Вакуумно-кислородное рафинирование

Для интенсификации процесса обезуглероживания вакуумные установки в ряде случаев дополняют устройствами для одно­временной продувки металла кислородом. На таких установ­ках удается в необходимых случаях получать особо высокую степень обезуглероживания. Конвертер оборудуется вакуум-плотной крышкой, через вакуумное уплотнение которой вводится кислородная фурма. В днище конвер­тера проходит асимметрично сопло для подачи аргона с целью дополнительного перемешивания. Вакуум-провод от конвертера вмонтирован непосредственно в камеру внепечного вакуумирования.После заливки полупродуктанаводят шлак (присадками извести и плавикового шпата). Во все периоды плавки через подо­вую фурму подают аргон.

Агрегаты ковш-печь

Представляют собой ковш, футерованный основными огнеупорами, накрываемый крышкой, через которую опускают электроды. Процесс включает перемеши­вание продувкой металла аргоном в ковше, дуговой подогрев и обработку металла синтетическим шлаком в процессе его перемешивания аргоном. Процесс обеспечивает не только получение заданного химического состава и температуры металла, но и снижение количества неметаллических включе­ний в результате удаления серы и кислорода. Агрегаты ковш-печь работают как на переменном, так и на постоянном токе.

Вакуумный дуговой переплав

Под воздействием высо­ких температур, возникающих в зоне электрической дуги между переплавляемым электродом и поддоном кристаллиза­тора, металл на нижнем торце электрода расплавляется и капли расплавленного металла падают в ванну, где под воз­действием охлаждения кристаллизатора формируется слиток. До начала операции печь вакуумируют; вакуумные насосы продолжают ра­ботать в течение всей плавки. Таким образом, капли метал­ла падают через вакуумированное пространство, при этом обеспечивается очень полное очищение металла от газов, оксидных неметаллических включений (общее содержание кис­лорода снижается до очень низких пределов), от примесей некоторых цветных металлов и получается плотный слиток. Кристаллизация металла происходит в водоохлаждаемом кристаллизаторе (обычно медном). В результате ВДП механи­ческие характеристики металла улучшаются и становятся почти одинаковыми в различных направлениях.

Достоинством способа ВДП является отсутствие контакта металла с огнеупорной футеровкой, недостатком — невозмож­ность снижения содержания серы (отсутствие шлаковой фазы). Дуговая выплавка отличается высокой концентрацией тепла в дуге, поэтому ВДП получил широкое распространение при производстве слитков из тугоплавких металлов(титана,циркония, ниобия, молибдена, вольфрама и др.). Схему, при применении которой электрод переплавляется, называют ВДП с расходуемым электродом.

В некоторых случаях изготовить расходуемый электрод невозможно. В этих случаях применяют методВДП с нерасходуемым электродом.

Плазменно-дуговой переплав

Нагрев и плавление металлов с помощью тепла, выделяемого сжатой в поперечном направлении электрической дугой, называют плазменно-дуговой плавкой. В отличие от обычного дугового разряда с температурой столба дуги 6000-8000 °С, сжатие дуги газовым потоком или магнитным полем увеличивает плотность тока, повышает степень ионизации частиц и обеспечивает повышение ее температуры до 10000-30000°С. Сжатую высокотемпературную дугу получают при помощи специальных устройств – плазматронов. В используемых в металлургии плазматронах сжатие дуги осуществляют потоком газа.

В отличие от обычного дугового нагрева, плазменно-дуговой нагрев обеспечивает:

· нагрев и плавление металла с более высокими скоростями;

· существенное упрощение процесса регулирования длины дуги и устранение сложного оборудования для перемещения электродов;

· создание над металлом атмосферы требуемого состава и свойств;

· исключение возможности науглероживания металла;

· устранение шумового эффекта дуги;

· возможность горения дуги в условиях изменения давления в широких пределах.