МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ СОСТАВА ШИХТЫ

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены методы оптимизации шихты для литейного производства, требования к составу шихты, а также современные модификаторы для чугунного литья. 

ABSTRACT

The article discusses methods for optimizing the charge for foundry production, requirements for the composition of the charge, as well as modern modifiers for cast iron casting.

Ключевые слова: литейное производство, чугунное литье, эксплуатационные характеристики, оптимизация состава, шихта, сплав, отливки, модификаторы.

Keywords: foundry, cast iron casting, performance characteristics, composition optimization, charge, alloy, castings, modifiers.

На современном литейном производстве применяют примерно 50 разнообразных технологий, из них наиболее часто используют следующие: в песчано-глинистые формы, в металлические формы (кокиль), под давлением, по выплавляемым моделям, в оболочковые формы, центробежное литье, электрошлаковое литье, литье под низким давлением, литье вакуумным всасыванием, литье выжиманием, литье жидкой штамповкой.

В Казахстане реализуется государственная программа развития промышленности, перспективными считаются проекты по вовлечению в переработку и литейное производство различных производственных отходов (забалансовых руд, отвалов горно-обогатительных комбинатов, кондиционных руд и прочее). Требуется также выбор инновационных технологий, которые смогут позволить из подобного сырья получать конкурентоспособную продукцию литейного производства. Структура литейного производства на сегодняшний день в Казахстане: наибольшую часть составляет чугунное литье – 54 %, затем стальное литье – 45 %, на последнем месте цветное литье – 1 %.

Повышение требований к эксплуатационным характеристикам в современном литейном производстве вынуждает применять материалы, которые способны работать при более высоких нагрузках. Улучшение характеристик, к примеру, серого чугуна может быть достигнуто только лишь за счет эффективного легирования и модифицирования, которые позволяют устранить все имеющиеся дефекты.

Влияние проведения оптимизации состава шихты для чугунного литья на весь процесс управления литейным производством выражается в следующем: сокращении объемов применяемых ресурсов, улучшении качеств сплава и получаемых отливок, сокращении затрат на производство (времени, материалов и др.), увеличение уровня производительности оборудования, персонала.

Оптимизировать состав шихты для чугунного литья можно за счет:

– современных добавок;

– применении отходов производства для замены части руды;

– структуризации состава шихты для получения новых необходимых качеств чугуна (прочности, жаропрочности и т.д.).

На сегодня применяется более 500 типов добавок, большая часть которых многокомпонентные, число разных элементов в них меняется от 2 до 15. Часто главным компонентом считается кремний – наиболее эффективный графитизатор и раскислитель, добавки других элементов служат для усиления эффекта модифицирования, увеличения уровня «живучести» модификаторов, а также для перемены формы включений графита в чугуне.

В качестве наномодификаторов для чугунного литья можно использовать:

– замену 50 % стандартного металлургического графита на дисперсный графитизированный углерод с включением 0,2 % массовых углеродных многослойных нанотрубок;

– наногранулы диоксида кремния (89-90 %) с добавлением аморфного углерода в различных концентрациях;

– комплекс из двух предыдущих составов в пропорции 30 % на 70 %.

Введение в малых количествах добавок с наноразмерными структурами при разливке или плавке металла может привести к повышению содержания перлита в металлической основе чугуна, к перемене формы графитовых включений чугуна с пластинчатой на гнездообразную, шарообразную, к росту уровня прочности до 35-50 %.

Осуществление оптимизации состав шихты для чугунного литья производится за счет:

– технологических расчетов;

– внедрения нового оборудования в процесс;

– выбора и внедрения IT-технологий (автоматизации, информационного обеспечения) и др.

Список литературы:

1. Официальный сайт Департамента статистики Министерства Национальной Экономики РК, Комитет по Статистике. URL: http://stat.gov.kz
2. Пелых С.Г., Пономаренко О.И. Современные методы управления качеством в литейном производстве //Литье и металлургия. – М., 2019. – №1. – С. 36-38.
3. Видяев И.Г., Ивашутенко А.С., Мартюшев Н.В. Основные показатели оценки эффективности использования ресурсов литейного производства //Современные проблемы науки и образования. – М., 2013. – №5. – С. 32-36.