Izvestiya Vuzov Tsvetnaya Metallurgiya (Proceedings of Higher Schools Nonferrous Metallurgy / Известия вузов. Цветная металлургия
Not a member yet
659 research outputs found
Sort by
СВОБОДНАЯ КОНВЕКЦИЯ РАСПЛАВА В ПЕЧИ С БАРБОТАЖНЫМ СЛОЕМ ПРИ ЕГО ПРОДУВКЕ ЧЕРЕЗ БОКОВУЮ ФУРМУ, УСТАНОВЛЕННУЮ ПОД УРОВНЕМ СЛОЯ
Get PDFFree convection of the slag-metal melt («bath») in a furnace with a bubble layer during its blowing in a bubble and jet modes is investigated using a mathematical model. It is established that bath motion velocities average by the bulk are larger by orders of magnitude than the velocities of its pneumatic mixing with flows for lifting bubbles and gas-liquid jets. The mixing work of the melt during the free convection, which is mainly performed in the tuyere plane, is anisotropic. Its value in the vertical bath plane reaches 1,25 MJ/t, while in the horizontal plane—does not exceed 43 kJ/t.С помощью математической модели изучена свободная конвекция шлакометаллического расплава («ванны») в печи с барботажным слоем при его продувке в пузырьковом и струйном режимах. Установлено, что средние по объему скорости движения ванны на порядки больше, чем скорости ее пневматического перемешивания потоками всплывающих пузырей и газожидкостными струями. Работа перемешивания расплава при свободной конвекции, совершаемая в основном в фурменной плоскости, анизотропна. В вертикальном направлении ее удельное значение достигает 1,25 МДж/т, а в горизонтальном – не превышает 43 кДж/т
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКОВ ПРИПОЯ А34 НА ОСНОВЕ ИЗУЧЕНИЯ СВЯЗИ СТРОЕНИЯ И СВОЙСТВ ЖИДКОГО И ТВЕРДОГО МЕТАЛЛА
Get PDFA comparative analysis of the effect of modification technique on the structure and phase composition of A34 solder ingots is presented. Modification has been performed by the melt overheating up to 1000 °C and introducing fine-crystalline remelt in quantity of 5 % of charge mixture. The research has been carried out with the differential thermal and metallographic analyses. Additionally we have studied the surface of A34 solder ingot by means of sc-AFM NTEGRA Therma nanolaboratory at higher temperatures (150 and 300 °C). Technological recommendations on optimization of casting and heat treatment of A34 solder ingots are given.Проведен сравнительный анализ влияния способа модифицирования на строение и фазовый состав слитков припоя А34. Модифицирование осуществлялось путем перегрева расплава до 1000 °C и введения в него мелкокристаллического переплава в количестве 5 % от шихты. Исследование выполнено средствами ДТА и металлографического анализа. Дополнительно методом пк-АСМ с помощью зондовой нанолаборатории NTEGRA Therma изучено строение поверхности слитка припоя А34 при повышенных температурах (150 и 300 °C) и даны технологические рекомендации по оптимизации режимов литья и термообработки
ИССЛЕДОВАНИЕ ИМПРЕГНИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ ОБОЖЖЕННЫХ АНОДОВ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ
Get PDFThe results of the investigation into the impregnation (saturation) of the samples of ready roasted anodes promising for aluminum electrolyzers by organic compounds are presented. A procedure of performing this process including the preliminary evacuation, sub- sequent saturation of the samples with organic compounds under the excess external pressure, and further, high-temperature pyrolysis in the lead–bismuth melt is developed. It is established that the developed modification method allows one to increase the corrosion stability of roasted anodes. Приведены результаты исследований процесса импрегнирования (пропитывания) органическими соединениями образ- цов готовых обожженных анодов, перспективных для алюминиевых электролизеров. Разработана методика проведения данного процесса, включающая предварительное вакуумирование, последующее насыщение образцов органическими соединениями под избыточным внешним давлением и, далее, высокотемпературный пиролиз в расплаве свинец–висмут. Установлено, что разработанный метод модифицирования позволяет увеличить коррозионную стойкость обожженных анодов.
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСТРАКЦИИ ЦЕРИЯ (III) ТРИБУТИЛФОСФАТОМ ИЗ РАСТВОРОВ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ
Get PDFA mechanism of extraction of cerium by tributyl phosphate (TBP) from phosphate solutions using model and production solutions containing, %: 26–28 P2O5, 1,2–2,8 SO3, 0,3–0,8 CaO, 0,1–0,4 Al2O3, 0,3–0,4 Fe2O3, and 0,09–0,1 REM(NO3)3. A model solution of phosphoric acid corresponded to the industrial solution of extraction phosphoric acid (EPA) by the content of P2O5 and Ce(NO3)3 and value of pH (0,6). Dependences of extraction parameters on the TBP concentration in o-xylene and concentration of nitrate ions introduced by magnesium and calcium nitrates, which are used as a salting-out agent, are found. The composition of the extracted organic complex of cerium Ce(H2PO4)(NO3)2·TBPorg is determined. A constant of extraction equilibrium and the Gibbs energy of extraction are calculated. It is concluded by the results of the experiment that it is unreasonable to use TBP to extract Ce from phosphoric acid systems without introducing a considerable amount of the salting-out agent.Изучен механизм экстракции церия трибутилфосфатом (ТБФ) из фосфатных растворов с использованием модельных и производственных растворов, содержащих, %: 26–28 P2O5, 1,2–2,8 SO3, 0,3–0,8 CaO, 0,1–0,4 Al2O3, 0,3–0,4 Fe2O3, 0,09–0,1 РЗМ(NO3)3. Модельный раствор фосфорной кислоты по содержанию P2O5, Се(NO3)3 и значению pH (0,6) соответствовал производственному раствору экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК). Получены зависимости показателей экстракции от концентрации ТБФ в о-ксилоле и концентрации нитрат-ионов, вносимых нитратами магния и кальция, используемыми в качестве высаливателя. Определен состав экстрагируемого органического комплекса церия Ce(H2PO4)(NO3)2·ТБФорг. Рассчитаны константа экстракционного равновесия и энергия Гиббса процесса экстракции. По результатам эксперимента сделан вывод о нецелесообразности использования ТБФ для извлечения Се из фосфорно-кислых систем без внесения значительного количества высаливателя
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕРМООБРАБОТКИ В БАРАБАННОЙ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ
Get PDFAlgorithms for the calculation of convective exchange coefficients and construction of zonal heat balance equations for computer modeling of calcination of carbon-base materials in a rotary-drum furnace are developed. The possibility to find adequate results in the course of the computing experimental investigation into this process using its complex mathematical model implemented as a computer program is shown.Разработаны алгоритмы расчета коэффициентов конвективного обмена и построения зональных уравнений теплового баланса для компьютерного моделирования процесса прокалки углеродных материалов в барабанной вращающейся печи. Показана возможность получения адекватных результатов при вычислительном экспериментальном исследовании этого процесса с использованием его комплексной математической модели, реализованной в виде компьютерной программы
СОРБЦИЯ РЕНИЯ И ВАНАДИЯ ИЗ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ РАСТВОРОВ ВОЛОКНИСТЫМИ ИОНИТАМИ
Get PDFSorption of rhenium (VII) and vanadium (V) with FIBAN series fibrous ionites out of mineralized sulfuric-chloride solutions has been studied. Equilibrium, kinetic, and dynamic characteristics of rhenium and vanadium sorption with AK-22 grade FIBAN ionite that contains the following functional groups: =NH, –NH2, –СOOH, and ≡N are obtained. The maximum capacity of this ionite for vanadium (V) is found to be observed at pH = 4 value. Rhenium and vanadium sorption isotherms are linear and described by Henry’s equations with constants KH = 113±2 ml/g (R2 = 0,995) and 674±6 ml/g (R2 = 0,999) respectively. Integral kinetic curves of sorption are obtained under the conditions of limited solution volume. The effective diffusion coefficients of rhenium and vanadium (9,0·10–13 and 7,5·10–15 m2/s respectively) are calculated with taking the half-transformation time into account. The feasibility of rhenium and vanadium separation under the dynamic conditions is shown.Изучена сорбция рения (VII) и ванадия (V) волокнистыми ионитами серии ФИБАН из минерализованных сульфатно-хлоридных растворов. Получены равновесные, кинетические и динамические характеристики сорбции Re и V ионитом ФИБАН марки АК-22, содержащим следующие функциональные группы: =NH, –NH2, –СOOH и ≡N. Установлено, что максимальная емкость этого реагента по ванадию (V) наблюдается при значении рН = 4. Изотермы сорбции Re и V линейны и описываются уравнением Генри с константами Kг = 1,36±0,30 мл/г (R2 = 0,995) и 674±21 мл/г (R2 = 0,999) соответственно. В условиях ограниченного объема раствора получены интегральные кинетические кривые сорбции и с учетом времени полупревращения рассчитаны эффективные коэффициенты диффузии Re и V, составившие 9,0·10–13 и 7,5·10–15 м2/с соответственно. Показана возможность разделения этих металлов в динамических условиях
ПОЛУЧЕНИЕ СУБМИКРОННЫХ ПОРОШКОВ И НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ГРАНУЛ НА ОСНОВЕ NiAl МЕТОДОМ СВС ИЗ МЕХАНИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННОЙ СМЕСИ
Get PDFThe influence of parameters of mechanical activation (MA) on the structure and phase composition of the Ni–Al reaction mixtures as well as the products that are formed from them during the subsequent self-propagating high-temperature synthesis (SHS) is investigated using optical and electron microscopy, X-ray structural analysis, electron probe microanalysis, and laser diffraction. Optimal MA modes of reaction mixtures and optimal synthesis conditions of porous cakes are determined. Special functional additives of Al2O3, BN, and WC powders, which increase the cake porosity and facilitate the subsequent grinding, are selected; and their amount is determined. It is revealed that boron nitride and tungsten carbide additives most efficiently promote the destruction of NiAl particles. Submicron powders with the NiAl-based nanoblock structure are prepared.С использованием методов оптической и электронной микроскопии, рентгеноструктурного и рентгеноспектрального анализов, лазерной дифракции исследовано влияние параметров механического активирования (МА) на структуру и фазовый состав реакционных смесей Ni–Al, а также образующихся из них при последующем самораспространяющемся высокотемпературном синтезе (СВС) продуктов. Определены оптимальные режимы МА реакционных смесей и условиясинтеза пористых спеков. Выбраны специальные функциональные добавки нанопорошков Al2O3, BN и WC , которые увеличивают пористость спеков и облегчают последующее измельчение, и определено их количество. Выявлено, что наиболее эффективно способствуют разрушению частиц NiAl добавки нитрида бора и карбида вольфрама. Получены субмикронные порошки с наноблочной структурой на основе NiAl
ТЕРМОДИНАМИКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СУЛЬФИДОВ ЦВЕТНЫХ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ С СУЛЬФГИДРИЛЬНЫМИ СОБИРАТЕЛЯМИ ПРИ НЕПОЛНОЙ ИНФОРМАЦИИ О СТАНДАРТНЫХ ЭНЕРГИЯХ ОБРАЗОВАНИЯ ИСХОДНЫХ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКТОВ РЕАКЦИИ (НА ПРИМЕРЕ ГАЛЕНИТА)
Get PDFThere were examined the calculation method of Gibbs free energy for half-reaction in the absence of findings on values of free standard energy of formation of its parent substances and resultant products. Through example of galena was showed that use of suggested procedure allows cope with a task of thermodynamic solving for system of PbS–H2O–CO2–(C4H9O)2PSS– and construct respective graph of thermodynamic stability. According to received data was defined a possible composition of sorption layer on the galena surface in the presence of dibutyl dithiophosphate ion and identified its link with the concentration of ion collector and oxidation-reduction potential at prescribed value of pH. There was made comparison of graph with analogous system of PbS–H2O–CO2–C4H9OCSS–Рассмотрена методика расчета свободной энергии Гиббса полуреакции при отсутствии сведений о значениях свободных стандартных энергий образования их исходных веществ и продуктов реакции. На примере галенита показано, что использование предлагаемой процедуры позволило решить задачу термодинамического расчета системы PbS–H2O–CO2–(C4H9O)2PSS– и построить соответствующую диаграмму термодинамической стабильности. По полученым данным определен возможный состав сорбционного слоя на поверхности галенита в присутствии дибутил-дитиофосфат-ионов и выявлена его связь с концентрацией ионов собирателя и окислительно-восстановительным потенциалом при заданном значении pH. Выполнено сравнение полученной диаграммы с подобной ей для системы PbS–H2O–CO2–C4H9OCSS
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГОРЯЧЕЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ ПОКОВКИ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА АК6
Get PDFThe possibility of modeling the actual production process of hot bulk forging of the forged piece made of AK6 aluminum alloy is investigated using the DEFORM-3D computer program. Parameters corresponding to production conditions of this process were introduced: die heating temperature of 350 °C, billet heating temperature of 360–470 °C, die working stroke velocity of 5 mm/s, and friction factor (by Siebel) of 0,5. It is shown that computer modeling in the DEFORM-3D program allows us to analyze the actual processes of hot bulk forging of aluminum alloys and introduce recommendations on their correction.Проведено исследование возможности моделирования реального технологического процесса горячей объемной штамповки поковки из алюминиевого сплава АК6 с помощью компьютерной программы DEFORM-3D. Вводились параметры, соответствующие производственным условиям данного процесса: температура нагрева штампа 350 °С, температура нагрева заготовок 360–470 °С, скорость рабочего хода пресса – 5 мм/с, фактор трения (по Зибелю) – 0,5. Показано, что компьютерное моделирование в программе DEFORM-3D позволяет анализировать реальные процессы горячей объемной штамповки алюминиевых сплавов и вносить рекомендации по их корректировке
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ЧИСТЫХ МЕТАЛЛОВ С УЧЕТОМ ЧАСТОТЫ ЦИКЛИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ
Get PDFThe research results of pure metal surface damaging have been obtained in the course of fatigue tests. Mathematical dependences of changing the fatigue resistance indicators on frequency of cyclic loading during bending deformation of rotating samples are deduced. Fatigue curve equations are given and changes in the microstructure at cyclic loading are shown.Изложены результаты исследования повреждаемости поверхности чистых металлов, полученные при усталостных испы- таниях. Выведены математические зависимости изменения показателя сопротивления усталости от частоты цикличес- кого нагружения при деформации изгиба вращающихся образцов. Приведены уравнения кривых усталости и показано изменение микроструктуры при циклических нагружениях