Струйный перенос электродного металла может возникнуть лишь при достижении такой скорости плавления, когда общая величина последовательно идущих капель соизмерима с величиной межэлектродного промежутка. Принимая время полета капли tк = 0,15 с, получаем число одновременно находящиеся в промежутке капель “n”:
.
Из этого выражения следует, что в промежутке будет находиться больше одной капли, если частота переноса fк больше 6,7 кап/с. Результаты исследований капельного переноса на лабораторных и промышленных печах с диаметром до 200 мм показали, что частота переноса почти никогда не превышает указанной. Следовательно, на промышленных печах с диаметром электрода до 200 мм при применении существующих режимов переплава перенос электродного металла капельный.
Образование струи и капельного короткого замыкания не будет и при плавлении электрода диаметром более 200 мм, а также при частоте капельного переноса более 7 кап/с. Это объясняется тем, что при плавлении электродов больших сечений капли жидкого металла отрываются от разных точек конуса электрода и общая величина последовательно идущих капель будет по-прежнему меньше межэлектродного промежутка.
Можно сформулировать выводы о влиянии электрического режима электрошлаковой плавки на параметры капельного переноса:
1. С увеличением силы тока массы капель до определенной его величины для каждой ступени напряжения трансформатора остаются постоянными. Это свидетельствует об отсутствии или крайне малом влиянии пинч-эффекта на каплеобразование. В то же время при возрастании силы тока частота капель резко увеличивается в результате увеличения скорости плавления электрода из-за повышения вводимой мощности и разогрева шлаковой ванны.
2. При увеличении мощности возрастает частота капель: масса их до определенного значения мощности, характерного для каждой ступени напряжения, остается постоянной, а затем начинает уменьшаться. Чем больше применяемое напряжение, тем большую мощность надо ввести для получения той же частоты следования капель.
3. При увеличении напряжения и поддержании мощности частота образования капель падает, что связано с уменьшением скорости плавлении при поддержании постоянной мощности и увеличении межэлектродного расстояния. Для достижения той же частоты капель при меньшей мощности необходимо приложить меньшее напряжение. Масса капель практически не зависит от напряжения.
Говоря о влиянии силы тока и напряжения на размер капель, следует иметь в виду изменение под их влиянием температурного поля шлаковой ванны. Увеличение мощности процесса приводит к увеличению температуры шлаковой ванны, что способствует более мелкокапельному переносу.
Сравнительно простой по своей конструктивной и технологической схеме электрошлаковый переплав является в тоже время довольно сложным по характеру физико-химических процессов, протекающих при его осуществлении. Эти процессы неразрывно связаны с взаимодействиями между шлаковой ванной, с одной стороны, и атмосферой, электродным металлом, а также металлической ванной - с другой; между металлической ванной и электродным металлом; между электродным металлом и атмосферой. Схема этих взаимодействий приведена на рисунке 38. Стрелками с цифрами показана совокупность физико-химических процессов между взаимодействующими фазами. Отсутствие стрелок между атмосферой и металлической ванной свидетельствует о том, что между ними нет прямого контакта, и они взаимодействуют через шлаковую ванну (процессы 1 - 4) и в некоторой мере - через электродный металл (процессы 7 - 10). К процессам 1 относится поглощение шлаком газов и паров, содержащихся в атмосфере. Это, прежде всего, окисление шлака, растворение в нем водорода и азота. Шлаковая ванна в свою очередь выделяет в атмосферу пары, большей частью летучие компоненты шлаковой композиции, а также газообразные продукты взаимодействия шлака с металлом, например фториды, сернистые соединения и др. (процессы 2). К процессам 3 и 4 относится раскисление металла ванны, если флюс является раскислителем по отношению к нему, или окисление металла. На границе между шлаковой и металлической ваннами происходит обмен водородом, серой, азотом и другими элементами.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.