ірі залежить не тільки від її довжини, але і від застосовуваної сили струму. Зі збільшенням сили струму, стійкість горіння дуги підвищується.
Однак при цьому зростає температура електрода і рідкої ванни і, отже, збільшується випаровуваність. В результаті підвищується концентрація іонізованих парів і там, де ця концентрація вище, виникають побічні розряди і тому також порушується стабільність горіння дуги. Отже, при плавці металів у вакуумних дугових печах необхідно вибирати оптимальну величину сили струму конкретно для кожного переплавляється матеріалу.
Зазвичай плавка в вакуумних дугових печах ведеться на постійному струмі, що забезпечує більш стійку дугу. При застосуванні змінного струму температура катода нестабільна, що ускладнює процес горіння дуги і робить її менш стійкою. При переході струму через нульове значення і зміні полярності на початку і наприкінці кожного періоду дуга гасне і температура дугового проміжку знижується.
Але, незважаючи на зазначені труднощі, плавка тугоплавких металів, у тому числі ніобію, на змінному струмі можлива. У цьому випадку повинні бути забезпечені досить велика щільність струму і безперервним вихід електронів для підтримки стійкості дуги.
. 3 Процеси, що відбуваються при вакуумній дугового плавці
При плавці металів у вакуумних дугових печах відбуваються такі процеси:
) плавлення металу;
) видалення газових летких домішок, дисоціація нестійких з'єднань при високих температурах у вакуумі;
) конденсація летких компонентів на більш холодній частині печі або видалення їх з пічного простору;
) відновлення і розкислення металів;
) кристалізація металу.
Рафінування ніобію і інших тугоплавких металів від газів, неметалевих і металевих домішок відбувається головним чином за рахунок випаровування домішок і дисоціації сполук. Швидкість випаровування залежать від ступеня над розплавленим металом, тривалості витримки його в цьому стані і ряду інших факторів.
При плавці на дугових печах з витрачаються електродом в глибокому кристалізаторі створюється значний опір газовиділенню з розплаву, що сприяє місцевого підвищення тиску в зоні плавлення на 2-3 порядки.
Ефективність видалення газів і домішок шляхом випаровування знижується у зв'язку з обмеженим часом знаходження металу в розплавленому стані. Це пов'язано з вельми високими швидкостями плавки на дугових печах з витрачаються електродом, які не можуть бути знижені через порівняно високого значення мінімально необхідної сили струму для підтримки дуги в стабільному стані.
З цих причин рафінування в дугових вакуумних печах за рахунок випаровування домішок утруднено. Але, незважаючи на це, очищення ніобію при плавці у вакуумних дугових печах може відбуватися за рахунок випаровування нижчого оксиду, так як пружність парів NbO в 10 разів перевищує пружність пари ніобію, а також за рахунок виділення СО при наявності в металі вуглецю.
Для того щоб рафінування проходило найбільш повно, при плавці необхідно дотримуватися таких умов:
) бреши зменшеному розмiрi кристалізатора рекомендується брати електроди найменшого поперечного перерізу, що задовольняють вимогам, необхідним для ведення плавки в даному кристалізаторі;
) режими плавки повинні бути такими, які б забезпечували мінімальну швидкість плавлення електрода;
) тиск у печі над зоною плавки повинно бути по можливості більш низьким. Останнє, забезпечується застосуванням можливо коротких вакуумних приєднань та використанням вакуумних насосів високої продуктивності.
Рафінування металу відбувається в процесі нагрівання електрода, а також при стікання крапель металу в кристалізатор і під час перебування його в рідкому стані.
При утворенні крапель створюється велика реакційна поверхню і, отже, створюються більш сприятливі умови випаровування. У рідкій ж ванні випаровування відбувається з поверхні, але воно стримується тиском утворюються газів.
. 4 Теплові процеси, що відбуваються під час плавки
Під час плавки в витрачаються електродом протікають два протилежних теплових процесу. По-перше, що виділяється при горінні електричної дуги і утворюється від проходження електричного струму в електроді тепло підвищує теплосодержание електрода. По-друге, тепловіддача з бічної поверхні електрода і його оплавлення призводять до зменшення його тепло-змісту. У результаті через певний проміжок часу встановлюється теплова рівновага, що характеризується (існуванням температурного поля, яке, яка змінюючись щодо нижнь...
