Застосування суцільної литої заготівки порожнистої циліндричної форми з патрубком або патрубками, виготовленої електрошлаковим переплавом, як частини корпусу атомного енергетичного реактора або парогенератора

Застосування суцільної литої заготівки порожнистої циліндричної форми з патрубком або патрубками, виготовленої електрошлаковим переплавом, як частини корпусу атомного енергетичного реактора або парогенератора. (19) (21) a201007388 (22) 14.06.2010 (24) 25.10.2011 (46) 25.10.2011, Бюл.№ 20, 2011 р. (72) ПАТОН БОРИС ЄВГЕНОВИЧ, МЕДОВАР ЛЕВ БОРИСОВИЧ, СТОВПЧЕНКО ГАННА ПЕТРІВНА, САЄНКО ВОЛОДИМИР ЯКОВИЧ, ФЕДОРОВСЬКИЙ БОРИС БОРИСОВИЧ (73) ПРИВАТНЕ ПІДПРИЄМСТВО "ЕЛМЕТ-РОЛ" (56) SU 294498 A1, 25.11.1977 3 Таким чином, застосування приведених аналогів у виробництві корпусів (обичайок) атомних енергетичних реакторів і парогенераторів характеризується значною трудомісткістю і енергоємністю, низьким коефіцієнтом використання металу, тривалістю циклу виготовлення корпусів реакторів і необхідністю для їх реалізації мати унікальне ковальсько-пресове устаткування. Вартість кованих корпусів величезна і виготовлення їх під силу лише дуже крупним машинобудівним підприємствам, що володіють потужною металургійною базою. Задачею винаходу є зниження трудомісткості і енергоємності, та підвищення коефіцієнту використання металу при виготовленні корпусів (обичайок) атомних енергетичних реакторів або парогенераторів. Технічним результатом реалізації винаходу, який пропонується, є застосування литої заготівки порожнистої циліндричної форми, у тому числі і з патрубком або з патрубками, виготовленої ЕШП (електрошлаковим переплавом), як частини корпусу атомного енергетичного реактора або парогенератора. Корпус атомного енергетичного реактора або парогенератора виготовляється шляхом зварювання відомим способом попередньо виготовлених електрошлаковим переплавом частин корпусу. На рисунках (Фіг. 1 та Фіг. 2) подані приклади (натурні макети) литих заготівок, виготовлених ЕШП, які можуть бути використані як частини корпусу атомного енергетичного реактора, де: На Фіг. 1 подана лита порожниста заготівка з верхнім та нижнім рядами патрубків, виготовлена ЕШП, яка використовується як патрубкова частина атомного енергетичного реактора; На Фіг. 2 подана лита порожниста заготівка з одним рядом патрубків та гладкою обичайкою, яка виготовлена ЕШП та використовується як основна частина корпусу атомного енергетичного реактора, де: 1 - лита порожниста заготівка з верхнім та нижнім рядами патрубків 2, виготовлена ЕШП, що використовується як патрубкова частина корпусу атомного енергетичного реактора. 3 - лита порожниста заготівка з нижнім рядом патрубків 2 та гладкою обичайкою 4, виготовлена ЕШП, що використовується як основна частина корпусу атомного енергетичного реактора. Застосування литої порожнистої циліндричної заготівки, у тому числі і з патрубком або з патрубками, виготовленої ЕШП, дозволяє забезпечити в металі корпусів атомних реакторів високу структурну і хімічну однорідність і заданий рівень фізикомеханічних властивостей, який не нижче рівня, що встановлений для деформованого металу, виготовленого за традиційною технологією. При цьому відпадає необхідність у виробництві унікальних великотоннажних листових і, особливо, ковальських (масою 300 т і більше) злитків, також в їх переділі на унікальних широкоформатних прокатних станах і потужному пресовому устаткуванні. Крім того, отримана в результаті вживання ЕШП лита порожниста заготівка по конфігурації і своїм розмірам дуже близька до відповідної частини корпусу атомного енергетичного реактора або парогенератора. Тому вона характеризується 96376 4 мінімальними допусками на механічну обробку, що істотно покращує коефіцієнт корисного використання металу та в 2-3 рази скорочує технологічний цикл його виготовлення. Залежно від складності відливка застосовуються дві схеми ЕШП одержання литої порожнистої циліндричної заготівки, у тому числі і з патрубком або патрубками. Відповідно до першої схеми метал, що витрачається, йде на формування литої порожнистої заготівки, яка готується і кристалізується безпосередньо в ливарній формі (кристалізаторі). Для ЕШП за цією схемою може використовуватися як стаціонарний кристалізатор, в якому розплавляються електроди, що витрачаються, і одночасно формується лита порожниста заготівка частини корпусу реактора, у тому числі і з патрубком або з патрубками, так і короткий водоохолоджуваний кристалізатор, за допомогою якого формується гладка частина литого порожнистого циліндричного відливка при відносному переміщенні кристалізатора і відливка. Згідно з другою схемою метал, що витрачається, виплавляється в окремому сталеплавильному агрегаті, а потімрідкий метал за допомогою дозуючого пристрою безперервно або періодично подається в струмопідвідний водоохолоджуваний кристалізатор, в який заздалегідь заливається шар рідкого синтетичного електропровідного шлаку і підводиться напруга від джерела живлення. Процес формування литої порожнистої заготівки за цією схемою ведеться при відносному переміщенні кристалізатора і відливка в автоматичному режимі при вживанні відомої системи управління. Завдяки рафінувальній дії синтетичного шлаку, вживаного при ЕШП, і сприятливим умовам поступової кристалізації відливка, литий електрошлаковий метал має показники механічних властивостей на рівні і вище за показники кованого металу відкритої виплавки. Специфіка умов кристалізації металу у водоохолоджуваній металевій ливарній формі (кристалізаторі) на основі вживання електрошлакового процесу сприятливо позначається на будові кристалічної структури електрошлакового відливка. Підвищений градієнт температури і направлене відведення тепла сприяють формуванню у відливанні стовпчастих кристалів, а осьова або радіально-осьова спрямованість кристалів виключає можливість утворення в структурі відливка слабких місць і пов'язаних з ними тріщин. ЕШП дозволяє отримувати суцільнолиту порожнисту заготівку з одночасним формуванням фланцевих частин, зони патрубків, отворів. В даний час достатньо даних, підтверджуючих ідентичність рівня фізико-механічних властивостей литого електрошлакового металу і деформованого (катаного, кованого) металу звичайного виробництва. Проведені дослідження показали, що після ЕШП лита сталь 15Х2МФШ-Л за своїми службовоексплуатаційними характеристиками, такими як термічна втома, термічне старіння, критична температура крихкості, не поступається широко вживаній для виготовлення кованих корпусів A EC 5 деформованій сталі 15Х2МФ відкритої виплавки, а за такими показниками, як малоциклова довговічність, стійкість проти крихких руйнувань, перевершує її. Дані про властивості і експлуатаційні характеристики електрошлакового металу в литому і деформованому вигляді, а також сферах застосування ЕШП, якнайповніше відбиті в монографіях "Электрошлаковый металл" / Под ред. Б.Е. Патона, Б.И. Медовара. - Киев.: Наук. думка. 1981.-680 с.; "Электрошлаковая технология за рубежом"/ Под ред. Б.Е. Патона, Б.И. Медовара. - Киев.: Наук. думка, 1982.-320 с.; "Качество электрошлакового металла" / Под ред. Б.Е. Патона, Б.И Медовара. - К.: Наук. думка, 1990.-312 с. Комп’ютерна верстка І. Скворцова 96376 6 У важкому і металургійному машинобудуванні ЕШП використовується при виготовленні заготівок штампів гарячого і холодного штампування, цапф і цапфових плит до великотоннажних сталерозливальних ковшів, при виготовленні валків гарячої і холодної прокатки, різного металургійного устаткування, колінчастих валів тощо. Винахід, що пропонується, може знайти широке застосування у галузі енергетичного машинобудування, зокрема у виробництві корпусів (обичайок) атомних енергетичних реакторів і парогенераторів, а також товстостінних корпусів реакторів нафтохімічної переробки. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601