Тамбовский государственный технический университет, Тамбов, Россия:

С. И. Дворецкий, проректор по научно-инновационной деятельности, эл. почта: Sdvoretsky@tstu.ru
Д. С. Дворецкий, зав. каф. технологий и оборудования пищевых и химических производств

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, Черноголовка, Россия:

Л. С. Стельмах, вед. науч. сотр.
А. М. Столин, зав. лаб. пластического деформирования материалов

Стремительное развитие технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) обусловлено ее неоспоримыми преимуществами перед печным и плазмохимическим синтезом, спеканием и горячим прессованием, литьем, наплавкой и др. Образование твердосплавных материалов при использовании данного метода протекает за короткий промежуток времени (0,5–15 с) при высоких температурах (2000–3000 ^oС) и давлениях (100 МПа). При этом в цилиндрической стенке пресс-формы возникают высокий градиент температуры и термоупругие напряжения, обусловленные неравномерной тепловой нагрузкой и нестационарностью процесса теплопроводности. С использованием математической модели процессов СВС твердосплавных материалов и их СВС-формования разработана оригинальная методика экономичного расчета аппаратурно-технологического оформления для осуществления данных процессов, позволяющая снизить расход конструкционного материала на изготовление технологической оснастки в среднем на 25 %. Сформулирована и решена одноэтапная задача стохастической оптимизации аппаратурно-технологического оформления процесса СВС-формования твердосплавных материалов марок СТИМ-2А, СТИМ-2/30Н в условиях интервальной неопределенности скорости и температуры горения шихты. Спроектирована конструкция пресс-формы с минимальным расходом конструкционного материала, обеспечивающая производство качественных изделий из твердосплавных материалов марок СТИМ-2А, СТИМ-2/30Н независимо от случайного изменения неопределенных параметров процесса СВС-формования (скорости и температуры горения) в заданных пределах.

1. Кафаров В. В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. — М. : Химия, 1985. — 448 с.
2. Кафаров В. В., Мешалкин В. П. Анализ и синтез химико-технологических систем : учебник для вузов. — М. : Химия, 1991. — 432 с.
3. Мешалкин В. П. Экспертные системы в химической технологии. — М. : Химия, 1995. — 367 с.
4. Островский Г. М., Волин Ю. М., Зиятдинов Н. Н. Оптимизация в химической технологии. — Казань : Изд-во «Фэн» Академии наук РТ, 2005. — 394 с.
5. Стельмах Л. С., Столин А. М., Дворецкий Д. С. Неизотермический метод расчета пресс-оснастки установки компактирования горячих продуктов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза // Теоретические основы химической технологии. 2010. Т. 44, № 1. С. 1–9.
6. Дворецкий Д. С., Дворецкий С. И., Островский Г. М., Поляков Б. Б. Новый подход к оптимальному проектированию промышленных аппаратов химической технологии // Там же. 2012. Т. 46, № 5. С. 501–510.
7. Дворецкий Д. С., Дворецкий С. И., Островский Г. М., Егоров А. Ф. Оптимизация и аппаратурно-технологическое оформление ХТП в условиях интервальной неопределенности // Химическая промышленность сегодня. 2009. № 4. С. 46–56.