Аннотация
В настоящее время в связи с ограниченным доступом и дороговизной первичных шихтовых материалов производственники все чаще обращаются к технологии выплавки синтетического чугуна, получаемого из железоуглеродистых материалов, стального лома, возврата собственного производства, листовой обрези, высечки тонколистовой стали, стружки и других низкосортных дешевых стальных отходов, обедненных углеродом, посредством управляемого науглероживания расплава. В контексте общего тренда экологизации разработок авторами данной статьи ранее был предложен и успешно опробован в условиях действующего производства вариант применения материала отработавших автошин в качестве карбюризатора стального расплава. Целью данной работы стало описание и объяснение поведения выбранного материала при нагреве в широком диапазоне температур и поиск теоретических оснований и предпосылок его применения в качестве карбюризатора стального расплава на синтетический чугун. При этом применялись теоретические методы исследования, не предполагающие непосредственных экспериментов с материалом, а опирающиеся на уже имеющуюся и полученную информацию о нем, – оценка возможности и условий протекания химических реакций и термодинамический расчёт изменения состава материала от температуры по методике профессора А.М. Кутьина. В итоге показано, что в условиях проведения индукционной плавки стали создаются температурные условия, достаточные для получения из материала отработавших автошин графитоподобных структур и в конечном итоге углерода для науглероживания металлического расплава, а также для удаления из системы элементов, ухудшающих качество получаемого металла.
Ключевые слова:
синтетический чугун, карбюризатор, отработавшие автошины, стальной расплав, науглероживание, низкотемпературный пиролиз, карбонизация, графитизация
1. Шумихин В.С., Лузан П.П., Жельнис М.В. Синте-тический чугун. Киев: Наукова думка, 1971. 159 с.
2. Туракулов М.Р., Турсунов Н.К., Юнусов С.З. Вы-плавка синтетического чугуна в индукционной тигельной печи с учетом нормы расхода карбюризаторов // Universum: технические науки. 2024. №4-4(121). С. 34-41.
3. Дьяконов О.М. Отходы черных металлов, их безопасная и экономичная переработка // Литье и металлургия. 2025. №1. С. 58-66.
4. Фарисов Р.Д., Козловский В.Н., Иоффе М.А. Применение концепции бережливости в массовом чугунолитейном производстве // Известия Туль-ского государственного университета. Техниче-ские науки. 2022. №9. С. 386-392.
5. Выплавка синтетического чугуна с использовани-ем материалов, содержащих карбид кремния / Гребнев Ю.В, Жаркова В.Ф., Гребнев Д.Ю., Габельченко А.И. // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2022. №7(266). С. 94-97.
6. Чайкин А.В. Теория и практика модифицирования ответственных железнодорожных отливок из се-рого чугуна высоких марок // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2024. Т. 80, №5. С. 37-44.
7. Применение материала изношенных автомобиль-ных шин для науглероживания синтетического чугуна индукционной выплавки / Леушин И.О., Рябова Л.И., Вахидов У.Ш., Субботин А.Ю., Ши-ляев А.А. // Известия Волгоградского государ-ственного технического университета. 2025. №7. С. 26-30.
8. Производство синтетического чугуна с использо-ванием материала изношенных автомобильных шин / Леушин И.О., Вахидов У.Ш., Рябова Л.И., Шиляев А.А. // Литейное производство. 2026. №4. С. 3-7.
9. Пат. 2853871 Российская Федерация, МПК C21C 1/08, C22C 37/00. Применение карбюризатора для науглероживания синтетического чугуна / Леушин И.О., Шиляев А.А., Рябова Л.И.,; патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева». 2025114281; заявл. 27.05.2025: опубл. 26.12.2025 .
10. Производство углеродных волокон. История, пер-спективы / Жарков Г.М., Скивка Е.М., Куликов М.В., Куликова Т.А. // XV международная науч-но-практическая конференция молодых ученых, посвященная 64-й годовщине полета Ю.А. Гага-рина в космос: сборник научных статей (Красно-дар, 15–16 апреля 2025 года). Краснодар: Краснодарское высшее военное авиационное училище летчиков им. А.К. Серова, 2025. С. 250-255.
11. Клименко И.В. Углеродные волокна на основе пе-ка: состояние производства и модификация свойств // Химическая физика. 2022. Т. 41, №2. С. 70-77.
12. Нурмухаметова А.Н., Зенитова Л.А. Углеродное волокно. Конъюктура рынка, структура спроса, перспективные рынки продуктов на его основе, области применения // Бутлеровские сообщения. 2022. Т. 72, №10. С. 102-130.
13. Жданкова Д.С., Тимофеев П.А., Тимофеев А.Н. Углеродные и карбидокремниевые волокна, ис-пользуемые для армирования керамоматричных композиционных материалов // Сварочное произ-водство. 2023. №1. С. 5-10.
14. Углеродные волокна [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://xumuk.ru/encyklopedia/2/4640.html (дата обращения: 22.05.2026).
15. Кукарцев В.А. Разработка высокотемпературной технологии производства синтетического чугуна в индукционных тигельных печах промышленной частоты: автореф. дис. … канд. техн. наук. Крас-ноярск, 2016. 22 с.
16. Туракулов М.Р., Турсунов Н.К., Юнусов С.З. Ин-новационный способ выплавки синтетического чугуна // Инновационное развитие транспортного и строительного комплексов: материалы между-народной научно-практической конференции (Гомель, 16-17 ноября 2023 года). Гомель: Бело-русский государственный университет транспор-та, 2023. С. 94-95.
17. Кутьин А.М., Кацнельсон К.М., Медвецкая В.Ю. Метод расчета равновесных и условно равновес-ных состояний многокомпонентных гетерогенных систем // Применение математических методов для описания и изучения физико-химических рав-новесий: тезисы докл. VI Всес. школы семинара. Новосибирск, 1989. С. 64-66.