21.Метод электрошлакового переплава. Назначение и применяемость.

Развитие машиностроения и приборостроения предъявляет возрастающие требования к качеству металла: его прочности, пластичности, газосодержанию.

Улучшить эти показатели можно уменьшением в металле вредных примесей, газов, неметаллических включений. Для повышения качества металла используют обработку металлов синтетическим шла­ком, вакуумную дегазацию металла, элек­трошлаковый переплав (ЭШП), вакуумно-дуговой переплав (ВДП), переплав метал­ла в электронно-лучевых и плазменных печах и другие способы.

Э лектрошлаковый переплав применяют для выплавки высококачественных сталей для шарикоподшипников, жаропрочных сталей для дисков и лопаток турбин, валов компрессоров, авиационных конструкций. Переплаву подвергают выплавленный в дуговой печи и прокатанный на круглые прутки металл. Источником теплоты при ЭШП является шлаковая ванна, нагреваемая при прохождении через нее электрического тока. Электрический ток подводится к переплавляемому электроду 1, погруженному в шлаковую ванну 2, и к поддону 9, установленному в водоохлаждаемом металлическом кристаллизаторе 7, в котором находится затравка 8 (рис. 2.14). Выделяющаяся теплота нагревает шлаковую ванну 2 до температуры свыше 1700 °С и вызывает оплавление конца электрода.

Капли жидкого металла 3 проходят через шлак и образуют под шлаковым слоем металлическую

ванну 4.

Перенос капель металла через основный шлак способствует их активному взаимодействию, удалению из металла серы_; неметаллических включений и растворенных газов. Металлическая ванна непрерывно пополняется путем расплавления электрода и под воздействием кристаллизатора постепенно формируется в слиток 6. Последовательная и направленная кристаллизация способствует получению плотного однородного слитка.

В результате ЭШП содержание ки­слорода в металле снижается в 1,5-2 раза, концентрация серы снижается в 2-3 раза, уменьшается содержание неметалличе­ских включений, они становятся мельче и равномерно распределяются в объеме слитка. Слиток отличается плотностью, однородностью, хорошим качеством по­верхности благодаря наличию шлаковой корочки 5, высокими механическими и эксплуатационными свойствами стали и сплавов. Слитки выплавляют круглого, квадратного, прямоугольного сечений массой до 110 т.

22.Производство стали в электродуговых печах.

Плавильные электропечи имеют преимущества по сравнению с другими плавильными агрегатами, так как в них можно получать высокую температуру металла, создавать окислительную, восстановительную, нейтральную атмосферу и вакуум, что позволяет выплавлять сталь любого состава, раскислять металл с образованием минимального количества неметаллических включении - продуктов раскисления. Поэтому электропечи используют для выплавки конструкционных, высоколегированных, инструментальных, специальных сплавов и сталей. Для плавки стали используются дуговые и индукционные электропечи.

Дуговая плавильная печь (рис. 2.6) работает на трехфазном переменном токе и имеет три цилиндрических электрода 9 из графитизированной массы

1 период. Сверху загружают в печь твердый чугун и стальной лом, засыпают известью в качестве флюса, опускают свод с электродом,подают напряжение, зажигают дуги.Известь способствует равномерному горению дуги, способствует образованию шлака и защищает жидкий металл от поглащения газов.

Во Время 1-го периода выплавки происходит активное удаление углерода в виде угарного газа СО и удаление фосфора в шлак, в результате реакции образуются деформации. Через 15 минут от начала плавки скачивают образовавшийся шлак,насыпают сверху известь и молотую руду(источник кислород),продолжают плавку и так несколько раз.Когда углерод и фосфор достигнут нужного состава проводят 2 период:

2период: Раскислители,молотый кокс, насыпают в шлак, раскисляя его. В шлаке уменьшается содержания оксида железа и в шлак переходит оксид железа из жидкой стали. Такое раскисление называют диффузное. В этот же период на границе металл-шлак происходит десульфация(удаляется сера в виде FeS