...И до 1990 года

Электрошлаковый переплав получил признание во всем мире. Показательно, например, что вскоре после международной конференции сталелитейщиков, которая проходила в 1969 году в американском городе Питтсбурге, где об ЭШП советские ученые прочитали доклад, в журнале «Железный век» появилась статья под названием «Готовы вы или нет, но он здесь» с подзаголовком «Патоновский ЭШП дебютирует в США». И надо сказать (об этом я уже упоминал), что именно в США, где созданы огромные мощности по вакуумно-дуговому переплаву, наш ЭШП занял подобающее место и продолжает применяться все шире. А вообще Советский Союз продал в крупнейшие страны Запада более 20 лицензий, получил более 600 зарубежных патентов по электрошлаковой технологии и оборудованию для нее. ЭШ-печи работают во Франции, Японии, Швеции, США, Польше, Румынии, Болгарии и многих других странах.

Нас нередко спрашивают: почему вы, сварщики, занимаетесь спецэлектрометаллургией? Неужели мало у нас металлургов? Ответить на этот вопрос нетрудно.

Прежде всего надо учесть, что никто в столь большой степени не был заинтересован в получении особо чистых металлических материалов, как сварщики.

Чем чище металл, подлежащий сварке, или чем чище присадочный материал (сварочная проволока), тем выше качество сварочного шва и соединения в целом, тем меньше в металле шва и в околошовной зоне различного рода дефектов. Работоспособность и долговечность конструкций, их способность надежно противостоять сложному воздействию различных физических и химических факторов также во многом определяется степенью чистоты свариваемого металла. Вот почему сварщики раньше представителей других специальностей ощутили необходимость повышения чистоты и однородности сталей и сплавов, используемых в сварных конструкциях. И это нашло отражение в оформлении уже самых первых способов электрической дуговой сварки, изобретатели которой не обошли стороной вопросы надежной защиты зоны сварки.

Существенно и то, что сварщики располагают более мощным, чем металлурги, арсеналом средств воздействия на качество металла. Правда, оружие сварщиков отличается весьма скромными параметрами: дуга мощностью всего в несколько киловатт или десятков киловатт, шлаковая ванна, объем которой измеряется лишь несколькими кубическими сантиметрами, и т. д. и т. п. Действительно, по сравнению с современной многотонной электродуговой печью «сталеплавильный агрегат» сварщика не более чем микромир. Тем не менее здесь действуют те же факторы, проявляются те же закономерности, развиваются те же физико-химические процессы и обменные реакции, что и в агрегатах большой металлургии. Но все эти процессы, все эти реакции при сварке протекают чрезвычайно интенсивно, значительно быстрее, чем в металлургии.

При сварке плавлением действует очень своеобразный электрометаллургический агрегат, своего рода комбайн. В нем буквально в считанные секунды протекают процессы расплавления металла, раскисления или окисления и, главное, его глубокого рафинирования, а затем кристаллизации. Причем если в металлургическом производстве процессы получения жидкого металла и его последующей кристаллизации, как уже подчеркивалось, разделены обязательной операцией разливки, то при сварке оба процесса — получение жидкого металла и затвердевание его в виде слитка — совмещены в едином агрегате.

Как же осуществляется электрошлаковый переплав, благодаря каким механизмам, действующим в электрометаллургическом комбайне, получается металл высочайшего качества? Опустим, конечно, технические подробности, которых здесь немало, и расскажем лишь о главном, что составляет суть электрошлаковой технологии.

Прежде всего напомним в самых общих чертах, как происходит ЭШП.

Расходуемый металлический электрод (а это и есть металл, который предстоит переплавить), подключенный к источнику тока, погружают торцом в расплавленный электропроводный шлак. Под действием тепла, которое выделяется в нем при прохождении тока, электрод плавится и капли металла, просочившись сквозь толщу шлаковой ванны, опускаются на ее дно, образуя металлическую ванну. Все это происходит в водоохлаждаемой форме, где металл постепенно, направленно — снизу вверх — кристаллизуется. По мере оплавления электрод подается в шлаковую ванну, и благодаря этому объем жидкого металла в форме непрерывно восполняется.

Таким образом, первое и важнейшее условие, без которого немыслимо создание эффективного процесса переплава, и здесь строго выполняется: все три операции — плавление, разливка и кристаллизация металла — происходят одновременно и в одном месте.