ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

В связи с сокращением производства металла вакуумного переплава и возросшим спросом на электрошлаковый металл возникла необходимость задействовать простаивающие печи ВДП, используя их после незначительной переделки как установки ЭШП. С этой целью существующие печи ДСВ-4,5 и ДСВ-8,0 оборудовали шлакоразгрузочными устройствами, дозаторами и системой отсоса выделяющихся газов. Кристаллизаторы, поддоны, механизмы перемещения электродов, силовые и вспомогательные источники питания были использованы безизменений.

Разработку технологии электрошлакового переплава на постоянном токе (ЭШПП) проводили при переплаве сталей 08Х18Н10Т, 13Х25Т, ШХ15, 70ХГФА. Исходный металл для электродов выплавляли по действующим технологиям в 10- и 100-тонных электропечах. Состав флюса и процесс наведения шлаковой ванны были аналогичными электрошлаковому переплаву на переменном токе.

На первом этапе определили влияние полярностипостоянного тока на качественные и технико-экономические показатели процесса ЭШПП. Исследование проводили при переплаве стали 08Х18Н10Т в кристаллизаторе диаметром 500 мм под флюсом АНФ-1 на воздухе и в аргоне. При одинаковых заданных параметрах электрического режима скорость плавления металла и расход электроэнергии на прямой (минус на электроде) и обратной (плюс на электроде) полярности соответственно составляли 5,1 и 8,6 кг/мин, 1400 и 1160 кВт.ч/т. При серийной технологии ЭШП на переменном токе эти показатели составляют 6,95 кг/мин и 2080 кВт.ч/т. Металл, полученный переплавом на обратной полярности, в аргоне был сравнительно чище по содержанию неметаллических включений и газов и имел минимальную (20%) степень окисления исходного титана (при переплаве в воздухе этот показатель составил на прямой полярности - 36,7%, на обратной - 53,3%). Вариант ЭШПП на обратной полярности в атмосфере аргона как менее энергоемкий при сравнительно большей скорости плавления, меньшей загрязненности металла газами и неметаллическими включениями и меньшей степенью окисления высокореактивного элемента - титана был выбран основным при переплаве на установках ЭШПП различных сталей и сплавов. По этому варианту переплавлено в кристаллизаторах диаметром 450-500 мм более 50 плавок сталей 13Х25Т, ШХ15 и 70ХГФА. Качество металла полностью удовлетворяло требованиям соответствующей нормативно-технической документации.

Влияние флюсов АНФ-1 и АНФ-6 на скорость плавления и качество металла определили при переплаве стали 70ХГФА в кристаллизаторе диаметром 500 мм. Как и при переплаве нержавеющей стали, наибольшей скорость плавления была при работе на токе обратной полярности: 11,3 кг/мин - на флюсе АНФ-6 и 7,67 кг/мин - на флюсе АНФ-1. Рафинирующая способность флюса АНФ-6 была выше по оксидным включениям и сере (степень десульфурации составила 48,1% против 25% на флюсе АНФ-1) при полном сохранении исходной концентрации кремния.

При переплаве стали 13Х25Т в кристаллизаторе диаметром 500 мм под флюсом АНФ-6 степень десульфурации составляла 25% (для сравнения: при переплаве стали 08Х18Н10Т под флюсом АНФ-1 в аргоне она составляла 8,3%).

При переплаве стали ШХ15 в кристаллизаторах диаметром 450 и 500 мм в аргоне окисление кремния не происходило, степень десульфурации металла была наибольшая и составляла 60%.

Таким образом, успешно реконструировано несколько печей ДСВ-4,5 и ДСВ-8,0 на установки электрошлакового переплава. Впервые разработана промышленная технология ЭШП на постоянном токе для различных марок сталей. Переплав на обратной полярности в атмосфере аргона под флюсом АНФ-6 обеспечивает наибольшую производительность установок при минимальном расходе электроэнергии и удовлетворительном качестве металла.