водити процеси, які вимагають великої концентрації тепла і високих температур. Використовуються вони для плавлення тугоплавких (молібден, вольфрам, ніобій, тантал) і тугоплавких активних (цирконій, титан) металів, а також для переплавки сталі з метою поліпшення її властивостей в результаті обробки вакуумом і зміни умов кристалізації. До дуговим печам прямої дії можуть бути віднесені також плазмові дугові печі з анодом на металі. Джерелом тепла в цих печах є сильно стиснутий у поперечному напрямку дугового розряд. Щільність струму в стислій дузі у багато разів вище, ніж у звичайній, отже, вище і її температура. У середовищі інертних газів температура стислої дуги може досягати 30 000 ° С. Така концентрація тепла в плазмових печах дозволяє проводити процеси з дуже великою швидкістю, в результаті чого плазмовий нагрів забезпечує більшу продуктивність. Стиснення дуги можна здійснити магнітним полем або газовим потоком. Використовуючи для стиснення дуги інертні чи активні гази, в плавильному просторі можна отримувати нейтральну або високоактивну атмосферу. Для плавлення металів використовують плазмові дугові печі двох типів - з керамічним тиглем або водоохолоджуваним кристалізатором. Плазмові печі з керамічним тиглем схожі на звичайні дугові сталеплавильні печі, але відрізняються від них більш високою продуктивністю і дозволяють отримувати метал більш високої якості. Печі з водоохолоджуваним кристалізатором використовують для рафінувальні переплаву, в результаті якого властивості металу поліпшуються завдяки додатковій обробці активним газом і примусовою спрямованої кристалізації в водоохолоджуваному кристалізаторі.
4. ВАКУУМНА дугова піч
. 1 Принцип дії
Як уже вказувалося, існують два різновиди дугового плавки - плавка з нерасходуемим електродом і з витрачаються електродом.
При плавці катод, що представляє собою водоохолоджуваний стрижень, виготовлений з вольфраму або графіту, не плавиться, а створює дугу, яка плавить шихту, помещаемую або подається у кристалізатор зазвичай у вигляді мідної водоохлаждаемой плити з лунками для кристалізації металів. У лунці поміщається шихта для плавки у вигляді спресованих заготовок. Таким чином, не порушуючи герметичності печі, можна виплавити кілька сліточков. З метою кращого проплавивши сліточков навертаються і виробляється їх другою переплав, На дугових печах з нерасходуемим електродом виплавляються невеликі биточки вагою 50-150 г, діаметром 25-35 мм н висотою 8 - 15 мм. В якості захисної атмосфери, а також для створення мінімально допустимого тиску, що забезпечує стабільне пні дуги, застосовується аргон, гелій або суміш аргону з гелієм. Тиск газу в печі складає 300-350 мм рт. ст ,, при чому заповнення пічного простору інертним газом проводиться після одинарного або подвійного вакуумування.
Печі з нерасходуемим електродом в даний час для промислових цілей не застосовуються і використовуються головним чином для виплавки невеликих сліточков в лабораторно умовах.
Найбільш широке застосування в промисловості отримали ваакумние електродугові печі з витрачаються електродом.
Малюнок 4. Схема вакуумної дугової печі з витрачаються електродом.
- джерело живлення; 2 - робоча камера; 3 - електродотримач; 4 - механізм подачі електрода; 5 - до вакуумних насосів; 6 - електрод; 7 - рідкий метал; 8 - злиток; 9 - кристалізатор; 10 - шток для підйому піддона; 11 - піддон.
Існує кілька конструкцій вакуумних дугових печей з витрачаються електродом, але принцип їх дії один і той же, а саме електрод, виготовлений із розплавляється металу або сплаву, оплавляється в електричній дузі, а утворений рідкий метал стікає в кристалізатор , де і відбувається формування злитка. Конструктивно ці печі складаються з наступних основних елементів:
) плавильної камери;
) механізму подачі електрода;
) кристалізатора;
) механізму витяжки злитка;
) вакуумного блоку.
Плавильна камера являє собою циліндричний або прямокутний сталевий кожух. Зазвичай камеру виготовляють з нержавіючої сталі, так як вона повинна бути немагнітною і корозійностійкої.
Розміри камери повинні бути такими, щоб було зручно розмістити механізм подачі електрода і кристалізатор. Циліндрична форма камери більш зручна в експлуатації, її легше чистити і вона міцніша. Камера має люк, що дозволяє проникати всередину для очищення і установки електрода. Внутрішня її поверхня Довжки бути гладкою, без виступів, щоб не сконцентрувати заряди. Зазвичай плавильна камера має оглядові вікна або вводи для приладів спостереження. Робочі камери промислових печей великої потужності мають охо...
