Электрошлаковый переплав

Листать книгу

Страницы: ... ... ...

Отдельная струя воды или воздуха высокого давления поступает к соплу, расположенному горизонтально л касательно к корпусу кристаллизатора на уровне плоскости пересечения стенки кристаллизатора с поддоном Двумя другими усовершенствованиями, находящимися еще в ранней стадии разработки, является приме нение конических поддонов к кристаллизаторам и подвижного водяного желоба, т
...
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ Электрошлаковый процесс является процессом нагрева сопротивлением, и его потребности в электроэнергии не предъявляют особых требований к передаче высоких мощностей, в зависимости от поперечного сечения слитка требуется напряжение
...
Могут применяться трансформаторы с бесступенчато регулируемой мощностью и непрерывным переключением вторичной обмотки, а также трансформатор и соответствующие регуляторы, дроссель насыщения, регулирующий подвод тока к обычному трансформатору ЭШП, прекрасно удовлетворяет требованиям бесступенчатого регулирования, и на все большем числе новых установок применяются такие устройства
...
Полупроводниковые тиристорные устройства не рекомендуются для регулирования подачи тока к электрошлаковым печам вследствие их недостаточной способности противостоять краткоили долговременным коротким замыканиям, которые могут возникать при пуске установки или в процессе ее работы
...
Реактанц водоохлаждаемых медных или алюминиевых шин и кабелей обычно достаточен для гашения любых колебаний, которые могут возникнуть во время обычного промышленного переплава
...
Однако на опытной установке ЭСРТ был подключен отдельный сериесный реактор, чтобы обеспечить дополнительную защиту трансформатора во время экспериментов по установлению плавной работы
...
Сравнение работы установок ЭШП на переменном и постоянном токе с точки зрения электротехники Использование переменного тока устраняет необходимость в выпрямителе, применение которого требует дополнительных капитальных и эксплуатационных расходов и места для его размещения
...
Уменьшение реактанца позволяет увеличить скорость переплава к концу этой операции, так как уменьшается индуктивная петля, имеющая место при питании переменным током
...
Переплав при постоянном токе не связан с проблемами коэффициента мощности в цепи ЭШП и имеет, таким образом, преимущества при производстве очень крупных слитков, так как коэффициент мощности имеет тенденцию к снижению при увеличении размеров слитков
...
присоединение выпрямителей к магистральной сети при высокомощных нагрузках постоянного тока может повести к искажению формы волны в сети, превышающему допускаемое органом электроснабжения
...
Влияние гармоник на магистральную сеть может быть уменьшено при условии наличия достаточной дополнительной рабочей нагрузки, в противном случае потребуются дорогостоящие фильтры для смягчения искажений формы Волны
...
Сравнение работы установок ЭШП на переменном и постоянном токе с точки зрения электротехники Использование переменного тока устраняет необходимость в выпрямителе, применение которого требует дополнительных капитальных и эксплуатационных расходов и места для его размещения
...
Полоса проходит через трубоформующую машину и превращается в цилиндрический электрод который проходит через контактный башмак, входит в кристаллизатор и погружается в шлаковую ванну Расстояние между концом электрода и контактным башмаком поддерживалось постоянным в течение всего процесса переплава
...
Дозаторы, приводимые от двигателя машины для формования трубы, контролировали количество легирующих элементов, подаваемых в накопительную воронку, и скорость их подачи
...
В связи с этим в начале пятидесятых годов трубчатые электроды были заменены сплошными электродами с таким же по существу химическим составом, что и получаемые из них готовые продукты
...
Электрод обратной полярности был присоединен к источнику постоянного тока низкого напряжения и высокой силы и подвешен на вертикальном ползуне в водоохлаждаемом двухстенном медном кристаллизаторе
...
По лицензионному соглашению с фирмой Ферт Стер линг фирма Лектромелт исследовала конструкции печей, объединяющих в одном устройстве возможности процессов ЭШП и ВДП
...
Во вращающейся несущей раме, двигающейся по полукольцевой направляющей, помещены два электродных устройства, конусообразное устройство для ВДП, система смешивания и подачи флюсов и отдельные системы привода и управления для обоих электродных устройств
...
При работе процессом ВДП съемную верхнюю часть средней секции необходимо было прикреплять к одному из электродных устройств и опускать затем на фланец нижней части средней секции, обеспечивая тем самым необходимое вакуумное уплотнение
...
Вода поступает к кристаллизаторам по гибким шлап гам, присоединенным к выходному патрубку водопро вода вблизи стендов для переплава, а стекает через ре щетки в фундаментах, Каждый из кристаллизаторов ус тановлен на поддоне, помещенном на тележке
...
Система гидроуправления, используемая для перемещения электрода в двух направлениях, включает минимальное число движущихся деталей и особенно пригодна дтя точной установки очень тяжелых электродов
...
Системы питания переменным током с дросселем иа сыщения н постоянным током, впервые применениьи фирмой Консарк, обеспечивают независимое бесступенчатое регулирование тока и напряжения в интервале обычных условий работы агрегата
...
Кроме того, при подпитке головной части слитка в конце переплава подводимая мощность может быть автоматически и плавно снижена в соответствии с предварительно запрограммированным циклом с применением программирующего устройства со слежением по заданной кривой
...
Опыт фирмы Консарк в США показывает, что прп работе на постоянном токе при положительном электроде будет наименьшая скорость переплава, но облегчается старт
...
Фирма Консарк предпочитает использование водоохлаждаемых деталей системы электропитания, так как они более компактны и менее дороги, чем эквивалентные воздухоохлаждаемые детали
...
Первоначально использовались вибропитатели, но теперь предпочитают применять автоматическую систему дозирующего взвешивания, вследствие снижения на один порядок величины ошибки в скорости подачи
...
Подача охлаждающей воды к кристаллизаторам, поддонам, кабелям и электрододержателям осуществляется от системы водоснабжения, работающей в замкнутом цикле
...
Печь установлена на тележке с соответствующим силовым узлом гидравлического дистанционного управляемого устройства наклона печи, обеспечивающего перелив жидкого шлака из носка печи в промежуточный ковш, желоб и отверстие в основании кристаллизатора
...
УСТАНОВКИ ФИРМЫ РАБЕРИ ОУЭН Фирма Рабери Оуэн энд Ко в Дарластоне, Англия, начала заниматься изготовлением печей для электрошлакового переплава в результате того, что ее интересы сосредоточены в производстве машин для электрошлаковой сварки, а также связей с фирмой Джозеф Гилло, снециализировавшейся на производстве инструментальных и быстрорежущих сталей, т
...
Для ускорения сооружения первой установки значительные заимствования были сделаны из чертежей опытной установки БИСРА, поэтому основные детали этой установки аналогичны деталям установки БИСРА
...
Предусмотрена отдельно стоящая контрольная панель с самопишущим амперметром, приборами для регистрации расхода воды и температуры и устройствами для предупреждения и защиты от перегрузок
...
Схемы на панели управления собраны на транзисторах и полупроводниках и представляют собой вставные штепсели, которые могут быть легко заменены в случае неправильной работы
...
Чтобы обеспечить возможность работы на трехфазном токе, на фундаменте печи имеется достаточно места для размещения еще двух колонн и относящихся к ним приводных двигателей, а также достаточная площадь для помещения еще двух идентичных трансформаторов и необходимых шин
...
Это несколько увеличивает потери мощности и требует, чтобы опорная площадка кристаллизатора была снабжена электрической изоляцией для предотвращения перегрева
...
В связи с тем, что для обеспечения высокого качества продукции нужна точная регулировка тока, были приняты меры для создания чувствительной и быстродействующей системы регулирования, которая может функционировать при малых скоростях
...
Еще одной особенностью этой печи является возможность сваривать электроды друг с другом и с инвентарными головками, что обеспечивает высокий выход годных слитков и позволяет устранить проблему выравнивания электродов, которая имеет место при сварке электродов вне печи
...
В связи с тем, что в том же цехе работают две вакуумные дуговые печи, было решено в целях экономии сделать узел кристаллизатора таким же, как в вакуумных дуговых печах
...
По окончании этой операции основной расходуемый электрод вводят в положение для переплава и опускают в шлаковую ванну, которая поддерживается в расплавленном состоянии вспомогательными электродами, после чего включают ток
...
Естественным развитием этой конструкции было раз мещение трех независимых устройств рядом друг с дру гом и ирисоединение их к одноили трехфазному источ нику тока, в следующей конструкции применялся трех фазный переменный ток для питания трех электродов
...
Од нако некоторые недостатки трехфазного нереплава — не доисиользование площади шлаковой ванны в кристаллизаторе, необходимость в производстве трех сравнительно длинных тонких прямых электродов для крупных слиг ков, пропорционально увеличивающаяся продолжитель ность настройки и н
...
Последующее развитие оборудования этого тина привело к сооружению крупных специализированных цехов электрошлакового переплава, предназначенных для производства в течение года значительного количества слитков
...
Уникальными особенностями советских установок электрошлакового нереплава являются расширяющееся ирименение бифиллярной системы ЭШП, сифонный метод старта на жидком шлаке и ЭШП с ири
...
, фирма Аркос, Филадельфия, США, разработала свой вариант электрошлакового литья для производства слитков, из которых она изготовляет сварочную проволоку
...
В отличие от обычного электрошлакового нереплава, при котором в качестве электродов используется один или несколько предварительно отлитых слитков, в установке фирмы Аркос применяется непрерывная подача ленты шириной
...
Схема электрошлакопой установки непрерывной разливки фирмы Аркос, в которой в качестве электрода применяются ленты и порошки, а кристаллизатор с открывающимся днищем позволяет непрерывно вытягивать слиток
...
Сначала будут изложены общие соображения по каждой из этих операций, в конце раздела будут рассмот рены специальные методы работы, которые отклоняются от обычного способа переплава одного электрода в ста ционарном кристаллизаторе
...
Эти два условия помогают обеспечить максимальную поверхность охлаждения путем создания шлаковой корочки минимальной толщины, что способствует получению слитка с хорошей поверхностью
...
Определение электрических параметров Если мы хотим получить при электрошлаковом переплаве слиток с хорошей поверхностью и структурой, то подводимую мощность необходимо регулировать в очень точных пределах
...
электрошлаковых установок изменяется в зависимости от их размеров и, принимая это во внимание, переплав следует вести при подводе к шлаку правильно рассчитанной мощности
...
Высокие величины тока переплава способствуют уменьшению пористости в донной части слитка, что обусловлено, как полагают, более быстрым выделением имеющейся влаги
...
Поэтому для любого материала должен быть найден оптимальный вариант величины тока для придания слитку лучших свойств и обеспечивающий наиболее экономичный переплав
...
Уменьшение напряжения трансформатора до заданного уровня при постоянных величинах тока увеличивает производительность и снижает удельный расход электроэнергии
...
Как уже указывалось, окончательный выбор может быть сделан только на основании имеющегося опыта, но первоначальный выбор, в соответствии с указанными выше критериями, обеспечивает возможность получения слитков приемлемого качества
...
Подготовка электрода Размеры электрода следует выбирать таким образом, чтобы отношение площади поперечного сечения электрода к площади поперечного сечения слитка было возможно более высоким при условии, что между электродом и стороной слитка должен быть оставлен зазор не менее
...
В некоторых случаях, когда это необходимо, чтобы предупредить возникновение нежелательных электромагнитных явлений, приваривают инвентарную головку из аустенитной стали
...
Иногда не имеется достаточного количества материала, чтобы изготовить один электрод, и в этом случае оказывается необходимым изготовлять электроды путем сварки вместе двух или более коротких кусков
...
Опыт показал, что ток может проходить через сварные швы между различными кусками нерафинированного материала без серьезных потерь электрической мощности
...
Значительное расхождение в химическом составе может повести к возникновению зон ликвации в слитке, и ЭТОГО следует особенно избегать в тех случаях, когда продукт предназначается, в конечном счете, для производства тонкого листа или проволоки
...
Необходимо, конечно, чтобы сварка выполнялась качественно, потому что в случае падения крупного куска электрода из зоны сварки в металлическую ванну в результате разрушения шва полного переплава не произойдет и появится местная сегрегация
...
Важно, чтобы кристаллизатор был надежно закреплен в вертикальном положении, для предотвращения доступа воды и утечки жидкого шлака в начальный период переплава
...
Пуск установки В пусковой период необходимо обеспечить возможно более быстрое образование полной ванны жидкого шлака и установление устойчивых условий переплава
...
му что при переплаве крупных слитков в крупных кристаллизаторах для расплавления твердого шлака требуется более одного часа и это время полностью потеряно с точки зрения производительности установки
...
Конструкция патрубка такова, что выступы, образующиеся при входе в пего металла, не препятствуют извлечению слитка и, кроме того, никоим образом не мещают применению кристаллизатора ири нуске на твердом щлаке
...
Как указывалось выше, температура жидкого шлака оказывает большое влияние на эффективность нереплава, и, хотя она не относится к обычно контролируемым параметрам процесса, нет сомнения в том, что в будущем значение контроля температуры возрастет
...
Обычно при подъеме кристаллизатора вертикально вверх слиток остается на поддоне и большая часть шлаковой корочки на этой стадии отваливается в виде чешуек
...
Достаточно иметь одну общую систему управления и равномерно расправлять электроды для поддержания постоянного расстояния между электродами и зеркалом металлической ванны
...
Назначение этого устройства заключается в том чтобы все части щлаковой ванны одна за другой попали в положение непосредственно под электродом, что обеспечивает равномерное распределение металла
...
Металлургический эффект этой операции заключается в том, что шлаковая ванна становится холодней, а ваниа расплавленного металла приобретает более плоскую форму
...
Полунепрерывный способ производства Необходимость в применении высоких кристаллизаторов при производстве длинных слитков может быть устранена путем использования непрерывных методов производства
...
Плазменный электрошлаковый переплав При обычных методах ЭШП переплавляемый материал представляет собой расходуемый электрод, обладающий электропроводностью
...
С известной долей успеха ранее применяли нерасходуемые электроды, но при этом всегда был риск внесения примесей при использовании электродов из графита, молибдена или вольфрама
...
Рафинирующее воздействие несколько ниже, чем обычно при ЭШП, так как не происходит обычного нарастания тонкой пленки жидкого металла, но этот метод особенно полезен для регенерации сырых метариалов или передела их в слитки
...
о ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛИТКОВ Поверхность слитков ЭШП обычно бывает очень высокого качества благодаря наличию гладкой затвердевшей шлаковой корочки, образующейся при соприкосновении шлака со стенками кристаллизатора
...
Наилучшие результаты достигаются при работе со шлаком, температура плавления которого ниже температуры плавления металла, и при высокой скорости плавления
...
Колебания подводимой мощности или неравномерная подача электрода могут быть причиной дефектов поверхности, а излишне глубокая шлаковая ванна способствует образованию бороздок на поверхности слитка вследствие охлаждения верхней части слишком глубокой шлаковой ванны между электродом и кристаллизатором
...
При хорошем ведении процесса и тщательно выполненной операции подпитки верхней части слитка обычно не требуется обрезки головной части слитка перед дальнейшей горячей обработкой
...
Хорошее качество слитка достигается в результате направленной кристаллизации слитка от дна к головной части и, следовательно, отсутствия усадочной раковины
...
Подпитка головной части слитка осуществляется постепенным сиилением мощности, предпочтительно одновременным уменьшением тока и напряжения таким образом, чтобы предупредить быстрое изменение положения электрода, которое может произойти при автоматическом управлении процессо
...
Например, структура слитков быстрорежущей стали может стать полосчатой вследствие переохлаждения, даже если слиток подвергается вибрации или охлаждается со скоростью ниже критической
...
Например, структура слитков быстрорежущей стали может стать полосчатой вследствие переохлаждения, даже если слиток подвергается вибрации или охлаждается со скоростью ниже критической
...
Приведенные данные являются подтверждением того факта, что в отличие от титана и ниобия алюминий ие препятствует удалению азота при ЭШП вследствие меньшей плотности нитрида и его сравнительно низкой температуры диссоциации
...
Повышение выхода годного связано с улучшением пластичности в горячем состоянии, и это может быть подтверждено данными, иолученными от Юниои карбайд Кори, США
...
Приведенные данные являются подтверждением того факта, что в отличие от титана и ниобия алюминий ие препятствует удалению азота при ЭШП вследствие меньшей плотности нитрида и его сравнительно низкой температуры диссоциации
...
Существенно важным компонентом этого сплава обычно считается цирконий, но его удаление при ЭШП не оказало вредного влияния на характеристики сплава при последующей механической обработке
...
Предполагается, что его назначение в исходном расплаве состоит в том, чтобы служить средством для очистки от примесей, и иа стадии вторичного переплава ои удаляется вместе с прореагировавшими с ним примесями, что способствует повышению чистоты сплава
...
в результате переплава может быть достигнуто значительное однообразие структуры от поверхности слитка к его оси с уменьшением крупности зерен в центральной части слитка
...
Следует подчеркнуть, ЧТО процесс ЭШП не изменяет характер кристаллизации быстрорежущей стали и что некоторые фазы в ней аналогичны фазам в материале обычной выплавки
...
Регулирование их крупности возможно, но условия процесса ЭШП являются критическими в том случае, когда должен быть исключен даже незначительный рост карбидов, так как первоначальные затвердевшие слои снова нагреваются до температуры предварительной сфероидизации за счет тепла цептраль иой части слитка
...
Эта улучшенная стойкость материалов ЭШП подтверждена результатами аналогичной работы в Национальной технологической лаборатории в Шотландии, где применялось роликовое контактное испытание на усталостную стойкость
...
Хотя за последние годы достигнуты значительные успехи в выплавке более чистых сталей обычными процессами, проблема случайных аварий еще не устранена полностью
...
Однако следует заметить, что ведение процесса требует виимапия и ие исключена возможность увеличения загрязнения при неблагоприятных условиях, например поглощение алюминия из высокоглиноземистых шлаков
...
Указанные выше результаты английского исследования близки к результатам, полученным в СССР, как это можно видеть по данным проведенного там металлогра фического исследования
...
Важным свойством крупных слитков, изготовленных процессом ЭШП, которое было предметом ряда исследований в Англии, является то, что полученные в результате ЭШП структуры требуют меньшего уплотнения ковкой перед прокаткой
...
Указанные выше результаты английского исследования близки к результатам, полученным в СССР, как это можно видеть по данным проведенного там металлогра фического исследования
...
Зависимость между температурой испытания и возникновением волокнистых трещин на образцах, применявшихся при испытании на работу ударного разрушения по Шарпи
...
Так как кремний обычно добавляют лишь в процессе выплавки стали в качестве раскислителя, попытки его задержать делаются в основном для того, чтобы обеспечить соответствие полученной стали техническим требованиям на нее
...
Особенностью слитков стали ЭШП является то, что их кристаллизация направлена более вертикально, чем у обычных слитков, что обеспечивает почти полное устра пение поперечной ликвации вместе со связанным с этим явлением инготизма
...
Ликвация легирующих элементов может оказать большое влияние на прокаливаемость и может стать очень серьезной проблемой в поверхностно упрочняемых сталях, в которых местные отклонения в содерлонии легирующих могут привести к короблению при закалке
...
После окончательной закалки эти стали подвергают лишь небольшой шлифовке, и поэтому чрезмерное и непредвиденное коробление в процессе термообработки является нежелательным
...
Так как кремний обычно добавляют лишь в процессе выплавки стали в качестве раскислителя, попытки его задержать делаются в основном для того, чтобы обеспечить соответствие полученной стали техническим требованиям на нее
...
Особенностью слитков стали ЭШП является то, что их кристаллизация направлена более вертикально, чем у обычных слитков, что обеспечивает почти полное устра пение поперечной ликвации вместе со связанным с этим явлением инготизма
...
Французские исследователи сообщают также о значительном улучшении усталостных свойств этих сталей, величины которых в продольном направлении возросли ; приблизительно на
...
Французские исследователи сообщают также о значительном улучшении усталостных свойств этих сталей, величины которых в продольном направлении возросли ; приблизительно на
...
Французские исследователи сообщают также о значительном улучшении усталостных свойств этих сталей, величины которых в продольном направлении возросли ; приблизительно на
...
Цветные металлы Кроме уже описанного исследования по сплавам на никелевой и кобальтовой основе, выполнен значительный объем работ по ЭШП цветных металлов
...
ЭКОНОМИЧНОСТЬ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА СТРУКТУРА ИЗДЕРЖЕК ПРОИЗВОДСТВА ПРИ ЭШП Издержки производства при ЭШП складываются из расходов на производство электродов, шлак, электроэнергию, рабочую силу, накладных расходов, расходов на воду, кристаллизаторы и амортизацию
...
Цветные металлы Кроме уже описанного исследования по сплавам на никелевой и кобальтовой основе, выполнен значительный объем работ по ЭШП цветных металлов
...
Если оборудование для непрерывной разливки уже имеется и его мощность достаточна для производства электродов для ЭШП, то дальнейшие капиталовложения не требуются
...
Эти формы могут быть различных типов, такие, например, как разъемные по горизонтали, разъемные по вертикали с желобом для сифонной отливки слитков или обычные формы квадратного сечения с наклонными стенками
...
Поэтому разливку в огнеупорные гильзы обычно применяют для отливки небольших количеств электродов с целью определения их оптимального размера, в дальнейшем разливку ведут в разъемные литые формы
...
При хорошо налаженной работе для обслуживания каждой печи требуется не более двух рабочих — один управляет работой печи, другой выполняет все вспомогательные работы
...
Вообще говоря, если предполагается в течение длительного времени изготовлять слитки одного и того же размера, то более высокая стоимость эффективного медного кристаллизатора с водяной рубашкой или погружаемого в резервуар с водой вполне окупается их высокой стойкостью
...
ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗДЕРЖЕК ПРОИЗВОДСТВА Хотя уже имеется много установок ЭШП, работающих за пределами СССР, еще нельзя привести данных о средних издержках производства, основанных на практическом опыте, потому что, хотя многие из этих установок уже применяются для обычного промышленного производства, во многих случаях они используются для проведения оценочных испытаний
...
Выбор процесса, удовлетворяющего данному спектру металлургических требований, становится все более трудным, поэтому целесообразно при сравнении процессов давать подробные оценки переплаву оиределе
...
Низкая капитальная стоимость оборудования для электрошлакового переплава и высокая производительность, свойственная этому процессу, в значительной степени перекрываются высоким удельным расходом электроэнергии и стоимостью самого шлака
...
Вследствие необходимости в достижении высоких уровней чистоты должны применяться только наилучшие из имеющихся сырых материалов, что отражается на их цене
...
ОДНОВРЕМЕННЫЙ ПЕРЕПЛАВ НЕСКОЛЬКИХ СЛИТКОВ Большое число степеней свободы, свойственное ЭШП, дает возможность применять новые концепции в целях снижения издержек производства
...

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