Электрошлаковый переплав: Учебное пособие (Принцип электрошлакового переплава, технология процесса наплавки слитка, физико-химические процессы при ЭШП, плавление и кристаллизация металла), страница 50

Сущность этого способа включения печей ЭШП состоит в том, что в одном кристаллизаторе переплавляются одновременно два расходуемых электрода равных сечений, включенных последовательно и подаваемых в шлаковую ванну с одинаковой скоростью одним электрододержателем с двумя электрически изолированными друг от друга токоподводами. Такая схема ЭШП позволяет обеспечить близкое и параллельное (бифилярное) расположение токоподвода на всех его участках, включая расходуемые электроды, чем достигается значительное снижение индуктивности короткой сети электрошлаковой печи. Коэффициент мощности (cos j) при этой схеме составляет 0,92 - 0,98. Схема особенно пригодна для производства слябов.

В случае применения бифилярных схем подключения расходуемых электродов максимальные температуры шлака наблюдаются в зазоре между электродами. В зависимости от режима плавки (ток, количество шлака, геометрические размеры электродов и кристаллизатора) от 10 до 30 % тока последовательно включенных электродов протекает через шлак и металлическую ванну, в то время как остальная часть тока (90 - 70 %) протекает только между электродами в шлаковой ванне.

В таблице 16 приведены сравнительные показатели ЭШП при обычной и бифилярной схемах включения расходуемых электродов [2].

Таблица 16 - Показатели ЭШП при обычной и бифилярной схемах включения расходуемых электродов

Из приведенных данных можно сделать следующие выводы:

1. При неизменной электрической мощности переход от плавки одного расходуемого электрода по обычной плавке к плавке двух последовательно (бифилярно) включенных электродов того же сечения сопровождается двукратным повышением производительности процесса и соответственно двукратным снижением расхода электроэнергии.

Это свидетельствует о том, что при бифилярной схеме ЭШП двух расходуемых электродов напряжение на шлаковой ванне примерно вдвое выше, чем при обычной схеме ЭШП, и приближается к напряжению на выводах трансформатора.

2. При неизменном сечении расходуемых электродов переход от плавки по обычной схеме к плавке по бифилярной дает возможность вести процесс ЭШП при меньшей (почти вдвое) подведенной электрической мощности (за счет снижения величины тока) и значительно снизить расход электроэнергии.

Кроме того, при одинаковой мощности трансформатора переход на бифилярную схему дает возможность увеличить сечение и массу выплавляемых слитков, что открывает большие перспективы для производства крупных электрошлаковых слитков.

Особенностью бифилярной схемы ЭШП (рисунок 41) является отсутствие подвода тока к поддону и электрической связи с ним наплавляемого слитка. При такой схеме нет необходимости применять затравки и практически исключается опасность образования дефектов типа пробоев.

Отсутствие затравки в нижней части слитка, работа с сифонной заливкой шлака, обеспечение выпуклой формы низа слитка путем применения чашеобразных поддонов позволяет при бифилярной схеме ЭШП практически полностью ликвидировать донную обрезь и значительно повысить выход годного металла.

Выше был отмечен ряд весьма важных преимуществ бифилярной схемы ЭШП. Однако по сравнению с обычной одноэлектродной схемой она имеет и некоторые недостатки. Так переход на двухэлектродную бифилярную схему требует некоторого усложнения конструкции электрододержателя. Кроме того при двух электродах вместо одного уменьшается коэффициент заполнения кристаллизатора, увеличивается длина электродов и высота электрошлаковой печи.