Электрошлаковый переплав — ЭШП (ESR)

Электрошлаковый переплав был известен с 30-х годов, однако, потребовалось более 30 лет, прежде чем он стал общепринятой технологией для массового производства высококачественных слитков. Технология ЭШП представляет интерес не только для получения слитков меньшего веса из инструментальных и жаропрочных сплавов, но также и тяжелых слитков для кузнечной обработки с черным весом выше 150 тонн.

Установка для электрошлакового переплава (ESR)

  • Лабораторные установки ЭШП в основном используются для получения небольших слитков с макс. диаметром кристаллизатора до 240 мм и весом 500 кг
  • Можно производить слитки с диаметрами от 250 мм до 2.300 мм, что дает слиток с массой более 150 тонн
  • Установки ЭШП могут быть сконструированы для выплавки слитков круглого, квадратного и прямоугольного (слябы) сечения

Характеристики ЭШП

  • Гомогенная, прочная структура с направленной кристаллизацией
  • Высокая степень чистоты
  • Отсутствие внутренних дефектов (напр. микро-ликваций)
  • Отсутствие макро-ликваций
  • Гладкая поверхность слитка, что приводит к высокому выходу годного слитка

В процессе ЭШП расходуемый электрод погружается в перегретую шлаковую ванну, окруженную водоохлаждаемым кристаллизатором.

Электрический ток (как правило, переменный) проходит через шлак, между электродом и формирующимся слитком, и так что капли расплавленного металла с электрода  проходят через шлак к дну водоохлаждаемого кристаллизатора и собираются в плавильную ванну для кристаллизации. Шлаковая ванна поднимается вверх по мере формирования слитка. Новый слиток из рафинированного материала медленно растет от дна кристаллизатора. Такой гомогенный слиток ЭШП с направленной кристаллизацией образуется свободным от центральных полостей и прочих дефектов, характерных для слитков традиционного литья.

Процесс ЭШП предлагает продукт высокого, постоянного и предсказуемого качества. Точно контролируемая кристаллизация улучшает прочность и структурную целостность.

ЭШП признан предпочтительной технологией производства сплавов с высокими прочностными характеристиками, которые на сегодняшний момент используются в авиакосмической и атомной промышленности, а также для тяжелых поковок.

Современная система автоматизации с компьютерным управлением позволяет контролировать процесс в автоматическом режиме с воспроизводимым качеством материала. Здесь важно отметить уникальную систему ALD для контроля скорости плавки на основе глубины погружения электрода и мощности.

Можно утверждать, что автоматическая система ALD для  контроля плавки (АМС) является непревзойденной во всем мире благодаря своим характеристикам, простоте в обращении и, не в последнюю очередь, благодаря точности и воспроизводимости контроля, производя слитки с отличными свойствами.  

Области применения ЭШП

  • Инструментальные стали для фрезерных резцов, горного оборудования и т.д.
  • Штамповые стали для производства стекла, пластика и автомобильной промышленности
  • Подшипниковые стали
  • Стали для валов турбин и генераторов
  • Жаропрочные сплавы для авиакосмической промышленности и силовых турбин
  • Никелевые сплавы для химической промышленности
  • Холоднокатанные стали
  • Стали с высоким содержанием азота

Типы установок

Универсальные лабораторные установки

Данные  лабораторные системы комбинируют ВДП, ЭШП, ЭШП под давлением, ЭШП в атмосфере инертного газа и ЭШП в вакууме в одной установке. Различные виды переплава могут осуществляться в установке однокамерного типа с использованием постоянного или переменного тока для переплава одного расходуемого электрода в слиток при давлении выше (макс. 70 бар) или ниже атмосферного.

Одна голова печи с двумя стационарными станциями плавления

С двумя зафиксированными станциями плавления и одной поворотной головой печи. Эти установки особенно подходят для эффективного крупносерийного производства.

Как правило установки ALD способны для плавки в атмосфере инертного газа.

Установки с системами вытяжки слитка

С центральной системой вытяжки слитка и возможностью замены электрода и опцией внешних станций для переплава в неподвижные кристаллизаторы. Центральная станция особенно подходит для выплавки слитков большого диаметра. Слитки меньшего диаметра могут одновременно выплавляться во внешних станциях.

Установки, сконструированные для плавки под давлением или в атмосфере инертного газа

Полностью герметичные системы для электрошлакового переплава в вакууме, атмосфере инертного газа или повышенного давления. Эти системы особенно подходят для выплавки слитков с высоким содержанием азота или активных элементов.