24.03.2018

Применение электрической дуги в кристаллизаторе


В 1943 г. фирма М. W. Kellog Company занималась выплавкой металла непосредственно в кристаллизаторе с помощью электрической вольтовой дуги. Фирма искала средства и пути уменьшения коррозии стенок кристаллизатора под воздействием шлаков и флюсов и вызываемого ими загрязнения металла.

На рис. 596 показано применявшееся для этой цели устройство. В водоохлаждаемом смазываемом графитом кристаллизаторе 1 из листовой меди плотно устанавливается водоохлаждаемое кольцо 2 также из листовой меди, которое препятствует соприкосновению стенок кристаллит затора с расплавленным флюсом 3: например марганцевым, кальциевым или алюминиевым силикатом или стеклом. Металл, подлежащий расплавлению, вводится в плавильное пространство в порошкообразной форме через полый электрод 4. Металл может быть введен и в расплавленном состоянии. Вначале электрическая дуга зажигается с помощью куска графита или стальной иглы.
На рис. 597 и 598 показано кольцо 2, расширяющееся кверху. Кристаллизатор 1 состоит из нискольких водоохлаждаемых сегментов. Охлаждающая вода подводится через штуцер 6 и отводится через штуцер 7. Кристаллизатор может опускаться совместно со слитком; при таком принципе работы каждая нижняя пара сегментов внизу размыкается и отделяется от слитка и вверху вновь смыкается, образуя рабочую полость кристаллизатора.

На рис. 599 показан способ получения полого слитка с помощью песчаного стержня 8; электроды 4, расположенные в кольцевом пространстве 5, устанавливаются в держателях Конструкция, показанная на рис. 599, не предназначается для непрерывного литья, но принципиально такой способ может быть осуществлен.

В 1943 г. эта же фирма построила установку для изготовления металлических заготовок расплавлением электрода под слоем флюса в кристаллизаторе, как показано на рис. 600. Контактная гильза 1, подводящая ток к электроду 2, должна поддерживаться на определенном расстоянии от зеркала расплавленного флюса 3. Это достигается с помощью пирометра 4. который воздействует на мотор 5 и, следовательно, управляет скоростью подъема контактной гильзы или опусканием кристаллизатора в зависимости от положения зеркала расплавленного флюса. Перемещение электрода регулируется мотором 6 в зависимости от падения напряжения на дуге, при подаче металла, расплавляемого в кристаллизаторе под слоем флюса в форме гранул и т. п., имеются опасения, что в головную часть слитка попадут нерасплавившиеся частицы металла. По способу той же фирмы (1944 г.) металл расплавляется в небольшой электроплавильной печи, садка которой погружается под слой флюса. Расплавленный металл из этой печи проходит через флюс и попадает в кристаллизатор.
На рис. 601, 602 и 603 показаны три конструктивных решения, которые предназначены для обычных изложниц, но могут быть использованы и для непрерывного литья. Небольшая плавильная печь 1 изготовлена из листовой меди и охлаждается водой. Дополнительный, неплавящийся электрод, показанный на рис. 602, предназначен для обогрева-жидкой головной части слитка, а электроды, показанные на рис. 603, — для нагрева струи металла, поступающей в кристаллизатор.

Hepасплавившиеся металлические частицы попадают не в головную часть слитка, а осаждаются на дно печи 1, и постоянно образуют слой, плавящийся под действием электрической дуги.
Дальнейшее развитие этого способа заключается в дополнительном рафинировании поступающего в кристаллизатор металла расплавленным флюсом.

C этой же целью, но для непрерывного литья, в 1934 г. фирма сконструировала установки, показанные на рис. 604 и 605.

В установке на рис. 604 металл в водоохлаждаемой печи 1 из листовой меди расплавляется под слоем флюса 2 с помощью электродов 3 и через кольцевую насадку 5, наполненную флюсом, попадает в. кристаллизатор. Средний электрод 6 служит только для подогрева перетекающего металла, он изготовляется из меди и охлаждается водой. Для поддержания определенной температуры в головной части слитка в качестве электрода используется удлиненный участок 5 печи. Затвердевший флюс 7 образует пробку и препятствует попаданию расплавленного флюса в кольцевой зазор 4 между насадкой 5 и кристаллизатором.

На рис. 605 показана конструкция установки.

Чтобы устранить уменьшение выхода годного из-за отходов хвостовой части слитка фирма М. W. Kellog Company в 1943 г. разработала установку, показанную на рис. 606, в которой не используется затравка. Под водоохлаждаемым кристаллизатором 1 из листовой меди перед началом литья устанавливается состоящая из двух частей также водоохлаждаемая крышка 2. Металл подводится через полый электрод 3 и плавится под слоем флюса 4 электрической дугой.
На рис. 607 представлена установка этой же фирмы (1943 г.) с кристаллизатором, подобным показанному на рис. 604. Металл подводится в расплавленном состоянии в головную часть слитка и с помощью электрической дуги поддерживается в перегретом состоянии. Отливаемый металл затвердевает сверху и благодаря перегретой жидкой головной части 1 слитка устраняются дефекты слитка, вызываемые усадкой, ликвацией и внутренними напряжениями.

Подача жидкого металла из печи 2 регулируется в зависимости от длины дуги 3. Изменение напряжения является импульсом для механизма опрокидывания печи 2, благодаря чему поддерживается постоянство расхода металла.





Яндекс.Метрика