Заметное событие для профессионалов - международные научно-практические конференции «Литье и Металлургия 2013» в Запорожье

                  
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Ассоциация литейщиков Украины (АЛУ), Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Национальная металлургическая академия Украины, Белорусский национальный технический университет, Магдебургский университет им. Отто-фон-Герике, AGN University of Science and Technology A. Mickiewicha, Московский государственный технический университет, Сибирский государственный университет и Запорожская торгово-промышленная палата (ЗТПП) в мае 2013 года провели традиционную IX Международную научно-практическую конференцию «Литье 2013» и II научно-практическую конференцию «Металлургия 2013».

Участники конференции

Проведение конференции именно в Запорожье, в непосредственной близости от Днепропетровска, Днепродзержинска, Кривого Рога, Мариуполя и других центров металлургической и литейной промышленности Украины, способствовало ознакомлению специалистов отрасли с новейшими достижениями ученых разных стран. А представители науки смогли изучить проблемы отрасли и ориентировать свои разработки на самые востребованные научно-технические направления.

О.И. Пономаренко, вице-президент АЛУ, д.т.н., профессор, открывая конференцию, выразила благодарность ее организаторам, в особенности ЗТПП, за помощь в издании сборника докладов. Она отметила, что на мероприятии собрались представители всех 9 литейных кафедр украинских ВУЗов, и сотрудничество ученых с промышленностью будет расширено благодаря этой конференции.

О.И. Пономаренко открывает конференцию. В президиуме С.И. Клименко и Д.А. Антонюк

Д.А. Антонюк, вице-президент ЗТПП, к.т.н.: "Для ЗТПП большая честь принять на конференции ученых из разных стран. Этим мероприятием продолжена серия уникальных, систематически проходящих в Запорожье конференций и выставок, посвященных различным отраслям промышленности. Нам удалось собрать ведущих ученых и специалистов разных стран в области литья и металлургии. Мы прилагаем все усилия для развития науки и техники, как в нашем регионе, так и в Украине в целом".

В. Лунев, М. Матвеева, Т. Лысенко

В.В. Лунев, Запорожский национальный технический университет, д.т.н., проф., директор Физико-технического института: "Литейное производство - это малая металлургия. В Запорожской области работает 28 литейных цехов и заводов, и наш университет готовит для них специалистов. Пока не все предприятия пускают в свои цеха наших студентов для прохождения производственной практики. Если такая тенденция будет продолжаться, мы не сможем обучать новых специалистов, и через 10 лет без квалифицированных литейщиков не сможет работать ни одно производство! Поэтому необходимо наладить активное сотрудничество между предприятиями и ВУЗами".

Приветствие для участников конференции академика НАНУ, директора ФТИМС В.Л. Найдека: "Литейное производство и металлургия являются наиболее важными отраслями промышленности Украины, которые в значительной степени определяют уровень развития и конкурентоспособность машиностроения. Техническое перевооружение производства и внедрение инновационных технологий, оборудования, средств контроля, управления и систем экологической защиты окружающей среды являются самыми актуальными задачами. На конференции представлены последние отечественные и зарубежные инновационные решения в области литейного производства и металлургии, новейшие технологии и оборудование для их реализации. Она укрепила связи академической науки с производством".

А.Н. Стоянко, Республика Беларусь, отметил давние традиции сотрудничества ученых и промышленников двух стран и пожелал творческому союзу литейщиков и металлургов успехов.

Ю.С. Пройдак

Ю.С. Пройдак, проректор по научной работе Национальной металлургической академии Украины, д.т.н., профессор, вице-президент академии наук высшей школы, рассказал о перспективах и задачах современной металлургии XXI века.

В.Г. Герасименко, доцент НМетАУ: "Плоскую катаную металлургическую продукцию до начала 90-х годов производили в нашей стране по традиционной схеме в основном на ОАО «Запорожсталь» и ОАО «Мариупольский металлургический комбинат им. Ильича». В Запорожье первый сляб на тонколистовом стане был прокатан в 1938 году, в 1957 году началась реконструкция тонколистового цеха: производство горячекатаного листа впервые в СССР было переведено на рулонный способ. В 1988 году произведен капремонт тонколистового стана «1680» с установкой новых моталок для 16-тонных рулонов. Сейчас на предприятии работает четыре прокатных цеха, производящих горячекатаную и холоднокатаную листовую сталь, стальную ленту, белую жесть и холодногнутые профили.

Сегодня мы можем наблюдать такую картину: производство листового проката электротехнических марок стали сосредоточено в основном в России, а 40% потребителей таких сталей находятся в Украине. Жаль, что они не доверяют нашим производителям".

Т.М. Титова, к.т.н., доцент ДГТУ: "Важно широко привлекать на такие конференции представителей профильного образования и производственников-металлургов. Ведь еще несколько лет тому назад вся металлургия была в собственности государства, а теперь она в основном в частных руках. В результате этого резко вырос спрос на грамотных специалистов и научные разработки.

Нужно развивать потребление отечественного металла на внутреннем рынке и для этого повышать его качество. Недавно Государственная администрация железнодорожного транспорта Украины «Укрзализныця» объявила тендер на партию металла. И оказалось, что качество украинского металла потребителей не устраивает, требования к нему постоянно растут. Но у нас есть разработки, направленные на повышение качества металлургической продукции. Поэтому нужно укрепить сотрудничество производства и науки и шире внедрять научные решения на украинских предприятиях.

Сталь была, есть и будет основным конструкционным материалом. Но кризис нанес ощутимый удар по промышленности Украины: замедлился рост производства, упало качество исходного сырья, не закончилась модернизация производства, снизился спрос. Для изменения ситуации нужно общими усилиями производственников и ученых так изменить технологии, чтобы они соответствовали лучшим мировым стандартам.

В современных условиях актуально создание технологий внедоменной десульфурации чугуна (ВДЧ). Ее использование позволит повысить конкурентоспособность современной металлопродукции в условиях постоянно увеличивающегося спроса на высококачественную и низкосернистую сталь. Стратегия производства таких марок стали ведущими мировыми производителями предусматривает дальнейшее совершенство сквозной технологической схемы производства металлопродукции и, в частности, введение в нее одного из важнейших звеньев – ВДЧ. На практике современные металлургические комбинаты полного металлургического цикла реализуют два подхода к производству стальной продукции:

  • дифференцированный, в основу которого положены требования к содержанию серы в конечной металлопродукции. Он требует разработки гибких технологических схем производства, в т.ч., с использованием средств внепечной обработки стали (ВОС). Его целесообразно использовать предприятиям, не располагающим полным комплексом средств ВДЧ и ВОС, а также тем, в марочном сортаменте которых присутствует только некоторая доля высококачественной и низкосернистой стали;
  • с обязательной десульфурацией всего производимого чугуна для производителей, чей сортамент продукции полностью состоит из высококачественной стали, десульфурация которой осуществляется на всех этапах производства.

Отсутствие средств ВДЧ на большинстве отечественных экспортно-ориентированных предприятий не способствует выпуску конкурентоспособной металлопродукции и вынуждает занимать более низкую нишу на мировом рынке. Поэтому основная задача отечественной металлургии на современном этапе развития состоит в поиске средств снижения себестоимости металлопродукции при сохранении уровня требуемых свойств для конкретного марочного сортамента стали. Ее можно частично решить введением установок ВДЧ в технологическую схему производства.

В настоящее время только на трех отечественных предприятиях полного металлургического цикла используют установки ВДЧ и несколько предприятий намерены приобрести их. Практика их применения совместно с установками вдувания пылеугольного топлива свидетельствует о возможности получения в домне (ДП) передельного чугуна с нерегламентируемым содержанием серы. Такой подход обеспечивает плавность работы, экономию сырьевых и энергетических ресурсов и снижение себестоимости передельного чугуна на $50/тонну (по данным ПАО «АМК»). Его используют в качестве шихты для выплавки стали в кислородном конвертере (КК). В Украине используют несколько вариантов технологических схем производства стали. В случае отсутствия средств ВДЧ и ВОС производство стали обычного качества осуществляют по технологии: ДП – КК, что позволяет обеспечить конечное содержание серы на уровне 0,025-0,030%. Изготовление высококачественной стали предполагает применение современной технологической схемы: ДП–ВДЧ–КК–ВОС.

Внедрение технологий ВДЧ ведущими мировыми сталелитейными компаниями нацелено, прежде всего, на производство высококачественных марок стали. Эксплуатация отечественными предприятиями установок ВДЧ может быть ориентирована, главным образом, на улучшение технико-экономических показателей работы печных агрегатов при одновременном снижении себестоимости чугуна и стали. Использование средств ВОС и воздействие на сталь в процессе ее разливки и затвердевания позволит переориентировать украинских металлургов на выпуск продукции с высокой добавочной стоимостью и обеспечит их переход с мирового рынка дешевого металлопроката общего назначения на рынок высококачественного металла. Они перейдут от конкуренции по цене, к конкуренции по качеству продукции".

И.Ф. Михайлов, д.т.н., проф. НТУ «ХПИ», рассказал об использовании и разработке современных рентгеновских анализаторов для металлургического производства.

А.А. Ищенко, д.т.н., проф., зав. каф. ПГТУ, Мариуполь, сделал сообщение о новых технологиях устранения брака в литье, восстановлении отливок с помощью современных материалов, ремонте направляющих прокатных станов.

К. Михаленков, Национальный технический университет Украины «КПИ», д.т.н., проф., Томас Линк, В.В. Бойко, институт металлических материалов Технического университета Берлина представили доклад о естественном старении литейных алюминиевых сплавов и выделения упрочняющих фаз в литом состоянии.

Т.С. Милеева, зав. лабораторией ОАО "БЕЛНИИЛИТ": "ОАО "БЕЛНИИЛИТ", основанное в 1957 году в Минске, разрабатывает инновационные технологии и оборудование для литейных производств. Основные направления работы: моделирование оборудования, оснастки, заполнения и формирования отливки и обработки (рис. 1), изготовление модельной оснастки, модернизация механообрабатывающего оборудования, проведение исследований и опытно-конструкторских работ, изготовление опытных и промышленных образцов литейного оборудования.

а) моделирование оборудования

б) моделирование оснастки

в) моделирование обработки
Рисунок 1. Компьютерное моделирование оборудования, оснастки и процесса обработки

Среди последних разработок - стержни для производства отливок головки блока цилиндров, вагонной группы, корпуса электродвигателя, крыльчатки насоса, а также кокильной оснастки. Предприятие производит различные модели стержневых машин для Cold-box-amin-процесса. Стержневая машина модели 4785 (рис. 2), работающая с использованием новой технологии и оборудования для изготовления крупных литейных стержней, позволит:

  • перейти на более производительную технологию отливки стержней;
  • отказаться от закупки импортного стержневого оборудования;
  • уменьшить затраты на формовочные и связующие материалы;
  • снизить брак стержней и отливок на 20%, расход песка и связующих материалов – на 15 %.

Рисунок 2. Эскизный проект стержневой машины модели 4785

Разработано оборудование для приготовления холоднотвердеющих смесей периодическим и непрерывным методами, технология и оборудование для производства отливок методом самозаполнения формы (рис. 3), машины для центробежного литья.

Рисунок 3. Схема метода самозаполнения формы на примере отливки "коллектор"

Бах Ж. Кютнер (H.-J. Rachner. Küttner GmbH&Co. KG): "Литейная техника - хорошая основа для хорошей плавки. Фирма Küttner уже 60 лет работает в литейной промышленности по всему миру, поставляет весь комплекс оборудования и услуг для литейных цехов от шихтования до пылеулавливания и автоматизации. Мы проектируем и поставляем вагранки (рис. 4) с холодным или горячим дутьем, с футеровкой и без, в соответствии с индивидуальными потребностями заказчика.

Рисунок 4. Плавка в вагранках с холодным дутьем

Наше технологическое оборудование для плавки в вагранках с холодным дутьем позволяет:

  • частично автоматизировать шихтование, используя скиповый подъемник и загрузочный желоб;
  • учитывать индивидуальные габариты печи для организации термически эффективного производства;
  • повысить температуру выпуска и снизить расход кокса;
  • увеличить гибкость металлургических процессов благодаря установкам вдувания для карбюризатора;
  • использовать оборудование для десульфации в непрерывной или цикличной работе.

Преимущество оборудования Küttner в простоте и высокой эффективности!

Шихту для индукционных печей готовят с учетом требуемых видов скрапа, легирующих присадок и добавок, используя такое технологическое оборудование:

  • полностью автоматизированные загрузочные краны с бункерами типа «кенгуру» для скрапа;
  • бесшумные бесперебойные вертикальные бункеры для скрапа с низким износом;
  • загрузочные вагонетки для скрапа со стыковочными колпаками для вторичного пылеудаления;
  • отдельные дозирующие устройства для микролегирования;
  • оборудование для расчета состава шихты с определением экономически оптимальных рецептов.

Технологии Küttner позволяют снизить затраты на плавку в вагранках с горячим дутьем. Классические решения для выбивки серийного литья учитывают особенности изделий. Технология по подготовке формовочной смеси включает мощные агрегаты для охлаждения и смешивания. Для крупного литья в формовочные смеси с химическим связующим (рис. 5) используют такое оборудование:

  • смесители непрерывного действия до 100 тонн/час с точным дозированием связующих и веществ, повышающих твердость;
  • двухканальный смеситель для добавления хромитового песка;
  • станции выбивки с временной нагрузкой до 100 тонн и качающейся поверхностью колосниковой решётки 4 x 25м2;
  • звуко- и пыленепроницаемые кабины с эффективным пылеулавливанием;
  • механическое восстановление песка посредством отделения хромитового песка.

Рисунок 5. Комплексные станции Küttner с выбивными решетками для нагрузок до 100 тонн

Küttner предлагает комплексное планирование высокоавтоматизированных литейных цехов (рис. 6) с оборудованием от известных производителей для литья:

  • фитингов, гибких водонапорных труб методом центробежного литья и крупных фасонных частей методом литья в песок с фурановой смолой (Düker, Koca);
  • труб (Düker & Duktus);
  • тормозных дисков и муфт (Busch, GF, Hundhausen, рис. 7);
  • износостойких помольных шаров из хромсодержащих отходов (TISCO);
  • железнодорожных колёс и шасси и др.

Рисунок 6. Планирование литейного цеха

На этапе планирования литейного цеха мы определяем и оптимизируем производственные и инвестиционные затраты, выполняем эскизное проектирование, технико-экономическое обоснование и базовый инжиниринг.


Рисунок 7. Современный цех по производству дисков и муфт, компания LuK, Бразилия

С.А. Стороженко, ДГТУ: "Для повышения эффективности внепечной обработки литейных сплавов было проведено физическое моделирование гидродинамики металла в литейном ковше и изучен характер поведения газожидкостного факела при различных интенсивностях продувки и взаимодействие металла и шлака. Предложена схема разливочного ковша с фильтрующей перегородкой".

Ю.А. Николайчик, БНТУ: "Для изготовления отливок из железоуглеродистых сплавов были предложены технологии приготовления и использования противопригарных покрытий, модифицированных наноструктурированными материалами.

Были проанализированы причины образования дефектов на поверхности отливок из железоуглеродистых сплавов (пригары, ужимины, засоры и просечки). Они вызваны высокотемпературными термохимическими, теплофизическими и гидродинамическими процессами контактного взаимодействия расплава и литейной формы.

Исследование физико-механических свойств противопригарных покрытий проводили стандартными методами. Моделирование процессов взаимодействия в контактной зоне «расплав–литейная форма» проводили с использованием пакета программ: «SolidWorks 2010», «COSMOSDesignSTAR V4.0» и СКМ «Полигон V12.1».

Модель механизма формирования высокотемпературной прочности противопригарных покрытий (рис. 8) предполагает использование алюмосиликатного наполнителя и наноструктурированного модификатора - бемита.

Рисунок 8. Механизма формирования высокотемпературной прочности противопригарных покрытий

Были исследованы параметры процесса образования муллита в противопригарном покрытии и на их основе проведены внедрения противопригарных покрытий на предприятиях:

  • ОАО «Бобруйский машиностроительный завод» для изготовления отливок деталей насосной группы из износостойких чугунов марок ИЧХ28Н2, ЧХ22Г (рис. 9а) и нержавеющих сталей марок 12Х18Н9ТЛ, 12Х18Н12М3ТЛ;
  • ОАО «Сморгонский литейно-механический завод» для отливок узлов печных установок (дверца котла рис. 9б), а также отливок кокилей. Материал отливок СЧ 15;
  • ОАО «Минский завод отопительного оборудования» для отливок «Крышка» и «Казан», изготавливаемых из серого чугуна СЧ 20.
а) отливка детали насосной группы б) отливка «Дверца котла»

Рисунок 9. Примеры промышленного использования антипригарных покрытий для изготовления отливок

С.М. Лупинос, Государственный научно-исследовательский институт титана, представил доклад о методах исследования механизма и кинетики гетерогенных процессов.

В.С. Богушевский, НТУУ КПИ рассказал о регулировании скорости пресс-поршня машин литья под давлением.

В рамках конференции был проведен конкурс студенческих работ.