Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Плазменно-дуговой переплав заготовок в водоохлаждаемый кристаллизатор

Особенности плазменно-дугового нагрева позволяют использовать его и в установках рафинирующего переплава твердых заготовок металла, выплавленного в обычных сталеплавильных агрегатах (см. рис. 1, б).

Институтом электросварки им. О. Е. Патона АН УССР разработана конструкция установки плазменно-дугового переплава заготовок жаропрочных, нержавеющих и конструкционных легированных сталей в водоохлаждаемый медный кристаллизатор. Установка позволяет наплавлять слитки сечением 450x450 мм или диаметром до 650 мм, длиной до 2300 мм и массой до 5 т.

Плавильная камера установки представляет собой вакуумплотный резервуар, состоящий из двух усеченных конусов, соединенных болтами. К верхнему конусу — крышке камеры через изоляционное кольцо крепится камера заготовки с механизмом подачи заготовки, шесть патрубков для крепления плазмотронов и патрубок для крепления датчика уровня ванны. Плазмотроны располагают радиально под углом к оси заготовки и кристаллизатора.

На нижнем конусе—корпусе камеры имеются фланец для крепления плиты кристаллизатора и камеры слитка с механизмом вытягивания и разгрузки слитка, три патрубка со смотровыми системами для визуального наблюдения за процессом переплава, патрубок для крепления механизма подачи флюса и патрубок вакуумной системы.

Укороченный кристаллизатор состоит из трех водоохлаждаемых поясов: двух медных и одного (нижнего) стального. Токоведущим штоком слиток из кристаллизатора вытягивается в камеру слитка. Подъем и опускание камеры со слитком осуществляются четырьмя гидроцилиндрами.

Заготовку подвешивают к штоку, на нижнем конце которого укреплен захват с токоподводом. Водоохлаждаемый шток входит в камеру заготовки через вакуумное уплотнение. Верхним концом шток крепят к траверсе, перемещающейся вверх и вниз при помощи пары винт—гайка. Для более равномерного оплавления заготовки при помощи специального механизма, закрепленного на траверсе, осуществляется реверсивный поворот штока на угол 60°. На камере заготовки установлены взрывной люк, который в рабочем положении удерживается пружинами, патрубок для системы рециркуляции газа и патрубок с люком для обслуживания камеры.

Для увеличения возможностей рафинирования металла в процессе переплава предусмотрена подача флюса в ванну кристаллизатора по ходу переплава. Флюс находится в специальном бункере, нижний патрубок которого входит в патрубок дозатора, перекрываемый клапаном, управляемым электромагнитом. Для уравновешивания давления в бункере он соединен с системой рециркуляции газа плавильной камеры.

Установка снабжена шестью плазмотронами. Особенность ее заключается в том, то она питается переменным трехфазным током промышленной частоты. Плазмотроны объединены в два блока по три штуки в блоке. Каждый блок питается от своего силового трансформатора. Цепь между плазмотронами замыкается по ванне металла в кристаллизаторе, как в обычной дуговой печи. Для стабилизации температуры электродных пятен в цепь плазмотрон—ванна от выпрямителя дополнительно подается постоянная составляющая силы тока.

Установка оборудована системой рециркуляции плазмообразующего газа производительностью до 50 м3/ч, вакуумной системой для удаления воздуха из объема плавильной камеры, приборами контроля и управления.

На установке можно переплавлять расходуемые заготовки, полученные любым способом: отливкой на установках непрерывной и полунепрерывной разливки, ковкой или прокаткой, причем к заготовке, предназначенной для ПДП, по качеству поверхности и геометрической форме предъявляются более низкие требования, чем в случаях плазменно-дугового переплава и ЭЛП. Заготовки загружают снизу через камеру слитка. Вместе с камерой слитка заготовка поднимается, верхний конец ее вводится в плавильную камеру и крепится к штоку. Перед началом плавки печь герметизируют и дважды промывают аргоном, заполняя ее аргоном до достижения атмосферного давления и откачивая вакуумным насосом. Расход аргона на промывку камеры составляет 12 м3.

В конце плавки камеру заполняют воздухом и разгерметизируют. После уборки слитка и огарка чистят и осматривают механизмы пла­вильной камеры, камеры слитка, захват с токоподводом, механизм подачи заготовки. Время цикла плавки составляет 10—12 ч.

Качество металла при применении плазменно-дугового переплава заготовки в водоохлаждаемый кристаллизатор повышается вследствие дегазации, обработки жидкого металла активными газами (а в некоторых случаях и флюсами), а также благодаря принудительно направленной кристаллизации. Как уже отмечалось, по возможностям дегазации ПДП приближается к ВИП, но выгодно отличается от нее отсутствием контакта расплава с футеровкой, меньшим угаром легирующих элементов и более низкой стоимостью оборудования.

По возможности рафинирования металла в процессе кристаллизации процесс плазменно-дугового переплава приближается к процессу ЭЛП, поскольку он позволяет регулировать скорость кристаллизации независимо от скорости плавления, поддерживать высокий градиент температуры в ванне кристаллизатора и плоскую форму ванны и создавать тем самым наиболее благоприятные условия для очистки металла при затвердевании. плазменно-дуговой переплав выгодно отличается от ЭЛП более простой конструкцией установки, отсутствием сложного высоковольтного оборудования и более высокой производительностью, но уступает ему по возможностям рафинирования металла от летучих примесей, в частности от цветных металлов.

Источник [4] → список литературы.

Читайте также:

Вернуться в начало раздела: Невакуумная выплавка специальных сплавов
Вернуться на главную: Черная металлургия

Диагностика и ремонт гидроцилиндров спецтехники с выездом на объект в Москве.