Preview

ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации

Расширенный поиск

ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации

Научно-технический и производственный журнал

Издается с апреля 1944 года.

Учредитель: Центральный научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований черной металлургии.

Издатель: Центральный научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований черной металлургии.

Журнал входит в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук». Выходит ежемесячно.

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Свидетельство о регистрации ПИ № 77-18479). Выходит ежемесячно.

Распространяется по подписке в России, странах СНГ и других странах мира. Подписной индекс в Объединенном каталоге «Пресса России». Индекс 12046.

В журнале публикуются в основном результаты прикладных и поисковых научных исследований, аспирантских работ,  их внедрения в производство на предприятиях черной металлургии. Значительное внимание уделяется публикации обзорных, проблемных и дискуссионных работ по актуальным вопросам современной черной металлургии.

Журнал предназначен для сотрудников научно-исследовательских институтов, научных работников, аспирантов и профессорско-преподавательского состава  высших учебных заведений, инженерно-технических работников производственных предприятий и проектных организаций черной металлургии и смежных отраслей.

Журнал представлен в базе данных CAS (Chemical Abstracts Service) и РИНЦ.

 

Текущий выпуск

Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
Том 77, № 1 (2021)
Скачать выпуск PDF

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ И В ИНСТИТУТАХ. Аглодоменное производство

11-19 7
Аннотация

В железорудной части шихты доменной плавки широко применяются офлюсованные железорудные окатыши, получаемые с использованием сырого известняка, разложение которого в процессе их обжига требует значительных энергетических затрат. Цель работы ― исследование изменения качества сырых и обожженных окатышей, а также их металлургических свойств, обусловленных заменой известняка обожженной и гашеной известью. Проведено физическое моделирование процесса окомкования и обжига окатышей, в ходе эксперимента осуществлено моделирование полной и частичной замены известняка известью и с частичной заменой его гашеной известью. Приведены диаграммы пластичности и прочности сырых и обожженных окатышей при различной доле известняка, обожженной и гашеной извести. Показано, что прочность при восстановлении RDI-1 (ISO 4696-1) имеет тенденцию к улучшению при использовании извести. Рост значения индекса RDI+6,3 составил 3,6 % (абс.) при использовании негашеной извести и 2,4 % (абс.) при использовании гашеной. Значения индекса RDI−3,15 снизились на 1,06 % (абс.) и 0,88 % (абс.), а индекса RDI−0,5 ― на 0,75 % (абс.) и 0,8 % (абс.) при использовании негашеной и гашеной извести соответственно. Высказано предположение, что использование гашеной извести может способствовать снижению дозировки бентонита и тем самым повысить содержание железа общего. Установлено, что использование извести позволяет снизить расход тепла на обжиг окатышей. Использование в технологии производства окатышей гашеной извести взамен известняка повышает их прочность при восстановлении и на сжатие, что позволяет достигнуть в процессе применения таких окатышей в доменной плавке или при их металлизации более высокой эффективности по сравнению с использованием окатышей, офлюсованных известняком.

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ И В ИНСТИТУТАХ. Сталеплавильное производство

20-27 7
Аннотация

Рост цен на расходные материалы и энергоносители, повышение требований к качеству стали остро ставят вопросы интенсификации процессов внепечной обработки и снижения их энерго- и материалоемкости. Проведен анализ потерь энергии в установке ковш-печь, а также проанализированы основные факторы, влияющие на затраты энергии во время обработки. Разработана методика составления теплового баланса установки ковш-печь: предложено процесс обработки расплава в установке ковш-печь представлять как последовательность отдельных операций, каждая из которых отличается спецификой проводимых процессов (нагрев, десульфурация, легирование) и их сочетанием. На основе анализа 20 тысяч паспортов плавок на установке ковш-печь кислородно-конвертерного цеха ПАО ММК разработана математическая модель системы энергообеспечения установки ковш-печь. На основе проведенного анализа предложена стратегия автоматизации нагрева. В особенности выделены электрические потери, т. е. общие потери энергии электрической дуги, в которые условно включены потери излучением незакрытой шлаком части дуги. Управление данными потоками создает условия для повышения эффективности нагрева. Сделаны выводы, что уменьшение электрических потерь наблюдается при длительных (порядка 8−12 мин) нагревах при достаточном количестве шлака, а также при вводе присадок после нагрева. Такой режим обеспечивает снижение тепловых потерь на 4−5 %. Предложена новая технология организации обработки расплава стали в установке ковш-печь, отличающаяся пониженными затратами электроэнергии.

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ И В ИНСТИТУТАХ. Прокатное производство

28-33 7
Аннотация

Для определения свариваемости и качества сварного стыка большое значение имеет информация о кинетике превращения переохлажденного аустенита рельсовой стали. Приведены термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита сталей Э76ХФ, Э76ХАФ и Э76Ф, построенные по результатам дилатометрических, металлографических и дюрометрических исследований образцов рельсовой стали. Показано, что увеличение содержания хрома в составе сталей Э76Ф и Э76ХФ от 0,09 до 0,39 % вызывает расширение по температурной шкале области распада переохлажденного аустенита на феррито-цементитную смесь и повышение устойчивости переохлажденного аустенита к распаду по временной шкале в области образования феррито-цементитной смеси, что можно охарактеризовать как уменьшение критической скорости закалки со 100 до 30 °С/с. Это позволяет получать при охлаждении со скоростями в диапазоне от 0,1 до 30 °С/с структурные состояния большей твердости. Установлено, что повышение содержания ванадия с 0,04 до 0,07 % не вызывает качественных изменений на термокинетической диаграмме распада переохлажденного аустенита. Однако поскольку ванадий является сильным карбидообразующим элементом, который при низких скоростях охлаждения соединяется с углеродом и выводит его из твердого раствора, в образце из стали Э76ХФ с меньшим содержанием ванадия при охлаждении со скоростями от 0,1 до 10 °С/с реализуется несколько более высокий уровень твердости, чем в образце из стали Э76ХАФ. Увеличение содержания хрома в составе сплава приводит к повышению температуры конца образования аустенита при нагреве с 760 до 774 °С, а температура начала мартенситного превращения при этом остается практически неизменной и находится на уровне 230 °С. В сталях Э76ХФ и Э76ХАФ, в состав которых введен хром в количестве 0,37−0,39 %, после охлаждения со скоростями 1 °С/с и менее в результате распада переохлажденного аустенита помимо феррито-карбидной смеси перлитного типа наблюдается образование избыточного феррита с объемной долей 4−5 %. Однако в образце из стали Э76Ф, в составе которой содержание хрома находится на уровне 0,09 % при близком содержании углерода, после охлаждения в аналогичном диапазоне скоростей в результате распада переохлажденного аустенита образуется феррито-карбидная смесь перлитного типа с незначительными следами избыточного феррита в структуре.

34-45 7
Аннотация

Азотирование является одним из наиболее распространенных способов поверхностного упрочнения ответственных деталей машин. С целью разработки методологических основ структурной оценки параметров качества азотированных поверхностных слоев пары трения скольжения методами рентгеноструктурного анализа и триботехнических испытаний изучали структуру и эксплуатационные свойства азотированных конструкционных сталей и сплавов. Исследовали стали перлитного и мартенситного классов (40Х, 38Х2МЮА, ВКС-7), модельные сплавы на основе железа с ОЦК решеткой, легированные хромом, молибденом, алюминием в количестве до 4 % (ат.), сплавы на основе железа с ГЦК решеткой, легированные никелем [29 % (ат.)], хромом, алюминием, титаном в количестве до 4 % (ат.), а также аустенитные высокохромистые стали 12Х18Н10Т, 08Х16Г15Н5МАФ, сталь 16Х3НВФМБ-Ш и высокомарганцовистую сталь 40Г14Н8Х3Б1. Насыщение поверхности образцов осуществляли газовым, ионным, газобарическим азотированием и ионной имплантацией азота. Оценивалась совокупность макроскопических (триботехнических) и микроскопических (структурных) показателей, характеризующих физику и механику процесса трения на разных иерархических уровнях и дающих информацию о свойствах антифрикционных покрытий, модифицированных слоев и работоспособности узла трения в условиях контактной деформации. Установлено, что при повышении температуры азотирования от 540 до 700 °С для сплавов с ферритной матрицей наблюдается уменьшение твердости поверхностного слоя и физического уширения рентгеновских линий. Относительная износостойкость при этом имеет максимум при 620 °С. Для сплавов с аустенитной матрицей происходит рост твердости, уширения рентгеновских линий и относительной износостойкости с повышением температуры. Указанные параметры растут в последовательности Fe−Ni, Fe−Ni−Al, Fe−Ni−Cr, Fe−Ni−Ti. Газобарическое азотирование позволяет получить более высокие характеристики эксплуатационных свойств деталей (износостойкости и контактной прочности). На основе обобщения результатов экспериментальных исследований азотированных сталей и сплавов разного состава и с разными кристаллическими решетками установлены наиболее значимые характеристики структурного состояния и свойств приповерхностных микрообъемов, влияющих на уровень поверхностного разрушения при трении: размер частиц нитридов легирующих элементов, расстояние между ними, микродеформация кристаллической решетки твердого раствора, значения физического уширения рентгеновских линий твердого раствора, его твердость и изменение твердости при трении, запас пластичности. Разработаны обобщенный критерий свойств поверхностного слоя, учитывающий характеристики структуры и свойств азотированного слоя и зоны поверхностной контактной пластической деформации при трении, и методические основы структурной оценки параметров качества поверхностных слоев пар трения скольжения. Стендовыми испытаниями подтверждена эффективность применения обобщенного параметра структуры и свойств поверхностных слоев для выбора материалов узла трения. Сформулированные положения рекомендуется для оптимизации технологического процесса азотирования с позиций трибологии и выбора материалов пар трения.

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ И В ИНСТИТУТАХ. Трубное производство

46-54 7
Аннотация

Ключевым фактором, оказывающим влияние на срок службы промысловых трубопроводов, является коррозия. В работе представлен обзор способов защиты внутренней поверхности кольцевых сварных швов и прилегающих к ним концевых участков труб, показаны их несовершенства и предложена технология защиты способом дуговой наплавки коррозионно-стойкого покрытия. Разработанная технология не приводит к значительному перегреву металла трубы, гарантируя соответствующий уровень механических свойств. Правильно подобранные параметры режима наплавки обеспечивают минимальное перемешивание в процессе наплавки, снижение концентрации основных легирующих элементов (Cr и Ni) в защитном слое не превышает 20 %. Для определения минимальной длины защитного слоя в качестве возможных способов сварки рассмотрены ручная дуговая и сварка в среде защитных газов плавящимся электродом. Моделирование в программном комплексе SYSWELD позволило определить участки подверженные критическому нагреву, что подтверждено данными, полученными в ходе имитации кольцевого шва в лабораторных условиях на патрубках типоразмером 159×8 мм. Предложенная технология исключает пористость наплавленного слоя и прочие дефекты, снижающие эффективность защиты металла трубы. Содержание легирующих элементов подобрано таким образом, чтобы наплавленное покрытие было склонно к пассивации и обладало высокой стойкостью к коррозионным процессам. Скорость общей коррозии при испытаниях в соляном растворе, содержащем сероводород, благодаря аустенитной структуре составляет менее 0,1 мм/год. Эффективность предложенной технологии подтверждается положительным результатом опытно-промысловых испытаний в байпасной линии в условиях Суторминского нефтегазоконденсатного месторождения.

55-62 7
Аннотация

Для производства бесшовных горячекатаных труб используются круглые непрерывнолитые заготовки (НЛЗ), диаметр которых ограничен предельными размерами кристаллизаторов. Расширение сортамента заготовок для обеспечения трубопрокатных агрегатов (ТПА) требуемыми диаметрами возможно посредством предварительного обжатия НЛЗ, которое осуществляется преимущественно на трехвалковых станах винтовой прокатки с мощными приводами. При отсутствии на трубопрокатном заводе таких станов операция обжатия заготовок может осуществляться на имеющихся в составе различных ТПА трехвалковых раскатных станах Ассела. Однако возможности таких станов ограничены допустимыми токовыми нагрузками на их приводы, поскольку они рассчитаны на раскатку черновых труб, а не на обжатие сплошных заготовок. Для определения энергосиловых параметров процесса обжатия трубных заготовок на трехвалковых раскатных станах разработана математическая модель, учитывающая геометрические, температурные, кинематические и деформационные особенности посредством определения объема набегающего металла перед раскаткой на каждом валке, сечения формирования диаметра обжатой заготовки и изменения температуры заготовки во время обжатия. Разработан программный продукт Reduction Motor Load 2020 (RML2020), включающий расчетное ядро на базе математической модели по определению энергосиловых параметров процесса обжатия и модуль анализа исходных данных с системой граничных условий. Интерфейс программного продукта позволяет отображать результаты расчетов и анализа как в числовом виде, так и в виде графиков. Программный продукт содержит базу данных по основным маркам сталей и позволяет производить расчет токовых нагрузок на привод стана Ассела при обжатии заготовок из различных марок сталей, анализ допустимых значений различных исходных параметров (диаметров исходной и обжатой заготовок, температуры исходной заготовки, угла подачи и частоты вращения валков) для обеспечения работы станов в допустимом диапазоне токовых нагрузок. Предусмотрены возможности формирования отчета в виде документа Excel и сбора статистических данных фактических токовых нагрузок. С использованием программного продукта RML2020 определены допустимые режимы обжатия заготовок из стали 15Х13Н2 диам. 156 мм в заготовки диам. 120 мм на раскатных станах Ассела ТПЦ-1 АО ВТЗ.

63-69 5
Аннотация

Производство труб методом горячего прессования характеризуется высоким уровнем ресурсоемкости и значительной стоимостью исходного сырья. В связи с этим отходы и потери металла оказывают значительное влияние на себестоимость продукции, что обусловливает важность объективного и научно обоснованного планирования расхода металла. Рассмотрены некоторые особенности производства труб на трубопрессовых установках, влияющих на уровень отходов и потерь металла. Изложены методические подходы к планированию и оценке расхода металла при изготовлении горячепрессованных труб, основанные на расчетно-аналитическом методе. Показано преимущество применения расчетно-аналитического метода нормирования расхода металла. Дано пояснение особенностей реализации расчетно-аналитического метода, применяемого для современного нормирования с использованием систем обработки информации на базе электронно-вычислительных машин. Представлены базовые материалы инструкции по нормированию расхода черных металлов при производстве стальных труб, применяемой для однопередельной схемы производства, показаны ее преимущества и недостатки. Рассмотрены исторические аспекты исследования в сфере нормирования расхода металла на заводах группы ТМК. Приведен подробный список литературных источников, включающих корпоративные материалы группы ТМК, используемые для создания программ нормирования расхода металла при производстве горячепрессованных труб в ТПЦ-2 АО “Волжский трубный завод”. Приведены элементы разработанной математической модели, используемой для создания программного продукта. Описан комплекс функциональных возможностей программы, необходимых для оперативного автоматизированного расчета частных расходных коэффициентов, норм расхода и структуры отходов металла по технологическим переделам. Сделан вывод об эффекте реализации полученной модели, выраженном в организации процесса технического нормирования, отвечающего актуальным требованиям, позволяющего устанавливать научно и технологически обоснованные индивидуальные нормы расхода металла, отражающие объективное состояние процессов производства горячепрессованных труб.

70-79 8
Аннотация

Технология производства бесшовных труб методом прессования позволяет осуществлять формоизменение трубных заготовок из малопластичных материалов. Однако низкая стойкость рабочего инструмента ограничивает область ее применения. Целью исследования являлось определение оптимальных параметров технологических процессов прессования труб. В качестве критериев приняты минимизация энергосиловых параметров очага деформации и повышение разовой деформации металла, что позволит увеличить производительность прессов, повысить стойкость рабочих инструментов и точность геометрических размеров труб. Разработана математическая модель очага деформации и напряженного состояния трубной заготовки. Выявлено влияние калибровки образующей матрицы и параметров очага деформации на характер изменения энергосиловых параметров. Установлена зависимость энергосиловых параметров от калибровки матрицы и геометрических параметров очага деформации для пресса 50 МН. Результаты математического моделирования процесса прессования труб показали, что по всей длине очага деформации с увеличением скорости течения металла на формообразующей оправке и калиброванной матрицы наблюдается увеличение касательных и нормальных напряжений. Решена задача параметрической оптимизации профиля (калибровки) матрицы в интерпретации базовой вариационной задачи Эйлера для определенного функционала прессования труб. Установлено, что с увеличением скорости процесса прессования энергосиловые параметры очага деформации приобретают ярко выраженный динамический характер. При этом путем оптимизации калибровки матрицы достигнуто увеличение стойкости рабочих инструментов трубопрофильного пресса 50 МН (матриц ― в 2 раза, оправок ― в 4 раза, втулок контейнера ― на 40 %, пресс-шайб ― в 2 раза).

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ И В ИНСТИТУТАХ. Метизное производство

80-89 7
Аннотация

При поставке на российский рынок оборудования для производства арматуры классов А500 и В500 в холодном состоянии иностранными компаниями производитель, как правило, оценивает его производственные показатели общепринятыми параметрами: коэффициентом использования машинного времени КИО, скоростью волочения и диаметром арматуры (иногда с удельной дифференциацией). Обычно КИО и скорости волочения показаны как наивысшие достижения без учета конкретных условий эксплуатации у заказчика, а иногда и конфигурации самого оборудования. Заказчик оборудования при достаточно высокой его цене зачастую сталкивается с низким КПД соответствия заявленных производителем оборудования высоких производственных параметров при реализации у себя на практике. Показано, что волочильные линии для производства указанных классов арматуры являются типичными по составу оборудования, например, размоточного и силового сегментов. Отличаться может только оборудование намоточного сегмента. Такое оборудование относится к оборудованию цикличной выдачи продукции, которая осуществляется только при перевалке катушки (наполненной на пустую). Накопление тоннажа обеспечивается числом катушек, что в итоге (смену, сутки, месяц и год) формирует производственную программу таких волочильных линий. Если перевалка катушек при любой конфигурации намотчика (автоматической, полуавтоматической или ручной) требует остановки волочильной линии, то такие остановки нельзя не учитывать в балансе времени работы и простоев линии. Их учет может существенно менять заявляемые показатели производства. По сути, производственную программу таких волочильных линий нужно выстраивать с учетом актуального, а не рекламного КИО. Приведены результаты мониторинга рекламных (контрактных) данных некоторых иностранных компаний для оценки актуальности представленных ими показателей по производственным программам оборудования, поставляемого на российский рынок. Проведенные расчеты простоев с учетом времени перевалки и тоннажа катушек как в условном показателе производительности волочильных линий и их анализ показали, что в представленном в анализируемых контрактах виде рекламные данные нельзя считать представительскими и референтными для построения коммерческой производственной программы заказчика оборудования. Предложен метод расчета и даны рекомендации, которые любой заказчик может использовать при составлении заявки на покупку волочильного оборудования у любого производителя. Также указанный метод может быть использован для внутреннего мониторинга собственного производства в условиях конкретного состояния инженерной инфраструктуры и уровня автоматизации и механизации основных технологических операций.

ВЫСТАВКИ, КОНФЕРЕНЦИИ, СИМПОЗИУМЫ

 
90-91
Аннотация

А.Г. Корчунов, председатель организационного комитета, проректор по международной деятельности МГТУ им. Г.И. Носова E-mail: international@magtu.ru

 
92-98
Аннотация

Подборка экспресс-информации в этом номере сделана по материалам, опубликованным в периодических зарубежных информационных источниках за ноябрь–декабрь 2020 г.

ЭКСПРЕСС-ИНФОРМАЦИЯ

 
102-112
Аннотация

По данным российских и зарубежных СМИ и пресс-служб предприятий

Объявления

2021-01-19

Выставки «Металлургия.Россия’2021», «Литмаш.Россия’2021» и «Трубы.Россия’2021» пройдут на Красной Пресне 8-10 июня 2021 г.

С 8 по 10 июня 2021 г. в Экспоцентре на Красной Пресне состоятся международные выставки «Металлургия.Россия’2021», «Литмаш.Россия’2021» и «Трубы.Россия’2021».

На одной площадке будут представлены производители широкого спектра оборудования и технологий для металлургии, машиностроения и литейного производства, что позволит ознакомиться с новейшими разработками для производства чугуна, стали, проката и трубной продукции, а также продукции из цветных металлов, алюминия и изделий из алюминиевых сплавов.
 
Еще объявления...