Министерство образования Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет"
А. А.
Ю. В.
Новокузнецк
2002
УДК 669.154.9
Рецензенты:
,
Электрошлаковый переплав: Учеб. пособие / СибГИУ. – Новокузнецк, 2002. - 116 с.
В пособии рассмотрены: принцип электрошлакового переплава, технология процесса наплавки слитка, физико-химические процессы при ЭШП, плавление и кристаллизация металла. Приведены данные о качестве электрошлакового металла, об экономической эффективности способа.
Предназначено для студентов специальности 110100 «Металлургия черных металлов», специализация 110103 «Электрометаллургия».
|
ã Сибирский государственный индустриальный университет, 2002 |
|
|
ã , , 2002 |
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.. 5
1 электрошлаковые печи.. 7
1.1 Принципиальная схема работы печей ЭШП.. 7
1.2 Назначение и работа отдельных узлов печей ЭШП.. 11
1.3 Схемы включения печей ЭШП.. 16
1.4 Распределение токов и тепловое поле ЭШП.. 20
1.4.1 Распределение тока. 20
1.4.2 Тепловое поле. 23
2 ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЭШП.. 27
2.1 Расходуемые электроды и затравки. 27
2.2 Флюсы для ЭШП и их свойства. 29
2.2.1 Электропроводность. 33
2.2.2 Вязкость. 34
2.2.3 Плотность. 36
2.2.4 Поверхностные свойства. 38
2.2.5 Получение флюсов. 39
2.2.6 Подготовка флюсов к плавке. 41
3 ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА.. 42
3.1 Наведение шлаковой ванны.. 42
4 СТРУКТУРА СЛИТКА ЭШП И КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ МЕТАЛЛА.. 51
4.1 Строение слитка спокойной стали при кристаллизации его в изложнице. 51
4.2 Кристаллизация слитков при ЭШП.. 53
5 ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭШП НА ХАРАКТЕР ПЛАВЛЕНИЯ И КРИСТАЛЛИЗАЦИЮ СЛИТКА.. 56
5.1 Влияние скорости подачи электрода. 56
5.2 Влияние напряжения. 58
5.3 Влияние глубины шлаковой ванны.. 60
5.4 Влияние коэффициента заполнения кристаллизатора. 62
5.5 Металлическая ванна.. 66
5.6 Способы управления структурой электрошлакового металла с помощью внешнего физического воздействия на металлическую ванну. 75
6 КАПЕЛЬНЫЙ ПЕРЕНОС МЕТАЛЛА.. 77
7 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ЭШП МЕТАЛЛА.. 82
7.1 Особенности процессов рафинирования стали при эшп. 82
7.2 Поверхности реагирования при эшп. 83
7.3 Перенос кислорода через шлак и способы защиты металла от окисления. 86
7.4 Поведение некоторых элементов. 90
7.4.1 Удаление серы.. 91
7.4.2 Поведение фосфора. 92
7.4.3 Поведение водорода. 93
7.4.4 Поведение азота. 94
7.4.5 Удаление неметаллических включений. 94
8 ДЕФЕКТЫ СЛИТКОВ ЭШП.. 98
9 КАЧЕСТВО МЕТАЛЛА И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИ ЭШП.. 102
9.1 Качество металла. 102
9.2 Технико-экономические показатели. 103
10 ВРЕДНОСТЬ ПРОЦЕССА ЭШП ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ.. 105
11 БИФИЛЯРНАЯ СХЕМА ВКЛЮЧЕНИЯ ПЕЧЕЙ ЭШП.. 107
библиографический список.. 114
Электрошлаковый переплав (ЭШП) сталей и сплавов является активным металлургическим процессом, в результате которого переплавляемый металл в значительной степени очищается от вредных примесей, газов и неметаллических включений.
Сравнительно небольшой объем жидкой металлической ванны и направленная кристаллизация при ЭШП обеспечивают получение плотной и однородной структуры металла.
Электрошлаковый переплав значительно улучшает качество сталей и сплавов практически всех групп. Электрошлаковый металл используют для изготовления деталей и узлов самого ответственного назначения.
ЭШП более дешевый способ, чем ВДП и ЭЛП. Для его осуществления не требуется вакуумного оборудования, переплав ведется в обычной атмосфере, реже с защитой металла аргоном. По качеству структуры слитка ее однородности ЭШП не уступает ВДП и ЭЛП. Применение ЭШП при производстве многих сталей оказалось очень эффективным.
Сам процесс ЭШП был открыт почти что случайно. Рождение новой технологии связано с событием, которое произошло в 1949 году [1]. Инженеры-патоновцы участвовали в монтаже кожуха разрушенной во время войны домны завода "Запорожсталь". Однажды при автоматической дуговой сварке под флюсом вертикальных швов горение дуги вдруг прервалось. Но, к удивлению всех присутствовавших, приборы продолжали показывать: в сварочной цепи идет ток. Значит, сварка не прекратилась!? Но тогда оставалось предположить, что электрический ток, проходя через жидкий флюс-шлак, нагревает его настолько, что выделяемого джоулевого тепла достаточно для плавления металла.
Так был открыт бездуговой сварочный процесс, получивший вскоре название электрошлаковой сварки (ЭШС).
Но самое интересное ожидало потоновцев впереди, когда были проведены всесторонние исследования различных свойств сварочного шва. Оказалось, что электрошлаковый металл буквально по всем показателям уникален. Никогда раньше не наблюдали такого замечательного сочетания прочности и пластичности, чистоты и плотности макро- и микроструктуры литого металла, химической однородности, изотропности практически всех его свойств.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
