Мармер, Мурованная, Васильев – Электропечи для термовакуумных процессов (1991) (1074336), страница 37
Текст из файла (страница 37)
мм: длила диаметр или ссчапче количество электродов Осорость плавлении, кг/мин Габаритные размеры печи, мм облил высота заглублсние в плане Частота вращепнв формы. об/мин дтВГ-0.1епе дтВГ-о,апц дРВГ-о,эапц строев алев а, 430 содержаиий пО масса, то % Параметры переплава УГЛЕ КИС- ВОДО. РОд ло- Род РОП Диаметр Диаметр или сече- криствлиие алект- лиааторода. мм ра, мм Гас ороств переллв. ва, кг/ч Йлоиий Ислодпый Первый переплав Второй переплав 500 300 8000 100 120 86 61 435 1 400 61 35 190 1 175 Х 175 400 400 400 Цэюкоппй Ислодпый Первый переплав Второй переплав 95 950 30 58 790 11 48 735 9 100 270 100 Х 100 250 250 150 бия, тантала, циркония, вольфрама.
Зги печи позноляют получить ках слитки, так и слябы переплавляемых металлов. Зта фирма создала серщо вакуумных плазменных печей для переплава титановой губки в водоохлаждаемый кристаллизатор. Большая ю серии печь оснащена шестью плазмотроними с 'горячими полыми катодами общей мощностью 2400 кВт и позволяет получить слиток сечением 150 х 100 ммт н длиной 900 мм. В вакуумных плазменных печах источником нагрева является разряд с полым горячим катодом, горящий в среде нейтрального газа (обычно аргона) при давлении 1„3-0,1 3 Па.
На рис. 4.5 представлена промышленная печь РМ1'-2400, общей мощ. постыл 2400 кВт, имеющая шесть полых горячих катодов с номинальной мощностью по 400 кВт. В начале плавки кусковая шихта ю доватора попадает в наклоннын желоб б с габаритными размерами 0,35 х 0,8 мз и там расплавляется под действием двух катодов (плазмотронов) по 400 кбт каждьй. Затем расплавленный металл, продвигаясь по желобу, рафинируется от газов и примесей и стекает в крисгаллизатор 7, где и формируется слиток круглого (Шюметр 0,36 или 0,5 м) юти прям~ угольного сечения (О,'25 х 1,15 м ). Печь питается от источника постоянного тока напряжением 80 В и током 34 кА.
Ддя поддержания ванны расплавленного металла в кристаллизаторс диаметром 0,36 м и сечением 0,25 х 1,15 мз необходима мощность соответственно 500 и 1100 кВт. Скорость плавки составляет в среднем б.кг(мин. данный тип печей лает возможность получения слитка непосредщ. венно ю отходов или губки, что выгодно отличает его от вакуумных 204 Рнс. 4.5. Схема печи ГВГР-2400: 1 — катод; 2 — плазмотрон; 3 — основно» бункер; 4 — бункер ллл лсгируюпгих добавок; 5 — весы; б — желоб; 7 — кристаллизатор; 8 — смток; 9— механизм вытяжки слитка дуговых печей, в которых требуется двойной переплав, н ог злектронно-луюввгх печей, в которых переплав губки вообще невозможен.
205 Сюдсрмюаию примесей до плавки я посла по масса, зп~ж ИсаюдМюимл к йма- гюриаа Вид вюратсмаа Вода Лают ВО РЮД род Губ 30 430 Тезпвчгсквй аргон 683 16 330 227 Титан Спектрально чистый 290 9 20 159 аргон Электронно-луча 300 12 210 167 аой переплав Губка 184 134 837 16 682 10,4 154 695 7,7 121 13 143 49 3,2 Элевзтмювзнуча вой переплав 430 43 247 5,4 98,5 Тая- 65,1 103 2,5 61 Электронно-луче. вой переплав Кроме того, вакуумные плазменные печи по сравнению с электроннолуювыьаи, по мнению специалистов фирмы Ш,ЧАС, имеют еще рид Таблица 4.Л.
Резулиагы вакуумного влазамииого и ваекгровво.лумаого переплава иекоторьга металлов Вакуумный Теаюр|еский аргОн плазькпиый пермпмв Сне ктрааано.чистый арРОЯ Скрап Молиб- тю~ — Г ° .1 дсп плазменный переплав Сиектряпно-чистый аргои Вакуумный Техяпческий аргон плазмавпай перелаза Спектрально.частый аргон $Ф аа $ е пв и нс РС,Ю а ню Ф к к преимуществ: использование атмосферы инертного газа при среднем давлении 4 — 13 Па, которое не приводит к изменению химического состава переплавляемьи сплавов; уменьшенные потери на испарение; питание напряжением до 100 В, исключающим огюсносгь рентгеновско.
го излучения; высокая стабильность ведения процесса; более высокий тепловой КПД; более высокая надежность оборудования и более . простой технологический процесс по сравнению с электронно-лучевым переплавом. Степень рафинирования металла при использовании аргона особой чистоты (99,999%) такая же„как и при электронно-лучевом перепла, ве, однако при плавке сплавов, легированных элементамн с высокой упругостью пара, потери при электронно-лучевом переплаве значительно выше.
Вакуумные плазменные печи предназначены для плавки в кристаллизатор с целью получения слитка и для плавки в гарнисаже для получения литья. В табл. 4.31 пряведены результаты лабораторных плавок с целью иллюстрации возможностеп вакуумного плазменного переплава по сравнению с электронно-лучевым переплавом. В настоящее время вакуумный плазменный переплав с его технологическими возможностями начинают испольэовать в промышленных : масштабах. Глася пягая ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕРМОВАКУУМНЫХ ПРОЦЕССОВ И ЭЛЕКТРОПЕЧЕИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ РАЗВИТИЯ 5.1. Экономическая зффактпвность применения тармояакуумных процессов н ааактропачай Экономическая эффективность от применения вакуумных электро:';: печей базируется на следующих основных положениях: технологические пренмущеспю вакуумных процессов по сравненше ;;— с аналогичными процессами, осуществляемыми в других средах, за ,: счет повышения выхода годных изделий и гюлуфабрпкатов, снижения "; трудоемкости при последующей механической обработке, повышения ресурса пластичности и соответственно повышения срока службы иэ- ~' делпй, ускорение таких технологических процессов, как цементапия, ! борпрование, азотнрование; преимущества нагрева в вакууме реализуются в печах за счет уменьй : щения удельного расхода электроэнергии, уменьшения расхода газа 207 Таблала 5.1.
Срмюательаме ленные по свойствам стаюнмх нзяелпа, обработмюмх в Знмппммх срелех Опубпнповаввма встоевнк и В вакууме В среде мцЮ- тазе Обрззовалне треюан аа поверхвоста образцов, % Параметры колец нз стели 95Х1 8-15; твердость, Гпа уснлне раздавливмци, кН оаельносьь колец, %: до 0,1 мм до 0,2 мм до 0,25 мм Уменьшенве овельноств колец ЗЗ 6,92 б,75 7 б,97 11 101 90 10 В 1,5-2 разе 01 ~111) Умельпннае црапусков на юлвфо- н времени продувки при истюльзовании вакуумных <роркамер к печам с зюцитными средвмн, снижения требований к специальной вентиляпии в цехах„а также исключения травильных или пескоструйных учаспсов с соответствующими очистными установками; преимущества вновь создаваемых вакуумных электропечей по сравыению с ранее выпускаемыми печами эа счет повышения производительносты, лаюльзования новых конструктивных решений и материалов. Дця примера рассмотрим технологяю спекания молибденовых ппабнков в вакуумных печах в сравнении с контактными аппаратами. Проведенные расчеты показывают, что за счет повышения на 4% выхода годного молибдена и снижения удельных расходных характеристик экономия составляет 055 руб/кг пры снижении расхода злектроэнер.
гии на 7,6 кВт . ч/кг. Следовательно, на каждые 100 т спеченного молибдена годовой зкономический эффект составляет 55 тыс. руб при снижении потребления электроэнергии на 760 тыс. кВт ч/г. Повышение выхода годных изделий наблюдалось при исследовании вторичной рекристаллизвции в вакууме вольфрамовых тел накала источников света, что дает зкономический эффект примерно 12 тыс. руб в год на одну печь СШВЭ-12,5/25И2.
В табл. 5.1 приведены некоторые прымеры, характеризующие снижение трудоемкости последующей механической обработки стальных иэделий за счет повышения качества закалки в вакууме. Экономическая эффективность использования технологических процессов п1ж термообработке и спекаиин подсчитывается примени- тельно к конкретному производству, и поэтому подробно рассмат,ривать ее нецелесообразно. Для плавильных процессов использование вакуумной технологии проще оценить за счет повышения качества металла. Использование ,металла, полученного тем или иным способом.
определяется эконо' мической целесообразностью. , Хотя все вакуумные переплавные процессы повышают стоимость металла по сравнению с электродуговым, конвертерным н другими способамн получения, использовать вакуумные процессы выгодно. Так, например, вакуумный дуговой переплав (ВДП) шарико'подшипниковой стали позволяет повысить срок службы подшипни::ков в 2 — 5 раз 11441 по сравнению с металлом открытой выплавки. 1Контактная выносливость подшипников нэ стали ЭИ944, работаю:::щих в агрессивных средах при повьппенной температуре, увеличилась ;:иа 95% при использовании металла ВДП по сравнению с металлом открьпой выплавки. Расчеты показывают, что для компенсации повышения стоимости ::металла после ВДП необходимо увеличить стойкость подшипников иа 3,9%.
Практически же стойкость подлинников растет в большей степени 11441 Применение металла вакуумных процессов ведет к увеличению ~',ресурса отдельных узлов машин на 50%. Затраты на изготовление ";:::отдельных деталей показывают, что с учетом ресурса работы замена :.,металла открьпой выплавки на металл ВДП позволяет получить эко:,'номлю приведенных затрат до 550 руб/т стали 11461. Кроме того, '!.в ряде случаев необходимо применение металла вакуумных процес!'::сов дпя обеспечения высокой надежности нзгатонляемых иэделий. Как было указано в з 23, козффю~иент теплопроводностн пори:;:. етых теплоизоляционных материалов, в том числе изделий из оксида ;-'"алюминия, шамотов, волокнистых плит, эасыпок„углеграфнтовых ,': войлоков и т.
п., существенно ниже в вакууме по сравнению с дру',:гими средами, используемыми в злектропечах: воздухом, эндога'; зом, водородом, что показано в табл. 5.2 11821 . Как видно нз этой таблицы, отношение коэффициентов теплопро,: водности в водороде н вакууме изменяется от 2 до 93, в эндогаэе и ва:! кууме — от 1,7 до 56. Следовательно, теплопотери в вакуумных низ!: котемпературных печах с керамической футеровкой или теплонэоля.,",:, цией не менее чем на 70% ниже, чем в зндогазе и водороде.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
