Изготовление отливок электрошлаковым литьем

1. Сущность электрошлакового литья (ЭШЛ) и область при­менения. Сущность заключается в использовании технологии электрошлакового переплава, при котором получают металл самого высокого качества. При ЭШЛ расплавление металла, заполнение им литейной формы и затвердевание отливки происходит непрерыв­но и одновременно. В обычной литейной технологии эти операции разобщены, что ухудшает качество металла отливки: плавление и заливка загрязняют металл газами, огнеупорами ковша и фор­мовочной смесью, а при кристаллизации больших масс металла развивается ликвация, образуются усадочные и газовые раковины.

Если в мелких и средних отливках эти дефекты себя сильно не проявляют, то в крупных отливках (массой в несколько десятков тонн), чтобы их избежать, приходится создавать громоздкие литни­ковые системы, ставить прибыли, которые увеличивают расход металла и усложняют технологию. Иногда для получения каче­ственной крупной детали взамен дешевой литой применяют доро­гую кованую. ЭШЛ помогает заменить поковки более экономичными литыми, без ухудшения качества.

Рис. I. 16. Схема изготовления прокатного валика электрошлаковым литьем.

При ЭШЛ литейная форма выполняет две функции: служит плавильным агрегатом и формирует отливку. Процесс происходит под слоем жидкого шлака, который служит источником тепла, очищает металл от серы и фосфора, защищает его от кислорода и азота воздуха, является тепловой надставкой кристаллизующемуся металлу, что устраняет усадочные раковины и необходимость в при­былях и образует на поверхности отливки пленку, обеспечивающую чистую поверхность. Кристаллизация отливки происходит снизу вверх с участием малых объемов жидкого металла, что исключает ликвацию и осевую рыхлоту в отливке.

Преимущества ЭШЛ: высокое качество крупной отливки; не требуются плавильные агрегаты, разливочные ковши, формовочные смеси, литниковые системы и прибыли; экономится металл (на каждой тонне готовых изделий экономия металла составляет 2,3 т).

ЭШЛ находит применение в энергетическом машиностроении (задвижки паропроводов сверхвысоких давлений, парогенераторы, корпуса атомных реакторов, литые трубы из труднообрабатываемой аустенитной стали в атомной энергетике); в судостроении (коленча­тые валы мощных дизелей); в металлургии (прокатные валки, калибры трубопрокатных станов, кузнечные штампы, кокили для литья труб центробежным способом и др.).

На рис. I. 16 дана схема, получения литого прокатного валка методом электрошлакового литья. Тележки 1, 2, З и 4 осуществляют встречное движение электрода 5 и поочередно кристаллизаторов 6, 7 и 8. В нижнем кристаллизаторе 6 формируется левая шейка 9 валка; в среднем кристаллизаторе 7 формируется бочка 10 валка, а в верхнем 8 — правая шейка 11. Кристаллизация идет под слоем жидкого шлака 12.