Техника - молодёжи 1960-11, страница 16

Г* Я^гаТ*

Н. НЕСКОРОДЬЕВ. инженер

W А ^ ачество металле! На нем основаны все достижение I ^^^^ современной техники.

Чрезвычайной прочностью уд должны обладать стальные конструкции различных двигателей и машин. Остры и долговечны должны быть «зубы» станков, жаростойки лопатки парозых и газовых турбин, тверда, неистираама рабочая поверхность инструмента. Машиностроительная промышленность с каждым днем предъявляет все новые требования к качеству металла.

Кто не слыхал о легированных сталях? Много марок их создали металлурги. Но современная техника движется семимильными шагами. Строятся быстрейшие самолеты и ракеты, котлы и перовые турбины с чрезвычайно высокими рабочими температурами и сверхвысокими давлениями. Для них требуется еще более качественный металл.

Существующая технология плавки легированных сталей е обычных дуговых печах ие дает резкого улучшения качества металла. В нем еще имеется сера и другие неметаллические включения — окислы, сульфиды, — которые ухудшают качество стали. Как правило, зти нежелательные включения располагаются в металле неравномерно — в виде волосовин, трещин. Кроме того, в слитках оказываются подкорковые пузыри, большие поры, усадочные раковины. Эти и другие пороки металла сильно снижают его качество и ухудшают механические свойства. Некоторые марки стали плохо куются в горячем состоянии. А нужно, чтобы сталь имела минимальное количество вредных примесей, неметаллических включений, пузырьков газа, волосовин, трещин и чтобы они распределялись по объему металла равномерно. Сложная проблема. Совершенствование старой технологии не давало .результатов.

ЭЛЕКТРОСВАРЩИКИ СТАНОВЯТСЯ МЕТАЛЛУРГАМИ

В науке нередко бывает, что какой-то, казалось бы, побочный факт, вовремя подмеченный и осмысленный учеными, приводит к решению сложной технической проблемы. Так, проблема получения высококачественного металла была разрешена не сталеварами, а электросварщиками.

Разработав и внедрив в производство технологию электрошлаковой сварки, сотрудники Института электросварки имени Е. О. Патона Академии наук УССР вали многочисленные исследования качества шва. Неожиданно они открыли, что матвлл, полученный в результате этого способа сварки, гораздо чище и качественней, чем исходный

Рис. Ф. БОРИСОВА

металл электродов. Резко улучшились его механические свойства и устранились многочисленные пороки, сопутствовавшие обычному способу выплавки таких сортов стали в дуговых печах.

Ученые Институте электросварки ие только доказали, что сталь, переплавленная в электрошлаковой ванне, лучше обычной, но и разработали проект печи для злектрошлакового переплава металлов. В начале 1958 года дирек-тор института Борис Евгеньевич Патон и группа сотрудников прибыли на запорожский металлургический завод «Днепроспецсталь». Привезенные ими образцы различных марок стали, выплавленной в электрошлаковой печи, поразили металлургов своим высоким качеством. Так началось творческое содружество института с металлургами. В мае того же года на заводе была смонтирована и пущена в эксплуатацию новая электропечь, сконструированная и изготовленная институтом. Она предназначалась для переплава качественной стали а еще более высококачественную и давала за одну плавку слиток весом а 200 кг. Завод на этой печи переплавил несколько сот слитков шарикоподшипниковой, быстрорежущей и других марок легированной стали. Они были исследованы и в литом и в кованом состояниях. Металлографическим и электрохимическим методами изучали химический состав стали, ее макроструктуру и т. д.

Переплав в электрошлакоаой печи стали любой марки дал отличные результаты. А это особенно важно, например, для шарикоподшипниковой

Установка для электрошлаковой переплавки стали.

>АШ>0А

12

Схема кристаллиматора.

промышленности. Срок работы подшипников из таких сталей значительно увеличился. Большой спрос на электрошлаковую сталь потребовал создать печи большей производительности.

Задача была решена оригинально. На заводе создали блоки трехфазных печей своей конструкции. Они соединены попарно через один пульт управления и работают от одного трансформатора. В каждом блоке имеются три кристаллизатора (электрошлакоаые печи). И за одну плавку они выдают уже не 200, а свыше 3 тыс. кг. Ускоряется процесс, тек как после переплавки стали а кристаллизаторах одного блока сразу начинает работу второй.

По конструкции электрошлаковая печь очень проста. В основном она состоит из кристаллизатора — охлаждаемого проточной водой полого цилиндрического тела без дна и крышки, внутри которого и происходит переплав металла; механизма крепления и постепенной подачи электрода, изготовленного из металла, который требуется переплавить; поддона, плотно прилегающего к нижнему краю кристаллизатора, а после переплава опускающегося вместе со слитком. Для снятия слитка поддон еще сдвигается а сторону. Электрический ток подается через механизмы крепления электрода и поддона.

СТАЛЬ ФИЛЬТРУЕТСЯ ЧЕРЕЗ ШЛАК

Чтобы уберечь поддон, на него кладут круглый кусок металла — затравку, на которую насыпают небольшое количество электропроводного шлака. Затем в кристаллизатор опускают переплавляемый электрод до соприкосновения его с электропроводным шлаком, засыпают пространство, оставшееся между электродом и телом кристаллизатора, рабочим флюсом (шлаком) и включают ток. Сначала между электродом и электропроводным шлаком возникает электрическая дуга. Однако, как только респлааится рабочий флюс, дуга исчезает, и начинается процесс расплавления металла, идущий за счет