сегодня: 20 апреля, пятница
карта сайта обратная связь расширенный поиск
 искать

Выпуск № 108 от 18 июня 2010 г.

 
Регистрация Вход
ПЕРВАЯ ПОЛОСА ВЛАСТЬ ПОЛИТИКА РЕГИОНЫ ЖИЗНЬ РЕКЛАМА ПАРТНЁРЫ КОНТАКТЫ ПОДПИСКА
Подписаться на наше издание через Интернет можно на сайте ГП "Пресса" www.presa.ua с помощью сервиса "Подписаться On-line"
Акценты дня



Архив

  « Апрель 2018 »  
ПН ВТ СР ЧТ ПТ СБ ВС
            1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 26 27 28 29
30            

  Главная / НОВОСТИ ОБЩЕСТВА / Огонь в ледяных узорах

Огонь в ледяных узорах
18.06.2010 , № 108 от 18 июня 2010 г.

Об уникальном открытии, позволяющем превратить вредное для здоровья и экономики производство в экологически чистое и прибыльное, корреспонденту “Рабочей газеты” рассказали ученые физико-технологического института металлов и сплавов Национальной академии наук Украины.

Кому — вершок, а кому — горшок

– ОТ ЧЕГО отталкивались ученые вашего института, прежде чем остановились на таком простом и для многих неожиданном проекте?

— От литья металла, — отвечает старший научный сотрудник, кандидат технических наук Владимир Дорошенко. — С этим процессом исследователи связывают поговорку “Кому — вершок, а кому — горшок”, то есть одни получают необходимый результат, а другие из-за этого... страдают...

По словам Владимира Степановича, литье в песчаные формы является основной производственной технологией получения металлических отливок. Она охватывает 75-80 процентов мирового выпуска таких изделий. Реально конкурирующая технология — это литье в песчаные вакуумируемые формы. При этом увеличивается количество литейных цехов и участков, использующих газифицируемые и выплавляемые модели. Рост диктуется потребностью промышленности в точных видах литья, хотя нет более вредного технологического процесса.

Сегодня литейное производство — это участок в пределах цеха, огражденный от других площадок, а в пределах завода — цех. И тот и другой оборудованы системой проточно-вытяжной вентиляции. Но она не в состоянии “проглотить” все отходы, которые образуются при заливе жидким металлом полимерных моделей. При сгорании моделей рабочие дышат отравляющей гарью, от которой не спасают даже респираторы. Поэтому плавильщики уходят на пенсию по Списку № 1 в 50 лет, а формовщики, стерженщики и обрубщики — по Списку № 2 в 55 .

— При социализме на этом производстве работали осужденные. Но ведь наряду с ними трудились и те, кто избрал для себя профессию плавильщика. Горек их хлеб, — подчеркнул ученый.

Несет убытки и экономика. Сгорая, одноразовые модели из полимерных металлов превращаются в отходы четвертого класса вредности. Их приходится выво­зить, где-то закапывать, что наносит огромный вред экологии.

Конечно, подчеркивает ученый, на некоторых предприятиях применяется система дожигания полимеров. Но это дорогостоящее оборудование, которое все равно не решает проблему полностью. В основном песчаные формы вместе со связующими горят прямо в цехе.

Плавильщики в белых халатах

– А ТЕПЕРЬ представьте другую картину, — продолжает разговор кандидат физико-математических наук Владимир Павлович Кравченко. — Огромный цех, на окнах светлые занавески, повсюду вазоны с цветами. Вместо огнедышащих печей — огромные морозильные камеры. Рабочие без респираторов, в белых накрахмаленных халатах словно играют у плавильных агрегатов. При помощи автоматической системы пылающей металлической струей они заливают в песчаной форме ледяную модель, мгновенно превращающуюся в воду, которую вакуумная система отсасывает. И ни дыма, ни шума. Секрет прост и ясен: продукты таяния модели впитываются в поровое пространство сухого песка формы.

— То есть, — уточняет Владимир Дорошенко, — мы отказались использовать полимеры в одноразовых моделях, заменив их... водой. Мы взяли прессформу, залили водой и заморозили. Когда ее заформовываем в песок, при нагреве она тает, впитывается в форму. Добавляя минимальное количество клея или другого связывающего вещества, получаем оболочку будущей отливки. Затем она высушивается и заливается металлом. Совсем другой подход.

В 2009 году на основании наших разработок технолог Юрий Иванов со своими помощниками изготавливал для машиностроителей отливок огромного, в несколько тонн, шестеренчатого колеса. Огненный поток металла, заполняя приготовленную для него емкость, переливался всеми цветами радуги, шипел, бурлил, как вырвавшийся из тисков земли ручей. При этом в воздух не попадало ни капли пара от таявшего льда, его отсасывала вакуумная система, и он на глазах исчезал в песчаных порах.

— Разве раньше до этого не могли додуматься?


— Конечно, поисками новых экологически безопасных способов производства отливок занимались и раньше, как у нас, так и за рубежом. Но они касались отдельных моментов технологического процесса. Никто не задавался целью создать общую технологию. В Китае и Америке, например, литьем моделей занимались в основном компьютерщики. На трехмерном принтере в холодильнике они намораживали модель капельным способом. Эти наработки запатентованы, но до серийного варианта не доведены: на изготовление одной многотонной отливки требовалось время.

Хоть и вредно, зато привычно

– НЕ ДАЛЬШЕ американцев, — продолжает Владимир Кравченко, — ушли и наши металлургические предприятия. На запорожском заводе “Мотор-Сич” до сих пор применяют традиционный метод получения металлических отливок. Там следуют правилу: хоть и вредно, зато привычно. На выполнение полного цикла операций по изготовлению, к примеру, турбины с лопатками уходит не менее месяца. Если работать под заказ, то при таких темпах неминуем конфликт с инвестором, у которого могут рушиться свои расчеты. По нашему методу изготовительный цикл сокращается до трех дней.

Более того, группа ученых института, в том числе и мы, во главе с профессором Олегом Иосифовичем Шинским, основательно занявшись проблемами использования криотехнологий, в лабораторных условиях доказала, что в качестве связующего вещества в песчаных формах лучше льда не найти. Его прочностные свойства выше известных литейных материалов — замороженных форм и модельного пенополистирола. Это вполне объяснимо, поскольку в формовочной смеси прочность ослабляют поры, обеспечивающие газопроницаемость формы до 200 единиц.

В целом технология литья по ледяным моделям, вопреки привычной схеме, базируется на многовариантном процессе использования воды: от конструкционного модельного материала в виде льда до хладагента, “отбирающего” тепло и в основном превращающегося в пар в процессе охлаждения отливки и песка формы. Кроме того, на этом технологическом пути с двумя агрегатными превращениями чистую воду рационально использовать в увлажненном слое песка для усиления его герметизирующей функции. При этом контактная поверхность модели с песком поэтапно из зоны промерзания от отрицательной температуры льда переходит в зону принудительного увлажнения, а затем в зону сушки.

Поиск оптимальных путей проектирования технологии литья по ледяным моделям тесно связан с дальнейшими исследованиями закономерностей тепло- и массообменных процессов формирования моделей промышленных конструкций при низких температурах, а также с изучением реально протекающих нестационарных физических процессов в толще капиллярно-пористого материала песчаной литейной формы.

Возобновляемые ресурсы

НОВЫЙ вид литья, говорят ученые, явился своеобразным источником для различных исследовательских ответвлений. Из него уже выросли 20 патентов на изготовление модели, способы формовки, методы уплотнения, засыпки песком, применение конвейерного варианта как цельных, так и пустотелых моделей, с добавками газонасыщенных заполнителей. Ледяная схема позволяет расширить “рабочую площадку” изготовления отливок из свинца, алюминия, чугуна. Сейчас в лабораторных условиях испытывается метод заливки в блоке. То есть на одном ледяном стояке располагается несколько моделей.

— Кроме того, — говорит Владимир Дорошенко, — мы отработали технологию введения связующего материала в ледяную модель. При впитывании в песчаную форму этот материал соединяет поверхностный слой песчаной формы и образует оболочку. Высыпанный песок, окружавший модель, может повторно использоваться, а образовавшаяся корка представляет собой сосуд. Ее подсушивают и передают на заливку металлом. Вылитые в отдельную емкость остатки модели растаявшего льда также могут применяться для изготовления следующей модели.

— В процессе разработки ледяного варианта, — заключает Владимир Кравченко, — ученые института ввели термин “возобновляемые ресурсы”. Речь идет о природных ресурсах, в частности воде, песке, запасы которых или восстанавливаются быстрее, чем используются, или не зависят от того, используются они или нет. Термин введен как антитезис понятию “невозобновляемые ресурсы”, запасы которых могут быть исчерпаны при нынешних темпах использования. Для наших широт вода (в трех агрегатных состояниях — жидком, твердом и газообразном) — это незаменимый природный возобновляемый материал.

Что мешает широкому внедрению?

– ВО-ПЕРВЫХ, — сходятся во мнении Владимир Дорошенко и Владимир Кравченко, — психология. Чтобы холодильники появились в литейном цехе, надо изменить настроенность людей. Важно отучить их считать литейку местом пыли и грязи. Здесь все зависит от организаторов производственного процесса. Во-вторых, технология еще не доведена до промышленного варианта и многих она настораживает. Испокон веков травили людей, а тут вдруг одели в белые халаты. И в-третьих, финансирование темы. Из бюджета нам дают только на зарплату и крохи на материалы. Из дому приносим цемент, гипс, благо, хоть вода из крана еще течет. Для широкой, более активной раскрутки денег не хватает.

Бедная наука. Протянет ли ей новая власть руку помощи? Надежную и не скудеющую...

 

Автор: Михаил БАЛТЯНСКИЙ.
КОММЕНТИРОВАТЬ комментариев: 0
 
 
 
   
© Рабочая Газета, 2008-2010.