Мармер Э.Н. - Электропечи для термовакуумных процессов (1074335), страница 17
Текст из файла (страница 17)
грация заряженных частиц в плазме составляет 10~ а — 10ае м з , Я~Э.электронной температуре порядка (2 + 4) . 10" К„что свндетель- 6.;.'.чйпует о том, что плазма сильно нонизирована [82]. Вольтемперные ~~~~йфактеристики разряда являются возрастающими, причем с умень- ~~,'~11]йнем расхода газа напряжение растет. йз, ' вг При работе катод постепенно расходуется из за испарения и распьь пения металла катода в результате ионной бомбардировки.
Эрозия а значительной мере зависит от расхода ил азмообразующего газа уменьшаясь прн его возраспаии. Дпя танталового катода, работаю. щего в аргоне, эрозия соспаляет 10 т — 10 э г/Кл; порхцок величннь, эрозии для вольфрамового катода тот же 1821. Эрозия создает опас. ность загрязнения выплавляемого металла металлом катода, что час. то является недопустимым для получения определенных металлов, идущих на изделия ответственного назначения, н в значительной сге.
мни препятствует развитию этого способа переплава в целом. 2.6. Электролы и кристаялизаторы вакуумных дуговых л электронно-лучевых печей Электроды из сталей и сплавов, предназначенные для переплава в вакуумных дуговых печах, выплавляются в электропечах„хотя возможно их получение в мартенах, конверторах и других агрегатах. Расходуемые электроды либо отливают на установках полунепре.
рывной разливкя в изложницы круглого сечения, либо они куются го обычных слитков. Возможно также применение в виде электродов катаных штанг квадратного сечения. Сложнолегярованные стали и сплавы выплавляют обычно в ваку. умных индукционных печах. Применяется также двойной вакуумный переплав.
Двойной переплав применяется обычно для повышения чистоты металла от вредных примесей и газов и увеличения равномерности состава слитка по его сечению и высоте. Основные требования к расходуемым электродам состоят в том, чтобы было скорректировано содержание летучих элементов, испаряю. шихся прн переплаве; металл должен быль хорошо раскислен и иметь низкое содерлание примесей и газов; химический состав по длине электрода должен быль однородным; должны отсутствовать шлаковьк включения и газовые полости; кривизна электрода не должна ирены. шать 3 — 5 мм/м, а овальность должна быть не более 10 мм 1831.
Аналогичные требования предъявляются и к стальным расходуемым электродам, переплавляемым в электронно-лучевых печах. Электроды. предназначенные для первого вакуумного дугового переплава титана, прессуют из губки,.стружки, листовой обрези, кусковых отходов. Фирма ЕеуооИ вЂ” Негаепэ выпускает установки, в которых шихта прессуется в блоки-бруски, которые затем свариваются с помощью плазмотронов или электронных пушек.
В СССР применяется более прогрессивный метод порционного прессования кусковой шихты в расходуемый электрод через коническую проходную втулку-матряцу. Электрод наращивается отдельньпии порциями до длины„необх: димой для получения полномерного слитка. Для второго переплава титана используются слитки, выплавленные из прессованных электродов [84]. Эшктроды из тугоплавких метал- 82 а) ~ "'*."2.2. Схемы нрлетеллнэаторов е неподлинным поддоном (а) я вытяглвеняем (6): ",,-2.— наружный кожух; 2 — внутрнннм гвльэа; 3 — поддон; 4 — фленец„5— и их сплавов изготовляют в виде штанг, сваренных из компактппвбиков, полученных методом порошковой металлургии, одна'"";производство штабнков сопряжено с большим количеством отходов 'ономически мвлоцелесообраэно. "'!:,ля замены штабнковой технологии иногда используется более раьный метод, обеспечивающий широкое использование отходов водства, менее трудоемкий и энергоемкий.
Этот метод основан ""применении слабоспеченных (агломерированных) пористых брике: ";: дпя которых исходной шнхтой служат порошки и различного вида ""ды тугоплавких металлов. Сечение брикетов может быль 50 х 'мм, длина — до 1000 мм. -„,':.':1вкие электроды первоначально переплавляются в электронно-луче- печах и затем в вакуумных дуговых печах [851. -.,::Кристаллпзатор является важным элементом конструкции вакуум- ' дутовых и электронно-лучевых печей. ,':По конструкции кристаллизаторы можно разделить на два типа «дристаллизатор с неподвижным поддоном (глухой кристаллизатор); .:;;кристаллизатор с вытягиванием слитка (рис. 2.2).
,! Прн плавке в кристаллизатор с неподвижным поддоном, характердля вакуумного дугового переплава сталей и титана, жидкий металл .~',в)ектропа поступает в кристаллизатор, остающийся неподвижным в ие всей плавки, и там застывает, образуя слиток. ,',„Стенки н поддон кристаллизатора омываются охладнтелем и пере; т ему тепло расплавленного металла. Прн этом необходимо учнты;, что кристаллизатор является одним полюсом„к которому под, . чен источник питания, н по кристаллизатору всегда идет полный 83 рабочий ток переплава. Кристаллизатор также подвергается значитель ным сжимающим усилиям, создаваемым вследствие перепада давления между разрежением в печи и атмосферным дплением.
Кристаллизатор с неподвижным поддоном состоит иэ поддона, внут, ренней гильзы и наружного кожуха. Между ними образуется полость для протока охладителя, например воды. Поскольку гильза кристалли. затора подвергается одновременному воздействию механических и тею лэвых нагрузок, она изготовляется из меди илн хромистой бронзы, ко. юрая имеет более высокие прочностные характеристики. Гильзы нз хро. многой бронзы имеют толщину стенок 35-40 мм, а поддоны — 60..
100 мм 186]. В верхней части кристаплизатора расположен флапец, через который подводится ток при его прижатии к вакуумной камере, Фланцы изготовляются из меди или бронзы и иногда упрочняются стальными прокладками, так как именно фланцы воспринимают основ. ные статические и динамические нагрузки. Плавка в кристаллнзатор с вытягиванием слитка получила распространение при вакуумном ду. гоном переплаве тугоплавких металлов, при котором необходимо низкое давление в зоне горения дуги, и при электронно. лучевом переплаве. По мере расплавленна расходуемого электрода увеличивается высота слитка, а при этом подвижный поддон опускается в камеру-холе.
дютьник, где и остывает. Схема такого кристаллизатора значительно сложнее схемы глухого кристаллнзатора и применяется реже. Кристаллизаторы для электронно-лучевого переплава изготовляют в виде внутренней медной гильзы со стенками 10 — 16 мм. Гильза заключена в кожух иэ нержавеющей стали. Отношение высоты гильзы к ее внутреннему диаметру составляет 1: 1,5 [871. Обычно кристаллизаторы бывают круглого сечения, однако иногда применяют кристаллнэаторы прямоугольного нли квадратного сечения.
Выплавка слитков такого сечения позволяет отказаться от горячей деформщин цилиндрического слитка в сляб, что имеет экономические преимущества 183) . Глухие кристаллизаторы и кристаллизаторы с вытягиванием слитка применяются для получения слитков различных металлов н сила. вов. Конструкдия глухих кристаллизаторов проще, чем с вытягиванием слитка за счет отсутствия механизма вытяжки. Однако при вакуумном дуговом переплаве тугоплавких металлов, при электроннолучевом переплаве, т. е. в случаях, когда в зоне плавлении металла необходимо поддерживать постоянное низкое остаточное давление, целесообразно применять кристаллизаторы с вьпягиванием слитка. В этом случае уровень хпппсого металла поддерживается постоянным и откачка выделяющихся газов проходит беспрепятственно.
Глава г|еегья. ТЕРМОВАКУУМНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ЭЛЕКТРОПЕЧИ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ, СПЕКАНИЯ, ПАЙКИ И ПЛАВКИ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ 3.1. Отжиг ';,развитие вакуумной техники, с одной стороны, и повышение гребо" к качеству термической обработки сталей и сплавов, с другой, "''' ели к тому„что эа последние годы начали широко испольэовать: термовакуумные процессы применительно к железу, сталям и м. :.' Конструкционные, жаропрочные и коррозионностойкие стали и ы содержат различные легирующие металлы, в том числе; Сг— ' ' 40%, Мо — до 6%, 1У вЂ” до 18%, Ч вЂ” до 2%, г(Ь вЂ” до 1%, Т| — до 5%, до 1%, в основном определяющие поведение сталей в вакууме. ства этих металлов и их соединений приведены в э 1.5 и 1.7.
э ',!'":,::3эаимодействие газов со сплавами как при атмосферном давлении, " ' "'и в вакууме представляет сложный процесс, поскольку на поверх- сплава могут появляться сложные оксидные, нитрилные и карые фазах 'лЗ 1881 указано, что подбором состава окружающей среды можно жать окисления сталей, легированных Со, Н1, Мо, %, Мп. Сг, Бь же показывается, что состав защитного газа является вполне ' "ределенным дпя каждой марки стали илн дпя груш.ы сталей со сравВйтельно узким концентрационным интервалом основных легируюметаллов. Поэтому регулирование состава защитного газа прн енин марки стали может представлять значительные трудности.
,:т Улучшение свойств обрабатываемых изделий,, снижение трудоемко- ~' технологического процесса за счет уФр|апй|)ей| таких операций, 'чеак травление, очистка, промывка, сушка; мейаническая обработка "Взолностью или частично), привели к широкому внедрению технолообработки стали в вакууме. К этим технологическим процессам дует в основном отнести отжиг различного назначения (гомогенируюший, рекристаплизацнонный, дпя снятия напряжений, дегаза;:фцонный), отпуск, особенно высокотемпературный. Светлая поверх)5Й|сть иэделий может быль получена или сохранена при высокотемпера.";~урной обработке путем создания условий, пра|ятствующих образо,з!(шию оксидов„а также эа счет испарения ипи восстановления оксидов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
