Электрошлаковый переплав: Учебное пособие (Принцип электрошлакового переплава, технология процесса наплавки слитка, физико-химические процессы при ЭШП, плавление и кристаллизация металла), страница 28

Таблица 5 – Влияние напряжения на температуру шлаковой ванны,  производительность и расход электроэнергии (D_кр = 200 мм, d_эл = 90 мм, флюс АНФ-6)

Рисунок 21 – Зависимость между скоростью наплавления и напряжением при изготовлении слитка диам. 240 мм (электрод диам. 100 мм)

5.3 Влияние глубины шлаковой ванны

При постоянном электрическом режиме увеличение глубины шлаковой ванны практически не влияет на величину разрядного промежутка и ведет к увеличению погружения электрода в шлак. Однако это справедливо лишь в случае сравнительно небольших отношений d_эл/D_кр (£ 0,5), когда ток в основном идет от электрода на металлическую ванну. С ростом d_эл/D_кр в связи с увеличением силы тока повышение глубины шлака ведет к увеличению разрядного промежутка. При этом погружение электрода в шлак и форма его конца изменяются все меньше и меньше (рисунок 22).

Удаление электрода от металлической ванны, связанное с увеличением тока (электрод-кристаллизатор), приводит к тому, что зона тепловыделения смещается в верхние объемы шлаковой ванны.

С изменением токораспределения в шлаковой ванны и соответственно ее теплового баланса неразрывно связано изменение ряда показателей процесса ЭШП, в частности производительности и удельного расхода электроэнергии.

Увеличение количества шлака (глубины шлаковой ванны) ведет к уменьшению глубины металлической ванны. Глубина металлической ванны связана с глубиной шлаковой ванны криволинейной зависимостью (рисунок 23).

Рисунок 22 – Зависимость глубины металлической ванны от глубины шлаковой ванны

Отмеченное влияние увеличения глубины шлаковой ванны при неизменной электрической мощности связано с уменьшением удельной мощности на единицу объема шлака, изменением токораспределения (большая часть тока идет на стенку кристаллизатора) и за счет этого снижением скорости плавки. Увеличение количества шлака способствует росту кристаллов в осевом направлении.

Рисунок 23 – Влияние глубины шлаковой ванны на погружение в нее электрода при малых (вверху) и больших (внизу) отношениях d_эл./D_кр.

При чрезмерно большой глубине шлаковой ванны и недостаточной тепловой мощности, выделяемой в ней, поверхность слитка ухудшается, в нем могут обнаруживаться скопления запутавшихся в металле частиц шлака.

При превышении режима максимальной мощности увеличение силы тока вызывает снижение выделяемой мощности, cos j , электрического к.п.д. и технико-экономических показателей плавки. Для улучшения характеристик печей ЭШП желательно, с одной стороны, повышать сопротивление шлаковой ванны, применяя шлаки с повышенным удельным сопротивлением, увеличивая глубину ванны, а с другой - снижать сопротивление токоподвода.

5.4 Влияние коэффициента заполнения кристаллизатора

Коэффициент заполнения кристаллизатора (в дальнейшем будем обозначать эту величину как КЗК) определяют различными способами: как отношение диаметра электрода к диаметру слитка, или как отношение площади поперечного сечения электрода к площади поперечного сечения слитка. Последнее применяется более широко, так как это понятие может быть использовано для слитков некруглого поперечного сечения. Все КЗК менее 40 % принято считать низкими, превышающими 60 % обычно рассматриваются как высокие. Недостаток низкого КЗК - это использование электродов относительно большой длины. От величины КЗК в значительной степени зависит качество поверхности выплавляемых слитков, удельный расход электроэнергии и шлаковый гарнисаж на поверхности слитка.