Ответы на к.Р. № 1

1.Опишите процесс вакуумного индукционного переплава. Каковы его достоинства и недостатки?

Индукционный нагрев основан на наведении в электропроводящем материале вихревых токов Фуко переменным магнитным полем, которое создаётся индуктором. При этом в металле, согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, наводится ЭДС индукции:

ЭДС индукции создаёт в металле вихревой ток силой I, величина которого определяется из выражений: ; ; ; .При прохождении через металл вихревого тока, металл нагревается и плавится. В то же время вихревой ток нагревает только поверхность кусочков шихты, так как при увеличении частоты тока наблюдается скин-эффект: ток «выжимается» на поверхность проводника. Глубина проникновения переменного тока в метрах в материал с относительной магнитной проницаемостью  и удельной электропроводностью  (Ом^-1м^-1) может быть рассчитана по формуле: Таким образом для увеличения силы тока нагрева нужно увеличивать частоту тока, питающего индуктор, или магнитный поток.

Этот метод позволяет получить сплав заданного состава, относительно чистый по содержанию газов и примесей цветных металлов.К недостаткам метода следует отнести необходимость обеспечения контакта металла с футеровкой тигля и применение сравнительно сложного оборудования.

2. Приведите технологическую схему процесса получения микрокристаллических материалов.

Схема ВКМ такова:

- получение гранул;

- очистка гранул и разделение их по размерам;

- подготовка гранул к компактированию;

- компактирование гранул в монолитные изделия.

3. Каковы перспективы совершенствования процесса непрерывной разливки стали?

4. Расскажите о процессе «инверсионное литье». Приведите схему технологической линии процесса.

См. ответ № 23

5. Опишите процесс вакуумного дугового переплава. Каковы его достоинства и недостатки?

Под действием высоких температур, возникающей в зоне электрической дуги, горящей между электродом и поддоном кристаллизатора в вакууме, металл расплавляется, и капли его падают в кристаллизатор. В водоохлаждаемом кристаллизаторе из капель металла формируется слиток. Электрод в этом процессе может быть расходуемым (и не расходуемым. До начала плавки установка вакуумируетсядо , далее вакуумная система работает в течение всей плавки. Таким образом, капли металла падают в жидкую лунку расплава, находящуюся поверх кристаллизуемого слитка, через разрежённое пространство. При этом обеспечивается весьма полное очищение металла от газов, оксидных неметаллических включений и примесей некоторых цветных металлов. Слиток в этом процессе получается плотным. В результате переплава механические характеристики металла улучшаются и становятся почти изотропными.

Достоинством ВДП является отсутствие контакта металла с огнеупорной футеровкой, а недостатком – практическая невозможность осуществления десульфурации из-за отсутствия шлака.

6. Какие способы получения гранул вам известны? Дайте им краткую характеристику.

Получать гранулы заданных размеров можно разными методами. Наибольшее распространение получил процесс распыления расплаваметалла. Суть его заключается в том, что предварительно расплавленныйкаким-либо методом металл с помощью специальной форсункиструей чистого инертного газа распыляется в мелкую пыль, аразмер гранул при этом регулируется давлением газа.

Достаточноширокое применение находят также методы, основанные на распылении жидкого металла за счетвращения электрода с большой скоростью, изготовленого из сплава необходимогосостава. В торец электроданаправлен мощный тепловой поток, создаваемый электрической дугой, плазмой илиэлектронным лучом, расплавляет металл.Из лункижидкий металл разбрызгивается в огромное количество мелких гранул. В этомспособе получения гранул их размеры регулируются скоростьювращения электрода. Очевидно, что в таких условиях гранулы затвердевают за доли секунды, и получается металл с идеально равномерным составом в пределах гранул. Особое внимание уделяетсячистоте нейтрального газа - аргона, применяемого для распыления жидкого металла или для заполнения распылительной камеры приполучении гранул способом вращения электрода. Содержание кислорода варгоне должно превышать 0,005% (масс.), в противном случае поверхность гранул окисляется, что в дальнейшем приводит к резкомуснижения качества получаемых изделий.