Мармер Э.Н. - Электропечи для термовакуумных процессов (1074335), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Инлуктор является одннм из основных элементов коп. струкцин и во многом определяет надежность работы вакуумной ин. дукционной печи в целом. Он предназначен лля создания электромао нитного поля, нндуцнруюшего ток в загрузке, а также является ою ним из звеньев крепления тигля и поэтому должен обладать достаточной жесткостью, чтобы воспрнниьппь механическую и тепловую на. грузки от тигля. Обычно индуктор печи представляет собой соленоид, витки которого уложены в виде спирали, или катушку, все витки которой располагаются в горизонтальных плоскостях с короткими наклонными участками.
Медная трубка, из которой выполнен индуктор, должна удовле. творать требованиям минимальных электрических потерь, обеспече ния прохода расчетного количества охлаждаюшей воды, обесиеченна размещения на высоте инщктора расчетного количества витков. С тем чтобы обеспечить залпе удельное электросопротивленне, индуктор выполняется нз медной полой трубки круглого, прямоугольного равностепенного и разностенного сечений.
Равностенные трубки обьяно используются для индукторов повышенной частоты. а раэностенные — дпя индукторов промь)шлениой частоты. Электрическая изоляция индуктора также определяет надехшость работы печи в целом. Кроме злектроизолюционных свойств изоляция должна противостоять влиянюо вибрации, повьппенной температуры, а также быль влага- и пыленепроницаемой.
В простейшем случае изоляция витков выполняется с цомошью стеклотектолитовых прокладок, закладываемых между витками„которые предварительно промазываются изоляционным лаком н приклеиваются эпоксидной смолой. Для уменьшения вероятности пробоя индуктор не должен иметь острых углов, граней, резких переходов между различнымн сечениями, а также резьбовых соединений внутри камеры.
Поэтому используется обычно стяжная конструкция, прн которой все витки инлукторэ стягиваются с помощью верхних и нижних фланцев и вертикальных стоек, которые изготовляются из злектроиэоляцяонных материалов ~74] . В полость ннлуктора помещается плавильный тигель, как правило, цилиндрической формы, футерованный огнеупорными материалами. Фугеровка. Футеровка тиглей вакуумных индукционных печей им1 ет высокую температуру размягчения, необходимую плотность н ме.
ханнческую прочность при рабочих температурах, термостойкост~ 7в но возможную химическую инертность по отношению к у. '1йршцина слоя футеровки ограничена (для однотонной печи —. 50- ' ',ым, для десятитонной печи — 150 — 200 мм) 181, ее рабочая темдостаточно высока, и поэтому выбор футеровочных мате"'ои неволи«. ' .'футеровки часто применяют порошки нз плавленого корун~эг",магнезита„плавленую магнезиальную шпинель н окснд кальция, же шпннельные, высокоглиноземнстые и магнезиальные блоки Чйгссоким сопротивлением ползучестн при температурах плавления. """ ся положительный опыт использования футеровки тигля на ос" корунда 175).
'"«футеровка влияет на качество выплавляемого металла. Результаты древний [76] влияния футеровкн, выполненной на основе окси"Влюмнния„магния, а также диоксида цнркония на качество пре"" 'Нных сплавов показывают, что наименьшую загрязненность име,треталл, выплавленный в тиглях, футерованных из набивной массы фснове плавленого диоксида цнркония. Так, при плавке хромоин' ' 'ых сплавов в таких тиглях емкостью до 50 кг количество немеских включений снижается в 1,5-2 раза, а содержание кисло.уьюньшается в 2--3 раза по сравнению с исходной концентрацией.
*' ' ррвка тиглей крупных вакуумных индукционных печей выклады,ся из штучных кирпичей, содержащих, например, 89,8% М80; А1зОэ1 0,7% БЮз, 0,3% ЕезОэ', защитный слой -- из кирпичей, ";,Ржвщих 87,4% А1зОз, 8,5% ВРОз.1 1,2% ЕезОз ~77~1. стойкость футеровки тиглей влияют химический состав выплавметалла и, соответственно, технология выплавки. Стойкость вки является одним из основных факторов, которые определя- 'рффектнвность использования вакуумных индукционных печей , ' производстве высококачественного металла. 2.б.
Электронно-лучевые пушки и ллвзмотроиы 'ектронно лучевая пушка — устройство, предназначенное дпя фория электронного луча, представляющего собой поток ускорен.'„; электронов. Источником электронов в электронно-лучевой пуш-'рдужит термокатод из материала с низкой работой выхода электв. '.,ю: настоящее время в промышленности применяют, в основном, ьные и линейные электронные пушки 1781 . ~~кснальные пушки имеют массивный катод из вольфрама или а, установленный в центре фокусируюшего электрода и подомый электронной бомбардировкой.
Вокруг катода располагает.:7вдоохлаждаемый анод с отверстием дпя выхода электронного лу"'йчочорый проходит через водоохлаждаемый лучевод. Лучевод снаб79 уие. 2.1. Схемы электронных пушек жен системой электромагнитных линз лля фокусировки и отклонения электронного луча. Конструктивно аксиальные пушки подразделяются на мяогокаььерные и однокамерные. Многокамернью пушки„разработанные в ГДР лод руководством М. Арденне, имеют мощность от 60 до 1200 кВт при рабочем напряжении 25 — ЗО кВ; разрабатываются пушки мощностью до 5 МВт [791.
рабочее напряжение некоторых пушек достигает 60 кВ. Многокамерные пушки устанавливаются соосно над кристаллиэатором, а нагрев осуществляется с помощью кольцевой или прямой развертки луча по нагреваемой поверхности. При таком расположении катод подвергает ся интенсивной ионной бомбардировке и воздействию паров переплавляемого металла, С целью предотвращения пробоев в течение плавки пушка снабжена ступенями дифференциальной откачки, а лучевод — системой диафрагм (рис.
2.1, а). Зто позволяет создать необходимый перепад давления в три-четыре порядка между плавиль. ной камерой и камерой, в которой расположен катод. Одиокамерные пушки„разработанные фирмой ЕеуЬоМ вЂ” Негаеиь (ФРГ), (рис. 2.1, б) имеют мощность до 200 кВт [801 и работают пря ускоряющем напряжении 20 кВ. Пушка располагается в стороне от кристаплизатора, и луч на расплавляемый металл направляется с помощью магнитной отклоняющей системы, что позволяет обеспечить защиту катода от паров и брызг металла.
Пушка имеет одну ступень дифференциальной откачки, а длигельность работы катода составляет 50 — 100 ч. Зтой же фирмой создана однокамерная пушка мощностью 500 кВт, при ускоряющем напряжении 30 кВ со сроком службы катода 200- ЗОО ч при работе с 50те-ной нагрузкой [78] . Линейные пушки формируют плоский, слаборасходящийся луч. при этом отпадает иеобхошпььость в электромагнитной фокусировке пуча, Такие пушки имеют две разновидности: конструкции, разработанные в Институте электросварки нм. Е. О.
Патона АН УССР, позволяю. 80 '-отклонять пучок на угол до 45' и предназначенные для установ- '~Г]ьд нагреваеьюй поверхностью н в стороне от нее [78] (рис. 2.1, в), , созданные фирмой ЗтапХег Тюпегса! (США), отклоняющие "":~га угол 180 — 270' и рассчитанные для установки ниже и сбоку по нию к нагреваемой поверхности (рис. 2.1,г). Установки для нно-лучевого переплава могут снабжаться несколькими пуш""' различной конструкции прн разном нх расположении по отноше"':,зс крнсталлизатору и переплааляемой заготовке. Надежность разлектронно-лучевых пушек определяется сроком службы като- ".В' условиях рабочего давления в объеме формирования луча и за"" 'й катода пушки от брызг и паров переплавляемого металла.
,~]одробный сравнительный анализ эксплуатационных данных злект-лучевых пушек приведен в [78] . "'4йпяовными преимуществами аксиальных пушек являются защиь катода от брызг и паров металла, устойчивосп к возник- тлеющего разряда, возмохаюсть применения одной и той '."И]явки для плавки в кристаллизаторы различного диаметра. Недоми этих пушек является сложность их конструкции, наладки 'й]ссялуатации. ,. ~:,~-'~Вшейнью пушки просты по конструкции, надежны в работе.
Одна4йяпюя защита катода от брызг металла и дифференциальная откач'-:Щамеры формирования электронного луча не всегда возможна. ',.„!".В:;:плазменных (средпевакуумных) печах в качестве источников (плаэмотронов) используется полый катод„через который ся газ при давлении 0,1 — 1 Па [81]. Катод наиболее простой ции выполняется нз танталовой или вольфрамовой трубки, для возбуждения разряда должна быль разогрета до тем- ~ 2500 — 2700 К. Это достигается с помощью стартового источ. например вмсокочастотного осциллятора, который после раэокатода до рабочей температуры отклю*иют.
"'-'ч3сновная эмиссия электронов нз стенок катода происходит в кольй наиболее разогретой области. которая играет роль катодного в обычном дуговом разряде. Длина этой области равна пример ,:рцутреннему диаметру катода. ° "-';;",:Катодное падение напряжения зависит от материала катода н рода 'чж1а, Дпя тантала и аргона оно находится в шюпазоне 10 — 13 В. '"-' 'Напряженносп электрического поля внутри катода составляет ':10 В1см, а на участке между торцом катода и анодом, которым слу' ййт переплавляемый металл, напряженность составляет 0,2 — 0,5 В/см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
