Мармер, Мурованная, Васильев – Электропечи для термовакуумных процессов (1991) (1074336), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Основ- " отличие печей„описанных в 1139], от печей, описанных в [141], 147 состоит в том, что закалочный бак в [139] отделяется от нагревать „ ной камеры затвором, а в печи [141] затвор отсутствует, но испол зуется водоохлаждаемый зонт, на котором конденсируются пар ры при закалке. В печи непрерывного действия для слекания [140] н„, ется камера удаления стеарата цинка и форкамера, через которую при температуре 650 С поддон с изделиями передается в высокотем. пературную часть печи. В печи [14Ц предусмотрена специальная к, мера для проведения вакуумной химико-термнческой обработки. 3.7.
Плавка Плавка сталей и сплавов в вакууме ведется в различных печах целью обезгаживания металла, его рафинирования от различных вклю. чений и летучих примесей. Качественный металл может быль получен в различных вакуумньц плавильных печах, поэтому для выбора соответствующего техноло. гического процесса и оборудования необходимо оценивать все поло. жительные и отрицательные сгороны процесса, включая зкономнче. скую эффективность. Рассмотрим оборудование и процесс плавки в вакуумных индукционных печах, переплав в вакуумной дуговой и электронно-лучевой пеах. П л анка в индукционных вакуумных печах. Металлургический процесс в вакуумных индукционных печах зависю от рабочего давления в печи и скорости вращения расплавленного металла, которое осуществляется полем индуктора или с помощью перемешивающих устройств.
Одно из основных достоинств вакуумной индукционной плавки состоит в том, что качественный металл можно получить из сырья и скрепаа. Это придает процессу вакуумной индукционной плавки перспективность при производстве высококачественного металла. Однако реакции между жидким металлом и футеровкой тигля ограничивают рафинирующую способность вакуумных индукционных ле.
чей как металлургических агрегатов и не позволяют испольэовать зтл печи для плавки тугоплавких металлов. Вакуумные индукционные печи отличаются большим разнообразю ем конструктивных особенностей. Печи по назначению можно разде. лить на три группы [74]: лабораторные; для получения слитков; и:ш фасонного литья.
По конструкции вакуумной камеры (корпуса печи) печи делятсЯ .гакже на три группы: с вертикальной осью рабочей камеры; с горнзол тальной осью рабочей камеры; с откатной рабочей камерой. По оргэ низацни технологического процесса плавки печи делятся на периодлче ского и полунепрерывного действия. Промышленные печи чаще всего являются печами полулепрерьЮ' ного действия, что устраняет необходимость каждый раэ производить 148 3.16.
Индукционная вакуумная лечь нолуненрермзно о деастаия емкостью т б1СВ-1,5НЬВ чку перед началом новой плавки, улучшает условия работы футеВки плавильного тигля, исключает потери времени на остывание '„, жниц перед выемкой их вз камеры, уменьшает окисление метал':а'его загрязнение из-за напуска в печь атмосферного воздуха. ::~Сонструкция отечественной печк полунепрерывного действия емю 2,5 т (ИСВ-2,5НИ), предназначенной для получения отливок, '„", я по вьшлавляемым моделям и центробежного литья, представле'!на' рнс.
3.16. .„:;вакуумная камера печи состоит из неподвижного горизонтального дрнческого корпуса 8 и подвижной крышки 1, установленной '„.':Самоходной тележке с электроприводом. Эта крышка наклоняется !рпмошью механизма У. На кронштейнах установлен индуктор с тнг,м 2. На камере расположены ломик для пробивки образукнцнхся „: "тигле мостов во время плавки; телескоп радиационного пирометра ;;я определения температуры расплава и дозатор 5.
Камера эагрузо,-4 смонтирована с механизмом подьема загрузочной корзины на .„,,~иэротной колонне с траверсой. На глухой кранике расположено 149 Таблица Х 46. Тохиичаскив харвхтврисгики вакуумных иииукциоииых печей лли клавки стали й и к й И 0,16 й и к о ьг к Параметр о Й сг Номиивльиаа см- 0,16 КОСТЬ, Т Мощиосгь исгоч- 100 ника литании„кВт Налрлксиив кои- 400 тура, В Рабочал частота, Гц 2400 Максимвльлал том- 1800 лсратура расллввв, С Рабочее лавлсиие, Па 0,5, Габвритлые размсры, мм: длила ширивв высота Масса лсчх, т Ковструктивквл особнлюсть печи га Й к 2,5 0,6 1„0 2 Х 100 500 1000 75О 1000 1000 1000 1700 1800 2400 1700 1000 18ОО од од од 05 7100 7100 4900 4600 4100 4100 7,5 35,2 Поворот- 9200 7500 7500 12 500 13 800 13 800 11 500 12 200 12 200 96,6 162 162 С иаклоищощимсл тиглем устройство 7 дпя зачистки пиля.
Внутри кожуха размещен механизм перемещения тележки с изложницами. Камера изложниц 9 через вакуумный затвор соединяется с корпусом печи. Обслуживание печи производится с рабочей площадкой 6. Технические характеристики некоторьгх отечественных вакуумных печей приведены в табл. 3.46. 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
