Многоцелевой комплекс оборудования ЭШП-ЭШС для получения слитков массой до 3,5 т

   

 Современные отрасли тяжелого машиностроения, станкостроения, добывающая промышленность и др. в условиях непрерывного производства, постоянно требуют замены быстроизнашиваемых деталей механизмов и машин. Компания ЭПОС-Инжиниринг предлагает комплексное решение этих проблем, обеспечивая своих Заказчиков всем необходимым оборудованием и солидными  конкурентными преимуществами.

 Запросы заводов-потребителей таких деталей часто предполагают практически непрерывное изготовление подобных изделий под собственные нужды. Для чего необходима собственная площадка производства заготовок, которая, в свою, очередь должна характеризоваться высокой производительностью и возможностью получения широкой номенклатуры заготовок, в зависимости от меняющихся требований производства и износа основных деталей нагруженных агрегатов. Предприятием ЭПОС-Инжиниринг в 2017 г. был запущен в эксплуатацию участок электрошлакового переплава с возможностью получения широкого спектра заготовок, отвечающих указанным требованиям, с внедрением установки ЭШП (ЭлектроШлакового Переплава) собственной разработки с подвижным Т-образным кристаллизатором.

 Реализованный участок предполагает получение заготовок под ролики УНРС диаметрами от 200 до 450 мм и длиной до 3500 мм, путем электрошлакового переплава б/у роликов, вышедших из строя или изношенных, часто имеющих глубокие трещины, каверны и выработки по диаметру.

 Технологический процесс получения заготовок под такую номенклатуру изделий предполагает следующую последовательность операций:

  • Берем отработанный б/у ролик УНРС;
  • Формируем – свариваем  на ЭШС (установка ЭлектроШлаковой Сварки) из б/у роликов электрод для установки электрошлакового переплава;
  • Проводим электрошлаковый переплав электрода из б/у роликов;
  • Проводим термообработку полученной заготовки;
  • Передаем заготовку ролика под дальнейшую механическую и термическую обработку для изготовления нового ролика УНРС.

  Для выполнения указанных операций, с участием проектного и конструкторского подразделения ООО «ЭПОС-Инжиниринг», был спроектирован участок ЭШП, включающий в себя: 

  • Непосредственно установку электрошлакового переплава ЭШП-5/1,6-ЭПОС-И1 с подвижным Т-образным кристаллизатором, специально разработанную и сконструированную ООО «ЭПОС-Инжиниринг» под требования данного технологического процесса;
  • Установку электрошлаковой сварки расходуемых электродов ЭШС-0,1/0,16-ЭПОС со специальной оснасткой для сварки отработанных роликов – заготовок под переплавляемый электрод;
  • Термическое оборудование для подготовки расходуемых материалов процесса переплава, такое как печи для прокалки флюса, термической обработки поступающего сырья;
  • Общую систему водоподготовки установок электрошлакового переплава и электрошлаковой сварки;
  • Общую систему газоудаления электротермического оборудования участка;
  • Вспомогательное сварочное оборудование подготовки и ремонта расходуемых материалов участка;
  • Специальное грузозахватное оборудование для транспортировки  сырья (электродов) и конечных изделий участка (слитков ЭШП);
  • Оборудование и участки для резки, сортировки, перемещения и хранения заготовок, материалов, оснастки и дополнительного оборудования.

  Переплав б/у роликов (электрода) осуществляется в подвижном Т-образном кристаллизаторе. В результате полученный слиток ЭШП близок по диаметру с исходным электродом, что предполагает его минимальную дальнейшую механическую обработку. Применение короткого подвижного секционного кристаллизатора вместо традиционного глухого, несмотря на более сложную систему управления и контроля параметров, позволило снизить общие эксплуатационное затраты на амортизацию, ремонт и  изготовление медных кокилей для осуществления электрошлакового процесса.

  Для снижения затрат на ремонт и изготовление новых кристаллизаторов, без потерь эксплуатационных характеристик оборудования в проекте установки ЭШП-5/1,6-ЭПОС-И1 были заложены и реализованы кристаллизаторы секционной конструкции. Так, при всех очевидных преимуществах подвижных коротких кристаллизаторов нельзя забывать о повышенном износе отдельных участков таких конструкций из-за особенностей распределения тепловых потоков при проведении процесса переплава. В отличие от схем ЭШП с глухими кристаллизаторами, движение шлаковой ванны вдоль стенки кокиля кристаллизатора в основном процессе плавки отсутствует, постоянно разогрет лишь фактически небольшой участок шлаковой ванны, что предъявляет повышенные требования к стойкости медной стенки, системе водоохлаждения, жесткости общей конструкции. Выполнение всех указанных требований часто приводят к значительной конструктивной сложности конечного изделия при небольшом увеличении общего срока эксплуатации кристаллизатора. На современном этапе развития спецэлектрометаллургии всё большее применение находит именно секционная конструкция подобных элементов, что позволяет оперативно производить замену вышедших из строя небольших участков (секций 70-100 мм высотой), производить их ремонт и восстановление без вывода из эксплуатации основной сборной конструкции. Это и было обеспеченно на данном участке ЭШП за счет создания необходимого запаса наиболее термически нагруженных элементов.

    Специально для подготовки перпелавляемого электрода, в состав участка ЭШП была включена установка ЭШС-0,1/0,16-ЭПОС

  Установка ЭШС оснащена специализированным комплектом  кокилей для возможности качественного производства сварки роликов строго определенных диаметров (от 180 мм до 380 мм). Специально для этих целей  установка для сварки была оснащена сварочным столом с возможностью регулирования угла наклона свариваемых заготовок, который позволяет компенсировать усадку металла в сварном шве вследствие интенсивного нагрева и последующего остывания заготовок в процессе сварки. 

  Установка ЭШП-5/1,6-ЭПОС-И1, благодаря развитой системе контроля параметров процесса, позволяет вовремя распознавать возможные отклонения в режиме плавки вследствие особенностей используемых электродов и внешних факторов. Умение обслуживающего своевременно верно среагировать на возможные отклонения является важным фактором для обеспечения  надлежащего качества металла, а также фундаментом для дальнейшего улучшения технологического процесса, повышения качества получаемого продукта. Старт успешной работы серии установок ЭШП-5/1,6-ЭПОС-И1 и опыт по её эксплуатации позволяет оценить перспективы развития системы автоматического управления и контроля параметров для установок подобного типа, что может служить основой для модернизации уже действующего оборудования и улучшению вновь изготавливаемого оборудования. 

  Очевидно, что данный новый участок ЭШП только начинает свое развитие и его потенциал раскрыт ещё не более чем на 30%. Даже уже действующее оборудование при соблюдении должных технологических норм позволяет на имеющихся мощностях увеличить диаметр получаемых слитков до 600 мм. Введенное в строй оборудование позволило создать отличную научно-техническую базу для развития электрошлаковых технологий. Дальнейшее развитие данного участка, в том числе использование второй, уже модернизированной, установки и реализация новых подобных проектов позволяют высвободить мощности кузнечно-прессового оборудования, разгрузить металлообрабатывающие станки и снизить расход металла при производстве подобного рода продукции с возможностью дальнейшего повышения качества.

Слиток ЭШП - заготовка под ролик УНРС