ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА

ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА, шлаковая электросварка; см. Сварка.

ектрометаллургич. процесс, при к-ром металл (расходуемый электрод) переплавляется в ванне электропроводного синтетич. шлака под действием тепла, выделяющегося в шлаке при прохождении через него электрич. тока. Э. п., существенно повышающий качество металлов и сплавов, разработан в нач. 50-х гг. 20 в. в Ин-те электросварки им. Е. О. Па-тона АН УССР на основе электрошлакового сварочного процесса (см. Сварка). Расходуемый электрод представляет собой отливку, прокатное изделие или поковку из металла, получ. в мартеновской, дуговой, вакуумноиндукц. печах или кислородном конвертере. В процессе Э. п. темп-pa шлака, состоящего из СаF₂, CaO, SiC_2, Аl₂Оз и др. компонентов, превышает 2500 °С. Капли жидкого электродного металла проходят через слой шлака и образуют под ним слой металла, из к-рого при последоват. затвердевании в водоохлаждаемом кристаллизаторе формируется слиток (рис.).

По мере рплавления 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 металлич. ванн. Изменяя состав шлака и температурный режим процесса, осуществляют избират. рафинирование металла. В результате Э. п. содержание серы снижается в 2-5 раз, кислорода и неметаллич. включений в 1,5-2,5 раза. Слиток характеризуется плотной направленной микроструктурой, свободен от дефектов литейного и усадочного происхождения. Химич. и структурная однородность слитка обусловливает изотропность физич. и механич. 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, конструкц., нержавеющие, инструментальные стали, жаропрочные сплавы), цветной металлургии (хромистая бронза, никслемедные сплавы), тяжёлом машиностроении (теплоустойчивые, высокопрочные штамповые, валковые стали). Процесс запатентован и используется по сов. лицензии во мн. странах.

Лит : Электрошлаковый переплав, М., 1963; Л а т а ш Ю. В., М е д о в а р Б. И., Электрошлаковый переплав, М., 1970.

Б. И. Медовар.

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА,

ведущая составляющая часть энергетики, обеспечивающая электрификацию х-ва страны на основе рационального производства и распределения электроэнергии. Э. имеет важное значение в х-ве любой промышленно развитой страны, что объясняется такими преимуществами электроэнергии перед энергией др. видов, как относит, лёгкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, а также преобразования в др. виды энергии (механич., тепловую, химич., световую и др.). Отличит, чертой электроэнергии является одновременность её генерирования и потребления.

Осн. часть электроэнергии вырабатывается крупными электростанциями: тепловыми (ТЭС), гидравлич. (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 осн. вопросов развития нар. х-ва. Сов. Э. занимает передовые позиции в мире.

Электрификация страны базируется, с одной стороны, на науч. достижениях, с другой - на успехах пром-сти. В нач. 20-х гг. 20 в. в плане ГОЭЛРО были чётко 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 электрич. аппаратуры и энергетич. оборудования, с другой - развитием теоретич. основ электротехники - необходимого условия для научного обоснования энергетич. стр-ва. В этих целях были осуществлены важные исследования в области техники высоких напряжений, теории устойчивости электрических систем, разработаны методы расчёта мощных генераторов, трансформаторов и др. электрич. машин, электропривода, электрич. аппаратов; создана электротехнология, внедрено автоматизир. управление электрич. системами, использованы методы физ. и матем. моделирования при расчёте и изучении электроэнергетич. систем.

В СССР осн. науч. исследования в области Э. проводятся в Гос. н.-и. энергетич. ин-те им. Г. М. Кржижановского (ЭНИН, Москва), НИИ Энергосеть-проект (Москва), Всесоюзном электротехнич. ин-те им. В. И. Ленина (ВЭИ, Москва), Всесоюзном НИИ постоянного тока (НИИПТ, Ленинград), Всесоюзном НИИ источников тока (ВНИИТ, Москва), Всесоюзном НИИ электромашиностроения (Ленинград), Сиб. энергетич. ин-те СО АН СССР (Иркутск), Ин-те электродинамики АН УССР (Киев), мн. вузах (Моск. энергетич. ин-те, Ленингр. политехнич. и электротехнич. ин-тах) и др. Существ, вклад в развитие Э. внесли сов. 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. Лидорёнко, М. В. Костенко, В. И. Попков, В. М. Тучкевич и мн. другие.

На базе науч. достижений Э. созданы электротехническая промышленность и энергетическое машиностроение, которые производят практически все осн. виды электротехнич. и энергетич. оборудования: котло- и турбоагрегаты, электродвигатели и электромашинные генераторы, трансформаторы, электрические аппараты, средства автоматики и защиты, оборудование для ЛЭП. Значительно возрос уровень проектирования энергетич. объектов и эксплуатации электроэнергетич. систем, разработаны методы достижения совместной устойчивой работы электрич. 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 гидроэлектрич. станций. В СССР на долю ТЭС приходится св. 80% всей производимой электроэнергии. В европ. р-нах страны ГЭС всё больше используют в качестве манёвренных и резервных источников электроэнергии, позволяющих покрывать пики электрич. нагрузки в течение суток и обеспечивающих устойчивую работу электроэнергетич. х-ва страны. В Сибири и Ср. Азии осуществляется и предусматривается сооружение мощных каскадов ГЭС, важная задача к-рых - комплексное использование водных ресурсов в целях удовлетворения нужд как Э., так и водного транспорта, водоснабжения, ирригации, рыбного х-ва. Особенность электроэнергетики СССР - комбинир. произ-во электроэнергии и тепла на теплоэлектроцентралях. Более ‘/з общей потребности в тепле удовлетворяется за счёт теплофикации, что позволяет существенно улучшить сан. состояние возд. бассейна городов, получить значит, экономию топлива. Создание материальной базы Э. идёт, с одной стороны, в направлении стр-ва АЭС, ТЭЦ, работающих на органич. топливе, манёвренных ТЭС и ГЭС, а также гидроаккумулирующих установок в Европ. части страны, и, с другой стороны,- по пути расширения стр-ва ТЭС и ГЭС в вост. р-нах, где для произ-ва электроэнергии выгодно использовать дешёвые гидроресурсы и угли Сев. Казахстана и Сибири. Наряду с этим проводятся исследования и пром. эксперименты в области новых методов получения электроэнергии (реакторы на быстрых нейтронах, магнитогидродинамич. генераторы и др.). Развитие принципа централизации электроснабжения логически привело вначале к образованию районных, затем 9 объединённых электроэнергетич. систем и впоследствии к формированию Единой электроэнергетич. системы (ЕЭЭС) Европ. части СССР, а затем всей страны, как важнейшей основы планомерной электрификации. С 1976 ЕЭЭС СССР работает совместно с электроэнергетич. системами стран - членов СЭВ. К сер. 70-х гг. она имела общую установл. мощность (в пределах СССР) более 150 Гвт при общей мощности электростанций СССР ок. 220 Гвт.

Для централизации электроснабжения потребовалось стр-во новых высоковольтных (напряжением 35 кв и выше) линий электропередачи. Их протяжённость возросла со 167 тыс. км в 1960 почти до 600 тыс. км в 1975. Централизация произ-ва электроэнергии в 1976 составила 97% от общего произ-ва. Получили развитие также автономные электрич. системы, как правило,- спец. назначения (напр., космич., судовые и др.). Э. занимает ведущее место в энергетике страны, является материальной основой роста обществ.

производительности труда. Производство электроэнергии к 1977 превысило 1 триллион квт *ч (см. Электрификация).

Постоянное повышение доли электроэнергии в конечном потреблении энергии (с 5-6% в 1960 до 15-18% в 1975) является важной тенденцией развития Э. Так, за 20 лет (нач. 50-х - нач. 70-х гг.) уровень потребления подведённой электроэнергии по всем группам процессов (силовым, высокотемпературным и др.) повысился на 350 млрд. квт*ч, прирост полезного потребления электроэнергии составил 200 млн. Гкал, что обеспечило экономич. эффект в 12-13 млрд. руб. К 1977 в СССР завершена экономически обоснованная электрификация силовых стационарных процессов. Возросло использование электроэнергии в пром-сти на технологич. нужды (в т. ч. особенно в станкостроении, с.-х. машиностроении, электротехнич. и химич. пром-сти и в цветной металлургии), на ж.-д. транспорте (доля перевозок по электрифицир. жел. дорогам составила ок. 50%); на нужды гор. и трубопроводного транспорта, с.-х. произ-ва, быта.

В зарубежных социалистических странах развитие Э. характеризуется увеличением объёмов произ-ва Э. нарастающими темпами (см. табл. 3 в ст. Электрификация). Производство электроэнергии на душу населения в год в 1975 составило от 1,9 тыс. квт * ч (ВНР) до 5 тыс. квт * ч (ГДР).

Электроэнергетич. системы стран - членов СЭВ объединены электрич. связями и образуют объединённую Электроэнергетич. систему "Мир" с общим оперативно-диспетчерским центром управления. Такое объединение даёт определённые преимущества в повышении надёжности и манёвренности электроснабжения, позволяет более эффективно использовать энергетич. ресурсы. В странах СЭВ созданы развитая электротехнич. пром-сть и энергетич. машиностроение, на базе к-рых развивается социалистич. интеграция произ-ва. В 1974 в странах СЭВ выпущено электродвигателей переменного тока (единичной мощностью более 0,25 квт) на общую мощность ок. 25 Гвт. Наряду с этим совершенствуется и расширяется произ-во электрогенераторов, электротехнич. оборудования, средств автоматики и т. п.

В капиталистических и развивающихся странах развитие Э. происходит далеко не одинаково. Так, в основных капиталистич. странах произ-во электроэнергии хотя и растёт, но замедленными темпами; разрыв в уровнях развития Э. осн. капиталистич. и развивающихся стран крайне велик. На долю США, стран Зап. Европы и Японии приходится ок. ²/з мирового произ-ва электроэнергии, а без социалистич. стран их доля повышается примерно до ⁴/₅. В развивающихся же странах, где проживает почти ³Д всего населения земного шара, производится немногим более 15% мирового потребления электроэнергии. В США использование электроэнергии составляет в пром-сти ок. 40% , в коммунально-бытовом секторе-до 40-50% . Это объясняется преобладанием малоэтажной застройки и тёплым климатом. По этим же причинам существенно ограничено централизованное теплоснабжение и увеличен расход электроэнергии на кондиционирование, к-рое обычно сочетается с отоплением. В странах Зап. Европы доля электроэнергии, используемой для нужд коммунально-бытового сектора, достаточно высока - до 30%, что объясняется также сравнительно слабо развитым централизованным теплоснабжением. Характерная особенность Э. капиталистич. стран - начало массового стр-ва АЭС, широкое внедрение высокоманёвренного оборудования (газотурбинных и гидроаккумулирую-щих установок, паротурбинных блоков, работающих на докритич. параметрах пара, и т. п.).

Состояние Э. в различных странах характеризуется расходом электроэнергии на душу населения, к-рый в значит, мере определяется спецификой энергетич. ресурсов страны, электроёмкостью пром-сти, уровнем развития произ-ва. Так, в 1975 наиболее высокий уровень произ-ва электроэнергии на душу населения был в Норвегии - 19,8 тыс. квт *ч, в Канаде, Исландии, США, Швеции - соответственно ок. 12; 10; 9,8; 8,5 тыс. кет -ч. Для стран Зап. Европы (ФРГ, Франция, Италия, Великобритания) и для Японии произ-во электроэнергии на душу населения в год составило от 2,6 до 5 тыс. квт*ч. В ряде развивающихся стран Африки (Сомали, Чад, Судан, Эфиопия) этот показатель не превысил 25 квт * ч; в некоторых странах Юж. Америки (Парагвай, Боливия, Экуадор) он был ниже 200 квт *ч; в Индии и Пакистане - менее 150 квт *ч.

Лит.: Электроэнергетика СССР в 1973, М., 1974; Кириллин В., Энергетика - проблемы и перспективы, "Коммунист", 1975, № 1; Энергетика СССР в 1976-1980 гг., М., 1977; Электрификация СССР. (1917-1967), М., 1967; то же (1967-1977), М., 1977. Л. А. Мелентъев.