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.

Приведены результаты компьютерного моделирования затвердевания слитков в СКМ "Полигон", с использованием плавающей прибыльной вставки и по существующей технологии. Расчет проведен для стального слитка диаметром 460 мм и высотой 2000 мм. Анализ полученных результатов показал, что использование плавающей прибыльной вставки при получении слитков уменьшает глубину залегания усадочной раковины и устраняет пористость в его подприбыльной части.

Проведены промышленные испытания по использованию слоистых соединений графита для утепления зеркала металла прибылей крупных отливок на одном из заводов Донецкой области. Проведенные испытания показали эффективность использования слоистых соединений графита для утепления зеркала металла крупных стальных отливок. Предложенный метод утепления позволяет сэкономить расход металла на 5 - 8 % от массы отливки.

Цель исследования - разработать рациональный режим питания усадки валка из заэвтектоидной стали 150ХНМ. Расчет процесса затвердевания отливок проводили после обработки экспериментальных данных с помощью инженерной методики Б. Б. Гуляева и Н. И. Хворинова, основанной на использовании критерия Фурье, в котором ат/R2 заменено симплексом т/R2, а на оси ординат отложен относительный размер x/R. Установлена продолжительность этапов ступенчатого комбинированного электродугового-электрошлакового обогрева прибыли прокатных валков из заэвтектоидной стали 150ХНМ. Результаты промышленных испытаний рекомендованных технологических режимов успешно опробованы и внедрены в вальцелитейном цехе ПАО "Днепропетровский завод прокатных валков". Выведены формулы для расчета рациональной продолжительности обогрева прибыли прокатного валка из заэвтектоидной стали 150ХНМ. Сокращение продолжительности обогрева прибыли уменьшает энергозатраты и уровень остаточных напряжений в отливках, которые формируются из-за перепада температур по высоте отливки между нижней шейкой и прибылью.

Розроблено три способи виготовлення екзотермічних вставок з використанням газифікованої моделі як несучу конструкцію. Способи включають застосування вуглеводневих матеріалів без додаткового забруднення піщаної формувальної суміші, що багаторазово використовується в процесах лиття за газифікованими моделями. Розрахунок витрат на виробництво розроблених екзотермічних вставок за рахунок вибору оптимальної сировини, наявної на вітчизняному ринку, показав ефективність їх застосування. Запропоновано концепцію комп'ютерного моделювання геометричної форми надливу в умовах лиття за газифікованими моделями.