Изготовление металлоизделий из лома методом электрошлакового литья (стр. 3 из 3)

Основными операциями металлургического цикла изготовления прокатных валков являются: выбор марки стали, выплавка, кристаллизация, ковка,предварительная и окончательная термическая обработка. Свойства рабочего6слоя формируются в процессе всех указанных онераций. В связи с этим актуален вопрос разработки комплексной ресурсосберегающей технологии изготовления валков холодной прокатки

Электрошлаковое литье важнейшая часть технологического процесса для производства качественных фланцев, переходов, деталей машиностроения . Качество литого металла при электрошлаковом литье лучше, чем при других способах литья, и не уступает по свойствам кованому металлу, поскольку металл расплавляясь и проходя через слой шлака, очищается от газовых и неметаллических включений, не контактирует с окислительной атмосферой воздуха, не взаимодействует с формой, имеет строго направленную кристаллизацию, благодаря чему отливки получаются плотными, без раковин и пор. Поверхность отливки практически не требует последующей механической обработки, так как она формируется в тонкой корочке шлакового гарнисажа.

Центробежное литье является способом производства металлических деталей различного назначения. Его отличительная черта заключается в том, что заполнение формы расплавом и его затвердевание происходят строго направленно в поле действия центробежных сил. Металл отливки получается очень плотным, особенно в наружных слоях. Метод центробежного литья обеспечивает высокие механические свойства, дополнительный ресурс изделий, минимальные припуски на механическую обработку и снижение себестоимости.

5. Виды металлолома

Виды черного металлолома регламентирует ГОСТ 2787-75 «Металлы черные вторичные. Общие технические условия».

Согласно этому стандарту класс стального металлолома подразделяется на 16 видов: восемь видов кусковых лома и отходов (готовая продукция и сырье), в том числе два вида легковесных (имеющие низкую насыпную плотность, к ним относятся, например, стальные листовые, полосовые и сортовые отходы, кровля, листовой промышленный и бытовой металлолом, проволока и изделия из нее, металлоконструкции, тонкостенные трубы и т.п.) отходов и лома и один вид стальных канатов и проволоки; три вида стружки, два вида брикетов из стружки и три вида пакетов из легковесного металлолома.

Класс чугунного металлолома делится на восемь видов: шесть видов кускового лома и отходов (готовая продукция и сырье), один вид стружки и один вид брикетов из стружки.

Четыре вида металлолома, имеющего низкую металлургическую ценность (доменный присад, окалина прокатного и кузнечного производства, сварочный шлак) выделены вне класса.

6. Электрошлаковое литье фасонных заготовок из высокопрочных сталей

Литой электрошлаковый металл превосходит кованый и катаный металл обычного производства по показателям пластичности и вязкости, по показателям анизотропии этих свойств, по стабильности показателей прочностных характеристик.

Разработан ряд технологических процессов электрошлаковой отливки фасонных заготовок: а) путем отливки в неподвижных фасонных разборных кристаллизаторах, в том числе, с приплавлением в процессе отливки отдельных заранее изготовленных элементов; б) путем специальной технологии отливки в подвижных неразборных кристаллизаторах; в) путем центробежной отливки в стальных формах из металла, выплавленного в огнеупорном тигле электрошлаковым методом.

При электрошлаковой фасонной отливке этими методами, как и при процессе обычного электрошлакового переплава, происходит очистка металла от газов, неметаллических включений и серы, а затвердевание металла происходит направленно при непрерывной подпитке фронта затвердевающего металла жидким. Благодаря этому электрошлаковый металл отличает высокая чистота и плотность.

Разработано оборудование и оснастка для получения фасонных отливок всеми указанными методами и освоено их промышленное производство. Накоплен значительный производственный опыт изготовления перечисленными методами различных отливок массой от 100 до 2000 кг из сталей с категорией прочности КТ50 - КТ110. Металл таких отливок, контролируемый ультразвуковой дефектоскопией (ГОСТ 24507-80) на сплошность, обладает повышенной пластичностью, вязкостью и сопротивлением хрупкому разрушению , что позволяет заменять детали из дорогостоящих поковок значительно более дешевыми и более высококачественными деталями из фасонных электрошлаковых отливок.

Электрошлаковые фасонные отливки, в первую очередь, используются для изготовления крупных корпусов запорной арматуры паропроводов высокого давления, корпусов задвижек и других элементов фонтанной арматуры высокого давления для нефтяных и газовых скважин, для изготовления фланцев из высоколегированных сталей для химической аппаратуры, получения заготовок крупных шестерен и валов-шестерен и многих других ответственных деталей машиностроения.

Металл фасонных электрошлаковых отливок по показателям вязкости и пластичности превосходит металл обычных отливок в 2 - 3 раза, металл поковок в 1,5 - 2 раза, кроме того, обладает в 2 - 3 раза более низким показателем анизотропии механических свойств, чем кованый металл. Благодаря этому детали из электрошлакового литого металла могут использоваться для особо ответственных узлов, работающих при высоких нагрузках, которые могут вызвать опасность хрупкого разрушения. Электрошлаковый литой металл лучше противостоит этому виду разрушений, чем кованый металл обычного производства.

Разработанные технологические процессы и оборудование обеспечивают по сравнению с обычным литьем и ковкой значительно лучшие условия труда, полностью исключают применение ручного труда. Требуется минимальный обслуживающий персонал, обеспечивается практически безотходное производство, нет необходимости в весьма дорогостоящем, часто уникальном, кузнечно-прессовом оборудовании.

Для одной установки требуется площадь в 60

. Производительность установки составляет до 200 кг/ч. Требуемое сырье:

· металлические заготовки одинаковой длины и любой формы поперечного сечения для получения фасонных отливок в водоохлаждаемых кристаллизаторах в количестве, равном суммарной массе отливок;

· металлические заготовки любой формы и длины для электрошлаковой плавки в огнеупорном тигле в количестве, равном суммарной массе отливок;

· флюс из расчета 15 - 60 кг на 1 тонну отливок в зависимости от индивидуальной массы отливок.

Стоимость изготовления 1 тонны электрошлаковых фасонных отливок, включая зарплату, электроэнергию, флюс и воду, но без стоимости исходного металла, составляет 560 долларов США.

7. Продукция электрошлакового литья

Использование электрошлаковой технологии позволяет получать большой ряд заготовок с высоким классом чистоты металла по неметаллическим включениям. Такими заготовками являются корпуса задвижек трубопроводной арматуры, детали шаровых кранов для нефтегазовой , химической и атомной промышленности, работающие как при низких температурах крайнего севера, так и при высоких температурах технологического процесса.

Отливки ЭШЛ позволяют заменить поковки и успешно применяются в ответственных узлах промышленных тракторов ОАО «Промтрактор» (ведущие колеса, шестерни и ступицы бортовых передач, оси подвески навесного оборудования). Заготовки из ЭШЛ применяются при производстве крановых колес, валков прокатных станов, заготовок прессового, механообрабатывающего и другого оборудования.

Многолетний опыт нашего предприятия в производстве электрошлаковых заготовок позволяет получать продукцию с самыми высокими требованиями по качеству металла, прошедшему контроль неразрушаемыми методами (УЗД, магнитопорошковой и капиллярной дефектоскопией.

Ресурсосберегающая электрошлаковая технология литья штамповых кубиков с использованием отработанных штампов позволяет получать качественные заготовки из стали 5НХМ, 4Х5МФС, 5Х2МНФ и др. Стойкость инструмента, изготовленного из таких заготовок не уступает по качеству кованному металлу. Предприятием освоено более 20 наименований штампов для кузнечного и кузнечно-прессового производства.

Список использованных источников:

1. Адамова Н.А. Теплофизическое обоснование режимов термообработки крупных прокатных валков.- Свердловск, 1986.-224 с.

2. Валки листовых станов холодной прокатки / В.Н. Повиков, В.К. Белосевич, СМ. Гамазков и др. - М.: Металлургия, 1970.- 336 с.

3. Вдовий К.Н., Егорова Л.Г. Технология производства валков холодной прокатки методом ЭШП // Актуальные проблемы электрометаллургии,сварки, качества: Сб. тр. Междунар. науч.- практ. конференции. - Новокузнецк: ГОУ ВПО СибГИУ, 2006.- С116-118.

4. Вдовин К.Н., Юсин А.Н., Подосян А.А. Математическая модель процесса электрошлакового переплава // Электрометаллургия.- 2004.- № 4.- 25-28.

5. 19. Влияние вращения переплавляемого электрода на процесс электрошлакового переплава / Г.А. Вачугов, В.И. Чуманов, Г.А. Хасин и др. // Пробл.спец. электрометаллургии. -1975. - Вып.25. - 31-36.

6. Головин Г.Ф., Замятнин М.М. Высокочастотная термическая обработка. Вопросы металловедения и технологии. - Л.: Машиностроение, 1990.- 239с.

7. Еднерал Ф.П. Электрометаллургия стали и ферросплавов. - М.: Металлургия, 1977.- 485 с.

8. Клюев М.М., Волков СЕ. Электрошлаковый переплав. - М.: Металлургия, 1984.- 208 с.

9. Латаш Ю.В., Медовар Б.И. Электрошлаковый переплав. - М.: Металлургия, 1970. -239 с.

10. Медовар Б.И., Медовар Л.Б., Саенко В.Я. Электрошлаковые технологии в XXI веке // Проблемы специальной электрометаллургии.- 2001.- № 1. - 12-17.

11. Применение электрошлаковой технологии в производстве валков холод- ной прокатки / Б.Е. Патон, Б.И. Медовар, Л.М. Ступак и др. // Рафинирующие переплавы. - Киев: Паук, думка, 1974. - 75 - 84.

12. Л.Г. Основы термической обработки стали. - М.: Наука и технологии, 2002.- 519 с.

13. Технологические и конструкционные усовершенствования установки электрошлакового переплава / Киссельман М.А., Волохонский Л.А., Батурин А.И. и др. // Сталь. - 2000. - № 10. -С. 56 - 58.

14. Технология производства валков методом ЭШП / Егорова Л.Г., Ячиков И.М., Вдовин К.Н. и др. // Литейщик России.- 2005.- .№ 7.- 18-20.141

15. Электрошлаковая разливка стали / Н.Ф. Бастраков, Н.А. Тулин, В.П. Немченко и др. - М.: Металлургия, 1978.- 56 с.