На основі дослідження зразків сталі 10Г2Б, за результатами 8 плавок, розглянуто вплив миш'яку на комплекс її властивостей. З цією метою виконано аналіз мікроструктури і фрактограм зламів ударних зразків з різним ступенем дезарсенації,наведено результати механічних випробувань, виконана оцінка схильності сталі до крихкого руйнування. Показано, що миш'як, який міститься в руді та який переходить у сталь у масових кількостях до 0,15 %, не робить шкідливого впливу на якість сталі, що містить ніобій.

Виконано аналіз можливості використання на основних стадіях виплавки модифікуючих горофільних та тугоплавких елементів з метою підвищення якості конструкційних сталей. Експериментально визначено швидкість наростання твердої кірки в металевих виливках, що дозволяє оцінювати теплові особливості затвердіння сталі. Показано, що спільний вплив модифікаторів першого роду у вигляді 0,01 % кальцію після присадки твердої добавки і другого роду у вигляді нітриду титану покращує макроструктуру та механічні властивості литої сталі.

Рассмотрен один из наиболее важных факторов, влияющих на процесс образования сульфида марганца в рельсовой конвертерной стали. В основу данной работы легли термодинамические расчеты при кристаллизации рельсовой стали со скоростью охлаждения 100 K/мин. Результаты компьютерного моделирования представлены в виде графиков, показывающих разделение компонентов, а также кривых, показывающих процесс образования неметаллических включений. Установлено, что основным параметром, определяющим образование MnS в рельсовой стали, является ее химический состав.

Отмечено, что в последние годы подходы современных металлургов к производству высококачественной стали существенно изменились. В частности, следует отметить особое внимание, которое уделяется влиянию оксидных и сульфидных неметаллических включений. Перспективным направлением является использование редкоземельных металлов и их комбинаций в качестве модификатора неметаллических включений. Для этого проведено моделирование и дальнейший расчет взаимодействия кислорода и серы с иттрием.

Предложен новый подход к оценке "критической" концентрации примесей в металлургических расплавах и показана неприменимость традиционного метода их расчета, основанного на кинетических исследованиях процессов окисления, для элементов, сродство к кислороду которых ниже, чем у основного металла расплава. Построены кинетические кривые окисления примесей в координатах "концентрация - время". На примере "критической" концентрации мышьяка в расплаве Fe - As впервые показано, что в таких случаях роль окисляющего компонента переходит к металлу растворителю (железу), "критическую" концентрацию которого и следует определять.

В конце XX в. мировая экономика столкнулась с проблемой резкого сокращения природных ресурсов, что не могло не обеспокоить представителей бизнеса. С другой стороны, загрязнение окружающей среды отходами производства не только создало проблемы для проживания населения в промышленных регионах, но и привело к глобальным климатическим изменениям, что не могло не обеспокоить широкие круги общественности. В документах по устойчивому развитию отмечается, что модернизация производства и внедрение новых чистых технологий, с одной стороны, могут существенно поднять качество продукции и сократить издержкиина ее производство, а с другой стороны - обеспечить сокращение отходов, загрязняющих окружающую среду. Сокращая удельный расход сырья и энергоресурсов на производство продукции, можно сберечь природные ресурсы, сократить выбросы и сбросы вредных веществ в окружающую среду и уменьшить накопление твердых отходов на свалках. Средства, сэкономленные на ресурсах, можно направлять на создание природоохранных объектов, без которых не может обойтись сегодня ни одна, даже самая совершенная, безотходная технология.

Теоретически разработаны и опробованы на холодной модели конвертера варианты различного погружения фурмы в жидкость, также определена скорость проникновения газовой струи в жидкость, исследовано поведение газовой струи в жидкой однородной среде. По результатам данного анализа было установлено, что за счет переменного положения фурмы обеспечивается более равномерное распределение кислорода в объеме жидкости, взаимодействие газовой струи и жидкости дает возможность расширить представление о развитии процессов массопереноса.

Предложены модели газоохлаждаемой фурмы процессов факельного торкретирования и разбрызгивания остаточного шлака в кислородном конвертере. Представлены расчеты, позволяющие снизить расход кислорода, необходимого для образования высокотемпературного факела горения, а также упростить конструкцию фурменного устройства.

Проанализированы результаты теоретических, лабораторных и промышленных исследований десульфурации чугуна магнием. Показано, что изменение растворимости магния в чугуне не оказывает существенного влияния на эффективность десульфурации металла. При инжектировании гранулированного магния в чугун с использованием в качестве газа-носителя аргона или азота некоторое повышение эффективности использования десульфуратора может быть достигнуто в результате понижения концентрации магния в транспортирующем газе.

Проведено аналитическое исследование процесса перераспределения микролегирующих элементов в аустените. Рассмотрены вопросы, позволяющие оценить кинетику процесса с учетом энергии взаимодействия атомов различных примесей с границами зерен, а также энергии их взаимодействия между собой.

Разработана модель, решена система уравнений теплопроводности для футеровки. Получено распределение температуры в цилиндрической части футеровки 160 т кислородного конвертера с учетом цикличности и наваривания защитной корочки, например, при факельном торкретировании.

Выполнен анализ зависимости поверхностного натяжения железо-сернистых расплавов от концентрации серы. Исследованы и представлены данные поверхностных свойств расплавов Fe - S, а также влияние серы на поверхностные свойства металлургического расплава.

Выполнен анализ металлохимических свойств элементов, в результате которого были выбраны металлы, соответствующие необходимым требованиям образования интерметаллических соединений с мышьяком. Результаты данного анализа были подтверждены опытами по дезарсенации железоуглеродистых расплавов.

Показано, что при течении технологических порошков в транспортном пылепроводе обязательно возникают действующие на частицу поперечные силы, которые тормозят газодисперсный поток. Установлено влияние диаметра частиц, разности скоростей фаз, градиента скорости, давления газовзвеси на поперечные силы Сафмена и Магнуса.

Выполнено моделирование в высокотемпературной зоне межфазного теплообмена и сопротивления негорючей частицы при различных значениях температуры несущего газа, размеров порошка, его плотности и коэффициента динамического запаздывания.

Выполнен анализ кинетики растворения водорода в железоуглеродистых расплавах, представлены данные о различных режимах его удаления из металла. Рассмотрены вопросы адсорбции водорода на поверхности контакта расплава с газовой фазой и десорбция его молекул с поверхности металла.

Представлены результаты теоретического исследования по определению главных параметров и стадий процессов де- и ресульфурации при взаимодействии металла со шлаком при выплавке низкосернистой стали с применением обессеренного чугуна без и с наличием ковшового шлака в сталеплавильной ванне.

Представлены результаты численных расчетов течения газопорошковых потоков в сверхзвуковых соплах торкрет-фурмы. Показано, что наибольшее влияние на распределение параметров газодисперсного потока в продольном и поперечном сечении сопла оказывают концентрация порошка, диаметр частиц и их плотность.

Разработан инженерный метод расчёта одномерного двухскоростного течения газовой взвеси в соплах торкрет-фурмы. Решение системы дифференциальных и алгебраических уравнений позволило рассчитать изменение статического давления, скорости несущего газа и порошка, объёмной доли твёрдой фазы вдоль цилиндрического сопла, а также распределение этих параметров в выходном сечении.

Составлена математическая модель изменения уровня барботируемой жидкости при продувке ее неассимилируемым газом. Модель включает критериальные уравнения Рейнольдса, Архимеда, Вебера, учитывающие расход и плотность газа, начальный уровень спокойной жидкости и ее поверхностное натяжение. Представлена методика и на ее основе исследованы изменения уровня жидкости при ее продувке нейтральным газом.