УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА ЭШП05У – уникальная научная установка, зарегистрированная в реестре научно-технологической инфраструктуры Российской Федерации.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Информация об УНУ:

Установка электрошлакового переплава предназначена для переплава расходуемых электродов из сталей и сплавов под слоем расплавленного шлака. Уникальная установка позволяет получать сплошные и полые слитки методом электрошлакового переплава (ЭШП) диаметром от 110 до 275 мм.

Год создания УНУ: 2010

Размер занимаемых УНУ площадей, кв. м: 25

Страна создания: Россия.

Руководитель работ на УНУ, контактное лицо: Левков Леонид Яковлевич – заведующий лабораторией специальной электрометаллургии, +7 (495) 6758745

 

Преимущества и возможности УНУ:

Установка отличается от известных исследовательских печей ЭШП оснащением двумя источниками питания. Первый источник питания на базе однофазного трансформатора мощностью 450 кВА предназначен для проведения плавок на переменном токе промышленной частоты (50 Гц), что позволяет моделировать условия переплава большинства российских промышленных установок ЭШП. В состав второго источника питания переменного тока пониженной частоты входят главный и дополнительный источники питания, обеспечивающие регулируемую в интервале 0,1-10 Гц частоту переменного тока; мощность трансформатора составляет 300 кВА. Понижение частоты переменного тока дает возможность избежать электрических потерь, связанных с нагревом расходуемого электрода и на 20-25% уменьшить удельный расход электроэнергии. Геометрические размеры производимой продукции: сплошные слитки диаметром 110-275 мм, длиной до 1000 мм; полые слитки наружным диаметром до 275 мм с толщиной стенки до 60 мм, длиной до 650 мм.

Оригинальная комплектация уникальной научно-исследовательской установки позволяет разрабатывать и моделировать технологические приемы ЭШП, а также отрабатывать элементы системы автоматического управления.

Оснащение модельной печи электрошлакового переплава отличается новизной технических решений:

- датчик окисленности, позволяющий осуществлять экспресс-контроль параметров шлака и управление режимом раскисления (Авторское свидетельство 1124219, авторское свидетельство 1308004 (СССР);

- система дозирования сыпучих компонентов, предусматривающая корректировку режима раскисления по ходу процесса и поддержание состава шлака на заданном уровне;

- система контроля положения границы раздела сред «шлак-металл» в подвижном кристаллизаторе, позволяющая поддерживать в автоматическом режиме заданную скорость наплавления слитка, впервые использующая принцип анализа отраженного сигнала безопасного источника проникающего излучения (Патент РФ 2456118).

 

Наиболее значимые научные результаты исследований (краткое описание):

1) Выполненные в 2011-2015 г.г. исследования металла сплошных и полых слитков, выплавленных на установке ЭШП, использованы при разработке промышленного оборудования и технологий ЭШП заготовок из различных марок стали: 10ГН2МФА, 10Х9К3В2МФБР, 10Х9МФБ, 15ХМФ, 08Х18Н10Т, 04Х13Н4М и др.

2) В рамках подпрограммы «Развитие промышленности редких и редкоземельных металлов» государственной программы Российской Федерации «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности» на уникальной установке исследованы и отработаны технологические режимы электрошлакового переплава высокопрочной коррозионностойкой азотосодержащей стали ВНС-65; изготовлена опытная партия слитков с применением рафинирующих шлаковых смесей нового поколения и микролегированием редкоземельными металлами.

3) С использованием уникальной модельной установки ЭШП отработана технология производства заготовок из хромистого сплава Х65НВФТ (ВХ4-Ш) методом электрошлакового переплава при пониженной частоте, обеспечено высокое качество и технологичность полученного сплава.

4) Впервые на установке ЭШП с применением переменного тока пониженной частоты при бифилярной схеме переплава получены трубные заготовки и опробованы элементы технологии для комплекса ЭШП 15/30 на АО «МК «ОРМЕТО-ЮУМЗ», в рамках важного инвестиционного проекта «Разработка нового класса оборудования, перспективных технологий получения и освоение производства сплошных и полых заготовок ответственного назначения для тяжелого и энергетического машиностроения методом электрошлакового переплава». Оформлены результаты интеллектуальной деятельности (патент РФ 2424336, патент РФ 2424335, патент РФ 2445383, патент РФ 2456355).

5) Разработана принципиальная технология производства новой наноструктурированной коррозионностойкой аустенито-ферритной (дуплексной) стали марки типа 03Х23Н6М4Д3АБ-Ш для изготовления корпусных элементов и внутрикорпусных устройств запорной и регулирующей арматуры. Результаты исследований позволяют рассматривать новую сталь как перспективный конструкционный материал с высокими механическими свойствами, не склонный к хрупкому разрушению, устойчивый в агрессивных средах, включая конденсат природного газа с высоким содержанием сероводорода и углекислого газа. Cравнительная оценка научно-технического уровня полученных результатов с лучшими достижениями в данной области подтверждает преимущества разработанной наноструктурированной дуплексной стали 03Х23Н6М4Д3АБ-Ш.

6) Разработаны методы управления физической, химической и структурной однородностью слитков из стали с повышенными требованиям к механическим, коррозионным  и эксплуатационным свойствам в условиях циклического электрошлакового переплава. Они обеспечили для модельной стали:

- повышение химической однородности (коэффициенты дендритной ликвации основных легирующих элементов понижены на 10-15% относительно штатной технологии);

- отсутствие дефектов типа послойной кристаллизации и дефектов усадочного происхождения в годной части слитка;

- достижение структурной однородности слитка (различие расстояний между осями дендритов первого порядка не более 3);

- повышение изотропности механических свойств, в том числе, в областях, соответствующих моменту смены электродов (на 1,5-3%).

 

Направления научных исследований, проводимых на УНУ:

  • проведение плавок, как в стационарном, так и в подвижном кристаллизаторе по монофилярной и бифилярной схемам;
  • моделирование ЭШП в разнообразных аспектах, включая энергетические, теплофизические, физико-химические и другие процессы, сопровождающие его;
  • отработка новых алгоритмов управления важнейшими параметрами переплава, исследование их влияние на характеристики качества металла;
  • производство опытных и опытно-промышленных партий сплошных слитков диаметром 110-275 мм, длиной до 1000 мм и полых заготовок наружным диаметром до 275 мм с толщиной стенки до 60 мм, длиной до 650 мм, постоянного и переменного сечения с заданным химическим составом из широкого спектра марок стали и сплавов – высоколегированные стали, в т.ч дуплексные, жаропрочные никелевые и медно-никелевые сплавы и др.

ПЛАН РАБОТЫ УНУ (календарная загрузка):

Месяц

Январь

Февраль

Март

Апрель

Май

Июнь

Июль

Август

Сентябрь

Октябрь

Ноябрь

Декабрь

Количество рабочих часов

137,0

153,0

159,0

167,5

159,0

156,5

177,0

183,0

160,0

185,5

166,0

166,5

Работы в дневное время выполняются согласно поступающим заявкам.

Форма заявки на выполнение работ

Регламент доступа к УНУ, предусматривающий порядок выполнения работ и оказания услуг, проведения экспериментальных разработок в интересах третьих лиц, осуществляется в соответствии с внутренним контрольно-пропускным режимом предприятия.