ПЕРЕВАГИ ТА НЕДОЛІКИ МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ ШИХТИ ДЛЯ ВИПЛАВКИ СИНТЕТИЧНОГО ЧАВУНУ В ЛИВАРНОМУ ВИРОБНИЦТВІ: Procesi littâ, 2023, Vol 3 (153), 49-60

К.А.  Сіренко; В.Л.  Мазур

doi:10.15407/plit2023.03.049

Автор(и)

К.А. Сіренко Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна) https://orcid.org/0000-0003-2613-8094
В.Л. Мазур Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна) https://orcid.org/0000-0001-8970-5389

DOI:

https://doi.org/10.15407/plit2023.03.049

Ключові слова:

чавун, шихта, металобрухт, феросплави, плавка

Анотація

Проаналізовано переваги й недоліки відомих методів розрахунку відсоткового вмісту компонентів шихти для виплавлення сірого синтетичного чавуну різного призначення. Показано, що відомі методики в більшості вирішують задачу вибору оптимального складу компонентів шихти для виплавлення чавуну із заданим хімічним складом при мінімальних витратах на необхідні компоненти шихти. Наведено інформацію щодо шихтових матеріалів, що є найпоширенішими у виробничій практиці ливарних підприємств. Викладено принципи та методики наближеного розрахунку шихти. На конкретному прикладі представлено послідовність розрахунку складу шихти методом підбору. Ця методика поширилась у виробничій практиці завдяки її простоті й спроможності забезпечити доволі прийнятні в першому наближенні результати щодо формування складу шихти для виплавлення сірого синтетичного чавуну в індукційних тигельних печах. Суттєвий недолік відомих методик розрахунку шихти полягає в тому, що всі вони не враховують нестабільності хімічного складу і властивості компонентів шихти. Відомі методики не дають можливості на етапі розрахунку складу шихти прогнозувати діапазони розкиду вмісту хімічних елементів у складі виплавленого чавуну й оцінювати небезпеку виходу їхнього вмісту за межі діапазонів, визначених стандартами на ливарну продукцію. Висвітлено резерви й перспективи вдосконалення
методик розрахунку складу шихти шляхом застосування вірогіднісного підходу до оцінки нестабільності вмісту хімічних елементів у складі компонентів шихти шляхом застосування методу Монте-Карло. Запропоновану методику розрахунку шихти слід розглядати як складову комплексного двоетапного підходу до моделювання процедури забезпечення необхідного хімічного складу чавуну, який виплавляють в індукційних печах.

Біографії авторів

К.А. Сіренко, Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна)

мол. наук. співроб.

В.Л. Мазур, Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна)

чл.-кор. НАН України, д-р техн. наук, проф., гол. наук. співр.

Посилання

Sirenko, K.A. (2022). Development of the method of determining the composition of the charge for smelting cast iron in induction crucible furnaces. Met. lit’e Ukr, 2022. Vol. 30. No. 2 (329). P. 20–29. https://doi.org/10.15407/scin15.04.005 [in Ukrainian].

Vinogradov, Oleg. Calculation of charge for production of Cr20 grey iron by the selection method / https://on-v.com.ua/novosti/texnologii-i-nauka/raschet-shixty-dlya-polucheniyaserogo-chug/ [in Russian].

Bulgakova, A. I., Gilmanshin T. R., Baranov V. N., Lytkina A. I. Fundamentals of making castings from iron-based alloys (guidelines for a cycle of practical works). Krasnoyarsk. Siberian Federal University. 2022. 91 p. [in Russian].

Rafalski, I. V., Dovnar, G.V., Lushchik, P.E. Solving of the problem of the burden composition optimization by means of linear programming. Litiyo i Metallurgiya (Foundry Production and Metallurgy). 2006. No. 2. Vol. P. 154–157 [in Russian].

Ivlev, A. V. Optimization of charge mixture composition in high-temperature thermal units by linear programming method. Youth and Science. Proceedings of VI All-Russian scientific-technical conference of students, graduate students and young scientists. Krasnoyarsk. Siberian Federal University. 2011. http://conf.sfu-kras.ru/sites/mm2010/section2.htm1 [in Russian].

Sobolev, B. M., Kuriny, V. V. Calculations in technological processes of steel melting (carbon, alloyed, high-alloyed). Komsomolsk-on-Amur State Technical University. 2015. 112 p. [in Russian].

Khudokormov, D. N. Manufacture of cast iron castings. Minsk: Higher School. 1987. 198 p. [in Russian].

Yamshynskyi, M. М. Heat resistant and wear resistant iron based casting alloys for work under extreme conditions: The thesis for the degree of Doctor of Technical Sciences. Kyiv, 2019. Physico-technological Institute of Metals and Alloys of National Academy of Sciences of Ukraine. 510 р. [in Ukrainian].

Yamshynskyi, M. M., Gryadovskyi, I. O. Software for calculating the charge for steels. V International Conference «New Materials and Technologies in Mechanical Engineering». Kyiv. 28–29 May 2013. P. 144–146 [in Ukrainian].

Sirenko, K. A., Mazur, V. L. Ideology of adjustment of the chemical composition of synthetic cast iron in the manufacturing process of casting. Met. lit’e Ukr. 2021. Vol. 29. No. 4 (327). P. 44–54 [in Ukrainian].

Sirenko K. A. Improvement of technology of adjustment of chemical com-position of iron during melting in crucible induction furnaces. Casting Processes, 2022. No. 1 (147). P. 3–10 https://doi.org/10.15407/plit2022.01.003 [in Ukrainian].

Beniakovsky, M. A., Mazur, V. L., Meshko, V. I. Production of automotive sheet. Moskva: Metallurgy, 1979. 256 p. [in Russian].

Sirenko, K. A., Mazur, V. L. Ideology of adjustment of the chemical composition of synthetic cast iron in the manufacturing process of casting. Casting Processes, 2021. No. 4 (146). P. 66–75. https://doi.org/10.15407/scin15.04.005 [in Ukrainian].

Pelykh, S.G., Ponomarenko, O.I. Cybernetic models in casting quality management. Equipment and Tools for Professionals. Metalloobrabotka, 2006. No. 1. P. 36–39 [in Russian].