ого торця електрода, буде переміщатися вгору по електроду в міру його розплавлення.
Величина цього температурного поля робить істотний вплив на ймовірність виникнення «паразитних» розрядів між електродом і стінкою кристалізатора. Якщо температура електрода перевищує певну величину, то ймовірність виникнення «паразитних» розрядів значно зростає. Краплі металу, що переходить з електрода на злиток, мають температуру трохи вище температури плавлення металу, темп. рідкої ванни в результаті електронного бомбардування ще дещо підвищується, але це підвищення відноситься великого ділянці поверхні злитка. Найбільша темпе-ра досягається в зоні анодного плями; вона, як показали дослідження, при атмосферному тиску вище точки кипіння металу, що переплавляється. При плавці ніобію температура анодного плями зростає майже вдвічі в порівнянні з температурою плавлення. Однак слід вказати, що ці дані дещо завищені, так як вони визначені з короткочасного горінню дуги між масивними електродами. Крім того, температура анодного плями мабуть, значно знижується у зв'язку з тим. що при плавці в дугових вакуумних печах з водоохолоджуваним кристалізатором велика частка тепла несеться водою.
Втрати тепла складаються з втрат на випромінювання з перегрітого ділянки злитка і втрат теплопровідністю по тілу електрода в напрямку штока печі. Через фронт кристалізації проходить великий потік тепла, що утворюється в результаті постійного нагрівання поверхні рідкого металу електричною дугою і різкого охолодження злитка стінками водоохолоджуваного кристалізатора. Втрати тепла за рахунок випромінювання його з поверхні злитка в основному йдуть на нагрів конструкції печі.
Структура злитка і ступінь рафінування металу при плавці у вакуумних дугових печах в значній мірі залежать від стану рідкого металу. Рідкий метал не перебувають у стані спокою, а під впливом різниці температур на периферії і в центральній частині відбувається конвективное (плавуче) рух металу.
Перемішування металу призводить до поліпшення якості злитка: сприяє виділенню газів, отриманню щільного злитка і вирівнюванню складу по висоті і перетину злитка. Для отримання більш рівномірного складу і дрібнозернистої структури в злитках, крім природного перемішування в печі застосовується штучне перемішування шляхом накладення зовнішнього електромагнітного поля.
Зазначене поле створюється соленоїдом, надітим безпосередньо на кристалізатор. Крім того, поле соленоїда впливає на форму електричної дуги і її горіння. Зовнішні магнітні поля, що викликаються соленоїдом, повинні бути певної напруженості. Якщо соленоїд створює недостатню напруженість магнітного поля, то не буде забезпечена гарна якість поверхні злитка, погіршиться дегазація і горіння дуги буде нерівномірне. У разі вживання соленоїда великої напруженості магнітного поля утворюються висока корона металу і додаткові його втрати.
Для плавки тугоплавких металів на постійному струмі можна застосовувати пряму і зворотну полярність. Однак при плавці ніобію у вакуумі зворотну полярність застосовувати не рекомендується, так як катодна пляма в цих умовах може переміститися на стінку кристалізатора.
5. ВЛАСТИВОСТІ ВАКУУМНИХ УСТАНОВОК
. 1 Переваги вакуумних дугових установок
Основні переваги переплаву витрачаються електродів у вакуумі:
Видалення розчинених газів, напр. водню, азоту і СО;
Зменшення небажаних мікроелементів;
Зменшення вмісту оксидів;
Отримання спрямованої структури від нижньої до верхньої частини злитка, що допомагає уникнути макролікваціі і зменшити мікроліквацію.
Оксиди видаляються за допомогою хімічних і фізичних процесів. Менш стабільні оксиди або нітриди термічно розкладаються або відновлюються за допомогою вуглецю, що входить до складу сплаву і видаляються під час газової фази. Однак у спецсплаву і високолегованих сталях неметалеві включення, напр. карбонітріди титана алюмінію, дуже стабільні. Ці включення віддаляються в деякій кількості завдяки флотації під час плавки. Залишаються включення розбиваються і рівномірно розподіляються в поперечному перерізі злитка.
. 2 Можливості вакуумного електродугового переплаву
) Вага злитка до 50 тонн
) Плавка електрода відбувається у вакуумі за допомогою дуги постійного струму (заряд електрода негативний, розплав - позитивний)
) Величина струму до 40 кА
) Значення вакууму: 1-0,1 Па (у деяких випадках до 1000 Па)
) Система контролю ваги електрода
) Нерухома або вільно варта конструкція під...
