Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Металлургические особенности при вакуумном дуговом переплаве


Рафинирование при ВДП основано на процессах вакуумной обработки металла и механического отделения неметаллических фаз в условиях капельного наплавления слитка.

Обычно в дуговой вакуумной печи поддерживают разрежение (по замерам на входе в вакуумную магистраль) в пределах 1,3-1,3*10в-2 Па (10в-2—10в-4 мм рт. ст.). Давление газов в зоне плавления всегда выше. Эта разность тем больше, чем глубже кристаллизатор и меньше зазор между его стенкой и электродом, чем больше в переплавляемом металле содержится газов, а также элементов с высокой упругостью пара. Согласно опытным и расчетным данным, давление над поверхностью ванны может на порядок величины превышать показания вакуумного манометра, т. е. находиться в пределах 0,13—13,3 Па (10в-1—10в-3 мм рт. ст.).

Как указывалось, даже при разрежении 0,1—1 кПа степень дегазации сталей должна быть весьма высокой (см. табл. 4). Однако, несмотря на более низкое давление в плавильном пространстве печи, на практике удается значительно уменьшить концентрацию только водорода. Равновесие между расплавом и азотом и кислородом в разреженной атмосфере печи, как правило, не достигается.

Степень завершенности дегазации зависит от термодинамических и кинетических факторов: влияния раскислителей, поверхностно-активных и нитридообразующих элементов; удельной площади межфазной поверхности металл — газ и интенсивности перемешивания расплава. Необходимо учитывать также технологические особенности рафинирующего процесса. Так, при ВИП вакуумируется сразу весь находящийся в тигле расплав. В общем случае при неизменной площади межфазной поверхности изменение содержания примесей в расплаве пропорционально продолжительности выдержки в вакууме. Одна из особенностей рафинирования при ВДП, как и при любом из «квазиравновесных» процессов переплава расходуемых электродов или заготовок, состоит в непрерывном обновлении металла в ванне. В нее непрерывно поступают новые порции металла с высоким содержанием примесей, и определенное количество металла затвердевает, фиксируя их концентрацию в слитке. Причем рафинирование происходит не только на поверхности ванны, но и в пленке на торце электрода, а также в капле.

Учет различия термодинамических и кинетических факторов рафинирования на этих этапах при расчетном анализе поведения газов и примесей сложен, и чаще для этого используют упрощенные аналитические зависимости, из которых следует ряд выводов. При постоянной скорости переплава снижение содержания и конечная концентрация примеси прямо пропорциональны ее исходной концентрации. При отсутствии источников загрязнения степень рафинирования металла обратно пропорциональна скорости переплава. При одноразовом переплаве степень рафинирования не может быть сколь угодно высокой, но повышается при многократном переплаве. Практические результаты подтверждают эти выводы.

Изучение закономерностей поведения водорода при ВДП затруднительно. Организовать отбор и закаливание проб из металлической ванны невозможно, и о степени удаления водорода судят по результатам анализов проб из расходуемых электродов и слитков переплавленного металла, часто даже из деформированных. При таком сопоставлении отмечают 4—5-кратное уменьшение содержания водорода в сталях, а его остаточные концентрации регистрируются в диапазоне (1—2,5)*10в-4 % и даже меньше. В результате ВДП механические свойства металла перестают быть зависимыми от содержания водорода и его вредное влияние не обнаруживается даже по отношению к низколегированным высокопрочным (флокеночувствительным) сталям. Эти успехи объясняют высокой диффузионной подвижностью водорода, коэффициент диффузии которого в жидких металлах примерно на порядок превышает этот показатель для таких элементов, как азот и кислород.
Металлургические особенности при вакуумном дуговом переплаве

Обобщение многочисленных экспериментальных данных в части поведения азота приводит к выводу, что ВДП сопровождается удалением этого элемента из большинства сталей и сплавов на основе железа и никеля. Степень деазотации сталей, как правило, не превышает 50 % (рис. 55, а). Ho при низких концентрациях азота в сталях и сплавах (особенно в хромистых и хромоникелевых) степень снижения его содержания очень мала. Определены критические концентрации газа, измеряемые несколькими тысячными долями процента, по достижении которых деазотация расплава прекращается.

Некоторые исследователи причину этого усматривают в специфических особенностях ВДП, в частности в повышенном (по отношению к остальному объему вакуум-камеры) давлении газов в межэлектродном пространстве, увеличенной растворимости азота в металле в условиях дугового разряда и др. Однако аналогичное явление обнаружено и при ВИП хромистых расплавов. Здесь также отмечается заметное снижение концентрации азота только при высоком исходном его содержании (0,03—0,05 %). Если начальная концентрация азота мала (0,007—0,01 %), заметного ее уменьшения не фиксировали даже после продолжительной (около 2 ч) выдержки расплава в вакууме. Авторы указывают, что до определенных (критических) концентраций азота закономерности его удаления из расплава в вакууме соответствуют реакции 1-го порядка. Для указанных марок сталей эти концентрации составляют 0,0045—0,0055 %. Ниже их кинетика деазотации изменяется и описывается уравнением реакции 2-го порядка. Это означает, что при высоких концентрациях азота скорость его удаления лимитируется диффузией в пограничном слое расплава. По достижению критических концентраций дегазация идет в смешанном режиме. В дальнейшем деазотация контролируется скоростью химической реакции — молизации азота и десорбцией его в газовую фазу.

Из этого следует, что при повышенной газонасыщенности металла степень удаления азота можно увеличить воздействием на диффузионное звено процесса. При ВИП этому способствует, например, перемешивание расплава, а в случае ВДП — увеличение диаметра кристаллизатора (табл. 12) и уменьшение скорости переплава (табл. 13). При концентрациях азота менее 0,004—0,005 %, т. е. когда его удаление протекает в кинетическом режиме, ускорить этот процесс могут только воздействия, повышающие вероятность моли-зации атомов азота. Однако авторы работы не указывают, какие мероприятия необходимы для этого.


Характеризуя поведение азота при ВДП, мы ограничились рассмотрением случая экстракции газа из раствора, хотя он может присутствовать в сталях и сплавах в составе нитридов. Однако такой подход к анализу поведения азота не противоречит опыту ВДП не только низколегированных (конструкционных) сталей, но и сплавов, легированных элементами с высоким сродством к азоту. Степень деазотации примерно одинакова для обеих указанных групп сплавов. Это дает основание полагать, что нитриды диссоциируют даже при переплаве высоколегированного металла и большая часть содержащегося в электроде азота удаляется по механизму экстракции газа из раствора.

В отличие от азота концентрация кислорода в переплавленных сталях и сплавах слабо зависит от исходного его содержания (рис. 55, б), обычно не превышает 0,003 %, а во многих случаях снижается примерно до 0,001 %. Достижению таких низких концентраций кислорода способствуют благоприятные условия рафинирования при отсутствии дополнительных источников загрязнения, как, например, футеровка при ВИП.

Изменение содержания кислорода при ВДП тесно связано с поведением неметаллических включений. Количество оксидов в металле уменьшается путем механического выделения их на межфазную границу, а также их диссоциацией с переходом кислорода в раствор или газовую фазу. Важное значение имеет возрастание в вакууме раскислительной способности углерода, который при взаимодействии с растворенным кислородом образует удаляющийся из расплава газообразный оксид углерода (см. параграф 4 первой главы). В условиях ВДП возможно и восстановление углеродом твердых оксидов:

Этот процесс может протекать в объеме расплава, но более вероятен на его поверхности.

Точная количественная оценка роли ВУР металла при ВДП затруднительна. Возможность удаления кислорода по такому механизму подтверждает, в частности, наличие углерода в конденсате на стенках кристаллизатора. Испарение углерода из сталей при температурах ВДП маловероятно. Полагают, что выделяющийся из расплава оксид углерода разлагается по реакции Белла с осаждением углерода на конденсате, который служит катализатором указанной реакции.

Косвенным подтверждением участия углерода в раскислении металла при ВДП можно рассматривать и результаты специальных опытов. Стали с содержанием углерода от 0,02 до 0,7 % были подвергнуты дуговому переплаву в вакууме, а также в аргоне при давлении 1,3*10в4 Па (приблизительно 100 мм рт. ст.). Оказалось, что независимо от концентрации углерода и способа раскисления исходной стали степень ее раскисления при переплаве в вакууме всегда выше, чем в аргоне. Так, если при ВДП удаляется около 70—80 % кислорода, то во втором случае примерно в 2—3 раза меньше.

Полагают, что из раскисленных сталей основное количество кислорода удаляется при ВДП с неметаллическими включениями и лишь 20—30 % — в результате ВУР.

Результаты экспериментов и расчетов показывают, что включения глинозема и кремнезема в условиях ВДП термодинамически неустойчивы. Кинетические возможности их диссоциации достаточно высоки. Размеры оксидов в глубоко раскисленных сталях обычно не превышают 30 мкм. Расчетная продолжительность диссоциации таких включений не более 3 мин. Время падения капли составляет 0,3—0,4 с, на порядок меньше, чем время существования металла в пленке на торце электрода. Продолжительность пребывания металла в ванне значительно больше (20—40 мин). С учетом этих данных полагают, что эффектом рафинирования в капле можно пренебречь. Ho этап пребывания расплава на торце является весьма существенным в аспекте удаления из него газов и включений. Установлено, что не только нитриды, но и крупные оксиды исчезают в пленке металла еще до образования капли (табл. 14). При этом важное значение имеет не только диссоциация, но и выделение включений на границу газ — металл, где они частично или полностью восстанавливаются по реакции (3.13).

Остальное количество кислорода удаляется путем всплывания оксидов на поверхность металлической ванны. При переплаве сталей на ней часто наблюдается тонкая шлаковая пленка, в составе которой преобладает глиноземно-шпинельная фракция (табл. 15). О высокой стабильности таких комплексных оксидов (по сравнению с глиноземом и кремнеземом) в вакууме при высоких температурах свидетельствуют и результаты термодинамических расчетов. Примечательно, что химический состав шлаковой пленки на поверхности ванны близок к составу включений исходной, раскисленной алюминием стали (табл. 16). Это подтверждает возможность ее рафинирования флотацией оксидов.

Характерно также, что всплывшие включения обогащены глиноземной фракцией, а фиксируемые в теле слитка — силикатной составляющей (см. табл. 15). Такого рода трансформацию оксидов объясняют двояко. Она может быть вызвана, во-первых, диссоциацией термодинамически непрочных оксидов (силикатов) при плавлении электродного металла с повторным их образованием при кристаллизации. Это подтверждается расположением включений в дендритной структуре стали. Термодинамически непрочные оксиды, а также нитриды находятся преимущественно в межосных участках. Причем они значительно мельче и расположены равномернее, чем в исходном металле.

Изменение состава оксидов, во-вторых, может быть объяснено избирательным рафинированием стали из-за неодинаковой скорости удаления включений. Более полная очистка расплава от глинозема характерна не только для ВДП, но и для других рафинирующих переплавов. Худшие условия удаления силикатов объясняют либо замедленным выходом их на поверхность, либо малой скоростью растворения в шлаковой фазе.

Неодинаковая степень удаления различных оксидов учтена при разработке мероприятий, направленных на достижение максимального эффекта раскисления. Они предусматривают получение в металле электрода (наряду с высокой общей его чистотой) оксидной фазы с преобладанием глиноземистой фракции. При ВДП содержание кислорода в таких сталях уменьшается на 80 % и более.

При низком остаточном давлении газов над расплавом имеются условия для рафинирования его от вредных цветных примесей. Однако дистилляционные возможности ВДП, как и дегазации, подвержены влиянию термодинамических и кинетических факторов, а также технологических особенностей процесса.

Анализом металла трудно уловить изменение концентрации цветных примесей, так как абсолютное их содержание часто близко к нижнему пределу методов измерений. Поэтому представление о поведении олова, свинца, мышьяка и других элементов получают из результатов анализа конденсата и даже загрязнений масла насосов.

В составе тонких пленок конденсата на кристаллизаторе содержание цветных примесей на два-три порядка величины превышает их концентрацию в сталях и сплавах. Здесь же регистрируют повышенное содержание серы и меди. По данным, концентрация меди после ВДП снижается на 10—30 %, серы — на 6—20 %. Другие исследователи считают, что десульфурация не характерна для ВДП. С этим мнением можно согласиться, если учесть, что по абсолютной величине содержание серы изменяется всего на несколько тысячных долей процента, причем в случае высокой исходной концентрации. В настоящее время принято, что процессы десульфурации и дефосфорации при ВДП не имеют практического значения.

Основную причину слабой эффективности дистилляции при ВДП усматривают в весьма низкой активности вредных примесей в расплаве. Движущая сила yiNipi0 испарения (1.39) мала, несмотря на очень высокую упругость пара фосфора, серы, цинка и других элементов в чистом виде при температурах ВДП сталей.

Поскольку рассчитать изменение химического состава сталей при ВДП трудно из-за неопределенности факторов испарения, при анализе поведения элементов довольствуются обобщением эмпирических данных. В этом аспекте представляет интерес вывод о том, что решающую роль в изменении состава сплавов играет температура расплава, а не различия в глубине вакуума или отклонения поведения металлических систем от идеальных растворов (табл. 17). Поведение элементов предложено оценивать критерием относительной летучести, т. е. отношением абсолютных температур основы сплава To и элемента Tb, при которых давление пара над чистыми элементами равно 133 Па (1 мм рт. ст.). Заметные отклонения состава сплавов от исходного при плавке в вакууме имеют место, если этот критерий больше 1,3 (табл. 18). Ломаная линия делит таблицу на две части. Сверху находятся элементы, заметно испаряющиеся, снизу — малолетучие. С повышением температуры расплава (при переходе к системам с более высокой температурой плавления) отдельные элементы из малолетучих становятся сильнолетучими, а количество испаряющихся элементов существенно увеличивается.

Приведенные данные убедительно свидетельствуют о том, что при значительном (в тысячу градусов) изменении температуры расплава температурный фактор действительно является решающим. Однако его абсолютизация не приносит большой пользы, поскольку для объяснения поведения некоторых элементов автору работы приходится учитывать и их активность. Так, хром, олово, медь в титановых сплавах занимают промежуточное положение: при больших содержаниях этих элементов могут иметь место существенные отклонения от исходной концентрации, при малых — отклонения невелики. Поэтому приведенные данные создают лишь общее представление о возможных изменениях химического состава расплава.

Кроме указанного испарения меди, при ВДП сталей и сплавов на основе никеля отмечают относительное уменьшение исходного содержания кремния и хрома до 6 %. Ho наиболее существенны потери марганца, составляющие 15—25 %, а при повышенном его содержании — до 50 % (см. рис. 55, в).

Испарение марганца представляет собой серьезную металлургическую проблему. Для ее решения, в частности, осуществляют ВДП при максимальном коэффициенте заполнения кристаллизатора, оптимизируют ток дуги, следовательно, температуру и производительность процесса. Используют и другие технологические приемы (см. параграф 2 настоящей главы). Ho негативные последствия испарения заключаются не только в потере марганца, которую компенсируют избыточным легированием исходного металла.

При ВДП на внутренней поверхности кристаллизатора образуется корка (гарнисаж). Внешний по отношению к слитку ее слой представляет собой конденсат, в состав которого входят все испаряющиеся элементы. Внутренний слой состоит из небольших частичек металла, сходных по составу с переплавляемой сталью, вероятно — брызг. При подъеме уровня металла гарнисаж частично растворяется в нем и сплавляется со слитком. Из-за характерного вида этой корки на головной части слитка гарнисаж получил наименование «корона» (см. рис. 53).

Рыхлый конгломерат конденсата и брызг металла значительно ухудшает качество поверхности слитка ВДП. Как указывалось, в состав гарнисажа входят все элементы, присутствующие в переплавляемом материале. Ho концентрация марганца здесь в 20—100 раз выше, чем в слитке, а иногда его наружный слой содержит до 80 % этого элемента.

Гарнисаж интенсивно поглощает азот, выделяющийся из переплавляемого металла. Он взаимодействует с титаном, алюминием, другими элементами и образует большое количество нитридов, которые при подъеме расплава частично растворяются. В результате содержание азота на периферии слитка ВДП до глубины 8—10 мм значительно выше его концентрации в основном металле. Если количество азота в исходном металле принять за 100 %, то его содержание в поверхностном слое толщиной 10 мм — 45 %, и слитке без поверхностного слоя — 21 %, а десорбция в газовую фазу — 34 %. Это означает, что геттерный механизм гарнисажа в части деазотации соизмерим с действием вакуумной системы.

Неудовлетворительное качество поверхности слитка ВДП едва ли не основной его дефект. Однако конденсат на стенке кристаллизатора может являться причиной и внутреннего дефекта слитка ВДП. Из-за интенсивного вращения расплава и нестабильного горения дуги тонкий и недостаточно прочный гарнисаж разрушается. Его падающие кусочки погружаются в ванну и фиксируются в двухфазной зоне. При травлении металла они выявляются в макроструктуре как дефект характерной формы, в виде спирали, поэтому его именуют «улитка» или «корона». Этот дефект чаще встречается в сплавах на основе никеля, легированных титаном и алюминием, и представляет собой крупное скопление нитридов, карбонитридов и оксидов титана, алюминия, ниобия.

Возможность достижения нерасплавившимися кусочками гарнисажа фронта кристаллизации подтверждена опытами по искусственному их введению в металлическую ванну при ВДП. Установлено, что дефект «улитка» появляется при падении сравнительно крупных кусочков с линейными размерами более 5 мм. В работе подтверждена также возможность образования дефекта «улитка» затягиванием шлаковой пленки с поверхности в глубинные слои ванны каплями металла.

Шлак на поверхности ванны — виновник образования в слитках ВДП и другого дефекта. Тонкая тугоплавкая пленка оксидов оттесняется на периферию и прилипает к гарнисажу. Если пленка достаточно прочна, то при подъеме уровня расплава она погружается в ванну и фиксируется в слитке в виде шлаковых включений. Пораженность слитка ВДП такими дефектами усиливается с возрастанием загрязненности исходного металла, а также при чрезмерном снижении производительности переплава, вызывающем охлаждение металла на периферии ванны.

Кроме шлаковых загрязнений, в слитке ВДП обнаруживается еще один вид подкорковых дефектов — газовые поры (свищи). Их диаметр составляет 3—7 мм, глубина проникновения может быть значительной, иногда более 70 мм. Образование свищей связывают с газовыделением (азота или оксида углерода) из короны при прогреве ее жидким металлом. Этот дефект присущ конструкционным сталям, а в нержавеющих и жаропрочных сталях и сплавах свищи встречаются редко. Вероятность их появления возрастает с повышением газонасыщенности переплавляемого металла.

Повышенная загрязненность поверхностного слоя металла неметаллическими включениями, чрезмерное обогащение легирующими элементами, примесями, газами, а также наличие подкорковых дефектов обусловливают необходимость обдирки слитков ВДП на глубину 25 мм. Особые затруднения при обработке слитка лезвийным или абразивным инструментом вызывает повышенное содержание марганца в гарнисаже, увеличивающее сопротивляемость металла удалению, что значительно усложняет подготовку слитков к дальнейшему переделу.

Большую пользу в деле повышения качества поверхности слитка должно оказать применение флюсов при ВДП. Небольшие их присадки на зеркало расплава будут ассимилировать и разжижать тугоплавкие шлаковые пленки, предотвращать сплавление слитка с короной, предупреждать образование в нем шлаковых включений, свищей. В некоторых случаях это позволит смягчить требования к подготовке поверхности расходуемых электродов и даже использовать для переплава заготовки с неудаленной окалиной. К сожалению, за исключением редких упоминаний о возможности применения флюсов при ВДП, этот вопрос в специальной литературе не освещен. Имеется, пожалуй, единственная работа где описаны результаты первых опытов применения флюсов при ВДП. Однако, судя по материалам статьи, шлаковая ванна полностью закрывала поверхность жидкого металла, а торец электрода и электрическая дуга были погружены в шлак. Это означает, что в опытах воспроизводился процесс Гопкинса, который можно рассматривать как некоторый прообраз ЭШП.

Обобщая изложенное, отметим еще раз, что потенциальные возможности рафинирования металла при ВДП реализуются далеко не полностью. Дегазация в наибольшей мере проявляется по отношению к водороду, концентрация которого в металле снижается до необходимого безопасного уровня. Значительное уменьшение содержания кислорода в переплавляемом металле, почти не зависящее от исходной концентрации, происходит в основном за счет флотации оксидов. Есть все основания полагать, что остаточная окисленность металла контролируется равновесием реакции взаимодействия кислорода с наиболее термодинамически активным в данных условиях элементом — раскислителем. Удаление азота в наибольшей мере подвержено влиянию неблагоприятных кинетических и термодинамических факторов. Относительная загрязненность металла ВДП азотом выше, чем водородом и кислородом. Достигнуть низкого содержания азота в слитке удается в основном за счет использования чистого исходного металла. Возможности дистилляции при ВДП ограничены недостаточно высокой температурой и вакуумом, а также низкой активностью вредных примесей в расплаве. Несмотря на регистрируемое их испарение, большого практического значения рафинирование сталей и сплавов от цветных примесей, серы и фосфора при ВДП не имеет. Поэтому чистоту переплавленного металла в отношении перечисленных элементов обеспечивают в основном на этапе выплавки металла для расходуемых электродов.

Изложенное помогает понять тесную взаимосвязь качества расходуемого электрода и слитка ВДП. Подготовка к переплаву предусматривает не только производство как можно более чистого по вредным примесям и включениям, а также химически однородного металла по высоте и сечению электрода. Уделяется пристальное внимание и затрачиваются значительные усилия на обеспечение высокого качества и необходимой геометрии его поверхности.

В зависимости от сортамента (марки стали или сплава, требований к качеству, массы будущего слитка и др.) металл для электродов выплавляют в дуговых, индукционных или вакуумных индукционных печах. Реже электроды изготовляют из мартеновской и даже конвертерной стали. При очень высоких требованиях к качеству металла расходуемым электродом служит слиток ВДП (т. е. применяют двойной и даже тройной ВДП) или другого процесса СЭМ, например ЭШП.

При выплавке исходного металла основное внимание уделяют корректировке его состава, рафинированию и раскислению. Химический состав металла корректируют, главным образом, по марганцу. Иногда также несколько увеличивают содержание хрома и кремния. Количество вредных цветных примесей, меди, серы и фосфора в переплавляемом металле должно быть минимальным, что достигается использованием чистых шихтовых материалов, тщательным рафинированием в печи или в ковше. Правильное раскисление стали необходимо для уменьшения содержания кислорода и формирования в металле электрода включений, в наибольшей мере удаляемых при ВДП. При этом учитывают и их влияние на свойства переплавляемого металла. Поскольку при ВДП металл легче очищается от глинозема, чаще раскисляют сталь повышенным количеством алюминия.

Производство специальных сплавов (жаропрочных или «суперсплавов») представляет собой область металлургии, отличающуюся от массового производства металла в традиционных агрегатах. Особо чистые шихтовые материалы переплавляют исключительно в вакуумных индукционных печах. Из-за взаимодействия металла с футеровкой тигля продолжительность выдержки расплава при ВИП ограничивают несколькими минутами. Хотя за это время в нем уменьшается содержание вредных цветных примесей и газов, ВИИ используется в основном для плавления шихты, предохранения расплава от влияния атмосферы, доведения его до кондиции, а также для разливки таких сплавов в вакууме.

Стоимость электродов составляет значительную долю затрат на ВДП. На раннем этапе его освоения их изготовляли только из деформированного металла. Теперь кованые или катаные электроды применяют лишь в случаях, когда переплав литого металла затруднителен. Например, при ВДП инструментальных (быстрорежущих) и подшипниковых сталей от литых электродов откалываются куски. Необходимость деформации металла электрода диктуется также технологическими особенностями получения прямоугольного слитка ВДП, переплава в кристаллизатор малого диаметра и производства очень крупных слитков.

К электродам ВДП предъявляются повышенные требования в части однородности химического состава по длине, отсутствия крупных экзогенных HB, газовых пор и раковин, трещин. Окалина и крупные включения являются причиной образования шлаковых включений в слитке ВДП. Трещины, особенно поперечные, вызывают скалывание кусков электрода и падение их в ванну. При обнажении пор, раковин, различного рода несплошностей и в случае падения кусков электрода нарушается стабильность электрического режима переплава, может возникнуть тлеющий разряд, привязка дуги к стенке кристаллизатора. Это отрицательно сказывается на формировании слитка, а иногда приводит к аварии. Поэтому подготовка электродов к ВДП предусматривает тщательную обработку их поверхности: кислотное травление, дробеструйная очистка, обдирка па абразивных и токарных ставках. Последние два способа используются чаще как наиболее надежные и эффективные. Однако при этом уменьшается выход годного металла и возрастают затраты на передел. При обработке поверхности электродов удовлетворяют также требованиям по соблюдению необходимой геометрии электродов (цилиндрических): малая кривизна по длине, незначительная овальность поперечного сечения, плавное сопряжение участков поверхности с разной глубиной местной выборки дефектного металла, от которых в значительной мере зависит стабильность электрического режима ВДП и, следовательно, качество слитка.

Как и при обсуждении особенностей формирования слитка при ВДП, необходимо упомянуть о критериях оптимальности режимов переплава. В общем случае показатели дегазации и дистилляции металла улучшаются при уменьшении производительности ВДП. Однако одновременно усиливается испарение легирующих элементов, следовательно, заметнее изменяется химический состав переплавляемого металла и больше пара конденсируется на кристаллизаторе с образованием короны. Кроме того, замедление процесса переплава чревато охлаждением и окислением металла на периферии поверхности ванны. Вместе с последствиями испарения это приводит к значительному ухудшению качества поверхности слитка ВДП. Поэтому, как и при создании наиболее благоприятных условий формирования слитка, оптимальный режим ВДП существует и в аспекте наибольшего эффекта рафинирования расплава, а также минимальной пораженности слитка дефектами металлургического происхождения.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: