Разработка научных основ и технологии промышленного производства мелющих шаров из чугуна с высокой эксплуатационной стойкостью тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.04, доктор технических наук в форме науч. докл. Поддубный, Анатолий Никифорович

• Поддубный, Анатолий Никифорович
• доктор технических наук в форме науч. докл.
• 1998

Заключение диссертации по теме «Литейное производство», Поддубный, Анатолий Никифорович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Диссертационная работа представляет собой комплекс теоретических и экспериментальных исследований в области производства высококачественных мелющих шаров. Основные результаты работы сводятся к следующему

1. Разработан принципиально новый, не имеющий аналогов в мировой практике, процесс производства мелющих шаров из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом методом поперечно-винтовой прокатки.

2. Разработаны физико-химические основы и технология синтеза высокопрочного чугуна с шаровидным графитом с повышенной пластичностью для последующего изготовления из него различных мелющих тел методом прокатки.

3. Изучены особенности процесса модифицирования непрерывно-литых заготовок из чугуна смесевыми модификаторами, содержащими в своем составе элементы, обеспечивающие сферолитную кристаллизацию графита и оказывающих позитивное влияние на характер формирования границ зерен металлической матрицы чугуна.

4. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена высокая эффективность технологического процесса изготовления мелющих шаров из непрерывно-литых заготовок из высокопрочного чугуна методом прокатки.

5. Разработаны основы теории и технологии производства высококачественных мелющих шаров различного диаметра для любых видов помола из обычного, высокопрочного и легированных чугунов методом литья в кокиль

6. Изучены особенности кристаллизации и структурообразования чугуна при литье в кокиль и на этой основе разработаны номограммы и компьютерные программы, устанавливающие количественную зависимость значений свойств микроструктуры и макростроения шаров от содержания основных и легирующих элементов, что позволяет оперативно определять оптимальный химический состав чугуна, обеспечивающий получение требуемой для мелющих шаров структуры и свойств чугуна.

7. Сформулирована новая концепция оценки качества мелющих шаров (по значениям ударостойкости, усталостной стойкости, твердости, износостойкости) и разработаны методы определения возникающих в шарах при соударении в мельницах уровней динамических напряжений, учитывающих значения механических свойств, характер строения микроструктуры и макростроения литых шаров.

8. Выявлены с использованием современных методов микрорентге-но-спектрального анализа особенности распределения легирующих элементов и примесей между основными структурными составляющими чугунов, а также внутри отдельных фаз и включений, позволившие расширить представления о механизме формирования структуры сплавов в литом и термооб-работанном состояниях. Установлен различный характер распределения элементов.

9. На основе сравнительного анализа различных факторов сформулировано новое представление о влиянии легирующих элементов на характер структурообразования и износостойкость высокохромистого чугуна, что позволило при литье в кокиль разработать состав легированного чугуна, по износостойкости в несколько раз превышающего износостойкость стальных шаров. Перспективными областями применения таких шаров являются материалы, при помоле которых практически не допускается наличие примесей железа.

10. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена взаимосвязь между структурным состоянием чугуна и его термостойкостью. Показано, что ферритный чугун с вермикулярной формой графита по термостойкости существенно превосходит аналогичный чугун с пластинчатой формой графита. Кокили, отлитые из этого чугуна, по эксплуатационной стойкости в 2 раза превосходят кокили, отлитые из серого чугуна.

11. В результате выполненных исследований разработаны новые технологические процессы и оборудование для серийного производства шаров из разработанных составов чугуна различными методами: прокаткой и литьем в кокиль, а также методы и оборудование для контроля качества шаров в процессе их производства. Новизна разработок защищена 6-ю патентами РФ.

12. За последние годы Сукремльским чугунолитейным заводом произведено более 100 тысяч тонн чугунных шаров, которые успешно используются целым рядом ГОКов России и стран СНГ (Лебединский, Стойленский, Михайловский, Оленегорский и др.). Экономический эффект от внедрения результатов исследования на Сукремльском чугунолитейном заводе составляет (в ценах 1997г.) около 300 тыс. рублей на одну тонну шаров. Значительный экономический эффект достигается и у потребителей чугунных шаров производства СЧЛЗ за счет следующего улучшения технико-экономических показателей работы шаровых мельниц: снижения до 10% расходов электроэнергии, повышения до 5%. производительности мельниц, снижения до 10% расхода шаров по сравнению с использованием стальных шаров. Экономический эффект на ГОКах составляет около 100 тыс.рублей на 1т продукции. Эти данные подтверждены документально целым рядом ГОКов, длительное время использующих чугунные шары производства АООТ "Сук-ремльский ЧЛЗ" при обогащении железной руды.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Поддубный А. Н. Технология изготовления мелющих тел из чугуна на Сукремльском чугунолитейном заводе.- Брянск: БГТУ, 1997,- С 75 .

2. Поддубный А.Н. Структура и свойства мелющих шаров из нелегированного чугуна при литье их в кокиль // Литейное производство -1997. - N5, - 26 С.

3. Поддубный А.Н. Структура и свойства, мелющих шаров из легированного чугуна при литье их в кокиль // Литейное производство. -1997,- N 3,- С 7.

4. Кульбовский И.К., Поддубный А.Н., Коряков Н.Ф., Литейное производство Брянско-Людиновского региона //Литейное производство.-1994.-N 8. С. 2-3.

5. Поддубный А. Н., Александров Н. Н., Кульбовский И. К. и др. Изготовление литых чугунных шаров //Литейное производство,- 1994,- N 8.-С. 8-10.

6. Кульбовский И.К., Поддубный А.Н., Коряков Н.Ф. и др. Исследование стойкости литых мелющих шаров // Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. "Износостойкость машин", ч. П.- Брянск, 1994.-С. 37.

7. Поддубный А.Н. и др. Влияние строения литых шаров из белого чугуна на прочность //Литейное производство.- 1994,- N 8. - С. 10-12.

8. Поддубный А.Н., Силаев А. Л. Акционерное общество "Сукремльский чугунолитейный завод" в истории литейного производства //Литейное производство. - 1994,- N 8,- С. 4.

9. Поддубный А. Н. и др. Участок по производству модифицирующей смеси для получения высокопрочного чугуна //Литейное производство, -1994,- N 8.- С. 12.

10. Поддубный А.Н., Силаев А. Л. Способ извлечения металлических включений из отработанной формовочной смеси //Литейное производство. -1994,- N 8,- С. 13.

И. Ермиков Ю.И., Поддубный А.Н., Силаев А.Л. Изготовление чугунных отливок на пульсирующем кокильном конвейере //Литейное производство.- 1994,- N 8,- С. 13.

12. Поддубный А. Н. и др. Литые мелющие шары из белого чугуна //Литейное производство,- 1995.- N 4-5,- С. 12.

13. Кульбовский И.К., Юдин A.B., Добровольский И.К., Поддубный А.Н. Термостойкий чугун для кокилей и изложниц //Литейное производство. - 1995. - N 4-5,- С. 12.

14.Термостойкий чугун для кокилей / Кульбовский И.К., Юдин A.B., Поддубный А.Н. и др.//Тезисы докладов международной конференции "Новые технологии и маркетинг в литейном производстве".- Киев, 1995,- С.35.

15. Кульбовский И.К., Поддубный А.Н., Дюков A.B. Белый чугун для мелющих шаров //Тезисы докладов международной конференции "Новые технологии и маркетинг в литейном производстве",- Киев, 1995. С. 34.

16. Кульбовский И.К., Поддубный А.Н., Дюков A.B. Влияние химического состава на структуру и свойства мелющих шаров из чугуна при литье их в кокиль //Тезисы докладов на Всероссийской конференции "Новые материалы и технологии".- М. 1995.- С. 66.

17. Кульбовский И.К., Артеменко Т.В., Поддубный А.Н. Факторы, влияющие на образование усадочных дефектов при кристаллизации массивных отливок из нелегированного чугуна //Тезисы докладов на Всероссийской' конференции "Новые технологии и материалы",- М. 1995,- С. 67.

18. Разработка программ и методик расчетов термических напряжений и деформаций чугунных кокилей для отливок мелющих шаров/И.К. Кульбовский, А.Н. Поддубный, Я. И. Кульбовский и др. //Литейное производство,- 1996,- N 6,- С. 21.

19. И. К. Кульбовский, В. И. Медведев, А.Н. Поддубный и др. Структура и свойства мелющих шаров //Литейное производство.- 1996.- N 10.-С. 21.

20. Александров H.H., Ковалевич Е.В., Поддубный А.Н. Физико-химические основы производства высококачественных чугунов //Литейное производство. - 1996,- N 10,- С. 12.

21. Кульбовский И.К., Поддубный А.Н., Добровольский И.И. Исследо- ' вание износостойкости различных типов чугуна //Тезисы докладов международной научно-технической конференции - Брянск, 1996, Ч.2.- С.30.

22. Исследование механических свойств, микроструктуры и износостойкости белого чугуна / А. Н. Поддубный, И. К. Кульбовский, В. И. Сакало и др. //Тезисы докладов международной научно-технической конференции. Брянск, 1996, Ч.2.- С. 26.

23. Кульбовский И.К., Артеменко Т.В., Поддубный А.Н. Влияние свойств расплава на образование усадочных дефектов в отливках //Тезисы докладов научной конференции проффесорско-преподавательского состава БГТУ. - Брянск, 1996,- С. 23.

24. Кульбовский И.К., Дюков A.B., Поддубный А.Н. Структура и свойства мелющих шаров из высокопрочного чугуна, отлитых в кокиль // Тезисы докладов научной конференции проффесорско-преподавательского состава БГТУ,- Брянск, 1996,- С. 25.

25. Кульбовский И.К., Артеменко Т.В., Поддубный А.Н. Исследование влияния химического состава на жидкотекучесть и усадку чугуна //Тезисы докладов на международной научно-технической конференции "Пути повышения качества и экономичности литейных сплавов",- Одесса, 1996,- С. 30. .

26. Кульбовский И.К., Поддубный А.Н., Дюков A.B. Выбор износостойкости конструкционных материалов для мелющих шаров шаровых мельниц //Тезисы докладов на Всероссийской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии в машиностроении и приборостроении". - Пенза, 1996,- С. 36.

2?. Влияние химического состава и термообработки на микроструктуру и механические свойства шаров из легированного белого чугуна. / И. к: Кульбовский, А. Н. Поддубный, А. В. Дюков и др. //Тезисы докладов на международной научно-технической конференции "Пути повышения качества и экономичности литейных процессов".- Одесса, 1996.- С. 44.

28. Поддубный А.Н., Кульбовский И.К., Макаренко К.В., Дюков A.B. Исследование влияния химического состава на свойства мелющих шаров из высокопрочного чугуна //Тезисы докладов обласной научно-технической конференции "Материаловедческие проблемы в машиностоении".-Брянск, 1997. - С. 22.

29. Кульбовский И.К., Поддубный А.Н., Дюков A.B. Выбор оптимального химического состава легированного чугуна для мелющих шаров //Тезисы докладов обласпной научно-технической конференции. "Материаловедческие проблемы в машиностоении",- Брянск, 1997,- С. 23.

30. Поддубный А.Н., Александров Н. И., Кульбовский И.К., Макаренко К.В. Выбор состава высокопрочного чугуна //Литейное производство, -1997,- N 5,- С. 22.

31. ^кщубный А. Н., Кульбовский И. К., Афонин Д. Г. Износостойкость вдчны^^ипов чугунов и бронз //Литейное производство,- 1997,- N5

32. Медведев В. И., Кульбовский И. К., Поддубный А. Н. Выбор износостойких сталей для горнообогатительного оборудования //Литейное производство. - 1997,- N 5,- С. 44.

33. Поддубный А.Н., Кульбовский И.К., Дюков A.B. Мелющие шары с высокой эксплуатационной стойкостью из белого легированного чугуна //Литейное производство,- 1997,- N 5,- С. 46.

34. Пат. N 2019562 РФ, С21 В11/10. Способ получения отливок из белого чугуна / И.К.Кульбовский, Ю. В. Игнатенко, Н.Ф.Коряков, А.Н. Поддубный, - Опубл. 15.09.94, Бюл. N 17,- С. 5.

35. Пат. N 2019572 РФ, С22 С37/10. Способ получения отливок для тормозных колодок из серого чугуна / И.К.Кульбовский, Ю.В.Игнатенко, Н.Ф. Коряков, А. Н. Поддубный. - Опубл. 15.09.94, Бюл. N 17,- С. 5.

36. Пат. N 2082530 РФ, С22 С37/10. Способ производства чугунных мелющих шаров / Н.П.Лякишев, Н.Н.Александров, А.Н.Поддубный, И.К.Кульбовский И др. - Опубл. 27.06.97, Бюл. N 18,- С. 5.

N 2081179 РФ, C2l С1/10. Модифицирующая смесь. Н.Н.Александров, А.Н.Поддубный, Н.Ф.Коряков, И.В.Смирнов, И.К.Кульбовский и др. - Опубл. 10.06.97, Бюл. N 16,- С. 5.

38. Положительное решение ВНИИГПЭ о выдаче патента по заявке N 96101380 /И.К. Кульбовский, А.Н. Поддубный, Н.Ф. Коряков и др. Способ получения отливок из белого износостойкого чугуна.

39. Положительное решение ВНИИГПЭ о выдаче патента по заявке N 94037363/28(03770) от 9.07.96./ В.И. Сакало, А.Н. Поддубный, Н.Ф. Коряков и др. Стенд для испытания шаров на многократные удары.

С. 43.

Анатолий Никифорович Поддубный

Разработка научных основ и технология-промышленного производства мелющих шаров из чугуна с высокой эксплуатационной стойкостью

Редактор издательства Т.И. Королева

Компьютерный набор К. В. Макаренко

§ «

Лицензия N020381 от 24.04.97. Подписано к печати 15.04.98. Формат 60x84 1/16. Офсетная бумага. Офсетная печать Печ. л. 3 Уч. - изд. л. 3 Т. 120 экз. Заказ 748

Брянский государственный технический университет.

Бульвар имени 50-летия Октября, 7.

Лаборатория оперативной полиграфии БГТУ. Ул. Институтская, 16.