Электрошлаковый переплав. Назначение и конструкции печей ЭШП, преимущества и недостатки. Технологическая схема выплавки стали

I - понижающий трансформатор; 2 - переплавляемый электрод;3 - кристаллизатор; 4 - ишак; 5 - жидкий металл; 6 - гариисаж;7 - слиток; 8 – поддон

Требования к шлакам:

1. Состав шлака должен обеспечивать протекание определенных фи­зико-химических процессов, связанных с рафинированием металла от нежелательных растворенных примесей и неметаллических включений, защиту активных легирующих элементов (Al.Tiи др.) от окисления, стабильность химического состава по высоте наплавляемого слитка.

2.При рабочих температурах теплопроводность шлака должна со­ставлять порядка 1...6 Ом 'см¹. Слишком высокая проводимость шлака может не обсспсчить необходимую концентрацию тепла, а слишком малая привести к дуговому разряду.

3.Шлак должен быть легкоплавким, иметь высокую температуру кипения и мало изменять вязкость в широком интервале температур, т.с. быть «длинным». Такой шлак образует ровную тонкую корочку гарнисажа и позволяет получить слиток с весьма хорошей поверхно­стью. Использование тугоплавких «коротких» шлаков приводит к появлению ряда поверхностных дефектов.

4.Шлаки должны отличаться высоким межфазным натяжением на границе с металлом и обладать высокой адгезией к неметаллическим включениям.

Существуют две технологии начала процесса: с твердым стартом и с жидким стартом.

В первом случае шлак расплавляют непосредственно в кристалли­заторе. Предварительно на дно кристаллизатора укладывают затра­вочную шайбу. Она предохраняет днище от разрушения и обеспечивает необходимый уровень тока и энергетический режим про­цесса. После этого на затравочную шайбу укладывают стружку (1% от количества шлака) и засыпают термическую смесь (16... 18%).со­стоящую из алюмомагнисвого порошка и калиевой селитры. В каче­стве наполнителя используют рабочий флюс (82...84%).

Электрод опускают до соприкосновения со стружкой и в зазор между электродом и кристаллизатором засыпают флюс (3...4% от массы плав­ки). При подаче напряжения цепь замыкается на стружке, по которой проходит ток большой силы. Стружка оплавляется и воспламеняет тер­мическую смесь. За счет экзотермического тепла реакции и возникающей между электродом и поддоном дуги плавится рабочий флюс. В момент.когда жидкий шлак замыкает цепь между электродом и поддоном, про­цесс из дугового переходит в элеюрошлаковмй переплав. Более распространена плавка с жидким стартом, когда электрод опускается на определенное расстояние к поддону и на них подают напряжение. После этого сифоном заливают расплавленный в специ­альной печи шлак. В момент касания шлаком поверхности электрода цепь замыкается и в ней появляется ток.

Степень удаления серы при ЭШП составляет 50... 75%. Удаление НВ (70%) происходит на торце заготовки, в капле и в лунке жидкого Ме.

Дефекты слитка: пробой(флюс попадает в Ме), гофры(ребристая пов-ть), насыщение расплава азотом.

Состав исп. Флюсов:АНФ6(70% CaF2, 20%Al2O3, до 8% CaO-удаление серы,НВ,низкаяокисленность шлака)

АН-291(18% CaF2, 40%Al2O3, 25% CaO,17%MgO-удаление серы до мин,НВ)