Файл: Иванько, В. Ф. Пультовщик сталеплавильной электропечи учеб. пособие.pdf

а подача расходуемого электрода вниз должна вестись с такой скоростью, чтобы сохранить неизменными мощ­ ность печи и длину установившейся дуги.

Установлено, что основным условием экономичного и качественного процесса плавки в вакуумной дуговой пе­ чи является поддержание возможно короткой длины ду­ ги. Но слишком короткая дуга недопустима, так как сте­

электрода должна соответствовать скорости отвердева­ ния и кристаллизации наплавляемого слитка. В этом случае слиток получается плотным и однородным. Эти. условия поддерживаются с помощью автоматических ре­ гуляторов печи, рассматриваемых ниже.

Для повышения выхода годного металла в конце плавки ВДП переводится на пониженную мощность, что­ бы подводимая мощность была несколько меньше теп­ ловых потерь. В этом случае процесс плавления элект­ рода прекращается и жидкий металл в лунке начинает кристаллизоваться в направлении снизу вверх, благода­ ря чему уменьшается усадочная раковина в выплавляе­ мом слитке, приближаясь к его торцу. Это режим выве­ дения усадочной раковины. После застывания лунки жидкого металла печь отключается и слиток охлажда­ ется в вакууме до температуры, при которой металл не окисляется при соприкосновении с воздухом.

нии стенки кристаллизатора возможен взрыв. Необходи­ мый зазор между поверхностью электрода и стенкой кристаллизатора устанавливают при проектировании и его следует соблюдать при эксплуатации печи. Этот за­ зор возрастает с увеличением диаметра кристаллиза­ тора.

Технология выплавки стали в печи ВДП имеет следу­ ющие преимущества:

1) отсутствует взаимодействие расплавленного ме­ талла с воздухом, металл не окисляется и не насыщает­ ся газами;

2) благодаря вакууму осуществляется глубокая дега­ зация стали;

44

3)сталь не загрязняется огнеупорными материалами футеровки;

4)кристаллизация слитка в охлаждаемом кристал­ лизаторе имеет направленное распространение снизу вверх и оказывается лучшей, чем в обычной изложнице; при этом имеется возможность выведения усадочной ра­ ковины.

Но слитки, полученные из печи ВДП, имеют поверх­

металла по содержанию газов и неметаллических вклю­

Основные факторы, способствующие значительному повышению качества металла при выплавке в электро­ шлаковых печах, следующие:

1)эффективное рафинирование стали специальными шлаками, очищающими сталь от нежелательных приме­ сей;

2)направленная кристаллизация металла, обеспечи­ вающая получение плотного слитка, с выведенной уса­

дочной раковиной; 3) поверхность слитка после выплавки не имеет де­

фектов.

Некоторые узлы печи ЭШП подобны узлам вакуум­ ной дуговой печи (расходуемый электрод, кристаллиза­ тор), но процесс ЭШП существенно отличается от ВДП.

1. Если в печи ВДП горит дуга между электродом и слитком, то в печи ЭШП электрическая энергия преоб­ разуется в тепловую при прохождении тока от электро­ да через шлак, т. е. печь ВДП работает как печь сопро­ тивления и только при пуске печи ЭШП возможен крат­ ковременно дуговой процесс.

2. Печь ЭШП работает на переменном токе промыш­ ленной частоты, что является одним из преимуществ данного процесса по сравнению с печами ВДП, рабо­ тающими преимущественно на постоянном токе.

45

3. В печи ЭШП слой шлака частично защищает ме­ талл от действия атмосферы. Следует отметить, что как для вакуумных печей, так и для печей ЭШП применяют два варианта отливки слитков:

1— слиток начинает формироваться снизу кристаллиза­ тора и заканчивает вверху; 2— слиток начинает формироваться вверху кристаллиза­

тора и заканчивает внизу, при этом поддон кристалли­ затора непрерывно движется вниз; этот вариант назы­ вается вариантом отливки слитков с вытягиванием из кристаллизатора, его применяют при непрерывной раз­ ливке стали, а при выплавке слитков в печах ВДП и ЭШП используют преимущественно первый вариант, ко­ торый и рассматривается нами при выплавке сталей ме­ тодами ВДП и ЭШП.

Технологический процесс выплавки стали методом

кристаллизатор и поддон.

Затравка представляет собой лепешку из материала,

совершенно чистой и ее поверхность обработанной на то­ карном станке для создания хорошего электрического контакта с поддоном. Зазор между затравкой и кристал­ лизатором закладывают асбестовым шнуром. Устанавли­ ваемый новый расходуемый электрод должен быть со­ вершенно чистым, без ржавчины и правильно приварен электросваркой к держателю электрода, а держатель за­ жимается уже в зажиме электрододержателя. Можно

46

использовать для расходуемых электродов штанги про­ катанного металла, которые были забракованы из-за во­ лосовин, трещин и некоторых других пороков, которые исчезают при переплаве штанги. Электрод устанавлива­ ют до соприкосновения с электропроводным флюсом, за­ тем засыпают рабочий флюс.

Электропроводный флюс вводят для наведения шлака в жидком состоянии и начала процесса электрошлаково­ го переплава, так как рабочий флюс не является элек­ тропроводным, пока находится в холодном состоянии. Электропроводный флюс марки С-1 содержит 66% рабо­ чего флюса, 17% алюминиево-магниевого порошка и 17% калиевой селитры. Применяют рабочие флюсы марок АНФ-6, АН-291 и др., их выбирают для плавки с учетом марки выплавляемой стали.

Все флюсы перед загрузкой в кристаллизатор про­ каливают при температуре 200—300° С. Если выплавля­ емый металл обладает способностью быстро окисляться, то расходуемый электрод такого металла покрывается защитным покрытием (пастой) для предотвращения его окисления.

включения насоса охлаждающей воды включают печь на пониженную мощность для расплавления флюса и созда­ ния шлаковой ванны. Вначале начинает расплавляться электропроводный флюс, а потом рабочий. В этот период возможно появление электрических дуг. В эту началь­ ную часть периода плавки важно не допуститьпривари­ вания затравки к расходуемому электроду и расплавле­ ния самой затравки, поэтому иногда практикуют крат­ ковременное отключение печи через 10—15 мин после включения, чтобы на затравке образовалась дополни­ тельная лепешка из выплавляемого металла.

После наведения шлаковой ванны процесс стабили­ зируется, расходуемый электрод погружается в шлако­ вую ванну, но не до дна (рис. 12), и начинается нормаль­ ное плавление расходуемого электрода из-за выде­ ления тепла в шлаке как в сопротивлении. Под дейст­ вием выделившегося в шлаке тепла начинает плавиться расходуемый электрод и капли металла электрода, про-

47

ходя через слои шлака и очищаясь в нем от кислорода, серы и неметаллических включений, опускаются на дно кристаллизатора, создавая ванну жидкого металла. На­

О с т ы в а н и е с л и т к а н е г о у д а л е н и е . В печи ЭШП плавление и кристаллизация металла происходят в лучших условиях, чем в обычной дуговой печи. Во-первых, металл ЭШП совершенно не загрязняется огнеупорной футеровкой, так как ее нет; во-вторых, в охлаждаемом кристаллизаторе происходит более качественная кристаллизация и слиток получается более однородным и плотным. Так, плотность обычной стали ШХ15СГ составляет 7,808 г/см3 (стали, выплавлен­ ной способом ЭШП,— 7,855 г(см3). Увеличение плотно-

48