Вибір раціонального коректування хімічного складу чавуну, що виплавляється в електродуговій печі, на основи технологічного аудиту серійних плавок
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2024.301259Ключові слова:
електродугова плавка, хімічний склад чавуну, технологічний аудит, серійна плавка, шихтові матеріали, феросплавиАнотація
Об’єктом дослідження у роботі є чавун марки СЧ20 по ГОСТ 1412-85 (ДСТУ EN 1561, EN-GJL-200), що виплавляється в електродуговій печі. У цій роботі було визначено показники серійних плавок чавуну, що використовується для виливків машинобудівного призначення, якими обрано вміст елементів хімічного складу.
Існуюча проблема полягає в тому, що неможливість урахування багатьох факторів впливу на формування хімічного складу чавуну при плавці призводить до відхилень хімічного складу від вимог, регламентованих технічними умовами. Основною причиною цього є неконтрольованість хімічного складу шихтових матеріалів та складність точного визначення угару елементів в процесі плавки. Це може призвести до формуванню браку литва, або до зайвих витрат на плавку, пов’язаних з необхідністю додаткових технологічних операцій та використання додаткових матеріалів для усунення виявлених відхилень складу від вимог.
Запропоновано процедуру технологічного аудиту серійних плавок, особливістю якої є комплексна оцінка фактичних показників плавки. Вони включають в себе: математичні очікування вмісту елементів хімічного складу, оцінки їх дисперсій, середньоквадратичних відхилень, систематичних похибок, полів розсіювання та відхилень нижньої та верхньої межі вмісту кожного елементу від нижньої та верхньої межі, яких вимагають технічні умови. Результатами такого аудиту є можливість розрахунку коригуючих комбінацій з шихтових матеріалів та феросплавів, що усувають неточності в розрахунку шихти та визначення угару елементів в процесі плавки.
За результату аудиту по виборці з 31 серійної плавки встановлено, що середній вміст по елементах C, Mn, Si, Cr перевищує середнє, необхідне технічними умовами. Ці відхилення становлять: +0.04 % C, +0.06 % Mn, +0.038 % Si, +0.06 % Cr. Для компенсації цих відхилень запропонована наступна комбінація шихтових матеріалів та феросплавів, що вводяться в розплав перед видачею чавуну на ділянку заливки: 44 кг брухт сталевий + 88 кг чавун переробний.
Представлене дослідження буде корисним для машинобудівних підприємств, що мають в своїй структурі ливарні цеха, де виплавляють чавун для виготовлення виливків.
Посилання
- Demin, D. A. (2012). Synthesis of control systems of technological processes of electric arc melting of cast iron. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (10 (56)), 4–9. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2012.3881
- Domin, D. (2013). Application of artificial orthogonalization in search for optimal control of technological processes under uncertainty. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (9 (65)), 45–53. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.18452
- Trufanov, I. D., Chumakov, K. I., Bondarenko, A. A. (2005). Obshheteoreticheskie aspekty razrabotki stokhasticheskoi sistemy avtomatizirovannoi ekspertnoi otsenki dinamicheskogo kachestva proizvodstvennykh situatsii elektrostaleplavleniia. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (2 (18)), 52–58.
- Trufanov, I. D., Metelskii, V. P., Chumakov, K. I., Lozinskii, O. Iu., Paranchuk, Ia. S. (2008). Energosberegaiushhee upravlenie elektrotekhnologicheskim kompleksom kak baza povysheniia energoeffektivnosti metallurgii stali. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (1 (36)), 22–29.
- Fourlakidis, V., Diószegi, A. (2014). A generic model to predict the ultimate tensile strength in pearlitic lamellar graphite iron. Materials Science and Engineering: A, 618, 161–167. doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2014.08.061
- Demin, D. (2017). Strength analysis of lamellar graphite cast iron in the «carbon (C) – carbon equivalent (Ceq)» factor space in the range of C = (3,425-3,563) % and Ceq = (4,214-4,372) %. Technology Audit and Production Reserves, 1 (1 (33)), 24–32. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2017.93178
- Endo, M., Yanase, K. (2014). Effects of small defects, matrix structures and loading conditions on the fatigue strength of ductile cast irons. Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 69, 34–43. doi: https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2013.12.005
- Popov, S., Frolova, L., Rebrov, O., Naumenko, Y., Postupna, О., Zubko, V., Shvets, P. (2022). Increasing the mechanical properties of structural cast iron for machine-building parts by combined Mn – Al alloying. EUREKA: Physics and Engineering, 1, 118–130. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2022.002243
- Frolova, L., Shevchenko, R., Shpyh, A., Khoroshailo, V., Antonenko, Y. (2021). Selection of optimal Al–Si combinations in cast iron for castings for engineering purposes. EUREKA: Physics and Engineering, 2, 99–107. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2021.001694
- Kharchenko, S., Barsuk, A., Karimova, N., Nanka, A., Pelypenko, Y., Shevtsov, V. et al. (2021). Mathematical model of the mechanical properties of Ti-alloyed hypoeutectic cast iron for mixer blades. EUREKA: Physics and Engineering, 3, 99–110. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2021.001830
- Frolova, L., Barsuk, A., Nikolaiev, D. (2022). Revealing the significance of the influence of vanadium on the mechanical properties of cast iron for castings for machine-building purpose. Technology Audit and Production Reserves, 4 (1 (66)), 6–10. doi: https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.263428
- Chugun peredelnyi DSTU 3133-95 (GOST 805-95). Available at: https://issuu.com/revanthtt941/docs/dstu_3133-95__gost_805-95_
- Demin, D. (2019). Development of «whole» evaluation algorithm of the control quality of «cupola – mixer» melting duplex process. Technology Audit and Production Reserves, 3 (1 (47)), 4–24. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.174449
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Denis Nikolaev
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.
