Электрошлаковое литье (ЭШЛ):
надежная защита от окисления

Электрошлаковое литье (ЭШЛ) - рациональный и экономный процесс, при котором металлическая заготовка получается путем переплавки металла, подаваемого в зону расплавленного шлака. Его суть в том, что проходящий через шлаковую ванну ток доводит металл до температуры плавления, а расплав из ванны поступает в кристаллизатор, где застывает, превращаясь в монолитную заготовку с заданной геометрией. 

Технология позволяет получать металлические изделия высокого качества, так как шлаковый слой защищает расплавленный металл от окисления и других нежелательных реакций с окружающей средой.

История электрошлакового литья

Первые эксперименты в области литья ЭШЛ были проведены еще в начале XX века, но всерьез этой технологией занялись после Второй мировой войны. Ее активное внедрение было связано с развитием промышленности в 50-х годах. 

Ключевым моментом в развитии электрошлакового процесса стало использование активного шлака для достижения оптимальных результатов. Это позволило преодолеть множество трудностей, связанных с обеспечением равномерного распределения температуры и удалением примесей из металла.

Технология продолжает совершенствоваться и сейчас. Сегодня она позволяет выпускать высококачественные металлургические изделия для разных отраслей промышленности.

Особенности оборудования для литья ЭШЛ

Установка для ЭШЛ литья состоит из нескольких основных компонентов. К ним относятся:

• электроды - металлические стержни для подвода электрического тока и плавления;
• шлаковая ванна - емкость, в которой находится расплавленный шлак и через которую пропускается электрический ток для его подогрева и для расплавления металла;
• кристаллизатор. Оборудование, в котором расплавленный металл застывает, образуя заготовку заданной формы;
• блок питания. Источник электрического тока, подаваемого на электроды;
• система контроля и управления. Оборудование, позволяющее контролировать параметры процесса и по мере необходимости корректировать их.
  
  

Как происходит электрошлаковое литье?

Электрошлаковое литье ГОСТ начинается с размещения связующего элемента (обычно из того же материала, что и основной металл) между электродом и основанием кристаллизатора. Это позволяет замкнуть электрическую цепь для начала плавления. Затем в шлаковую ванну помещают шлак. Электрод, изготовленный из плавящегося металла, опускается в него.

При подаче тока шлак нагревается до температуры, достаточной для плавления электрода. Важной особенностью является то, что при этом он играет роль защитного слоя, предохраняющего металл от окисления и насыщения вредными примесями. 

Под воздействием высокой температуры расплавленного шлака металл электрода плавится. Расплав проходит через шлаковую ванну и попадает в кристаллизатор, где постепенно застывает, формируя изделие или заготовку заданной формы. По мере постепенного плавления верхней части электрода его остаток плавно опускают в шлак, обеспечивая непрерывность процесса плавления и заполнения кристаллизатора.

Когда формирование изделия заканчивается, процесс прекращают, выключают электрический ток и вынимают затвердевшую металлическую заготовку из кристаллизатора.

Плюсы ЭШЛ литья

Электрошлаковое литье отличается высокой чистотой металла, так как позволяет избежать контакта расплавленного металла с воздухом и, как следствие, его окисления и насыщения газами. То есть шлаковый слой становится фильтром для улавливания примесей. Отливки, полученные этим способом, обладают:

• высокой плотностью;
• однородностью;
• повышенными механическими характеристиками, такими как усталостная прочность и вязкость.

Метод позволяет отливать крупногабаритные изделия с высокой точностью геометрических параметров. При этом всегда сохраняется возможность контролировать скорость подачи электродов и температуру шлака, управлять скоростью кристаллизации и формированием структуры металла.

Литье ЭШЛ - более производительная и оперативная технология по сравнению со многими другими методами литья. Процесс легко “приспосабливается” к разным размерам и формам изделий, что повышает его универсальность. А поскольку литье происходит в замкнутом пространстве, потери металла на брызги и испарение сводятся к минимуму. Отливки имеют равномерную структуру, что важно для специальных применений.

Трудности литья ЭШЛ и пути их решения 

В процессе ЭШЛ литья могут возникнуть сложности и ошибки, но их легко предотвратить, следуя правилам технологии “от и до”. Перечислим самые популярные проблемы и способы их профилактики:

• увеличение температуры шлака. Может привести к чрезмерному перегреву материала и, как следствие, к образованию дефектов в заготовке. Этого удастся избежать, если точно регулировать температуру шлака с помощью системы управления процессом;
• включения шлака в металл. Для минимизации включений важно использовать высококачественный материал, правильно подбирать его состав и осуществлять регулярную замену;
• неоднородность микроструктуры. Для достижения целостной и однородной микроструктуры необходимо правильно управлять скоростью охлаждения и затвердевания металла; 
• трещины и пористость. Не грозят отливкам, если четко соблюдать технологический режим, особенно скорость подачи металла и параметры охлаждения;
• “зависание” металла. Может произойти при неправильной подаче электрода в шлак. Предотвращается точной настройкой механизма подачи электрода;  
• затвердевание шлака в нежелательных участках. Не происходит, если поддерживать необходимую температуру в шлаковой ванне.

Для успешного и безопасного процесса электрошлакового литья ГОСТ многое зависит не только от оборудования, но и от персонала. Специалисты наших предприятий знают все тонкости процесса и строго соблюдают технологические инструкции. А значит, вы получите отливки отличного качества с гарантией на каждое выпущенное изделие. Обращайтесь! 

Материал			Стоимость, руб./кг
Простые марки стали			от 50
Легированные стали			от 70
Нержавеющие стали			от 100
Алюминий			от 80
Медь			от 90
Титан			от 150
Сплавы на основе никеля			от 120
Сплавы на основе кобальта			от 150
Жаропрочные сплавы			от 200