Academic literature on the topic 'Виробництво чавуну'

Лютий Р.В., Гнатуш В.А., Кочешков А.С., Косячков В.О.Кафедра ливарного виробництва НТУУ «КПІ» була створена в 1925 р. До цього року інженерів-ливарників випускали в порядку дипломного проектування на останньому курсі механічного і хімічного факультетів. Тоді кафедра мала назву «Ливарна справа». До Великої вітчизняної війни нею завідували в 1925…1930 рр. професор К.С. Калиненко, а в 1930…1941 р.р. – Є.П. Бабич.Доктор технічних наук, професор К.І. Ващенко (1900 – 1992) працював на кафедрі з 1930 по 1992 р. і 30 років (1944 – 1974 р.р.) її очолював. В 1944…1958 рр. він був деканом створеного ним металургійного факультету. К.І. Ващенко нагороджений Орденом Леніна, Орденом Червоної Зірки, двома орденами Трудового Червоного Прапора, орденом Дружби Народів, багатьма медалями та державними відзнаками.З 1974 по 1991 р. кафедрою завідував професор С.П. Дорошенко (1931 – 2009). Дорошенко С.П. був удостоєний звання «Заслужений професор НТУУ (КПІ)» (1998), а з 2007 року – довічної Державної стипендії Президента України видатним діячам освіти.В 1991 – 2000 р.р. кафедра багато в чому зобов’язана керівнику і декану факультету професору А.П. Сьомику. За видатні досягнення в галузі вищої освіти А.П. Сьомику в 1998 р. присвоєно почесне звання «Заслужений працівник народної освіти України».З 2000 по 2005 рр. кафедрою завідував професор О.П. Макаревич (1937 – 2005). Результат наукової діяльності О.П. Макаревича – понад 200 друкованих публікацій, навчально-методичних розробок, авторських свідоцтв і патентів.В 2005 – 2006 р. виконував обов’язки завідувача кафедри к.т.н. доцент Л.М. Сиропоршнєв. Протягом 2006 – 2013 рр. кафедру очолював професор В.Г. Могилатенко, а з червня 2013 р. – к.т.н. доцент А.С. Кочешков.Співробітникам кафедри належить ряд вагомих наукових здобутків, які одержали світове визнання.Головним винаходом в галузі ливарного виробництва ще в 1949 році став модифікований магнієм високоміцний чавун з кулястим графітом. Першими із вітчизняних дослідників, які розвинули і глибоко дослідили цей сплав, є колектив кафедри ливарного виробництва КПІ. Впродовж 50-60-х років ХХ століття під керівництвом професора К.І. Ващенка на кафедрі було виконано комплекс теоретично-експериментальних робіт стосовно технології отримання чавунів широкої гами властивостей і сфер застосування. Наступним кардинальним кроком в удосконаленні технології виробництва виливків з високоміцного чавуну було перенесення процесу модифікування безпосередньо в ливарну форму. Внутрішньоформове модифікування чавуну було невідоме в СРСР до 1976 р., коли була подана перша заявка на винахід, а в 1978 році колектив авторів (К.І. Ващенко, В.О. Косячков, П.П. Лузан) отримали патент на спосіб модифікування чавуну в ливарній формі.Наприкінці 50-х років дискусійним був механізм утворення пригару на сталевих і чавунних виливках, існувало багато гіпотез на цю тему. Численними експериментальними дослідженнями С.П. Дорошенка було розроблено і доведено теорію утворення пригару і викладені рекомендації щодо його усунення. Викладена теорія пригару одержала визнання і дала поштовх розвитку науково-дослідницьких робіт в багатьох організаціях.Проривним напрямком роботи кафедри стало дослідження принципово нового класу формувальних сумішей – наливних (рідкорухомих) самотвердних (НСС або РСС) – і розроблення технології виготовлення з них ливарних стрижнів і форм. З цієї наукової проблематики кафедра займала провідну позицію в Союзі.Значний цикл робіт був направлений на створення безнікелевих жароміцних сталей для виливків особливо відповідального призначення. Л.І. Ростовцев, К.І. Ващенко, В.Я. Жук, В.О. Лютий розробили ряд принципово нових сплавів – ливарні жаростійкі хромоалюмінієві сталі для виробів, які працюють в агресивних середовищах при температурах до 1250оС. Сплави, розроблені співробітниками лабораторії, відзначені двома медалями ВДНГ СРСР, медаллю ВДНГ УРСР і Почесною грамотою президії Верховної Ради УРСР.В кінці 50-х років ХХ століття колективом у складі К.І. Ващенко, О.М. Фірстова та В.В. Жижченко була розроблена технологія виготовлення біметалевих виливків системи чавун-алюміній. Вперше у вітчизняному мотобудуванні на двигун мотоцикла були встановлені замість чавунних біметалеві циліндри, складені з чавунної гільзи і алюмінієвого оребрення з дифузійним зв’язком між ними.В ХХI столітті першу в світі технологію отримання біметалевих виливків із чавуну методом модифікування базового розплаву в ливарній формі двома різнорідними модифікаторами винайшли та згодом вдосконалили доценти кафедри ЛВЧКМ В.О. Косячков та М.А. Фесенко. Основа фундаментального винаходу полягає в розробленні наукових основ та прогресивних технологій виготовлення двошарових та біметалевих виливків.Разом за роки діяльності одержано понад 200 авторських свідоцтв СРСР, Патентів України і Росії, опубліковано понад 1200 друкованих праць, в т.ч. майже 50 монографій і брошур, впроваджено у виробництво понад 80 нових розробок. Зокрема, за останнє десятиріччя видано декілька нових навчальних посібників.В 2005 році з’явилася монографія «Виробництво виливків із спеціальних сталей» (Макаревич О.П., Федоров Г.Є., Платонов Є.О.), в якій узагальнені всі відомі різновиди, режими виплавлення, легування, розливання легованих сталей. Навчальний посібник «Опоки ливарні» (Дорошенко С.П., Федоров Г.Є., Фесенко А.М., Ямшинський М.М., Фесенко М.А.) узагальнює всю інформацію про конструкції та основні робочі параметри опок, призначених для різних процесів формовки. Посібник «Контроль якості продукції в машинобудуванні» (Федоров Г.Є., Фесенко А.М., Ямшинський М.М., Фесенко М.А.) розкриває всі відомі способи визначення параметрів якості литих деталей – структури, механічних властивостей, наявності дефектів. В посібнику «Ливарна гідравліка» (2010 р., Дробязко В.М., Фесенко А.М., Лютий Р.В., Фесенко М.А.) викладені особливості заповнення металом ливарних форм при гравітаційному заливанні, а також із застосуванням надлишкового тиску або вакууму. Навчальний посібник «Теоретичні основи ливарного виробництва» (2011 р., Дробязко В.М., Кочешков А.С., Ямшинський М.М., Могилатенко В.Г., Пономаренко О.І.,) є базовим для підготовки ливарників, оскільки охоплює всі теоретичні уявлення щодо причин і наслідків ливарних процесів, накопичені вченими з початку ХХ століття і до сьогодні. У двотомному підручнику «Проектування ливарних цехів» (2012 р., Федоров Г.Є., Ямшинський М.М., Могилатенко В.Г., Шинський О.Й., Гурія І.М.) викладений весь багаж досвіду в галузі будівництва, переобладнання та реорганізації ливарних підприємств викладений Наведені технічні характеристики усього відомого устаткування, правила і способи його розміщення в ливарних цехах. Монографія «Стальное литье» (2013 р., Федоров Г.Є., Ямшинський М.М., Платонов Є.О., Лютий Р.В.). стала визначною подією в науковому світі, оскільки вона об’єднала в собі весь досвід в галузі отримання виливків із сталей. Книга містить повний перелік усіх існуючих ливарних сталей і способів отримання виливків із них; характеристики устаткування, методи виготовлення ливарних форм і стрижнів, технології заливання, розрахунки ливникових систем, способи підвищення якості виливків.В 2012 р. колективами кафедри ЛВЧКМ та кафедри «Технології і обладнання ливарного виробництва» (ДДМА, м. Краматорськ) (Дорошенко С.П., Фесенко А.М., Лютий Р.В., Лойбе Г., Чайковський О.А., Федоров М.М., Фесенко М.А) виданий багатомовний термінологічний словник, який містить основні терміни з ливарного виробництва в наступній послідовності: російська – українська – англійська – німецька мови. За загальною кількістю представлених термінів (близько 20000) словник є найбільшим у галузі металургії і ливарного виробництва.Всі видання відмічені преміями і призовими дипломами МОН, вузів та Асоціації ливарників України.Кафедрою підготовлено більше 2500 ливарників. З них понад 140 захистили дисертації кандидатів технічних наук, 30 – докторів технічних наук, четверо – обрані член-кореспондентами НАН України. В списку лауреатів Державних премій СРСР і України – 7 випускників кафедри (А.Є. Марченко, І.Р. Явдощін, А.М. Шевченко, В.К. Погорський, Г.К. Голубчик, Б.А. Хлебніков, В.Є. Яковчук).За десять останніх років підготовлено понад 500 бакалаврів, 380 спеціалістів та 120 магістрів.Починаючи з 2008 року, студенти-ливарники регулярно беруть участь у щорічній Всеукраїнській студентській Олімпіаді з ливарного виробництва, де досягли значних успіхів. Команда кафедри ЛВЧКМ НТУУ «КПІ» чотири рази займала 3 місця, а в 2013 р. стала переможцем Олімпіади. В особистому заліку студенти досягли наступних результатів: 2010 р. – Суменко В.Ю. – 1 місце; 2012 р. – Козачук Є.В. – 3 місце; 2013 р. – Прокопчук М.А. – 2 місце; 2015 р. – Мисюра С.В. – 2 місце.Починаючи із 2009 року, студенти щорічно беруть участь у Всеукраїнських конкурсах наукових робіт: 2009 р. – Костін Р.С. (керівник доц. Ямшинський М.М.) – диплом ІІІ ступеню; 2010 р. – Верес І.А. (керівник доц. Федоров Г.Є.) – диплом ІІ ступеню; 2011 р. – Кужель Д.Г. (керівник доц. Ямшинський М.М.) – диплом ІІ ступеню; 2012 р. – Кеуш Д.В. (керівник доц. Лютий Р.В.) – диплом ІІІ ступеню; 2014 р. – Смольська В.С. (керівник доц. Лютий Р.В.) – диплом ІІ ступеню.Конкурси на найкращу дисертацію магістра проводяться кожні 2 роки. Студенти кафедри оцінені наступним чином: 2009 р. – Зубер О.О. (керівник доц. Кочешков А.С.) – диплом І ступеню; 2011 р. – Цибуля О.П. (керівник доц. Чайковський О.А.) – диплом ІІІ ступеню.5 лютого 2010 року на кафедрі відбулося відкриття єдиного в Україні унікального кабінету-музею художнього литва, присвяченого пам’яті видатного вченого С.П. Дорошенка. В музеї виставлена його приватна колекція художнього литва, в якій налічується більше двохсот виробів.Кафедра характеризуються високим ступенем лабораторної і практичної підготовки. Зокрема, 13 навчальних курсів містять в своєму складі заняття, які проводяться в ливарній лабораторії з плавленням і заливанням металу. З них у 2 курсах виплавляють чавун, в 2 курсах – сталь, в 9 – різні сплави на основі кольорових металів. Цим кафедра завдячує неоціненному талантові учбових майстрів. З їхніх золотих рук вийшли такі відомі пам’ятники визначним вітчизняним діячам науки і техніки – засновнику вітчизняної школи зварювання Є.О. Патону, першому в Європі винахіднику ЕОМ С.А.Лєбєдєву, видатному математику М.Ф.Кравчуку, генеральному конструктору космічних ракет С.П.Корольову, авіаконструктору І.І.Сікорському та багатьом іншим. Багато із названих литих скульптур розташовані на території парку НТУУ «КПІ», а виготовлена бронзова скульптура княгині Анни Ярославни, королеви Франції, прикрашає передмістя Парижу (м. Санліс). Асоціація ливарників України нагородила кафедру дипломом за особливі досягнення в художньому литві.За творчий доробок у сфері ювелірного мистецтва, а також за багаторічній внесок в розвиток художнього та ювелірного лиття в Україні, А.С. Кочешков у 2012 р. був нагороджений фондом Фаберже Почесним пам’ятним знаком «Орден Франца Петровича Бірбаума».У даний час на кафедрі працюють 26 співробітників, зокрема 3 професори, 11 доцентів і 2 асистенти.Колектив кафедри ливарного виробництва чорних і кольорових металів НТУУ «КПІ» повний сил і енергії для подальшої творчої педагогічної і наукової діяльності з підготовки кваліфікованих молодих спеціалістів, здатних у найближчому майбутньому вирішувати складні проблеми ливарного виробництва України і світу.

Металургія є базовою галуззю промисловості та відіграє вагому роль в економіці України як постачальник основних конструкційних матеріалів і індикатор соціально-економічного розвитку країни. Тому тема дослідження дуже актуальна для економіки України. В Україні металургія, з одного боку, залишається одним з основних видів промислової діяльності, забезпечуючи до 16% загального обсягу реалізованої промислової продукції, п'яту частину товарного експорту і понад 10 млрд дол. експортної виручки, понад 200 тис. робочих місць і близько 10% в загальної середньооблікової чисельності штатних працівників в промисловості, що робить її стратегічно важливою для майбутнього розвитку вітчизняної економіки. Проаналізовано стан і тенденції розвитку металургії в Україні. Основними проблемами металургійної галузі України є: зниження частки внутрішнього ринку України в світовому обсязі споживання готової металопродукції, зростання експорту, що пов’язано з надлишком сталевої продукції на внутрішньому ринку, відсутність інновацій в металургійній галузі, низька інвестиційна активність. У якості об’єкта дослідження обрано промислове підприємство ПАТ «Запоріжсталь», основним видом діяльності якого є виробництво чавуну, сталі та феросплавів. Іншими видами діяльності також є: неспеціалізована оптова торгівля продуктами харчування, напоями та тютюновими виробами, оптова торгівля металами та металевими рудами, вантажний залізничний транспорт. ПАТ «Запоріжсталь» входить до міжнародного металургійного холдінгу «Метінвест». На підставі фінансового аналізу дані наступні пропозиції для розвитку металургійних підприємств України: залучення іноземних інвесторів; залучення додаткових грошових потоків засновників через перегляд дивідендної політики виплат; модернізація основних виробничих фондів; перегляд асортименту продукції; зниження ставок оподаткування для металургійної продукції при споживанні на внутрішньому ринку; застосування сучасних технологій виробництва; скорочення продажу на експорт сировини і напівфабрикатів.

У статті приведені вимога до великогабаритних деталей з хромонікелевого чавуну, працюючих в умовах знакоперемнных питомих навантажень і температур. Відмічено, що одним з істотних недоліків такого чавуну є наявність в нім залишкового аустеніту, який в процесі експлуатації розпадається і збільшує схильність до вифарбовування робочої поверхні. Приведені наукові напрями дослідницьких робіт в яких ведуться дослідження спрямовані на підвищення рівня експлуатаційних властивостей хромонікелевих чавунів. Відмічено, що одним з істотних недоліків такого чавуну є наявність в нім залишкового аустеніту, який в процесі експлуатації розпадається і збільшує схильність до вифарбовування робочої поверхні. Приведений методика визначення визначення змісту долі залишкового аустеніту в структурі хромонікелевих валків. Представлені результати досліджень впливу продування азотом хромонікелевого чавуну на рівень залишкового аустеніту в робочому шарі великогабаритних відливань.

Наведено, що для виробництва куль, що мелють застосовують прокатні валки з різних матеріалів. Основними показниками якості цих інструментів є рівень механічних властивостей: твердість, ударна в'язкість, межа міцності на розрив, межа міцності на вигин, термічна витривалість. Умови роботи прокатних валків характеризуються циклічним впливом температури і питомих тисків. Тому особливо важливими є напрямки дослідження шляхів підвищення такого показнику якості прокатних валків, як термічна витривалість .Зазначено, що валки станів при виробництві куль великого діаметру (80-120мм) мають значно менші навантаження на калібри ніж при прокатці куль малого діаметра, тому для їх виробництва доцільно використовувати високоміцний чавуну з кулястим графітом. Аналіз використання чавунних прокатних валків показав, що на їх показники якості суттєво впливає форма і розмір включень графіту. Для підвищення рівня механічних властивостей і термічної витривалості чавуну шляхом одержання "правильної" форми графіту необхідних розмірів виконали дослідження з модифікування Ва розплаву валків виконання СШХНМ-46. Під час проведення досліджень було встановлено, що співвідношення барію й магнію в модифікаторі в межах ~ 1,4 : 2,0 обумовлює найбільш високий рівень пластичності за рахунок оптимального розміру графітових включень. Підвищення рекомендованого співвідношення Ва : Mg понад 2,3 веде до збільшення розмірів графітових включень (більш Граз 360) і одночасно до погіршення їх форми ( до Гф 9). Збільшення розмірів включень графіту приводить до зниження (на 23...28 %) механічних властивостей. На підставі результатів проведених досліджень визначено, що найбільш високі показники якості ‒ рівень механічних властивостей і термічної витривалості має чавун, що містить 3,8 % С, 1,84 % Si, 0,30 % Mn, 2,00 % Ni; до 0,10 % Сr, 0,30 % Мo, до 0,04 % Мg , 2,5 % Сu ; до 0,04 % Се ; до 0,08 % Ba. Термічна витривалість такого чавуну складає 3120 циклів до руйнування (20 ↔600°С). Валки із пропонованого чавуну, маючи більш високий рівень властивостей, здатні забезпечити зниження питомої їх витрати в 1.2 - 1, 5 рази та сприяти скороченню простоїв станів по перевалках.