Technologia samozasilającego się, wysokojakościowego żeliwa

W czwartym kwartale 2017 Odlewnia Żeliwa Śrem S.A., spółka należąca do Grupy PGO, rozpoczęła realizację projektu „Innowacyjna, wykorzystująca analizę termiczną ATD, technologia wytwarzania samozasilającego się, wysokojakościowego żeliwa do produkcji odlewów nowej generacji o podwyższonych parametrach jakościowych”.

W lutym 2018 r.,zakończyła się realizacja I etapu projektu, z kolei do końca kwietnia zakończy się II etap. Realizacja wszystkich działań przebiega zgodnie z harmonogramem.

Celem głównym projektu jest opracowywanie nowej, opartej na analizie krzywej stygnięcia zautomatyzowanej technologii wytopów żeliwa, której zastosowanie pozwoli poprawić efektywność, stosowanej obecnie, technologii odlewniczej ze szczególnym uwzględnieniem eliminacji zdegradowanego grafitu chunky oraz nadlewów i zasilaczy.

Projekt, o łącznej wartości przekraczającej 37 mln zł, jest dofinansowany z Funduszy Europejskich z „Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014–2020. Działanie 1.1. Projekty B+R przedsiębiorstw. Poddziałanie 1.1.1. Badania przemysłowe i prace rozwojowe realizowane przez przedsiębiorstwa”.

– "Zakończyliśmy pierwszy etap badań przemysłowych, który miał na celu analizę wpływu parametrów procesu metalurgicznego obejmującą: różny udział materiałów wsadowych, oddziaływanie temperatury przegrzania, określenie wpływu składu chemicznego na własności fizykochemiczne, badanie wpływu modyfikatorów i sposobu modyfikacji, analizę wpływu czasu topienia żeliwa na własności fizykochemiczne i strukturę żeliwa oraz wpływ czasu przetrzymania metalu w piecu i temperatury kadzi na właściwości ciekłego metalu" – podkreśla Leszek Szwalbe, kierownik Działu Badań i Rozwoju
- "Szeroki zakres eksperymentów przeprowadzonych na podstawie analizy krzywych krzepnięcia i krystalizacji pozwala na optymalizację procesu wytapiania już na etapie ciekłego metalu. W celu poprawy jego jakości, na tym etapie możliwe jest przeprowadzenie dodatkowych operacji metalurgicznych. Badania, i analiza ich wyników, pozwoliły na opracowanie szczegółowych instrukcji metalurgicznych umożliwiających prowadzenie wytopu dla wybranych gatunków żeliwa szarego i sferoidalnego" – podsumowuje Leszek Szwalbe. 

Fot.: Odlewnia Żeliwa Śrem S.A.

Końcowym celem prac B+R realizowanych w ramach projektu jest przetestowanie nowej technologii (receptur, warunków procesu) w skali demonstracyjnej (warunki operacyjne) i ostateczne zdefiniowanie optymalnych wskaźników grafityzacji żeliwa wyjściowego w piecu indukcyjnym z wykorzystaniem analizy chemicznej i termiczno-derywacyjnej opartej na krzywych stygnięcia i krystalizacji żeliwa. Umożliwi to precyzyjne określenie parametrów szybkości procesu topienia i dozowania dodatków stopowych, ustalenie optymalnych parametrów obróbki pozapiecowej i czasów krzepnięcia, dobór modyfikatorów i metody modyfikacji, a także optymalizację techniczno-ekonomiczną procesu.

– "Nowa technologia pozwoli na zautomatyzowanie produkcji i jej powtarzalność oraz zapewni stabilność procesu wytwarzania, a także zmniejszenie materiałochłonności produkcji o mniej więcej 15% i zmniejszenie energochłonności o mniej więcej 22%. Powstająca linia demonstracyjna zostanie włączona w proces technologiczny Wydziału Wytapialni" – dodaje Leszek Szwalbe. 

Planowanym efektem projektu jest wprowadzenie do oferty Odlewni Żeliwa Śremu nowych odlewów z żeliwa szarego i sferoidalnego o podwyższonych parametrach jakościowych, które będą przeznaczone m.in. dla przemysłu motoryzacyjnego, produkcji maszyn rolniczych oraz przemysłu stoczniowego i energetycznego. Realizacja projektu pozwoli na osiągniecie przez nasze produkty unikatowych cech w zakresie: zminimalizowania zawartości zdegradowanego grafitu chunky, zmniejszenia porowatości, zwiększenia wytrzymałości i granicy plastyczności oraz zwiększenia wydłużenia.

– "Opracowana technologia, pozwoli na uzyskanie przewag konkurencyjnych względem innych rozwiązań stosowanych na rynku" – wyjaśnia Leszek Szwalbe

Projekt realizowany w Odlewni Żeliwa Śrem to również ciekawy przykład, jak może wyglądać współpraca między nauką a przemysłem. Badania w ramach podwykonawstwa wykonuje Wydział Odlewnictwa Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica. W laboratoriach Akademii prowadzone są eksperymenty obejmujące badanie jakości ciekłego metalu, umożliwiające dobór składu mas formierskich oraz metod zagęszczania form. Wyniki uzyskane w laboratoriach stanowią wytyczne do zastosowania określonych receptur i algorytmów postępowania w warunkach rzeczywistych.
- "Taka współpraca jest konieczna, ponieważ umożliwia walidację wyników osiąganych w skali laboratoryjnej i przemysłowej, co jest bardzo korzystne od strony zarówno naukowej, jak i praktycznej" – podkreśla kierownik Działu Badań i Rozwoju.

Źródło: PGO, Odlewnia Żeliwa Śrem S.A.