Зонная плавка
Реферат - Экономика
Другие рефераты по предмету Экономика
25 2,103281498 0,03780
26 2,102199554 0,03980
27 2,101474285 0,04180
28 2,100662470 0,04580
29 2,100444078 0,04780
30 2,100297689 0,04980
31 2,100199461 0,05180
32 2,100133657 0,05380
33 2,100089550 0,05580
34 2,100059986 0,05780
35 2,100040197 0,05980
36 2,100038528 0,06000
37 2,100037098 0,06020
38 2,100035667 0,06040
39 2,100034237 0,06372
40 2,100032806 0,08270
41 2,100031614 0,07600
42 2,100030422 0,06790
43 2,100029230 0,07380
44 2,100028038 0,0945
45 2,100026846 0,1
Рис. 3.4 - Зависимость распределения примеси в слитке после
зонной очисткипри исходной концентрации примеси 2,1 мас.%
3.5. Расчёт распределения примеси в слитке после зонной
очисткипри исходной концентрации примеси 3,1 мас.%
( расчёт без использования ПЭВМ)
Исходные данные:
Коэффициент распределения примеси, ko: 4
Значение длины зоны, l, м : 0,02
Массовая концентрация примеси в исходном слитке, Со, %: 3,1
Число шагов, укладывающихся в длине зоны 100
Число длин зон, укладывающихся в длине слитка 10
Число проходов 4
Формула для расчёта:
****************
Проход номер 1
****************
КоординатаРасчёт концентрации1.0,0С=3,1{1-(1-4)exp(-40,0/0,02)}=12,39992.0,00180С=3,1{1-(1-4)exp(-40,00180/0,02)}=9,58833.0,00380С=3,1{1-(1-4)exp(-40,00380/0,02)}=7,44924.0,00580С=3,1{1-(1-4)exp(-40,00580/0,02)}=6,01545.0,00780С=3,1{1-(1-4)exp(-40,00780/0,02)}=5,05426.0,00980С=3,1{1-(1-4)exp(-40,00980/0,02)}=4,40997.0,01180С=3,1{1-(1-4)exp(-40,01180/0,02)}=3,97818.0,01380С=3,1{1-(1-4)exp(-40,01380/0,02)}=3,68869.0,01580С=3,1{1-(1-4)exp(-40,01580/0,02)}=3,494510.0,01780С=3,1{1-(1-4)exp(-40,0180/0,02)}=3,364411.0,01980С=3,1{1-(4-1)exp(-40,01980/0,02)}=3,277212.0,02180С=3,1{1-(4-1)exp(-40,02180/0,02)}=3,218813.0,02380С=3,1{1-(4-1)exp(-40,02380/0,02)}=3,179614.0,02580С=3,1{1-(4-1)exp(-40,02580/0,02)}=3,1533
Рис. 3.5 - Зависимость распределения примеси в слитке после
зонной очисткипри исходной концентрации примеси 3,1 мас.%
3.6. Определение эффективности рафинирования зонной плавкой
Эффективность очистки зонной плавкой при изменении концентрации примеси в пределах 0,01…3,1 % определяли отношением исходной концентрации примеси в слитке (Со) к максимальному её значению в конце слитка (Ств) после однократного прохода расплавленной зоной. Данные расчета приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1- Эффективность рафинирования зонной плавкой при изменении исходной концентрации примеси в диапазоне 0,01…3,1 %
СоСтвСо/Ств%0, 010,040,25250,10,40,25251,14,40,25252,18,40,25253,112,40,2525
Полученные результаты свидетельствуют, что после однократного прохода расплавленной зоны эффективность очистки слитка от примеси, содержащейся в пределах 0,01…3,1 %, практически одинаковая и составляет 25 %.
ВЫВОДЫ
1. Рассмотрены основы теории процесса зонной плавки. Представлено математическое описание распределения примесей в слитке после однократного прохода расплавленной зоны.
2. Описаны методы зонной плавки тигельным и бестигельным способами, их достоинства и недостатки.
Тигельная зонная плавка преимущественно используется для материалов с невысокой реакционной способностью и сравнительно невысокими температурами плавления.
Бестигельный способ применяется для зонной очистки химически активных и тугоплавких материалов (вольфрам, ниобий, молибден и т.д.).
3. Рассмотрены технические средства тигельной зонной плавки.
Широкое использование, с точки зрения удобства эксплуатации, имеют горизонтальные контейнеры с загрузкой круглой, прямоугольной и кольцеобразной формы. Вертикальные контейнеры занимают меньшую площадь и экономичнее в отношении условий теплопередачи.
Основными способами нагрева при тигельной зонной плавке являются: нагрев сопротивлением и индукционный нагрев. Первый для легкоплавких материалов, второй для материалов с достаточно высокой температурой плавления (выше 500 0С) и хорошей электропроводностью. В отличие от нагрева сопротивлением индукционный нагрев позволяет формировать более короткую зону, обеспечивает перемешивание расплава вихревыми токами.
Высокая степень очистки достигается многократным повторением зонной плавки. Эффективнее однократное прохождение слитка через несколько нагревателей, что даёт максимальный выигрыш во времени. Наиболее экономичным является возвратно-поступтельное прохождение слитка через несколько нагревателей, особенно при тоннажных загрузках.
3. Описаны принципиальные особенности и технические средства метода бестигельной зонной плавки с плавающей зоной, при котором расплавленная зона удерживается силами собственного поверхностного натяжения. Отмечены преимущества кольцевых зон и зон с закрытыми краями. Формирование плавающих зон в основном осуществляется индукционным и электронно-лучевым нагревом.
Электронно-лучевой нагрев используется при рафинировании тугоплавких металлов в промышленных условиях - в установках электронно-лучевой зонной плавки.
4. Показано, что производительность рафинирования зонной плавкой увеличивается при непрерывной зонной очистке, позволяющей осуществлять крупномасштабную переработку материалов и достигать