Статті КЕМ (ІПБТ)
Permanent URI for this collection
Статті КЕМ ім. Гасика (ІПБТ)
Browse
Recent Submissions
Item Modeling of Temperature-Concentration Ranges of Phase Stability and Liquidus Surface in the Ternary Fe–P–C System and Phase Composition Experimental Study(Ukrainian State University of Chemical Technology, Dnipro, 2023) Proidak, Andrii Yu.; Hasyk, Mykhailo I.; Proidak, Yurii S.; Bezshkurenko, Oleksii G.ENG: This paper reports thermodynamic properties and phase equilibria in the iron-phosphorus-carbon system for developing a technology for smelting ferrophosphorus as well as for utilizing them in the processes of phosphorus-alloying of metals. According to the results of thermodynamic calculations, we plotted a ternary Fe–P–C phase equilibrium diagram (liquidus surface) in the form of graphical dependences, which indicate the concentration fields of phase coexistence. The results of simulation allowed finding out five nonvariant points, three of which are new: E1eutectic (teutectic=12170 °C), U1 peritectic (tperitectic=1095 °C), and E3 eutectic (teutectic=3380 °C). The experimental studies of the phase composition of ferrophosphorus showed that the phosphorus microstructure is represented by Fe3P phosphide, Fe3C carbide, and carbophosphide eutectic. We carried out the thermodynamic calculation of the temperature-concentration ranges of phase stability in the Fe–P–C system that are at equilibrium with the smelts of both the carbon solid solutions and phosphorus ones in α- and γ-iron, FeP, Fe2P, Fe3P phosphides, and graphite. In this study, three previously unknown nonvariant equilibria have been determined: a eutectic equilibrium at 1216.58 °C; a peritectic one with a transformation point at 1095.19 °C; and a eutectic one at a temperature of 337.51 °C. In experiments, we obtained an equilibrium concentration of carbon which decreases in the Fe–P–C system when the content of phosphorus increases. The research findings largely reveal special features of preparation of ferrophosphorus by carbon reduction of phosphorites.Item Зміцнення трубопресового інструменту для виробництва корозійностійких труб нанесенням покрить аморфних сплавів(НМетАУ, Дніпро, 2023) Сребрянський, Григорій Олександрович; Кривчик, Лілія Сергіївна; Хохлова, Тетяна Станіславівна; Головачов, Артем Миколайович; Підгорний, Cергій МиколайовичUKR: Мета. Створення й обробка високопродуктивних, стійких в експлуатації інструментів для виробництва труб із корозійностійких сталей на трубопресових установках, які могли б протистояти жорстким умовам роботи. Методика. Аналітичні та експериментальні дослідження в умовах ТОВ ВО «ОСКАР». Мікротвердість зразків отриманих на основі вториннотвердіючих напівтеплостійких сталей мартенситного класу 4Х5МФ1С і 5Х3В3МФС вимірювали на приладі ПМТ-3 на підготовленій поверхні покриття. Для вивчення структурного стану, комплексу фізико-механічних властивостей, фазового складу, стану поверхневого шару інструменту і зразків використовували такі методи дослідження і випробувань: металографічний аналіз виробів і зразків з використанням оптичного металографічного мікроскопу «Аxiovert 200 MAT Zeiss»; метод електронної мікроскопії з застосуванням растрового електронного мікроскопу «РЕМ-106И» (прискорювальна напруга 100кВ). Результати. Внаслідок запропонованої технології підвищуються міцність, зносо- і теплостійкість, а також твердість до HV0,1 980 ÷ 1150 для сталей 5Х3В3МФС (ДИ-23) і HV0,1 860 ÷ 980 для 4Х5МФ1С (в порівнянні із HV 587 –590 за існуючою технологією термічної обробки в заводських умовах). Також трубний інструмент здобуває високу твердість поверхні, що в комплексі забезпечує роботу інструменту при нагріванні до 600 ÷ 650 °С. Наукова новизна. В роботі запропонована технологія термозміцнення трубопресового інструмента (матричних кілець складних матриць) горизонтальних пресів зі сталей 4Х5МФ1С і 5Х3В3МФС, яка виключає третій відпуск і використовує нанесення покриття із порошків аморфних сплавів товщиною 100 ÷ 150 мкм. Практична значущість. Показано, що газоплазмове нанесення покрить з аморфного сплаву на основі системи Fe – Si – B збільшує твердість поверхні матриць в 1,6 ÷ 2,2 рази і їх стійкість на ~ 40 ÷ 60 %.Item Продування ванни конвертера при рафінуванні феронікеля із застосуванням односоплових та трисоплових фурм(Sergeieva&Co, Karlsruhe, Німеччина, 2023) Акреєв, Володимир В.; Приходько, Сергій В.; Мельник, Сергій О.; Овчарук, Анатолій МиколайовичUKR: Заключною стадією процесу отримання феронікелю, одного з варіантів переробки окиснених нікелевих руд перед гранулюванням, є рафінування феронікелю. Технологічні схеми рафінування феронікелю на підприємствах в світі, в основному, містять схожі етапи виробництва з незначними варіаціями, але нерідко використовується процес у вертикальних кисневих конвертерах. Двоетапність (дуплексність) рафінування феронікелю полягає в тому, що побічний продукт плавки, що утворюються в початковий період обробки чорнового феронікелю, містить багато оксиду кремнію, відповідно першу стадію рафінування проводять в конвертерах з кислим футеруванням. Другу стадію обробки, з видаленням залишків хрому, вуглецю, сірки, фосфору, та інших домішок, здійснюють в конвертерах з основним футеруванням. В цій статті мова йде про конвертори, які мають верхнє підведення кисню. Отже процес продування киснем необхідний для зниження вмісту сірки, фосфору, вуглецю та заліза в металі FeNi до заданого рівня. Окислення домішок відбувається здебільшого у зоні циркуляції, де метал стикається з футеровкою, шлаком і присадками плавки. Візуальне спостереження, дослідження газового струменя, процесу циркуляції рідкого металу і шлаку всередині конвертера неможливе, тому що середовище непрозоре, а конвертер має металевий корпус і вогнетривке футерування. У цій доповіді буде проведено комп'ютерне моделювання гідродинамічного процесу продування конвертерної ванни із застосуванням односоплових та трисоплових фурм де сопла розташовані під різним кутом до вертикалі. Розглянуто способи збільшення ефективності та стабільності продування на прикладах моделювання об'ємної концентрації рідини, масової концентрації рідини та траєкторії руху газу в розплаві. Звернено увагу на питання стійкості футерування агрегату.Item Плавка складних латеритних руд та вибір оптимального відновника(Sergeieva&Co, Karlsruhe, Німеччина, 2023) Приходько, Сергій В.; Шевченко, Денис В.; Акреєв, Володимир В.; Мельник, Сергій О.; Овчарук, Анатолій МиколайовичUKR: Сприятливі фізико-механічні характеристики нікелю призвели до його широкого застосування в різних продуктах близько двох мільйонів тон на рік. Нікель є найважливішим легуючим елементом в аустенітній нержавіючій сталі та інших спеціальних сплавах. Різке збільшення виробництва таких сплавів протягом останніх десятиліть значно збільшився попит на феронікель. Щоб задовольнити збільшення промислового попиту, необхідні нові та ефективніші шляхи для вилучення нікелю з бідних і складніших руд за умов виснаження запасів багатих нікелевих руд. У цьому документі узагальнено досвід роботи в галузі освоєння та експлуатації технології електроплавки феронікелю та викладено досягнуті показники рудотермічної печі потужність 40 MWA та особливості процесу технології низького відновлення заліза та вибір оптимального відновника процесу.Item Ступінь твердофазного відновлення заліза з оксидів нікелевої руди в трубчастій обертовій печі з використанням в якості відновників вугілля енергетичних груп(Sergeieva&Co, Karlsruhe, Німеччина, 2023) Мельник, Сергій О.; Акреєв, Володимир В.; Приходько, Сергій В.; Шевченко, Денис В.; Овчарук, Анатолій МиколайовичUKR: Вивчення процесів твердофазного відновлення заліза з оксидів з використанням в якості відновника вугілля антрацитових та енергетичних груп та розробка енергоефективних технологій отримання та застосування огарку з нікелевих руд, отриманого внаслідок випалювання в трубчастій обертовій печі, є актуальним науковим напрямом у кольоровій металургії. Експериментальне вивчення процесу твердофазного відновлення заліза з нікелевої рудної суміші проводили на ТОВ "Побужський феронікелевий комбінат" у трубчастій обертової печі No1 (далі ТОП-1), в якості палива використовувався природний газ. Отримано залежності співвідношення вугілля (відновників), що використовуються надалі для відновлення металів у руднотермічній печі. В результаті виділення летких компонентів у процесі нагрівання вугілля двох марок за температур 300-1050 °С, визначені оптимальні співвідношення вугілля, що забезпечують попереднє відновлення заліза з нікелевмісної сировини. Додатково у результаті вивчення процесу відновлення заліза з нікелевої руди визначено оптимальні співвідношення вугілля марок ДГіАС (75% / 25%) при температурі 850-950°С, що призводить до зниження витрати природного газу за рахунок горіння летких з вугілля, а також зниження витрати електроенергії під час плавлення огарку в руднотермічній печі. Результати цього дослідження можуть мати практичне застосування в оптимізації виробничих процесів у металургійній промисловості, а також у виборі оптимальних марок вугілля для поліпшення ефективності та економічної доцільності процесів відновлення заліза в трубчастих обертових печах.Item Газові кисневі електроди в йонних розплавах: типи, оборотність, електроди порівняння та шкали кислотності(НМетАУ, Дніпро, 2022) Малишев, В. В.; Габ, А. І.; Шахнін, Д. Б.; Воляр, Р. М.; Головачов, Артем МиколайовичUKR: Мета. Обгрунтувати застосування кисневого електроду порівняння з β-Al2O3 мембраною у вольфраматно-молібдатних розплавах, побудувати шкалу кислотності та запропонувати її використання для оцінки можливості електроосадження молібдену, вольфраму та їх сполук з карбоном, силіцієм та бором у цих розплавах. Методика. Вимірювання електрорушійних сил електрохімічних ланцюгів у галогенідних та вольфраматно-молібдатних розплавах з використанням платино-кисневих індикаторних електродів та мембранних електродів порівняння з додаванням різних донорів та акцепторів оксигенових йонів. Результати. Можливість використання кисневого електроду порівняння з β-Al2O3 мембраною та шкал кислотності (основності) у вольфраматно-молібдатних розплавах для здійснення електрометалургійних процесів осадження та рафінування. Наукова новизна. Сформульовано умови застосування електродної системи в якості електроду порівняння. Як електроліти електродів порівняння вибрано розплави на основі натрій вольфрамату і хлоридні вольфрамато (молібдато)вмісні розплави. Доведено, що потенціал кисневого електроду відносно електроду порівняння визначається відношенням активностей йонів оксигену в досліджуваному розплаві та в розплаві електроду порівняння. Запропоновано шкалу кислотності (основності) в розплавах на основі вольфраматів і молібдатів лужних та лужноземельних металів. Практична значущість. В якості мембрани електродів порівняння показана можливість використання матеріалу на основі β-Al2O3. Доведено його стійкість як у кислих, так і в основних розплавах. Експериментально визначено температурні межі застосування цього матеріалу як мембрани та доведено стабільність і відтворюваність значень потенціалів. Виміряно електрорушійні сили електрохімічних ланцюгів з платино-кисневими індикаторними електродами та мембранними електродами порівняння. Досліджені розплави систематизовано за значеннями показників кислотності (основності). Ключові слова: кисневий електрод, розплави солей, β-Al2O3 мембрана, мембранні електроди, електрохімічні ланцюги, шкала кислотності (основності).Item Особливості реакційної плавки свинцевого акумуляторного брухту в електропечах(НМетАУ, Дніпро, 2021) Ігнатьєв, Володимир Сергійович; Підгорний, Cергій Миколайович; Харченко, А. С.UKR: Мета. Аналіз результатів досліджень кафедри електрометалургії ім. акад. М. І. Гасика УДУНТ з електротермічної переробки свинцевого акумуляторного брухту. Методика. Теоретичні та експериментальні дослідження. Результати. Виконано термодинамічний аналіз реакційної плавки у металургії свинцю та критичний аналіз сучасних технологій електротермічної переробки акумуляторного брухту. Наукова новизна. Уточнено механізм реакційної плавки акумуляторного брухту в електропечах. Практична значущість. Результати проведених досліджень дозволили рекомендувати електротермічну переробку акумуляторного брухту як перспективну для свинцевих підприємств України.Item Дослідження теплоенергетичних процесів виробництва карбіду кремнію в печі опору(НМетАУ, Дніпро, 2021) Дерев'янко, Ігор Володимирович; Жаданос, Олександр ВолодимировичUKR: Мета. Карбід кремнію є одним з найважливіших штучних неорганічних матеріалів, який широко використовується для виробництва абразивних інструментів, високотемпературних нагрівачів, вогнетривкої кераміки та в металургії. Основна маса карбіду кремнію виробляється у печах опору. Однією з проблем процесу виробництва карбіду кремнію є недостатній моніторинг теплового стану робочого простору печі, що не завжди дозволяє вибирати раціональні електричні режим роботи і, відповідно, отримувати матеріал відповідної якості. Одним із методів вирішення проблеми є комп'ютерне моделювання теплового стану печі опору. Тому метою даної роботи є розробка комп'ютерної моделі теплового стану реакційної зони печі опору, що надалі дозволить розробити технологічні рекомендації щодо режимів ведення процесу отримання карбіду кремнію. Також розробка математичної моделі динаміки теплового стану печі опору відкриває нові можливості задля вдосконалення існуючих систем автоматизованого управління, що є дуже важливим з точки зору реалізації парадигми Індустрія 4.0 на підприємствах гірничо-металургійного комплексу України. Методика. Розроблено теплофізичну модель процесу виробництва карбіду кремнію в печі опору. Методом кінцевих різниць виконано розрахунок динаміки теплового стану робочої зони печі. Результати та наукова новизна. На підставі результатів моделювання визначено розміри зон утворених продуктів вуглецевотермічного відновлення кремнезему за рахунок тепла, що виділяється при пропусканні електричного струму через керн печі, визначений температурний фронт протікання відновлювальних реакцій. Практична цінність. Розроблена модель дозволить оцінити вплив динаміки потужності, що підводиться, на розміри зон продуктів відновлення, отримати аналітичні залежності зміни теплового стану реакційної зони печі та надалі розробити технологічні рекомендації щодо ведення процесу виробництва карбіду кремнію та вдосконалення автоматизованої системи управління печі. Запропоновано структуру управління тепловим режимом печі опору та управляючого обчислювального комплексу на базі техніки фірми Siemens.Item Дослідження іонного складу хромошпінеліду під час відновлювальної електроплавки рудної сировини(НМетАУ, Дніпро, 2021) Горобець, Антон ПрокоповичUKR: Мета. Прогнозування змін складу хромошпінеліду впродовж відновлювального процесу виплавки хромистих феросплавів. Методика. Аналіз хіміко-мінералогічної структури хромових руд з позицій іонного складу оксидних систем. Результати. Виконані розрахунки розподілу катіонів в складі хромошпінеліду хромової руди та техногенними продуктами його відновлення під час виплавки високовуглецевого ферохрому. Наукова новизна. Узагальнено механізм твердофазного відновлення хромошпінеліду як результат комплексної участі хімічної реакції та дифузійних масопотоків катіонів. Практична значимість.Закономірності зміни катіонного складу хромошпінеліду в умовах відновлювального процесу з формуванням металевої і шлакової фаз визначають технологічні параметри виплавки хромистих феросплавів.Item Оцінка природної радіоактивності фосфоритів з метою подальшого їх використання при виробництві ферофосфору(НМетАУ, Дніпро, 2021) Пройдак, Юрій Сергійович; Пройдак, Андрій Юрійович; Страколист, С. І.UKR: Мета. Дослідження ефективної питомої радіоактивності фосфориту групи родовищ Харківської області (Ізюмський район) з метою визначення можливості використання їх для виплавки ферофос фору відповідно до норм радіаційної безпеки України (НРБУ-97). Методика. Дослідження ефективної питомої активності природних радіонуклідів фосфориту проведено з використанням приладу 92Х Spectrum Master (детектор GEM-3085). Обробка спектру, ідентифікація піків, визначення відносної похибки скоригованих площин піків у спектрі проби та фоновому спектрі, а також розрахунок питомої активності виконувалися в автоматичному режимі з подальшим аналізом звіту щодо проміжних розрахунків. Результати. Визначено, що розрахована ефективна питома активність природних радіонуклідів фосфориту за методикою НРБУ-97 складає 440 Бк/кг, що відповідає ІІ класу рівня дії для подібних видів сировини. При цьому показано, що при виплавці ферофосфору з метою підвищення кислотності фосфоритового розчину (відношення % SiO2 / % СаО) в шихту доцільно присаджувати кремнезем, який знижує концентрацію радіоактивних елементів до нормованого показника. Наукова новизна. Вперше встановлена ефективна питома активність природних радіонуклідів у фосфориті Малокомишевахського родовища (Харківська область, Ізюмський район). Практична значущість. За результами роботи можливо встановити доцільність використання вітчизняних фосфоритів для електроплавці ферофосфору при виробництві сплавів на основі чорних та кольорових металів.Item Підвищення міцності марганцевого агломерату при обробці гуматовим розчином(НМетАУ, Дніпро, 2021) Пройдак, Юрій Сергійович; Ольшанський, В. І.; Камкіна, Людмила Володимирівна; Гогенко, О. О.; Мяновська, Яна Валеріївна; Філиппов, Ігор ЮрійовичUKR: Об’єкт дослідження – металургійна технологія залучення дрібнодисперсних марганцевих концентратів, що утворюються при видобутку та збагаченні вихідної сировини, у виробництво марганцевого агломерату. Мета роботи – на основі результатів аналізу фізико-хімічних процесів при спіканні марганцевого агломерату та експериментальних досліджень розробити інноваційні технологічні рішення та рекомендації по технології спікання агломерату з підвищеною до 60% часткою в шихті дрібнодисперсного концентрату 2 сорту. Методи дослідження – теоретичні дослідження процесів агломерації концентратів базуються на основних положеннях фізичної хімії і теорії металургійних процесів. Розрахунки термодинамічної рівноваги оксидних систем, адекватних агломераційним, основані на теорії Гіббса та реалізовані за допомогою комп’ютерної програми «FASTSage 6.0»; використаний метод математичної статистики для обробки результатів. Результати дослідження. Визначено раціональну схему попередньої підготовки дрібнодисперсних відходів збагачення марганцевої руди для використання в металургійних процесах; встановлено раціональну кількість відходів збагачення марганцевої руди у вихідній шихті; доведена можливість повернення 50…70% (проти звичайного 10…15 %) дрібнодисперсного (фракції 0-1 мм) марганцевого концентрату 2 сорту в шихту виробництва марганцевого агломерату за рахунок використання реагенту торф гідроксидний (РТГ) у кількості 5…7% з одночасним підвищенням міцності гранул агломерату вдвічі. Проведено обробку вихідної карбонатної марганцевої руди на стадії дозування її в шихту та одержаного агломерату екстрактом гуматовим торф’яним для зміцнення агломерату та зменшення пилоутворення.Item Improvement of the Process of Conducting Arc-Free Ferronickel Melting in a Six-Electrode Furnace(Elsevier/SSRN, 2021) Bezugliy, Anatolii V.; Nikolenko, Anatolii V.; Shevchenko, D. V.; Ovcharuk, Anatolii N.; Kuvaev, Viktor Iu.; Bezugliy, V. A.; Zamkovoy, O. V.ENG: Purpose. The aim of the authors is to find a technical solution to effectively control the appearance of an arc discharge in the subelectrode space of each of the six electrodes in submerged-arc furnaces from operational point of view. Methodology. A scheme was drawn up for modeling of the furnace circuit of a six-electrode furnace, which made it possible to obtain the zero point offset voltage and control its third harmonic and other components. For this purpose, two three-phase systems were created in the electrical circuit of the six-electrode furnace, consisting of half-phases of odd and even electrodes. For each of these systems, an artificial symmetric "star" was created separately. The neutral offset voltage for each of the systems was measured between the star zero point and the conductive hearth. Findings. Analysis of the harmonic composition of the shape of the neutral offset voltage curve, created by using an artificial symmetric star, made it possible to obtain a number of information (dependencies) that can be used in control algorithms. The proposed measuring scheme was tested on operation industrial six-electrode furnace of the Pobuzhsky Ferronickel Plant. During the melting, arcs were artificially created under the electrodes. Wherein: 1) the presence of an arc discharge was confirmed by the appearance of the third harmonic of the zero point offset voltage; 2) phase shifts of the first harmonic unambiguously indicated to the electrode with an arc discharge. Practical value The proposed method for monitoring the presence of electric arcs under the electrodes can be used to control ore-thermal furnaces both independently and as an addition to the already used systems for monitoring and controlling the electric mode of six-electrode furnaces.Item Расчет корпусов фасонных фрез для станков КЖ20(Silesian University of Technology (PolSL), 2021) Sładkowski, Aleksander; Melnychuk, Petro; Proydak, Yuriy; Ruban, VladislavRUS: Рассмотрены вопросы работы специальных фасонных фрез для станков КЖ20, определено количество одновременно работающих цилиндрических режущих элементов, для расчета напряженного состояния корпусов фасонных фрез с возможностью повышения эффективности восстановления рабочих поверхностей колесных пар машин рельсового транспорта на станках КЖ20.Item Studying the Phase Equilibria in MnO-SiO2 System by the Differential Scanning Calorimetry (DSC) Method(National Academy of Sciences of Ukraine, Publishing House Akademperiodyka, 2022) Proidak, Yurii S.; Gladkykh, V. A.; Ruban, Artem V.ENG: Introduction. The formation of rational composition of molten slag is critical for smelting of manganese ferroal-loys. From seventy to ninety per cent of manganese ferroalloy slags are presented by manganese and silicon oxides. Information about phase equilibrium in MnO—SiO2 system has an important value for the development of new and the improvement of operating processes of beneficiating and agglomerating manganese raw material, manufacturing manganese ferroalloys, and smelting high-manganese electrical steels. Problem Statement. The analysis of scholarly research data on the diagram of the equilibrium state of MnO—SiO2 system has shown a difference between the temperature of eutectic melting and that of peritectic melting and a fundamental difference in the nature of these two types of melting. The diagram does not show the polymorphic transformation of rhodonite. Purpose. The purpose of this research is to study the behavior of manganese orthosilicate and metasilicate and the eutectic between them for specifying the structure of the MnO—SiO2 system equilibrium state diagram. Materials and Methods. The DSC method has been used to determine the temperature of phase transformations, melting and crystallization, of the samples that correspond to rhodonite (MnSiO3), tephroite with rhodonite (Mn2SiO4 + MnSiO3), and the eutectic located between them in terms of composition. Results. The temperature of tephroite congruent melting, the solidus and the liquidus of rhodonite incongruent melting have been determined more accurately. For the first time, the temperature of rhodonite polymorphic trans-formation at the phase transition γ-MnSiO3↔β-MnSiO3 accompanied with a volume fluctuation of up to 2% has been experimentally established. This has made it poss ible to plot the horizontal line of polymorphic transformation on the MnO—SiO2 system diagram. Conclusions. The obtained data on the equilibrium state of MnO—SiO2 system have given a clear idea of the slag system structure, which allows us to optimize cooling during the manganese agglomerate production; to ratio-nally select the slag melting conditions for the ferrosilicon manganese production; to improve slag thickening after the release of smelting products; to justify slag crystallization behavior for the production of slag-cast products.Item Оцінка технологічної можливості використання шунгітової породи при одержанні марганцевого агломерату(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Інститут промислових та бізнес технологій», ІВК «Системні технології», 2022) Камкіна, Людмила Володимирівна; Мяновська, Яна Валеріївна; Пройдак, Юрій Сергійович; Мішалкін, Анатолій ПавловичUKR: Промисловий досвід виробництва марганцевого агломерату показує, що відомі технологічні пропозиції не забезпечують зростання продуктивності агломашин та необхідних властивостей міцності офлюсованого марганцевого агломерату. Відомі способи спікання офлюсованого марганцевого агломерату, що відрізняється підвищеною механічною міцністю та високою вологостійкістю. Недоліком цих заходів є значне ускладнення технологічної лінії агловиробництва та збільшення енергетичних витрат. У зв'язку з цим одним із головних напрямів є розробка складів шихт та параметрів процесу агломерації марганцевої сировини. Мета дослідження – аналіз фізико-хімічних процесів, експериментальні дослідження та розробка інноваційних технологічних рішень та рекомендацій щодо залучення у металургійне виробництво шунгітової породи для розширення сировинної бази гірничо-металургійного комплексу. Виконано розрахунки термодинамічної рівноваги оксидних систем, адекватних агломераційним, проведено дослідження хімічного складу фазових складових мікроструктур марганцевого агломерату. Встановлено раціональний вміст шунгіту в аглошихті, який забезпечує одержання агломерату із заданими характеристиками (міцністю, виходом придатного, вмістом марганцю) становить 12...13%від маси вихідної шихти. Подальше підвищення його частки в аглошихті призводить до зниження міцності та виходу придатного спеку. Збільшення ступеня дисперсності шунгіту до 0-2мм дозволяє збільшити рівень використання вуглецю шунгіту як паливо без збільшення на процес кількості традиційного палива - коксу.Item Дослідження кінетики азотування мало- та безнікелевих корозійностійких сталей в твердому стані(НМетАУ, Дніпро, 2021) Пройдак, Юрій Сергійович; Підгорний, Сергій Миколайович; Трегубенко, Геннадій Миколайович; Поляков, Георгій Анатолійович; Палаш, Богдан ВалерійовичUKR: Мета. Дослідження кінетики азотування в твердому стані прокату з мало- та безнікелевих корозійностійких сталей на усю товщину для отримання стійкої аустенітної структури. Методика. Азотування зразків проводилося у вакуумній печі при температурах 1200-13500С при витримках від 2-х до 30-ти годин. Температуру заміряли платино-платинородієвою термопарою з точністю до +100С. В процесі нагріву зразків тиск азоту підтримували постійним. Після витягання зразків з печі виконували їх аналіз: рентгеноструктурний, пошаровий, металографічний та хімічного складу, у тому разі на вміст азоту. Результати. Результати проведеної роботи свідчать про принципову можливість азотування Сr-Мn і Сr-Мn-Ni сталей в твердому стані після їх гарячої деформації з відносно невеликою тривалістю процесу при товщині прокату до 7 мм. Наукова новизна. Вперше проведені дослідження кінетики азотування корозійностійких сталей Х15Г12 та Х18Н4Г10 в твердому стані при температурах 1200-13500С. Практична значущість. Застосування технології азотування мало та без нікелевих корозійностійких сталей в твердому стані значно підвищує їх якість та знижує їх собівартість.Item Мікрорентгеноспектральне визначення елементного складу проб пилу ДСП(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Інститут промислових та бізнес технологій», 2022) Пройдак, Юрій Сергійович; Камкіна, Людмила Володимирівна; Мяновська, Яна ВалеріївнаUKR: В роботі визначено склад пилу електрофільтрів газоочисток ДСП при довготриваловому зберіганні у відвалах з метою одержання інформації про віднесення пилу до небезпечних відходів. Визначення вмісту важких металів у відходах виконували методом атомно-абсорбційної полум'яної спектрофотометрії на спектрофотометрі AAS-1N. ]. Вміст заліза загального та встановлення кількості його різного ступеня окиснення здійснювали методом окиснювально-відновного титрування біхроматом калію в кислому середовищі [6]. Комплексне металографічне дослідження проб пилу включав макроаналіз (при збільшенні х16), мікроаналіз структури торцевого зрізу котунів зі свіжого пилу електрофільтрів ДСП за допомогою оптичної мікроскопії (х 50, х 500). Детальний аналіз мікроструктури відібраних проб проводили за допомогою растрового мікроскопа електронного JSM-6490 в режимі вторинних упругорозсіяних електронів. Рентгеноспектральний аналіз відібраних проб проводили за допомогою енергетичного та хвильового спектрометрів – приставок до растрового електронного мікроскопа JSM-6490. Хімічний аналіз проб пилу показав, що значних відмінностей у вмісті заліза загального в представлених пробах пилу не спостерігається, хоча є деяке його зниження по глибині відвалу. Більш сильне зменшення при переході від поверхні відвалу в глибину відзначено вмісту Fе3O4. Всі проби є магнітними, що свідчить про значні вмісти в пилу магнітного закису-окису заліза, найімовірніше в незв'язаному стані. Наявність у плавильній шихті домішок цинку і свинцю, що випаровуються при робочих температурах печі, призводить до їх окислення повітряним потоком в результаті чого в кінцевому пилу вони можуть бути як у вигляді вільних оксидів, так і у вигляді композиційних структур з оксидами заліза.Item Дослідно промислові випробування спікання агломерату з дрібнодисперсним марганцевим концентратом(НМетАУ, Дніпро, 2021) Пройдак, Юрій Сергійович; Ольшанський, В. І.; Гогенко, О. О.; Камкіна, Людмила Володимирівна; Філіппов, Ігор Юрійович; Мяновська, Яна Валеріївна; Сідорський, Олександр ВолодимировичUKR: Об’єкт дослідження – металургійна технологія залучення дрібнодисперсних марганцевих концентратів, що утворюються при видобутку та збагаченні вихідної сировини, у виробництво марганцевого агломерату. Мета роботи – на основі результатів аналізу фізико-хімічних процесів при спіканні марганцевого агломерату та експериментальних досліджень розробити інноваційні технологічні рішення та рекомендації по технології спікання агломерату з підвищеною до 60% часткою в шихті Методи дослідження – теоретичні дослідження процесів агломерації концентратів базуються на основних положеннях фізичної хімії і теорії металургійних процесів. Розрахунки термодинамічної рівноваги оксидних систем, адекватних агломераційним, основані на теорії Гіббса та реалізовані за допомогою комп’ютерної програми «FASTSage 6.0»; для визначення внутрішньої будови марганцевої руди та марганцевих концентратів залучені рентгенівські методи дослідження - рентгенівський дифрактометр ДРОН-2; використаний метод математичної статистики для обробки результатів. Встановлено мінералогічну мікроструктуру рудних марганцевих концентратів і дрібнодисперсного концентрату збагачення марганцевої руди. Визначено раціональну схему попередньої підготовки дрібнодисперсних відходів збагачення марганцевої руди для використання в металургійних процесах; встановлено раціональну кількість відходів збагачення марганцевої руди у вихідній шихті; доведена можливість повернення 50...70% (проти звичайного 10...15 %) дрібнодисперсного (фракції 0-1 мм) марганцевого концентрату 2 сорту в шихту виробництва марганцевого агломерату за рахунок використання реагенту торф гідроксидний (РТГ) у кількості 5...7% з одночасним підвищенням міцності гранул агломерату вдвічі.Item Improvement of Quality and Improvement of Technology of Production of Economic Alloyed Steels for Power Engineering(НМетАУ, Дніпро, 2021) Proidak, Yuri; Pidhоrnyi, Serhii; Tregubenko, Gennady; Polyakov, G.; Pidyash, LyubovENG: Purpose. Investigate the effect of complex microalloying with nitrogen, titanium and aluminum on the structure and properties of cast steels at elevated temperatures. Methodology. Methods of optical microscopy were used for metallographic analysis of the microstructure of steels. The mechanical properties at room and elevated temperatures were determined for static tension, crease and impact bending. Results. The technology of carbonitride strengthening of silicon-manganese production steels has passed pilot testing. The results of mechanical tests indicate a favorable complex effect of nitrogen, titanium and aluminum on the properties of 20GSL steel in the entire range of operating temperatures. Scientific novelty. For the first time, the effect of nano-dispersed carbonitride phases (TiN, AlN) on the mechanical properties of low-alloy silicon-manganese steel of the GSL type at elevated temperatures (250-4500C) has been investigated. Practical value. The use of carbonitride technology for strengthening silicon-manganese heat-resistant electric steel provides an increase in operational reliability, an increase in the service life and reduce the metal consumption of equipment for power engineering.Item Research into Phosphate Mineral Composition and waste Phosphorite Ore(Dnipro University of Technology, 2021) Proidak, Andrii Yu.; Gasyk, Mykhailo; Proidak, Yurii S.ENG: Purpose. Theoretical and experimental studies of chemical and mineral composition and the structure peculiarities of phosphorites from Ukrainian deposits to define the degree of their suitability for other industries. Methods. The ore chemical composition was determined by conventional (wet) analysis using standard certified chemical reagents. The mineral composition was studied on the scanning electron microscope equipped with the attachment for the energy- dispersive electron microprobe analysis (EMPA) with the software for calculating the chemical composition of the studied sample microvolume. The petrographic analysis was carried out by the traditional methods of microscopic section preparation with subsequent identification and description of the minerals. The microscopic study of the original ore samples aimed at their mineral composition determination was conducted on the Nu optical microscope (Germany) both in transmitted and reflected light. The thin and polished sections prepared using the standard technology were used as samples. In the laboratory environment, the phosphorites were subjected to magnetic dressing in magnetic fields with different intensity. The experiments in the weak field were modelled with the help of the magnetic analyzer while the experiments in the strong magnetic field were modelled on the rotor separator. The flotation dressing method was studied on the laboratory mechanical flotation machine. Findings. It was found that phosphate nodules are rounded mineral formations of irregular shape; they consist of sand bound with the yellow-brown phosphate cement. Ore useful substance is a phosphorus-bearing mineral that by the element chemical composition corresponds to fluorocarbon-hydroxyl-apatite with the dominant content of Ca (45.23%), P (15.67%), and B (27.87%). The results of the integrated petrographic study of the phosphorite samples from the ore body of “Peremoha” area are presented. Originality. The study has revealed that phosphorus-containing substance in the phosphorite samples is the mass that cements barren minerals (mainly quartz, glauconite, calcite and plagioclase). Practical implications. According to the phosphate content level, the phosphorites from Malokamyshevatske, Iziumske and Sinichino-Yaremovske deposits can be treated as minerals for ferrophosphorus smelting.