4. 1. Указания по технике безопасности

1. Перед включением печи проверить ее герметичность и подачу охлаждающей воды.

2. При открывании течеискателя для осмотра проверить отклю­чения цепи высокого напряжения.

3. В ходе плавления следить за поведением металла; при вскипании ванны отключить печь или впустить в камеру инертный газ.

4. При открывании печи после плавки соблюдать осторожность во избежание ожога при воспламенении конденсата.

5. При наблюдений за плавкой через гляделку не прислоняться к стеклу лицом (во избежание травмы при растрескивании стекла).

6. Чистку печи производить при температуре соответствующих узлов не более 50° С (во избежание ожога).

4. 2. Порядок выполнения работы

4. 2. 1. Изучение установки

а) Изучить на установке ее основные части: плавильную камеру, тигель с индуктором, устройства для отбора проб и измерения тем­пературы, механический и диффузионный насосы, высоковакуумный затвор, датчики вакууметра.

б) Изучить конструкцию откачивающей системы (по схеме и на установке). Проследить линии откачки и напуска воздуха в плавильную ка­меру печи.

в) Изучить конструкцию диффузионного насоса (в разобранном виде) и форвакуумного насоса (по плакату).

г) Ознакомиться с конструкцией гелиевого течеискателя.

д) Определить потери тепла с водой, охлаждающей генератор, корпус плавильной камеры, индуктор и диффузионный насос (путем измерения температуры и расхода воды до и после включения установки, а также по расплавлении металла).

4. 2. 2. Изготовление футеровки печи

На отдельном стенде, используя переносной индуктор, огне­упоры, стеклоткань, шаблон, изготовить тигель для ВИП.

4. 2. 3. Выплавка стали в ВИП

Перед проведением плавки студенты уточняют ее задачу, типовой задачей является, например, выплавка стали, заданной марки. Однако могут быть и другие задачи, связанные с научно-исследо­вательской работой студентов или сотрудников кафедры. Каждый студент должен самостоятельно выполнить расчет шихты, необходимой для выплавки указанной стали. Все операции, связанные с подготов­кой лечи и выплавкой стали должны быть записаны по приведенной форме (см. табл. 7.2).

а) Загрузка печи шихтой и установка изложницы.

Взвесить все шихтовые составляющие и загрузить в тигель необхо­димую часть шихты. Собрать и установить в камере печи на поворот­ном столе изложницу.

б) Откачка плавильной камеры.

Установить крышку печи в рабочее положение. Включить главный выключатель на пульте управления вакуумными насосами. Включить ме­ханический форвакуумный насос 4 (перед включением высоковакуумный затвор 5 и вентили 3, 6, 5) должны быть закрыты. Открыть вентиль 3 после достижения давления 10 Па подать воду для охлаждения диффу­зионного насоса и включить нагреватель, При давлении не более 5 Па закрыть вентиль 3 и открыть вентиль 6 и высоковакуумный затвор 5.

Таблица 7. 2

Хронометрия плавки стали 03Х18Н12 в ВИП

Заданный состав стали %

Ni	Cr	Mn, н.б.	Si, н.б.	C, н.б.	N, н.б.	O, н.б.
11-18	17-19	1,5	0,5	0,02	0,015-0,02	0,006

Время, час, мин	Операция	Давление, Па	Электрический режим		Примечание
			P1, кВт	U, В
12-00	Установка изложницы и загрузка шихты (железо-2,3 кг, никель-0,33 кг)
12-05	Закрывание печи
12-06	Подали воду на все элементы печи
12-09	Начало откачки форвакуумным насосом. Включение нагрева диффузионного насоса.				Диф. насос горячий (не остыл после предыдущего включения)
12-14	Открыли высоковакуумный затвор	103
12-19	Проверка герметичности Е=(225*(5-1))/300=3 дм3*Па/с	1			Принято решение о возможности проведения плавки
12-30	Включили нагрев	10-1	10
12-35	Увеличили мощность	1	18
12-45	Начало плавления. Металл ведёт себя спокойно
12-55	Шихта расплавилась	1
	Снизили мощность. На металле появилась плёнка.				Появление плёнки связано с уменьшением растворимости оксидов.

В ходе откачки камеры механическим насосом измерить время в течение которого давление снизится от Р₁=101 кПа до Р₂ =1 кПа. Рассчитать эффективную скорость откачки и сопоставить ее с паспорт­ной скоростью откачки. При достижении давления в камере 1 Па закрыть высоковакуумный затвор 5 и в течение 3-5 минут через каждые 0,5 мин измерять давление в печи. Вычислить натекание по формуле (7.1) и принять решение о возможности проведения плавки.

При недопустимо большом "натекании" необходимо определить место негерметичности с помощью гелиевого течеискателя, устранить течь и повторно определить "натекание".

в) Расплавление завалки.

Включить подачу воды на охлаждение индуктора, конденсаторов, плавильной камеры, поворотного стола (давление воды должно быть 3,5 -5 атм.).

В ходе расплавления и последующей выдержки следить за по­ведением металла, отмечая в хронометраже характер плавления шихты, интенсивность перемешивания металла, наличие пленки на его поверхности, выделение пузырьков газа и т. п.

При неожиданном интенсивном вскипании ванны отключить печь или впустить в камеру инертный газ.

г) Рафинирование, легирование и доводка металла.

После расплавления выдержать металл в течение 10 мин, замерить температуру, отобрать пробу, присадить легирующие до­бавки и раскислители и вновь замерить температуру (во время присадки легирующих и раскислителей закрыть высоковакуумный затвор).

д) Разливка стали.

Закрыть высоковакуумный затвор. Напустить в печь аргон до давления 1-2 кПа. Выключить печь и слить металл в изложницу.

Выключить нагреватель диффузионного насоса, а затем через 15-20 мин выключить механический насос.

е) Очистка тигля и плавильной камеры.

Напустить в печь воздух. Открыть крышку печи и клещами извлечь изложницу со слитком. С помощью специального инструмента очистить тигель от остатков металла и шлака. Щеткой смести конденсат с внутренней поверхности плавильной камеры. После полного остывания печи (1-1,2 часа) ветошью с ацетоном очистить плавиль­ную камеру, внутренние поверхности штанг пробоотбора, замера температуры, дозатора и доступные места вакуумпровода. Печь закрыть и откачать механическим насосом (для сохранения камеры в дегазированном состоянии).

Через 1-1,2 часа отключить подачу воды на охлаждение индуктора и диффузионного насоса (охлаждение корпуса отключается через 5 мин после извлечения изложницы из печи). Полученный слиток взвесить для определения выхода годного металла.