі відомого методу кінцевих елементів створено математичну модель для визначення параметрів напружено-деформованого стану основних елементів затвора, що дозволило отримати аналітичну залежність, завдякій якій можна розрахувати припустиму силу притискання плит.

  Скачати повний текст

Наведено результати теоретичних і числових досліджень щодо твердіння безперервнолитих заготовок. На підставі теплотехнічних досліджень визначено чинники, що впливають на якість одержання безперервнолитих заготовок. Розроблено раціональну теплотехнологію одержання безперервнолитих заготовок з урахуванням термічних напружень. Запропоновано алгоритми розрахунків коефіцієнтів тепловіддачі конвекцією для зон повітряного охолодження і кристалізатора.

  Скачати повний текст

Висвітлено питання підвищення економічної ефективності процесу виробництва та переробки сортових безперервновилитих заготовок. Принцип процесу полягає у деформуванні обсеженої (локальної) ділянки безперервновилитої заготовки в місцях майбутнього різання на відповідні довжини. Деформація має забезпечити ущільнення осьової пористості в зоні різання - це захистить від окиснення поверхні пір атмосферним киснем. Внаслідок локальної деформації зменшується площа перерізу заготовки. У випадку виконання процесу на стадії часткової кристалізації заготовки додатково з'являється можливість одержання заготовок з підвищеною тепломісткістю. Для вивчення формозміни у процесі локальної деформації виконано комплекс досліджень, що включає розробку математичної моделі процесу, дослідження з її допомогою напруженого і деформованого стану. Уточнення результатів математичного моделювання виконано методом фізичного моделювання. Як матеріал моделі використано свинець. Дослідно-промислову реалізацію здійснено на спеціально спроектованій і виготовленій установці. Деформуванню було піддано сталеві зразки на стадії часткової та повної кристалізації. Визначено технологічні основи процесу, розроблено перспективні технологічні схеми реалізації, сформульовано рекомендації з конструктивного виконання устаткування для локальної деформації безперервновилитої заготовки в потоці МБВЗ.

  Скачати повний текст

Досліджено процес формування литих структур металевих сплавів монотектичних систем під дією постійних та змінних електромагнітних полів на розплав. Вивчено закономірності електромагнітних впливів на розміри, кількість та розподіл рідких дисперсних металевих включень, які виникають в області двофазного стану розплаву. Визначено параметри електромагнітних впливів на розплав, які забезпечують формування дрібнодисперсного однорідного емульгованого стану розплаву за температур, близьких до монотектичної. Розглянуто теплофізичні, гідродинамічні та магнітогідродинамічні умови під час заливки та охолодження емульгованого розплаву у ливарних формах, що забезпечують формування у виливках однорідної структури замороженої емульсії. Розроблено енергоощадний технологічний процес отримання виливків з мідних сплавів, зміцнених дисперсними включеннями хромистого чавуну (структура замороженої емульсії) з підвищеними експлуатаційними властивостями.

  Скачати повний текст

Доведено, що конструктивною особливістю магнітогідродинамічної машини є виконання обмотки з масивних стрижнів безпосередньо з'єднаних із вторинною обмоткою узгоджувального трансформатора в єдиному блок-модулі. Зазначено, що позитивний ефект досягається усуненням усіх контактних з'єднань, між вторинною обмоткою трансформатора та індуктора, відсутністю ізоляційних матеріалів, що сприяє ефективній тепловіддачі через усю поверхню модуля та дозволяє експлуатувати обмотку індуктора зі щільністю струму, що перевищує припустиму у два-три рази, високим коефіцієнтом заповнення паза, компактністю та високою технологічністю всього пристрою. Одержано основні розрахункові співвідношення для визначення електромагнітних навантажень двигуна та загальної потужності пристрою для регулювання рідкометалевого розплаву у заглибленому стакані кристалізатора.

  Скачати повний текст

Удосконалено уявлення про процес окиснення розплаву вторинної міді під час плавки з відкритим дзеркалом металу та встановлено залежності змінення вмісту кисню на всіх етапах виплавки та обробки розплаву. Виявлено залежності зміни вмісту кисню від виду шихти, що використовується, тривалості процесу та температури перегріву розплаву. Досліджено вплив різного складу флюсів на газонасиченість розплаву залежно від температури перегріву розплаву та способу наведення флюсу.

  Скачати повний текст

Виявлено, що короткотривала витримка у разі максимального навантаження протягом 10 с у 5 - 6 разів зменшує швидкість поширення тріщини втоми-повзучості. Розроблено інженерний метод визначення ресурсу роботи ролика МБЛЗ з тріщиною.

  Скачати повний текст

Розроблено та створено промислові електрошлакові тигельні печі для переплавки різних типів відходів металу. За методом математичного моделювання, базуючись на даних експериментів, визначено основні параметри одержання порожнистих відливок електрошлакового кокільного лиття в кокілі з рухомим дорном. З'ясовано, що стійкість відновлених великогабаритних виробів устаткування й оснащення відповідає стійкості таких же виробів з поковок.

  Скачати повний текст

Розв'язано задачу удосконалення технології обробки сталі порошковим дротом у проміжному ковші МБЛЗ. Розроблено математичну модель та визначено гідродинамічну структуру, швидкість і напрямок руху циркуляційних потоків металу у приймальній секції трисекційного проміжного ковша залежно від геометричних розмірів секції та фільтраційних каналів, а також від зміни технологічних параметрів розливання протягом однієї та серії плавок. Результати математичного моделювання підтверджено серією промислових плавок на підставі вивчення розподілу наповнювача порошкового дроту (вуглець) за струмками МБЛЗ та довжиною слябів, що відливаються. За методом фізичного моделювання визначено швидкість і час спливання пузирів пару кальцію у рідкій сталі. Експериментально визначено довжину шляху та час перебування порошкового дроту до вивільнення наповнювача для малих швидкостей уведення (0,2 - 0,5 м/с). Розроблено спосіб уведення порошкового дроту у приймальну секцію проміжного ковша та технологію коригування сталі у вузьких заданих межах щодо кальцію, алюмінію, та вуглецю.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему оптимізації процесів безперервної розливки сталі на високошвидкісних сортових МБЛЗ. Розроблено математичну модель процесів безперервної розливки у сортові заготовки на радіальних машинах, що враховує вплив конвективних процесів у рідкій лунці на динаміку кристалізації та дозволяє задавати межові умови теплообміну з ЗВО, зважаючи на локальну нерівномірність відведення тепла. Розроблено теоретичні засади для розрахунку природньої усадки заготовки, інтенсивності силової взаємодії, що має місце у кутових елементах кристалізатора. Запропоновано способи підвищення стійкості внутрішньої поверхні гільз кристалізаторів за умов застосування гільзи одного профілю для розливки всього сортаменту марок сталі. Розроблено профілі кристалізаторів, що відповідають усадці заготовок з деяких марок сталі. Обгрунтовано необхідність розподілу всіх марок сталі на декілька груп та розробки для кожної групи індивідуального профілю кристалізатора. Досліджено вплив висоти падіння відкритого струменя на нерівномірність кристалізації у різних граней радіальної заготовки. Опрацьовано використання математичної моделі з метою оптимізації роботи вторинного охолодження за критерієм рівномірного розподілу температур за поверхнею заготовки. Теоретично обгрунтовано й практично перевірено режим ЗВО, що дозволяє розширити осьову зону рівновісних кристалів заготовок, розлитих на високошвидкісних радіальних МБЛЗ.

  Скачати повний текст

Розроблено технологію виробництва секцій радіаторів опалення з алюмінієвих сплавів литтям під тиском з вакуумуванням, яку реалізовано на модернізованих ливарних серійних машинах. Вперше встановлено кількісні залежності впливу силових і швидкісних параметрів 2-х ступеневого режиму пресування з двома фазами підпресування на кристалізацію тонкостінних литих біметалевих радіаторів. Встановлено взаємозв'язок термочасових параметрів лиття під тиском та механічних властивостей моно- та біметалевих секцій радіаторів. На підставі аналізу теплопередачі в моно- та біметалевих секціях радіатора розроблено нову конструкцію секції з більш високим показником тепловіддачі, ніж у її аналогів. Досліджено термочасові, швидкісні та силові параметри, а також вакуумування прес-форм під час лиття під тиском секцій, що впливають на якість радіаторів: геометрію виливка, шорсткість поверхні, герметичність. Розроблено технологічні параметри лиття під тиском моно- та біметалевих секцій радіаторів з міжцентровою відстанню 0,05 та 0,03 з централізованим вакуумуванням прес-форми для групи машин. Показано можливість використання у складі шихти до 45 % відходів власного виробництва під час виплавки алюмінієвих сплавів АК12М2 та АК12. На базі серійних машин створено автоматизований комплекс лиття під тиском мод. ГМ 711Б08А. Здійснено апробацію даного комплексу разом з модернізованими серійними машинами мод. CLH-630, CLOO-1000 і новою централізованою системою вакуумування прес-форм для групи машин.

  Скачати повний текст

Розроблено екологічно чисті протипригарні покриття на водній основі, проаналізовано технологічний процес одержання з подальшим їх застосуванням під час лиття алюмінієвих сплавів за газифікованими моделями, що забезпечують задану розмірну точність виливків високими показниками якості поверхні. Досліджено протипригарні покриття на основі пірофіліту та перліту, які забезпечують розмірну точність, шорсткість поверхні виливків з алюмінієвих сплавів. Описано механізм формування пригару, наведено оцінку фазового складу полістиролу і визначено умови формування пригару під час лиття кольорових сплавів за газифікованими моделями. Відзначено, що умови формування пригару на поверхні виливків у процесі лиття кольорових сплавів за газифікованими моделями визначаються аналітичними залежностями. Проаналізовано закономірності впливу типів вогнетривких наповнювачів протипригарних покриттів (пірофіліту та перліту) та їх співвідношення на величину і кінетику зміни газопроникності, газотвірності, теплофізичних та технологічних характеристик.

  Скачати повний текст

Визначено теоретичні залежності теплової взаємодії металу з керамічною формою. Виведено наближену формулу для розрахунку тривалості кристалізації виливка. Теоретично обгрунтовано необхідний рівень міцності керамічних форм з рідким склом і алюмофосфатами за умов високих температур. Розкрито принципи фізико-хімічної взаємодії кремнеземистих та алюмосилікатних речовин з низькомодульним рідким склом, результатом чого є розширення інтервалу робочих температур керамічних сумішей. Визначено залежності впливу взаємодії комбінованого наповнювача у складах фосфатних і гіпсових керамічних сумішей на якість виливків. Запропоновано диференційний термогравіметричний аналіз як підставу для визначення режимів прожарювання ливарних форм з високоміцним гіпсом.

  Скачати повний текст

Удосконалено технологію одержання аморфних і мікрокристалічних стрічок сплавів на основі заліза за одновалковою схемою розливу розплаву. Встановлено залежності між технологічними параметрами та стабільністю рідкої ванни розплаву в зазорі "сопло - барабан", магнітними властивостями та якістю поверхні одержаних стрічок. Проведено теоретичний аналіз всіх стадій формування металевої стрічки з розплаву та взаємозв'язку процесів на кожній стадії. Експериментально визначено коефіцієнти теплопередачі та швидкості охолодження розплаву та стрічки на поверхні барабана - кристалізатора. Вивчено поведінку стрічки за межами барабана. Визначено характеристики повітряного примежового шару на барабані, що обертається, які впливають на потік розплаву та якість одержаної стрічки. Запропоновано механізм формування стрічки, згідно якого затвердіння відбувається за межами рідкої ванни, довжина якої визначає товщину одержаних стрічок. Встановлено вплив конструктивних особливостей устаткування та маси металу, що розливається, на технологію одержання аморфних і мікрокристалічних стрічок за промислових умов. Результати наукового дослідження використано у промисловому виробництві аморфних і мікрокристалічних стрічок на установках типу "Сиріус" і "Ротор".

  Скачати повний текст

Вперше встановлено, що у разі вдування аргону через стопормоноблок промковша досягається зменшення глибини проникнення струменя металу у ванну кристалізатора в 1,5 - 2 рази., максимальний ефект встановлено за умов витрат аргону на рівні 1,5 - 2 л/хв. Виявлено, що у разі збільшення витрат аргону глибина проникнення струменя зростає, що супроводжується підвищенням ступеня бурління меніска, що спричиняє забруднення сталі неметалічними вкрапленнями. Вперше встановлено, що вихрова воронка, яка формується у промковші за рівня наливу металу 300 - 4000 мм, зберігається у разі подальшого підвищення даного показника до 600 - 700 мм та існує протягом 5 - 8 хв, що сприяє захопленню теплоізоляційної суміші та заростанню внутрішньої порожнини стакана-дозатора. Уточнено уявлення щодо впливу струменя сталі на нерівномірність кристалізації сортової заготовки.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вперше встановлено залежність радіуса хитання кристалізатора машини безперервного лиття заготівок (МБЛЗ) (радіуса дуги кола - траєкторії руху точки робочої грані гільзи кристалізатора з великим радіусом кривизни) від амплітуд коливання столу хитання. Удосконалено метаметичну модель механізму хитання кристалізатора МБЛЗ із зазорами у підшипниках шарнірів шляхом автоматичного синтезу рівнянь руху. З використанням даної моделі встановлено закономірності відхилення параметрів коливального руху кристалізатора МБЛЗ у разі зміни технічного стану підшипників шарнірів механізму хитання (збільшення радіального зазору). На підставі встановлених закономірностей визначено припустиме значення сумарного зазору в підшипниках шарнірів механізму хитання. Удосконалено діагностичну модель механізму хитання кристалізатора МБЛЗ. Визначено діагностичні параметри, розроблено базові правила розпізнавання та встановлено межі розрізнення несправних станів підшипників шарнірів механізму хитання на основі дискримінантних функцій параметрів коливального руху кристалізатора МБЛЗ.

  Скачати повний текст