Металлургия. Металлы и сплавы

Пособие посвящено основам технологии выплавки низкоуглеродистого полупродукта в конвертерах с комбинированной продувкой. Подробно рассмотрены требования к шихтовым материалам, шихтовке плавки и подготовке конвертера к работе. Кратко описаны дутьевой и шлаковые режимы плавки, исходя из существующих требований технологических регламентов КЦ-1 и КЦ-2 ПАО «НЛМК». Уделено внимание устройству кислородного конвертера, выпуску расплава из конвертера в сталеразливочный ковш и основным периодам плавки.

В методических указаниях дано краткое изложение вопросов теории внепечной обработки стали, приведены примеры решения задач, а также задачи для самостоятельного решения, что должно способствовать более прочному усвоению знаний о процессах, протекающих при внепечной обработке стали, и приобретению навыков в физико-химических расчетах.

Пособие посвящено основам технологии производства различных групп марок конструкционной стали в условиях конвертерных цехов КЦ-1 и КЦ-2 ПАО «НЛМК». Подробно рассмотрены общие положения технологий и основное технологическое оборудование участков внепечной обработки стали конвертерных цехов. Особенное внимание уделено обработке стали на УДМ, АЦВ и УПК. Представлены основные требования к технологической оснастке, стальковшам и материалам внепечной обработки стали.

В журнале «Вестник Липецкого государственного технического университета» публикуются статьи, содержащие наиболее существенные результаты научно-технических экспериментальных исследований, а также итоги работ проблемного характера по следующим рубрикам: Информатика, вычислительная техника и управление; Металлургия; Транспорт и логистика. В одной из статей рассматривается применение статистических методов, в частности,методов корреляционного, факторного и регрессионного анализа для исследования набора показателей, относящихся к социально-психологической сфере, на примере численных значений уровня развитости критического мышления у студентов.

Учебное пособие содержит аутентичные тексты на английском и русском языках по основным темам металлургического производства. Перевод этих текстов позволит студентам овладеть базовой терминологией черной металлургии на английском и русском языках.

В монографии представлены материалы анализа определения технического состояния железобетонных порталов и стоек открытого распределительного устройства 110 кВ, как визуальными, так и инструментальными методами обследования. Осуществлена выработка предложений и рекомендаций по восстановлению рабочих параметров железобетонных порталов и стоек открытого распределительного устройства подстанции при их ремонте и реконструкции.

Учебник является оригинальным изданием и не имеет аналогов среди литературы по химии, использующейся в учебном процессе технических университетов и вузов. По содержанию и структуре книга представляет собой совокупность учебника, задачника и практикума и состоит из трех разделов. Первый посвящен современным вопросам классификации, строения, получения и очистки металлов. Во втором разделе рассмотрены основные физические и химические свойства металлов. Третий раздел содержит материал, охватывающий сплавы и растворы в металлических системах. Материал учебника изложен в доступной, но в тоже время достаточно строгой форме. Некоторые темы в нем освещены более глубоко, чем в существующих учебниках, и, главное, методически удачнее. Приведенные на форзацах современные формы Периодической системы элементов Д.И. Менделеева отражают существование и проблемы их классификации и синтеза. Указана коррозионная стойкость большинства металлов, которая является одним из важнейших требований, предъявляемых к конструкционным металлическим материалам. Периодические системы с такой информацией в современных учебниках практически не приводились.

Учебное пособие служит руководством для студентов при освоении и подготовке к защите модуля «Электрохимические процессы» по курсу общей химии и модуля «Химическая и электрохимическая коррозия» по курсу «Теория коррозии и методы защиты металлов» в соответствии с программами бакалавриата и специалитета технических направлений. Изложены теоретические представления о механизмах коррозии, рассмотрены классификация коррозионных процессов, их кинетические и термодинамические закономерности, методы защиты от коррозии. Приведены расчетные формулы, примеры решения типовых задач, контрольные вопросы и задачи для самостоятельного решения.

Издание содержит методический материал для выполнения домашнего задания «Параметры рентгеновского контроля» по курсу «Радиационные методы контроля», включающий в себя сведения из области радиационных методов неразрушающего контроля сварных соединений и конструкций, позволяющий студентам получить практические навыки решения теоретических и практических задач.

Издание содержит материалы лекций по курсу «Методы контроля проникающими веществами». Представлены сведения о физических основах капиллярных методов контроля. Подробно рассмотрены физические основы методов капиллярной дефектоскопии, оборудование и технология капиллярной дефектоскопии. В приложении даны варианты типовых заданий для проведения промежуточной аттестации студентов.

Приведены материалы лекций по курсу «Методы контроля проникающими веществами», основанные на исследованиях в области контроля герметичности. Усвоение материала учебного пособия позволит студентам получить практические навыки решения теоретических и практических задач.

Предлагаемое учебное пособие содержит описание физических основ и методов акустико-эмиссионного контроля и вибродиагностики опасных производственных объектов. Рассмотрены методики оценки технического состояния диагностируемых объектов. Приведены примеры составления заключения по экспертизе промышленной безопасности опасных производственных объектов и определения безопасных режимов их эксплуатации.

В учебном пособии рассмотрены следующие темы: электрохимическая коррозия; коррозионные разрушения металла; биокоррозия; концепция биопленки и коррозионные явления, сопряженные с воздействием микроорганизмов; физико-химические показатели почвогрунта и методы изучения; микробиологическая характеристика почвы и методы микробиологического исследования; ферментативная активность почв и методы изучения; меры защиты нефтепровода от коррозии; защита нефтегазодобывающего оборудования от коррозии.

Рассмотрены научные основы создания различных групп сталей; особенности структуры, свойств материалов, легирования и обработки различных групп специальных сталей: строительных, коррозионно-стойких, жаропрочных, инструментальных и т. д.

Рассмотрены основные термины, понятия и теоретические основы технического и неразрушающего контроля, технической диагностики и мониторинга состояния объектов техногенной среды.

Рассмотрены различные виды композиционных материалов, их классификация и свойства, а также требования, предъявляемые к ним. Представлен материал для самостоятельной работы студентов по дисциплинам «Материаловедение», «Полимерные и композиционные материалы» и «Физические основы современных методов исследования материалов».

В практикуме даны рекомендации к выполнению домашнего задания по дисциплине «Коррозия и защита материалов», приведены варианты заданий по оценке стойкости к окислению некоторых сплавов, а также теоретические сведения и задания к практическим работам по основным разделам дисциплины.

Целью пособия является формирование у студентов коммуникативной языковой компетенции в области своей специальности, которая реализуется в различных видах речевой деятельности, как устной, так и письменной. Учебное пособие включает 12 текстов по профилю подготовки и упражнения для закрепления материала.

Рассматриваются размерные эффекты в нанообъектах, классификация наноматериалов, их состав, строение, свойства, методы получения и методы исследования.

Пособие включает в себя общие сведения о процессах коррозии и рассматривает основные механизмы химической и электрохимической коррозии. Изложены основы теоретического описания коррозионных явлений, а также термодинамический анализ и вопросы, связанные с кинетикой реакций. Рассмотрено влияние окружающей среды на коррозионные процессы. Освещены основные методы защиты металлов от коррозии. Даны примеры решения типовых задач и приводятся задания для самостоятельной работы. В приложении содержится справочный материал.

пособии рассматривается основное оборудование черной металлургии – дуговые сталеплавильные, рудно-термические печи и установки специального нагрева, а также вопросы теории дуги и электрических цепей с дугами, технологии и конструкции изучаемого оборудования. Основу пособия составляют материалы курса лекций «Теория и практика применения дуговых печей», подготовленных авторским коллективом в рамках проекта ТEMPUS Европейского сообщества 511086-TEMPUS-1-2010-1-DETEMPUS-JPCR «Обучение аспирантов российских университетов энергоэффективным электротехнологиям».

Рассматриваются вопросы улучшения структуры и механических свойств материалов, подвергнутых высокоэнергетическому воздействию, с обеспечением расплавления их локальных объемов. Большое внимание уделено проблеме конструктивной прочности сварных швов и наплавки покрытий из порошковых материалов.

В журнале «Вестник Липецкого государственного технического университета» публикуются статьи, содержащие наиболее существенные результаты научно-технических экспериментальных исследований, а также итоги работ проблемного характера по следующим рубрикам: Информатика, вычислительная техника и управление; Металлургия; Машиностроение; Транспорт и логистика.

В учебном пособии рассмотрены вопросы качества поверхностного слоя деталей машин и основные понятия об инженерии поверхности как научно- технической дисциплины, механизмы разрушения поверхностей трения. Описаны проблемы технологического обеспечения качества поверхностей при механической обработке. Рассмотрены основные технологические методы упрочнения поверхностей трения обработкой поверхностным пластическим деформированием, наплавкой, модифицированием, нанесением покрытий газотермическими методами напыления и др.

В монографии представлен обобщенный материал по диагностике структурно-механического состояния элементов длительно эксплуатируемого высокотемпературного оборудования, предложена параметризация факторов, влияющих на состояние металла его составных частей на разных масштабных иерархических уровнях. Сделана попытка выделить структурные элементы деградации структурно-механического состояния высокотемпературного оборудования на каждом масштабном уровне и установить их иерархию. Исследование поверхности материала оборудования рассмотрено с позиции диагностики самостоятельной подсистемы материала, которая достаточно «информирована» о накоплении им поврежденности даже при изменении масштаба иерархии.

В журнале «Вестник Липецкого государственного технического университета» публикуются статьи, содержащие наиболее существенные результаты научно-технических экспериментальных исследований, а также итоги работ проблемного характера по следующим рубрикам: Информатика, вычислительная техника и управление; Металлургия; Машиностроение; Транспорт и логистика.

В методических указаниях приведены: описание лабораторных работ и методика их выполнения, вопросы для допуска и защиты лабораторных работ, методика математической обработки результатов измерений.

Методические указания содержат задания к выполнению лабораторной работы, способствующие закреплению практических навыков при изучении физических основ и методов расчета конвективной теплоотдачи.

Методические указания содержат сведения о методиках определения свойств шихтовых материалов, а также порядке обработки полученных данных.

Методические указания содержат требования и задания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Ресурсосберегающие технологии упрочнения и повышения износостойкости».

Рассмотрена методика проведения технологических расчетов параметров непрерывной разливки стали на слябовых МНЛЗ с учетом химического состава стали, номенклатуры слябов и производительности отделения разливки в составе конвертерного цеха. Особое внимание уделено расчетам скорости вытягивания слитка, диаметра сталеразливочных стаканов и режима возвратно поступательного движения кристаллизатора, влияющим на производительность МНЛЗ и качество металлопродукции.

Представлена краткая информация о сущности агломерационного процесса. Подробно изложены методики расчёта материального и теплового баланса агломерационного процесса.

Рассмотрена методика проектирования и моделирования конструкции стального слитка с использованием специализированных лицензионных программ «Компас 3D» и «LVMFlow_CV». Методические указания посвящены подробному изучению последовательности построения кузнечных слитков, изложницы и прибыльной надставки в САD-программе. Уделено внимание моделированию влияния параметров геометрии стального слитка, определяющих качество металлопродукции.

В методических указаниях изложены организационные и методические вопросы, связанные с научно-исследовательской работой магистрантов.

В методических указаниях представлены лабораторные работы по изучению оптического микроскопа, дислокационных структур, диаграммы растяжения образцов после испытания на разрывной машине и методики расчета характеристик механических свойств металлов, определению микротвердости. Методические указания по дисциплине «Конструкционные и биоматериалы» включают четыре лабораторные работы.

Работоспособность подшипников скольжения в лесопромышленных машинах и оборудовании в значительной мере определяется грузоподъемностью и антифрикционными качествами, зависящими от несущей способности материала втулки (вкладыша), жесткости конструкции и характера усилий при эксплуатации. При этом в материалах подшипников происходят циклические изменения состояния материала втулки, а также элементов, обеспечивающих армирующие, теплопроводящие и противоизносные функции. Отражены результаты исследований напряженно-деформационного состояния анизотропных композиционных материалов в конструкциях древесно-металлических подшипников скольжения. Предложен способ обеспечения виброустойчивости, основывающийся на поддержании изменяющихся в ходе изнашивания демпфирующих свойств опоры. Описан функционал разработанной программы, с помощью которой решаются контактная и тепловая задачи при проектировании подшипников скольжения. Создан и исследован древесно-металлический материал для изготовления вкладышей и втулок подшипников из клееных композиций, в состав которых входит вибропоглощающая мелкофракционная составляющая, находящаяся в вибровзвешенном состоянии, и неоднородная по толщине втулки слоистая структура, характеризующаяся изменяющимся модулем упругости и обеспечивающая демпфирующие свойства. Предложенная конструкция подшипника скольжения с использованием данного материала ориентирована на его применение преимущественно при ударно-циклическом нагружении, что характерно для условий эксплуатации большинства лесопромышленных машин и оборудования. Для цитирования: Пилюшина Г.А., Пыриков П.Г., Памфилов е.А., Данилюк А.я., Капустин В.В. Повышение работоспособности древесно-металлических подшипников скольжения лесопромышленных машин // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 2. С. 156–168. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-156-168 Финансирование: Проект «Исследование и создание подшипников скольжения повышенной износостойкости на основе древесно-металлических композиционных материалов» в рамках государственного задания Минобрнауки РФ (проект № 9.10677.2018/11.12)
The performance of slide bearings in forestry machines and equipment is largely determined by the load-carrying capacity and antifriction qualities that depend on the bearing capacity of the sleeve (insert) material, the design rigidity and the nature of the forces during operation. As a result, the bearing materials undergo cyclic changes in the state of the sleeve material, as well as the elements that provide reinforcing, heat-conducting and anti-wear functions. The paper shows the results of research on the stress-strain behavior of anisotropic composite materials in the structures of wood-metal slide bearings. A method for ensuring vibration stability is proposed. It is based on maintaining the damping properties of the support that change in the course of wearing. The functionality of the developed program, which is used to solve the contact and thermal issues in the design of slide bearings, is described. A wood-metal material for making bearing sleeves and inserts from laminated compositions was created and studied. The compositions include a vibration-absorbing and fine-fractional component in a vibration-weighted state and a layered structure heterogeneous in thickness of the sleeve, characterized by a variable elastic modulus, that provides damping properties. The proposed design of a slide bearing using this material is focused on its use mainly in the conditions of shock-cyclic loading, which is typical for operation of most forestry machines and equipment.

Учебное пособие включает в себе теоретический материал, дополняющий курс лекций «Химическая технология» по темам: металлургия, коррозия металлов и способы защиты от неё, сырьевое и энергетическое обеспечение химических производств, химическое материаловедение. Теоретический материал сопровождается рекомендациями для выполнения практических работ по данному курсу. В конце каждой темы студентам предлагаются контрольные вопросы, необходимые для самостоятельной подготовки к соответствующим коллоквиумам.

Рассматриваются технологии производства различных материалов, заготовок и деталей машин; основы устройства типового оборудования, инструментов и приспособлений; основы технологичности конструкций, заготовок и деталей машин с учетом методов их производства, обработки и условий эксплуатации, а также технико-экономические и экологические характеристики технологических процессов и области их применения. Даны методические рекомендации для самостоятельной работы с теоретическим материалом, приведены примеры практической реализации теоретических знаний.

Рассматриваются фазовые равновесия в типовых двухкомпонентных системах сплавов, закономерности формирования структуры и свойств сплавов, особенности геометрического построения, методики анализа, чтения и практического применения двойных диаграмм состояния сплавов.

Методические указания к внеаудиторной (самостоятельной) работе обучающегося по профессиональному модулю ПМ.02 «Оборудование цеха обработки металлов давлением, наладка и контроль за его работой» разработаны в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) среднего профессионального образования (далее – СПО) по специальности 22.02.05 «Обработка металлов давлением».

В методических указаниях приведена методика определения твердости металлов различными методами. Рассмотрено устройство и порядок работы на приборе ТК-2м, а также порядок выполнения и справочные данные, порядок оформления лабораторной работы, контрольные вопросы для защиты.

В учебно-методическом пособии рассмотрены вопросы расчета и проектирования специальных листовых стальных сооружений, к которым относится кожух доменной печи. Описана конструкция доменной печи, представлена практическая методика расчета кожуха доменной печи, даны рекомендации по его конструированию. Приведены коэффициенты надежности, коэффициенты условий работы, нагрузки, учитываемые при проектировании конструкций сооружений металлургических предприятий.

В журнале «Вестник Липецкого государственного технического университета» публикуются статьи, содержащие наиболее существенные результаты научно-технических экспериментальных исследований, а также итоги работ проблемного характера по следующим рубрикам: Информатика, вычислительная техника и управление; Металлургия; Машиностроение; Транспорт и логистика.

В журнале «Вестник Липецкого государственного технического университета» публикуются статьи, содержащие наиболее существенные результаты научно-технических экспериментальных исследований, а также итоги работ проблемного характера по следующим рубрикам: Информатика, вычислительная техника и управление; Металлургия; Машиностроение; Транспорт и логистика.

В журнале «Вестник Липецкого государственного технического университета» публикуются статьи, содержащие наиболее существенные результаты научно-технических экспериментальных исследований, а также итоги работ проблемного характера по следующим рубрикам: Информатика, вычислительная техника и управление; Металлургия; Машиностроение; Транспорт и логистика.

В журнале «Вестник Липецкого государственного технического университета» публикуются статьи, содержащие наиболее существенные результаты научно-технических экспериментальных исследований, а также итоги работ проблемного характера по следующим рубрикам: Информатика, вычислительная техника и управление; Металлургия; Машиностроение; Транспорт и логистика.

В учебном пособии рассмотрен комплекс оборудования цехов для производства стали в конвертерах. Рассмотрено основное оборудование конвертерного цеха: миксеры, конвертеры, установки непрерывной разливки стали, а также оборудование для внепечной обработки стали: установка доводки стали в ковше, агрегат «ковш-печь» и вакууматор. Приведены методики расчетов оборудования, входящего в комплекс современного конвертерного цеха.

В методических указаниях приведены типичные задачи и методы их решения по основным разделам дисциплин «Теория термической обработки» и «Металловедение специальных сплавов».

Удаление сучьев со стволов заготавливаемой древесины является первым этапом процесса превращения ее в готовую продукцию, на котором необходимо стремиться к достижению максимальной эффективности использования сырья и повышению качества получаемого сортимента. При этом качественная очистка и минимизация повреждений стволов деревьев во многом обусловлены надежной работой сучкорезнопротаскивающих устройств лесозаготовительных машин, осуществляющих процессы удаления сучьев и технологического перемещения древесины. При эксплуатации сучкорезно-протаскивающего механизма происходит интенсивное затупление сучкорезных ножей, в результате чего силы, затрачиваемые на срезание сучьев, возрастают, процесс стабильного резания нарушается. Происходит неполное срезание, а при увеличении давления на ножи – зарезание их в ствол и выламывание сучьев, что снижает качество заготавливаемой древесины и приводит к дальнейшему изнашиванию срезающих устройств. Износ ножей происходит вследствие действия сложной совокупности механических, химических, температурных и иных факторов и приводит к изменению геометрических параметров режущих кромок ножей. Для повышения качества обрезки сучьев и снижения при этом энергозатрат необходимо выполнить оценку влияния геометрических и физико-химических параметров срезающих ножей на их износостойкость, что позволит теоретически обосновать рациональную геометрию режущего клина и требования к физико-химическим характеристикам рекомендуемых материалов. Анализ силового взаимодействия режущего клина с перерезаемым суком показал, что уже в начале контакта на лезвие срезающего ножа действует ударная изгибающая нагрузка, которая в случае достижения пиковых значений нередко приводит к износу путем выкрашивания достаточно крупных микрообъемов режущей кромки. При этом износ сучкорезных ножей происходит преимущественно за счет развития микротрещин, которые образуются в результате антиплоской деформации при приложении напряжений, и зависит от параметров хрупкого разрушения материалов. Кроме того, изнашивание усугубляется контактом с загрязненной и влажной, а в зимний период и мерзлой древесиной, что обусловливает интенсификацию коррозионно-механических процессов в прикромочных зонах лезвий ножей. Решение задачи повышения износостойкости сучкорезных ножей возможно обеспечить путем оптимизации геометрических параметров ножевого клина и формированием в поверхностном слое благоприятных физико-механических характеристик, позволяющих минимизировать интенсивность изнашивания. Для этого экспериментально определены целесообразные геометрические параметры ножевого клина. Предложено для изготовления сучкорезных ножей использовать сложнолегированную хромоникелевую сталь и рациональные режимы ее термической обработки. В качестве поверхностной обработки рекомендовано их электродеформационное упрочнение, позволяющее оптимизировать шероховатость и формировать необходимые напряжения сжатия в прикромочных зонах для обеспечения высокой износостойкости сучкорезных ножей. Для цитирования: Пилюшина Г.А., Памфилов Е.А., Шевелева Е.В. Повышение износостойкости сучкорезных ножей многооперационных лесозаготовительных машин // Лесн. журн. 2019. № 6. С. 174–184. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.174
Delimbing of harvested wood is the first step towards obtaining finished products, where it is necessary to strain after achievement of maximum efficiency in the use of raw materials and quality improvement of the obtained assortment. Herewith, high-quality cleaning and minimization of damage of tree trunks is associated to a great extent with reliable operation of the delimbing and pull-through devices of logging machines that carry out both removal of branches and technological movement of wood. An intensive blunting of delimbing knives occurs in operation of the delimbing and pull-through device. As a result, the forces spent on delimbing increase and the process of stable cutting is disrupted. Partial cutting, and with an increase in pressure on the knives their cutting into a trunk and breaking out of limb occur, which reduce the quality of the harvested wood and lead to further intensification of wearing out of the cutting devices. The wearing out of knives is due to the action of a complex set of mechanical, chemical, temperature and other factors that accompany the technological process. This leads to a change in the dimensions of knife cutting edges. In order to improve the quality of delimbing and at that reduce the energy consumption, it is necessary to assess the influence of geometric and physico-chemical parameters of the cutting knives on their wear resistance, which will allow to theoretically justify the rational geometry of the cutting wedge and requirements for the physico-chemical characteristics of the recommended materials. The force interaction analysis of the cutting wedge with the cut limb has shown that, already at the beginning of the contact, the cutting blade is acted by the shock bending load, which, when peak values are reached, often leads to wearing out by chipping of sufficiently large microvolumes of the cutting edge. In this case, the wearing out of delimbing knives occurs mainly due to the development of microcracks, which are formed as a result of anti-plane deformation when applying stresses, and depends on the parameters of brittle crushing of materials. Moreover, the wearing out becomes more intense with contact with contaminated and wet, and in winter period frozen wood, which leads to intensification of corrosion and mechanical processes in the marginal areas of knife blades. The solution of the problem of increasing the wear resistance of delimbing knives can be provided by optimization of dimensions of knife wedge and formation of favorable physical and mechanical characteristics in the surface layer that minimize the wear intensity. The favorable dimensions of knife wedge were experimentally determined for this purpose. Complex alloyed chromium-nickel steel and rational modes of its heat treatment are proposed for the manufacture of delimbing knifes. Electrodeposition hardening is recommended as the surface treatment, which allows to optimize the surface roughness and form a favorable compressive stress in the marginal areas, thus providing high wear resistance of delimbing knives. For citation: Pilyushina G.A., Pamfilov E.A., Sheveleva E.V. Wear Resistance Improvement of Delimbing Knives of Multifunctional Logging Machines. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2019, no. 6, pp. 174–184. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.174

Пособие представляет лабораторный практикум, составленный в соответствии с требованиями собственного образовательного стандарта высшего профессионального образования. В нем содержатся задания для работы на занятии, теоретическое обоснование, указания по порядку выполнения лабораторных работ, указания по технике безопасности по темам лабораторных работ, контрольные вопросы и литература.