Конструкция установок эшп
В конструктивном отношении установки ЭШП относительно просты по сравнению с ВДП, так как они работают в основном на воздухе и не требуют герметичности и сложных вакуумных откачных систем. Установка ЭШП включает следующие узлы: кристаллизатор, стойку-колонну, по которой с помощью специального механизма перемещается каретка электрододержателя или кристаллизатор, электрододержатель с механизмом зажима электродов, поддон, тележку для установки и отката кристаллизатора, устройство для сифонной заливки шлака в кристаллизатор. Нижняя часть стойки-колонны используется как канал вентиляционной системы для отсоса выделяющихся из кристаллизатора газов и пыли.
Печь ЭШП имеет кристаллизатор с кареткой, поддон на тележке, несущую конструкцию для электрододержателей с расходными электродами, каркас, необходимые механизмы для передвижения электродов, кристаллизатора и тележки поддона, электропечной трансформатор мощностью до 5 - 10 MB*А (вторичное напряжение 40 - 160 В, сила тока до 50 - 100 кА). Печи ЭШП могут быть одно- и трехфазные, одно-, двух - или многоэлектродные, с кристаллизатором- изложницей или с подвижным коротким кристаллизатором круглого, квадратного или прямоугольного сечения. В печь ЭШП получают сортовые слитки массой до 10 т, листовые - до 20 т, кузнечные - до 40-200 т. Удельный расход электрической энергии 1 - 1,5 МВт • ч / т. Массовая скорость переплава (для 1000 мм диаметра кристаллизатора) 12,5 - 45 кг / мин.
Флюсы процесса эшп
Шлак при ЭШП не только рафинирует металл от нежелательных примесей, но и является генератором тепла, формирует поверхность слитка, защищает металл от взаимодействия с газами, участвует в замыкании электрической цепи. Поэтому к шлаку применяют особые требования по химическому составу, физическим и физикохимическим свойствам
Основные требования сводятся к следующему: Состав шлака должен обеспечивать протекание определенных физико-химических процессов, связанных с рафинированием металла от нежелательных растворенных примесей и неметаллических включений, защиту активных легирующих элементов от окисления, стабильность химического состава сплава по высоте наплавляемого слитка.
При рабочих температурах теплопроводность шлака должна составлять порядка 1…0,6(1/Ом*см). Слишком высокая проводимость шлака может не обеспечить необходимую концентрацию тепла, а слишком малая – привести к дуговому разряду.
Шлак должен быть легкоплавким, иметь высокую температуру кипения и мало изменять вязкость в широком интервале температур, быть «длинным». Такой шлак образует ровную тонкую корочку гарнисажа и позволяет получить слиток с весьма хорошей поверхностью.
Шлаки должны отличаться высоким межфазным натяжением на границе с металлом и обладать высокой адгезией к НВ.
Технологические схемы переплава
Существуют две технологии начала процесса: с твердым стартом и с жидким стартом.
В первом случае шлак расплавляют непосредственно в кристаллизаторе. Предварительно на дно кристаллизатора укладывают затравочную шайбу. Она предохраняет днище от разрушения и обеспечивает необходимый уровень тока и энергетический режим процесса. После этого на затравочную шайбу укладывают стружку (1% от количества шлака) и засыпают термическую смесь (16... 18%).состоящую из алюмомагнисвого порошка и калиевой селитры. В качестве наполнителя используют рабочий флюс (82...84%).
Электрод опускают до соприкосновения со стружкой и в зазор между электродом и кристаллизатором засыпают флюс (3...4% от массы плавки). При подаче напряжения цепь замыкается на стружке, по которой проходит ток большой силы. Стружка оплавляется и воспламеняет термическую смесь. За счет экзотермического тепла реакции и возникающей между электродом и поддоном дуги плавится рабочий флюс. В момент.когда жидкий шлак замыкает цепь между электродом и поддоном, процесс из дугового переходит в элеюрошлаковмй переплав.
Более распространена плавка с жидким стартом, когда электрод опускается на определенное расстояние к поддону и на них подают напряжение. После этого сифоном заливают расплавленный в специальной печи шлак. В момент касания шлаком поверхности электрода цепь замыкается и в ней появляется ток. Процесс сразу идет в электрошлаковом режиме.
Технология выплавки