Мармер, Мурованная, Васильев – Электропечи для термовакуумных процессов (1991) (1074336), страница 15
Текст из файла (страница 15)
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. 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
