Опишите процесс вакуумного индукционного переплава. Каковы его достоинства и недостатки?

Ответы на к.р. № 1

 

Опишите процесс вакуумного индукционного переплава. Каковы его достоинства и недостатки?

Индукционный нагрев основан на наведении в электропроводящем материале вихревых токов Фуко переменным магнитным полем, которое создаётся индуктором. При этом в металле, согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, наводится ЭДС индукции:

ЭДС индукции создаёт в металле вихревой ток силой I, величина которого определяется из выражений: ; ; ; .При прохождении через металл вихревого тока, металл нагревается и плавится. В то же время вихревой ток нагревает только поверхность кусочков шихты, так как при увеличении частоты тока наблюдается скин-эффект: ток «выжимается» на поверхность проводника. Глубина проникновения переменного тока в метрах в материал с относительной магнитной проницаемостью m и удельной электропроводностью k (Ом^-1×м^-1) может быть рассчитана по формуле: Таким образом для увеличения силы тока нагрева нужно увеличивать частоту тока, питающего индуктор, или магнитный поток.

Этот метод позволяет получить сплав заданного состава, относительно чистый по содержанию газов и примесей цветных металлов.К недостаткам метода следует отнести необходимость обеспечения контакта металла с футеровкой тигля и применение сравнительно сложного оборудования.

 

Приведите технологическую схему процесса получения микрокристаллических материалов.

Схема ВКМ такова:

- получение гранул;

- очистка гранул и разделение их по размерам;

- подготовка гранул к компактированию;

- компактирование гранул в монолитные изделия.

 

Каковы перспективы совершенствования процесса непрерывной разливки стали?

 

Расскажите о процессе «инверсионное литье». Приведите схему технологической линии процесса.

См. ответ № 23

 

Опишите процесс вакуумного дугового переплава. Каковы его достоинства и недостатки?

Под действием высоких температур, возникающей в зоне электрической дуги, горящей между электродом и поддоном кристаллизатора в вакууме, металл расплавляется, и капли его падают в кристаллизатор. В водоохлаждаемом кристаллизаторе из капель металла формируется слиток. Электрод в этом процессе может быть расходуемым (и не расходуемым. До начала плавки установка вакуумируетсядо , далее вакуумная система работает в течение всей плавки. Таким образом, капли металла падают в жидкую лунку расплава, находящуюся поверх кристаллизуемого слитка, через разрежённое пространство. При этом обеспечивается весьма полное очищение металла от газов, оксидных неметаллических включений и примесей некоторых цветных металлов. Слиток в этом процессе получается плотным. В результате переплава механические характеристики металла улучшаются и становятся почти изотропными.

Достоинством ВДП является отсутствие контакта металла с огнеупорной футеровкой, а недостатком – практическая невозможность осуществления десульфурации из-за отсутствия шлака.

Какие идеи положены в основу методов получения изделий с микрокристаллической структурой способами ленточной разливки?

См. ответ № 31

 

В чем смысл получения тонкой полосы распыленной струей? Приведите поясняющую схему.

См. ответ № 26

 

Опишите процесс ЭШП. Каковы его достоинства и недостатки?

В этом процессе электрическая цепь между расходуемым электродом и наплавляемым слитком замыкается через слой расплавленного шлака. Таким образом, установки ЭШП относятся к печам сопротивления, так как в них отсутствует электрическая дуга. Жидкий шлак электропроводен, но обладает большим удельным сопротивлением, чем металл. Жидкий шлак при прохождении через него электротока разогревается до 1700-2000°С, в результате чего погружённый в него конец расходуемого электрода оплавляется и металл в виде капелек проходит через слой шлака и застывает в ванне кристаллизатора в виде плотного слитка.

Недостатком ЭШП является невозможность организации в открытом агрегате удаления водорода.

20.

21. Обробка в газостаті - гаряче ізостатичне пресування (ГІП).

Тиск у робочій камері контейнера створюється за рахунок подачі попередньо стислого до 300 – 500 атм аргону. Після заповнення камери аргоном включаються молібденові нагрівачі й при нагріванні газу до 1200 °С його тиск підвищується до необхідної величини – 2000 атм. ГІП гранул виробляється в спеціальній формі капсулі, що виготовляє найчастіше зі звичайної листової сталі.

Гранули в капсулу засинають доверху. Щільність заповнення – 70

%. Потім капсула вакуумують й герметизюуть. Після цього капсула

із гранулами може зберігатися й транспортуватися без обмежень.

Звичайно в газостаті завантажують кількість капсул, що заповнюють весь обсяг робочої камери. Після завершення ГІП обсяг гранул у капсулі зменшується приблизно на 30 %, усуваються порожнечі.

22. Таким чином, розробка й промислове застосування нових способів безперервного розливання забезпечує:

- поліпшення характеристик механічних властивостей металопрокату, внаслідок одержання дрібнокристалічної структури (при цьому досягається підвищення міцності при одночасному підвищенні пластичності й в'язкості металопрокату);

- розширення діапазону марочного сортаменту розплавів,що розливають, (поліпшується деформування звичайно тендітного й тим самим непридатного для прокатки сплаву);

- підвищення ефективності сталеплавильного виробництва, внаслідок зниження капітальних витрат, підвищення продуктивності й зниження експлуатаційних витрат - скорочується потреба в прокатному встаткуванні, нагрівальних пристроях, звільняються виробничі площі, зменшується споживання електроенергії).

На дослідно-промислових установках, що перебувають у цей час, виробляються тонкі сляби перетином 600х40 мм і смуги 300х1.2 мм.

23, Какой технологический прием получения тонкой полосы…

К достаточно новым техническим решениям получения полосы толщиной до 1 мм является способ инверсионного литья, разработанный в Германии. Принцип инверсионного литья заключается в том, что полосу на время помещают в ванну с расплавом. Не достижение полосой температуры ликвидус, вызывает надежное сцепление намороженого на полосу расплава, при этом толщина полосы увеличиваетсяется примерно в шесть раз. С целью экономии энергии толщину полосы не увеличивают более чем в 3,5 раза от толщины исходной.
Технологическая схема способа инверсионного литье представлена на рис. 15. Пары валков 6, расположены в кристаллизаторе 4, продвигают полосу в потоке до полного сквозного затвердевания поверхностного слоя. Степень обжатия при таком горячем прохождении не более 2%. В результате получается горячекатаная полоса толщиной 5 мм. При исходной толщине полосы, задает в расплав, 1 мм, что по свойствам поверхности и показателям поперечного профиля соответствует качеству обычной горячекатаной полосы подвергают дальнейшей холодной прокатке. После горячей и холодной прокатки полосы толщиной до 1 мм, длина полосы по сравнению с длиной исходной увеличивается примерно в пять раз, причем 20% полосы вновь используется в качестве исходной.

Малюнок 15 - Схема розташування встаткування у виробничій лінії машини

інверсійного лиття:

1 - холоднокатана смуга товщиною 1 мм; 2 - петлеутворювач; 3 - пристрій

очищення й знежирення смуги; 5 - розплав; 6 - валки проходу, що пропрасовує; 7 - валки гарячої прокатки; 8 - валки холодної прокатки; 9 - печі для

отжигу; 10 - вихід готової смуги; 11 - смуга на повторне використання

 

Ответы на к.р. № 1

 

Опишите процесс вакуумного индукционного переплава. Каковы его достоинства и недостатки?

Индукционный нагрев основан на наведении в электропроводящем материале вихревых токов Фуко переменным магнитным полем, которое создаётся индуктором. При этом в металле, согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, наводится ЭДС индукции:

ЭДС индукции создаёт в металле вихревой ток силой I, величина которого определяется из выражений: ; ; ; .При прохождении через металл вихревого тока, металл нагревается и плавится. В то же время вихревой ток нагревает только поверхность кусочков шихты, так как при увеличении частоты тока наблюдается скин-эффект: ток «выжимается» на поверхность проводника. Глубина проникновения переменного тока в метрах в материал с относительной магнитной проницаемостью m и удельной электропроводностью k (Ом^-1×м^-1) может быть рассчитана по формуле: Таким образом для увеличения силы тока нагрева нужно увеличивать частоту тока, питающего индуктор, или магнитный поток.

Этот метод позволяет получить сплав заданного состава, относительно чистый по содержанию газов и примесей цветных металлов.К недостаткам метода следует отнести необходимость обеспечения контакта металла с футеровкой тигля и применение сравнительно сложного оборудования.