- Код статьи
- 10.31857/S0235010625040065-1
- DOI
- 10.31857/S0235010625040065
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 4
- Страницы
- 341-350
- Аннотация
- В работе представлены результаты термодинамического и экспериментального исследований процесса выплавки ферробора карботермическим способом, направленного на улучшение свойств ферросплавов и расширение их применения в различных отраслях промышленности. Термодинамическое моделирование процесса было выполнено с использованием программного комплекса TERRA, что позволило провести подробный анализ фазовых изменений и химических реакций, происходящих в процессе восстановления. Это позволило оптимизировать условия для получения ферробора с требуемым составом и свойствами. Физическое моделирование проводилось на рудно-термической печи мощностью 250 кВ·А, что обеспечивало возможность исследования процесса в реальных производственных условиях с точным контролем параметров. Особенностью проведенных исследований стало использование кокса из малозольных углей Шубаркульского месторождения Казахстана в качестве восстановителя, что позволило снизить затраты на сырьевые материалы и повысить экономическую эффективность процесса. Дополнительно для исследования были использованы различные природные источники бора, что дало возможность изучить влияние разных видов боратовых руд на процесс получения ферробора. Экспериментальные данные показали, что с использованием кокса из углей Шубаркульского месторождения и боратовых руд можно получить ферросплав с содержанием бора в пределах 14—15%, что является высокоэффективным для применения в различных промышленных отраслях. Ферробор, полученный в ходе экспериментов, был испытан в качестве модификатора на местном машиностроительном предприятии, занимающемся производством чугунных мелющих шаров. Результаты испытаний показали, что применение ферробора значительно улучшает эксплуатационные характеристики продукции: твердость поверхности шаров увеличилась на 8%, а ударостойкость возросла в 2 раза. Эти результаты подтверждают высокую эффективность использования ферробора как модификатора для повышения прочности и износостойкости материалов, что особенно важно для производства в машиностроении. Также в ходе исследований был подтвержден потенциал использования ферробора в других отраслях промышленности, где требуется повышение механических свойств материалов, таких как производство сталей, сплавов и других металлических изделий. В целом проведенная работа продемонстрировала, что карботермический процесс с использованием местных сырьевых материалов и боратовых руд является перспективным и экономически выгодным методом для получения высококачественного ферробора, что открывает новые возможности для его применения в промышленности.
- Ключевые слова
- шихта ферробор термодинамическое моделирование фазовый состав промышленный эксперимент
- Дата публикации
- 14.05.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 13
Библиография
- 1. Гасик М.И., Порада А.Н., Кисельгоф О.Л., Чиркин Г.В., Руденко В.К., Петрунов В.С. Разработка и промышленное освоение технологии выплавки высокопроцентного ферробора карботермическим процессом // Сталь. 1995. № 3. С. 31–34.
- 2. Виклещук В.А., Поляков В.А., Омесь Н.М., Порада А.Н., Кисельгоф О.Л., Гасик М.И. Промышленное освоение технологии микролегирования конвертерной стали высокопроцентным ферробором карботермического способа выплавки. Бюллетень ЦНИИИИТЭП ЧМ. 1995. № 5. С. 16–19.
- 3. http://www.outokumpu.fi/hsc/
- 4. Трусов Б.Г. Программная система ТЕРРА для моделирования фазовых и химических равновесий при высоких температурах. В кн.: III межд. симпозиум «Горение и плазмохимия». 24–26 августа 2005. Алматы, Казахстан. Алматы: Казак. университет, 2005. С. 52–57.
- 5. Белов Г.В., Трусов Б.Г. Термодинамическое моделирование химически реагирующих систем. М.: МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2013. 96 с.
- 6. Пупышев А.А. Термодинамическое моделирование термохимических процессов в спектральных источниках. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ–УПИ, 2007.
- 7. Моисеев Г.К., Ватолин Н.А., Маршук Л.А., Ильиных Н.И., Температурные зависимости приведенной энергии Гиббса некоторых неорганических веществ (альтернативный банк данных АСТРА. OWN). Екатеринбург: УРО РАН, 1997. 230 с.
- 8. Удалов Ю.П. Применение программных комплексов вычислительной и геометрической термодинамики в проектировании технологических процессов неорганических веществ: учеб. пособие. СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2012.
- 9. Bobylev M.V., Borisov V.T., Petrovski V.A. et al. Quality Control for Boros Bearing Steels Based on Modeling of Nitride Formation During Crystallization. Proceeding of 4 lst Mechnical working and steel processing. Baltimore, MD, USA, 1999. P. 851–860.
- 10. Ким А.С., Акбердин А.А., Исагулов А.З., Султангазиев Р.Б. Выплавка борсодержащих марок стали и оценка качества литых заготовок // Вестник КазНИТУ. 2017. № 2 (120). С. 553–557.
- 11. Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. М.: Машиностроение, 1976. 559 с.
- 12. Охрименко Я.М., Тюрин В.А. Теория процессов ковки. М.: Высшая школа, 1977. 295 с.
- 13. Сурворов И.К. Обработка металлов давлением. М.: Высшая школа, 1989. 364 с.
- 14. Дзугутов М.Я. Напряжения и разрывы при пластической деформации. М.: Металлургия, 1979. 325 с.
- 15. Громов Н.П. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1978. 360 с.
- 16. Марочник сталей и сплавов / Под ред. А.С. Зубченко. М.: Машиностроение, 2003. 784 с.
- 17. Семенов А.А., Гук В.О. Выбор материала для изготовления высокопрочных крепежных изделий. М.: Машиностроение, 2000. 325 с.
- 18. Жукова Е.Н., А.А. Ефимов и др. Влияние легирующих элементов и режимов термической обработки на структуру и механические свойства низколегированных двухфазных сталей. Кузнечно-штамповочное производство. 1985. № 9. С. 34–36.
- 19. Филиппов А.А., Пачурин Г.В. Основные направления развития производства высокопрочного крепежа. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 8. С. 30–35.
- 20. Новиков И.И. Теория термической обработки. М.: Металлургия, 1990. 400 с.
- 21. Бобылев М.В., Ламухин А.М., Кувшинников О.А., Пешев А.Д., Столяров В.И. Оптимизация прокаливаемости и состава термоулучшаемой борсодержащей стали // Сталь. 2002. № 7. С. 68–71.
- 22. Бобылев М.В., Гонтарук Е.И. и др. Качество сортового проката из термоулучшаемой стали 20Г2Р производства ОАО ОЭМК // Сталь. 2002. № 11. С. 63–66.
