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

Вакуумный дуговой переплав в металлургии

При вакуумном дуговом переплаве под воздействием высоких температур, возникающих в зоне электрической дуги между переплавляемым электродом и поддоном кристаллизатора, сталь на нижнем торце электрода расплавляется и капли расплавленного металла падают в ванну, где под воздействием охлаждения кристаллизатора формируется слиток. До начала операции печь вакуумируют (остаточное давление обычно не более 1,33 Па); вакуумные насосы продолжают работать в течение всей плавки. Таким образом, капли металла падают через вакуумированное пространство, при этом обеспечивается очень полное очищение металла от газов, оксидных неметаллических включений (общее содержание кислорода снижается до очень низких пределов), от примесей некоторых цветных металлов и получается плотный слиток.

Кристаллизация металла в водоохлаждаемом кристаллизаторе (обычно медном) имеет четко направленный характер, отвечающий направлению отвода тепла. В результате вакуумно дугового переплава механические характеристики металла улучшаются и становятся почти одинаковыми в различных направлениях. В современных установках вакуумно дугового переплава получают слитки массой от нескольких сотен килограммов до 40-50 т.

Достоинством способа вакуумного дугового переплава является отсутствие контакта металла с огнеупорной футеровкой, недостатком — невозможность снижения содержания серы (отсутствие шлаковой фазы). Дуговая выплавка отличается высокой концентрацией тепла в дуге, поэтому вакуумный дуговой переплав получил широкое распространение при производстве слитков из тугоплавких металлов (титана, циркония, ниобия, молибдена, вольфрама и др.). Схему, при применении которой электрод переплавляется, называют вакуумный дуговой переплав с расходуемым электродом. На рис. 1 показана современная вакуумно-дуговая печь с расходуемым электродом.

Вакуумно-дуговая печь
Рисунок 1. Вакуумно-дуговая печь:
1 — механизм перемещения электрода; 2 — вакуумная камера; 3 — механизм прижима электрода; 4 — направляющие кристаллизатора; 5 — кристаллизатор с поддоном; 6 — механизм подъема кристаллизатора; 7 — механизм разгрузки; 8 — патрубок с вакуумным насосом

В некоторых случаях изготовить расходуемый электрод невозможно (например, при переплаве титановой губки). В этих случаях губчатый или порошкообразный материал расплавляют, помещая его в зону дуги между постоянным (нерасходуемым) электродом и ванной. Такой метод называют вакуумный дуговой переплав с нерасходуемым электродом. Полученный таким образом слиток обычно еще раз переплавляют методом ВДП с расходуемым электродом.

При вакуумном дуговом переплаве с нерасходуемым электродом вместо кристаллизатора иногда устанавливают металлический водоохлаждаемый тигель; во время плавки на стенках тигля образуется корочка переплавляемого металла (гарнисаж) и расплав контактирует с гарнисажем из этого же металла. Печи такого типа называют гарнисажными.

Вакуумная дуговая гарнисажная печь
Рисунок 1. Вакуумная дуговая гарнисажная печь:
1 — электрод; 2 — тигель; 3 — желоб: 4 — форма; 5 — стационарные заливочные камеры; 6 — стол центробежной

Вакуумные дуговые гарнисажные печи (ВДГП) используют также для фасонного литья отливок особо ответственного назначения (трубы, швелера, арматура и прочий металлопрокат). На рис. 2 изображена схема современной гарнисажной печи емкостью 0,6 т с разливкой металла по желобу. Плавильная поворотная камера соединена с двумя стационарными заливочными камерами с помощью патрубков и поворотных вакуумных уплотнителей. Нерасходуемые электроды обычно делают из вольфрама.

Источник [4] → список литературы.

Читайте также:

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