Файл: Строганов, А. И. Производство стали и ферросплавов учебник для металлургических техникумов.pdf

На рис. 41 представлена схема полунепрерывной вакуумной печи ОКБ-571Б, нашедшей широкое распространение на отечественных заводах. Печь состоит из камер плавления, загрузки и изложниц. Камера загрузки оборудована шлюзовой камерой, расположенной над плавильной и отделяемой от нее вакуумным затвором. Подобная конструкция позволяет производить загрузку печи без нарушения вакуума. Перед очередной плавкой в камеру загрузки подвешивается загрузочная корзина с шихтой, дно которой выполнено из отдельных металлических лепестков, скрепленных проволокой из легкоплав­ кого металла. При опускании корзины в тигель проволока плавится,

и шихта высыпается в тигель.

сов (ВН-6Г) и трех бустерных (БН-4500), обеспечивающих остаточ­ ное давление в плавильной камере 0,65 Н/м2 (5 1СГ3 мм рт. ст.). Продолжительность всего цикла составляет 3,5 ч при средней произ­ водительности печи 170 кг/ч. Печь обслуживается генератором мощ­ ностью 250 кВА с частотой 200 Гц. Печь полностью автоматизирована. Все приборы контроля и управления смонтированы на одном щите, там же имеется световая схема вакуумной системы.

Самой большой из работающих вакуумных индукционных печей в последние годы являлась печь фирмы «Латроб стал» (США), имею­ щая емкость до 27 т и работающая как на твердой, так и жидкой за­ валке. Плавильная камера печи — цилиндрической формы, диа­ метром 6,6 м и высотой 7,2 м. Камера изложниц имеет длину 26,4, ширину "2,4 и высоту 6,2 м. В ней устанавливают три тележки с из­ ложницами высотой по 4,5 м. Тележки имеют платформы на разных уровнях, что позволяет устанавливать изложницы различных раз­

100

меров. Твердую шихту загружают через дозатор, соединенный с пла­ вильной камерой через затвор. Бадью с шихтой помещают в дозатор сбоку через скользящую дверь. При работе печи на жидкой завалке металл заливают в тигель из ковша со специальным присоединенным фланцем в вакууме. Насосное оборудование печи обеспечивает оста­ точное давление в камере во время плавки 1,33 Н/м2 (0,01 мм рт. ст), и во время разливки 27 Н/м2 (0,2 мм рт. ст.).

6 . ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТИГЛЯ И УХОД ЗА НИМ

Изготовление тигля. Основные требования, предъявляемые к фу­ теровке тигля, сводятся к тому, чтобы при минимальной толщине стенок, обеспечивающей минимальный магнитный поток рассеива­ ния, иметь достаточную прочность, термостойкость, высокую огне­ упорность и шлакоустойчивость. Тигли индукционных печей изготав­ ливают из кислых или основных огнеупорных материалов.

Кислые тигли, вне зависимости от их емкости, набивают непо­ средственно в индукторе, а основные тигли емкостью до 300 кг могут быть изготовлены вне печи; тигли большей емкости также набивают в индукторе. Для повышения производительности печи ее иногда оборудуют несколькими индукторами. Тигли в этом случае наби­ вают в индукторах на специально отведенном месте.

Для изготовления основного тигля широко используют смесь плавленого магнезита с корундом. Массу хорошо перемешивают и обжигают. Тигли набивают пневматическими трамбовками из этой массы без связки и увлажнения слоями по 30—50 мм (для тигля емкостью 500 кг). Перед набивкой следующего слоя предыдущий разрыхляют на глубину 5—8 мм. Воротник выкладывают из магне­ зитового или хромомагнезитового кирпича. Сливной носок набивают в прессформе.

После установки индуктора с набитым тиглем в печь его сушат по следующему режиму: при подводимой мощности 20—30 кВА в течение 2 ч, а затем через каждые 30 мин добавляют по 30—40 кВА.

Промывочную плавку проводят на мягком железе, и жидкий металл при температуре 1580—1610° С выдерживают 20—30 мин. Затем проводят две-три закрепительные плавки, причем последнюю из них на шихте, соответствующей химическому составу металла, который будет выплавляться. Средняя стойкость тигля емкостью 500 кг составляет 30 плавок, максимальная 70—80 плавок.

Иногда в качестве связки при сухой набивке в массу, состоящую из плавленого магнезита, добавляют около 3% борной кислоты или 5% плавикового шпата.

Тигель индукционных печей^большой емкости можно также вы­ кладывать из штучного кирпича. При изготовлении тигля вне индук­ тора его набивают в металлической разъемной прессформе. Зерновой состав одной из масс, изготовленной из плавленого магнезита и пред­ назначенной для набивки тигля в прессформе, следующий: 50% зерен крупностью менее 1 мм, 20% зерен крупностью 1—2 мм и 30% зерен крупностью 3—4 мм. В качестве связки используют борную кислоту

101

в количестве 2%. Массу перед набивкой увлажняют до 8%. Тигли емкостью 30—60 кг подвергают естественной сушке в течение 12 су­ ток. Стойкость таких тиглей составляет 40—60 плавок.

Кислую футеровку набивают из молотого кварцита, содержащего более 95% S i0 2, и в качестве связки добавляют борную кислоту в ко­ личестве 1,5—2%. Хорошо зарекомендовал себя молотый кварцит следующего зернового состава: около 65% зерен размером 2—3 мм и 35% зерен менее 1 —1,5 мм. Стойкость кислого тигля емкостью 1 —1,5 т достигает 200 плавок и более.

Учитывая высокую стойкость кислого тигля, в кислых индукцион­ ных печах целесообразно выплавлять по возможности весь задан­ ный сортамент стали и сплавов. Однако в кислых печах нельзя пла­ вить стали и сплавы с высоким содержанием марганца, хрома, ти­ тана и алюминия, так как эти элементы взаимодействуют с футеров­ кой, что приводит, с одной стороны, к ее разрушению, а с другой, изменяет состав металла.

Уход за тиглями. После выпуска плавки тигель необходимо осмо­ треть и при необходимости очистить от остатков металла и шлака. В случае значительного разрушения футеровки производят замену тигля. Кислый тигель можно ремонтировать при уменьшении тол­ щины стен до 2/3 от первоначальной. Для этого в тигель вставляют металлический шаблон толщиной 2 мм, заполняют его шихтой, а в об­ разовавшейся между шаблоном и тиглем зазор засыпают молотый кварцит того же зернового состава, что и для набивки нового тигля. Массу уплотняют стальным прутком диаметром 8—10 мм. Продол­ жительность плавления на первой плавке после ремонта тигля ем­ костью 1,4 т увеличивают на 1—4,5 ч. Однако чаще всего тигль за­ меняют через определенное число плавок. Например, на заводе «Электросталь» тигель емкостью 1,4 т заменяли через 150 плавок вне зависимости от его состояния. Это гарантировало от ухода металла и повреждения индуктора.

Ремонт основного тигля проводят лишь при появлении неболь­ ших трещин и ямок. Для этого можно использовать массу, состоя­ щую из 70% магнезитового порошка с зерном до 2 мм, 30% каусти­ ческого магнезита и 10% воды. Стойкость основного тигля возра­ стает при сокращении межплавочного простоя.

Г Л А В А I X

ПЕРЕПЛАВНЫЕ УСТАНОВКИ

1. УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА

Конструкция установок. Процесс электрошлакового переплава (ЭШП) был разработан в институте им. Е. О. Патона. Схематично установка ЭШП изображена на рис. 42. Переплав осуществляется в водоохлаждаемом кристаллизаторе. К расходуемому электроду и наплавляемому слитку подведен ток. Между слитком и электродом имеется слой шлака, в котором и выделяется тепло при прохождении

102

через него тока. Кристаллизатор может иметь дно, как это показано на рис. 42, или слиток можно непрерывно вытягивать из кристалли­ затора.

Первая промышленная установка ЭШП была смонтирована в 1958 г. на заводе «Днепроспецсталь». Она предназначалась для выплавки круглых и квадратных слитков массой до 1100 кг. В по­ следние годы метод ЭШП находит широкое распространение в ряде стран. Первая установка во Франции была построена по советской лицензии в 1965 г. Однако основное количество стали методом ЭШП

пневматического цилиндра. Олиток наплавляется в кристаллизаторе, к поддону которого крепится токопровод в виде медных шин. К элек­ троду ток подводится по гибким водоохлажденным кабелям. Кристал­ лизатор по мере наплавления слитка поднимается специальной ка­ реткой с самостоятельным реечным приводом. Кристаллизатор с под­ доном устанавливается на самоходную тележку, предназначенную для выкатывания наплавленного слитка. В табл. 7 приведена крат­ кая техническая характеристика некоторых из работающих на оте­ чественных заводах промышленных установок ЭШП. Эти установки просты по конструкции и состоят в основном из трех механизмов: подачи расходуемого электрода, раздевания слитка и его выкаты­ вания. Общим недостатком существующих установок, в особенности одноэлектродных, является высокая реактивность токопровода низ­ кой стороны из-за большой длины токопроводящей части расходуе­ мого электрода и наличия петель гибких проводов. Заметное улуч­ шение электротехнических характеристик установок ЭШП можно достичь путем максимального приближения токопровода к шлако­

103