Инновации в спецэлектрометаллургии

А. А. Алексеенко

Презентация доклада на совещании ООО «Спецсталь» на ОАО «Мечел». 2004.

Полный текст статьи

Аннотация

Представлен обзор новых технологий и печей ВИП, ВДП, ЭШП за рубежом. Зарубежная спецэлектрометаллургия развивается в двух направлениях. Первое — совершенствование технологии выплавки и переплава, агрегатов, систем контроля и управления процессами, для обеспечения гарантии качества, увеличения выхода годного, снижения затрат. Второе — создание новых значительно менее затратных технологий, при сохранении достаточного уровня качества, для производства спецметалла «наземного» применения. Показаны преимущества печей ВИП, ВДП и ЭШП нового поколения.
I. Вакуумные индукционные печи.
Значительно меньший объем вакуумной камеры позволяет: повысить эффективность
вакуумной системы; уменьшить содержание вредных примесей над расплавом; сократить время откачки; снизить расход аргона.
На длинном желобе размещаются перегородки и керамический фильтр, для грубой и тонкой очистки металла от неметаллических фаз.
Система трехфазного перемешивания повышает эффективность дегазации и гибкость технологии (нагрев и перемешивание можно проводить независимо).
II. Вакуумные дуговые печи.
Развитие вакуумных дуговых печей в последние годы шло в направлении совершенствования систем автоматизированного управления переплавом с целью повышение качества и однородности структуры слитка ВДП, увеличение выхода годного. Остающиеся до сего времени недостатки существующих систем управления ВДП заключаются в отсутствии возможность плавного регулирования скорости плавления электрода (из-за нелинейного характера зависимости скорости плавления от силы тока); запаздывание реакции управляющей системы на кратковременные, но сильные возмущения (ионизацию), приводящее к появлению дефектов в слитках. Последнее не относится к системе управления ВДП, разработанной в ООО "Ласмет".
III. Электрошлаковые печи.
Основное направление развития процесса ЭШП - освоение новых процессов переплава в контролируемой атмосфере (сухой воздух, аргон, азот). Преимущество новых технологий состоит в уменьшении содержания в металле: водорода при переплаве в сухом воздухе и азоте; водорода и азота при переплаве в аргоне; снижение угара Al, Ti, Si и др. элементов (в аргоне); возможность переплава легированных Al и Ti сталей и сплавов.
В презентации показаны также возможности и достижения отечественной науки при решении задач модернизации технологий и систем управления плавкой для улучшения качества спецметалла и увеличения выхода годного.

Ссылки:
1. W. Holzgruber, H. Holzgruber, M. Boh/ Development Trends in Electroslag Remelting. Proceedings of the 2001 international symposium on liquid metal processing and casting. American Vacuum Society. Santa Fe, New Mexico. September 23-26, 2001. pp. 82-93.
2. E. Schmilinsky, J. Loh, H. Scholz, R. Schumann/ Furnace Design and Quality in Inertgas Electroslag Remelting. Proceedings of the 2001 international symposium on liquid metal processing and casting. American Vacuum Society. Santa Fe, New Mexico. September 23-26, 2001. pp. 94-104.
3. Reinhold Schneider, Friedrich Koch, Paul Wurzinger/ Metallurgical advances in Pressure-Electro-Slag-Remelting (PESR). Proceedings of the 2001 international symposium on liquid metal processing and casting. American Vacuum Society. Santa Fe, New Mexico. September 23-26, 2001. pp. 105-117.
4. A. Stewart Ballantyne/ An Evaluation of Argon Shrouding Electroslag Remelting. Proceedings of the 2001 international symposium on liquid metal processing and casting. American Vacuum Society. Santa Fe, New Mexico. September 23-26, 2001. pp. 118-130.
5. Joseph J. Beaman, Rodney L. Williamson, David K. Melgaard/ A Nonlinear Reduced Order Model for Dynamic VAR Melt Rate Control. Proceedings of the 2001 international symposium on liquid metal processing and casting. American Vacuum Society. Santa Fe, New Mexico. September 23-26, 2001. pp. 161-174.
6. Rodney L. Williamson, Joseph J. Beaman, David K. Melgaard, et al./ Dynamic Melt Rate Control on Laboratory Scale VAR Furnace without Load Cell Feedback. Proceedings of the 2001 international symposium on liquid metal processing and casting. American Vacuum Society. Santa Fe, New Mexico. September 23-26, 2001. pp. 175-186.
7. Markus A. Moll/ The Markets for Re-Melted Steels and Alloys. Proceedings of the 2002 international symposium on electroslag remelting technologies. October, 2002. Chicago, Illinois.
8. Andrea Ghidini Nozza S., Capitanio F., Monica Boh/ The New Lucchini Sidermeccanica ESR Plant and the Manufacture of Special AISI H11 and H13 Hot Work Tool Steel Grades. Proceedings of the 2002 international symposium on electroslag remelting technologies. October, 2002. Chicago, Illinois.
9. A. Stewart Ballantyne. The Application of Argon Shrouding during Electroslag Remelting. Proceedings of the 2002 international symposium on electroslag remelting technologies. October, 2002. Chicago, Illinois.