Мармер, Мурованная, Васильев – Электропечи для термовакуумных процессов (1991) (1074336), страница 29
Текст из файла (страница 29)
ток и программа его изменения в течение плавки; ." размеры и конфигурация крнсталлизатора; ', размеры и конфигурация электрош, ; напряжение на дуге; :~;: интенсивность охлахщения слитка „ :..';напряженность и направление магнитного поля в зоне плавления; ! давление и состав газовой фазы в зоне плавления; ";:: способ подготовки расходуемых злектродов, :,'Интенсивность отвода тепла от жидкой ванны при вакуумном луго- "'м переплаве может регулироваться путем подачи в зазор между ом и гильзой кристаллизатора гелия, обладающего высокой тепло- "" водносгью.
Это влияет на глубину и форму жицкометаллнческой и на скорость кристаллизации слитка н качество металла. ,:;.В зависимости от давления газа в зазоре (до 10 кПа) удается повыскорость наплавления слитка на 30-70% по сравнению с макси- но допустимой прн обычном вакуумном дуговом переплаве $], Это позволяет увеличить производительность печи на 10 — 15% ':српшению с производительностью печи прн обычном вакуумном оном переплаве [148] . ,,-''Подавление испарения летучих злементов при плавке в вакуумной .,овой печи осуществляется путем ведения процесса в проточном аре при давлении до 1,33 104 Па. Это позволяет хорошо рафннирометалл, стабилизировать колебания мощности, получить слитки :;.':,необходимым содержанием летучих злементов, равномерно рас"деленных по сечению, и с хорошей боковой поверхностью [149].
":я6грощючлые сплавы. Вакуумный дуговой переплав жаропрочных вов на никелевом основе повызцает качество металла, в частно- в результате уменьшения зональной и внутрикристаллитной ликулучшается деформируемость слитков. 159 После двойного вакуумного дугового переплава повышаются проч. постные свойства металла и его чистота от газовых и неметалличе. ских включений, а также металлических примесей. Перед плавков электроды, выплавленные в индукционных печах и разлитые в нэ.
ложиицы или на машинах полунепрерывной разливки стали, обраба. тывают на токарных станках. Бездефектная структура слитка имеет место лри линейной плотно. сти тока 1отношении тока Печи к диаметру кристаллнзатора) 200. 240 А/см и длине дуги 15 — 25 мм. Давление остаточных газов в каме. ре печк равно примерно 0,13 Па. В начале процесса плавки после про.
грева электрода значение тока увеличивается в 1,5 — 2 раза, по срав. нению с рабочим значением, а затем уменьшается до рабочего. В конце плавки выводится усадочная раковина путем плавного снижения значения тока до 0,5-0,2 кА либо по специальному режиму. Саланы на никелевой и желеэоникелевой основе с меньшим содср. жанием упрочняющнх элементов„чем в сложнолегированных сплавах, переплавляют Ь кристаллизаторах диаметром до О,б м. В табл. 3.48 приведены основные параметры переплава 1ток н скорость плавки), при повышении которых в слитках сплавов на никелевой основе возникает внеосевая ликвацня. Конструкционные стали.
Конструкционные стали переплавляют преимущественно в крнсталлизаторах диаметром 0,5-0,8 м. Электроды для последующего вакуумного дугового переплава выплавляют в крупных электродуговых или вакуумных индукционных печах с последующей разливкой в специальные изложницы. Плавку конструкционных сталей в вакуумных луговых печах вс. дуг обычно при длине межзлектроднаго промежутка 1д, равной 20 30 мм. После прогрева электрода значение тока увеличивают в 1,2 — 1,5 раза по сравнению с рабочим давлением и плавят, а затем снижают ао рабочего. Окончание плавки и выведение усалочной раковины проводят при плавном снижении тока ло 1,5-2 кА. При наличии в ме- Таблица 3,48.
Некоторые пврмветры вэкууэвюге дугового веревваве ве ввкевевоя основе Пк,мм тэ. мм Г. кя Гдэк, А/ем и, кг1мви 380 280 4,5 120 2,7 480 380 5,3 110 3,2 610 500 5,8 95 3,4 П р и и е ч е и в е. Юк, Ыэ — дввметрм крветаллиэзторе в электраы, оэетвгг етеевво, I — ток, м — скорого яерелвева. 160 Таблица 3. 49. Телнологнческяе ларамегрм вакуумного дугового переплава сталя ЗОХГСНМА яа, мм ($а/Пк 1, кА Гдук, А1см м, кг7амн 1, мм 380 0,8 9,2 !92 4,5-5.0 20 — 25 500 0,82 11,7 194 б -6,5 25-30 600 0„84 14 197 7,5 — 8 25 -ЗО " е электрода повышенного количества марганца время вывода очищай раковины сокращают. ,::На выбор оптимального электрического режима переплава конционной стали оказывают влияние качество н свойства выплав' ного металла, что увеличивает выход годного металла, улучшает во поверхности слитка.
Согласно ]83], это условие наблюдапри постоянстве линейной плотности тока и отношения диамет" злектрода и кристаллиэатора. :,В табл. 3.49 приведены технологические параметры переплава ста- ' ЗОХГСНМА. ;; Снижение линейной плотности тока приводит к ухудшению поверх- слитков и грубой послойной кристаллизашщ в слипсе. Увеличеже линейной плотности до значений более 200 А1см приводит к ению дефектов "светлый контур", "осевая пористость" и увелианнэотропии металла ]83] .
;-';с1ердпвеющие стали. Нержавеющие стали переплавляются в крнсталорах диаметром 0,4-0,7 м. :,Оптимальное значение межзлектродного промежутка 1д составляет -'30 мм, а линейной плотности тока 130 — 180 Агом. Прн меныпей ости тока наблюдается сильная послойная кристаллизация. Име'ся данные [146] о переплаве нержавеющих сталей 12Х18Н10Т и : 5Н5Т при линейной плотности тока 280-320 А7см без ухудшения каа металла. ',: Подшипниковые стали.
Одним из основных критериев качества пода. овой стали, выплавляемой обмчно в кристаллнэаторах днлмет"'м 0„3 — 0,5 м, является малая концентрация неметаллнческнх вклюнй. Исходя из этого, электроды для вакуумного дугового переплаотливаются иэ металла открьпой дуговой шавки с обработкой синческим шлаком, затем переплавляются в злектрошлаковой печи. енные электроды переплавляют в вакуумной дутовой печи при йной плотности тока 140 — 180 А~ем. Межэлектродный промежук, режим наведения жидкой ваннм и вывод усадочной раковины огнчны соответствующим режимам переплава конструкционсталей.
: ' Повышение линейной плотности тока ведет к увеличению концентранеметаллических включений в металле, что отрицательно влияет 161 овкк аекуумаого го переплава: мнаа камера; 2, Я -спок; 6 - кь смотровое окко; на технические характеристики подшипников [831. Повышение гребо. наний к жаропрочным сплавам на никелевой основе предопределяет необходимость разработки новых технологических процессов. Мезалл с мелкозернистой равноосной структурой может быль получен при вакуумном двухэлектродном переплаве 1150].
Основное отличие этого метода, получившего за рубежом название УАОН1 11511„ от широко используемого вакуумного лугового переплава состоит а разделении процессов плавления злектролпв и кристаллизации слитка. Процесс реализуется на установке с двумя горизонтальными электродами, между которыми горит злектри юская дуга (рис. 3.20). Электроды оплавляются дуговым разрядом, и капли расплавленного металла падают в неохлажлаемую вращающуюся изложницу, образуя слиток. При этом электроды перемешают навстречу друг другу, подпер. жнвая постоянный межзлектродный промежуток.
Капли металла поступают в изложницу прн малом переплаве нал температурой лнквндуса, что обеспечивает быструю обьемную кристаллизацию металла с формированием мелкозернистой структурьь При вращении нзложницье возникает центробежная сила, обеспечивающая растекание металла в радиальном направлении. Частота врмцения изложницы является одним из главных технологических параметров процесса, определяющих вместе с током переплава фор. мирование мелкозернистого слитка. При низкой частоте вращения появляется повышенная пористость, при высокой — пятнистая лик вация. Скорость наплавления слитков вакуумного двухзлектродного переплава при прочих равных условиях выше, чем при вакуумном дуговом переплаве на 10-23% и возрастает по мере увеличения плотности токе на электродах.
162 ие обезгаживаиия металла показало, что необходимо, "" о осуществить рафинирование металла для расходуемых элекь "'В„поскольку сам процесс переплава палравлен, в основном, на ", ение качественной структуры слитков. ',дельный расход электроэнергии при вакуумном двухзлектрод". переплаве примерно нэ 40% ниже, чем при вакуумном дуговом е. ' акроструктура слитка существенно отличается от макрострукту,«дитков, кристаллизующихся при переплаве металла в водоохлажкристаллиэатор. По всему сечению в слитке вакуумного " ' лектродного переплава образуется равноосная мелкозернистая ра размером 1-2 мм и менее. 'кроструктура слитка имеет внешнее сходство с деформированпой озернистой рекристаллизовапной структурой штамповок жаро'; ых сплавов после термической обработки.
'. отличие от слитков вакууь)лого дугового переплава образование ой раковины в головной части слитка вакуумного двухзлектрод"" зюреплава не приводит к образованию трещин. пустимая степень деформации образцов иэ слитков вакуумного ектродного переплава без образования трещин составляет 40— ,,: а образцов вз слитков вакуумного дугового переплава — 30%. ительлое удлинение образцов иэ слитков вакуумного двухзлектго переплава диаметром 150 мм сплава при температурах дефор- (1080 — 1120 "С) превышает относительное удлинение образцов :::слитков вакуумного дугового переплава и равно соответственно 33 и 10 — 20% (150] '' л а в к а в электронно-лучевых печах.
Плавкаме" а в электронно-лучевых печах по сравнению с плавкой в вакуум- " дутовых печах обладает рядом особенностей из-за проведения пропри малом давлении (10" ~ — 10" з 'Па), среди которых: 'возможность значительного перегрева повериюсти ванны жидкого а и неограниченное время вьцжржки металла в жидком состоя', что позволяет регулировать скорость плавки в пщроких пре- ,:;,(пирокие возможности управления параметрами кристаллизации м регулирования скорости плавления, количества подводимого а и распределения его на поверхности ванны, что дает возможизбежать образования усадочиых и ликвационных дефектов; ':::улучшение условий обеэгаживаиия и возможность раздел си ля сов рафинирования и кристаллизации в печах с промежуточной '' остью; :;:::,отсутствие взаимодействия жидкого металла с футеровкой тягла; , улучшение условий кристаллизации метвтла. ": Весьма малое давление остаточных газов при электронно-лучевом плаве (10 г-10 э Па) приводит к значительным потерям лету- 163 звоктровпоотчовоа 00 ктрояво-лтчоввв вущ~ .
крвотввллзатор; 4 моа заготовка; Э. чих компонентов переплавляемых сталей и сплавов, например хрома, марганпд, магния. Слитки обладают крупнокристаллической струк. турон, чго может привести к понижению технологической пластичности при горячей деформации металла. Электронно-лучевой переплав в области производства сталей и сплавов имеет три основные направления 11521: проиэводспю сталей н сплавов с особо высоким качеством структуры н чистоты в печах малой производительности; производство коррозионностойких беэникелевых сталей с ннэкни содержанием углерода и азота в высокопроюводвтельных печах; производство кузнечных слитков массой 150 — 350 т высокой степени чистоты и однородности для нужд энергетического машиностроения. К электронно-лучевым печам, предназначенным для плавки метал.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
