Електрошлакова технологія

ЕЛЕКТРОШЛА́КОВА ТЕХНОЛО́ГІЯ — складова частина електрометалургії, яка базується на основі процесу генерації теплової енергії, що виділяється при проходжен­ні електричного струму через товстий шар роз­плавленого струмо­провід­ного шлаку. Серед різновидів — електрошлак. пере­плав і електрошлак. лиття. Для здійсне­н­ня електрошлак. пере­плаву використовують електрошлак. піч, у якій електрод, виготовлений з вихід. металу, під­ключають до джерела електр. струму та торцем занурюють у роз­плавлений синтет. шлак (т-ра бл. 2500 °С). Краплі металу, що збігають з торця електроду, проходячи крізь товщу шлаку, очищуються від шкідливих домішок (від сірки, неметал. включень, кисню), збираються на дні шлак. ванни та кри­сталізуються. Цей спосіб за­стосовують для одержа­н­ня метало­продукції найвищої якості, комплекс служб. характеристик якої забезпечити традиц. технол. процесами неможливо. Ним виготовляють високо­якісні кон­струкц., інструментал., нержавіючі, жароміцні, штамп., швидкорізал., шарикопідшипник., високоазотисті сталі, зокрема й із надрівноваж. вмістом азоту, сплави на основі нікелю, титану і його сплавів тощо. Електрошлак. пере­плавом отримують зливки масою від 10 г до 200 т і більше, практично будь-якої необхід. форми, яка ви­значається формою кри­сталізатора та схемою виплавле­н­ня, зокрема й ковальські, для прокатува­н­ня листів, труб, сорт. профілю зливки. Цей спосіб вперше впроваджено у виробництво 1958 на Електрометалург. заводі «Дні­проспец­сталь» (Запоріж­жя). Згодом його поширено на металург. комбінатах «Азов­сталь» (м. Жданов, нині Маріуполь), «Червоний Жовтень» (м. Волго­град, РФ), «Електро­сталь» (м. Електро­сталь Моск. обл.), Новокр­аматор. (м. Кр­аматорськ Донец. обл.) та Іжор. (Ленін­град, нині С.-Петербург) маш.-буд. заводах, у багатьох промислово роз­винених країнах світу (Франція, Японія, США, Велика Британія, ФРН, Швеція тощо). Електрошлак. лиття від­різняється від усіх ін. методів тим, що приготува­н­ня чистого рідкого металу та його витрача­н­ня здійснюється в одному і тому ж агрегаті з ливар. формою. Серед найпоширеніших схем за­стосува­н­ня — 1) витратні електроди пере­плавляють без­посередньо у водо­охолоджуваному кри­сталізаторі, в якому формується від­ливка (у формі внутр. порожнини кри­сталізатора); 2) попередньо виплавлені або виготовлені ін. методами елементи майбут. заготовки встановлюють у від­повід­ні отвори водо­охолоджуваного кри­сталізатора та при наплавлен­ні осн. центр. частини від­ливки приплавляють до неї; 3) одержа­н­ня від­ливки з частковим або повним пере­лива­н­ням рідкого металу із плавил. ємності в порожнину ливар. форми. Литий електрошлак. метал має орієнтовану кри­сталічну структуру, гладеньку поверх­ню, до­статньо точну конфігурацію, до мінімуму зводить обʼєм мех. обробле­н­ня. Галузі за­стосува­н­ня електрошлак. литва: суднове (колінчастий вал, шатун, шток поршня, клапан) та металург. (валки прокат. та калібри трубо­прокат. станів, ковал. штампи) машинобудува­н­ня, виробництво товстостін. литозвар. балонів високого тиску тощо. Електрошлак. тигел. плавле­н­ня та вилива­н­ня металу разом із шлаком у стаціонарні ливарні форми роз­ширюють можливості утилізації від­ходів виробництва та спрацьованих деталей, фрез, свердел, штамп. інструментів, а також від­ходів високолег. нержавіючої сталі та кольор. металів (міді, сплавів на її основі тощо). Досить частим є за­стосува­н­ня технології виготовле­н­ня великогабарит. виробів енергет. та важкого машинобудува­н­ня на основі електрошлакового зварюва­н­ня заготовок швами надвеликого пере­різу. Її вперше викори­стано на поч. 1970-х рр. на Іжор. заводі для виробництва роторів генераторів АЕС потуж. до 1 млн КВт. Гол. пере­вагою дугошлак. пере­плаву, що виконується електр. дугою між торцем витрат. метал. електрода та поверх­нею рідкої шлак. ванни у мідному водо­охолоджуваному кри­сталізаторі, є можливість легува­н­ня металу азотом із газової фази, виробництва високоазотистих лігатур, напр., нітриду кремнію. Електрошлак. наплавле­н­ня рідким металом з двома джерелами живле­н­ня до­зволяє отримувати поверх­неві шари товщиною від 20 мм, циліндричні заготовки діаметром від 100 мм, виготовляти композитні заготовки деталей різного при­значе­н­ня. Перший у світі пром. агрегат для виробництва композит. прокат. валків діаметром до 1000 мм, довж. наплав. бочки до 2500 мм та масою до 20 т створ. на Новокр­аматор. маш.-буд. заводі. Знач. вклад у створе­н­ня пере­важ. більшості нових та вдосконале­н­ня існуючих електрошлак. технол. процесів зробили вчені Ін­ституту електрозварюва­н­ня НАНУ. Серед ви­знач. вчених — Б. Патон, Б. Медовар. (Див. Загальні схеми електрошлакового пере­плаву; Схему електрошлакового пере­плаву порожнистого зливка; Загальну схему електрошлакового лиття; Схему електрошлакового лиття з пере­ливом металу).

Завантажити статтю