книги из ГПНТБ / Электрометаллургия стали и ферросплавов учебное пособие

дом используют, как правило, для переплава порошкообразных или губчатых материалов с целью получения слитков для последующего переплава в печах с расходуемым электродом.

Плавка в вакуумных дуговых печах с расходуемым электродом позволяет получать металл высокой степени частоты, так как при этом устраняются возможные источники загрязнения (огнеупорная футеровка, шлак, атмосфера) и имеются благоприятные условия для рафинирования металла вакуумом; что же касается условий кристаллизации металла в водоохлаждаемом кристаллизаторе, то при последовательном наплавлении слитка можно в значительной мере ослабить ликвационные процессы. Нужно отметить также, что дуговая плавка отличается высокой концентрацией тепла в дуге. Этим объясняется, почему вакуумная дуговая плавка с расходуе­ мым электродом получила широкое распространение в производ­ стве тугоплавких и активных металлов (титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден и др.) и для получения стали и сплавов высокого качества.

РАФИНИРОВАНИЕ МЕТАЛЛА И ФОРМИРОВАНИЕ СЛИТКА ВДП

Ввакуумных дуговых печах переплавляют электроды, состав которых соответствует (с учетом угара отдельных элементов) составу готовой стали. Металл оплавляемого электрода собирается в капли на торце электрода, перетекает в ванну кристаллизатора и спустя некоторое время затвердевает.

Вначальный момент плавки жидкий металл контактирует с во­

доохлаждаемым поддоном и стенками кристаллизатора. Спустя неко­ торое время в кристаллизаторе появляется жидкая ванна, изоли­ рованная от водоохлаждаемых элементов затвердевшим металлом. Затвердевшая часть слитка при дальнейшем охлаждении дает усадку, отходит от стенок кристаллизатора и между затвердевшей частью слитка и стенками криталлизатора образуется кольцевой зазор. После усадки тепло от жидкой ванны отводится теплопроводностью к стенкам кристаллизатора по поясу контакта корочки форми­ рующегося слитка со стенками и на поддон через затвердевшую

тором образуются новые кристаллы, которые растут в направлении, противоположном направлению тепловых потоков, т. е. вначале горизонтально, а после отхода корочки от стенок кристаллизатора, когда основное количество тепла отводится на поддон, изменяют направление роста на вертикальное. В верхней части слитка поя­ вляются неориентированные кристаллы.

Повышение свойств переплавленного металла происходит вслед­ ствие обработки каждой порции металла вакуумом и благодаря направленной снизу вверх последовательной кристаллизации.

Постепенное оплавление электрода — заготовки и капельный перенос металла в ванну кристаллизатора создают особенно благо­ приятные условия для удаления газов, цветных примесей и неме­ таллических включений. Каждая порция металла подвергается об­

391

работке вакуумом на трех стадиях существования в жидком виде: на торце оплавляющегося электрода в виде тонкой пленки, в про­ цессе формирования капли и перетекания ее с торца электрода в ванну кристаллизатора и в ванне кристаллизатора. Пока еще не получены достоверные данные о роли каждой стадии в общем про­ цессе рафинирования, но, очевидно, удаление основных количеств примесей происходит уже на первой стадии.

Действительно, пленка жидкого металла на торце электрода обладает наиболее развитой поверхностью. Измерения показывают, что большую часть времени толщина пленки измеряется микромет­ рами (микронами) и резко увеличивается лишь в зоне формирования капли. Развитая поверхность' способствует большой скорости испа­ рения примесей и удалению включений. Часть включений получает доступ к поверхности раздела металл—газ уже в процессе выпла­ вления их из твердой матрицы. Значительная часть включений, находящихся в объеме жидкой пленки, может оказаться на этой поверхности в результате выноса их на нее потоками металла, так как пленка все время сдувается перемещающейся по торцу электрода дугой. Попавшие на эту поверхность включения удерживаются на ней силами поверхностного натяжения и могут задерживаться на поверхности ванны даже при погружении капли металла в ванну. На поверхности раздела металл—газ имеются наиболее благоприят­ ные условия для восстановления включений углеродом и для диссо­ циации.

Роль стадии каплеобразования и перетекания капли в общем процессе рафинирования, по-видимому, менее существенна, по­ скольку время жизни каждой из капель, хотя и обладающей разви­ той поверхностью измеряется сотыми долями секунды.

Дальнейшему рафинированию металл подвергается в ванне крис­

в верхнюю часть слитка. Благодаря избирательному характеру кристаллизации на рост кристаллов в первую очередь расходуется наиболее чистый металл. Кристаллизация металла в дуговых ваку­ умных печах протекает при большом температурном градиенте в ванне и значительном тепловом потоке, так как с одной стороны ванны постоянно подогреваются дугой, а с другой стороны тепло отводится через затвердевшую часть слитка на водоохлаждаемые стенки кри­ сталлизатора и поддон. В таких условиях предпочтительные усло­ вия создаются для роста уже имеющихся кристаллов, а не для обра­ зования новых центров кристаллизации. Поэтому при ВДП преиму­ щественно растут нитевидные дендритные кристаллы, на рост которых из расплава идет наиболее чистый металл, а примеси от­ тесняются растущими кристаллами в верхнюю часть слитка, обра­ зуя перед фронтом растущих кристаллов обогащенную ликватами зону.

При установившемся процессе кристаллизация происходит с по­ стоянной скоростью, а литая структура слитка характеризуется

392

высокой плотностью и однородностью. Изменение теплового потока через фронт кристаллизации тотчас же влечет изменение скорости кристаллизации и приводит к появлению структурной и химичес­ кой неоднородности.

Так, при уменьшении поступления в ванну тепла от дуги, вызван­ ном нарушением электрического режима, или при увеличении по ка­ кой-либо причине скорости отвода тепла скорость кристаллизации увеличивается. В этих условиях получают преимущественный рост главные оси дендритов, увеличивается расстояние между вторичными осями и меняется соотношение между площадью, занимаемой осями дендритов, и более загрязненными межосными участками. В неко­ торых случаях главные оси дендритов могут «прорасти» обогащен­ ную ликватами зону, и она окажется изолированной от ванны. В изо­ лированных участках могут образоваться новые центры кристалли­ зации и сформироваться структура, отличная от структуры основного тела слитка.

Увеличение поступления тепла в ванну или уменьшение скорости отвода тепла к водоохлаждаемым элементам вызывают замедление кристаллизации, уменьшение расстояния между осями второго по­ рядка и появление более плотной структуры. Поэтому скачкообраз­ ное изменение баланса тепла в ванне, вызванное колебаниями элек­ трического режима, внезапным отходом охлаждающегося слитка от стенок кристаллизатора или другими причинами, неизбежно от­ ражается на структуре слитка. При неоднократном изменении ба­ ланса тепла появляется дефект, носящий название «послойной кристаллизации» и выражающийся в чередовании слоев с плотной и более рыхлой структурой. Участки металла с разной структурой имеют и различные свойства, поэтому при определенной степени развития послойная кристаллизация становится браковочным де­ фектом и весь слиток бракуется. В связи с этим поддержание элек­ трического режима стабильным является важнейшим требованием, предъявляемым к процессу ВДП.

Для эффективного рафинирования расплава в процессе кристал­ лизации необходимо не только постоянство условий, но и сильно выраженный направленный снизу вверх рост кристаллов, поскольку в этом случае создаются более благоприятные условия для оттесне­ ния примесей в маточный раствор. Так как рост кристаллов всегда происходит в направлении, перпендикулярном фронту кристалли­ зации, то более ярко выраженный осевой рост кристаллов полу­ чается при малой глубине и плоской форме ванны.

Однако при малой глубине ванны металл недостаточно прогре­ вается и у стенок кристаллизатора может находиться в вязком тесто­ образном состоянии. На поверхности слитка в этом случае обнару­ живаются пережимы, плохо проварившиеся участки и другие де­ фекты.

При большой глубине ванны значительная часть кристаллов растет радиально, и в осевой зоне слитка срастающиеся кристаллы могут изолировать объемы расплава, обогащенные ликватами. Эти участки вследствие более низкой температуры плавления кристалли-

393

зуготся в последнюю очередь, и часто их структура отличается о т структуры слитка. На травленых темплетах они выявляются в виде пятен повышенной травнмости, поэтому этот дефект получил назва­ ние пятнистой ликвации. Пятнистая ликвация свидетельствует о не­ однородности химического состава и является браковочным

дефектом.

Этот дефект не возникает, если глубина ванны не превышает оптимальной. Для слитков массой до нескольких тонн оптимальной является глубина ванны, равная диаметру кристаллизатора. Глу­ бина ванны определяется в свою очередь скоростью плавления и кристаллизации, и для стали или сплава каждой марки и для каждого диаметра кристаллизатора необходимо подбирать такой электрический режим, чтобы глубина ванны поддерживалась в оп­ тимальных пределах.

Пятнистая ликвация может образоваться и при нормальной глу­ бине ванны в случае переплава сталей с развитой двухфазной зоной, особенно в случае движения металла в жидкой ванне. По-впднмому, при интенсивном движении растущие дендриты могут искривляться потоками металла или даже обламываться, перекрывая зоны рас­ плава с ликватами. Для предупреждения образования дефекта в этом случае необходимо принимать меры по устранению движения металла.

Испаряющиеся из металла примеси конденсируются на стенках кристаллизатора, образуя с затвердевшими брызгами выше уровня ванны так называемую корону. При подъеме уровня ванны корона частично оплавляется, а частично сохраняется на поверхности слитка, на которой обнаруживается грубая неровная корка, обога­ щенная летучими примесями. Перед обработкой слитка давлением эту корку необходимо убирать, подвергая слиток обточке на токар­ ных станках на глубину 5— 10 мм.

Грубая корона, плохо сцепленная со стенками кристаллизатора, может отслаиваться от кристаллизатора и падать в жидкую ванну. Нерасплавпвшнеся упавшие кусочки короны обнаруживают в за­ твердевшем слитке в виде спирали. Такие дефекты слитка ВДП получили название «улиток».

Для предупреждения образования «улиток» процесс необходимо вести горячо. Тогда образуется более тонкая корона, а чтобы она прочнее удерживалась на кристаллизаторе, желательно, чтобы внутренняя поверхность кристаллизатора была грубой. С этой целью иногда на этой поверхности специально нарезают винтовую канавку.

Важным достоинством ВДП является постоянство условий рафи­ нирования и, как следствие, постоянное от плавки к плавке высокое качество металла при нормальном ходе процесса. Стабильность свойств металла обеспечивается постоянством температурного ре­ жима, давления в зоне обработки жидкого металла вакуумом, вре­ мени пребывания каждой порции металла в жидком состоянии, постоянством условий кристаллизации. Каждая порция металла повторяет путь всех предыдущих порций, проходя его при тех же условиях.

394

В то же время автоматизм процесса ВДП накладывает принци­ пиальные ограничения на возможности рафинирования металла. При вакуумной дуговой плавке невозможно регулировать распреде­ ление тепла между электродом и ванной, нельзя существенно пере­ греть металл, управлять временем пребывания его в жидком состоя­ нии, условия горения дуги ограничивают предельный вакуум и пре­ делы возможных напряжений на дуге, а условия кристаллизации — подводимую мощность и производительность печи.

КОНСТРУКЦИЯ ДУГОВЫХ ВАКУУМНЫХ ПЕЧЕЙ

Основными узлами и механизмами вакуумных дуговых печей являются: вакуумная камера, кристаллизатор с поддоном, вакуум­ ная система, механизм подвески и перемещения электрода, механизм подъема поддона, источник питания, токоподвод, приборы управле­ ния и контроля.

Корпус вакуумной камеры изготавливают в виде сварного водо­ охлаждаемого цилиндра. В верхней крышке цилиндра имеются скользящее вакуумное уплотнение штока, на котором подвеши­ вается электрод, и две гляделки для визуального наблюдения за процессом плавки. На гляделки устанавливают перископы, пере­ дающие изображение на пульт управления печыо.

На боковой поверхности корпуса вварен с одной стороны патру­ бок вакуумной системы, с другой — люк для доступа обслужива­ ющего персонала в камеру.

На нижней крышке цилиндра имеется фланец с уплотнением из вакуумной резины, к которому крепится на болтах или поджи­ мается механизмом подъема поддона кристаллизатор.

Кристаллизатор представляет собой круглую медную водоохла­ ждаемую трубу, внутренний диаметр которой соответствует диа­ метру слитка. Внутреннюю поверхность кристаллизаторов выпол­ няют с конусностью и с расширением книзу или кверху в зависимости от схемы извлечения слитка. Если слиток опускается вместе с кри­ сталлизатором, а затем выталкивается из него вверх, то кристалли­ затор расширяется кверху. На печах некоторых типов кристаллиза­ тор крепится к вакуумной камере, а слиток опускается на поддоне. В этом случае кристаллизатор расширяется книзу.

Снаружи медная труба кристаллизатора окружена стальным кожухом водяного охлаждения. Вода подается под давлением в не­ сколько сот килопаскалей (несколько атмосфер) тангенциально, благодаря чему обеспечивается лучшее омывание и охлаждение медной трубы.

Кристаллизаторы малого диаметра изготавливают из цельнотя­ нутых медных труб, а большого диаметра сваривают из листовой меди. Попытки заменить дефицитную медь для изготовления внутрен­ ней трубы кристаллизатора сталью пока были безуспешными из-за сильного коробления трубы вследствие недостаточной теплопровод­ ности стали.

В последнее время на многих отечественных заводах поверх кожуха водяного охлаждения кристаллизатора устанавливают соле­

555

поле, компенсирующее влияние магнитного поля земли и наведенных в металлоконструкциях полей, в результате чего удается подавить движение металла в ванне кристаллизатора и предотвратить появле­ ние пятнистой ликвации.

Снизу кристаллизатор закрывается поддоном, представляющим собой толстую медную пластину с мощным водяным охлаждением, вводимую внутрь кристаллизатора таким образом, что обеспечи­ вается его герметичность. Имеются также печи с коротким кристал­ лизатором, из которого слиток по мере наплавления вытягивается механизмом как при разливке на установках непрерывной и полу­ непрерывной разливки.

Подъем и опускание поддона или поддона с кристаллизатором осуществляются специальным механизмом с электромеханическим или гидравлическим приводом. Для правильного перемещения под­ дона в нижней части металлоконструкций, поддерживающих камеру печи, предусмотрены направляющие.

В собранном виде поддон, кристаллизатор и вакуумная камера должны вмещать электрод необходимой длины с элементами его крепления к штоку.

Шток служит для подвода тока к электроду и воспринимает вес электрода, поэтому он должен обладать необходимой прочностью и обеспечивать минимальные электрические потерн. В связи с этим шток изготовляют из двух труб — медной и стальной. Медная труба располагается внутри стальной трубы и является основным токо­ ведущим элементом. Наружная стальная труба воспринимает нагрузку от электрода. Во внутреннюю трубу подают под давлением охлаждающую воду, которая опускается книзу, охлаждая сильно нагревающийся к концу плавки нижний конец штока, и между тру­ бами поднимается вверх. Для лучшего уплотнения места ввода штока в вакуумную камеру наружную поверхность его поли­ руют.

Для крепления электрода к штоку пользуются различными схе­ мами. Например, к электроду предварительно приваривают ога­ рок с коническим хвостовиком, которым он вставляется в разрезную часть стальной трубы штока, внутренняя поверхность которой выполнена с обратной конусностью. Разрезной участок трубы сжи­ мается хомутом с винтовым зажимом. Дополнительно хвостовик огарка фиксируется в трубе штока штифтами. Применяют также цанговый зажим, захватывающий электрод за фасонную выточку на верхнем торце электрода, и другие схемы крепления.

Шток при помощи гибкой или жесткой подвески связан с меха­ низмом перемещения электрода. Жесткой подвеской пользуются преимущественно на печах, предназначенных для переплава неболь­ ших электродов, вес которых, особенно в конце плавки, недостато­ чен для преодоления сил трения в уплотнении. В этом случае необ­ ходима принудительная подача электрода вниз. На крупных печах пользуются гибкой подвеской электродов при помощи цепей или

396

тросов. На печах с гибкой подвеской опускание электрода происхо­ дит под действием собственного веса электрода при сматывании троса или цепи. В этом случае упрощается конструкция печи и уменьшается

опасность повреждения деталей печи при опускании электрода до упора.

Привод механизма перемещения электрода может быть электро­ механическим или гидравлическим. К приводу механизма перемеще­ ния электрода в установках ВДП предъявляют очень жесткие требо­ вания, так как перемещением электрода осуществляется основное регулирование процесса плавки. Гидравлический привод очень чувствителен, однако в зависимости от температуры и нагрузки ме­ няются свойства масла и, следовательно, чувствительность привода. Гидравлические приводы применяют в основном на крупных печах, наплавляющих слитки массой в десятки тонн. На печах, выплав­ ляющих металлургические слитки массой до 7— 12 т, широко исполь­ зуют электромеханические приводы.

В качестве регулирующего импульса в схемах регулирования, получивших широкое распространение в последнее время, исполь­ зуется частота и длительность перекрывания разрядного промежутка между электродом и ванной кристаллизатора падающими каплями металла. В момент перетекания капли сопротивление разрядного промежутка уменьшается, соответственно уменьшается падение на­ пряжения и увеличивается сила тока. Импульсные провалы напряже­ ния становятся более частыми по мере уменьшения длины дуги и увеличения скорости плавления, при этом в цепи дуги увеличивается переменная составляющая силы тока. Эту переменную составляющую силы тока отфильтровывают, усиливают и используют в качестве регулирующего импульса, сравнивая ее при помощи соответству­ ющих схем с ее величиной при нормальном режиме плавки. Откло­ нение числа импульсов и их величины от нормального служит сигна­ лом для опускания или подъема электрода до тех пор, пока режим не будет соответствовать заданному. При нормальном ходе процесса длина дуги поддерживается постоянной и, несмотря на сильно отли­ чающуюся мощность разных печей, составляет 25—30 мм.

Вакуумные дуговые печи, работающие на переплаве стали, питают током' постоянного напряжения, что связано со сравнительно низкой температурой плавления стали. Низкая температура плавления не позволяет прогреть на переменном токе электрод до температур, обеспечивающих стабильную и достаточную для горения дуги эмис­ сию электронов. При работе на постоянном токе отсутствуют паузы в горении дуги, вызываемые сменой полярности, присущей перемен­ ному току, температура в зоне катодных пятен поддерживается на постоянном уровне и дуга горит устойчивее.

Источниками питания дуговых вакуумных печей служат машин­ ные генераторы постоянного тока, вырабатывающие ток силой в де­ сятки тысяч ампер и напряжением до 60—80 В, или выпрямители переменного тока. Преимущество следует отдавать использованию полупроводниковых выпрямителей, поскольку у них выше к. п. д. и они проще и надежнее в эксплуатации.

397

Источники питания устанавливают в обособленном помещении рядом с печным пролетом. Ток от источника питания до печи под­

стоящее время широкое распространение получает бнфиляриокоаксиальная схема токоподвода, отличающаяся чередованием шин разной полярности и симметричным подводом тока с четырех сторон к штоку, поддону и кристаллизатору. Симметричное расположение проводников позволяет получать вокруг печи равномерное магнит­ ное поле и ослабить движение металла в ванне кристаллизатора.

Вакуумная система дуговых печей благодаря малому объему вакуумных камер и более или менее постоянному газовыделению при последовательном оплавлении электрода малыми порциями отли­ чается сравнительной простотой. Как правило, она состоит из одного бустерного паромасляного насоса, двух форвакуумных механи­ ческих насосов, затворов, вакуум-проводов, ловушки и приборов измерения давления. Система обеспечивает поддержание давления в вакуумной камере в пределах 133,3—666,5 мПа [(1—5) • 10“ 3 мм рт. ст. ]. Давление в разрядном промежутке на один-два порядка выше вследствие интенсивного испарения в дуге примесей, металла и газовыделения из оплавляющегося электрода.

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕПЛАВА

В вакуумных дуговых печах переплавляют литые, кованые или катаные электроды, изготавливаемые из металла открытой выплавки или полученного в вакуумных индукционных печах.

К расходуемым электродам для ВДП предъявляют очень высокие требования по химическому составу, состоянию поверхности и гео­ метрии. При ВДП отсутствуют возможности дополнительного леги­ рования, поэтому состав металла электрода должен обеспечивать с учетом угара при переплаве попадание в заданный химический анализ. Наличие на поверхности электрода окалины, ржавчины или загрязнений недопустимо, так как разложение ржавчины и загряз­ нений увеличивает в атмосфере печи парциальное давление вредных газов и может отразиться на качестве металла после переплава. Падение кусочков окалины и загрязнений в ванну кристаллизатора может привести к образованию грубых дефектов.

Высокие требования, предъявляемые к форме электрода, объяс­ няются особенностями дугового разряда в вакуумных дуговых печах, где электрод, являющийся катодом, окружен анодом (кристал­ лизатором) со всех сторон. Нарушение центровки электрода отно­ сительно кристаллизатора вследствие его кривизны может привести к появлению боковых дуг, нарушению установившегося баланса тепла в слитке и появлению дефектов кристаллизации. В случае образования устойчивого бокового разряда дуга может прожечь

кристаллизатор и в печь попадет вода, что может окончиться взры­ вом печи.

В рассматриваемых печных установках используют электроды круглого или квадратного сечения. При переплаве электродов пря­

398

моугольного сечения дуга прогревает ванну неравномерно и в уда­ ленных от электрода зонах ванны металл находится в тестообразном состоянии.

Перед употреблением поверхность электродов полностью обта­ чивают на токарных станках или полностью зачищают наждачными кругами. Глубокие дефекты (трещины, раковины) вырубают после зачистки поверхности. Наличие на поверхности электродов трещин, раковин и других местных дефектов не допускается, так как при оплавлении электрода от него могут отвалиться нерасплавившиеся куски, которые тонут в ванне жидкого металла и нарушают струк­ туру слитка. На темплетах они обнаруживаются в виде пятен. Такой дефект, получивший название «белое пятно», в слитке вакуумного дугового переплава совершенно недопустим.

Непосредственно перед загрузкой в печь поверхность электрода протирают мягкой ветошыо, смоченной в бензине или ацетоне. На большинстве печей электрод загружают снизу. При этом вначале собирают поддон с кристаллизатором, на поддон устанавливают электрод, центруют его относительно кристаллизатора и механизмом подъема поддона весь узел поднимают вверх, вводя верхний конец электрода в вакуумную камеру. Через люк вакуумной камеры обслу­ живающий персонал закрепляет электрод в штоке и механизмом перемещения электрода шток с электродом поднимают в верхнее положение.

Печь герметизируют, откачивают до достижения технологиче­ ского вакуума и проверяют натекание. При нормальном вакууме и допустимой величине натекания начинают процесс переплава.

Весь процесс переплава можно разделить на три стадии: развш дение ванны, переплав и выведение усадочной раковины.

Процесс переплава начинают на максимальной мощности с тем, чтобы как можно быстрее получить в кристаллизаторе ванну жидкого металла. Для уменьшения тепловой нагрузки от дуги на поддон на него укладывают так называемую затравочную шайбу, пред­ ставляющую собой диск несколько меньшего диаметра, чем диаметр кристаллизатора, и толщиной 20—30 мм, изготовленный из того же металла, что и электрод. Благодаря этому дуга возбуждается не между поддоном и электродом, а между электродом и затравочной шайбой. Чтобы исключить приваривание шайбы к электроду в мо­ мент короткого замыкания и появление при подъеме электрода дуги между шайбой и поддоном, на шайбу укладывают несколько витков стружки, наличие которой исключает при коротком замыкании непо­ средственный контакт между шайбой и электродом.

После возбуждения дуги из металла электрода и затравочной шайбы формируется жидкая ванна. Когда жидкий металл полностью закроет поддон, процесс переводят на рабочий режим, понижая мощность до оптимальной для данных условий.

Процесс переплава занимает основное время плавки и продол­ жается на печах разной мощности от 3 до 20 ч. Основным в процессе переплава является поддержание как можно более стабильного режима, не допуская переброса дуги на стенки кристаллизатора,

399

коротких замыканий между электродом и ванной, появления объем­ ного разряда.

В конце плавки постепенным плавным снижением мощности можно постепенно уменьшить и скорость плавления и полностью исклю­ чить образование усадочных дефектов. При этом по всей высоте слиток будет плотным, в результате чего в некоторых случаях можно существенно уменьшить головную обрезь слитка. Однако изменение скорости плавления неизбежно изменяет и скорость кристаллиза­ ции, что отражается на строении слитка. Поэтому и в случае выве­ дения усадочной раковины структура верхней части слитка отли­ чается от структуры тела слитка. При переплаве металла ответ­ ственного назначения изменение его структуры, а следовательно,

исвойств является недопустимым. Поэтому в этом случае с целью увеличения производительности печи выведение усадочной раковины проводить нецелесообразно, а лучше печь отключать сразу после расплавления электрода.

После отключения печь выдерживают под вакуумом до полной кристаллизации слитка. Затем напускают воздух, охлаждают ме­ талл до темно-красного цвета для того, чтобы произошла его усадка

ион легче извлекался из кристаллизатора, и выгружают слиток.

Вакуумную камеру, кристаллизатор и поддон чистят от конденсата и готовят для следующей плавки.

КАЧЕСТВО МЕТАЛЛА ВДП II ОБЛАСТЬ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ

Переплав стали в вакуумных дуговых печах позволяет суще­ ственно повысить чистоту металла по содержанию газов, цветных металлов, неметаллических включений (главным образом окисных) и получить плотный однородный слиток. ВДП можно получать плот­ ные слитки даже для крупных (массой до 40 т и более) поковок. Это особенно важно для новых отраслей промышленности — авиа­ ции, ядерной энергетики, современного турбостроения, где плот­ ность металла в больших сечениях играет значительную роль.

Строение слитка ВДП отличается высокой однородностью. Со­ держание примесей увеличивается снизу вверх, а летучих — от центра к периферии. Но после удаления поверхностного слоя на глу­ бину 5— 10 мм и головной части слитка, кристаллизовавшейся в конце переплава, слиток получается однородным.

В результате повышения степени чистоты и исключения сегре­ гации происходит увеличение пластичности металла при некотором незначительном снижении прочностных свойств, выравнивание свойств в продольных и поперечных образцах, улучшаются обраба­ тываемость изделий и их эксплуатационные свойства.

ВДП повышает качество стали и сплавов практически всех марок. В результате ВДП значительно улучшается деформируемость в горя­ чем состоянии жаропрочных сплавов, уменьшается сегрегация ти­ тана, образующего с никелем упрочняющие фазы Ni3Ti и Ni3 (Тi, А1), снижается загрязненность газами, цветными металлами и неметал­ лическими включениями. После переплава повышается чистота

400