Anastasiia Semenko - Academia.edu (original) (raw)
Uploads
Papers by Anastasiia Semenko
Metallurgical Research & Technology
The article presents the results of comprehensive studies of hydrodynamic processes and features ... more The article presents the results of comprehensive studies of hydrodynamic processes and features of single-strand tundish ladles, which can be used for continuous or semicontinuous casting of steel at small metallurgical plants. The results of physical and mathematical modelling of the movement of the melt flows in the tundish using various designs of metal receivers are shown in this article. In addition to this, the article shows how the presence of a stagnant zone between the metal receiver and the right narrow wall of the Tundish increases in time of metal flow into the dispenser zone by an average of 35–60%. It has been established that the position and height of the walls of the metal receiver relative to the axis of the incident jet are very significant for providing a rational picture of the movement of convective flows. When the height of the wall of the metal receiver (from the side of the dispenser) is reduced by 40–60 mm, the zones of increased turbulence may appear in t...
Casting processes
Based on the global trends in the metallurgy, the features of the further development of technolo... more Based on the global trends in the metallurgy, the features of the further development of technologies for the cast metal productions are predicted. At the same time, there is considered the constant tightening of requirements for energy and resource saving, environmental and work safety, with the simultaneous need to improve the quality of casting, widening the range of obtained alloys and products from them. Also, ensuring reliable operation and expanding the functional capabilities of “ladle – furnace” units has particular importance, since they provide the complex out-of-furnace processing of melts, including averaging on temperature and chemical composition (at alloying and modifying too), removal gases and non-metallic inclusions, etc. It is noted that for the successful implementation of the listed technological operations, “ladle – furnace” units are equipped with additional devices and systems for heating the melt, vacuuming, blowing with inert gas (argon) and electromagneti...
Metal and Casting of Ukraine
Metal and Casting of Ukraine, 2021
Metal and Casting of Ukraine, 2021
лише елементи заміщення [3]. Якщо у сплавах додатково розчиняється азот, КВЕ може сягати більше н... more лише елементи заміщення [3]. Якщо у сплавах додатково розчиняється азот, КВЕ може сягати більше ніж 8. Отже, можна припустити, що для стабілізації структури гранецентрованої кубічної ґратки (ГЦК) в Fe-Mn-Al-C сплавах, необхідно їх легувати елементами, що виступають додатково донорами електронів. Поєднання таких механічних властивостей, як висока міцність на розрив одночасно з високою пластичністю і межами плинності, робить ці сплави привабливими для багатьох застосувань, наприклад, у медицині, машинобудівній, військовій, аерокосмічній та гірничій промисловостях. Вчені Європи, Америки, Японії та Китаю докладають багато зусиль для вивчення різних аспектів сплавів на основі Fe-Mn-Al-C. Наприклад, в Інституті Макса Планка (Дюссельдорф, ФРН) під керівництвом проф. Дірка Раабе ведуться дослідження високоентропійної сталі В ступ. Протягом останніх десяти років науковці та інженери зосередили свою увагу на особливих властивостях новітніх сталей на основі заліза, марганцю і алюмінію, легованих вуглецем та кремнієм. Цей клас матеріалів базується на концепції високоентропійних сплавів на основі заліза, що мають багатофазну структуру. Стабільність мікроструктури високоентропійних сталей (ВЕС) може бути досягнута шляхом регулювання вільної енергії Гіббса, яка забезпечує стійкість твердого розчину при наступній термообробці. Залізо-марганцеві сплави з високим вмістом алюмінію і вуглецю приблизно на 18 % легші, ніж традиційні конструкційні аустенітні сталі. Вони демонструють високу міцність (~ 1 ГПа), але в той же час їх пластичність досягає 60 % [1, 2]. Високоентропійні сталі на основі Fe-Mn-Al-C мають концентрацію валентних електронів (КВЕ) 7, якщо приймати до уваги
Metal and Casting of Ukraine, 2020
Modern technological constructions for the production of rolled copper and its alloys based on th... more Modern technological constructions for the production of rolled copper and its alloys based on the concept of metallurgical micro-mills
Metal and Casting of Ukraine, 2021
A new principle to control the temperature and mass flow rate of metal melt at its continuous cas... more A new principle to control the temperature and mass flow rate of metal melt at its continuous casting has been proposed. It has been established that such control can be executed based on continuous monitoring of the mass of a liquid alloy in casting and metallurgical assemblies and at appropriate adjustment by the equipment systems. Using electromagnetic fields and magnetohydrodynamic (MHD) factors to influence a liquid-metal environment is an effective means to ensure the required technological and technical-economic indicators for the process of continuous casting. We have proposed an appropriate principal structural-functional circuit for the automated control system (ACS) over the process of continuous casting of alloys, based on the application of a magnetodynamic tundish (MD-T) and a magneto-weighting system. Their basic design features and functional capabilities have been defined that are related to the processes of continuous casting, compared both with existing equipment ...
In this study by the analysis of the possibilities for direct measurement of the melt weight into... more In this study by the analysis of the possibilities for direct measurement of the melt weight into magnetodynamic installations was substantiated the ways for realization of direct and indirect dynamic control of pouring processes and managing of it operational characteristics. In the course of studying of the pouring process has been estimated the roles of inertial drain of melt on the the accuracy of dosing by open stream method. The special algorithm for dynamical control by the "tracking" method was developed and tested, which include the 4steps recalculation the difference poured melt mass (m i+1-m i) within corresponding time (t mi+i +t mi). Application the "tracking" method at indirect correction of the melt flow rate at pouring from MDI to casting mold is allowed to reduce the it oscillation to ±2% in comparisons with existing 6% before. Especially for widely using in the industrial conditions has been developed the prototypes of simple devices and methods for dynamic control flow rate of pouring melts into molds, that based on measurement of metal flow rate by determining of "instantaneous value" of force, which is creating by the mass of the melt at it flowing via sloped tray.
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2019
Запропоновано новий принцип управління температурою та масовою витратою металевого розплаву при й... more Запропоновано новий принцип управління температурою та масовою витратою металевого розплаву при його безперервному розливанні. Встановлено, що таке управління може здійснюватися на основі постійного контролю маси рідкого сплаву в ливарних та металургійних агрегатах і відповідного регулювання системами обладнання. Використання для впливу на рідкометалеве середовище електромагнітних полів та магнітогідродинамічних (МГД) чинників є ефективним засобом забезпечення необхідних технологічних та техніко-економічних показників процесу безперервного розливання. Запропоновано відповідну принципову конструктивно-функціональну схему системи автоматичного управління (САУ) процесом безперервного розливання сплавів, яка ґрунтується на застосуванні магнітодинамічного проміжного ковша (МД-ПК) і магнітовагової системи. Визначено їх основні конструктивні особливості та функціональні можливості стосовно до процесів безперервного розливання як у порівнянні з існуючим обладнанням, так і з системами аналогічного призначення. Пропонується реалізувати МД-ПК у вигляді двокамерного агрегату, в якому розділені функції прийому розплаву зі сталерозливного ковша, нагрівання рідкого металу, видачі його у кристалізатор машини безперервного лиття заготівок (МБЛЗ). Стабілізація витратного режиму розливання, у тому числі малонапорного, здійснюється за рахунок постійного контролю маси розплаву в системі та відстеження його рівня у випускній камері МД-ПК і кристалізаторі МБЛЗ. Розроблений спосіб та створювані агрегат, система і допоміжні пристрої дозволять суттєво удосконалити сучасні технології безперервного лиття Ключові слова: безперервне розливання, магнітодинамічний проміжний ківш, масова витрата, система автоматичного управління
Science and Innovation
Introduction. The problem of combining continuous monitoring of the main informative process para... more Introduction. The problem of combining continuous monitoring of the main informative process parameters (mass, temperature, melt consumption) and control of the pouring process is relevant for almost all filling devices today.Problem Statement. The development of pouring accuracy methods, particularly for small-dose pouring is an important task for the foundry industry.Purpose. The purpose is to study the dependences of the flow characteristics of the magnetodynamic equipment on the supplied voltage in various conditions of its operation.Materials and Methods. Physical modelling has been applied for the study of dosing accuracy for small doses in the range of 1.5—3 kg.Results. The coefficient of the numerical dependence of instantaneous mass flow consumption of a modeling fluid in the trough on the instantaneous mass of a modeling fluid in the trough has been established based on experimental studies with the use of a physical model of magnetodynamic device (MDD). The studies of fil...
Science and Innovation, 2021
Introduction. The multifunctional magnetodynamic tundish prototype is the first world magnetodyna... more Introduction. The multifunctional magnetodynamic tundish prototype is the first world magnetodynamic mixer and batcher for steel, which has a capacity of up to 10 tons of melt and an inductor electric power of 600 kW. Ithas been successfully introduced into industry. Further works aim at adapting this device to continuous casting, in particular at obtaining semi-continuous cast billets at metallurgical micro-plants.Problem Statement. Today, the study of the effect of electromagnetic field on melt stirring and removal of non-metallics in the inlet chamber of MD-T is an urgent task.Purpose. The purpose of this research is to substantiate and to create MD-T as a two-chamber aggregate additionally equipped with a few electromagnetic & MHD devices for different purposes, to be used at metallurgical micro-mills.Materials and Methods. Physical modelling has been applied for studying liquid metal stirring under the action of electromagnetic field and the removal of non-metallics.Results. Th...
Metallurgical Research & Technology
The article presents the results of comprehensive studies of hydrodynamic processes and features ... more The article presents the results of comprehensive studies of hydrodynamic processes and features of single-strand tundish ladles, which can be used for continuous or semicontinuous casting of steel at small metallurgical plants. The results of physical and mathematical modelling of the movement of the melt flows in the tundish using various designs of metal receivers are shown in this article. In addition to this, the article shows how the presence of a stagnant zone between the metal receiver and the right narrow wall of the Tundish increases in time of metal flow into the dispenser zone by an average of 35–60%. It has been established that the position and height of the walls of the metal receiver relative to the axis of the incident jet are very significant for providing a rational picture of the movement of convective flows. When the height of the wall of the metal receiver (from the side of the dispenser) is reduced by 40–60 mm, the zones of increased turbulence may appear in t...
Casting processes
Based on the global trends in the metallurgy, the features of the further development of technolo... more Based on the global trends in the metallurgy, the features of the further development of technologies for the cast metal productions are predicted. At the same time, there is considered the constant tightening of requirements for energy and resource saving, environmental and work safety, with the simultaneous need to improve the quality of casting, widening the range of obtained alloys and products from them. Also, ensuring reliable operation and expanding the functional capabilities of “ladle – furnace” units has particular importance, since they provide the complex out-of-furnace processing of melts, including averaging on temperature and chemical composition (at alloying and modifying too), removal gases and non-metallic inclusions, etc. It is noted that for the successful implementation of the listed technological operations, “ladle – furnace” units are equipped with additional devices and systems for heating the melt, vacuuming, blowing with inert gas (argon) and electromagneti...
Metal and Casting of Ukraine
Metal and Casting of Ukraine, 2021
Metal and Casting of Ukraine, 2021
лише елементи заміщення [3]. Якщо у сплавах додатково розчиняється азот, КВЕ може сягати більше н... more лише елементи заміщення [3]. Якщо у сплавах додатково розчиняється азот, КВЕ може сягати більше ніж 8. Отже, можна припустити, що для стабілізації структури гранецентрованої кубічної ґратки (ГЦК) в Fe-Mn-Al-C сплавах, необхідно їх легувати елементами, що виступають додатково донорами електронів. Поєднання таких механічних властивостей, як висока міцність на розрив одночасно з високою пластичністю і межами плинності, робить ці сплави привабливими для багатьох застосувань, наприклад, у медицині, машинобудівній, військовій, аерокосмічній та гірничій промисловостях. Вчені Європи, Америки, Японії та Китаю докладають багато зусиль для вивчення різних аспектів сплавів на основі Fe-Mn-Al-C. Наприклад, в Інституті Макса Планка (Дюссельдорф, ФРН) під керівництвом проф. Дірка Раабе ведуться дослідження високоентропійної сталі В ступ. Протягом останніх десяти років науковці та інженери зосередили свою увагу на особливих властивостях новітніх сталей на основі заліза, марганцю і алюмінію, легованих вуглецем та кремнієм. Цей клас матеріалів базується на концепції високоентропійних сплавів на основі заліза, що мають багатофазну структуру. Стабільність мікроструктури високоентропійних сталей (ВЕС) може бути досягнута шляхом регулювання вільної енергії Гіббса, яка забезпечує стійкість твердого розчину при наступній термообробці. Залізо-марганцеві сплави з високим вмістом алюмінію і вуглецю приблизно на 18 % легші, ніж традиційні конструкційні аустенітні сталі. Вони демонструють високу міцність (~ 1 ГПа), але в той же час їх пластичність досягає 60 % [1, 2]. Високоентропійні сталі на основі Fe-Mn-Al-C мають концентрацію валентних електронів (КВЕ) 7, якщо приймати до уваги
Metal and Casting of Ukraine, 2020
Modern technological constructions for the production of rolled copper and its alloys based on th... more Modern technological constructions for the production of rolled copper and its alloys based on the concept of metallurgical micro-mills
Metal and Casting of Ukraine, 2021
A new principle to control the temperature and mass flow rate of metal melt at its continuous cas... more A new principle to control the temperature and mass flow rate of metal melt at its continuous casting has been proposed. It has been established that such control can be executed based on continuous monitoring of the mass of a liquid alloy in casting and metallurgical assemblies and at appropriate adjustment by the equipment systems. Using electromagnetic fields and magnetohydrodynamic (MHD) factors to influence a liquid-metal environment is an effective means to ensure the required technological and technical-economic indicators for the process of continuous casting. We have proposed an appropriate principal structural-functional circuit for the automated control system (ACS) over the process of continuous casting of alloys, based on the application of a magnetodynamic tundish (MD-T) and a magneto-weighting system. Their basic design features and functional capabilities have been defined that are related to the processes of continuous casting, compared both with existing equipment ...
In this study by the analysis of the possibilities for direct measurement of the melt weight into... more In this study by the analysis of the possibilities for direct measurement of the melt weight into magnetodynamic installations was substantiated the ways for realization of direct and indirect dynamic control of pouring processes and managing of it operational characteristics. In the course of studying of the pouring process has been estimated the roles of inertial drain of melt on the the accuracy of dosing by open stream method. The special algorithm for dynamical control by the "tracking" method was developed and tested, which include the 4steps recalculation the difference poured melt mass (m i+1-m i) within corresponding time (t mi+i +t mi). Application the "tracking" method at indirect correction of the melt flow rate at pouring from MDI to casting mold is allowed to reduce the it oscillation to ±2% in comparisons with existing 6% before. Especially for widely using in the industrial conditions has been developed the prototypes of simple devices and methods for dynamic control flow rate of pouring melts into molds, that based on measurement of metal flow rate by determining of "instantaneous value" of force, which is creating by the mass of the melt at it flowing via sloped tray.
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2019
Запропоновано новий принцип управління температурою та масовою витратою металевого розплаву при й... more Запропоновано новий принцип управління температурою та масовою витратою металевого розплаву при його безперервному розливанні. Встановлено, що таке управління може здійснюватися на основі постійного контролю маси рідкого сплаву в ливарних та металургійних агрегатах і відповідного регулювання системами обладнання. Використання для впливу на рідкометалеве середовище електромагнітних полів та магнітогідродинамічних (МГД) чинників є ефективним засобом забезпечення необхідних технологічних та техніко-економічних показників процесу безперервного розливання. Запропоновано відповідну принципову конструктивно-функціональну схему системи автоматичного управління (САУ) процесом безперервного розливання сплавів, яка ґрунтується на застосуванні магнітодинамічного проміжного ковша (МД-ПК) і магнітовагової системи. Визначено їх основні конструктивні особливості та функціональні можливості стосовно до процесів безперервного розливання як у порівнянні з існуючим обладнанням, так і з системами аналогічного призначення. Пропонується реалізувати МД-ПК у вигляді двокамерного агрегату, в якому розділені функції прийому розплаву зі сталерозливного ковша, нагрівання рідкого металу, видачі його у кристалізатор машини безперервного лиття заготівок (МБЛЗ). Стабілізація витратного режиму розливання, у тому числі малонапорного, здійснюється за рахунок постійного контролю маси розплаву в системі та відстеження його рівня у випускній камері МД-ПК і кристалізаторі МБЛЗ. Розроблений спосіб та створювані агрегат, система і допоміжні пристрої дозволять суттєво удосконалити сучасні технології безперервного лиття Ключові слова: безперервне розливання, магнітодинамічний проміжний ківш, масова витрата, система автоматичного управління
Science and Innovation
Introduction. The problem of combining continuous monitoring of the main informative process para... more Introduction. The problem of combining continuous monitoring of the main informative process parameters (mass, temperature, melt consumption) and control of the pouring process is relevant for almost all filling devices today.Problem Statement. The development of pouring accuracy methods, particularly for small-dose pouring is an important task for the foundry industry.Purpose. The purpose is to study the dependences of the flow characteristics of the magnetodynamic equipment on the supplied voltage in various conditions of its operation.Materials and Methods. Physical modelling has been applied for the study of dosing accuracy for small doses in the range of 1.5—3 kg.Results. The coefficient of the numerical dependence of instantaneous mass flow consumption of a modeling fluid in the trough on the instantaneous mass of a modeling fluid in the trough has been established based on experimental studies with the use of a physical model of magnetodynamic device (MDD). The studies of fil...
Science and Innovation, 2021
Introduction. The multifunctional magnetodynamic tundish prototype is the first world magnetodyna... more Introduction. The multifunctional magnetodynamic tundish prototype is the first world magnetodynamic mixer and batcher for steel, which has a capacity of up to 10 tons of melt and an inductor electric power of 600 kW. Ithas been successfully introduced into industry. Further works aim at adapting this device to continuous casting, in particular at obtaining semi-continuous cast billets at metallurgical micro-plants.Problem Statement. Today, the study of the effect of electromagnetic field on melt stirring and removal of non-metallics in the inlet chamber of MD-T is an urgent task.Purpose. The purpose of this research is to substantiate and to create MD-T as a two-chamber aggregate additionally equipped with a few electromagnetic & MHD devices for different purposes, to be used at metallurgical micro-mills.Materials and Methods. Physical modelling has been applied for studying liquid metal stirring under the action of electromagnetic field and the removal of non-metallics.Results. Th...