Электрошлаковый переплав

Листать книгу

Страницы: ... ... ...

Цель книги заключается в широком ознакомлении инженеров, в особенности специалистов предприятий, обрабатывающих стали и сплавы с высокими механическими и специальными свойствами, с процессом электрошлакового переплава и перспективами его развития
...
Цель книги заключается в широком ознакомлении инженеров, в особенности специалистов предприятий, обрабатывающих стали и сплавы с высокими механическими и специальными свойствами, с процессом электрошлакового переплава и перспективами его развития
...
Эта книга, особенно ее разделы, касающиеся свойств шлаков и их подбора, конструкций установок, представит оиределепиый интерес для широкого круга советских специалистов, работающих в качественной металлургии
...
В качестве исходного материала обычно применяется сплошной расходуемый электрод из первичного металла, который может быть литым, полученным обработкой рис
...
Эта книга, особенно ее разделы, касающиеся свойств шлаков и их подбора, конструкций установок, представит оиределепиый интерес для широкого круга советских специалистов, работающих в качественной металлургии
...
ПРЕИМУЩЕСТВА ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА В настоящее время установлены следующие преимущества электрошлакового переплава перед другими способами получения стали
...
Обычно в качестве составляющих шлака используют фтористый кальций, известь, окись магния, глинозем и кремнезем, но возможно также добавление фтористого магния, фтористого бария, окиси титана и окиси циркония
...
Изменяя количество этих составляющих, можно изменить температуру плавления, стабильность, электропроводность и вязкость шлака, и это в свою очередь может изменить скорость расплавления, температуру шлака, размеры капель и другие факторы, влияющие на степень очистки
...
ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЮ Так как процесс основан па нагреве сонротпвленнем расплавленного шлака, число степеней свободы в отношении питания электроэнергией довольно высоко
...
Однако для повышения производительности без увеличения скорости наплавлення желательно применение однофазного тока с двумя электродами и двумя кристаллизаторами или трехфазного тока с тремя электродами и тремя кристаллизаторами
...
В свое время работа на трехфазном токе с тремя электродами в одном кристаллизаторе рассматривалась как желательная для производства крупных слитков, но затем по многим причинам, которые будут обсуждены в следующей главе, стали считать, что наиболее экономична выплавка слитка в отдельном кристаллизаторе и что потребность в электроэнергии для переплава крупных слитков такова, что следует предпочесть применение постоянного тока вместо переменного
...
при рафинировании данного металла данным шлаком наиболее важными параметрами, которые определяют требования к питанию электроэнергией, являются форма и глубина ванны расплавленного металла
...
От электрического режима зависит также скорость переплава, и очень часто выбор параметров тока диктуется желанием найти компромисс между необходи мостью в высокой скорости переплава по экономическим соображениям
...
ЭЛЕКТРОДЫ Диаметр электрода должен, как правило, быть меньше диаметра кристаллизатора, в который он переплавляется, но эта разница не должна быть слишком большой
...
В том случае, когда эти требования не имеют значения, необходима лишь очень небольшая подготовка электрода, и во многих случаях можно использовать электроды, отлитые в графитовые или литые чугунные формы, с минимальной зачисткой перед употреблением
...
ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА Качество слитка, отсутствие или наличие пористости и усадочной раковины, структура определяются скоростью затвердевания, которая в свою очередь зависит от скорости переплава, температуры шлака, скорости и направления отвода тепла из затвердевающего слитка
...
Неметаллическое вещество подвергается непосредственному воздействию шлака, как только тонкая пленка расплавленного металла образуется при переплаве на конце электрода, и растворяется в шлаке
...
Гомогенность структуры и состава достигается путем соблюдения условий, обеспечивающих значительную вертикальную крггсталлизацию, или перемешивания или применения поддона с возвратно
...
Например, в сложных сплавах, подобных быстрорежущей стали, может создаться полосчатая структура, если слиток подвергается вибрации или охлаждается со скоростью ниже критической
...
При хорошей подпитке верхней части слитка обрезки ее черед горячей обработкой не требуется и может быть достигнуто полное отсутствие пористости и усадочной раковины
...
Однако при ЭШП может быть обеспечено сохранение почти любого содержания титана или алюминия или, если желательно, может быть обеспечено восстановление до какой
...
ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ШЛАКА И ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА ШЛАКА ФУНКЦИЯ ШЛАКА Двумя наиболее важными функциями шлакового слоя является то, что он служит главным источником тепла и основным средством регулирования химического состава
...
Шлаковый слой является элементом электрической цепи между трансформатором и печью, обладающим наибольшим сопротивлением, и, следовательно, служит такой частью этой цепи, которая наиболее важна для превращения электрической энергии в тепло
...
Затвердевая на стенках кристаллизатора, он препятствует непосредственному контакту между расплавленным металлом и материалом кристаллизатора, изолируя таким образом металл электрически и термически от кристаллизатора и помогая также обеспечить гладкую поверхность слитка
...
Компоненты шлака должны быть стабильными при рабочей температуре процесса, и поэтому они выбираются главным образом с точки зрения низкого давления их паров
...
Если же температура ликвидуса шлака выше температуры ликвидуса металла, количество энергии, которую необходимо подвести, должно быть достаточным, чтобы повысить температуру шлака выше температуры его лик
...
Однако если более важными, чем экономичное расходование энергии, считаются другие факторы, например химические, то может применяться шлак, имеющий температуру ликвидуса более высокую, чем температура ликвидуса металла
...
Кроме того, при окончательном выборе шлака учитывают давление иаров, электропроводность, удельную теплоемкость, скрытую теплоту плавления и растворения, вязкость, поверхностное натяжение и плотность
...
Однако в некоторых случаях может оказаться необходимым очень тщательный контроль со держания отдельных элементов, и для достижения такой степени контроля необходимо понимание валнейшнх реакций, происходящих в шлаке, которые управляют свойствами этих элементов в шлаке и в металле
...
Главными компонентами фтористых шлаков вследствие низкого давления их паров и, следовательно, высокотемпературной стабильности являются фтористый кальций
...
Наиболее часто применяется фтористый кальций вследствие того, что он имеется в виде материала высокой чистоты в значительном количестве, что определяет его сравнительно невысокую стоимость
...
Извести, образовавшейся при пирогидролизе, достаточно для десульфурации в тех случаях, когда металл или сплав подвергаются электрошлаковому переплаву с применением предварительно расплавленного плавикового шпата
...
Фтористый магний обладает более высоким давлением паров и меньшей температурой плавления, чем фтористый кальций, следовательно, его термическая стабильность ниже
...
Следовательно, если даже не добавляется дополнительно известь, то, поскольку присутствует плавиковый шпат, расплавленный шлак обычно содержит по меньшей мере
...
Если требуется увеличить скорость переплава при данной величине подводимой энергии, повысить температуру работы или экономично использовать подводимую энергию, то сопротивление шлака можно повысить путем увеличения содержания глинозема в нем
...
Шлаки этой группы нашли широкое применение как в Англии, так и в СССР вследствие того, что их использование обеспечивает высокие скорости переплава и хорошее потребление энергии, хотя не всегда гарантирует оптимальный химический состав и структуру слитка
...
Высокие скорости переплава и хороший расход энергии могут быть объяснены высоким электрическим сопротивлением этих шлаков, которое составляет для шлака
...
Кривые показывают, что давление паров большинства окислов, за исключением окислов щелочных металлов, меньше, чем у фтористого кальция, поэтому испарение из шлака окислов менее существенно, чем испарение фторидов
...
Таким образом, чем выше парциальное давление кислорода в шлаке, тем выше содержание кислорода в металле, поэтому для снижения до минимума содержания кислорода в металле парциальное давление кислорода в шлаке должно быть также минимальным и в нем должны содержаться только окислы с низким давлением паров, перечисленные выше
...
Кривые показывают, что давление паров большинства окислов, за исключением окислов щелочных металлов, меньше, чем у фтористого кальция, поэтому испарение из шлака окислов менее существенно, чем испарение фторидов
...
Кислород и фтор обладают приблизительно одинаковым ионным радиусом, но анион кислорода несет двойной заряд по сравнению с анионом фтора, поэтому ионы кальция и кислорода значительно более прочно связаны друг с другом, чем ионы кальция и фтора
...
Кислород и фтор обладают приблизительно одинаковым ионным радиусом, но анион кислорода несет двойной заряд по сравнению с анионом фтора, поэтому ионы кальция и кислорода значительно более прочно связаны друг с другом, чем ионы кальция и фтора
...
Низкая вязкость шлака способствует сильному перемешиванию, создаваемому главным образом электромагнитными силами, и это ведет к удалению газов из шлака и граничной поверхности шлак
...
К ней должна быть добавлена скорость потока шлака, опускающегося по оси кристаллизатора под воздействием электромагнитных сил и обратной конвекции, обусловленной выделением тепла с конца электрода
...
Чем выше вязкость шлака, тем меньше величина капель металла, а чем меньше разность плотностей металла и шлака, тем меньше конечная скорость капли металла и, следовательно, тем дольше время ее пребывания в шлаковой ванне
...
Хотя продолжительность пребывания металлических капель в шлаковой ванне невелика, реакция между шлаком и металлом развита значительно, так как велика площадь поверхности жидкого металла, подвергающегося воздействию расплавленного шлака
...
Усилие, обусловленное силой тяжести, которое должно быть ириложено для отрыва капли расплавленного металла с конца электрода, пропорционально разности плотности металл
...
Следовательно, если для отрыва жидкой металлической частицы от электрода требуется постоянное усилие, а электромагнитные и термические силы постоянны,
...
Следовательно, чем меньше разность плотностей, тем меньше конечная скорость кайли жидкого металла и, следовательно, тем больше продолжительность ее пребывания в шлаковой ванне
...
Реакции между шлаком и металлом в шлаковой ванне являются функцией как площади поверхности металла, подвергающейся воздействию шлака, так и продолжительности пребывания в шлаковой ванне
...
Когда мы рассматривали усилие, необходимое для отрыва кайли металла от электрода, мы видели, что чем больше разность плотностей, тем меньше величина металлической частицы и, следовательно, тем больше площадь поверхности на границе металл
...
Однако, рассматривая конечную скорость оторвавшейся капли металла, можно установить, что чем больше разность плотностей, тем выше конечная скорость частицы и при постоянной вязкости шлака тем меньше продолжительность пребывания капли металла в шлаковой ванне
...
Идеальным было бы иметь небольшую величину капель металла и продолжительное время их пребывания в шлаковой ванне, чтобы способствовать реакции между шлаком и металлом
...
Большая разность плотностей и высокая вязкость шлака вместе способствуют как уменьшению величины капель, так и более длительному пребыванию в шлаковой ванне
...
Большая разность плотностей способствует также отделению шлака от металла и, таким образом, уменьшает возможность захвата шлака кристаллизующимся металлом
...
Важно зпать, какова плотность жидкого шлака при высокой температуре, так как это позволяет рассчитать минимальную массу требующегося шлака при условии, если известна также требующаяся минимальная глубина шлаковой ванны
...

Технология металлов и материаловедение
Клеи и герметики
Конструкционные материалы металлы, сплавы, полимеры, керамика, композиты Карманный справочник
Электрошлаковый переплав
Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник
Трансформаторы для промышленных электропечей
Ремонт оборудования сваркой

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Электрошлаковый переплав