Search

Исследованы процессе получения модифицированной аммиачной селитры (АС) на основе её расплава и добавки бентонита (Б). Определены состав, прочность и слёживаемость гранул полученных удобрений. Основной показатель модифицирования – прочность гранул. Если для чистой АС он равен 1,32 МПа, то для удобрения с соотношением АС: Б = 100:3,0 он составляет 3,77 МПа., The process of obtaining modified ammonium nitrate (AN) based on its melt and addition of bentonite (B) has been studied. The composition, strength and caking of the obtained fertilizer granules were determined. The main indicator of modification is the strength of the granules. If for pure AS it is equal to 1.32 MPa, then for fertilizer with a ratio of AS:B =100:3.0 it is 3.77 MPa.

Эвтектику «свинецвисмут» применяют в качестве транспортного расплава при диффузионной металлизации конструкционных материалов в жидкометаллических растворах. В работе исследовано влияние плотности изделий, спрессованных из порошкового железа, на интенсивность их растворения расплавом эвтектики PbBi. Рассмотрено влияние оксидных пленок, дисперсности порошков и пористости порошковых материалов на их растворение расплавами легкоплавких металлов. Экспериментальные исследования проведены на образцах – втулках с пористостью 10, 15 и 25 %, изготовленных из порошкового железа ПЖВ 2.160.26. Спеченные и неспеченные втулки выдерживали в расплаве эвтектики PbBi при температуре 1100 °С в течение 2 ч. После выдержки втулки извлекали из расплава и очищали их поверхность от остатков эвтектики травлением в растворе уксусной кислоты. Затем измеряли диаметр втулок с помощью микрометра. Результаты исследований показали, что с увеличением пористости железа интенсивность его растворения расплавом увеличивается. Неспеченное порошковое железо подвергается более интенсивному растворению расплавом по сравнению со спеченным. Интенсивному растворению неспеченных образцов способствуют наличие оксидных пленок на поверхности частиц порошка и большая величина свободной энергии неспеченного материала.

Представлены данные лабораторного моделирования мантийных термохимических плюмов, образующихся в зоне субдукции на границе верхней и нижней мантии в результате плавления корового слоя погружающейся плиты. Эксперименты проведены в наклонном плоском слое парафина при угле его наклона относительно вектора силы тяжести α=2°, 23° и 45°. Модельный плюм образуется в результате плавления слоя над локальным источником тепла. Получены фотографии течения в расплаве канала и головы плюма при различных тепловых мощностях нагревателя. Представлены схемы свободноконвективных течений в расплаве канала плюма в наклонном плоском слое. Определены размеры ячеек канала плюма. Показано, как развивается восходящий поток и изменяется ширина канала плюма во времени и по высоте канала. Показано, что при углах наклона α=2°-23° создается ячеистая структура канала плюма, обусловленная неустойчивой стратификацией по высоте канала, однако при α=45° не наблюдается ячеистой структуры. Обнаружено, что снижению неустойчивой стратификации способствуют валиковые течения у кровли слоя. С увеличением угла α должна происходить интенсификация процессов массообмена в расплаве канала субдукционного плюма., The data of laboratory modeling of mantle thermochemical plumes are presented that formed in the subduction zone at the upper-lower mantle boundary as a result of melting of the crustal layer of the sinking plate. The experimental results were carried out in an inclined flat paraffin layer at the angles of inclination relative to the gravity vector α=2°, 23° and 45°. A model plume is formed as a result of that layer melting over a local heat source. Photographs of the flow in the melt of the plume conduit and head were obtained at different thermal power of the heater. Schemes of free convective flows in the melt of the plume conduit in an inclined flat layer are presented. The cell dimensions of the plume conduit are determined. It is shown how the upward flow develops and the plume conduit width changes over time and along the conduit height. A cellular structure of the plume conduit is shown to be created at angles of inclination α=2°-23° due to unstable stratification along the conduit height, however at α=45° no cellular structure is observed. It was found that convection rolls at the layer roof contribute to the reduction of unstable stratification. With an increase in the angle, the intensification of mass transfer processes in the melt of the subduction plume conduit should occur., Мониторинг. Наука и технологии, Выпуск 4 (54) 2022

Процессы переработки сульфидного сырья в жидкой ванне основаны на плавлении сульфидных частиц на поверхности шлакового расплава в контакте с газовой фазой, практически не содержащей свободного кислорода. В настоящей работе исследована скорость плавления сульфидных окатышей со средним диаметром 13,82 мм и массой 2,71 г из полиметаллического концентрата в шлаковом расплаве в интервале температур 1150–1250 oC. Получено уравнение удельной скорости плавления окатыша в шлаке, рассчитана экспериментальная энергия активации процесса, высокое значение которой (238,2 Кдж/моль) свидетельствует об отсутствии диффузионных затруднений.

Последовательно обосновывается связь литогенеза и гранитогенеза. Показана роль атмосферы и гидросферы в максимальной эффективности экзогенных процессов, приведших к дифференциации базальтовой коры и формированию осадочной коры. Объяснено происхождение воды и кислорода на Земле. Показана роль эвтектики в формировании гранитного расплава всегда одинакового состава и, как следствие, формирование межгранулярного эвтектоидного гранитного расплава, способствующего непрерывному процессу гранитообразования при соответствующих термодинамических и геодинамических условиях., The link of lithogenesis with granitogenesis is gradually substantiated. The role of atmosphere and hydrosphere is pointed out in the maximum efficiency of exogenous processes that caused the differentiation of the basaltic crust and the formation of the sedimentary crust. The origin of water and oxygen on the Earth is explained. The role of the eutectic is described in the formation of like-composition granite melt and as consequence, the formation of an intergranular eutectoid granite melt that further the continuous process of granite formation under the certain thermodynamic and geodynamic conditions.

Эвтектику «свинец-висмут» применяют в качестве транспортного расплава при диффузионной металлизации конструкционных материалов в жидкометаллических растворах. В работе исследовано влияние плотности изделий, спрессованных из порошкового железа, на интенсивность их растворения расплавом эвтектики Pb-Bi. Рассмотрено влияние оксидных пленок, дисперсности порошков и пористости порошковых материалов на их растворение расплавами легкоплавких металлов. Экспериментальные исследования проведены на образцах – втулках с пористостью 10, 15 и 25 %, изготовленных из порошкового железа ПЖВ 2.160.26. Спеченные и неспеченные втулки выдерживали в расплаве эвтектики Pb-Bi при температуре 1100°С в течение 2 ч. После выдержки втулки извлекали из расплава и очищали их поверхность от остатков эвтектики травлением в растворе уксусной кислоты. Затем измеряли диаметр втулок с помощью микрометра. Результаты исследований показали, что с увеличением пористости железа интенсивность его растворения расплавом увеличивается. Неспеченное порошковое железо подвергается более интенсивному растворению расплавом по сравнению со спеченным. Интенсивному растворению неспеченных образцов способствуют наличие оксидных пленок на поверхности частиц порошка и большая величина свободной энергии неспеченного материала.

Представлено аналіз технологій переробки алюмінієвого скрапу з урахуванням економічної та екологічної складових. Розглянуто кислотно-лужний способи, сульфатний і содовий способи, а також електродугової переплав алюмінієвого шлаку в однофазної електродугової печі змінного струму. Відзначається значна кількість проблем, що стосуються механічних і електрофізичних характеристик вироблених виробів. Вирішення цих питань, з урахуванням підвищення вимог споживача, можливо тільки при виконанні спеціальних досліджень в частині вдосконалення технології та розробки пристроїв і установок для проведення нових технологічних процесів

The paper considers the development of a system for modeling the thermal work of the lining of cast iron ladles, which proceeds as the liquid cast iron moves from the moment of release from the blast furnace to its filling into the steelmaking unit. For oxygen - converter production of great importance is a stable chemical composition and temperature of cast iron. This allows you to significantly increase the productivity of steelmaking units as a result of standardization of processes and the elimination of melting with additives, as well as reduce metal losses. The scientific need is to visualize this process, to calculate its characteristics and optimize technological and design parameters in order to improve product quality. The purpose of this work is to study and develop a system for modeling the thermal work of the lining of cast iron buckets, which consists of determining the contact temperature of the lining with molten cast iron and determining heat loss to the accumulation of masonry. To achieve this goal, the following tasks were solved: analysis of known approaches to determining heat loss for masonry, selected methods and means of solving a scientific problem, obtained dependences for determining the contact temperature of the lining with the melt and the thickness of the active lining layer, improved method for determining heat loss masonry, determined the accumulative capacity of the active layer of the lining during operation, developed a system for modeling the thermal operation of the lining of cast iron buckets. The mathematical model is based on the method of determining heat loss for accumulation by laying masonry ladle, which takes into account the surface temperature (contact) lining - cast iron, which depends on the thermophysical properties of refractories and melt. The change of these properties as a result of penetration of cast iron into seams and pores of refractory laying is established in work. The actual value of the coefficient of accumulating capacity of the lining of cast-iron buckets was determined, which allowed to establish the cause of the increased losses on accumulation and to outline measures to reduce them., В работе рассматривается разработка системы моделирования тепловой работы футеровки чугуновозных ковшей, протекающей по мере продвижения жидкого чугуна с момента выпуска с ДП к заливке его в сталеплавильный агрегат. Научная необходимость заключается в визуализации этого процесса, в расчете его характеристик и оптимизации технологических и конструктивных параметров с целью улучшения качества продукции. В основе модели лежит метод определения потерь тепла на аккумуляцию кладкой чугуновозного ковша, в котором учтены температура поверхности (контакта) футеровка - чугун, которая зависит от теплофизических свойств огнеупора и расплава. В работе установлено изменение этих свойств в результате проникновения чугуна в швы и времени огнеупорной кладки. Определено фактическое значение коэффициента аккумулирующей способности футеровки чугуновозных ковшей, что позволило установить причину повышенных потерь на аккумуляцию и наметить меры по их снижению., В роботі розглядається розробка системи моделювання теплової роботи футеровки чавуновозних ковшів, що протікає в міру просування рідкого чавуну від моменту випуску з доменної печі до заливання його в сталеплавильний агрегат. Для киснево - конвертерного виробництва велике значення має як стабільний хімічний склад, так і температура чавуну. Це дозволяє значно збільшити продуктивність сталеплавильних агрегатів в результаті стандартизації процесів і усунення плавок з додувками, а також скоротити втрати металу. Наукова необхідність полягає в візуалізації цього процесу, в розрахунку його характеристик і оптимізації технологічних і конструкційних параметрів з метою поліпшення якості продукції. Метою даної роботи є дослідження і розробка системи моделювання теплової роботи футеровки чавуновозних ковшів, яка складається з визначення температури контакту футеровки з розплавом чавуну і визначення втрат тепла на акумуляцію кладкою. Для досягнення зазначеної мети вирішені наступні завдання: проведений аналіз відомих підходів до визначення втрат тепла на акумуляцію кладкою, обрані методи та засоби вирішення наукової проблеми, отримані залежності для визначення температури контакту футеровки з розплавом і товщини активного шару футеровки, удосконалено метод визначення втрат тепла на акумуляцію кладкою, визначена акумулююча здатності активного шару футеровки в процесі експлуатації, розроблена система моделювання теплової роботи футеровки чавуновозних ковшів. В основі математичної моделі лежить метод визначення втрат тепла на акумуляцію кладкою чавуновозного ковша, в якому враховані температура поверхні (контакту) футеровка - чавун, що залежить від теплофізичних властивостей вогнетрива і розплаву. В роботі встановлено зміну цих властивостей в результаті проникнення чавуну в шви і пори вогнетривної кладки. Визначено фактичне значення коефіцієнта акумулюючої здатності футеровки чавуновозних ковшів, що дозволило встановити причину підвищених втрат на акумуляцію і намітити заходи щодо їх зниження.&nbsp

В работе приводятся результаты исследования параметров синтеза карбида титана по реакции Ti+C=TiC в расплаве алюминия с применением традиционных и недавно открытых наноструктурных аллотропных модификаций углерода (графит, карбин, алмаз, технический углерод, фуллерен С60, фуллерен С70, многослойные углеродные нанотрубки) и добавлении соли Na2TiF6. Расчеты проводились с применением комплекса программ «Thermo», основанного на методе минимизации термодинамического потенциала. Изучено изменение адиабатических температур, возможность синтеза целевой фазы TiC, вероятность образования побочных керамических, интерметаллидных фаз и газообразных рафинирующих продуктов. На основе полученных данных выведены рекомендации по использованию углеродных форм в качестве исходных компонентов для синтеза TiC в режиме горения (самораспространяющегося высокотемпературного синтеза) с целью получения композиционного материала алюминий-карбид титана., The paper demonstrates the study results of parameters of titanium carbide synthesis by the reaction Ti+C=TiC in aluminum melt using traditional and recently discovered nanostructured allotropic carbon modifications (graphite, carbyne, diamond, carbon black, fullerene C60, fullerene C70, multi-walled carbon nanotubes) and adding the salt Na2TiF6. Calculations were held using «Thermo» software based on minimization of thermodynamic potential method. Adiabatic temperature variation was studied as well as TiC target phase synthesis possibility, probability of the formation of ceramic, intermetallic byproduct phases and gaseous refining products. Based on obtained data, the recommendations were developed on using carbon forms as initial components for the TiC synthesis in the combustion mode (self-propagating high-temperature synthesis) to manufacture aluminum-titanium carbide composite., Прикладная физика и математика, Выпуск 2 2021

В работе приводятся результаты исследования параметров синтеза карбида титана по реакции Ti+C=TiC в расплаве алюминия с применением традиционных и недавно открытых наноструктурных аллотропных модификаций углерода (графит, карбин, алмаз, технический углерод, фуллерен С60, фуллерен С70, многослойные углеродные нанотрубки) и добавлении соли Na2TiF6. Расчеты проводились с применением комплекса программ «Thermo», основанного на методе минимизации термодинамического потенциала. Изучено изменение адиабатических температур, возможность синтеза целевой фазы TiC, вероятность образования побочных керамических, интерметаллидных фаз и газообразных рафинирующих продуктов. На основе полученных данных выведены рекомендации по использованию углеродных форм в качестве исходных компонентов для синтеза TiC в режиме горения (самораспространяющегося высоко-температурного синтеза) с целью получения композиционного материала алюминий-карбид титана., The paper demonstrates the study results of parameters of titanium carbide synthesis by the reaction Ti+C=TiC in aluminum melt using traditional and recently discovered nanostructured allotropic carbon modifi cations (graphite, carbyne, diamond, carbon black, fullerene C60, fullerene C70, multiwalled carbon nanotubes) and adding the salt Na2TiF6. Calculations were held using «Thermo» software based on minimization of thermodynamic potential method. Adiabatic temperature variation was studied as well as TiC target phase synthesis possibility, probability of the formation of ceramic, intermetallic byproduct phases and gaseous refining products. Based on obtained data, the recommendations were developed on using carbon forms as initial components for the TiC synthesis in the combustion mode (self-propagating high-temperature synthesis) to manufacture aluminum-titanium carbide composite., Инженерная физика, Выпуск 9 2021

This paper presents the experimental evaluation of viscosity of the diopside-based model composition conducted at high P-T parameters (at the pressure of 4 GPa and in the temperature range of 1750°C - 1800°C) in the presence of olivine crystals. The experiments are carried out using the multi-anvil high-pressure apparatus of the “split-sphere” type (Russian acronym — BARS) according to the falling sphere method. The traveling time of a platinum (Pt) sphere in a melt is one of the parameters measured in experiments. Measurement of this parameter starts when the given P-T values are attained and stops when the electric current is turned off. There are three main positions of the Pt sphere observed in the experiments. Viscosity is calculated using the Stokes’ Law. It is found out that the Pt sphere velocity decreases expectedly as the relative viscosity of such heterogeneous compositions (liquid + solid phase) increases (in contrast to homogeneous melts). Viscosity values remain low when there is up to 7-10 wt-% of solid phase crystals in magma. The increase of olivine xenocrysts in magma leads to the progressive increase of viscosity values of the melt: by 1.5-2 orders of magnitude at 20-25 wt-%, by 3-3.5 orders of magnitude at 35-40 wt-%. The obtained experimental results allow concluding that the amount of solid phase in magma should be sufficiently low (less than 20-30 wt-%), otherwise, melts of the investigated composition can be moved only by explosive processes., Проведена экспериментальная оценка вязкости модельного состава на основе диопсида в присутствии кристаллов оливина при высоких Р-Т параметрах. Давление в опытах составляло 4 ГПа. Температурный интервал — 1750-1800 °С. Эксперименты проведены на многопуансонном аппарате высокого давления типа «разрезная сфера» (БАРС) по методике падающего платинового (Pt) шарика. Одной из измеряемых характеристик в экспериментах является время падения Pt шарика в расплаве с момента выхода на заданные Р-Т параметры до момента отключения электротока. В результате экспериментов зафиксированы три основных положения Pt шарика в образце. Расчеты вязкости проведены по методу Стокса. Установлено ожидаемое снижение скорости перемещения Pt шариков и, соответственно, увеличение относительной вязкости подобных гетерогенных сред (жидкость+твердая фаза) в отличие от гомогенных расплавов. При содержании в магме до 7-10 мас.% кристаллов твердых фаз значение вязкости остается низким. С увеличением содержания ксенокристаллов оливина вязкость расплава прогрессивно растет: при 20-25 мас.% — на 1,5-2 порядка, при 35-40 мас.% — на 3-3,5 порядка величины. Полученные экспериментальные данные позволяют сделать вывод, что в магме количество твердой фазы должно быть достаточно низким (< 20-30 мас.%), в противном случае перемещение расплава основного состава было бы возможно исключительно при эксплозивных (взрывных) процессах.

The regularities formation drop from metal shell, which is transferred on the surface pop-up gas bubbles, through the interfacial boundaries in the bucket during the post-purge mixing of the bath at the installation ladle desulfurization cast iron. Peculiarities moving metal droplets in a layer cover slag in the absence intensive mixing latter are determined. The classification mechanisms of transfer, movement in a layer covering slag and deposition in a metal bath drops of metal is offered. According to the first mechanism, the washing metal shell from the surface bubble when crossing the boundary „metal-slagˮ metal, under the influence surface tension forces in the form spherical drops accumulates in the slag layer. The second mechanism includes the detachment of the metal „loopˮ that extends beyond the pop-up bubble at the appropriate level. An empirical expression is proposed to determine the height detachment of the „loopˮ in the slag after crossing the interfacial boundary. For the conditions washing the bath after desulfurization in a 230-ton ladle at the cast iron desulfurization unit converter shop of PJSC „DMKˮ, this figure is 0.39-0.48 of the height slag, depending on its viscosity. According to the third variant, the formation and accumulation metal droplets in the slag ensures return to the bath remnants metal film after rupture gas bubble at the „atmosphere-slagˮ boundary. The formed metal droplets small size are partially lowered in the slag symmetrically to the path rise pop-up gas bubbles, and partially remain in the upper layers slag. It is shown that the diameter metal droplets nonlinearly affects rate of their deposition to the „slag-metalˮ boundary. For the conditions of 230 tons of filling bucket converter shop of PJSC „DMKˮ minimization duration return metal droplets from slag to the metal bath is provided at slag viscosity in the range of 0.1-0.25 Pa.s and thickness latter up to 150 mm. Measures to facilitate the return metal from the slag to the metal bath include minimizing thickness and viscosity of the slag, increasing difference between density of the metal melt and slag, creating favorable conditions for coalescence of metal droplets in the slag layer., Исследованы закономерности формирования капли из металлической оболочки, переносимой на поверхности всплывающих газовых пузырей через межфазные границы в ковше в период послепродувочного перемешивания ванны на установке ковшовой десульфурации чугуна.Определены особенности перемещения металлических капель в слое покровного шлака при отсутствии интенсивного перемешивания последнего. Предложена классификация механизмов переноса, перемещения в слое покровного шлака и осаждения в металлическую ванну капель металла. Согласно первому механизму смывания металлической оболочки с поверхности пузыря при пересечении границы „металл-шлак» металл под влиянием сил поверхностного натяжения в виде капель шарообразной формы накапливается в слое шлака. Ко второму механизму относится отрывание металлического „шлейфа”, тянущегося за всплывающим пузырем на соответственном уровне. Предложено эмпирическое выражение для определения высоты отрывания „шлейфа” в шлаке после пересечения межфазной границы. Для условий промывания ванны после десульфурации у 230-т заливном ковше на установке десульфурации чугуна конвертерного цеха ОАО ДМК этот показатель составляет 0,39-0,48 от высоты шлака в зависимости от его вязкости. Согласно третьему варианту формирование и накопление металлических капель в шлаке обеспечивает возвращение в ванну остатков металлической пленки после разрыва газового пузыря на границе „атмосфера-шлакˮ. Образованные металлические капли небольшого размера частично опускаются в шлаке симметрично пути подъема всплывающих газовых пузырей, а частично остаются в верхних слоях шлака. Показано, что диаметр капель металла нелинейно влияет на скорость их осаждения до границы „шлак-металл”. Для условий 230-т заливочного ковша конвертерного цеха ОАО ДМК минимизация продолжительности возвращения капель металла из шлака в металлическую ванну обеспечивается при вязкости шлака в диапазоне 0,1-0,25 Па.с и толщине последнего до 150 мм. К мероприятиям, способствующим возвращению металла с покрывного шлака в металлическую ванну, можно отнести минимизацию толщины и вязкости шлака, повышение разности плотности металлического расплава и шлака, создание благоприятных условий для коалесценции капель металла в слое шлака., Досліджено закономірності формування краплі з металевої оболонки, що переноситься на поверхні спливаючих газових пузирів, через міжфазні границі у ковші в період післяпродувного перемішування ванни на установці ковшової десульфурації чавуну. Визначено особливості переміщення металевих крапель у шарі покривного шлаку за відсутності інтенсивного перемішування останнього. Запропоновано класифікацію механізмів перенесення, переміщення у шарі покривного шлаку та осад-ження у металеву ванну крапель металу. Згідно з першим механізмом змивання металевої оболонки з поверхні пузиря при перетинанні границі „метал-шлак» метал під впливом сил поверхневого натягу у вигляді крапель шароподібної форми накопичується у шарі шлаку. До другого механізму віднесено відривання металевого „шлейфуˮ, що тягнеться за спливаючим пузирем на відповідному рівні. Запропоновано емпіричний вираз для визначення висоти відривання „шлейфу у шлаку після перетинання міжфазної границі. Для умов промивання ванни після десульфурації у 230-т заливальному ковші на установці десульфурації чавуну конвертерного цеху ПАТ ДМК цей показник складає 0,39-0,48 від висоти шлаку в залежності від його в’язкості. Згідно з третім варіантом формування та накопичення металевих крапель у шлаку забезпечує повернення у ванну залишків металевої плівки після розриву газового пузиря на границі „атмосфера-шлак”. Утворені металеві краплі невеликого розміру частково опускаються у шлаку симетрично до шляху підйому спливаючих газових пузирів, а частково залишаються у верхніх шарах шлаку. Показано, що діаметр крапель металу нелінійно впливає на швидкість їх осадження до границі „шлак-метал». Для умов 230-т заливального ковша конвертерного цеху ПАТ ДМК мінімізація тривалості повернення крапель металу з шлаку до металевої ванни забезпечується при в’язкості шлаку у діапазоні 0,1-0,25 Па.с та товщині останнього до 150 мм. До заходів, що сприятимуть поверненню металу з покривного шлаку до металевої ванни, можна віднести мінімізацію товщини та в’язкості шлаку, підвищення різниці густини металевого розплаву та шлаку, створення сприятливих умов для коалесценції крапель металу у шарі шлаку.

Целью работы является изучение фазообразования в системах в твердой фазе при кристаллизации из расплавов. Было установлено, что на способность к изоморфным замещениям оказывают влияние различные факторы: размеры замещающих друг друга частиц и общих структурных единиц, типа структуры компонентов, валентность замещающих друг друга и общих структурных единиц, характер химической связи в соединениях, температура, давление и др.

Целью работы является изучение фазообразования в системах в твердой фазе при кристаллизации из расплавов. Было установлено, что на способность к изоморфным замещениям оказывают влияние различные факторы: размеры замещающих друг друга частиц и общих структурных единиц, типа структуры компонентов, валентность замещающих друг друга и общих структурных единиц, характер химической связи в соединениях, температура, давление и др.

Обобщены данные о синтезе метастабильных стекол и стеклокристаллических материалов на основе золошлаков Ангренской (ТЭЦ), флотоотходов флюоритовой обоготительной фабрики (ФОФ). Показан состав и технологические параметры. Такая комплексная переработка отходов угля не только обеспечит значительное расширение сырьевой базы для производства строительных материалов и выработки дополнительной энергии, но и поможет решить экологические проблемы и улучшить экологическую ситуацию в промышленных регионах., Data on the synthesis of metastable glasses and glass crystalline materials based on the ash and slag of the Angren (CHP), flotation waste fluorite dressing factory (FOF) are summarized in this paper. The author shows the composition and technological parameters. Such integrated processing of coal waste will not only ensure a significant expansion of the raw material base for the production of building materials and generate additional energy, but also help to solve environmental problems and improve the environmental situation in industrial regions., №2(92) (2020)

By the method of internal crystallization fibers based on the systems of oxides Al2O3–CaO, Al2O3–BaO, and Al2O3–La2O3 were obtained. The fibers are tested for strength.The strength of the fibers is ensured by sapphire, and the fracture toughness is ensured by calcium hexaaluminates, or barium, or lanthanum, which are part of their structures. Методом внутренней кристаллизации получены волокна на основе систем оксидов Al2O3–CaO, Al2O3–BaO, Al2O3–La2O3. Волокна испытаны на прочность. Прочность волокон обеспечивается сапфиром, а трещиностойкость — гексаалюминатами кальция, или бария, или лантана, входящими в состав их структур. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 17-03-01136 а).

Наведено аналіз існуючих способів та представлено новий комбінований процес виготовлення біметалу, відповідно з яким на поверхні його функціональної складової шляхом лазерної, або механічної обробки виготовляється спеціальний регулярний макрорельєф. Підготовлена таким чином складова біметалу розміщується в піщаній формі, розміри порожнини якої відповідають його розмірам. На поверхню функціональної складової через отвір в формі зі спеціального пристрою, з визначеною витратою подається розплав конструктивної складової біметалу. Досліджувався процес виготовлення біметалу, функціональною складовою якого був нікелевий сплав, а конструктивною - сталь Ст.3. Математичним моделюванням визначено закономірності розподілу температур по висоті фактури макрорельєфу при їх нагріванні розплавом конструктивної складової біметалу у залежності від їх геометричних параметрів, теплофізичних характеристик матеріалу, схем та умов заливки. Металографічними дослідженнями встановлено умови, при яких між складовими біметалу утворюється металургійний зв’язок та забезпечується висока міцність їх з’єднання. Доведено, що для забезпечення високої міцності зчеплення складових біметалу і рівномірності її розподілу по площині з’єднання, потрібно щоб висота макровиступів і крок між ними мали раціональну величину. В даному випадку при поперечних розмірах виступів (1х1) мм раціональні розміри висоти виступів становлять 0,5 мм, кроку між ними - 1,5 мм. Продемонстровано високу ефективність нової, інноваційної комбінованої технології виготовлення біметалів. An analysis of existing methods and a new combined process of bimetallic fabrication are presented, according to which a special regular macro relief is made on the surface of its functional component by laser or mechanical treatment. The bimetallic component thus prepared is placed in sand form, the dimensions of the cavity of which correspond to its dimensions. A melt of the structural component of bimetal is fed to the surface of the functional component through a hole in the form of a special device with a defined flow rate. The process of manufacturing bimetal, the functional component of which was a nickel alloy, and structural – carbon steel St.3 Mathematical modelling and computing determine the patterns of temperature distribution over the height of the projections of the macro relief when they are heated by the melt of the structural component of bimetal, depending on their geometrical parameters, thermophysical characteristics of the material, schemes and conditions of pouring. Metallographic studies have established the conditions under which metallurgical bonds are formed between bimetal components and their bond strength is ensured. It is proved that to insure high bond strength of bimetallic components and uniform distribution over the joint plane, it is necessary that the height of the macro relief and the step between them have the optimum value. In this case, the transverse dimensions of the projections (1x1) mm, the optimal dimensions of the projection height are 0.5 mm, the steps between them - 1.5 mm. The high efficiency of the new, innovative combined technology of bimetal manufacturing has been demonstrated. Приведен анализ существующих способов и представлен новый комбинированный процесс изготовления биметалла, в соответствии с которым на поверхности его функциональной составляющей путем лазерной или механической обработки изготавливается специальный регулярный макрорельеф. Подготовленная таким образом составляющая биметалла размещается в песчаной форме, размеры полости которой соответствуют его размерам. На поверхность функциональной составляющей через отверстие в форме из специального устройства, с определенным расходом подается расплав конструктивной составляющей биметалла. Исследовался процесс изготовления биметалла, функциональной составляющей которого был никелевый сплав, а конструктивной - сталь Ст.3. Математическим моделированием определены закономерности распределения температур по высоте фактуры макрорельефа при их нагревании расплавом конструктивной составляющей биметалла в зависимости от их геометрических параметров, теплофизических характеристик материала, схем и условий заливки. Металлографическими исследованиями установлены условия, при которых между составляющими биметалла образуется металлургический связь и обеспечивается высокая прочность их соединения. Доказано, что для обеспечения высокой прочности сцепления составляющих биметалла и равномерности ее распределения по плоскости соединения, нужно чтобы высота макровиступов и шаг между ними имели рациональную величину. В данном случае при поперечных размерах выступов (1х1) мм рациональные размеры высоты выступов составляют 0,5 мм, шаг между ними - 1,5 мм. Продемонстрирована высокая эффективность новой, инновационной комбинированной технологии изготовления биметаллов.

Рассмотрена технологическая цепь производства сталей и сплавов. Установлено, что для повышения качества металлопродукции необходима строгая регламентация температурно-временных параметров плавки. Такое воздействие получило название термовременная обработка расплава. Применение термовременной обработки приводит к повышению однородности и регулярности распределения компонентов микроструктуры, формированию благоприятной структуры слитков и отливок, уменьшению пористости, повышению пластичности металла при пластической деформации., The technological chain of production of steels and alloys has been discussed. It has been established that in order to improve the quality of metal products, strict regulation of temperature and temporal parameters of smelting is necessary. This impact was called thermotime treatment of melt. The use of thermotime treatment leads to an increasing of homogeneity and regularity of distribution of components of the microstructure, the formation of a favorable structure of ingots and castings, a reduction of porosity, increasing of ductility of metal during hot plastic deformation., Международный научно-исследовательский журнал, Выпуск 9 (99) 2020, Pages 36-40

Цель работы – исследовать влияние компонентов на поверхностное натяжение сплава, рассмотреть основные методы измерения и расчета поверхностного натяжения. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Рассмотреть методы измерения поверхностного натяжения сплава; 2. Рассмотреть методы расчета поверхностного натяжения сплава; 3. Изучить влияние различных компонентов на поверхностное натяжение. В процессе работы было выполнено исследование влияние легирующих компонентов на поверхностное натяжение сплава, был рассмотрен никелевый сплав, а также были рассмотрены и изучены экспериментальные методы измерения поверхностного натяжения., The purpose of the work is to investigate the effect of components on the surface tension of an alloy, to consider the basic methods of measuring and calculating surface tension. Tasks that were solved during the study: 1. Consider methods for measuring the surface tension of an alloy; 2. To consider methods for calculating the surface tension of the alloy; 3. To study the effect of various components on surface tension. In the process of the study, the influence of alloying components on the surface tension of the alloy was studied, nickel alloy was considered, and experimental methods for measuring surface tension were examined and studied

The viscosity of lithium borate melts xLi2O-(100-x) B2O3, where 0

Представлено аналіз технологій переробки алюмінієвого скрапу з урахуванням економічної та екологічної складових. Розглянуто кислотно-лужний способи, сульфатний і содовий способи, а також електродугової переплав алюмінієвого шлаку в однофазної електродугової печі змінного струму. Відзначається значна кількість проблем, що стосуються механічних і електрофізичних характеристик вироблених виробів. Вирішення цих питань, з урахуванням підвищення вимог споживача, можливо тільки при виконанні спеціальних досліджень в частині вдосконалення технології та розробки пристроїв і установок для проведення нових технологічних процесів, Представлен анализ технологий переработки алюминиевого скрапа с учетом экономической и экологической составляющих. Рассмотрены кислотно-щелочной способы, сульфатный и содовый способы, а также электродуговой переплав алюминиевого шлака в однофазной электродуговой печи переменного тока. Отмечается значительное количество проблем, касающихся механических и электрофизических характеристик производимых изделий. Решение этих вопросов, с учетом повышения требований потребителя, возможно только при выполнении специальных исследований в части совершенствования технологии и разработки устройств и установок для проведения новых технологических процессов, The analysis of aluminum scrap processing technologies is presented taking into account the economic and environmental components. Acid-alkaline methods sulfate and soda methods, as well as electric arc remelting of aluminum slag in a single-phase AC electric arc furnace are considered. A significant number of problems are noted regarding the mechanical and electro physical characteristics of manufactured products. The solution of these issues, taking into account the increasing requirements of the consumer, is possible only when performing special studies in terms of improving technology and developing devices and devices for new technological processes

Исследовано влияние электромагнитного перемешивания жидкого металла в кристаллизаторе МНЛЗ на процессы тепло-и массобмена в нем. Показано, что при увеличении интенсивности электромагнитного перемешивания затвердевающего металла увеличивается отвод тепла от затвердевающего металла и уменьшается время его полного затвердевания,что позволяет увеличить скорость разливки.

Исследовано влияние условий разливки (радиус валков, толщина получаемого листа, уровень и температура расплава в межвалковом зазоре) на физико-технологические параметры процесса. Рассчитаны максимально допустимые скоростные режимы получения металлических полос различной толщины в валкахкристаллизаторах разного диаметра. Выполнены физическое и вычислительное исследования гидродинамики расплава в межвалковом зазоре. Получены зависимости предела текучести для углеродистых и легированных сталей в малоисследованном интервале температур выше температуры солидус.

The results of laboratory research to determine the hydro-gas-dynamic patterns the formation of gas-metal flow at an tapping from an oxygen converter to steel ladle are given due to the injection of subsonic argon jets into the melt flow through nozzles located in the steel-tapping channel.Using the method of low-temperature simulation, determined the influence of design parameters of the proposed design of a two-chamber steel-tapping channel (length of the reaction zone, the number and location of gas nozzles) and gas consumption on the degree of organization and protection of the gas-liquid flow (GLF) when the gas blowing into the working space of the steel-tapping channel.Was obtained mathematical relation characterizing the mutual influence on the opening angle of the GLF between of the relative length of the "reaction zone" (x) and the gas flow rate through the nozzle. It is shown that when the length of the "reaction zone" decreases, an extremum occurs at lower gas consumption, and the value of "subcritical" gas consumption has a greater range. So, when the length of the "reaction zone" decreases, an extremum occurs at lower gas consumption, and the value of "subcritical" gas consumption has a greater range.The possibility of retaining the angle of disclosure of the gas-liquid flow (α) in the range of up to 5° with a relative length of the reaction zone of 0,75 has been proved. It is shown that with an increase of α from 1...3° to 10°, the efficiency of the protective action of argon (k) decreases from 0,99 to 0,72. At x = 0,75, the coefficient k is in the range of 0,89...0,99. It is established that when the critical gas flow is exceeded and x = 0,25, the value of α rises to an inadmissible 10...15°.The classification of the purges of the melt flow in the steel-tapping channel is proposed, depending on the angle of inclination of the gas jets relative to the axis of the last (γ) in accordance with which are allocated: the mode of "interruption" (γ > 78°), at which the gas jets unclosed, the formation of the gas-liquid flow does not occur; the mode of "closing" (0, Приведены результаты лабораторных исследований по определению гидрогазодинамических закономерностей формирования газометаллического потока на выпуске из кислородного конвертера в стальковш за счет вдувания в поток расплава дозвуковых струй аргона через расположенные в сталевыпускном канале сопла. Определено влияние конструктивных параметров предложенной конструкции двухкамерного сталевыпускного канала и расхода газа на степень организации и защиты газожидкостного потока (ГЖП) при вдувании газа в рабочее пространство канала. Получена математическая зависимость, характеризующая взаимное влияние относительной длины «реакционной зоны» (х) и расхода газа через сопло на угол раскрытия ГЖП. Показано, что при х = 0,25 и удельном расходе газа 0,05 м3/мин. на одно сопло в канале формируется газожидкостный поток с углом раскрытия α = 3°, а при х = 0,75 существует возможность для повышения расхода газа в два раза с сохранением показателей степени организации ГЖП с развитой межфазной поверхностью. Доказана возможность удержания угла раскрытия газожидкостного потока в пределах до 5° при относительной длине реакционной зоны 0,75. Показано, что увеличение значений α приводит к уменьшению эффективности защитного действия аргона. Предложена классификация режимов продувки потока расплава в сталевыпускном канале в зависимости от угла наклона газовых струй относительно оси последнего., Наведено результати дослідження гідрогазодинамічних закономірностей формування газометалевого потоку на випуску з кисневого конвертера у стальківш за рахунок вдування у потік розплаву дозвукових струменів аргону крізь сопла, розташовані у сталевипускному каналі.З використанням методики низькотемпературного моделювання визначено вплив конструктивних параметрів запропонованої конструкції двокамерного сталевипускного каналу (довжини «реакційної зони», кількості і місця розташування газових сопел) і витрати газу на ступені організації і захисту газорідинного потоку (ГРП) при вдуванні газу у робочий простір сталевипускного каналу.Отримано математичну залежність, що характеризує взаємний вплив відносної довжини «реакційної зони» (х) і витрат газу крізь сопло на кут розкриття ГРП. Показано, що при зменшенні довжини «реакційної зони» екстремум настає при менших витратах газу, а значення «докритичної» витрати газу мають більший діапазон. Так, при х = 0,25 і питомій витраті газу у 0,05 м3/хв. на одне сопло формується газорідинний потік з кутом розкриття α = 3°, а при х = 0,75 є можливість для підвищення витрат газу вдвічі зі збереженням показників ступеня організації ГРП з розвиненою міжфазною поверхнею.Доведено можливість утримання кута розкриття газорідинного потоку (α) у межах до 5° при відносній довжині реакційної зони 0,75. Показано, що при збільшенні α з 1…3° до 10° коефіцієнт ефективності захисної дії аргону (к) знижується з 0,99 до 0,72. При х = 0,75 коефіцієнт к знаходиться у діапазоні 0,89…0,99. Встановлено, що при перевищенні критичної витрати газу та х = 0,25 величина α підвищується до недопустимих 10…15°.Запропоновано класифікацію режимів продувки потоку розплаву у сталевипускному каналі у залежності від кута нахилу газових струменів відносно осі останнього (γ), у відповідності з якою виділено: режим «розімкнення» (γ > 78°), при якому газові струмені розімкнуті, формування газорідинного потоку не відбувається; режим «змикання» (0

Создание твердых сплавов для сложных условий эксплуатации основано на использовании металлических порошков, в частности вольфрама. Растущее потребление вольфрама в промышленности диктует необходимость совершенствования технологий его получения из техногенных отходов. Цель работы состояла в восстановлении металлического вольфрама в виде порошка из хлоридных и хлоридно-фторидных расплавов и определении факторов, влияющих на его дисперсность. Исходным сырьем служил оксид вольфрама WO3, полученный электрохимическим способом из вторичного сырья (псевдосплавов вольфрама карбидного типа ВК-6). В качестве расплава были использованы эвтектические смеси KCl–NaCl–CsBr и NaCl–KCl–CsBr–Na3WO3F3. Установлено, что при электролизе расплава с высоким содержанием WO2F42–вольфрам выделяется в виде высокодисперсного порошка. Морфология осадков демонстрирует зависимость размеров зерен порошка вольфрама от условий электролиза. По результатам исследования разработан сравнительно недорогой и производительный способ получения порошка вольфрама.

Представлены технологические схемы свободного и принудительного заполнения пор порошковой композиции расплавом металла. Примером опробования предложенных схем являлась пропитка расплавом алюминия порошковой композиции «B-Al-W». Принудительная пропитка осуществлялась воздействием на расплав импульсным магнитным полем. Экспериментально с помощью металлографического исследования установлена граница проникновения расплава в поры порошка в зависимости от величины силового воздействия на расплав. Подтверждена реальность разработанного способа плакирования порошка расплавом металла и определены направления дальнейших системных исследований в разработке новой технологии.

Представлены данные, свидетельствующие, что при наплавке одним и двумя ленточными электродами от параметров режима зависит соотношение дугового и шлакового процессов, направление и интенсивность конвективных потоков в сварочной ванне, что влияет на неравномерность проплавления основного металла. Анализ результатов экспериментов показывает, что возникновение неравномерного проплавления связано с механизмом теплопередачи от расплава ванны основному металлу. Это в значительной мере влияет на неравномерность абсолютной величины глубины проплавления. В условиях наплавки двумя ленточными электродами абсолютная величина, неравномерность, а также несимметричность поперечного сечения зоны проплавления, зависят от токовой нагрузки ленточных электродов, Наведені дані, які показують, що при наплавленні одним і двома стрічковими електродами від параметрів режиму залежить співвідношення дугового і шлакового процесів, напрямок та інтенсивність потоків в зварювальній ванні, що впливає на нерівномірність проплавлення основного металу. Аналіз результатів експериментів показує, що виникнення нерівномірного проплавлення пов’язано з механізмом теплообміну між розплавом ванни та основним металом. Це в значній мірі впливає на нерівномірність абсолютного значення глибини проплавлення. В умовах наплавлення двома стрічковими електродами абсолютне значення, нерівномірність, а також асиметрія поперечного перерізу зони проплавлення основного металу, залежать від співвідношення струмів в стрічкових електродах. Це впливає на характер процесу наплавлення під флюсом, розподіл теплової енергії по ширині джерела, формоутворення зварювальної ванни, об’єм розплавленого металу, площу поперечного перерізу та глибину проплавлення основного металу. При рівному значенні струмів в обох електродах нерівномірність розподілу температури та швидкостей потоку в ванні призводять до заглиблення проплавлення в середині ванни. Коли доля струму у другому (в напрямку наплавлення) електроді зростає до 0,6, збільшується інтенсивність циркуляції розплавленого шлаку, його температура вирівнюється, що впливає на швидкість потоку металевого розплаву i його рівномірність по ширині зварювальної ванни. Різність найбільшої й середньої температури, ентальпії та в’язкості розплаву ванни зменшується, як i швидкість потоку. Це підтверджується даними експериментів та показує зниження нерівномірності глибини проплавлення, The data of the molten weld pool influence on the increasing non-uniformity of the parent metal penetration during submerged arc surfacing using one or two strip electrodes have been presented. The experimental results of the investigation show that non-uniform penetration of the parent metal is influenced by the mass and heat flow in the weld pool. The axial bottom flow of the liquid metal during surfacing with one and two strip electrodes results in non-uniform penetration of the parent metal. In the process of submerged arc surfacing using two strip electrodes, the liquid weld metal flow and the penetration of the parent metal depend on the ratio of the current in the first and second strip electrodes. When the current in the first and second strip electrodes is the same the distribution of the temperature and flow rate across the width of the weld pool is not uniform. It leads to mass and heat flow just in the middle of the weld pool and non-uniform penetration of the parent metal with the bottom flow. The non-uniform penetration of the parent metal is influenced by the axial bottom flow. It is shown that raising the fraction of the current in the second strip electrode up to 0,6 from the total current increases the intensity of the circulation of the molten slag; its temperature becomes more equal which changes the flow rate across the width of the weld pool. The difference of the value of the maximum and average temperature, enthalpy and viscosity of the molten weld pool decreases, what influences on flow rate of the liquid metal. The experiments show that the non-uniformity of the parent metal penetration decreases

The reasons and the degree of the existing assimilation by the converter bath of the blast stream of oxidizing gas (oxygen) for refining the melt during the purging period have been considered. It has been shown that the degree of oxygen absorption from the blast of a metal bath is related to the fact that the peripheral part of the oxygen jet is reflected lengthwise from the exit section of the nozzles to the surface of the metallic melt because of the converter gases counterflows in the converter gas space and the slag layer. As this takes place the degree of oxygen uptake due to these factors is reduced by 5-35% depending on the regime parameters, on the design of the blowing devices, the portable properties of supersonic jets in the high-temperature gas cavity of the converter with counter flows of converter gases and melt, on the height of the tuyere position above the metallic melt and etc. The assimilation process is also influenced by the interaction of the gas jet with the liquid melt at the top injection, which is different for different intensity of blasting and the height of the location of the lance - laminar, transient or turbulent. It is shown that the existing mode of transferring disturbances from the surrounding atmosphere into the jet affects the regime of gas interaction with the melt. Appropriate analytical relationships for the determination and examples of calculation of the degree of oxygen assimilation by a metal melt in 160-t and 350-t converters of the upper blast during the interaction of oxidant flows with converter gases and slagmetallic melt are given. It has been found that during the main blowing time, the degree of oxygen uptake increases with increasing blast intensity, oxidizer speed in the effective (isobaric) section, with increasing characteristic sizes (diameters) of the nozzles and reducing their number, with lowering the tuyere and decreasing the distance from the root of the escaping jets to the metal surface bath, Рассмотрены вопросы усвоения кислорода конвертерной ванной в период продувки во время взаимодействия кислородной струи с окружающей газовой средой и шлаком при ее истечении в полости конвертера верхнего дутья без учета дожигания конвертерных газов в шлаке и газовой полости конвертера. Показана зависимость степени усвоения от параметров истечения кислородного потока из сопел фурм верхнего дутья и других параметров продувки, Розглянуто причини та ступінь існуючого засвоєння конвертерною ванною дуттєвого потоку окисного газу (кисню) для рафінування розплаву в період продувки. Показано, що ступінь засвоєння кисню дуття металевою ванною пов'язана з фактом відображення периферійної частини кисневого струменя на її довжині від вихідного перетину сопла до поверхні металевого розплаву через наявність зустрічних потоків конвертерних газів в газовій порожнині конвертера і шару шлаку. При цьому ступінь засвоєння кисню через зазначені чинники зменшується на 5-35% в залежності від режимних параметрів, конструкції дуттєвих пристроїв, переносних властивостей надзвукових струменів високотемпературної газової порожнини конвертера із зустрічними потоками конвертерних газів і розплавів, від висоти розташування фурми над металевим розплавом та ін. На процес засвоєння також впливає режим взаємодії газового струменя з рідким розплавом при верхньому дутті, який різний при різній інтенсивності дуття і висоти розташування фурми – ламінарний, перехідний або турбулентний. Показано, що на режим взаємодії газу з розплавом, в свою чергу, впливає існуюча можливість передачі збурень з навколишньої атмосфери в струмінь. Наведено відповідні аналітичні співвідношення для визначення та приклади розрахунку ступеня засвоєння кисню металевим розплавом в 160-т і 350-т конвертерах верхнього дуття при взаємодії потоків окислювача з конвертерними газами і шлакометалевим розплавом. Встановлено, що в основний час продувки ступінь засвоєння кисню збільшується з ростом інтенсивності дуття, швидкості окислювача в ефективному (ізобаричному) перерізі, при збільшенні характерних розмірів (діаметрів) сопел і зменшенні їх числа, опусканні фурми і зниженні відстані від кореня струменів, які витікають, до поверхні металевої ванни

Проведены исследования концентрационных условий выращивания кристаллов LiNbO3 : Zn в интервале концентраций легирующей добавки ZnO в расплаве ~ 4,0÷9,0 мол. % с шагом ~ 1 мол. %, а вблизи «пороговой» концентрации (~ 6,8 мол. %) с шагом ~ 0,1 мол. %. Определены пороговые концентрации примеси, соответствующие существенному изменению условий образования кристаллов LiNbO3 : Zn: ~ 5,4 и 6,8 мол. % ZnO в расплаве. С помощью спектроскопии фотоиндуцированного рассеяния света (ФИРС) и метода лазерной коноскопии выполнены сравнительные исследования оптических характеристик монокристаллов LiNbO3 : Zn. Установлено, что в интервале концентраций легирующей добавки ZnO ~ 4÷6.8 мол. % в расплаве возможно получение оптически однородных бездефектных кристаллов LiNbO3 : Zn, обладающих высокой стойкостью к оптическому повреждению., We have conducted a research of concentration conditions of growing of LiNbO3 : Zn crystals in the range of concentrations of alloying additives to the ZnO in the melt ~ 4,0 ÷ 9,0 mol. % with a step of ~ 1 mol. %, near threshold concentration of ~ 6,8 mol. % with a step of ~ 0,1 mol. %. The determined threshold concentration of impurities, corresponding to a significant change in the conditions of LiNbO3 : Zn crystals formation: ~ 5,4 and 6,80 mol. % ZnO in the melt. Using the method of photorefractive light scattering and the method of laser conoscope we made a comparative study of optical properties of single LiNbO3 : Zn crystals. It has been revealed that in the interval of concentrations of alloying ZnO ~ 4÷6?8 mol. % in the melt, it is possible to obtain optically homogeneous and defect-free LiNbO3 : Zn crystals, having high resistance to optical damage., №1 (2018)