Опыт использования технологии электрошлакового кокильного литья


В силу ряда объективных и субъективных причин, не смотря на то, что данной технологии уже более 50 лет, многие специалисты предприятей не знают о ней, путая её с электролшлаковым переплавом и литьем в медном водоохлаждаемом кристаллизаторе или скептически относятся к этому процессу.

В чем же суть электрошлакового кокильного литья (ЭКЛ) и его отличие от ЭШП (электрошлакового переплава), а также преимущества и недостатки этого процесса? На рисунке 1 представлена электрошлаковая тигельная печь, котоаря состоит из колонны с перемещающейся по ней кареткой 2, имеющей инверторную головку 3 для крепления электродов плавильного тишля 4 и источника питания. По сравнению с ЭШП, процесс ЭКЛ двустадийный.

Электрошлаковая тигельная печь
Рисунок 1

Если при ЭШП плавление и кристаллизация металла осуществляется в медном водоохлаждаемом кристаллизаторе, то при ЭКЛ в начале идет накопление жидкого металла в тигле, а затем, он вместе с жидким шлаком заливается в кокиль. Первое преимущество технологии электрошлакового кокильного литья заключается в том, что можно получать более сложные изделия вплоть до корпусных отливок. В третьих, процесс намного безопаснее ЭШП, так как технология не требует использования воды.

Намного проще решаются вопросы подбора шихты. Если при ЭШП необходимо отливать, проковывать расходуемые электроды или использовать прокат во избежание пережимов, то при ЭКЛ отходы, рассортированные по маркам стали, просто свариваются в "гирлянду" (главное чтобы сечение такого сборного электрода прошло в окно тигля) и перевариваются в тигле. Для мелкой шихты и отходов цветных металлов не требуются и дозаторы, устанавливаемые на печах ЭШП, в этом случае место расходумого устанавливается графитовоый электрод, наводится шлак, а затем через него в тигель вводится шихта путем засыпки. В силу того, что в процессе ЭКЛ происходит интенсивная электромагнитное и конвективное перемешивание, очень легко осуществлять при необходимости процесс легирования и модифицирования металла.

По сравнинию с ЭЛП, при переплаве металлоотходов (особенно это заметно в жаропрочных сплаввах при получении прутковых шихтовых заготовок, идущих на изготовление турбинных лопазок) наблюдается меньшая лактация легирующих элементов.

Основное применение выпускаемой нами установки электрошлакового кокильного литья нашли в ремонтном и инструментальном производстве для переработки металлолома из изношенных и поломанных деталей, оснастки и инструмента. При наличии технологии ЭКЛ предприятие полностью решает вопросы с бронзовыми заготовками для подшипников скольжения и других антифрикционных деталей. Причем кокили, в частности для подшипников скольжения можно делать разовыми из тонколистовой стали толщиной 2-3мм, закатав обечайку на вальцах или другими ручными способами. Учитывая особую чистоту металла, бронзовые отливки по своим служебным характеристикам не только не уступают отливкам, полученном центробежным литьем открытой выплавке, но и показывают увеличение срока служюы на 15-20%. Это связано с тем, что плеки металла на зеркале ванны попадают в тело отливки, при ЭКЛ попадают в тело отливки, при ЭКЛ образование пленок невозможно. Хначительно снижается и процесс технологических потерь при использовании в качестве шихты медно-содержащий стружки. Так. приспользовании деталей высоковольных траснформаторов из латунной стружки ЛС-50, потери составили 3-4%. При переплавке алюминиевой стружки потери составляют 10%, однако при этом следует отметить, что за счет специальных способов заливки алюмиевой отливки с электрошлпаковых печей не имеют окисных включений.

Хорошо зарекомендовала себя технология электрошлакового кокильного литья при изготовлении штамповой и прессовой оснастки из сталей Х12МФ, 4Х6МФС, 3Х3МЗФ, 5ХНМ и других инструментальных сталей. Благодаря низкой стоимости (порядка 18-20 тыс. руб за тонну литья без стоимости шихты) и малым припускам на обработку эффективность этого способа очень высока.

Нашла свое применение технология ЭКЛ и при переработки чугунной стружки альтернативой которой в настоящее время является ее брикетирование. При нашей технологии используется нерасходуемый графитовый электрод, при этом струджка просто совком засыпается в тигель. ТАким же образом можно использовать ЭКЛ и при изготовлении стеклоформ, поскольку чугун в своем составе имеет такие легирующпе элементы как хром, никель, молибден.

Высокую эффективность показывает технология ЭКЛ при переработки отходов меди. В качестве шихты здесь может использоваться не только кусковые отходы, но и медная "путанка" от перемотки электродвигателей, стружка и тонкий медный провод. Также технология ЭКЛ может использоваться при переработки таких мощных отходов, как медные электроды для электроискровой обработки, электроды для контактной сварки, различные токосъемники, панели кристаллизатора. Специалистами нашего предприятия разработана технология, утилизации медных проводов в пластмассовой оплетке.

Чрезвычайно перспективным является то обстрятельство, что установку электрошлакового кокильного литья можно использовать в качестве плавильного агрегата, и за счет отсечки шлака заливать жидкий металл по существующим на предприятии технологиям формовке, т.е в земляные формы, в оболочковые в ХТС-смеси в газифицированные формы и т д.

Недостатками способа ЭКЛ по сравнению с ЭШП является отсутствие изотропности отливки, а так же несколько меньшая механическая прочность, хотя в большинстве случаев, используя определенные приемы в конструировании кокилей, электрошлаковый металл не уступает прокату.

Планировка литейного участка

Учитывая простоту конструкции оборудования ЭКЛ высокую эффективность и качество, а так же небольшие площади под литейный участок (рисунок 2) в СССР в конце 80-х годов планировалась специальная программа внедрения этой технологии на большом количестве предприятий с целью вовлечения в оборот как можно большего количество дорогостоящего металла и как следствие снижения себестоимости выпускаемой продукции.


©Спецлиттех 2015
Яндекс.Метрика