Совершенствование технологии производства крупнотоннажных стальных отливок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.04, кандидат технических наук Феоктистов, Николай Александрович

• Феоктистов, Николай Александрович
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Феоктистов, Николай Александрович

Оглавление

Введение

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Анализ способов выплавки стали для фасонного литья

1.1.1. Выплавка стали в мартеновской печи

1.1.2. Выплавка стали в дуговых электропечах

1.1.3. Выплавка стали в индукционных печах

1.2. Анализ технологических факторов, влияющих на образование горячих трещин в отливках

1.3 Влияние химического - состава на механические свойства и трещиноустойчивость углеродистой стали

1.4. Влияние неметаллических включений на механические свойства стали и трещиноустойчивость

1.5. Влияние обработки расплава кальцием на механические свойства сталей, морфологию и удаление неметаллических включений

1.6 Анализ условий работы шлаковых чаш

Глава 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ. ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

2.1. Шихтовые материалы и выплавка сплавов

2.2. Оборудование, использованное в работе

2.3. Метод компьютерного моделирования и анализ литейных процессов

2.4 Методика построения математических моделей, определение долей

влияния вводимых добавок

Глава 3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЛИТЕЙНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ «ШЛАКОВАЯ ЧАША»

3.1. Анализ условий работы отливки «Шлаковая чаша»

3.2 Исследование физико-механических свойств углеродистой стали марки 25Л

3.3. Моделирование процессов заливки и кристаллизации отливки-представителя «Шлаковая чаша»

Глава 4. ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПАВКИ И ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ МАРКИ 25Л

4.1. Исследование влияния алюминия на образование неметаллических включений и содержание кислорода в металле

4.2. Исследование влияния алюминия на механические свойства литой заготовки из углеродистой стали

4.3. Исследование влияния обработки расплава порошковой проволокой с различными наполнителями на природу неметаллических включений

4.4. Разработка рекомендаций для определения необходимого количества

кальция в зависимости от содержания алюминия и серы в металле

Глава 5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПЛАВКИ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ В ДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧАХ

5.1. Анализ существующей технологии выплавки углеродистых сталей

5.2. Разработка технологии диффузионного раскисления стали в восстановительный период плавки

5.3. Опытно-промышленное опробование результатов работы

5.4. Выводы по работе

Библиографический список

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии производства крупнотоннажных стальных отливок»

Введение

Актуальность работы. Первостепенной задачей машиностроения является обеспечение надёжности и долговечности узлов металлургических агрегатов, работающих в тяжёлых условиях эксплуатации. Значительная доля отливок, применяющихся в узлах металлургических агрегатов, изготавливается из различных сплавов методом литья. Как правило, узлы металлургических агрегатов работают в условиях действия высоких температур, больших нагрузок.

Использование в качестве материала отливки только жаропрочных и высоколегированных сплавов приведёт к резкому удорожанию, что недопустимо в трудных условиях финансовой обстановки. Кроме того, литые заготовки для узлов металлургических агрегатов в большинстве случаев относятся к третьей и четвёртой группам отливок по массе (крупные, очень крупные), в силу чего на их поверхности часто образуются горячие трещины, предотвращение процесса образования которых является актуальной задачей.

Представителем деталей, работающих в подобных условиях, является шлаковая чаша. В литейном цехе ЗАО «Механоремонтный комплекс» (МРК) шлаковые чаши отливают для кислородно-конвертерного, доменного и сталеплавильного цехов ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ММК). Жидкий шлак из плавильного агрегата сливают в неё при температуре выше 1200 °С. После транспортировки чаши со шлаком на отвал производят её выбивку при помощи копра весом более 5 т. Следовательно, литые шлаковые чаши должны обладать значительным запасом прочности и пластичности, которые определяются такими механическими свойствами стали, как предел прочности (ав), предел текучести (ат), ударная вязкость (КСи) и др. Кроме того, важным фактором является отсутствие литых дефектов.

Детали, применяющиеся в агрегатах металлургической промышленности, значительно отличаются показателями эксплуатационной стойкости, несмотря на то, что изготовлены в одном цехе, из одного сплава, по одной технологии.

Между технологическим процессом изготовления литых деталей и показателями эксплуатационной стойкости существует зависимость. На каждом этапе технологической цепочки производства отливки действуют внешние и внутренние факторы, которые оказывают прямое или косвенное влияние на эксплуатационную стойкость. Выплавка металла, литейная технология оказывают влияние на механические свойства литой заготовки, появление литых дефектов, которые, в свою очередь, предопределяют качество отливки и дальнейшую эксплуатационную стойкость. Чтобы нивелировать эти факторы, необходимо исследовать их и научиться преодолевать.

В процессе производства крупногабаритных отливок механические свойства углеродистой стали являются нестабильными, кроме того, на поверхности часто образуются горячие трещины. Заваренные литые трещины, при дальнейшей эксплуатации детали в металлургическом цикле, являются зонами образования эксплуатационных трещин, а также причинами снижения эксплуатационной стойкости.

В связи с этим, совершенствование технологии производства отливок и выплавки металла, с целью повышения качества стальных отливок из углеродистой стали, а также предотвращения образования горячих трещин на крупногабаритных отливках, появляющихся в процессе кристаллизации, являются актуальными задачами литейного производства.

Цель работы. Повышение качества крупных стальных отливок путём совершенствования технологии производства отливки и выплавки стали.

Научная новизна работы:

1. На основе экспериментальных исследований и компьютерного моделирования предложен и определён показатель трещиноустойчивости металла отливки в температурном интервале хрупкости, позволяющий оценивать деформационно-напряженное состояние в период кристаллизации и прогнозировать возможность возникновения горячих трещин.

2. Путём компьютерного моделирования и теоретических расчётов установлен критический градиент температур в металле отливки, равный 98 "С,

5

приводящий к образованию горячих трещин на отливках из стали марки 25Л в процессе кристаллизации.

3. Экспериментально установлены рациональные пределы изменения соотношения остаточных концентраций кальция к алюминию для стали марки 25Л. При отношении концентраций кальция и алюминия в интервале 0,02 - 0,04 в сплаве образуются включения, близкие по составу к 12Са0-7А1203 в жидком виде, которые хорошо удаляются на поверхность металла, что приводит к повышению свойств стали на 6 - 13 % и снижению загрязнённости неметаллическими включениями.

Практическая ценность работы:

1. Усовершенствована существующая литниковая система, применяющаяся в литейном цехе для заливки форм шлаковых чаш.

2. Получены и уточнены значения физико-механических свойств (предел прочности, предел текучести, ударная вязкость, относительное удлинение, относительное сужение) углеродистой стали марки 25Л до и после обработки порошковой проволокой с кальцийсодержащим наполнителем.

3. Получены значения степени десульфурации до и после обработки стали раскислительными смесями в восстановительный период плавки.

4. Сформулированы рекомендации для определения расхода кальцийсо-держащего материала в зависимости от содержания серы и алюминия в сплаве.

Заключение диссертации по теме «Литейное производство», Феоктистов, Николай Александрович

5.4. Выводы по работе

1. Научно обоснована и внедрена расширяющаяся литниковая система для заливки форм шлаковых чаш, что привело к уменьшению количества отливок, пораженных горячими трещинами.

2. Предложен показатель трещиноустойчивости, позволяющий оценить деформационно-напряженное состояние отливки в период кристаллизации, а также вероятность образования горячих трещин на теле отливки.

3. Экспериментально установлено, что при повышении концентрации алюминия в углеродистой стали марки 25Л с 0,02 до 0,11 % происходит повышение объёмной доли включений в 8 раз. Количество неметаллических включений на 1 мм увеличивается в 2,9 раза, а средняя площадь - в 2,8 раза. Среднее расстояние между ними уменьшается в 3,5 раза.

4. Экспериментально установлено соотношение остаточной концентрации кальция к алюминию (0,02 - 0,04), при котором в металле наблюдает наименьшее количество неметаллических включений по сравнению с другими соотношениями этих же элементов.

При отношении остаточных концентраций [Са] и [А1] менее 0,02 удаляется не более 11 % неметаллических включений от их первоначального значения, при соотношении этих элементов 0,02 - 0,04 удаляется от 20 до 30 % включений. Дальнейшая обработка металла кальцийсодержащими материалами до соотношения [Са] и [А1] > 0,04 не приводит к существенному снижению содержания включений в металле.

Механические свойства отливок после внепечной обработки увеличились на 6- 13 %.

5. Разработаны рекомендации по определению расхода порошковой проволоки с кальцийсодержащим наполнителем для внепечной обработки.

6. Разработаны рекомендации проведения восстановительного периода плавки углеродистой стали в дуговой сталеплавильной печи с применением дисперсных раскислительных смесей МКрс 19 и МКрс 21, где определили порядок подачи и количество смеси, позволяющее снизить содержание в шлаке оксидов Бе и Мп на 60 %, улучшая при этом рафинирующую способность шлака.

7. В производственных условиях установлено, что использование раскис-лительных смесей МКрс 19 и МКрс 21 для диффузионного раскисления металла и шлака увеличивает сульфидоёмкость шлака, результатом чего является увеличение средней степени десульфурации металла с 37 % (в плавках без использования раскислительных смесей) до 45 % (с применением МКрс 19 и МКрс 21).

8. Экономический эффект при использовании раскислительных смесей МКрс 19 и МКрс 21 составляет около 8255 руб. на одну плавку углеродистой стали в 25-тонной дуговой сталеплавильной печи.

Закозление

7,0°о Прогар

55

Трещина стенки

18,3°о Трещина от выбивки

37,1 °о Трещина стенки

21 от выбивки

13.0 °о Прогар а б

Рис. 3.3. Причины вывода из строя шлаковых чаш: а - ДЦ; б - ККЦ

Из представленных на рис. 3.3 данных видно, что основной причиной вывода из эксплуатации шлаковых чаш являются трещины, образующиеся на их поверхности, в том числе и в местах заварки литых дефектов в виде горячих трещин.

Для оценки влияния механических свойств металла на стойкость чаш в условиях ММК провели мониторинг их стойкости без литых дефектов с различными механическими свойствами. Полученный данные графически представлены на рис. 3.4 [].

Проанализировав представленные на рис. 3.4 зависимости, установили, что с увеличением механических свойств углеродистой стали происходит повышение стоикости шлаковых чаш, выражающееся в увеличении числа наливов жидкого шлака из плавильного агрегата. 800 н в

700

И о

ИЗ 600 к •

500 о ю 400 Н о 300 к о 200 460 = 0,8024 ^ ф ф

480 500 520 540

Предел прочности, МПа

560 а

800 а 750

700 о 650 СО

Я 600 | 550 о 500 £ 450 8 400 К 350 § 300 « 10

I*2 = 0,6861 ф v . 1 —¡0г ■ v а ф < ь о ! .

30

50

70

Ударная вязкость, Дж/см2

90 б

Рис. 3.4. Зависимость стойкость шлаковых чаш от механических свойств стали марки 25Л: л а - предел прочности, МПа; б - ударная вязкость, Дж/см

Шлаковые чаши отливают из углеродистой стали марки 25Л. Следует отметить, что в литейном цехе МРК есть опыт производства их из углеродистой стали марок 15Л и 35Л. Шлаковые чаши из стали марки 15Л отливали для ММК, а из стали 35Л - для НТМК.

Сталь марки 15 Л, в сравнении со сталью 25Л, обладает лучшими пластическими свойствами: относительное удлинение выше на 30 %, относительное сужение - на 17%, ударная вязкость - на 25 %. Пределы прочности и текучести этой стали меньше на 17 и 11 % соответственно, что приводит к поражению 70 - 80 % отливок горячими трещинами в процессе кристаллизации отливки в форме, не смотря на то, что коэффициент трещиноустойчивости для этих сталей одинаковый [17].

Использование в качестве материала отливки сталь марки 35 Л также имеет ряд недостатков: низкие пластические свойства (относительное удлинение и сужение на 20 % ниже, чем у стали 25Л, ударная вязкость - на 12 %), что приводит к снижению эксплуатационных показателей в условиях реального производства. Кроме того, коэффициент трещиноустойчивости ниже на 0,2 единицы [17].

Таким образом, сталь марки 25Л является наиболее предпочтительной, так как обладает рациональными прочностными и пластическими свойствами, величины которых должны быть максимальными с целью повышения стойкости чаш.

Кроме того, на процесс образования горячих трещин, предопределяющих эксплуатационную стойкость, существенное влияние оказывают физико-механические свойства углеродистой стали марки 25Л, которые в настоящий момент изучены недостаточно.

3.2. Исследование физико-механических свойств углеродистой стали марки 25Л

Горячие трещины образуются в тот момент, когда суммарные действующие напряжения (усадочные, термические, фазовые) превышают предел прочности стали в момент времени (1, с) от начала кристаллизации при температуре (Т, °С). В литературных источниках [29, 17] этот интервал называют температурным интервалом хрупкости (ТИХ).

Для изучения механических свойств углеродистой стали в интервале температур от 20 до 1400 °С провели эксперимент на высокотемпературной, высоковакуумной экспериментальной установке по исследованию изменения микроструктуры и физико-механических свойств металлов и сплавов при деформационно-напряженном состоянии АЛА-ТОО (ИМАШ - 20 - 75).

Полученные данные по изменению величин пределов прочности и текучести в зависимости от температуры представлены на рис. 3.5.

Из представленных на рис. 3.5 зависимостей видно, что предел прочности, так же как и предел текучести, значительно повышается при температуре металла ниже 800 °С. Скачкообразное повышение предела прочности металла происходит при температуре ниже 600 °С, в то время как повышение предела прочности происходит плавно.

Температура, °С

Рис. 5. Влияние температуры на предел прочности (-) и предел текучести (---)

Значительный перепад предела прочности в интервале температур 150 -400 °С обусловлен эффектом синеломкости - снижение пластичности при одновременном повышении прочности, наблюдающееся в исследуемой марке стали в интервале температур 200 - 400 °С. Среди исследователей нет единого мнения по поводу объяснения этого явления. Одни исследователи связывают

50 это с наличием в стали азота и углерода, растворенных в феррите по способу внедрения. Другие говорят об уплотнении феррита, т.е. зерен чистого железа, входящих в состав стали вместе с зернами, содержащими кроме железа углерод.

Установлено, что с повышением температуры испытания значения предела прочности углеродистой стали проходят минимум между 100 и 150 °С, максимум - при 400 °С (температура синеломкости) и при дальнейшем повышении неуклонно снижаются до очень малых значений.

Для изучения фазовых превращений, проходящих в углеродистой стали при нагреве и охлаждении, провели термогравиметрический анализ стали марки 25Л (рис. 3.6).

При нагреве исследуемого образца стали на кривой ДСК (рис.3.6, а) присутствует эндотермический эффект с максимумом при температуре 769,4 °С, который соответствует превращению перлита в аустенит (аустенитное превращение). Считается, что затраты теплоты, происходящие при аустенитном превращении, связаны с затратами энергии на разрушение межатомных связей в составе орторомбического цементита при его диссоциации в условиях перегрева выше критической температуры (выше 727 °С) и перестройку решетки из ОЦК в ГЦК. Начало превращения перлита в аустенит отмечается при температуре 755,1 °С, конец превращения - при температуре 788,0 °С. Незначительный эндотермический эффект при температуре 942,7 °С, возможно, соответствует полиморфному превращению железа.

При охлаждении образца стали на кривой ДСК (рис.3.6, б) присутствует незначительный экзотермический эффект с максимумом при температуре 736,6 °С, соответствующий выделению феррита. Экзотермический эффект с максимумом при температуре 663,5 °С соответствует превращению аустенита в перлит (перлитное превращение). Начало превращения аустенита в перлит отмечается при температуре 675,7 °С, конец превращения - при температуре 636,1 °С.

Проведённые исследования свидетельствуют, что фазовые переходы происходят при температурах, значительно ниже (600 - 800 °С) температур образования горячих трещин.

ДСК /(мкВ/мг)

Температура ГС а) б)

Рис. 3.6. Термограмма стали марки 25Л при нагреве (а) и охлаждении (б) со скоростью 20 град/мин

Для оценки изменения линейных размеров в процессе охлаждения провели эксперимент на дилатометре DIL 402 С. Нагрев осуществляли со скоростью 20 град/мин. Данные реперных точек, полученные нами в ходе проведения эксперимента, представлены в табл. 3.1.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Феоктистов, Николай Александрович, 2013 год

Библиографический список

1. Выплавка качественной стали: учеб. пособие // Колокольцев В.М., Бахметьев В.В., Вдовин К.Н., Козлов Л.Я. и др.; под ред. проф. В.М. Колокольцева. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007. С. 39 - 40.

2. Вдовин К.Н. Выбор плавильных агрегатов и расчёт шихты для выплавки чугуна и стали: учеб. пособие. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. 121 с.

3. Мариенбах Л.М. Печи в литейном производстве: издание 2-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1964 г. 360 с.

4. Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Плавильные агрегаты: теплотехника, управление и экология: справ, изд. в 4 кн. М.: Теплотехник, 2005. Кн. 1.768 с.

5. Долотов Г.П., Кондаков Е.А. Конструкция и расчёт заводских печей и сушил: изд. 2. М.: Машиностроение, 1973 г. 272 с.

6. Печи в литейном производстве / Благонравов Б.П., Грачёв В.А., Сухар-чук Ю.С., Казанцев С.Н. и др. // Атлас конструкций: учеб. пособие. М.: Машиностроение, 1989. 156 с.

7. Дуговые печи / Строганов А.И., Сергеев Г.Н., Лабунович O.A. и др. М.: Металлургия, 1972. 288 с.

8. Мананков Н.И. Современные методы футеровки дуговых сталеплавильных печей. Ленинград.: Знание, 1980. 20 с.

9. Морозов А.Н. Современное производство стали в дуговых печах: издание 2. Челябинск: Металлургия, 1987. 175 с.

10. Чернобаев Н.Е. Плавка в индукционных печах. М.: МАТТТГИЗ, 1950. 98 с.

11. Электрометаллургия стали и ферросплавов / Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Рысс М.А. и др.//Учебник для вузов: изд. 2. М.: Металлургия, 1984 г. 568 с.

12. Сасса B.C. Футеровка индукционных плавильных печей и миксеров. М.: Энергоиздат, 1983. 120 с.

13. Егоров A.B., Моржин Ф.М. Электрические печи. М.: Металлургия, 1975. 352 с.

14. Егоров A.B. Электроплавильные печи черной металлургии // Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1985. 280 с.

15. Тир JI.JL, Губченко А.П. Индукционные плавильные печи для процессов повышенной точности и чистоты. М.: Энергоатомиздат, 1988. 120 с.

16. Лейбензон С.А., Трегубенко А.Ф. Производство стали методом электрошлакового переплава. М.: Металлургиздат, 1962. 244 с.

17. Производство стальных отливок / Козлов Л.Я., Колокольцев В.М., Вдо-вин К.Н. и др. // Учебник для вузов. М.: МИСИС, 2005. 351 с.

18. Тодоров Р.П., Пешев П.Ц. Дефекты в отливках из черных сплавов: пер. с болг. / под ред. В.Н. Иванова. М.: Машиностроение, 1984. 184 с.

19. Грузин В.Г. Температурный режим литья стали. М.: Металлургиздат, 1962.356 с.

20. Новокрещенова С.М., Виноград М.И. Дефекты стали: справ, изд. М.: Металлургия, 1984. 199 с.

21. Оно А. Затвердевание металлов. М.: Металлургия, 1980. 152 с.

22. Рыжиков A.A. Теоретические основы литейного производства. М.: MALLI-ГИЗ, 1961.448 с.

23. H.A. Трубицын. Причины образования горячих трещин в стальных отливках и меры их предупреждения // Дефекты отливок и меры их предупреждения: сбор. ст. под ред. A.B. Лакедемонского. М.: Машгиз, 1962. 16 с.

24. Гуглин H.H. О горячих трещинах в отливках // Усадочные процессы в металлах: под ред. Б.Б. Гуляева. М.: Издательство Академии наук СССР, 1960. 199 с.

25. Куманин И.Б. Вопросы теории литейных процессов // Формирование отливок в процессе затвердевания и охлаждения сплава. М.: Машиностроение, 1976.216 с.

26. Косников Г.А. Основы литейного производства: учеб. пособие. Спб.: СПбГПУ, 2002. 204 с.

27. Литейное производство // Учебник для металлургических специальностей вузов: 2-е изд.; под ред. АА. Михайлова. М.: Машиностроение, 1987. 256 с.

128

28. Ткаченко С.С. Брак литья, его предупреждение и исправление. JL: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1982 г. 56 с.

29. Константинов Л.С., Трухов А.П. Напряжения, деформации и трещины в отливках. М.: Машиностроение, 1981. 199 с.

30. Технология литейного производства / Чуркин Б.С., Гофман Э.Б., Май-зель С.Г. и др. Екатеринбург.: Урал, 2000. 662 с.

31. Лясс A.M., Чжоу-ЯО-ХО. О некоторых факторах, влияющих на образование горячих трещин в стальных отливках // Литейное производство № 4, 1958. С. 19-23.

32. Бидуля П.Н. Технология стальных отливок. М.: Металлургиздат, 1961.352 с.

33. Вейник А.И. Расчёт отливки. М.Машиностроение, 1964. 404 с.

34. Константинов Л.С., Басов К.И., Карпов Н.В. Влияние температуры заливки на образование горячих трещин в стальных тонкостенных отливках // Литейное производство № 3, 1968. С. 5 - 6.

35. Носенко М.Н., Святкин Б.К., Общая технология литейного производства. М.: Высшая школа, 1975. 376 с.

36. Штольцель К. Технологические процессы литейного производства. М.: Машиностроение, 1975. 256 с.

37. Василевский П.Ф., Плотинский Л.Е. Исследование условий предупреждения образования горячих трещин в крупных отливках из перлитной стали / Выплавка стали и производство стальных отливок: сбор. ст. под ред. И.Р. Кря-кина, А.Н. Горожанкина. М.: ЦНИИТМАШ, 1960. 148 с.

38. Самсонов В.И. Исследование возможностей уменьшения остаточных напряжений в отливках // Изв. вузов. Чёрная металлургия № 1, 1967. С.168 - 171.

39. Крякин И.Р., Дубровский A.M. Новые способы борьбы с горячими трещинами в стальных отливках / Выплавка стали и производство стальных от-ливко: сбор. ст. под ред. И.Р. Крякина, А.Н. Горожанкина. М.: ЦНИИТМАШ, 1960. 137 с.

40. Марочник сталей и сплавов / Сорокин В.Г., Волосникова A.B., Вяткин С.А. и др.; под. Ред. В.Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989. 640 с.

41. Трубицын H.A. Влияние некоторых металлургических и технологических факторов на образование горячих трещин в стальных отливках / Усадочные процессы в металлах: под ред. Б.Б. Гуляева. М.: Издательство Академии наук СССР, 1960. 199 с.

42. Гуляев Б.Б. Теория литейных процессов. // Учебное пособие для вузов. - Д.: Машиностроение, 1976. - 216 с.

43. Трубицин H.A., Харченко В.Д. Влияние технологии и конструкции на образование горячих трещин в стальных отливках // Литейное производство № 10, 1976. С. 12-15.

44. Смоляренко Д.А. Качество углеродистой стали: изд. 3. М.: Металлургия, 1977. 272 с.

45. Трубицин H.A. Влияние легирующих элементов на трещиноустойчи-вость перлитных сталей // Литейное производство № 8, 1971. С. 9 - 10.

46. Давыдова Л.Н. Свойства конструкционных сталей, рафинированных синтетическими шлаками. М.: Металургия, 1969. 136 с.

47. Ладыженский Б.Н. Применение порошкообразных материалов в сталеплавильном производстве. М.: Металлургия, 1973. 312 с.

48. Карп С.Ф., Фрумкин А.П. Раскисление стали ферроалюминием // Бюллетень научно-технической и экономической информации // Чёрная металлургия № 1. 1962. С. 39-40.

49. Грацианов Ю.А., Герасименко A.A. Выплавка сплавов с высоким содержанием алюминия // Бюллетень научно-технической и экономической информации // Чёрная металлургия №19. 1962. С. 35 - 38.

50. Лясс А.М., Чжоу-ЯО-ХО. О некоторых факторах, влияющих на образование горячих трещин в стальных отливках // Литейное производство № 3, 1958. С. 20-24.

51. Браун М.П. Влияние легирующих элементов на свойства стали. Киев.:

Государственное издательство технической литературы УССР, 1962. 192 с.

130

52. Филиппенков A.A. Ванадийсодержащие стали для отливок. Екатеринбург.: УрО РАН, 2001. 350 с.

53. Завьялов A.C., Сандомирский М.М., Машиностроительные стали с редкоземельными присадками. Д.: Машиностроение, 1969. 128 с.

54. Бигеев A.M., Бигеев В.А. Металлургия стали. Магнитогорск: МГТУ, 2000. 543 с.

55. Моисеева Л.А., Моисеев Б.П. Особенности состава и структуры экзогенных включений в стали и причины их образования //Сталь №7, 2007. С. 18-25.

56. Губенко С.И., Парусов В.В., Деревянченко И. Неметаллические включения в стали. Днепропетровкс: APT - ПРЕСС, 2005. 536 с.

57. Шлис, Хейнд - Иохим. Поведение неметаллических включений в стали при кристаллизации и деформации: пер. с нем. Г.Н. Еланского; под науч. ред.

B.А. Кудрина. М.: «Металлургия», 1971. 127 с.

58. Ефимов В.А. Процессы раскисления и образования неметаллических включений в стали: под ред. акад. Н.В. Агеева. М.: Наука, 1977. 229 с.

59. Явойский В.И., Рубенчик Ю.И., Окенко А.П. Неметаллические включения и свойства стали. М.: Металлургия, 1980. 174 с.

60. Шульте Ю.А. Неметаллические включения в электростали. М.: Металлургия, 1964. 207 с.

61. Шульте Ю.А. Электрометаллургия стального литья. М.: «Металлургия». 1970. 223 с.

62. Нарита К. Кристаллическая структура неметаллических включений в стали. Пер. с японского. М.: Металлургия, 1969. 191 с.

63. Кислинг Р., Ланге Н. Неметаллические включения в стали: пер. с англ.

C.А. Киселёвой, Г.П. Громовой; под. ред. В.М. Розенберга. М.: Металлургия, 1968. 123 с.

64. Гуляев А.П. Чистая сталь. М.: Металлургия, 1975. 184 с.

65. Sims С.Е., Dahle F.B. Trans. Amer. Foundrymens's Assoc. 1938, v. 46, p. 132.

66. Включения и газы в сталях / Явойский В. И., Близнюков С. А., Вишка-рёв А. Ф.и др. М.: Металлургия, 1979. 272 с.

67. Бельченко Г.И., Губенко С.И. Неметаллические включения и качество стали. Киев.: Техника, 1980. 168 с.

68. Исследование влияния технологии раскисления и защиты от вторичного окисления на неметаллические включения, физико-механические и технологические свойства сталей. / Вихлевщук В.А., Катель J1.M., Федорова И.П., и др. // Неметаллические включения в сталях: сбор. ст. М.: Металлургия, 1983. 98 с.

69. Виноград М.И. Включения в стали и её свойства. М.: Металлургиздат, 1963. 256 с.

70. Способ раскисления и интеркристаллитная хрупкость стали. / Баранов С.М., Саррак В.И., Топаз Ж.Р. и др. // Сталь и неметаллические включения. М.: Металлургиздат, 1980. 130 с.

71. Зайцев А.И., Родионова И.Г., Шапошников Н.Г. Новые типы неблагоприятных неметаллических включений на основе MgO - А120з и металлургические факторы, определяющие их содержание в металле // Металлург № 3, 2011. С. 16-27.

72. Пащенко A.B., Горяинова Т.В., Акулов В.В. Обработка низкокремнистой стали кальцийсодержащей проволокой для улучшения технологических параметров разливки MHJI3 // Электрометаллургия № 6, 2011. С. 5 - 14.

73. Вурти М., Индштейн Д., Самуилсон Б. Устранение зарастания стаканов на заводе «Бёрнс Харбор» фирмы «Arcelormittal» // Новости черной металлургии за рубежом № 6, 2010. С. 40-43.

74. Улучшение условий разливаемости стали на УНРС / Дюдкин Д.А., Ки-силенко В.В., Гринберг С.Е. и др. // Труды четвёртого конгресса сталеплавильщиков (Москва 7-10 октября 1996 г.). М.: АО «Черметинформация», 1997. С. 340-342.

75. Голубцов В.А., Лунёв В.В. Модифицирование стали для отливок и слитков. Челябинск - Запорожье: ЗНТУ, 2009. 356 с.

76. Моделирование обработки кальцием стали, раскисленной алюминием / Пер. с англ. // ОАО «Черметинформация». Новости черной металлургии за ру-бежем №2, 2009. С. 40 - 42.

77. Шеф Г.В., Басаев И.П. О влиянии кальция и бария на свойства комплексных сплавов для обработки стали. Караганда, 1986. 11с.

78. Рафинирование металлургических расплавов / сер. теория металлургических процессов. Т. 6; итоги науки и техники. М.: ВИНИТИ, 1987. 207 с.

79. Моделирование современных процессов внепечной обработки и непрерывной разливки / Исаев О. Б., Чичкарев Е. А., Кислица В. В. и др. М.: Метал-лургиздат, 2008. 373 с.

80. Модифицирование оксидных и сульфидных включений обработкой кальцием / Пер. с англ. // ОАО Черметинформация. Новости черной металлургии за рубежом № 1, 2010. С. 33 - 35.

81. Рядкин В.В. Кальций, его соединения и сплавы. М.: Металлургия, 1967. 186 с.

82. Исследование термовременной природы неметаллических включений с целью повышения металлургического качества высокопрочных трубных сталей / Казаков А. А., Ковалев П. В., Рябошук С. В. // Черные металлы № 12, 2009. С. 5 - 11.

83. Неметаллические включения в сталях: темат. отрасл. сб. м - во чер. металлургии СССР; редкол.: И.Н. Голиков и др. М.: Металлургия, 1983. 95 с.

84. Дюдкин Д.А., Кисиленко В.В. Производство стали. Внепечная металлургия стали; т. 3. М.: Теплотехник, 2010. 544 с.

85. Ицкович Г.М. Раскисление стали и модифицирование неметаллических включений. М.: Металлургия, 1981. 296 с.

86. Кудрин В.А. Металлургия стали: учебник для вузов; 2 изд. М.: Металлургия, 1989. 560 с.

87. Кудрин В.А., Парма В.М. Технология получения качественной стали. М.: Металлургия, 1984. 320 с.

88. Явойский В.И., Явойский A.B. Научные основы современных процессов производства стали. М.: Металлургия, 1987. 184 с.

89. Манохин А.И. Получение однородной стали. М.: Металлургия, 1978. 224 с.

90. Полтавец В.В. Доменное производство. М.: Металлургия, 1972. 448 с.

91. Воливахин В.И. Доменное производство. М.: Металлургия, 1976. 248 с.

92. Щербаков В.П. Основы доменного производства: учебное пособие. М.: Металлургия, 1969. 327 с.

93. Повышение стойкости чугуновозных и шлаковых ковшей: перевод На-доршина С.А., консультант Очертнюк Ф. Ф; перевод № 27/77, ОНТБ ММК. Магнитогорск, 1977. 9 с.

94. Колпаков C.B. Технология производства стали в современных конвертерных цехах. М.: Машиностроение, 1991. 464 с.

95. Гарбуз Г. Производство стали в кислородных конвертерах. Киев.: Гос-техиздат УССР, 1963. 73 с.

96. Сидоренко М.Ф. Теория и технология электроплавки стали: учебное пособие для спец. вузов. М.: Металлургия, 1985. 270 с.

97. Выявление причин образования и разработка способов предотвращения трещин в отливках шлаковых чаш // Отчёт о НИР. Челябинск: ЧПИ, 1979. М.: ВНТИЦ центр, 1985. 127 с.

98. Разработка более стойких составов масс для опрыскивания шлаковых . ковшей, форм разливочных машин доменного цеха / Винокуров И. Я., Зудов Е. Г., Голов Г. В. и др // Отчёт о НИР. Н. Тагил, 1983. 11 с.

99. Горелик С.С, Расторгуев JI.H., Скаков Ю.А. Рентгенографический и электроннооптический анализ. М.: Металлургия, 1970. 336 с.

100. Дембовский В.В. Компьютерные технологии в металлургии и литейном производстве: учебное пособие. Ч 1. СПб.: СЗТУ, 2003. 145 с.

101. Турищев В.Н. Моделирование литейных процессов: что выбрать? // САПР и графика № 11, 2005. С. 96 - 98.

102. Белай Г.Е., Дембовский В.В., Соценко О.В. Организация металлургического эксперимента; под ред. В.В. Дембовского. М.: Металлургия, 1993. 256 с.

103. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1979. 280 с.

104. Молочков П.А. Комплексное воздействие на структуру белых износостойких чугунов с целью повышения эксплуатационной стойкости отливок: дис. канд. техн. наук. Магнитогорск, 2004. 154 с.

105. Тухватулин И.Х. Разработка нового состава стали при помощи ней-росетевого метода: дис. канд. техн. наук. Магнитогорск, 2002. 150 с.

106. Вдовин К.Н., Феоктистов H.A. Технология изготовления шлаковых чаш // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова № 2, 2010. С. 27 - 30.

107. Вдовин К.Н., Феоктистов Н. А. Стойкость шлаковых чаш в условиях ОАО «ММК» // Литейное производство сегодня и завтра: труды 8-й Всерос. на-уч.-практ. конф. СПб: Изд. политехи, ин-та, 2010. С. 163 - 167.

108. Вдовин К.Н., Феоктистов H.A. Модернизация литниковой системы отливки «Шлаковая чаша» // Литейное производство сегодня и завтра: труды 9-й Всерос. науч.-практ. конф. Спб: Изд. Спб политехи, ин-та, 2012. С. 510 - 518.

109. Вдовин К.Н., Феоктистов H.A. Моделирование процесса заливки и кристаллизации отливки шлаковая чаша // Литейщик России. 2012. № 3. С. 12 -14.

110. Вдовин К.Н., Феоктистов H.A. Моделирование процесса заливки и кристаллизации отливки шлаковая чаша (продолжение) // Литейщик России. 2012. №7. С. 11-12.

111. Vdovin K.N., Feoktistov N.A. Researching of hot cracks formation reasons on the casting "slag chalice" by modeling of potting and crystallization process. Сборник научных трудов SWorld. Материалы международной научно-практической конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте 2012. Вып. 2. Т. 8. Одесса: Куприенко, 2012 . С.32 -38.

112. Вдовин К.Н., Феоктистов H.A. Влияние серы, кальция алюминия на пластические свойства металла // Теория и технология металлургического производства: межрегион, сб. науч. тр.; под ред. В.М. Колокольцева. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2010. Вып. 10. С. 107 - 113.

113. Вдовин К.Н., Феоктистов H.A. Применение трайб - аппарата в литейном производстве. Теория и технология металлургического производства: межрегион, сб. науч. тр.; под ред. В.М. Колокольцева. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. Вып. 9. С. 114 - 117.

114. Вдовин К.Н., Феоктистов H.A. Влияние обработки стали марки 25J1 силикокальцием на неметаллические включения и механические свойства литой заготовки // Технология металлов, 2012. № 12. С. 21 - 26.

115. Повышение качества стали 25JI с применением методов математической статистики / Бердников С. Н., Авдиенко А. В., Вдовин К. Н., Феоктистов Н. А. // Сталь. 2011. № 2. С. 37 - 39.

116. Рафинирование сталей и чугунов дисперсными модификаторами при выплавке в дуговых и индукционных электропечах / Чайкин В.А., Чайкин A.B., Журавлёв В.Т., Феоктистов H.A. // Литейное производство сегодня и завтра: труды 9-й Всерос. науч.-практ. конф. Спб: Изд. политехи, ин-та, 2012. С.235 -242.

117. Чайкин В.А., Чайкин A.B., Феоктистов H.A. Повышение эффективности диффузионного раскисления при выплавки стали в кислых и основных дуговых электропечах // Литейщик России. 2012. № 8. С. 40 - 42.

УТВЕРЖДАЮ Главный инженер ЗАО «Меха-норемонтный комплекс»

внедрения результатов научно-ис

технологических мероприятий, направленных на повышение (стабилизацию) механических свойств отливок из углеродистой стали и предотвращение образования горячих трещин на поверхности литых заготовок

Научные работники ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» под руководством профессора, д.т.н. Вдовина Константина Николаевича на протяжении нескольких лет в литейном цехе ЗАО «МРК» вели исследования по разработке технологических мероприятий, направленных на повышение (стабилизацию) механических свойств отливок из углеродистой стали, а также предотвращение образования горячих трещин на них. Исследования завершились внедрением некоторых рекомендаций в реальное производство.

Результаты комплексных исследований по выплавке углеродистой стали марки 25Л, внепечной обработке порошковой проволокой с кальцийсо-держащим наполнителем и отливке «Шлаковой чаши»:

- обработка углеродистой стали порошковой проволокой с кальцийсо-держащим наполнителем позволила получить более стабильные механические свойства литых заготовок, а также увеличить предел прочности и ударную вязкость на 6... 13 %;

- рекомендованы смеси МКрс 19 и МКрс 21 для проведения диффузионного раскисления в восстановительный период плавки, обеспечивающие существенное снижении концентрации оксидов железа и марганца в шлаке (на 60 %) и повысить степень десульфурации металла в 2 раза. При этом температура плавления шлака снижается на 50 °С;

- изменение существующей литниковой системы для заливки формы отливки «Шлаковая чаша» предотвращает неравномерность распределения температур по высоте отливки в момент кристаллизации и охлаждения и устраняет процесс образования горячих трещин.

Исполнитель от ЗАО «МРК» Исполнитель от ФГБОУ ВПО «МГТУ»

начальник литейного цеха

♦_Ю.А. Павлушкш

профессор, докт. техн. Наук

К.Н. Вдовин