Мармер Э.Н. - Электропечи для термовакуумных процессов (1074335), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Примером конструкции круппотоннажной печи можт служить печь фирмы Пп1чегэа1 Сус1ора Зрес1а1 Ятее1 (США) емкостью 27 т (рис. 3.17) Особенностью конструкции такой печи является наличие раздельных плавильной камеры и камеры пзложгпщ. В обеих камерах 1пгалс. нне составляет 0,13 — 0,67 Па. Металл выпускают в промежуточньй ковш емкостью 30 т через желоб, соединяющий плавильную камеру и камеру изложниц через вакуумный затвор. Мощность генерат~Р' печи 6650 кВт, частота 60 Гц, скорость плавления 13,6 71ч.
В печи используются тигля емкостью 13,5 — 27 т и соотаетственло ковши дпя заливки металла емкостью 22 — 30 т. Предусмотрена разли~' ка металла в прямоугольные н квадратные изложницы дпя слитков 150 массой О,бЗ вЂ” 4,б т и в кокили -- для расходуемых электродов м сой 2,45 — 13,6 т, Важнон особенностью этан конструкции является гибкое регулн „ ванне параметров разливки металла. Для корректировки химнческ состава металла в процессе плавки используют ЭВМ, в которую дат результаты анализа проб жидкого металла. цикл плавки в вакуумной индукционной печи состоит из лесхоз кнх основных этапов: загрузки твердой шихты или заливки жндк, металла, откачки печи до рабочего давления, расплавления шихт рафинирования металла, легировання металла и его раскнслелла разливки металла.
Продолжительность основных этапов различна и зависит ог могчпо сти и емкости печи, а также определяется конкретной технологие„. плавки. Загрузка печи. Вакуумные индукционные печи работают как нг твердой шнхте„так и на жидкой заливке. Твердая шихта обычно прел. ставляет собой отходы прокатного производства, собственные лнтей. ные отходы и т. д. Жидкая заливка полураскисленной стали из откргь той дуговой лечи обычно используется для работы крупных индукциоа. ных печей. Перед заливкой тигель прогреваюг до 700 С и затем через специальную трубу„предотвращающую разбрызгивание металла, жю. вают металл. Работа печи на жидкой заливке уменьшает примерно вдвое длительность процесса по сравнению с работой печи на твердой шихта.
гпсплаелеяие. После загрузки шихты при плавке отходов стали наблюдается бурное газовыделение при переходе металла в жидкое щстояние. Рпфинироеание и раскисление металла. После расплавления шнхти ведутся технологические операции по удалению из металла растворенных в нем газов, углерода, серы, примесей цветных металлов н т. и. Одновременно ведется раскисление расплава содержащимся в нем углеродом. Чем дольше расплав выдерживается в вакууме, тем лучше удаляются нз него вредные газы и летучие примеси.
Однако згс приводит к загрязнению металла оконцами и неметаллическ пни включениями из-за взаимодействия расплава с футеровкой металла. Поэтому для каждого сплава существует свой оптимальный режим рафинирования. Прн вакуумной индукционной плавке из металла удаляются мышьяк, медь, свинец, олово и пр. Раскиспение металла может вестись с помощью водорода, который продувают через жнл кую ванну, либо добавлением в расплавы металлических раскислнге лей (алюминий, кальций, магний в вьще лигатур с никелем) . Легироеаяие. В процессе выдержки в вакууме вводят в ванпр расплава легирующие присадки: хром, ванадий, кальций, бор, редко' земельные металлы. Рпзливка.
Разливка готового металла производится обычно в а' кууме. В зависимости от конструкции печи разливка осуществляете" тзг " бо через дно, либо через сливпое отверстие при наклоне тигля. Как отмечалось в вакуумной индукционной печи успешно осущест- 81ляются процессы обезгаживапия, раскислепия, обезуглероживания. однако десульфурация идет плохо. Одним из способов десульфураявляется плавка с использованием кусковой плавленой пзве. Десульфурация низкоуглеродпстой стали 03-ВИ прелусматрива- ~т ввод в завалку плавленой кусковой извести в количестве ие менее ' "Д% массы плавки и не менее 0,12% А1, что позволяет снизить содер.
ие серы с 0,012 до 0,005% [142], ' ';::-' Обезуглероживапия расплава до уровня 0,02% С и ниже можио до- '" чь при дополнительном подводе окислителя в реакционную зопу. 1г-;Процесс интеисифицируется различными способами. Так, например, менепием твердых шлаковых смесей„что существенно повышает "'фипирующие возможности плавки прп удалении примесей, перехох в шлак, Ниже рассмотрено влияние иидукцпоппой плавки иа йства сталей и сплавов. Конструкционные стали.
Вакуумная индукционная плавка в значипой степени приводит к рафинированию конструкционных сталей газов и пеметаллических включений, что ведет к повышению плаческих свойств металла. :::::. Вакуумная индукционная плавка стали 18ХНВА позволила уменьсодержапие водорода в 1,5 — 3, кислорода в 1,5 — 5, азота в 1,6— :;,раза1 относительное удлинение возросло с 10,2 до 14,3%; относи- ''вльпое сужение в поперечном направлении с 62,6 до 67,3% по срав- '"нию с металлом открытой выплавки [143) .
::-:. Вакуумная плавка оказывает цоложительиое влияние и на качество риваемости конструкционных сталей 12Х2Н4А, ЗОХГСНА, ЭИ643. :;,:,'-:Так, сталь 12Х2Н4А оказалась нечувствительной после вакуумной кциопиой плавки к образованию холодных трещин при ее сварке. " Испытания сварных швов стали ЭИ643 после вакуумной ипдукцпопплавки на удар показали увеличение ударной вязкости в 1,2— .а'.„5 раза по сравпеиию с металлом обычной выплавки. Наилучшие реьтаты получены па стали, раскислепной церием с последующей лупкой аргоном, :'! ' Шариколодяшяниковые ешли. Вьпшавка шарикоподшипниковой йтали в вакууме позволяет снизить концентрацию газов и пеметалли- ,'йгаских включений.
Так содержание кислорода снимается в 15 раза, 1)~ота в 2,2 раза; предел усталости пошпиппиков при одинаковом чис- :,[)е циклов зпакоперемепной нагрузки возрастает в 1,2-1,5 раза, а при ;,.~>дппаковом напряжении число циклов до разрушенйя увеличивается ' 'Ф 1000 раз по сравнению с металлом открьпой выплавки. 'й':. й';:. Вакуумную индукционную плавку хорошо использовать как первую ьфтадию в организации процесса выплавки шарикоподшипниковой стакомбинпроваппым способом с последующим вакуумным дуговым '1юреплавом. Жаролрочлые сплавы. Выплавка сложнолегнрованных сплавов в ва. куумной индукционной печи позволяет с помощью раскислення метал.
ла углеродом н высокой температуры разрушить оксндную пленку ла поверхности ванны н вести плавку и разливку металла с чистым зеркалом ванны, обеспечить также стабильность химического состава сплавов от плавки к плавке и повторяемость механических свойств„повысить степень чистоты сплавов, Вакуумная индукционная плавка обеспечивает один нз наиболее низких уровней содержания примесей цветных металлов по сравненше с другими методамн 11431.
Вакуумная индукционная плавка повышает колкость кобальтовых спдавов, улучшает свойства литых сплавов, а также позволяет попы сить механические свойства сплава путем усложнения состава, вводя новые легнрующие компоненты. Жаропрочные сплавы получают в вакуумных индукционных печах методом оплавления шихтовых материалов. При зтом весьма широко используют собственные отходы сплавов (обрезь, стружку).
В хромоникелевом сплаве содержание свинца и висмута уменьшает. ся более чем в 2 раза, меди в 1,5 раза 18] по сравнению с походными. Минимальное содержание примесей в металле после вакуумной индукционной плавки осуществляется за счет рафинирования расплава ш примесей„которое происходит в газовой или паровой фазе. По сравнению с плавкой на воздухе сплава ЭИ437Б количество азота после вакуумном индукционной плавки снизилось в 8 раз; содержание кислорода в сплаве ннмоник-90 с 0,004 дп 0,002%, неметаллическнх включений, свинца, цинка и водорода в сплаве ЭИ617 снизилось в 1,6; 1,2; 1,5, 2,4 раза соответственно 181. Л~зецизионные спаавы.
К ним предъявляются требования по чистоте от газов и примесей, точности химического состава и структуры. Подобные сплавы должны содержать минимальное количество углерода, кислорода„серы и азота. В частности„для получения высоких магнитных свойств в сплаве 50Н необходимо иметь концентрацию кислорода менее 0,0005%, а углерода менее 0,05%. В то же время технология выплавки сплавов должна обеспечить минимальное содержание в металле оксидов, трудно восстанавливаемых при последующем водородном отжиге, Вакуумная индукционная плавка магннтомягких сплавов 50Н, 79НМ с раскислением углеродом позволяет снизить содержание азота и водорода в металле по сравнению с плавкой на воздухе соответственно в 1,1 — 1,5 раза и'отказаться от применения таких раскислителей, как кремний, алюминий, магний, кальций, которью образуют химически прочные оксцны [81 .
Однако при выплавке сплава 80НМА в вакуумной индукционной ге ш и раекисленнем только маргыщем и углеродом„содержащимися и и -. тх ь нпентрацпя кислорода в металле остается относительна сокой (0,014 — 0„025%) . Использование же для этого водорода позво" ' ет заметно снизить содержание растворенного кислорода и суШесго поз|поить магнитные свойства сплава. При плавке в вакууме 'даление кислорода из прецизионных сплавов обеспечивает снижение ' терь мощности, а уменьшение концентрации азота приводит к уменьнию петли гистерезиса. Раскнсление водородом прн понижанном его енни 80НМА, 50НП,68НМП позволяет увеличить начальную магую проницаемость в 1,5-4 раза, снизить коэрцитнвную силу в 2— раза по сравнению с плавкой на воздухе )144) .
!;:: Наилучшие свойства магннтомягкнх сплавов обеспечнвмотся слешимн методами выплавки: в индукционных печах с рафнннрова'ием водородом, в вакуумных индукционных печах и при вакуумм дуговом переплаве металла, полученного в открытой нли вакуум" йпечи 18). ::. Нержавеющие стали. Вакуумные индукционные печи являются наиее широко при менимымн для получения ннзкоуглеродистых ' ержавеюших сталей с определенным содержанием газов.
Высокие технические характеристики изделий и антнкоррозион"'|не свойства в сталях типа ОООХ18Н12 обеспечиваются содержанием "',них углерода не более 0,03, кислорода не более 0,00б, азота 0,03%, ,::-., В сталях типа ОООХ15Н15МЗ содержание углерода н азота не должно 'ревышать 0,015% )8) . *":.Наиболее простым способом получения сталей с таким низким сожанием углерода и газов является снлавление низкоуглеродистого ' леза, электролитического никеля и металлического хрома.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
