Путем, физического моделирования исследованы закономерности формирования истекающей из узкого литникового канала струи жидкости с учетом напора и затопления. Получены эмпирические зависимости высоты фонтанирования, выплеска под действием гидравлического удара и расходных характеристик, а также условий сохранения сплошности фонтанирующей струи. Установлено нежелательное явление наклонного кругового движения фонтана (НКДФ), определено соотношение гидравлических и геометрических параметров, исключающее это явление. Сделаны практические рекомендации по обеспечению качественного заполнения формы расплавом в условиях РАСЛИТ-процесса.

На базі фізичного моделювання кристалізації композитних зливків на прозорих моделях виявлено деякі типові особливості та закономірності формування донного конусу кристалів. Відзначені закономірності підтверджені результатами досліджень реальних сталевих зливків.

Наведено результати експериментального дослідження впливу частоти змінного струму на електромагнітні параметри та гідравлічний напір магнітодинамічної установки (МДУ). Отримані результати доповнюють інформаційну базу для обгрунтованого вибору типу перетворювача та алгоритму його роботи, а також дозволяють враховувати особливості зміни параметрів МДУ під час регулювання частоти струму для підвищення ефективності використання частотного керування у процесі проектування нових МДУ та систем їх електроживлення.

Высокие расходные коэффициенты при производстве прокатных валков обусловили проведение экспериментальных термографических исследований по установлению особенностей направленного затвердевания и формирования усадочных дефектов в отливках. Технология комбинированного электродугового-электрошлакового обогрева прибылей валков обеспечивает уменьшение расхода металла на прибыли в 2,5 - 3,0 раза, предотвращает образование концентрированных усадочных дефектов в бочке и верхней шейке.

Рассмотрены особенности кристаллизации и структурообразования стальных слитков в поле упругих колебаний. Установлено, что вибрационное воздействие на процессы формирования слитков углеродистой стали осуществляется по тому же принципу, что и слитков модельных сплавов. Показано положительное влияние вибрации на структуру и свойства литых заготовок.

Виконано чисельне моделювання електромагнітних і гідродинамічних процесів при перемішуванні розплавленого металу в секційному мідному кристалізаторі, що знаходиться в магнітному полі двокотушкового індуктора. Проведено порівняльний аналіз ефективності перемішування в разі різного віддалення котушок двофазного індуктора. Результати досліджень представлено у вигляді картин розподілення векторних полів електромагнітної сили і швидкості руху розплавленого металу.

Изложены общие представления о роли конвекции жидкой фазы и реологических свойств сплавов в кинетике затвердевания отливок, получаемых специальными способами литья.

Проанализированы физические эффекты, которые могут сопровождать процессы затвердевания слитков и отливок при наложении виброимпульсных воздействий на затвердевающий металл. Показано значение вибрации для интенсификации процессов образования частиц твердой фазы в расплаве и рассмотрены механизмы их мультипликации. Определены возможности управления процессами затвердевания при росте частиц твердой фазы. Для повышения эффективности практического применения виброимпульсной обработки необходимо всестороннее изучение взаимосвязи вышеупомянутых эффектов с конечными качественными показателями процессов затвердевания.

Исследованы Fe-C-Si сплавы, модифицированные щелочноземельными металлами, при затвердевании с различными скоростями охлаждения. Показано, что кальций, барий и стронций практически не влияют на температурно-кинетические параметры эвтектической кристаллизации и форму графитных образований. Шаровидный графит в этих модифицированных сплавах образуется в условиях лишь ускоренного охлаждения отливок и это ограничивает их практическое применение как модификаторов для получения высокопрочного чугуна.

Изучена возможность снижения потери тепла через боковую поверхность футеровки прибыльной части слитков. Показано снижение теплопроводности материалов тепловкладышей (ТИВ) за счет замены в шихте кристаллического наполнителя аморфным. Наиболее эффективным следует считать диатомит, обладающий найвысшей огнеупорностью из всех природных аморфных дешевых минералов. Описаны исследования по получению промышленным способом ТИВ на основе диатомита в условиях производства тепловкладышей Магнитогорского металлургического комбината (ММК). Приведены результаты крупномасштабного промышленного апробирования диатомитовых ТИВ при разливке стальных слитков массой 18 т на ММК.

Показана технико-экономическая перспектива применения теплоизоляционных материалов для футеровки прибыльной части отливок. Рассмотрены теоретические предпосылки снижения теплопроводности за счет использования аморфных наполнителей. Приведены результаты исследования и промышленных испытаний теплоизоляционных материалов на основе аморфного наполнителя - диатомита.

Приведены соотношения для вычисления кривизны фронтов затвердевания литых изделий. Представлена статическая и динамическая картина трансформации температурного поля в процессе затвердевания литого изделия. Показаны случаи, когда изохроны интенсивностей охлаждения и градиентов температуры имеют волновой характер распределения в ограниченном объеме литого изделия.

Досліджено вплив мікродомішок на макро-, мікроструктуру та фазовий склад вторинних високозалізних силумінів. Розроблено рекомендації щодо нейтралізації шкідливого впливу заліза мікролегуванням у залежності від засобу отримання відливки.

В ОАО "УкрНИИО имени А.С. Бережного" для нанесения огнеупорных защитных покрытий на кирпичную футеровку промежуточных ковшей разработана торкрет-масса на основе периклаза с выгорающей добавкой и твердым коагулянтом на силикатной связке. Производство торкрет-порошка марки ТППК по ТУ 14-8-546-87 с изм. 1-3 и ТИ 299-ТППД-2-10-92 организовано на Пантелеймоновском огнеупорном заводе. Выполнение покрытий на футеровках промежуточных ковшей с применением вышеуказанной торкрет-массы освоено: на Донецком металлургическом заводе (Украина), Западно-Сибирском металлургическом комбинате, Волжском трубном заводе (Россия), Белорусском металлургическом заводе (Беларусь). С учетом остаточной толщины покрытий (15-20 мм) и незначительного износа (до 2 мм за плавку) установлена возможность эксплуатации промежуточных ковшей с покрытием в серии до 5 плавок. Показано, что нанесение защитных покрытий из разработанной ОАО "УкрНИИО" торкрет-массы является обязательной операцией при подготовке промежуточных ковшей к работе.

Изучено изменение структуры и твердости чугунных отливок, затвердевших в присутствии внутренних холодильников из малоуглеродистой стали и серого чугуна. Обнаружено, что стальные холодильники измельчают структуру и повышают твердость чугуна отливок лишь вокруг себя. Интенсивность воздействия стального холодильника на чугун отливки зависит от отношения диаметров холодильника и отливки. Чугунные внутренние холодильники улучшают структуру и свойства чугуна отливок не только вокруг себя, но и на значительном расстоянии. Эффективность применения чугунных холодильников в чугунных отливках на 6 - 8 % выше, чем стальных.

Методом гартування з твердо-рідкого стану досліджено процес трифазного (delta-ферит + аустеніт + рідина) тверднення сплавів систем Fe - C - W та Fe - Cr - Ni в інтервалі швидкостей охолодження, характерних під час кристалізації промислових зливків. Встановлено, що незалежно від морфологічних особливостей структури, тверднення сплавів відбувається за перитектичною реакцією. На фронті росту перитектичного аустеніту існує прошарок рідкої фази, що може бути помилково трактований, як результат екстектичної або евтектичної реакції.

Рассмотрены современные способы создания литых металлических композиций и особенности взаимодействия жидких сплавов. Охарактеризованы физико-механические и эксплуатационные свойства изделий из литых металлических композиций. Рассмотрены законы переноса импульса, энергии и массы. Показаны особенности теплопередачи в системе слиток - изложница - окружающая среда. Рассмотрены основные положения теории подобия и моделирования. Представлены модели турбулентности и установлены границы их применения, приведены методы решения уравнения гидродинамики и тепломассопереноса. Проанализированы особенности течения гидродинамических и теплообменных процессов при формировании композитного слитка. Приведена оценка влияния турбулентности на гидродинамику и теплоперенос в затвердевающем слитке с внутренним холодильником. Разработана методика физического моделирования процессов формирования отливки из композиций сплавов. Рассмотрены методы прогнозирования технологических параметров и свойства литых металлических композиций. Предложена методика определения адекватности применения математической модели формирования многослойных композиций стали.

Рассмотрены принципы работы и инженерные теплотехнические расчеты основных типов литейных печей. Даны сведения о твердом, жидком и газообразном топливе для промышленных печей, методах снижения температуры продуктов сгорания, порядке расчета печей сопротивления. Приведены примеры расчета наиболее распространенных печей литейных цехов, в частности, индукционных канальной, тигельной, плавильной печей, на основе использования средств современной вычислительной техники. Рассмотрены проблемы утилизации тепла отходящих дымовых газов и расчета очистных устройств.

Представлена разработка алгоритма, позволяющего производить выбор оптимальных параметров конструкции и необходимого давления для уплотнения заданной литейной формы, а также устанавливать определенную последовательность расчетных задач при проектировании импульсной головки низкого давления.

Методом математического моделирования показано, что при питании обычного ротационного перемешивателя, расположенного в кристаллизаторе, полигармоническим током, одна компонента которого имеет частоту 1 - 2 Гц, амплитуду 100 % и прямую последовательность фаз, а вторая более высокую частоту 15 - 20 Гц, амплитуду 50 - 75 % и обратную последовательность фаз, можно подавить нежелательные возмущения на мениске, сохраняя при этом требуемую интенсивность вращения металла в кристаллизаторе.