Металлургия цветных металлов

Федоров А.Н., Павлов Р.А., Безрукова Ж.Н. Гидродинамическое моделирование ванны расплава в печи Ванюкова
Осуществлено математическое моделирование процесса плавки медных концентратов на штейн в печи Ванюкова ПВ-1 Норильского горно-металлургического комбината (НГМК). Определены удельная поверхность контактирующих фаз, размеры стабильных капель диспергированного штейна и объемные доли штейна в эмульсии в зависимости от технологических параметров ведения процесса и состава перерабатываемого сырья, включая автогенные режимы плавки. Результатами моделирования подтверждены большие возможности по удельным производительностям и составам перерабатываемых материалов процессов плавки и непрерывного конвертирования в печах Ванюкова. Показано, что печь Ванюкова ПВ-6,2 Надеждинского металлургического завода НГМК может быть использована для отработки технологии процесса непрерывного конвертирования медных штейнов.

Лебедев В.А., Сальников В.И., Цветов В.В. Взаимосвязанные величины стандартных и условных стандартных потенциалов системы Al³⁺/Al в расплавленных хлоридах
Показана возможность рассчета значений условных стандартных потенциалов (Е^*) системы Аl³⁺ / А1 в расплавленных хлоридных электролитах произвольного состава по установленным ранее температурной зависимости стандартного потенциала Е⁰ = –2,290 + 5,53· 10^–4Т и соотношению ΔЕ = Е⁰ – Е^* = – 0,096 + 0,0897 + (0,029 – 0,044) · 10^–3Т, где I₁, I — ионные моменты катионов алюминия (52,63 нм^–1) и соли растворителя. В смешанных хлоридных растворителях эффективный ионный момент находили как аддитивную функцию произведений мольных долей и ионных моментов катионов индивидуальных хлоридов: .

Металлургия редких и благородных металлов

Соловьев А.И., Малютина В.М. Получение металлургического полупродукта из цирконового концентрата для производства пластичного металлического циркония
Изложены результаты исследований безводной фторидной технологии получения из природного циркона тетрафторида циркония, пригодного для производства циркония и его сплавов. Установлено, что тетрафторид циркония можно получать фторированием циркона при Т = 500 ÷ 550 ⁰С элементарным фтором. Энергия активации процесса составляет 113,7 кДж / моль. Полученный продукт хорошо очищается от остатка фторирования и других примесей вакуумной сублимацией при Т = 700 ÷ 850 ⁰С и остаточном давлении в сублиматоре 3—5 Па. Содержание кислорода в очищенном тетрафториде циркония составляет 0,02 %(по массе). Сублимационная технология очистки тетрафторида циркония внедрена в производство и дала высокий экономический эффект.

Соловьев А.И., Малютина В.М. Получение металлургического тетрафторида циркония, очищенного от гафния до реакторной чистоты
Приведены результаты исследований по очистке тетрафторида циркония от гафния способом многократной сублимации ZrF₄ от внедренного в его структуру HfF₄ в присутствии сорбента. Установлено, что наилучшими для этой цели сорбентами являются дифториды металлов подгруппы железа. Их следует добавлять к измельченному разделяемому комплексному тетрафториду циркония и гафния в количестве 3—5 % (по массе). Показано, что сублимационную отгонку ZrF₄ из этой смеси следует проводить при температуре 750—850 ºС, остаточном давлении в сублиматоре 3—5 Па и степени сублимации 60 %. При 8 циклах сублимации в присутствии сорбента (дифторида никеля) получен тетрафторид циркония, содержание гафния в котором 0,05 % (по массе). Способ может быть реализован в производстве циркония реакторной чистоты по безводной фторидной технологии.

Малышев В.В. Электрометаллургия молибдена в расплавах
Проведен обзор экспериментальных работ по электрохимическому осаждению молибдена и молибденовых покрытий из ионных расплавов. Применяемые электролиты систематизированы в зависимости от состава расплава. Детально рассмотрено электроосаждение молибденовых порошков и покрытий из вольфраматно-молибдатных расплавов, их физико-химические и эксплуатационные свойства.

Казанбаев Л.А. , Козлов П.А., Кубасов В.Л., Акимова Н.П., Доброцветов Б.Л. , Колесников А.В., Загребин С.А., Ивакин Д.А. Исследование распределения и форм нахождения индия по полупродуктам цинкового производства
Рассмотрены формы нахождения индия в цинковом концентрате, огарке, кеке, вельц-оксиде, клинкере и сульфидном кеке. Современными методами анализа установлено, что индий присутствует: в виде изоморфной примеси в сфалерите — в цинковом концентрате; в виде In₂O₃ — в огарке; в виде изоморфной примеси — в гидроксидах железа кека выщелачивания огарка; как хлорид (InCl₃) — в вельц-оксиде (при введении хлоринаторов в шихту вельц-процесса); в виде оксида (In₂O₃) и в форме тиошпинели MeS ×  In₂O₃ — в клинкере; в виде сложного сульфида меди и индия (CuInS₂)— в сульфидном кеке, образующемся при очистке реэкстракта от тяжелых металлов.

Айткулов Д.К., Шевко В.М. Исследование процесса переработки низкосортных техногенных отходов методом хлоридовозгонки
Приведены результаты исследований по разработке технологии комплексной переработки бедных шлаков после КИВЦЭТ-процесса и труднообогатимых руд месторождения “Шалкия” (Респ. Казахстан). Предложена технология, заключающаяся в продувке огненно-жидкого расплава “бедных” шлаков предприятий металлургии и труднообогатимых полиметаллических руд пылехлоридоуглевоздушной смесью. Оптимальные параметры процесса установлены с применением методов математического планирования экспериментов. В результате укрупненных лабораторных испытаний продувки расплава шлаков после КИВЦЭТ-процесса и труднообогатимых руд месторождения “Шалкия” достигнута степень извлечения, %: свинца — 98,8, цинка — 99,38 и меди — 96,2.

Литейное производство

Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ердаков И.Н. Получение литейных форм повышенной точности из гипсовых смесей в цветном литье
Предложены новый технологический процесс и материалы для изготовления высокоточных гипсовых форм, обеспечивающие улучшение качества и повышение экономической эффективности производства художественных и промышленных отливок ответственного назначения из цветных сплавов.

Металловедение и термическая обработка

Лашманов А.М. Специфика исследования рентгеновскими методами субструктуры металлов после упрочняющих обработок и трения
Для исследования плотности дислокаций, микроискажений, макронапряжений и т.д. методами рентгеноструктурного анализа необходимо производить рентгеновские съемки с нарушением фокусировки по Брэггу—Брентано, т.е. применять наклонные съемки, чтобы дифракционные линии с различными индексами Миллера фиксировались от одной и той же толщины эффективно отражающего слоя. В статье приведены аналитические и графические зависимости (для рентгеновских исследований с помощью ДРОН), определяющие минимально возможный угол наклона рентгеновского пучка к плоскости образца, обуславливающий минимальную толщину эффективно отражающего слоя. Представлены формулы для определения геометрических размеров исследуемого образца.

Курбаткин И.И., Белов Н.А., Райков Ю.Н., Горин А.Д., Антипов В.В. Формирование структуры многокомпонентной марганцевой латуни и ее связь с появлением брака
Изучено влияния алюминия, никеля, железа и кремния на формирование литой структуры и твердость латуни ЛМц 58,5-3,5. Установлено, что при легировании данной латуни кремнием в количестве 0,2 % возможно образование силицида, содержащего марганец и железо, предположительно (Mn,Fe)₅Si₃. Сделано предположение, что возможной причиной образования трещин при изготовлении кольца синхронизатора из латуни ЛМцАЖН 59-3,5-2,5-0,5-0,4 является наличие частиц силицида, которые ослабляют границы между зернами b -фазы.

Структурная макрокинетика. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез

Федотов А.Ф. Исследование вариационным методом влияния свойств материала оболочки на закономерности уплотнения при СВС-прессовании
Вариационным методом выполнено исследование влияния реологических свойств материала теплоизолирующей оболочки на закономерности уплотнения и формоизменения при прессовании горячих продуктов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Приводятся определяющие и энергетические уравнения для сыпучих сред (оболочка) и дисперсных нелинейно-вязких материалов (заготовка), учитывающие неоднородный характер деформации частиц. Адекватность предложенных реологических моделей подтверждена экспериментально. Установлены основные технологические и эксплуатационные параметры процесса, на которые в наибольшей степени оказывают влияние свойства материала оболочки. Показано, что шамотная оболочка имеет ряд преимуществ по сравнению с песчаной.

Абдул-Фаттах О.А., Филонов М.Р. СВС-огнеупорные керамические материалы
Экспериментально измерены физические свойства СВС-керамических материалов, таких, как огнеупорность, термостойкость, механическая прочность. Исследована устойчивость СВС-композиций к воздействию металлургических расплавов при температурах разливки сталей. Определены наиболее перспективные огнеупорные композиции на основе BN, SiAlON, Si₃N₄ и AlN. Проведены сравнительные испытания огнеупорных СВС-изделий в лабораторных и заводских условиях. Промышленные испытания CBC-материалов и изделий показали высокий уровень эксплуатационных свойств, что дает основание рекомендовать их для дальнейшего внедрения в качестве ответственных огнеупорных изделий металлургического назначения.

Автоматизация технологических процессов

Пугачева Т.М. Оценка эффективности термической обработки по комплексному показателю качества – функции желательности
С привлечением обобщенных функций желательности, построенных при возможных сочетаниях оценочных характеристик (s _в, s _0,2, КС), установлен оптимальный по конструктивной прочности вариант двойной термической обработки холодновысадочных роликовых матриц из стали ШХ15. Он включает на стадии подготовительной термообработки один цикл “закалка + импульсный неравновесный отпуск”, после чего проводится типовая термическая обработка. Показано, что обобщенная функция желательности, построенная в пространстве s _0,2—КС—s _в, служит наиболее достоверным критерием работоспособности матриц.

Информационные сообщения

5-е Высшие российские алюминиевые курсы