Ідеологія коригування хімічного складу синтетичного чавуну в процесі виготовлення литва

Шрифт:
46

https://doi.org/10.15407/steelcast2021.04.044

Met. litʹe Ukr., 2021, Tom 29, №4, P. 44-54

К.А. Сіренко, мол. наук. співр., e-mail: thermoexp.metal@gmail.com
В.Л. Мазур, чл.-кор. НАН України, д-р техн. наук, проф., гол. наук. співр., e-mail: prof.vlm@ukr.net

Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна)

Надійшла 25.10.2021 

УДК 621.74:669.13.017

Показано, що однією з актуальних задач у сфері теорії й технології ливарного виробництва синтетичного чавуну, призначеного для виготовлення деталей залізничного рухомого складу (гальмових колодок, фрикційного «клину Ханіна»), є подальший розвиток ідеології, системи, алгоритму коригування розрахунку та оптимізації хімічного складу чавуну в процесі його плавки. На основі результатів дослідження хімічного складу синтетичного чавуну, виплавленого в промисловій трьохтонній індукційній печі на заводі ТОВ «М-ЛИТ» (місто Нікополь, Україна), встановлено, що запроваджена технологія гарантовано забезпечує вимоги стандартів до хімічного складу і механічних властивостей зазначеної продукції. Діапазони вмісту С, Si, Mn, P, S в чавуні суттєво вужчі, ніж регламентовані стандартами. Доля S в складі чавуну не перевищує 0,05 %. Представлено гістограми щільності розподілу цих елементів, розраховані за фактичними даними статистичної обробки вибірки більше ніж 200 партій синтетичного чавуну при виготовленні з нього гальмових колодок типу «М» для локомотивів згідно з ГОСТ 30249-97 і ГОСТ 33695-2015 і «клину Ханіна» згідно з вимогами ДСТУ 8833:2019. Запропоновано підходи до розрахунку необхідних обсягів добавок легуючих і модифікуючих матеріалів в розплавлений чавун при коригуванні його хімічного складу. Визначено точки прицілювання з регламентованих нормативними документами діапазонів вмісту хімічних елементів у складі чавуну при визначенні необхідної кількості компонентів, що додаються у розплав. Рекомендовано раціональну послідовність операцій в процедурі доводки хімічного складу чавуну до заданих кондицій. Запропоновано у вигляді критерію оптимізації хімічного складу чавуну приймати показник економічної ефективності процесу виробництва чавуну і виробів з нього. Розглянуто шляхи мінімізації витрат на виплавлення синтетичного чавуну.

Ключові слова: синтетичний чавун, хімічний склад, коригування, технологія, гальмові колодки, «клин Ханіна», виробництво.

Література

1. Шумихин В.С., Лузан П.П., Жельнис М.В. Синтетический чугун. Киев: Наукова думка, 1971. 159 с.
2. Кимстач Г.М. Синтетический чугун. Заготовительные производства в машиностроении. 2007. № 12. С. 7–14.
3. Попов Е.С., Мазур В.Л., Шинський О.Й. Удосконалення ливарного виробництва в Україні. Литво. Металургія, 2021. Матеріали XVII Міжнародної науково-практичної конференції «Литво-2021». Запоріжжя, 2021. С. 160–164.
4. Неижко И.Г., Найдек В.Л., Гаврилюк В.П. Тормозные колодки железнодорожного транспорта. Киев: НАН Украины, Физ.- технол. ин-т металлов и сплавов, 2009. 121 с.
5. Попов Е.С., Шинский О.И. Анализ показателей качества колодок тормозных и композиционных для железнодорожного подвижного состава. Литье и металлургия. 2021. № 1. С. 27–37.
6. Мазур В.Л., Найдек В.Л., Попов Є.С. Порівняння чавунних і композиційних з чавунними вставками гальмових колодок для рухомого складу залізниці. Метал та лиття України. 2021. Т. 29. № 2 (325). C. 80–89. DOI: https://doi.org/10.15407/ steelcast2021.02.080
7. Сіренко К.А. Ливарне виробництво: невирішені задачі та перспективи розвитку. «Перспективні технології, матеріали й обладнання в ливарному виробництві». Матеріали VIII Міжнародної науково-технічної конференції. Краматорськ: ДДМА, 21–24 вересня 2021 р. С. 109–111.
8. Демин Д.А. Исследование прочности чугуна с пластинчатым графитом в факторном пространстве «углерод (С) – углеродный эквивалент (Сэкв)» в диапазонах С = (3,425–3,563) % и Сэкв = (4,214–4,372) %. Технологічний аудит та резерви виробництва. 2017. № 1/1 (33). DOI: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2017.93178
9. Тэн Э.Б., Коль О.А. Зависимость отбела чугуна от его углеродного эквивалента. Изв. вуз. Черная металлургия. 2020. Т. 63. № 1. С. 57–62. DOI: https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-1-57-62
10. Баженов В.Е., Пикунов М.В. Определение углеродного эквивалента чугунов с помощью программы thermo-calc. Изв. вуз. Черная металлургия. 2011. № 11. C. 20–23.
11. Смирнов А.Н., Лейрих И.В. Производство отливок из чугуна. Монография. Донецк: Норд-Пресс, 2005. 245 с.
12. Сіренко К.А. Удосконалення нормативно-технічної документації на ливарні вироби з чавуну. Процеси лиття. 2021. № 3 (145). С. 69–76. DOI: https://doi.org/10.15407/plit2021.03.069 
13. Іванов В. Г., Голтвяниця В.С. Морфологія графіту у заевтектичному синтетичному чавуні. Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. 2012. № 2. С. 23–27.
14. Соценко О.В. Особенности агрегативного механизма формирования структуры шаровидного и вермикулярного графита в модифицированных чугунах. Металл и литье Украины. 2012. № 2. С. 3–10.
15. Тогобицкая Д.Н., Пиптюк В.П., Петров А.Ф., Греков С.В., Снигура И.Р., Лихачев Ю.М., Головко Л.А. Базы данных и модели для экспертной оценки эффективности использования ферросплавов при производстве стали. В сб. «Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии». 2017. Вып. 31. С. 150–165.
16. Тогобицкая Д.Н., Пиптюк В.П., Петров А.Ф., Греков С.В., Миргородская А.С. Прогнозирование свойств ферросплавов для экспертной оценки эффективности их использования при доводке стали на УКП. Металлург. 2018. № 11. С. 27–32.
17. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. Москва: Наука, 1969. 576 с.
18. Соболь И.М. Метод Монте-Карло. Москва: Наука, 1978. 64 с.
19. Мазур В.Л., Воробей С.А., Романовский Д.Л., Чмелев А.А., Голубченко А.К., Свичинский А.Г. Надежность технологического процесса производства листового проката. Київ: Техніка, 1992. 170 с.