Methodology for Calculating the Economic Feasibility of Innovative Development of Sponge Ferrotungsten Production in Domestic Metallurgy

S.M. Hryhoriev; D.V. Yakovlev

doi:10.15407/steelcast2026.02.018

Методологія розрахунку економічної доцільності інноваційного розвитку виробництва губчастого феровольфраму у вітчизняній металургії

Автор(и)

С.М. Григор’єв нженерний навчально-науковий інститут ім. Ю.М. Потебні Запорізького національного університету (Запоріжжя, Україна) https://orcid.org/0000-0003-3875-8880 (неавтентифікований)
Д.В. Яковлєв Інженерний навчально-науковий інститут ім. Ю.М. Потебні Запорізького національного університету (Запоріжжя, Україна) https://orcid.org/0009-0002-0406-9868 (неавтентифікований)

DOI:

https://doi.org/10.15407/steelcast2026.02.018

Ключові слова:

Губчастий феровольфрам (FVG), порошкова металургія, легування вольфраму, швидкорізальна сталь Р6М5, ресурсоефективна металургія, заміна відновників, відходи, що містять вуглець

Анотація

У цьому дослідженні представлено комплексну методологію оцінки економічної доцільності впровадження інноваційного виробництва губчастого феровольфраму (ГФВ) у вітчизняній металургійній промисловості з використанням методів порошкової металургії. Запропонована технологія спрямована на принципову оптимізацію споживання дефіцитних ресурсів та енергії шляхом повної або часткової заміни дорогих відновників, таких як порошки кремнію та алюмінію, диспергованими вуглецевмісними промисловими відходами. Це дозволяє не тільки знизити собівартість продукції, але й спростити апаратурне проєктування процесу плавлення.

Використання ГФВ як інноваційної легуючої добавки при виплавці швидкорізальної сталі (на прикладі марки Р6М5) забезпечує якісно новий рівень ефективності легування. Завдяки високій питомій поверхні та розвиненій пористості «губки» скорочується час розчинення вольфраму в розплаві, що мінімізує окислювальний потенціал ванни та зменшує незворотні втрати інших легуючих елементів. У статті детально описано математичну модель економічного розрахунку на основі перехресного аналізу: від зменшення матеріаломісткості на стадії відновлення оксидів до підвищення продуктивності електродугових печей ДСВ-25.

Особлива увага приділяється термодинамічним критеріям поглинання вольфраму, яке в 5—7 разів вище, ніж у традиційного плавленого феровольфраму. Економічний ефект підтверджено розрахунками з використанням поточних котирувань Лондонської біржі металів (LME). Результати дослідження доводять, що впровадження виробництва FVG є стратегічно важливим кроком для імпортозаміщення та підвищення конкурентоспроможності вітчизняних спеціальних сталей на світовому ринку в умовах енергетичної кризи.

Завантажити

Дані для завантаження поки недоступні.

Біографії авторів

автор С.М. Григор’єв, афіліація нженерний навчально-науковий інститут ім. Ю.М. Потебні Запорізького національного університету (Запоріжжя, Україна)

д-р техн. наук, проф., проф. кафедри металургійних технологій, екології та техногенної безпеки
автор Д.В. Яковлєв, афіліація Інженерний навчально-науковий інститут ім. Ю.М. Потебні Запорізького національного університету (Запоріжжя, Україна)

аспірант кафедри металургійних технологій, екології та техногенної безпеки

Посилання

Ostryk, P. N., Gasik, M. M., & Pyrog, V. D. (1992). Metallurgiya gubchastykh i poroshkovykh ligatur [Metallurgy of Sponge and Powder Alloys]. Tekhnika [in Russian].

Grigor'ev, S. M., Akimenko, V. B., Popov, A. N et al. (1983). Izvlechenie metallizirovannogo molibdenovogo kontsentrata iz briketirovanoy shikhty i yego regeniratsiya pri vuplavke stali [Obtaining molybdenum metallized concentrate from briquetted charge and its use in steel smelting]. Steel, (8), 79-81 [in Russian].

Grigoriev, S. M., Ostryk, P. N., Popov, A. N. et al. (1982). A. S. 977510 USSR, MKI C22C 34/34. Avtorskoe svidetelstvo. Sposob polychenia metallizirovanukh molibdenosoderzhashchikh i/ili volframosoderzhashchikh kontsentratov [Copyright certificate. Method for obtaining metallized molybdenum and/or tungsten-containing concentrates]. (USSR) No. 3312571/22-02. Appl. 30.11.82. Bull. No. 49, p. 102 [in Russian].

Grigoriev, S. M., Karpunina, M. S., Moskalenko, A. S. et al. (1999). Termodinamicheskiy analiz i matematicheskoe modelirovanie tekhnologii proizvodstva gybchastogo volframa [Thermodynamic analysis and mathematical modeling in relation to the technology of obtaining sponge tungsten]. Steel, (11), 33-36 [in Russian].

Grigoriev, S. M., Karpunina, M. S., Moskalenko, A. S. et al. (1999). Matematicheskaya model termodimamicheskogo ravnovesiya v sisteme W-O-C v svyazi s tekhnologiey polucheniya gubchastogo volframa [Mathematical model of thermodynamic equilibrium in the W-O- C system in relation to the technology of obtaining sponge tungsten]. Steel, (12), 31-34 [in Russian].

Grigoriev, S. M., & Grigoriev, D. S. (2002). Snizhenie soderzhaniya primisey v metallizirovanom volframovom kontsentrate [Reduction of impurities in metallized tungsten concentrate]. Steel, (10), 43-46 [in Russian].

Pyven, A. N., & Grigoriev, S. M. (1992). Effektivnost ekonomii resursov pri ispolzovanii molibdenosoderzhashchikh materialov [Efficiency of resource saving when using molybdenum-containing materials]. Non-ferrous metals. Nell. 10-12 [in Russian].

Grigoriev, S. M. (2005). Tekhniko-ekonomscheskie pokazateli razvitiya metallyrgii gubchastykh i poroshkovykh splavov na primere metallizirovanogo molibdenovogo kontsentrata [Technical and economic indicators of the development of metallurgy of sponge and powder alloys using the example of metallized molybdenum concentrate]. Ferrous metals, (3), 26-29 [in Russian].

Grigoriev, S. M. (1988). Ekonomicheskaya strategiya i taktika resurso- i energozberezhenia v metallurgii ogneupornukh materialov [Economic strategy and tactics of resource and energy saving in metallurgy of refractory materials]. Sb. "Metallurgiya", (1), 17-23 [in Russian].