Утилизация отходов в литейном производстве
Приведены результаты лабораторных исследований по применению разных отходов, которые ранее не использовали, для легирования чугунов. Использование отходов позволило повысить свойства чугунов и увеличить коэффициент усвоения легирующих элементов в сравнении с использованием ферросплавов....
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2018
|
| Назва видання: | Металл и литье Украины |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/166588 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Утилизация отходов в литейном производстве / Л.Х. Иванова // Металл и литье Украины. — 2018. — № 9-10 (304-305). — С. 65-67. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-166588 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1665882020-02-27T01:27:08Z Утилизация отходов в литейном производстве Иванова, Л.Х. Приведены результаты лабораторных исследований по применению разных отходов, которые ранее не использовали, для легирования чугунов. Использование отходов позволило повысить свойства чугунов и увеличить коэффициент усвоения легирующих элементов в сравнении с использованием ферросплавов. Наведено результати лабораторних досліджень із застосування різних відходів, які раніше не використовували, для легування чавунів. Використання відходів дозволило підвищити властивості чавунів та збільшити коефіцієнт засвоєння легувальних елементів у порівнянні з використанням феросплавів. The results of laboratory studies on the use of various wastes, that have not previously been used for alloying cast irons, are given. The use of wastes allowed to improve the properties of cast irons and to increase the rate of mastering of alloying elements in comparison with the use of ferroalloys. 2018 Article Утилизация отходов в литейном производстве / Л.Х. Иванова // Металл и литье Украины. — 2018. — № 9-10 (304-305). — С. 65-67. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 2077-1304 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/166588 621.74: 669.07 ru Металл и литье Украины Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Приведены результаты лабораторных исследований по применению разных отходов, которые ранее не использовали, для легирования чугунов. Использование отходов позволило повысить свойства чугунов и увеличить коэффициент усвоения легирующих элементов в сравнении с использованием ферросплавов. |
| format |
Article |
| author |
Иванова, Л.Х. |
| spellingShingle |
Иванова, Л.Х. Утилизация отходов в литейном производстве Металл и литье Украины |
| author_facet |
Иванова, Л.Х. |
| author_sort |
Иванова, Л.Х. |
| title |
Утилизация отходов в литейном производстве |
| title_short |
Утилизация отходов в литейном производстве |
| title_full |
Утилизация отходов в литейном производстве |
| title_fullStr |
Утилизация отходов в литейном производстве |
| title_full_unstemmed |
Утилизация отходов в литейном производстве |
| title_sort |
утилизация отходов в литейном производстве |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| publishDate |
2018 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/166588 |
| citation_txt |
Утилизация отходов в литейном производстве / Л.Х. Иванова // Металл и литье Украины. — 2018. — № 9-10 (304-305). — С. 65-67. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Металл и литье Украины |
| work_keys_str_mv |
AT ivanovalh utilizaciâothodovvlitejnomproizvodstve |
| first_indexed |
2025-07-14T22:15:48Z |
| last_indexed |
2025-07-14T22:15:48Z |
| _version_ |
1837662316483575808 |
| fulltext |
65ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 9-10 (304-305)
ниобий – 15–20; медь – остальное. С учетом коэф-
фициента усвоения 0,9–0,98 присадка в расплав от-
ходов должна быть 1,6–2,5 %.
В силитовой печи выплавляли чугун, который по-
сле достижения необходимых температур (1773–
1793 К) и доводки по химическому составу обрабаты-
вали отходами сверхпроводящих материалов (вели-
чина присадки 2,0 %мас.) и после термовременной
выдержки для усвоения компонентов охлаждали
до 1673 К и заливали заготовки высотой 120 и диа-
метром 50 мм. Из этих отливок вырезали образцы
для исследования свойств. Износ и сопротивление
задиру исследовали по методике Центрального на-
учно-исследовательского института Министерства
путей сообщения (ЦНИИ МПС) на машине трения с
возвратно-поступательным движением МТВ-1 при
реверсивном трении с жидкой смазкой.
Результаты проведенных исследований показали,
что при высоком уровне прочности, износостойкости
и сопротивления образованию задиров, термостой-
кость сплава, полученного с использованием отходов
сверхпроводящих сплавов, выше на 60 %, чем обра-
ботанного ферросплавами (табл. 1).
Коэффициент усвоения легирующих элементов
из смеси сверхпроводящих сплавов составляет:
90,9–98 % – для меди и ниобия и 85,7–90,7 % – для
олова, в то время как при использовании ферроспла-
вов усвоение не превышает 85 % для меди и 81,1 %
для олова. Кроме того, решается проблема утилиза-
ции, позволяющая создать практически безотходную
технологию в специальном производстве. Использо-
вание исследованного способа обработки чугунных
расплавов позволит повысить стойкость отливок на
25–35 %.
Кроме того, была проведена серия лабораторных
исследований по установлению влияния обработ-
ки жидких чугунных расплавов отходами магнитных
сплавов (химический состав, %: самарий – 25, медь –
7, цирконий – 2,7, железо – 16,5, кобальт – остальное)
на структуру и свойства чугунов, затвердевавших со
скоростью 0,5 град/с (табл. 2).
Микроструктура исходного чугуна характеризо-
валась следующим образом: графит ПГф1-ПГд350-
ПГр1-ПГ10 ГОСТ 3443-87, металлическая основа
Пт1(Ф)-П45(Ф55). После присадки, например, 0,5 %
отходов магнитных сплавов структура изменялась:
графитные включения ПГф4-ПГд90(ПГд180) – ПГр3 –
У
лучшение качества продукции литейного произ-
водства, повышение ее надежности и долговеч-
ности является насущным требованием нашего
времени. Подавляющая часть отливок изготав-
ливается из чугуна, поэтому совершенствование его
физико-механических свойств и эксплуатационных
характеристик служит важным резервом в деле эко-
номии энергетических и материальных ресурсов и
интенсивного развития промышленности.
В последние годы в литейном производстве все
большую актуальность приобретают вопросы созда-
ния ресурсосберегающих технологий. В настоящее
время известно применение шлаков ферросплавно-
го производства [1], цветной металлургии [2], стале-
литейного передела [3–4] и практически нет данных
об использовании в литейном производстве для об-
работки чугунных расплавов отходов специальных
производств. А именно их утилизация позволит за-
менить дорогостоящие и дефицитные легирующие
и модифицирующие материалы, такие как ниобий,
титан, цирконий, гадолиний и другие, тем самым, ор-
ганизовав безотходные межотраслевые технологии,
которые обеспечивают, с одной стороны, повышение
качества отливок с одновременным уменьшением их
себестоимости, а с другой – увеличение извлечения
ценных компонентов в специальных производствах.
Целью работы была замена ферросплавов на
основе дефицитных элементов разными отходами,
которые ранее не использовали, при легировании
чугуна.
С целью возможности утилизации отходов специ-
альных производств, а также повышения термостой-
кости при высоком уровне износостойкости, сопро-
тивления образованию задиров, прочности чугуна,
были проведены лабораторные исследования с ис-
пользованием отходов сверхпроводящих сплавов,
содержащих ниобий, олово и медь.
Серией лабораторных исследований установи-
ли, что необходимо иметь в сплаве (%мас.): угле-
род – 2,8–3,1; кремний – 2,8–3,5; марганец – 0,5–1,0;
медь – 1,0–1,5; хром – 0,3–0,6; ниобий – 0,3–0,5; оло-
во – 0,2–0,35; железо – остальное. Исходя из этого,
для достижения цели содержание олова, ниобия и
меди в отходах сверхпроводящих материалов долж-
но находиться в соотношении 1:(1,4–1,5):(4,3–5) со-
ответственно, то есть этим требованиям удовлетво-
ряли отходы, содержащие, (%мас.): олово – 10–15;
УДК 621.74: 669.07
Л.Х. Иванова, д-р техн. наук, проф., профессор НМетАУ, e-mail: ivanovalitvo@gmail.com
Национальная металлургическая академия Украины (НМетАУ), г. Днепр, Украина
Утилизация отходов в литейном производстве
Приведены результаты лабораторных исследований по применению разных отходов, которые ранее не
использовали, для легирования чугунов. Использование отходов позволило повысить свойства чугунов и
увеличить коэффициент усвоения легирующих элементов в сравнении с использованием ферросплавов.
Ключевые слова: литейное производство, чугун, отливка, легирование, отходы производства, утилизация.
66 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 9-10 (304-305)
держащей модифицирующие и легирующие компо-
ненты и обеспечивающей повышение прочностных
свойств при высоком уровне пластических в литом
состоянии без термической обработки. В составе
смеси отходов содержание самария и кобальта на-
ходилось в соотношении 1:(1,5–3), а присадка в рас-
плав – 0,9–1,2 %мас. В результате были получены
образцы чугунов с высокой пластичностью d 9,8–10%
при повышенной прочности.
Выводы
Применение отходов разных производств для ле-
гирования чугунов позволило повысить их свойства,
увеличить коэффициент усвоения легирующих эле-
ментов в сравнении с использованием ферроспла-
вов, что в комплексе с низкой ценой указанных отхо-
дов позволит снизить стоимость обработки распла-
вов, а также повысить стойкость отливок.
ПГ12, металлическая основа Ф, Пт1-П6(Ф94), а после
присадки 1 % отходов графит характеризовался бал-
лами ПГф2 -ПГд45(ПГд180)-ПГр7 - ПГ12, металличе-
ская основа Ф (Пт1) – П6(Ф94). Таким образом, при
добавке отходов в количестве 0,5–1 % и более выде-
ление перлита практически полностью подавлялось,
форма включений графита изменялась: усиливалось
разветвление, и уменьшался поперечный рост.
Итак, обработка чугуна, охлаждавшегося со ско-
ростью 0,5 град/с отходами магнитных сплавов, по-
зволила установить ярко выраженное их феррити-
зирующее влияние на металлическую матрицу и
диспергирующее – на графитные включения, что и
приводило к увеличению относительного удлинения
~ на 50 % по сравнению с исходным состоянием чу-
гуна при практически такой же прочности.
Кроме того, были проведены дополнительные ла-
бораторные исследования по обработке чугунного
расплава смесью из отходов магнитных сплавов, со-
Таблица 1
Результаты первой серии исследований
Номер
плавки
Присадка
отходов,
%мас.
Содержание элементов, % Свойства чугуна
V Nb Cu Sn Ca Al
термостой-
кость, m,
cм-1
износостой-
кость, И,
мг/100
задиростой-
кость, З,
МПа
предел проч-
ности при из-
гибе, σв
изг
МПа
1 1,0 – 0,19 0,65 0,127 – – 0,29 47,5 26,0 785
2 1,6 – 0,30 1,03 0,203 – – 0,16 42,0 27,5 825
3 2,0 – 0,38 1,25 0,240 – – 0,14 37,5 30,0 895
4 2,5 – 0,48 1,50 0,300 – – 0,13 29,0 31,5 955
5 3,0 – 0,57 1,95 0,380 – – 0,20 41,0 25,5 800
– – 1,5 – 1,50 0,030 0,05 0,3 0,23 38,9 29,0 890
Примечание: При производстве отливок тепловозных цилиндровых втулок текущего производства расход феррованадия ФВд35А
составляет 2,2 %, меди М1к – 1,65 %, олова – 0,033 %, силикокальция СК25 – 0,22 %, алюминия АВ97 – 0,51 %.
Таблица 2
Результаты второй серии исследований
Присадка
отходов,
%мас.
Темпера-
тура обра-
ботки,
оС
Содержание хими-
ческих элементов
в чугуне, %
Количество структурных
составляющих, % Свойства материала отливок
С Si Mn графит перлит феррит
предел прочно-
сти при растяже-
нии,
σв
р , МПа
относительное
удлинение,
δ, %
– – 3,70 1,10 0,59 9,9 53,6 36,5 580 4,0
0,25 1450 3,77 1,02 0,55 9,5 30,0 60,5 560 5,6
0,5 1450 3,69 1,12 0,54 11,1 3,4 85,5 590 6,2
1,0 1450 3,71 1,04 0,55 10,9 0,5 88,6 570 6,7
1. Колотило Е.В., Иванова Л.Х., Разумный П.С. Структура и свойства чугунов, модифицированных шлаками с оксидами
// Неметаллические включения и газы в литейных сплавах: V Респ. науч.-техн. конф. Запорожье, 6–8 сентября 1988 г. –
Запорожье, 1988. – С. 225–226.
2. Люндовский Ю.И., Черепинский Л.Б., Федьков В.А., Федьков Г.А. Применение отходов титаномагниевого производ-
ства для модифицирования стального и чугунного литья // Цветная металлургия. – 1983. – № 22. – С. 30–40.
ЛИТЕРАТУРА
67ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 9-10 (304-305)
1. Kolotilo, Ye.V., Ivanova, L.Kh., Razumnyi, P.S. (1988). Structure and properties of cast iron, modified by slag with oxides.
Non-metallic inclusions and gases in cast alloys: V Rep. scientific and technical conf., Zaporizhia, 6–8 September 1988.
Zaporozh’e, pp. 225–226 [in Russian].
2. Liundovskiy, Yu.L., Cherepinskiy, L.B., Fed’kov, V.A., Fed’kov, G.A. (1983). The use of wastes of titanium production for the
modification of steel and iron casting. Tsvetnaia metallurgiia, no. 22, pp. 30–40 [in Russian].
3. Khudokormov, D.N., Vasilenko, V.P., Slutskiy, A.G., Lekakh, S.N. (1982). Melting of gray cast iron with vanadium-containing
slag metal fraction. Liteinoe proizvodstvo, no. 9, p. 45 [in Russian].
4. Lekakh, S.N., Slutskiy, A.G., Tribushevskiy, V.L. (1998). Alloying of cast iron from the slag phase. Liteinoe proizvodstvo,
no. 10, p. 8 [in Russian].
REFERENCES
Поступила 03.10.2018
Received 03.10.2018
3. Худокормов Д.Н., Василенко В.П., Слуцкий А.Г., Леках С.Н. Плавка серых чугунов с ванадийсодержащей шлакометал-
лической фракцией // Литейное производство. – 1982. – № 9. – С. 45.
4. Леках С.Н., Слуцкий А.Г., Трибушевский В.Л. Легирование чугуна из шлаковой фазы // Литейное производство. –
1998. – № 10. – С. 8.
Summary
The results of laboratory studies on the use of various wastes, that have not previously been used for alloying cast irons, are
given. The use of wastes allowed to improve the properties of cast irons and to increase the rate of mastering of alloying
elements in comparison with the use of ferroalloys.
Foundry, cast iron, casting, alloying, production wastes, disposal.Keywords
L.Kh. Ivanova, Doctor of Engineering Sciences, Prof., Professor NMetAU,
e-mail: ivanovalitvo@gmail.com
National Metallurgical Academy of Ukraine (NMetAU), Dnipro, Ukraine
Wastes disposal in foundry
Анотація
Л.Х. Іванова, д-р техн. наук, проф., професор НМетАУ,
e-mail: ivanovalitvo@gmail.com
Національна металургійна академія України (НМетАУ), м. Дніпро,
Україна
Утилізація відходів у ливарному виробництві
Наведено результати лабораторних досліджень із застосування різних відходів, які раніше не використовували, для
легування чавунів. Використання відходів дозволило підвищити властивості чавунів та збільшити коефіцієнт засвоєння
легувальних елементів у порівнянні з використанням феросплавів.
Ключові слова Ливарне виробництво, чавун, виливок, легування, відходи виробництва, утилізація.
|