ЖАЛПЫ БӨЛІМ Электрометаллургиялық зауытпен танысу

1. 
   Электрометаллургиялық зауытпен танысу
   

Электросталлургиялық зауыты - жоғары технологиялық өндірістерге арналған болаттар мен арнайы қорытпалар шығаратын жетекші кәсіпорындардың бірі. Зауыттың ассортиментіне 2000-нан астам маркалы болаттар мен қорытпалар кіреді.

Ресейде жоғары сапалы болаттардың электрометаллургиялық зауытын құру идеясын танымал металлургтер, Путиловский зауытының инженер-технологы Н.И.Беляев және профессор В.Е.Грум-Гржимайло көтерді. Бірақ прогрессивті ғалымдардың идеясы уақытылы түсінік таба алмады.

1916 жылы ірі өнеркәсіпші Н.А.Второв жобаны басқаруға инженер Н.И.Беляевтің келісімін, содан кейін сапалы легірленген болаттар шығаратын Ресейдегі алғашқы зауыттың жұмысын қамтамасыз етіп, құрылысты қолға алды. Электросталь қоғамы құрылды, оған Второв ірі капиталистер М.И.Терещенко мен А.И.Коноваловты тартты.

1917 жылы 17 қарашада Электросталь зауытында алғашқы балқыту жүргізілді.

1923 жылы елдегі алғашқы баспайтын болат балқытылды, 1924 жылы магниттік болат өндірісі игерілді, 1926 жылы - шарикті подшипник өндірісі, 1932 жылы нихромның алғашқы партиялары алынды. Сол жылдары легирленген болатты соғу және прокаттау, әр түрлі маркалы күмісті өндіру сәтті игерілді.

Электростальцы Мемлекеттік қорғаныс комитетінің соғыс жылдарындағы

тапсырмаларын ойдағыдай орындады, Катюшалар, Т-34 танкілері, Ил-2 шабуылдаушы ұшақтары үшін болат шығарды. Фабрикадан елдің шығысына әкелінген және сол жақта қалған жабдықтардың едәуір бөлігі Оралда бірқатар кәсіпорындар мен өндірістер құруға негіз болды және соғысушы армияның арсеналын күшейтуде үлкен рөл атқарды .

1945 жылы наурызда зауыт жоғары сапалы металмен қамтамасыз етудегі және Мемлекеттік қорғаныс комитетінің арнайы тапсырмаларын орындаудағы ерекше қызметтері үшін Ленин орденімен марапатталды.

1948 жылы зауыт ұжымы балқыту технологиясын құру және ыстыққа төзімді қорытпалардың өнеркәсіптік өндірісін ұйымдастыру жөніндегі маңызды тапсырманы орындады.

1949-1953 жылдары ғалымдармен бірге КСРО-да дәл қорытпалар өндірісін құру мәселесі шешілді. Қысқа уақыт ішінде қаңылтыр мен лента өндірісінің қуаттылығы құрылып, қолданысқа енгізілді.

1971 жылы зауыт жоғары сапалы металл өндіру, өндірісті дамыту және өндіріске арнайы болаттар мен қорытпалардың жаңа маркаларын енгізу жоспарын орындағаны үшін Октябрь революциясы орденімен марапатталды.

Әрі қарай өңдеуге арналған электросталь, негізінен, астары доғалы пештерде балқытылады. Бұл пештердің басқа болат шығаратын қондырғыларға қарағанда маңызды артықшылықтары (электр доғасы, пештегі жаңартылған атмосфера, легірлеуші ​​элементтердің қалдықтары аз болғандықтан металды жоғары температураға дейін қыздыру мүмкіндігі, күкірттің едәуір төмендеуін қамтамасыз ететін жоғары негізді шлактар) оларды легирленген жоғары сапалы болаттарды - коррозияға төзімді, құрал-сайманды (жоғары жылдамдықты қоса алғанда), құрылымдық, электрлік, ыстыққа төзімді және т.б. өндіру үшін қолдануға әкелді. сонымен қатар никель негізіндегі қорытпалар. Электр доғасын балқытудың дамуының жаһандық тенденциясы - бұл жеке қондырғының қуатын 200-400 тоннаға дейін арттыру, трансформатордың меншікті қуатын 500-600 және одан да көп кВА / т дейін, қондырғыларды мамандандыру кейбіреулері - тек балқу, басқаларында - рафинирлеу және легирлеу), автоматтандырудың жоғары деңгейі және балқытуды бағдарламаланған басқару үшін компьютерді қолдану.

Үлкен қуат пештерінде легирленген болатты ғана емес, қарапайым көміртекті болатты да балқыту экономикалық тұрғыдан тиімді. Дамыған елдерде электр пештерінде балқытылатын электрлік болаттың жалпы көлеміндегі көміртекті болаттың үлесі 50% және одан да көп. КСРО-да легирленген металдың ~ 80% электр пештерінде балқытады.

Арнайы болаттарды және қорытпаларды балқыту үшін тұрақты және айнымалы ток плазматрондарымен (плазмалық металлургия) жабдықталған негізгі керамикалық тигельмен (сыйымдылығы 30 тоннаға дейін) плазмалық-доғалық пештер танымал болып келеді. Болат құюға арналған металды балқыту үшін қышқыл қаптамасы бар электр доға пештері қолданылады.

Қышқылдық процесс, негізінен, балқытудың қысқа мерзіміне, тотығу мен тотықсыздану кезеңдерінің қысқа болуына байланысты, негізгіден гөрі өнімді болады. Қышқыл болат негізгі болатқа қарағанда электр энергиясын, электродтарды аз тұтынуға, қаптаманың төзімділігіне, тотықтырғыштардың төмен шығындарына және кремнийді тотықсыздандыру процесін жүргізу мүмкіндігіне байланысты арзан болады.

Сыйымдылығы 100 тоннаға дейінгі доғалық пештер темір балқыту цехтарында шойынды балқыту үшін де кеңінен қолданылады.

Негізінен қайта балқыту әдісімен жүзеге асырылатын индукциялық пеште болатты балқыту, әдетте, зарядты балқытуға, металды тотықсыздандыруға және шынықтыруға дейін азаяды. Бұл құрамында зиянды қоспалар (P, S) бар шихта материалдарына қойылатын жоғары талаптарға әкеледі. Тигельді таңдау (негіздік немесе қышқылды) металдың қасиеттерімен анықталады.

Балқу процесінде қабаттың кремнеземі азаюының алдын алу үшін негізгі тигельде құрамында Mn, Ti, Al көп болатын

Индукциялық балқытудың елеулі кемшілігі - тек металмен қыздырылатын суық шлактар. Бірқатар конструкцияларда бұл кемшілік металл-қож бетін плазмалық қыздыру арқылы жойылады, бұл сонымен қатар зарядтың еруін тездетуге мүмкіндік береді.

Вакуумдық индукциялық пештерде тиісті мақсаттағы таза вакуумды болаттар мен қорытпалар балқытылады (вакуумдық балқыту). Қолданыстағы пештердің қуаты бірнеше килограмнан ондаған тоннаға дейін жетеді. Вакуумдық индукциялық балқу инертті (Ar, Ne) және белсенді (CO, CH4) газдармен үрлеу, тигельдегі металды электромагниттік араластыру, металды қож түзетін ұнтақтармен үрлеу арқылы күшейеді.

Арнайы электрометаллургия 50-60 жылдары дамыған металдар мен қорытпаларды балқыту мен тазартудың жаңа процестерін қамтиды. ХХ ғасырда заманауи технологиялардың қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін (ғарыш, реактивті, ядролық, химиялық инженерия және т.б.) жоғары механикалық қасиеттері бар, ыстыққа төзімділігі, коррозияға төзімділігі және т.б. құрылымдық материалдар. қайта балқыту және плазмалық - доғалық балқыту.

Бұл әдістер болаттар мен қорытпаларды қайта балқыту үшін қолданылады, отқа төзімді металдар - вольфрам, молибден, ниобий және олардың қорытпалары, жоғары реактивті металдар - титан, ванадий, цирконий, оларға негізделген қорытпалар және т.б .. Вакуумдық доғаны балқыту 1905 жылы ұсынылған В. фон Болтон (Германия); өнеркәсіптік ауқымда бұл әдісті алғаш рет 1940 жылы В.Кролл (АҚШ) титанды балқыту үшін қолданған. Электрослагты қайта балқыту әдісі 1952-53 жылдары жасалды. электрмен дәнекерлеу институтында.

Патон атындағы Украина КСР Ғылым академиясы. Ерекше маңызды мақсаттар үшін болаттар мен никель негізіндегі қорытпаларды алу үшін дуплексті процестердің әр түрлі нұсқалары қолданылады, олардың ішіндегі ең маңыздысы вакуумды индукциялық балқыту мен вакуумды-доғаның қайта балқытуы. Арнайы электрометаллургияда электр доғасы, электронды сәуле және плазма жылу көзі болатын вакуумдық сүйектің балқуы ерекше орын алады.

Жоғары белсенді және отқа төзімді металдар үшін қолданылатын бұл пештерде (W, Mo және т.б. және олардың негізіндегі қорытпалар) сирек кездесетін металдың бас сүйегімен су салқындатылған тигельдегі бөлігі құймалар мен пішінді құймаларды алу үшін қолданылады.

Процестердің екінші түрі металды оның қорытпасынан электролиттік тазартумен байланысты, одан еритін анод жасалады. Бірінші кезеңде анодтың электролиттік еруі нәтижесінде металл ерітіндіге ауысады, екінші кезеңде ол катодқа түседі. Анодта металдарды еріту және катодта тұндыру реттілігі кернеу шегімен анықталады.

Алайда, нақты жағдайларда металдарды шығару потенциалы айтарлықтай дәрежеде сәйкес металға сутектің асқын кернеулігінің шамасына байланысты. Мырыш, марганец, никель, темір және басқа металдар өнеркәсіптік деңгейде тазартылады; алюминий, магний, калий және т.б. 700-1000 ° C температурада балқытылған тұздарды электролиздеу арқылы алады.

ХІХ ғасырдың басында В.В.Петров олардың оксидтерінен (кендерінен) таза металдарды электр доғасының көмегімен алу мүмкіндігін көрді. Бұл металды қалпына келтіру процесі заманауи электрометаллургияның негізінде жатыр. Руданы азайтуға арналған алғашқы электр доғалық пештері 1870 жылдардың соңында салынды. Бірақ электр пештері электр энергиясын көп тұтынады, сондықтан оларды өнеркәсіптік қолдану қуатты электр станцияларын сала бастаған кезде және электр энергиясын қашықтыққа жіберу мәселесі шешілгенде ғана басталды.

Сурет 1 - Электрометаллургиялық процесі.