CC BY
43
Продолжение табл. 3 - Динамика микробиологических показателей овсяно-льняного печенья при хранении
Дрожжи, КОЕ/г, не более 30 Не допускается в 20 г Не обнаружены
35
40
45
50
Плесени, КОЕ/г, не более 30 50 Не обнаружены
35 10
40 13
45 20
50 24
Из таблицы 3 видно, что микробиологические показатели овсяно-льняного печенья при хранении в течение 45 суток не превышают норм, установленных ТР ТС 021-2011 «О безопасности пищевой продукции», однако при хранении печенья более 45 суток органолептические показатели овсяно-льняного печенья ухудшились, появился прогорклый запах и привкус, печенье начало черстветь. Таким образом, введение льняной муки в рецептуру позволяет увеличить срок сохранения свежести печенья, улучшить формоустойчивость, внешний вид и срок хранения овсяно-льняного печенья с добавлением 40 % льняной муки и 50 % овсяной увеличился с 30 до 45 суток.
Литература
1. Романов А.С. Использование добавок природного происхождения для кондитерских изделий / А.С. Романов, Т.В. Рензяева, Г.И. Назимова, В.Ч. Кудинова, Е.А. Плосконосова // Хранение и переработка сельхозсырья. - 1998. - №1. - С.43.
2. Сергеев В.Н. Биологически активное растительное сырье в пищевой промышленности / В.Н. Сергеев, Ю.И. Кокаев // Пищевая промышленность, 2010. - №6. - С. 28-30.
3. Парфенова Т.В. Совершенствование рецептуры - путь повышения качества овсяного печенья / Т.В. Парфенова, Т.К. Каленик // Кондитерское производство, 2007. - С. 32-34.
4. Цыганова, Т.Б. Перспективы использования семян льна и льняной муки / Т.Б. Цыганова и др. // Хлебопечение России. -2014. - № 4. - С.18-19.
5. ОСТ 10-061-95 Печенье овсяное. - М.: Госстандарт, 1996. - 9 с.
References
1. Sergeev V.N. Biologicheski aktivnoe rastitel'noe syr'e v pishhevoj promyshlennosti / V.N. Sergeev, Ju.I. Kokaev // Pishhevaja promyshlennost', 2010. - №6. - S. 28-30.
2. Romanov A.S. Ispol'zovanie dobavok prirodnogo proishozhdenija dlja konditerskih izdelij / A.S. Romanov, T.V. Renzjaeva, G.I. Nazimova, V.Ch. Kudinova, E.A. Ploskonosova // Hranenie i pererabotka sel'hozsyr'ja. - 1998. - №1. - S.43.
3. Parfenova T.V. Sovershenstvovanie receptury - put' povyshenija kachestva ovsjanogo pechen'ja / T.V. Parfenova, T.K. Kalenik // Konditerskoe proizvodstvo, 2007. - S. 32-34.
4. Cyganova, T.B. Perspektivy ispol'zovanija semjan l'na i l'njanoj muki / T.B. Cyganova i dr. // Hlebopechenie Rossii. - 2014. - №
4. - S.18-19.
5. OST 10-061-95 Pechen'e ovsjanoe. - M.: Gosstandart, 1996. - 9 s.
Колокольцев В.М.1, Петроченко Е.В.2, Михайлов А.В.3, Ахметова А.А.4
1Доктор технических наук,профессор, 2доктор технических наук,профессор, 3студент, 4аспирант, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова ПОВЫШЕНИЕ СВОЙСТВ КОМПЛЕКСНО-ЛЕГИРОВАННЫХ БЕЛЫХ ЧУГУНОВ ЗА СЧЕТ ОБРАБОТКИ ИХ РАСПЛАВОВ КАЛЬЦИЙ-СТРОНЦИЕВЫМ КАРБОНАТОМ
Аннотация
В статье рассмотрено влияние добавок кальций-стронциевого карбоната на структуру и свойства комплексно-легированных белых чугунов и установлено оптимальное количество карбоната, определяющее максимальные показатели свойств для белых чугунов различных систем легирования.
Ключевые слова: кальций-стронциевый карбонат, белый чугун, модифицирование, микроструктура, микротвердость, износо-, жаростойкость.
Kolokoltsev У.М.1, Petrochenko Е.У.2, Mikhailov А.У.3, AkhmetovaA.A.4
1PhD in Engineering, professor, 2PhD in Engineering, professor,3student, 4postgraduate student,
Magnitogorsk State Technical University after by Nosov G.I.
THE INCREASING OF PROPERTIES OF THE COMPLEX-ALLOYED WHITE CAST-IRON BY TREATING THEIR
MELTS OF CALCIUM-STRONTIUM CARBONATE
Abstract
The article considers the influence of calcium-strontium carbonate on the structure and properties of the complex alloyed white cast-iron and determined the optimum amount of a carbonate, determining maximum values for the properties of white cast irons of different alloying systems.
Keywords: calcium-strontium carbonate, white cast-iron, modifying, microstructure, microhardness, wear-, heat-resistance.
Возрастающие требования к качеству, повышение механических и эксплуатационных свойств изделий в металлургии и машиностроении требуют разработки новых эффективных способов управления процессами структурообразования при получении изделий, так как именно структура материала определяет его свойства. Применяемые в металлургии и машиностроении комплексно-легированные белые чугуны (КЛБЧ) отличаются сравнительно низкой себестоимостью и высокими потребительскими свойствами [1-10].
Одним из основных и наиболее эффективных методов, способствующих улучшению механических и технологических свойств сплавов, является модифицирование. Этот метод известен давно и широко применяется при производстве чугунного и стального литья [11-15].
С целью изучения влияния кальций-стронциевого карбоната на структуру и свойства белых чугунов следующих систем легирования: Cr-Mn-Ni-Ti (220Х18Г4НТ), Cr-Ni-Ti-Nb-B (ИЧ270Х24НТБР), Cr-Ni (ИЧХ28Н2) были выбраны его добавки в опытных плавках 1, 3, 5, 6, 7 и 9 кг/т. Плавку проводили в индукционной печи. Чугуны заливали в кокиль, песчано-глинистую сухую и сырую формы.
Экспериментальные данные по свойствам представлены нарис 1. 44
44
Обработка чугунов карбонатом приводит к увеличению показателей свойств [14, 16, 17]. Влияние добавки носит экстремальный характер. Максимальные показатели свойств для чугунов ИЧ220Х18Г4НТ и ИЧ270Х24НТБР наблюдаются при добавлении карбоната до 5 кг/т, а для чугуна ИЧХ28Н2 -до 6 кг/т.
2 - ИЧХ28Н2;3- ИЧ270Х24НТБР, залитых в сырую ПГФ
Структура чугунов до и после обработки карбонатом состоит из избыточных дендритов аустенита, карбидов и аустенитохромистокарбидной эвтектики розеточного строения. Количество той или иной составляющей зависит от типа формы и доли карбоната.
Так с увеличением теплоаккумулирующей способности формы снижается количество и размеры дендритов первичного аустенита, растет микротвердость металлической основы (с 540 до 800 HV) и эвтектики (с 610 до 900 HV), дисперсность и объемная доля аустенитокарбидной эвтектики.
Микроструктура чугуна ИЧ220Х18Г4НТ до и после обработки карбонатом в количестве 5 кг/т представлена на рис. 2.
ПГФ
ПГФ
Рис. 2 - Микроструктура чугуна ИЧ220Х18Г4НТ: а) - не модифицированного; б) - модифицированного (Ca, Sr)CO3 в количестве 5 кг/т
В микроструктуре чугуна ИЧ220Х18Г4НТ до обработки карбонатом, комплексные карбиды типа (Ti,Cr,Fe,Mn)C различной формы: вытянутые - неправильной формы; правильные - четырехугольной формы; близкие к компактной. Карбиды располагаются неравномерно, отдельными группами. Площадь карбидов колеблется от 1 до 55 мкм2 в зависимости от типа формы (соответственно 1 мкм 2 - кокиль, 55 мкм2 - ПГФ сухая, среднее значение - ПГФ сырая). При введении оптимального количества карбоната 5 кг/т 45
45
карбиды становятся дисперсными, глобулярной формы, равномерно располагаются по плоскости шлифа. Площадь карбидов от 0,2 до 22 мкм2. Это приводит к повышению износостойкости. Дальнейшее увеличение количества введенного карбоната до 9 кг/т, приводит к укрупнению и росту карбидов, т.е. к огрублению структуры, что снижает износостойкость чугунов. Таким образом происходит снижение модифицирующего эффекта, называемого перемодифицированием или «старением» модифицирующего эффекта.
При добавке 1 кг/т (Ca, Sr)CO3 микротвердость карбидов хрома увеличивается с 1040 до 1300 HV. При добавлении 5 кг/т микротвердость карбидов хрома увеличивается до 1360 HV. Повышение доли добавки до 9 кг/т приводит к падению микротвердости до 1195 HV. При увеличении количества введенного (Ca, Sr)CO3 на тонну расплава с 1 кг до 9 кг микротвердость металлической основы и эвтектики непрерывно растут с 540,97 до 736,5 HV и с 609,25 до 780,9 HV соответственно. Одновременно происходит непрерывный рост количества и дисперсности эвтектики, а количество и размеры дендритов аустенита уменьшаются. Несмотря на увеличение количества эвтектики, происходит уменьшение износостойкости при введении карбоната свыше 5 кг/т, что связано с изменениями характеристик карбидной фазы, отмеченных выше.
В результате проведенных исследований было установлено, что обработка чугунов кальций-стронциевым карбонатом приводит к увеличению показателей свойств. Максимальные показатели свойств для чугунов ИЧ220Х18Г4НТ и ИЧ270Х24НТБР наблюдаются при добавлении карбоната до 5 кг/т, а для чугуна ИЧХ28Н2 -до 6 кг/т.
Литература
1. Ри Э.Х. Комплексно-легированные белые чугуны функционального назначения в литом и термообработанном состояниях/ Ри Э.Х, Ри Хосен, Колокольцев В.М., Петроченко Е.В. и др. - Владивосток: Дальнаука, 2006. - 275 с.
2. Емелюшин А.Н., Мирзаев Д.А., Мирзаева Н.М., Петроченко Е.В. и др. Металловедение, физика и механика применительно к процессу обработки графитированных материалов. Структура и износостойкость инструментов; Под общ. редакцией А.Н. Емелюшина и Д.А. Мирзаева: Монография. - Магнитогорск: МГТУ, 2002. - 200 с.
3. Колокольцев В.М., Петроченко Е.В., Воронков Б.Н. Комплексно-легированные белые износостойкие чугуны. - Челябинск: Печатный салон «Издательство РЕКПОЛ», 2005. - 178 с.
4. V.M. Kolokoltsev, E.V. Petrochenko. Structure Feature And Properties Of High-Alloy White Irons. Vestnik Of Nosov Magnitogorsk State Technical University. 2013. №5 (45), 2013. рр. 5-8.
5. Колокольцев В.М., Петроченко Е.В., Миронов О.А. Влияние химического состава на формирование структуры и свойств жароизносостойких чугунов // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2007. - № 3. - С. 44-47.
6. Петроченко Е.В., Молочкова О.С. Изыскание составов жароизносостойких комплексно-легированных белых чугунов // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2009. - № 8.- С. 31 - 34.
7. Петроченко Е.В., Молочкова О.С. Анализ взаимосвязи химического состава, условий охлаждения при затвердевании с особенностями строения сплавов, окисленной поверхности и свойствами комплексно-легированных белых чугунов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова - 2011. - № 4 (36). - С. 50-53.
8. Колокольцев В.М., Петроченко Е.В., Молочков П.А. Структура и износостойкость хромованадиевых чугунов// Изв. вузов. Черная металлургия. - 2004. - №7. - С. 25-28.
9. P.K.Sain, C.P.Sharma, and A.K.Bhargava. Microstructure Aspects of a Newly Developed, Low Cost, Corrosion-Resistant White Cast Iron, Journal Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 44F,2013, pp. 1665-1671.
10. J.Yoganandh, S.Natarjan, and S.P. Kumaresh Babu,Erosive. Wear Behavior of Nickel-Based High Alloy White Cast Iron Under Mining Conditions Using Orthogonal Array, Journal of Materials Engineering and Performance, Vol.22(9), 2013, pp.2534-2540.
11. Гольдштейн Я.Е., Мизин В.Г. Инокулирование железо-углеродистых сплавов. - М.: Металлургия, 1993. - 416 с.
12. Специальные чугуны. Литье, термическая обработка, механические свойства: учеб. пособие / Колокольцев В.М., Петроченко Е.В., Соловьев В.П., Цыбров С.В.; под ред. Колокольцева В.М. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. 187 с.
13. Колокольцев В.М., Петроченко Е.В., Молочков П.А. Комплексное воздействие на структуру белых износостойких чугунов с целью повышения эксплуатационной стойкости отливок// Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2004. - № 4. - С. 23-29.
14. Колокольцев В.М., Петроченко Е.В. Металургические и металловедческие аспекты повышения функциональных свойств литых изделий из белых чугунов// Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2014. № 4 (48). С. 87-98.
15. Колокольцев В.М., Миронов О.А., Петроченко Е.В. Повышение свойств жароизносостойкого чугуна рафинированием и модифицированием// Литейное производство. - 2007. № 3. С. 2-5.
16. Влияние микролегирования и модифицирования на свойства жароизносостойких чугунов/Колокольцев В.М., Петроченко Е.В., Шевченко А.В., Гольцов А. С.//Труды 9 съезда литейщиков России. Уфа. 2009.-С. 12-15.
17. Колокольцев В.М., Шевченко А.В. Повышение свойств отливок из чугунов специального назначения путем рафинирования и модифицирования их расплавов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. -2011, №1.- С. 23 - 29.
References
1. Ri Je.H. Kompleksno-legirovannye belye chuguny funkcional'nogo naznachenija v litom i termoobrabotannom sostojanijah/ Ri Je.H, Ri Hosen, Kolokol'cev V.M., Petrochenko E.V. i dr. - Vladivostok: Dal'nauka, 2006. - 275 s.
2. Emeljushin A.N., Mirzaev D.A., Mirzaeva N.M., Petrochenko E.V. i dr. Metallovedenie, fizika i mehanika primenitel'no k processu obrabotki grafitirovannyh materialov. Struktura i iznosostojkost' instrumentov; Pod obshh. redakciej A.N. Emeljushina i D.A. Mirzaeva: Monografija. - Magnitogorsk: MGTU, 2002. - 200 s.
3. Kolokol'cev V.M., Petrochenko E.V., Voronkov B.N. Kompleksno-legirovannye belye iznosostojkie chuguny. - Cheljabinsk: Pechatnyj salon «Izdatel'stvo REKPOL», 2005. - 178 s.
4. V.M. Kolokoltsev, E.V. Petrochenko. Structure Feature And Properties Of High-Alloy White Irons. Vestnik Of Nosov Magnitogorsk State Technical University. 2013. №5 (45), 2013. rr. 5-8.
5. Kolokol'cev V.M., Petrochenko E.V., Mironov O.A. Vlijanie himicheskogo sostava na formirovanie struktury i svojstv zharoiznosostojkih chugunov // Izv. vuzov. Chernaja metallurgija. - 2007. - № 3. - S. 44-47.
6. Petrochenko E.V., Molochkova O.S. Izyskanie sostavov zharoiznosostojkih kompleksno-legirovannyh belyh chugunov // Izv. vuzov. Chernaja metallurgija. - 2009. - № 8.- S. 31 - 34.
7. Petrochenko E.V., Molochkova O.S. Analiz vzaimosvjazi himicheskogo sostava, uslovij ohlazhdenija pri zatverdevanii s osobennostjami stroenija splavov, okislennoj poverhnosti i svojstvami kompleksno-legirovannyh belyh chugunov // Vestnik Magnitogorskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta im. G.I. Nosova - 2011. - № 4 (36). - S. 50-53.
8. Kolokol'cev V.M., Petrochenko E.V., Molochkov P.A. Struktura i iznosostojkost' hromovanadievyh chugunov// Izv. vuzov. Chernaja metallurgija. - 2004. - №7. - S. 25-28.
9. P.K.Sain, C.P.Sharma, and A.K.Bhargava. Microstructure Aspects of a Newly Developed, Low Cost, Corrosion-Resistant White Cast Iron, Journal Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 44F,2013, pp. 1665-1671.
10. J.Yoganandh, S.Natarjan, and S.P. Kumaresh Babu,Erosive. Wear Behavior of Nickel-Based High Alloy White Cast Iron Under Mining Conditions Using Orthogonal Array, Journal of Materials Engineering and Performance, Vol.22(9), 2013, pp.2534-2540.
46
11. Gol'dshtejn Ja.E., Mizin V.G. Inokulirovanie zhelezo-uglerodistyh splavov. - M.: Metallurgija, 1993. - 416 s.
12. Special'nye chuguny. Lit'e, termicheskaja obrabotka, mehanicheskie svojstva: ucheb. posobie / Kolokol'cev V.M., Petrochenko E.V., Solov'ev V.P., Cybrov S.V.; pod red. Kolokol'ceva V.M. Magnitogorsk: GOU VPO «MGTU», 2009. 187 s.
13. Kolokol'cev V.M., Petrochenko E.V., Molochkov P.A. Kompleksnoe vozdejstvie na strukturu belyh iznosostojkih chugunov s cel'ju povyshenija jekspluatacionnoj stojkosti otlivok// Vestnik Magnitogorskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta im. G.I. Nosova. -2004. - № 4. - S. 23-29.
14. Kolokol'cev V.M., Petrochenko E.V. Metalurgicheskie i metallovedcheskie aspekty povyshenija funkcional'nyh svojstv lityh izdelij iz belyh chugunov// Vestnik Magnitogorskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta im. G.I. Nosova. - 2014. № 4 (48). S. 87-98.
15. Kolokol'cev V.M., Mironov O.A., Petrochenko E.V. Povyshenie svojstv zharoiznosostojkogo chuguna rafinirovaniem i modificirovaniem// Litejnoe proizvodstvo. - 2007. № 3. S. 2-5.
16. Vlijanie mikrolegirovanija i modificirovanija na svojstva zharoiznosostojkih chugunov/Kolokol'cev V.M., Petrochenko E.V., Shevchenko A.V., Gol'cov A. S.//Trudy 9 s#ezda litejshhikov Rossii. Ufa. 2009.-S. 12-15.
17. Kolokol'cev V.M., Shevchenko A.V. Povyshenie svojstv otlivok iz chugunov special'nogo naznachenija putem rafinirovanija i modificirovanija ih rasplavov // Vestnik Magnitogorskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta im. G.I. Nosova. - 2011, №1.-
S. 23 - 29.
Куликов М.А.1, Козлов С.Г.2
'Кандидат химических наук, 2кандидат технических наук, Березниковский филиал Пермского национального исследовательского политехнического университета
КИСЛОТНАЯ ОБРАБОТКА СОЛЕОТЛОЖЕНИЙ С ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА
ХЛОРИДА КАЛИЯ
Аннотация
Приведены исследования взаимодействия отложений нерастворимых солей с подогревателей маточного раствора производства хлорида калия с минеральными кислотами. Представлены данные рентгенофазового анализа проб отложений после обработки соляной и азотной кислотами. Результаты могут быть использованы при разработке способов промывки технологического оборудования в калийной промышленности.
Ключевые слова: производство хлорида калия, солеотложения, кислотная обработка, рентгенофазовый анализ.
Kulikov M.A.1, Kozlov S.G.2
'PhD in Chemistry, 2PhD in Engineering, State National Research Politechnical University of Perm, Berezniki branch ACID TREATMENT SCALE WITH PRODUCTION PROCESS EQUIPMENT POTASSIUM CHLORIDE
Abstract
Interaction studies have shown deposits of insoluble salts with heaters stock solution of potassium chloride production with mineral acids. XRD data sediment samples after treatment with hydrochloric and nitric acids was presented. The results can be used to develop methods rinsing process equipment in the potash industry.
Keywords: potassium chloride production, salt deposition, acid treatment, X-ray analysis.
В настоящее время ПАО «Уралкалий» является основным отечественным производителем калийных удобрений, и в частности хлорида калия [1]. На предприятии реализуются два способа производства хлорида калия из сильвинита: флотационный и галургический.
Основные операции флотационного разделения сильвинита включают процессы обесшламливания исходной руды, сильвиновой флотации и переработки флотоконцентрата [2].
Галургический способ предусматривает горячее выщелачивание хлорида калия из сильвинита с помощью оборотного маточного раствора с последующей кристаллизацией и переработкой кристаллизата KCl [3]. В процессе выщелачивания раствор обогащается не только хлоридом калия, но и другими солями, входящими в состав исходной руды [4]. Наиболее существенную отрицательную роль в этом случае играет сульфат кальция. Накапливаясь в оборотном маточном растворе, сульфат кальция достигает концентрации насыщения и начинает откладываться на внутренней поверхности теплообменных аппаратов [5]. Это вызывает нарушения технологического цикла, снижение эффективности теплообмена и, как следствие, увеличение затрат на эксплуатацию оборудования [6,7]. Чтобы минимизировать негативное воздействие от кристаллизации сульфата кальция необходимо всестороннее изучение, как процесса солеотложения, так и исследование свойств самих отложений.
Целью настоящей работы является изучение процессов взаимодействия солеотложений с неорганическими кислотами. Для проведения испытаний отобраны пробы отложений с подогревателей маточного раствора на сильвинитовой обогатительной фабрике Четвёртого Березниковского калийного производственного рудоуправления (СОФ БКПРУ-4) ПАО «Уралкалий».
Суть эксперимента заключается в обработке отложений сильными кислотами с последующим взвешиванием не растворившегося остатка. Для этого навеску измельчённых отложений смешивали с соответствующей кислотой в соотношении 1:100 и перемешивали в течение трёх часов. Нерастворившийся остаток отфильтровали на пористом стеклянном фильтре, отмыли от кислоты дистиллированной водой и высушили до постоянного веса при температуре 105°С.
Результаты экспериментов представлены в табл. 1.
Таблица 1 - Экспериментальные данные
Реагент Температура опыта, °С Нерастворившийся остаток, %
Азотная кислота, 57 % 20 74,5
Соляная кислота, 36 % 20 75,0
Серная кислота, 50 % 50 74,8
Вода 50 95,0
Данные табл. 1 показывают, что независимо от природы кислоты в раствор переходит ~ 25 % массы отложений. При этом в чистой воде растворяется не более 5 % от массы взятой навески, предположительно, сульфат кальция. Для оценки качественного состава отложений после кислотной обработки был проведён рентгенофазовый анализ (РФА).
Для исследования фазового состава проб использован рентгеновский дифрактометр XRD-7000 фирмы «Shimadzu». Обработку рентгенограмм производили с помощью программного обеспечения «XRD 6000/7000 Ver. 5.21», фазовый состав определяли на основании базы данных «ICDD PDF-4 + 2013».
В табл. 2 представлены результаты РФА образца солеотложений после обработки азотной кислотой. Пики на рентгенограмме отвечают сульфату кальция, минерал - Anhydrite, пространственная группа - Bmmb.
В табл. 3 представлены результаты РФА образца солеотложений после обработки соляной кислотой. Пики на рентгенограмме также соответствуют сульфату кальция, минерал - Anhydrite, пространственная группа - Bmmb. 47
47
