Описана новая методика расчета энергетической возможности перехода свободного пузырька А с формой β = 0 в прилипший к подложке-частице пузырек М с формой β < 0, а именно перехода А → М (ПАМ). В расчет введен критерий, позволяющий избежать ошибки, допускаемой ранее при определении объема пузырька А ( V _А ) по выбранному объему пузырька М ( V _М ). Благодаря этому критерию установлено, что принятое ранее равенство V _A = V _M в момент ПАМ допустимо только для относительно крупных пузырьков, а для диаметров меньше 20–30 мкм пузырек А в момент прилипания расширяется до V _M примерно на 10-миллионную долю своего начального значения. Расчеты показали, что с уменьшением пузырька А симбатно растет приращение его объема при ПАМ и антибатно снижается энергетический барьер на пути ПАМ к гидрофильным поверхностям. Спад достигает нуля или становится отрицательным у пузырьков размером < 1 мкм. Полученные результаты позволяют считать, что капиллярное давление газа в пузырьке является фактором интенсивности процесса ПАМ. Отмечено, что прецизионные расчеты ПАМ могут быть проведены только на основе результатов численного решения уравнения Лапласа, представленных с 1883 г. в виде таблиц Башфорта и Адамса. Приведен новый вариант таблицы такого типа с числовым примером ее применения к решению флотационной задачи.

Изложены результаты экспериментальных исследований цементационного извлечения олова в дисперсной форме из сернокислых растворов. Показана зависимость стационарного потенциала алюминия от концентрации ионов хлора в сернокислом растворе двухвалентного олова. Проведены поляризационные измерения электродных процессов гальванопары Al–Sn. Установлена зависимость дисперсности и насыпной плотности оловянного порошка от условий проведения цементации.

Выполнены лабораторные исследования катодного процесса электроэкстракции свинца из трилонатного электролита,полученного после очистки растворов от выщелачивания свинцовых кеков цинкового производства. Методом снятия потенциодинамических кривых определена скорость развертки потенциала, установлены оптимальные кислотность, состав и температура электролита. Получены значения энергии активации, подтверждающие концентрационную природуполяризации процесса.

По результатам проведенных восстановительных плавок кеков от выщелачивания смесей замасленной прокатной окалины (ЗПО) с 75 и 100 % красного шлама (КШ) и обожженных окатышей, приготовленных из этих кеков, установлена возможность селективного разделения компонентов исходных материалов с концентрированием Fe, P и Ga в чугуне, а Al2O3, TiO2, Sc2О3 – в шлаке, пригодном для производства цемента. Показано, что в зависимости от продолжительности выдержки расплавов (20–60 мин при температуре 1620 °С) в чугун переходят, %: 98 Fe, 22–66 Si, 1 S, 99 P, 11–20 Ti, 98–99 Ga.
В шлаке концентрируются, %: 95–99 Al2O3, 55–65 SiO2, 88–90 TiO2, 98–99 Sc2О3. Разработана технологическая схема совместной утилизации ЗПО и КШ.

Для бокситов Среднетиманского месторождения предложена новая технология переработки сырья с использованием активной щелочи; боксит вскрывается при температуре 300 °С в течение 1 ч. Данная технология позволяет повысить извлечение глинозема до 94–98 %, получить богатые железом (58 %) и титаном (4,8 %) красные шламы и цеолит; решается экологическая проблема хранения красных шламов. Доменная плавка таких шламов дает возможность получить природно-легированный чугун и богатый титаном и редкоземельными металлами шлак. При очистке (обескремнивании) алюминатного раствора попутно получается ценный продукт – гидроалюмосиликат натрия типа цеолита.

Исследованы закономерности процесса сорбции никеля из гидратных пульп с помощью аминокарбоксильных катионитов: АНКБ-35, S 930 и TP 207. Построены кинетические кривые и изотермы сорбции для данных катионитов. Выявлено, что процесс сорбции никеля из пульп целесообразно проводить при рН = 4÷5. Изучен процесс десорбции никеля с катионитов. Показано, что максимальной сорбционной емкостью обладает катионит ТР 207.

Разработана технология получения литых заготовок из Cu–Mg (0,1–1,0 %) сплавов, в которой процессы непрерывной плавки и непрерывного горизонтального литья реализованы в одном плавильно-литейном агрегате. При этом рафинирующая и гомогенизирующая обработка расплава осуществляется непрерывно в течение всего времени плавки и литья. Принятые для этого технические решения позволяют: преодолеть трудности обеспечения прецизионного содержания магния; устранить сильную ликвацию его в расплаве; нейтрализовать высокую поверхностную активность магния и склонность его к окислению; стабилизировать усвоение магния из лигатуры и минимизировать загрязнение расплава продуктами его окисления; достичь глубокого рафинирования металла от газов и неметаллических включений; гомогенизировать расплав по химическому составу и обеспечить получение высококачественных литых заготовок.

С помощью теоретического анализа и на основании экспериментальных данных уточнена часть диаграммы состояния Cu–Ni–Mn от 0 до 20 % Ni и от 30 до 50 % Mn. Показано, что содержащееся в ряде работ предположение о существовании в тройной системе Cu–Ni–Mn линии, по которой располагаются сплавы с нулевым интервалом кристаллизации, неверно. Нулевой интервал кристаллизации имеют лишь сплавы в двойных системах Cu–Mn и Ni–Mn. Высказанное первоначально предположение о невозможности представить неравновесную кристаллизацию по Петрову–Шейлю при отсутствии линии минимума в системе Cu–Ni–Mn не подтвердилось, так как прежде исследования выполнялись на модельной системе, в которой на политермическом сечении, соединяющем минимумы в двойных системах, имелась выпуклая линия ликвидуса. В настоящей работе показано, что эта линия вогнута в сторону понижения температуры.

Радиально-сдвиговая прокатка (РСП) играет большую роль в производстве титановых сплавов в ОАО «ВСМПО-АВИСМА» (г. В. Салда), имея ряд преимуществ перед другими процессами обработки металлов давлением. В настоящем исследовании на базе инженерных методик расчета разработан комплекс программных средств для моделирования формоизменения и теплопередачи в объеме металла и с его помощью изучена прокатка прутка диаметром 155 мм из сплава ВТ-6. Разработана программа «ThermoRSR», позволяющая визуализировать расчетные данные в среде «Mathcad», проведено моделирование процесса прокатки с помощью пакета DEFORM-3D и показаны условия его применимости. Рассмотрены перспективные способы измерения температуры проката и крутящего момента на шпинделе прокатного стана.

Методом непосредственного визуального наблюдения in situ при помощи оптического микроскопа LEICA-L2 исследована кинетика развития каналов сквозного проникновения расплава висмута по границам зерен (ГЗ) и тройным стыкам зерен в тонких (от 120 до 500 мкм) поликристаллических образцах меди. Для опытов в качестве исходных металлических материалов были использованы медь чистотой 99,995 мас.% и висмут (99,999 мас.%). Медные образцы имели средний размер зерна 30–50 мкм. При их изучении после выдержки в контакте с расплавом висмута при температурах от 490 до 600 °С получены микроскопические фотоизображения, свидетельствующие о проникновении Bi сквозь Cu-пластины, а также изображение сетки жидкометаллических каналов на поперечных сечениях образцов. Получены температурная
зависимость скорости проникновения расплава сквозь пластины поликристаллической меди и эффективная энергия активации процесса проникновения Bi по ГЗ.

Методом математического моделирования исследовано влияние соотношения термической инерционности контейнера (с заготовкой и пересыпкой) и чувствительности системы регулирования на температурное поле заготовки для получения искусственного графита, а также изучено влияние величины расчетного шага по времени (Δτ) на результаты математического моделирования. Показано, что для безынерционной системы управления обжиговой печью результаты моделирования при любой толщине слоя пересыпки практически не зависят от Δτ, а при конечной чувствительности системы управления порождаемые ею температурные колебания с уменьшением термической инерционности контейнера (толщины слоя пересыпки) все глубже проникают внутрь него, однако обнаружить это расчетным путем можно только при малых Δτ – большие шаги по времени позволяют получить сглаженную картину с монотонными тенденциями, соответствующими реальности только при значительной толщине слоя пересыпки. Установлено также, что скорость сходимости итерационного алгоритма расчета достаточно высока, если Δτ существенно больше или существенно меньше периода моделируемых периодических процессов; если же эти величины одного порядка, то алгоритм может зацикливаться или требуемое количество итераций может возрасти на несколько порядков.

Рассмотрены вопросы применения корреляционного подхода к решению задачи идентификации объектов управления в замкнутых системах регулирования. Сформулированы условия идентифицируемости объекта для типовых законов регулирования. Получаемые в результате решения задачи идентификации оценки параметров объекта и фильтра могут быть использованы при синтезе замкнутых систем регулирования и настройке регуляторов в процессе нормальной эксплуатации.