Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




15.08.2019


15.08.2019


15.08.2019


15.08.2019


14.08.2019


11.08.2019


09.08.2019


09.08.2019


06.08.2019


06.08.2019





Яндекс.Метрика

Контакты | Карта сайта
         » » Электроннолучевая плавка

Электроннолучевая плавка

21.03.2019


При электроннолучевой плавке используется принципиально новый для металлургии способ нагрева. Электрическая энергия превращается в тепловую непосредственно в расплавляемом металле в результате соударения с ним электронов, разгоняемых электрическим полем высокого напряжения. Устройство, в котором разгоняются электроны, называется электронной пушкой. Часть потока электронов направляется па расходуемый электрод, оплавляет его (металл попадает в кристаллизатор, как и при вакуумной дуговой плавке), другая часть потока электронов попадает на ванну жидкого металла и поддерживает ее в расплавленном состоянии. В плавильной установке можно использовать одну или несколько электронных пушек. Прохождение пучка электронов возможно только при глубоком разрежении, поэтому процесс плавки обязательно должен протекать в вакууме.

На рис. 43 показаны возможные схемы ведения плавки при нагреве электронным лучом. Все они применимы как для компактных электродов, которые можно подавать либо сверху (рис. 43,а, в, г), либо сбоку (рис. 43,б), так и для сыпучей шихты (рис. 43,б).

Вампу жидкого металла все время поддерживают па уровне верхнего среза кристаллизатора, постепенно вытягивая образующимся слиток вниз. Это позволяет в отличие от дуговой вакуумной плавки в глухом кристаллизаторе использовать короткие кристаллизаторы для получения длинных слитков. Открытая поверхность жидкого металла дает возможность лучше вакуумировать расплав.

Существенным преимуществом электроннолучевой плавки является возможность раздельного регулирования мощности и скорости подачи расходуемого электрода. Если при дуговой плавке расходуемого электрода увеличение мощности автоматически приводит к увеличению скорости оплавления металла электрода, то при электроннолучевой плавке можно увеличивать мощность луча, не изменяя скорости подачи электрода или любого другого переплавляемого материала, так как в этом случае источник нагрева (электронная пушка) никак не связан с электродом. Это позволяет перегревать металл в кристаллизаторе значительно сильнее, чем при дуговой плавке, и выдерживать его в жидком состоянии как угодно долго.

В металлургии используют два вида электронных пушек: аксиальные (осевые) и кольцевые (радиальные).

Аксиальная электронная пушка (рис. 43,б, в) по принципу своего устройства почти не отличается от обычной телевизионной трубки. Только мощность электронного луча, которой в телевизоре хватает, чтобы только создать на экране светящееся изображение, в этом случае настолько велика, что ее достаточно, чтобы расплавить не только сталь, но и такой тугоплавкий металл, как вольфрам. Мощность современных электронных пушек достигает 1500—2000 квт. Сила тока в аксиальных пушках составляет 5—50 а, разгоняющее напряжение достигает 40 кв.

Кольцевая электронная пушка в простейшем случае (рис. 43, а) представляет собой подогреваемое проволочное кольцо (катод), электроны с которого летят к ванне жидкого металла под действием разности потенциалов, приложенной к катоду и кристаллизатору. В более совершенных кольцевых пушках (рис. 43,г, д) разность потенциалов прикладывается к катоду и специальному экрану, имеющему прорезь, через которую ускоренные электроны устремляются к жидкому металлу. Сила тока луча в кольцевых пушках достигает 100 а, разгоняющее напряжение 20 кв.

Несмотря на относительную сложность мощных электронных пушек и малую долговечность работы катодов, электроннолучевые плавильные установки получают все более широкое распространение в металлургии. Масса слитков, выплавленных в них, достигает 20 т. Сохраняя все преимущества вакуумных дуговых печей (ведение плавки в медном кристаллизаторе без контакта с футеровкой, последовательная кристаллизация слитка, обеспечивающая хорошую структуру), электроннолучевые печи дают ряд дополнительных возможностей:

1) получать высокий перегрев расплава и более глубокий вакуум для проведения необходимых металлургических процессов;

2) поддерживать металл в жидком состоянии в течение любого времени;

3) переплавлять практически любую шихту (электроды, скрап, отходы, стружку и др.);

4) возобновлять процесс после случайного перерыва в плавке, расплавляя вначале ванну в кристаллизаторе, а затем начиная подачу электрода.

Металл, выплавленный в электроннолучевых печах, обладает минимальной газонасыщенностью, максимальной плотностью и наилучшим сочетанием механических свойств по сравнению с металлом, полученным другими способами вакуумной плавки. Однако стоимость электроннолучевого переплава в настоящее время выше стоимости процессов ВДП и ВНП.