Стаття присвячена розробці комп’ютерної імітаційної моделі технологічного процесу реалізації газодинамічного тиску на розплав при самогерметизації виливка. Описаний процес розроблення імітаційної моделі технологічного процесу на прикладі сталевого злитка. Значну увагу приділено етапу оцінки параметрів здійснення технології, який включає математичне моделювання процесу затвердіння сталевого виливка, аналіз температурних полів для визначення часу герметизації та темпу по-дачі регульованого газового тиску під час затвердіння виливка. Інформаційна модель технологічного процесу газодинамічного впливу на розплав в ливарній формі для сталевого злитка представлена у вигляді таблиці, що містить опис порядку проведення даного технологічного процесу, зміст етапів та їхню тривалість. Описано процедуру реалізації розробленої імітаційної моделі у вигляді комп’ютерної моделі – ігрового екшен додатку «Virtual Foundry». Представлений універсальний ігровий pipeline, який було реалізовано засобами графічного 3D моделювання з врахуванням сценарію взаємодії гравця з ігровим оточенням. Представлений інтерфейс графічного симулятора «Virtual Foundry», ігрові сцена та кадри 2D анімації. Відзначено наукову новизну розробленої інформаційної моделі технологічного процесу газодинамічного впливу на розплав в ливарній формі, реалізованої комп’ютерної імітаційної моделі у вигляді графічного симулятора «Virtual Foundry».

Стаття присвячена розробці інтерактивного графічного ігрового додатку для ознайомлення з особливостями нових ливарних технології, що базується на регу-льованому газодинамічного впливу на розплав в ливарній формі під час твердіння. Осо-бливості навчального процесу при підготовці спеціалістів в галузі металургії, в тому числі ливарників, передбачає наявність ґрунтовної не тільки теоретичної і практичної підготовки, яка здійснюється в рамках ливарної лабораторії. Оснащення сучасної ли-варної лабораторії вимагає суттєвих вкладень в обладнання, матеріали, крім того де-які ливарні технології не можуть бути адаптовані до навчального простору, це сто-сується і технології газодинамічного впливу на розплав в ливарній формі. Крім того, застосування графічного інтерактивного ігрового імітатора ливарної технології га-зодинамічного впливу на розплав в ливарній формі має незаперечні перспективи в рам-ках навчального процесу, особливу в умовах пандемії COVID-19. Тому розробка графіч-ного інтерактивного ігрового додатку для ознайомлення з особливостями нової ливар-ної технології є актуальноюзадачею.

В роботі розроблено нову методику автоматизованого розрахунку фактичного рудного навантаження на колошнику доменної печі, що обладнана системою моніторингу поверхні засипу шихтових матеріалів. Рудне навантаження, що дорівнює відношенню маси залізовмісних шихтових матеріалів до маси палива (коксу) є важливим показником, що характеризує протікання доменного процесу. Корегування ходу плавки можливе завдяки зміні параметрів завантаження шихтових матеріалів на колошник, а це, в свою чергу, потребує проведення аналізу газодинамічних характеристик та відповідного фактичного значення рудного навантаження. Визначене фактичне рудне навантаження не тільки вздовж радіусу колошника, а й всієї доменної печі. Запропоновано новий підхід до корегування параметрів завантаження шихтових матеріалів в доменну піч, який базується на зміні рудного навантаження вздовж радіусу колошника. Це дозволяє впродовж визначеної кількості циклів завантаження досягти розподілення оптимального розподілення рудного навантаження, яке задається у вигляді функціональної залежності. Наведені напрямки подальших досліджень, що вдосконалюватимуть процес раціоналізації керуючих факторів завантаження для оперативної та якісної корекції процесу доменної плавки на конкретній печі та з використанням шихтових матеріалів з конкретними гранулометричними характеристиками.

Primary objective is to develop computational method to analyze digital pictures of sulfide prints, helping obtain qualitative image characteristics, and to formulate mathematical model of the distribution of sulphide inclusions to determine specific features of the pressure effect on the macrostructure formation of carbon steel castings flooded into the uncooled mold. The research was carried out using images of sulfide prints of templates cut of steel cylindrical castings; L500 steel was applied. The castings result from industrial tests of a method of gas-dynamic effect on the fusion in the foundry forms under the conditions of a casthouse of Dnipropetrovsk aggregate plant PJSC. Digital pictures of sulfide prints, obtained in terms of the increased rate of gas pressure and maximum pressure, were binarized; defective fra gments were removed; and zoning took place. The developed computational method has been applied for fragments of images, representing different zones; data arrays have been received containing sizes and amounts of inclusions in the fragment. The developed computational method to analyze digital images of sulfide prints has been implemented. ASImprints software support has helped obtain qualitative characteristics of images; namely, distribution of amount of the certain-size sulfide inclusions. The computational method to analyze digital images of sulfide prints has made it possible to study the set of patterns of sulfide prints. The dependences have been obtained, describing specific features of sulfide inclusion distribution while varying gas-dynamic pressure method in terms of fusion in the casting form. It has been demonstrated that the distribution describes effectively the power-series distribution to compare with the exponential one. Mathematical model of the power-series distribution parameter dependence upon pressure has been developed. Deviation of the distribution parameters in terms of the experimental values and the model values has been evaluated. The research demonstrates the ways to apply an algorithm of simple recursive casting for quantitative analysis of digital images of sulfide prints. Use of ASImprints, being software implementation of the computational method to analyze digital images of sulfide prints making it possible to obtain qualitative characteristics of images, has helped identify that the increased pressure within a casting-device for gas injection system results in the increased specific amount of inclusions and the decreased specific zone of sulfide inclusions respectively. It has been defined that exponential function describes reliably the nature of sulfide inclusion distribution in the digital image of sulfide print. The research has demonstrated that fragments of a sulfide print, belonging to one zone, are statistically homogeneous. Thus, it is possible to analyze quantitively digital image zone of a sulfide print on its fragment. Mathematical model of dependence of sulfide inclusion distribution in carbon-steel castings in terms of gas-dynamic effect on fusion solidifying in a mold has been developed. The model may be applied to predict sulfide inclusion distribution within the selected zones of cross section of the cylindrical castings solidifying in the uncooled mold in terms of the preset mode of gas-dynamic effect. Keywords: gas-dynamic effect, pressure, solidification, casting, steel, 35 Л, mold, macrostructure, sulfides, inclusions, template, sulfide print, distribution, polynomial, parameters, prediction, software implementation, ASImprints