• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
07.04.2025, 11:52
НИТУ МИСИС
174

Разработан алгоритм точного расчета пористости сплавов

❋ 4.4

Предсказывать пористость железорудных брикетов и влиять на их свойства с помощью состава исходного вещества позволит новый метод, предложенный исследователями Университета МИСИС. В перспективе он позволит снизить затраты на производство сплавов и улучшить качество конечной продукции.

Разработан алгоритм точного расчета пористости сплавов – иллюстрация к материалу на Naked Science
В НИТУ МИСИС алгоритм точного расчета пористости сплавов / © SRG Group, unsplash.com

Пористость брикетов влияет на их восстановимость — то есть, способность материала пропускать газ и вступать в химические реакции, например для извлечения железа из вторичного сырья и низкосортных руд. Пористость также влияет на прочность: если пор слишком много, материал становится хрупким и разрушается при транспортировке или загрузке в печь. Раньше не существовало точных методов, позволяющих заранее рассчитать, как состав смеси влияет на пористость итогового продукта.

Для решения этой задачи ученые предложили новый алгоритм, с помощью которого можно анализировать, как разноразмерные сферические частицы укладываются в определенном пространстве, и позволяет вычислить минимальное расстояние, необходимое для их размещения в виде плотного слоя. Алгоритм позволяет моделировать, как добавление конкретных частиц влияет на общий объем пустот в материале.

«Предложенный метод позволяет управлять пористостью окускованных материалов, таких как брикеты и окатыши, благодаря подбору размеров частиц в смеси. Мы впервые показали, что пористость можно как увеличивать, так и снижать, в зависимости от задачи конкретного предприятия — для улучшения восстановимости или повышения прочности. Это открывает новые возможности для оптимизации металлургических процессов», — сказал кандидат технических наук Айтбер Бижанов, ведущий эксперт проекта кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС.

Алгоритм позволяет вычислить минимальный объем контейнера, который можно наиболее плотно заполнить окускованной рудой. Учёные выяснили, что пористость зависит не только от количества частиц, но и от их размеров. Например, если в исходную смесь добавить 5% крупных сфер оксида железа, пористость брикетов увеличивается до 60%, что улучшает прохождение газов через материал в доменной печи. Метод также адаптирован для частиц неправильной формы и учитывает сжимаемость материалов.

«Результаты можно применять для оптимизации шихты в доменных, сталеплавильных печах и установках прямого восстановления. Это снизит затраты на связующие вещества, термообработку и сократит выбросы при агломерации. Кроме металлургии, предложенный метод полезен в других отраслях, где важна управляемая пористость материалов и контроль структуры влияет на эффективность химических процессов и качество продукции: в производстве фильтров, катализаторов и пористых сорбентов», — рассказал Айтбер Бижанов.

С подробными результатами исследования можно ознакомиться в научном журнале Metallurgist.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
НИТУ МИСИС
Университет науки и технологий МИСИС — это ведущий вуз в области создания, внедрения и применения новых технологий и материалов; первый в стране, получивший статус «Национального исследовательского технологического университета». Первое место в России и ТОП-100 в мире в рейтинге QS Materials Science за 2023 год. В университете действуют 45 научно-исследовательских лабораторий и 3 научных центра мирового уровня. В состав НИТУ МИСИС входят 8 институтов, 4 филиала в России и 2 за рубежом.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

28 августа, 17:35
Марк Чернов

Международная группа ученых обнаружила следы трех неизвестных ранее правителей Ассирийской империи, существование которых ставит под сомнение полноту и объективность древних хроник. Исследователи доказали, что царские списки, считавшиеся более века незыблемым источником, составляли с учетом политической цензуры.

26 августа, 10:29
Марк Чернов

Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.

25 августа, 13:47
Татьяна Зайцева

Приблизительно 130 миллионов лет назад, когда по земле бродили динозавры, какое-то млекопитающее пробежало по влажной песчаной дюне на территории современной южной части Бразилии. Размер оставленных этим древним существом следов поразил палеонтологов.

26 августа, 17:13
ЮФУ

Вода в реке может выглядеть абсолютно чистой и прозрачной, но настоящее «досье» на экологическое состояние региона часто скрыто не в ней, а под ней — в донных отложениях. Это своеобразный химический архив, который накапливает все, что попадало в водоем на протяжении десятилетий. Ученые Южного федерального университета взяли на себя труд расшифровать этот архив в глобальном масштабе: они собрали и систематизировали все современные научные данные о том, как токсичные продукты горения оседают на дне рек и озер по всему миру. Результат этой работы позволил впервые увидеть полную картину загрязнения пресноводных экосистем — от Нижнего Дона и сибирских арктических рек до Амазонки, Нила и Миссисипи.

31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий