Электрошлаковая обработка
Главным элементом в таких установках считается графитизированный электрод (1), который используется для подвода тока. Он контактирует с расплавленным шлаком (2), который в свою очередь покрывает ванну жидкого чугуна (3). С помощью электрического тока, ванна разогревается до температуры от 1700 до 1800 °С, таким образом чугун перегревается на 300 – 400 °С, что способствует благоприятному протеканию таких процессов, как десульфурация, дефосфорация и дегазация, а также благоприятно влияет на удаление неметаллических включений.
Рис. 1 Варианты обработки жидкого чугунаа – на желобе вагранки;
б/в – в электрошлаковой печи после плавки в вагранке;
г – в однофазной электрошлаковой печи;
д – в установке с индукционным подогревом;
е – в бифилярной электрошлаковой печи;
ж – в трехфазной электрошлаковой печи
Электрошлаковые установки бывают двух видов: те, которые используют дополнительное топливо при нагреве, чаще всего этим топливом является газ, и те, которые обходятся без него. С технической точки зрения, первые – эффективнее.
Таблица 1. Параметры электрошлаковых печей, работающих без использования дополнительного топлива
|
Вместимость, т |
Производительность при перегреве чугуна на 300 °С, т/ч |
Рабочее напряжение, В |
Сила рабочего тока, кА |
Диаметр электрода, мм |
|
0,5 |
0,7 |
110 |
1,2 |
150 |
|
1,5 |
1,7 |
118 |
2,57 |
150 |
|
3,0 |
2,9 |
125 |
42,5 |
200 |
|
5,0 |
4,0 |
114 |
6,27 |
300 |
|
10,0 |
6,0 |
105 |
10,4 |
350 |
Таблица 2. Параметры электрошлаковых печей, работающих с использованием дополнительного топлива
|
Производительность, т/ч |
Потребляемая мощность для перегрева чугуна на 400 °С, кВт |
Расстояние между электродами, мм |
Рабочее напряжение, В |
Сила рабочего тока, кА |
Диаметр электрода, мм |
|
3 |
600 |
600 |
50 |
12,0 |
300 |
|
4 |
800 |
700 |
53 |
14,95 |
350 |
|
5 |
1000 |
800 |
56 |
17,9 |
400 |
|
7 |
1400 |
900 |
63 |
22,4 |
450 |
|
10 |
2000 |
1100 |
67 |
29,7 |
500 |
|
13 |
2600 |
1300 |
71 |
36,8 |
550 |
При электрошлаковой обработке чугуна применяют стандартные и специальные флюсы (см. табл. 3 и 4), что способствует снижению:
• Серы (S) на 60 – 80 %;
• Неметаллических включений на 45 – 55 %;
• Газов на 30 - 35 %.
Таблица 3. Флюсы для электрошлакового литья
|
Марка |
Массовая доля компонента, % |
||||
|
CaO |
CaF2 |
Al2O3 |
MgO |
Прочие |
|
|
АНФ - 6 |
- |
70 |
30 |
- |
- |
|
АНФ - 7 |
20 |
80 |
- |
- |
- |
|
АНФ - 8 |
20 |
60 |
20 |
- |
- |
|
АНФ - 9 |
- |
80 |
- |
20 |
- |
|
АН - 29 |
45 |
- |
55 |
- |
- |
|
АН – 348 – А |
4 |
5 |
3 |
8 |
41 SiO2; 2FeO |
Таблица 4. Флюсы для электрошлаковой обработки чугуна
|
Номер флюса |
Массовая доля компонента, % |
|||||
|
CaO |
CaF2 |
Al2O3 |
SiO |
C |
Прочие |
|
|
1 |
60 |
20 |
10 |
- |
- |
10 MnO |
|
2 |
30 |
20 |
10 |
20 |
10 |
10 MnO |
|
3 |
11 |
56 |
15 |
7 |
11 |
- |
|
4 |
10 |
50 |
14 |
6 |
20 |
- |
|
5 |
50 |
- |
28 |
12 |
10 |
- |
|
6 |
50 |
- |
35 |
15 |
- |
- |
|
7 |
30 |
44 |
- |
3 |
- |
23 FeO |
|
8 |
44 |
50 |
- |
- |
- |
6 MgO |
|
9 |
30 |
40 |
- |
- |
- |
30 FeO |