...И до 1990 года

Электрошлаковый переплав можно сравнить с театром одного актера. Действительно, здесь все роли играет шлак. А точнее — сразу пять. Он заменил электрическую дугу и служит нагревательным элементом, тепло которого, во-первых, плавит электрод, а во-вторых, обогревает кристаллизующийся металл, что улучшает структуру слитка. Шлак надежно защищает расплавленный металл от окружающей атмосферы. Еще одна его функция — образовывать на поверхности отливки тонкую корочку — гарнисаж, что в итоге также способствует формированию здоровой отливки, без рыхлости и усадочной раковины; кроме того, отливка получается с такой чистой поверхностью, что, как правило, не нужна и механическая обработка. И последняя по счету, но, конечно, не по значению, — это рафинирующая роль шлака. Ее он выполняет на всех стадиях контакта с металлом: и соприкасаясь с оплавляющимся электродом, и когда капли жидкого металла проходят через шлаковую ванну, и на ее границе с металлическим расплавом.

За считанные секунды в шлаковом «чистилище» протекают реакции рафинирования, не достигающие такой степени глубины даже за многие часы обработки расплавов в сталеплавильной печи. В чем же причина такой быстротечности металлургических процессов при электрошлаковом переплаве? Прежде всего в мелкокапельном расплавлении электрода. Именно поэтому поверхность контакта расплавленного металла со шлаком в сотни и даже тысячи раз больше, чем при традиционной выплавке стали.

При ЭШП из металла удаляются газы, неметаллические включения, вредные примеси, в числе которых и главный враг стали — сера. Например, после электрошлакового переплава конструкционных сталей общее количество примесей в них снижается в 3 раза и более. И наконец, отметим, что процесс ЭШ-переплава создает исключительно благоприятные условия для кристаллизации металла. Количество жидкого металла все время остается таким небольшим, что ликвации — самому страшному для качества отливки процессу — просто негде разыграться. А характер отвода тепла от стенок формы и непрерывное поступление сверху жидкого металла с подогревом его служат гарантией того, что отливка, которая образуется из непрерывно снизу затвердевающего металла, получается отличного качества.

О масштабах применения ЭШП в нашей стране уже говорилось. Приведу лишь несколько цифр, которые наглядно показывают, какую выгоду народному хозяйству приносит использование сверхчистого металла. Так, подшипники железнодорожных вагонов, сделанные из стали ЭШП, позволяют вдвое увеличить межремонтный пробег. Подсчитано, что на каждой тонне шарикоподшипниковой стали, выплавленной в ЭШ-печи, удается сберечь более 300 рублей. На каждом буровом долоте, сделанном из стали ЭШП, экономится за счет повышения долговечности около 100 рублей. А ведь таких долот ежегодно требуется более миллиона штук.

Одна из самых замечательных технологий, изобретенных когда-либо человеком, несомненно, литье. До гениальности простая идея — получать из жидкого металла практически без отходов сразу готовое изделие, — казалось, должна была гарантировать литью безраздельное господство. Но по мере усложнения техники, не имея возможности обеспечить нужные свойства металлу, литье все больше и больше уступало свои позиции, и прежде всего ковке. А там, где оно продолжало лидировать, во многом подрывало свою репутацию, нагромождая вокруг отливки чуть ли не такие же по весу, идущие затем в отходы литники, прибыли. С их помощью литье пыталось справиться со своими «болезнями».

Ведущая роль

Но вот появилась совершенно новая литейная технология — ЭШП, которая впервые позволила сделать то, о чем еще можно было только мечтать; получать отливки со свойствами поковки. А раз так, то стали реальными и надежды на возвращение литью утраченных позиций.

Было ясно, что для этого в процесс ЭШП, приспособленный лишь для выплавки прямоугольных и круглых слитков, необходимо внести такие технологические и конструктивные изменения, которые превратили бы его в универсальный, с точки зрения литейного производства, то есть дали бы возможность получать отливки практически любой формы.

Задача эта была успешно решена в нашем институте в 1967—1968 годах. На основе электрошлакового процесса родилась еще одна очень интересная технология — электрошлаковое литье — ЭШЛ.

С тех пор прошло немного времени, но ЭШЛ уже получило в нашей стране довольно широкое применение. Высокая технологичность, высокий коэффициент использования металла, удивительная простота оборудования и технологии делают ЭШЛ весьма перспективным. Ему не нужны плавильные печи, разливочные ковши, земляные формы и другое оборудование традиционного литья. ЭШ-отливка не имеет прибылей, литниковых систем.

Все это позволяет значительно снизить трудоемкость получения изделий, их стоимость, коренным образом улучшить условия труда. Переоценить этот социальный эффект невозможно, ведь в литейном производстве у нас занято около 700 тысяч человек.