Публикации

Модульная установка по производству металлических порошков и дроби, разработанная в Институте металлургии УрО РАН, позволяет не покупать дробь для дробеструйной обработки, а производить ее на месте из дешевого сырья, в частности, металлолома.

Создана установка по производству металлических порошков и дроби в лаборатории порошковой металлургии Имет УрО РАН при инновационной поддержке НПФ «Гран-Мет». Ее мощность 1000 т/год, она позволяет получать частицы с заданным средним размером от 50 до 3000 мкм. Ее преимущества – компактность и механизация операций на 75% от начала до конца цикла получения продукта.

По словам Георгия Залазинского, зав. лабораторией порошковой металлургии Института металлургии производство железных порошков снизилось с 52 тыс. т в 1990 г. до 5,6 тыс. т в 2001 г. Однако в последние годы значительно расширилось производство и потребление стальной дроби. Она предназначена для дробеметной и дробеструйной очистки отливок, поковок, проката; для поверхностного уп­рочнения деталей; резки камня и т.д. В литейном производстве дробь широко применяется как, наполнитель литейных форм; в качестве армирующей фазы композиционных материалов; в атомной энергетике – для биологической защиты.

В зависимости от требуемых механических характеристик выпуска­ются марки ДСЛ, ДСК и ДСЛУ, ДСКУ. Две последние изготавливаются из дроби стальной литой с последующими закалкой и отпуском, что существен­но увеличивает количество циклов ее использования. Дробь делится по номерам для литой от 0,3 до 3,6; для колотой от 0,3 до 2,2. Номер дроби соответствует среднему размеру частиц в миллиметрах. Регламентируемые характеристики дроби – плотность (не менее 7200 кг/куб. м), твердость (365-545 и 545-830 НV). Литая дробь должна иметь округлую форму, колотая – неправильного многогранника. Для защиты от атмосферной коррозии дробь подвергается антикорро­зионному покрытию. По ГОСТ 11964-81 на дробь чугунную и стальную тех­ническую химический состав не регламентируется, что существенно расши­ряет возможности по использованию различных видов сырья для ее получения.

Потребность в дроби в Уральском регионе составляет 15-20 тыс. т/год. В России по самым грубым оценкам – не менее 100 тыс. т/год. На большие расстояния дробь возить невыгодно, гораздо проще наладить производство на месте. Именно для этих целей предназначена модульная установка по выпуску дроби. Спрос на дробь со стороны предприятий одного только Екатеринбурга вдвое превышает нынешнюю мощность установки (1000 т/год). Принципиальное отличие установки – в способе диспергирования расплава одновременно двумя энергоносителями: водой и газом, что позволяет регулировать микроструктуру частиц за счет изменения условий их кристаллизации. Давлением энергоносителей можно в широком диапазоне менять распределение частиц по размерам.

Модуль­ная установка включает: плавильный комплекс на базе индук­ционной печи (1); оригинальный форсуночный узел (2); элеватор для подъема сы­рой дроби из камеры распыления; печь сушки с автономным нагревом про­дукта (3). Классификатор разделяет дробь в зависимости от размера частиц на девять фракций. Установка оборудуется современной системой пылегазоочистки на базе оборудования фирмы PlymoVent.

Основные потребители дроби –производства металлургических и машиностроительных заводов. Использование установки позволяет не покупать дробь, а производить на месте из дешевого сырья, в частности, металлолома. Крупнейший зарубежный производитель такой дроби, компания Wheelabrator-Alleward (Франция), выпускает 160 тыс. т/год, продает по всему миру, в том числе и в Россию, не смотря на ее высокую стоимость – $800-1200/т. Дело – в качестве французской дроби: она имеет однородную форму, состав, микроструктуру и высокие эксплуатационные свойства – количество циклов использования дроби 700-800. Эта технология внедрена на Алчевском меткомбинате (Украина).

В настоящее время ноу-хау Института металлургии УрО РАН использует фирма «Инвест Урал».

На установке можно получать как дробь, так и более мелкие порошки. Уже сегодня изделия из порошков широко используются в машиностроении при создании новых видов фрикционных, антифрикционных, электроконтактных, композиционных материалов и покрытий. По стоимости они в 1,5-2 раза дешевле аналогичных деталей, полученных методами механообработки, а срок службы и коэффициент использования металла во столько же раз выше. По прогнозам, порошковая металлургия станет основой металлургии специальных сталей и сплавов (жаропрочных, инструментальных, сверхпрочных, сверхпластичных и пр.