11.2 Расчет основных параметров гидравлических зажимных устройств и механизмов перемещения электродов.
В процессе перепуска
электрода при отжатии пружин одного из
зажимных колец нежелательно самопроизвольное
опускание электрода под действием
собственной силы тяжести вследствие
повышенного износа. Поэтому электрод
должен удерживаться в покое под действием
зажимного усилия пружин электрододержателя.
При расчетах принимают, что
удерживающей нагрузки должно приходится
на зажимное кольцо и лишь
на электрододержатель. Если обозначить
коэффициент трения скольжения стали
по резине через
,
а стали по меди через
,
количество щек в одном зажимном кольце
через
,
а щек в электрододержателе через
,
то усилие на одну щеку зажимного кольца:
,
а на одну контактную щеку электрододержателя:
,
где
- сила тяжести электрода.
Гидроцилиндры механизма перемещения определяются по зависимости:
,
где
- площадь сечения плунжера одного гидроцилиндра;
,
,
,
,
,
- силы тяжести соответственно электрода,
несущего гидроцилиндра, нижней и верхней
траверсы, электрододержателя и механизма
перепуска.
- расчетное давление
с учетом потерь в сети между гидроцилиндром
и насосом.
,
- КПД гидроцилиндров и роликов.
При скорости
передвижения электрода
определяется производительность насоса:
,
где
- коэффициент
потерь давления.
Мощность электродвигателя насоса:
.
12 Конструкция и расчет переплавных печей.
Вакумно-дуговой переплав является одним из основных процессов промышленной спецметаллургии, он позволяет получать высококачественные материалы для специальных отраслей техники. Высокое качество металлов достигается в результате протекания плавки в вакууме, при которой из металла удаляются растворенные в нем газы и твердые неметаллические включены, испаряются примеси цветных металлов. Кроме того, в результате затвердевания в водоохлаждающем кристаллизаторе получают плотный слиток, с малой по высоте усадочной раковины и с однородной кристаллической структурой и малой ликвацией. В качестве исходного материала используют различные продукты металлургического передела. (например типовая рубка). В результате обжатия ее на мощных прессах или частичного сплавления получают расходуемые электроды. При плавке ниобия, молибдена, тантала и некоторых других металлов исходным материалом являются штабики, размером 10×10×600 мм, полученные методом порошковой металлургии. Электроды из штабиков изготавливают сваркой их в пакеты. При переплаве сталей применяют литые, кованные электроды.
Рис. 30 Схема вакуумно-дугового переплава
Отечественные заводы электротермического оборудования освоили серию печей ВДП. Эта серия включает печи типов:
- ДСВ – дуговая для плавки стали вакуумная;
- ДТВ – для плавки титана;
- ДДВ – для плавки молибдена;
- ДНВ – для плавки ниобия.
Основными элементами печи вакуумно-дугового переплава является:
1 – водоохлаждаемый поддон;
2 – кристаллизатор;
3 – соленоид;
4 – слиток;
5 – локальная ванна жидкого металла;
6 – электрод.
Основными элементами печи являются внутренняя камера, водоохлаждаемый кристаллизатор, система электропитания и система вакуумных насосов. Суть процесса заключается в том, что под действием высоких температур электрической дуги, возникающей под нижним концом электрода, металл электрода в этом месте расплавляется и каплями падает в находящуюся под дугой жидкую ванну, которая под действием охлаждения кристаллизатора непрерывно снизу затвердевает, образуя слиток. По мере плавления электрода его опускают вниз, а высота затвердевшего слитка увеличивается.
Наиболее распространены печи с расходуемым электродом и среди них печи с глухим кристаллизатором и с выкатыванием слитка.
Чаще всего используют печи первого типа, а печи с вытягиванием слитка применяются в основном для плавки тугоплавких металлов, качество которых сильно зависит от величины давления определяющихся в процессе плавки газов. Для улучшения отсоса газов уровень расплава поддерживается постоянно в верхней части кристаллизатора. В этих печах вытягиваемый слиток поступает в камеру охлаждения.
Часто кристаллизатор оборудован расположенным снаружи солиноидом 3, создающим аксиальное магнитное поле для стабилизации горения дуги и предупреждения ее переброса на стенки кристаллизатора.
Все печи ВДП, независимо от их конструкции и типа, работают на постоянном токе. В качестве источника питания служат тиристорные выпрямительные агрегаты. Рабочий ток колеблется в пределах 12 – 50 кА, а напряжение 28 – 70 В. Ток подается к верху электрододержателя (отрицательный полюс) и к поддону (положительный полюс).