Обладнення спеціальної електрометалургії

Основним завданням спеціальної електрометалургії є істотне поліпшення якості металів, надання їм нових властивостей з одночасним зменшенням шкідливого впливу металургійного виробництва на довкілля.

Необхідність задоволення потреб у високоякісному металі, які постійно зростають|зростають|, з'явилося причиною виникнення і розвитку принципово нових методів виплавки сталей| і сплавів: електрошлаковий (ЕШП)|шлаковий|, плазмовий (ПДП), вакуумний (ВДП) і різні комбіновані процеси.

Електрошлаковий переплав

Установки ЕШП (рис. 2.53) застосовують для переплаву сталей і сплавів з метою зменшення шкідливих домішок, особливо сірки, та отримання однорідної макроструктури зливка. Торець витратного електрода (3), підключений через трансформатор (1) до джерела електричного струму, розміщується у ванні електропровідного, але порівняно з іншими розплавами, значним опором рафінувального шлаку (5). Шлак наводять у водоохолодній металевій виливниці-кристалізаторі (8) розплавленням на початку процесу твердої шлакової суміші (флюсу) або заливанням рідкого шлаку, виплавленого в окремій шлакоплавильній печі. Перемінний чи постійний електричний струм проходить від електрода до шлаку.

Рис. 2.53. Установка ЕШП та розмішення рафінувальних зон:

І - III зони рафінування; 1 - трансформатор; 2 - електродотримач; 3 - електрод; 4 - краплі електродного металу; 5 - шлакова ванна; 6 - рідка металева ванна; 7 - зливок; 8 - водоохо-лодний кристалізатор; 9 - кірка твердого шлаку.

Під впливом теплової енергії шлак розплавляється і перебуває в рідкому стані. Вся суть електрошлакового процесу визначається властивостями розплавленого шлаку: пропускати електричний струм, акумулювати теплоту, виконувати рафінувальну та захисну від атмосфери повітря функції щодо розплавленого металу.

Плазмово-дугова плавка

Плазмово-дугові печі бувають двох типів: з вогнетривкою футерівкою або з водоохолоджуваним мідним тиглем і водоохолоджуваним кристалізатором з глухим дном або з витягуванням зливка.

У печах з вогнетривкою футерівкою (рис. 2.54) водоохолоджуваний мідний анод - подовий електрод (6), умонтований врівень із подом (5), контактує із металом (4). Камеру печі (2), з якої заздалегідь відкачують повітря, заповнюють газом, який витікає з плазмотрона (1), і після досягнення належного тиску, зазвичай близького до атмосферного, завдяки дуговому розряду відбувається йонізація газу і починається плавка. На початку процесу плазмова дуга (3) проплавляє в шихті вузький колодязь, і рідкий метал, який стікає вниз, накопичується на подині, а після цього розплавляється вся шихта, що залишилася.

Рис. 2.54. Схема плазмово-дугової сталеплавильної печі з вогнетривкою футерівкою:

1 – плазмотрон; 2 – камера печі; 3 – плазмова дуга; 4 - метал; 5 – под; 6 - подовий електрод.

Схема плазмово-дугової печі для переплаву металевої заготівки з кристалізатором приведена на рис. 2.55.

Рис. 2.55. Плазмово-дугова піч з кристалізатором:

Джерело постійного або змінного струму підключають за допомогою пуско-регулювальної апаратури до плазмотронів (одним полюсом) і до зливка (другим), причому якщо використовують постійний струм - до плазмотронів підключається “мінус”, а до зливка – “плюс”.