19. Наведіть схему процесу вдп та проаналізуйте особливості технології плавки.

С хема дуговой вакуумной печи

1-расходуемый электрод; 2- рабочая (вакуумная) камера; 3-кристаллизатор; 4- слиток; 5- откачная система; 6- проходное вакуумное уплотнение; 7- токоведущий шток;

ВДП- один из процессов спец электрометаллургии позволяющий получать металлы и сплавы с высоким уровнем свойств предназначенных для авео-ракетостроения химической и атомной промышленности.

Различают две основные схемы ВДП, с расходуемым и не расходуемым электродом.

Источником тепла в ВДП является мощный электрический разряд, для которого характерными являются большая сила постоянного тока и сравнительно низкое напряжение 20—ЗОВ Межэлектродный промежуток заполняется парами переплавляемого металла и выделяющимися из него газами.

Процесс плавки в ВДП осуществляется в следующей последовательности. На поддон кристаллизатора укладывают затравку (металлическую шайбу). К подвижному штоку, жестко связанному с электрододержателем, присоединяют (приваривают) расходуемый электрод. Химический состав металла затравки и расходуемого электрода должен быть одинаковым. Уплотняют плавильную камеру печи и откачивают вакуумными насосами воздух. Получив необходимый вакуум (10^-2-10^-3 мм. Ртутного столба) иногда в атмосфере инертногогаза при давлении ниже атмосферного, включают печь, т.е. подают на электроды напряжение, и опускают расходуемый электрод к затравке до зажигания дуги. По окончании плавки печь отключают, разгерметизируют плавильную камеру и извлекают из кристаллизатора готовый слиток.

Во избежания пробоя дуги на стенку кристализатора длинна дуги не должна привышать зазора между электродом и кристализатором. Процесс ВДП проводят на постоянном токе.

Технологические операции в ВДП:

Вспомогательные и горячие

Вспомогательные: Чистка кристализатора и поддона, загрузка, откачка, выдержка слитка в печи после выплавки и выгрузка.

Горячий период плавки разделяеться на 3 подпериода:

-прогрев электрода

-период переплава

-вывод усадочной раковины

При прогреве основное тепло идет на повышение теплового содержания электрода, обычно проводят на малых токах для предотвращения прогара поддона а иногда и кристализатора. Затем переходят в основной период переплава, который зависит отмарки и типа переплавляемого сплава и и требуемого качества слитка. Поэтому основным параметром является скорость плавки, которая влияет на длительность нахождения металла в жидком состоянии и глубину жидкой ванны.

От скорости плавления зависит: размер и направление роста кристаллов и протяженность двухфазной зоны.

Период переплава состоит из нестационарной и стационарной части.

Нестационарной (начальной) когда на формирование слитка оказывает теплоотвод к поддону, для обеспечения постоянной глубины ванны подводимую мощность в период плавления изменяют по экспонецеанальному закону. В конце плавки для повышения выхода годного производят постепенное снижение тока до минимального при этом глубина усадочной раковины составляет 30-60 мм. После этого слиток охлаждают в вакууме, напускают воздух и производят разгрузку.

ВДП позволяет решить следующую задачу:

1)Исключает взаимодействие расплавленного металла с атмосферой воздуха.

2)Проводит глубокую дигазацию металла.

3)Исключает взаимодействие металла с материалом тигля и др посторонними реагентами.

4)за счет использования в качестве источника тепла электрической дуги можно получать высокие концентрации энергии.

5)Обеспечивает направленную кристализацию в водоохлождаемом кристализаторе.