Виявлення особливостей структурно-фазового складу продуктів переробки окалини швидкоріжучої сталі вуглецевотермічним відновленням

Автор(и)

  • Вячеслав Вікторович Борисов Міжнародний науково-технічний університет імені академіка Юрія Бугая, Україна https://orcid.org/0000-0002-3117-2118
  • Олексій Миколайович Торубара Міжнародний науково-технічний університет імені академіка Юрія Бугая, Україна https://orcid.org/0000-0001-7174-4611
  • Вадим Олександрович Волох Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, Україна https://orcid.org/0000-0001-7975-6377
  • Анатолій Миколайович Поляков Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, Україна https://orcid.org/0000-0001-5332-3696
  • Михайло Михайлович Ямшинський Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-2293-2939
  • Іван Віталійович Лук’яненко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-1043-9688
  • Андрій Миколайович Андрєєв Запорізький національний університет , Україна https://orcid.org/0000-0002-5390-6813
  • Тамара Олександрівна Білько Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0003-3164-3298
  • Дмитро Павлович Журавель Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного, Україна https://orcid.org/0000-0002-6100-895X
  • Дмитро Вікторович Іванченко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0001-6162-8537

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.269507

Ключові слова:

оксидні техногенні відходи, окалина швидкоріжучих сталей, вуглецевотермічне відновлення, структурно-фазові перетворення

Анотація

Досліджено особливості структурно-фазового складу продуктів вуглецевотермічного відновлення окалини швидкоріжучих сталей з отриманням легуючої добавки. Це необхідно для визначення технологічних параметрів, що забезпечують зменшення втрат цільових елементів в процесі отримання та використання ресурсозберігаючого легуючого матеріалу. Проведені дослідження вказують, що при зміні ступеня відновлення окалини з 28 % до 67 % та 81 % спостерігалося підвищення прояву твердого розчину вуглецю та легуючих елементів в гратці α-Fe. Разом з цим, інтенсивність дифракційних максимумів FeO та Fe3O4 знижувалася. В продуктах відновлення прослідковувалася присутність Fe3C, FeW3C, Fe3W3C та WC. При збільшенні ступеня відновлення окалини з 28 % до 67 % на зміну невпорядкованій (“рихлого” вигляду) мікроструктурі спостерігалося утворення часток округлої та багатогранної форми з різним вмістом легуючих елементів. При ступені відновлення 81 % мікроструктура мала дрібноволокнисту будову. Виходячи з комплексу проведених досліджень, найбільш прийнятний ступінь відновлення окалини швидкоріжучої сталі, з послідуючим використанням отриманого матеріалу як легуючої добавки, складає 81 %. При цьому забезпечення ступеня відновлення на рівні 67 % також є достатнім. Це пов’язане з тим, що залишковий вуглець у вигляді карбідів забезпечує підвищену відновну здатність і ступінь засвоєння легуючих елементів з довідновленням залишкової оксидної складової в рідкому металі під час легування. Губчаста мікроструктура сприяє більш швидкому розчиненню, по відношенню до відповідних стандартних феросплавів. Це забезпечує зменшення загального часу плавки і, як наслідок, скорочення витрачених енергоресурсів

Біографії авторів

Вячеслав Вікторович Борисов, Міжнародний науково-технічний університет імені академіка Юрія Бугая

Завідувач лабораторії

Науково-дослідна лабораторія прикладного матеріалознавства

Олексій Миколайович Торубара, Міжнародний науково-технічний університет імені академіка Юрія Бугая

Старший науковий співробітник

Науково-дослідна лабораторія прикладного матеріалознавства

Вадим Олександрович Волох, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра механізації виробничих процесів у агропромисловому комплексі

Анатолій Миколайович Поляков, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра ремонту машин, експлуатації енергетичних засобів та охорони праці

Михайло Михайлович Ямшинський, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра ливарного виробництва

Іван Віталійович Лук’яненко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кандидат технічних наук

Кафедра ливарного виробництва

Андрій Миколайович Андрєєв, Запорізький національний університет

Доктор педагогічних наук, доцент, завідувач кафедри

Кафедра загальної та прикладної фізики

Тамара Олександрівна Білько, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Кандидат біологічних наук, доцент

Кафедра охорони праці та біотехнічних систем у тваринництві

Дмитро Павлович Журавель, Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного

Доктор технічних наук, професор

Кафедра експлуатації та технічного сервісу машин

Дмитро Вікторович Іванченко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Асистент

Кафедра ливарного виробництва

Посилання

  1. Henckens, M. L. C. M., van Ierland, E. C., Driessen, P. P. J., Worrell, E. (2016). Mineral resources: Geological scarcity, market price trends, and future generations. Resources Policy, 49, 102–111. doi: https://doi.org/10.1016/j.resourpol.2016.04.012
  2. Poliakov, A., Dzyuba, A., Volokh, V., Petryshchev, A., Tsymbal, B., Yamshinskij, M. et al. (2021). Identification of patterns in the structural and phase composition of the doping alloy derived from metallurgical waste processing. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (12 (110)), 38–43. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.230078
  3. Sekiguchi, N. (2017). Trade specialisation patterns in major steelmaking economies: the role of advanced economies and the implications for rapid growth in emerging market and developing economies in the global steel market. Mineral Economics, 30 (3), 207–227. doi: https://doi.org/10.1007/s13563-017-0110-2
  4. Mechachti, S, Benchiheub, O., Serrai, S., Shalabi, M. (2013). Preparation of iron Powders by Reduction of Rolling Mill Scale. International Journal of Scientific & Engineering Research, 4 (5), 1467–1472. Available at: https://www.ijser.org/researchpaper/Preparation-of-Iron-Powders-by-Reduction-Rolling-Mill-Scale.pdf
  5. Grigor’ev, S. M., Petrishchev, A. S. (2012). Assessing the phase and structural features of the scale on P6M5Φ3 and P12M3K5Φ2 steel. Steel in Translation, 42 (3), 272–275. doi: https://doi.org/10.3103/s0967091212030059
  6. Smirnov, A. N., Petrishchev, A. S., Semiryagin, S. V. (2021). Reduction Smelting of Corrosion-Resistant Steel Waste: Aspects of Structural and Phase Transformations. Steel in Translation, 51 (7), 484–489. doi: https://doi.org/10.3103/s0967091221070093
  7. Tsymbal, B., Petryshchev, A., Anrieieva, L., Sharovatova, O. (2022). Improving Occupational Safety and Health in the Processing of Metallurgical Waste and Features of their Microstructure Transformation. Key Engineering Materials, 925, 187–196. doi: https://doi.org/10.4028/p-f9x0w1
  8. Zhu, H., Li, Z., Yang, H., Luo, L. (2013). Carbothermic Reduction of MoO3 for Direct Alloying Process. Journal of Iron and Steel Research International, 20 (10), 51–56. doi: https://doi.org/10.1016/s1006-706x(13)60176-4
  9. Ryndiaiev, V., Kholodiuk, O., Khmelovskyi, V., Petryshchev, A., Yushchenko, A., Fesenko, H. et al. (2021). Establishing patterns of the structural-phase transformations during the reduction of tungsten-containing ore concentrate with carbon. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (12 (109)), 16–21. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225389
  10. Shveikin, G. P., Kedin, N. A. (2014). Products of carbothermal reduction of tungsten oxides in argon flow. Russian Journal of Inorganic Chemistry, 59 (3), 153–158. doi: https://doi.org/10.1134/s0036023614030206
  11. Zhao, L., Wang, L., Chen, D., Zhao, H., Liu, Y., Qi, T. (2015). Behaviors of vanadium and chromium in coal-based direct reduction of high-chromium vanadium-bearing titanomagnetite concentrates followed by magnetic separation. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 25 (4), 1325–1333. doi: https://doi.org/10.1016/s1003-6326(15)63731-1
  12. Ryabchikov, I. V., Belov, B. F., Mizin, V. G. (2014). Reactions of metal oxides with carbon. Steel in Translation, 44 (5), 368–373. doi: https://doi.org/10.3103/s0967091214050118
  13. Simonov, V. K., Grishin, A. M. (2013). Thermodynamic analysis and the mechanism of the solid-phase reduction of Cr2O3 with carbon: Part 1. Russian Metallurgy (Metally), 2013 (6), 425–429. doi: https://doi.org/10.1134/s0036029513060153
Виявлення особливостей структурно-фазового складу продуктів переробки окалини швидкоріжучої сталі вуглецевотермічним відновленням

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-12-30

Як цитувати

Борисов, В. В., Торубара, О. М., Волох, В. О., Поляков, А. М., Ямшинський, М. М., Лук’яненко, І. В., Андрєєв, А. М., Білько, Т. О., Журавель, Д. П., & Іванченко, Д. В. (2022). Виявлення особливостей структурно-фазового складу продуктів переробки окалини швидкоріжучої сталі вуглецевотермічним відновленням. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(12 (120), 46–51. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.269507

Номер

Том 6 № 12 (120) (2022): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Viacheslav Borysov, Oleksii Torubara, Vadym Volokh, Anatolii Poliakov, Mykhail Yamshinskij, Ivan Lukianenko, Andrey Andreev, Tamara Bilko, Dmytro Zhuravel, Dmytro Ivanchenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.