CC BY
54
УДК 006.9:53.089.68:543+669.1
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ НОМЕНКЛАТУРЫ И ВЫПУСК НОВЫХ СТАНДАРТНЫХ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
Козьмин В. А.
Заведующий металлургической лабораторией ЗАО «ИСО», канд. техн. наук 620057, г. Екатеринбург, ул. Ульяновская, 13а Тел./факс: (343) 228-18-88, 228-18-98
E-mail: [email protected]
Щукина М. Ю.
Старший научный сотрудник металлургической лаборатории ЗАо «ИСо»
Козьмин М. В.
Заведующий группой металлургической лаборатории ЗАо «ИСо»
В статье рассмотрены вопросы совершенствования номенклатуры и выпуска новых типов Государственных СО металлургических материалов. Приведены данные о 94 новых Государственных СО, выпущенных за последние десять лет.
The article considers the issues of improvement of the nomenclature and the release of new types of State CRMs of ferrous metallurgy materials. The data on 94 new State CRMs, released during the last ten years, are provided.
Ключевые слова: номенклатура стандартных образцов (СО), выпуск новых типов СО, международное сотрудничество, аттестованные массовые доли элементов, микропримеси, сталь, сплав, чугун, руда, ферросплав, огнеупор, шлак.
Key words: nomenclature of certified reference materials (CRMs), release of new CRM types, international cooperation, certified mass fractions of elements, microimpurity, steel, alloy, cast iron, ore, ferroalloy, refractory, slag.
Современная номенклатура российских СО, выпускаемых Институтом стандартных образцов (ЗАО «ИСО»), включает 493 типа СО, в том числе СО для химического анализа (ХА) представлены 239 типами СО, а СО для спектрального анализа (СА) - 254 типами СО, и является достаточно представительной даже по сравнению с самой многочисленной в мире номенклатурой китайских СО металлургических материалов (1276 типов СО ХА и 529 типов СО СА) [1].
Доля стандартных образцов сталей в номенклатуре ЗАО «ИСО» составляет в общем выпуске 60 % (101 тип СО ХА, 193 тип СО СА), доля СО чугунов - 15 % (21 СО ХА, 51 СО СА), доля СО сплавов на никелевой основе и прецизионных - 5 % (15 СО ХА, 10 СО СА). Остальные 20 % составляют СО ХА: ферросплавы - 8 % (42 СО), рудное сырье - 6 % (30 СО), шлаки, флюсы, огнеупоры, пылевыбросы металлургических агрегатов - 6 % (30 СО) [1].
За последние десять лет номенклатура СО ХА увеличилась на 33 образца (на 16 %), а СО СА - на 61 образец (на 28 %), что соответствует увеличению на предприятиях доли физических методов анализа. Такая же тенденция прослеживается в увеличении доли реализации СО для физических методов анализа.
Новые СО ХА представлены 14 типами СО различных сталей, 4 типами СО чугуна, 7 типами СО железорудного сырья, 5 типами СО ферросплавов и 3 типами СО огнеупоров и шлаков. Пять комплектов (26 СО) новых СО СА являются углеродистыми и низколегированными сталями, два комплекта (14 СО) - это высоколегированные стали и четыре комплекта (21 СО) - низколегированные чугуны. Более 30 типов из указанных выше СО выпущены в рамках традиционного международного сотрудничества ЗАО «ИСО» с предприятиями Чешской Республики, Украины и Республики Казахстан.
Выпуск новых типов СО происходил в результате учета и анализа заявок, в первую очередь 89 предприятий металлургического и машиностроительного комплексов с собственным металлургическим производством, которые приобретают 40 % объема продаж СО ЗАО «ИСО» [1]. В этих заявках предлагалось увеличить выпуск легированных сталей с большим количеством аттестованных элементов, в том числе микропримесей.
По этим заявкам были выпущены три СО ХА легированных сталей: С61 (ГСО 9047-2008, сталь легированная типа 20ХН4ФА), С62 (ГСО 9560-2010, порошок стали типа ПХ18Н15, аттестовано 9 элементов, в том числе 0,058 % кальция), ИСО УНЛ17 (ГСО 9980-2011, сталь легированная типа 15ХСНД) и три СО ХА прецизионного
сплава: ИСО С63 (ГСО 9900-2011, типа 29НК-ВИ), ИСО С64 (ГСО 9973-2011, типа 33НК-ВИ) и ИСО С65 (ГСО 9974-2011, типа 30НКД).
Также были выпущены два комплекта СО СА высоколегированной стали: комплект хромоникеле-вых сталей (ГОСТ 5632-72, хром (10-27) %, никель (4-35) %) ЛГ56 - ЛГ64 (ГСО 8876-2007, стали типов 09Х14Н19В2БР, 08Х15Н24В4ТР, 45Х22Н4М3, ХН35ВТ, 03X21Н21М4ГБ, 31Х19Н9МВБТ, 20Х25Н20С2, аттестовано по 14 элементов) и комплект износостойких сталей (ГОСТ 977-88, стали типа 110Г13Л, марганец (9-17) %) ИСО ЛГ51 - ИСО ЛГ55 (ГСО 9975-2011, аттестовано по 12 элементов).
Подробный перечень Государственных СО сталей, сплавов и чугунов, выпущенных ЗАО «ИСО», с аттестованными массовыми долями 15 микропримесей (менее 0,1 %) нами не рассматривается, так как он приведен в статье [2]. Этот перечень расширен в последнее время за счет выпуска при участии предприятий Чешской Республики нового комплекта сталей с аттестацией кальция (0,0005-0,0047) % УГ98 - УГ101 (ГСО 9462-2009) и комплекта сталей УГ0и - УГ9и (ГСО 4165, 2489-2497-91П), в котором аттестованы микропримеси олова (0,035-0,11) % и свинца (0,003-0,008) %, введенного в расплав с использованием патента РФ [3].
Во вторую очередь в заявках крупных предприятий прослеживалась необходимость выпуска новых типов СО низколегированных и высоколегированных (хромом, никелем, алюминием) чугунов в соответствии с ГОСТ 7769-82. Для удовлетворения этих заявок был выпущен СО ХА Ч18 (ГСО 8424-2003, высокохромистый легированный чугун типа ЧХ16), а также три комплекта низколегированных чугунов СО СА с аттестацией от 11
до 15 элементов: ЧГ24 - ЧГ28 (ГСО 8887-2007), ЧГ30 -ЧГ34 (ГСО 9463-2009) и ЧГ35 - ЧГ40 (ГСО 9420-2009). Низколегированные чугуны представлены в комплектах следующими типами: ЧХ1, ЧХ2, ЧНХТ, ЧН2Х, ЧНХМД, ЧНХМДШ.
В комплекте ЧГ24 - ЧГ28, выплавленном на одном из предприятий Чешской Республики, аттестованы микропримеси олова (0,0017-0,115) % и сурьмы (0,0090,052) %, а в комплекте ЧГ30 - ЧГ34, выплавленном на ОАО «ГАЗ», - микропримеси олова (0.013-0,29) %. Более подробная информация об этих комплектах чугунов приведена в статье [4].
В 2012 г. выпущен также комплект СО СА низколегированных чугунов ЧМ9 - ЧМ13 (ГСО 10134-2012) с аттестацией 12 элементов, в том числе магния (0,01-0,09) %.
В 2013 г. планируется выпустить полученный из Чешской Республики материал комплекта высокохромистых (от 9 до 34 % хрома) чугунов ИСО ЧГ41 - ИСО ЧГ45 с аттестацией 11 элементов. Такое расширение номенклатуры типов СО чугунов позволило удовлетворить потребности предприятий в стандартных образцах для контроля низколегированных с магнием и микропримесями, а также высокохромистых чугунов.
Анализ реализации СО СА показал, что лидерами продаж (продажа в 3-4 раза выше остальных СО) являются два образца из комплектов СО типов УГ0 -УГ9 и РГ24 - РГ31. Первый образец СО СА стали типа 05кп УГ2и с 15 аттестованными элементами, каждый из которых не более 0,06 % . Второй образец СО СА стали типа 08кп РГ24а с 11 аттестованными элементами, каждый из которых не более 0,04 %. Эти образцы используются в качестве нулевой точки при построении
Рис. 2. ЛГ56 - ЛГ64
Стандартные образцы № 4, 2012 ^^^^^^
Рис. 1. ИСО ЛГ51 - ЛГ55
градуировочного графика при контроле различных сталей, в том числе высоколегированных.
С целью обеспечения потребителей такими СО был выпущен комплект из четырех СО СА сталей ИСО 002 - ИСО 005 (ГСО 10117-2012) с аттестацией очень низких массовых долей (м.д., %) 14 элементов: углерода (0,002-0,007), кремния (0,012-0,084), марганца (0,028-0,104), хрома (0,015-0,087), никеля (0,006-0,12), молибдена (0,0004-0,005), титана (0,0005-0,0063), меди (0,007-0,078), алюминия (0,054-0,317), кобальта (0,001-0,011), мышьяка (0,001-0,004), олова (0,00040,0021), серы и фосфора (0,003-0,005). Этот комплект является хорошим дополнением к выпущенным ранее ЗАО «ИСО» Государственным стандартным образцам с микропримесями [2].
Анализ заявок 320 предприятий, обратившихся в институт с разовыми заявками на приобретение СО, и 9 торгово-посреднических компаний (суммарный объем продаж - 47 %) [1] показал, что в основном ими приобретаются СО углеродистых и низколегированных сталей. В отличие от традиционных потребителей СО (металлургов и машиностроителей), эта группа предприятий заказывает единичные СО СА в строгом соответствии с составами сталей, регламентируемых стандартами на марки.
Для этой группы потребителей в дополнение к имеющимся СО ХА углеродистых и низколегированных сталей были выпущены следующие комплекты таких сталей: УГ87 - УГ92 (ГСО 9289-2009, стали типов 60С2Г, К78ХСФ, 30Л, 55С2, Св-08ХГ2С, 70С2ХА, аттестовано по 18 элементов, в том числе м.д., % микропримесей мышьяка (0,0004-0,116), свинца (0,00006-0,0030), сурьмы (0,00009-0,0012)), УГ93 - УГ97 (ГСО 9682-2010, стали типов 15Л, 25, 30, 55, 08 , аттестовано 12 элементов), ИСО УГ108 - ИСО УГ114 (ГСО 10116-2012, стали типов 08пс,18ЮА, К86Ф, 55С2, 20ХГ2Ц, Св-15ГСТЮЦА, аттестовано по 14 элементов) [5]. Планируется выпустить в 2012-2013 гг. два комплекта сталей УГ115 - УГ119 (12ХН2, 40ХН, 09Г2С, 35ХГСА, 55С2А) и УГ120 - УГ124 (10ХСНД, 35, 15ХСНД, 45, 17Г1С).
ЗАО «Институт стандартных образцов» в рамках международного сотрудничества совместно с ГП «УКРНИИСПЕЦСТАЛЬ» (г. Запорожье, Украина) разработал и выпустил серию монолитных ГСО для газового анализа (7-6, 7-7, 7-8, 7-9) с аттестованными значениями массовой доли азота и кислорода, в том числе с низкой массовой долей кислорода (0,0009 %) [6].
Материал СО приготовлен в виде шлифованных прутков: СО 7-6 (ГСО 9110-2008, сталь типа ШХ 15), СО 7-8 (ГСО 9724-2010, сталь типа Ст3кп) и СО 7-9 (ГСО
9725-2010, сталь типа 10кп) диаметром (2,8-3) мм, длиной (190-210) мм; СО 7-7 (ГСО 9454-2009, сталь типа 40X13) диаметром (1,5-2) мм, длиной (110-120) мм [6].
Совместно с предприятиями Украины выпущены еще два новых СО ХА: ИСО У23 (ГСО 9978-2011, сталь углеродистая типа 65) и ИСО У24 (ГСО 9979-2011, сталь углеродистая типа 55), приготовленные в виде рубленой проволоки диаметром 0,4 мм.
Из руды железной агломерационной Криворожского железорудного комбината выпущен СО ХА ИСО Р36 (ГСО 9977-2011). В этом ГСО аттестовано 13 компонентов: железо общее (57,47 %) и оксиды кремния, кальция, магния, алюминия, марганца, титана, натрия, калия.
Совместно с Республикой Казахстан выпущен новый СО ХА Р31 (ГСО 8855-2006, концентрат ильменитовый Шокашского месторождения) с аттестацией шести компонентов, в том числе оксида титана (56,5 %).
По заявке ОАО «Гайский ГОК» выпущены два новых СО ХА: Р34 (ГСО 9683-2010, концентрат медный типа КМ7 по ГОСТ Р 52998-2008, аттестовано 12 компонентов) и ИСО Р35 (ГСО 9976-2011, руда сульфидная медная типа МВ, аттестовано 8 компонентов). ГСО Р34 и ИСО Р35 существенно отличаются по составу от традиционно выпускаемого рудного сырья аттестованными м.д. (%) меди (17,66 и 1,65 соответственно), серы (39,3 и 26,7), цинка (2,48 и 0,74), мышьяка (0,36 и 0,067). В этих двух ГСО впервые аттестованы содержания серебра и золота.
Выпущенный в последнее время СО ХА Р33 (ГСО 9453-2009, концентрат железорудный шахты «Севе-ропесчанская» ОАО «Богословское рудоуправление») интересен тем, что в нем аттестованы семь компонентов, в том числе высокие для железорудного сырья содержания серы (3,1 %) и оксида кальция (8,35 %).
Заявки ферросплавных предприятий России учтены при выпуске следующих пяти новых типов СО ХА: Ф40 (ГСО 8655-2005, феррованадий типа FeV80, аттестованы м.д. (%) 9 элементов: ванадий (80,1), кремний (1,31), алюминий (2,12) и др.), Ф41 (ГСО 8695-2005, ферроникель маложелезистый, аттестованы м.д. (%) семь элементов: никель (91,4), железо (5,68), кобальт (2,04) и другие), Ф42 (ГСО 8937-2008, ферротитан типа ФТи25, аттестовано 13 элементов), Ф43 (ГСО 9048-2008, ферротитан типа ФТи35С8, аттестованы 15 элементов), Ф44 (ГСО 9723-2010, силикокальций с магнием типа СК15Мг9, аттестованы м.д. (%) 9 элементов: кальций (12,6), кремний (49,7), магний (9,6), сумма РЗМ (0,78) и др.). Два новых типа ГСО ферротитана с двумя имев-
шимися ранее в номенклатуре (аттестованы м.д. (%) титана: 27,15; 31,9; 33,11 и 70,8) полностью обеспечивают потребности предприятий в СО для анализа таких ферросплавов.
Совместно с Республикой Казахстан выпущен новый СО ХА Ф45 (ГСО 10132-2012, феррохром низкоуглеродистый типа ФХ010, аттестованы 9 элементов). Готовятся к выпуску в 2013 г. еще два ГСО из феррохромов Республики Казахстан.
Доля продаж СО огнеупоров и шлаков составляет всего 4 % от общей реализации [1], и поэтому выпущено только три новых СО ХА такого типа: К11 (ГСО 8694-2005, глина формовочная бентонитовая, аттестовано 7 компонентов, в том числе м.д. (%) оксида кремния (62,2) и оксида алюминия (16,8)), Ш13
(ГСО8733-2006, концентрат плавикошпатовый типа ФК-75, аттестовано 6 компонентов (кальций 84,7 %)) и Ш14 (ГСО 9099-2008, шлак доменный, аттестованы 9 компонентов, в том числе оксиды кремния (28,2 %), кальция (32,5 %), титана (9,63 %)).
Таким образом, расширение номенклатуры стандартных образцов, выпускаемых ЗАО «ИСО», за последние десять лет на 94 СО позволило в основном удовлетворить запросы предприятий в СО сталей, сплавов, чугунов, руд, ферросплавов, огнеупоров и шлаков. Сотрудничество с предприятиями-потребителями СО, анализ их будущих заявок позволит еще более полно учесть их изменяющиеся потребности при выпуске новых типов Государственных стандартных образцах металлургических материалов.
Э ЛИТЕРАТУРА
1. Экономические аспекты производства и реализации стандартных образцов химического состава материалов черной металлургии / И.В. Багазеев, М.В. Шурыгин, И.М. Кузьмин, Е.А. Пьянкова // Стандартные образцы. 2012, № 4. С. 75-80.
2. Козьмин В.А. Государственные стандартные образцы сталей, сплавов и чугунов с аттестованными содержаниями микропримесей. Проблемы и успехи / В.А. Козьмин, С.Ф. Федорова, М.Ю. Щукина // Стандартные образцы. 2008. № 2. С. 44-51.
3. Патент № 2379647 Россия. Способ получения стандартного образца состава стали, чугуна или сплава, микролегированных легколетучими металлами (варианты), стандартный образец состава стали, чугуна или сплава, микролегированных легколетучими металлами, с аттестованным содержанием одного или нескольких металлов, выбранных из группы, включающей свинец, висмут, сурьму, теллур, цинк, олово, медь, алюминий / В.А. Козьмин, М.Ю. Щукина, М.В. Козьмин, В.В. Степановских, С.Ф. Федорова.
4. Самарина Г.А. Разработка новых комплектов стандартных образцов для спектрального анализа чугунов / А.Г. Самарина, Т.И. Игнатенко // Стандартные образцы. 2012. № 4. С. 28-32.
5. Третьякова М.В. Совершенствование номенклатуры стандартных образцов для спектрального анализа углеродистых сталей / М.В. Третьякова, А.Г. Трофимова, Г.А. Самарина // Стандартные образцы. 2012. № 4. С. 24-27.
6. Разработка и выпуск ГСО сталей с аттестованными содержаниями азота и кислорода / В.В. Степановских [и др.] // Стандартные образцы. 2011. № 2. С. 26-29.
