Согласно американскому патенту [8], для получения качественных слитков целесообразно проводить отливку электродов во вращающуюся изложницу. По мнению авторов, это предотвращает образование сегрегаций, неоднородностей и раковин в теле электрода, что в конечном итоге повышает качество готового металла.
Перед переплавом электроды подвергают механической правке (независимо от длины электрода кривизна не должна превышать 15 мм), кислотно-щелочному травлению и зачистке. В некоторых случаях экономически более выгодно переплавлять незачищенные электроды. Подготовка поверхности электродов имеет значение лишь в том случае, если необходимо сохранить в материале электрода некоторые элементы (например, титан, алюминий) [9]. Если такие требования не ставятся, необходима лишь небольшая подготовка электрода с минимальной зачисткой перед употреблением.
Экономические соображения требуют увеличения коэффициента заполнения кристаллизатора. В США и Англии, где ЭШП развивался по пути уже освоенного ВДП, он равен 0,80 - 0,85. В большинстве стран Европы и в Японии это соотношение составляет 0,4 - 0,7. Переход к производству с повышенным коэффициентом заполнения кристаллизатора затруднен двумя основными причинами: недостаточно высокой культурой производства и необходимостью снижать скорость плавления, если нужно достигнуть заметного улучшения качества металла.
Увеличение диаметра электрода при неизменной величине наплавляемого слитка существенно меняет основные параметры процесса - расход шлака и подводимой энергии.
ЭШП при отношении диаметров электрода и кристаллизатора 0,80 - 0,85 требует меньшей высоты здания, а, следовательно, меньших капитальных затрат. Кроме того, благодаря уменьшению длины электродов сокращается длина кабеля, что не только снижает стоимость электрического оборудования, но и уменьшает постоянные потери электроэнергии.
Электрошлаковому переплаву, как правило, подвергается металл конечного химического состава. При этом стремятся к тому, чтобы слиток имел тот же состав, что и электрод, исключая вредные примеси: серу, фосфор, кислород, азот, водород и др. В процессе ЭШП обеспечивается практически полное соответствие химического состава металла слитка и электрода по основным легирующим элементам. Даже такие элементы, как марганец и хром, склонные к испарению в условиях вакуумных переплавов, в случае ЭШП испаряются и окисляются незначительно, что практически не приводит к существенным изменениям состава металла. Некоторые затруднения при ЭШП возникают при содержании в переплавляемом металле легкоокисляющихся элементов (алюминия, титана, бора, циркония), особенно при малом их содержании. Однако значительная гибкость процесса позволяет избегать этих трудностей и достичь оптимального уровня удаления примесей из металла.
Принципиальное значение для дальнейшего ЭШП имеют раскисленность исходной стали и особенно содержание в металле алюминия. При ЭШП имеет место взаимодействие металла со шлаком и атмосферой воздуха, в результате которого происходит частичное окисление элементов, имеющих высокое химическое сродство к кислороду. В связи с этим важно иметь в исходном металле некоторое избыточное содержание таких элементов, особенно алюминия. Конкретные значения необходимого содержания элемента зависят от состава флюса, применяемого при ЭШП, и некоторых других факторов (состава атмосферы, скорости наплавления, заглубления электрода), раскисления по ходу плавки и др.
Как правило, при выплавке исходной стали увеличивают также содержание кремния (в среднелегированных сталях без алюминия, титана и циркония) на 0,03 - 0,08 %, титана на 0,05 - 0,15 %, ванадия - на 0,02 %, марганца - на 0,03 - 0,05 % при его содержании до 1 % и на 0,1 - 0,2 % в высокомарганцовистых сталях. Изменение содержания остальных элементов при ЭШП практически не происходит. Тем не менее для устранения влияния возможной неточности анализа для ЭШП не назначают плавки с предельным содержанием углерода, хрома, никеля, вольфрама, азота (в сталях, легированных азотом), кобальта, фосфора и других элементов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.