О новом способе ЭШП крупногабаритных полых слитков
Рассмотрены перспективы получения крупных полых слитков ЭШП. Оценена возможность выплавки полых слитков по двухконтурной схеме ЭШП ДС с применением токоведущего и нетоковедущего дорна. Приведено сравнение различных схем получения полых слитков ЭШП. Показана возможность выплавки полых слитков со смен...
Gespeichert in:
| Datum: | 2011 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2011
|
| Schriftenreihe: | Современная электрометаллургия |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96260 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | О новом способе ЭШП крупногабаритных полых слитков / Б.Б. Федоровский, Л.Б. Медовар, А.П. Стовпченко, В.М. Журавель, В.Я. Саенко, В.А. Зайцев, В.Б. Смолярко, В.А. Лебедь // Современная электрометаллургия. — 2011. — № 3 (104). — С. 3-6. — Бібліогр.: 7назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-96260 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-962602025-02-09T10:45:00Z О новом способе ЭШП крупногабаритных полых слитков About new method of ESR of large-size hollow ingots Федоровский, Б.Б. Медовар, Л.Б. Стовпченко, А.П. Журавель, В.М. Саенко, В.Я. Зайцев, В.А. Смолярко, В.Б. Лебедь, В.А. Электрошлаковая технология Рассмотрены перспективы получения крупных полых слитков ЭШП. Оценена возможность выплавки полых слитков по двухконтурной схеме ЭШП ДС с применением токоведущего и нетоковедущего дорна. Приведено сравнение различных схем получения полых слитков ЭШП. Показана возможность выплавки полых слитков со сменой электродов по ходу переплава. Prospects for producing large-size hollow ESR ingots are considered. The possibility of melting hollow ingots by two-circuit diagram (ESR TC) using current-carrying and non-current-carrying mandrel is estimated. Comparison of different diagrams of producing hollow ESR ingots was made. The opportunity of melting hollow ingots with a change of electrodes during remelting is shown. 2011 Article О новом способе ЭШП крупногабаритных полых слитков / Б.Б. Федоровский, Л.Б. Медовар, А.П. Стовпченко, В.М. Журавель, В.Я. Саенко, В.А. Зайцев, В.Б. Смолярко, В.А. Лебедь // Современная электрометаллургия. — 2011. — № 3 (104). — С. 3-6. — Бібліогр.: 7назв. — рос. 0233-7681 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96260 669.117.6 ru Современная электрометаллургия application/pdf Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Электрошлаковая технология Электрошлаковая технология |
| spellingShingle |
Электрошлаковая технология Электрошлаковая технология Федоровский, Б.Б. Медовар, Л.Б. Стовпченко, А.П. Журавель, В.М. Саенко, В.Я. Зайцев, В.А. Смолярко, В.Б. Лебедь, В.А. О новом способе ЭШП крупногабаритных полых слитков Современная электрометаллургия |
| description |
Рассмотрены перспективы получения крупных полых слитков ЭШП. Оценена возможность выплавки полых слитков по двухконтурной схеме ЭШП ДС с применением токоведущего и нетоковедущего дорна. Приведено сравнение различных схем получения полых слитков ЭШП. Показана возможность выплавки полых слитков со сменой электродов по ходу переплава. |
| format |
Article |
| author |
Федоровский, Б.Б. Медовар, Л.Б. Стовпченко, А.П. Журавель, В.М. Саенко, В.Я. Зайцев, В.А. Смолярко, В.Б. Лебедь, В.А. |
| author_facet |
Федоровский, Б.Б. Медовар, Л.Б. Стовпченко, А.П. Журавель, В.М. Саенко, В.Я. Зайцев, В.А. Смолярко, В.Б. Лебедь, В.А. |
| author_sort |
Федоровский, Б.Б. |
| title |
О новом способе ЭШП крупногабаритных полых слитков |
| title_short |
О новом способе ЭШП крупногабаритных полых слитков |
| title_full |
О новом способе ЭШП крупногабаритных полых слитков |
| title_fullStr |
О новом способе ЭШП крупногабаритных полых слитков |
| title_full_unstemmed |
О новом способе ЭШП крупногабаритных полых слитков |
| title_sort |
о новом способе эшп крупногабаритных полых слитков |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2011 |
| topic_facet |
Электрошлаковая технология |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96260 |
| citation_txt |
О новом способе ЭШП крупногабаритных полых слитков / Б.Б. Федоровский, Л.Б. Медовар, А.П. Стовпченко, В.М. Журавель, В.Я. Саенко, В.А. Зайцев, В.Б. Смолярко, В.А. Лебедь // Современная электрометаллургия. — 2011. — № 3 (104). — С. 3-6. — Бібліогр.: 7назв. — рос. |
| series |
Современная электрометаллургия |
| work_keys_str_mv |
AT fedorovskijbb onovomsposobeéšpkrupnogabaritnyhpolyhslitkov AT medovarlb onovomsposobeéšpkrupnogabaritnyhpolyhslitkov AT stovpčenkoap onovomsposobeéšpkrupnogabaritnyhpolyhslitkov AT žuravelʹvm onovomsposobeéšpkrupnogabaritnyhpolyhslitkov AT saenkovâ onovomsposobeéšpkrupnogabaritnyhpolyhslitkov AT zajcevva onovomsposobeéšpkrupnogabaritnyhpolyhslitkov AT smolârkovb onovomsposobeéšpkrupnogabaritnyhpolyhslitkov AT lebedʹva onovomsposobeéšpkrupnogabaritnyhpolyhslitkov AT fedorovskijbb aboutnewmethodofesroflargesizehollowingots AT medovarlb aboutnewmethodofesroflargesizehollowingots AT stovpčenkoap aboutnewmethodofesroflargesizehollowingots AT žuravelʹvm aboutnewmethodofesroflargesizehollowingots AT saenkovâ aboutnewmethodofesroflargesizehollowingots AT zajcevva aboutnewmethodofesroflargesizehollowingots AT smolârkovb aboutnewmethodofesroflargesizehollowingots AT lebedʹva aboutnewmethodofesroflargesizehollowingots |
| first_indexed |
2025-11-25T20:47:57Z |
| last_indexed |
2025-11-25T20:47:57Z |
| _version_ |
1849796779975901184 |
| fulltext |
От редколлегии
В последние два три-года наблюдается бум сообщений об освоении технологии
производства крупных полых слитков преимущественно в компаниях, работающих
в заготовительном производстве энергетического машиностроения. Так, заявили
об освоении 140...220-тонных полых слитков металлурги двух всемирно известных
фирм «АREVA» (Франция ) и «Sheffield Forgemasters» (Англия). Начал работы
в этом направлении гигант отечественного тяжелого и энергетического машинос-
троения краматорский «Энергомашспецсталь». Аналогичные работы финанси-
руются государством в Китае. В этой связи напомним, что пионерами производ-
ства тяжелых полых слитков являются известнейшие японские фирмы «Kobelco»
и «Japan Steel Works» (JSW), а в Украине специалистами ИЭС им. Е. О. Патона
НАН Украины и ПО «Ждановтяжмаш» (ныне «Азовмаш») полый 120-тонный
слиток освоен более 25 лет назад. Опыт применения ЭШП в получении полых
слитков свидетельствует о несомненных преимуществах ЭШП полых слитков,
в сравнении с окрытой выплавкой. Редколлегия планирует продолжить публи-
кацию материалов по этой тематике и приглашает своих постоянных читателей
и авторов к обсуждению данной проблемы.
УДК 669.117.6
О НОВОМ СПОСОБЕ ЭШП
КРУПНОГАБАРИТНЫХ ПОЛЫХ СЛИТКОВ
Б. Б. Федоровский, Л. Б. Медовар, А. П. Стовпченко,
В. М. Журавель, В. Я. Саенко, В. А. Зайцев,
В. Б. Смолярко, В. А. Лебедь
Рассмотрены перспективы получения крупных полых слитков ЭШП. Оценена возможность выплавки полых слитков
по двухконтурной схеме ЭШП ДС с применением токоведущего и нетоковедущего дорна. Приведено сравнение
различных схем получения полых слитков ЭШП. Показана возможность выплавки полых слитков со сменой элек-
тродов по ходу переплава.
Prospects for producing large-size hollow ESR ingots are considered. The possibility of melting hollow ingots by
two-circuit diagram (ESR TC) using current-carrying and non-current-carrying mandrel is estimated. Comparison of
different diagrams of producing hollow ESR ingots was made. The opportunity of melting hollow ingots with a change
of electrodes during remelting is shown.
Ключ е вы е с л о в а : электрошлаковый переплав; двух-
контурная схема питания; токоведущий кристаллизатор;
полый слиток; токоведущий дорн
Применение электрошлакового переплава (ЭШП)
для получения полых слитков реализовано в ИЭС
им. Е.О. Патона НАН Украины много лет назад.
Его традиционные технологии успешно применяют-
ся и сегодня в промышленности [1, 2]. При значи-
тельном многообразии существуют два основных
способа ЭШП полых слитков. Первый реализуют
с применением так называемый прошивки при
встречном движении расходуемого электрода и на-
плавляемого слитка с прямой электрической схемой
подключения электрода.
© Б. Б. ФЕДОРОВСКИЙ, Л. Б. МЕДОВАР, А. П. СТОВПЧЕНКО, В. М. ЖУРАВЕЛЬ, В. Я. САЕНКО, В. А. ЗАЙЦЕВ,
В. Б. СМОЛЯРКО, В. А. ЛЕБЕДЬ, 2011
3
Второй способ получил большее распростране-
ние и основан на применении бифилярной электри-
ческой схемы подключения, как правило, 6…8 рас-
ходуемых электродов.
В силу вполне понятных технически причин
ЭШП полых слитков до последнего времени при-
меняли преимущественно для изготовления объек-
тов военного назначения. Масса слитков достигала
примерно 20 т, длина – 5…6 м. Несмотря на вы-
сокие значения физико-механических свойств лито-
го металла ЭШП, сопоставимые с таковыми дефор-
мированного металла, полые слитки ЭШП в основ-
ном используют после деформации [3, 4].
Сегодня интерес к технологии производства по-
лых слитков опять усилился. Вызвано это стрем-
лением к максимальной экономичности. Тради-
ционные технологии производства всевозможных
обечаек, сосудов, толстостенных труб базируются
преимущественно на ковке их из сплошных кузнеч-
ных слитков с весьма низким выходом годного.
Некоторые сравнительные данные об эффектив-
ности применения полых слитков приведены в таб-
лице, основанной на данных отечественных заводов
тяжелого машиностроения и на экспертных оценках.
С учетом потенциальных возможностей ЭШП
необходимо, на наш взгляд, вернуться к обсужде-
нию перспектив и преимуществ ЭШП в производ-
стве полых слитков значительно больших габаритов
и массы, нежели ранее. Авторы полагают, что тех-
нически и экономически может быть эффективной
выплавка полых слитков ЭШП массой примерно
300 т. Возможности получения полых слитков такой
массы и принципы создания соответствующего обо-
рудования на основе технологии ЭШП с прямой пере-
работкой жидкого металла без расходуемых электро-
дов опубликованы ранее в работах [5, 6].
Вместе с тем, в связи с необходимостью приме-
нения ЭШП в защитной атмосфере для целого ряда
высоколегированных сталей и сплавов следует
иметь возможность получения крупногабаритных
полых слитков ЭШП путем стандартного переплава
расходуемых электродов.
При производстве крупногабаритных сплошных
слитков ЭШП обычно применяют смену электродов
по ходу переплава. Это позволяет значительно
уменьшить длину расходуемых электродов и высо-
ту печи.
Для выплавки полых слитков длиной более
3…4 м, как свидетельствует практика, применение
прошивки невозможно.
При многоэлектродной бифилярной схеме реа-
лизовать коэффициент заполнении более 0,5 прак-
тически очень сложно, поэтому требуется исполь-
зовать очень длинные электроды.
Так, на недавно построенной концерном «Энер-
гомаш» (Россия, г. Белгород) уникальной печи
Выход годного металла (ВГМ)* при производстве полой заготовки прошивкой из слитка сплошного металла и и его эконо-
мия при выплавке полого слитка ЭШП
Наименование детали
Масса
поковки, т
Параметры сплошного слитка под прошивку
Диаметр, мм Длина или высота,
мм
Масса слитка, т ВГМ, %
наружный внутренний
Вал 173,0 2710 1300 9410 290,0 59,66
Гидровал 128,0 2180 800 9150 190,0 67,37
Кольцо упорное 88,0 5530 4390 1210 130,0 67,69
Валок опорный 1800×3400 110,0 1890 — 8270/3480
(бочка валка)
182,0 60,44
Траверса цилиндра 136,5 4680 1970 1190 190,0 71,84
Плита 2×35,0 2950 2450 4650 124,5 56,22
Труба 23,0 1020 690 6500 32,7 70,33
Окончание таблицы
Наименование детали
Параметры полого слитка ЭШП
**
Экономия металла
при выплавке
полого слитка
ЭШП, т/%
Диаметр, мм Длина или высота,
мм
Масса слитка, т
наружный внутренний
Вал 2800 950 4200 185 105/36
Гидровал 2900 700 2800 140 50/26
Кольцо упорное 2800 950 2200 95 35/27
Валок опорный 1800×3400 2300 — 3500 115 67/37
Траверса цилиндра 3200 850 2400 140 50/26
Плита 2450 850 2300 75 49,5/40,0
Труба 1050 690 6500 25 7,7/27,0
*Расчетное значение, включающее допуски на потери при ковке и полученное исходя из реального многолетнего производственного
опыта.
**Экспертные данные.
4
ЭШП планируют выплавлять полые слитки диамет-
ром до 1 м и длиной до 10 м (см. 2-ю страницу
обложки журнала) [7]. Таким образом, сплавляе-
мая часть расходуемых электродов должна состав-
лять около 20 м. Вполне очевидно, что прямое при-
менение известных решений в данном случае при-
водит к неоправданному усложнению и печи, и тех-
нологии.
Рис. 1. Схема ЭШП ДС полых слитков в токоподводящем кристаллизаторе с использованием жидкого металла и токоведущего
дорна (а), а также расходуемых электродов и нетоковедущего дорна (б)
Рис. 2. Регистрограммы электрических параметров плавок по схемам рис. 1 с использованием жидкого металла и токоведущего
дорна (а), а также расходуемых электродов и нетоковедущего дорна (б): 1 – мощность; 2 – напряжение; 3 – ток; 4 – скорость
вытяжки; 5 – напряжение на электродах; 6 – напряжение на кристаллизаторе; 7 – ток на электроде; 8 – имитация; l – длина
5
Нами сделана попытка реализовать процесс
ЭШП полых слитков со сменой электродов по ходу
переплава.
Суть нового способа заключается в использо-
вании подвижного токоведущего кристаллизатора,
в который переплавляют расходуемые электроды
по двухконтурной схеме, так называемый процесс
ЭШП ДС. Это дает возможность производить смену
расходуемых электродов без опасности зажатия
дорна при усадке металла или нарушения форми-
рования слитка. В свою очередь, смена электродов
по ходу плавки позволяет получать длинномерные
заготовки при сравнительно невысокой колонне
печи, имеющей небольшую грузоподъемность.
Принципиальные схемы предлагаемых новых
способов ЭШП полых слитков приведены на рис. 1.
Опытные плавки выполняли в кристаллизаторе
с внутренним диаметром 350 мм. При этом наруж-
ные диаметры токоведущего и нетоковедущего дор-
нов были одинаковыми и составляли 114 мм.
Общая мощность на шлаковой ванне при реали-
зации обеих схем составляла 450…500 кВ⋅А. В слу-
чае плавки по схеме рис. 1, а эта мощность распре-
делялась между кристаллизатором и дорном как
(300…340):(140…160) кВ⋅А.
В опытах оценивали стабильность процесса,
симметричность металлической ванны, качество
внутренней и наружной поверхности слитков, а так-
же имитировали смену расходуемых электродов пу-
тем кратковременного их отключения и извлечения
из шлаковой ванны.
Результаты этих исследований показали (рис. 2),
что стабильность процесса в обоих случаях удов-
летворительная при несколько лучшей в случае
использования схемы рис. 1, а. Отключение расхо-
дуемых электродов и извлечение их из шлаковой
ванны на 5 мин не привело к нарушению стабиль-
ности процесса, и после последующего погружения
электродов в шлак плавка продолжалась в том же
режиме (126…131 мин плавки – рис. 2, б).
Макроструктура полученных слитков была плот-
ной и однородной. Поры отсутствовали. Структура
центральной части слитков характеризовалась на-
личием зоны столбчатых кристаллов и отсутствием
ликвационных дефектов (рис. 3, а). Изменения в
структуре слитка в зоне, имитирующей смену элек-
тродов (отмечена линией профиля жидкометалли-
ческой ванны), не выявлены.
Симметричность металлической ванны оценива-
лась по расположению линии встречи кристаллов,
видимой на головной поверхности слитка (рис. 3, б).
Как видно из рисунка, расположение этой линии
адекватно расположению таковой на продольном
макротемплете полого слитка.
Следует отметить, что схема рис. 1, а также имеет
большие потенциальные возможности для управле-
ния формой металлической ванны при условии не-
зависимого регулирования электрической мощности
(например, при использовании двух источников пита-
ния) в цепях кристаллизатора и дорна.
Таким образом, результаты проведенных иссле-
дований показали принципиальную возможность
электрошлаковой выплавки длинномерных полых
слитков высокого качества с применением смены
расходуемых электродов.
1. Патон Б.Е., Медовар Б.И., Бойко Г.А. / Электрошлако-
вое литье. – Киев: Наук. думка, 1981. – 192 с.
2. Жадкевич М.Л., Шевцов В.Л., Пузрин Л.Г. Электрошла-
ковое литье полых слитков и заготовок в промышленном
производстве // Современ. электрометаллургия. –
2008. – Вып. 3. – С. 7—14.
3. Morizot C., Witzke S. An application of hollow ESR ingots
// Proc. of the Intern. sym. on electroslag remelting tech-
nology and equipment (May 15—17, 2001, Kyiv, Ukrai-
ne). – Kyiv, 2001. – P. 131—134.
4. К вопросу выплавки тонкостенных полых электрошлако-
вых слитков / Б.И. Медовар, В.М. Баглай, Б.Б. Федо-
ровский и др. // Спец. электрометаллургия. – 1974. –
Вып. 26. – С. 13—17.
5. Medovar L.B., Tsykulenko A.K., Saenko V.Ya. et al. New
Electroslag Technologies // Proc. of the International sym.
on electroslag remelting technology and equipment (May
15—17, 2001, Kyiv, Ukraine). – Kyiv, 2001. – P. 49—60.
6. Патон Б.Е., Медовар Б.И. 40 лет ЭШП: есть ли перс-
пектива? (в порядке обсуждения) // Сталь. – 1998. –
Вып. 11. – С. 24—27.
7. http://www.energomash.ru/2011/01/27/filial-gruppy-
yenergomash-g-volgodonsk.html
Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, Киев
ЧП «Элмет-Рол», Киев
Поступила в редакцию 20.07.2011
Рис. 3. Макроструктура полого слитка,
выплавленного с имитацией смены
электродов: а – форма металлической
ванны; б – расположение линии встречи
кристаллов на головной поверхности
слитка
6
|