Вакуумная металлургия.
Раздел ГРНТИ: Производство черных металлов и сплавов
А.М. Самарин
Москва, 1958 г.
Ссылка доступна только зарегистрированным пользователям. |
![]() |
В результате наблюдений установлено, что при выплавке трансформаторной стали в вакууме жидкий металл очищается от кислорода и серы при отсутствии шлака на поверхности металла. Раскислительная способность углерода при снижении давления в плавильном пространстве до 1 мм рт. ст. повышается почти в сто раз (21.)
Использование вакуума при выплавке трансформаторной стали обеспечивает возможность повышения содержания в ней кремния и снижения ваттных потерь на 20—25%.
Подобное снижение ваттных потерь имеет огромное народнохозяйственное значение в период быстрого роста новых установок для генерации электрической энергии. Если для сооружения устройств, связанных с передачей и распределением электрической энергии, использовать трансформаторную сталь, ваттные потери которой на 20 процентов ниже, чем стали, ныне используемой, то, принимая современный уровень расхода этой стали на силовые трансформаторы, ежегодная экономия электрической энергии, только ори эксплуатации вновь вводимых каждый год трансформаторов, составит более 500 миллионов киловатт-часов. Использование трансформаторной стали улучшенного качества позволит, помимо экономии электрической энергии, снизить расход этой стали и мели на сооружение трансформаторов.
Положительные результаты в повышении качества хромоникелевой нержавеющей стали получены при обезуглероживании этой стали в индукционной вакуумной печи (3].
Как известно, в последнее время, за счет применения кислорода, значительно улучшены показатели производства нержавеющей стали методом переплава отходов этой стали. Несмотря на эти достижения, нельзя ныне используемый метод признать оптимальным, вследствие того, что при его применении нельзя получить нержавеющую сталь с весьма низким содержанием углерода. Кроме того, при этом методе выплавки потери хрома остаются еще очень высокими (иногда достигают 20 процентов от содержания хрома в отходах нержавеющей стали); повышается также расход огнеупорных материалов из-за быстрого износа футеровки подины и откосов дуговых печей.
Поэтому по-прежнему необходимо продолжать поиски более рационального метода использования отходов нержавеющих сталей.
В дуговых вакуумных печах как с постоянным, так и с расходуемым электродом обеспечено получение стали и сплавов с более низким содержанием кислорода, азота и водорода, чем при выплавке в индукционных вакуумных печах. Эта повышенная чистота стали и сплавов объясняется тем, что в дуговых вакуумных печах нет контакта жидкого металла с огнеупорными материалами футеровки. В этих печах жидкий металл а течение очень короткого промежутка времени находится в соприкосновении лишь со стенками водоохлаждаемого медного кокиля, в котором он и .затвердевает. Кроме того, весьма высокая температура в зоне электрической дуги благоприятствует диссоциации нитридов и восстановлению окислов.
В промышленной практике более широкое применение для получения слитков имеют дуговые вакуумные печи с расходуемым электродом. Естественно, что эти печи предназначены для переплава в вакууме сталей и сплавов, выплавленных ранее в других сталеплавильных агрегатах, поэтому дополнительное легирование в них практически не осуществляется. Это, 'Конечно, является известным недостатком дуговых вакуумных печей с расходуемым электродом.
На рис. 7 показано устройство лабораторной дуговой вакуумной печи, в которой возможно получение слитков диаметром 100—150 мм. В качестве расходуемого электрода использованы штанги длиною 1200 мм и диаметром 60—100 мм. Вес получаемых стальных слитков составляет 25—75 кг.
Печь питается постоянным током с отрицательной полярностью на электроде. Источником постоянного тока являются два генератора, подключенные параллельно; мощность каждого генератора 60 кет, напряжение 60 в. При параллельном включении генераторов возможно подведение тока силою 2000 а.
Перемещение электрода автоматизировано — во время плавки регулятор поддерживает заданную длину дуги.
Расход электрической энергии в этой небольшой печи на .расплавление стальных электродов составляет 800 квт-ч/т. Понижение давления в рабочем пространстве печи до 1 * 10-4 мм рт. ст. достигается за счет работы двух бустерных масляных насосов БН-3 (производительность каждого 500 л/сек) и двух форвакуумных насосов ВН-1 (производительность каждого 1100 л/мин). Эта печь была использована для переплава шарикоподшипниковой стали, выплавленной в дуговой электрической печи, с целью снижения содержания в стали неметаллических включений.