Рассмотрены и вопросы массопереноса в металлических расплавах, подвергнутых ЭГИО [47, 48]. Показано, что после обработки повышается степень однородности расплава, приобретающего склонность к объемной кристаллизации с формированием мелкодисперсной структуры. Установлено снижение кинематической вязкости стали, чугуна и меди на величину от 5 до 20%. Показано повышение их поверхностного натяжения. Диффузионные процессы при ЭГИО ускоряются на величину от 20 до 25%.
Из исследованных литейных свойств подвергнутых ЭГИО расплавов нужно особо отметить то, что их технологическая жидкотекучесть повышается [35]. В работе [28] на основе теоретического анализа из первопринципов эффектов переноса в расплаве показано, что увеличение жидкотекучести вызвано уменьшением плотности расплава после ЭГИО. Величина этого уменьшения однозначно зависит от координационного числа и плотности вводимой энергии. Если брать уровни энергии, достигаемые при ЭГИО, то они способны изменить координационное число на одну - две единицы. Таким образом, если координационное число равно 10, то после воздействия следует ожидать увеличения жидкотекучести до 20%. Последующее уменьшение плотности расплава возможно при плотностях вводимой энергии существенно превышающей те значения, которые реально можно получить в акустическом поле при ЭГИО.
Большой объем работ выполнен по изучению технологических аспектов ЭГИО черных и цветных сплавов. В литературном обзоре [36] этот вопрос подробно изложен и показаны наиболее оптимальные пределы режимов энерговвода при ЭГИО расплава в ковше. В таблице 1.3 показано сравнение удельных затрат на ЭГИО и на обработку при использовании традиционных металлургических приемов.
Таким образом, анализ известных результатов, полученных при изучении эффектов ковшевой обработки расплава с помощью ЭРГУКов, позволяет на сегодняотносительно уверенноописывать технологические приемы обработки, задавая ее
Таблица 1.3 - Затраты на реализацию отдельных способов внепечной обработки
Наименование |
Расход электроэнергии на 1 т, кВт×ч |
Затраты1) на 1 т, $США |
||
Комплексные технологические приемы Комплекс печь-ковш ASEA-SKF [49-52]Комплекс печь-ковш Fukhs [50]Комплекс печь-ковш Krupp, Германия [50]Комплекс печь-ковш Daniely, Италия [50]Комплекс печь-ковш (АКОС-15), Россия [50]Комплекс печь-ковш, Украина [50]Комплекс печь-ковш АО Электросила [49]Дуплекс процесс: электродуговая- индукционная печи, Украина [53]Электропечь-миксер ДЧМ-10, АО «Кредмаш», г.Кременчуг [54] |
от 10 до 90 33 30 от 30 до 40 от 25 до 40 от 30 до 40 от 7 до 40 от 760 до 569 от 890 до 1053 |
от 1 до 10 4 3 3 3 3 от 1 до 4 от 61 до 81 от 95 до 112 |
||
Способы вторичной металларгии · вакуум и индуцируемый ток при ВИП [55,56] · вакуум и электрическая дуга при ЭЛП [57] · ВИП+ЭЛП сплавов[57] · нагрев сопротивлением при ЭШП[57] · нагрев плазмой при ПДП ( расход Ar 250 л/мин [56]) |
3200 4000 1000 2450 50 |
341 424 1064 261 1381 |
||
Физическое воздействиетемпературная обработка· термовременная обработка[57, 58] · VAD – процесс (выдержка 60 т. расплава и перемешивание Ar при расходе 20 л/мин [51], 10 минут) |
от 216 до 335 60 |
от 23 до 36 170 |
||
электромагнитное перемешивание кондукционное · стали [52, 56,60, 61] · чугуна [61,62] · устройством с вращающимся и геликоидальным полем конструкции ВВС-СЕМ (фирма Крупп Зюдвестфален, Германия) [64] устройством с бегущим полем конструкции АЕГ-Элотерм (фирмаТиссен шталь, Германия) [63] |
от 30 до 350 350 170 180 |
от 3 до 37 37 18,1 19,2 |
||
индукционное · стали [60] · чугуна [61] |
120 70 |
13 7,5 |
||
электрогидроимпульсная обработка · ЭГУ 42.81.000, ИИПТ НАН Украины (40кВт, 3т., 5 мин.) |
от 1 до 2 |
от 0,1 до 0,2 |
||
1)Цена 1 м3 Ar 3,5 $ США, 1 литра Ar 0,55 $ США.; Цена 1 т Mg 1800 $ США. |
||||
параметры для получения положительных эффектов воздействия. Сложность многофакторных взаимообусловленных процессов, которые сопровождают ЭГИО расплава, не позволяют сегодня иметь надежную теорию этой обработки. Вместе с тем накопленный экспериментальный материал, результаты промышленной апробации метода, теоретические исследования позволяют выделить главные аспекты воздействия и получать достаточно обоснованные рекомендации по новым, неисследованным приложениям ЭГИО, в том числе и совместной МГДО и ЭГИО расплава. Поэтому поставленные в данной работе задачи вполне обоснованы, а их решение позволит получить новые качественные свойства литой металлопродукции.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.