Технико-экономические показатели процесса ЭШП можно значительно улучшить при использовании однофазной двухэлектродной бифилярной схемы (рисунок 6 - 3), при которой в одном кристаллизаторе переплавляют одновременно два расходуемых электрода равных сечений, включенных по схеме электрод-электрод.
Однофазные печи имеют некомпенсированный токопровод с большой длиной контура, включающего в себя электрод из магнитной (в большинстве случаев) стали и, как следствие, высокую реактивность и относительно пониженные технико-экономические показатели. Бифилярная схема включения печи ЭШП позволяет обеспечить близкое и параллельное (бифилярное) расположение токопровода 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. Для сравнения cos jбиф = 1,25 cos jобычн..
Особенностью бифилярной схемы ЭШП 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 поверхностных дефектов слитка.
Выше был отмечен ряд весьма важных преимуществ бифилярной схемы наплавки. Однако по сравнению с обычной одноэлектродной однофазной 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 и высота электрошлаковой печи.
При бифилярной схеме ЭШП некоторые факторы могут вызвать нарушение равенства линейных скоростей плавления электродов. К ним относятся:
а) неравенство сечений электродов вследствие разных их размеров или наличия в них несплошностей (в литых электродах);
б) смещение электродов к одной из стенок кристаллизатора вследствие их неправильной центровки или значительной кривизны.
При значительных различиях линейных скоростей плавления электродов погружение одного из них будет все более возрастать вплоть до погружения его в металлическую ванну (вмораживание электрода). Чтобы этого избежать, поддон соединяют со средней точкой вторичной обмотки трансформатора уравнительным проводом, как показано на рисунке 7.
Рисунок 7 – Схема подключения поддона бифилярной печи со средней точкой "О" вторичной обмотки трансформатора
В том случае, если по какой-либо из упоминавшихся причин один из электродов, например правый, начнет оплавляться медленнее, чем левый, и глубина его погружения в шлак будет увеличиваться, то между средней точкой вторичной обмотки трансформатора и поддоном появиться разностный ток Iур , проходящий через правый (более заглубленный в шлак) электрод. Этот ток выделяет на участке сопротивления дополнительную мощность
(12)
которая обусловливает ускоренное оплавление правого электрода. При этом ток в уравнительном проводе постепенно снижается до нуля (если исчезла причина, вызвавшая разбаланс плавления электродов).
При постоянно действующем факторе, вызывающем разбаланс плавления электродов, в уравнительном проводе устанавливается такое значение тока, при котором обеспечивается равенство линейных скоростей оплавления электродов при разном погружении их в шлаковую ванну.
Рассмотрим распределение тока в шлаковой ванне.
При ЭШП, когда кристаллизатор имеет электрический контакт с поддоном или слитком, стенка кристаллизатора в зоне контакта со шлаковой ванной может служить дополнительным проводником. При этом ток от расходуемого электрода может протекать по двум параллельным цепям, разделяясь в шлаковой ванне: в металлическую ванну и в стенку кристаллизатора (рисунок 8, а).
а – нормальное токораспределение; б – электропробой при нарушении контакта кристаллизатора с поддоном; в – электропробой при нарушении контакта затравки с поддоном
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.