Производство черных и цветных металлов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?та нагревает шлаковую ванну (2) до 1700 С и более и вызывает оплавление конца электрода. Капли жидкого металла (3) проходят через шлак, собираются, образуя под шлаковым слоем металлическую ванн (4).
Рис. 13 Схема электрошлакового переплава.
а - кристаллизатор, б - включение установки, 1 - расходуемый электрод, 2 - шлаковая ванна, 3 - капли электродного металла, 4 - металлическая ванна, 5 - шлаковый гарнисаж, 6 - слиток, 7 - стенка кристаллизатора, 8 - затравка, 9 - поддон
Перенос капель металла через шлак, интенсивное перемешивание их со шлаком способствуют их активному взаимодействию, в результате чего происходит удаление из металла неметаллических включений и растворенных газов. Металлическая ванна, непрерывно пополняемая за iет расплавления электрода, под воздействием водоохлаждаемого кристаллизатора постепенно формируется в слиток 6. Кристаллизация металла, последовательная и направленная снизу вверх, происходит за iет теплоотвода через поддон кристаллизатора. Последовательная и направленная кристаллизация способствует удалению из металла неметаллических включений и пузырьков газа, получению плотного однородного слитка. После полного застывания слитка опускают поддон и извлекают его из кристаллизатора.
В результате электрошлакового переплава содержание кислорода в металле снижается в 1,5 - 2 раза, понижается концентрация серы и соответственно уменьшается в 2 - 3 раза загрязненность металла неметаллическими включениями, причем они становятся мельче и равномерно распределяются в объеме слитка.
Слиток отличается большой плотностью, однородностью, его поверхность - хороший качеством благодаря наличию шлаковой корочки 5. Все это обусловливает высокие механические и эксплуатационные свойства сталей и сплавов электрошлакового переплава.Слитки выплавляют круглого, квадратного, прямоугольного сечений массой до 110 т.
Вакуумно-дуговой переплав. Такой переплав применяют для удаления из металла газов и неметаллических включений. Сущность процесса заключается в снижении растворимости газов в стали при снижении давления и устранении взаимодействия ее с огнеупорными материалами футеровки печи, так как процесс ВДП осуществляется в водоохлаждаемых медных изложницах. Для осуществления процесса используют вакуумные дуговые печи с расходуемым электродом.
Рис. 14. Схема вакуумно - дугового переплава
В зависимости от требований, предъявляемых к металлу, расходуемый электрод может быть получен механической обработкой слитка, выплавленного в электропечах. Расходуемый электрод (3) закрепляют на водоохлаждаемом штоке (2) и помещают в корпус (1) печи и далее в медную водоохлаждаемую изложницу (6). Из корпуса печи вакуум-насосами откачивают воздух до остаточного давления 1,33 Н/м2. При подаче напряжения между расходуемым электродом-катодом и затравкой-анодом (8), помещенной на дно изложницы, возникает дуговой разряд. Теплотой, выделяющейся в зоне разряда, расплавляется конец электрода; капли (4) жидкого металла, проходя зону дугового разряда, дегазируются, постепенно заполняют изложницу и затвердевают, образуя слиток (7).Дуга горит между расходуемым электродом и ванной (5) жидкого металла, находящейся в верхней части слитка, на протяжении всей плавки. Благодаря сильному охлаждению нижней части слитка и разогреву дугой ванны жидкого металла в верхней его части создаются условия для направленного затвердевания слитка. В результате направленного затвердевания неметаллические включения сосредоточиваются в верхней части слитка, а усадочная раковина в слитке мала. Слитки, полученные в вакуумных дуговых печах, содержат очень небольшое количество газов, неметаллических включений, отличаются высокой равномерностью химического состава, имеют хорошую макроструктуру. Поэтому металл, полученный ВДП, отличается повышенными механическими свойствами и пластичностью. Из слитков ВДП изготовляют ответственные детали турбин, двигателей, авиационных конструкций. Емкость дуговых вакуумных печей - до 50 т.
Производство чугуна.
Материалы для доменного производства
Чугуном называется сплав железа с углеродом, который содержит более 2,14 % углерода. Около 80 % всего количества выплавляемого чугуна составляет передельный чугун, являющийся исходным продуктом для производства стали. Для производства фасонного литья на машиностроительных заводах используют литейный чугун (15-20 %), а в качестве легирующих добавок и раскислителей при выплавке стали - ферросплавы: ферромарганец и ферросилиций (1-2 %).
Для производства чугуна и стали используют руду, флюсы, топливо и огнеупорные материалы.
Руда. В природе большинство металлов находится в виде химических соединений (окислов, силикатов, карбонатов, сернистых соединений), входящих в состав различных минералов, образующих, горные породы.
Промышленной рудой называют горную породу, из которой при данном уровне развития техники целесообразно извлекать металлы или их соединения. Этот уровень определяется содержанием добываемого металла в руде. Например, для железа он составляет не менее 30 - 50 %, для меди 3 - 5 %, для молибдена 0,005 - 0,02 %. Руда состоит из минералов, содержащих металл или его соединения, и пустой породы, в состав которой входят различные примеси. Например, железная руда содержит окислы железа Fe3О4, Fе2О3, FеСО3, Fе2О3Н2О, а также пустую породу, состоящую в основном из SiO2, А12О3, СаО, МgО. Руды обычно называют по одному или нескольким металлам, которые в них содержатся. Напр