Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 109

Электрошлаковая сварка

Электрошла'ковая сва'рка, шлаковая электросварка; см. Сварка .

Электрошлаковый переплав

Электрошла'ковый перепла'в электрометаллургический процесс, при котором металл (расходуемый электрод) переплавляется в ванне электропроводного синтетического шлака под действием тепла, выделяющегося в шлаке при прохождении через него электрического тока. Э. п., существенно повышающий качество металлов и сплавов, разработан в начале 50-х гг. 20 в. в институте электросварки им. Е. О. Патона АН УССР на основе электрошлакового сварочного процесса (см. Сварка ). Расходуемый электрод представляет собой отливку, прокатное изделие или поковку из металла, полученный в мартеновской, дуговой, вакуумноиндукционной печах или кислородном конвертере. В процессе Э. п. температура шлака, состоящего из CaF2, CaO, SiO2 , Al2 O3 и других компонентов, превышает 2500°С. Капли жидкого электродного металла проходят через слой шлака и образуют под ним слой металла, из которого при последовательном затвердевании в водоохлаждаемом кристаллизаторе формируется слиток (рис. ).

  По мере оплавления расходуемый электрод подаётся в шлаковый слой, непрерывно восполняя объём кристаллизующегося металла. Шлак является рафинирующей средой. Электрошлаковое рафинирование металла происходит в плёнке жидкого металла на оплавляющемся конце электрода, при прохождении капель металла через шлаковую ванну и на поверхности раздела шлаковой и металлической ванн.

  Изменяя состав шлака и температурный режим процесса, осуществляют избирательное рафинирование металла. В результате Э. п. содержание серы снижается в 2—5 раз, кислорода и неметаллических включений в 1,5—2,5 раза. Слиток характеризуется плотной направленной микроструктурой, свободен от дефектов литейного и усадочного происхождения. Химическая и структурная однородность слитка обусловливает изотропность физических и механических свойств металла в литом и деформированном виде. Способом Э. п. получают слитки массой от десятков г до 200 т практически любой нужной формы, определяемой формой кристаллизатора. Наряду с передельными (для прокатки сортовых профилей, труб и листа) и кузнечными (для ковки, прессования и штамповки) слитками производят фасонные отливки (коленчатые валы, корпуса запорной арматуры, сосуды давления, зубчатые колёса и др.). Э. п. применяется в чёрной металлургии (шарикоподшипниковые, конструкционные, нержавеющие, инструментальные стали, жаропрочные сплавы), цветной металлургии (хромистая бронза, никелемедные сплавы), тяжёлом машиностроении (теплоустойчивые, высокопрочные штамповые, валковые стали). Процесс запатентован и используется по советской лицензии во многих странах.

  Лит: Электрошлаковый переплав, М., 1963; Латаш Ю. В., Медовар Б. И., Электрошлаковый переплав, М., 1970.

  Б. И. Медовар.

Схема электрошлакового переплава с одним (а) и двумя (б) расходуемыми электродами: 1 — расходуемый электрод; 2 — шлаковая ванна; 3 — металлическая ванна; 4 — слиток.

Электроэнергетика

Электроэнерге'тика, ведущая составляющая часть энергетики , обеспечивающая электрификацию хозяйства страны на основе рационального производства и распределения электроэнергии. Э. имеет важное значение в хозяйстве любой промышленно развитой страны, что объясняется такими преимуществами электроэнергии перед энергией других видов, как относительная лёгкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, а также преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и др.). Отличительной чертой электроэнергии является одновременность её генерирования и потребления.

  Основная часть электроэнергии вырабатывается крупными электростанциями : тепловыми (ТЭС), гидравлическими (ГЭС), атомными (АЭС). Электростанции, объединённые между собой и с потребителями высоковольтными линиями электропередачи (ЛЭП), образуют электрические системы .

  В Советском Союзе вопросы развития Э. всегда были в числе основных вопросов развития народного хозяйства. Советская Э. занимает передовые позиции в мире.

  Электрификация страны базируется, с одной стороны, на научных достижениях, с другой — на успехах промышленности. В начале 20-х гг. 20 в. в плане ГОЭЛРО были четко сформулированы две ведущие тенденции Э.: концентрация производства электроэнергии путём сооружения крупных районных электростанций и централизация распределения электроэнергии. Становление Э. определялось, с одной стороны, созданием электростанций и топливной базы для них, сооружением линий электропередачи и разработкой электрической аппаратуры и энергетического оборудования, с другой — развитием теоретических основ электротехники — необходимого условия для научного обоснования энергетического строительства. В этих целях были осуществлены важные исследования в области техники высоких напряжении, теории устойчивости электрических систем, разработаны методы расчёта мощных генераторов, трансформаторов и других электрических машин, электропривода, электрических аппаратов; создана электротехнология, внедрено автоматизированное управление электрическими системами, использованы методы физического и математического моделирования при расчёте и изучении электроэнергетических систем.

  В СССР основные научные исследования в области Э. проводятся в Государственном научно-исследовательском энергетическом институте им. Г. М. Кржижановского (ЭНИН, Москва), НИИ Энергосеть-проект (Москва), Всесоюзном электротехническом институте им. В. И. Ленина (ВЭИ, Москва), Всесоюзном НИИ постоянного тока (НИИПТ, Ленинград), Всесоюзном НИИ источников тока (ВНИИТ, Москва), Всесоюзном НИИ электромашиностроения (Ленинград), Сибирском энергетическом институте СО АН СССР (Иркутск), институте электродинамики АН УССР (Киев), многих вузах (Московском энергетическом институте, Ленинградском политехническом и электротехническом институтах) и др. Существенный вклад в развитие Э. внесли советские учёные Г. М. Кржижановский, А. В. Винтер, Р. Э. Классон, В. Ф. Миткевич, М. П. Костенко, Л. Р. Нейман, М. А. Шателен, А. А. Горев, П. С. Жданов, С. А. Лебедев, К. А. Круг, Г. Н. Петров и др., а также И. А. Глебов, Д. Г. Жимерин, Н. С. Лидоренко, М. В. Костенко, В. И. Попков, В. М. Тучкевич и многие другие.

  На базе научных достижений Э. созданы электротехническая промышленность и энергетическое машиностроение , которые производят практически все основные виды электротехнического и энергетического оборудования: котло- и турбоагрегаты, электродвигатели и электромашинные генераторы, трансформаторы, электрические аппараты, средства автоматики и защиты, оборудование для ЛЭП. Значительно возрос уровень проектирования энергетических объектов и эксплуатации электроэнергетических систем, разработаны методы достижения совместной устойчивой работы электрических сетей большой протяжённости. Принцип концентрации реализован при сооружении тепловых электростанций единичной мощностью до 3 Гвт (Криворожская ГРЭС-2 и др.), гидроэлектростанций мощностью 4—6 Гвт (Братская, Красноярская и др.), атомных электростанций мощностью 4 Гвт (Ленинградская) и др.

  Развитие Э. предусматривает оптимальное соотношение между мощностью тепловых и гидроэлектрических станций. В СССР на долю ТЭС приходится свыше 80% всей производимой электроэнергии. В европейских районах страны ГЭС всё больше используют в качестве манёвренных и резервных источников электроэнергии, позволяющих покрывать пики электрической нагрузки в течение суток и обеспечивающих устойчивую работу электроэнергетических хозяйства страны. В Сибири и Средней Азии осуществляется и предусматривается сооружение мощных каскадов ГЭС, важная задача которых — комплексное использование водных ресурсов в целях удовлетворения нужд как Э., так и водного транспорта, водоснабжения, ирригации, рыбного хозяйства. Особенность электроэнергетики СССР — комбинированное производство электроэнергии и тепла на теплоэлектроцентралях . Более 1 /3 общей потребности в тепле удовлетворяется за счёт теплофикации, что позволяет существенно улучшить санитарное состояние воздушного бассейна городов, получить значительную экономию топлива. Создание материальной базы Э. идёт, с одной стороны, в направлении строительства АЭС, ТЭЦ, работающих на органическом топливе, манёвренных ТЭС и ГЭС, а также гидроаккумулирующих установок в Европейской части страны, и, с другой стороны,— по пути расширения строительства ТЭС и ГЭС в восточных районах, где для производства электроэнергии выгодно использовать дешёвые гидроресурсы и угли Северного Казахстана и Сибири. Наряду с этим проводятся исследования и промышленные эксперименты в области новых методов получения электроэнергии (реакторы на быстрых нейтронах, магнитогидродинамические генераторы и др.). Развитие принципа централизации электроснабжения логически привело вначале к образованию районных, затем 9 объединённых электроэнергетических систем и впоследствии к формированию Единой электроэнергетической системы (ЕЭЭС) Европейской части СССР, а затем всей страны, как важнейшей основы планомерной электрификации. С 1976 ЕЭЭС СССР работает совместно с электроэнергетическими системами стран — членов СЭВ. К середине 70-х гг. она имела общую установленную мощность (в пределах СССР) более 150 Гвт при общей мощности электростанций СССР около 220 Гвт.