Статьи

Организация современного литейного производства

В современных условиях многим предприятиям различных отраслей промышленности необходимо внедрение самых передовых технологий литья и получение качественной продукции с серьезным снижением себестоимости. Наше предприятие – ЭПОС-Инжиниринг – комплексно решает именно такие задачи, обеспечивая своих Заказчиков солидными  конкурентными преимуществами.

Технологическая схема и набор оборудования уникальны для каждого отдельного литейного предприятия. Это связано как с типом производимых отливок, их сложностью, так и требованиями к точности и чистоте отливок, применяемыми сплавами, производственной программой, видом используемого сырья и пр.

Современные отрасли тяжелого машиностроения, станкостроения, добывающей промышленности в условиях непрерывного производства, а также роста добычи полезных ископаемых, постоянно требуют замены быстроизнашиваемых деталей механизмов и машин.

Для производства таких необходимых в промышленности элементов как валки, валы-шестерни, бандажи зубчатых колес, крановые колеса, сосуды высокого давления и прочих механически и термически нагруженных ответственных деталей, часто требуются специальные материалы с повышенными требованиями к микро- и макроструктуре из инструментальных сталей. От таких изделий обычно требуется повышенное сопротивление контактной усталости или усталости при повторно-переменных изгибающих нагрузках, высокое сопротивление хрупкому разрушению в больших сечениях, стойкость против коррозии под напряжением в различных агрессивных средах, и многое другое. Для получения стали высокого качества необходимо, чтобы она была свободна от крупной пористости и микроликвации, соответствовала высокому стандарту чистоты, имела контролируемое содержание и состав неметаллических включений, газов и других вредных примесей.

Хорошо известен традиционный путь получения такого рода изделий ковкой из сплошного кузнечного слитка. Такая технология часто характеризуется многостадийностью получения поковок, длительным циклом изготовления и большими экономическими затратами на получение дорогостоящего изделия. К тому же запросы заводов-потребителей таких быстроизнашиваемых деталей часто предполагают практически непрерывное изготовление подобных изделий под собственные нужды.

В таких случаях, когда применяемое в производстве сырье часто отличается низким качеством, а требования, предъявляемые к заготовкам, достаточно высоки, в технологическом процессе производства желательно применение переделов, обеспечивающих высокое качество выплавляемого металла при сравнительно низкой себестоимости.

Таким переделом, находящим все большее применение в технологическом цикле литейного предприятия, становится технология электрошлакового переплава и электрошлакового литья.

Если при выплавке литейных сплавов в традиционных плавильных агрегатах довольно сложно обеспечить получение рафинированного расплава, то в случае прохождения капель расплавленного металла через слой жидкого шлака происходит его очищение от газовых и неметаллических включений, а также целевое отделение металлических примесей.

Электрошлаковый переплав осуществляется на специализированных установках с постепенной подачей переплавляемого металла и собиранием очищенного металла.

Процесс электрошлакового переплава и электрошлакового литья гарантирует, по сравнению с получением поковок и другими видами литья, по крайней мере, четыре главных преимущества:
  • Высокое металлургическое качество, стабильный химический состав и плотность металла;
  • Лучший выход годного и высокое качество поверхности. Выход годного в три-пять раз больше, чем для крупных сплошных слитков открытой выплавки;
  • Особая дендритная структура, возникающая благодаря особому фронту роста кристаллов, которым характеризуется процесс электрошлакового переплава;
  • Меньшая трудоемкость в получении заготовок, не уступающих по качеству поковкам.

В качестве переплавляемого металла могут быть использованы литейные стали и сплавы на базе традиционных цветных металлов (как тяжелых, так и легких).

Подача исходного материала на переплав может быть осуществлена как в виде расходуемого электрода с расплавлением в шлаковой ванне, так и в виде порционной подачи сырья в шлаковую ванну, подогреваемую не расходуемым электродом.

Получаемый в результате электрошлакового переплава металлический расплав, может быть как закристаллизован в водоохлаждаемой форме непосредственно после прохождения через слой шлакового расплава, так и сколлектирован в расплавленном состоянии в теплоизолированном тигле с последующим сливом в литейную форму.

Отсюда очевидно, что организация литейного передела с использованием в качестве плавильного агрегата установки электрошлакового переплава или литья позволяет создать производство для получения отливок и слитков из различных марок сталей и сплавов с заведомо качественной микро- и макроструктурой и контролируемым химическим составом.

Варьирование составом флюса для создания шлаковой ванны позволяет обеспечить требуемую очистку для переплавляемых сплавов самых разных групп и загрязненности.

В качестве примера может быть предложен реализованный проект участка электрошлакового переплава и литья медных сплавов и сталей с использованием многопостовых установок ЭШП и ЭШЛ, которые позволяют получать как слитки путем переплава исходного электрода в медном кристаллизаторе, так и заданное количество металлического расплава в футерованном тигле. Производство отливок в виде тел вращения производилось при сливе расплава из тигля в наклонную центробежную машину.

Максимальная производительность участка до 4500 т/год и относительно небольшая потребляемая мощность участка позволяют значительно снизить издержки на получение механически и термически нагруженных деталей, обеспечить импортозамещение ранее поставляемым на завод поковкам.  Участок — в условиях данного завода — имеет значительный запас по росту выпускаемой продукции, имеет хорошие показателя для быстрого расширения ассортимента выпускаемых отливок и слитков. Создание участка доказало возможность получения качественного металла получаемых изделий массой от 100 кг до 8 т на простом, негабаритном оборудовании, что помогает высвободить мощности кузнечно-прессового оборудования, разгрузить металлорабатывающие станки, снизить расход металла, а главное – существенно повысить качество выпускаемой продукции.

ООО «ЭПОС-Инжиниринг» проектирует оборудование цехов и участков, разрабатывает для них технологический процесс и технологическую оснастку, поставляет полный комплект литейного оборудования с проведением шеф-монтажа и пуско-наладки. При организации производства используется отечественное основное современное технологическое оборудование.