Файл: Глебовский В.Г. Плавка металлов и сплавов во взвешенном состоянии.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.07.2024

Просмотров: 139

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

вий, а с другой стороны, для получения большего интер­ вала изменения температуры этот сдвиг должен быть наоборот в сторону меньших напряжений. Поэтому не­

обходимо

оптимальное значение £min-

Это

подтверж­

дается полученными

характеристиками

исследованных

индукторов. Во-первых, tain располагается

в

области

■повышенных напряжений: для

АБ — 200-^300;

В

300-Г 400;

Г—Ж - Г

400;

Д —300^350

В.

Во-вторых,

значения

£mln при постоянных размерах d\, d.2

и / =

10 мм

для

индукторов Б,

Г, Д

мало

отличаются

друг от

друга

(840,

-830 и 880°С). Для второй группы

индукто­

ров (Ж, И)

fmin располагается при более низких значе­

ниях U (обычно <200 В), а температура 'Образца регу­

лируется

в более широких пределах. Очевидно,

что при

конструировании индуктора необходимо учитывать, что на стабильное удерживание металла оказывают боль­ шое влияние значения d\, число витков щ, а также уве­ личение плотности намотки т. На основании представ­ ленного анализа [14] сконструирован индуктор И, для которого интервал рабочих напряжений лежит выше его минимальных значений, поэтому при изменении напря­ жения капля металла все время находится в центре по­ тенциальной ямы, а интервал изменения температур до­ статочно велик (до 400°С). Для индуктора Е возможно достижение температуры 2300 и для индуктора Ж — от

2000 до 2600О|С.

За последние двадцать лет в литературе описано не­ сколько десятков различных мно-гоівіитковых индукторов. На рис. 31 и в табл. 42 представлено в хронологическом порядке 20 наиболее известных конструкций индукто­ ров. Классифицировать их по .каким-либо признакам трудно, так как задачи, которые ставили перед собой их авторы, различны.

Отметим, что наибольший вклад в конструиро­ вание -индукторов сделан в работе [46], где авторы впервые экспериментально определили -ряд их важных характеристик. Далее, в работах [34, 38] эти зависимо­ сти получили более строгое объяснение и, наконец, в работе [НО] авторы показали методику подбора необхо­ димого для -исследования индуктора. Остановимся крат­ ко на технологии их изготовления. Подробно это опи­ сано в работе [50]. Общим для любых индукторов, в том числе и для ПВО, является то, что материалом для то­ коведущих частей является красная медь. Остальные

59


Рис. 3!. Схемы многовитковых индукторов, по данным различных исследований (см. табл. 12)


нетоковедущие элементы в целях экономии изготавлива­ ются из латуни, бронзы и алюминия. В частности, из латуни делают обычно юсе болты, шпильки, гайки и шайбы. Медь используют в виде трубок, пірутков, полос и листов. Для двухвитковых индукторов применяют про­ филированную трубку, тан как это рационально и в кон­ структивном отношении с точки зрения электрического режима, а также и для лучшего отвода тепла охлаждаю­ щей водой. Профилирование медных трубок производят ■с помощью .прокатных валков или волочением. На вал­ ках трудно получить прямоугольные трубки с малыми радиусами закругления углов в поперечных сечениях. Проще и надежнее попользовать волочение, так как этим путем в результате последовательного обжима в нескольких ручьях можно изготовить всевозможные прямоугольные профили при некотором уменьшении тол­ щины стенки. Профилирование небольших трубок осу­ ществляют вручную молотком без каких-либо приспо­ соблений. Трубку предварительно заливают расплавлен­ ным свинцом. После застывания его ударами молотка с помощью гладилок изменяют форму трубки. После это­ го трубку нагревают для удаления свинца. Чтобы со-, гнуть профилированную трубку, ее предварительно от­ жигают и набивают песком, а потом гнут в холодном состоянии по шаблону. Песок можно заменить свинцом. Для многовнтковых индукторов обычно используют медные трубки малых диаметров (3—5 мм) без предва­ рительного профилирования. После отжига навивают

•необходимое число витков на деревянном или металли­ ческом шаблоне. Обычно индуктор для ПВО делают

неразъемным. Эти соединения осуществляют сваркой и пайкой. При изготовлении двухвитковых индукторов обычно используют дуговую сварку в атмосфере аргона, что очень сложно и должно осуществляться квалифици­

рованным сварщиком. Приготовление

імноговитковых

индукторов требует обычно не сварки,

а пайки. Ее про­

изводят серебряным припоем и латунью с использова­ нием в качестве флюса буры. Крепление индуктора к зажимам генератора выполняется с помощью латунных шпилек ,и шайб. Конструкция многовитковых индукто­ ров обычно выполняется неразъемной, но с отъемным токопроводом. Присоединение индуктора к токоподво­ дящим шинам осуществляется затягиванием накидных ’ гаек. Обычно на концах трубци индуктора разівальцова-

61


иы конусы, 'которые прижимаются « коническим поверх­ ностям штуцеров, пірипаяінных к токоподводящим шнна.м. Перед проведением плавок индуктор обычно испы­ тывают. Такое испытание заключается ів контроле всех размеров токопровода и тщательном осмотре всех мест сварки и пайки. Проверяют наличие и исправность изоляции и болтов, соединяющих между собой то-

•коподводящие шины и места контакта индуктора и ши­ ны. Индуктор не должен иметь водяных течей, сужен­ ных и закупоренных мест. После этого проводят опыт­ ную плавку.

СХЕМЫ УСТАНОВОК

В зависимости от напряжения на индукторе, его кон­ струкции и необходимых условий технологии и эк­ сперимента операций все установки для ПВС де­ лятся на две труппы: с индуктором внутри или вне ре­ акционной системы. К первой .группе обычно относятся установки, питающиеся от 'генераторов с закалочным контуром и снабженные двухівитковьгми или многовитковыми индукторами всех трех типов при работе в ва­ кууме или в среде инертного газа. Ко второй .группе от­ носятся установки с мнотовитковыіми .индукторами, пи­ тающиеся от генераторов без закалочного контура для работы при атмосферном давлении или небольшом раз­ режении. Первая установка с двухвитковым индуктором, широко используемая главным образом, для получения образцов для металловедческих .исследований, была опи­ сана А. А. Фогелем в 1959 г. [5]. В металлической ка­ мере помещались 'плавильное устройство, поворотный стол с шестью медными изложницами, полочка для хра­ нения подготовленной шихты и манипулятор.

Впоследствии была разработана двадцатисеми­ позиционная установка для ПВС [22]. Такая установ­ ка состоит из высокочастотного генератора, плавильной камеры и вакуумного агрегата. Схема реакционного уст­ ройства показана на рис. -32. Образец 1 с помощью ма­ нипулятора 5 помещается в индуктор типа / с токоподводами 3, где происходит плавление металла, его вы­ держка в вакууме или среде инертного газа. Давление в камере фиксируется мановакуумметром 7, а напуск га­ за осуществляется через кран 10. Прозрачная заслонка 6 предохраняет стекло смотрового окна 5 от кондѳнса-

6?

Т а б л и іѵа 12

Характеристика различных индукторов

индуктораНомер .рнс.см( 31)

Характеристика

 

индуктора

17*/7; 06**;

а= 25°

2

6/4;

0

6;

 

а =

90°

3

8/8;

0

6;

 

а =

25°

4

1/1;

0

6

5

 

8

 

6

6/2; 0

3 мм

7 7/2, а = 65°

87/1; а = 70°

92/1; а = 35°

10 4/1; а = 55°

Металл

Al, Sn,

Cu

Al, Sn,

Cu

Al, Sn,

Cu

Al, Sn,

Cu

Ga, In,

Sb, Pb

Ti

T i— Ni

Ti Co

,

 

Устойчивость, балл

 

Подъемнаясила

балл

Условия

 

 

Температура ме­

 

 

талла, °С

плавки

1

1

-1000

На воз­

 

 

 

духе и в

 

 

 

вакууме

3

1

-1000

На воз­

 

 

 

духе

2

2

 

На воз­

 

 

 

духе

1

1

 

2

2

 

3

2

 

В атмос­

 

 

 

фере во­

 

 

 

дорода

 

 

 

или азота

3

2

 

»

3

2

1

1

3

2

1670

В атмос­

 

 

 

фере

инертного

газа

11 3/1; а = 60°

Ag, Al,

3 2

Выше 1600 То же

 

Cu, Fe,

Ni

 

63


Номериндуктора (см. рис31).

Характеристика

индуктора

 

 

12

9/3; 0

3 мм;

 

а =

60°

13

5/2; 0

3 мм;

 

а =

70°

14

3/2; 0

3 мм;

 

а =

65°

156/6; 0 4

163/1

17

4/1;

0

4;

 

а =

65

 

Металл

Fe

Fe

Fe

Al, Cu,

Zr, V,

Nb, Mo,

Ta, W

 

 

П р о д о л ж е н и е

табл. 12

,

 

Устойчивость, балл

 

Подъемнаясила

балл

У с л о в и я

 

 

Температура ме­

 

 

талла, °С

плавки

3

2

2400—2700

В атмос­

 

 

 

 

фере

 

 

 

 

инертного

 

 

 

 

газа

3

2

2000—2400

То же

3

2

1650—2000

»

2

2

 

 

3

2

 

 

 

 

А1—800-7-1000

На воз­

 

 

 

 

духе

 

 

12004-1500 В вакуу­

 

 

 

 

ме

 

 

Си— 1600

На воз­

 

 

 

 

духе

3

3

 

1900

В вакуу­

 

 

 

 

ме

 

 

Zr—2100

В вакуу­

 

 

 

 

ме

 

 

Nb ■)

около

В вакуу­

 

 

 

 

ме

 

 

Mo)

/ пл

В вакуу­

 

 

Та, W— 3000

ме

 

 

В вакуу­

 

 

і

 

ме

18

5/1;

0 4;

Al,

Cu,

Zr, 2

3

То же

В вакуу­

 

а =

60°

V,

Nb,

Mo

 

 

ме

 

 

 

Ta, W

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64