Розвиток виробництва лиття з синтетичного чавуну
Trends and prospects of equipment development, production technology, assortment of products made of synthetic cast iron are analyzed. In the structure of foundry production in Ukraine, synthetic cast iron occupies a significant segment in terms of volume and range of high-quality castings, includin...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/77 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Репозитарії
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471930167394304 |
|---|---|
| author | Сіренко, К. А. |
| author_facet | Сіренко, К. А. |
| author_sort | Сіренко, К. А. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-06-07T14:57:28Z |
| description | Trends and prospects of equipment development, production technology, assortment of products made of synthetic cast iron are analyzed. In the structure of foundry production in Ukraine, synthetic cast iron occupies a significant segment in terms of volume and range of high-quality castings, including brake pads of railway rolling stock and pipeline fittings. The advantages and disadvantages of the process of manufacturing cast iron from synthetic cast iron are considered. An indicator of the quality of synthetic cast iron is the low level of its contamination by non-metallic inclusions in compliance with strict requirements for the structure and mechanical properties of the finished foundry. The regularities of the influence of smelting temperature regimes on non-metallic inclusions in synthetic cast iron are established. The technology of manufacturing high-strength synthetic cast iron, as well as cast iron with spherical graphite in its microstructure allows to optimize the modes of foundry production. It is shown that in synthetic cast iron, intended for the manufacture of thin-walled bodies of rotation, the size and shape of spherical graphite in its microstructure are of particular importance, that are reflected in the mechanical properties of the material. The level of mechanical properties of synthetic cast iron is close to similar indicators of alloy steel. Innovative technologies of electric melting of synthetic cast iron for special purposes allow to obtain regulated types of graphite inclusions, which affect both the ductility and strength of the metal. Problems have been identified that hinder the expansion of production of synthetic cast iron. Despite the difficulty of manufacturing thin-walled body castings from high-strength synthetic cast iron, this segment of foundry production has prospects for expansion. The directions of development of theoretical bases of technology of production of high-quality foundry production from synthetic cast iron are offered. Analysis of the quality of synthetic cast iron products smelted at Ukrainian foundries shows that the traditional technology of manufacturing complex products needs to be improved by strengthening the requirements for incoming control of the chemical composition of charge materials, especially scrap metal. Meticulous sorting of scrap metal and stabilization of its chemical composition is a problematic, difficult to implement, but relevant technological task for current production. Diversification of ferroalloys used in the smelting of synthetic cast iron in electric induction furnaces creates the preconditions for reducing its contamination by harmful non-metallic inclusions and increasing the yield. As a result, it provides opportunities to reduce metal costs and save electricity. In order to increase the technical and economic indicators of production and stabilize the quality of synthetic cast iron products, special research is needed in the probabilistic aspect regarding the influence of the parameters of the multicomponent through smelting technology of cast iron of different assortment. It is necessary to use methods of mathematical analysis and statistics to analyze arrays of hundreds of melts in order to establish the influence of the ratios of chemical elements in synthetic cast iron on its structure and mechanical properties, which are guaranteed to meet regulatory requirements for finished products. One of the most important ways to reduce the cost of smelting of synthetic cast iron is to reduce the specific consumption of cost ferroalloys and alloying elements by working on the lower allowable values of the chemical composition of cast iron. Despite the fact that the main parameters of the technology of manufacturing castings from synthetic cast iron are substantiated in general by the results of theoretical and experimental studies, an urgent task for manufacturers is the implementation of scientific developments in industrial practice to optimize foundry processes. In the manufacture of mass products of foundry production, such as pipeline fittings and brake pads for railway rolling stock, it is necessary to optimize and master in the industry materialenergy modes of smelting of synthetic cast iron in modern electric induction furnaces. The results of research performed at the Physico-technological Institute of Metals and Alloys of the National Academy of Sciences of Ukraine show the effectiveness of using partially graphitized synthetic cast iron for the manufacture of brake pads for railway rolling stock. Large-scale implementation of developed technological solutions in industrial practice is delayed. The generally recognized and scientifically substantiated technology of synthetic cast iron smelting for the production of, in particular, brake pads, must be adapted to the production conditions of specific foundries, as the casting technology at each plant has its nuances and specifics. Recommendations for improving the standards for brake pads made of synthetic cast iron for rolling stock are provided. A promising area of expanding the scope of use of synthetic cast iron in foundry production is the manufacture of products from high-strength and partially graphitized cast iron. To ensure increased performance of brake pads made of synthetic cast iron, it is advisable to increase the requirements of standards and specifications for these products, which in general is to optimize the content of carbon, manganese, silicon and reduce the allowable ranges of sulfur and phosphorus. The need to implement measures at the state level to protect domestic producers of relevant foundries was emphasized. Manufacturers of synthetic cast iron need to expand the range of products and exports. Foundries need to not only declare this thesis, but also put it into practice. For its part, the state is obliged to create appropriate conditions and incentives for producers. At the state level, insufficient attention is paid to strengthening the competitive position of Ukrainian foundries in domestic and foreign markets. State regulation of market relations between producers and consumers of synthetic cast iron products is a necessary and mandatory measure to create conditions capable of ensuring the stability of the foundry subsector of the industrial complex of Ukraine regardless of price fluctuations and demand for its products and possible destabilization of the global financial and economic system. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:21Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-77 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:50:21Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-772023-06-07T14:57:28Z Development of production of casting from synthetic cast iron Розвиток виробництва лиття з синтетичного чавуну Сіренко, К. А. foundry production synthetic cast iron standardization technology improvement industrial policy ливарне виробництво синтетичний чавун стандартизація технологія удосконалення промислова політика Trends and prospects of equipment development, production technology, assortment of products made of synthetic cast iron are analyzed. In the structure of foundry production in Ukraine, synthetic cast iron occupies a significant segment in terms of volume and range of high-quality castings, including brake pads of railway rolling stock and pipeline fittings. The advantages and disadvantages of the process of manufacturing cast iron from synthetic cast iron are considered. An indicator of the quality of synthetic cast iron is the low level of its contamination by non-metallic inclusions in compliance with strict requirements for the structure and mechanical properties of the finished foundry. The regularities of the influence of smelting temperature regimes on non-metallic inclusions in synthetic cast iron are established. The technology of manufacturing high-strength synthetic cast iron, as well as cast iron with spherical graphite in its microstructure allows to optimize the modes of foundry production. It is shown that in synthetic cast iron, intended for the manufacture of thin-walled bodies of rotation, the size and shape of spherical graphite in its microstructure are of particular importance, that are reflected in the mechanical properties of the material. The level of mechanical properties of synthetic cast iron is close to similar indicators of alloy steel. Innovative technologies of electric melting of synthetic cast iron for special purposes allow to obtain regulated types of graphite inclusions, which affect both the ductility and strength of the metal. Problems have been identified that hinder the expansion of production of synthetic cast iron. Despite the difficulty of manufacturing thin-walled body castings from high-strength synthetic cast iron, this segment of foundry production has prospects for expansion. The directions of development of theoretical bases of technology of production of high-quality foundry production from synthetic cast iron are offered. Analysis of the quality of synthetic cast iron products smelted at Ukrainian foundries shows that the traditional technology of manufacturing complex products needs to be improved by strengthening the requirements for incoming control of the chemical composition of charge materials, especially scrap metal. Meticulous sorting of scrap metal and stabilization of its chemical composition is a problematic, difficult to implement, but relevant technological task for current production. Diversification of ferroalloys used in the smelting of synthetic cast iron in electric induction furnaces creates the preconditions for reducing its contamination by harmful non-metallic inclusions and increasing the yield. As a result, it provides opportunities to reduce metal costs and save electricity. In order to increase the technical and economic indicators of production and stabilize the quality of synthetic cast iron products, special research is needed in the probabilistic aspect regarding the influence of the parameters of the multicomponent through smelting technology of cast iron of different assortment. It is necessary to use methods of mathematical analysis and statistics to analyze arrays of hundreds of melts in order to establish the influence of the ratios of chemical elements in synthetic cast iron on its structure and mechanical properties, which are guaranteed to meet regulatory requirements for finished products. One of the most important ways to reduce the cost of smelting of synthetic cast iron is to reduce the specific consumption of cost ferroalloys and alloying elements by working on the lower allowable values of the chemical composition of cast iron. Despite the fact that the main parameters of the technology of manufacturing castings from synthetic cast iron are substantiated in general by the results of theoretical and experimental studies, an urgent task for manufacturers is the implementation of scientific developments in industrial practice to optimize foundry processes. In the manufacture of mass products of foundry production, such as pipeline fittings and brake pads for railway rolling stock, it is necessary to optimize and master in the industry materialenergy modes of smelting of synthetic cast iron in modern electric induction furnaces. The results of research performed at the Physico-technological Institute of Metals and Alloys of the National Academy of Sciences of Ukraine show the effectiveness of using partially graphitized synthetic cast iron for the manufacture of brake pads for railway rolling stock. Large-scale implementation of developed technological solutions in industrial practice is delayed. The generally recognized and scientifically substantiated technology of synthetic cast iron smelting for the production of, in particular, brake pads, must be adapted to the production conditions of specific foundries, as the casting technology at each plant has its nuances and specifics. Recommendations for improving the standards for brake pads made of synthetic cast iron for rolling stock are provided. A promising area of expanding the scope of use of synthetic cast iron in foundry production is the manufacture of products from high-strength and partially graphitized cast iron. To ensure increased performance of brake pads made of synthetic cast iron, it is advisable to increase the requirements of standards and specifications for these products, which in general is to optimize the content of carbon, manganese, silicon and reduce the allowable ranges of sulfur and phosphorus. The need to implement measures at the state level to protect domestic producers of relevant foundries was emphasized. Manufacturers of synthetic cast iron need to expand the range of products and exports. Foundries need to not only declare this thesis, but also put it into practice. For its part, the state is obliged to create appropriate conditions and incentives for producers. At the state level, insufficient attention is paid to strengthening the competitive position of Ukrainian foundries in domestic and foreign markets. State regulation of market relations between producers and consumers of synthetic cast iron products is a necessary and mandatory measure to create conditions capable of ensuring the stability of the foundry subsector of the industrial complex of Ukraine regardless of price fluctuations and demand for its products and possible destabilization of the global financial and economic system. Проаналізовано тенденції і перспективи розробки обладнання, технології виробництва, сортаменту виробів, що виготовляються литтям із синтетичного чавуну. В структурі ливарного виробництва України синтетичний чавун займає значний сегмент за обсягами і сортаментом високоякісного литва, включаючи гальмові колодки рухомого складу залізниці та трубопровідну арматуру. Розглянуто переваги і недоліки процесу виготовлення литва із синтетичного чавуну. Показником якості синтетичного чавуну є низький рівень його забрудненості неметалевими включеннями при дотриманні жорстких вимог до структури і механічних властивостей готової ливарної продукції. Встановлено закономірності впливу температурних режимів виплавки на неметалеві включення у синтетичному чавуні. Технологія виготовлення високоміцного синтетичного чавуну, а також чавуну з кулястим графітом в його мікроструктурі, дозволяє оптимізувати режими ливарного виробництва. Показано, що у синтетичному чавуні, призначеному для виготовлення тонкостінних тіл обертання, особливе значення мають розміри і форма кулястого графіту в його мікроструктурі, що впливає на його властивості. Рівень механічних властивостей синтетичного чавуну наближається до аналогічних показників легованої сталі. Інноваційні технології електроплавки синтетичного чавуну спеціального призначення дозволяють отримувати регламентовані типи включень графіту, які впливають одночасно на пластичність та міцність металу. Виявлено проблеми, які стримують розширення виробництва продукції із синтетичного чавуну. Незважаючи на важкореалізованість виготовлення тонкостінних корпусних виливків з високоміцного синтетичного чавуну, цей сегмент ливарного виробництва має перспективи розширення. Запропоновано напрями розвитку теоретичних основ технології виробництва високоякісної ливарної продукції із синтетичного чавуну. Аналіз якості продукції із синтетичного чавуну, який виплавляється на українських ливарних заводах, свідчить, що традиційна технологія виготовлення складних виробів потребує удосконалення шляхом посилення вимог до вхідного контролю хімічного складу шихтових матеріалів, в першу чергу металобрухту. Прискіпливе сортування металобрухту і стабілізація його хімічного складу являє собою проблемне, важко здійснюване, але актуальне технологічне завдання щодо поточного виробництва. Диверсифікація феросплавів, які застосовуються при виплавленні синтетичного чавуну в електричних індукційних печах, створює передумови для зменшення забрудненості його шкідливими неметалічними включеннями і підвищення виходу придатного. Як наслідок, це надає можливості для зниження витрат металу та економії електроенергії. Задля підвищення техніко-економічних показників виробництва і стабілізації якості ливарних виробів із синтетичного чавуну необхідні спеціальні дослідження у вірогідністному аспекті відносно впливу параметрів багатоскладової наскрізної технології виплавки чавуну різного сортаменту. Необхідно методами математичного аналізу і статистики проаналізувати масиви з сотень плавок на предмет встановлення впливу співвідношень хімічних елементів у складі синтетичного чавуну на його структуру і механічні властивості, які гарантовано забезпечують нормативні вимоги до готової продукції. Одним з найважливіших напрямів зменшення собівартості виплавки синтетичного чавуну є зниження питомої витрати вартісних феросплавів і легуючих елементів за рахунок роботи на нижніх допустимих значеннях хімічного складу чавуну. Незважаючи на те, що основні параметри технології виготовлення виливків із синтетичного чавуну обґрунтовані в загальних рисах результатами теоретичних і експериментальних досліджень, актуальною задачею для виробничників є реалізація наукових розробок у промислову практику для оптимізації ливарних процесів. При виготовленні масової продукції ливарного виробництва, як наприклад трубопровідної арматури та гальмових колодок для рухомого складу залізниці, необхідно оптимізувати та освоїти у промисловості матеріалоенергоекономні режими виплавки синтетичного чавуну в сучасних електричних індукційних печах. За допомогою результатів досліджень, виконаних у Фізико-технологічному інституті металів та сплавів Національної академії наук України, показана ефективність використання частково графітизованого синтетичного чавуну для виготовлення гальмових колодок рухомого складу залізниці. Масштабне впровадження розроблених технологічних рішень в промисловій практиці затримується. Загально визнану і науково обґрунтовану технологію виплавки синтетичного чавуну для виготовлення, зокрема, гальмових колодок, необхідно адаптувати до виробничих умов конкретних ливарних підприємств, оскільки технологія лиття на кожному заводі має свої нюанси і специфіку. Надано рекомендації щодо необхідності удосконалення стандартів на гальмові колодки із синтетичного чавуну для рухомого складу залізниці. Перспективним напрямом розширення сфери використання синтетичного чавуну у ливарному виробництві є виготовлення продукції з високоміцного і частково графітизованого чавуну. Для забезпечення підвищеної працездатності гальмових колодок із синтетичного чавуну доцільно підвищити вимоги стандартів і технічних умов на цю продукцію, що в загальному вигляді зводиться до оптимізації меж вмісту вуглецю, марганцю, кремнію та скорочення допустимих діапазонів сірки і фосфору. Підкреслено необхідність впровадження на державному рівні заходів щодо захисту вітчизняного виробника відповідної ливарної продукції. Виробникам литва із синтетичного чавуну треба розширювати сортамент продукції та її експорт. Ливарним підприємствам необхідно цю тезу не тільки декларувати, а й втілювати у життя. Зі свого боку держава зобов'язана створювати відповідні умови та стимули для виробничників. На державному рівні недостатньо уваги приділяється посиленню конкурентної позиції українських ливарних підприємств на внутрішньому і зовнішньому ринках. Регулювання державою ринкових відносин між виробниками та споживачами продукції із синтетичного чавуну є необхідним і обов'язковим заходом для створення умов, здатних забезпечити стабільність діяльності ливарної підгалузі промислового комплексу України, незалежно від коливань цін, попиту на її продукцію та від можливої дестабілізації світової фінансово-економічної системи. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-06-07 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/77 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 29 No. 3 (2021): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 29 № 3 (2021): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/77/77 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | ливарне виробництво синтетичний чавун стандартизація технологія удосконалення промислова політика Сіренко, К. А. Розвиток виробництва лиття з синтетичного чавуну |
| title | Розвиток виробництва лиття з синтетичного чавуну |
| title_alt | Development of production of casting from synthetic cast iron |
| title_full | Розвиток виробництва лиття з синтетичного чавуну |
| title_fullStr | Розвиток виробництва лиття з синтетичного чавуну |
| title_full_unstemmed | Розвиток виробництва лиття з синтетичного чавуну |
| title_short | Розвиток виробництва лиття з синтетичного чавуну |
| title_sort | розвиток виробництва лиття з синтетичного чавуну |
| topic | ливарне виробництво синтетичний чавун стандартизація технологія удосконалення промислова політика |
| topic_facet | foundry production synthetic cast iron standardization technology improvement industrial policy ливарне виробництво синтетичний чавун стандартизація технологія удосконалення промислова політика |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/77 |
| work_keys_str_mv | AT sírenkoka developmentofproductionofcastingfromsyntheticcastiron AT sírenkoka rozvitokvirobnictvalittâzsintetičnogočavunu |